Question

1．随着雾霾天气发生频率的增加，空气净化器也越来越深受人们的喜爱．空气净化器（图甲）是一种能够吸附、分解或转化各种空气污染物，有效提高空气清洁度的产品．其主要结构由微风扇、空气过滤器（滤网）、负离子发生器等组成．其铭牌如下表所示：

功率	最高：44瓦最低：18瓦
额定电压	220伏
外观尺寸（毫米）	594×230×480
重量（千克）	10.5
轮子与地面接触总面积（毫米2）	210

（1）将空气净化器静止放置在水平地面上，对水平地面的压强为5×10⁵帕？
（2）某同学在家中把该净化器接入家庭电路，档位调为最高档功率下工作，则此时流过净化器的电流为多大？
（3）“烟囱”是“发展”与“盾体．劣质煤炭的燃烧会加重雾霾，某企业一天要烧掉含硫2%的煤5吨，若对烟尘不做处理，且煤中的硫燃烧后的产物全是二氧化硫，则该“烟囱”一天就会向大气排放二氧化硫多少千克？
（4）开发新能源是减少雾霾的关键之一．　科研发展的未来，将会出现以石墨烯电池发电的环保汽车．据报道，我国已经推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品--“烯王”，有望达到这样惊人的效果：只需充电10分钟，环保节能汽车就有可能行驶1000千米．某环保节能汽车行驶时受到的阻力为1000牛，若该车石墨烯电池充电10分钟，以100千米/时速度匀速行驶，则可以行驶多少小时？匀速行驶时牵引力的功率为多大？

Answer 1

分析 （1）水平面上物体的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小．又知受力面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（2）利用I=$\frac{P}{U}$计算档位调为最高档功率下工作时流过净化器的电流；
（3）利用含硫2%的煤5t先计算硫的质量，然后利用硫燃烧的化学反应方程式来计算每月生成的SO₂的质量，最后再计算五个月产生的SO₂质量．
（4）已知路程和速度，利用速度公式计算时间；利用二力平衡条件求出牵引力，然后利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv计算匀速行驶时牵引力的功率．

解答 解：
（1）将空气净化器静止放置在水平地面上，对水平地面的压力：
F=G=mg=10.5kg×10N/kg=105N，
对水平地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{105N}{210×1{0}^{-6}{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（2）由P=UI可得，档位调为最高档功率下工作时流过净化器的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A；
（3）设该“烟囱”一天会向大气排放二氧化硫的质量为x千克，则：
S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂
    32           64
    5000×2%       x
$\frac{32}{64}$=$\frac{5×1{0}^{3}kg×2%}{x}$，
解得：x=200kg．
（4）由题可知，只需充电10分钟，环保节能汽车可以行驶1000千米，
根据v=$\frac{s}{t}$可得，以100千米/时速度匀速行驶的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1000km}{100km/h}$=10h；
因为该车匀速行驶，阻力与牵引力是一对平衡力，
所以牵引力F=f=1000N，
该车匀速行驶时牵引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1000N×100×$\frac{1}{3.6}$m/s≈27777.8W．
故答案为：
（1）5×10⁵；
（2）此时流过净化器的电流为0.2A；
（3）该“烟囱”一天就会向大气排放二氧化硫200kg；
（4）可以行驶10h；匀速行驶时牵引力的功率为27777.8W．

点评 此题考查压强的大小计算、电功率的计算、速度公式及其应用、二力平衡条件及其应用、功率的计算，是一道力学和电学综合题，同时涉及到化学反应方程式，又是一道跨学科题目，对学生来说有一定的拔高难度，需要同学们能够全面掌握好各个学科知识．