優(yōu)選教育專題二十綜合計(jì)算題(試題部分)課件

1、專題二十 綜合計(jì)算題中考物理 (河北專用)1.(2018湖北黃岡,17,7分)爬梯式混凝土攪拌機(jī)(如圖)是用于一般建筑工地、橋梁水電等工程的建筑機(jī)械,由攪拌部分和提升部分組成。工作時(shí),攪拌機(jī)將原料加工成混凝土后自動(dòng)倒入運(yùn)料斗。在提升電機(jī)的帶動(dòng)下,運(yùn)料斗通過頂端的定滑輪沿豎直爬梯上升到一定位置,然后將混凝土卸下。已知某型號(hào)爬梯式混凝土攪拌機(jī)部分參數(shù)如下表所示(g取10 N/kg)。求:好題精練型號(hào)JZM整機(jī)質(zhì)量(kg)1 970空的運(yùn)料斗重(N)600提升電機(jī)功率(kW)4.5(1)若攪拌機(jī)與地面的接觸面積為0.05 m2,則工作前攪拌機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多大?(2)若運(yùn)料斗每完成一次運(yùn)料平均耗

2、時(shí)1 min,每次所裝混凝土質(zhì)量為400 kg,則運(yùn)送30 m3的混凝土需要多長時(shí)間?設(shè)混凝土的密度為2103 kg/m3。(3)某次將裝有4 000 N混凝土的運(yùn)料斗提升到某高度用時(shí)16 s,提升部分的機(jī)械效率為80%。則提升過程中運(yùn)料斗受到爬梯的阻力是多大?不計(jì)繩重、滑輪摩擦及空氣阻力。答案(1)394 000 Pa(2)150 min(3)400 N解析(1)工作前攪拌機(jī)對(duì)水平地面壓強(qiáng)為p=394 000 Pa(2)30 m3混凝土的總質(zhì)量為m總=V總=2103 kg/m330 m3=60 000 kg故運(yùn)送30 m3的混凝土所需要的時(shí)間為t總=1 min=150 min(3)設(shè)運(yùn)料斗被

3、提升的高度為h,則有=f=-G混-G斗=-4 000 N-600 N=400 N 思路分析(1)根據(jù)表格中給出的攪拌機(jī)的質(zhì)量,利用G=mg求出攪拌機(jī)的重力,進(jìn)而求得攪拌機(jī)對(duì)水平地面的壓力,根據(jù)p=求出對(duì)地面的壓強(qiáng);(2)根據(jù)混凝土的體積和密度利用公式m=V求出運(yùn)送混凝土的總質(zhì)量,根據(jù)總質(zhì)量和一次運(yùn)送的質(zhì)量求出運(yùn)送次數(shù),即可求出運(yùn)送時(shí)間;(3)克服物體重力做的功為有用功,克服運(yùn)料斗重力和阻力做的功為額外功,根據(jù)機(jī)械效率公式得=,代入數(shù)據(jù)求出阻力。 解題關(guān)鍵掌握壓強(qiáng)的公式和有用功、額外功、機(jī)械效率的計(jì)算是解答本題的關(guān)鍵。 2.(2018四川成都,B7,6分)如圖甲所示,A、B為不同材料制成的體積相

4、同的實(shí)心正方體,浸沒在圓柱形容器的水中,容器內(nèi)部底面積是正方體下表面積的4倍。沿固定的方向緩慢勻速拉動(dòng)繩子,開始時(shí)刻,A的上表面剛好與水面相平,滑輪組繩子自由端的拉力F的大小為F0,F隨繩端移動(dòng)距離s繩變化的圖像如圖乙所示。已知?jiǎng)踊喌闹亓動(dòng)=5 N,水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。除了連接A、B間的繩子承受拉力有一定限度外,其他繩子都不會(huì)被拉斷?；喤c軸的摩擦、繩的質(zhì)量等次要因素都忽略不計(jì)。(1)正方體A、B間的繩子長度L繩是多少?(2)正方體A和B的密度A和B分別是多少?(3)整個(gè)過程中,水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的最大變化量p是多少?答案(1)0.15 m(2)A=2.5103

