2024中考物理三輪突破12檢測(cè)綜合計(jì)算（力、熱、電、電磁）習(xí)題含答案

這是一份2024中考物理三輪突破12檢測(cè)綜合計(jì)算（力、熱、電、電磁）習(xí)題含答案，共50頁(yè)。
1．一輛箱貨輕卡，滿載貨物時(shí)的重力是5.5×104 N，發(fā)動(dòng)機(jī)的提供的牽引力為4500 N時(shí)，輕卡能夠沿平直的公路勻速行駛，通過(guò)15 km的路程所用的時(shí)間是0.2 h（g取10 N/kg），求：
（1）這輛輕卡能否通過(guò)如圖所示的石板橋？
（2）輕卡在勻速行駛的過(guò)程中所受阻力是多大？
（3）輕卡勻速行駛的速度是多大？
2．滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，在物理學(xué)中，可以用公式f＝μF N來(lái)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小，其中f表示摩擦力，F(xiàn) N表示壓力，μ是描述接觸面粗糙程度的物理量，叫動(dòng)摩擦因數(shù)。如圖所示，粗糙的水平桌面上有一滑塊甲，通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪，細(xì)繩的另一端懸掛一小球乙。已知甲、乙都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，甲、乙的質(zhì)量分別為100 g、40 g。（不計(jì)滑輪與細(xì)繩間的摩擦，g＝10 N/kg）
（1）求繩子的拉力大小。
（2）求滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小。
3．一輛質(zhì)量為2 t，容積為5 m3的鮮奶運(yùn)輸車，裝滿密度為1.04×103 kg/m3的牛奶后，在平直公路上勻速行駛時(shí)，受到的摩擦力為總重的0.2倍。求：（g取10 N/kg）
（1）運(yùn)輸車裝滿牛奶后，地面對(duì)汽車的支持力；
（2）汽車的牽引力的大小。
4．一艘質(zhì)量為2000 t的貨輪沉沒(méi)在主航道60 m深的水底。相關(guān)部門(mén)派出滿載排水量為4000 t的打撈船進(jìn)行打撈。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘探后得知沉船排開(kāi)水的體積為1500 m3，決定采用浮筒打撈法（利用充滿水的鋼制浮筒靠自重下沉，在水下充氣將筒內(nèi)水排出，借助浮力將沉船浮出水面）進(jìn)行打撈。若打撈時(shí)所用鋼制浮筒體積為200 m3，浮筒充氣排水后的質(zhì)量為30 t。（水的密度為1.0×103 kgm3，g取10 N/kg）求：
（1）60 m深的水底受到水的壓強(qiáng)；
（2）打撈船滿載時(shí)受到的浮力；
（3）要成功打撈沉船，至少需要多少個(gè)浮筒？
5．小文同學(xué)借助力傳感開(kāi)關(guān)為自家太陽(yáng)能熱水器設(shè)計(jì)向水箱注水的自動(dòng)控制簡(jiǎn)易裝置。裝置示意圖如圖所示，太陽(yáng)能熱水器水箱儲(chǔ)水空間是底面積0.4 m2，高0.6 m的長(zhǎng)方體?？紤]既充分利用太陽(yáng)能又節(jié)約用水，小文設(shè)計(jì)水箱儲(chǔ)水量最少不少于0.04 m3，最大不超過(guò)0.16 m3（圖中未標(biāo)注最大和最少水位）。
力傳感開(kāi)關(guān)通過(guò)細(xì)繩在水箱內(nèi)懸掛一根細(xì)長(zhǎng)的圓柱形控制棒，并根據(jù)受到的細(xì)繩拉力大小打開(kāi)水泵開(kāi)關(guān)向水箱注水，或者斷開(kāi)水泵開(kāi)關(guān)停止向水箱注水，水泵開(kāi)關(guān)狀態(tài)與細(xì)繩拉力大小的關(guān)系如表所示。
已知控制棒重G＝18 N，密度ρ＝1.5×103 kg/m3。不計(jì)細(xì)繩質(zhì)量與體積，計(jì)算儲(chǔ)水量時(shí)控制棒排水體積忽略不計(jì)，水的密度ρ0＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。小文完成設(shè)計(jì)和安裝，自動(dòng)控制簡(jiǎn)易裝置按照設(shè)計(jì)正常工作。求：
（1）水箱底受到水的最大壓強(qiáng)；
（2）控制棒排開(kāi)水的最小體積；
（3）控制棒的長(zhǎng)度。
6．我國(guó)生產(chǎn)的無(wú)人機(jī)世界領(lǐng)先，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。如圖甲所示為深受廣大航拍愛(ài)好者喜愛(ài)的“YU﹣2”型無(wú)人機(jī)，如表是有關(guān)它的一些飛行參數(shù)。根據(jù)表中資料信息。求：
（1）無(wú)人機(jī)在空中懸停時(shí)受到的升力F。
（2）無(wú)人機(jī)以最大速度勻速上升100 m，空氣阻力忽略不計(jì)，升力對(duì)無(wú)人機(jī)做功的功率P。
（3）無(wú)人機(jī)在空中A點(diǎn)接收到自動(dòng)返航指令后，將從A點(diǎn)沿ABCD航線自動(dòng)返回至起點(diǎn)D，如圖乙所示。假設(shè)無(wú)人機(jī)在各段航線上均以相應(yīng)的最大速度勻速航行，它從A點(diǎn)返回至D點(diǎn)所需的時(shí)間t。
7．小亮為探究金屬做成的輪船能浮在水面的原因。他找到一塊實(shí)心立方體金屬塊，用測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊的重力為27 N，把它放入盛水的圓柱形容器中，金屬塊沉底，水面深度由15 cm升高到20 cm，容器底面積為200 cm2。然后他把這個(gè)金屬塊加工成船型（加工過(guò)程中質(zhì)量和體積不變），成功漂浮在水面上。（ρ水＝1.0×103 kg/m3）求：
（1）水深20 cm時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)及金屬塊沉底靜止時(shí)，金屬塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)；
（2）沉底與漂浮兩次排開(kāi)水的體積差。
8．一質(zhì)量為600 g，密度為0.6 g/cm3的正方體木塊用細(xì)線系于底面積為400 cm2容器的水中，如圖所示，求：
（1）木塊所受的浮力大小是多少？
（2）將細(xì)線剪斷后，木塊靜止時(shí)，容器底部受到水的壓強(qiáng)變化了多少？
9．如圖所示，一立方體物塊靜止在水平地面上，已知物塊的邊長(zhǎng)L＝0.1 m，密度ρ＝2.7×103 kg/m3，水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg。
（1）求物塊的質(zhì)量；
（2）求物塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（3）把物塊放入足夠多的水中，求物塊靜止時(shí)受到的浮力大小。
10．3月23日因巨型貨輪“長(zhǎng)賜”號(hào)在蘇伊士運(yùn)河新航道擱淺，導(dǎo)致蘇伊士運(yùn)河“癱瘓”，引發(fā)廣泛關(guān)注?！伴L(zhǎng)賜”號(hào)長(zhǎng)約400 m，寬約59 m，滿載時(shí)總質(zhì)量為2.2×105 t，吃水深度16 m（是指船舶浸入水下部分的最大深度），是目前營(yíng)運(yùn)的巨型船舶之一。標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的尺寸約為：12 m（長(zhǎng)）×2.5 m（寬）×2.4 m（高）。ρ海水＝1.03×103 kg/m3。g＝10 N/kg，求：
（1）一個(gè)集裝箱總質(zhì)量為30 t，平放在水平地面上，集裝箱對(duì)地面的壓強(qiáng)p1。
（2）滿載時(shí)船底受到海水的壓強(qiáng)p2。
（3）滿載時(shí)船受到的浮力F浮。
11．如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著一正方體物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為20 N，物塊的邊長(zhǎng)為0.1 m。A、B兩容器分別裝有等高的水和酒精，容器液面高度比物塊邊長(zhǎng)高，如圖乙、丙所示?，F(xiàn)將物塊先后緩慢浸入 A、B兩容器的液體中，當(dāng)物塊剛好浸沒(méi)時(shí)，A、B兩容器中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1和F2，且F1：F2＝5：6。（g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3）求：
（1）物塊的質(zhì)量；
（2）物塊浸沒(méi)在水中時(shí)所受浮力大??；
（3）酒精的密度；
（4）已知A容器底面積為B容器底面積的2.5倍。若物塊浸沒(méi)到水中后，水面升高了2 cm，此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1.7×103 Pa，則物塊浸沒(méi)到酒精中時(shí)，酒精對(duì)B容器底部的壓強(qiáng)。
12．在探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)中，老師提供了橫截面積為20 cm2的金屬圓柱體如圖甲所示。小明將圓柱體通過(guò)細(xì)線（體積和質(zhì)量均不計(jì)）懸掛于彈簧測(cè)力計(jì)上，如圖乙所示，靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2 N。他將圓柱體慢慢放入水中。如圖丙所示，當(dāng)圓柱體有一半體積浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.2 N。（g＝10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3）
（1）將圓柱體豎直放于水平地面上時(shí)，求水平地面受到的壓強(qiáng)。
（2）求圓柱體的體積。
（3）求圓柱體的密度。
13．小明參加社區(qū)志愿服務(wù)，利用斜面將箱子勻速推到車上，如圖甲所示。已知斜面高1.2 m，長(zhǎng)3 m，箱子的重力為300 N，小明施加的沿斜面向上的推力是200 N，箱子沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖象如圖乙所示。求：
（1）推力做功的功率；
（2）斜面對(duì)箱子摩擦力的大小。
14．隨著國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)對(duì)《濟(jì)南市城市軌道交通第二期建設(shè)規(guī)劃（2020～2025年）》的批復(fù)，我市地鐵建設(shè)步入快車道。如圖為濟(jì)南地鐵建設(shè)某工地，工人在20 s內(nèi)用塔吊將質(zhì)量為2500 kg的混凝土預(yù)制件勻速提升了6 m。若這個(gè)混凝土預(yù)制件的密度為2.2×103 kg/m3。g取10 N/kg，通過(guò)計(jì)算回答：
（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的體積是多少立方米？
（3）在提升它的過(guò)程中，塔吊對(duì)它做了多少焦的功？
（4）塔吊對(duì)它做功的功率是多少瓦？
15．如圖所示，利用滑輪把重為300 N的物體從斜面底端沿斜面往上勻速拉動(dòng)10 m，物體升高了6 m，所用時(shí)間為10 s，該裝置的機(jī)械效率為75%，繩子自由端拉力為F，其方向始終與斜面平行，求在此過(guò)程中：
