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文檔簡介
第頁中考物理專題復(fù)習(xí)《解答題》測試卷-附帶答案學(xué)校:___________班級:___________姓名:___________考號:___________類型1電路類相關(guān)計算(杭州3考,溫州4考,臺州2考,紹興3考)1.如圖所示的電路,電源電壓為6V保持不變,R1=4Ω.開關(guān)閉合,滑動變阻器R2的滑片置于a端時,電壓表的示數(shù)為2V,求:第1題圖(1)電壓表的示數(shù);(2)電流表的示數(shù);(3)整個電路的功率;(4)當(dāng)滑片滑到b端時,通電1min電流做的功。2.一題多設(shè)問如圖所示的是某款家用電熱器的簡化電路,R1、R2為阻值一定的電熱絲。該電熱器接入電壓恒為220V的電路中。電熱器高溫?fù)醯墓β蕿?90W,低溫?fù)醯墓β蕿?10W。求:第2題圖(1)低溫?fù)鯐r通過電路的電流;(2)電熱絲R2的阻值。拓展設(shè)問(3)如果想讓高溫?fù)踹_(dá)到1210W的功率,R2應(yīng)該換成阻值為多少的電阻?3.如圖所示的電路中,電源電壓恒定,R1=8Ω,滑動變阻器R2標(biāo)有“20Ω1A”的字樣,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V。斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S、S1,電流表示數(shù)為0.5A,電壓表示數(shù)為2V,燈泡L正常發(fā)光,問:第3題圖(1)電源電壓有多大?(2)燈泡L的額定功率有多大?(3)斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S、S2,在不損壞電路元件的前提下,R2接入電路的阻值范圍?4.如圖所示電路,電源電壓U=6V,定值電阻R1=10Ω。第4題圖(1)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器R2的滑片位于a端時,電流表的示數(shù)為0.2A。求此時定值電阻R3的電功率。(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合,滑動變阻器R2的滑片位于中點時,電流表的示數(shù)為0.3A。求滑動變阻器R2的滑片從a端移至b端的過程中,電壓表示數(shù)的變化范圍。5.在如圖所示的電路中,電源電壓U=6V,小燈泡L標(biāo)有“4V1.6W”的字樣(電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變),R1為定值電阻,滑動變阻器標(biāo)有“20Ω1A”的字樣,電流表的量程為0~0.6A。求:第5題圖(1)小燈泡L的電阻RL;(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合S2斷開時,電壓表的示數(shù)為4V,R1工作5分鐘消耗的電能;(3)當(dāng)開關(guān)S1斷開S2閉合時,在電路安全的情況下,小燈泡電功率的變化范圍。6.如圖所示,電源電壓不變,R1=30Ω,燈泡標(biāo)有“3V0.3A”的字樣(不考慮溫度對燈泡電阻的影響),電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,滑動變阻器的最大阻值為20Ω。第6題圖(1)若閉合開關(guān)S、S1、S2,滑動變阻器滑片移到最右端時,電流表示數(shù)為0.5A,求電源電壓;(2)若閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,滑動變阻器滑片移到最左端時,求燈泡的實際功率;(3)若閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1、S2,為了保證電路安全,求滑動變阻器的阻值變化范圍。