5、 kg/m3B=2.0103 kg/m3 (3)375 Pa 解析(1)圖像DE段對(duì)應(yīng)的是A、B間繩子逐漸露出水面的過程此過程中,s繩=0.3 m滑輪組是由2段繩子承擔(dān)物重L繩=0.15 m評(píng)分意見:有分析過程且結(jié)果正確得1分。(2)圖像CD段對(duì)應(yīng)的是A逐漸露出水面的過程,此過程中,s繩=0.15 m推知:A的上表面離開原水面位置0.075 m,水面從原位置下降0.025 mA露出水面的高度為0.1 m即:正方體的邊長L=0.1 m,體積V=10-3 m3F浮A=F浮B=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg10-3 m3=10 N整個(gè)過程中:由于滑輪組是2段繩子承擔(dān)物重,設(shè)動(dòng)滑輪掛

6、鉤下繩子拉力為F則:2F=F+G動(dòng)開始時(shí)刻對(duì)應(yīng)的狀態(tài):2F0=GA+GB-F浮A-F浮B+G動(dòng)圖像D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài):F0=GA+GB-F浮B+G動(dòng)繩子斷裂后:2F0=GA+G動(dòng)式代入已知數(shù)據(jù)后,聯(lián)立解得:GA=25 N,GB=20 N,F0=15 N進(jìn)一步得:A=2.5103 kg/m3,B=2.0103 kg/m3評(píng)分意見:求出物體邊長或體積得1分,列出力的平衡方程組得1分,結(jié)果正確得1分。(3)圖像J點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)(A、B間繩子剛要拉斷時(shí)):3F0=GA+GB-F浮B+G動(dòng)代入已知數(shù)據(jù)可得:F浮B=5 N表明:B的一半體積露出水面,露出水面的高度為0.05 m,B露出過程水面下降0.012 5

7、 mA露出過程水面下降0.025 m兩個(gè)階段水面累計(jì)下降h=0.037 5 mp=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.037 5 m=375 Pa由于此時(shí)水面下降到最低處,水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量達(dá)到最大。評(píng)分意見:求出F浮B得1分,最后結(jié)果正確得1分。3.(2018江西,21,7分)如圖所示,電源電壓可調(diào),小燈泡L1標(biāo)有“6 V6 W”的字樣,小燈泡L2、L3標(biāo)有“6 V12 W”的字樣。(不考慮溫度對(duì)小燈泡電阻的影響)(1)閉合開關(guān)S1、S2、S3,調(diào)節(jié)電源電壓為6 V時(shí),求電流表的示數(shù);(2)閉合開關(guān)S2,斷開開關(guān)S1、S3,調(diào)節(jié)電源電壓為12 V時(shí),求電路消耗的總功率;(

8、3)閉合開關(guān)S2、S3,斷開開關(guān)S1,調(diào)節(jié)電源電壓為10 V時(shí),求小燈泡L3的實(shí)際發(fā)光功率。答案(1)3 A(2)24 W(3)0 W解析(1)此時(shí),L1和L3并聯(lián),U實(shí)=U額=6 V,L1和L3均正常發(fā)光I1=1 A,I3=2 A電流表的示數(shù)I=I1+I3=1 A+2 A=3 A(2)此時(shí),L2和L3串聯(lián),U實(shí)=U額=6 V,L2和L3均正常發(fā)光P總=P2+P3=12 W+12 W=24 W(3)此時(shí),電路中只有L3連入電路,且U3實(shí)=10 V,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其額定電壓,燈泡燒壞,不能發(fā)光,P3實(shí)=0 W 核心考點(diǎn)串并聯(lián)電路特點(diǎn)分析及應(yīng)用;電功率計(jì)算。 思路分析本題是通過開關(guān)來改變串并聯(lián)關(guān)系,所以

9、應(yīng)當(dāng)首先判斷三個(gè)開關(guān)在不同狀態(tài)下各用電器的工作狀態(tài)和連接方式。然后再根據(jù)串并聯(lián)電路的U、I、R關(guān)系特點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。 4.(2018四川成都,A25,6分)如圖所示,電源電壓保持不變,燈泡上標(biāo)有“12 V6 W”, 定值電阻R1=120 ,滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50 1 A”,電壓表的量程選用“0 3 V”。斷開S2,閉合S和S1,滑片P移到B端,燈泡剛好正常發(fā)光。(1)將滑片P移到B端,三個(gè)開關(guān)都閉合,1 min內(nèi)電路消耗的電能是多少?(2)斷開S1,閉合S和S2,在安全前提下,調(diào)節(jié)滑片P的過程中,電路消耗的最小功率是多少? 答案(1)432 J(2)0.9 W解析(1)當(dāng)滑片P移到B端,斷

