【中考二輪】2024年中考物理熱點專練（全國通用）專題05+計算題-專題訓練.zip-試卷下載-教習網

隨著教育改革的不斷深化，中考物理命題趨勢也在逐步發(fā)生變化。特別是在2024年，我們可以預見一些明顯的命題趨勢，這些趨勢將直接影響著考生的備考策略。
更加注重實際應用。近年來，中考物理試題越來越注重將理論知識與實際應用相結合，考察學生運用所學知識解決實際問題的能力。因此，2024年的中考物理計算題很可能會涉及更多的生活實例和科技應用，讓學生在解題的過程中感受到物理學的實用價值。
強調跨學科融合。在當前的教育背景下，跨學科融合已經成為一個趨勢。因此，2024年的中考物理計算題可能會涉及與其他科目的交叉點，如物理與數(shù)學、化學、生物等的結合。這樣的命題方式不僅能夠考察學生的綜合素質，也能夠促進學生跨學科的思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
注重探究性和開放性。為了培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力，中考物理計算題可能會更加注重探究性和開放性。這意味著試題可能不會給出一個明確的答案，而是要求學生通過自己的思考和探索來找到解決問題的方法。這樣的命題方式將更加符合當前教育改革的方向，也更能夠激發(fā)學生的學習興趣和動力。
難度適中，區(qū)分度明顯。中考作為一場選拔性考試，其命題難度和區(qū)分度是非常重要的。因此，2024年的中考物理計算題將會在難度上做到適中，既不會過于簡單導致沒有區(qū)分度，也不會過于困難導致大部分考生無法完成。同時，試題的區(qū)分度也將更加明顯，以便更好地選拔出優(yōu)秀的學生。
2024年中考物理計算題的命題趨勢將更加注重實際應用、跨學科融合、探究性和開放性以及難度適中、區(qū)分度明顯。這些趨勢將對學生提出更高的要求，但同時也為他們提供了更多的展示自己才華的機會。因此，考生們需要緊密關注這些趨勢，并制定相應的備考策略以應對未來的挑戰(zhàn)。
在具體的備考過程中，學生們可以從以下幾個方面著手：首先，加強基礎知識的學習和理解，這是解決一切問題的基石；其次，注重跨學科知識的融合和貫通，培養(yǎng)自己的綜合素質；再次，通過大量的練習和探究，提高自己的解題能力和思維水平；最后，保持良好的心態(tài)和信心，相信自己能夠應對各種挑戰(zhàn)并取得優(yōu)異的成績。
2024年中考物理計算題的命題趨勢將呈現(xiàn)出新的特點和要求。只有緊密關注這些趨勢并積極應對，才能在考試中取得優(yōu)異的成績并為未來的學習和生活奠定堅實的基礎。
（限時20分鐘）
1．某電熱水壺（電阻不變）的參數(shù)如下表，當家中只有電熱水壺單獨工作時，電熱水壺正常工作5min可將1.5L初溫40℃的水燒開（標準大氣壓）。[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]求：
（1）這壺水吸收的熱量；
（2）電熱水壺的加熱效率；
（3）這段時間內家中標有“3600r/（kW·h）”電能表的轉盤轉了多少轉。
【答案】（1）3.78×105J；（2）84%；（3）450轉
【解析】（1）水的質量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg
水吸收的熱量
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-40℃)=3.78×105J
（2）消耗的電能
W=Pt=1.5×103W×300s=4.5×105J
電熱水壺的加熱效率
（3）消耗的電能
W=4.5×105J=0.125kW·h
電能表的轉盤轉過的轉數(shù)
n=WN=0.125kW·h×3600r/(kW·h)=450r
答：（1）吸收的熱量是3.78×105J；
（2）電熱水壺的加熱效率是84%；
（3）電能表的轉盤轉450轉。
2．用煤氣灶燒水，完全燃燒0.5kg煤氣，使60kg的水升高了50℃。已知煤氣的熱值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量；
（3）煤氣灶的熱效率。
【答案】（1）1.26×107J；（2）2.1×107J；（3）60%
【解析】解：（1）水吸收的熱量
Q吸=c水m水?t=4.2×103J/(kg?℃)×60kg×50℃=1.26×107J
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量
Q放=mq=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J
（3）煤氣灶的熱效率
答：（1）水吸收的熱量為1.26×107J；
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量為2.1×107J；
（3）煤氣灶的熱效率為60%。
3．某旅游大巴進行安全檢測，在一段平直公路上勻速行駛18km，用時15min。已知汽車及駕駛員的總質量是3×103kg，車輪與地面的總接觸面積為0.2m2。此過程消耗燃油4.5kg。假設燃油完全燃燒。（燃油熱值q=4.0×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）汽車勻速行駛時的速度是多少？
（2）汽車靜止時對地面的壓強是多少？
（3）該汽車燃油完全燃燒產生的熱量是多少？
【答案】（1）72km/h；（2）1.5×105Pa；（3）1.8×108J。
【解析】解：（1）由可知，汽車勻速行駛時的速度為
（2）汽車靜止時對地面的壓力大小等于汽車及駕駛員的總重力大小，則汽車靜止時對地面的壓力
由可知，汽車靜止時對地面的壓強
（3）由可知，燃油完全燃燒產生的熱量
答：（1）汽車勻速行駛時的速度是72km/h；
（2）汽車靜止時對地面的壓強是1.5×105Pa；
（3）該汽車燃油完全燃燒產生的熱量是1.8×108J。
4．傳統(tǒng)的舂米工具是一個杠桿，它的結構示意圖如圖所示，O為固定轉軸，在A端連接著石球，腳踏B端可以使石球升高，抬起腳，石球會落下?lián)舸虻竟?，若石球的質量為5kg，且摩擦和杠桿自重均忽略不計，g取。求：
（1）石球的重力；
（2）要將石球豎直勻速抬起，腳至少用多大豎直向下的力；
（3）石球勻速升高20cm，杠桿A端提升石球所做的功。

【答案】（1）50N；（2）20N；（3）10J
【解析】解：（1）石球的質量為5kg，則石球的重力
（2）根據(jù)杠桿平衡條件可得F1L1=F2L2，則
（3）石球勻速升高20cm，即
杠桿A端提升石球所做的功
答：（1）石球的重力50N；
（2）要將石球豎直勻速抬起，腳至少用20N的力；
（3）杠桿A端提升石球所做的功為10J。
5．雙輪電動平衡車越來越受到人們的喜愛，質量為40kg的小紅駕駛平衡車在平直的路面上勻速行駛，5min通過的路程為900m，已知平衡車的質量為10kg，輪胎與地面的總接觸面積為25cm2，g取10N/kg。求：
（1）平衡車和小紅的總重力。
（2）小紅駕駛平衡車時，車對地面壓強。
【答案】（1）500N；（2）2×105Pa
【解析】解：（1）平衡車的重力
小紅的重力
平衡車和小紅的總重力為
（2）小紅駕駛平衡車時，車對地面的壓力：
受力面積為
車對地面的壓強
答：（1）平衡車和小紅的總重力為500N；
（2）小紅駕駛平衡車時，車對地面壓強為2×105Pa。
6．如圖甲所示電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為12V，閉合開關S后，當滑片P從最右端滑到最左端的過程中，小燈泡的I﹣U關系圖像如圖乙所示。求：
