2023年浙江省中考科學(xué)一輪復(fù)習(xí)訓(xùn)物理計算題

物理計算題一一九年級一輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)

1.（蕭山）小金學(xué)習(xí)了杠桿知識后，自制了一只杠桿液體密度計，材料是一根輕質(zhì)木桿（質(zhì)

量忽略不計）、體積為50毫升的小桶、質(zhì)量為20克的物體A、若干細(xì)線。將杠桿在O

點(diǎn)處懸掛起來，B處懸掛空桶，C處懸掛物體A,此時杠桿恰好平衡。

（1）C點(diǎn)的密度刻度值對應(yīng)為O

（2）測出B點(diǎn)到0點(diǎn)的距離為4cm,C點(diǎn)到0點(diǎn)的距離為2cm,求出空桶的質(zhì)量（寫明過

程）。

（3）小金在桶內(nèi)裝滿某種液體后，將物體A向右移至G處杠桿正好平衡，測出CG的距

離為12cm,請計算該液體的密度（寫明過程）。

〃〃〃/7

2.（蕭山）如圖1為某橋梁工程部門在一次工程作業(yè)中，利用汽車將重為G,高為%的柱形

實心鐵塊，從水深為h∣的河底豎直打撈上來。汽車速度為V,且保持恒定。水的密度為

P水，鐵的密度為P鐵（不計滑輪的摩擦和繩重，不考慮水的阻力和物體排開水的體積對

水面高度的影響）。

（1）圖2縱坐標(biāo)表示繩子的拉力F,橫坐標(biāo)表示鐵塊底部所處深度。根據(jù)題意分析，補(bǔ)

全圖2中的數(shù)據(jù)A點(diǎn)：,B點(diǎn)：。

（2）推導(dǎo)出自鐵塊上表面與水面相平升至整體剛露出水面的過程中，鐵塊所受的浮力F

浮隨時間t變化的關(guān)系式（從鐵塊上表面與水面相平時開始計時，用已知科學(xué)量表示）。

°hι-hoB

圖2

3.（拱堂）圖1為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為220V

水箱裝水最多0?3kg,加熱功率有多個擋位，設(shè)計師最初設(shè)計的內(nèi)部電路有如圖2甲、

乙兩種接法，其中電熱絲R=56C,R2=44ΩO

熔RIK熔

I斷I斷

（1）使用掛熨機(jī)時，要將三腳插頭插入三孔插座，使用三腳插頭和三孔插座的理由

是。

（2）已知熔斷器的保險絲允許通過的最大電流為8.2A,請通過計算說明設(shè)計師應(yīng)該選擇

哪個電路。

（3）按照所選的電路計算這款掛熨機(jī)低擋位的額定功率。

4.（拱壁）小樂設(shè)計了一個電子拉力計，其原理圖（部分）如圖甲所示，其中電源電壓U

=3V,定值電阻R0=5Q,R是一根長為L=5cm的均勻電阻線（阻值跟長度成正比，最

大阻值為25Q）,輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不

計，P與R接觸良好且摩擦不計），當(dāng)不拉拉環(huán)時，金屬滑片P剛好處于a端，已知該

輕質(zhì)彈簧伸長的長度AL與所受拉力F的關(guān)系如圖乙所示。

F/N

（1）小樂利用一量程為0~3V的電壓表改裝成拉力示數(shù)表，要求拉力越大，電壓表指針

向右偏轉(zhuǎn)越大，則該電壓表應(yīng)并聯(lián)在（選填“Ro”或"RJ）兩端。

（2）當(dāng)拉力為ON時，電壓表的讀數(shù)是多少？

（3）當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時，拉環(huán)上受到水平向右的拉力為多大？

5.（拱壁）如圖所示為測液體密度的密度秤示意圖，輕質(zhì)桿AB長為40cm,可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動

（輕質(zhì)桿與0點(diǎn)之間的摩擦忽略不計），其左端A點(diǎn)掛一個質(zhì)量為0.2kg,容積為20OmL

的桶，AO=IOcm;在0點(diǎn)的右側(cè)用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一個質(zhì)量為0.2kg的秤花，秤碗可沿OB

左右滑動。使用時，在桶中裝滿待測液體，移動秤筑使密度秤再次水平平衡，讀出相應(yīng)

位置的刻度值即可。

（1）密度秤零刻度在0點(diǎn)右側(cè)Cm處。

（2）該密度秤所能測量的最大密度是多少？

（3）判斷該密度秤的刻度是否均勻（通過推導(dǎo)說明）。

IoF

?4

6.(下城)一盛水的圓柱形平底容器靜置于水平桌面上，容器的底面積為200CIT>2,容器和

水的總重為IOON；用一輕質(zhì)細(xì)繩(繩的粗細(xì)和重力均不計)將一圓柱體M掛在彈簧測力

計上，此時彈簧測力計的示數(shù)為24N,如圖甲所示：讓圓柱體M從水面上方沿豎直方向

緩慢浸入水中直至浸沒，此時彈簧測力計的示數(shù)為16N,如圖乙所示：然后將輕質(zhì)細(xì)繩

剪斷，圓柱體M最終沉在容器底部，如圖丙所示(不考慮水的阻力，上述過程中水均未

溢出，g取ION∕kg)o求:

(1)圓柱體M的密度；

(2)圓柱形平底容器處于圖丙所示狀態(tài)時比處于圖乙所示狀態(tài)時，對水平桌面的壓強(qiáng)增

加了多少？

7.(下城)兩塊質(zhì)量分布均勻的相同長方體木塊甲和乙，重力均為G,長度均為L,如圖疊

放，恰好能在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)。

(1)乙右端與甲右端之間的最大水平距離為

(2)求乙右端與桌面右端之間的最大水平距離。

8.(富陽)一個電動機(jī)接在電壓恒為20V的電源兩端，在IOS內(nèi)將一個質(zhì)量為25kg的重物

勻速提升4m,此過程中通過電動機(jī)的電流為6A。取g=10N∕kg0求：

(1)IOS內(nèi)電動機(jī)消耗的電能；

(2)IOS內(nèi)電動機(jī)對重物做的功；

(3)勻速提升該重物過程中電動機(jī)的效率。(精確到0.1%)

