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(2013龙岩)32.(8分)江河中的水透过大坝内的孔洞穿过底层从坝外的地面冒出来就形成“管涌”。 管涌险情的发展,会导致决堤灾害。1998年长江流域特大洪灾中,堤坝发生管涌险情6181处,经查证,80%是白蚁在堤坝内穿洞建穴所致。
(1)每年汛期,江水猛涨,水变浑浊,堤脚处极易因水压过大出现管涌险情,请用所学的物理知识解释水压过大的原因。
(2)“千里之堤,溃于蚁穴”。为探究堤中蚁穴的探测问题,小伟利用初中物理电学实验器材设计了一个模拟“蚁穴探测仪” 的电路。电路中两根探针由较粗的塑包铜导线制成,在导线一端剥去一小段外皮做成两个探针头P、Q(如图23-a),它们相接触时电路中的电表会偏转;把它们插入苹果(模拟土壤)中,电表偏转(如图23-b);再往里插入苹果的空洞(模拟蚁穴)中,电表不偏转(如图23-c)。
a b c 23 图
图24
图23实验中,利用苹果模拟潮湿的土壤,是因为它们都是 (填“导体”或“绝缘体”)。请在图24的虚线框内画出与探针连接的“蚁穴探测仪”的电路图。 (1)江水猛涨,水位(h)上升(1分);江水变浑浊,江水的密度(ρ)变大(1分)。 根据p??gh可知,堤脚处水压变大(2分)。 (2)导体(1分)
或
电表、限流电阻、电源各1分共3分 33.(8分)(2013?黑河)电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势,成为家庭常用的交通工具.如图所示的这辆电动自行车自身重力为600N,在水平公路上匀速直线行驶了4.8千米用了10分钟,行驶时受到的阻力是40N.
(1)求该车在这段时间内行驶的速度是多少米/秒?牵引力做功是多少?
25
(2)若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01m,车胎能承受的最大压强为2×10Pa,求该车的最大载重量是多少牛?
解:(1)∵s=4.8km=4800m,t=10min=600s ∴v==
=8m/s;
因为该车在水平面上做匀速直线运动,所以牵引力和摩擦力是一对平衡力,故F=f=40N, 则牵引力做功是W=Fs=40N×4800m=1.92×10J;
52
(2)由p=得,F=pS=2×10Pa×2×0.01m=4000N, 在水平面上,G=F=4000N,
则车的最大载重量G载=4000N﹣600N=3400N.
5
答:(1)求该车在这段时间内行驶的速度是8m/s;牵引力做功是1.92×10J; (2)该车的最大载重量是3400N. 26.(6分)(2013?柳州)据报道,广西第一条城际高铁柳州段于2013年2月26日开始铺轨,预计于2013年10月开通.柳南铁路客运专线北起柳州站,南至南宁站,全长约225km,列车运行设计速度250km/h.
(1)假设高铁列车以设计速度匀速运行,从柳州站到南宁站需要多少小时?
5
(2)铁道线采用无缝钢轨铺设.每根钢轨重3×10N,搬运时,起重机在10s内把它匀速提升了1m的高度,起重机提升钢轨做了多少功?功率是多少? 5解答: 已知:全长约s=225km,列车运行设计速度v=250km/h,每根钢轨重G=3×10N,时间t=10s,高度h=1m 求:(1)柳州站到南宁站的时间t=?;(2)起重机提升钢轨做的功W=?;功率P=? 解:(1)∵v= ∴柳州站到南宁站的时间: t===0.9h; 5
(2)起重机提升钢轨做的功: 55W=Gh=3×10N×1m=3×10J; 功率:P===3×10W. 544答:(1)柳州站到南宁站的时间为0.9h; (2)起重机提升钢轨做的功为3×10J;功率为3×10W. 3328.(10分)(2013?柳州)一正方体塑料块A边长lA=0.2m,密度ρA=0.5×10kg/m;另一
33
正方体B边长lB=0.1m,密度未知.(水的密度ρ水=1.0×10kg/m,取g=10N/kg) (1)塑料块A的重力是多少?
(2)A、B分别放在水平地面时,B对地面的压强是A对地面压强的4.5倍,B的密度是多少?
(3)如图所示,将B置于A上表面后放入一个水平放置、底面是正方形(边长l=0.3m)的水槽,向水槽注入多少体积水后A的底面刚好能离开水槽?