類型2家用電器類相關(guān)計算及電路模型建構(gòu)1.父親節(jié)到了,小明媽媽為爺爺買了一個電熱足浴盆,內(nèi)部由加熱系統(tǒng)和按摩系統(tǒng)兩部分組成。加熱系統(tǒng)的加熱電阻額定電壓為220V,額定功率為605W。求:第1題圖(1)該電熱足浴盆加熱系統(tǒng)是利用電流的________工作的。(2)小明幫爺爺泡腳前,向足浴盆中加入6kg初溫為20℃的水,加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min將水加熱到40℃,則此加熱過程中水吸收的熱量是多少?[水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃)](3)加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min消耗的電能是多少?(4)當(dāng)小明家的實際電壓是200V時,加熱電阻工作的實際電功率是多少?(忽略溫度對電阻的影響)2.圖甲是小明家的電飯鍋及電路原理圖,該電飯鍋有高溫和保溫兩擋,由開關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié)。已知R0與R為電熱絲,現(xiàn)將電飯鍋接在220V的電源上,使用高溫?fù)豕ぷ鲿r,電飯鍋功率為1000W;使用保溫?fù)豕ぷ鲿r,電飯鍋功率為440W。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]根據(jù)相關(guān)知識,回答下列問題:第2題圖(1)飯煮熟后,開關(guān)S將________(選填“閉合”或“斷開”)。(2)電熱絲R的阻值為多少?(3)用此電飯鍋高溫?fù)鯇①|(zhì)量為1kg,溫度為25℃的水加熱,使鍋中水溫升高60℃,需用時5min,求此加熱過程中電飯鍋的加熱效率。(4)如圖乙所示,電能表上有參數(shù)模糊不清,小明把家中其他用電器斷開僅使用電飯鍋,調(diào)至高溫?fù)鯚?min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn),則電能表上模糊的參數(shù)應(yīng)該是多少?3.如圖甲所示是某家用多功能電燉鍋,深受消費(fèi)者認(rèn)可和青睞。它有三段溫控功能:高溫?zé)?,中溫煮和低溫熬,圖乙是它的簡化電路圖,下表是該電燉鍋的部分參數(shù)。[ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),g=10N/kg]第3題圖項目參數(shù)電源電壓(V)220中溫?fù)豕β?W)400高溫?fù)豕β?W)1100容積(L)1(1)開關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài),電燉鍋為低溫?fù)?,說明判斷依據(jù);(2)求R1、R2的阻值;(3)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,使用高溫?fù)鯇⒊鯗厥?2℃的一鍋水燒開,若電燉鍋高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%,求燒開一鍋水需要的時間。4.若架設(shè)在兩地之間的輸電線發(fā)生了短路,如何方便快捷地確定短路的位置?針對這一實際問題,某物理興趣小組模擬真實情景,運(yùn)用“建?!彼枷脒M(jìn)行了研究:用兩條足夠長的電阻絲模擬輸電線(每條電阻絲單位長度阻值為r),將導(dǎo)線連在電阻絲A處模擬輸電線短路,如圖甲所示。他們把一個電源(電壓恒為U0)、一個定值電阻(阻值為R0)和一塊電壓表用導(dǎo)線連接起來裝入一個盒內(nèi),并引出兩根導(dǎo)線到盒外,制成檢測盒,如圖乙所示。檢測時將盒外的兩根導(dǎo)線分別與模擬輸電線B端的兩接線柱相連,從而構(gòu)成檢測電路。通過讀取盒內(nèi)電壓表示數(shù),經(jīng)過計算得知短路處到B端的距離。第4題圖請你解答如下問題:(1)在圖乙所示的檢測盒內(nèi)畫出元件連接情況的電路圖;(2)根據(jù)你設(shè)計的檢測電路,推導(dǎo)出AB間距離L與電壓表示數(shù)U的關(guān)系式。5.小紅為自己家面積為4m2,高為2.5m浴室的燈暖型浴霸(一種取暖用的電器)設(shè)計了一個可自動控制溫度的裝置。如圖甲所示,控制電路電壓U1恒為12V,繼電器線圈的電阻忽略不計,定值電阻R1為60Ω,熱敏電阻R2的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示;工作電路額定電壓U2為220V,安裝兩只標(biāo)有“220V275W”的燈泡。閉合開關(guān)S,當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時,繼電器的銜鐵被吸合,工作電路斷開。第5題圖(1)工作電路工作時,A端應(yīng)與________(選填“B”或“C”)端相連接。(2)浴霸正常工作時通過燈泡的電流是多少A?浴室里控制的溫度t0為多高?(3)為使利用R2控制的浴室溫度t0在30℃~42℃范圍內(nèi)高低可調(diào),需要對控制電路進(jìn)行改進(jìn),請在圖丙的虛線框內(nèi)畫出改進(jìn)后的部分電路,并在圖丙中標(biāo)出相關(guān)元件的電阻值。(此問不要求寫出計算過程,虛線框外的元件不能更改)