9.(富陽)工人用如圖甲所示的滑輪組利用箱子運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送量不定?；喗M

的機(jī)械效率隨重力不同的建材變化的圖象如圖乙所示，滑輪與鋼繩間的摩擦力及箱子和

繩重忽略不計。求：

(1)若工人用300N的拉力，將建材勻速豎直向上提升了4m,工人所做功；

(2)當(dāng)所運(yùn)送建材的重為500N時，工人作用在繩子上的拉力；

(3)當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%時，所運(yùn)送建材受到的重力。

10.(富陽)底面積為S的薄壁圓柱形容器內(nèi)裝有水，其底部有一閥門K.邊長為a的正方

體物塊由段非彈性細(xì)線懸掛，當(dāng)其總體積的一半露出水面時細(xì)線剛好伸直，如圖所示。

已知細(xì)線能承受的最大拉力為T,水的密度為P水，完成下列任務(wù)：

(1)求出物塊的密度：

(2)打開閥門使水緩慢流出，當(dāng)細(xì)線斷裂的瞬間關(guān)閉閥門，求流出水的質(zhì)量：

(3)細(xì)繩斷裂后，待物塊穩(wěn)定繼續(xù)緩慢放出水，直到木塊剛好對容器底產(chǎn)生壓力時關(guān)

閉閥門，求水對容器底的壓力。

11.(臨平)電動機(jī)工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但因為線圈有電阻也會有電能轉(zhuǎn)化為電熱。

如圖所示，將線圈電阻為r的電動機(jī)接到電源電壓U上時，流過電動機(jī)線圈的電流為I。

(1)推導(dǎo)：電動機(jī)的效率(機(jī)械能占消耗電能的百分比)n=耳工XlO0%。

(2)若電動機(jī)的額定電流I=IA,電動機(jī)線圈電阻r=0.5Q,工作t=lmin時間內(nèi)對外

輸出的機(jī)械能為W=I50J.試求：Imin時間內(nèi)消耗的電能。

I

U

12.（上城）電飯鍋已經(jīng)成為每個家庭必不可少的家用電器。如圖是電飯鍋的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)

圖，已知電飯鍋的部分參數(shù)：額定電壓220V,R1=88Ω,保溫功率為88肌Sl為手動開

關(guān)，S2為雙金屬片開關(guān)（右端固定）。

（1）求電飯鍋的加熱功率；

（2）求Rz的阻值；

（3）考慮到能量的有效利用應(yīng)該選用（選填”僅RJ或"R和Rz都”）與鋁制

內(nèi)膽（裝米飯的部位）緊貼。

（4）與鐵相比，銅升高相同溫度熱膨脹較明顯。已知雙金屬片兩層的材料分別為鐵和銅,

上層應(yīng)該選用（選填"銅”或“鐵”）。

13.（杭州）一個密度為3Xl（yikg∕nΛ體積為200cι∏3的長方體實心物體用細(xì)線拉著，緩慢

浸入水中直到與柱形薄壁容器底部接觸（如圖所示）。容器底面積為2x10-72。Wg=

10N∕kg.>求:

（1）物體浸沒在水中時受到的浮力。

（2）甲、乙兩圖中水對容器底部的壓強(qiáng)差。

（3）當(dāng)丙圖中F：；為IN時，求甲、丙兩圖中容器對水平桌面的壓力差。

14.（上城）如圖所示為某小區(qū)道閘的結(jié)構(gòu)原理，質(zhì)量8kg、長4m的長直桿AB通過P、Q

兩點(diǎn)，固定在半徑為15Cm的圓盤C上，圓盤C能夠繞0點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動，通過P點(diǎn)帶動直桿

轉(zhuǎn)動。0點(diǎn)距A端為20cm,OP為圓盤直徑，圓盤C與電動機(jī)M用齒輪連接。電動機(jī)M的

齒輪盤順時針轉(zhuǎn)動時，長直桿AB隨圓盤C逆時針轉(zhuǎn)動。（g取10N∕kg）

（1）求桿AB水平靜止時，電動機(jī)齒輪對圓盤C齒輪的力;

]B

（2）若不計摩擦，電動機(jī)的平均輸出功率為72W,求道閘直桿從水平轉(zhuǎn)到豎直位置完全

打開需要的時間；（AB垂直地面、不計能量損失）

（3）道閘勻速抬高，圓盤C齒輪受力怎么變？

15.（杭州）用紙杯進(jìn)行覆杯實驗后，小徐覺得水不下落的原因可能是因為：

①被大氣壓托住了；

②硬紙片被水粘住了。

為找到真正的原因，小徐對實驗進(jìn)行改進(jìn)：將覆杯實驗移至密閉鐘罩內(nèi)，接著用抽氣泵

逐漸抽出鐘罩內(nèi)空氣。

（1）若在抽氣過程中，硬紙片掉落了，（選填"能或“不能”）證明猜想①是

正確的。

（2）小金不利用抽氣原理也能找到水不下落的原因，他的操作是o

（3）利用密閉鐘罩、抽氣泵還可以研究。

16.（臨平）小徐設(shè)計制作了一盞調(diào)光燈如圖甲，其內(nèi)部電路如圖乙，由白熾燈L和滑動變

阻器R組成。電源電壓9V恒定不變，白熾燈L規(guī)格為''6V3W”，且燈絲電阻不隨溫度

的變化而變化。將滑動變阻器的滑片P置于最右端，閉合開關(guān)電壓表和電流表示數(shù)分別

為6V和O.25A?

