热门试卷

一艘轮船连续航行了6个昼夜．已知轮船使用的内燃机的功率为5×107J，效率为25%，柴油机的燃烧值为4×107J/kg．求这艘轮船至少消耗了多少柴油？

潮汐能是一种有待开发新能源，利用涨、落潮位差，可以把潮汐势能转化为动能再通过水轮机发电．如图所示为双向型潮汐电站示意图，在海湾建一拦水坝，使海湾与大海隔开构成水库，在坝上安装水轮发电机组，利用潮汐造成的坝内、外水位差，引导高水位的海水通过水轮发电机，将机械能转变成电能．海水密度ρ=1.0×103kg/m2，g=10m/s2．

（1）试用图中规定的符号，画出涨潮和落潮时，海水双向流动的路径．

（2）已知某潮汐电站海湾水库面积约2.5×106m2，假设电站的总能量转换效率为10%，该电站的年发电总量1.0×107kW•h，电站发电功率为3.2×103kW．试推算出大坝两侧涨、落潮的平均潮差及日满负荷工作的时间．

一辆典型的电动车蓄电池贮存了4.5×107J的有效电能，若车辆自重2t，装有1t的货物，行驶时所要克服的阻力是车重的0.02倍，电动车总工作效率为80%，试计算这台电动车行驶的有效距离最多是多少？（g取10m/s2），若电动车蓄电池的总电动势为24V，工作时的电流强度为20A，工作时能量损失部分在控制电流大小的电阻上及在电池和电动机内阻转化为内能上，由于机械摩擦的损失忽略不计，则控制电阻、电池和电动机的总内阻是多大？电动车辆能匀速行驶的速度是多大？电动车辆加速行驶的方法是什么？

如图（a），磁铁A、B的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上．A固定于导轨左端，B的质量m=0.5kg，可在导轨上无摩擦滑动．将B在A附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到B的势能随位置x的变化规律，见图（c）中曲线I．若将导轨右端抬高，使其与水平桌面成一定角度θ[如图（b）所示]，则B的总势能曲线如图（c）中II所示（设B在x=0处时重力势能为零）．在图（b）的情况下，若将B放在x=15.0cm处，则B在该位置时的重力势能为______J，若将B在x=15.0cm处静止释放，则它能达到的最大速度为______ m/s，此时B受到的磁场力为______ N．

（2016•宜昌一模）在一个标准大气压下，m=lkg冰在O℃时吸收Q=336kJ的热量后变成同温度的水，外界同时对系统做了W=llkJ的功，阿伏伽德罗常数NA=6.0xl023mol-l，水的摩尔质量M=18g•mol-l．问

（Ⅰ）此过程中系统的内能变化了多少？

（Ⅱ）lkg冰所含的分子数为多少？（结果保留2位有效数字）

春天，农民需要用水泵给缺水农田灌溉，已知水泵能在1h内将3×105kg的水抽到12m高处．

（1）连续工作5h，所做的有用功是多少？

（2）若水泵的工作效率为80%，则水泵5h内所做总功功率是多少？

（3）若此水泵用一柴油机带动，假设柴油机完全燃烧所释放的内能有40%转化为水的机械能，则每小时消耗多少柴油？（柴油热值为3×107J/kg，g取10N/kg）

图中a为一固定放置的半径为R的均匀带电球体，O为其球心．己知取无限远处的电势为零时，球表面处的电势为U=1000V．在离球心O很远的O′点附近有一质子b，它以 Ek=2000eV 的动能沿与O′O平行的方向射向a．以l表示b与O′O线之间的垂直距离，要使质子b能够与带电球体a的表面相碰，试求l的最大值．把质子换成电子，再求l的最大值．

某实验小组同学研究太阳能实验，为了测定夏季中午单位面积、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热箱．器材有内壁涂黑的泡沫箱一只，底面积为1m2；高0.3m；温度计一支；玻璃板一块（正好盖住集热箱并保证箱内气体密封），如图所示放在阳光下（假设正午阳光正好垂直射到地面，当天室温27℃）．按时记录温度计的示数变化，如下表：

该组同学还查得空气比热C=1000焦/千克•℃，空气密度约为1.29千克/米3．

空气吸收热量的公式为Q=CM△t．根据本实验数据，试求：

（1）地球单位面积、单位时间获得的太阳能？

（2）当温度计温度不再升高时该组同学发现玻璃板和集热箱接触但没有压力，空气刚好没有泄露，要想通过气体的实验定律计算得到集热箱内的最高温度，还需要测出什么物理量？推导出计算公式？

