?專題12 計算題
分類1 壓強(qiáng)、浮力計算題
1.如圖所示，彈簧測力計下面懸掛一個重16 N的物體，當(dāng)把物體浸沒在水中時，彈簧測力計示數(shù)為10 N，此時容器內(nèi)水的深度為0.3 m（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg），求：
（1）水對容器底部的壓強(qiáng)；
（2）物體受到水的浮力；
（3）物體排開水的體積.




2.如圖甲所示，有一種圓柱形薄壁燒杯，它的底面積為50 cm2，燒杯自重1.2 N，置于水平桌面上，在燒杯內(nèi)倒入200 mL的鹽水時，杯底所受鹽水的壓強(qiáng)為440 Pa.（g＝10 N/kg）求：
（1）燒杯內(nèi)鹽水的密度；
（2）燒杯對桌面的壓強(qiáng)；
（3）如圖乙所示，把一個雞蛋輕輕放入鹽水中，雞蛋剛好懸浮，液面上升到250 mL刻線處，求雞蛋的重力.






3.圖甲是修建碼頭時用鋼纜繩拉著實心長方體A沿豎直方向以0.3 m/s的速度勻速下降的情景。圖乙是A下降到水底之前鋼纜繩對A的拉力F隨時間t變化的圖象（水的密度為ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/ kg）。求：
（1）長方體A的高度。
（2）長方體A浸沒在水中后受到的浮力。
（3）長方體A的密度。




4.如圖所示，臺秤上放置一個裝有適量水的燒杯，已知燒杯和水的總質(zhì)量為800 g，杯的底面積為100 cm2，現(xiàn)將一個質(zhì)量為600 g，體積為400 cm3的實心物體A用細(xì)線吊著，然后將其一半浸入燒杯的水中（燒杯厚度不計，水未溢出）.求：
（1）物體A所受的浮力；
（2）物體A一半浸入水中后，水對燒杯底部壓強(qiáng)增大了多少？
（3）物體A一半浸入水中后，燒杯對臺秤表面的壓強(qiáng).




5.如圖所示，一個底面積為2 m2的圓柱形容器，裝有適量的水?，F(xiàn)將一個底面積為0.5 m2、體積為5 m3的物體A放入其中，物體A漂浮于水面上。當(dāng)再給A物體施加一個豎直向下的大小不變的力F以后，A物體最終恰好浸沒入水中靜止，此時容器底部受到的壓強(qiáng)增大了1×104 Pa。則：
（1）A物體浸沒水中靜止時容器底部所受到的壓力增大了多少？
（2）A浸沒入水中時受到的浮力為多少？
（3）A物體受到的重力為多少？（g取10 N/kg）
（4）從A物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中力F做了多少功？


6.近期在日本召開了以美歐日等國的“七國峰會”，在會上日本再次無理提出了我國南海問題.為了捍衛(wèi)國家主權(quán)，我軍派滿載排水量達(dá)67500 t的“遼寧”號航空母艦加強(qiáng)了對南海黃巖島等島嶼的巡邏，在某次巡邏演習(xí)中雷達(dá)發(fā)現(xiàn)假想敵潛艇在15海里外的水下10 m處潛行，隨即投下重量為100 kg的感應(yīng)式淺水水雷攻擊，并成功將敵潛艇擊沉.（g＝10 N/kg、水的密度為1×103 kg/m3）問：
（1）航空母艦滿載時受到的浮力為多少？
（2）敵潛艇受到水的壓強(qiáng)有多大？
（3）如圖為感應(yīng)式淺水水雷在水中待命時示意圖，假設(shè)欲使水雷懸浮在水中，需在其下方用細(xì)繩懸掛一個密度為5×103 kg/m3、質(zhì)量為31.25 kg的物體，求水雷的密度？（細(xì)繩的體積和質(zhì)量忽略不計）


7.（2019?連云港）如圖甲所示，拉力F通過滑輪組，將正方體金屬塊從水中勻速拉出至水面上方一定高度處。圖乙是拉力F隨時間t變化的關(guān)系圖象。不計動滑輪的重力、摩擦及水和空氣對金屬塊的阻力，g＝10N/kg，求：
（1）金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力大?。?br /> （2）金屬塊的密度；
（3）如果直接將金屬塊平放在水平地面上，它對地面的壓強(qiáng)大小。

















參考答案
1.【答案】（1）水對容器底的壓強(qiáng)是：p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m＝3×103 Pa
（2）物體受到水的浮力是：F?。紾－F＝16 N－10 N＝6 N
（3）由F浮＝ρ水gV排得：物體排開水的體積是：V排＝＝＝6×10－4 m3.
2.【答案】（1）燒杯內(nèi)鹽水深度 h＝＝＝4 cm＝0.04 m
由p＝ρgh可得，燒杯內(nèi)鹽水密度ρ＝＝＝1.1×103 kg/m3
（2）燒杯內(nèi)鹽水重力G鹽水＝F＝pS＝440 Pa×50×10－4 m2＝2.2 N
燒杯對桌面的壓強(qiáng)p′＝＝＝＝0.68×103 Pa＝680 Pa
（3）雞蛋放入鹽水中，排開鹽水的體積：V排＝250 cm3－200 cm3＝50 cm3
F?。溅岩篻V排＝1.1×103 kg/m3×10 N/kg×50×10－6 m3＝0.55 N
因為雞蛋懸浮，所以G物＝F浮＝0.55 N
3.【答案】（1）由圖乙可知，長方體A從下底面接觸水面到剛好浸沒所用的時間t＝15 s－10 s＝5 s，根據(jù)v＝可得，長方體A的高度s＝vt＝0.3 m/s×5 s＝1.5 m?。?）由圖乙可知，前10 s鋼繩拉力不變，等于物體A的重力，此時物體在水面以上，所以拉力與重力是一對平衡力，則G＝F＝3×104 N，10～15 s，鋼繩的拉力減小，是物體A從與水面接觸到剛好完全浸沒，由圖可知，當(dāng)A完全浸入水中時，拉力F′＝1×104 N，所以A完全浸沒受到的浮力F?。紾－F′＝3×104 N－1×104 N＝2×104 N?。?）根據(jù)F浮＝ρ水gV排可得，A的體積V＝V排＝＝＝2 m3，所以A的密度ρ＝＝＝＝1.5×103 kg/m3
4.【答案】（1）物體A受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×200×10－6 m3＝2 N
（2）物體A一半浸入水中后，A受到的浮力與A對水的壓力是一對相互作用力，它們大小相等，方向相反.所以水對容器底的壓力增加值大小等于浮力，即ΔF＝F?。? N.
水對燒杯底部壓強(qiáng)增加值：Δp＝＝＝200 Pa
（3）物體A一半浸入水中后，燒杯對臺秤表面的壓力F＝G＋ΔF＝8 N＋2 N＝10 N
燒杯對臺秤表面的壓強(qiáng)p＝＝＝1 000 Pa
5.【答案】 （1）ΔF＝Δp·S＝1×104 Pa×2 m2＝2×104 N　
（2）F?。溅阉甮V排＝ρ水gVA＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5 m3＝5×104 N　
（3）漂浮時容器底受到水的壓力F總＝G水＋GA，當(dāng)物體浸沒時，容器底受到的壓力
F總＋ΔF＝G水＋GA＋F。兩式綜合可得力F的大小，F(xiàn)＝ΔF＝2×104 N，
當(dāng)物體浸沒時，G＝F?。璅＝5×104 N－2×104 N＝3×104 N　
（4）A從漂浮到浸沒過程中水面上升Δh＝＝＝1 m，
A漂浮時V排＝＝＝3 m3。
A的高度hA＝＝＝10 m，
漂浮時A浸入水中深h浸＝＝＝6 m，h露＝hA－h(huán)浸＝10 m－6 m＝4 m，
使A浸沒時，力F向下運(yùn)動距離h＝h露－Δh＝4 m－1 m＝3 m，
力F做功W＝Fh＝2×104 N×3 m＝6×104 J
6.【答案】（1）因為航空母艦漂浮，受到的浮力等于其排開水的重力，所以：
F?。紾排＝m排g＝67 500×103 kg×10 N/kg＝6.75×108 N
（2）敵潛艇受到水的壓強(qiáng)是：p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m＝1×105 Pa
（3）將水雷和下面懸掛的物體當(dāng)作一個整體，水雷懸浮時，它們受到的浮力等于其總重力，為：
F?。紾總＝m總g＝（100 kg＋31.25 kg）×10 N/kg＝1 312.5 N
它們的總體積是：V＝V排＝＝＝0.131 25 m3
而下面懸掛的物體的體積是：V1＝＝＝0.006 25 m3
因此水雷的體積是：V2＝V－V1＝0.131 25 m3－0.006 25 m3＝0.125 m3
故水雷的密度是：ρ2＝＝＝0.8×103 kg/m3
7.【解析】解：
（1）由甲圖可知，n＝2，不計動滑輪的重力、摩擦及水和空氣對金屬塊的阻力，F(xiàn)＝G，
當(dāng)金屬塊完全露出液面后，金屬塊不受浮力，此時拉力等于重力，即為圖中的t2﹣t3時刻，
從乙圖可知，該金屬塊重力為：G＝2F＝2×108N＝216N，
當(dāng)金屬塊未露出液面時，即為圖中的0﹣t1時刻，
則2F′+F?。紾，
所以金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力：F?。紾﹣2F′＝216N﹣2×68N＝80N；
（2）根據(jù)F浮＝ρgV排可得，金屬塊排開水的體積：V排＝＝＝8×10﹣3m3，
金屬塊完全浸沒在水中，則金屬塊的體積V＝V排＝8×10﹣3m3，
則根據(jù)G＝mg、ρ＝可得，金屬塊的密度為：ρ金＝＝＝2.7×103kg/m3。
（3）金屬塊的邊長a＝＝＝0.2m，
則受力面積S＝a2＝（0.2m）2＝0.04m2，
金屬塊平放在水平地面時對地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝＝5.4×103Pa。
答：（1）金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力80N；
（2）金屬塊的密度2.7×103kg/m3；
（3）如果直接將金屬塊平放在水平地面上，它對地面的壓強(qiáng)5.4×103Pa。