（1）拉力做的有用功；
（2）拉力的大??；
（3）拉力的功率。
16．某建筑工人的重力為800 N，雙腳與地面的接觸面積是500 cm2，該工人通過(guò)如圖所示的滑輪組在10 s內(nèi)將建材勻速提升2 m，此過(guò)程中工人對(duì)繩自由端的拉力為300 N，已知?jiǎng)踊喌闹亓?0 N，不計(jì)繩重及輪與軸的摩擦。試求：
（1）該工人雙腳站立在水平地面上沒(méi)拉繩子時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？
（2）該工人對(duì)繩子自由端拉力的功率是多少？
（3）如果繩子承受的拉力足夠大，該工人用此滑輪組最大能夠提起多重的物體？
17．如圖甲所示的輕質(zhì)杠桿，O為支點(diǎn)。用細(xì)線將質(zhì)量為4 kg、密度為4.0 g/cm3的物體P懸掛在A點(diǎn)，同時(shí)在B點(diǎn)施加豎直向下的力F使杠桿水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用細(xì)線將密度為3.0 g/cm3的物體Q懸掛在支點(diǎn)O的左側(cè)，再將P、Q分別浸沒(méi)在水和某種未知液體中，調(diào)節(jié)細(xì)線在杠桿上的懸掛點(diǎn)使杠桿再次水平平衡。如圖乙所示，測(cè)得杠桿左、右側(cè)的力臂大小分別為L(zhǎng)1和L2。然后將物體P、Q取出擦干后左右對(duì)調(diào)，再次將P、Q分別浸沒(méi)在未知液體和水中，重新調(diào)節(jié)杠桿仍能水平平衡，測(cè)得杠桿左、右兩側(cè)的力臂大小分別為L(zhǎng)1′和L2′。已知ρ水＝1.0 g/cm3，g＝10 N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠桿足夠長(zhǎng)，在調(diào)節(jié)過(guò)程中P、Q始終未露出液面，也未與容器壁和底接觸。求：
（1）力F的大??；
（2）物體P浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力；
（3）未知液體的密度。
18．現(xiàn)有一個(gè)滿偏電流Ig（即允許通過(guò)的最大電流）為6 mA的靈敏電流計(jì)G，其內(nèi)阻Rg為10 Ω，小明同學(xué)利用所學(xué)的物理知識(shí)將該電流計(jì)G改裝成了一個(gè)既可以測(cè)電流也可以測(cè)電壓的多用電表，改裝的電路圖如圖所示。求：
（1）該電流計(jì)G的滿偏電壓（即靈敏電流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度對(duì)應(yīng)的電壓）；
（2）接 A、B接線柱，多用電表可作量程為0.6 A的電流表使用，電阻R1的阻值大小（保留一位小數(shù)）；
（3）接 A、C接線柱，多用電表可作量程為3 V的電壓表使用，電阻R2的阻值大小。
19．物理學(xué)中常用磁感線來(lái)形象地描述磁場(chǎng)，用磁感應(yīng)強(qiáng)度（用字母B表示）來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，它的國(guó)際單位是特斯拉（符號(hào)是T），磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大表明磁場(chǎng)越強(qiáng)；B＝0表明沒(méi)有磁場(chǎng)。有一種電阻，它的大小隨磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化而變化，這種電阻叫做磁敏電阻，圖1所示是某磁敏電阻R的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的圖象。為了研究某磁敏電阻R的性質(zhì)，小剛設(shè)計(jì)了如圖2所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)解答下列問(wèn)題：
（1）當(dāng)S1斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為3 V，則此時(shí)電流表的示數(shù)為多少A？（需要寫(xiě)過(guò)程）
（2）閉合S1和S2，移動(dòng)兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表示數(shù)為0.04 A時(shí)，電壓表的示數(shù)為6 V，由圖象得，此時(shí)該磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少T？（需要寫(xiě)過(guò)程）
（3）實(shí)驗(yàn)中小剛將電路中電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，發(fā)現(xiàn)乙電路中電壓表和電流表的示數(shù)不變，這表明：該磁敏電阻的阻值與磁場(chǎng)的 無(wú)關(guān)；
（4）實(shí)驗(yàn)中小剛通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器連入電路R1中的阻值來(lái)改變磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而影響電流表的示數(shù)。若讓滑動(dòng)變阻器R1的滑片向右移動(dòng)，此時(shí)電流表示數(shù)將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。請(qǐng)你再提供一種改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法 。
20．亮亮設(shè)計(jì)了一個(gè)用電壓表的示數(shù)變化反映被測(cè)溫度變化的電路。其電路原理圖如圖甲所示。電壓表量程為0～3V，R0是定值電阻，R0＝300 Ω，R1是熱敏電阻，其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S后，當(dāng)環(huán)境溫度為40 ℃時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.4 V，求：
（1）當(dāng)環(huán)境溫度為40 ℃時(shí)，通過(guò)R0的電流；
（2）電源電壓；
（3）當(dāng)被測(cè)溫度為80 ℃時(shí)，電壓表的示數(shù)。
21．如圖所示的電路圖中，電阻R1的阻值為10 Ω；小明通過(guò)改變開(kāi)關(guān)S1和S2的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電流表最大示數(shù)是0.9 A，而將S1閉合，S2接B時(shí)，電流表是0.3 A。
求：
（1）電源電壓；
（2）R2的阻值；
（3）R1通電時(shí)的最小功率。
22．如圖甲所示的電路，電源電壓5 V保持不變。小燈泡L標(biāo)有“4 V”字樣，其部分I﹣U關(guān)系圖像如圖乙所示?；瑒?dòng)變阻器R1標(biāo)有“20 Ω 1 A”的字樣，定值電阻R2＝20 Ω，電流表的量程為0～0.6 A，電壓表的量程為0～3 V。求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？
（2）只閉合開(kāi)關(guān)S、S2和S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5 A時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1消耗的電功率是多少？
（3）只閉合開(kāi)關(guān)S和S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P，在保證各元件安全工作的情況下，滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍是多少？
23．如圖所示的電路中，電源電壓為12 V保持不變，R2＝30 Ω，小燈泡L上標(biāo)有“12 V 6 W”的字樣（不考慮燈絲電阻的變化），求：
（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.2 A，R1的阻值；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均斷開(kāi)時(shí)，通電15 s小燈泡消耗的電能；
（3）整個(gè)電路消耗的最大功率。
24．小明家中有一個(gè)標(biāo)有“220 V 2200 W”的即熱式水龍頭，其電阻為R0，他發(fā)現(xiàn)冬天使用時(shí)水溫較低，春秋兩季水溫較高，于是他增加兩個(gè)相同的發(fā)熱電阻R和兩個(gè)指示燈（指示燈電阻不計(jì)）改裝了電路，如圖，開(kāi)關(guān)S1可以同時(shí)與a、b相連，或只與c相連，使其有高溫和低溫兩擋。求：
（1）R0的阻值。
（2）改裝前，正常加熱1分鐘產(chǎn)生的熱量。
（3）改裝后，正常工作時(shí)，水龍頭分別處于高溫?fù)跖c低溫?fù)鯐r(shí)R0的電功率之比為4：1，請(qǐng)計(jì)算出高溫?fù)鯐r(shí)的總電功率。
25．圖甲為一種電磁爐的原理示意圖。它是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁化鐵磁材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無(wú)數(shù)小的渦流（感應(yīng)電流）而產(chǎn)生熱。同時(shí)，被磁化的鐵磁分子因摩擦、碰撞而發(fā)熱，從而使鍋體自身發(fā)熱達(dá)到加熱食物的目的。
（1）在使用電磁爐時(shí)，鍋體內(nèi)能的增加是通過(guò) 的方法獲得的，食物內(nèi)能的增加是通過(guò) 的方法獲得的。（兩空均選填“做功”或“熱傳遞”）
某款電磁爐性能參數(shù)如下表所示
根據(jù)上表數(shù)據(jù)計(jì)算：
（2）在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，一鍋體積為2 L，溫度為20 ℃的水燒開(kāi)需要吸收多少熱量？【水的比熱容為4.2×103 J/（kg?℃）】
（3）若電磁爐正常工作時(shí)，燒開(kāi)上問(wèn)鍋中的水最多需要多少時(shí)間？（不計(jì)鍋吸熱及熱散失）
26．在工地上，“塔吊”是常見(jiàn)的一種起重設(shè)備，如圖所示，g＝10 N/kg，求：
（1）如果“塔吊”將質(zhì)量為300 kg的重物先豎直勻速向上吊起1 m，又沿水平方向移動(dòng)重物0.5m，在此過(guò)程中，“塔吊”對(duì)重物做了多少功？
（2）此“塔吊”配置的電動(dòng)機(jī)線圈電阻為0.4 Ω，當(dāng)兩端加220 V電壓時(shí)，通過(guò)線圈的電流為50 A，在60 s內(nèi)“塔吊”把另一重物向上吊起20 m，這次工作中“塔吊”的機(jī)械效率為80%，則該電動(dòng)機(jī)消耗的電能是 J，線圈產(chǎn)生的熱量是 J。
（3）被吊重物的質(zhì)量為多少？
27．圖甲是物理科技小組設(shè)計(jì)的汽車超載記錄儀模擬裝置?？刂齐娐冯妷篣控為可調(diào)電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓可改變汽車超載的壓力。其中壓敏電阻R1的阻值與壓力的關(guān)系如圖乙所示。工作電路電壓U工＝15 V，指示燈L標(biāo)有“9 V 0.3 A”的字樣，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，燈L正常工作?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，將R2的滑片移至最左端，當(dāng)超載壓力為10 N時(shí)，R0與R1兩端的電壓比U0：U1＝1：4，此時(shí)電磁鐵剛好能吸合銜鐵，電控照相機(jī)拍攝到違規(guī)車輛。求：
