高一物理开学测试———计算题 1．小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示。小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：①包装箱及热水器的总质量为16kg；②“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的包装箱压坏；③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4m2 ；④热效率为87%。表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有87%的转化为水的内能；⑤加热模式为“即热式”。即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温。 水暖想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他接通热水器工作开关，当流出40kg热水时，让热水器停止工作。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出的热水温度为40℃，观察天然气表得知共用了0.15m3的天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容4.2×103J/(kg·℃),g取10N/kg。 请帮小明解答下列问题： （1）若在仓储时堆码层达到了极限11层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？ （2）小明在估测过程中，①流过热水器的水吸收的热量是多少？②天然气完全燃烧释放的热量是多少？ （3）该热水器的实际效率是多少？ 【答案】 【解析】 （1）堆码层数达到11层时，最下层的包装箱承受着上面10层的压力，其大小为： ， 受力面积为：， 所以承受的压强为：； （2）①流过该热水器的水吸收的热量为： ； ②天然气完全燃烧释放的热量为：； (3)该热水器的实际热效率为： 2．如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻。将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求： （1）滑动变阻器R的最大阻值； （2）R0的阻值及电源电压； （3）当滑片滑到滑动变阻器的中点时，电阻R0消耗的功率。 【答案】 【解析】 （1）当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电路中的电阻变小，电流变大，R0两端电压变大，电压表示数变小。 滑片位于a端时，对应的电压表和电流表的示数分别为8.0V和0.4A；滑片位于b端时电压表示数为0，电流表示数为1.2A。 滑动变阻器的最大阻值为：. （2）设电源电压为Um，当滑片P位于a端时，有， 当滑片P位于b端时，有， 解得. （3）当滑片滑到滑动变阻器的中点时，有， 根据，得. 3．如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数随时间变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力变化的图像如图丙所示。电源的电压=24V，定值电阻R0=10Ω。求: （1）在重物下落的过程中， 压力传感器的电阻是多少? （2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少? 【答案】（1）110Ω；（2）600N 【解析】 （1）由图乙可知，在重物没有撞击传感器的过程中，电路中的电流 根据欧姆定律 定值电阻两端的电压 压力传感器两端的电压为 压力传感器的电阻 （2）由图丙可知，撞击力最大时，电阻最小，电流最大 又由图乙可知，最大的电流为 此时，根据串联电路的性质和欧姆定律得 压力传感器的电阻为 由图丙可知，此时受到撞击力 4．我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物。 如图所示，用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一 ... ...
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