10、開S2,閉合S和S1,電路中用電器只有燈泡因?yàn)闊襞菡０l(fā)光,可知電源電壓U=12 V(1分)當(dāng)滑片P移到B端,三個(gè)開關(guān)都閉合,電路為R1與燈泡并聯(lián)W1=t=60 s=72 JW燈=Pt=6 W60 s=360 JW=W1+W燈=72 J+360 J=432 J(2分)(2)斷開S1,閉合S和S2,R1與R2串聯(lián),滑片P在B端時(shí)電路中電流最大,等于0.1 A。移動(dòng)滑片P使電壓表示數(shù)為3 V時(shí),電路消耗的功率最小U1=U-U2=12 V-3 V=9 VI=0.075 A(1分)R2=40 50 說明操作可行(1分)Pmin=UI=12 V0.075 A=0.9 W(1分)解題關(guān)鍵解此題的關(guān)鍵是開關(guān)

11、閉合、斷開時(shí)電路串、并聯(lián)的辨別,要注意在確保電路安全的情況下電路最小電流的確定。 5.(2018河北唐山路北一模,37)如圖所示,是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖,已知井深10 m,物體重G=4103 N,汽車重G車=3104 N,汽車勻速拉繩子時(shí)的拉力F=2103 N,汽車受到的阻力為車重的0.05倍。請(qǐng)計(jì)算:(1)若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為1.2 m/s,則將物體由井底拉至井口,需要多長時(shí)間?(2)滑輪組的機(jī)械效率是多少?(保留一位小數(shù))(3)汽車的牽引力是多大?(4)將物體由井底拉至井口,汽車的牽引力做的功是多少?答案(1)25 s(2)66.7%(3)3 500 N(4)1.

12、05105J解析(1)v=v車=1.2 m/s=0.4 m/st=s/v=h/v=25 s(1分)(2)=W/W總=66.7%(2分)(3)f=0.05G=0.053104 N=1 500 N(1分)汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)F牽=F+f=2103 N+1 500 N=3 500 N(1分)(4)s車=3h=310 m=30 mW牽=F牽s車=3 500 N30 m=1.05105 J(1分) 6.(2018河北石家莊質(zhì)量檢測,37)底面積為100 cm2的圓柱形容器放在電子臺(tái)秤上,圖甲是向裝有水的容器緩慢放入圓柱形金屬塊的示意圖。在放入過程中,金屬塊以恒定速度v=0.01 m/s下降。圖乙是細(xì)繩的拉力

13、F隨時(shí)間t變化的圖像(從t=0時(shí)開始到金屬塊剛好接觸容器底部且水未溢出),忽略水的阻力。(g=10 N/kg,水的密度=1.0103 kg/m3)求:(1)浸沒后金屬塊所受的浮力;(2)金屬塊的密度;(3)若金屬塊浸沒后剪斷繩子,金屬塊下沉并最終靜止在容器底部,求此時(shí)與剪斷繩子前容器底對(duì)臺(tái)秤壓強(qiáng)的變化量為多大?此時(shí)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為多大?答案(1)5 N(2)2.8103 kg/m3(3)900 Pa1.3103Pa解析(1)浸沒后金屬塊所受浮力:F浮=G-F拉=14 N-9 N=5 N(1分)(2)由F浮=水gV可得金屬塊體積:V=F浮/水g=510-4 m3由圖線可知金屬塊的質(zhì)量為1.4

14、kg,所以金屬塊密度為:=m/V=2.8103 kg/m3(2分)(3)剪斷繩子后臺(tái)秤示數(shù)增加9 N,所以容器底對(duì)臺(tái)秤的壓強(qiáng)增加量為:p=F/S=900 Pa(1分)金屬塊從接觸水面到觸碰到容器底所用時(shí)間t=11 s-3 s=8 s未放金屬塊時(shí)水深:h1=vt=0.01 m/s8 s=0.08 m金屬塊浸沒后液面上升的高度:h2=V/S=0.05 m此時(shí)水深:h=h1+h2=0.08 m+0.05 m=0.13 m所以,水對(duì)容器底的壓強(qiáng):p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.13 m=1.3103 Pa(2分) 7.(2018河北保定清苑一模,38)如圖甲所示的電路中,電源電壓

