超高压水刀是一种新技术产品，一般由水泵、射流发生装置、工作机-优题课

超高压水刀是一种新技术产品，一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。它将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”，可以对坚硬物体实施切割，如图所示。某超高压水刀喷嘴横截面积S=5×10^-8m²，喷水速度v=800m/s，高速“水箭”对该切割面的压强p=300MPa。已知水泵电机功率P=20kW，水的密度ρ=1.0×10³kg/m³。求：

（1）水刀正常工作1min消耗的电能；
（2）高速“水箭”对切割面的压力；
（3）每秒钟从喷嘴喷出的水的质量；
（4）水刀的效率。

科目物理题型计算题难度中等

知识点：流体压强与流速关系的探究实验电能的输送

如图，是某一款电动平衡车，两车轮与地面的接触面积为 $40 c m^{2}$ ．求：

（1）若地面受到的压强为 $5 \times 10^{4} Pa$ ，则该平衡车对地面的压力为多少？

（2）若该平衡车 $20 s$ 内沿水平面匀速行驶 $100 m$ ，受到的阻力为 $90 N$ ，则此过程中克服阻力做功的功率为多少？

今年5月18日，我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。 $1 m^{3}$ 可燃冰分解后，可释放出约 $150 m^{3}$ 天然气，已知 $q_{天然气} = 2.1 \times 10^{7} J / m^{3}$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ 。

求：（1） $1 m^{3}$ 可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？

（2）若上述热量全部被水吸收，可将多少 $kg$ 的水从 $20^{°} C$ 加热至 $95^{°} C$ ？

在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图甲所示，图中 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 均为电阻丝， $S_{1}$ 是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入 $220 V$ 电源，在 $30 \min$ 内，电路总功率随时间变化的图象如图乙所示，求：

（1） $0 ~ 5 \min$ 内通过 $R_{1}$ 的电流；

（2） $30 \min$ 内电路消耗的电能；

（3） $10 ~ 15 \min$ 内 $R_{1}$ 的电功率。

如图所示是一种塔式起重机，它将 $600 kg$ 的建筑材料匀速吊起时，对绳子的拉力为 $2500 N$ ，在建筑材料上升 $5 m$ 高度过程中，绳端移动的距离为 $15 m$ ， $g$ 取 $10 N / kg$ ，求：

（1）建筑材料所受的重力；

（2）起重机对绳拉力做的功；

（3）塔式起重机的机械效率。

如图所示电路，电源电压保持不变。灯泡额定电压为 $6 V$ ，额定电流为 $0.8 A$ ，电阻 $R_{2}$ 阻值为 $R_{1}$ 的2倍，当开关接 $a$ 时， $R_{1}$ 消耗的功率为 $3 W$ ；当开关接 $b$ 时， $R_{1}$ 消耗的功率为 $0.75 W$ ．求：

（1）灯泡的额定功率。

（2）当开关接 $b$ 时，灯泡的实际功率。

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