（1）指示燈L正常發(fā)光100 s產(chǎn)生的熱量；
（2）繼電器線圈的電阻R0的阻值；
（3）當(dāng)電磁鐵吸合銜鐵時(shí)，若R3消耗的功率為5 W，求電控照相機(jī)的功率；
（4）保持R2的滑片在最左端位置不變，現(xiàn)調(diào)節(jié)控制電路電壓，使超載壓力設(shè)為20 N，此時(shí)壓敏電阻R1的電壓為3 V，電功率為P1；將R2的滑片移至最右端時(shí)，R1的電功率為P1′，電路的總功率為P總，R0的電功率為P0。已知P1′：P1＝4：9，P總：P0＝6：1，此時(shí)控制電路的電壓。
28．橋式起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)上有廣泛應(yīng)用，如圖是某橋式起重機(jī)的示意圖，水平橫梁M N架在軌道A和B上，電動(dòng)機(jī)D可沿橫梁左右移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有：額定電壓220 V，額定功率2.2 kW，線圈電阻4 Ω。（g＝10 N/kg，不計(jì)電動(dòng)機(jī)工作的摩擦）
（1）某次電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過(guò)滑輪組，將質(zhì)量為700 kg的零件，在20 s內(nèi)勻速吊高4 m。求：
①這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)消耗的電能及電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量；
②滑輪組的機(jī)械效率。
（2）若橫梁長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫梁的重力不計(jì)，電動(dòng)機(jī)、滑輪、鋼絲繩及零件的總重力為G，電動(dòng)機(jī)吊著零件從M點(diǎn)出發(fā)并開(kāi)始計(jì)時(shí)，以水平速度v勻速運(yùn)動(dòng)到 N點(diǎn)，請(qǐng)推導(dǎo)出橫梁對(duì)軌道A的壓力F與時(shí)間t的關(guān)系式。
29．小偉同學(xué)為了監(jiān)測(cè)家人體重，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易體重計(jì)，電路如圖甲所示。已知：電源電壓4.5 V，定值電阻R0＝6 Ω，R為壓敏電阻，其阻值與所受到的壓力關(guān)系如圖乙所示，電壓表量程為0～3 V，改裝后用于顯示被測(cè)人體重（踏板重力不計(jì)）。求：
（1）體重計(jì)不站人時(shí)，電路的電流；
（2）電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，壓敏電阻1 min產(chǎn)生的熱量；
（3）壓敏電阻R功率最大時(shí)，所測(cè)人的體重。
30．某同學(xué)乘坐小區(qū)電梯時(shí)，發(fā)現(xiàn)電梯超載會(huì)自動(dòng)報(bào)警，喜好鉆研的他對(duì)電梯的自動(dòng)報(bào)警現(xiàn)象設(shè)計(jì)了如圖甲電路進(jìn)行研究。電源電壓恒定不變，R0為定值電阻。用杯中水量調(diào)節(jié)壓敏電阻受到壓力的大小，壓敏電阻的電流與受到壓力大小的關(guān)系如圖乙所示。
（1）甲圖中，當(dāng)水杯中的水量達(dá)到“超載”狀態(tài)，電路中 （選填“綠燈亮”、“電鈴響”或“綠燈亮同時(shí)電鈴響”）。
（2）一個(gè)質(zhì)量為50千克的小區(qū)居民搭載電梯從地面回到五樓的家，已知每層樓高3米，電梯對(duì)該居民做的功是多少焦？
（3）小區(qū)電梯超載報(bào)警的Rx﹣F圖像如圖丙所示，空載時(shí)電梯廂對(duì)Rx的壓力F1等于電梯廂的重力。當(dāng)壓力F2＝1×104牛時(shí)，電梯報(bào)警，則此電梯限載多少人？（設(shè)每人質(zhì)量為50千克）
31．如圖甲為小園同學(xué)設(shè)計(jì)的水箱水量預(yù)警裝置電路設(shè)計(jì)圖圓柱體水箱底面積S＝0.45米2，高H＝10米，浮球質(zhì)量為3千克，永久磁鐵質(zhì)量為2千克。干簧管是一種磁敏開(kāi)關(guān)，其工作原理如圖乙，當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管時(shí)，簧片的觸點(diǎn)部位會(huì)被磁力吸引而吸合；當(dāng)永久磁鐵遠(yuǎn)離干簧管，磁場(chǎng)減弱后，簧片由于本身的彈性而釋放斷開(kāi)。當(dāng)水箱水面高度高于8米或低于2米時(shí)，相應(yīng)的干簧管簧片觸點(diǎn)會(huì)一直吸合，電路中對(duì)應(yīng)的預(yù)警燈亮，發(fā)出預(yù)警。
已知電源電壓U＝6伏，紅燈規(guī)格為“6伏1.2瓦”，綠燈規(guī)格為“6伏0.6瓦”。
（1）圖中滑輪的作用是 。
（2）求完成該實(shí)驗(yàn)浮球的最小體積。（g取10 N/kg）
（3）圖丙表示水箱內(nèi)每秒放水的體積（秒流量）與水位高h(yuǎn)的關(guān)系。當(dāng)水箱裝滿水后，閉合開(kāi)關(guān)的同時(shí)從出水口開(kāi)始放水，到恰好放水完畢，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整個(gè)過(guò)程電路消耗的電能。（干簧管電阻忽略不計(jì)）
32．某款水位自動(dòng)測(cè)控儀的測(cè)量原理如圖甲所示，電源電壓U恒為15 V，定值電阻R0＝10 Ω，R1為一豎直固定光滑金屬棒，總長(zhǎng)40 cm，阻值為20 Ω，其接入電路的阻值與對(duì)應(yīng)棒長(zhǎng)成正比。金屬?gòu)椈缮隙斯潭ǎ琍固定在彈簧下端且與R1接觸良好，滑片及彈簧的阻值、重力均不計(jì)。圓柱體M通過(guò)無(wú)伸縮的輕繩掛在彈簧下端，重80 N，高60 cm，底面積為100 cm2。當(dāng)水位處于最高位置A時(shí)，M剛好浸沒(méi)在水中，此時(shí)滑片P恰在R1最上端；當(dāng)水位降至最低位置B時(shí)，M的下表面剛好離開(kāi)水面。已知彈簧所受拉力
F與其伸長(zhǎng)量ΔL的關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S。求：
（1）當(dāng)水位處于位置A時(shí)，M受到的浮力；
（2）水位由位置A降至B這一過(guò)程，彈簧的長(zhǎng)度增加了多少？
（3）水位降至位置B時(shí)，電壓表的示數(shù)是多少？（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）
33．常用的密度計(jì)使用時(shí)需要較多待測(cè)液體（如圖甲）。小明設(shè)計(jì)了一臺(tái)只需少量待測(cè)液體就能直接測(cè)量其密度大小的簡(jiǎn)易密度儀（如圖乙）。其工作原理為：桶中無(wú)液體時(shí)，滑片P指向A處；測(cè)量時(shí)，將待測(cè)液體加滿小桶，裝有滑輪和滑片P的滑塊向下移動(dòng)x，彈簧彈力增加F，待滑塊穩(wěn)定后閉合開(kāi)關(guān)S，就能從已標(biāo)注相應(yīng)密度值的電流表刻度盤(pán)上讀出待測(cè)液體密度。電源電壓U0恒為6伏，定值電阻R0的阻值為12歐，電流表量程為0～0.6安，小桶的容積為10厘米3，粗細(xì)均勻的電阻絲AB總長(zhǎng)為20厘米，其阻值隨長(zhǎng)度變化如表。F與x的關(guān)系如圖丙所示。（不計(jì)摩擦，桶距底座高度足夠）。
（1）閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P在A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)分別為Ia、Ib，則Ia、Ib的大小關(guān)系是 。
（2）某次測(cè)量時(shí)，電流表示數(shù)為0.2安，則所測(cè)液體密度為多少克/厘米3？
（3）為了方便在電流表的表盤(pán)上標(biāo)注對(duì)應(yīng)的密度值，需根據(jù)上述信息，分析密度與電流的關(guān)系并確定量程。
①寫(xiě)出密度ρ與電流I的關(guān)系式：ρ＝ 。
②該密度儀能測(cè)量的最大密度為 克/厘米3。
34．物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式水深測(cè)量?jī)x，如圖甲所示，它主要是由探頭A和控制盒B構(gòu)成，A、B之間用有絕緣皮的細(xì)導(dǎo)線相連。探頭A是一個(gè)裝配有壓敏電阻Rx的圓柱體，壓敏電阻Rx所受壓力等于圓柱體底部所受壓力。圓柱體底面積為1×10﹣3 m2、高0.05 m、重3 N，工作時(shí)底部始終與水平面相平。A、B之間的電路連接如圖乙所示，電源電壓恒為12 V，當(dāng)壓敏電阻Rx受到的壓力達(dá)到最大值800 N時(shí)，電路中的電流為10 mA，報(bào)警器（電阻不計(jì)）開(kāi)始報(bào)警。正常工作時(shí)，壓敏電阻Rx阻值隨壓力F的變化規(guī)律如圖丙所示。（不考慮大氣壓強(qiáng)的影響，細(xì)導(dǎo)線重力與體積均不計(jì)，湖水的密度為1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）。
（1）探頭A的密度是多少？
（2）為保證壓敏電阻Rx受到的壓力達(dá)到最大值時(shí)報(bào)警器能正常報(bào)警，接入電路的定值電阻R0阻值為多大？
（3）小組同學(xué)將該裝置帶到湖面進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)探頭A在細(xì)導(dǎo)線的牽引下，下沉到湖中某深度處時(shí)，電壓表示數(shù)是8 V，求此處的深度和此時(shí)細(xì)導(dǎo)線對(duì)探頭A的拉力。
參考答案
1．【解析】（1）根據(jù)G＝mg可知，輕卡滿載貨物時(shí)的質(zhì)量為m=Gg=5.5×104N10N/kg=5.5×103kg=5.5t，小于標(biāo)志牌6 t的質(zhì)量標(biāo)志，則該卡車能通過(guò)這座石板橋；
（2）輕卡在平直公路上勻速行駛時(shí)，水平方向上受牽引力F牽＝4500 N和阻力f，依據(jù)平衡條件則有：f＝F牽＝4500 N；
（3）已知輕卡勻速通過(guò)s＝15 km所用的時(shí)間t＝0.2 h，則勻速行駛的速度v=st=15km0.2?=75 km/h。
【答案】（1）這輛輕卡能通過(guò)如圖所示的石板橋；
（2）輕卡在勻速行駛的過(guò)程中所受阻力是4500 N；
（3）輕卡勻速行駛的速度是75 km/h。
2．【解析】（1）乙的重力：G乙＝m乙g＝0.04 kg×10 N/kg＝0.4 N，
由于乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到拉力F和重力的作用，F(xiàn)＝G乙＝0.4 N，
根據(jù)物體間力的作用是相互的，所以繩子對(duì)甲的拉力也為0.4 N；
（2）甲的重力G甲＝m甲g＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N，
甲對(duì)桌面的壓力F N＝G甲＝1 N，
由于甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，甲受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，則摩擦力f＝F＝G乙＝0.4 N，
