挑戰(zhàn)23計算題(簡單機械11題、電學(xué)綜合3題、浮力與壓強綜合7題、其他綜合7題)(原卷版+解析)

2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（原卷版）挑戰(zhàn)23計算題（簡單機械11題、電學(xué)綜合3題、浮力與壓強綜合7題、其他綜合7題）1．（2022?宜昌）如圖甲，宜昌市某中學(xué)學(xué)生在課外實踐活動中對滑輪組進行了探究。他們自制滑輪組的簡化圖如圖乙所示，小華利用此滑輪組用時10s將小軍勻速提升了50cm，稱得小軍的質(zhì)量為54kg，動滑輪組的質(zhì)量為6kg。g＝10N/kg，不計繩重和滑輪與繩之間的摩擦，求：（1）小華的拉力是多少？（2）小華拉力的功率是多少？（3）此過程中滑輪組的機械效率是多少？2．（2022?遂寧）小超與同學(xué)到某工地參觀，看到工人操作電動機通過如圖所示滑輪組將正方體石料從水池底豎直勻速吊起。他們通過調(diào)查得知：石料的邊長為0.2m，密度為2.5×103kg/m3，石料上升時速度恒為0.4m/s，圓柱形水池的底面積為0.2m2，動滑輪重為30N。請根據(jù)他們的調(diào)查數(shù)據(jù)求（不計繩重和摩擦，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）：（1）石料露出水面前受到的浮力；（2）石料的重力；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間；并推導(dǎo)出該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數(shù)關(guān)系式。3．（2022?廣安）某?？萍夹〗M，設(shè)計了如圖所示的一套從水中打撈物體的簡單滑輪組裝置，動滑輪的重力為50N，物體A的密度為1.5×103kg/m3，體積為0.04m3；通過滑輪組把A從水中勻速提升（A始終未露出水面），不計繩重、摩擦及水的阻力，ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg。求：（1）A浸沒在水中所受浮力；（2）A露出水面前，滑輪組的機械效率；（3）若人的重力為625N，與水平地面的接觸面積為500cm2，人對地面的壓強。4．（2022?黔東南州）如圖所示，是某工作隊用滑輪組從水中打撈正方體物體M的情景。物體M的棱長為1m，密度為2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升2m。忽略繩重、繩與滑輪的摩擦和滑輪與軸的摩擦。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物體M上升后，還未露出水面時受到的浮力；（2）物體M上表面在水面下0.2m時，它的下表面受到水的壓力；（3）物體M上升后，在未露出水面前，此滑輪組的機械效率。5．（2022?荊州）美的樓宇科技荊州產(chǎn)業(yè)園項目是美的集團繼冰箱和洗衣機項目后，第三個落地荊州的生產(chǎn)基地，將成為美的樓宇科技在全國最大的集研發(fā)、生產(chǎn)于一體的標桿工廠。項目建設(shè)中，工人用如圖所示的裝置將質(zhì)量為70kg的建筑材料勻速提升了6m，用時10s。電動機的輸出功率恒定為600W，不計繩重和摩擦，g＝10N/kg。求：（1）建筑材料上升的速度；（2）10s內(nèi)電動機輸出的總功；（3）動滑輪所受的重力；（4）若用此滑輪組勻速提升另一批建筑材料時，機械效率是90%，則該建筑材料上升的速度。6．（2022?日照）某疫情倉儲基地為方便抗疫物資的存儲、計件、配送，將可打包的物資打包為質(zhì)量分布均勻的立方體包裹?，F(xiàn)將口罩打包成邊長為1m的立方體后，其質(zhì)量為400kg。g取10N/kg。（1）求口罩打包后的密度。（2）倉儲基地利用叉車運送物資（如圖甲），叉車抬升物資的主要裝置由兩個叉手和升降架等組成，如圖乙所示，叉手為彎成90°的金屬板，水平部分承載物資，豎直部分鏈接在升降架上，其簡化示意圖如圖丙所示，當在叉手的水平部分放上物資時，將叉手看成是一個以O(shè)點為支點的杠桿，升降架對杠桿上A點的作用力沿水平方向。已知每個叉手的水平部分長1.5m、寬16cm，兩叉手間距40cm，運送物資時，使物資緊靠OA放置，并使其重力的作用線通過兩叉手的中間。①當叉車不動，叉手勻速豎直向上運送1包口罩時，求該包口罩對叉手的壓強。②若將可打包的物資均打包成質(zhì)量相同、邊長不超過1.5m的立方體包裹，請分析物資的密度是否會影響升降架對A點作用力的大??？7．（2022?威海）為了建設(shè)精致城市，每到春天園林工人要在過街天橋上放置花草，為城市增添一抹綠色。如圖所示，工人用長木棒、滑輪、輕繩組裝提升裝置。木棒放置在天橋欄桿上始終保持水平，與欄桿M接觸點為O；用沙袋將木棒B端壓在欄桿N上，在木棒A端吊裝滑輪組。OA：OB＝1：2，每個沙袋重300N，每個滑輪重24N。（木棒和繩的重力、滑輪與軸的摩擦均忽略不計）（1）若A點受到豎直向下的拉力為1000N，為了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置幾個沙袋？（2）若某次工人利用滑輪組豎直向下拉繩子，將重為376N的花架勻速提升5m。求：①滑輪組的機械效率。②滑輪組對繩AC的拉力。8．（2022?鎮(zhèn)江）如圖所示，用拉力F通過動滑輪將重90N的貨物勻速提升1m，動滑輪的機械效率為90%。不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，求；（1）上述過程中的有用功W有。（2）上述過程中拉力所做的功WF。（3）動滑輪所受的重力G動。9．（2022?資陽）我國第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要明確提出，要推進以縣城為重要載體的城鎮(zhèn)化建設(shè)，加快推進公共服務(wù)、環(huán)境衛(wèi)生、市政公用、產(chǎn)業(yè)配套等設(shè)施提級擴能，增強綜合承載能力和治理能力。隨著近期疫情防控形勢的好轉(zhuǎn)，各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正如火如荼的展開。如圖所示，一建筑工人欲通過滑輪組向高H＝6m的三樓陽臺上運送建筑材料，已知滑輪組的定滑輪固定在三樓陽臺上面的天花板外緣。若工人用F＝720N的力拉繩子，將重為G＝1400N的建材在t＝40s內(nèi)勻速豎直的由地面提升到三樓陽臺上，不計建材和滑輪組長度，忽略繩的重量及繩與滑輪間、滑輪與輪軸間的摩擦，g取10N/kg，求：（1）工人拉力F的功率P；（2）滑輪組裝置的機械效率η（結(jié)果保留2位小數(shù)）；（3）滑輪組中動滑輪的質(zhì)量m。10．（2022?張家界）天門山盤山公路是網(wǎng)紅打卡地，公路共計99道彎，似玉帶環(huán)繞，層層疊起，直沖云霄，公路全長大約10km，公路的海拔落差高度約1000m。為助力“2022年湖南省首屆旅游發(fā)展大會”，實現(xiàn)省委省政府提出的“立標打樣”、“辦一次會、興一座城”的目標要求，天門山景區(qū)購置了一批新能源純電動客車，客車滿載時總質(zhì)量為6000kg?，F(xiàn)有一輛滿載的新能源客車，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盤山公路從山底勻速行駛至山頂。（行駛過程中客車所受重力和阻力大小恒定不變，g取10N/kg）請完成下列問題：（1）整個過程中，電動機對客車和游客所做的有用功為多少？（2）盤山公路的機械效率為多少？（3）整個過程中，電動機的牽引力為多少？汽車受到的阻力為多少？11．（2022?濰坊）某小區(qū)工作人員用圖示的無人機給居住在高樓層的居民運送物資。該無人機由鋰電池供電，工作時電動機帶動旋翼轉(zhuǎn)動，旋翼對下方空氣施力的同時獲得升力，其有關(guān)參數(shù)如表格所示。某次運載過程中，無人機和貨物總重170N，以最大上升速度勻速豎直上升24m，觀察地面控制裝置，顯示無人機電量由100%降至98%。若定義無人機豎直運輸效能值為升力所做功與電池消耗電能之比，用字母η表示。求本次運送過程中：（1）所用時間；（2）升力所做的功；（3）豎直運輸效能值η。最大上升速度1.2m/s最大上升速度時空氣阻力10N電池額定電壓12V電池容量10Ah12．（2022?朝陽）如圖所示是一款家用電熱壺的內(nèi)部簡化電路圖，它通過溫控開關(guān)S可自動實現(xiàn)加熱、保溫兩個擋位的轉(zhuǎn)換，保溫擋的額定功率為110W，R1、R2是兩個阻值不變的發(fā)熱元件，R2＝48.4Ω，求：（1）R1的阻值。