（1）滑動變阻器滑片往左移的過程中，燈L會（選填“變亮”、“不變”或“變

暗”）；

（2）當(dāng)滑片P置于最右端時，工作1小時，求燈L產(chǎn)生的熱量;

(3)當(dāng)滑片P置于中點(diǎn)時，求燈L的實際功率？

17.(江干)疫情的暴發(fā)給生活帶來諸多不便，但卻加快了線上教學(xué)的發(fā)展，為了更流暢的

呈現(xiàn)板書，金老師將手機(jī)、底面為正方形的底座、大理石組裝成了如圖甲的拍攝儀，其

主要結(jié)構(gòu)如圖乙，組裝流程：將手機(jī)攝像頭端伸出底座，另端用長方體大理石豎直向下

壓在手機(jī)末端，固定手機(jī)。已知所用手機(jī)長度為20cm,質(zhì)量為160g且分布均勻，大理

石質(zhì)量為240g。

手機(jī)

(1)為擴(kuò)大拍攝范圍，并防止手機(jī)掉落，求手機(jī)可以伸出底座外的最大長度。

(2)徐老師也組裝了一個拍攝裝置如圖丙，所用手機(jī)與金老師同款，底面為正方形的底

座邊長為4cm,手機(jī)左側(cè)有12Cm伸出底座。假設(shè)重物掛在手機(jī)的最邊緣，g取10N∕kg,

求保證手機(jī)不掉落的重物質(zhì)量范圍。

18.(江干)古希臘科學(xué)家阿基米德鑒別皇冠的故事為眾人樂道，他把與皇冠等質(zhì)量的黃金

以及皇冠分別放入水中，并比較兩者排出水的體積，從而辨別出了真?zhèn)巍Ｐ⌒煊酶×Φ?/p>

知識來鑒別皇冠真?zhèn)?，現(xiàn)在用彈簧測力計測得皇冠重力為G,浸沒在水中靜止時，彈簧

測力計示數(shù)為F。已知水的密度為P*,黃金的密度為P金，銀的密度PSE,P?>Piso

(1)阿基米德測得皇冠是假的，摻入了銀，那么皇冠相比黃金排出水的體積。

(選填“較大”或“一樣大”或“較小”)

(2)①請根據(jù)小徐測得的數(shù)據(jù)推導(dǎo)皇冠密度表達(dá)式。

②若比較發(fā)現(xiàn)，則證明皇冠是假的。

19.（江干）2020年11月28日，“奮斗者”號全海深載人潛水器成功完成萬米海試并勝

利返航?！皧^斗者”體積約為10米3,空載時質(zhì)量約為6噸，最大荷載240千克。

（海水密度取LOXlOkg∕m?g?10N∕kg）

（1）“奮斗者”在水下100米時受到的浮力為多大？

（2）已滿載的“奮斗者”在下沉?xí)r是采用注水方式實現(xiàn)的，則至少注入多少立方米的海

水？

（3）任務(wù)完成后，起重機(jī)把重最大荷載的“奮斗者”吊到母船上，起重機(jī)滑輪裝置原理

如圖，在滑輪裝置作用下，“奮斗者”離開水面后緩慢豎直上升7m后到達(dá)甲板，繩子自

由端運(yùn)動了28米，已知滑輪裝置的機(jī)械效率為78惶求繩子自由端拉力為多少？

20.（江干）如圖是某空調(diào)外機(jī)的安裝剖面圖，DE為50cm,DK為30cm,金屬支架ABC重力

忽略不計，相應(yīng)支架分別被螺釘固定在墻上，AC長度為45cm,BC水平安裝，BC長度為

60cm。安裝時，外機(jī)DE面距離墻壁的距離為15cm,外機(jī)質(zhì)量分布均勻，大小為30kg。

（g=10N∕kg）

（1）為了安全，從力學(xué)的角度分析，室外機(jī)的位置應(yīng)盡量（選填“靠近”或“遠(yuǎn)

離”）墻壁。

（2）請以C為受力作用點(diǎn)，畫出金屬直桿BC所受拉力的示意圖。

（3）C處螺釘所受水平拉力為

21.（富陽）2020新春之際出現(xiàn)了罕見的新型冠狀病毒疫情，面對突如其來的災(zāi)害，舉國

上下，萬眾一心，科學(xué)防治。

(1)預(yù)防新型冠狀病毒肺炎的主要措施:

①是把確診病例或者疑似病例隔離起來，到指定醫(yī)院進(jìn)行隔離并治療。②對接觸過確診

病例或者疑似病例的人群進(jìn)行居家隔離或到指定的地點(diǎn)隔離，以免疫情傳播；③避免去

人多的地方，出門一定要戴口罩。傳染病的流行必須具備3個環(huán)節(jié)。當(dāng)傳染病流行時，

切斷其中任何一環(huán)節(jié)，流行即可終止。那么①是,③是。

(2)“84”消毒液常用于公共場所殺菌消毒。為了測得其稀釋后的消毒液pH,實驗室可

選用(選填字母序號)。

(3)用于急救的呼吸功能障礙應(yīng)急系統(tǒng)，PUritan-Bennett700型急救機(jī)電源銘牌部分

數(shù)據(jù)如下表：

交流電源220VL3A正常作時接地泄漏電流＜50UA

(整機(jī))

內(nèi)置電池24V7Ah平均工作電流2.8A(呼吸頻率15

次∕min)