（1）小燈泡正常發(fā)光的電阻是多少？
（2）滑動變阻器的最大阻值為多少？
（3）該電路總功率變化范圍是多少？
【答案】（1）6Ω；（2）9Ω；（3）12W~24W
【解析】解：（1）燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量燈泡兩端的電壓。當滑片滑到最左端時，變阻器接入電路的阻值為零，電路為燈泡的簡單電路，電源的電壓等于此時燈兩端的電壓，即電源的電壓
由圖乙可知，此時電路中的電流為
此時燈泡正常發(fā)光，由可得，燈泡正常發(fā)光的電阻
（2）由圖像可知，燈泡兩端的最小電壓為
通過電路的最小電流
滑動變阻器兩端的電壓
由可得，滑動變阻器的最大阻值
（3）電路消耗的最大功率
電路消耗的最小功率
電路總功率變化范圍為12W~24W。
答：（1）小燈泡正常發(fā)光的電阻是6Ω；
（2）滑動變阻器的最大阻值為9Ω；
（3）該電路總功率變化范圍是12W~24W。
7．如圖所示，動滑輪重10N，在50N的拉力F作用下，滑輪組拉著重100N的物體A在水平面上以0.1m/s的速度運動10s（忽略繩重和滑輪間的摩擦），求：
（1）拉力F對物體A做的有用功；
（2）拉力F做功的總功率；
（3）該滑輪組的機械效率。
【答案】（1）90J；（2）10W；（3）90%
【解析】解：（1）物體移動距離
s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m
由圖知，動滑輪上承載的繩子的段數(shù)n＝2，忽略繩重和滑輪間的摩擦，由可得，物體受到的拉力
對物體A做的有用功
W有＝F′s物＝90N×1m＝90J
（2）由
得到拉力的總功率
P＝Fv＝Fnv物＝50N×2×0.1m/s＝10W
（3）滑輪組的機械效率
答：（1）拉力F對物體A做的有用功為90J；
（2）拉力F做功的總功率為10W；
（3）該滑輪組的機械效率為90%。
8．如圖所示，是一種可調溫式電熱水器的工作原理圖。電熱水器的工作電壓為220V，電熱管R的阻值為44Ω不變，可調電阻器R0阻值范圍是0～176Ω。求：
（1）電熱水器的最小加熱功率；
（2）電熱水器在最大加熱功率下工作21min產生的熱量；
（3）若電熱水器在最大加熱功率下工作21min產生的熱量完全被30kg的常溫水吸收，水升高的溫度。[c水=4.2×103J/（kg?℃）]
【答案】（1）44W；（2）1.386×106J；（3）11℃
【解析】解：（1）R0的滑片移到最右端時，R0連入電路的阻值最大，由歐姆定律可知，此時電路中的電流最小，由P=I2R可知此時，電路中的總電阻為
R總=R+R0min=44Ω+176Ω=220Ω
電路中電流為
電熱管加熱最小功率為
（2）R0滑片移到最左端時，電路中只有電熱管R工作，電路中電阻最小，此時電熱管的加熱功率最大為
則電熱水器在最大加熱功率下工作21min產生的熱為
Q=W=Pmaxt=1100W×21×60s=1.386×106J
（3）若電熱水器在最大加熱功率下工作21min產生的熱量完全被30kg的常溫水吸收，則水吸收的熱量為1.386×106J，水升高的溫度為
答：（1）電熱水器的最小加熱功率為44W；
（2）電熱水器在最大加熱功率下工作21min產生的熱量為1.386×106J；
（3）若電熱水器在最大加熱功率下工作21min產生的熱量完全被30kg的常溫水吸收，水升高的溫度為11℃。
9．如圖所示，燈泡L上標有“6V 3W”字樣，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V?；瑒幼冏杵鱎2上標有“15Ω 1A”。求：
（1）當閉合S1、S2、S3時，燈泡L恰好正常發(fā)光，求電源電壓及燈泡L正常發(fā)光時的電阻；
（2）當只閉合S1，滑動變阻器的滑片P置于距左端三分之一處時，電流表示數(shù)為0.4A，求R1的阻值；
（3）當只閉合S1時，為確保電路中各元件安全，求滑動變阻器允許連入的阻值范圍。

【答案】（1）6V， 12Ω；（2）10Ω；（3）0Ω到10Ω。
【解析】解：（1）閉合S1、S2、S3時，燈泡與R1并聯(lián)，滑動變阻器R2被短路，電壓表示數(shù)為0，由于燈泡正常發(fā)光，則電源電壓
燈泡L正常發(fā)光時的電阻
（2）只只閉合S1時，R1和R2串聯(lián)，滑動變阻器的滑片P置于距左端三分之一處時
電路的總電阻
則
（3）只閉合S1時，R1、R2和電流表串聯(lián)，電壓表測量R2兩端電壓，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V?；瑒幼冏杵鱎2上標有“15Ω 1A”，所以，當滑動變阻器滑片向左邊移動時，最大電流是
此時，R1分的電壓是
所以，滑動變阻器可以滑到最左端，即0Ω；當滑動變阻器滑片向右邊移動時，R2兩端的最大電壓是
則，R1分的電壓是
根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，相同電阻分相同電壓，所以，滑動變阻器此時的電阻等于R1的電阻值，即10Ω，所以，滑動變阻器的范圍是0Ω到10Ω。
答：（1）當閉合S1、S2、S3時，燈泡L恰好正常發(fā)光，電源電壓是6V，燈泡L正常發(fā)光時的電阻是12Ω；
（2）當只閉合S1，滑動變阻器的滑片P置于距左端三分之一處時，電流表示數(shù)為0.4A，R1的阻值是10Ω；
（3）當只閉合S1時，為確保電路中各元件安全，滑動變阻器允許連入的阻值范圍是0Ω到10Ω。
10．如圖所示，電源兩端電壓保持不變，電阻R2阻值為30Ω。只閉合開關S、S1時，電流表示數(shù)為0.2A；只閉合開關S、S2時，電流表示數(shù)為0.5A。求：
（1）電源兩端電壓；
（2）電阻R1的阻值。

【答案】（1）6V；（2）20Ω
【解析】解：（1）如圖所示，當開關S、S1閉合，S2斷開時，兩電阻并聯(lián)，電流表測定值電阻R2的電流，電流表示數(shù)為0.2A，由歐姆定律可得，電源的電壓
U=I2R2=0.2A×30Ω=6V
（2）當開關S、S2閉合，S1斷開時，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，并聯(lián)電路中各支路互不影響，則由并聯(lián)電路的電流特點可得，通過R1的電流
I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A
由歐姆定律可得，則電阻R1的阻值
答：（1）電源兩端電壓為6V；
（2）電阻R1的阻值為20Ω。
11．第十二屆中國（南寧）國際園林博覽會為打造“智慧園博”，引入純電動無人駕駛觀光車，供市民免費乘坐游覽，如圖所示。若觀光車與乘客總質量為600kg，輪胎與地面的總接觸面積為0.02m2，在園內某段平直路面上勻速行駛30m，用時10s，牽引力為2×103N，求：
（1）觀光車行駛的速度；
（2）牽引力做的功；
（3）觀光車靜止在水平地面上時對地面的壓強。
【答案】（1）3m/s；（2）6×104J；（3）3×105Pa
【解析】解：（1）觀光車在平直路面上勻速行駛30m，用時10s，所以觀光車行駛的速度為
（2）牽引力為2×103N，行駛的路程為30m，所以牽引力做的功為
W=Fs=2×103N×30m=6×104J
（3）觀光車與乘客總質量為600kg，靜止在水平地面上時對地面的壓力為
F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
觀光車輪胎與地面的總接觸面積為0.02m2，所以觀光車對地面的壓強為
