热门试卷

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”．