備戰(zhàn)2025中考物理專題2.21力熱電綜合計(jì)算試卷(解析版)

2.21力、熱、電綜合計(jì)算1．（2019·畢節(jié)）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用如圖1所示的電路來(lái)測(cè)量海水的深度，其中R1＝2Ω是一個(gè)定值電阻，R2是一個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)，求壓敏電阻R2的阻值；（2）如圖乙所示，當(dāng)壓敏電阻R2的阻值為20Ω時(shí)，求此時(shí)壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)；（3）若電流的最大測(cè)量值為0.6A，則使用此方法能測(cè)出海水的最大深度是多少？【答案】（1）28Ω（2）2×106Pa（3）500m?！窘馕觥浚?）由I＝EQ\F(U,R)可得，當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí)電路的總電阻：R總＝EQ\F(U,I)＝EQ\F(6V,0.2A)＝30Ω，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：R2＝R總－R2＝30Ω－2Ω＝28Ω；（2）當(dāng)壓敏電阻R2的阻值為20Ω時(shí)，由圖2可知，壓敏電阻受到的壓力F＝4×104N，此時(shí)壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)：p＝EQ\F(F,S)＝EQ\F(4×104N,0.02m2)＝2×106Pa；（3）當(dāng)電流表的示數(shù)I′＝0.6A時(shí)，使用此方法能測(cè)出海水的深度最大，此時(shí)電路的總電阻：R總′＝EQ\F(U,I′)＝EQ\F(6V,0.6A)＝10Ω，此時(shí)壓敏電阻的阻值：R2′＝R總′－R2＝10Ω－2Ω＝8Ω，由圖2可知，壓敏電阻受到的壓力F′＝10×104N，此時(shí)壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)：p′＝EQ\F(F′,S)＝EQ\F(10×104N,0.02m2)＝5×106Pa，由p＝ρgh可得，使用此方法能測(cè)出海水的最大深度：h＝EQ\F(p′,ρ水g)＝EQ\F(5×106Pa,1×103kg/m3×10N/kg)＝500m。2．（2019·河南）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15V，定值電阻R0=10Ω，R1為一豎直固定光滑金屬棒，總長(zhǎng)40cm，阻值為20Ω，其接入電路的阻值與對(duì)應(yīng)棒長(zhǎng)成正比。彈簧上端固定，滑片P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80N，高60cm，底面積為100cm2。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△L的關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S，試問(wèn)：(1)當(dāng)水位下降時(shí)，金屬棒接入電路的長(zhǎng)度，電壓表示數(shù)。(兩空均選填“增大”或“減小”)(2)當(dāng)水位處于位置A時(shí)，電壓表的示數(shù)為多少?(3)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?電壓表的示數(shù)變化了多少?(已知ρ水=1.0×10kg/m3，g=10N/kg)【答案】（1）減小；減?。?）10V（3）水位由位置A降至B這一過(guò)程，彈簧的長(zhǎng)度增加了30cm；電壓表的示數(shù)變化了5V【解析】（1）當(dāng)水位下降時(shí)，受力分析確定金屬棒接入電路的長(zhǎng)度；分析滑片的移動(dòng)方向，從而確定其阻值的變化，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化；（2）當(dāng)水位處于位置A時(shí)，滑片P在R1最上端，可知此時(shí)R1的阻值，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和歐姆定律求出R1兩端的電壓；（3）當(dāng)水位處于位置A時(shí)，M剛好浸沒(méi)，根據(jù)阿基米德原理求出M受到的浮力，進(jìn)而得出彈簧受到的拉力，由圖乙可知此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量；當(dāng)水位降至位置B時(shí)，M的下表面剛好離開(kāi)水面，所受浮力為零，可知此時(shí)彈簧受到的拉力，利用圖象看出彈簧的伸長(zhǎng)量，進(jìn)而得出彈簧的長(zhǎng)度增加量；當(dāng)水位降至位置B時(shí)，可求出R1接入電路的長(zhǎng)度，根據(jù)R1接入電路的阻值與對(duì)應(yīng)的棒長(zhǎng)成正比，求出此時(shí)R1接入電路的阻值，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)R1兩端的電壓：兩次電壓表的示數(shù)之差即為變化量。解：（1）當(dāng)水位下降時(shí)，M所受的浮力減小，彈簧所受的拉力增大，彈簧的伸長(zhǎng)量增大，滑片P向下移動(dòng)，金屬棒接入電路的長(zhǎng)度減??；則R1接入電路的阻值減小，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知，R1兩端的電壓減小，即電壓表示數(shù)減小。（2）當(dāng)水位處于位置A時(shí)，滑片P在R1最上端，此時(shí)R1=20Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路的總電阻：R=R0+R1=10Ω+20Ω=30Ω，電路中的電流：I=eq\f(U,R)=eq\f(15V,30Ω)=0.5A，由I=eq\f(U,R)得，R1兩端的電壓：U1=IR1=0.5A×20Ω=10V，即電壓表示數(shù)為10V。（3）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=Sh=100cm2×60cm=6000cm3=6×10-3m3，則M受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N；則彈簧受到的拉力：F1=G－F浮=80N－60N=20N，由圖乙可知，當(dāng)F1=20N時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量△L1=10cm；當(dāng)水位降至位置B時(shí)，M的下表面剛好離開(kāi)水面，所受浮力為零，則此時(shí)彈簧受到的拉力：F2=G=80N，由圖乙可知，當(dāng)F2=80N時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量△L2=40cm；所以，水位由位置A降至B這一過(guò)程中，彈簧的長(zhǎng)度增加量：△L=△L2－△L1=40cm－10cm=30cm當(dāng)水位降至位置B時(shí)，R1接入電路的長(zhǎng)度：L=L總－△L=40cm－30cm=10cm，因?yàn)镽1接入電路的阻值與對(duì)應(yīng)的棒長(zhǎng)成正比，即：eq\f(R1′,R1)=eq\f(L,L總)，所以，此時(shí)R1接入電路的阻值：R1′=eq\f(L,L總)×R1=eq\f(10cm,40cm)×20Ω=5Ω，此時(shí)電路中的電流：I′=eq\f(U,R0+R1′)=eq\f(15V,10Ω+5Ω)=1A，由I=eq\f(U,R)得，此時(shí)R1兩端的電壓：U1′=I′R1′=1A×5Ω=5V，即此時(shí)電壓表示數(shù)為5V，所以，電壓表的示數(shù)變化量：△U=U1－U1′=10V－5V=5V。3．（2019·大慶）善于奇思妙想的小強(qiáng)及其興趣小組在實(shí)驗(yàn)室（溫度為20℃）進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)。（1）該小組想研究“密度計(jì)的工作原理”。圖甲所示是密度計(jì)的簡(jiǎn)化模型，在一根粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)放一些小鉛粒使其能豎直漂浮在液體中，設(shè)玻璃管浸入液體的深度為h液，該液體密度為ρ液，密度計(jì)漂浮在水中時(shí)浸入水中的深度為h水，水的密度為ρ水，則浸入液體的深度h液＝（用給出的物理量表示），由此可知，此密度計(jì)漂浮在煤油（密度為0.8×103kg/m3）中時(shí)浸入深度h煤油＝h水（填數(shù)值），密度計(jì)刻度特點(diǎn)是（選填選項(xiàng)前序號(hào)①上小下大②上大下?、劬鶆颌苌鲜柘旅堍萆厦芟率瑁＃?）該小組想繼續(xù)探究“某液體的密度和溫度的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如圖乙所示裝置，長(zhǎng)為0.6m的絕緣輕質(zhì)杠桿ab懸掛在高處，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。杠桿a端的輕質(zhì)細(xì)線懸掛一體積為1×10﹣3m3的實(shí)心合金塊，浸沒(méi)在燒杯內(nèi)的液體中。b端輕質(zhì)細(xì)線懸掛的銅柱在上下移動(dòng)時(shí)能帶動(dòng)滑片P移動(dòng)。滑片P重力和摩擦不計(jì)。①若電源電壓為3V，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“100Ω1A”字樣。在電路中串聯(lián)一個(gè)量程為0～15mA的電流表，為保證電路安全，定值電阻R的最小阻值是Ω。②小強(qiáng)在給該液體加熱過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，電流表示數(shù)減小，則可得出該液體的密度隨溫度升高而（選填“增大”、“減小”或“不變”）（除燒杯內(nèi)的液體外，裝置中其他物體的熱脹冷縮忽略不計(jì)，合金塊始終浸沒(méi)）。（3）該小組還想利用此裝置繼續(xù)測(cè)量該合金塊的密度。已知該燒杯中液體在溫度為20℃時(shí)的密度為1.1×103kg/m3。杠桿水平平衡時(shí)，銅柱質(zhì)量為2kg，點(diǎn)O距杠桿b端0.2m，則合金塊的密度是kg/m3。