一、力学综合
1、在我国随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进了我们家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车．（g取10N/kg）
（1）通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg．当车上载有275kg的人和物品时，每个车轮与地面接触面积为1dm2，则该车静止时对地面的压强为多少？
（2）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动速度v与时间t的关系如图乙所示，则在0～5s时间内，轿车发动机所做的功为多少？轿车在运动过程中受到的阻力为多少？
2、小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽，如图17所示，带有浮球的直杆AB能绕O点转动．C为质量与厚度不计的橡胶片，蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差恒为h1=1.6m．AC之间为质量与粗细不计的直杆，当进水口停止进水时，AC与AB垂直，杆AB成水平状态，
浮球恰没于水中．此时橡胶片恰好堵住进水口，橡胶片距槽中水面h2=0.1m．进水管的横截面积为4cm2，B点为浮球的球心，OB=6AO．不计杆及球的自重．（g取10N/kg）求： （1）蓄水罐中的水对橡胶片的压强； （2）平衡时细杆对橡胶片C的压力大小；
（3）浮球B的体积． 3、如图是简易电动门式起重机的结构示意图，MN为长4m、质量可以不计的横梁，行走装置可以把提起的重物在横梁上
左右移动，提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物，滑轮组的结构如图所示。已知动滑轮的重力为1×103N，g取10N／kg，钢丝绳重和滑轮组的轮、轴间摩擦不计。当起重机提起0.3t的重物以0.2m/s的速度匀速竖直向上运动时： （1）求滑轮组的机械效率。 （2）求电动机拉动钢丝绳的功率。
（3）若行走装置、提升电动机和定滑轮三者的总重是2.2×103N，行走装置使提起的重物沿横梁从中点A移到某点B时，N点受到的向上的支持力增加了1.55×103N，则该点B离M点的距离是多少？ 二、电学综合：
4、图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是
自动控制开关．将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示．求：
（1）0～30min，电饭煲产生的总热量； （2）S和S1均闭合，电路中的总电流； （3）在不同电压
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下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同．用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间．
5、如表所示为某电烤箱的铭牌，高温档额定功率模糊不清．如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图．R1和R2均为电热丝，R2=72.6Ω．电烤箱开关接1时是低温档，接2时是高温档．求：
（1）电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功； （2）R1的阻值；
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温档工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压．
6、小
××牌电烤箱 明同
220V 额定电压 学设
额定功率 高温档 ×××W 计了
低温档 400W 如图
甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6V 3W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如表所示：
电压/V 电流/A … … 0.5 0.08 1.2 0.12 2.0 0.18 3.0 0.26 4.0 0.34 5.0 0.42 5.5 0.46 … … （1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）．
（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1：4，求定值电阻R0的阻值．
（3）右转指示灯交替闪烁工作15s时，求指示灯和R0消耗的电能分别是多少？ 三、力热综合
7、我国自主研制的一款装有单座双发动机并具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的第五代战斗机——歼－20于2019年9月28日已经列装部队．歼－20长20.3 m，高4.45米，最大起飞质量37 t，最大载油量为10 t，最大飞行速度为2.5马赫(即2.5倍音速)，歼－20航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表．已知歼－20发动机燃油完全燃烧的能
7
量转化为机械能的效率是40%，歼－20使用的航空燃油的热值为5×10 J/kg.求：
速度v/(m/s) 阻力f/N 100 200 300 400 500 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 (1)歼－20发动机完全燃烧10 t燃油获得的能量； (2)当歼－20以400 m/s的速度巡航时，发动机的输出功率； (3)若在歼－20油箱中加满燃油，并且以500 m/s的速度巡航时，歼－20的最大航程是多少？ 8、我国南海海底存储着丰富的”可燃冰“资源．可燃冰被视为21世纪新型绿色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，1m3的可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8m3的水．已知甲烷气体的热值是3.6×107J/m3．我市公交车以天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷．如果一辆公交车满载乘客时总质量是6000kg，那么1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min．匀速行驶中公交车受到的平
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均阻力为车重的0.05倍．求： （1）公交车满载乘客时的重力；（g=10N/kg） （2）这段时间内公交车牵引力所做功的功率； （3）1m3的可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧所产生的能量能将多少千克的水从20°C加热到沸腾．（标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•°C），结果保留整数） （4）这段时间内公交车发动机的效率是多大？ 四、电热综合
9、有一种装置很有创意--它将比较耗水的洗衣机和同样的耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机，下部是马桶，中间设有储水箱，洗衣机设有加热功能，有关技术参数见下表的铭牌，其中的加热功率已模糊，洗涤前先将加热到适宜温度，可以提高洗涤效果．某次洗衣时，首次进水量为20kg，加热时电能的80%转化为水的内能，正常加热14min，水的温度升高10℃，就达到了设定要求．[c水=4.2×103J/（kg•℃）] （1）这种设计的优点之一是：____________________________． （2）洗衣机脱水时正常工作的电流； （3）洗衣机的加热功率．
10、某品牌智能滚筒洗衣机具有××滚筒式洗衣机 洗净度高、不伤衣物、可设定
电压/V 220 洗涤温度、方便安全 等优点。
其简化等效电路如图所示，此
洗衣功率/W 200 时处于空档位置。闭合开关 S，旋钮绕 P 转动，实 现档位转脱水功率/W 330 换，旋至 1 档时 R1、R2 同时工
最大洗涤容量/kg 5 作，洗衣机处于加热状态；旋至
2 档时 R2 和电动机 同时工
加热功率/W █ 作，洗衣机处于保温洗涤状态。
R1 和 R2 均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1=22Ω， 主要参数如下表。（C 水=4.2×103 J／(kg•℃) ） （1）洗衣机内注入 10kg 的水，在额定电压下连续加热
**牌智能滚筒洗衣机 1050 秒，水温由 20℃上升到 50℃，此过程中的加热效率
额定电压 220V 是多少？
（2）R2 阻值是多少？
加热功率 2400W （3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？ （4）防电墙技术设定温度范围 30℃～90℃ 的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏
电动机功率 240W 电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电 阻为 防电墙电阻 1×106Ω 1×105Ω，人体的安全电压不高于 36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
家乐牌电热水器的简化电路如图所示，A 为自动温度开关，当水的温度达到设定温度时自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路. S 是热水器的功率选择开关，可选择高、低两种加热功率，R1、R2都是发热电阻器。主要的技术指标如下表：
额定电压(V) 输入功率一档(W) 温度范围(℃) 则：
220 2200 20−78 发热电阻类型 输入功率二档(W) 容积(L) 电热管 1210 20 第 3 页
(1) 当热水器使用高温档，正常工作时，电路中的电流是多少? (2) R1的阻值是多大?