分類2 功 功率 機(jī)械效率的綜合計算
類型一　利用滑輪組拉物體
1.某人站在水平高臺上用如圖所示的滑輪組提升重物，不計繩重和摩擦.第一次他勻速提升重物G1＝150 N時，人豎直向上拉繩的力為F1，人對高臺的壓強(qiáng)為p1；第二次他勻速提升另一重物G2＝270 N，人豎直向上拉繩的力為F2，人對高臺的壓強(qiáng)為p2.兩次物體勻速上升的速度均為0.5 m/s，人的重力G人＝500 N，且p1∶p2＝14∶15.求：
（1）若人的雙腳與高臺的總接觸面積為4×10－2 m2，當(dāng)人站在高臺上沒有拉繩時，人對高臺的壓強(qiáng)；
（2）第一次提升重物時，克服物體重力做功的功率；
（3）第二次提升重物時，滑輪組的機(jī)械效率.



2.在一次車輛故障處置過程中，拖車所用裝置簡化如圖所示。為了盡快疏通道路，交警只用了30 s的時間，指揮拖車在水平路面上將質(zhì)量是1.5 t的故障車勻速拖離了現(xiàn)場。若故障車被拖離的速度是6 m/s，繩子自由端的拉力F是500 N，該裝置的機(jī)械效率是80%。求：
（1）故障車在30 s內(nèi)通過的路程。
（2）拉力F在30 s內(nèi)所做的功。
（3）故障車在被拖離過程中受到的阻力。






3.如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動水平面上的物體。已知物體在水平面上受到的滑動摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動的距離為1 m。當(dāng)物體質(zhì)量為2 kg時，滑輪組的機(jī)械效率為50%，不計繩重和繩與滑輪間的摩擦。求：
（1）物體質(zhì)量為2 kg時，在水平面上受到的滑動摩擦力。
（2）動滑輪的重力。
（3）若物體質(zhì)量為10 kg，以0.1 m/s的速度勻速運(yùn)動時，拉力F的功率。





4.如圖所示，小車在水平面上通過滑輪組提升重物，動滑輪重400 N，與小車連接的繩子能承受的最大拉力為6 000 N，小車的最大輸出功率為15 kW.水平地面上一物體A重1 600 N，與地面的接觸面積為4 m2（不計小車所受摩擦阻力、繩重及滑輪組的摩擦）.請求：
（1）提升前，物體A對水平地面的壓強(qiáng)；
（2）滑輪組提升物體A時的機(jī)械效率；
（3）若要使被提升的重物以1 m/s的速度勻速上升，整個裝置工作過程中能提升重物的最大重力.




類型二　利用組合機(jī)械提升物體
5.某工人用如圖所示的裝置把一重為1200 N的箱子從斜面底端勻速拉到頂端用時10 s，已知斜面長6 m、高2 m，此裝置的機(jī)械效率為80%（滑輪重、繩重、滑輪與繩之間的摩擦均不計）。求：
（1）拉力F。
（2）拉力F做功的功率。
（3）箱子和斜面間的摩擦力。




6.配重M單獨置于水平地面上靜止時，對水平地面壓強(qiáng)為3×105 Pa，將配重M用繩系于杠桿的B端，在杠桿的A端懸掛一滑輪組，定滑輪重150 N，動滑輪重90 N，杠桿AB的支點為O，OA∶OB＝5∶3，由這些器材組裝成一個重物提升裝置，如圖所示，當(dāng)工人利用滑輪組提升重力為210 N的物體以0.4 m/s的速度勻速上升時，杠桿在水平位置平衡，此時配重M對地面壓強(qiáng)為1×105 Pa。（杠桿與繩的重量、滑輪組的摩擦均不計，g取10 N/kg）
（1）求滑輪組的機(jī)械效率。
（2）配重M的質(zhì)量是多少千克？
（3）為使配重M不離開地面，人對繩的最大拉力是多少牛頓？





類型三　綜合計算
7.某工人使用如圖甲所示的滑輪組勻速提升浸沒在水中的實心物體A，拉力的功率隨時間的變化如圖乙所示，已知動滑輪的重力為60 N，物體勻速上升的速度始終為1 m/s。（不計繩重，摩擦及阻力，ρ水＝1×103 kg/m3，g取10 N/kg）求：
（1）物體浸沒在水中時受到的浮力。
（2）物體的密度。
（3）物體浸沒在水中時滑輪組的機(jī)械效率。




8.在一底面積為 4 m2的圓柱形深井底部，有一體積為2 m3，密度為1×104 kg/m3的貴重物體，現(xiàn)用如圖所示的裝置將其打撈上來.若牽引車以0.6 m/s的速度勻速向右行駛，通過滑輪組將物體由井底開始往上拉，30 s后井底受到的水的壓強(qiáng)恰好變化了2.5×103 Pa（忽略動滑輪和繩子的重力及滑輪與繩子之間的摩擦，g取10 N/kg）.求：
（1）物體的重力；
（2）物體浸沒在水中時受到的浮力；
（3）牽引車行駛了30s后，物體被提升的高度；
（4）物體未露出水面前，物體受到繩子拉力的功率；
（5）牽引車行駛了30s時，牽引車對繩子的拉力.