（2）加熱擋的額定功率。（3）若電熱壺內(nèi)裝有1L的水，現(xiàn)用加熱擋使水從25℃升高到100℃，水吸收的熱量是多少？（4）不計熱量損失的情況下，在（3）中若實際加熱時間為300s，則電熱壺的實際加熱功率是多少？13．（2022?金昌）廚藝最講究“火候”二字，如圖甲所示的智能蛋糕機就是通過智能化技術(shù)控制制作時間和溫度，制作出口感好、營養(yǎng)價值高的蛋糕。該蛋糕機的電路簡圖如圖乙所示，其中R1、R2均為發(fā)熱電阻（假定電阻不隨溫度變化），部分參數(shù)如下表所示。求：額定電壓/V220額定功率/W高溫1100中溫880低溫______（1）當開關(guān)S1斷開，單刀多擲開關(guān)S2打到3時，蛋糕機處于低溫擋（選填“高溫”、“中溫”或“低溫”）；（2）該蛋糕機以高溫擋正常工作時，10分鐘產(chǎn)生的熱量；（3）該蛋糕機正常工作時R2的電阻值；（4）該蛋糕機低溫擋的額定功率。14．（2022?攀枝花）如圖所示的電路中，電源電壓保持恒定，定值電阻R0＝15Ω，滑動變阻器R最大阻值為10Ω。閉合開關(guān)S1和S2，當滑動變阻器接入電路中的阻值為零時，電流表A1、A2的示數(shù)分別為1.0A、0.4A。求：（1）電阻Rx的阻值；（2）閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，求電路消耗功率的范圍。16．（2022?資陽）近年來，我國家電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，不僅成為全球家電制造第一大國，而且已成為全球智能家電第一大技術(shù)來源國。電飯煲是我國家電產(chǎn)品中的優(yōu)秀代表之一，據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，去年我國電飯煲出口金額約為進口金額的14倍，中國制造深受全球市場認可。如圖所示，甲為某國產(chǎn)智能電飯煲的外觀圖，該電飯煲有“快煮”、“精煮”、“保溫”三種基本模式；乙為該電飯煲的基本原理簡化電路圖，額定電壓U0＝220V；當S1置于a、S2置于d時處于“快煮”模式，電飯煲的額定功率P1＝1210W；當S1置于a、S2斷開時處于“精煮”模式，電飯煲的額定功率P2＝484W；當S1置于b、S2置于c時，處于“保溫”模式。求：（1）R1的阻值；（2）小明采用“精煮”模式將飯煮熟用時t＝50min，求該電飯煲一次精煮過程消耗的電能E；（3）該電飯煲保溫模式下的額定功率P3。15．（2022?西藏）玉珍在研究物體在水中所受浮力時，把一個底面積為100cm2的容器放在水平桌面上，加入12cm深的水，將一個圓柱體掛在彈簧測力計下緩慢浸入水中，如圖（甲）所示；根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制出彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體下表面距液面高度h的關(guān)系如圖（乙）所示；當圓柱體下表面距離液面10cm時，圓柱體從彈簧測力計掛鉤上脫落沉入水底，如圖（丙）所示。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：（1）請在甲圖中畫出圓柱體所受重力的示意圖；（2）浸沒時圓柱體受到的浮力；（3）圓柱體的體積；（4）圓柱體沉在水底時，水對容器底部的壓強。16．（2022?濱州）建造某跨江大橋時，需將長百米、重千余噸的橋梁從江中吊起，施工時采用了將橋梁與水面成一定傾角出水的起吊方案，為了探究該方案的合理性，某研究性學(xué)習(xí)小組做了以下兩個模擬實驗。水平桌面上放置一個裝有適量水的燒杯，杯的底面積為1×10﹣2m2，將小金屬板用細線吊著，然后將其浸沒在燒杯內(nèi)的水中，杯中的水沒有溢出。將同一小金屬板分別與水面平行和與水面成一定傾角從水下緩慢拉出，如圖2乙、圖丙所示。在這兩個過程中測力計所受拉力的變化情況，如圖2丁坐標圖像所示。（g＝10N/kg，ρ＝1×103kg/m3）求：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，實驗2中的最大拉力比實驗1中的最大拉力減小了多少？（2）小金屬板的密度。（3）當小金屬板浸沒水中后，水對燒杯底部增大的壓強。17．（2022?呼和浩特）浮筒法，是海洋沉船打撈技術(shù)中常用的方法之一。先讓浮筒灌滿海水，靠自重自由下沉。到達海底沉船處，將若干個浮筒與沉船固定。給浮筒充氣，排出筒內(nèi)海水，產(chǎn)生向上的上舉力，讓沉船上浮。已知，每個浮筒質(zhì)量為4.8×103kg，體積為160m3，海水密度為1.03×103kg/m3。求：（1）每個浮筒在海底沉船處，充氣，海水全部排出后，受到的浮力大小和產(chǎn)生的上舉力大??；（2）若沉船在海平面下方200m處，海平面大氣壓為1.0×105Pa，浮筒排出海水時，充氣壓強的最小值；（3）若沉船需要受到向上4.1×107N的上舉力，才能上浮，則至少需要多少個浮筒與沉船固定。18．（2022?濰坊）圖甲是某衛(wèi)生間馬桶水箱的進水調(diào)節(jié)裝置，圖乙為其結(jié)構(gòu)示意圖，浮臂AB可視為繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，OA＝5cm，OB＝1cm，A端通過細連接桿AC與柱狀浮筒連接，浮筒質(zhì)量為50g，B端通過細連接桿BD與圓餅狀止水閥連接，止水閥上下表面積與進水管口面積均為0.2cm2。當水箱中無水或水量較少時，止水閥打開，水從進水管流進水箱。水位達到一定高度時，浮筒推動杠桿，使止水閥剛好堵住進水管，停止進水，此時AB處于水平位置，連接桿豎直，大氣壓強p0＝1.0×105Pa，進水管中水壓p水＝6.0×105Pa。除浮筒外其它裝置所受重力不計，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。剛停止進水時，求：（1）浮筒所受重力；（2）進水管中的水對止水閥的壓力；（3）連接桿BD對止水閥的壓力；（4）浮筒排開水的體積。19．（2022?東營）如圖所示，某電動叉車抬升石材的情景。電動叉車將1500kg石材完成一次最大起升高度，用時30s，其項目參數(shù)如下表。（g取10N/kg）項目參數(shù)額定載重（kg）1500最大起升高度（m）3空載行駛速度（km/h）5空載質(zhì)量（kg）720輪胎接地總面積（m2）0.08（1）求石材被抬升的速度；（2）求電機對石材做的功及做功功率；（3）求空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強。20．（2022?巴中）小紅用菜盆盛水清洗櫻桃時，將一個塑料水果盤漂浮在菜盆里的水面上盛放櫻桃，當她把水里的櫻桃撈起來放入果盤后，發(fā)現(xiàn)菜盆里的水位有所變化。為一探究竟，她用一個水槽、一個長方體空盒A、一個正方體金屬塊B設(shè)計了如圖的實驗來研究。已知水槽的底面積為200cm2，空盒A底面積為100cm2，金屬塊B邊長為5cm。她先把金屬塊B放入水槽中沉底，當空盒A漂浮在水面上時，盒底浸入水中1cm深。整個實驗中，水槽里的水未溢出。（ρB＝7.0×103kg/m3）（1）空盒A漂浮在水面上時，求盒底部受到水的壓強大小。（2）求空盒A漂浮在水面上時所受浮力的大小。（3）小紅把金屬塊B從水中撈起后放進盒A并漂浮在水面上時，求盒A受到的浮力的大小。（金屬塊B上附著的水忽略不計）（4）第（3）問中水槽里的水位與之前相比會上升還是下降？請算出水槽里水位變化的高度。21．（2022?青島）某興趣小組制作了一只平底小船，重力為1.2N，放在水平桌面上，與桌面的接觸面積為1×10﹣2m2。（1）求小船對水平桌面的壓強。（2）如圖甲所示，把小船放入盛有適量水的長方體水槽中，漂浮在水面上。在小船中放入一金屬塊后，小船仍漂浮在水面上，排開水的體積增加了2×10﹣4m3。求金屬塊的質(zhì)量。（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）（3）小組成員通過探究發(fā)現(xiàn)，可以利用圖甲裝置的液面升降來測量物體的質(zhì)量和體積，從而求出物體的密度。實際測量過程中，發(fā)現(xiàn)水面升降不明顯，于是想出了一個將水面升降放大的方法：如圖乙所示，使一束激光與水平面成α角斜射到水面，反射光照射在水平標尺上的A點；當水面上升Δh時，光點A移動了距離l，推理可知二者關(guān)系為h＝ltanα，改變α角可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。