①使用交流電源時該機(jī)的額定輸入功率。

②若突然停電而使用內(nèi)置電池，該電池維持患者正常呼吸的工作時間約

參考答案

1.小金學(xué)習(xí)了杠桿知識后，自制了一只杠桿液體密度計，材料是一根輕質(zhì)木桿(質(zhì)量忽略

不計)、體積為50毫升的小桶、質(zhì)量為20克的物體A、若干細(xì)線。將杠桿在0點(diǎn)處懸掛

起來，B處懸掛空桶，C處懸掛物體A,此時杠桿恰好平衡。

(1)C點(diǎn)的密度刻度值對應(yīng)為0κ∕cιn3O

(2)測出B點(diǎn)到0點(diǎn)的距離為4cm,C點(diǎn)到0點(diǎn)的距離為2cm,求出空桶的質(zhì)量(寫明過

程)。

(3)小金在桶內(nèi)裝滿某種液體后，將物體A向右移至G處杠桿正好平衡，測出CG的距

離為12cm,請計算該液體的密度(寫明過程)。

【分析】(1)由題意可知，空桶內(nèi)沒有盛被測液體杠桿平衡時，質(zhì)量為m。的物體A懸掛

處應(yīng)標(biāo)零刻度；

(2)空桶內(nèi)沒有盛液體時杠桿平衡，根據(jù)杠桿平衡條件和重力公式求出空桶的質(zhì)量；

(3)桶內(nèi)盛滿某液體杠桿平衡，根據(jù)杠桿平衡條件和重力公式求出液體質(zhì)量，最后由P

=年求出液體的密度。

【解答】解：(1)由題意可知，空桶內(nèi)沒有盛被測液體杠桿平衡時，質(zhì)量為他的物體A

懸掛處C點(diǎn)應(yīng)標(biāo)零刻度，即Og/cm：'；

(2)由杠桿平衡條件可知：GWXOB=GAXOC,

因為G=mg,所以：m桶gXOB=πugXOC,

解得：m桶=H?Xm?=抖X2Og=IOg；

OB4cm

(3)由題意可知，OCi=2cm+12cm=14cm,

由杠桿平衡條件可知：G茗XOB=GAXOG,

即m總gXOB=i?i?g×OCi,

OCi14.CTD

解得：m總=K^XmA=牛%X20g=70g,

OB4cm

則液體的質(zhì)量：In液=m總-m桶=7Og-Iog=60g,

由題意可知，液體的體積：V=50mL=50cm3,

因此液體的密度：P--=60g.：!

V50cm3

答：(1)0g∕cmi;

(2)空桶的質(zhì)量為10g；

2.如圖1為某橋梁工程部門在一次工程作業(yè)中，利用汽車將重為G,高為h。的柱形實心鐵

塊，從水深為h∣的河底豎直打撈上來。汽車速度為V,且保持恒定。水的密度為P水，鐵

的密度為P統(tǒng)(不計滑輪的摩擦和繩重，不考慮水的阻力和物體排開水的體積時水面高度

的影響)。

(1)圖2縱坐標(biāo)表示繩子的拉力F,橫坐標(biāo)表示鐵塊底部所處深度。根據(jù)題意分析，補(bǔ)

P水

全圖2中的數(shù)據(jù)A點(diǎn)：(1---)G,B點(diǎn)：h∣。

P鐵一

(2)推導(dǎo)出自鐵塊上表面與水面相平升至整體剛露出水面的過程中，鐵塊所受的浮力F

滓隨時間t變化的關(guān)系式(從鐵塊上表面與水面相平時開始計時，用已知科學(xué)量表示)。

【分析】(1)知道鐵塊的重和鐵的密度，利用密度公式和重力公式求鐵塊的體積；當(dāng)鐵

塊浸沒水中時(排開水的體積等于鐵塊的體積)，受到水的浮力最大，利用阿基米德原

理求鐵塊上升過程中所受浮力的最大值，根據(jù)稱重法算出A點(diǎn)的數(shù)值；

由圖知鐵塊上表面與水面相平時的深度為h1-h0,此深度是指鐵塊的下表面到河底的深

度，B點(diǎn)時物體剛好全部出水面，判斷出此時鐵塊底部到底的距離；

(2)從鐵塊上表面與水面相平時開始計時，在時間為t時，鐵塊上升的高度(露出的高

h∩-?hp

度)Ah=vt,浸入的高度h=h。-Ah,可求排開水的體積」-----X—--,根據(jù)F

hoP鐵g

,

浮'-P*vsg算出此時受到水的浮力的表達(dá)式。

【解答】解：(1)當(dāng)鐵塊浸沒水中時，受到水的浮力最大，

根據(jù)G=P鐵VISg知鐵塊的體積為：

V-G

V-------鐵---------->

P鐵g

當(dāng)鐵塊浸沒水中，排開水的體積：

V排=V鐵=

P鐵g

此時受到水的浮力:

GP水

F浮=P水V排g=P-------g=------G，

P鐵gP鐵

根據(jù)稱重法知A點(diǎn)時彈簧測力計的示數(shù)為:

P水P水

F=G---G=(1-——)G,

P鐵P鐵

由圖知鐵塊上表面與水面相平時的深度為h1-h0,此深度是指鐵塊的下表面到河底的深

度，B點(diǎn)時物體剛好全部出水面，此時鐵塊底部到底的距離恰好是水的深度，為E；

(2)從鐵塊上表面與水面相平時開始計時，在時間為t時,

鐵塊上升的高度(露出的高度)：

Δh=vt,

排開水的體積:

hAh

0~xG

V排

hOP

此時受到水的浮力：

hn-?hrhn-?hG

F浮'=P水V排'g=P水X—^×-----------Xg=P水X~×^τ=P水X

h(jP鐵g%P鐵

hvt

0'yG

h0P鐵°

P水

故答案為：(I)(I———)G；h?;(2)鐵塊所受的浮力F浮隨時間t變化的關(guān)系式為

P鐵

h0^vtG

F/=P水Xt—×√z-

h0P鐵

3.圖1為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為220V水箱裝

水最多0.3kg,加熱功率有多個擋位，設(shè)計師最初設(shè)計的內(nèi)部電路有如圖2甲、乙兩種

接法，其中電熱絲∣

R=56Q,R2=44ΩO

(1)使用掛熨機(jī)時，要將三腳插頭插入三孔插座，使用三腳插頭和三孔插座的理由是

為了將金屬外殼與地線相連，這樣即使金屬外殼帶電，電流會通過地線導(dǎo)入大地，防止

造成觸電事故的發(fā)生。

(2)已知熔斷器的保險絲允許通過的最大電流為8.2A,請通過計算說明設(shè)計師應(yīng)該選擇

哪個電路。

(3)按照所選的電路計算這款掛熨機(jī)低擋位的額定功率。

【分析】(1)電加熱器屬于金屬外殼用電器，插入三孔插座，是為了將金屬外殼與地線

相連；

(2)如果選擇甲電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時，電路為矽的簡單電路，此時的電路中

的電流最大，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流；如果選擇乙電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2