因?yàn)閒＝μF N，
所以滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)：
μ=fFN=0.4N1N=0.4。
【答案】（1）繩子的拉力大小為0.4 N；
（2）滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小為0.4。
3．【解析】（1）運(yùn)輸車的質(zhì)量為2噸，運(yùn)輸車空載時(shí)自重：
G車＝m車g＝2×103 kg×10 N/kg＝2×104 N；
運(yùn)輸車裝滿牛奶后，牛奶的體積：V牛奶＝V＝5 m3，
由ρ=mV可得，牛奶的質(zhì)量：
m牛奶＝ρ牛奶V牛奶＝1.04×103 kg/m3×5 m3＝5.2×103 kg，
牛奶的重力：G牛奶＝m牛奶g＝5.2×103 kg×10 N/kg＝5.2×104 N；
因運(yùn)輸車在平直公路上勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，地面對(duì)汽車的支持力和汽車的總重力是一對(duì)平衡力，
所以，地面對(duì)汽車的支持力：
F支持＝G總＝G車+G牛奶＝2×104 N+5.2×104 N＝7.2×104 N；
（3）汽車裝滿牛奶后行駛時(shí)受到的阻力：
f＝0.2G總＝0.2×7.2×104 N＝1.44×104 N，
因運(yùn)輸車在平直公路上勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，
所以，汽車裝滿牛奶后行駛時(shí)牽引力：F＝f＝1.44×103 N。
【答案】（1）運(yùn)輸車裝滿牛奶后，地面對(duì)汽車的支持力為7.2×104 N；
（2）汽車裝滿牛奶后行駛時(shí)牽引力的大小為1.44×104 N。
4．【解析】（1）60m深的水底受到水的壓強(qiáng)：p＝ρgh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×60 m＝6×105 Pa；
（2）根據(jù)阿基米德原理可得，打撈船滿載時(shí)受到的浮力：
F?。紾排＝m排g＝4000×103 kg×10 N/kg＝4×107 N；
（3）沉船受到的重力：
G沉船＝m沉船g＝2000×103kg×10 N/kg＝2×107 N，
沉船受到的浮力：
F浮沉＝G排沉＝ρgV排沉＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×1500m3＝1.5×107 N；
則打撈沉船需要的拉力：F＝G沉船﹣F浮沉＝2×107 N﹣1.5×107 N＝5×106 N，
浮筒充氣排水后的重力：G0＝m0g＝30×103kg×10 N/kg＝3×105 N，
浮筒沉入水底受到的浮力：F浮0＝G排0＝ρ水V排0g＝1.0×103 kg/m3×200 m3×10 N/kg＝2×106 N，
每個(gè)浮筒能提供的向上的拉力：F拉＝F浮0﹣G0＝2×106 N﹣3×105 N＝1.7×106 N，
需要浮筒個(gè)數(shù)：n=FF拉=5×106N1.7×106N≈2.9，
則最少需要3個(gè)浮筒才能把沉船打撈起來(lái)。
【答案】（1）60 m深的水底受到水的壓強(qiáng)為6×105 Pa；
（2）打撈船滿載時(shí)受到的浮力4×107 N；
（3）要成功打撈沉船，至少需要3個(gè)浮筒。
5．【解析】（1）當(dāng)水箱中儲(chǔ)水量最大時(shí)水最深，由V＝Sh可得，水箱中水的最大深度：
h最大=V最大S水箱=，
所以水箱底受到水的最大壓強(qiáng)：
p最大＝ρ0gh最大＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m＝4000 Pa；
（2）控制棒懸掛在水箱中時(shí)，受到細(xì)繩拉力、浮力與其重力平衡，所以F+F?。紾，
控制棒重力一定，當(dāng)拉力最大為16 N時(shí)，受到的浮力最小，
F浮最小＝G﹣F最大＝18 N﹣16 N＝2 N，
由F?。溅岩篻V排可得，控制棒排開(kāi)水的最小體積：
V排最小=F浮最小ρ0g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣4 m3；
（3）水箱中水的最小深度：h最小=V最小S水箱= m，
水箱中最大水量和最小水量時(shí)水的高度差△h＝h最大﹣h最?。?.4 m﹣0.1 m＝0.3 m，
細(xì)繩拉力F最大時(shí)，F(xiàn)最大+F浮最小＝G，
細(xì)繩拉力F最小時(shí)，F(xiàn)最小+F浮最大＝G，
所以：F最小+F浮最大＝F最大+F浮最小，
即：F浮最大﹣F浮最小＝F最大﹣F最小，
所以：△F浮＝F最大﹣F最?。?6 N﹣8 N＝8 N，
由阿基米德原理可得：△F浮＝ρ0g△V排＝ρ0gS△h，
所以控制棒的橫截面積S=△F浮ρ0g△?=8N1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=83×10﹣3 m2，
由G＝mg＝ρVg可得，控制棒的體積：
V=Gρg=18N1.5×103kg/m3×10N/kg=1.2×10﹣3 m3，
所以控制棒的長(zhǎng)度：
L=VS=1.2×10?3m383×10?3m2=0.45 m。
【答案】（1）水箱底受到水的最大壓強(qiáng)為4000 Pa；
（2）控制棒排開(kāi)水的最小體積為2×10﹣4 m3；
（3）控制棒的長(zhǎng)度為0.45 m。
6．【解析】（1）無(wú)人機(jī)的重力：G＝mg＝1100×10﹣3 kg×10 N/kg＝11 N；
因?yàn)闊o(wú)人機(jī)在空中懸停時(shí)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)無(wú)人機(jī)受到的重力和升力是一對(duì)平衡力，所以無(wú)人機(jī)在空中懸停時(shí)受到的升力：F＝G＝11 N；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，無(wú)人機(jī)的最大上升速度為4 m/s，因?yàn)榇诉^(guò)程中無(wú)人機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以此時(shí)無(wú)人機(jī)受到的升力與重力還是一對(duì)平衡力，即F＝G＝11 N，
因此升力對(duì)無(wú)人機(jī)做功的功率：P=Wt=Fst=Fv＝11 N×4 m/s＝44 W；
（3）圖乙可知，無(wú)人機(jī)在空中A點(diǎn)接收到自動(dòng)返航指令后，從A點(diǎn)沿ABCD航線自動(dòng)返回至起點(diǎn)D的過(guò)程中，先從A到B上升300 m﹣200 m＝100 m，再?gòu)腂到C水平飛行900 m﹣100 m＝800 m，再?gòu)腃到D下降300 m，
由表中數(shù)據(jù)可知，無(wú)人機(jī)的最大上升速度為4m/s，則無(wú)人機(jī)以最大速度從A到B勻速上升100 m所需要的時(shí)間：tAB=sABvAB=100m4m/s=25 s，
由表中數(shù)據(jù)可知，無(wú)人機(jī)的最大水平飛行速度為20 m/s，則無(wú)人機(jī)以最大速度水平勻速?gòu)腂到C勻飛行升800 m所需要的時(shí)間：tBC=sBCvBC=800m20m/s=40 s，
由表中數(shù)據(jù)可知，無(wú)人機(jī)的最大下降速度為3m/s，則無(wú)人機(jī)以最大速度勻速下降300 m所需要的時(shí)間：tCD=sCDvCD=300m3m/s=100 s，
則無(wú)人機(jī)從A點(diǎn)返回至D點(diǎn)所需的時(shí)間：t＝tAB+tBC+tCD＝25 s+40 s+100 s＝165 s。
【答案】（1）無(wú)人機(jī)在空中懸停時(shí)受到的升力F為11 N；
（2）無(wú)人機(jī)以最大速度勻速上升100 m，空氣阻力忽略不計(jì)，升力對(duì)無(wú)人機(jī)做功的功率P為44 W；
（3）無(wú)人機(jī)在各段航線上均以相應(yīng)的最大速度勻速航行時(shí)從A點(diǎn)返回至D點(diǎn)所需的時(shí)間t為165 s。
7．【解析】（1）水深20 cm時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10﹣2 m＝2000 Pa；
金屬塊的體積：V＝V排＝SΔh＝200×10﹣4 m 2×（20﹣15）×10﹣2 m＝10﹣3 m3，
金屬塊的邊長(zhǎng)：L=3V=310?3m3=0.1 m，
金屬塊沉底靜止時(shí)受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×10﹣3m3＝10 N，
金屬塊對(duì)容器底的壓力：F＝F支＝G﹣F?。?7 N﹣10 N＝17 N，
金屬塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)：p=FS=FL2=17N0.1m×0.1m=1700 Pa；
（2）漂浮時(shí)金屬塊受到的浮力等于自身的重力，此時(shí)金屬塊浸入水中的體積：V′=F浮′ρ水g=Gρ水g=27N1.0×103kg/m3×10N/kg=2.7×10﹣3 m3，
沉底與漂浮兩次排開(kāi)水的體積差：ΔV＝V′﹣V＝2.7×10﹣3 m3﹣10﹣3 m3＝1.7×10﹣3 m3。
【答案】（1）水深20 cm時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為2000 Pa，金屬塊沉底靜止時(shí)，金屬塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為1700 Pa；
（2）沉底與漂浮兩次排開(kāi)水的體積差為1.7×10﹣3 m3。
8．【解析】（1）正方體木塊的體積：
V=m1ρ1=600 g0.6 g/cm3=1000 cm3＝1×10﹣3 m3，
木塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力：
F?。溅阉甮V排＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10﹣3 m3＝10 N；
（2）由G＝mg可得，木塊的重力：
G1＝m1g＝0.6 kg×10 N/kg＝6 N，
將細(xì)線剪斷后，木塊靜止時(shí)，木塊漂浮，此時(shí)木塊受到的浮力F?。紾1＝6 N；
由F?。溅岩篻V排得，木塊漂浮時(shí)排開(kāi)水的體積：
V排=F浮ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10﹣4 m3；
所以液面下降的深度為：
△h=△V排S=V?V排S=1×10?3m?6×10?4m3400×10?4m2=0.01 m；
則容器底部受到水的壓強(qiáng)減少量：
△p＝ρ水g△h＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m＝100 Pa。
【答案】（1）木塊所受的浮力大小10 N；
（2）將細(xì)線剪斷后，木塊靜止時(shí)，容器底部受到水的壓強(qiáng)變化了100 Pa。
9．【解析】（1）物塊的體積：V＝L3＝（0.1 m）3＝0.001 m3；
根據(jù)ρ=mV可得，物塊的質(zhì)量：m＝ρV＝2.7×103 kg/m3×0.001 m3＝2.7 kg；
（2）立方體物塊靜止在水平地面上，則物塊對(duì)水平地面的壓力：
F＝G＝mg＝2.7 kg×10 N/kg＝27 N，
物塊的底面積：S＝L2＝（0.1 m）2＝0.01 m2；
物塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p=FS=27N0.01m2=2700 Pa；
（3）由于物塊密度ρ＝2.7×103 kg/m3＞水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，
