热门试卷

在一个横截面积S=3×10-2m2的圆筒内装有质量m=0.6kg的水，被太阳光垂直照射t=2min后，水温升高1℃，设大气层的太阳能只有η=45%到达地面，不计容器的吸热和散热损失，试估算太阳的全部辐射功率．（保留一位有效数字，设太阳与地球之间的平均距离d=1.5×1011m，水的比热c=4.2×103J/kg•℃）

进入21世纪，低碳环保、注重新能源的开发与利用的理念，已经日益融入生产、生活之中．某节水喷灌系统如图所示，喷口距地面的高度h=1.8m，能沿水平方向旋转，喷口离转动中心的距离a=1.0m水可沿水平方向喷出，喷水的最大速率v0=10m/s，每秒喷出水的质量m0=7.0kg．所用的水是从井下抽取的，井中水面离地面的高度H=3.2m，并一直保持不变．水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电阻r=5.0Ω．电动机正常工作时，电动机的输入电压U=220V，输入电流I=4.0A．不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率．水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率．（计算时π取3，球体表面积公式S=4πr2）试求：

（1）求这个喷灌系统所能喷灌的最大面积S；

（2）假设系统总是以最大喷水速度工作，求水泵的抽水效率η；

（3）假设系统总是以最大喷水速度工作，在某地区将太阳能电池产生的电能直接供该系统使用，根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积Smin．

（已知：太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，太阳辐射的总功率P0=4×1026W，太阳到地球的距离R=1.5×1011m，太阳能电池的能量转化效率约为15%．）

汽车运动时，驱动轮与地面摩擦产生牵引力．某种型号的小汽车，重1.3吨，前置驱动（前轮为驱动轮），两个前轮和两个后轮都是均匀受力，且前轮所受摩擦力大小是后轮的3倍，车轮不打滑．假设空气阻力恒定且为车重的0.1倍，重力加速度取10m/s2．

（1）在某种路面上试车，汽车从静止开始做匀加速直线运动，若能在S=150m的距离内加速到υ=30m/s，每个车轮产生的牵引力多大？

（2）若汽车发动机输出功率保持60kW，要使该车在S=150m的距离内从静止开始加速到υ=30m/s，需要多少时间？

森林是一巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气．小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水面的表面积为0.1m2，经太阳垂直照射15min，温度升高了5℃．请计算：

（1）实验时6kg的水吸收了多少热量？

（2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？

（3）100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气？（若绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气）

如图所示粗细均匀的木棒长为L，质量为M，可绕固定转动轴O自由转动，现用水平力F作用于木棒的下端将木棒从竖直位置缓慢拉起，并转过θ角度，则在拉起的过程中，拉力F做的功为多少？

某同学解法为：

木棒与竖直位置成θ时，木棒所受的力矩平衡   Mg Lsinθ/2=F Lcosθ，

得到F=Mgtgθ/2

从竖直位置缓慢拉起的过程中，拉力F从0变化到Mgtgθ/2，

拉力F的平均值=Mgtgθ/4

拉力作用点在力F方向上的位移是    S=L sinθ

根据W=FS     解得：拉力F 做的功：WF=Mg L sinθtgθ/4

所以在拉起的过程中，拉力F做的功为WF=Mg L sinθtgθ/4，

你认为他的解法是否正确？若正确，请说明理由；若错误，也请说明理由，并且解出正确的结果．

小玲利家用煤气灶烧水，把为lkg、l5℃的水烧开（在标准大气压下），烧水前后煤气表的示数分别如图甲、乙所示．[c水=4.2×1O3J/（kg•℃）]

（1）煤气的用量是多少立方米？如果煤气的密度为O.6kg/m3，烧水时消耗煤气多少千克？

（2）在此过程中水需要吸收多少热量？

（3）用额定功率是750W的电热器烧开同样的水，若电能转化为热能的效率是90%，则通电时间是多少？

关于点电荷周围电势大小的公式为U=kQ/r，式中常量k＞0，Q为点电荷所带的电量，r为电场中某点距点电荷的距离．如图所示，两个带电量均为+q的小球B、C，由一根长为L的绝缘细杆连接，并被一根轻质绝缘细线静止地悬挂在固定的小球A上，C球离地的竖直高度也为L．开始时小球A不带电，此时细线内的张力为T0；当小球A带Q1的电量时，细线内的张力减小为T1；当小球A带Q2的电量时，细线内的张力大于T0．

（1）分别指出小球A带Q1、Q2的电荷时电量的正负；

（2）求小球A分别带Q1、Q2的电荷时，两小球B、C整体受到小球A的库仑力F1与F2大小之比；

（3）当小球A带Q3的电量时细线恰好断裂，在此瞬间B、C两带电小球的加速度大小为a，求Q3；

（4）在小球A带Q3（视为已知）电量情况下，若B球最初离A球的距离为L，在细线断裂到C球着地的过程中，小球A的电场力对B、C两小球整体做功为多少？（设B、C两小球在运动过程中没有发生转动）

某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零．为了研究河水流速与离河岸距离的关系，小明设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”形玻璃管的水

平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长．当水流以速度v正对“L”形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外水面高度差为h，且h随水流速度的增大而增大．为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下表所示的实验数据，并根据实验数据得到了v-h图象，如图丙所示．

（1）根据上表的数据和图丙中图象的形状，可猜想v和h之间的关系为______；

为验证猜想，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并作出图象，若该图象的形状为______，说明猜想正确．

（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1m测一次流速，得到数据如下表所示：根据v和h之间的关系完成下表的最后一行，对比下表中的数据，可以看出河中水流速度v与离南岸的距离x的关系为______．

2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注．其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海-库布齐沙漠-毛乌素沙漠-腾格里沙漠-乌兰布和沙漠-巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自流进入罗布泊．此路径中最高海拔约为1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差．此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素．下面我们仅从能量角度来分析这个方案．

取重力加速度g=10m/s2，水的密度 ρ1=1.0×103kg/m3．

（1）通过管道提升海水，电能的利用率η1=60%，将1吨海水提升到海拔1200m，需要耗多少电能？利用水的落差发电，发电效率也为η1=60%，在1000m的落差中1吨水可以发多少电能？

（2）如果每年调4×109m3海水入疆，尽管利用落差发的电可以全部用来提升海水，但还需要额外提供多少电能．

（3）额外需要的电能可从三峡水电站输送．已知三峡水电站水库面积约1.0×109m2，年平均流量Q=5.0×1011m3，水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率η1=60%． 求：在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例．