參考答案
1.【解析】（1）因為人站在水平高臺上，所以有F壓＝G人＝500 N
p＝＝＝1.25×104 Pa
（2）第一次提升重物時，由P＝，W＝Fs，
得P＝＝＝Fv＝G1v＝150 N×0.5 m/s＝75 W
（3）第一次提升重物G1時，
F壓＝F支＝F1＋G人＝（G1＋G動）＋G人＝（150 N＋G動）＋500 N＝550 N＋G動
第二次提升重物
G2時，F(xiàn)壓′＝F支′＝F2＋G人＝（G2＋G動）＋G人＝（270 N＋G動）＋500 N＝590 N＋G動
p1∶p2＝14∶15，F(xiàn)壓∶F壓′＝14∶15，即＝， G動＝30 N，
在第二次提升重物時，η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%.
2.【解析】 （1）由v＝得故障車在30 s內(nèi)通過路程s車＝vt＝6 m/s×30 s＝180 m?。?）由圖可知n＝3，繩子自由端移動的距離s繩＝3s車＝3×180 m＝540 m，拉力F在30 s內(nèi)所做的功W＝Fs繩＝500 N×540 m＝2.7×105 J　（3）由圖知，n＝3，水平滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝，所以故障車在被拖離過程中受到的阻力f＝3Fη＝3×500 N×80%＝1 200 N
3.【解析】（1）f＝0.1G＝0.1mg＝0.1×2 kg×10 N/kg＝2 N?。?）W有＝f·s＝2 N×1 m＝2 J，W額＝G動×h＝G動×1 m，由η＝＝得＝50%，解得G動＝2 N?。?）當(dāng)m＝10 kg時，拉物體前進(jìn)的力F′＝0.1G總＝0.1×10 kg×10 N/kg＝10 N，F(xiàn)＝（F′＋G動）＝×（10 N＋2 N）＝4 N，P＝F·v＝F×3v物＝4 N×3×0.1 m/s＝1.2 W
4.【解析】（1）p＝＝＝＝400 Pa
（2）η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%
（3）小車運(yùn)動的速度為v＝3×1 m/s＝3 m/s
小車能提供的最大拉力Fmax＝＝＝5 000 N
最大拉力小于繩子能承受的最大拉力，所以工作過程中能提升最大重力為
Gmax＝3F－G動＝3×5 000 N－400 N＝14 600 N
5.【解析】（1）由圖可知滑輪裝置是一個動滑輪，繩端移動的距離s′＝2s＝2×6 m＝12 m；有用功W有用＝Gh＝1 200 N×2 m＝2 400 J，根據(jù)η＝＝可得，所以F＝＝＝250 N　
（2）拉力做的功W總＝Fs′＝250 N×12 m＝3 000 J，拉力的功率P＝＝＝300 W　
（3）因為W總＝W有用＋W額，所以克服摩擦力做的額外功W額＝W總－W有用＝3 000 J－2 400 J＝600 J，根據(jù)W＝Fs可得，摩擦力f＝＝＝100 N
6.【解析】（1）η＝＝＝＝70%?。?）繩子末端拉力F人＝（G物＋G動）＝×（210 N＋90 N）＝150 N，杠桿A端受到定滑輪拉力FA＝G定＋3F人＝150 N＋3×150 N＝600 N，根據(jù)杠桿的平衡條件FA×OA＝FB·OB，M對B端拉力FB＝×FA＝×600 N＝1 000 N，設(shè)配重M的質(zhì)量為m、與地面的接觸面積為S，M放在水平地面時，由p＝＝得＝＝1×105 Pa①，＝3×105 Pa②，以上①②兩式聯(lián)解得m＝150 kg；（3）當(dāng)M對地面的壓力剛好為零時，則GM×OB＝FA大·OA，F(xiàn)A大＝×GM＝×150 kg×10 N/kg＝900 N，由FA大＝G定＋3F人大有900 N＝150 N＋3F人大，F(xiàn)人大＝250 N
7.【解析】（1）由圖甲可知，n＝2，則拉力F拉繩的速度v＝2vA＝2×1 m/s＝2 m/s；
由圖乙可知，圓柱體A離開水面后拉力F的功率P′＝420 W，由P＝Fv得，
繩子自由端的拉力F′＝＝＝210 N；
不計繩重、摩擦及阻力，拉力F′＝（GA＋G輪），
A的重力GA＝2F′－G輪＝2×210 N－60 N＝360 N；
由圖乙可知，圓柱體A浸沒水中拉力F的功率P＝300 W，
由P＝Fv得，繩子自由端的拉力F＝＝＝150 N，
不計繩重、摩擦及阻力，拉力F＝（GA－F?。獹輪），
150 N＝（360 N－F?。?0 N），解得F浮＝120 N　
（2）由F?。溅阉甮V排得A的體積V＝V排＝＝＝1.2×10－2 m3；
A的質(zhì)量mA＝＝＝36 kg，A的密度ρA＝＝＝3×103 kg/m3　
（3）物體浸沒在水中時滑輪組的機(jī)械效率
η＝＝＝＝×100%＝80%
8.【解析】（1）G物＝m物g＝ρ物V物g＝1×104 kg/m3×2 m3×10 N/kg＝2×105 N
（2）F?。溅阉甮V排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2 m3＝2×104 N
（3）牽引車通過的路程s＝vt＝0.6 m/s×30 s＝18 m
物體提升的高度h＝＝＝9 m
（4）物體露出水面前，由平衡條件得
F拉＝G物－F浮＝2×105 N－2×104 N＝1.8×105 N
v物＝v＝×0.6 m/s＝0.3 m/s
物體受到繩子拉力的功率
P＝F拉v物＝1.8×105 N×0.3 m/s＝5.4×104 W
（5）由p＝ρgh
得水面下降的深度：
Δh＝＝＝0.25 m
此時物體露出水面的體積
ΔV＝Δh·S＝0.25 m×4 m2＝1 m3
物體浸在水面下的體積
V排′＝V物－ΔV＝2 m3－1 m3＝1 m3
物體受到的浮力
F浮′＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m3＝1×104 N
牽引車對繩子的拉力
F＝（G物－F浮′）＝×（2×105 N－1×104 N）＝9.5×104 N

分類3 力學(xué)綜合計算題
1.由連云港市市政府主導(dǎo)，某集團(tuán)投資建設(shè)的公共自行車項目，通過相關(guān)部門的宣傳，“綠色出行，低碳生活”的理念深入人心.經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，公共自行車已經(jīng)真正融入到港城人民的生活中.一位市民騎著自行車在平直的水平路面上以5 m/s的速度勻速行駛，已知該市民質(zhì)量為60 kg，自行車質(zhì)量為10 kg，前后輪胎和地面總接觸面積為2×10－3 m2.假定騎行過程中人和車受到的阻力恒為15 N，在該市民騎行過程中，求：（g＝10 N/kg）
（1）自行車對水平路面的壓力；
（2）自行車對水平路面的壓強(qiáng)；
（3）該市民做功的功率.







2.據(jù)蘇州日報報道，張家港近日啟動了新能源汽車充電站、充電樁在規(guī)劃編制，第一批新能源汽車充電樁在港城建成投運(yùn).若每個充電樁對新能源小汽車的充電功率為7 000 W，充電1 h可使質(zhì)量為1 t、額定輸出功率12 kW的新能源小汽車勻速直線行駛36 km.設(shè)汽車行駛過程中受到的阻力是車重的0.06倍，g取10 N/kg.
（1）小汽車靜止在水平地面上，輪胎與地面的接觸總面積為0.08 m2，汽車對地面的壓強(qiáng)多大？
（2）該小汽車以額定輸出功率在平直公路上勻速行駛時速度多大？
（3）該小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率多大（結(jié)果保留一位小數(shù)）?