類型3生活應(yīng)用類相關(guān)計算1.梅雨季節(jié)空氣濕度RH較大,人會感覺不舒服,人體感覺比較舒服的濕度RH范圍是40%~60%,小聰設(shè)計了一款濕度計,從濕度計(由小量程電流表改裝而成)指針?biāo)缚潭瓤芍獫穸却笮?,其原理如圖甲所示,R0為1000Ω的定值電阻,電源電壓恒為6V,R為濕敏電阻,其阻值隨空氣濕度的變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)指針?biāo)笣穸葘?yīng)電流表示數(shù)為2mA時。第1題圖(1)計算電路消耗的總功率。(2)如果空氣濕度不變,求3min內(nèi)電阻R0消耗的電能。(3)求此時的空氣濕度,并判斷人體感覺是否舒服。2.酒駕、醉駕會給交通安全帶來巨大隱患,便攜式酒精測試儀給交警執(zhí)法帶來了極大的便利。如圖甲所示,是便攜式酒精測試儀的原理圖,電源電壓恒為3V,Rp是酒精氣體傳感器,其阻值隨酒精氣體濃度變化的規(guī)律如圖乙所示,R0是報警器,其電阻值恒定為50Ω。問:第2題圖(1)當(dāng)氣體中酒精濃度為0時,電路中的電流是多少?通電10s電流產(chǎn)生的熱量是多少?(2)我國法律規(guī)定,當(dāng)每100mL的氣體中酒精濃度大于或等于20mg小于80mg為酒駕,大于或等于80mg為醉駕。在對某司機(jī)的檢測中,電壓表的示數(shù)為2V,通過計算分析該司機(jī)屬于酒駕還是醉駕。3.一位設(shè)計師設(shè)計了一種“重力燈”。無論你在地球哪一個角落,無論當(dāng)?shù)氐奶鞖馊绾?,它都可以實現(xiàn)照明。如圖甲是這種“重力燈”的結(jié)構(gòu)簡化圖,當(dāng)重物下落時拉動繩子,轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時,小燈泡就可以發(fā)光。重復(fù)以上操作,可以實現(xiàn)長時間照明?,F(xiàn)掛上一個質(zhì)量為25kg的重物,該重物恰好可以緩慢勻速下落。在重物下落高度為2.4m的過程中,就可以供一個標(biāo)有“3.6V1W”字樣的LED燈持續(xù)正常發(fā)光4min。(g取10N/kg)第3題圖(1)甲圖虛線框內(nèi)一定有________,它的工作原理是________。(2)求重物下落時,重力做功的功率。(3)求重物在一次下落過程中,甲圖裝置能量轉(zhuǎn)化的效率。(4)取下燈泡,將甲圖裝置的兩個輸出端接入乙圖中的a、b兩個接線柱進(jìn)行實驗(設(shè)該裝置在短時間實驗過程中可以穩(wěn)定輸出3.6V電壓)。R0為標(biāo)有“5Ω0.3A”的定值電阻,滑動變阻器R1標(biāo)有“50Ω1A”,電流表選擇量程為0~0.6A,電壓表選擇量程為0~3V。為了保證電路安全,求滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍。
類型4浮力相關(guān)計算考向1漂浮、懸浮類相關(guān)計算(1.如圖,甲、乙兩個實心圓柱體,甲的密度小于乙的密度,甲的重力為4N,乙的重力為6N。甲的高度為20cm,乙的高度為10cm,甲、乙的橫截面積均為40cm2.現(xiàn)將甲、乙兩物體用重力可忽略的細(xì)線串接起來放入容器的水中,此時容器中的水深h0=50cm,甲有一部分浮出水面,(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:第1題圖(1)水對容器底面產(chǎn)生的壓強(qiáng);(2)細(xì)線對乙物體的拉力大??;(3)甲浮出水面部分的高度。2.一個質(zhì)量為200g,底面積為100cm2的燒杯放在水平桌面上,水深10cm,如圖甲所示。