15、保持不變。將一個(gè)電壓表正確連入電路,閉合開關(guān)S后,滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從b端滑向a端的過程中,測得電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)的變化情況如圖乙所示。(1)R1的電阻是多少?電源電壓是多少?(2)R1消耗電功率的最小值和最大值分別是多少?(3)此過程中電路總功率的變化范圍是多少?答案(1)10 9 V(2)0.9 W3.6 W(3)2.75.4 W解析(1)結(jié)合乙圖信息,易知電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓(1分)當(dāng)I1=0.3 A時(shí),U1=6 V,電源電壓U=0.3R1+6 V當(dāng)I2=0.6 A時(shí),U2=3 V,電源電壓U=0.6R1+3 V(1分)兩個(gè)方程聯(lián)立,可求得R1=10 ,U=9 V(1分)

16、(2)R1為定值電阻,電路中電流最小時(shí),R1消耗功率最小,電路中電流最大時(shí),R1消耗功率最大,所以P1最小=R1=(0.3 A)310 =0.9 W,P1最大=R1=(0.6 A)310 =3.6 W(2分)(3)當(dāng)I1=0.3 A時(shí),電路總功率最小,P最小=UI1=9 V0.3 A=2.7 W當(dāng)I2=0.6 A時(shí),電路總功率最大,P最大=UI2=9 V0.6 A=5.4 W所以電路總功率的變化范圍是2.75.4 W。(2分)(注:其他解法正確也給分) 8.(2018河北石家莊聯(lián)考,38)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,燈泡L的規(guī)格為“12 V24 W”(燈絲的電阻不隨溫度的變化而變化)

17、,定值電阻R1為30 ,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“20 2.5 A”,電流表所選量程為03 A,電壓表所選的量程為015 V。若只閉合開關(guān)S2,燈泡消耗的實(shí)際功率為其額定功率的。求:(1)燈泡的額定電流及其電阻。(2)電源電壓。(3)改變各開關(guān)的狀態(tài),在保證各電路元件安全的情況下,電路消耗的最大功率和最小功率。答案(1)2 A6 (2)36 V(3)133.2 W36 W解析(1)由P=UI可得,燈泡的額定電流為I額=2 A(1分)由歐姆定律可得,燈泡的電阻為RL=6 (1分)(2)由燈絲電阻不變及P=UI=I2R可得,在只閉合開關(guān)S2時(shí),燈泡的實(shí)際功率與其額定功率之比為,即:=,則I實(shí)=1 A

18、(1分)此時(shí),電源電壓為U=U實(shí)+UR1=I實(shí)(RL+R1)=1 A(6 +30 )=36 V(1分)(3)只閉合開關(guān)S2時(shí),電路的電流最小,則電路消耗的電功率最小電路消耗的最小功率為:P最小=UI最小=36 V1 A=36 W(1分)當(dāng)S1、S2和S3都閉合時(shí),R1與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),且當(dāng)通過滑動(dòng)變阻器的電流達(dá)到允許的最大值2.5 A時(shí),電路的電功率達(dá)到最大。此時(shí)通過定值電阻的電流為I1=1.2 A(1分) 電路消耗的最大功率為P最大=UI最大=36 V(1.2 A+2.5 A)=133.2 W(1分)9.(2018河北張家口、邢臺(tái)一模,39)在如圖甲所示的電路中,電源電壓為12 V,且保持不

19、變,電阻R0的阻值為10 ,滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“30 0.5 A”字樣。求:(1)若電流表的示數(shù)為0.4 A,求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值;(2)用電阻R2替換電阻R0,移動(dòng)滑片P由距左端三分之一的位置逐漸向右移動(dòng),當(dāng)恰好使兩只電表偏離零刻度的角度相同時(shí)(電流表、電壓表的表盤如圖乙所示),電路的電功率為3.6 W。求:定值電阻R2的阻值;在移動(dòng)滑片過程中,電路電功率的最大值和最小值。答案(1)20 (2)15 5.76 W3.2 W 解析(1)電流表的示數(shù)為0.4 A,則定值電阻兩端的電壓為U0=IR0=0.4 A10 =4 V(1分)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U1=U-U0=12 V-4 V=8