之間時，用、R2并聯(lián)，此時電路中電流最大，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出電路

中的最大電流，然后根據(jù)題意得出答案；

(3)掛燙機(jī)低擋位工作時，Rz串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=Ul=求出其功率。

【解答】解：(1)電加熱器屬于金屬外殼用電器，插入三孔插座，是為了將金屬外殼與

地線相連，這樣即使金屬外殼帶電，電流會通過地線導(dǎo)入大地，防止造成觸電事故的發(fā)

生；

(2)如果選擇甲電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時，電路為矽的簡單電路，此時的電路中

的電流最大，

則電路中的最大電流：I大=Q=空"=5A;

如果選擇乙電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時，Rl,R2并聯(lián)，此時電路中電流最大，

因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和，

所以，電路中的最大電流：I/=Iι+l2=-^-+-^-=∣τ^-÷??7V^3.9A+5A=8.9A；

KlK256124412

因熔斷器里的保險絲允許通過的最大電流為8.2A,所以，設(shè)計師應(yīng)該選擇甲電路；

(3)掛燙機(jī)低擋位工作時，R1,Rz串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以,

此時的功率：

U2(220V)2

P2=—、的L=484W°

R[+I?256。+44Q

答：(1)為了將金屬外殼與地線相連，這樣即使金屬外殼帶電，電流會通過地線導(dǎo)入大

地，防止造成觸電事故的發(fā)生；

(2)通過計算可知設(shè)計師應(yīng)該選擇甲電路；

(3)該掛燙機(jī)的低擋位的額定功率484%

4.小樂設(shè)計了一個電子拉力計，其原理圖(部分)如圖甲所示，其中電源電壓U=3V,定

值電阻Ro=5Q,Rl是一根長為L=5cm的均勻電阻線（阻值跟長度成正比，最大阻值為

25Ω）,輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與

R接觸良好且摩擦不計），當(dāng)不拉拉環(huán)時，金屬滑片P剛好處于a端，已知該輕質(zhì)彈簧

伸長的長度AL與所受拉力F的關(guān)系如圖乙所示。

FN

（1）小樂利用一量程為0~3V的電壓表改裝成拉力示數(shù)表，要求拉力越大，電壓表指針

向右偏轉(zhuǎn)越大，則該電壓表應(yīng)并聯(lián)在R。（選填“R。"或''RJ'）兩端。

（2）當(dāng)拉力為ON時，電壓表的讀數(shù)是多少？

（3）當(dāng)電壓表示數(shù)為L5V時，拉環(huán)上受到水平向右的拉力為多大？

【分析】由圖1可知，閉合開關(guān)，Ro與Rl串聯(lián)，

（1）根據(jù)拉力的變化可知滑片移動的方向，進(jìn)一步判斷接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐

姆定律可知電路中電流的變化和電阻兩端電壓的變化，進(jìn)一步判斷電壓表應(yīng)與誰并聯(lián)；

（2）當(dāng)不拉拉環(huán)時，R接入電路中的電阻最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中

的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；

（3）閉合開關(guān)，當(dāng)電壓表的指針指在1.5V時，利用串聯(lián)電路的分壓關(guān)系，求出滑動變

阻器連入的電阻，求出彈簧的伸長量，再由彈簧伸長的長度AL與所受拉力F間的關(guān)系

圖，找出拉力的大小。

【解答】解：由圖1可知，閉合開關(guān)，R。與R串聯(lián)，

（1）當(dāng)拉力增大時，滑片右移，接入電路中的電阻減小，電路中的總電阻減小，由歐姆

定律可知，電路中的電流增大，

由U=IR可知，R。兩端的電壓增大，所以電壓表應(yīng)并聯(lián)在R。兩端，則電壓表的示數(shù)會隨

拉力的增大而增大；

（2）當(dāng)不拉拉環(huán)時，R1=25Ω,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,電路中的電流:?,U_3V=0.1Λ,

R0+Rl5Q+25Q

電壓表的讀數(shù):U0=IRo=O.1A×5Ω=O.5V；

(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)Uo'=1.5V時，此時通過電路的電流：Γ=-U^o—=?1泮5V=

RQ5,2

0.3A,

,U-U∩'OV-IRV

所以電阻線連入電路的電阻值：R1=--√—T=5Ω,

I'0.3A

彈簧的伸長量：ΔL=5cm-——κ-X5cm=4cm,

25Q

由彈簧伸長的長度AL與所受拉力F間的關(guān)系圖可知F=400N;

答：(1)R0;

(2)當(dāng)拉力為ON時，電壓表的讀數(shù)是0.5V；

(3)當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時，拉環(huán)上受到水平向右的拉力為400N。

5.如圖所示為測液體密度的密度秤示意圖，輕質(zhì)桿AB長為40cm,可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(輕質(zhì)桿

與0點(diǎn)之間的摩擦忽略不計)，其左端A點(diǎn)掛一個質(zhì)量為0.2kg,容積為20OmL的桶，AO

=IOcm;在。點(diǎn)的右側(cè)用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一個質(zhì)量為0.2kg的秤碗，秤就可沿OB左右滑動。

使用時，在桶中裝滿待測液體，移動秤筑使密度秤再次水平平衡，讀出相應(yīng)位置的刻度

值即可。

(1)密度秤零刻度在0點(diǎn)右側(cè)10Cm處。

(2)該密度秤所能測量的最大密度是多少？

(3)判斷該密度秤的刻度是否均勻(通過推導(dǎo)說明)。

【分析】知道“密度秤”的實質(zhì)是一個不等臂的杠桿，從杠桿平衡條件的角度可對其設(shè)