實際測量時，保持入射光不變，標記光點A的位置。將待測物體放入小船中，小船仍漂浮，光點A移動的距離記為l1；將物體從小船中取出，使其浸沒于水中，光點A移動的距離記為l2。請你推導(dǎo)出物體密度ρ的表達式（水的密度用ρ水表示）。22．（2022?綏化）如圖甲所示，有一底面積為0.01m2，質(zhì)量為3kg的正方體物塊，在拉力F的作用下在水平面上做直線運動。拉力隨時間變化、速度隨時間變化圖象分別如圖乙、丙所示，已知物塊在2～4s的運動距離為2m。求：（1）物塊靜止時對水平面的壓強；（2）在2～4s物塊受到的摩擦力；（3）在前6s內(nèi)，拉力F做的功。23．（2022?黑龍江）如圖所示工人師傅正在用叉車搬運貨物，現(xiàn)將質(zhì)量為1t的貨物勻速提高1.5m用時5s。試求：（1）貨物上升的速度是多少？（2）貨物所受到的重力是多少？（3）叉車提升貨物時對貨物所做的功是多少？（4）叉車提升貨物的功率是多少？24．（2022?黔西南州）某電動汽車的一些性能參數(shù)如表所示。載上總質(zhì)量為210kg的司乘人員后，汽車輪胎與地面的總接觸面積為6.4dm2。若電動機以50kW功率驅(qū)動汽車在平直道路上以90km/h的速度勻速行駛25km，驅(qū)動效率為80%。求：性能參數(shù)整車質(zhì)量1390kg最高時速130km/h續(xù)駛里程150～200km電動機最大功率70kW電池容量45kW?h（1）載上司乘人員后，汽車靜止時輪胎對水平地面的壓強。（2）電動機在這段時間內(nèi)所做的功。（3）汽車在這段道路上行駛時受到的阻力。25．（2022?朝陽）某品牌家用汽車滿載時的質(zhì)量為1.15t，靜止時車輪與水平地面的總接觸面積為0.2m2，它在平直路面上勻速行駛36km，期間受到的阻力為車總重的0.1倍，汽車發(fā)動機的效率為40%，求：（1）汽車滿載靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？（2）勻速行駛過程中牽引力所做的功是多少？（3）汽油的熱值為q＝4.6×107J/kg，這段時間內(nèi)消耗汽油的質(zhì)量是多少？26．（2022?遼寧）新能源汽車正逐步取代傳統(tǒng)燃油車。如圖是一款無人駕駛智能電動車。電動車靜止在水平地面上，對地面的壓強為1.2×105Pa，車胎與地面接觸總面積為1000cm2。最高時速可達180km/h，此時車的功率為90kW。（q汽油＝4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求：（1）電動車的質(zhì)量；（2）若電動車以最高時速在平直公路上進行測試，勻速行駛時所受的阻力；（3）在（2）的條件下，車的電動機效率為90%，勻速行駛4.6km，消耗的電能相當于完全燃燒多少千克的汽油所釋放的能量。27．（2022?鎮(zhèn)江）北京冬奧會上使用的氫燃料電池汽車，是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動機而驅(qū)動汽車行駛的。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度行駛1h到達B地，消耗0.8kg氫燃料，所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費用為30元。（1）求A、B兩地之間距離。（2）求此過程中產(chǎn)生的電能E電。（3）燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度勻速行駛。所受阻力與甲車相同，汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒，且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛，汽油熱值取q＝5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的費用為12元。則在與甲車花費相同燃料費用的情況下：①求乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量。②請通過計算判斷乙車能否到達B地。28．（2022?鄂爾多斯）國產(chǎn)055新型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦的服役，使中國海軍的裝備又一次得到提升。該型號驅(qū)逐艦滿載時質(zhì)量為1.25×104t，在海面上以恒定功率做直線運動，其牽引力F隨時間t的變化關(guān)系如圖甲所示，其運動速度v隨時間t的關(guān)系如圖乙所示，求該驅(qū)逐艦：（ρ柴油＝0.85×103kg/m3，q柴油＝4.0×107J/kg，1L＝1dm3）（1）在34～44s內(nèi)行駛的路程。（2）在水下5m處有一面積為200cm2的觀察窗口，窗口受到水的壓力大小。（ρ水＝1.0×103kg/m3）（3）滿載時在勻速航行的過程中所受浮力的大小。（4）在0～34s內(nèi)完全燃燒12.5L柴油的過程中發(fā)動機的效率。2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（解析版）挑戰(zhàn)23計算題（簡單機械11題、電學(xué)綜合3題、浮力與壓強綜合7題、其他綜合7題）1．（2022?宜昌）如圖甲，宜昌市某中學(xué)學(xué)生在課外實踐活動中對滑輪組進行了探究。他們自制滑輪組的簡化圖如圖乙所示，小華利用此滑輪組用時10s將小軍勻速提升了50cm，稱得小軍的質(zhì)量為54kg，動滑輪組的質(zhì)量為6kg。g＝10N/kg，不計繩重和滑輪與繩之間的摩擦，求：（1）小華的拉力是多少？（2）小華拉力的功率是多少？（3）此過程中滑輪組的機械效率是多少？【解答】解：（1）由圖知，n＝6，則小華的拉力：F＝（G人+G動）＝（m人+m動）g＝（54kg+6kg）×10N/kg＝100N；（2）小華拉力做的功：W總＝Fs＝100N×0.5m×6＝300J；小華拉力的功率：P＝＝＝30W；（3）小華做的有用功：W有＝G人h＝54kg×10N/kg×0.5m＝270J滑輪組的機械效率：η＝＝＝90%。故答案為：（1）100N；（2）30W；（3）90%。2．（2022?遂寧）小超與同學(xué)到某工地參觀，看到工人操作電動機通過如圖所示滑輪組將正方體石料從水池底豎直勻速吊起。他們通過調(diào)查得知：石料的邊長為0.2m，密度為2.5×103kg/m3，石料上升時速度恒為0.4m/s，圓柱形水池的底面積為0.2m2，動滑輪重為30N。請根據(jù)他們的調(diào)查數(shù)據(jù)求（不計繩重和摩擦，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）：（1）石料露出水面前受到的浮力；（2）石料的重力；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間；并推導(dǎo)出該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數(shù)關(guān)系式?！窘獯稹拷猓海?）石料的邊長為0.2m，V石＝（0.2m）3＝8×10﹣3m3，石料露出水面前，即浸沒時，V排＝V石＝8×10﹣3m3，石料露出水面前受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3＝80N；（2）石料的質(zhì)量：m石＝ρ石V石＝2.5×103kg/m3×8×10﹣3m3＝20kg，石料的重力：G石＝m石g＝20kg×10N/kg＝200N；（3）石料露出水面前石料對滑輪組拉力：F拉＝G石﹣F?。?00N﹣80N＝120N，滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝＝80%；（4）石料完全露出水面的過程，由于V排的減小，池中水面會下降，由ΔV＝V石＝S池Δh可得，水面下降高度：Δh＝＝＝0.04m，石料上升的實際高度：h′＝L﹣Δh＝0.2m﹣0.04m＝0.16m，所以石料被拉出水面的時間：t＝＝＝0.4s；石料從剛露出水面到完全露出水面過程中上升的高度：h1＝v石t＝0.4m/s×t＝0.4t，水面降的高度：h2＝＝＝＝0.1t，石料露出水面的高度：h露＝h1+h2＝0.4t+0.1t＝0.5t，石料排開水的體積：V排＝（L﹣h露）S石＝（0.2m﹣0.5t）×（0.2m）2＝8×10﹣3﹣0.02t，石料受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（8×10﹣3﹣0.02t）＝﹣200t+80，由圖知，通過動滑輪繩子段數(shù)n＝2，不計繩重和摩擦，nF＝G石+G動﹣F浮，繩端拉力：F＝＝＝100t+75，繩端速度：v＝2v石＝2×0.4m/s＝0.8m/s，繩端拉力功率，即電動機的輸出功率：P＝Fv＝（100t+75）N×0.8m/s＝80t+60，即：當0≤t≤0.4s，電動機的輸出功率與時間的表達式為：P＝80t+60。