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1、计算题26. (2018威海)为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如表2所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg所受阻力为总重力的0.01倍。在40s时间内匀速直线行驶400m,共消耗天然气0.025kg (天然气完全燃烧，其热值为6.4107J/kg,g=10N/kg).针对此次行驶过程，求: (1)汽车对地面的压强 (2)汽车的功率 (3)汽车发动机的效率 28. (2018威海)16甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起，图16乙是物体A所受拉力F随时间t
2、变化的图象(不计摩擦、水的阻力及绳重，水=1.0103kg/m3.g=10N/kg).请解答下列问题：（1）物体A的体积是多少?(2)物体A完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%，当物体A完全离开水面后，滑轮组的机械效率是多少? (3)当物体A完全离开水面后，电动机两端电压为380V，通过的电流为5A，电动机线圈的电阻为多少? (不计电动机内部摩擦) 26（2018烟台）在某次综合实践活动中，小明利用蓄电池（电压为24V）、电压表（量程为015V）校准电阻R0，滑动变阻器R（最大阻值为100）等器材，设计了一种测定油箱内油量的方案（图甲），选配合适的校准电阻值，能够使油箱装满汽油，滑动变阻器
3、的触片在某一端时，油量表示数为最大值（即电压表示数达到最大值）油箱中的汽油用完，滑动变阻器的触片在另一端时，油量表示数为零（即电压表示数为零）（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？校准电阻的阻值为多少？（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？（3）另一个小组的小红同学设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的优点。 【分析】（1）由图分析若没有R0电压表的示数情况，从而可知R0的作用；油箱装满汽油时，油量表（电压表）示数为最大值15V，此时滑动变阻器的触头在电阻最大值一端，由串联电路特点和I=计算R0的阻值；（2）变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，由P=知整个电路功
4、率最小，并计算；当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时电路为R0的简单电路，电路功率最大，由P=电路消耗功率的最大值，从而可得电路消耗功率的变化范围；（3）由图乙知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，由P=分析电路中功率大小，从而判断电路电能的消耗情况。【解答】解：（1）由题知，电源电压U=24V，电路中若没有变阻器R，则R两端电压等于电源电压24V，超过了电压表量程015V，会被烧坏，所以校准电阻R0串联在电路中，除了可以校准表盘，还起到分压的作用，能避免电压超过电压表量程而损坏；当油箱装满汽油，由图甲知，滑片在下端，此时变阻器连入阻值最大，电压表示数达到最大值15V，所以电路中电流：
5、I=I0=IR=0.15A，所以R0的阻值：R0=60；（2）当油箱装满汽油，变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，电源电压一定，由P=知整个电路功率最小，电路最小功率：P最小=3.6W；当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时只有R0接入电路中，电路功率最大，P最大=9.6W，所以整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W9.6W；（3）由图乙知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，电压表示数UV=IR滑，能反应测量的变化情况，且电路中电阻始终处于最大值，由P=可知电路中功率最小，由W=Pt可知，同样时间内电路消耗的电能最少，所以乙图的电路设计可以节能。故答案为：（1）校准电阻除了可以校准表
6、盘，还有能起保护电路的作用，校准电阻的阻值为60；（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W9.6W；（3）图乙的设计从能耗的角度看优点是节约电能。【点评】本题以测量表为情景考查了电路设计、串联电路特点和欧姆定律定律以及电功率公式的应用，从能耗上分析电路设计优点起到培养学生节能的意识，有意义。25（2018淄博）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象如图乙所示求（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）R0的阻值和电源电压。 【分析】（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R1的最大阻值和R0串联，电流表测
7、电路中的电流，此时电路中的电流最小，根据图乙读出电路中的最小电流和滑动变阻器的功率，根据P=I2R求出滑动变阻器的最大阻值；（2）根据的电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；由图乙可知，当电路中的电流I=0.4A时滑动变阻器的功率，根据P=I2R求出滑动变阻器的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，根据电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压。【解答】解：（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R的最大阻值和R0串联，电流表测电路中的电流，由图乙可知，电路中的最小电流I最小=0.2A，滑动变阻器的功率P1=1.2W，由P=I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：R最