答：（1）觀光車行駛的速度3m/s；
（2）牽引力做的功為6×104J；
（3）觀光車靜止在水平地面上時對地面的壓強為3×105Pa。
12．小楊同學品學兼優(yōu)，全面發(fā)展，熱愛勞動，周末，他從超市采購歸來，手提一袋大米，站在勻速豎直上升的電梯內。
（1）若小楊及所帶物品的總重為700N，在電梯上升10m的過程中，求電梯對他的支持力做的功；
（2）若這袋大米總質量為5kg，手的受力面積為2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的壓強。
【答案】（1）7×103J；（2）2.5×105Pa
【解析】解：（1）由題意可知，電梯對小楊的支持力F等于小楊的總重力G總，即
F=G總=700N
電梯上升的高度為h=10m，故由W=Fs可得，電梯對他的支持力做的功為
W=Fs=G總h=700N×10m=7×103J
（2）由受力分析可知，大米對手的壓力F壓大小等于大米的重力G大小，即
F壓=G=mg=5kg×10N/kg=50N
由可得，手受到的壓強為
答：（1）電梯對他的支持力做的功為7×103J；
（2）他的手受到的壓強為2.5×105Pa。
13．如圖所示，閉合開關后，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表V1的示數(shù)為6V，電壓表V2的示數(shù)為2V。求：
（1）通過燈L1的電流；
（2）燈L2兩端的電壓；
（3）燈L1兩端的電壓。
【答案】（1）0.5A；（2）2V；（3）4V
【解析】解：（1）由電路圖可知，閉合開關后，兩燈泡串聯(lián)，電壓表V1測電源電壓，V2測L2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。電流表的示數(shù)為0.5A，串聯(lián)電路中電流處處相等，則通過L1的電流為0.5A。
（2）電壓表V2測L2兩端的電壓，已知電壓表V2的示數(shù)為2V，則L2兩端電壓U2=2V。
（3）由于電壓表V1測電源的電壓，已知電壓表V1的示數(shù)為6V，即電源電壓U=6V，串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則L1兩端電壓為
U1=U-U2=6V-2V=4V
答：（1）通過L1的電流為0.5A；
（2）L2兩端電壓為2V；
（3）L1兩端電壓為4V。
14．如圖所示的電路中電源電壓恒為3V。閉合開關S后，電阻R1的電功率為3W，電阻R2的電功率為4.5W。求：
（1）通過電阻R1的電流；
（2）電阻R2的阻值；
（3）整個電路在10s內產生的熱量。
【答案】（1）1A；（2）2Ω；（3）75J
【解析】解：（1）R1和R2并聯(lián)，故電壓關系為
通過電阻R1的電流
（2）電阻R2的阻值
（3）整個電路在10s內產生的熱量
答：（1）通過電阻R1的電流1A；
（2）電阻R2的阻值2Ω；
（3）整個電路在10s內產生的熱量75J。
15．如圖所示，水平地面上有一底面積為2×10-2m2的圓柱形容器（容器質量忽略不計），容器中水的質量為7kg，一個邊長為10cm的正方體木塊通過一根細線與容器底部相連，細線受到的拉力為4N。求：
（1）木塊此時受到的浮力大小；
（2）木塊的重力；
（3）容器對水平地面的壓強。
【答案】（1）10N；（2）6N；（3）3800Pa
【解析】解：（1）因木塊浸沒在水中所以
V排=V=10×10×10×10-6m3=10-3m3
木塊此時受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
（2）受力分析可知，木塊在重力、拉力和浮力的作用下靜止，所以
G=F浮-F拉=10N-4N=6N
（3）容器中水的質量為7kg，則水的重力
G水=mg=7kg×10N/kg=70N
容器對桌面的壓力
F壓=G總=G水+G=70N+6N=76N
容器對桌面的壓強
答：（1）木塊此時受到的浮力是10N；
（2）木塊的重力是6N；
（3）容器對水平地面的壓強為3800Pa
16．圖中某智能機器人的質量為80kg，其輪子與水平地面接觸的總面積為5×10-4m2。在水平地面上工作時，該機器人勻速直線移動的速度為1m/s，所受阻力是機器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）
（1）機器人對水平地面的壓強；
（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時的牽引力；
（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s，此過程中牽引力做的功。
【答案】（1）；（2）40N；（3）1200J
【解析】解：（1）機器人的重力
機器人對水平地面的壓強
（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時，受平衡力，牽引力等于阻力，則牽引力
（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s移動的距離
此過程中牽引力做的功
答：（1）機器人對水平地面的壓強是；
（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時的牽引力是40N；
（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s，此過程中牽引力做的功是1200J。
17．2022年4月，一頭質量為180kg的海豚在昌江棋子灣受傷擱淺，被救援人員送至科研基地治療。救援過程中，利用如圖所示的滑輪組，在40s時間內，救援人員用500N的拉力拉動繩端，把輕質布兜內的海豚沿豎直方向勻速提升2m。g取10N/kg，問，此過程中：
（1）滑輪組對海豚做的有用功有多大？
（2）拉力做功的功率有多大？
（3）滑輪組的機械效率有多大？
【答案】（1）3.6×103J；（2）100W；（3）90%
【解析】解：（1）質量為180kg的海豚，被勻速提升2m，所以滑輪組對海豚做的有用功
（2）由滑輪組可知，動滑輪上繩子根數(shù)n=4，繩子拉的距離
s=4×2m=8m
拉力做功
拉力做功的功率
（3）滑輪組的機械效率
答：（1）滑輪組對海豚做的有用功為3.6×103J；
（2）拉力做功的功率為100W；
（3）滑輪組的機械效率為90%。
18．某電熱水壺有加熱和保溫兩擋，簡化電路如圖所示。其中、為電熱絲（不考慮其電阻變化）。已知該壺的額定電壓為220V，只閉合開關時，電路中的電流為0.5A。
（1）求電熱絲的阻值；
（2）只閉合開關時，求電熱水壺的電功率；
（3），求使用加熱擋時電熱水壺在10s內產生的熱量。
【答案】（1）440Ω；（2）110W；（3）12100J
【解析】（1）只閉合開關時，此電路是只有R1的電路，電路中的電流為0.5A，根據(jù)歐姆定律I=可得

（2）根據(jù)電功率的計算公式P=UI，可得
P=UI=220V0.5A=110W
（3）開關S1、S2閉合，是加熱擋，R1、R2并聯(lián)，通過R2的電流為
通過R1的電流為0.5A，則并聯(lián)電路的總電流為
根據(jù)焦耳定律可得
答：（1）電阻R1的阻值為440Ω；
（2）電熱水壺的電功率110W；
（3）電熱水壺在10s內產生的熱量為12100J。
19．“共建衛(wèi)生城市，構建美好家園”，如圖所示是“霧炮車”噴灑水霧以減少揚塵的情段。某次噴灑完后，該車在的牽引力作用下，勻速通過200m的平直道路用時20s。求：
（1）此過程中該車的速度；