(3) 如果在用电高峰期，电压只有 200V，这时功率开关 S 拨到2 时，该电热水器的实际功率为多大？ 五、力电综合
11、最近我市出现了许多共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱．某品牌电动汽车的部分参数如表所示．请回答：
电池容量（kWh） 车载充电器输入电压（V） 车载充电器输入电流（A） 电能转化为机械能的效率 22 220 16 70% （1）如图1所示，租车时，租赁者只要
将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁．刷卡所用的原理是 ．
（2）某次启动后，汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？
（3）根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？充满电后，该车在水平地面上匀速行驶的最大距离为140 千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛． 12、两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱（如图所示）．下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数．
（1）图中小景的20kg 整车质量 质量为40kg，轮
48V 锂电池电压 胎与地面的总接
2
触面积为0.01m，
12A•h 锂电池容量 求地面受到的压强（g取10N/kg） 48V 电动车额定电压 （2）若电动机以
350W 电动机额定功率 额定功率工作，求
锂电池充足一次
电最多可骑行的时间（精确到0.1）
（3）锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶17.28km，求电动车工作的效率．
13、2019年4月16日，中国南车株洲电力机车××公司全球首创的十秒级闪充超级电容储能式现代电车在宁波生产基地正式下线，如图所示．这种电车采用超级电容作为电能存储设备，这种超级电容安全环保，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十年．与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点，充电桩在乘客上下车的约30s时间里即可把电充满，并可让电车持续正常行驶5km以上．在制动和下坡时，电车还可以把一部分动能再转化为电能为超级电容充电．
若这种电车的质量（满载，含乘客）为m=15t；正常匀速行驶时，电车受到的平均阻力f为车重G的0.02倍；正常匀速行驶时的速度为v=10m/s．（取g=10N/kg）求： （1）这种电车满载正常匀速行驶时的功率P行．
（2）若这种电车每次充满电后持续正常行驶5km，满载正常匀速行驶时的效率为90%．试估算，每次充满电，电车从充电桩所获得的能量E．
（3）若每次给这种电车充满电须耗时t=30s，试估算，充电桩为电车充电时的输出功率P出．
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六、力电热综合
14、饮水机是一种常用的家用电器，图甲为饮水机结构剖面图，其加热水槽部分工作原理电路图如图乙所示，其中S是温控开关，R1是加热电阻，R2是定值电阻．当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处于保温状态．请回答下列问题： （1）当开关S与_______接触时，此时饮水机处于保温状态．
（2）若饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W，求电阻R2的阻值（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）．
（3）如图甲控水槽内浮体A与阀门C固定相连，当A恰好浸没时阀门C关闭，A未浸没时C
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略有下降，桶内水流入控水槽中．已知浮体A的体积为55cm，阀门C的横截面积为1cm，浮体A与阀门C共重0.15N，不计大气压强．g取l0N/kg）求： ①浮体A浸没时所受浮力为多大？ ②桶内水位的最大高度是多少？ 15、一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．一测试人员驾驶该车
在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最
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大值为1.08×10J．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为
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4.0×10J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．
（1）内燃机工作时，做功冲程______能转化为汽车______能．蓄电池充电时相当于_______（电源、用电器） （2）根据图象，该车在测试过程中受到了阻力为多少？ （3）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？ （4）试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失）． 16、有一电热水器，自身质量为20kg，容积为60L。该热水器的原理图如图所示，额定电压是220V，其中R的阻值
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为60、5Ω，R单独接在家庭电路中正常工作时，其电功率为1200W。如图是电热水器安装
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的尺寸及其受力示意图，在竖直方向上热水器受到挂钩拉力F和重力G，在水平方向上热水
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器受到膨胀螺钉对它的拉力F和墙壁对它的支持力F
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（1）只闭合S时为 温档，其功率为 W.
（2）该电热水器在高温档正常工作时，将水箱中60 L水从20℃加热到53℃需要1.25h, 求热水器的效率为多大？
（3）该热水器装50L水时，膨胀螺钉的拉力F是多大？
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如图所示是一种吊
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