8、大=30；（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=可得，电源的电压：U=I最小（R最大+R0）=0.2A（30+R0），由图乙可知，当电路中的电流I=0.4A时，滑动变阻器的功率P1=1.6W，则滑动变阻器接入电路中的电阻：R=10，电源的电压：U=I（R+R0）=0.4A（10+R0），因电源的电压不变，所以，0.2A（30+R0）=0.4A（10+R0），解得：R0=10，电源的电压：U=I最小（R+R0）=0.2A（30+10）=8V。答：（1）滑动变阻器的最大阻值30；（2）R0的阻值10；电源电压8V。【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是
9、根据图象读出电流和滑动变阻器功率的对应值。24（2018枣庄）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，滑动变阻器R1的最大值为30，定值电阻R2=30，电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V求：（1）小灯泡的额定功率是多少？（2）只闭合S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A，则电源电压是多少？（3）只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的IU图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？ 【分析】（1）由小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，根据P=UI求灯的额定功率；（
10、2）只闭合开关S、S2和S3，分析电路的连接，L短路，电阻R1与R2并联，求出并联的总电阻，已知电流根据欧姆定律求出电源电压；（3）只闭合开关S、S2，R1与灯泡串联，R2不接入电路，移动变阻器的滑片P，向左移动时，R1变大，电压表的示数也变大，当电压表示数为3V时，R1最大，可求R1的电压，即可得小灯泡的电压，可得电路中最小电流，可求此时滑动变阻器的电阻；当滑片向右移动时，R1变小，电流表的示数变大，UL也变大，由图象可知电路中的最大电流，根据欧姆定律可求此时滑动变阻器的电阻，即可得在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。【解答】解：（1）小灯泡的额定功率是：PL=ULIL=
11、2.5V0.25A=0.625W；（2）只闭合开关S、S2和S3，分析电路的连接，L短路，电阻R1与R2并联，并联的总电阻，R并=10，由I=可得电源电压：U=IR并=0.45A10=4.5V；（3）只闭合开关S、S1，灯泡L与R1串联，R2不接入电路，移动变阻器的滑片P，向左移动时，R1变大，电压表的示数也变大，当电压表示数为3V时，R1最大，则R1的电压U1大=3V，此时小灯泡两端的电压为：UL=UU1大=4.5V3V=1.5V，由图乙可知电路中最小电流：I最小=0.2A，所以R1连入电路的电阻：R1=15，当滑片向右移动时，R1变小，电流表的示数变大，UL也变大，由图象可知电路中的最大电
12、流：I最大=0.25A0.6A（电流表安全），由图象可知，此时UL=2.5V，R1两端的电压为：U1=UUL=4.5V2.5V=2V，R1连入电路的电阻：R1=8，所以在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是815。答：（1）小灯泡的额定功率是0.625W；（2）只闭合S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A，则电源电压是4.5V；（3）只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的IU图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是815。【点评】本题考查串联、并联电路的规律和欧姆定律及电功率公式的运用，关键是正确识别
13、电路，从图象中获取有效的信息。32（2018青岛）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，小灯泡L的IU图象如图乙所示。电阻R1为30，滑动变阻器R2的额定电流为1A，电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V请画出该题的各个等效电路图。（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是多少？（2）只闭合开关S3，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，滑动变阻器的最大阻值是多少？（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？ 【分析】（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，画出等效图，由L正常发光确定灯的
14、实际电压，根据并联电路电压的规律，求出电源电压即R1的电压，由欧姆定律求此时通过R1的电流；（2）由图乙知，找出灯的电压为6V时，灯的额定电流，由欧姆定律求出灯正常发光的电阻；只闭合开关S3，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，画出等效图2，由已知条件，由欧姆定律求出电路的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；（3）根据P=，当电路的总电阻最小时，总功率最大，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，分析电路的连接求最小总电阻，根据P=求出电路的最大功率；根据P=，当电路的总电阻最大时，总功率最小，因R1RL，根据串联电阻的规律求出此时的最大电阻