（g取10N/kg）【答案】（1）eq\f(ρ水h水,ρ液)；1.25h水；①（2）200；減?。?）5.1×103?！窘馕觥拷猓海?）密度計(jì)在水中和在被測(cè)液體中都是漂浮的，所以浮力相等，F(xiàn)水浮＝F液浮，ρ水gV排水＝ρ液gV排液，ρ水gSh水＝ρ液gSh液，所以，密度計(jì)浸入液體的深度：h液＝eq\f(ρ水h水,ρ液)。煤油的密度為：ρ液＝0.8×103kg/m3此密度計(jì)漂浮在煤油中時(shí)浸入深度：h煤油＝eq\f(ρ水h水,ρ液)＝eq\f(1.0×103kg/m3×h水,0.8×103kg/m3×)＝1.25h水，因?yàn)棣阉甮Sh水＝ρ液gSh液，所以，ρ水h水＝ρ液h液，液體密度和進(jìn)入的深度成反比，所以刻度是上小下大的。（2）①滑動(dòng)變阻器阻值為零時(shí)，電路最大電流是：I＝15mA＝0.015A，所以定值電阻最小阻值：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(3V,0.015A)＝200Ω。②電流表示數(shù)變小→滑動(dòng)變阻器阻值變大→杠桿右端向上運(yùn)動(dòng)→杠桿左端下沉→浮力減小→液體密度變小。（3）合金塊受到重力、浮力和拉力作用，物體間力的作用是相互的，同時(shí)合金塊給杠桿一個(gè)力，杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件得：（G合金－F?。羙a＝G銅×ob，又因?yàn)槲矬w浸沒(méi)，物體排開(kāi)液體的體積等于物體的體積，(ρgV－ρ液gV)×oa＝m銅g×ob，(ρV－ρ液V)×oa＝m銅×(ab－oa)，(ρ×1×10﹣3m3－1.1×103kg/m3×1×10﹣3m3)×0.2m＝2kg×(0.6m－0.2m)，解得：ρ＝5.1×103kg/m3。4．(2019·陜西)如圖甲為某校物理小組設(shè)計(jì)的具有加熱和保溫功能的電熱器內(nèi)部簡(jiǎn)化電路。Rt為熱敏電阻，阻值隨溫度升高而減小。R1、R2、R3均為電熱絲，且R1=R2=400Ω。閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電熱器開(kāi)始加熱。（1）控制電路中，電磁鐵的上端是極。（2）加熱時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)a與上方靜觸點(diǎn)b，c接通，工作電路的總功率是多少？（3）電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力F與控制電路中電流I的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力為1N時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)a與下方靜觸點(diǎn)d接通，進(jìn)入保溫狀態(tài)，此時(shí)熱敏電阻Rt的阻值是多少？（4）保溫狀態(tài)下，R1的功率為64W，則工作電路30s消耗的電能是多少？【答案】（1）N（或北）（2）242W（3）30Ω（4）2640J【解析】（1）根據(jù)安培定則可判斷上端是N（或北）極；（2）加熱時(shí)，R1與R2并聯(lián)，R1的功率P1=EQ\F(U2,R1)=EQ\F((220V)2,400Ω)=121W，根據(jù)R1=R2，得R2的功率等于R1的功率，P2=P1=121W工作電路的總功率P總=P1+P2=121W+121W=242W（3）由圖乙可知，F(xiàn)=1N時(shí)，控制電路中電流I=0.2A，根據(jù)I=EQ\F(U,R)得此時(shí)熱敏電阻的阻值Rt=EQ\F(U控制,I)=EQ\F(6V,0.2A)=30Ω（4）保溫時(shí)，R1與R2串聯(lián)，根據(jù)P=UI和I=EQ\F(U,R)得電路中的電流I串=EQ\R(,EQ\F(P1′,R1))=EQ\R(,EQ\F(64W,400Ω))=0.4A工作電路消耗的電能W=UI串t=220V×0.4A×30s=2640J5.(2019·煙臺(tái))某家用電熱水器，其工作模式和相關(guān)參數(shù)如下表。如圖為電熱水器的原理圖，包括工作電路和控制電路兩部分，通過(guò)電磁繼電器自動(dòng)控制電熱水器實(shí)現(xiàn)加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)的檔位變換。R0、R1為電熱絲，R2為滑動(dòng)變阻器，R為熱敏電阻（置于電熱水器內(nèi)），其阻值隨溫度的升高而減小。紅燈、綠燈是電熱水器工作時(shí)的指示燈，忽略指示燈對(duì)電路的影響。型號(hào)LWI.Z20-19電源AD220V50Hz加熱功率800W保溫功率40W水容量1.0L（1）分析說(shuō)明當(dāng)綠燈亮?xí)r，電熱水器處于保溫狀態(tài)還是加熱狀態(tài)？（2）工作時(shí)，若要提高電熱水器的保溫溫度，如何調(diào)節(jié)保護(hù)電阻R2的滑片？（3）R1工作時(shí)的電阻是多大？（4）電熱水器處于加熱狀態(tài)時(shí)，工作4.2min，可使1L水的溫度升高40℃。則該電熱水器的效率是多少？[c水=4.2×103J/（kg?℃）,計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)]【答案】（1）當(dāng)綠燈亮?xí)r，電熱水器處于保溫狀態(tài)；（2）工作時(shí)若要提高電熱水器的保溫溫度，保護(hù)電阻R2的滑片向右移動(dòng)：（3）R1工作時(shí)的電阻是1149.5Ω；（4）該電熱水器的效率是83.3%?！窘馕觥浚?）當(dāng)綠燈亮?xí)r，工作電路中R0和R1串聯(lián)，電路的總電阻最大，由P=UI=EQ\F(U2,R)可知，電熱水器的功率最小，處于保溫狀態(tài)：（2）當(dāng)溫度升高時(shí)，由熱敏電阻R的阻值隨溫度的升高而減小可知，R的阻值減小，控制電路的總電阻減小，電磁鐵的磁性變強(qiáng)，銜鐵與下觸點(diǎn)接觸，電熱水器處于保溫狀態(tài)，所以，要提高電熱水器的保溫溫度，就應(yīng)減小控制電路的電流，增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，即滑片b端移動(dòng)；（3）紅燈亮?xí)r，工作電路為R0的簡(jiǎn)單電路，電路的總電阻最小，總功率最大，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P=UI=EQ\F(U2,R)可得，R0的阻值：R0=EQ\F(U2,P加熱)=EQ\F(（220V）2,800W)＝60.5Ω：當(dāng)綠燈亮?xí)r，工作電路中R0和R1串聯(lián)，電熱水器的功率最小，處于保溫狀態(tài)，此時(shí)電路的總電阻：R=EQ\F(U2,P保溫)=EQ\F(（220V）2,40W)＝1210Ω；因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R1工作時(shí)的電阻：R1=R－R0=1210Ω－60.5Ω=1149.5Ω；（4）水的體積：V=1L=1dm3=0.001m3，由ρ＝eq\f(m,V)可得，水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.001m3=1kg水吸收的熱量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×40℃=1.68×105J，由P=eq\f(W,t)可得，消耗的電能：W=P加熱t(yī)=800W×4.2×60s=2.016×105J，該電熱水器的效率：η=eq\f(Q吸,W)=eq\f(1.68×105J,2.016×105J)=83.3%6．(2019·泰安)某電熱水器具有加熱和保溫功能，其工作原理如圖甲所示。其中控制電路中的電磁鐵線圈電阻不計(jì)，R為熱敏電阻，熱敏電阻中允許通過(guò)的最大電流I0=15mA，其電阻R隨溫度變化的規(guī)律圖像如圖乙所示，電源電壓U1恒為6V。當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I＞8mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點(diǎn)a、b接觸，加熱電路接通；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤8mA時(shí)，繼電器上方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)c接觸，保溫電路接通。熱敏電阻R和工作電路中的三只電阻絲R1、R2、R3均置于儲(chǔ)水箱中，U2＝220V，加熱時(shí)的功率P加熱＝2200W，保溫時(shí)的功率P保溫＝110W，加熱效率η＝90%，R2＝2R1，水箱內(nèi)最低溫度為0℃，水的比熱容c水=4.2×103J/（kg·℃）。（1）為使控制電路正常工作，保護(hù)電阻R0的阻值至少為多大？若R0為該值，試求熱水器剛開(kāi)始保溫時(shí)水的溫度。（2）電阻絲R1、R2、R3的阻值分別為多少歐姆？（3）該熱水器在加熱狀態(tài)下，將44kg、20℃的水加熱到50℃需要多少時(shí)間？【答案】解：（1）由題意可知，熱敏電阻中允許通過(guò)的最大電流I0=15mA，電源電壓U1=6V，控制電路中最小值是R總小=EQ\F(U1,I0)=EQ\F(6V,15×10-3A)=400Ω，當(dāng)水箱內(nèi)最低溫度為0℃時(shí)，熱敏電阻阻值最小，R最小，R最小=100Ω。保護(hù)電阻R0的最小值，保護(hù)電阻阻值至少為R0=R總小－R最小=400Ω－100Ω=300Ω，熱水器剛開(kāi)始保溫時(shí)，控制電路中的總電阻R總=EQ\F(U1,Imax)=EQ\F(6V,8×10-3A)=750Ω，熱敏電阻的阻值為：R=R總－R最小=750Ω－300Ω=450Ω，由圖乙可知，此時(shí)水溫為70℃；（2）由題意和電路圖知：銜鐵被吸下時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電熱水器處于加熱狀態(tài)，P加熱=EQ\F(U2,R1)+EQ\F(U2,R2)=2200W，且R2=2R1，所以EQ\F(U2,R1)+EQ\F(U2,2R1)=2200W，EQ\F(3U2,2R1)=2200W，EQ\F(3×(220V)2,2R1)=2200W，解得：R1=33Ω，R2=2R1=2×33Ω=66Ω；根據(jù)題意可知，電磁繼電器上方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)c接通時(shí)，電熱水器處于保溫狀態(tài)，則由電路圖知，此時(shí)R2、R3串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律可得保溫功率：P保溫=EQ\F(U2,R2+R3)=110W，即EQ\F((220V)2,66Ω+R3)=110W，解得：R3=374Ω；（3）水吸收的熱量：Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg?℃）×44kg×（50℃－20℃）=5.544×106J：根據(jù)熱效率公式η=EQ\F(Q吸,W)可得，加熱電路消耗的能量：W=EQ\F(Q吸,η)=EQ\F(5.544×106J,90%)=6.16×106J，加熱時(shí)間：t=EQ\F(W,P)=EQ\F(6.16×106J,2200W)=2800s?！窘馕觥浚?）已知熱敏電阻中允許通過(guò)的最大電流I0=15mA，電源電壓U恒為6V，根據(jù)電路的最大電流求出控制電路保護(hù)電阻R0的最小阻值，這是控制電路正常工作的最小阻值；求出銜鐵剛好被吸下時(shí)熱敏電阻的阻值，然后由圖象找出該阻值對(duì)應(yīng)的溫度，這就是儲(chǔ)水箱中水的溫度。（2）由甲圖可知，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)a、b接通時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，電加熱器處于加熱狀態(tài)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和P=EQ\F(U2,R)以及R2=2R1表示出加熱功率求出R1和R2的阻值；繼電器上方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)c接通時(shí)，R2與R3串聯(lián)，電路中的總電阻最大，電熱水器處于保溫狀態(tài)，根據(jù)P=EQ\F(U2,R)和串聯(lián)電路電阻的規(guī)律算出R3的阻值；（3）根據(jù)Q=cm△t算出水吸收的熱量，根據(jù)效率公式算出消耗的電能，根據(jù)W=Pt算出加熱時(shí)間。7．(2019·重慶A)圖甲的儲(chǔ)水容器底有質(zhì)量0.5kg，底面積100cm2的長(zhǎng)方體浮桶，桶上端通過(guò)輕質(zhì)彈簧與緊貼力敏電阻的輕質(zhì)絕緣片A相連，距容器底0.4m處的側(cè)壁有排水雙控閥門。控制電路如圖乙所示，其電源電壓U＝12V，R0＝10Ω，當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，且桶底升至閥門所處高度時(shí)，閥門才感應(yīng)排水。力敏電阻R與它所受壓力F的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示（彈簧均在彈性限度內(nèi)）。求：壓力F/N24……1215電阻R/Ω11070……1610（1）浮桶的重力是多少N？（2）未加水時(shí)，力敏電阻所受壓力為2N，電流表的示數(shù)是多少安？（3）當(dāng)容器內(nèi)的水深達(dá)到多少米時(shí)，雙控閥門才打開(kāi)排水？【答案】（1）浮桶的重力為5N。（2）未加水時(shí)，力敏電阻所受壓力為2N，電流表的示數(shù)是0.1A。（3）當(dāng)容器內(nèi)的水深達(dá)到0.6米時(shí)，雙控閥門才打開(kāi)排水。【解析】（1）知道浮桶的質(zhì)量根據(jù)G＝mg求出重力。（2）力敏電阻所受壓力為2N時(shí)，從表格中找到對(duì)應(yīng)的電阻，根據(jù)歐姆定律求出電流。（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，且桶底升至閥門所處高度時(shí)，開(kāi)始排水，利用歐姆定律求出電路總電阻，求出力敏電阻R的阻值，在表格中找到力，然后對(duì)浮桶進(jìn)行受力分析求出浮桶的浮力，求出浮桶排開(kāi)水的體積，求出水的深度，再加上浮桶運(yùn)動(dòng)的距離即可。（1）浮桶的重力：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N。（2）由表格數(shù)據(jù)知，力敏電阻所受壓力為2N時(shí)，力敏電阻的阻值為110Ω，電路的總電阻：R總＝R0+R＝10Ω+110Ω＝120Ω，電流表的示數(shù)：I＝eq\f(U,R總)＝eq\f(12V,120Ω)＝0.1A；（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，且桶底升至閥門所處高度時(shí)，閥門才感應(yīng)排水，此時(shí)電路中的總電阻：R總′＝eq\f(U,I′)＝eq\f(12V,0.6A)＝20Ω，此時(shí)力敏電阻的阻值：R′＝R總′－R0＝20Ω－10Ω＝10Ω，由表格數(shù)據(jù)知，此時(shí)力敏電阻所受壓力為15N，根據(jù)物體間力的作用是相互的，所以彈簧給浮桶向下的壓力也是15N，浮桶受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和壓力，這三個(gè)力平衡，則此時(shí)浮桶受到的浮力：F?。紾+F＝5N+15N＝20N，浮桶排開(kāi)水的體積：V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(20N,1.0×103kg/m3×10N/kg)＝2×10﹣3m3＝2000cm3，則浮桶浸入水中的深度為：h1＝eq\f(V排,S)＝eq\f(2000cm3,100cm2)＝20cm＝0.2m，當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，且桶底升至閥門所處高度時(shí)，閥門才感應(yīng)排水，所以此時(shí)容器內(nèi)水的深度：h＝h1+h2＝0.2m+0.4m＝0.6m。8．(2019·臺(tái)州)電冰箱是通過(guò)溫度控制器控制壓縮機(jī)的開(kāi)或停來(lái)控制溫度的。某冰箱的溫控制冷和照明電路，如圖甲。冰箱內(nèi)溫度控制器工作原理如圖乙，硬桿OAB可繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，感溫包內(nèi)充有感溫劑氣體，膜盒會(huì)因感溫包內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化而改變對(duì)A點(diǎn)推力大小。（1）請(qǐng)將答題紙圖甲中的a、b、c三個(gè)接線頭連入家庭電路。（2）溫度控制器接通電路的工作過(guò)程是：當(dāng)感溫劑氣體溫度上升時(shí)，____________，動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)接通，壓縮機(jī)開(kāi)始工作。（3）某同學(xué)模擬冰箱溫控制冷電路，制作了一個(gè)恒溫箱，如圖丙。恒溫箱中溫度控制器的輕質(zhì)硬桿OA長(zhǎng)為5厘米，OB長(zhǎng)為12厘米，注射器的最大刻度為30毫升，刻度部分長(zhǎng)為10厘米。m/g80160240l/cm12.813.614.4查閱資料得知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的長(zhǎng)度L與所掛鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系遵循函數(shù)y=km+b(k和b為常數(shù))。為了確定該彈簧k和b的值，在彈簧上掛鉤碼測(cè)得三組數(shù)據(jù)如上表。當(dāng)設(shè)定的溫度為40℃時(shí)，彈簧長(zhǎng)14厘米，觸點(diǎn)C和D恰好接通。請(qǐng)計(jì)算此時(shí)注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。（已知當(dāng)時(shí)大氣壓為1×105帕）（4）丙圖中，溫度控制器硬桿上的連結(jié)點(diǎn)O、B、E、F均固定，調(diào)溫旋鈕轉(zhuǎn)軸及觸點(diǎn)D也固定，調(diào)溫旋鈕已調(diào)到最低溫度，在不更換元件的情況下，如何將恒溫箱設(shè)定溫度調(diào)節(jié)得更低？【答案】（1）如圖（評(píng)分要點(diǎn)：連對(duì)1條給1分，全對(duì)才給2分）（2分）（2）氣壓增大，膜盒對(duì)A點(diǎn)的推力變大（2分）（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，代入函數(shù)關(guān)系式可得：12.8cm=k×80g+b，13.6cm=k×160g+b解得：k=0.01cm/g，b=12cm函數(shù)關(guān)系式是：L=0.01cm/g×m+12cm當(dāng)L=14cm時(shí)，m=200g=0.2kg(1分)此時(shí)彈簧受到的拉力F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N(1分)根據(jù)杠桿平衡條件：F1L1=F2L2（1分）得：2N×12cm=F2×5cm，解得F2=4.8N（1分）。由于注射器活塞體積V=30cm3，長(zhǎng)L=10cm，故面積S=30cm3/10cm=3cm2=3×10-4m2,所以，p＝eq\f(F,S)=eq\f(4.8N,3×10-4m2)=1.6×104Pa(1分)p氣=p+p0=1.6×104Pa+1×105Pa=1.16×105Pa（1分）（4）注射器往左移（或：“注射器往上移”、“增加注射器內(nèi)的氣體”）（2分）【解析】（1）在家庭電路中，為了安全用電，開(kāi)關(guān)一定要接在火線上；用電器的金屬外殼一定要與地線連接。故與開(kāi)關(guān)連接的c點(diǎn)應(yīng)接火線，b點(diǎn)接零線，與金屬外殼連接的a點(diǎn)接地線，如圖所示。（2）氣體的質(zhì)量相同時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度的升高而增大；當(dāng)感溫劑氣體溫度上升時(shí)，氣壓增大，膜盒對(duì)A點(diǎn)的推力變大，動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)接通，壓縮機(jī)開(kāi)始工作。（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，代入函數(shù)關(guān)系式可得質(zhì)量，再根據(jù)杠桿平衡條件和壓強(qiáng)公式即可求出。