解:
(1)塑料块A的体积为VA=(lA)=(0.2m)=8×10∵ρ=
﹣3m333
∴塑料块的质量为mA=ρA?VA=0.5×10kg/m×8×10=4kg, 塑料块A的重力为GA=mAg=4kg×10N/kg=40N;
(2)正方体对水平地面的压强关系为 pB=4.5pA即4.5ρAglA=ρBglB代入数值,并化简得
33
4.5×0.5×10kg/m×0.2m=ρB×0.1m
33
解得ρB=4.5×10kg/m;
﹣3m333
(3)正方体B的体积为VB=(lB)=(0.1m)=10∵ρ=
﹣3m333
∴正方体B的质量为mB=ρB?VB=4.5×10kg/m×10=4.5kg, 正方体B的重力为GB=mBg=4.5kg×10N/kg=45N; 两个物体受到的总重力为G=GA+GB=40N+45N=85N; 要使正方体A的底面刚好离开水槽,F浮=G=85N, ∵F浮=ρ液gV排∴水槽中注入水的体积为V排=
3m3
3
3
﹣3m3
==8.5×10
﹣
. 答:(1)塑料块A的重力是40N;
33
(2)B正方体的密度是4.5×10kg/m;
﹣3m3
(3)向水槽注入8.5×10水后A的底面刚好能离开水槽. 48.(13分)(2013?深圳)随着我国经济的不断增长,国防力量也在加强,我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接.根据某航母的主要参数值列式计算:(g=10N/kg,ρ海水
33
=1.03×10kg/m) 主要参数值 7航母总质量(包括舰载飞机) 6×10kg 5150kg 每架舰载飞机的质量 2每架舰载飞机与甲板的总接触面积 5000cm 54km/h 航母正常航行速度 8航母以正常航行速度行驶时所受阻力 3.6×10N 求:(1)求每架舰载飞机对甲板的压强. (2)求航母所受的总重力和浮力的大小.
(3)若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地,行驶了540km.求此过程中航母牵引力的功率.
(4)若其中一架舰载飞机起飞后,求航母排开海水的体积减少了多少?
解:(1)舰载飞机对甲板的压: F=G1=m1g=5150kg×10N/kg=5.15×10N, 舰载飞机对甲板的压强: p==
(2)航母总重力:
G2=m2g=6×10kg×10N/kg=6×10N, ∵漂浮,
∴F浮=G2=6×10N; (3)∵航母在匀速行驶, ∴根据二力平衡可得: F牵=f=3.6×10N, 牵引力的功率: P=F牵v=3.6×10N/kg×
8867
6
4
=1.03×10Pa;
5
m/s=5.4×10W;
9
(4)舰载飞机起飞前后,航母受到的浮力: F浮=ρ液gV排,F浮1=G2﹣G1=ρ液gV排1, 根据阿基米德原理可得: △V=V排﹣V排1=
﹣
=
=
5
=5m.
3
答:(1)每架舰载飞机对甲板的压强为1.03×10Pa;
6
(2)航母的总重力和受到的浮力均为6×10N;
9
(3)航母行驶过程中牵引力的功率为5.4×10W;
3
(4)航母排开海水的体积减少了5m.
14.(7分)(2013?阜新)建筑工人用如图所示的滑轮组,将边长为0.3m、密度为2.8×10/m的正方体大理石块从地面匀速提升到12m高的五楼,所有时间30s,动滑轮重20N,不计绳重和摩擦.g=10N/kg.求:
(1)大理石块放在水平地面上时,对地面的压强是多少Pa? (2)大理石块上升的速度是多少m/s? (3)工人对绳子的拉力是多少N?
3
3
解:(1)∵ρ=,
∴大理石的质量m=ρV=2.8×10/m×(0.3m)=75.6kg, 大理石对水平地面的压力F=G=mg=75.6kg×10N/kg=756N,
3
3
3
大理石对地面的压强p==(2)大理石上升的速度v==
=8400Pa; =0.4m/s;
(3)由图示滑轮组可知,承重绳子的股数n=2, 拉力大小F=
=
=388N;
答:(1)大理石块放在水平地面上时,对地面的压强是8400Pa. (2)大理石块上升的速度是0.4m/s. (3)工人对绳子的拉力是288N. 15.(5分)(2013?阜新)如图所示,是一种家用电熨斗的实物图,该电熨斗金属底板质量0.5kg,预热时使金属底板的温度从20℃升高到熨衣服所需的220℃,电熨斗需要正常工作100s,
3
金属底板的比热容为0.46×10J/(kg?℃).电熨斗发热体放出的热量有92%被金属底板吸收,求:
(1)预热时金属底板吸收的热量是多少J? (2)电熨斗的额定功率是多少W?
解:(1)金属板吸收的热量Q=cm△t=0.46×10J/(kg?℃)×0.5kg×(220℃﹣20℃)=4.6×10J; (2)电熨斗做功W=电熨斗的额定功率P==
=
=5×10J, =500W;
443
4
答:(1)预热时金属底板吸收的热量是4.6×10J; (2)电熨斗的额定功率是500W.
25.(10分)(2013?锦州)小洁家购买某型号的四轮汽车的质量为1.8t,每个轮子与地面
2
的接触面积为20cm.假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油20L(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW.求:
(1)汽车静止时对路面的压强. (2)汽车行驶的平均速度是多少? (3)汽车行驶过程的牵引力是多大?
(4)汽车发动机的效率是多少?(已知ρ汽油=0.8×10kg/m,q汽油=4.5×10J/kg,g=10N/kg) 解:(1)汽车静止时对路面的压力:
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F=G=mg=1.8×10kg×10N/kg=1.8×10N, 汽车对地面压强: p==
=2.25×10Pa;
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