15、，电路中的电阻越大，电路中电流越小，电流表越安全；根据分压原理，电压表示数小于的R1的电压，根据串联电路电压的规律，比较电压表示数与3V的大小，根据P=求电路的最小功率。【解答】解：（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，等效图如图1所示， L正常发光，灯的实际电压为6V，根据并联电路电压的规律，电源电压即R1的电压为6V，由欧姆定律，此时通过R1的电流是：I1=0.2A；（2）由图乙知，灯的电压为6V时，灯的额定电流为0.25A，由欧姆定律，故灯正常发光的电阻：RL=24；只闭合开关S3，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，如图2所示，移动滑片P，当R2接入
16、电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，由欧姆定律，电路的总电阻；R=30，根据电阻的串联，R=RL+R滑，滑动变阻器的最大阻值是：R滑=4（RRL）=4（3024）=24；（3）根据P=，当电路的总电阻最小时，总功率最大，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，故只有当开关S1、S2、S3都闭合时，如图1所示，灯与R1并联时，总电阻最小，R并=电路的最大功率：P大=2.7W；根据P=，当电路的总电阻最大时，总功率最小，因R1RL，故当R1与变阻器的最大电阻串联时，即只闭合开关S1，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值时，如图3所示，电路的总电阻最大；因
17、R1R2，根据分压原理，电压表示数小于的R1的电压，根据串联电路电压的规律，因电源电压为6V，故此时电压表示数小于3V，电压表安全，故电路的最小功率：P小=0.67W。答：（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是0.2A；（2）滑动变阻器的最大阻值是24；（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率为2.7W，最小功率是0.67W【点评】本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是有最大和最小功率电路的连接。26.（2018聊城）（11分）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R1=20，R2=10，R是滑动变阻器。当滑动变阻器滑片P移
18、动到最右端，开关S1闭合，开关S2断开时，电流表的示数为0.3A；当滑动变阻器滑片P移动到中点时，开关S1闭合S2断开时，电压表的示数为U1，保持滑动变阻器滑片P位置不变，开关S2闭合S1断开时，电压表的示数为U2，且U1 ：U2=2:3，求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器的最大阻值；（3）要使整个电路消耗的电功率为最小，请写出：开关S1、S2的开闭状态，滑动变阻器滑片P移动到的位置，并计算出最小电功率是多少？ 23（2018东营）（11分）如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为4t，体积为1m3。（g=10N/kg，水=1103kg/m3）
19、（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；（2）物体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强；（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到0.1%）。 23（11分）解：（1）物体受到的浮力：F浮= G排=水V排g =1.0103kg/m31m310N/kg =1104N-2分（2）物体下表面所受的压强：P=水gh=1.0103kg/m310N/kg3m=3104Pa -2分（3）物
20、体的质量：m=4t=4103kg物体所受的重力：G=mg=4103kg10N/kg=4104N-1分动滑轮对物体的拉力：F1=GF浮=4104N1104N=3104N 电动机对绳子的拉力：F2=F1/3=3104N/3=1104N-2分（4）由：电动机拉动绳子的速度为：物体上升的速度为：-2分滑轮组的机械效率为：-2分 评分标准：其他解法只要正确，即可得分。24（2018东营）（11分）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。（水=1103kg/m3，c水=4.2103J/(kg)，g=10Nkg）（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高
21、温档，说明判断依据；（2）求R1的阻值；（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。项 目参 数电源电压（V）220低温档功率（W）275中温档功率（W）550高温档功率（W）1100容积（L）1 24（11分）解：（1）当开关S1闭合，S2接B时，为高温档。-1分因为当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大，所以此状态为高温档。-2分（2）当S2断开，S1闭合时，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。由P=UI得，正常工
22、作时通过R1的电流为：由得，R1的阻值为：-2分（3）由P=UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：-2分（4）水的质量：m=V=1103kg/m3110-3m3=1kg水吸收的热量：Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)1kg(100-12)=3.696105J-2分由:，W=Pt得烧开一壶水需要的时间为：-2分评分标准：其他解法（说法）只要正确，即可得分。26. （2018德州）(10分)我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图24所示，该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方150m处，将所蓄水