（4）當(dāng)溫度降低時(shí)，注射器內(nèi)的氣壓減小，最終導(dǎo)致點(diǎn)C和D接觸，恒溫箱開(kāi)始工作；在其它條件不變時(shí)，要想設(shè)定更低的溫度，就必須增加注射器內(nèi)的氣壓。9．(2019·寧夏)無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”。中國(guó)近年來(lái)在無(wú)人機(jī)制造方面進(jìn)展神速。無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱“飛控”。無(wú)人機(jī)懸停還是飛行、向哪個(gè)方向飛行、上升還是下降等飛行指令都由“飛控"下達(dá)?！帮w控”主要由感知飛行姿態(tài)的陀蜾儀（控制飛行姿態(tài)）GPS定位模塊（與地面?zhèn)鬟f信息）、超聲波傳感器（探測(cè)障礙物）、氣壓傳感器（獲取氣壓獲知高度）等各種功能的傳感器及控制電路組成。如圖12是我國(guó)制造的“冀龍”多用途無(wú)人機(jī)，該機(jī)表而采用的復(fù)合材料受力不易形變，飛機(jī)外形采用流線型設(shè)計(jì)，可攜帶各種偵察、測(cè)距、電子對(duì)抗設(shè)備及小型空對(duì)地打擊武器，廣泛應(yīng)用于如災(zāi)情監(jiān)視、軍亊活動(dòng)等領(lǐng)域。（1）（2分）請(qǐng)從短文描述中找出蘊(yùn)含的物理知識(shí)。（至少二條，知識(shí)點(diǎn)不能重復(fù)）舉例：超聲波傳感器可探測(cè)無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)遇到的障礙物，這是利用聲波能夠傳遞信息。①________________________________________________________________；②________________________________________________________________。（2）（3分）經(jīng)査閱資料獲知，“翼龍”無(wú)人機(jī)機(jī)身質(zhì)量1.1t，最大載荷質(zhì)量200kg。當(dāng)該機(jī)以最大載荷質(zhì)量停在水平跑道上時(shí)，無(wú)人機(jī)輪胎與地面接觸的總面積為0.05m2。求此時(shí)無(wú)人機(jī)對(duì)水平跑道的壓強(qiáng)。（g=10N/kg）（3）飛機(jī)利用超聲波傳感器來(lái)判斷離地髙度。若某測(cè)距傳感器的阻值R1與離地高度h的關(guān)系如圖甲所示，圖乙是檢測(cè)電路（電源電壓不變），要使髙度表（實(shí)質(zhì)是電流表或電壓表）示數(shù)能隨飛行高度的增大而增大，則此高度表應(yīng)該選用________（選填“電流表或電壓表”），應(yīng)安裝在________（選填“1或2或3”）位置，判斷依據(jù)是：____________________?！敬鸢浮?1)氣壓傳感器（獲取氣壓獲知高度），利用高度越高，氣壓越小的原理(2)飛機(jī)外形采用流線型設(shè)計(jì)：減小飛行中空氣阻力(3)2.6×105Pa(4)電壓表(5)3(6)R1隨高度的增大而增大，電路中1、2兩表示數(shù)會(huì)減小，3表示數(shù)會(huì)增大【解析】“無(wú)人機(jī)”中蘊(yùn)含許多物理知識(shí)比如：氣壓傳感器（獲取氣壓獲知高度），利用高度越高，氣壓越小的原理；“無(wú)人機(jī)”中蘊(yùn)含許多物理知識(shí)比如：飛機(jī)外形采用流線型設(shè)計(jì)；減小飛行中空氣阻力；無(wú)人機(jī)對(duì)水平跑道的壓強(qiáng)為：p＝eq\f(F,S)=eq\f(G總,S)＝eq\f(m飛機(jī)g+m載荷g,S)=eq\f(1.1×103kg×10N/kg+200kg×10N/kg,0.05m2)=2.6×105Pa；由圖甲可知R1隨高度的增加電阻變大，因此應(yīng)由R1的變化測(cè)定高度，由圖乙可知該電路為串聯(lián)電路，由串聯(lián)分壓可知，電阻越大，電阻兩端的電壓越大，因此高度表應(yīng)選擇電壓表；由圖甲可知R1隨高度的增加電阻變大，因此應(yīng)由R1的變化測(cè)定高度，因此電壓表應(yīng)測(cè)R1兩端的電壓，應(yīng)接在3位置；R1隨高度的增大而增大，電路中1為電壓表，由串聯(lián)分壓可知其示數(shù)會(huì)減小，2為電流表，由歐姆定律可知電壓不變，總電阻變大，所以電流變小，兩表示數(shù)都會(huì)減小，而3表測(cè)R1兩端電壓，由串聯(lián)分壓可知3表示數(shù)會(huì)增大。10．（2019·天門）江漢平原，雨量充沛。甲地有一小型水電站，每分鐘有60m3的水從高處流下沖擊水輪機(jī)的葉輪，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，供乙地使用，水輪機(jī)與上游水位的落差為20m。甲、乙兩地相距20km，兩地間沿直線架設(shè)了兩條輸電線，已知每條輸電線每千米的電阻為0.2Ω．為預(yù)防災(zāi)情發(fā)生，工作人員用簡(jiǎn)易無(wú)人機(jī)（只能水平或豎直飛行）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該機(jī)有A、B兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，它們消耗的電能都由鋰電池提供。其中A電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)頂部的螺旋槳工作，提供升力；B電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)尾部的螺旋槳工作，提供水平推力。無(wú)人機(jī)飛行時(shí)的阻力f與飛行速度v的關(guān)系為f＝0.2v2．該機(jī)的部分參數(shù)見(jiàn)表格。質(zhì)量（kg）1.25鋰電池的電壓（V）29.4鋰電池的容量（mA?h）1.0×104最大飛行速度（m/s）5A電動(dòng)機(jī)消耗的最大功率（W）80B電動(dòng)機(jī)消耗的最大功率（W）40（1）若水的機(jī)械能有70%轉(zhuǎn)化為電能，求水電站的發(fā)電功率。（2）現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生短路，為確定短路位置，檢修員在甲地利用如圖所示的電路進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A．短路位置離甲地的距離是多少米？（3）當(dāng)無(wú)人機(jī)保持一定高度以最大速度沿直線飛行時(shí)，B電動(dòng)機(jī)消耗的功率最大。求此時(shí)B電動(dòng)機(jī)的效率。（不計(jì)電動(dòng)機(jī)到螺旋槳傳動(dòng)過(guò)程中的能量損耗）【答案】（1）140kW；（2）7.5km；（3）62.5%?！窘馕觥浚?）根據(jù)題意，高處落下的水每分鐘所做的功為：W機(jī)＝Gh＝mgh＝ρVgh＝1.0×103kg/m3×60m3×10N/kg×20m＝1.2×107J，每分鐘所轉(zhuǎn)化的電能：W電＝ηW機(jī)＝70%×1.2×107J＝8.4×106J，水電站的發(fā)電功率為：P電=EQ\F(W電,t)=EQ\F(8.4×106J,60s)=140000W＝140kW；（2）由I=EQ\F(U,R)可得，導(dǎo)線電阻：R=EQ\F(U,I)=EQ\F(1.5V,0.5A)=3Ω，則導(dǎo)線長(zhǎng)度：L=EQ\F(3Ω,0.2Ω/km)=15km，短路位置離甲地的距離：s=EQ\F(L,2)=EQ\F(15km,2)=7.5km。（3）由表可知，無(wú)人機(jī)的最大速度v＝5m/s，B電動(dòng)機(jī)消耗的最大功率P＝40W，由f＝0.2v2可知無(wú)人事以最大速度飛行時(shí)所受阻力：f＝0.2v2＝0.2×（5m/s）2＝5N，無(wú)人機(jī)水平飛行時(shí)的功率：P有＝fv＝5N×5m/s＝25W，求此時(shí)B電動(dòng)機(jī)的效率：η=EQ\F(P有,P)=EQ\F(25W,40W)=62.5%。11.（2019·衡陽(yáng)）如圖甲所示的裝置，電源電壓U＝10V保持不變，R2＝8Ω.導(dǎo)電性能良好的金屬?gòu)椈珊徒饘僦羔楶的電阻和重力均不計(jì)，金屬塊A的重力G1＝10N。R1是一根水平放置的粗細(xì)均勻、總長(zhǎng)L＝1m的金屬棒，其電阻隨長(zhǎng)度均勻變化，總電阻為8Ω，兩端都被固定在絕緣支架上，它對(duì)指針P無(wú)壓力，且接觸良好。絕緣板B重G2＝20N，當(dāng)它從金屬塊A和地面間被抽出時(shí)，它的上下表面分別與A和地面之間產(chǎn)生的摩擦力為f1和f2，且均為接觸面間壓力的0.2倍，當(dāng)P置于金屬棒左端a點(diǎn)時(shí)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)。甲乙(1)當(dāng)P置于金屬的左端a點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)I1為多少?(2)用水平拉力F將B從A與地面之間勻速抽出，當(dāng)金屬塊保持靜止時(shí)，求彈簧拉力F和水平拉力F的大小。(3)用水平向右的拉力拉動(dòng)金屬塊A，使指針P逐新從最左端a點(diǎn)向右移動(dòng)，直至運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，試求出電流表的示數(shù)和指針P移動(dòng)的距離x之間的關(guān)系式，并完成EQ\F(1,I)－x的圖象?！敬鸢浮浚?）0.5A；（2）彈簧拉力F1大小為2N，水平拉力F的大小為8N；（3）電流表的示數(shù)I和指針P移動(dòng)的距離x之間的關(guān)系式為I=eq\f(10V,20Ω－8xΩ/m)，其EQ\F(1,I)－x的圖象如解析圖所示?！窘馕觥坑呻娐穲D可知，R1與R2串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流。