所以，物塊在水中將下沉，靜止時(shí)浸沒(méi)在水中，
則物塊受到的浮力：F?。溅阉甮V＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3＝10 N。
【答案】（1）物塊的質(zhì)量為2.7 kg；
（2）物塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為2700 Pa；
（3）把物塊放入足夠多的水中，物塊靜止時(shí)受到的浮力大小為10 N。
10．【解析】（1）集裝箱對(duì)水平地面的壓力F＝G＝mg＝30 t×10 N/kg＝3×104 kg×10 N/kg＝3×105 N；
集裝箱在水平地面上的受力面積S＝ab＝12 m×2.5 m＝30 m2；
集裝箱對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p=FS=3×105N30m2=1×104 Pa；
（2）船底所受海水的壓強(qiáng)：
p＝ρ海水gh＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×16 m＝1.648×105 Pa；
（3）輪船滿載時(shí)的總質(zhì)量為2.2×105 t＝2.2×108 kg，
滿載時(shí)總重：G總＝mg＝2.2×108 kg×10 N/kg＝2.2×109 N，
因?yàn)檩喆?，所以F浮＝G總＝2.2×109 N。
【答案】（1）集裝箱對(duì)地面的壓強(qiáng)是1×104 Pa；
（2）滿載時(shí)船底受到海水的壓強(qiáng)是1.648×105 Pa；
（3）滿載時(shí)船受到的浮力是2.2×109 N。
11．【解析】（1）如圖甲，物塊的重力是20 N，則物塊的質(zhì)量m=Gg=20N10N/kg=2 kg。
（2）物塊的邊長(zhǎng)為a＝0.1 m，則物塊的體積V＝a3＝（0.1m）3＝0.001m3，
物塊浸沒(méi)在水中受到的浮力F浮水＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3＝10 N。
（3）物塊浸沒(méi)在水中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1＝G﹣F浮水＝20 N﹣10 N＝10 N，
物塊浸沒(méi)在水中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2＝G﹣F浮酒＝20 N﹣F浮酒，
因?yàn)镕1：F2＝5：6，
則，10N20N?F浮酒=56，
則物塊浸沒(méi)在酒精中受到的浮力F浮酒＝8 N，
由阿基米德原理得，F(xiàn)浮酒＝ρ水gV排＝ρ水gV，
8 N＝ρ酒×10 N/kg×0.001 m3，
酒精的密度ρ酒＝0.8×103 kg/m3。
（4）若物塊浸沒(méi)到水中后，此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1.7×103 Pa，
根據(jù)液體壓強(qiáng)公式得，則此時(shí)容器中水的深度h=pρ水g=1.7×103Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.17m，
物塊浸沒(méi)到水中后，水面升高了△h水＝2 cm＝0.02 m，
則A容器中原來(lái)水的深度h0＝h﹣△h水＝0.17 m﹣0.02 m＝0.15 m，
A和B容器中液體深度相同，則酒精深度為h0＝0.15 m。
已知A容器底面積為B容器底面積的2.5倍，設(shè)B容器的底面積是S，則A容器底面積是2.5 S，
設(shè)物塊浸沒(méi)在酒精中，酒精升高的高度是△h酒，
則，2.5S×△h水＝S×△h酒，
則，2.5S×0.02 m＝S×△h酒，
則，酒精升高的高度是△h酒＝0.05 m，
B容器中酒精深度h'＝h0+△h酒＝0.15 m+0.05 m＝0.2 m，
酒精對(duì)B容器底的壓強(qiáng)p'＝ρ酒gh'＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m＝1.6×103 Pa。
【答案】（1）物塊的質(zhì)量是2 kg；
（2）物塊浸沒(méi)在水中時(shí)所受浮力是10 N；
（3）酒精的密度是0.8×103 kg/m3；
（4）酒精對(duì)B容器底部的壓強(qiáng)是1.6×103 Pa。
12．【解析】（1）圓柱體的對(duì)水平地面的壓力F＝G＝2 N；
圓柱體的橫截面積S＝20 cm2＝2×10﹣3 m2；
圓柱體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p=FS=2N2×10?3m2=1000 Pa；
（2）當(dāng)圓柱體有一半體積浸入水中時(shí)，圓柱體受到的浮力F浮＝G﹣F拉＝2 N﹣1.2 N＝0.8 N；
圓柱體一半的體積V排=F浮ρ水g=0.8N1×10?3kg/m3×10N/kg=8×10﹣5 m3；
圓柱體的體積V＝2V排＝2×8×10﹣5 m3＝1.6×10﹣4 m3；
（3）圓柱體的質(zhì)量m=Gg=2N10N/kg=0.2 kg；
圓柱體的密度ρ=mV=0.2kg1.6×10?4m3=1.25×103 kg/m3。
【答案】（1）將圓柱體豎直放于水平地面上時(shí)，水平地面受到的壓強(qiáng)為1000 Pa；
（2）圓柱體的體積為1.6×10﹣4 m3；
（3）圓柱體的密度為1.25×103 kg/m3。
13．【解析】（1）由圖乙可知，小明推動(dòng)箱子沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，小明推動(dòng)箱子的速度v=st=1.8m6s=0.3m/s，推力做功的功率P=Wt=Fst=Fv＝200 N×0.3 m/s＝60 W；
（2）小明沿斜面向上推動(dòng)箱子，小明對(duì)箱子的推力做的功是總功，克服箱子重力做的功是有用功，克服斜面對(duì)箱子的摩擦力做的功是額外功，斜面對(duì)箱子的支持力不做功，推力做的總功W總＝Fs＝200 N×3 m＝600 J，有用功W有＝Gh＝300 N×1.2 m＝360 J，額外功W額外＝W總﹣W有＝600 J﹣360 J＝240 J，斜面對(duì)箱子的摩擦力f=W額外s=240J3m=80 N。
【答案】（1）推力做功的功率是60 W；
（2）斜面對(duì)箱子的摩擦力是80 N。
14．【解析】（1）它受到的重力G＝mg＝2500 kg×10 N/kg＝2.5×104 N，
（2）由ρ=mV可得，它的體積：
V=mρ土=2500kg2.2×103kg/m3≈1.14 m3，
（3）在提升它的過(guò)程中，塔吊對(duì)它做功：
W＝Gh＝2.5×104 N×6 m＝1.5×105 J，
（4）塔吊對(duì)它做功的功率P=Wt=1.5×105J20s=7.5×103 W。
【答案】（1）它受到的重力是2.5×104 N；
（2）它的體積是1.14 m3；
（3）在提升它的過(guò)程中，塔吊對(duì)它做了1.5×105 J的功；
（4）塔吊對(duì)它做功的功率是7.5×103 W。
15．【解析】已知問(wèn)題重力G＝300 N，物體升高高度h＝6 m，物體沿斜面向上移動(dòng)的距離s′＝10 m，所用時(shí)間t＝10 s。
（1）根據(jù)題意拉力做的有用功：
W有＝Gh＝300 N×6 m＝1800 J；
（2）由η=W有W總=75%得總功：
W總=W有75%=1800J75%=2400 J，
由圖可知，動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n＝2，則繩子端移動(dòng)的距離s＝2 s′＝2×10 m＝20 m，
由W總＝Fs得拉力：
F=W總s=2400J20m=120 N；
（3）拉力做功的功率：
P=W總t=2400J10s=240 W。
【答案】（1）拉力做的有用功為1800 J；
（2）拉力的大小為120 N；
（3）拉力的功率為240 W。
16．【解析】（1）因?yàn)楣と穗p腳站立在水平地面上沒(méi)拉繩子，所以F＝G＝800 N，
則人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p=FS=800N500×10?4m2=1.6×104 Pa；
（2）因?yàn)樘崞饎?dòng)滑輪繩子的股數(shù)n＝2，所以s＝2 h＝2×2 m＝4 m，
拉力做的功W＝Fs＝300 N×4m＝1200 J，
則拉力的功率P=Wt=1200J10s=120 W；
（3）人向下拉繩子時(shí)，所能施加的最大拉力等于人自身的重力，即F最大＝G＝800 N，
因?yàn)椴挥?jì)繩重及輪與軸的摩擦，根據(jù)F=12（G+G動(dòng)）可知：G最大＝2F﹣G動(dòng)＝2×800 N﹣80 N＝1520 N。
【答案】（1）該工人雙腳站立在水平地面上沒(méi)拉繩子時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.6×104 Pa；
（2）該工人對(duì)繩子自由端拉力的功率是120 W；
（3）如果繩子承受的拉力足夠大，該工人用此滑輪組最大能夠提起1520 N重的物體。
17．【解析】（1）由題知，OA：OB＝1：2，A點(diǎn)受到P的拉力大小等于P的重力，
根據(jù)杠桿的平衡條件有：F×OB＝GP×OA＝mPg×OA，
所以F=OAOB×mPg=12×4 kg×10 N/kg＝20 N；
（2）由ρ=mV可得，物體P的體積：
VP=mPρP=4kg4.0×103kg/m3=10﹣3 m3，
物體P浸沒(méi)在水中，V排P＝VP，
受到水的浮力F浮＝ρ水gVP＝1.0×103 kg/m3×10﹣3 m3×10 N/kg＝10 N；
（3）圖乙中，將P、Q分別浸沒(méi)在水和某種未知液體中，左、右側(cè)的力臂大小分別為L(zhǎng)1和L2時(shí)，杠桿水平平衡，
根據(jù)G＝mg＝ρVg和F浮＝ρ液gV排可得，Q對(duì)杠桿拉力：
FQ＝GQ﹣F浮Q＝ρQVQg﹣ρ液gVQ＝（ρQ﹣ρ液）gVQ，
同理：P對(duì)杠桿的拉力：
FP＝GP﹣F浮P＝ρPVPg﹣ρ水gVP＝（ρP﹣ρ水）gVP，
根據(jù)杠桿的平衡條件有：FQL1＝FPL2，
即：（ρQ﹣ρ液）gVQL1＝（ρP﹣ρ水）gVPL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
將P、Q分別浸沒(méi)在未知液體和水中，即P、Q對(duì)調(diào)，重新調(diào)節(jié)杠桿仍能水平平衡，杠桿左、右兩側(cè)的力臂大小分別為L(zhǎng)1′和L2′時(shí)，杠桿平衡，
P對(duì)杠桿的拉力F：
FP′＝GP﹣F浮P′＝ρPVPg﹣ρ液gVP＝（ρP﹣ρ液）gVP，
Q對(duì)杠桿拉力：
FQ′＝GQ﹣F浮Q′＝ρQVQg﹣ρ水gVQ＝（ρQ﹣ρ水）gVQ，
根據(jù)杠桿的平衡條件有：FQ′L1′＝FP′L2′，
即：（ρP﹣ρ液）gVPL1′＝（ρQ﹣ρ水）gVQ L2′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①×②化簡(jiǎn)得：
（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）L1L1′＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水）L2 L2′，
由題知，L1L1′＝3L2L2′，代入上式可得：
3（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水），
3（3.0 g/cm3﹣ρ液）（4.0 g/cm3﹣ρ液）＝（4.0 g/cm3﹣1.0 g/cm3）（3.0 g/cm3﹣1.0 g/cm3），
解得：ρ液＝2.0 g/cm3或ρ液＝5.0 g/cm3，
因?yàn)镻、Q始終未露出液面且杠桿有拉力，所以P、Q的密度大于水和液體的密度，故ρ液＝5.0 g/cm3不合題意。
【答案】（1）力F的大小為20 N；
