四、综合题
22.(6分)燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具,而电磁炉则是新一代的智能炉具。为了比较它们的优劣,小明同学进行了相关调查,得到的有关数据见下表。
燃气灶 |
电磁炉 | ||
热效率 |
25% |
热效率 |
90% |
天然气热值 |
8.0´107J·m-3 |
额定功率 |
1000 W |
(1)在一个标准大气压下,小明想把一壶盛有质量为2 kg温度为20 ℃的水烧开,所需热量是多少?
(2)若这些热量靠燃气灶提供,需要燃烧多少燃气?
(3)若这些热量靠电磁炉提供,需要消耗多少度的电能?
23.(7分)探究导体的电阻跟导体长度的关系的电路如图14所示,通过移动导线夹可改变接入电路中电阻丝的长度。
(1)请用笔画线代替导线将电路实物图补充完整;
(2)某次测量时,电压表的示数如图15所示,则电压为 ;
(3)请你设计实验步骤,以及记录实验数据的表格。
24.(5分)水平地面上有一个重为4 000 N的箱子,箱子的底面积为4 m2。现用起重机把箱子吊到3 m高的位置,所用时间为10 s,起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的,如图16所示。钢丝绳上的拉力为2 500 N。试求:
(1)起重机起吊前,箱子对地面的压强是多少?
(2)起重机起吊该箱子的机械效率是多少?
(3)钢丝绳上拉力的功率是多少?
25.(6分)对于L1、 L2(额定电压相同,电阻 两个小灯泡连接到电路中谁更亮的问题,两位同学产生了争议:甲认为:电功率与电阻成正比,因为 较大,所以,灯泡 更亮; 乙认为:电功率与电阻成反比,因为 较小,所以,灯泡 更亮.(1)你认为甲乙两位同学观点各自成立的条件是什么?
(2)请你画出电路图,分别对两位同学的观点做出正确的解释。要求写出必要的文字说明、公式推导过程。
26.(5分)如图17是锅炉上的保险阀,当阀门受到的蒸汽压强超过安全值时,阀门被顶开,蒸汽跑出一部分,使锅炉内的蒸汽压强减小,已知杠杆重可以忽略不计,OA与AB长度的比值为1∶3,阀门的面积是3 cm2,要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×105 Pa,应将质量为多大的重物挂在杠杆的B点?(g取10 N/kg)
⑵推导出测量饮料密度的数学表达式。
28.(5分)随着经济水平的不断提高,小汽车越来越多地走进了我市普通家庭。
(1)汽车发动机是汽油机,从能源可否再生角度来看,汽油是 能源;发动机工作时, 冲程将内能转化为机械能。
(2)汽车启动时,需将钥匙插入钥匙孔内并旋转(相当于闭合开关),请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图18连接完整。(·是接线柱)
(3)小亮家有一辆家用轿车,爸爸在给他说车的性能时,总是说“2.0L的排量”,却很少说“功率”,为此小亮特地从网上查到了排量的定义:活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。
若四缸发动机排量为V排L做功冲程燃气对活塞的平均压强为P0 pa,发动机转速为n r/min时,请你推导出发动机的输出功率P与其排量V排的关系。推导过程中需要的物理量请提前设定,按需要写出必要的文字说明。