一個正方體金屬塊在空氣中用彈簧測力計稱量時,示數(shù)如圖乙所示;當(dāng)把該金屬全部浸入水中時,彈簧測力計的示數(shù)如圖丙所示。燒杯玻璃的厚度不計,若水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:第2題圖(1)金屬塊受到的浮力;(2)水對容器底部的壓強(qiáng)增加量;(3)圖丙中燒杯對水平桌面的壓強(qiáng)。3.如圖甲所示,是一圓柱形容器,放在水平桌面上,內(nèi)裝有25cm深的液體,該液體對容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)為2000Pa。求:第3題圖(1)液體的密度;(2)若將邊長為10cm的正方體木塊放入圓柱形容器中,如圖乙所示,木塊靜止時,有eq\f(1,4)的體積露出液面,此時木塊受到的浮力大小;(3)要使木塊完全浸沒至少需要施加多大向下的壓力??枷?注水、排水類相關(guān)計算(杭州2考)4.如圖甲所示,薄壁圓柱形容器放在水平臺上,容器的底面積S容=100cm2,質(zhì)量均勻的圓柱體物塊上表面中央用足夠長的細(xì)繩系住,懸掛于容器中。以恒定速度向容器中緩慢注水(每分鐘注入100g),直至注滿容器為止,細(xì)繩的拉力大小與注水時間的關(guān)系圖像如圖乙所示。ρ水=1g/cm3,常數(shù)g=10N/kg,物塊不吸水,忽略細(xì)繩體積、液體擾動等其他次要因素。第4題圖(1)求注水前圓柱體物塊的下表面到容器底部的距離L1;(2)當(dāng)細(xì)繩的拉力為0.9N時,求水對物塊下表面的壓強(qiáng);(3)若改為以恒定速度向容器中緩慢注入另一種液體(每分鐘注入100cm3,ρ液=1.5g/cm3),直至9.4min時停止。求容器底部所受液體壓強(qiáng)p與注液時間tx分鐘(0≤tx≤9.4)的函數(shù)關(guān)系式。5.如圖甲所示,原長x0=16cm的彈簧,下端固定在容器的底部,上端與一正方體相連,正方體重G=48N,向容器中慢慢注入某種液體,彈簧的長度x隨液體深度h的變化關(guān)系如圖乙所示,正方體有一半浸沒在液體中時,彈簧恰好處于原長。在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力F與其形變量Δx間的關(guān)系為F=kΔx,忽略彈簧的質(zhì)量和體積,g取10N/kg,求第5題圖(1)k的值;(2)正方體的密度;(3)正方體上表面剛好與液面相平時,容器底部所受液體的壓強(qiáng)。6.如圖,柱狀容器下方裝有一閥門,容器底面積為S=200cm2,另有一邊長為L1=10cm的正方體木塊,表面涂有很薄的一層蠟,防止木塊吸水(蠟的質(zhì)量可忽略),現(xiàn)將木塊用細(xì)繩固定在容器底部,再往容器內(nèi)倒入一定量的水,使木塊上表面剛好與水面相平,繩長L2=20cm,木塊的密度為ρ木=0.6×103kg/m3。求:第6題圖(1)圖中水對容器底的壓強(qiáng)?(2)若從閥門放出m1=300g的水后,木塊受到的浮力多大?(3)若從閥門繼續(xù)放出m2=200g的水后,細(xì)繩的拉力多大?類型5杠桿相關(guān)計算及模型建構(gòu)1.如圖甲所示,鉛筆和羊角錘用一根細(xì)繩連接恰好能在桌子邊緣靜止。每次擺動羊角錘,最后都能靜止如圖甲,此時只有筆尖跟桌面接觸,并且鉛筆恰好水平,分析時可以把鉛筆、羊角錘和繩子組成的整體看成一個杠桿,示意圖如圖乙(忽略了粗細(xì))。假設(shè)錘頭重力集中在D點,木柄重力集中在AD中點H處,F(xiàn)點在木柄上且處于O點正下方。羊角錘錘頭質(zhì)量m1=0.6kg,木柄的質(zhì)量m2=0.4kg,鉛筆和細(xì)繩質(zhì)量不計,測得OB=15cm,AD=30cm,g取10N/kg。求:第1題圖(1)O點處的筆尖受到的支持力;(2)FD的長度。2.大壯同學(xué)自制了如圖所示的健身器材,堅持鍛煉身體。用細(xì)繩系在輕桿的O點將輕桿懸掛起來,在桿的A端懸掛質(zhì)量m1=10kg的重物,在B端豎直向下緩慢拉動輕桿至水平位置。已知AO長1.5m,OB長0.5m,大壯質(zhì)量m2=56kg,g取10N/kg,求此時:第2題圖(1)大壯對桿的拉力大??;(2)地面對大壯的支持力大小。3.如圖所示,一位同學(xué)的質(zhì)量為60kg,將木棒支在O點,物體掛在A點,OB=100cm,OA=20cm。讓該同學(xué)站在體重秤上用手將木棒抬到圖示位置,此時體重秤的讀數(shù)為76.2kg。