答：（1）石料露出水面前受到的浮力為80N；（2）石料的重力為200N；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率為80%；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間為0.4s；該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數(shù)關(guān)系式為P＝80t+60。3．（2022?廣安）某校科技小組，設(shè)計了如圖所示的一套從水中打撈物體的簡單滑輪組裝置，動滑輪的重力為50N，物體A的密度為1.5×103kg/m3，體積為0.04m3；通過滑輪組把A從水中勻速提升（A始終未露出水面），不計繩重、摩擦及水的阻力，ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg。求：（1）A浸沒在水中所受浮力；（2）A露出水面前，滑輪組的機械效率；（3）若人的重力為625N，與水平地面的接觸面積為500cm2，人對地面的壓強?！窘獯稹拷猓海?）因為A浸沒在水中，所以A排開水的體積：V排＝V＝0.04m3，則A所受的浮力：F?。溅阉甮V排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.04m3＝400N；（2）由ρ＝可知，A的質(zhì)量：m＝ρV＝1.5×103kg/m3×0.04m3＝60kg；A的重力：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，由力的平衡條件可知，A浸沒在水中時受到的拉力：F拉＝G﹣F?。?00N﹣400N＝200N，由圖可知n＝2，因為不計繩重和摩擦及水的阻力，所以A露出水面前，繩子自由端的拉力：F＝（F拉+G動）＝×（200N+50N）＝125N，則滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%；（3）人對水平地面的壓力：F壓＝G人﹣F＝625N﹣125N＝500N，人對地面的壓強：p＝＝＝1×104Pa。答：（1）A浸沒在水中所受浮力為400N；（2）A露出水面前，滑輪組的機械效率為80%；（3）人對地面的壓強為1×104Pa。4．（2022?黔東南州）如圖所示，是某工作隊用滑輪組從水中打撈正方體物體M的情景。物體M的棱長為1m，密度為2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升2m。忽略繩重、繩與滑輪的摩擦和滑輪與軸的摩擦。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物體M上升后，還未露出水面時受到的浮力；（2）物體M上表面在水面下0.2m時，它的下表面受到水的壓力；（3）物體M上升后，在未露出水面前，此滑輪組的機械效率?！窘獯稹拷猓海?）物體M上升后，還未露出水面時，物體排開液體體積等于物體體積，V排＝V＝a3＝1m3；F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3＝104N；（2）物體M上表面在水面下0.2m時，它的下表面深度h＝1m+0.2m＝1.2m；下表面受到水的壓強p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m＝1.2×104Pa；下表面受到水的壓力F＝pS＝1.2×104Pa×（1m）2＝1.2×104N；（3）物體重力G＝ρgV＝2.8×103kg/m3×10N/kg×1m3＝2.8×104N；由圖可知動滑輪上3股繩，所以n＝3；滑輪組的機械效率η＝×100%＝＝＝＝80%。答：（1）物體M上升后，還未露出水面時受到的浮力是104N；（2）物體M上表面在水面下0.2m時，它的下表面受到水的壓力是1.2×104N；（3）物體M上升后，在未露出水面前，此滑輪組的機械效率是＝80%。5．（2022?荊州）美的樓宇科技荊州產(chǎn)業(yè)園項目是美的集團繼冰箱和洗衣機項目后，第三個落地荊州的生產(chǎn)基地，將成為美的樓宇科技在全國最大的集研發(fā)、生產(chǎn)于一體的標桿工廠。項目建設(shè)中，工人用如圖所示的裝置將質(zhì)量為70kg的建筑材料勻速提升了6m，用時10s。電動機的輸出功率恒定為600W，不計繩重和摩擦，g＝10N/kg。求：（1）建筑材料上升的速度；（2）10s內(nèi)電動機輸出的總功；（3）動滑輪所受的重力；（4）若用此滑輪組勻速提升另一批建筑材料時，機械效率是90%，則該建筑材料上升的速度?！窘獯稹拷猓海?）建筑材料上升的速度v＝＝＝0.6m/s；（2）10s內(nèi)電動機輸出的總功：W＝Pt＝600W×10s＝6000J；（3）n＝2，s＝nh＝2×6m＝12m；F＝＝＝500N，G物＝mg＝70kg×10N/kg＝700N；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物＝2×500N﹣700N＝300N；（4）此時的物重：由η＝得G′＝＝＝2700N；此時拉力的大?。篎′＝（G′+G動）＝（2700N+300N）＝1500N；電動機拉繩的速度：v′＝＝＝0.4m/s，建筑材料上升的速度：v″＝×v′＝×0.4m/s＝0.2m/s。答：（1）建筑材料上升的速度為0.6m/s；（2）10s內(nèi)電動機輸出的總功為6000J；（3）動滑輪所受的重力為300N；（4）該建筑材料上升的速度為0.2m/s。6．（2022?日照）某疫情倉儲基地為方便抗疫物資的存儲、計件、配送，將可打包的物資打包為質(zhì)量分布均勻的立方體包裹?，F(xiàn)將口罩打包成邊長為1m的立方體后，其質(zhì)量為400kg。g取10N/kg。（1）求口罩打包后的密度。（2）倉儲基地利用叉車運送物資（如圖甲），叉車抬升物資的主要裝置由兩個叉手和升降架等組成，如圖乙所示，叉手為彎成90°的金屬板，水平部分承載物資，豎直部分鏈接在升降架上，其簡化示意圖如圖丙所示，當在叉手的水平部分放上物資時，將叉手看成是一個以O(shè)點為支點的杠桿，升降架對杠桿上A點的作用力沿水平方向。已知每個叉手的水平部分長1.5m、寬16cm，兩叉手間距40cm，運送物資時，使物資緊靠OA放置，并使其重力的作用線通過兩叉手的中間。①當叉車不動，叉手勻速豎直向上運送1包口罩時，求該包口罩對叉手的壓強。②若將可打包的物資均打包成質(zhì)量相同、邊長不超過1.5m的立方體包裹，請分析物資的密度是否會影響升降架對A點作用力的大??？【解答】解：（1）口罩包裹的體積：V＝a3＝（1m）3＝1m3，則口罩打包后的密度：ρ＝＝＝0.4×103kg/m3；（2）①口罩包裹：G＝mg＝400kg×10N/kg＝4000N，口罩包裹對水平叉手的壓力：F＝G＝4000N，每個叉手的水平部分長1.5m、寬16cm，口罩打包成邊長為1m的立方體，則口罩包裹與叉手的接觸面積：S＝1m×16×10﹣2m×2＝0.32m2，該包口罩對叉手的壓強：p＝＝＝1.25×104Pa；②叉手看成是一個以O(shè)點為支點的杠桿，升降架對A點作用力的力臂為LOA，因為口罩包裹的質(zhì)量分布均勻，所以口罩包裹的重力在其幾何中心，則包裹重力的力臂：LG＝a＝×＝×，根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×LG＝FA×LOA，則FA＝×G＝×mg＝×，又因為口罩包裹質(zhì)量m和力臂為LOA一定，所以物資的密度越大，升降架對A點作用力越小。答：（1）口罩打包后的密度為0.4×103kg/m3；（2）①該包口罩對叉手的壓強為1.25×104Pa；②因為升降架對A點作用力FA＝×，口罩包裹質(zhì)量m和力臂為LOA一定，所以物資的密度越大，升降架對A點作用力越小。7．（2022?威海）為了建設(shè)精致城市，每到春天園林工人要在過街天橋上放置花草，為城市增添一抹綠色。如圖所示，工人用長木棒、滑輪、輕繩組裝提升裝置。木棒放置在天橋欄桿上始終保持水平，與欄桿M接觸點為O；用沙袋將木棒B端壓在欄桿N上，在木棒A端吊裝滑輪組。OA：OB＝1：2，每個沙袋重300N，每個滑輪重24N。（木棒和繩的重力、滑輪與軸的摩擦均忽略不計）（1）若A點受到豎直向下的拉力為1000N，為了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置幾個沙袋？