20、V則滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為R1=20 (1分)(2)在滑片P移動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器連入電路的最小電阻為R最小=10 當(dāng)恰好使兩只電表偏離零刻度線的角度相同時(shí),電路的電功率為3.6 W,則此時(shí)電路的電流為I=0.3 A(1分)確定電壓表的量程方法1:若電壓表選擇的量程為03 V,此時(shí)電壓表的示數(shù)應(yīng)為1.5 V,則此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為RP=5 10 ,則電壓表選擇的量程應(yīng)為015 V的量程,電壓表的示數(shù)應(yīng)為7.5 V(1分)方法2:由題意可得,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻大于10 ,當(dāng)電路電流為0.3 A時(shí),電壓表的示數(shù)應(yīng)大于3 V,則電壓表的量程應(yīng)選015 V的量程,電壓表的示數(shù)為7.

21、5 V(1分)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為RP=25 ,定值電阻R2的電阻為R2=15 (1分)電壓表的量程大于電源電壓,則當(dāng)滑片位于最右端時(shí),電路電流最小,其大小為I小= A則電路的最小功率為P小=UI小=12 V A=3.2 W(1分)當(dāng)滑片位于其三分之一處時(shí),電路電流最大,其電流大小為I大=0.48 A,則電路的最大功率為P大=UI大=12 V0.48 A=5.76 W(1分)10.(2017河北涿州一模,20)如圖所示,已知斜面長5 m,高3 m,繩端拉力為50 N。利用這個(gè)滑輪裝置將重為100 N的物體在5 s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端,在此過程中:(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng),繩端移動(dòng)的

22、速度為多少?(2)拉力做的功和功率各是多少?(3)斜面與滑輪組成的裝置的機(jī)械效率是多少?答案(1)2 m/s(2)500 J100 W(3)60%解析(1)繩端移動(dòng)的速度:v=2 m/s;(2)繩端移動(dòng)的距離:s=25 m=10 m,拉力做的功W總=Fs=50 N10 m=500 J,功率:P=100 W;(3)有用功:W有=Gh=100 N3 m=300 J,機(jī)械效率=100%=100%=60%。 易錯(cuò)警示利用動(dòng)滑輪沿斜面拉動(dòng)物體,故繩端移動(dòng)的距離為物體移動(dòng)距離的2倍。 11.(2016河北石家莊長安一模,37)小麗使用如圖所示的滑輪組能夠提起的最重物體是A,物體比A更重繩子將會(huì)斷裂(不計(jì)繩

23、重和摩擦)。(1)將A勻速提高2 m做的有用功為740 J,則物重GA=?(2)此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為92.5%,小麗的體重為600 N,每只腳與地面的接觸面積為210-2 m2,則她對(duì)地面的壓強(qiáng)p地=?(3)當(dāng)物體A的一半浸在水中時(shí),小麗的拉力減小了25 N,則物體A的密度A=?答案(1)370 N(2)1104 Pa(3)3.7103 kg/m3 解析(1)A的重力GA=370 N。(2)提升物體A時(shí),繩端的拉力F=200 N;此時(shí)人對(duì)地面的壓力F壓=G人-F=600 N-200 N=400 N,人對(duì)地面的壓強(qiáng)p地=1104 Pa。(3)浸入水中的物體A由于受浮力,它受到向上的拉力減小,則

24、此時(shí)F浮=F=225 N=50 N,根據(jù)公式F浮=水gV排,得V排=510-3 m3,VA=2V排=110-2 m3,則物體A的密度A=3.7103 kg/m3。 審題技巧應(yīng)用等效替代的思想,當(dāng)A一半浸在水中時(shí),A受到的浮力數(shù)值上就等于兩股承擔(dān)物重的繩上減小的拉力,故得出F浮=25 N2=50 N,并由F浮=水gV排得物體的體積,為計(jì)算A的密度提供必要條件。 易錯(cuò)警示計(jì)算小麗對(duì)地面的壓強(qiáng)時(shí),地面的受力面積應(yīng)為兩只腳與地面的接觸面積,即S=210-22 m2。 12.(2016河北唐山開平一模,37)如圖是運(yùn)動(dòng)員小明自制的上肢力量健身器示意圖,桿AB長1.5 m。其中OA=1 m,可繞固定點(diǎn)O在

