2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計算題部分(十六)
計算題
1.如圖所示的電路中，用電動勢E=6V，內阻不計的電池組向電阻R0=20Ω，額電壓U0=4.5V的燈泡供電，求：
(1)要使系統的效率不低于
0=0.6，變阻器的阻值及它應承受的最大電流是多大？
(2)處于額定電壓下的燈泡和電池組的最大可能效率是多少？它們同時適當選擇的變阻器如何連接，才能取得最大效率？
2.環保汽車將為2008年奧運會場館服務。某輛以蓄電池為驅動能源的環保汽車，總質量
。當它在水平路面上以v=
（1）求驅動電機的輸入功率
；
（2）若驅動電機能夠將輸入功率的90%轉化為用于牽引汽車前進的機械功率P機，求汽車所受阻力與車重的比值（g取
（3）設想改用太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所需的太陽能電池板的最小面積。結合計算結果，簡述你對該設想的思考。
已知太陽輻射的總功率
，太陽到地球的距離
，太陽光傳播到達地面的過程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽能電池的能量轉化效率約為15%。
3．太陽與地球的距離為1.5×
（1）估算整個地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面積為4πR2 地球的半徑R=6.37×
（2）太陽輻射到地球的能量中只有約50％到達地面，W只是其中的一部分。太陽輻射到地球的能量沒能全部到達地面，這是為什么？請說明二個理由。
4.如圖所示，兩端足夠長的敞口容器中，有兩個可以自由移動的光滑活塞A和B，中間封有一質量的空氣，現有一塊粘泥C以Ek0的動能沿水平方向飛撞到A并粘在一起，由于活塞的壓縮，使密封氣體的內能增加，設A、B、C質量相等，則密封空氣在絕熱狀態變化過程中，內能增加的最大值是多少？
 |
5.如圖，置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的
6.
受中子轟擊時會發生裂變，產生
和
，同時放出能量.已知每個鈾核裂變釋放的平均能量為200 MeV.
（1）寫出核反應方程;
（2）現在要建設發電功率為5×105 kW的核電站，用
作核燃料，假設核裂變釋放的能量一半轉化為電能，那么該核電站一天消耗多少千克？（阿伏加德羅常數取6.0×1023 mol-1）
7．如圖所示，用半徑為
(1)通過分析計算，說明鐵板將如何運動？
(2)加工一塊鐵板需要多少時間？
(3)加工一塊鐵板電動機要消耗多少電能？（不考慮電動機自身的能耗）
8．如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ=300，皮帶在電動機的帶動下，始終保持V0=
（1）工件與皮帶間的動摩擦因數
（2）電動機由于傳送工件多消耗的電能
9．如圖所示，一質量為m的滑塊從高為h的光滑圓弧形槽的頂端A處無初速度地滑下，槽的底端B與水平傳A帶相接，傳送帶的運行速度為v0，長為L,滑塊滑到傳送帶上后做勻加速運動，滑到傳送帶右端C時，恰好被加速到與傳送帶的速度相同．求：
(1)滑塊到達底端B時的速度v；
(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數
；
(3)此過程中，由于克服摩擦力做功而產生的熱量Q.
10．如圖所示，物體A、B的質量均為m，通過定滑輪用細繩相連，物體B所接觸的面是豎直的，且細繩的OB段豎直、OA段水平，設物體與接觸面間的動摩擦因數均為，滑輪的摩擦不計.欲使物體A在水平面上做勻速直線運動，則水平施于物體A的力F應為多大？
 |
11.我們每個同學都記得小學課本中有一篇《月球之謎》，內配有一張1969年人類首次登月的照片，至今印象深刻。而“嫦娥奔月”、“廣寒宮”等古老的傳說都表明中國人自古就對月球充滿了深厚的感情，那么月球上到底有沒有人類居住，這些至今是個迷，于是探測月球成為許多人的夢想�？上驳氖�，2004年，現代版“嫦娥奔月”將正式開演。如圖9所示，登月飛船以速度v0繞月做圓周運動，已知飛船質量為m=1.2×
 |
12.如圖所示，水平臺AB距地面CD高h=
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計算題部分(十六)答案
計算題
1.解：(1)按題意
×100%≥
0
故I≤
=
又∵E=IR1+v0 I=
取I=
∴R1=
故R2=80Ω
∴R=R1+R2=85.3Ω
(2)=
02/R0，IE=
=
故隨R2的增大而增大，當R2趨于無窮大時，即當R2斷開時，效率最高
max=
2.
（1）驅動電機的輸入功率
（2）在勻速行駛時 
汽車所受阻力與車重之比 
。
（3）當陽光垂直電磁板入射式，所需板面積最小，設其為S，距太陽中心為r的球面面積
。
若沒有能量的損耗，太陽能電池板接受到的太陽能功率為
，則
設太陽能電池板實際接收到的太陽能功率為P，
由于
，所以電池板的最小面積
3.