（2）此過程中該車牽引力的功率。
【答案】（1）10m/s；（2）4×104W
【解析】解：（1）由題意可知，根據(jù)公式可得此過程車的速度為
（2）根據(jù)公式P=Fv可得，該車牽引力的功率為
P=Fv=4×103N×10m/s=4×104W
答（1）此過程中該車的速度為10m/s；
（2）此過程中該車牽引力的功率為4×104W。
20．如圖所示，R為定值電阻，L為標有“6V 3W”的小燈泡，燈絲阻值不變，電源電壓恒定。閉合開關，小燈泡正常工作時，電流表讀數(shù)為0.9A。求：
（1）通過小燈泡的電流，以及小燈泡電阻；
（2）定值電阻R阻值，以及它的電功率。
【答案】（1）0.5A、 12Ω；（2）15Ω、2.4W
【解析】解：由電路圖可知，R與L并聯(lián)，電流表測量干路中的電流。
（1）燈泡正常發(fā)光時，燈兩端的實際電壓等于其額定電壓，即
實際功率等于其額定功率，即
燈泡的電流為
小燈泡電阻為
（2）根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，通過R的電流為
根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，R兩端的電壓為
R的阻值為
R的功率為
答：（1）通過小燈泡的電流為；小燈泡電阻為。
（2）定值電阻R阻值為；它的電功率為。
（限時25分鐘）
1．如圖是某物理興趣小組，設計的簡易坐位體前屈測試儀的測試示意圖、簡化原理圖。在測試中，測試的同學向前推動測試儀的滑塊實際上是移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)用來反映被測試者的成績。電源電壓恒為6V，電壓表量程0~3V，電流表量程0~0.6A，滑動變阻器標有“15 1A”，滑片P每移動1cm，的電阻變化0.5，定值電阻。求：
（1）當滑片P位于最左端時，電流表的示數(shù)；
（2）某同學測試時，從最左端推動滑片P向右移動20cm，此時電壓表的示數(shù)；
（3）若既能保證電路各元件的安全，又能使滑片P移動到最右端，則選取R2時，其阻值不能小于多少？
【答案】（1）0.3A；（2）2V；（3）15Ω
【解析】解：（1）當滑片P位于最左端時，只有R2接入電路，電流表的示數(shù)
（2）某同學測試時，從最左端推動滑片P向右移動20cm，滑動變阻器的接入的阻值為
此時總電阻為
電路中的電流為
電壓表的示數(shù)為
（3）若既能保證電路各元件的安全，要求滑片P移動到最右端，此時滑動變阻器的接入的阻值最大，最大值為15Ω，根據(jù)串聯(lián)分壓，電阻越大，其兩端的電壓也越大，而根據(jù)電壓表的量程可知，電壓表的最大示數(shù)為3V，則電阻R2最小分擔3V，根據(jù)串聯(lián)分壓，此時R2兩端的電壓是最小值，那么R2的阻值也是最小值，故電阻R2的最小值為15Ω。
答：（1）當滑片P位于最左端時，電流表的示數(shù)為0.3A；
（2）某同學測試時，從最左端推動滑片P向右移動20cm，此時電壓表的示數(shù)為2V；
（3）若既能保證電路各元件的安全，又能使滑片P移動到最右端，則選取R2時，其阻值不能小于15Ω。
2．小明家裝修房屋，一箱質量為的建筑材料放在水平地面上，它與水平地面的接觸面積是。裝修工人用的拉力通過如圖所示的滑輪組將建筑材料勻速提升，用時。（）求：
（1）建筑材料放在水平地面上時對地面的壓強；
（2）拉力的功率；
（3）滑輪組的機械效率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）建筑材料的重力
建筑材料放在水平地面上時對地面的壓強
（2）滑輪組的動滑輪繞2段繩，繩子自由端移動的距離
拉力做的總功
拉力的功率
（3）有用功為
滑輪組的機械效率
答：（1）建筑材料放在水平地面上時對地面的壓強是；
（2）拉力的功率是；
（3）滑輪組的機械效率是。
3．小華采用如下方法測量一物塊（不溶于水）的密度：彈簧測力計懸掛物塊靜止時的示數(shù)為F1=3.0N（如圖甲所示）；將物塊浸沒在水中，靜止時彈簧測力計的示數(shù)為F2=2.0N（如圖乙所示）。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：
（1）物塊的質量m；
（2）物塊的體積V；
（3）物塊的密度ρ。
【答案】（1）0.3kg；（2）1.0×10-4m3；（3）3×103kg/m3
【解析】解：（1）由圖甲可知，物體的重力
G=F1=3.0N
所以物體的質量為
（2）根據(jù)稱重法可得物體浸沒水中受到的浮力為
F浮=F1-F2=3.0N-2.0N=1.0N
根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排，可以得出
物體浸沒時
V=V排=1.0×10-4m3
（3）物塊的密度為
答：（1）物塊的質量為0.3kg；
（2）物塊的體積為1.0×10-4m3；
（3）物塊的密度3×103kg/m3。
4．如圖所示，電源電壓U=5V，定值電阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，電壓表的量程為3V，電流表的量程為0.6A。
（1）開關S1、S2、S3均閉合時，求電路消耗的總功率；
（2）S1閉合，S2、S3斷開，為保證電路元件安全，求滑動變阻器R能接入電路的阻值范圍。
【答案】（1）3.75W；（2）0~15Ω
【解析】解：（1）S1、S2、S3均閉合時，R1、R2并聯(lián)，滑動變阻器R、電壓表、電流表被短接，電源電壓U=5V，電路中定值電阻R1=10Ω，R2=20Ω，電路中的總電阻R總為
即推出
電路消耗的總功率
（2）S1閉合，S2、S3斷開，R1與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器R兩端的電壓，當滑動變阻器R接入電阻為0時，電路中總電阻最小，電路中的電流最大，此時電路中的電流為
由以上分析可知，電路中電流最大時并未超過電流表的量程，故滑動變阻器阻值可選取的最小值為Rmin=0。
根據(jù)串聯(lián)電路中的電阻分壓原理，滑動變阻器的電阻越大，其兩端電壓越大，電壓表的示數(shù)也就越大，但電壓表由于量程限制，最大示數(shù)只能到3V，此時是滑動變阻器達到電路安全允許的最大值，根據(jù)串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和

可知，當滑動變阻器R兩端的電壓達到電壓表的量程Umax=3V時，定值電阻R1兩端電壓最小，此時電路中電流最小為
由以上分析可知，當時，滑動變阻器接入電路中的阻值最大，滑動變阻器接入電路中的最大阻值為
滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，所以可以取到15Ω，綜上可總結出滑動變阻器R能接入電路的阻值范圍是0~15Ω。
答：（1）開關S1、S2、S3均閉合時，電路消耗的總功率為3.75W。
（2）S1閉合，S2、S3斷開，為保證電路元件安全，滑動變阻器R能接入電路的阻值范圍是0~15。
5．商業(yè)街移動攤位使用可顯示電費的新型插座（如圖甲所示）計費，某攤位使用空氣炸鍋（如圖乙所示）烹制食物，如圖丙所示是該空氣炸鍋加熱部分的簡化電路圖，其額定電壓為220V，定值電阻和為發(fā)熱體，其中。開關S1、S2、S3的通斷可實現(xiàn)高、中、低三個檔位的調節(jié)（S1、S2不會同時閉合），只閉合S3時為中溫檔，額定功率為440W。求：
（1）的電阻；
（2）高溫檔正常工作100s，電流通過產生的電熱；