23、分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5106W。(水=1.0103kg/m3，g=10N/kg)求：(1)飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；(2)每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；(3)飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。 27. （2018德州）(8分)实验小组的同学设计了如图25(a)所示的电路，已知电源电压不变，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图25(b)所示的两条U-I图线。其中利用电压表V1
24、和电流表A的数据描绘出甲图线，利用电压表V2和电流表A的数据描绘出乙图线。求：(1)定值电阻R2的阻值；(2)电源电压的大小及定值电阻R1的阻值；(3)R2消耗的最大功率。 29（2018玉林）如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机带动钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为0.49m/s，此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了12%（不计物体的高度、绳重和摩擦，物=7.6103kg/m3，g取10N/kg，海水取1.0103kg/m3）。求：（1）物体浸没在海水中受到的浮力；（2）物体在海底
25、时的深度；（3）物体在海底时受到海水的压强；（4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率（不计动滑轮体积） 【分析】（1）物体排开海水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理求浸没在海水中受到的浮力；（2）由图知，n=5，物体升高速度等于绳子自由端移动速度的，利用速度公式求物体在海底时的深度；（3）利用p=gh求物体在海底时受到海水的压强；（4）利用G=mg=gV求物体重力；设物体在水中电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，P1=F1v1；物体在离开水面后电动机的功率为P2，钢丝绳自由端的拉力为F2，P2=F2v2；而物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%，据此
26、求F1、F2的大小关系；由图知，n=5，不计绳重和摩擦，拉力F1=（GF浮+G轮），F2=（G+G轮），进一步求出动滑轮重力，物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率=。【解答】解：（1）物体浸没在海水中时，排开海水的体积：V排=V=0.1m3，则物体浸没在海水中受到的浮力；F浮=海水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.1m3=1000N；（2）由图知，n=5，物体升高的速度：v物=v=0.5m/s=0.1m/s，由题意可得，物体在海底时的深度：h=v物t=0.1m/s560s=30m；（3）物体在海底时受到海水的压强：p=海水gh=1.0103kg/m310N/kg30m=3
27、105Pa；（4）物体重力：G=mg=物gV=7.6103kg/m310N/kg0.1m3=7600N，设物体在水中时电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，绳自由端的速度v1=0.5m/s，则P1=F1v1=F10.5m/s；物体在离开水面后电动机的功率为P2，钢丝绳自由端的拉力为F2，绳自由端的速度v2=0.49m/s，则P2=F2v2=F20.49m/s；由题知，物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%，即：P2=P1（1+12%），代入数据可得：F20.49m/s=F10.5m/s（1+12%），解得：F2=F1，由图知，n=5，不计绳重和摩擦，两次的拉力分别为：
28、F1=（GF浮+G轮），F2=（G+G轮），可得：（G+G轮）=（GF浮+G轮），解得：G轮=8F浮G=81000N7600N=400N，物体在海面下匀速上升过程中，动滑轮对物体的拉力GF浮 所做的功为有用功，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做功为额外功，此过程中该滑轮组的机械效率：=100%94.3%。答：（1）物体浸没在海水中受到的浮力为1000N；（2）物体在海底时的深度为30m；（3）物体在海底时受到海水的压强为3105Pa；（4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率为94.3%。【点评】本题为力学综合题，考查了重力公式、密度公式、速度公式、阿基米德原理、液体压强公式、功率公式
29、、效率公式的应用。难点在第四问，利用提供的电动机功率关系求出动滑轮重力是关键。33（2018龙东）现代城市人口密度越来越大，交通越来越拥堵。电动平衡车是现代较轻便的代步工具，以其体积小巧，结构简洁和驱动安全等优点，成为短途出行的理想交通工具。某品牌平衡车的部分参数如表所示。质量为50kg的小明从家骑行该品牌平衡车去体育广场，最大速度匀速行驶10min到达体育广场，行驶中平衡车所受阻力为人和车总重的0.1倍。求：产品电动平衡车电机额定功率500W最大速度18km/h单轮胎触底面积20cm2续航20km可爬坡角度35轮胎个数2车身自重10kg（1）小明家到体育广场的距离是多少？（2）小明在水平路面