（2）若某次工人利用滑輪組豎直向下拉繩子，將重為376N的花架勻速提升5m。求：①滑輪組的機械效率。②滑輪組對繩AC的拉力?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，O為杠桿AB的支點，由杠桿平衡條件可得：FA×OA＝FB×OB，解得：FB＝×FA＝×1000N＝500N，因為杠桿始終保持水平，所以B點的壓力大小等于沙袋的重力，則沙袋的總重力：G總＝FB＝500N，因此所需沙袋的個數(shù)：n＝＝≈2；（2）①因為不計繩重和摩擦，所以滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝94%；②由圖可知n＝2，因為不計繩重和摩擦，所以繩子自由端的拉力：F＝（G+G動）＝×（376N+24N）＝200N，滑輪組對繩AC的拉力：FA＝3F+G定＝3×200N+24N＝624N。答：（1）為了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置2個沙袋；（2）①滑輪組的機械效率為94%；②滑輪組對繩AC的拉力為624N。8．（2022?鎮(zhèn)江）如圖所示，用拉力F通過動滑輪將重90N的貨物勻速提升1m，動滑輪的機械效率為90%。不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，求；（1）上述過程中的有用功W有。（2）上述過程中拉力所做的功WF。（3）動滑輪所受的重力G動。【解答】解：（1）上述過程中的有用功：W有用＝Gh＝90N×1m＝90J；（2）由η＝得拉力做的總功：WF＝＝＝100J，（3）由圖知，繩子的有效股數(shù)為2股，則s＝2h＝2×1m＝2m，由W＝Fs得，繩端的拉力：F＝＝＝50N，不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，由F＝（G+G動）可得，動滑輪的重力：G動＝nF﹣G＝2×50N﹣90N＝10N。答：（1）上述過程中的有用功W有為90J；（2）上述過程中拉力所做的功WF為100J；（3）動滑輪的重力為10N。9．（2022?資陽）我國第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要明確提出，要推進以縣城為重要載體的城鎮(zhèn)化建設(shè)，加快推進公共服務(wù)、環(huán)境衛(wèi)生、市政公用、產(chǎn)業(yè)配套等設(shè)施提級擴能，增強綜合承載能力和治理能力。隨著近期疫情防控形勢的好轉(zhuǎn)，各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正如火如荼的展開。如圖所示，一建筑工人欲通過滑輪組向高H＝6m的三樓陽臺上運送建筑材料，已知滑輪組的定滑輪固定在三樓陽臺上面的天花板外緣。若工人用F＝720N的力拉繩子，將重為G＝1400N的建材在t＝40s內(nèi)勻速豎直的由地面提升到三樓陽臺上，不計建材和滑輪組長度，忽略繩的重量及繩與滑輪間、滑輪與輪軸間的摩擦，g取10N/kg，求：（1）工人拉力F的功率P；（2）滑輪組裝置的機械效率η（結(jié)果保留2位小數(shù)）；（3）滑輪組中動滑輪的質(zhì)量m?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知n＝2，繩子自由端移動的距離：s＝nH＝2×6m＝12m，拉力做的總功：W總＝Fs＝720N×12m＝8640J；工人拉力F的功率為：P＝＝＝216W；（2）有用功為：W有用＝GH＝1400N×6m＝8400J，滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%≈97.22%；（3）不計繩重和摩擦，F(xiàn)＝（G+G動），則動滑輪的重力：G動＝2F﹣G＝2×720N﹣1400N＝40N，由G＝mg知動滑輪的質(zhì)量為：m＝＝＝4kg。答：（1）工人拉力F的功率P為216W；（2）滑輪組裝置的機械效率η為97.22%；（結(jié)果保留2位小數(shù)）；（3）滑輪組中動滑輪的質(zhì)量m為4kg。10．（2022?張家界）天門山盤山公路是網(wǎng)紅打卡地，公路共計99道彎，似玉帶環(huán)繞，層層疊起，直沖云霄，公路全長大約10km，公路的海拔落差高度約1000m。為助力“2022年湖南省首屆旅游發(fā)展大會”，實現(xiàn)省委省政府提出的“立標打樣”、“辦一次會、興一座城”的目標要求，天門山景區(qū)購置了一批新能源純電動客車，客車滿載時總質(zhì)量為6000kg?，F(xiàn)有一輛滿載的新能源客車，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盤山公路從山底勻速行駛至山頂。（行駛過程中客車所受重力和阻力大小恒定不變，g取10N/kg）請完成下列問題：（1）整個過程中，電動機對客車和游客所做的有用功為多少？（2）盤山公路的機械效率為多少？（3）整個過程中，電動機的牽引力為多少？汽車受到的阻力為多少？【解答】解：（1）客車和游客總重力G＝mg＝6000kg×10N/kg＝6×104N；電動機對客車和游客所做的有用功：W有用＝Gh＝6×104N×1000m＝6×107J；（2）由v＝可得，整個過程所用時間：t＝＝＝2.5×103s，由P＝可得，總功W總＝Pt＝80×103W×2.5×103s＝2×108J，盤山公路的機械效率：η＝×100%＝×100%＝30%；（3）由P＝＝＝Fv可得，電動機的牽引力：F＝＝＝2×104N，額外功：W額＝W總﹣W有用＝2×108J﹣6×107J＝1.4×108J，由W額＝fs可得，汽車受到的阻力：f＝＝＝1.4×104N。答：（1）整個過程中，電動機對客車和游客所做的有用功為6×107J；（2）盤山公路的機械效率為30%；（3）整個過程中，電動機的牽引力為2×104N，汽車受到的阻力為1.4×104N。11．（2022?濰坊）某小區(qū)工作人員用圖示的無人機給居住在高樓層的居民運送物資。該無人機由鋰電池供電，工作時電動機帶動旋翼轉(zhuǎn)動，旋翼對下方空氣施力的同時獲得升力，其有關(guān)參數(shù)如表格所示。某次運載過程中，無人機和貨物總重170N，以最大上升速度勻速豎直上升24m，觀察地面控制裝置，顯示無人機電量由100%降至98%。若定義無人機豎直運輸效能值為升力所做功與電池消耗電能之比，用字母η表示。求本次運送過程中：（1）所用時間；（2）升力所做的功；（3）豎直運輸效能值η。最大上升速度1.2m/s最大上升速度時空氣阻力10N電池額定電壓12V電池容量10Ah【解答】解：（1）所用時間：（2）勻速時，無人機升力：F＝G總+f＝170N+10N＝180N無人機升力做功：W＝Fs＝180N×24m＝4320J（3）無人機消耗電能：W電＝UIt＝12V×10×3600A?s×2%＝8640J豎直運輸效能值η＝＝＝50%答：（1）無人機上升時間為20s；（2）無人機升力所作的功為4320J；（3）無人機豎直運輸?shù)男苤禐?0%。12．（2022?朝陽）如圖所示是一款家用電熱壺的內(nèi)部簡化電路圖，它通過溫控開關(guān)S可自動實現(xiàn)加熱、保溫兩個擋位的轉(zhuǎn)換，保溫擋的額定功率為110W，R1、R2是兩個阻值不變的發(fā)熱元件，R2＝48.4Ω，求：（1）R1的阻值。（2）加熱擋的額定功率。（3）若電熱壺內(nèi)裝有1L的水，現(xiàn)用加熱擋使水從25℃升高到100℃，水吸收的熱量是多少？（4）不計熱量損失的情況下，在（3）中若實際加熱時間為300s，則電熱壺的實際加熱功率是多少？【解答】解：（1）由電路圖可知，旋轉(zhuǎn)開關(guān)接2時，電路為R1的簡單電路，電熱壺處于保溫擋，由P＝UI＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝440Ω；（2）旋轉(zhuǎn)開關(guān)接3時，R1與R2并聯(lián)，電熱壺處于加熱擋，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，電阻R2的電功率：P2＝＝＝1000W，因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，加熱擋的額定功率：P加熱＝P保溫+P2＝110W+1000W＝1110W；（3）電熱壺內(nèi)裝有水的體積：V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，由ρ＝可得，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，則水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J；（4）不計熱量損失的情況下，消耗的電能：W＝Q吸＝3.15×105J，則電熱壺的實際加熱功率：P加熱′＝＝＝1050W。