計、使用等問題做出解答。

【解答】解：(1)當(dāng)小桶為空桶時移動秤珀至某點(diǎn)，設(shè)該點(diǎn)為E,此時密度秤正好水平

平衡，

小桶的質(zhì)量為0.2kg,秤碗的質(zhì)量為0.2kg,左側(cè)的力臂為AO=IOCm,

則杠桿平衡條件FL=F必得:GaOA=G?0E,

即：m桶gOA=m??gOE,

所以，oE=2=0?2kgX10cm=]θciπ,

即密度秤零刻度在0點(diǎn)右側(cè)IoCm處;

m5b0.2kg

(2)O.4m=40cm;

當(dāng)右側(cè)的力臂為OB=AB-0A=40cm-10Cm=30CnI時，該密度秤小桶所能測量液體的質(zhì)量

最大，則密度就最大，

根據(jù)杠桿平衡條件FL=F2L2得，

（G桶+G液體）OA=G院OB,

即：（m桶+m液）gOA=m?gOB------------------------,

貝（1：液體的質(zhì)量m/=毀m昵-m桶=弊見義0.2kg-0.2kg=0.4kg=400g,

OAIOcm

所以，液體的最大密度：P???=?g?--=2g∕cmj=2×103kg∕πι3O

v200cm3

L曲

m液7Γi-ιn蛇-In桶L恭In桶

（3）液體的密度：PL啜=OA；_由此可知：液體密

度與提紐到秤舵的距離之間的關(guān)系是一次函數(shù)，因此密度秤的刻度是均勻的。

故答案為：（1）10；（2）液體的最大密度是2XlθTg∕ι√;（3）液體的密度：P濃=鱉

_.-m-m桶Lτχ,∣y∣i-?

=*----------=r_由此可知：液體密度與提紐到秤舵的距離之間的

VOApVV

關(guān)系是一次函數(shù)，因此密度秤的刻度是均勻的。

6.一盛水的圓柱形平底容器靜置于水平桌面上，容器的底面積為200cι√,容器和水的總重

為100N；用一輕質(zhì)細(xì)繩（繩的粗細(xì)和重力均不計）將一圓柱體M掛在彈簧測力計上，此

時彈簧測力計的示數(shù)為24N,如圖甲所示：讓圓柱體M從水面上方沿豎直方向緩慢浸入

水中直至浸沒，此時彈簧測力計的示數(shù)為16N,如圖乙所示：然后將輕質(zhì)細(xì)繩剪斷，圓

柱體M最終沉在容器底部，如圖丙所示（不考慮水的阻力，上述過程中水均未溢出，g

取10N∕kg）。求:

（1）圓柱體M的密度；

（2）圓柱形平底容器處于圖丙所示狀態(tài)時比處于圖乙所示狀態(tài)時，對水平桌面的壓強(qiáng)增

加了多少？

【分析】(I)根據(jù)題意可知圓柱體M的重力G=24N,圓柱體M從水面上方沿豎直方向緩

慢浸入水中直至浸沒，此時彈簧測力計的示數(shù)為16N,

根據(jù)稱重法F浮=G-F示可得圓柱體的浮力；利用F浮=P木V排g求圓柱體M的體積；根

據(jù)G=mg求出求出圓柱體M的質(zhì)量，利用密度公式求圓柱體M的密度；

(2)圓柱形平底容器處于圖乙所示狀態(tài)時，對水平桌面的壓力F乙=G容器+G水+G四柱體-F

示，柱形平底容器處于圖丙所示狀態(tài)時，對水平桌面的壓力F丙=G容器+G水+G圓柱體，據(jù)此

可得圖丙與圖乙相比，容器對水平桌面的壓力的增加量，根據(jù)4P=等求出容器對水

平桌面的壓強(qiáng)增加量。

【解答】解：

(1)由題意可知圓柱體M的重力G=24N,圓柱體M浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)為

16N,

根據(jù)稱重法可得，圓柱體的浮力F浮=G-F示=24N-16N=8N,

由F滓=PψV?g可得圓柱體M的體積:

F浮8N3

VM=V推==8×Wmo

33

P水g10kg∕m×IONZkg

圓柱體M的質(zhì)量:

m=τ=?=2?4kg'

物體M的密度:

PM=JL=2.也：°=3X103kg∕m3;

?8×10^4m3

(2)圓柱形平底容器處于圖乙所不狀態(tài)時，對水平桌面的壓力F乙=G容器+G水+G圓柱體-F

示，

圓柱形平底容器處于圖丙所不狀態(tài)時，對水平桌面的壓力F丙=G容備+G本+G圓柱體,

圖丙與圖乙相比，容器對水平桌面壓力的增加量：

△F=F丙-F乙=G容累+G本+G聞槎體-(G容*+G*+G網(wǎng)槎體-F方)=F示=16N,

對水平桌面的壓強(qiáng)增加量：

λ?F16NOnnD

?p=----=--------——-=800Pao

s200×10-4IU2

答：(1)圓柱體M的密度為3Xl(Λg∕m3;