（3）只有空氣炸鍋單獨工作，表盤示數(shù)使用前后如圖甲、丁所示，通過表盤顯示的數(shù)據(jù)估算該空氣炸鍋消耗的電功率（已知商用電費單價為0.75元/kW·h）。
【答案】（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W
【解析】解：（1）當開關S1、S3閉合、S2斷開時，兩電阻并聯(lián)，總電阻最小，根據(jù)可知，此時總功率最大，為高溫擋；只閉合S3時，電路為R2的簡單電路，總電阻較小，根據(jù)可知，此時總功率較大，為中溫檔；當開關S1、S3斷開、S2閉合時，兩電阻串聯(lián)，總電阻最大，根據(jù)可知此時總功率最小，為低溫擋。則R2的電阻
（2）高溫擋時R1功率為
電流通過R1產生的電熱
Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J
（3）空氣炸鍋消耗的電能
空氣炸鍋工作的時間
t=9∶25-9∶10=15min=0.25h
空氣炸鍋的電功率
答：（1） R2 的電阻為110Ω；
（2）高溫檔正常工作100s，電流通過 R1 產生的電熱為1.21×105J；
（3）空氣炸鍋消耗的電功率為320W。
6．如圖所示，某同學用燃氣灶燒水給餐具消毒。已知密閉鍋內水的質量為5kg，水的初溫為22℃，當水剛好燒開時，共消耗了0.06m3的天然氣，該燃氣灶燒水的熱效率為70%。[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值為4.0×107J/m3]求：
（1）0.06m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量；
（2）以上過程中，水吸收的熱量；
（3）密閉的鍋內水燒開時的溫度。
【答案】（1）2.4×106J；（2）1.68×106J；（3）102℃
【解析】解：（1）天然氣的熱值為4.0×107J/m3，根據(jù)Q=Vq可得，0.06m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量為
Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J
（2）燃氣灶燒水的熱效率為70%，水吸收的熱量為
（3）燒開水時，水的溫度變化為
所以密閉的鍋內水燒開時的溫度
答：（1）0.06m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量為2.4×106J；
（2）以上過程中，水吸收的熱量1.68×106J；
（3）密閉的鍋內水燒開時的溫度為102℃。
7．順口溜“五月五、過端午、蒸粽子、吃包子、掛菖蒲、佩香囊、賽龍舟”，生動的呈現(xiàn)了某地端午文化習俗。蒸粽子是利用水沸騰產生的蒸氣進行加熱。若將2.5kg的水加熱到沸騰，水溫升高了80℃，[c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3×107J/kg]，在此過程中，求：
（1）水吸收的熱量；
（2）采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，煤燃燒放出的熱量；
（3）需要完全燃燒煤的質量。
【答案】（1）8.4×105J；（2）8.4×106J；（3）0.28kg
【解析】解：（1）根據(jù)可知，水吸收的熱量
（2）采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，根據(jù)可知，煤燃燒放出的熱量為
（3）根據(jù)Q放=mq可知，需要完全燃燒煤的質量為
答：（1）水吸收的熱量為8.4×105J；
（2）采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，煤燃燒放出的熱量為8.4×106J；
（3）需要完全燃燒煤的質量為0.28kg。
8．如圖是某晾衣機的工作電路圖，電源電壓U=220V，其中R是發(fā)熱電阻。當開關S1閉合、S2斷開時，晾衣機開啟風干功能，其額定功率P1=44W；當開關S1、S2均閉合時，晾衣機開啟烘干功能，通過R的電流I2=1A。求：
（1）使用風干功能時通過電動機的電流；
（2）使用烘干功能時電阻R在1min內產生的熱量；
（3）使用烘干功能1h消耗的電能。
【答案】（1）0.2A；（2）1.32×104J；（3）0.264kW?h
【解析】解：（1）使用風干功能時，電路中只有電動機工作,由知道，此時通過電動機的電流
（2）使用烘干功能時，電路中電動機和發(fā)熱電阻并聯(lián)，兩端電壓相同，由知道，1min內產生的熱量
（3）電阻的功率
電路消耗的總功率
電路消耗的總電能
答：（1）使用風干功能時通過電動機的電流是0.2A；
（2）使用烘干功能時電阻R在1min內產生的熱量是1.32×104J；
（3）使用烘干功能1h消耗的電能是0.264kW?h。
9．如圖所示，一個重力為6N，密度為6g/cm3的合金塊，懸掛在輕質杠桿的A點，O為支點，OA長10cm，此時合金塊浸沒在某種液體中。杠桿右邊B點吊著重力為0.7N的物體，OB長70cm，杠桿在水平位置平衡。不計繩重及轉軸處摩擦，求：
（1）合金塊的體積；
（2）A端受到繩子的拉力大??；
（3）該液體密度為多少。
【答案】（1）100cm3；（2）4.9N；（3）1.1×103kg/m3
【解析】解：（1）由題意可知，合金塊的重力為G=6N，合金塊的密度
故合金塊的體積
（2）設A端受到的繩子拉力為FA，B端的繩子拉力為FB，由受力分析可知，B端的繩子拉力FB等于物體的重力G物，即
FB=G物=0.7N
因杠桿處于水平平衡狀態(tài)，故由杠桿的平衡原理可得
FA×OA=FB×OB
解得A端受到的繩子拉力
（3）對合金塊受力分析可知，合金塊受到向下的重力G，向上的繩子拉力FA，向上的液體的浮力F浮，因合金塊處于受力平衡狀態(tài)，故由力的平衡可得
G=FA+F浮
解得合金塊所受浮力
F浮=G-FA=6N-4.9N=1.1N
故由F浮=ρ液gV排可得，該液體的密度
答：（1）合金塊的體積為100cm3；
（2）A端受到繩子的拉力大小為4.9N；
（3）該液體密度為1.1×103kg/m3。
10．如圖所示，體重為60kg 的工人利用滑輪組提升重為800N 的物體A，所用拉力為F，物體A以0.2m/s 的速度勻速上升了10s，此時滑輪組的機械效率為80%（不計繩重與摩擦， g=10N/kg），
（1）滑輪組所做的有用功；
（2）拉力F的功率；
（3）工人用此滑輪組所能提升的最大物重。

【答案】（1）1600J；（2）200W；（3）1600N
【解析】解：（1）由得，物體上升的距離為
滑輪組所做的有用功
（2）由得，拉力F的做的功
功率
（3）不計繩重與摩擦時，物體上升過程中，工人對動滑輪做功
動滑輪的重力
當工人對地面的壓力為0時，繩子末端的拉力最大，為
滑輪組承擔物重繩子的股數(shù)
由滑輪組省力特點得，用此滑輪組所能提升的最大物重
答：（1）滑輪組所做的有用功1600J；
（2）拉力F的功率200W；
（3）工人用此滑輪組所能提升的最大物重1600N。
11．底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如圖所示，將底面積為50cm2、質量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質細線掛在測力計下，由圖示位置緩慢向下浸入水中，直至測力計示數(shù)為0后，只取走測力計，再打開閥門K向外放水。求：