試求(g取10N/kg):第3題圖(1)在測體重時,該同學(xué)雙腳與體重秤的接觸面積為0.04m2,他對體重秤的壓強(qiáng)為多大?(2)試求物體的質(zhì)量,若此時該同學(xué)用雙手豎直向上勻速抬起木棒,體重秤的讀數(shù)將________(選填“增大”“不變”或“減小”),試通過推導(dǎo)說明。4.ABCD為一油桶的截面圖,油桶的高AC為80cm,油桶的直徑CD為60cm,重力為800N,使該油桶繞D點翻轉(zhuǎn)。第4題圖(1)請在甲圖中依據(jù)最大力臂作出最小推力的示意圖(畫出力臂和力);(2)求出這個推力的大??;(3)這一過程中推力所做的功至少為多少焦?5.桿秤是從我國古代沿用至今的稱量工具,如圖是小明制作的桿秤的示意圖。使用時,將待稱物體掛在秤鉤上,用手提起B(yǎng)或C(相當(dāng)于支點)處的秤紐,移動秤砣在秤桿上的位置D,使秤桿達(dá)到水平平衡時可讀出待稱物體的質(zhì)量,此秤最大稱量是10kg,秤砣最遠(yuǎn)可移至E點、秤桿和秤鉤的質(zhì)量忽略不計,AB、BC、BE的長度如圖所示(g取10N/kg),求:第5題圖(1)提起哪處的秤紐,此秤的稱量最大?(2)秤砣質(zhì)量為多少?(3)當(dāng)提起C處秤紐稱一袋質(zhì)量為2kg的荔枝時,D與C之間的距離為多少?6.如圖所示,均勻木棒AB的長L=10m,兩根豎直鋼繩的上端固定在天花板上,下端分別懸在木棒上的CD兩點,且AC=BD,鋼繩上連接有測力計a和b,可顯示鋼繩受到的拉力大小。如圖甲所示,當(dāng)演員站在木棒的中點O時,測力計a、b的示數(shù)均為F=500N;當(dāng)演員懸于木棒的最右端時,如圖乙所示,測力計a的示數(shù)恰為零。已知演員重力G1=600N,木棒始終保持水平,g取10N/kg。求:第6題圖(1)木棒的重力G2;(2)BD的長度。參考答案類型1電路類相關(guān)計算1.(1)4V(2)0.5A(3)3W(4)540J2.(1)0.5A(2)55Ω(3)44Ω3.(1)6V(2)1W(3)2Ω~8Ω4.(1)0.8W(2)0~4V5.(1)10Ω(2)240J(3)0.4W~1.6W6.(1)6V(2)0W(3)10~20Ω類型2家用電器類相關(guān)計算及電路模型建構(gòu)1.(1)熱效應(yīng)(2)5.04×105J(3)5.445×105J(4)500W2.(1)斷開(2)61.6Ω(3)84%(4)3000r/(kW·h)3.解:(1)由電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S1斷開,S2接A時,電阻R1、R2串聯(lián),此時電路中的總電阻最大,電源電壓不變,由P=eq\f(U2,R)可知,總功率最小,所以此時電燉鍋為低溫?fù)酢?2)由電路圖可知,當(dāng)S2接A,S1閉合時,R2被短路,只有電阻R1接入電路,電阻較大,功率較大,電燉鍋處于中溫?fù)酰畡tR1的阻值R1=eq\f(U2,P中)=eq\f((220V),400W)2=121Ω當(dāng)S1閉合,S2接B時,R1、R2并聯(lián),總電阻最小,功率最大,電燉鍋處于高溫?fù)?,則此時R2消耗的功率為:P2=P高-P中=1100W-400W=700W則R2的阻值R2=eq\f(U2,P2)=eq\f((220V)2,700W)≈69.14Ω(3)由ρ=eq\f(m,V)可得,水的質(zhì)量為:m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg水吸收的熱量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·C)×1kg×(100℃-12℃)=3.696×105J由η=eq\f(Q吸,W)×100%得,電燉鍋消耗的電能W=eq\f(Q吸,η)=eq\f(3.696×105J,80%)=4.62×105J由P=eq\f(W,t)得,燒開一鍋水需要的時間t=eq\f(W,P高)=eq\f(4.62×105J,1100W)=420s4.