（1）當(dāng)P置于金屬棒的左端a點(diǎn)時(shí)，接入電路中的電阻最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中電流表的示數(shù)；（2）用水平拉力F將B從A與地面之間勻速抽出，當(dāng)金屬塊保持靜止時(shí)，根據(jù)f1＝0.2G1求出金屬塊A下表面受到水平向右的摩擦力，金屬塊靜止處于平衡狀態(tài)，受到水平向左彈簧拉力和水平向右的摩擦力是一對(duì)平衡力，二力大小相等；金屬塊A下表面受到水平向右的摩擦力和A對(duì)B水平向左的摩擦力是一對(duì)相互作用力，二力大小相等，根據(jù)f2＝0.2（G1+G2）求出絕緣板B受到地面水平向左的摩擦力，對(duì)B受力分析可知，受到水平向左A對(duì)B的摩擦力和地面的摩擦力、水平向右的拉力作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)物體平衡時(shí)合力為零求出水平拉力F的大??；（3）R1是一根水平放置的料細(xì)均勻、總長(zhǎng)L＝1m的金屬棒，其電阻隨長(zhǎng)度均勻變化，總電阻為8Ω，據(jù)此表示出指針P移動(dòng)的距離為x時(shí)R1接入電路中的電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出此時(shí)電路中的電流，然后求出x的值為0、0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1m時(shí)電路中的電流，然后得出EQ\F(1,I)的值，利用描點(diǎn)法做出EQ\F(1,I)－x的圖象。解：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流。（1）當(dāng)P置于金屬棒的左端a點(diǎn)時(shí)，接入電路中的電阻最大，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中電流表的示數(shù)：I1=eq\f(U,R1+R2)=eq\f(10V,8Ω+12Ω)=0.5A；（2）用水平拉力F將B從A與地面之間勻速抽出，當(dāng)金屬塊保持靜止時(shí)，金屬塊A下表面受到水平向右的摩擦力：f1＝0.2G1＝0.2×10N＝2N，因金屬塊靜止處于平衡狀態(tài)，受到水平向左彈簧拉力和水平向右的摩擦力是一對(duì)平衡力，所以，彈簧拉力F1＝f1＝2N；因金屬塊A下表面受到水平向右的摩擦力和A對(duì)B水平向左的摩擦力是一對(duì)相互作用力，所以，A對(duì)B水平向左的摩擦力f1′＝f1＝2N，絕緣板B受到地面水平向左的摩擦力：f2＝0.2（G1+G2）＝0.2×（10N+20N）＝6N，對(duì)B受力分析可知，受到水平向左A對(duì)B的摩擦力和地面的摩擦力、水平向右的拉力作用處于平衡狀態(tài)，所以，由物體平衡時(shí)合力為零可得：F＝f1′+f2＝2N+6N＝8N；（3）因R1是一根水平放置的料細(xì)均勻、總長(zhǎng)L＝1m的金屬棒，其電阻隨長(zhǎng)度均勻變化，總電阻為8Ω，所以，指針P移動(dòng)的距離為x時(shí)，R1接入電路中的電阻：R1′=eq\f(L－x,L)R1=eq\f(1m－x,1m)×8Ω＝8Ω－8xΩ/m，此時(shí)電路中的電流：I=eq\f(U,R1′+R2)=eq\f(10V,8Ω－8xΩ/m+12Ω)=eq\f(10V,20Ω－8xΩ/m)，當(dāng)x＝0時(shí)，I=eq\f(10V,20Ω)=0.5A，EQ\F(1,I)=2A﹣1，當(dāng)x＝0.2m時(shí)，I=eq\f(10V,20Ω－8×0.2Ω)=eq\f(10V,18.4Ω)，EQ\F(1,I)=1.84A﹣1，當(dāng)x＝0.4m時(shí)，I=eq\f(10V,20Ω－8×0.4Ω)=eq\f(10V,16.8Ω)，EQ\F(1,I)=1.68A﹣1，當(dāng)x＝0.6m時(shí)，I=eq\f(10V,20Ω－8×0.6Ω)=eq\f(10V,15.2Ω)，EQ\F(1,I)=1.52A﹣1，當(dāng)x＝0.8m時(shí)，I=eq\f(10V,20Ω－8×0.8Ω)=eq\f(10V,13.6Ω)，EQ\F(1,I)=1.36A﹣1，當(dāng)x＝1m時(shí)，I=eq\f(10V,20Ω－8Ω)=eq\f(10V,12Ω)，EQ\F(1,I)=1.2A﹣1，利用描點(diǎn)法作圖，EQ\F(1,I)－x的圖象如下所示：12．(2019·云南)壓力傳感器是電子秤中的測(cè)力裝置，可視為阻值隨壓力而變化的壓敏電阻。小剛從某廢舊電子秤上拆下一個(gè)壓力傳感器，探究其阻值與所受壓力大小（不超過(guò)250N）的關(guān)系，如圖是小剛設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。電源電壓恒定，R0為定值電阻，R1為壓力傳感器。（1）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)，電路中R0的作用是。（2）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電路出現(xiàn)的故障是；排除故障后，逐漸增大R1受到的壓力，閉合開(kāi)關(guān)，讀出電流表和電壓表的示數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的R1的阻值，記錄如表，第5次測(cè)深時(shí)，電壓表示數(shù)為4V．電流表示數(shù)為0.2A．此時(shí)R1的阻值為歐。請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2中畫出R1隨F變化的關(guān)系圖象。次數(shù)123456F/N050100150200250R1/Ω6050403010（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究可歸納出，R1的阻值隨壓力F大小變化的關(guān)系式為，當(dāng)R的阻值為32時(shí)，R1上受到的壓力是N，若此壓力為壓力傳感器在電子稱正常工作時(shí)受到的壓力，則電子秤應(yīng)顯示kg。SR1SR1R0A甲乙【答案】（1）斷開(kāi)；保護(hù)電路；（2）R1斷路；20；（3）R1＝60－0.2F；140；14【解析】（1）為了保護(hù)電路連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，串聯(lián)電阻起分壓作用；（2）電流表無(wú)示數(shù)，電路發(fā)生斷路，電壓表等于電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；根據(jù)R＝EQ\F(U,I)算出第5次電阻，根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫出圖線；（3）根據(jù)R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象可知電阻與壓力成一次函數(shù)關(guān)系，利用待定系數(shù)法可確定函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)一步當(dāng)R的阻值為32Ω時(shí)R上受到的壓力和物體的質(zhì)量。（1）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；因?yàn)榇?lián)電阻起分壓作用，所以電路中串聯(lián)電阻R0是為了保護(hù)電路；（2）電流表無(wú)示數(shù)，電路發(fā)生斷路，電壓表等于電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的電阻絲R1斷路；根據(jù)歐姆定律I＝EQ\F(U,R)知，第5次電阻值為：R1＝EQ\F(U,I)＝EQ\F(4V,0.2A)＝20Ω；把壓力大小作為橫坐標(biāo)，把電阻大小作為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線即可得壓敏電阻R1的阻值隨壓力F的大小變化的圖象，如圖：（3）根據(jù)R1的阻值隨壓力F的大小變化的圖象可知，壓敏電阻R1的阻值與壓力F成一次函數(shù)關(guān)系，設(shè)它們的關(guān)系式為R1＝kF+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①。把F＝50N，R1＝50Ω和F＝100N，R1′＝40Ω代入①式可得：50＝50k+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，40＝100k+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③聯(lián)立方程②③可得：k＝－0.2，b＝60，所以它們的關(guān)系式為R1＝60－0.2F；把R＝32Ω代入R1＝60－0.2F，即32＝60－0.2F，解得F＝140N，因?yàn)閴毫Φ扔谥亓?，所以G＝F＝140N，物體的質(zhì)量：m＝EQ\F(G,g)＝EQ\F(140N,10N/kg)＝14kg。13．(2019·菏澤)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量600kg、體積0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距離地面2m，若利用滑輪組和電動(dòng)機(jī)組成的打撈機(jī)械，以0.5m/s的速度將箱子從水底勻速提到地面，每個(gè)滑輪重100N（不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：（1）箱子在水底時(shí)，箱子下表面受到的水的壓強(qiáng)；（2）箱子全部浸沒(méi)在水中時(shí)，箱子受到的浮力；（3）物體完全露出水面后，繼續(xù)上升到地面的過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率；（4）整個(gè)打撈過(guò)程中請(qǐng)你分析哪個(gè)階段電動(dòng)機(jī)的輸出功率最大，并計(jì)算出這個(gè)最大值?！敬鸢浮浚?）5×104Pa（2）2×103N（3）98.4%（4）整個(gè)打撈過(guò)程中箱子離開(kāi)水面在空中時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率最大，為3.05×103W【解析】（1）已知箱子在水中的深度，根據(jù)公式p=ρgh可求產(chǎn)生的壓強(qiáng)。（2）由于箱子沉入水底，則V排=v=0.2m3，利用F浮=ρgV排即可求出浮力；（3）物體完全露出水面后，根據(jù)公式機(jī)械效率η=EQ\F(W有,W拉)=EQ\F(G,G－G動(dòng))即可求出機(jī)械效率。（4）由于箱子從水底勻速提到地面，根據(jù)P=Fv即可判斷出拉力最大時(shí)，功率最大，所以求出最大拉力，然后即可求出最大功率。