3.如圖是一輛質(zhì)量為11 t的流動式混凝土攪拌車，當(dāng)裝有5 t的混凝土?xí)r，輪胎與地面接觸的總面積為0.8 m2.車以72 km/h的速度在平直公路上勻速行駛時，發(fā)動機(jī)的輸出功率為128 kW.（g取10 N/kg，燃油的熱值取q＝4×107 J/kg）求：
（1）裝有5 t混凝土的攪拌車靜止在水平地面上，對地面的壓強(qiáng).
（2）攪拌車以72 km/h的速度勻速直線行駛時，受到地面的阻力（拌筒旋轉(zhuǎn)功率忽略不計）.
（3）攪拌車行駛時發(fā)動機(jī)的效率為40%，以72 km/h的速度勻速行駛10 km，需要消耗多少千克燃油？






4.一輛汽車以恒定的功率在平直的公路上做直線運(yùn)動，其v－t圖像如下，在第10 s時速度達(dá)到20 m/s，通過的路程為120 m.
求：（1）在0～10 s內(nèi)汽車的平均速度.
（2）設(shè)汽車在行駛過程中所受阻力不變，大小為f＝4 000 N，那么在0～10 s內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的牽引力所做的功是多少焦耳.
（3）若發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)化效率為80%，則需要燃燒多少千克汽油才能使發(fā)動機(jī)做這么多功（已知汽油的熱值大約為5×107 J/kg）.






5.如圖甲是中國自主研制的首列永磁動力單軌列車.其亮點是列車可以小角度轉(zhuǎn)彎，安裝有高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置.
（1）當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時，水平輪胎發(fā)生形變，起到導(dǎo)向和穩(wěn)定作用.如圖乙是輪胎與接觸面的平面圖，請在圖乙中畫出輪胎對接觸面壓力的示意圖.
（2）當(dāng)高壓細(xì)水霧系統(tǒng)中水槍工作時，水對噴孔的壓強(qiáng)p＝10 MPa，水霧噴出的速度v≥10 m/s，若噴孔的總面積S＝5×10－5 m2，則水槍的功率至少為多少瓦？（不計大氣壓強(qiáng)）
（3）列車制動減速的過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能.當(dāng)列車在平直軌道上制動減速時，電能W1與內(nèi)能W2之比為9∶16，如圖丙是機(jī)械能的變化量ΔW與速度變化量Δv的關(guān)系圖像，若列車從72 km/h開始減速，轉(zhuǎn)化的電能可供總功率為1 000 W的照明燈正常發(fā)光1 h，則列車的速度將會減小到多少千米/時？















　　　
6.如圖甲是中國自主研制的一款單軌列車，其亮點是安裝有高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置.當(dāng)列車在平直軌道上制動減速時，所減小機(jī)械能的36%轉(zhuǎn)化為電能，如圖乙是機(jī)械能的變化量ΔW與速度變化量Δv的關(guān)系圖像.
（1）由圖像可知，速度的變化量越大，獲得的電能越________.
（2）當(dāng)高壓細(xì)水霧系統(tǒng)中的水槍工作時，若噴孔的總面積S＝5×10－5 m2，水對噴孔的壓強(qiáng)p＝1.0×107 Pa，水對噴孔壓力為多少牛？若水槍的噴水功率為5 000 W，則噴出水霧的速度為多少米/秒？（不計大氣壓強(qiáng)）
（3）若列車開始減速，轉(zhuǎn)化的電能可供總功率為1000W的照明燈正常發(fā)光1h，則列車的速度將會減小多少米/秒？

甲 乙







7.（2019?云南）某水底打撈作業(yè)中，需將一長方體石柱從水底勻速打撈出水，如圖是吊車鋼絲繩拉力F隨石柱下表面距水底深度h變化的圖象，（水的阻力忽略不計，ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）石柱浸沒在水中受到的浮力；
（2）石柱未露出水面前，在水中上升2m銅絲繩拉力所做的功；
（3）在水底時石柱上表面受到的水的壓強(qiáng).

8.（2019?新疆）港珠澳大橋是世界上最長的跨海大橋，其海底隧道由33節(jié)沉管組成.某節(jié)沉管兩端密封后的質(zhì)量為7.5×107kg，體積為8×104m3.安裝時，用船將密封沉管拖到預(yù)定海面上，向其水箱中灌入海水使之沉入海底，為了便于觀察安裝情況，沉管豎直側(cè)壁外表面涂有紅、白相間的水平長條形標(biāo)識（如圖），每條紅色或白色標(biāo)識的長度L均為30m，寬度d均為0.5m.海水的密度取1×103kg/m3.求：
（1）沉管灌水前的重力；
（2）要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力；
（3）沉管沉入海底后，兩條相鄰的紅色標(biāo)識受到海水的壓力差.





9.（2019?呼和浩特）解放前，我國經(jīng)濟(jì)很落后，一些地區(qū)過著極其原始的生活.如圖所示，就是為了解決飲水問題，需要到很遠(yuǎn)地方挑水的示意圖.為了防止道路不好水濺出桶外，在水面上覆蓋木板（如圖），若一個木板質(zhì)量為500g，密度為0.8×103kg/m3，每個桶內(nèi)水深30cm（ρ水=1.0×103kg/m3），求：
（1）桶底受到的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（2）一個木板受到的浮力及靜止時露出水面的體積；
（3）扁擔(dān)與繩質(zhì)量忽略不計，扁擔(dān)長度1.5m，每桶水總重180N，扁擔(dān)與肩膀接觸點距離扁擔(dān)右端55cm，支撐手距離扁擔(dān)左端也是55cm，則支撐手受到的扁擔(dān)產(chǎn)生的壓力.




參考答案
1.【解析】（1）自行車對地面的壓力：
F＝（m人＋m車）g＝（60＋10） kg×10 N＝700 N
（2）自行車對地面的壓強(qiáng)：
p＝＝＝3.5×105 Pa
（3）該市民做功的功率P＝Fv＝15 N×5 m/s＝75 W
2.【解析】（1）汽車對水平地面的壓力F＝G＝mg＝1×103 kg×10 N/kg＝1×104 N，
汽車對地面的壓強(qiáng)p＝＝＝1.25×105 Pa
（2）汽車勻速行駛時F＝f＝0.06 G＝0.06×1×104 N＝600 N，
汽車勻速行駛的速度v＝＝＝20 m/s
（3）汽車的效率η＝×100%＝×100%＝×100%≈85.7%.
3.【解析】（1）攪拌車對地面的壓力F＝G＝m總g＝（11×103 kg＋5×103 kg）×10 N/kg＝1.6×105 N
攪拌車對地面的壓強(qiáng)p＝＝＝2×105 Pa
（2）攪拌車行駛的速度v＝72 km/h＝20 m/s
牽引力的功率P＝＝Fv，F(xiàn)＝＝＝6.4×103 N
由于攪拌車勻速行駛，所以F阻＝F＝6.4×103 N
（3）攪拌車牽引力所做的功W＝Fs＝6.4×103 N×104 m＝6.4×107 J
由η＝得，行駛過程中需要放出的熱量
Q放＝＝＝1.6×108 J
需要燃油m油＝＝＝4 kg
4.【解析】（1）在0～10 s內(nèi)汽車的平均速度為v＝＝＝12 m/s；
（2）牽引力做的功等于克服摩擦力做功為：
W＝fs＝4 000 N×120 m＝4.8×105 J；
（3）發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)化效率η＝×100%，則Q放＝＝＝6×105 J，因為Q放＝mq，則需要燃燒汽油的質(zhì)量為m＝＝＝0.012 kg.
5.【解析】 （1）如答圖所示：

