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1、物理计算专题测验一、计算题（本大题共5小题，共40.0分）1. 高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷放假期间，铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩.如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车，下表是它的部分参数 满载时总质量1000t车轮与铁轨接触总面积最高时速满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？葫芦岛至沈阳的路程为若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要多长时间？列车从胡芦岛到沈阳实际运行设列车在水平轨道上做匀速直线运动，所受阻力是其满载时重力的倍，此过程中牵引力的功率是多少？“和谐号”运行1km耗电，若这些电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1km需要消耗多少千克柴油？【答案】解：满载
2、的列车停在水平轨道上时，对轨道的压力：，对轨道的压强：；由可得，列车以最高时速行驶从葫芦岛到沈阳需要；列车从胡芦岛到沈阳做匀速直线运动时的速度：，因列车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，列车受到的牵引力：，此过程中牵引力的功率：；列车行驶1km需要完全燃烧柴油释放的热量：，由可得，所需柴油的质量：答：满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是；若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要；此过程中牵引力的功率是；列车行驶1km需要消耗的柴油 2. 用弹簧测力计测石块重，其重为10N，若把石块的一半浸没于底面积为装有水的烧杯中，弹簧测力计的读数为 则：此石块所受到的浮力是
3、多大？这种石块的密度是多少？若把石块全部浸入煤油中，弹簧测力计的读数将变为多大？水对烧杯底部的压强增加了多少？【答案】解：石块受到的浮力：由可得，石块的质量：，由可得，石块的体积：，它浸在水中的体积为自身的一半，所以：浸在水中的体积为，石块受到的浮力：，解得：由、可知，石块的质量为，密度 由可得，石块的体积：，将石块全部浸没在煤油中时，石块受到的浮力：，弹簧秤的读数，石块浸在水中水上升的高度，答：此石块所受到的浮力是2N这种石块的密度是若把石块全部浸入煤油中，弹簧测力计的读数将变为水对烧杯底部的压强增加了200Pa 3. 如图所示，工人将一底面积为，高为2m，密度为的圆柱形实心物体从水下匀速提
4、升1m，当物体未露出水面时，求取 此时，物体受到的浮力若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少N？若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，求此装置的机械效率？【答案】解：当物体未露出水面时，则；由得： ；物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为，由图可知绳子的股数，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力；若工人对绳的拉力为400N，由于物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为，则答：物体受到的浮力为 若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是300N若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，此装置的机械效率为 4. 如图所示，小灯泡L上标有“、”字样，假设小灯泡的电阻不随
5、温度变化电源电压为3V，当电压表的示数为时则：电流表的示数为多少？小灯泡的实际功率为多少？滑动变阻器接入电路的电阻为多少？调节滑动变阻器，使小灯泡正常工作，若电源能提供的能量为，电源能供电多长时间？【答案】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流由可得，灯泡的电阻：；当电压表的示数为时，电路中的电流：；小灯泡的实际功率：；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，变阻器两端的电压：，滑动变阻器接入电路中的电阻：；电源能提供的能量为，由可得，电源能供电的时间： 答：电流表的示数为；小灯泡的实际功率为；滑动变阻器接入电路的电阻为；调节滑动变阻器，使小灯
6、泡正常工作，若电源能提供的能量为，电源能供电 5. 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，和为电阻不变的电热丝，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：，电饭煲产生的总热量；和均闭合，电路中的总电流；在不同电压下，电饭煲从开始工作到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，从开始工作到第一次自动断开需要多长时间 【答案】解：由电路图可知，当开关S和都闭合时，电路为与并联，电饭煲
7、的功率较大；同理可知，只闭合开关S、断开时，电路为的简单电路，电饭煲功率较小；由图乙可知，工作30min中，时的功率时间时的功率时间，由可得，内电饭煲产生的总热量：；当S和均闭合时，电阻与并联，电饭煲的功率较大，由可得，电路中的总电流：；电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到第一次自动断开时的时间，此过程中产生的热量：，电饭煲最大功率时电路中的总电阻：，因在不同电压下，电饭煲从开始工作到第一次自动断开产生的热量相同，所以，由可得，在实际电压是198V时电饭煲工作的时间：答：，电饭煲产生的总热量为；和均闭合，电路中的总电流为3A；用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到第一次自动断开需要 7