（2）物體P浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力為10 N；
（3）未知液體的密度為2.0 g/cm3。
18．【解析】（1）該電流計(jì)G的滿偏電壓：Ug＝IgRg＝6×10﹣3 A×10 Ω＝0.06 V；
（2）接A、B接線柱時(shí)，改裝成量程為0.6 A的電流表，電阻R1和電流表G并聯(lián)，
因并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，則干路電流最大為0.6 A時(shí)，通過(guò)電阻R1的電流：I1＝I﹣Ig＝0.6 A﹣0.006 A＝0.594 A，
由歐姆定律可得電阻R1的阻值：R1=UgI1=≈0.1 Ω；
（2）接A、C接線柱時(shí)，改裝成量程為3 V的電壓表，電阻R1和電流表G先并聯(lián)，再和電阻R2串聯(lián)，
因串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和，則A、C兩端電壓最大為3 V時(shí)，串聯(lián)電阻R2兩端的電壓：U2＝U﹣Ug＝3 V﹣0.06 V＝2.94 V，
由于R1與電流表G并聯(lián)，則A、C兩端電壓最大為3 V時(shí)，通過(guò)電阻R2的電流（干路電流）最大為0.6 A；
由歐姆定律得電阻R2的阻值：R2=U2I= Ω。
【答案】（1）該電流計(jì)G的滿偏電壓為0.06 V；
（2）接A、B接線柱時(shí)，電阻R1的阻值為0.1 Ω；
（3）接A、C接線柱時(shí)，電阻R2的阻值為4.9 Ω。
19．【解析】（1）圖2中的乙電路中R與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量R兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；由圖2可知，當(dāng)S1斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，螺線管沒(méi)有磁性，由圖1可知，當(dāng)磁敏電阻R周圍沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)（B＝0），其阻值R＝100Ω，根據(jù)歐姆定律得，電流表的示數(shù)為
I=UR=3V100Ω=0.03 A；
（2）閉合S1和S2，移動(dòng)兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表示數(shù)為0.04 A時(shí)，電壓表的示數(shù)為6 V，由I=UR可得，此時(shí)磁敏電阻的阻值為
R=U′I′=6V0.04A=150 Ω，
由圖1知，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3 T；
（3）小剛將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，螺線管的磁極發(fā)生變化（磁場(chǎng)的方向發(fā)生變化）；發(fā)現(xiàn)乙電路中電壓表和電流表的示數(shù)不變，也就是磁敏電阻的阻值不變。這表明：該磁敏電阻的阻值與磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)；
（4）閉合S1和S2，將R1的滑片向右滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的電阻變大，故通過(guò)電磁鐵的電流會(huì)減小，磁性變?nèi)?，由圖象可知磁敏電阻R的阻值會(huì)減小，根據(jù)歐姆定律可知，右側(cè)電路中的電流變大，即電流表示數(shù)變大；已知磁敏電阻的大小隨磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化而變化，所以可以通過(guò)改變通電螺線管中線圈匝數(shù)改變螺線管的磁性強(qiáng)弱，即改變磁感應(yīng)強(qiáng)度。
【答案】（1）電流表的示數(shù)為0.03 A；
（2）此時(shí)該磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3 T；
（3）方向；
（4）變大；線圈匝數(shù)。
20．【解析】由甲電路圖可知，R1與R0串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端電壓。
（1）環(huán)境溫度為40 ℃時(shí)電壓表的示數(shù)為2.4 V，根據(jù)歐姆定律可得通過(guò)R0的電流：I0=U0R0=2.4V300Ω=0.008 A；
（2）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，熱敏電阻R1＝200 Ω，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)R1兩端的電壓：U1＝IR1＝0.008 A×200 Ω＝1.6 V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U＝U0+U1＝2.4 V+1.6 V＝4 V；
（3）由圖乙可知，環(huán)境溫度80 ℃時(shí)，R1的阻值為100 Ω，
串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，
根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)通過(guò)電路的電流：I′=UR0+R1′=4V300Ω+100Ω=0.01 A，
此時(shí)電壓表的示數(shù)為：U1′＝I′R0＝0.01×300 Ω＝3 V。
【答案】（1）當(dāng)環(huán)境溫度為40 ℃時(shí)，通過(guò)R0的電流為0.008 A；
（2）電源電壓為4 V；
（3）當(dāng)被測(cè)溫度為80 ℃時(shí)，電壓表的示數(shù)為3 V。
21．【解析】（1）當(dāng)S1閉合，S2接B時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，
由歐姆定律可知，電源電壓：
U＝I1R1＝0.3 A×10 Ω＝3 V；
（2）由歐姆定律可知，在電源電壓一定時(shí)，電路中的電阻越小，電路中的電流越大，
分析電路圖可知，當(dāng)S1閉合，S2接A時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電路中的電阻最小，電流最大，電流表測(cè)干路電流，
由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，此時(shí)R1的電壓和電流都不變，
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，此時(shí)通過(guò)R2的電流：
I2＝I﹣I1＝0.9 A﹣0.3 A＝0.6 A，
由歐姆定律可知，R2的阻值：
R2=UI2=3V0.6A=5 Ω；
（3）由P＝UI＝I2R可知，通過(guò)R1的電流最小時(shí)，R1的功率最小，由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電阻最大，
分析電路圖可知，當(dāng)S1斷開(kāi)，S2接B時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路中的電阻最大，電流最小，電流表測(cè)電路中的電流，
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路中的總電阻：
R＝R1+R2＝10 Ω+5 Ω＝15 Ω，
電路中的最小電流：
I小=UR總=3V15Ω=0.2 A，
則R1通電時(shí)的最小功率：
P1＝I小2R1＝（0.2 A）2×10 Ω＝0.4 W。
【答案】（1）電源電壓為3 V；
（2）R2的阻值為5 Ω；
（3）R1通電時(shí)的最小功率為0.4 W。
22．【解析】（1）小燈泡L標(biāo)有“4 V”字樣，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡兩端的電壓為4 V，從圖乙可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)通過(guò)燈泡的電流IL＝0.4 A，根據(jù)歐姆定律可知小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL=ULIL=4V0.4A=10 Ω；
（2）只閉合開(kāi)關(guān)S、S2和S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5 A時(shí)，由于變阻器和R2并聯(lián)，則電流表測(cè)總電流I＝0.5 A，
根據(jù)歐姆定律可知通過(guò)R2的電流，
I2=UR2=5V20Ω=0.25 A；
由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過(guò)動(dòng)變阻器R1的電流：
I1＝0.5 A﹣0.25 A＝0.25 A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1消耗的電功率P1＝UI1＝5 V×0.25 A＝1.25 W；
（3）只閉合開(kāi)關(guān)S和S1，燈與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，從圖乙可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)通過(guò)燈泡的電流IL＝0.4 A，
電流表量程為0～0.6 A，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，電路中的最大電流為I最大＝0.4 A，
此時(shí)燈正常發(fā)光，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)規(guī)律，變阻器有最小阻值；
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，滑動(dòng)變阻器R1的最小阻值：
R滑小=UI最大?RL=5V0.4A?10 Ω＝2.5 Ω；
因電壓表的量程為0～3 V，電壓表的最大示數(shù)為U最大＝3 V時(shí)，變阻器連入電路中的電阻最大，
根據(jù)串聯(lián)電路兩端的電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
燈泡兩端的最小電壓UL最?。? V﹣3 V＝2 V，
由圖乙可知，此時(shí)通過(guò)燈的電流為電路中的最小電流，則I最?。?.25 A，
由歐姆定律和串聯(lián)電路電流的規(guī)律，變阻器連入電路中的最大電阻：
R滑大=U最大I最小=3V0.25A=12 Ω，
故滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍是2.5 Ω﹣12 Ω。
【答案】（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是10 Ω；
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1消耗的電功率是1.25 W；
（3）滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍是2.5 Ω﹣12 Ω。
23．【解析】（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均斷開(kāi)時(shí)，R2開(kāi)路，L與R1串聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流；
由P＝UI=U2R可知，燈泡電阻：RL=UL2PL=(12V)26W=24 Ω；
由I=UR可知，電路的總電阻為：R總=UI=12V0.2A=60 Ω，