答：（1）R1的阻值為440Ω；（2）加熱擋的額定功率為1110W；（3）水吸收的熱量是3.15×105J；（4）電熱壺的實際加熱功率是1050W。13．（2022?金昌）廚藝最講究“火候”二字，如圖甲所示的智能蛋糕機就是通過智能化技術(shù)控制制作時間和溫度，制作出口感好、營養(yǎng)價值高的蛋糕。該蛋糕機的電路簡圖如圖乙所示，其中R1、R2均為發(fā)熱電阻（假定電阻不隨溫度變化），部分參數(shù)如下表所示。求：額定電壓/V220額定功率/W高溫1100中溫880低溫______（1）當開關(guān)S1斷開，單刀多擲開關(guān)S2打到3時，蛋糕機處于低溫擋（選填“高溫”、“中溫”或“低溫”）；（2）該蛋糕機以高溫擋正常工作時，10分鐘產(chǎn)生的熱量；（3）該蛋糕機正常工作時R2的電阻值；（4）該蛋糕機低溫擋的額定功率?！窘獯稹拷猓海?）當開關(guān)S1斷開，單刀多擲開關(guān)S2打到3時，電阻R1與電阻R2串聯(lián)，總電阻最大，根據(jù)P＝可知蛋糕機處于低溫擋；（2）高溫擋產(chǎn)生的熱量：W＝P高溫t＝1100W×600s＝6.6×105J；（3）當S1閉合，S2旋到位置2時，電路為并聯(lián)，此時，總電阻最小，總功率最大為1100W，當S1閉合，S2旋到位置1時，電路中只有R1，此時，電路處于中溫擋，R1的功率為880W，所以高溫擋時R2的功率：P2＝P高﹣P中＝1100W﹣880W＝220W，根據(jù)P＝可知，電阻R2的阻值為：R2＝＝＝220Ω；（4）電熱絲R1的阻值：R1＝＝＝55Ω，當開關(guān)S1斷開，單刀多擲開關(guān)S2打到3時，蛋糕機處于低溫擋：P低溫＝＝＝176W。故答案為：（1）低溫；（2）該蛋糕機以高溫擋正常工作時，10分鐘產(chǎn)生的熱量是6.6×105J；（3）該蛋糕機正常工作時R2的電阻值是220Ω；（4）該蛋糕機低溫擋的額定功率是176W。14．（2022?攀枝花）如圖所示的電路中，電源電壓保持恒定，定值電阻R0＝15Ω，滑動變阻器R最大阻值為10Ω。閉合開關(guān)S1和S2，當滑動變阻器接入電路中的阻值為零時，電流表A1、A2的示數(shù)分別為1.0A、0.4A。求：（1）電阻Rx的阻值；（2）閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，求電路消耗功率的范圍。【解答】解：（1）閉合開關(guān)S1和S2，兩定值電阻并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電流表A1測干路電流，電流表A2測通過R0的電流，并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，當滑動變阻器接入電路中的阻值為零時，定值電阻兩端的電壓即電源電壓，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓：U＝I2R0＝0.4A×15Ω＝6V，并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以通過Rx的電流：IX＝I﹣I2＝1.0A﹣0.4A＝0.6A，根據(jù)歐姆定律可得電阻Rx的阻值：Rx＝＝＝10Ω；（2）閉合S1，斷開S2，滑動變阻器和定值電阻Rx串聯(lián)接入電路，當滑動變阻器接入電路的電阻為0時，電路為定值電阻的簡單電路，根據(jù)歐姆定律可知此時通過電路的電流最大，根據(jù)P＝UI可知此時電路的電功率最大，最大電功率為：P＝＝＝3.6W，串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，滑動變阻器接入電路最大阻值時，電路總電阻最大，根據(jù)歐姆定律可得此時通過電路的電流最小，根據(jù)P＝UI可知此時電路的電功率最小，最小電功率為：P′＝＝＝1.8W，所以電路消耗的電功率的范圍為1.8W～3.6W。答：（1）電阻Rx的阻值為10Ω；（2）閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，電路消耗功率的范圍為1.8W～3.6W。16．（2022?資陽）近年來，我國家電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，不僅成為全球家電制造第一大國，而且已成為全球智能家電第一大技術(shù)來源國。電飯煲是我國家電產(chǎn)品中的優(yōu)秀代表之一，據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，去年我國電飯煲出口金額約為進口金額的14倍，中國制造深受全球市場認可。如圖所示，甲為某國產(chǎn)智能電飯煲的外觀圖，該電飯煲有“快煮”、“精煮”、“保溫”三種基本模式；乙為該電飯煲的基本原理簡化電路圖，額定電壓U0＝220V；當S1置于a、S2置于d時處于“快煮”模式，電飯煲的額定功率P1＝1210W；當S1置于a、S2斷開時處于“精煮”模式，電飯煲的額定功率P2＝484W；當S1置于b、S2置于c時，處于“保溫”模式。求：（1）R1的阻值；（2）小明采用“精煮”模式將飯煮熟用時t＝50min，求該電飯煲一次精煮過程消耗的電能E；（3）該電飯煲保溫模式下的額定功率P3。【解答】解：（1）由題知，當S1置于a、S2斷開時，電阻R2斷路，電路中只有電阻R1工作，電飯煲處于“精煮”模式，此時電飯煲的額定功率P2＝484W，根據(jù)P＝得，電阻R1的阻值為：R1＝＝＝100Ω；（2）電飯煲在“精煮”模式下，工作50min電流做的功為：W＝P2t＝484W×50×60s＝1.452×106J，電飯煲消耗的電能等于電流通過電飯煲做的功，即：E＝W＝1.452×106J；（3）由題知，當電飯煲處于“快煮”模式時，電阻R1和R2并聯(lián)，且同時工作，此時的電功率為P1＝1210W。電飯煲處于“精煮”模式時，電阻R1單獨工作的電功率為P2＝484W，根據(jù)并聯(lián)電路的電功率關(guān)系得，在“快煮”模式下，電阻R2的功率為：P＝P1﹣P2＝1210W﹣484W＝726W，根據(jù)P＝得，電阻R2的阻值為：R1＝＝＝Ω，當S1置于b、S2置于c時，電阻R1和R2串聯(lián)，處于“保溫”模式，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律得，此時電路中的總電阻為：R總＝R1+R2＝Ω+100Ω＝Ω，則電飯煲保溫模式下的額定功率為：P3＝＝＝290.4W。答：（1）電阻R1的阻值為100Ω；（2）采用“精煮”模式將飯煮熟用時t＝50min，該電飯煲一次精煮過程消耗的電能為1.452×106J；（3）電飯煲保溫模式下的額定功率為290.4W。15．（2022?西藏）玉珍在研究物體在水中所受浮力時，把一個底面積為100cm2的容器放在水平桌面上，加入12cm深的水，將一個圓柱體掛在彈簧測力計下緩慢浸入水中，如圖（甲）所示；根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制出彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體下表面距液面高度h的關(guān)系如圖（乙）所示；當圓柱體下表面距離液面10cm時，圓柱體從彈簧測力計掛鉤上脫落沉入水底，如圖（丙）所示。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：（1）請在甲圖中畫出圓柱體所受重力的示意圖；（2）浸沒時圓柱體受到的浮力；（3）圓柱體的體積；（4）圓柱體沉在水底時，水對容器底部的壓強。【解答】解：（1）重力的作用點在圓柱體的重心，方向豎直向下，如圖所示：（2）由圖象可知，當h＝0時圓柱體處于空氣中，彈簧測力計示數(shù)F1＝3N，則圓柱體重力G＝F1＝3N；當h＝5cm后，彈簧測力計的示數(shù)F2＝2N，且不變，說明此時圓柱體浸沒在水中，則圓柱體浸沒后受到的浮力：F浮＝G﹣F2＝3N﹣2N＝1N；（3）由F?。溅岩篤排g可得圓柱體的體積：V＝V排＝＝＝10﹣4m3＝100cm3；（4）圓柱體沉在水底時，容器內(nèi)水的深度為：h2＝h1+＝12cm+＝13cm，則水對容器底的壓強為：p＝ρgh2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m＝1300Pa。