（2）噴頭處作用力F＝pS
則功率P槍＝Fv＝pSv＝10×106 Pa×5×10－5m2×10 m/s＝5×103 W
（3）產(chǎn)生的電能：W電＝P電t＝1 000 W×3 600 s＝3.6×106 J
電能W1和內(nèi)能W2的比值為9∶16，
則電能W1和機(jī)械能變化量ΔW的比值為9∶（9＋16）＝9∶25
即：ΔW＝W1＝×3.6×106 J＝1×107 J
由關(guān)系圖像可知，Δv＝10 m/s
末速度v末＝v0－Δv＝20 m/s－10 m/s＝10m/s＝36 km/h
6.【解析】 （1）多
（2）水對噴孔的壓力F＝pS＝1.0×107 Pa×5×10－5 m2＝500 N
由P＝＝＝Fv得噴出的水霧速度為v＝＝＝10 m/s
（3）轉(zhuǎn)化的電能W電能＝P1t＝1 kW×1 h＝1 kW·h＝3.6×106 J
由η＝×100%得，減小的機(jī)械能W機(jī)械＝＝＝1×107 J
由乙可知，速度將會減少10 m/s
7.（1）；
（2）；
（3）在水底時石柱上表面距水面的深度為：,
.
8.（1）沉管灌水前的重力：；
（2）沉管全部浸入水中時受到的浮力：
，
根據(jù)物體的浮沉條件可知，沉管要沉入水中，重力需大于浮力，所以要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力：；
（3）兩條相鄰的紅色標(biāo)識受到海水的壓強(qiáng)差：
，
由得，兩條相鄰的紅色標(biāo)識受到海水的壓力差：
.
9.（1）水的深度為；桶底受到水產(chǎn)生的壓強(qiáng)：
；
（2）木板漂浮在水面上，根據(jù)漂浮條件可知一個木板受到的浮力：
，
根據(jù)可得木板排開水的體積（即浸入水中的體積）：
；
根據(jù)可得木板體積為：
；
則靜止時露出水面的體積：
；
（3）以肩膀為支點，則支撐手對左邊的右邊的扁擔(dān)產(chǎn)生向上的托力；如圖：

則：，，，
則根據(jù)杠桿平衡條件得：，所以
.
因支持力F與支撐手受到的扁擔(dān)產(chǎn)生的壓力是一對相互作用力，所以.







分類4 電學(xué)綜合計算題
1.（2019?鞍山）某電熱水壺銘牌的部分參數(shù)如表，忽略溫度對電阻的影響.電熱水壺在額定電壓下工作300s能將1L的水從20℃加熱到85℃.求：[c水=4.2×103J/（kg?℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
（1）水吸收的熱量是多少
（2）電熱水壺的效率是多少？
（3）在用電高峰時，實際加熱時間為363s，若與該電熱水壺在額定電壓下工作300s消耗相同的電能，實際電壓多大？
額定電壓
220V
額定功率
1000W
最大容量
1.2L






2.（2019?遼陽）圖甲是兩檔空氣炸鍋，圖乙是其內(nèi)部簡化電路，R1、R2均為發(fā)熱體，將開關(guān)S分別置于1、2兩位置時，空氣炸鍋處于不同的檔位.已知兩檔空氣炸鍋的高溫檔功率為900W，R2阻值為96.8Ω.求：

（1）發(fā)熱體R1的阻值是多少？
（2）空氣炸鍋一次性可裝入200克牛柳，若將這些牛柳從40℃加熱到190℃，牛柳需要吸收多少熱量？[c牛柳=3×103J/（kg?℃）]
（3）不計熱量損失，用高溫檔將200g牛柳從40℃加熱到190℃，需要多長時間？












3.（2019?畢節(jié)市）某同學(xué)設(shè)計了一個利用如圖1所示的電路來測量海水的深度，其中R1=2Ω是一個定值電阻，R2是一個壓敏電阻，它的阻值隨所受液體壓力F的變化關(guān)系如圖2所示，電源電壓保持6V不變，將此壓敏電阻用絕緣薄膜包好后放在一個硬質(zhì)凹形絕緣盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一個面積為0.02m2的面承受海水壓力.（設(shè)海水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時，求壓敏電阻R2的阻值；
（2）如圖2所示，當(dāng)壓敏電阻R2的阻值為20Ω時，求此時壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)；
（3）若電流的最大測量值為0.6A，則使用此方法能測出海水的最大深度是多少？

















4.（2019?安徽）如圖為“研究小燈泡燈絲的阻值變化特點”的電路圖.實驗所選用的器材均能符合實驗要求，其中部分器材的規(guī)格如下：（小燈泡額定電壓3.8V，額定電流0.32A）；電壓表（量程3V，內(nèi)阻3000Ω）；電流表（量程500mA，內(nèi)阻0.5Ω），定值電阻R0（限值1000Ω）.按電路圖連接好電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至某一位置時，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2.7V，電流表的示數(shù)為315mA.求此時：
（1）小燈泡兩端的電壓；
（2）通過小燈泡的電流；
（3）小燈泡燈絲的阻值.





5.（2019?撫順）如圖甲所示是一款加熱杯，可以通過控制開關(guān)實現(xiàn)高、中、低三檔加熱，其簡化電路圖如圖乙所示.R1、R2、R3均為電熱絲，已知R1=176Ω加熱杯的部分參數(shù)如表.求：c水=4.2×103J/（kg?℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
（1）R2的阻值是多少？
（2）加熱杯的低溫檔功率是多少？
（3）若不計熱量損失，加熱杯使用高溫檔加熱，使1L水從12℃升高到100℃，需要多長時間？
額定電壓
220V
高溫檔功率
1100W
中溫檔功率
440W
低溫檔功率

容量
1L




6.（2019?懷化）如圖甲是定值電阻R1和標(biāo)有“8V 8W”燈泡L的I-U關(guān)系圖象.如圖乙所示，電源電壓恒定不變，滑動變阻器的最大阻值為12Ω.當(dāng)開關(guān)S、S2閉合，開關(guān)S1斷開，將滑動變阻器R2的滑片P滑到b端時，燈泡L的實際功率為1W.求：
（1）燈泡正常發(fā)光10s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量；
（2）電源電壓；
（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2同時閉合.調(diào)節(jié)滑片P.求電路消耗的最大功率.





7.（2019?上海）在如圖所示的電路中，電源電壓為12伏且保持不變，電阻R1的阻值為10歐，滑動變阻器R2上標(biāo)有“1安”字樣.閉合電鍵S，電壓表示數(shù)為5伏.
（1）求通過電阻R1的電流I1.
（2）求通電10秒鐘后，電流通過電阻R1做的功W1.
（3）移動滑動變阻器滑片P過程中，電源電壓與電壓表示數(shù)比值的最大為3，求電壓表最大示數(shù)和最小示數(shù)的差值.





8.（2019?丹東）如圖所示，小燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣（電阻不受溫度影響），R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，其最大阻值為40Ω.
（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時，小燈泡恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.6A，電路工作50s，求R1的阻值和電流通過R1產(chǎn)生的熱量.
（2）當(dāng)電路中有元件工作時，求電路消耗的最小功率.