因串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和，所以R1的阻值為：R1＝R總﹣RL＝60 Ω﹣24 Ω＝36 Ω；
（2）通電15 s小燈泡消耗的電能為：W＝I2RLt＝（0.2A）2×24 Ω×15 s＝14.4 J；
（3）電源電壓不變，根據(jù)P＝UI=U2R可知，電路中的總電阻最小時(shí)，電路消耗的總功率最大；
當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，R1被短路，L與R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，
電路消耗的最大總功率為：P=U2RL+U2R2=(12V)224Ω+(12V)230Ω=10.8 W。
【答案】（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.2 A，R1的阻值為36 Ω；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均斷開(kāi)時(shí)，通電15 s小燈泡消耗的電能為14.4 J；
（3）整個(gè)電路消耗的最大功率為10.8 W。
24．【解析】（1）根據(jù)P=U2R得R0的電阻為：
R0=U2P額=(220V)22200W=22 Ω；
（2）改裝前，根據(jù)P=Wt得正常加熱1分鐘提供的熱量：
Q＝W＝Pt＝2200 W×60 s＝1.32×105 J；
（3）由電路圖可知，將開(kāi)關(guān)S與a、b相連時(shí)，電阻R與R0并聯(lián)，電阻較小，根據(jù)P＝UI=U2R可知，此時(shí)電路的總功率最大，水龍頭處于高溫狀態(tài)；
由電路圖可知，將開(kāi)關(guān)S與c相連時(shí)，R與R0串聯(lián)，總電阻較大，總功率較小，水龍頭處于低溫狀態(tài)；
因?yàn)樗堫^分別處于高溫?fù)跖c低溫?fù)鯐r(shí)R0的電功率之比為4：1，即P高溫：P低溫=U2R0：(UR+R0)2×R0＝4：1，
解得：R＝R0＝22 Ω。
高溫?fù)鯐r(shí)的電功率：P高溫=U2R+U2R0=2U2R=2×(220V)222Ω=4400 W。
【答案】（1）R0的阻值為22 Ω。
（2）改裝前，正常加熱1分鐘產(chǎn)生的熱量為1.32×105 J；
（3）改裝后高溫?fù)鯐r(shí)的總電功率為4400 W。
25．【解析】（1）在使用電磁爐時(shí)，鍋體內(nèi)能的增加是通過(guò)電能轉(zhuǎn)化而來(lái)的，該過(guò)程是電流做功的過(guò)程，故鍋體內(nèi)能的增加是通過(guò)做功的方法獲得內(nèi)能的；
由于鍋體的溫度高于食物的溫度，熱量會(huì)從鍋體傳遞給食物，故食物內(nèi)能的增加是通過(guò)熱傳遞的方法獲得的。
（2）水的體積V＝2 L＝2 dm3＝2×10﹣3 m3，
由ρ=mV得，水的質(zhì)量：
m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×2×10﹣3 m3＝2 kg，
在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水沸騰時(shí)的溫度t＝100 ℃，
則水燒開(kāi)需要吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103 J/（kg?℃）×2 kg×（100 ℃﹣20 ℃）＝6.72×105 J。
（3）由于不計(jì)鍋吸熱及熱散失，消耗的電能W＝Q吸＝6.72×105 J；
由表格數(shù)據(jù)可知，要使燒開(kāi)鍋中的水需要的時(shí)間最多，應(yīng)使電磁爐的電功率最小，P最?。?50 W，
由P=Wt得，燒開(kāi)鍋中的水需要的最長(zhǎng)時(shí)間：
t′=WP最小=6.72×105J450W≈1493.3 s。
【答案】（1）做功；熱傳遞；
（2）在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，一鍋體積為2 L，溫度為20 ℃的水燒開(kāi)需要吸收6.72×105 J熱量；
（3）若電磁爐工作電壓正常，則燒開(kāi)上問(wèn)鍋中的水最多需要時(shí)間為1493.3 s。
26．【解析】（1）豎直勻速向上吊起，拉力與物體重力是一對(duì)平衡力，拉力對(duì)物體做的功：
W＝Gh＝mgh＝300 kg×10 N/kg×1 m＝3000 J；
在水平方向移動(dòng)重物，在拉力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，拉力不做功，
所以在此過(guò)程中，“塔吊”重物做了3000 J的功；
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電能：W電＝UIt＝220 V×50 A×60 s＝6.6×105 J，
電動(dòng)機(jī)1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝（50 A）2×0.4 Ω×60 s＝6×104 J，
（3）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量：
W機(jī)＝W電﹣Q＝6.6×105 J﹣6×104 J＝6×105 J，
因?yàn)棣?W有W機(jī)=G?W機(jī)=mg?W機(jī)，即：80%=m×10N/kg×20m6×105J，
解得：m＝2400 kg。
【答案】（1）塔吊對(duì)重物做功3000 J；
（2）6.6×105；6×104；
（3）被吊重物的質(zhì)量為2400 kg。
27．【解析】（1）指示燈L正常發(fā)光100 s產(chǎn)生的熱量為：
Q＝W＝UIt＝9 V×0.3 A×100 s＝270 J；
（2）由圖乙知當(dāng)超載壓力為10 N時(shí)，R1＝40 Ω，當(dāng)R2的滑片移至最左端時(shí)，R2＝0Ω，控制電路中R0與R1串聯(lián)，由R0與R1兩端的電壓比U0：U1＝1：4，即U0U1=IR0IR1=R0R1=14，解得R0=R14=40Ω4=10 Ω；
（3）由圖甲知當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，控制電路中沒(méi)有電流，電磁鐵沒(méi)有磁性，不能將銜鐵吸下來(lái)，此時(shí)工作電路中R3與小燈泡L串聯(lián)，燈L正常工作，電路中的電流為0.3 A，
根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律知R3的電阻為：
R3=U3I=U工?ULI=15V?9V0.3A=20 Ω；
當(dāng)電磁鐵吸合銜鐵時(shí)，電控照相機(jī)與R3串聯(lián)，由P＝I2R知此時(shí)工作電路的電流為：
I=P3R3=5W20Ω=0.5A，
則電控照相機(jī)的功率為：
P照＝P工﹣P3＝U工I﹣P3＝15 V×0.5 A﹣5 W＝2.5 W；
（4）當(dāng)調(diào)節(jié)控制電路兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最左端，控制電路中的電流為I1，R1的電功率為：P1＝I2R1﹣﹣﹣﹣﹣①，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端，控制電路中的電流為I′，R1的電功率為：P1′＝I′2R1﹣﹣﹣﹣﹣②，
控制電路的總功率為：P總＝I′2R總﹣﹣﹣﹣③，
R0的電功率為：P0＝I′2R0＝10 ΩI′2﹣﹣﹣﹣④，
因?yàn)镻1′：P1＝4：9，P總：P0＝6：1，
聯(lián)立③、④得P總P0=I′2R總I′2R0=R總R0=61，即R總＝6R0＝6×10 Ω＝60 Ω；
聯(lián)立①、②得P1′P1=I′2R1I2R1=I′2I2=49，解得I′I=23，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，電路中R0和R1串聯(lián)，此時(shí)壓敏電阻R1的電壓為3 V，電路中的電流為：I0＝I1=U控?U1R0，
由I′I=23可得U控R總：U控?U1R0=2：3，
即U控60Ω：U控?3V10Ω=2：3，解得U控＝4 V。
【答案】（1）指示燈L正常發(fā)光100 s產(chǎn)生的熱量為270 J；
（2）繼電器線圈的電阻R0的阻值為10 Ω；
（3）當(dāng)電磁鐵吸合銜鐵時(shí)，若R3消耗的功率為5 W，電控照相機(jī)的功率為2.5W；
（4）此時(shí)控制電路的電壓為4 V。
28．【解析】（1）①由題知，電動(dòng)機(jī)的額定電壓為220 V，額定功率2.2 kW＝2200 W，
由P=Wt可得，電動(dòng)機(jī)正常工作20 s消耗的電能：
W＝Pt＝2200 W×20 s＝4.4×104 J；
由P＝UI可得，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流：
I=PU=2200W220V=10 A，
電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量：
Q＝I2Rt＝（10 A）2×4 Ω×20 s＝8×103 J ；
②滑輪組提升零件做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝700 kg×10 N/kg×4 m＝2.8×104 J，
電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用來(lái)對(duì)滑輪組繩子自由端做功（即滑動(dòng)組提升零件時(shí)的總功），
所以：W總＝W﹣Q＝4.4×104 J﹣8×103 J＝3.6×104 J，
滑輪組的機(jī)械效率：η=W有W總=2.8×104J3.6×104J≈77.8%；
（2）電動(dòng)機(jī)吊著零件從M點(diǎn)向 N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將橫梁M N看成一個(gè)杠桿， N點(diǎn)看成支點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)對(duì)杠桿的力看成阻力，A端受到的力看成動(dòng)力，當(dāng)電動(dòng)機(jī)向右移動(dòng)時(shí)，阻力大小等于G，阻力臂為L(zhǎng)﹣vt，動(dòng)力臂L不變，
根據(jù)杠桿平衡條件有：F×L＝G×（L﹣vt），
解得：F＝G?GvLt。
【答案】（1）①這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為4.4×104 J，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為8×103 J；
②滑輪組的機(jī)械效率為77.8%；
（2）橫梁對(duì)軌道A的壓力F與時(shí)間t的關(guān)系式為F＝G?GvLt。
29．【解析】（1）體重計(jì)不站人時(shí)，則壓敏電阻所受壓力為0，由乙圖可知此時(shí)壓敏電阻阻值大小為R1＝24 Ω，且壓敏電阻與定值電阻R0串聯(lián)接入電路，電源電壓為U＝4.5 V，可知電路的電流大小為：
I=UR總=4.5V24Ω+6Ω=0.15 A；
（2）由甲圖可知電壓表測(cè)量的是定值電阻R0的電壓，電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)可知定值電阻電壓U0＝2 V，由串聯(lián)分壓可知，電阻壓敏電阻R的電壓為：
UR＝U﹣U0＝4.5 V﹣2 V＝2.5 V；
由串聯(lián)分壓、電壓之比等于電阻之比可知，若此時(shí)壓敏電阻阻值大小為R2，則滿足關(guān)系R2R0=URU0；
整理可得壓敏電阻此時(shí)電阻大小為：R2=URU0R0=2.5V2V×6Ω＝7.5 Ω；