30、上骑行时，车对地面的压强是多少？（3）小明去体育广场过程中，平衡车的动力的功率是多少？ 【解答】解：（1）由表格数据可知，平衡车的最大速度：v=18km/h=5m/s，由v=可得，小明到体育广场的距离：s=vt=5m/s1060s=3000m；（2）车和小明的总重力：G=（m人+m车）g=（50kg+10kg）10N/kg=600N，小明在水平路面上骑易步车时，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，F=G，所以，车对地面的压强：p=1.5105Pa；（3）小明和平衡车的总重力：G=600N，因平衡车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力的大小：F=f=0.1G=0
31、.1600N=60N，平衡车电机牵引力的功率：P=Fv=60N5m/s=300W。答：（1）小明的家到体育广场的距离为3000m；（2）小明在水平路面上骑易步车时，车对地面的压强为1.5105Pa。（3）小明去体育广场过程中，平衡车的动力的功率是300W。29（2018南京）2018年2月，一辆无人驾驶迷你巴士在南京试运行，如图所示它是一辆“微型公交”，体现了“绿色环保、低碳出行”的科学发展理念。（1）巴士行驶过程中，以巴士为参照物，路边的树是 运动 的（2）为了安全，巴士设计的最大速度是20km/h。若它匀速行驶6km，耗时20min，则巴士行驶的速度多大？（3）满载的巴士静止在水平地面上，
32、总质量为3000kg，若轮胎与地面的总接触面积为600cm2，则它对地面的压强是多少帕？（g取10N/kg） 【分析】（1）被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变，被研究的物体是运动的，如果没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的；（2）由速度公式计算巴士行驶的速度；（2）由于巴士静止在水平地面上，对地面的压力等于巴士的重力，知道受力面积，再利用p=求巴士对地面的压强。【解答】解：（1）巴士行驶过程中，如果以巴士为参照物，路边的树和巴士之间发生了位置改变，所以以巴士为参照物，树是运动的；（2）巴士匀速行驶6km，耗时20min，所以巴士行驶的速度：v=18km/h；（3）因为巴士静止在水平
33、地面上，对地面的压力等于巴士的重力，即：F=G=mg=3000kg10N/kg=3104N，巴士对地面的压强：p=5105Pa。故答案为：（1）运动；（2）巴士行驶的速度为18km/h；（3）巴士静止在水平地面上，对地面的压强为5105Pa。【点评】本题考查了物体运动状态的判断、速度和压强公式的应用，计算中要注意物理量单位的统一，难度不大。 30（2018南京）在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其IU关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值60粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度
34、成正比），OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦；求：（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为 5 ；（2）无风时R0消耗的电功率。（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。 【分析】（1）电流表示数为0.2A时，通过灯泡的电流为0.2A，由图乙得出灯泡此时的电压，利用欧姆定律即可求出灯泡的电阻；（2）无风时，根据I=和串联电路的特点求出定值电阻R0两端电压，利用P=UI即可求出R0消耗的
35、电功率；（3）闭合S时，灯泡、定值电阻R0和电阻丝串联；由于风对球施加的作用力越大，OP的偏离角度越大，设此时OP与AB的接触点为C，由于电阻丝连入电路的电阻越小，根据欧姆定律可知电路中的电流最大，所以根据灯泡的额定电流可得出电路中的最大电流，然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出电阻丝连入电路的电阻，由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比，据此得出AC的长度，最后根据杠杆平衡条件和三角形的知识求出最大作用力。【解答】解：（1）由图可知，灯泡、定值电阻R0和电阻丝串联；因串联电路电流处处相等，所以，当电流表示数为0.2A时，通过灯泡的电流为0.2A，由图乙可知此时灯泡两端的电压为1V，则根据I=可
36、得，灯泡的电阻：RL=5；（2）无风时，OP下垂并与A端接触，电阻丝接入阻值最大为60，根据I=可得，电阻丝两端的电压：UAB=IRAB=0.2A60=12V，根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得，R0两端的电压：U0=UULUAB=16V1V12V=3V，则此时R0消耗的电功率：P0=U0I=3V0.2A=0.6W；（3）根据I=可得R0的阻值：R0=15；由于灯泡的额定电压为2.5V，则电路中最大电流等于灯泡正常工作时的电流，由图乙可知最大电流为I=0.3A，此时风对球的压力最大，OP绕O转动的角度最大，设此时OP与AB的接触点为C，则根据欧姆定律可得，R0两端的电压：U0=IR0=0
37、.3A15=4.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以RBC两端的电压：UBC=UU额U0=16V2.5V4.5V=9V，根据I=可得此时电阻丝连入电路的电阻：RBC=30；由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比，则：=，所以，BC=AB=14cm=7cm，则AC=ABBC=14cm7cm=7cm，如右图，把OP视为一根杠杆，F的力臂为OD，G的力臂等于PD，根据杠杆平衡条件可得：FOD=GPD，则：=；由于OACODP，根据相似三角形的知识可得：=，所以，=，则：F=2N=1.4N。答：（1）5；（2）无风时R0消耗的电功率为0.6W。（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力为1.