解：（1）箱子在水底時(shí)下表面的深度h=5m，此處水產(chǎn)生的壓強(qiáng)：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa。（2）箱子沉入水底，則V排=V=0.2m3，則浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N（3）物體完全露出水面后，在提升箱子過(guò)程中，不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，有用功是動(dòng)滑輪對(duì)箱子的拉力所做的功，額外功是克服動(dòng)滑輪重所做的功；箱子的重力：G=mg=600kg×10N/kg=6×103N；出水后，根據(jù)η=EQ\F(W有,W拉)=EQ\F(G,G－G動(dòng))可得：機(jī)械效率：η=EQ\F(W有,W拉)=EQ\F(G,G－G動(dòng))=EQ\F(6×103N,6×103N－100N)=98.4%（4）由于箱子從水底勻速提到地面，根據(jù)P=Fv即可判斷出拉力最大時(shí)，功率最大；箱子離開(kāi)水面在空中時(shí)，對(duì)滑輪組的拉力最大，故此時(shí)電動(dòng)機(jī)對(duì)滑輪組的拉力最大；由于不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，則F最大=EQ\F(1,2)×（G+G動(dòng)）=EQ\F(1,2)×（6×103N+100N）=3.05×103N電動(dòng)機(jī)上繩子的提升速度為v′=2v=2×0.5m/s=1m/s，則P最大=F最大v′=3.05×103N×1m/s=3.05×103W。14．（2019·福建）“國(guó)之潤(rùn)，自疏浚始”。新一代國(guó)之重器“天鯤號(hào)”絞吸挖泥船在河道清淤、湖泊疏浚、吹填造陸等方面發(fā)揮著重大作用。（1）“天鯤號(hào)”以功率P1＝6600kW進(jìn)行絞吸，同時(shí)以功率P2＝13400kW向遠(yuǎn)處輸送巖石泥沙，工作時(shí)間t＝10min，共做功多少焦？（2）“天鯤號(hào)”絞刀的工作原理與家用破壁機(jī)相似。某破壁機(jī)的額定電壓U＝220V，額定電流I＝10A．“天鯤號(hào)”絞刀以功率P1＝6600kW工作，相當(dāng)于多少臺(tái)這種破壁機(jī)正常工作消耗的總功率？【答案】（1）1.2×l010；（2）3000【解析】解：（1）“天鯤號(hào)”工作時(shí)的總功率：P＝P1+P2＝6600kW+13400kW＝20000kW＝2×l07W，工作時(shí)間t＝10min，所做的總功：W＝Pt＝2×l07W×10×60s＝1.2×l010J；（2）每臺(tái)破壁機(jī)的功率：P0＝UI＝220V×l0A＝2200W，“天鯤號(hào)”絞刀以功率P1＝6600kW工作，相當(dāng)于破壁機(jī)正常工作的臺(tái)數(shù)：n＝EQ\F(P1,P0)＝EQ\F(6.6×l06W,2200W)＝3000（臺(tái)）。答：（1）共做功1.2×l010J；（2）相當(dāng)于3000臺(tái)這種破壁機(jī)正常工作消耗的總功率。15．(2019·淄博)2019年4月23日，在慶祝中國(guó)人民解放軍海軍成立70周年海上閱兵活動(dòng)中，055大型驅(qū)逐艦接受檢閱，向世界展示了我國(guó)大型驅(qū)逐艦的發(fā)展規(guī)模和強(qiáng)大實(shí)力。驅(qū)逐艦長(zhǎng)174m，寬23m，吃水深度8m，滿載排水量12300t，最大航速32節(jié)（1節(jié)＝0.5m/s，海水密度為1.03×103kg/m3，g取10N/kg）。求：（1）驅(qū)逐艦行駛到某海域時(shí)，艦底受到的海水壓強(qiáng)為7.21×104Pa，此時(shí)艦底所處的深度；（2）驅(qū)逐艦滿載時(shí)受到的浮力；（3）驅(qū)逐艦滿載時(shí)，以最大航速勻速直線航行，若所受海水阻力是其總重的0.1倍，它的動(dòng)力功率。【答案】（1）7m（2）1.23×108N（3）1.968×108W【解析】（1）根據(jù)艦底受到的海水壓強(qiáng)大小利用p＝ρgh計(jì)算艦底所處的深度；（2）利用漂浮條件確定浮力與總重力的關(guān)系；利用阿基米德原理計(jì)算浮力大??；（3）根據(jù)1節(jié)＝0.5m/s得出最大速度，根據(jù)漂浮條件和二力平衡計(jì)算動(dòng)力的大小，再根據(jù)P＝Fv計(jì)算它的動(dòng)力功率。解：（1）根據(jù)p＝ρgh可得此時(shí)艦底所處的深度：h＝EQ\F(p,ρ海水g)＝EQ\F(7.21×104Pa,1.03×103kg/m3×10N/kg)＝7m。（2）由阿基米德原理可得，驅(qū)逐艦滿載時(shí)受到的浮力：F?。紾排＝m排g＝12300×103kg×10N/kg＝1.23×108N；（3）驅(qū)逐艦滿載時(shí)，以最大航速勻速直線航行，則速度v＝32節(jié)＝32×0.5m/s＝16m/s，因?yàn)轵?qū)逐艦處于漂浮狀態(tài)，則驅(qū)逐艦的總重力：G＝F?。?.23×108N；由二力平衡條件可得，驅(qū)逐艦受到的動(dòng)力：F＝f＝0.1G＝0.1×1.23×108N＝1.23×107N；以最大航速勻速直線航行，它的動(dòng)力功率：P＝Fv＝1.23×107N×16m/s＝1.968×108W。16．(2019·濰坊)中國(guó)研制的“鯤龍”AG600是目前世界上最大的水陸兩棲飛機(jī)，可用于森林滅火、水上救援等，其有關(guān)參數(shù)如表所示。在某次測(cè)試中，飛機(jī)在水面以12m/s的速度沿直線勻速行駛，水平動(dòng)力的功率為2.4×106W。水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：鯤龍”AG600有關(guān)參數(shù)最大起飛質(zhì)量53.5t最大巡航速度500km/h最大航行時(shí)間12h最大航行路程4500km（1）飛機(jī)以最大巡航速度飛行4000km所用的時(shí)間；（2）飛機(jī)在水面勻速行駛時(shí)，水平動(dòng)力的大?。唬?）飛機(jī)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)靜止在水面上，達(dá)最大起飛質(zhì)量時(shí)排開(kāi)水的體積?！敬鸢浮浚?）8h（2）飛2×105N（3）53.5m3【解析】（1）知道路程和最大巡航速度，利用速度公式求所用時(shí)間；（2）知道飛機(jī)在水面行駛速度、功率。利用P=eq\f(W,t)=eq\f(Fs,t)=Fv求水平動(dòng)力；（3）知道最大起飛質(zhì)量，可求其重力，飛機(jī)漂浮，可求飛機(jī)受到的浮力，再利用阿基米德原理求排開(kāi)水的體積。解：（1）由v=EQ\F(s,t)可得所用時(shí)間：t=EQ\F(s,v)=EQ\F(4000km,500km/h)=8h；（2）由P=eq\f(W,t)=eq\f(Fs,t)=Fv得水平動(dòng)力：F=eq\f(P,v)=eq\f(2.4×106W,12m/s)2×105N；（3）最大起飛質(zhì)量m=53.5t=5.35×104kg，因?yàn)轱w機(jī)漂浮，所以飛機(jī)受到的浮力：F浮=G=mg=5.35×104kg×10N/kg=5.35×105N，由F浮=ρ水V排g可得排開(kāi)水的體積：V排=eq\f(F浮,ρ水g)=eq\f(5.35×105N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=53.5m317．(2019·巴彥淖爾)圓柱形容器置于水平地面（容器重忽略不計(jì)），容器的底面積為0.2m2，內(nèi)盛30cm深的水?，F(xiàn)將一個(gè)底面積400cm2、體積4000cm3均勻?qū)嵭膱A柱體放入其中。如圖甲所示，物體漂浮在水面，其浸入水中的深度為5cm；當(dāng)再給物體施加一個(gè)豎直向下大小不變的力F以后，物體最終恰好浸沒(méi)于水中靜止，如圖乙所示。ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）則：（1）物體受到的重力是多少？（2）物體浸沒(méi)水中靜止時(shí)容器對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？（3）從物體漂浮水面到浸沒(méi)水中靜止的過(guò)程中壓力F做了多少功？【答案】（1）20N（2）3200Pa（3）0.8J【解析】（1）物體排開(kāi)水的體積：V排＝Sh浸＝400×10﹣4m2×5×10﹣2m＝2×10﹣3m3，則物體所受的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3＝20N，由題可知，物體漂浮在水面上，則物體重力：G＝F浮＝20N；（2）容器內(nèi)水的體積：V水＝h水×S容＝0.3m×0.2m2＝0.06m3，水的重力：G水＝ρ水V水g＝1.0×103kg/m3×0.06m3×10N/kg＝600N，根據(jù)阿基米德原理，圓柱體全部浸入時(shí)，受到的浮力：F浮全＝ρ水gV排全＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3＝40N，當(dāng)再給物體施加一個(gè)豎直向下大小不變的力F以后，物體最終恰好浸沒(méi)于水中靜止，根據(jù)力的平衡條件可得，施加的向下壓力：F＝F浮全－G＝40N－20N＝20N；則容器對(duì)支持面的壓力為：F總＝G水+G+F＝600N+20N+20N＝640N；物體浸沒(méi)水中靜止時(shí)容器對(duì)地面的壓強(qiáng)是：p＝eq\f(F總,S容)＝eq\f(640N,0.2m2)＝3200Pa；（3）物體的底面積400cm2、體積4000cm3，則均勻?qū)嵭膱A柱體的高度：h物＝eq\f(4000cm3,400cm2)＝10cm；故圓柱體露出水面的高度為：h露＝10cm－5cm＝5cm，從圓柱體漂浮于水面到恰好浸沒(méi)于水中靜止時(shí)，設(shè)水面上升的高度為△h，則有：△V排＝S容△h，即：4000cm3－eq\f(1,2)×4000cm3＝△h×2000cm3，解得△h＝1cm，則從圓柱體漂浮于水面到恰好浸沒(méi)于水中靜止時(shí)，力F向下運(yùn)動(dòng)的距離：h＝h露－△h＝5cm－1cm＝4cm，則力F做的功：W＝Fh＝20N×0.04m＝0.8J。18．