參考答案
1.（1）由得水的質(zhì)量：，水吸收的熱量：；
（2）由得電熱水壺消耗的電能：，
電熱水壺的效率：；
（3）由得電熱水壺電阻：；電熱水壺實際功率：，實際電壓：.
2.（1）由電路圖可知，當(dāng)S置于1位置時，R1、R2并聯(lián)，當(dāng)S置于2位置時，只有電阻R1接入電路；因為并聯(lián)電路的電阻小于任何一個分電阻，即并聯(lián)電阻小于R2，所以接1時為加熱檔，因此由可知，當(dāng)S置于1位置時，功率較大，即空氣炸鍋處于加熱狀態(tài)；當(dāng)S置于2位置時，空氣炸鍋處于保溫狀態(tài)；則R2的功率，
發(fā)熱體R2的功率：；由可知，.
（2）牛柳需要吸收的熱量；
（3）不計熱量損失；由可得，用高溫檔牛柳從40℃加熱到190℃，需要時間.
3.（1）由可得，當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時電路的總電阻：，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，壓敏電阻R2的阻值：
；
（2）當(dāng)壓敏電阻R2的阻值為20Ω時，由圖2可知，壓敏電阻受到的壓力，此時壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)：；
（3）當(dāng)電流表的示數(shù)時，使用此方法能測出海水的深度最大，此時電路的總電阻：
，此時壓敏電阻的阻值：，由圖2可知，壓敏電阻受到的壓力，此時壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)：
，由可得，使用此方法能測出海水的最大深度：

4.（1）通過電壓表的電流：；
電壓表與R0串聯(lián)可得R0的電流：；
由歐姆定律變形可得R0的兩端電壓：，
電壓表與R0的支路總電壓等于小燈泡兩端的電壓：；
（2）已知電流表測量小燈泡所在支路和電壓表、R0所在支路干路的電流，電流表的示數(shù)為315mA.根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可得通過小燈泡的電流：
；
（3）由 可得，小燈泡燈絲的阻值：.

5.（1）當(dāng)S接高溫檔觸點時，電路為R3的簡單電路，由 可得，R3的阻值：，
當(dāng)S接中溫檔觸點時，R2、R3串聯(lián)，則此時電路中的總電阻：
，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：
；
（2）當(dāng)S接低溫檔觸點時，R1、R3串聯(lián)，則加熱杯的低溫檔功率：
；
（3）滿壺水的體積：，由可得，水的質(zhì)量：，水吸收的熱量：
，
不計熱量損失時，消耗的電能：，
由可得，需要的加熱時間：.
6.（1）因為，所以燈泡產(chǎn)生的熱量為；
（2）當(dāng)開關(guān)S、S2閉合，開關(guān)S1斷開，將滑動變阻器R2的滑片P滑到b端時，燈泡與整個滑動變阻器串聯(lián).由圖象知，燈泡實際功率時，燈泡兩端電壓為，，因為，所以滑動變阻器兩端電壓為，所以電源電壓為；
（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2同時閉合，滑動變阻器滑片位于最左端，燈泡和定值電阻R1并聯(lián).
因為，所以燈泡實際功率；定值電阻阻值為，所以R1功率為；電路消耗的最大總功率為.
7.（1）根據(jù)電路圖可知，電壓表測量R1兩端的電壓，又因為，所以通過電阻R1的電流：；
（2）通電10秒鐘后，電流通過電阻R1做的功：.
（3）電源電壓和電壓表示數(shù)的比值最大為3，因電源電壓12V，此時應(yīng)為電壓表最小值，，故；滑動變阻器R2上標(biāo)有“1A”字樣，表示變阻器允許通過的最大電流為1A，即電路的最大電流為1A，由歐姆定律，此時電壓表示數(shù)的最大值：，電壓表示數(shù)的最大值和最小值的差值應(yīng)為：
.
8.（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時，燈泡L與電阻R1并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且小燈泡恰好正常發(fā)光，所以，電源的電壓，由可得，通過小燈泡的電流：，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R1的電流：，
由可得，R1的阻值：，50s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量：
；
（2）燈泡的電阻：，因，所以，當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2都斷開且滑片位于右端時，R1與R2的最大阻值串聯(lián)，此時電路的總電阻最大，電路的總功率最小，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路消耗的最小功率：
.







分類5 力、電、熱綜合計算題
1.（2019?東營）圖甲為新型風(fēng)暖浴霸，因其安全性能好、發(fā)熱柔和，深受大家喜愛.它是利用電動機(jī)鼓動空氣流動，通過加熱元件加熱冷空氣帶動室內(nèi)升溫.圖乙是某型號風(fēng)暖浴霸的簡化電路圖，其發(fā)熱元件是兩根阻值不變的電熱絲R1、R2.主要參數(shù)如下表.
（1）開關(guān)均閉合，求浴霸正常工作時的干路電流是多少？
（2）正常工作時，求R1的阻值是多少？
（3）實際電壓為200V時，求R2的實際功率是多少？
（4）浴霸正常工作時，使容積為20m3的房間空氣溫度升高20℃，求室內(nèi)空氣吸收的熱量是多少？（ρ空氣取1.2kg/m3，c空氣取1.0×103J/（kg?℃），不考慮其他因素影響）
















2.地鐵可以緩解城市公交運(yùn)輸壓力，某學(xué)校綜合實踐活動小組的同學(xué)們收集到地鐵機(jī)車和公交汽車在某段運(yùn)行區(qū)間內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)如表：
XX型號地鐵機(jī)車
地鐵電力機(jī)車功率106W
平均速度60km/h
牽引力5×104N
額定載客量500人
XX型號公交汽車
燃油熱值4×107]/kg
平均速度15km/h
牽引力3000N
額定載客最40人
（1）甲、乙兩地鐵站相距1.2km，地鐵運(yùn)行需要多長時間？
（2）公交汽車每千米消耗燃油0.3kg，行駛1.2km路程所消耗的燃油完全燃燒放出多少熱量？公交汽車的效率是多少？
（3）根據(jù)題中獲得的信息，從物理學(xué)角度談一談地鐵作為交通工具的優(yōu)點。（寫出兩條即可）





3．如表為現(xiàn)在家庭、賓館常用的無線電水壺（一種在倒水時導(dǎo)線脫離，用電加熱的方便水壺）的銘牌，某同學(xué)用這種電水壺?zé)_水，他將水放至最大容量，測得水的初溫是20℃，通電6分鐘后水恰好沸騰（在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），試通過計算，回答下列問題：
額定電壓
220V
額定功率
1210W
最大容量
1L
（1）該電水壺是利用電流的　 　效應(yīng)工作的；
（2）該電水壺正常工作時的電流及電熱絲的電阻；
（3）這段時間水吸收的熱量；[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]
（4）現(xiàn)測得電源電壓為200V，求此時電水壺的工作效率（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）


4．如圖1所示，是一則公益廣告，濃濃的孝心透著社會主義核心價值觀。小明的爺爺網(wǎng)購了一臺電熱足浴器，其銘牌的部分參數(shù)如圖2（甲部分）所示，電熱足浴器某次正常工作時控制面板顯示如圖2（乙部分）所示，求：
（1）此時足浴器的工作電流；（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（2）足浴器裝入最大容量初溫為32℃的水，當(dāng)水溫達(dá)到控制面板上顯示的溫度時水所吸收的熱量；
（3）上述加熱過程耗時10min，該足浴器的熱電效率。




5．2017年4月，鄭州一新能源汽車智能出行平臺在當(dāng)?shù)亟诸^投放首批共享汽車，由此開啟鄭州的共享汽車時代，共享汽車大肆進(jìn)入鄭州!若某品牌共享汽車空車質(zhì)量為800kg電池容量44kW?h，共有4個輪子，每個輪胎與地面的接觸面積為50cm2，標(biāo)準(zhǔn)承載200kg，請你回答下面的問題：（g取10N/kg）