工作時(shí)間為：t＝1 min＝60 s
壓敏電阻產(chǎn)生的熱量為：Q＝W＝Pt=UR2R2t=(2.5V)27.5Ω×60 s＝50 J；
（3）壓敏電阻的電功率大小為：P＝I2R=(UR0+R)2R=U2(R0+R)2R=U2(R0?R)2R+4R0，所以，當(dāng)R＝R0＝6 Ω時(shí)，壓敏電阻的電功率最大，由乙圖可知壓敏電阻所受壓力大小為600 N，壓敏電阻所受壓力與人的體重相同，故人的體重為G＝600 N。
【答案】（1）體重計(jì)不站人時(shí)，電路的電流大小為0.15 A；
（2）電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，壓敏電阻1 min產(chǎn)生的熱量為50 J；
（3）壓敏電阻R功率最大時(shí)，所測(cè)人的體重為600 N。
30．【解析】（1）由圖乙知，壓力增大時(shí)，通過(guò)Rx的電流增大，說(shuō)明其連接電路的阻值變??；
當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí)，即超載時(shí)，壓敏電阻Rx受到的壓力F增大，阻值減小，控制電路中的電流增大，從而使電磁鐵的磁性增強(qiáng)，磁性達(dá)到一定程度時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸下，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴報(bào)警，綠燈不工作。
（2）居民搭載電梯從地面到五樓上升高度h＝（5﹣1）×3 m＝12 m，
所以電梯對(duì)該居民做的功：W＝Gh＝mgh＝50 kg×10 N/kg×12 m＝6000 J；
（3）空載時(shí)電梯廂對(duì)Rx的壓力F1等于電梯廂的重力，由圖丙知，F(xiàn)1＝4×103 N，
當(dāng)壓力F2＝1×104 N時(shí)超載，電梯報(bào)警，
故電梯中人的重力為：G人＝F2﹣F1＝1×104 N﹣4×103 N＝6×103 N，
一個(gè)人的重力：G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N，
電梯所載人數(shù)：n=G人G=6×103N500N=12人，所以此電梯限載11人。
【答案】（1）電鈴響；
（2）電梯對(duì)該居民做的功6000 J；
（3）此電梯限載11人。
31．【解析】（1）如圖是一個(gè)定滑輪，定滑輪能改變力的方向，浮體上升是通過(guò)永磁體的下降來(lái)完成的，所以定滑輪的作用是改變力的方向。
（2）定滑輪是一個(gè)等臂杠桿，根據(jù)杠桿平衡條件得，
（m1g﹣F?。㎜1＝m2gL2，
因?yàn)長(zhǎng)1＝L2，
所以，m1g﹣F?。絤2g，
m1g﹣ρ水gV排＝m2g，
m1﹣ρ水V排＝m2，
3 kg﹣1.0×103 kg/m3×V排＝2 kg，
解得，V排＝10﹣3 m3，
所以浮球的最小體積是：V＝V排＝10﹣3 m3。
（3）水箱的容積即水箱裝滿水時(shí)，水的體積：V水＝V容積＝Sh＝0.45 m2×10 m＝4.5 m3，
水箱高度10 m，水箱內(nèi)10 m﹣8 m水的體積和2 m﹣0 m水的體積是相等的，V'水=15V容積=15×4.5 m3＝0.9 m3，
由圖象知，
水箱內(nèi)10 m﹣8 m水流出時(shí)平均流量為：V1=0.004m3/s+0.005m3/s2=0.0045 m3/s
所以，水箱內(nèi)10 m﹣8 m水流出時(shí)間：t1=V′水V1= s
水箱水位在10 m﹣8 m紅燈報(bào)警，電源電壓是6 V，紅燈正常工作，紅燈工作200 s消耗電能為：W1＝P1t1＝1.2 W×200 s＝240 J
水箱內(nèi)2 m﹣0 m水流出時(shí)平均流量為：V2=0.001m3/s2=0.0005 m3/s
所以，水箱內(nèi)2 m﹣0 m水流出時(shí)間：t2=V′水V2= s
水箱水位在2 m﹣0 m綠燈報(bào)警，電源電壓是6 V，綠燈正常工作，綠燈工作1800 s消耗電能為：W2＝P2t2＝0.6 W×1800 s＝1080 J
整個(gè)過(guò)程電路消耗的電能：W＝W1+W2＝240 J+1080 J＝1320 J
【答案】（1）改變力的方向；（2）浮球的最小體積是10﹣3 m3；（3）整個(gè)過(guò)程電路消耗的電能 1320 J。
32．【解析】（1）當(dāng)水位處于位置A時(shí)，M剛好浸沒(méi)，排開(kāi)水的體積：
V排＝V物＝Sh＝100 cm2×60 cm＝6000 cm3＝6×10﹣3 m3，
則M受到的浮力：F?。紾排＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10﹣3 m3＝60 N；
（2）水位處于A位置時(shí)，彈簧受到的拉力：F1＝G﹣F?。?0 N﹣60 N＝20 N，
由圖乙可知，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量：ΔL1＝10 cm，
當(dāng)水位降至位置B時(shí)，M的下表面剛好離開(kāi)水面，所受浮力為0 N，
此時(shí)彈簧受到的拉力：F2＝G＝80 N，
由圖乙可知，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量：ΔL2＝40 cm，
水位由位置A降至位置B時(shí)，
彈簧的長(zhǎng)度增加量：ΔL＝ΔL2﹣ΔL1＝40 cm﹣10 cm＝30 cm；
（3）當(dāng)水位降至位置B時(shí)，R1連入電路的長(zhǎng)度：L＝L總﹣ΔL＝40 cm﹣30 cm＝10 cm，
因?yàn)镽1連入電路的阻值與對(duì)應(yīng)棒長(zhǎng)成正比，即R1L總=R1′L，
所以此時(shí)R1接入電路的阻值：R1'=LL總R1=10cm40cm×20 Ω＝5 Ω，
此時(shí)電路中的電流：I'=UR串=UR0+R1′=15V10Ω+5Ω=1 A，
由I=UR得：
此時(shí)R1兩端的電壓：U1'＝I'R1'＝1 A×5 Ω＝5 V。
【答案】（1）當(dāng)水位處于位置A時(shí)，M受到的浮力為60 N；
（2）水位由位置A降至B這一過(guò)程，彈簧的長(zhǎng)度增加了30 cm；
（3）水位降至位置B時(shí)，電壓表的示數(shù)是5 V。
33．【解析】（1）由圖乙可知，滑片位于A點(diǎn)時(shí)接入電路電阻絲的阻值比滑片位于B點(diǎn)時(shí)接入電路中電阻絲的阻值大，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，由I=UR總=UR0+R電阻絲可知，滑片位于A點(diǎn)時(shí)電路中的電流較小，即Ia＜Ib；
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.2安時(shí)，電路的總電阻：R總=U0I1=6V0.2A=30 Ω，
此時(shí)電阻絲接入電路中的電阻：R電阻絲＝R總﹣R0＝30 Ω﹣12 Ω＝18 Ω，
由表格數(shù)據(jù)可知，粗細(xì)均勻電阻絲每1厘米的阻值為2 Ω，
則滑塊向下移動(dòng)的距離：x＝20cm?18Ω2Ω/cm=11cm，
由圖丙可知，F(xiàn)與x成正比，可設(shè)為F＝kx，
把x＝10cm、F＝0.2 N代入可得：k=Fx=0.2N10cm=0.02 N/cm，則F＝0.02 N/cm×x
當(dāng)x＝11 cm時(shí)，F(xiàn)＝0.02 N/cm×11 cm＝0.22 N，
由于滑輪隨著滑塊一起運(yùn)動(dòng)，因此該滑輪為動(dòng)滑輪，在不計(jì)摩擦，液體的重力：G=12F=12×0.22 N＝0.11 N，
由G＝mg可得，液體的質(zhì)量：m=Gg=0.11N10N/kg=0.011 kg＝11 g，
所測(cè)液體密度ρ=mV=11g10cm3=1.1 g/cm3；
（3）①當(dāng)電路中的電流為I時(shí)，電路中的總電阻：R總=U0I=6VI，
電阻絲接入電路中的電阻：R＝R總﹣R0=6VI?12 Ω，
滑塊向下移動(dòng)的距離：x＝20cm?R2Ω/cm=20cm?6VI?12Ω2Ω/cm=26cm?3VI×1Ωcm，
彈簧彈力增加：F＝0.02 N/cm×（26cm?3VI×1Ωcm）＝0.52 N?0.06VI×1Ω N，
液體的重力：G=12F=12（0.52 N?0.06VI×1Ω N）＝0.26 N?0.03VI×1Ω N，
液體的質(zhì)量：m=Gg=0.26N?0.03NI×1ΩN10N/kg=0.026kg?0.003VI×1Ωkg＝26g?3VI×1Ωg，
液體密度：ρ=mV=26g?3VI×1Ωg10cm3=2.6g/cm3?0.3VI×1Ωg/cm3；
②當(dāng)滑片P在B點(diǎn)時(shí)，接入電路中的電阻為零，此時(shí)電路中的電流最大，
則I大=U0R0=6V12Ω=0.5A＜0.6A，
此時(shí)所測(cè)液體的密度最大，則最大液體密度：ρ大＝2.6 g/cm3?0.3VI×1Ω g/cm3＝2.6g/cm3?×1Ω g/cm3＝2 g/cm3。
【答案】（1）Ia＜Ib；（2）所測(cè)液體密度為1.1g/cm3；（3）①2.6 g/cm3?0.3VI×1Ωg/cm3；②2。
34．【解析】（1）探頭A的體積為：V＝Sh＝1×10﹣3 m2×0.05 m＝5×10﹣5 m3；
A的密度為：ρ=mV=GgV=3N10N/kg×5×10?5m3=6×103 kg/m3，
（2）由圖丙可知，壓敏電阻受到的壓力為800 N時(shí)，此時(shí)壓敏電阻的阻值為：
Rx＝520 Ω?800N50N×20 Ω＝200 Ω；
根據(jù)歐姆定律可知，此時(shí)電路的總電阻為：R=UI=12V0.01A=1200 Ω；
定值電阻的阻值為：R0＝R﹣Rx＝1200 Ω﹣200 Ω＝1000 Ω；
（3）電壓表示數(shù)為8V時(shí)，電路中的電流為：I'=U′R0=8V1000Ω=0.008 A；
此時(shí)壓敏電阻的阻值為：R'x=U′XI′=12V?8V0.008A=500 Ω；
壓敏電阻受到的壓力為50 N，A底部受到的壓力為50 N，
A底部受到的壓強(qiáng)為：p=FS=50N1×10?3m2=50000 Pa；
深度為：h=pρ水g=50000Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=5 m；
根據(jù)阿基米德原理可知，A受到的浮力為：F?。溅阉甮V＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10﹣5m3＝0.5 N；
細(xì)導(dǎo)線受到的拉力為：F'＝G﹣F?。? N﹣0.5 N＝2.5 N。
【答案】（1）探頭A的密度是6×103 kg/m3；（2）為保證壓敏電阻Rx受到的壓力達(dá)到最大值時(shí)報(bào)警器能正常報(bào)警，接入電路的定值電阻R0阻值為1000 Ω；
（3）此處的深度為5 m；此時(shí)細(xì)導(dǎo)線對(duì)探頭A的拉力為2.5 N。
細(xì)繩拉力F
F≥16 N
16 N＞F＞8 N
F≤8 N
減小過(guò)程中
增大過(guò)程中
開(kāi)關(guān)狀態(tài)
打開(kāi)
打開(kāi)
斷開(kāi)
斷開(kāi)
型號(hào)
YU﹣2
動(dòng)力系統(tǒng)
電動(dòng)
質(zhì)量
1100 g
最大上升速度
4 m/s
最大下降速度
3 m/s
最大水平飛行速度
20 m/s
最大飛行海拔高度
6000 m
最長(zhǎng)懸停時(shí)間
29 min
衛(wèi)星定位
GPS
型號(hào)
額定電壓
額定功率
功率調(diào)節(jié)范圍
溫度調(diào)節(jié)范圍
熱效率
SC﹣18
220 V
1600 W
450 W﹣1600 W
70 ℃﹣240 ℃
大于80%
電阻絲的長(zhǎng)度（厘米）
0
5
10
15
20
電阻絲的阻值（歐姆）
0
10
20
30
40