（1）圓柱體的體積；
（2）圓柱體下降過程中，當其浸入水中的深度為2cm時，測力計的示數(shù)；
（3）當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時，水對容器底的壓強。
【答案】（1）500cm3；（2）3.5N；（3）450Pa
【解析】解：（1）由題意可知，圓柱體的質量為m=450g，密度為ρ=0.9g/cm3，故由可得，圓柱體的體積為
（2）圓柱體下降過程中，當其浸入水中的深度為2cm時，則其排開水的體積為
V排=S柱h0=50cm2×2cm=100cm3=1×10-4m3
故由F浮=ρ液gV排可得，此時圓柱體所受浮力為
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
圓柱體的重力為
G=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N
故由稱重法可得，此時彈簧測力計的示數(shù)為
F=G-F浮=4.5N-1N=3.5N
（3）當容器對桌面的壓強為p容=800Pa時，由可得，容器對桌面的壓力為
F壓=p容S容=800Pa×1.5×10-2m2=12N
由受力分析可知，容器對桌面的壓力F壓等于容器、圓柱體與水的重力之和G總，即
F壓=G總=G容+G+G水=12N
解得此時容器內的水的重力為
G水=G總-G容-G=12N-3N-4.5N=4.5N
由G=mg可得，此時水的質量為
由可得，水的體積為
設此時圓柱體下端與容器底端接觸，圓柱體浸入水中的深度為h水，可得
S容h水=S柱h水+V水
解得
此時圓柱體排開水的體積為
V′排=S柱h水=50cm2×4.5cm=225cm3=2.25×10-4m3
由阿基米德原理可知，此時圓柱體所受浮力為
F′浮=ρ水gV′排=1×103kg/m3×10N/kg×2.25×10-4m3=2.25N
可知此時圓柱體所受浮力小于其重力，則圓柱體在水中處于下沉狀態(tài)，故假設成立，則此時容器中的水面深度為
h′水=h水=0.045m
故由p=ρgh可得，水對容器底的壓強為
p水=ρ水gh′水=1×103kg/m3×10N/kg×0.045m=450Pa
答：（1）圓柱體的體積為500cm3；
（2）測力計的示數(shù)為3.5N；
（3）水對容器底的壓強為450Pa。
12．如圖所示，物理科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個輕質絕緣形硬質桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質量為。科技小組對加濕器進行測試：向水箱內緩慢注水，當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為，此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為。形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，取，水的密度為，水的比熱容為。
（1）當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；
（2）求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；
（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積。
【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）
【解析】解：（1）的水吸收的熱量為
當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，則高溫擋產生的熱量為
加熱器的高檔功率
根據(jù)可知，電源電壓一定時，電阻越大，電功率越小，故當開關S閉合時，、并聯(lián)，總電阻較小，電功率較大，此時為加熱擋，加熱擋的功率為900W，當開關S斷開時，只有工作，電阻較大，處于低溫擋，低檔功率
（2）浮體體積的浸入水中時受到的浮力
物體A所受的重力為
物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為2N，故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為
（3）設控制電路的電壓為U控，當桿對A的壓力為1.5N時，對應壓敏電阻的阻值為，則根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式
①
浮體體積的浸入水中時受到的浮力
物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為5N，故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為
根據(jù)所受壓力每增加，電阻減小，此時壓敏電阻的阻值為
此時對應的控制電路的電流為
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式
②
聯(lián)立①②可知
當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為，則此時總電阻為
壓敏電阻的阻值為
當壓敏電阻為50歐姆時，對應的壓力為1.5N，此時壓敏電阻的阻值為30Ω，則對應的壓力為
此時物體A的浮力為
此時物體A浸入水中的體積
答：（1）加熱器的高檔功率為900W和低檔功率為200W；
（2）浮體體積的浸入水中時受到的浮力為2N和此時壓敏電阻受到的壓力為1.5N；
（3）水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積為。
13．某興趣小組設計了一個水塔水位監(jiān)測裝置，圖甲是該裝置的部分簡化模型，輕質硬桿AB能繞O點無摩擦轉動，AO∶OB=2∶3，物體N是一個不吸水的柱體，打開閥門，假定水的流量相同，物體M對壓力傳感器的壓強p與水流時間t的關系如圖乙所示，t2時刻裝置自動報警，t3時刻塔內水流完，杠桿始終在水平位置平衡。已知正方體M的密度為6×103kg/m3，棱長為0.1m，懸掛物體M、N的輕質細繩不可伸長，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，單位時間內水通過閥門處管道橫截面的體積為水的流量，求：
（1）物體M的重力大??；
（2）t1時刻杠桿A端所受拉力大小；
（3）物體N的密度。
【答案】（1）60N；（2）30N；（3）1.5×103kg/m3
【解析】解：（1）由題意可知，物體M的密度為ρM=6×103kg/m3，物體M的體積為
VM=(0.1m)3=1×10-3m3
故由可得，物體M的質量為
mM=ρMVM=6×103kg/m3×1×10-3m3=6kg
故由G=mg可得，物體M的重力大小為
GM=mMg=6kg×10N/kg=60N
（2）由圖乙可知，t1時刻物體M對壓力傳感器的壓強為p=4000Pa，故由可得，物體M對壓力傳感器的壓力為
F壓=pSM=4000Pa×(0.1m)2=40N
因物體M對壓力傳感器的壓力F壓與壓力傳感器對物體M的支持力F支是一對相互作用力，大小相等，故可知壓力傳感器對物體M的支持力為
F支=F壓=40N
對物體M受力分析可知，物體M受到向下的重力GM，向上的壓力傳感器的支持力F支和繩子的拉力FB，物體M處于受力平衡狀態(tài)，由力的平衡可得
GM=F支+FB
解得B端繩子的拉力為
