高考中计算量较大题型训练公开课.docx
高考中计算量较大题型训练例1:（2012四川高考）四川省“十二五”水利开展规划指出，假设按现有供水能力测算，我省 供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m,进 入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工 作电压为380V,此时输入电动机的电功率为19kW,电动机的内阻为0.4Q。水的密度 为lX103kg/m3,重力加速度取10m/s2。求：（1）电动机内阻消耗的热功率；（2）将蓄水池蓄入864nl3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。解析：（1）设电动机的电功率为尸，那么尸二0设电动机内阻工上消耗的热功率为Pr，那么产二罡r代入数据解得分=1X1（）3w说明：式各2分，式3分。（2）设蓄水总质量为感所用抽水时间为上抽水高度为小容积为人水的密度为0那么Jf=pV设质量为M的河水增加的重力势能为£班，那么如=侬设电动机的输出功率为2,那么2中日根据能量守恒定律得 tX60%X80%=Zl£p©代人数据解得2X1O4s例2:（优化设计）节水喷灌系统已经在我国很多地区使用。某节水喷灌系统如下图，喷口距 离地面的高度为二18加，能沿水平方向旋转，水可沿水平方向喷出，喷水的最大速率每秒喷出水的质量也0=4。依。所用的水是从井下抽取的，井中水面离地面的高度归=1.95，并一直保持不变。水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电阻r= 5.00。电动机正常工作时，电动机的输入电压 二 220，输入电流1 = 40/。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率。（计算时不可取3,球悻表:面积公式S= 4加 2）（1）求这个喷灌系统所能喷灌的最大面积S;（2）假设系统总是以最大喷水速度工作，求水泵的抽水效率 9（3）假设系统总是以最大喷水速度工作，在某地区需要用蓄 电池将太阳能电池产生的电能存储起来供该系统使用，根据 以下数据求所需太阳能电池板的最小面积s皿。：太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，太阳辐射的总功率 =4x1026"，太阳到地球的距离R = 1.5xl0】用，太阳能电池的能量转化效率约为15%, 蓄电池释放电能的效率约为90 % o解：（1） （6分）水从喷口喷出后做平抛运动,1 2下落高度：2（2分）最大水平位移：'=%* = 9加（2分）喷灌面积：s= / = 243切2（2分）（1分）（2） （6分）电动机的输入功率：1=勿=*80次电动机的热功率：4 =产"80呼（1分）水泵的输入功率等于电动机的输出功率：& 二 1 一4 二 80°/（1分）12水泵的输出功率:（1分）w +wg（H + 我）=7 = -z掰=也2可求得及= 600/（1分）矛=工100% = 75%水泵效率： 以（1分）（3） （8 分）解答：电池板最小面积4皿接收太阳能的功率:解答：电池板最小面积4皿接收太阳能的功率:P=-Tx70%xm4成2皿（3分）电池板接收太阳能转化为电能的功率：=Pxl5%x90% = L7 = 880JF小分）电池板接收太阳能转化为电能的功率：=Pxl5%x90% = L7 = 880JF小分）联立以上二式得：$皿咫6.阴联立以上二式得：$皿咫6.阴（2分）-yx70%x5rainxl5%x90% = Wu rQ 2（或直接由：4;成，代入数据得：工m将6.3m） （假设才取3.14,那么5】皿"6.6制）同样给分） 例3:（2011）节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车，有一质 量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以Vi=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率 为P=50kW当驾驶员看到前方有80km/h限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利 用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，减速运动L=72m后，速度 变为V2=72km/h,此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，发动机功率的另用于供给发电 机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能，假设轿车在上述运动 过程中所受阻力保持不变，求：（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小（2）轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电可维持其72km/h匀速运动的距离U是 多少？解析：（1）汽车牵引力与输出功率关系；,将P=50 Kw, v.=90 Km/h=20m/s带入得;F=- = 2xWN e v111 o 10-P- Pt- FrA = wv? - - mv?（2）在减速过程中，发动机只有5用于汽车的牵引。由动能定理有，522数据带入有E=L575xl05j o=0.5x- = 6.3x104J电源获得的电能为5（3）汽车匀速行驶阻力不变，由能量转化以及守恒定律，电能仅用于克服阻力做功;=我,代入得IJ=31.5m。例3:（嘉兴二模）如图是一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯，其功率为120W。 该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电。风叶的半径为 r=lm,风能的利用效率为5=4%,风力发电机的线圈共有N=200匝，磁场的磁感应强 度为B=O.1T,线圈的面积为S=0.2m2,空气的密度为=1.3kg/m3,太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为Ikw,如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光 面积为S= 1012,光能的利用效率为祖2=20%, 7T取3,结果保存2位有效数字。（1）假设某天是无风的晴天，太阳光照6小时，那么太阳能光电池 产生的电能可使路灯正常工作多少小时？（2）如果在某天晚上，有8m/s的风速持续刮风6小时，那么风机 所发的电可供路灯正常工作多少小时？（3）如果在一有风的晴天，经3小时的光照和风吹，路灯可正 常工作7小时，那么风速为多大？假设通过交流电表测得风力发电机 线圈的电流强度为1A,那么此时风叶的转速为多少？（1）太阳光照6小时，可给路灯供电小时，那么太阳能光电池产生的电能为Ei = nF汽 St = 20% xlO3 xl= 1202（2分）（2） 8m/s的风速持续刮风6小时，那么风能转化的电能为E2,可供路灯正常工作tz小时=% wv2 = %psv/v2 =欢储 = 12%222（4分）1 0 , 52=-x4%x3xl.3xl2x83x6/2 = 12%（1分）tz=2.0h（2分）（3）设经3小时的光照和风吹，光能转化为电能为后,风能转化为电能为国,4= 20%xl03 xlx3/?（i分）1 、彳4 -Tjpr vt -2（1分）1 0 % -x4%x3xl.3xl2 xSxv3 2国+4 = 120x7%V = 1 Ow / 5（2 分）1 0 ,& 二上为用户/£ = 240% = 240x3600 = 86400/ 2设风力发电机转动产生交流电的峰值电压为Um 力 =NBSg （分）0=2W（n为每秒的转速）（1分）为二;以力= ；N3S2加4=240/2 = 86400j代入得 J2 J2J2（i分）10点n = jr I s穴（1分）