答：（1）見解答；（2）浸沒時圓柱體受到的浮力為1N；（3）圓柱體的體積為100cm3；（4）圓柱體沉在水底時，水對容器底部的壓強為1300Pa。16．（2022?濱州）建造某跨江大橋時，需將長百米、重千余噸的橋梁從江中吊起，施工時采用了將橋梁與水面成一定傾角出水的起吊方案，為了探究該方案的合理性，某研究性學(xué)習(xí)小組做了以下兩個模擬實驗。水平桌面上放置一個裝有適量水的燒杯，杯的底面積為1×10﹣2m2，將小金屬板用細線吊著，然后將其浸沒在燒杯內(nèi)的水中，杯中的水沒有溢出。將同一小金屬板分別與水面平行和與水面成一定傾角從水下緩慢拉出，如圖2乙、圖丙所示。在這兩個過程中測力計所受拉力的變化情況，如圖2丁坐標圖像所示。（g＝10N/kg，ρ＝1×103kg/m3）求：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，實驗2中的最大拉力比實驗1中的最大拉力減小了多少？（2）小金屬板的密度。（3）當小金屬板浸沒水中后，水對燒杯底部增大的壓強?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)丁圖中實驗1和實驗2的圖象可知，實驗2中的最大拉力與實驗1中的最大拉力分別是9N/12N，則實驗2中的最大拉力比實驗1中的最大拉力減小了12N﹣9N＝3N；（2）由丁圖中實驗1圖象可知，小金屬板浸沒水中時彈簧測力計的示數(shù)F＝6N，小金屬板離開水面后彈簧測力計的示數(shù)為9N，即小金屬板的重力G＝9N，則小金屬板浸沒時受到的浮力F?。紾﹣F＝9N﹣6N＝3N；因為小金屬板浸沒水中，所以小金屬板體積V＝V排＝＝＝3×10﹣4m3；小金屬板的質(zhì)量m＝＝＝0.9kg；小金屬板的密度ρ＝＝＝3×103kg/m3；（3）當小金屬板浸沒水中后，根據(jù)相互作用力的特點可知，水對燒杯底部增大的壓力大小等于小金屬板浸沒時受到的浮力大小，即ΔF水＝F?。?N，杯的底面積為1×10﹣2m2，則水對燒杯底部增大的壓強Δp＝＝＝300Pa。答：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，實驗2中的最大拉力比實驗1中的最大拉力減小了3N；（2）小金屬板的密度為3×103kg/m3；（3）當小金屬板浸沒水中后，水對燒杯底部增大的壓強是300Pa。17．（2022?呼和浩特）浮筒法，是海洋沉船打撈技術(shù)中常用的方法之一。先讓浮筒灌滿海水，靠自重自由下沉。到達海底沉船處，將若干個浮筒與沉船固定。給浮筒充氣，排出筒內(nèi)海水，產(chǎn)生向上的上舉力，讓沉船上浮。已知，每個浮筒質(zhì)量為4.8×103kg，體積為160m3，海水密度為1.03×103kg/m3。求：（1）每個浮筒在海底沉船處，充氣，海水全部排出后，受到的浮力大小和產(chǎn)生的上舉力大?。唬?）若沉船在海平面下方200m處，海平面大氣壓為1.0×105Pa，浮筒排出海水時，充氣壓強的最小值；（3）若沉船需要受到向上4.1×107N的上舉力，才能上浮，則至少需要多少個浮筒與沉船固定。【解答】解：（1）浮筒浸沒時，每個浮筒受到的浮力：F浮＝ρ海水gV排＝ρ水gV＝1.03×103kg/m3×10N/kg×160m3＝1.648×106N，每個浮筒的重力：G＝mg＝4.8×103kg×10N/kg＝4.8×104N，每個浮筒能產(chǎn)生的上舉力：F舉＝F浮﹣G＝1.648×106N﹣4.8×104N＝1.6×106N；（2）海平面下方200m處海水的壓強：p海水＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×200m＝2.06×106Pa，浮筒排出海水時，充氣壓強的最小值：p最小＝p海水+p0＝2.06×106Pa+1.0×105Pa＝2.16×106Pa；（3）因為需要通過4.1×107N的舉力，所以需要浮筒的個數(shù)：n＝＝≈25.6，因此至少需要26個浮筒。答：（1）每個浮筒受到的浮力為1.648×106N，產(chǎn)生的上舉力大小為1.6×106N；（2）浮筒排出海水時，充氣壓強的最小值為2.16×106Pa；（3）若沉船需要受到向上4.1×107N的上舉力，才能上浮，至少需要26個浮筒與沉船固定。18．（2022?濰坊）圖甲是某衛(wèi)生間馬桶水箱的進水調(diào)節(jié)裝置，圖乙為其結(jié)構(gòu)示意圖，浮臂AB可視為繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，OA＝5cm，OB＝1cm，A端通過細連接桿AC與柱狀浮筒連接，浮筒質(zhì)量為50g，B端通過細連接桿BD與圓餅狀止水閥連接，止水閥上下表面積與進水管口面積均為0.2cm2。當水箱中無水或水量較少時，止水閥打開，水從進水管流進水箱。水位達到一定高度時，浮筒推動杠桿，使止水閥剛好堵住進水管，停止進水，此時AB處于水平位置，連接桿豎直，大氣壓強p0＝1.0×105Pa，進水管中水壓p水＝6.0×105Pa。除浮筒外其它裝置所受重力不計，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。剛停止進水時，求：（1）浮筒所受重力；（2）進水管中的水對止水閥的壓力；（3）連接桿BD對止水閥的壓力；（4）浮筒排開水的體積?！窘獯稹拷猓海?）浮筒所受重力：G＝mg＝50×10﹣3kg×10N/kg＝0.5N；（2）進水管中的水對止水閥的壓力：F水＝p水S＝6.0×105Pa×0.2×10﹣4m2＝12N；（3）止水閥上表面所受到的大氣壓力為：F氣＝p0S＝1.0×105Pa×0.2×10﹣4m2＝2N；對止水閥進行受力分析，則有：FB＝F水﹣F氣＝12N﹣2N＝10N；（4）浮臂平衡時，由杠桿平衡條件得：FALOA＝FBLOB，則；對浮筒進行受力分析，由力的平衡可得：F?。紾+FA＝0.5N+2N＝2.5N；由阿基米德定律F?。溅岩篻V排得，浮筒排開水的體積為：。答：（1）浮筒所受重力為0.5N；（2）進水管中的水對止水閥的壓力為12N；（3）連接桿BD對止水閥的壓力為10N；（4）浮筒排開水的體積為2.5×10﹣4m3。19．（2022?東營）如圖所示，某電動叉車抬升石材的情景。電動叉車將1500kg石材完成一次最大起升高度，用時30s，其項目參數(shù)如下表。（g取10N/kg）項目參數(shù)額定載重（kg）1500最大起升高度（m）3空載行駛速度（km/h）5空載質(zhì)量（kg）720輪胎接地總面積（m2）0.08（1）求石材被抬升的速度；（2）求電機對石材做的功及做功功率；（3）求空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強?！窘獯稹拷猓海?）最大起升高度為3m，電動叉車將石材完成一次最大起升高度，用時30s，石材被抬升的速度為；（2）石材的重力為G＝mg＝1500kg×10N/kg＝1.5×104N，電機對石材做的功為W＝Fs＝Gh＝1.5×104N×3m＝4.5×104J，電機對石材做功功率為；（3）由題意可知，空載叉車靜止時，其對地面的壓力與受到的重力大小相等，空載叉車對地面的壓力為F壓＝G'＝m'g＝720kg×10N/kg＝7.2×103N，空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強為p＝＝＝9×104Pa。答：（1）石材被抬升的速度為0.1m/s；（2）電機對石材做的功為4.5×104J及做功功率為1.5×103W；（3）空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強為9×104Pa。20．（2022?巴中）小紅用菜盆盛水清洗櫻桃時，將一個塑料水果盤漂浮在菜盆里的水面上盛放櫻桃，當她把水里的櫻桃撈起來放入果盤后，發(fā)現(xiàn)菜盆里的水位有所變化。為一探究竟，她用一個水槽、一個長方體空盒A、一個正方體金屬塊B設(shè)計了如圖的實驗來研究。已知水槽的底面積為200cm2，空盒A底面積為100cm2，金屬塊B邊長為5cm。她先把金屬塊B放入水槽中沉底，當空盒A漂浮在水面上時，盒底浸入水中1cm深。整個實驗中，水槽里的水未溢出。（ρB＝7.0×103kg/m3）（1）空盒A漂浮在水面上時，求盒底部受到水的壓強大小。（2）求空盒A漂浮在水面上時所受浮力的大小。（3）小紅把金屬塊B從水中撈起后放進盒A并漂浮在水面上時，求盒A受到的浮力的大小。（金屬塊B上附著的水忽略不計）（4）第（3）問中水槽里的水位與之前相比會上升還是下降？請算出水槽里水位變化的高度。