（3）如果此实验中存在误差，说出产生误差的原因．（说出两点）

如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑轨道，一个带负电的小球从斜轨上的A点由静止释放，沿轨道滑下，已知小球的质量为m，电荷量为-q，匀强电场的场擞大小为E，斜轨道的倾角为a，圆轨迹道半径为R，小球的重力大于受的电场力．

（1）求小球沿轨道滑下的加速度的大小：

（2）若使小球通过圆轨道顶端的B点，求A点距水平地面的高度h1，至少为多大；

（3）若小球从斜轨道h2=5R处由静止到释放．假设其能通过B点．求在此过程中小球机械能的改变量．

两个带电量均为+q的小球，质量均为m，固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上，另一端点用光滑铰链固定在O点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动．直角三角形的直角边长为L．

（1）若施加竖直向上的匀强电场E1，恰能使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态，则电场强度E1多大？在此电场中，框架能否停止在竖直平面内其它位置？

（2）若改变匀强电场的大小和方向（电场仍与框架平行），为使框架的OB边水平，A在O点的正下方，则所需施加匀强电场的场强E2至少多大？方向如何？

（3）若施加竖直向上的匀强电场E3=，小球带电量分别变为qA=+2q，qB=+q，其余条件不变．将框架从图示位置由静止释放，不计一切摩擦阻力，框架转动多少角度两个小球速度最大？并求出最大速度．

为2008年奥运会提供服务的环保汽车是以蓄电池为驱动能源．某辆环保汽车总质量m=3×103kg，当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，所受阻力为车重的0.0045倍．（g取10m/s2）

（1）求电机用于牵引汽车前进的机械功率P机；

（2）设想改用太阳能电池给该车供电，阳光垂直太阳能电池板入射，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的面积．（已知太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离r=1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化为驱动汽车运动的总效率约为13.5%．）

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%．）

串列静电加速器是加速质子、重离子进行核物理基础研究以及核技术应用研究的设备，如图是其构造示意图．S是产生负离子的装置，称为离子源；中间部分N为充有氮气的管道，通过高压装置H使其对地有5.00×106V的高压．现将氢气通人离子源S，S的作用是使氢分子变为氢原子，并使氢原子粘附上一个电子，成为带有一个电子电量的氢负离子．氢负离子（其初速度为0）在静电场的作用下，形成高速运动的氢负离子束流，氢负离子束射入管道N后将与氮气分子发生相互作用，这种作用可使大部分的氢负离子失去粘附在它们上面的多余的电子而成为氢原子，又可能进一步剥离掉氢原子的电子使它成为质子．已知氮气与带电粒子的相互作用不会改变粒子的速度．质子在电场的作用下由N飞向串列静电加速器的终端靶子T．试在考虑相对论效应的情况下，求质子到达T时的速度v．

电子电荷量q=1.60×10-19C，质子的静止质量m0=1.673×10-27kg．

随着环保节能意识的增强，自行车重新成为短途出行的重要交通工具，它不仅能保 护环境，节约能源，而且相比走路感觉更“省力’’．某同学想通过简单的器材，包括“台秤、卷尺和秒表”，验证是否“省力”．他认为是否“省力”需比较同等条件下人所消耗的能量多少．

（1）步骤一：估测一个人沿直线步行距离s所消耗的能量E1他认为人步行消耗的主要能量用于克服重力做功，运用上述器材，他测量了“人的质量m、腿长L、步幅d”，重力加速度为g，运用上述物理量符号可得E1______（写表达式）．

（2）（单选题）一个体重为60kg普通高中男生，步行100米，消耗能量约______

    A．8J    B．80J    C．800J    D．8000J

（3）步骤二：估测一个人骑自行车沿直线前进一段距离s所消耗的能量E2他假定人骑自行车前进时阻力不变．人骑自行车从静止开始，先做加速运动、再匀速运动、后停止蹬车自行滑行．测量了“人和车的总质量M，骑车匀速前进距离s．和对应的时间t”，量了停止蹬车后，人和自行车滑行的距离s2运用上述物理量符号可得E2______（写表达式）．最后比较E1和2，即可验证是否“省力”．