FB=GM-F支=60N-40N=20N
杠桿在水平位置平衡時，由杠桿的平衡條件可得
FA×OA=FB×OB
解得t1時刻杠桿A端所受拉力大小為
（3）由圖乙可知，隨著時間的增加，水塔內的水逐漸減少，t1時刻開始，物體N開始露出水面，此時杠桿A端所受拉力逐漸增大，由杠桿的平衡條件可知，此時杠桿B端所受拉力也逐漸增大，則物體M對壓力傳感器的壓力逐漸減小，故物體M對壓力傳感器的壓強也逐漸減小，t2時刻，物體N恰好完全露出水面，此時水面位于物體N的下邊緣，杠桿A端所受拉力最大，則此時杠桿B端所受拉力也最大，物體M對壓力傳感器的壓強最小，為0，t3時刻，塔內水流完，此時物體M對壓力傳感器的壓強仍為0，物體N完全露出水面時，此時杠桿A端所受拉力F′A等于物體N的重力GN，因此時物體M對壓力傳感器的壓強為零，故可得此時杠桿B端所受拉力F′B等于物體M的重力GM，由杠桿的平衡條件可得
GN×OA=GM×OB
解得物體N的重力為
由（2）中可得，t1時刻杠桿A端所受拉力大小為FA=30N，由稱重法可得，此時物體N所受浮力為
F浮=GN-FA=90N-30N=60N
因此時物體N完全浸沒在水中，故由F浮=ρ液gV排可得，物體N的體積為
故由可得，物體N的密度為
答：（1）物體M的重力大小為60N；
（2）t1時刻杠桿A端所受拉力大小為30N；
（3）物體N的密度為1.5×103kg/m3。
14．小超與同學到某工地參觀，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。他們通過調查得知：石料的邊長為0.2m，密度為，石料上升時速度恒為0.4m/s，圓柱形水池的底面積為，動滑輪重為30N。請根據(jù)他們的調查數(shù)據(jù)求：（不計繩重和摩擦，，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)關系式。
【答案】（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s)
【解析】解：（1）石料的體積
V=(0.2m)3=0.008m3
石料露出水面前受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N
（2）石料的重力
G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N
（3）由圖可知，繩子承重段數(shù)n=2，不計繩重和摩擦，繩子的拉力

石料露出水面前滑輪組的機械效率

（4）拉出水面后，水面下降的高度
石料上升的實際距離

石料從剛露出水面到完全露出水面的時間
石料經過t秒上升的高度
h1=vt=0.4t
石料的底面積
S石=0.2m×0.2m=0.04m2
水面下降的高度
露出水面的高度
h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t
此時排開水的體積
V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008
浮力
F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80
自由端的拉力
自由端的速度
v繩=2v=2×0.4m/s=0.8m/s
電動機功率

綜上
(0≤t≤0.4s)
答：（1）石料露出水面前受到的浮力是80N；
（2）石料的重力是200N；
（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率是80%；
（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間是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)關系式是(0≤t≤0.4s)
15．如圖所示，用細線將一質量可忽略不計的杠桿懸掛起來，把質量為0.3kg的物體A用細線懸掛在杠桿的C處；質量為0.5kg的物體B（B不溶于水）用細線懸掛在杠桿的D處。當物體B浸沒于水中靜止時，杠桿恰好在水平位置平衡。此時C、D到O點的距離分別為20cm、30cm。（g取10N/kg）求：
（1）物體A的重力；
（2）細線對物體B的拉力；
（3）物體B的體積。
【答案】（1）3N；（2）2N；（3）3×10-4m3
【解析】解：（1）物體A的重力
（2）根據(jù)題意可知
OC=20cm=0.2m
OD=30cm=0.3m
由杠桿平衡條件可得
（3）物體B的重力為
對物體B進行受力分析得，物體B受到的浮力為
則物體B排開水的體積為
因為物體B浸沒，所以物體B的體積為
答：（1）物體A的重力3N；
（2）細線對物體B的拉力2N；
（3）物體B的體積3×10-4m3。
16．在物理課外拓展活動中，力學興趣小組的同學進行了如圖甲的探究。用細線P將A、B兩個不吸水的長方體連接起來，再用細線Q將A、B兩物體懸掛放入圓柱形容器中，初始時B物體對容器底的壓力恰好為零。從t=0時開始向容器內勻速注水（水始終未滋出），細線Q的拉力FQ隨時間t的變化關系如圖乙所示。已知A、B兩物體的底面積SA=SB=100cm2，細線P、Q不可伸長，細線P長l=8cm，取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3。求：
（1）t=10s時，B物體受到水的浮力；
（2）每秒向容器內注入水的體積（單位用cm3）；
（3）當FQ=3N時，水對容器底部的壓力。
【答案】（1）6N；（2）120cm3；（3）69N
【解析】解：（1）初始時B物體對容器底的壓力恰好為零。由圖乙知，當t=0時，F(xiàn)Q0=18N。t=10s時，細線Q的拉力FQ1=12N。則B物體受到水的浮力為
F浮=ΔFQ=FQ0-FQ1=18N-12N=6N
（2）由阿基米德原理可知，此時B物體排開液體的體積為
由圖乙中，在10s內，細線Q的拉力FQ是均勻減小的，說明物體B始終與容器底部接觸，則t=10s時容器中的水深為
從10s到30s細線Q的拉力FQ不變，說明在t=10s時，水恰好與物體B的最上端平齊，那么物體B的高度為6cm。在t=30s時，水恰好與物體A的下端平齊。設容器的底面積為S，注水速度為v，則有
h(S-SB)=10s×v
lS=(30s-10s)×v
代入數(shù)據(jù)得
0.06m×(S-100×10-4m2)=10s×v
0.08m×S=(30s-10s)×v
解得
S=300×10-4m2=300cm2
v=1.2×10-4m3/s=120cm3/s
所以每秒向容器內注入水的體積是120cm3。
（3）當FQ=3N時，此時物體A受到的浮力為
F浮A=ΔF'Q=FQ1-FQ=12N-3N=9N
此時排開液體的體積為
物體A浸入水的深度為
則此時水深共計為
h總=hB+l+hA=6cm+8cm+9cm=23cm=0.23m
水對容器底部的壓強為
p=ρ水gh總=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.23m=2.3×103Pa
水對容器底部的壓力是
F=pS=2.3×103Pa×300×10-4m2=69N
答：（1）t=10s時，B物體受到水的浮力是6N；
（2）每秒向容器內注入水的體積是120cm3；
（3）當FQ=3N時，水對容器底部的壓力是69N。
17．如圖所示的汽車總質量為1150kg，以72km/h的速度在水平路面勻速行駛100km，若汽車所受阻力為汽車重力的0.1倍，每個輪胎與路面的接觸面積0.05m2求：
（1）汽車對路面壓強為多少？（g取10N/kg）
（2）汽車行駛過程中克服阻力做了多少功？其功率為多少？