38、4N。 【点评】本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道当灯泡正常工作时电路中的电流最大。22.（2018长沙）某校科技小组参观完湘江航电枢纽后,了解到船只过船闸的时间很长，为此他们在网查阅资料，设计了一个船只升降实验模型。模型中的左右两个船厢A、B的容积均为2000cm3,质量均为400g(含配件)。现关闭进水阀和排水阀，使柱形容器E(质量不计)中有足够多的水，在船厢A、B中各装800g的水，整个装置静止后，圆柱体浮筒D浸在水中的深度为8cm，他们依次进行了如下(2)(3)的操作。假设绳子足够长，不计绳重和伸长，浮筒D与容器E始终无接触，且容器E的水
39、无溢出，实验过程中设法确保装置平稳，忽略摩擦，木头不吸水，木水。(水=1.0103kg/m3，g取10N/kg)。(1)船厢中各装800g的水后,求每只船厢所受的总重力；(2)打开进水阀，在柱形容器E中注入一定质量的水，浮筒D上升,使船厢下降10cm，再关闭进水阀，求：船厢A的总重力对A所做的功；此时浮筒D浸入水中的深度；(3)当操作(2)使船厢下降10cm后静止时,压强传感器柱形容器显示4400Pa；接下来，用手使浮筒D保持此刻位置不变，再在两边船厢中同时放入代表船只的800g木块后，打开排水阀,放出200cm3的水后关闭排水阀，然后松手,浮筒D仍然在原位置保持静止，绳C的拉力为18N,压强
40、传感器显4000Pa；然后,把800g木块同时从船厢中取出，并在船厢中同时注满水，再把900g和1000g的木块分别放入A、B船厢后，当整个装置静止时，压强传感器的示数为p1；最后，打开进水阀向容器中缓慢注入m千克水，使压强传感器的示数为3p1，再关闭进水阀。求浮筒D的质量和注入圆柱形容器E中的水的质量m。 考点：滑轮、重力、浮力专题：机械运动和力、机械能解析：（1）重力G=mg=(0.4kg+0.8kg)10N/kg=12N ；（2）W=Fs=Gh=12N0.1m=1.2J；h浸=8cm；由FC+G动=G厢，可得G动=G厢FC=20N-18N=2N，由p=液gh=400Pa， 由12NG动=
41、GDF浮20NG动=GDF浮解得F浮=8N，；F浮=水gh浸h=1.0103kg/m310N/kg0.08m0.02m2=16N ，F浮=16N8N=8N，GD=10N+16N=26N，mD=2.6kg；由V=（SESD）h，；由4000PaSE=G水+F浮，G水=4000Pa25010-4cm28N=92N，注满水，20N+4N2N=GDF浮，F浮=4N，由于P1SE=G水+F浮=92N+4N=96N，3P1SE=G水+G注+F浮。故答案为：（1）12N；（2）1.2J；8cm。(3)19.2kg。21（2018呼和浩特）天然水流蕴藏着巨大的能量，是人类可以利用的重要能源之一。兴建水电站可以
42、把天然水流蕴藏着的巨大能量转换成电能，是水能利用的主要形式。有一处水利工程，在河流上修建了115m高的拦河大坝，如图所示。年平均水流总量为31010m3该水利工程的主要任务包括防洪、发电和航运，在发电方面，年平均发电总量为6109kWh现安装水轮发电机20台，每台水轮发电机装机容量（即发电功率）为9.26104kW（水的密度为1.0103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）年平均水流总量所受的重力；（2）若上、下游水位差为100m，年平均水流总量做的总功及转化为电能的效率；（3）若每台发电机平均年发电时间为180天，则平均每天约有多少台发电机在工作。 【分析】（1）利用G=mg=Vg求年平
43、均水流总量所受的重力；（2）利用W=Gh求年平均水流总量做的总功，知道年平均发电总量，转化为电能的效率等于年平均水流总量做的总功与年平均发电总量之比；（3）若每台发电机平均年发电时间为180天，可求每天发电量，求出每台水轮发电机发电量，进一步求需要发动机数量。【解答】解：（1）年平均水流总量所受的重力：G=mg=Vg=1.0103kg/m331010m310N/kg=31014N；（2）年平均水流总量做的总功：W=Gh=31014N100m=31016J，年平均发电总量：W电=6109kWh=61093.6106J=2.161016J，转化为电能的效率：=100%=72%；（3）若每台发电机平
44、均年发电时间为180天，则每天发电量：W电=108kWh，每台水轮发电机发电量：W电=Pt=9.26104kW24h=2.2224106kWh，需要发动机数量：n=15（台）。答：（1）年平均水流总量所受的重力为31014N；（2）若上、下游水位差为100m，年平均水流总量做的总功、转化为电能的效率分别为31016J、72%；（3）若每台发电机平均年发电时间为180天，则平均每天约有15台发电机在工作。【点评】本题为力学和电学综合题，考查了重力公式、密度公式、功的公式、效率公式的应用，由于数字较大，要细心，易错题！31（6分）（2018攀枝花）“绿水青山就是金山银山”，为了保护环境，我国大力发展电动汽车车替代传统燃油汽车。表中是某种电动汽车的部分参数，假设车上只有司机一人，质量为60kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的0.04倍，电动汽车充满电后以节电模式匀速行驶20km，电池剩