(2)圓柱形平底容器處于圖丙所示狀態(tài)時比處于圖乙所示狀態(tài)時，對水平桌面的壓強(qiáng)增

加了800Pao

7.兩塊質(zhì)量分布均勻的相同長方體木塊甲和乙，重力均為G,長度均為L,如圖疊放，恰

好能在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)。

(1)乙右端與甲右端之間的最大水平距離為

(2)求乙右端與桌面右端之間的最大水平距離。

【分析】(1)為保證乙木塊不翻倒，乙的重心應(yīng)恰好在甲的右邊緣，據(jù)此分析；

(2)根據(jù)杠桿平衡條件求出甲的右端與桌面的右端的距離，進(jìn)而求出乙右端與桌面右端

之間的最大水平距離。

【解答】解：(1)為保證乙木塊不翻倒，乙的重心應(yīng)恰好在甲的右邊緣，由于長方體木

塊質(zhì)量分布均勻，因此木塊的重心在木塊的幾何中心，因此乙右端與甲右端之間的最大

水平距離為

(2)當(dāng)乙伸出甲的長度達(dá)最大時，設(shè)甲伸出桌子右端最大長度為L”根據(jù)杠桿平衡條件

可得：G×(--L)=GXLz,

22

解得：Lz=g,

4

因此乙右端與桌面右端之間的最大水平距離：L展大=《L+L2=《L+g=WL。

2244

答：⑴m

(2)乙右端與桌面右端之間的最大水平距離為申1，。

4

8.一個電動機(jī)接在電壓恒為20V的電源兩端，在IOS內(nèi)將一個質(zhì)量為25kg的重物勻速提升

4m,此過程中通過電動機(jī)的電流為6A。取g=10N∕kg0求：

(1)IOs內(nèi)電動機(jī)消耗的電能；

(2)IOS內(nèi)電動機(jī)對重物做的功；

(3)勻速提升該重物過程中電動機(jī)的效率。(精確到0.1%)

【分析】(1)利用W=Ult得出IOs內(nèi)電動機(jī)消耗的電能；

(2)利用N有用=Gh=mgh得出IOs內(nèi)電動機(jī)對重物做的功；

(3)利用nW有曳用XlO0%得出勻速提升該重物過程中電動機(jī)的效率。

【解答】解：(1)IOs內(nèi)電動機(jī)消耗的電能N=Ult=20VX6AX：IOS=I200J；

(2)IOs內(nèi)電動機(jī)對重物做的功W書用=Gh=mgh=25kgX10N∕kgX4m=1000J;

(3)勻速提升該重物過程中電動機(jī)的效率Tl=?5-×100?=j?θθθJ×100%^83.3%?

答：(I)IoS內(nèi)電動機(jī)消耗的電能為1200J；

(2)IOs內(nèi)電動機(jī)對重物做的功為1000J；

(3)勻速提升該重物過程中電動機(jī)的效率為83.3%。

9.工人用如圖甲所示的滑輪組利用箱子運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送量不定?；喗M的機(jī)械效

率隨重力不同的建材變化的圖象如圖乙所示，滑輪與鋼繩間的摩擦力及箱子和繩重忽略

不計。求：

(1)若工人用30ON的拉力，將建材勻速豎直向上提升了4%工人所做功；

(2)當(dāng)所運(yùn)送建材的重為500N時，工人作用在繩子上的拉力；

(3)當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%時，所運(yùn)送建材受到的重力。

【分析】(1)由圖甲可知n=2,拉力端移動距離s=nh,利用W總=FS計算工人所做的

功；

W有Gh

(2)由圖乙可知當(dāng)所運(yùn)送建材的重為500N時滑輪組的機(jī)械效率，利用η=—=-≡=

WaFs

獸=-?7求工人作用在繩子上的拉力；

FnhnF

(3)利用不計繩重和摩擦?xí)rF=』(G+G動)求動滑輪的重力，利用不計繩重和摩擦?xí)rn

W有W有GhG

—J一求機(jī)械效率為80%時所運(yùn)送建材受到的重

W總W有+W額外Gh+G動hG+G動

力O

【解答】解：(1)由圖甲可知n=2,拉力端移動距離:

s=nh=2×4m=8m,

工人所做的功:

W總=Fs=300NX8m=2400J;

(2)由圖乙可知，當(dāng)所運(yùn)送建材的重為500N時的機(jī)械效率n=50%,

由Tl=步=埋=獸=-?可知，工人作用在繩子上的拉力:

W,占8FsFnhnF

G'

F'=500N=500N;

,

nη2×50%

(3)因為不計繩重和摩擦?xí)rF=/(G+G動)，所以動滑輪的重力:

G動=nF'-G,=2×500N-500N=500N,

W有_Gh_G

因為不計繩重和摩擦?xí)rn=?

,8W有+W額外Gh+G?hG+G動

所以機(jī)械效率為80%時所運(yùn)送建材受到的重力:

G=ηGa=_80?_×500N=2000N<,

ι-ηGI-80%

答：(1)若工人用300N的拉力，將建材勻速豎直向上提升了4m,工人所做功為2400J；

(2)當(dāng)所運(yùn)送建材的重為500N時，工人作用在繩子上的拉力為500N；

(3)當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%時，所運(yùn)送建材受到的重力為2000N。

10.底面積為S的薄壁圓柱形容器內(nèi)裝有水，其底部有一閥門K.邊長為a的正方體物塊由

段非彈性細(xì)線懸掛，當(dāng)其總體積的一半露出水面時細(xì)線剛好伸直，如圖所示。已知細(xì)線

能承受的最大拉力為T,水的密度為P水，完成下列任務(wù)：

(1)求出物塊的密度：

(2)打開閥門使水緩慢流出，當(dāng)細(xì)線斷裂的瞬間關(guān)閉閥門，求流出水的質(zhì)量：

(3)細(xì)繩斷裂后，待物塊穩(wěn)定繼續(xù)緩慢放出水，直到木塊剛好對容器底產(chǎn)生壓力時關(guān)

閉閥門，求水對容器底的壓力。

【分析】(1)根據(jù)題意可知，當(dāng)繩子剛好伸直時，物體漂浮，浮力等于重力，再結(jié)合阿

基米德原理的應(yīng)用以及重力、密度計算公式即可求出物體的密度；

(2)當(dāng)細(xì)繩斷裂的瞬間，對物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)物體漂浮時以及剛斷裂時的浮

力表達(dá)式可求出兩種狀態(tài)浮力的變化量，從而得出AV排、?h,最終得出Am;