解法一:(1)如答圖甲所示(2)由電路圖可知,AB間電阻RAB與R0串聯(lián),電壓表測得AB間電阻兩端電壓為U,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,eq\f(U,RAB)=eq\f(U0-U,R0),解得AB間電阻絲的阻值為RAB=eq\f(U,U0-U)R0,則L與U之間的關(guān)系式為L=eq\f(1,2)×eq\f(RAB,r)=eq\f(UR0,2(U0-U)r)第4題答圖甲解法二:(1)如答圖乙所示第4題答圖乙(2)由電路圖可知,AB間電阻RAB與R0串聯(lián),電壓表測得R0兩端電壓為U,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,eq\f(U,U0-U)=eq\f(R0,RAB),解得AB間電阻絲的阻值為RAB=eq\f(U0-U,U)R0,則L與U之間的關(guān)系式為L=eq\f(1,2)×eq\f(RAB,r)=eq\f(U0-U,2Ur)R05.(1)B解:(2)浴霸正常工作時通過燈泡的電流為IL=eq\f(PL,UL)=eq\f(275W,220V)=1.25A當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時,繼電器的銜鐵被吸合,工作電路斷開,由歐姆定律可得,控制電路中的總電阻為R總=eq\f(U1,I)=eq\f(12V,50×10-3A)=240Ω由串聯(lián)電路電阻的特點可得熱敏電阻的阻值為R2=R總-R1=240Ω-60Ω=180Ω由圖乙知,控制的溫度為t0=38℃(3)如答圖所示第5題答圖類型3生活應(yīng)用類相關(guān)計算1.解:(1)電路中的電流I=2mA=2×10-3A電路消耗的總功率P=UI=6V×2×10-3A=0.012W(2)R0兩端的電壓U0=IR0=2×10-3A×1000Ω=2V3min內(nèi)電阻R0消耗的電能W=U0It=2V×2×10-3A×3×60s=0.72J(3)此時濕敏電阻的阻值R=eq\f(UR,I)=eq\f(6V-2V,2×10-3A)=2000Ω由圖乙可知此時空氣的濕度是50%,因為人體感覺比較舒服的濕度范圍是40%~60%,所以此時人體感覺舒適。2.解:(1)當(dāng)氣體中酒精濃度為0時,由圖乙知RP=250Ω又R0=50Ω,所以電路中總電阻R總=RP+R0=250Ω+50Ω=300Ω電源電壓恒為3V,所以電路中的電流I=eq\f(U,R總)=eq\f(3V,300Ω)=0.01A通電10s電流產(chǎn)生的熱量Q=I2R總t=(0.01A)2×300Ω×10s=0.3J(2)當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時,通過報警器的電流為I報=eq\f(U0,R0)=eq\f(2V,50Ω)=0.04A由于傳感器和報警器串聯(lián),所以I傳=I報=0.04A而傳感器兩端的電壓為U傳=U-U0=3V-2V=1V所以此時傳感器的阻值為RP′=eq\f(U傳,I傳)=eq\f(1V,0.04A)=25Ω由圖乙可知,此時100mL的氣體中酒精濃度大于80mg,所以該司機(jī)屬于醉駕3.(1)發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)解:(2)重物的重力G=mg=25kg×10N/kg=250N重力做的功W總=Gh=250N×2.4m=600J重力做功的功率P總=eq\f(W總,t)=eq\f(600J,4×60s)=2.5W(3)小燈泡正常發(fā)光4min消耗的電能W電=Pt=1W×4×60s=240J所以重物在一次下落過程中,甲圖裝置能量轉(zhuǎn)化的效率η=eq\f(W電,W總)×100%=eq\f(240J,600J)×100%=40%(4)由題可知,電路中最大電流為0.3A,此時電路中接入的電阻最小,根據(jù)歐姆定律得I=eq\f(U,R0+R1)=eq\f(3.6V,5Ω+R1)=0.3A解得R1=7Ω,即R1最小阻值為7Ω電壓表最大示數(shù)為3V,滑動變阻器接入的阻值最大,則eq\f(3.6V,5Ω+R1′)×R1′=3V解得R1′=25Ω,即R1最大阻值為25Ω所以,為了保證電路安全,R1接入電路的阻值變化范圍為7~25Ω類型4浮力相關(guān)計算1.