解：
（1）設太陽在一年中輻射到地球水面部分的總能量為W，W＝1.87×1024J
凝結成雨滴年降落到地面水的總質量為m
m＝W×0.93×0.65/(2.2×106)＝5.14×
使地球表面覆蓋一層水的厚度為h
h＝m/ρS地球
h＝1.01×
整個地球表面年平均降雨量約為1.0×103 mm
（2）大氣層的吸收，大氣層的散射或反射，云層遮擋等。
4．
解：粘泥C飛撞到A并粘在一起的瞬間，可以認為二者組成的系統動量守恒，
初速度為v0，末速度為v1，則有mv0=2mv1，在A、C一起向右運動的過程中，A、B間的氣體被壓縮，壓強增大，所以活塞A將減速運動，而活塞B將從靜止開始做加速運動。在兩活塞的速度相等之前，A、B之間的氣體體積越來越小，內能越來越大。A、B速度相等時內能最大，設此時速度為v2，此過程中對A、B、C組成的系統，由動量守恒得（氣體質量不計），mv0=3mv2
由能的轉化和守恒定律可得：在氣體壓縮過程中，系統動能的減少量等于氣體內能的增加量，所以有
聯立求解，
5.
解：當線光源上某一點發出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時，射到遮光邊緣Ｏ的那條光線的入射角最小。
若線光源底端在Ａ點時，望遠鏡內剛好可以看到此光源底端，設過Ｏ點液面的法線為ＯＯ1，則
①
其中a為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有
�、�
同理，若線光源頂端在Ｂ1點時，通過望遠鏡剛好可以看到此光源頂端，則
。設此時線光源底端位于Ｂ點。由圖中幾何關系可得
�、�
聯立②③式得
④
由題給條件可知
，
代入③式得
n=1.3
6.
解析（1）核反應方程+
→++3+200 MeV.
（2）電站一天發出的電能E1=Pt ①
設每天消耗為m kg，核裂變釋放的能量為
E2=m×103×6.0×1023×200×106×1.6×10-19/235 ②
由能量轉化得E1= E2 ③
由①②③式得m=
7.
解析：(1)開始滾輪給鐵板向前的滑動摩擦力為
=0.3×100 N=30 N
工作臺給鐵板的摩擦阻力為
=0.1×(100+10×10) N=20 N
鐵板先向右做勻加速運動即
加速過程鐵板達到的最大速度
=5×
這一過程鐵板的位移
此后滾輪給鐵板的摩擦力將變為靜摩擦力，
，鐵板將做勻速運動．即整個過程中鐵板將先做加速度a=
=
（2）在加速運動過程中，由
得
勻速運動過程的位移為
由
，得
= 0. 4 s.
所以加工一塊鐵板所用的時間為T= t1＋t2 = 2. 4 s.
(3)解法一：
解法二：
8.
解析：（1）設工件先勻加速再勻速
=
t1+v0(t－t1)
勻加速時間t1=0.8s
勻加速加速度a=
=
μmgcosθ－mgsinθ=ma
∴μ=
（2）皮帶在勻加速時間內位移
s皮= v0 t1=
工件勻加速位移s1=t1=
工件相對皮帶位移s相= s皮－s1=
摩擦生熱Q=μmgcosθs相=60J
工件獲得動能Ek=
m v02=20J
工件增加勢能Ep=mgh=150J
電動機多消耗的電能E=Q+Ek+Ep=230J
9.
解析：(1)設滑塊到達B點的速度為v，由機械能守恒定律，有
.
(2)滑塊在傳送帶上做勻加速運動，受到傳送帶對它的滑動摩擦力，有mg =ma,滑塊對地位移為L，末速度為v0，則
，得
(3)產生的熱量等于滑塊與傳送帶之間發生的相對位移中克服摩擦力所做的功，即
為帶與滑塊間的相對位移，設所用時間為t，則
，得
。
10.
解：
滑塊受力如圖所示，由圖可知，
滑槽對工件的支持力
∴摩擦力
故水平推力F=
11．
解：飛船向前噴氣后，其速度從v0減為vA，其軌道從圓周改為橢圓，A點為橢圓軌道的遠月點，B點為橢圓的近月點，根據開普勒第二定律，其面積速度為恒量及機械能守恒定律可求vA。于是可得出由于噴氣造成的速度改變量ㄓv=v0－vA，再由動量守恒定律，可求得所需燃料的質量。當飛船以v0繞月做半徑為rA=R+h的圓周運動時，由牛頓第二定律，GMm/(R+h)2=mv02/(R+h)，所以v02=R
12．
解：設小滑塊從A運動到B所用時間為t1，位移為s1，加速度為a；從B點飛出的速度為v
從B點到落地點的水平位移為s2，飛行時間為t2。小滑塊在AB之間做勻減速直線運動
根據牛頓第二定律列出
在BD間做平拋運動
從A到D所用時間
聯立求解，得
s 
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