（1）該共享汽車使用的是電能，電動機(jī)是核心部分，電動機(jī)工作時能量的轉(zhuǎn)化是　 　。電動機(jī)的工作原理是　 　
（2）標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動汽車靜止時對水平地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）如圖所示是電動汽車行駛在某路段的路程與時間圖象，如果汽車受到地面的阻力為總重的0.09倍，在標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動汽車車以該速度勻速行駛1分鐘的耗電量為0.4kW?h，電動機(jī)的效率是多少？
（4）若同等條件下，某燃油汽車百公里消耗汽油6升，而電動汽車最大續(xù)航（充滿電最大行駛路程）200km，請通過計算比較兩種汽車的百公里能耗，并說明能耗不同的主要原因（汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，熱值q＝4.6×107J/kg。）





6．小明家買了一臺全自動豆?jié){機(jī)，其部分技術(shù)參數(shù)如下表，豆?jié){機(jī)的核心部件是機(jī)頭，它的中間部位是一個帶動刀片旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)，用來將原料粉碎打漿，外部是一個環(huán)狀加熱管（電熱絲），用來對豆?jié){加熱（如圖甲是豆?jié){機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖）．制作豆?jié){的過程是加熱﹣打漿﹣加熱﹣打漿﹣加熱，加熱和打漿交替進(jìn)行。圖乙是該豆?jié){機(jī)做好一次豆?jié){的p﹣t圖象，請根據(jù)以上信息解答下列問題：
型號
SYL﹣624
額定電壓
220V
頻率
50Hz
電動機(jī)功率
110W
加熱功率
1210W
容量
1000mL
（1）豆?jié){機(jī)正常打漿時，通過電動機(jī)電流是多少？
（2）豆?jié){機(jī)正常工作時，加熱管電阻絲的阻值是多少？
（3）豆?jié){機(jī)做好一次豆?jié){，消耗的總電能是多少？





7．已知額定電壓為220V，額定功率為2000W，容量為2.0L的家用電熱水壺，若加熱電阻的阻值不隨溫度變化而改變，且此時的大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，則：
（1）裝滿水后，壺中水的質(zhì)量是多少千克？
（2）電熱水壺正常工作時，其加熱電阻的阻值是多少歐姆？
（3）將一滿壺20℃的水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開，需要吸收多少熱量？[C水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（4）如果電熱水壺的效率為80%，燒開這壺水，需要多長時間？



8．如圖甲是一種電子秤的原理示意圖。圖中R是壓力傳感器（電阻會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻），重量不同的物體放在托盤里，通過壓桿對R施加的壓力不同，R的阻值和電壓表的讀數(shù)就發(fā)生對應(yīng)改變，電壓表的讀數(shù)就可表示出物體的重量大小。已知電阻R0＝60Ω，R的阻值隨所受壓力變化的圖象如圖乙所示，R表面能承受的最大壓強(qiáng)為2×106Pa，壓桿與R的接觸面積是2cm2，如托盤和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計，電源電壓9V恒定不變，取g＝10N/kg求：
（1）壓力傳感器R能承受的最大壓力是多大；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時，托盤中所放物體的質(zhì)量是多少；
（3）空載和滿載（R受最大壓力時）兩種情形R0所消耗的電功率之比。




9．小明在家看到爸爸正在拆開壞了的電子秤，其中，一個元件讓小明很感興趣，爸爸告訴小明：這是一個壓敏電阻。小明想對該壓敏電阻一探究竟，于是，便設(shè)計了如圖甲所示的電路，電源電壓為12V，R2是阻值為20Ω的定值電阻，小明查資料得到了壓敏電阻R1的阻值隨壓力的變化情況如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后（不考慮溫度對電阻的影響），則：
（1）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.15A時，壓敏電阻受到的壓力為多少N？
（2）當(dāng)壓力為2N時，電路連續(xù)工作10mim，電阻R2產(chǎn)生的熱量為多少J？
（3）若此熱量的87.5%被質(zhì)量為10g，溫度為20℃的水完全吸收，則水溫將升高多少℃？[水的比熱容為c水＝4.2×103J/（kg?℃）]







10．下面是HG2003型家用蒸汽電熨斗示意圖和其銘牌。使用時水箱中的水滴入被加熱的底板氣室迅速汽化產(chǎn)生向下的蒸汽。（g取10N/kg）
額定電壓
220v
功能
汽熨、干熨
額定頻率
50HZ
蒸汽方式
滴下式
額定功率
1000w
質(zhì)量
1.3kg
底板面積
160cm2
放置方式
自立式
（1）某師傅在使用電熨斗干熨衣服時，用了19N向下的力壓熨斗，在此過程中，衣服受到的壓強(qiáng)是多大？
（2）用電熨斗汽熨時先預(yù)熱，使金屬底板的溫度從20℃升高到220℃，此時，溫控開關(guān)會自動切斷。已知底板的質(zhì)量為1kg，鐵的比熱容為0.46×103J/（kg?℃）．問蒸汽電熨斗預(yù)熱時底板吸收多少熱量？
（3）汽熨時，水滴入汽室，由于水升溫汽化帶走熱量，當(dāng)?shù)装鍦囟冉档?90℃時，溫控開關(guān)自動閉合；當(dāng)加熱到220℃時又?jǐn)嚅_，如此反復(fù)。若蒸汽電熨斗大體按照圖所示的程序工作，10min熨一件衣服共消耗多少電能？