解:(1)由題可知,容器中的水深h0=50cm=0.5m,水對容器底面產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=ρ水gh0=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa(2)乙物體的體積V乙=Sh乙=40cm2×10cm=400cm3=4×10-4m3乙物體完全浸入液體中時,乙物體受到的浮力F浮乙=ρ水gV排乙=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N以乙物體為研究對象,在液體中靜止時受向下重力,向上的浮力和繩子拉力作用,則細(xì)線對乙物體的拉力F拉=G乙-F浮乙=6N-4N=2N(3)以甲物體為研究對象,甲物體受到向下的重力,繩子對甲向下的拉力作用及向上的浮力作用,則甲所受浮力F浮甲=G甲+F拉=4N+2N=6N則甲排開液體體積V排甲=eq\f(F浮甲,ρ水g)=eq\f(6N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=6×10-4m3則甲浸入液體的深度h浸=eq\f(V排甲,S)=eq\f(6×10-4m3,40×10-4m2)=0.15m=15cm甲浮出水面部分的高度h露=h甲-h(huán)浸=20cm-15cm=5cm2.解:(1)金屬塊受到的浮力F浮=G金屬塊-F示=8N-6N=2N(2)金屬塊浸沒時排開水的體積V排=eq\f(F浮,ρ水g)=eq\f(2N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=2×10-4m3燒杯中水面升高Δh=eq\f(V排,S)=eq\f(2×10-4m3,1×10-2m2)=0.02m水對容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa(3)燒杯的重力G杯=m杯g=0.2kg×10N/kg=2N燒杯中水的重力G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×1×10-2m2×0.1m×10N/kg=10N金屬塊放入燒杯后,燒杯對桌面壓力的變化量ΔF=ΔpS=200Pa×1×10-2m2=2N燒杯對水平桌面的壓力F=G杯+G水+ΔF=2N+10N+2N=14N圖丙中燒杯對水平桌面的壓強(qiáng)p=eq\f(F,S)=eq\f(14N,1×10-2m2)=1400Pa3.解:(1)已知液體深度為h=25cm=0.25m,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知,液體的密度ρ=eq\f(p,gh)=eq\f(2000Pa,10N/kg×0.25m)=0.8×103kg/m3(2)木塊的體積V木=(0.1m)3=0.001m3木塊浸在液體中排開液體的體積V排=(1-eq\f(1,4))V木=eq\f(3,4)×0.001m3=0.00075m3=0.75×10-3m3,根據(jù)阿基米德原理,木塊受到的浮力F?。紾排=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.75×10-3m3=6N(3)假設(shè)物體全部浸沒到液體中,此時排開液體的體積為V排=V木=0.001m3,根據(jù)阿基米德原理可知,此時木塊受到的浮力F浮′=ρ液gV木=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=8N所以需要施加的壓力F=F浮′-G木=8N-6N=2N4.解:(1)分析圖像可知,第4min時,水面剛好接觸物塊下表面。注入水的質(zhì)量為400g,水的深度即為L1。注入水的體積V1=eq\f(m水,ρ水)=eq\f(400g,1g/cm3)=400cm3物塊下表面到容器底部的距離L1=eq\f(V1,S容)=eq\f(400cm3,100cm2)=4cm(2)物塊的重力等于開始時的拉力,即G物=2.4N,則m物=eq\f(G物,g)=eq\f(2.4N,10N/kg)=0.24kg第7min時水面剛好與物塊的上表面相平,根據(jù)稱重法可知,物塊受到的浮力F?。紾物-F=2.4N-0.4N=2N物塊的體積V物=V排=eq\f(F浮,ρ水g)=eq\f(2N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=2×10-4m3=200cm3從第4min到第7min注入水的質(zhì)量為300g,注入水體積V2=eq\f(m水′,ρ水)=eq\f(300g,1g/cm3)=300cm3細(xì)繩拉力不為零,說明細(xì)繩一直處于拉直狀態(tài),細(xì)繩的拉力不再發(fā)生變化,說明物塊完全浸入水中,且第7min時物塊上表面與水面相平,由此可得,V物+V2=S容h物,代入數(shù)據(jù)解得h物=5cm物塊的底面積S物=eq\f(V物,h物)=eq\f(200cm3,5cm)=40cm2=4×10-3m2當(dāng)細(xì)繩拉力為0.9N時,F(xiàn)浮′=G物-F′=2.4N-0.9N=1.5N,即為水對物塊下表面的壓力F壓故水對物塊下表面的壓強(qiáng)p下=eq\f(F壓,S物)=eq\f(1.5N,4×10-3m2)=375Pa(3)分析圖像可知,第7min至第9min注入水的質(zhì)量為200g,注入水的體積V3=200cm3物塊的上表面距容器口距離L3=eq\f(V3,S容)=eq\f(200cm3,100cm2)=2cm容器的高度h容=L1+h物+L3=4cm+5cm+2cm=11cm由于每分鐘注水和注液的體積是相同的,所以第4min時液體剛好接觸物塊下表面當(dāng)0≤tx≤4min時,p=eq\f(F壓,S容)=eq\f(G液,S容)=eq\f(ρ液V液g,S容)=150txPa,第4min時,p=600Paρ物=eq\f(m物,V物)=eq\f(0.24kg,2×10-4m3)=1.2×103kg/m3=1.2g/cm3,由于ρ液>ρ物,所以繼續(xù)注液到某一時刻,物塊剛好漂浮,此時V排′=eq\f(F浮′,ρ液g)=eq\f(G物,ρ液g)=eq\f(2.4N,1.5×103kg3/m3×10N/kg)=1.6×10-4m3=160cm3,物塊下表面浸入深度h浸=eq\f(V排′,S物)=eq\f(160cm3,40cm2)=4cm,從第4min到這一時刻注入的液體的體積V4=(S容-S物)h浸=(100cm2-40cm2)×4cm=240cm3,則注入液體的時間為2.4min,當(dāng)4min<tx≤6.4min時,p=600Pa+Δp=(250tx-400)Pa。第6.4min時,p=1200Pa,6.4min至9.4min,物塊漂浮并隨液面一起上升,這段時間注入液體的體積V5=300cm3,假設(shè)無液體溢出,液面上升3cm,9.4min時,液體深度為4cm+4cm+3cm=11cm=h容,所以假設(shè)成立。當(dāng)6.4min<tx≤9.4min時,p=1200Pa+Δp′=(150tx+240)Pa5.解:(1)當(dāng)液體深度h從6cm上升至26cm時,彈簧的長度x的變化量Δx=16cm-6cm=10cm,此時,彈簧恰好處于原長,正方體對彈簧的壓力為零,當(dāng)液體深度為6cm時,由彈簧的彈力F與其形變量Δx間的關(guān)系及平衡條件得,F(xiàn)=G=kΔx,即48N=k×10cm,所以k=4.8N/cm(2)由圖乙可知,正方體有一半浸沒在液體中時,Δh=10cm,所以正方體的邊長L=20cm,則正方體的體積V物=(20cm)3=8×103cm3=0.008m3,所以正方體的密度ρ物=eq\f(m物,V物)=eq\f(\f(G物,g),V物)=eq\f(\f(48N,10N/kg),0.008m3)=0.6×103kg/m3(3)當(dāng)正方體處于漂浮狀態(tài),由浮沉條件可得,F(xiàn)?。紾物=ρ液gV排=ρ液×10N/kg×eq\f(0.008m3,2)=48N,所以ρ液=1.2×103kg/m3由題意可知,正方體上表面剛好與液體相平時,正方體受到彈簧拉力,浮力和重力的作用,且F?。紽拉+G物。則F拉=F浮-G物=ρ液gV排-G物=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.008m3-48N=96N-48N=48N由F=kΔx得:此時彈簧伸長量Δx′=eq\f(F拉,k)=eq\f(48N,4.8N/cm)=10cm,此時液體深度h=16cm+Δx′+L=16cm+10cm+20cm=46cm,則p=ρ液gh=1.2×103kg/m3×10N/kg×46×10-2m=5.52×103Pa6.解:(1)由題意可知,木塊靜止時,上表面剛好與水面相平,則此時容器中水的深度為h=L1+L2=10cm+20cm=30cm=0.3m,由p=ρgh可得,水對容器底的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3.0×103Pa(2)從閥門放出m1=300g=0.3kg的水后,放出水的體積V1=eq\f(m1,ρ水)=eq\f(0.3kg,1.0×103kg/m3)=3×10-4m3,假設(shè)繩子有拉力,則容器中的水面下降的高度h1=eq\f(V
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