(2019·云南)某水底打撈作業(yè)中，需將一長(zhǎng)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(jì)，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）石柱浸沒(méi)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(shí)石柱上表面受到的水的壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）5000N；（2）15000J；（3）3×104Pa【解析】（1）根據(jù)圖象中數(shù)據(jù)，利用稱重法求浮力；（2）利用W＝Fs求解；（3）首先根據(jù)圖象中數(shù)據(jù)求出水的深度和石柱高度，進(jìn)而求得石柱上表面距水面深度，利用p＝ρgh求壓強(qiáng)。解：（1）F浮＝G－F＝12500N－7500N＝5000N；（2）W＝Fs＝7500N×2m＝15000J；（3）在水底時(shí)石柱上表面距水面的深度為：h＝h2－h(huán)1＝5m－2m＝3m在水底時(shí)石柱上表面受到的水的壓強(qiáng)：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa19．(2019·黃石)圓柱形容器內(nèi)有未知液體，一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的實(shí)心正方體金屬塊，用繩子系住，靜止在容器底部，此時(shí)容器底部液體壓強(qiáng)為6400Pa，液面距底部高度h為40cm，如圖所示，用力豎直向上以2cm/s的速度勻速提起金屬塊?(g取10N/kg,不計(jì)液體阻力)試求：(1)未知液體的密度？(2)金屬塊未露出液面前，金屬塊所受浮力？(3)若金屬塊重66N，要?jiǎng)蛩偬嵘?s的過(guò)程中拉力所做的功？【答案】（1）1.6×103kg/m3（2）16N（3）5J【解析】（1）由p＝ρgh可得，未知液體的密度ρ＝EQ\F(p,gh)＝EQ\F(6400Pa,10N/kg×0.4m)＝1.6×103kg/m3；（2）正方體金屬塊邊長(zhǎng)V＝10cm×10cm×10cm＝1000cm3＝1×10﹣3m3，金屬塊未露出液面前，V排＝V＝1×10﹣3m3，金屬塊所受浮力F?。溅裧V排＝1.6×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝16N；（3）勻速提升5s上升的高度h′＝vt＝2cm/s×5s＝10cm＝0.1m，因10cm＜40cm，所以可知金屬塊仍然浸沒(méi)在液體中，繩子的拉力：F＝G－F浮＝66N－16N＝50N，拉力所做的功W＝Fh′＝50N×0.1m＝5J。20．（2019·婁底）蛟龍AG600水陸兩棲飛機(jī)是我國(guó)自主研制的“三大飛機(jī)”之一，被譽(yù)為國(guó)之重器，AG600主要用于大型滅火和水上救援，可以從地面起飛和降落，也可以從水面起飛和降落，AG600空載時(shí)質(zhì)量為41.5t，最多可儲(chǔ)水12t。（取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：（1）AG600空載時(shí)的重力是多少？（2）某次試飛后，AG600儲(chǔ)滿水后在某湖面上，求其排開(kāi)湖水的體積。（3）在一次水面滑行測(cè)試中，AG600儲(chǔ)一定質(zhì)量的水，在水面上以10m/s的速度勻速滑行了1min，滑行過(guò)程中飛機(jī)所受阻力為總重的0.5倍，發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的實(shí)際功率為2500kW，求飛機(jī)在這次滑行測(cè)試中所儲(chǔ)水的質(zhì)量是多少？【答案】（1）4.15×105N；（2）53.5m3；（3）8500kg?！窘馕觥浚?）已知質(zhì)量，利用公式G=mg得到重力；（2）漂浮的物體，受到的浮力等于其重力；已知浮力和水的密度，利用V排=eq\f(F浮,ρ水g),得到排開(kāi)水的體積；（3）已知發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際功率和勻速滑行速度，可以得到牽引力，進(jìn)一步得到受到的阻力；根據(jù)阻力與重力的關(guān)系得到總重量，進(jìn)一步得到總質(zhì)量，然后得到儲(chǔ)水質(zhì)量。解：（1）AG600空載時(shí)的質(zhì)量：m=41.5t=41.5×103kg，則受到的重力：G=mg=41.5×103kg×10N/kg=4.15×105N；（2）AG600儲(chǔ)滿水時(shí)總質(zhì)量：m總=41.5t+12t=53.5t=53.5×103kg，受到的總重力：G總=m總g=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N；AG600儲(chǔ)滿水后漂浮在某湖面上，所以AG600受到的浮力：F浮=G總=5.35×105N，因?yàn)镕浮=ρ液gV排，所以排開(kāi)水的體積：V排=eq\f(F浮,ρ水g)=eq\f(5.35×105N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=53.5m3；（3）因?yàn)镻=eq\f(W,t)=eq\f(Fs,t)=Fv所以發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為：F=eq\f(P,v)=eq\f(2500×103W,10m/s)=2.5×105N由于勻速滑行，所以受到的阻力：f=F=2.5×105N已知滑行過(guò)程中飛機(jī)所受阻力為總重的0.5倍，即f=0.5G總所以此時(shí)的總重：G總′=2f=2×2.5×105N=5×105N此時(shí)儲(chǔ)水的重力：G水′=G總′－G=5×105N－4.15×105N=8.5×104N則儲(chǔ)水的質(zhì)量為：m水′=eq\f(G水′,g)=eq\f(8.5×104N,10N/kg)=8500kg21．(2019·湖州)目前全國(guó)少數(shù)城市已投入使用超級(jí)電容公交車。超級(jí)電容器是一種新型電能存儲(chǔ)設(shè)備，像蓄電池一樣也有正、負(fù)兩極，可通過(guò)安裝在各公交站點(diǎn)的充電樁快速充滿電，讓車能夠繼續(xù)正常行駛。在制動(dòng)過(guò)程中，電車又能通過(guò)發(fā)電機(jī)回收部分能量為超級(jí)電容充電，安全高效環(huán)保。假設(shè)某型號(hào)的超級(jí)電容公交車載滿乘客時(shí)總質(zhì)量為15噸，某次運(yùn)行時(shí)從充電樁充滿電后電車儲(chǔ)存的能量約為2×107焦，能以10米/秒的速度保持勻速直線行駛6千米，能量利用的效率為90%。（1）電車發(fā)電機(jī)的工作原理是________。（2）若公交車載滿乘客時(shí)車胎與地面的總接觸面積為0.4米2，求公交車對(duì)地面的壓強(qiáng)。（3）若公交車在該次運(yùn)行中受到的阻力恒定，則牽引力大小是多少?（4）若公交車在該次運(yùn)行中電容器輸出電壓為300伏，不計(jì)電容器輸出電能時(shí)的能量損耗，則工作電路的電流有多大?【答案】電磁感應(yīng)【解析】解：（1）電車發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)。（2）公交車對(duì)水平地面的壓力：F=G=mg=15×103kg×10N/kg=1.5×105Np=EQ\F(F,S)=EQ\F(1.5×105N,0.4m2)=3.75×105Pa（3）牽引力做功：W=W總η=2×107J×90%=1.8×107J牽引力：F=EQ\F(W,s)=EQ\F(1.8×107J,6000m)=3×103N（4）t=EQ\F(s,v)=EQ\F(6000m,10m/s)==600s由W=UIt得，I=EQ\F(W,Ut)=EQ\F(2×107J,300V×600s)=111.1A答：（1）電車發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)。（2）公交車對(duì)地面的壓強(qiáng)是3.75×105Pa。（3）若公交車在該次運(yùn)行中受到的阻力恒定，則牽引力大小是3×103N。（4）公交車工作電路的電流111.1A。（1）發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的。（2）知道公交車載滿乘客時(shí)的質(zhì)量求出重力，公交車在水面地面上，求出壓力，知道受力面積求出壓強(qiáng)。（3）知道汽車充電后存的能量，利用效率公式求出牽引力做的功，知道距離求出牽引力。（4）知道路程和速度求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間；知道蓄電池的儲(chǔ)存的能量，知道電壓和時(shí)間，利用W=UIt求出電流。22.(2019·咸寧)我國(guó)常規(guī)動(dòng)力核潛艇具備先進(jìn)的通訊設(shè)備、武器、導(dǎo)航等系統(tǒng)和隱蔽性強(qiáng)、噪聲低、安全可靠等優(yōu)異性能，如圖是某型號(hào)常規(guī)動(dòng)力核潛艇，主要技術(shù)參數(shù)如下表(海水密度近似為1.0×103kg/m3)。排水量水上運(yùn)動(dòng)2250t，水下運(yùn)動(dòng)3000t最大潛水深度300m最大航速水上30km/h，水下36km/h水下最大輸出功率3000kW(1)核潛艇在深海中勻速潛行時(shí)，如果遭遇海水密度突變?cè)斐傻摹皵嘌隆彪U(xiǎn)情，潛艇會(huì)急速掉向數(shù)千米深的海底，潛艇突遇“斷崖”險(xiǎn)情是因?yàn)橛龅胶Ｋ拿芏韧蝗?選填“變大”、“變小”或“不變”)造成的，此時(shí)應(yīng)立即將潛艇水艙中的水全部排出，,使?jié)撏艿降闹亓?選填“大于”或“小于”)它的浮力。(2)該潛艇由水下某位置下潛到最大潛水深度處，潛艇上面積為2m2的艙蓋受到海水的壓力增大了6×105N，則潛艇原來(lái)位置的深度h是多少?(3)該潛艇在水下以最大輸出功率巡航，當(dāng)達(dá)到最大速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),受到海水的平均阻力f是多少?【答案】（1）變小小于（2）270m（3）3×105N【解析】（1）由于海水中不同深度下海水的密度會(huì)是變化的，所以潛艇突遇“斷崖”險(xiǎn)情是因?yàn)橛龅胶Ｋ拿芏韧蝗蛔冃?，浮力?huì)突然變小，潛水艇突然遭遇海水密度突變?cè)斐傻摹皵嘌隆?，失去浮力的潛艇急速掉向?shù)千米深的海底；“掉深”到潛艇的極限深度便會(huì)艇毀人亡；潛水艇是靠改變自身的重力實(shí)現(xiàn)浮沉的，此時(shí)將潛艇水艙中的水全部排出，使?jié)撏艿降闹亓π∮诟×Γ瑢?shí)現(xiàn)上??