（3）若該汽車熱機的效率為25%，如果不考慮熱機其他的能量損失，汽油熱值為4.6×107J/kg，則該汽車行駛10km過程中需要汽油質量為多少千克？
【答案】（1）5.75×104Pa；（2）1.15×108J，2.3×104W；（3）1kg
【解析】解（1）汽車質量，重力
汽車對路面的壓力

受力面積
汽車對地面的壓強
（2）汽車受到的阻力
汽車行駛過程中克服阻力做的功
汽車行駛的速度，汽車行駛的時間
汽車行駛過程中克服阻力做功的功率
（3）汽車行駛10km過程中克服阻力做的功
不考慮熱機其他的能量損失，由得，需要完全燃燒汽油產生的熱量
由可得，需要汽油的質量
答：（1）汽車對路面壓強為5.75×104Pa。
（2）汽車行駛過程中克服阻力做了1.15×108J的功，其功率為2.3×104W。
（3）該汽車行駛10km過程中需要的汽油質量為1kg。
18．“浮沉子”最早是由科學家笛卡爾設計的。小華用大塑料瓶（大瓶）和開口小玻璃瓶（小瓶）制作了圖1所示的“浮沉子”；裝有適量水的小瓶開口朝下漂浮在大瓶內的水面上，擰緊大瓶的瓶蓋使其密封，兩瓶內均有少量空氣。將小瓶視為圓柱形容器，底面積為S，忽略其壁厚（即忽略小瓶自身的體積）。當小瓶漂浮時，簡化的模型如圖2所示，小瓶內空氣柱的高度為h。手握大瓶施加適當?shù)膲毫?，使小瓶下沉并恰好懸浮在圖3所示的位置。將倒置的小瓶和小瓶內的空氣看成一個整體A，A的質量為m，水的密度為，g為已知量，求：
（1）圖2中A所受浮力的大??；
（2）圖2中A排開水的體積；
（3）圖2和圖3中小瓶內空氣的密度之比。

【答案】（1）mg；（2）；（3）
【解析】解：（1）圖2中A處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力等于自身重力
F浮=G=mg
（2）根據(jù)阿基米德原理可得，A排開水的體積
（3）忽略小瓶壁厚，圖2中小瓶內空氣的體積
V空氣2=Sh
圖3中小瓶懸浮，忽略小瓶自身的體積，則瓶內空氣的體積等于A排開水的體積，由于A受到的浮力仍等于其重力，大小不變，因此圖3中A排開水的體積仍為，圖3中小瓶內空氣的體積
小瓶內空氣的質量不變，根據(jù)得到圖2和圖3中小瓶內空氣的密度之比
答：（1）圖2中A所受浮力的大小為mg；
（2）圖2中A排開水的體積為；
（3）圖2和圖3中小瓶內空氣的密度之比為。
19．熱愛物理的小光同學在家制作了一個簡易臺秤，用來測物體質量。內部電路如圖甲所示，電源電壓為18V，定值電阻R0為30Ω，電阻R為力敏電阻，其阻值與所受壓力的變化情況如圖乙所示，電壓表的量程為0～15V，電壓表的表盤被改裝為臺秤的示數(shù)。他在該臺秤上放置一個底面積為200cm2、重為5N的足夠深的柱形薄壁容器，用輕桿將一個質量為3kg的物體A（不吸水）固定于容器內正上方，物體A為高10cm、底面積為150cm2且質量分布均勻的長方體。現(xiàn)向容器中注水直到水面剛好與物體A的下表面相平，如圖丙所示，此時臺秤的示數(shù)為2.5kg。求：
（1）在保證電路安全的情況下，該臺秤所能稱量物體的最大重力為多少N；
（2）在圖丙中，水對容器底的壓強為多大；
（3）若將圖丙中的長方體A左、右兩側沿豎直方向各切掉總體積的六分之一，并將切掉的部分放入容器浸沒于水中，水面靜止時電壓表示數(shù)為多少？
【答案】（1）100N；（2）1000Pa；（3）12V
【解析】解：（1）閉合開關，兩電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測定值電阻兩端的電壓，串聯(lián)電路各處電流相等，電壓表的量程為0～15V，根據(jù)歐姆定律可知當電壓表的示數(shù)最大為15V時，通過電路的電流最大，最大電流
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，此時力敏電阻兩端的電壓
UR=U-U0=18V-15V=3V
此時力敏電阻的阻值
由乙圖可知此時力敏電阻受到的壓力為100N，所以該臺秤所能稱量物體的最大重力為100N；
（2）容器的質量為
水的質量
m2=m-m1=2.5kg-0.5kg=2kg
水的體積
容器中水的深度
水對容器底的壓強為
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
（3）長方體的密度
所以A放入水中后沉底，長方體A切掉部分的總體積
將切掉的部分放入容器浸沒于水中，水面升高的高度
此時容器中水的深度
h′＝h+Δh＝0.1m+0.05m＝0.15m
此時水對容器底部的壓強
p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
容器底部受到水的壓力
F′＝p′S＝1500pa×200×10﹣4m2=30N
長方體A切掉部分的總重力
長方體A切掉部分的受到的浮力
力敏電阻此時受到的壓力
F＝G1+GA-FA+F′＝5N+10N-5N+30N＝40N
由乙圖可知力敏電阻的阻值和其所受壓力的乘積是一個定值，即FR＝600N?Ω，當F＝40N時，R＝15Ω，此時電壓表的示數(shù)
答：（1）在保證電路安全的情況下，該臺秤所能稱量物體的最大重力為100N；
（2）在圖丙中，水對容器底的壓強為1000Pa；
（3）若將圖丙中的長方體A左、右兩側沿豎直方向各切掉總體積的六分之一，并將切掉的部分放入容器浸沒于水中，水面靜止時電壓表示數(shù)為12V。
20．如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，電壓表的量程為0~15V，電流表的量程為0~0.6A，R1是滑動變阻器，R2是定值電阻，燈L上標有“4V 1.6W”字樣（不計溫度對電阻的影響）。只閉合開關S1?S3時，滑動變阻器R1的滑片從A端滑向B端的過程中，滑動變阻器R1的電功率P隨電流I變化關系圖線如圖乙所示。求：
（1）求滑動變阻器的最大阻值；
（2）求電源電壓和定值電阻器R2的阻值；
（3）只閉合開關S1?S2時，在保證電路安全的前提下，求滑動變阻器R1的功率范圍。
【答案】（1）50?；（2）6V；10?；（3）0.5~0.9W
【解析】解：（1）根據(jù)燈L上標有“4V 1.6W”字樣（不計溫度對電阻的影響），可知燈泡的阻值為
額定電流為
只閉合開關S1?S3時，兩個電阻串聯(lián)，電壓表測量變阻器兩端電壓，滑動變阻器R1的滑片在A端時接入最大阻值，電路中的電流為0.1A，其消耗功率為0.5W，則其兩端電壓為
滑動變阻器的最大阻值為
（2）滑動變阻器R1的滑片在A端時
滑到B端時接入零阻值
聯(lián)立可得
可解得電源電壓和定值電阻器R2的阻值為
，
（3）只閉合開關S1?S2時，燈泡與變阻器串聯(lián)，電壓表測量變阻器兩端電壓，電壓表的量程為0~15V，而電源電壓僅為6V，則滑動變阻器允許接入最大阻值；滑動變阻器的功率表達式為
可知當變阻器接入的阻值與燈泡的阻值相同時有最大功率，為
此時電路中的電流為
滑動變阻器接入最大阻值后電路中電流最小，為
此時消耗的功率為
當減小滑動變阻器接入阻值，使電路中的電流為燈泡額定電流時
可解得
此時滑動變阻器消耗的功率為
可知在保證電路安全的前提下，滑動變阻器R1的功率范圍為0.5~0.9W。
答：（1）滑動變阻器的最大阻值為50?；
（2）電源電壓為6V，定值電阻器R2的阻值為10?；
（3）滑動變阻器R1的功率范圍為0.5~0.9W。
產品型號
XXX
最大容量
1.5L
額定電壓
220V
額定功率
1500W

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