（3）當(dāng)物體即將對容器底有壓力時，物體還處于漂浮狀態(tài)，此時有一半的體積浸在水中,

然后根據(jù)F=PS即可求出水對容器底的壓力。

【解答】解：

（1）當(dāng)其總體積的一半露出水面時，細(xì)線剛好伸直（拉力為0）,物體漂浮，

所以浮力等于重力，即F浮=G,

由阿基米德原理和重力公式可得P本gX?∣?V=P?gV,

所以P物=^^^P水；

（2）繩子剛好伸直時，物體受到重力和浮力，則G=F??；

當(dāng)細(xì)繩斷裂的瞬間，物體受到重力、浮力和拉力，則G=F/+T；

兩種狀態(tài)浮力的變化量：AF浮=T,

由ZXF浮=P*gZ?V排可得，ZXV推=---,

P水g

T

由AV琲=S物Z?h可得水面下降的高度△!!=--------7，

P水ga

由m=PV和V=Sh可得流出水的質(zhì)量為：

?m=P?X（S-a2）XZXh=JSj）_；

ga"

（3）當(dāng)物體即將對容器底有壓力時，物體還處于漂浮狀態(tài)，由（1）可知物體有一半的

體積浸在水中，

所以容器內(nèi)水的深度為aa；

由F=pS和P=Pgh可得水對容器底的壓力：FiJ=P*g×-^a×S=yP*gaSo

答：（1）物塊的密度為ap出

（2）流出水的質(zhì)量為T（S二;O；

ga

（3）水對容器底的壓力為∕?P水gaS。

11.電動機(jī)工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但因為線圈有電阻也會有電能轉(zhuǎn)化為電熱。如圖

所示，將線圈電阻為r的電動機(jī)接到電源電壓U上時，流過電動機(jī)線圈的電流為I。

（1）推導(dǎo)：電動機(jī)的效率（機(jī)械能占消耗電能的百分比）n=UpxiOO%.

（2）若電動機(jī)的額定電流I=IA,電動機(jī)線圈電阻r=0.5Q,工作t=lmin時間內(nèi)對外

輸出的機(jī)械能為W=I50J.試求：Imin時間內(nèi)消耗的電能。

【分析】（1）先根據(jù)W=Ult求出總功，然后利用Q=『Rt求出電阻產(chǎn)生的熱量，進(jìn)而表

示出電能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能（有用的能量），最后根據(jù)電動機(jī)的機(jī)械效率等于有用功與總功

的比值進(jìn)行計算；

（2）先根據(jù)Q=FRt計算電動機(jī)正常工作Imin放出的熱量，然后根據(jù)電動機(jī)消耗的電

能等于放出的熱量與輸出機(jī)械能之和進(jìn)行計算。

【解答】解：（1）電動機(jī)消耗的電能：W總=UIt

線圈產(chǎn)生的熱量：Q=I2rt

則電能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能（有用的能量）：

W?=W,s-Q=UIt-Irt=It（U-Ir）

故電動機(jī)的效率（機(jī)械能占消耗電能的百分比）：

W有ItCu-Ir）TT-Ir

IL

n=—^Xιoo%==Jxιoo?l=~^-xιoo%0

廿

W,8UItU

（2）電動機(jī)正常工作InIin產(chǎn)生的熱量：

Q=∕rt=（IA）2χo.5QXlX60s=30J,

則電動機(jī)Imin時間內(nèi)消耗的電能：

W?=Q+W=30J+150J=180Jo

答：（1）推導(dǎo)過程見上面；

（2）Imin時間內(nèi)消耗的電能為180Jo

12.電飯鍋已經(jīng)成為每個家庭必不可少的家用電器。如圖是電飯鍋的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，已

知電飯鍋的部分參數(shù)：額定電壓220V,R=88Q,保溫功率為88W,Sl為手動開關(guān)，S2

為雙金屬片開關(guān)（右端固定）。

（1）求電飯鍋的加熱功率；

（2）求R的阻值；

（3）考慮到能量的有效利用應(yīng)該選用R和R?都（選填“僅RJ'或"R和R2都”）

與鋁制內(nèi)膽（裝米飯的部位）緊貼。

（4）與鐵相比，銅升高相同溫度熱膨脹較明顯。已知雙金屬片兩層的材料分別為鐵和銅,

上層應(yīng)該選用鐵（選填“銅”或“鐵”）。

【分析】（1）由圖當(dāng)Sl和Sl都閉合時，電路只有Rl接入電路，電阻較小，根據(jù)P=吊-知

功率較大，為加熱擋；

當(dāng)只閉合開關(guān)Sl時，兩電阻串聯(lián)，電阻較大，根據(jù)P=看-知功率較小，為保溫?fù)酰?/p>

JJ2

根據(jù)P=（算出電飯鍋的加熱功率；

（2）根據(jù)P=看和保溫功率算出電路的總電阻，由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律算出R2的阻

值；

（3）熱量損失越少能量的有效利用越高；

（4）根據(jù)銅升高相同溫度熱膨脹較明顯判斷出雙金屬片上層的材料。

【解答】解：（1）由圖當(dāng)Sl和，都閉合時，電路只有R接入電路，電阻較小，根據(jù)P

=??-知功率較大，為加熱擋；

R

當(dāng)只閉合開關(guān)Sl時，兩電阻串聯(lián)，電阻較大，根據(jù)P=吊-知功率較小，為保溫?fù)?

電飯鍋的加熱功率為:

U2(22OV)2

P加熱550W；

88W

（2）根據(jù)P=HS知保溫時的總電阻為:

R

R=上=(220V)2=550C,

P保溫88W

保溫時，兩電阻串聯(lián)，而串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

Rz的阻值：R2=R-R,=550Ω-88Ω=462Ω;

(3)由于Ri、R2都是加熱電阻，為了減少能量損耗，應(yīng)該Rl和Rz都與鋁制內(nèi)膽緊貼；