【解答】解：（1）空盒A漂浮在水面上時，已知盒底浸入水中的深度h浸＝1cm＝1×10﹣2m，則盒底部受到水的壓強：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣2m＝100Pa；（2）空盒A排開水的體積：V排＝SAh浸＝100cm2×1cm＝100cm3＝1×10﹣4m3，空盒A受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3＝1N，（3）因空盒A漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，所以，空盒A的重力：GA＝F浮＝1N；金屬塊B的體積VB＝LB3＝（5cm）3＝125cm3＝1.25×10﹣4m3，根據(jù)ρ＝可得金屬塊B的質(zhì)量：mB＝ρBVB＝7.0×103kg/m3×1.25×10﹣4m3＝0.875kg，則GB＝mBg＝0.875kg×10N/kg＝8.75N，把金屬塊B從水中撈起后放進盒A并漂浮在水面上時，因物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，所以，此時空盒A和B受到的浮力：F浮′＝G總＝GA+GB＝1N+8.75N＝9.75N；（4）金屬塊B在水中時，AB排開的水的總體積為：V排總＝V排+VB＝1×10﹣4m3+1.25×10﹣4m3＝2.25×10﹣4m3，金屬塊B從水中撈起后放進盒A，A與B并漂浮在水面上時，根據(jù)F?。溅阉甮V排可得空盒A排開水的體積：V排′＝＝＝9.75×10﹣4m3＞2.25×10﹣4m3，即：V排′＞V排總，所以，金屬塊B從水中撈起后放進盒A并漂浮在水面上后，水面會升高，排開水是體積增加的量：ΔV排＝V排′﹣V排總＝9.75×10﹣4m3﹣2.25×10﹣4m3＝7.5×10﹣4m3＝750cm3，則水槽里水位升高的高度：Δh＝＝＝3.75cm。答：（1）空盒A漂浮在水面上時，盒底部受到水的壓強大小為100Pa。（2）空盒A漂浮在水面上時所受浮力的大小為1N。（3）小紅把金屬塊B從水中撈起后放進盒A并漂浮在水面上時，盒A受到的浮力的大小為9.75N。（4）第（3）問中水槽里的水位與之前相比會上升；水槽里水位升高3.75cm。21．（2022?青島）某興趣小組制作了一只平底小船，重力為1.2N，放在水平桌面上，與桌面的接觸面積為1×10﹣2m2。（1）求小船對水平桌面的壓強。（2）如圖甲所示，把小船放入盛有適量水的長方體水槽中，漂浮在水面上。在小船中放入一金屬塊后，小船仍漂浮在水面上，排開水的體積增加了2×10﹣4m3。求金屬塊的質(zhì)量。（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）（3）小組成員通過探究發(fā)現(xiàn)，可以利用圖甲裝置的液面升降來測量物體的質(zhì)量和體積，從而求出物體的密度。實際測量過程中，發(fā)現(xiàn)水面升降不明顯，于是想出了一個將水面升降放大的方法：如圖乙所示，使一束激光與水平面成α角斜射到水面，反射光照射在水平標尺上的A點；當水面上升Δh時，光點A移動了距離l，推理可知二者關(guān)系為h＝ltanα，改變α角可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。實際測量時，保持入射光不變，標記光點A的位置。將待測物體放入小船中，小船仍漂浮，光點A移動的距離記為l1；將物體從小船中取出，使其浸沒于水中，光點A移動的距離記為l2。請你推導(dǎo)出物體密度ρ的表達式（水的密度用ρ水表示）?！窘獯稹拷猓海?）小船對水平桌面的壓強（2）在小船中放入一金屬塊后，小船仍漂浮在水面上，由物體的浮沉條件可知ΔF浮＝ΔG排＝G金，ρ水gΔV排＝m金g，即金屬塊的質(zhì)量（3）設(shè)容器中水面的面積為S水，將待測物體放入小船中，水面升高的高度為，則物體的受到的重力，由可知，物體的質(zhì)量為；將物體從小船中取出，使其浸沒于水中，物體排開水的體積等于物體的體積，所以物體的密度答：（1）小船對水平桌面的壓強為1.2×102Pa；（2）金屬塊的質(zhì)量為0.2kg；（3）物體的密度表達式為。22．（2022?綏化）如圖甲所示，有一底面積為0.01m2，質(zhì)量為3kg的正方體物塊，在拉力F的作用下在水平面上做直線運動。拉力隨時間變化、速度隨時間變化圖象分別如圖乙、丙所示，已知物塊在2～4s的運動距離為2m。求：（1）物塊靜止時對水平面的壓強；（2）在2～4s物塊受到的摩擦力；（3）在前6s內(nèi)，拉力F做的功?！窘獯稹拷猓海?）物塊對水平面壓力F壓＝G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N物塊對水平面的壓強p＝＝3×103Pa；（2）由圖象可知，物塊在4～6s做勻速直線運動，摩擦力F摩與拉力F大小相等，即F摩＝F＝6N；由v﹣t圖象可知在2～4s物塊做加速運動，但物塊對水平面的壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，則摩擦力大小不變，所以2～4s物塊受到的摩擦力F摩′＝F摩＝6N；（3）0～2s物塊處于靜止狀態(tài)拉力不做功；已知物塊在2～4s運動的距離s′＝2m；則2﹣4s拉力F做的功W′＝F′s′＝9N×2m＝18J；物塊在4～6s內(nèi)運動的距離s＝vt＝2m/s×2s＝4m；4～6s拉力F做的功W＝Fs＝6N×4m＝24J；前6s拉力F做的功W總＝W′+W＝18J+24J＝42J。答：（1）物塊靜止時對水平面的壓強為3×103Pa；（2）在2～4s物塊受到的摩擦力為6N；（3）在前6s內(nèi)，拉力F做的功為42J。23．（2022?黑龍江）如圖所示工人師傅正在用叉車搬運貨物，現(xiàn)將質(zhì)量為1t的貨物勻速提高1.5m用時5s。試求：（1）貨物上升的速度是多少？（2）貨物所受到的重力是多少？（3）叉車提升貨物時對貨物所做的功是多少？（4）叉車提升貨物的功率是多少？【解答】解：（1）勻速提高1.5m用時5s，貨物上升的速度：v＝＝＝＝0.3m/s；（2）貨物質(zhì)量為1t，貨物所受到的重力：G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N；（3）叉車提升貨物時對貨物所做的功：W＝Gh＝1×104N×1.5m＝1.5×104J；（4）叉車提升貨物的功率：P＝＝＝3000W。答：（1）貨物上升的速度是0.3m/s；（2）貨物所受到的重力是1×104N；（3）叉車提升貨物時對貨物所做的功是1.5×104J；（4）叉車提升貨物的功率是3000W。24．（2022?黔西南州）某電動汽車的一些性能參數(shù)如表所示。載上總質(zhì)量為210kg的司乘人員后，汽車輪胎與地面的總接觸面積為6.4dm2。若電動機以50kW功率驅(qū)動汽車在平直道路上以90km/h的速度勻速行駛25km，驅(qū)動效率為80%。求：性能參數(shù)整車質(zhì)量1390kg最高時速130km/h續(xù)駛里程150～200km電動機最大功率70kW電池容量45kW?h（1）載上司乘人員后，汽車靜止時輪胎對水平地面的壓強。（2）電動機在這段時間內(nèi)所做的功。（3）汽車在這段道路上行駛時受到的阻力。【解答】解：（1）司乘人員和汽車的總重力：G＝mg＝（1390kg+210kg）×10N/kg＝16000N；載上司乘人員后，汽車靜止時輪胎對水平地面的壓力：F＝G＝16000N，汽車靜止時輪胎對水平地面的壓強：p＝＝＝2.5×105Pa；（2）所用時間t＝＝＝h＝1000s，電動機在這段時間內(nèi)所做的功W＝Pt＝50×1000W×1000s＝5×107J；（3）汽車在這段道路上行駛時所做的有用功W有用＝80%W＝80%×5×107J＝4×107J，汽車所受的牽引力F′＝＝＝1600N，汽車做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，所受的阻力f＝F′＝1600N。答：（1）載上司乘人員后，汽車靜止時輪胎對水平地面的壓強為2.5×105Pa。（2）電動機在這段時間內(nèi)所做的功為5×107J。（3）汽車在這段道路上行駛時受到的阻力為1600N。25．（2022?朝陽）某品牌家用汽車滿載時的質(zhì)量為1.15t，靜止時車輪與水平地面的總接觸面積為0.2m2，它在平直路面上勻速行駛36km，期間受到的阻力為車總重的0.1倍，汽車發(fā)動機的效率為40%，求：（1）汽車滿載靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？（2）勻速行駛過程中牽引力所做的功是多少？（3）汽油的熱值為q＝4.6×107J/kg，這段時間內(nèi)消耗汽油的質(zhì)量是多少？【解答】解：（1）汽車滿載時的重力：G＝mg＝1.15×103kg×10N/kg＝1.15×104N，汽車滿載靜止在水平地面上時，對地面的壓力：F＝G＝1.15×104N，對地面的壓強：p＝＝＝5.75×