25、豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),A端用細(xì)繩通過滑輪懸掛著底面積為0.15 m2,高為0.1 m的圓柱形配重M,在B端施加豎直向上的600 N的作用力時(shí),M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為0,(g取10 N/kg,杠桿重、繩重及摩擦不計(jì))求:(1)配重的密度;(2)運(yùn)動(dòng)員將配重M勻速提升0.1 m時(shí)人對(duì)杠桿做的功;(3)人用420 N的力向上推杠桿時(shí),配重M對(duì)地面的壓強(qiáng)。答案(1)2103 kg/m3(2)30 J(3)600 Pa解析(1)設(shè)繩子對(duì)A端的拉力為FA,人對(duì)B端的作用力為FB,則由杠桿平衡條件得,FAOA=FBOBFA=FB=600 N=300 N配重M的重力G=FA=300 N配重的密度=2103 kg/

26、m3(2)人對(duì)杠桿做的功等于提升配重M所做的功W=GhA=300 N0.1 m=30 J(3)當(dāng)人用420 N的力向上推杠桿時(shí),根據(jù)杠桿平衡條件得,FAOA=FBOB可得FA=210 N配重M對(duì)地面的壓力:F=G-FA=300 N-210 N=90 N配重M對(duì)地面的壓強(qiáng):p=F/S=600 Pa 13.(2016河北邯鄲一模,37)如圖所示,利用滑輪組從水下打撈一長方體形狀重物,其底面積S=0.05 m2、高h(yuǎn)=0.2 m,小明站在岸邊拉動(dòng)繩子自由端,使重物從水底開始向上運(yùn)動(dòng),假定重物始終豎直向上勻速運(yùn)動(dòng),并經(jīng)歷三個(gè)運(yùn)動(dòng)階段:第一階段,從重物在水底開始運(yùn)動(dòng)到重物的上表面剛露出水面,繩對(duì)重物的拉

27、力F1=140 N,用時(shí)t1=40 s;第二階段,從重物上表面剛露出水面到其下表面剛離開水面,用時(shí)t2=4 s;第三階段,重物下表面離開水面后在空中上升。(已知?jiǎng)踊喼谿0=60 N,水=1.0103 kg/m3,g=10 N/kg,不計(jì)繩重、摩擦、水的阻力及水面變化)求:(1)在第一階段運(yùn)動(dòng)中,水對(duì)重物的浮力F浮是多大?(2)在第一階段運(yùn)動(dòng)中,繩對(duì)重物做功W1是多大?(3)未打撈前,重物對(duì)池底的壓強(qiáng)是多大?答案(1)100 N(2)280 J(3)2 800 Pa解析(1)第一階段,水對(duì)重物的浮力F浮=水gV排=1103 kg/m310 N/kg0.050.2 m3=100 N(2)重物運(yùn)動(dòng)

28、的速度v=0.05 m/s,第一階段重物上升的高度s1=vt1=0.05 m/s40 s=2 m,繩對(duì)重物做功W1=F1s1=140 N2 m=280 J(3)第一階段,重物受力情況為F1+F浮=G,未打撈前,重物受力情況為F支+F浮=G,故池底受到的重物的壓力F=F支=F1=140 N,重物對(duì)池底的壓強(qiáng)為:p=2 800 Pa 14.(2016河北張家口宣化模擬,37)如圖所示,升降臺(tái)上平放有底面積是0.4 m2的圓柱形容器,杠桿C端用輕繩拉緊圓柱體A,OCOD=21,杠桿D端用輕繩懸掛一個(gè)重力為600 N,底面積為0.2 m2的圓柱體B。當(dāng)圓柱體B恰好浸沒時(shí),它所受的浮力為400 N,此時(shí)

29、A對(duì)地面的壓強(qiáng)是pA,杠桿處于平衡狀態(tài);打開閥門,放出適量水后,圓柱體A對(duì)地面的壓強(qiáng)恰好變化了800 Pa,物體B露出了水面0.16 m且杠桿再次平衡。已知:ppA=45(其中p表示圓柱體A對(duì)地面壓強(qiáng)的變化量),求:(水的密度為1 g/cm3,g取10 N/kg)(1)圓柱體B的高度;(2)杠桿C端所受繩子拉力的變化量;(3)圓柱體A所受的重力。 答案(1)0.2 m(2)160 N(3)300 N解析(1)圓柱體B浸沒時(shí),其所受的浮力為400 N,圓柱體B的高度h=F浮/(水gSB)=0.2 m(2)由題可知h=0.16 m,F浮=水gV=320 N,圓柱體A所受的繩子拉力為FC,圓柱體B浸