；（2）由p＝eq\f(F,S)可得，增大的壓強(qiáng)△p=eq\f(△F,S)=eq\f(6×105N,2m2)=3×105Pa由△p=ρgh可得，△h=eq\f(△p,ρg)=eq\f(3×105Pa,1.0×103kg/m3×10N/kg)=30m，由表中信息可知，最大潛水深度h最大=300m，則潛艇原來(lái)位置的深度h=h最大?△h=300m?30m=270m；（3）由表中數(shù)據(jù)可知，水下最大輸出功率P=3000kW=3×106W，最大速度水下v=36km/h=10m/s，由P=eq\f(W,t)=eq\f(Fs,t)=Fv可得,牽引力F牽=eq\f(P,v)=eq\f(3×106W,10m/s)=3×105N，潛艇達(dá)到最大速度勻速運(yùn)動(dòng)，受到海水的平均阻力f=F牽=3×105N。23.（2019·河南）我國(guó)從今年4月15日起,正式實(shí)施電動(dòng)自行車新國(guó)標(biāo)。李強(qiáng)購(gòu)置了一輛符合新國(guó)標(biāo)的電動(dòng)車,其整車質(zhì)量為50kg,最高速度為25km/h。g取10N/kg。試問(wèn):(1)對(duì)蓄電池充電時(shí),電能轉(zhuǎn)化為能;行駛時(shí),電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,其工作原理是。(2)當(dāng)蓄電池的電全部耗完后,若充電功率為100W,充滿電需要5h,不計(jì)能量損失,則充滿電后蓄電池儲(chǔ)存的電能為多少?(3)蓄電池充滿電后,其儲(chǔ)存電能的75%用于車克服阻力做功,當(dāng)質(zhì)量為70kg的李強(qiáng)在水平路面上騎著車,以最高速度勻速電動(dòng)行駛時(shí),所受阻力為總重的eq\f(1,40)，則車最多能行駛多少小時(shí)？(4)新國(guó)標(biāo)對(duì)電動(dòng)車的整車質(zhì)量、最高速度都進(jìn)行了限制,這樣做主要是為了防止車的較大,以減小行車危險(xiǎn)?！敬鸢浮浚?）化學(xué)；通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)（2）充滿電后蓄電池儲(chǔ)存的電能為1.8×106J；（3）車最多能行駛1.8小時(shí)（4）動(dòng)能?！窘馕觥浚?）蓄電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，供電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；電動(dòng)機(jī)的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）根據(jù)W=Pt求出充滿電后蓄電池儲(chǔ)存的電能；（3）根據(jù)W=ηW電求出克服阻力做的功，根據(jù)G總=（m車+m人）g求出人和車的總重力，由題意可知電動(dòng)車在水平路面行駛受的阻力，根據(jù)W=fs求出電動(dòng)車行駛的路程，最后利用v=eq\f(s,t)求出電動(dòng)車最多能行駛的時(shí)間；（4）物體的質(zhì)量越大，速度越大，具有的動(dòng)能越大，據(jù)此分析。解：（1）對(duì)電池充電時(shí)，消耗了電能，獲得了化學(xué)能，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電動(dòng)機(jī)的工作原理是通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）充滿電需要的時(shí)間t=5h=1.8×104s，充滿電后蓄電池儲(chǔ)存的電能：W電=Pt=100W×1.8×104s=1.8×106J。（3）由題意知，克服阻力做的功：W=ηW電=75%×1.8×106J=1.35×106J。人和車的總重力：G總=（m車+m人）g=（50kg+70kg）×10N/kg=1200N，電動(dòng)車在水平路面行駛受的阻力：f=eq\f(1,40)G總=eq\f(1,40)×1200N=30N，由W=fs得，電動(dòng)車行駛的路程：s=eq\f(W,f)=eq\f(1.35×106J,30N)=45km，由v=eq\f(s,t)得，電動(dòng)車最多能行駛的時(shí)間：t=eq\f(s,v)=eq\f(4.5km,2.5km/h)=1.8h。（4）由于物體的質(zhì)量越大，速度越大，具有的動(dòng)能越大，因此，新國(guó)標(biāo)對(duì)電動(dòng)車的整車質(zhì)量、最高速度進(jìn)行限制，主要是為了防止車的動(dòng)能較大，以減小行車危險(xiǎn)。24．(2019·西寧)一個(gè)有加熱和保溫兩種狀態(tài)的微型電熱水器，內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖18所示，它由控制電路和工作電路兩部分組成，其中R0為熱敏電阻，它的阻值隨溫度的升高而減小，開(kāi)關(guān)S0和S都閉合時(shí)，電熱水器開(kāi)始加熱，當(dāng)電熱水器中水的溫度達(dá)到50℃時(shí)，電磁鐵才會(huì)把銜鐵吸下，使B、C兩個(gè)觸點(diǎn)接通，電熱水器處于保溫狀態(tài)。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω．求：（1）將電熱水器水箱中2.2kg的水從15℃加熱到45℃，水吸收的熱量【c水＝4.2×103J/（kg?℃）】（2）電熱水器處于加熱狀態(tài)時(shí)工作電路的功率。（3）將2.2kg的水從15℃加熱到45℃，需要通電5min，電熱水器的加熱效率為多少？（4）當(dāng)溫度達(dá)到50℃后，通電10min，R2產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）2.772×105J（2）1100W（3）84%（4）12936J【解析】（1）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2.2kg×（45℃－15℃）＝2.772×105J；（2）由題意可知，開(kāi)關(guān)S0和S都閉合時(shí)，B觸點(diǎn)與A接通，電熱水器處于保溫狀態(tài)，則電熱水器處于加熱狀態(tài)時(shí)工作電路的功率：P加熱＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,44Ω)＝1100W；（3）將2.2kg的水從15℃加熱到45℃時(shí)，水吸收的熱量為2.772×105J，由P＝eq\f(W,t)可得，通電5min內(nèi)消耗的電能：W＝Pt′＝1100W×5×60s＝3.3×105J，電熱水器的加熱效率：η＝eq\f(Q吸,W)×100%＝eq\f(2.772×105J,3.3×105J)×100%＝84%；（4）當(dāng)溫度達(dá)到50℃后，電磁鐵會(huì)把銜鐵吸下，B觸點(diǎn)與C接通，R1與R2串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，工作電路的電流：I＝eq\f(U,R1+R2)＝eq\f(220V,44Ω+2156Ω)＝0.1A，則通電10min內(nèi)R2產(chǎn)生的熱量：Q2＝I2R2t＝（0.1A）2×2156Ω×10×60s＝12936J。25．(2019·巴彥淖爾)如圖所示是某溫控裝置的簡(jiǎn)化電路圖，工作電路由電壓為220V的電源和阻值R＝88Ω的電熱絲組成；控制電路由電源、電磁鐵（線圈電阻R0＝20Ω）、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器R2（取值范圍0～80Ω）和熱敏電阻R1組成；R1阻值隨溫度變化的關(guān)系如下表所示，當(dāng)控制電路電流I≥50mA時(shí)，銜鐵被吸合切斷工作電路；當(dāng)控制電路電流I≤40mA時(shí)，銜鐵被釋放接通工作電路。溫度/℃90806660504640363534R1/Ω102040507080100120130150（1）工作電路正常工作時(shí)，R在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（2）當(dāng)溫度為60℃，滑動(dòng)變阻器R2＝50Ω時(shí)，銜鐵恰好被吸合，控制電路的電源電壓是多少？（3）若控制電路電源電壓不變，此裝置可控制的溫度最大范圍是多少？（4）要想要該裝置所控制的最高溫度降低一些，請(qǐng)分析說(shuō)明如何改變R2的阻值。【答案】（1）3.3×104J（2）6V（3）若控制電路電源電壓不變，此裝置可控制的溫度最大范圍是35℃～80℃（4）要想要該裝置所控制的最高溫度降低一些，應(yīng)減小R2的最大阻值?！窘馕觥浚?）工作電路由電壓為220V的電源和阻值R＝88Ω的電熱絲組成，則R在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q＝eq\f(U2,R)t＝eq\f((220V)2,88Ω)×1×60s＝3.3×104J；（2）當(dāng)溫度為60℃時(shí)，由表格數(shù)據(jù)可知R1＝50Ω，已知此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2＝50Ω，則控制電路的總電阻為：R＝R1+R2+R0＝50Ω+50Ω+20Ω＝120Ω，此時(shí)銜鐵恰好被吸合，則控制電路的電流I＝50mA＝0.05A，由歐姆定律可得，控制電路的電源電壓：U＝IR＝0.05A×120Ω＝6V；（3）當(dāng)控制電路電流I≥50mA時(shí)，銜鐵被吸合切斷工作電路，由歐姆定律可得，控制電路的總電阻最大為：R大＝eq\f(U,I大)＝eq\f(6V,50×10-3A)＝120Ω，滑動(dòng)變阻器R2（取值范圍0～80Ω）的最大電阻為80Ω，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，熱敏電阻R1的阻值最?。ù藭r(shí)溫度最高）：R1＝R大－R2－R0＝120Ω－80Ω－20Ω＝20Ω，由表中數(shù)據(jù)知可控制的最高溫度為80℃；當(dāng)控制電路電流I≤40mA時(shí)，銜鐵被釋放接通工作電路，由歐姆定律，控制電路的總電阻最小為：R小＝eq\f(U,I小)＝eq\f(6V,40×10-3A)＝150Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最小電阻為0時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，熱敏電阻R1的阻值最大（此時(shí)溫度最低）：R′1＝150Ω－20Ω＝130Ω，由表中數(shù)