參考答案
1.（1）開關(guān)均閉合時，R1、R2和電動機(jī)同時工作，電路總功率為：
，
由可得，浴霸正常工作時的干路電流：；
（2）由可得R1的阻值為：；
（3）由可得R2的阻值為：，實際電壓為200V時，R2的實際功率為：；
（4）室內(nèi)空氣的質(zhì)量為：，空氣吸收的熱量為：
.
2.【解答】解：
（1）由v＝可得地鐵運(yùn)行時間：
t＝＝＝0.02h＝1.2min；
（2）公交汽車行駛1.2km，消耗燃油：
m＝0.3kg/km×1.2km＝0.36kg，
燃油完全燃燒放熱：
Q放＝mq＝0.36kg×4×107J/kg＝1.44×107J，
牽引力做的有用功：
W有用＝Fs＝3000N×1200m＝3.6×106J，
公交汽車效率：
η＝＝×100%＝25%
（3）地鐵作為交通工具的優(yōu)點：①地鐵速度快，節(jié)省乘車時間；②無廢氣污染、環(huán)保；③運(yùn)量大。
答：（1）甲、乙兩地鐵站相距1.2km，地鐵運(yùn)行需要1.2min；
（2）行駛1.2km路程所消耗的燃油完全燃燒放出1.44×107J的熱量；公交汽車的效率是25%；
（3）地鐵作為交通工具的優(yōu)點：①地鐵速度快，節(jié)省乘車時間；②無廢氣污染、環(huán)保；③運(yùn)量大。
3.【解答】解：（1）電水壺等是利用電流通過導(dǎo)體時，使導(dǎo)體產(chǎn)生熱量來工作的，是電流的熱效應(yīng)；
（2）電水壺正常工作時的功率為1210W，電壓為220V，
根據(jù)P＝UI可得，此電水壺正常工作時的電流：
I＝＝＝5.5A；
根據(jù)P＝可得，電熱水壺的電阻：
R＝＝＝40Ω；
（3）由ρ＝得水的質(zhì)量：
m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點是100℃，則水燒開時吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（4）電水壺的加熱時間：t＝6min＝360s，
消耗的電能：
W＝t＝×360s＝3.6×105J，
此時電水壺工作的效率：
η＝×100%＝×100%≈93.3%。
答：（1）熱；
（2）電水壺正常工作時的電流為5.5A，電熱絲的電阻為40Ω；
（3）這段時間水吸收的熱量為3.36×105J；
（4）現(xiàn)測得電源電壓為200V，此時電水壺的工作效率93.3%。
4.【解答】解：（1）由圖2可知，此時電熱足浴器的電功率P＝500W，
由P＝UI得，此時足浴器的工作電流：I＝＝≈2.3A；
（2）足浴器裝入最大容量時水的體積V＝5L＝5dm3＝5×10﹣3m3，
由ρ＝得，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg，
則水所吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（42℃﹣32℃）＝2.1×105J；
（3）加熱時間t＝10min＝600s，
由P＝得，電熱足浴器消耗的電能：W＝Pt＝500W×600s＝3×105J，
則該足浴器的熱電效率：η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）此時足浴器的工作電流為2.3A；
（2）當(dāng)水溫達(dá)到控制面板上顯示的溫度時水所吸收的熱量為2.1×105J；
（3）上述加熱過程耗時10min，該足浴器的熱電效率為70%。
5.【解答】解：（1）電動機(jī)正常工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動原理工作的；
（2）乘客與車的總質(zhì)量：
m＝m1+m2＝800kg+200kg＝1000kg，
汽車對水平地面的壓力：
F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝104N，
汽車與水平地面的總接觸面積：
S＝4S0＝4×50cm2＝200cm2＝2×10﹣2m2，
汽車對水平地面的壓強(qiáng)：
p＝＝＝5×105Pa；
（3）由圖可知，電動汽車做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)t1＝3s時，s1＝60m，
則電動汽車行駛的速度：
v＝＝＝20m/s，
電動汽車以速度勻速行駛1分鐘的路程：
s＝vt＝20m×60s＝1200m，
電動汽車的牽引力：
F1＝f＝0.09G＝0.09×104N＝900N，
電動汽車牽引力做的功：
W有＝F1s＝600N×1200m＝1.08×106J，
電動汽車發(fā)動機(jī)的效率：
η＝×100%＝×100%＝75%；
（4）燃油汽車行駛100km消耗汽油的體積：
V＝6L＝6dm3＝0.006m3，
由ρ＝可得，燃油汽車行駛100km消耗汽油的質(zhì)量：
m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.006m3＝4.2kg，
汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q放＝mq＝4.2kg×4.6×107J/kg＝1.932×108J，
電動汽車行駛100km消耗的電能：
W＝×44kW?h＝22×3.6×106J＝7.92×107J，
內(nèi)燃機(jī)工作時，是燃油燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能源的利用率較低，
電動機(jī)正常工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能源利用率較高，
所以，每百公里電動汽車消耗的能源小于燃油汽車消耗的能源。
答：（1）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動；
（2）標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動汽車靜止時對水平地面的壓強(qiáng)是5×105Pa；
（3）電動機(jī)的效率是75%；
（4）燃油汽車100km耗能1.932×108J，
電動汽車行駛100km消耗的電能為7.92×107J，
內(nèi)燃機(jī)工作時，是燃油燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能源的利用率較低，
電動機(jī)正常工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能源利用率較高。
6.【解答】解：（1）由P＝UI可得，豆?jié){機(jī)正常打漿時的電流：
I1＝＝＝0.5A；
（2）由P＝可得，豆?jié){機(jī)正常加熱時電熱管的電阻：
R＝＝＝40Ω；
（3）由乙圖可知：加熱時間t1＝9min＝540s，電動機(jī)工作時間t2＝2min＝120s，
加熱消耗的電能：
W1＝P1t1＝1210W×540s＝6.534×105J，
電動機(jī)工作消耗的電能：
W2＝P2t2＝110W×120s＝1.32×104J，
豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){總共消耗的電能：
W＝W1+W2＝6.534×105J+1.32×104J＝6.666×105J。
答：（1）豆?jié){機(jī)正常加熱時的電流是0.5A；
（2）豆?jié){機(jī)正常加熱時電熱管的電阻是40Ω；
（3）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是6.666×105J。
7.【解答】解：（1）由ρ＝得，裝滿水后壺中水的質(zhì)量為：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg；
（2）由P＝UI＝可得，加熱電阻的阻值：
R＝＝＝24.2Ω；
（3）水的初溫為20℃，一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸點為100℃，則水吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
（4）電熱水壺的效率：η＝＝，
時間：t＝＝＝420s。
答：（1）裝滿水后，壺中水的質(zhì)量是2kg；
（2）電熱水壺正常工作時，其加熱電阻的阻值24.2Ω；
（3）將一滿壺20℃的水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開，需要吸收6.72×105J熱量；
（4）如果電熱水壺的效率為80%，燒開這壺水，需要420s。
8.【解答】解：（1）F＝PS＝2×106Pa×2×10﹣4m2＝400N
答：該壓力傳感器能承受的最大壓力為400N。
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，電路中電流I1＝＝＝0.05A，
壓力傳感器兩端的電壓UR＝U﹣U1＝9V﹣3V＝6V，
壓力傳感器的電阻R＝＝＝120Ω，
由圖象可知壓力傳感器受到的壓力F＝300N，即托盤上物體的重力為300N，
所以質(zhì)量m＝＝＝30kg。
答：托盤上物體的質(zhì)量為30kg。
（3）托盤空載，R′＝300Ω，
∵這時兩電阻串聯(lián)，R總＝R1+R′＝60Ω+300Ω＝360Ω，
∴I′＝＝＝0.025A，
∴P0′＝I′2R0＝（0.025A）2×60Ω＝0.0375W，
托盤滿載（R受最大壓力時），由圖象可知：傳感器承受壓力最大為400N，R＝60Ω，
∵這時兩電阻串聯(lián)并且電阻值相等，
∴UR＝U0＝U＝×9V＝4.5V，
∴P0＝＝＝0.3375W，
∴P0′：P0＝0.0375W：0.3375W＝1：9。
答：空載和滿載（R受最大壓力時）兩種情形R0所消耗的電功率之比為1：9。
9.【解答】解：
（1）由圖甲知，R1與R2串聯(lián)，
由I＝知電路的總電阻：
R＝＝＝80Ω
由串聯(lián)電路的電阻特點知R1的阻值：
R1＝R﹣R2＝80Ω﹣20Ω＝60Ω，
由圖乙可知：壓力F＝1N；
（2）由圖象知當(dāng)壓力F＝2N時，R1＝40Ω，
則電路中的電流：
I＝＝＝0.2A，
所以R2產(chǎn)生的熱量：Q2＝I2R2t＝（0.2A）2×20Ω×10×60s＝480J；
（3）水吸熱：Q吸＝ηQ2＝480J×87.5%＝420J，
由Q＝cm△t可得水升高的溫度：
△t＝＝＝10℃。
答：（1）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.15A時，壓敏電阻受到的壓力為1N；
（2）當(dāng)壓力為2N時，電路連續(xù)工作l0mim，電阻R2產(chǎn)生的熱量為480J；
（3）若此熱量的87.5%被質(zhì)量為l0g，溫度為20℃的水完全吸收，則水溫將升高10℃。
10.【解答】解：（1）m＝1.3kg，F(xiàn)＝19N，S＝160cm2＝1.6×10﹣2m2；
電熨斗熨衣服時，對衣服的壓力為F1＝G+F＝mg+F＝1.3kg×10N/kg+19N＝32N；
則衣服受到的壓強(qiáng) p＝＝＝2000Pa。
（2）m1＝1kg，c＝0.46×103J/（kg?℃）
則Q吸＝cm1（t﹣t0）＝0.46×103J/（kg?℃）×1kg×（220℃﹣20℃）＝9.2×104J。
（3）由于P＝1000W，t＝＝450s．所以W＝Pt＝1000W×450s＝4.5×105J。
答：（1）衣服受到的壓強(qiáng)是2000Pa；
（2）蒸汽電熨斗預(yù)熱時底板吸收9.2×104J熱量；
（3）10min熨一件衣服共消耗4.5×105J電能。

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