30、沒時(shí)有FCOC=(GB-F浮)OD水量調(diào)整后,有FCOC=GB-(F浮-F浮)OD所以有(FC-FC)OC=F浮OD,杠桿C端所受拉力的變化為FC-FC=160 N(3)p=800 Pa,圓柱體A的底面積為SA=160 N/800 Pa=0.2 m2。又由ppA=45得,pA=1 000 Pa,圓柱體B浸沒時(shí),A對(duì)地面的壓力:FA=pASA=1 000 Pa0.2 m2=200 N,A所受C端拉力FC=100 N故圓柱體A所受的重力GA=FA+FC=200 N+100 N=300 N 15.如圖所示,一個(gè)厚度不計(jì)的圓柱形水桶,底面積為4102 cm2,盛上一些水后對(duì)水平地面的壓力為400 N。

31、(取g=10 N/kg)求:(1)此時(shí)水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大?(2)桶的側(cè)壁上有一個(gè)小閥門A,它能承受的水的壓強(qiáng)最大為6103 Pa。當(dāng)A距水面多深時(shí),它將被水沖開?(3)現(xiàn)在,已知小閥門A距水面0.5 m(如圖),把一個(gè)體積為510-3 m3的實(shí)心球放入水中,水剛好能夠把A沖開,則球的密度為多少?答案(1)1104 Pa(2)0.6 m(3)0.8103 kg/m3 解析(1)水桶的底面積為:S=4102 cm2=410-2 m2水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)為:p=1.0104 Pa。(2)根據(jù)液體壓強(qiáng)公式:p=gh,可知沖開閥門時(shí)水的深度為:h=0.6 m。(3)把一個(gè)實(shí)心球放進(jìn)水中后,水剛好把A沖開

32、,說明水面上升到了0.6 m,則水面上升的高度為:h=0.1 m球排開水的體積:V排=Sh=410-2 m20.1 m=410-3 m3球受到的浮力為:F浮=水gV排=1103 kg/m310 N/kg410-3 m3=40 N由于V排=410-3 m3510-3 m3所以球漂浮在水面上,小球重為:G=F浮=40 N球的質(zhì)量為:m=4 kg 球的密度為:=0.8103 kg/m3。16.(2017河北保定清苑模擬,38)如圖甲所示電路中,已知定值電阻R2的阻值為5 ,燈泡L的額定電壓為6 V,圖乙為燈泡的電流隨電壓的變化圖線。當(dāng)開關(guān)S2閉合時(shí),燈泡L正常發(fā)光。(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R為多大

33、?(2)電源電壓為多大?(3)當(dāng)開關(guān)S2斷開、S1閉合,滑片P從a端滑到b端的過程中,電流表的示數(shù)變化了1.0 A,求電路中功率的變化范圍。答案(1)10 (2)9 V(3)7.216.2 W解析(1)燈泡的額定電壓為6 V,由圖乙可知I額=0.6 A燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R=10 (2)當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí),燈泡與電阻R2串聯(lián),燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電路中電流為0.6 A電源電壓U=U1+U2=6 V+I額R2=6 V+0.6 A5 =9 V(3)當(dāng)開關(guān)S2斷開、S1閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器與電阻R2串聯(lián),滑片P在a端時(shí),Ia=1.8 A依題意滑片P在b端時(shí),電路中的電流Ib=0.8 A電路中的最

34、大功率和最小功率分別為P=UIa=9 V1.8 A=16.2 WP=UIb=9 V0.8 A=7.2 W電路中的功率的變化范圍為7.216.2 W 思路分析利用圖像信息得燈L的額定電流為0.6 A,由R=計(jì)算燈正常發(fā)光時(shí)的電阻,由串聯(lián)電路中U=U1+U2和U=IR計(jì)算電源電壓;由I=及電表示數(shù)變化判斷、計(jì)算出電路中最大電流和最小電流,并由公式P=UI計(jì)算出相應(yīng)的電功率。知識(shí)拓展當(dāng)電路中接入的電阻最大時(shí),電流最小,電路消耗的功率最小,反之,消耗的功率最大,功率的計(jì)算常用P=UI或P=。 17.(2017河北石家莊裕華一模,38)如圖甲所示,電源電壓可調(diào),定值電阻R1的阻值為20 ,滑動(dòng)變阻器R2

35、的規(guī)格為“5 3 A”,燈泡L規(guī)格為“4 V1 W”,且燈絲電阻不隨溫度變化,只閉合開關(guān)S,燈泡L恰好正常發(fā)光。(1)求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻和此時(shí)的電源電壓。(2)開關(guān)S、S1、S2都閉合,在電路上正確連入A1、A2兩個(gè)電流表,當(dāng)變阻器連入電路的電阻恰為其最大阻值一半時(shí),兩電流表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示,請(qǐng)判斷電流表在電路中的位置并計(jì)算此時(shí)的電源電壓。答案(1)16 9 V(2)見解析解析(1)只閉合開關(guān)S,電阻R1與燈串聯(lián),燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻:R燈=/P額=16 ;當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),電路電流即通過燈泡的電流I=I燈=0.25 A,電源電壓:U=I(R1+R燈)=0.25 A(20 +16

36、)=9 V;(2)開關(guān)S、S1、S2都閉合,由圖甲可知,L被短路,R1與R2并聯(lián)接入電路,由圖乙可知:小量程讀數(shù)為0.3 A,大量程讀數(shù)為1.5 A;由圖丙可知:小量程讀數(shù)為0.54 A,大量程讀數(shù)為2.7 A;當(dāng)變阻器最大阻值的一半接入電路時(shí),即R2=2.5 且與R1=20 并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)分流關(guān)系可知,I1/I2=R2/R1=1/8;由讀數(shù)分析I1I2四種情況中,沒有81或18的情況,故兩電流表不可能都在支路上,那么只有一個(gè)支路電流表和一個(gè)干路電流表;并聯(lián)電路,干路電流I=I1+I2,結(jié)合I1I2=18可知,I1I=19,I2I=89,對(duì)照兩電流表的示數(shù)之比,電流比值只有19成立,所以A1測

37、R1電流,且為0.3 A,A2測干路電流為2.7 A;根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),電源電壓為:U=U1=I1R1=0.3 A20 =6 V。 18.(2017河北保定競秀一模,38)如圖甲所示,電源電壓可調(diào),L的規(guī)格為“2 V1 W”,且燈絲電阻不隨溫度變化。電壓表的量程為“03 V”,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20 。(1)調(diào)節(jié)電源電壓至U,只閉合S1,移動(dòng)滑片,在電壓表的示數(shù)不超過量程時(shí),燈泡消耗的最小功率為0.25 W,求燈絲電阻和R接入電路的最大阻值。(2)調(diào)節(jié)電源電壓至U,只閉合S2,滑片從a移到b的過程中,兩表的I-U關(guān)系如圖乙所示,滑片在a和b點(diǎn)時(shí),電壓表指針均指到滿偏刻度的三分之二位置(

38、電壓表重新選擇了量程)。求電源電壓U。 答案(1)4 12 (2)18 V解析(1)燈絲的電阻RL=4 ;只閉合S1,燈L和滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),當(dāng)電壓表示數(shù)為3 V時(shí),R連入電路的阻值最大,燈消耗的功率最小,為0.25 W,則電路中的電流I=0.25 A,則此時(shí)R接入電路的最大阻值R=12 ;(2)只閉合S2,R0與R串聯(lián),由“滑片在a和b點(diǎn)時(shí),電壓表指針均指到滿偏刻度的的位置”可知,Ua=2 V(03 V量程),Ub=10 V(015 V量程),則相應(yīng)的R0兩端電壓分別為U-2 V和U-10 V,故滑片在a點(diǎn)時(shí),電路中的電流Ia=,滑片在b點(diǎn)時(shí),電路中的電流Ib=,又由兩表的I-U的圖像得=,由聯(lián)立,解得U=18 V。 19.(2017四川攀枝花,32,7分)如圖甲所示,電源兩端電壓保持不變,L是標(biāo)有“6 V3.6 W”的小燈泡,通過它的電流和它兩端的電壓關(guān)系如圖乙所示,R0為定值電阻。當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合,且滑動(dòng)變阻器的滑片位于a端時(shí),小燈泡恰好正常發(fā)光,此時(shí)R0消耗的功率為P1;當(dāng)S、S1閉合,S2斷開,滑動(dòng)變阻器的滑片滑到中點(diǎn)時(shí),電流表的示數(shù)為0.5 A;當(dāng)S、S2閉合,S1斷開,滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b端時(shí),R0消耗的功率為P2