北京市各区一模力学电学综合题【选编】.doc

d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 1 of 32 0707 年各区一模力学、电学综合题年各区一模力学、电学综合题 一、选择题：下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。 （每小题 2 分） （东城）15图 7 为电烙铁尾部的接线端及和它相对应的电 热丝连线图，AC 是电烙铁的电热丝，B 接电热丝的中点。 电烙铁铭牌上标明额定功率为 40W，使用电压为 220V 或 110V，下列说法中错误的是 AAC 连 220V 电源，电烙铁功率为 40W BAB 连 110V 电源，电烙铁功率为 40W CAC 先连接起来作为一个接线端，然后 AB 接 110V 电源，电烙铁的功率为 40W DAC 连入 110V 电源，电烙铁功率为 10W （西城一模）14如图4所示电路电源电压不变。开关 S闭合前，电压表示 数为6V；开关S闭合后，电流表A1的示数为0.6A，A2的 示数为0.5A，A3的示数为0.9A。下列判断正确的是 A干路电流为1.1A B通过R1的电流为0.1A C电阻R2的电阻值为12 DR2和R3交换位置后，电流表A1和A3的示数不变 （西城一模）15体积相同的 A、B 两种液体的质量之比为 45。把它们分别倒入两个容器 中。在 A 液体中放入小球甲，B 液体中放入小球乙，且两球体积相同。在下述各个状态 中，比较两球受到浮力的大小，一定正确的是 A甲漂浮，乙沉底时，甲受浮力小 B都悬浮时，受浮力相等 C都沉没在液体底部时，甲受浮力大 D都漂浮时，乙受浮力大 （朝阳一模）14物理活动课上，张老师做了一个的实验，一个量程为 100ml 的量筒竖直放在 水平桌面上，lOOml 刻度线以上还可以容水 15ml。现给量筒盛水 100ml，将一物块轻轻放人水 中，从量筒溢出 25m1 的水，物块没有触及量筒底和壁，取g =10Nkg。你认为下列说法正确 的是 A物块密度一定等于 1.0103kg/m3 B. 物块密度一定小于 1.0103kg/m3 C物块所受重力一定等于 0.4N D物块所受重力一定等于 0.25N （朝阳一模）15如图 6 所示的电路，电阻 R26，开关 S 闭 合后，电流表 A1示数为 1.5A，电阻 R1消耗的电 功率为 3W，电路中消耗的总功率小于 9W。则 A电阻 R1的阻值为 3 B电流表 A2示数为 15A C电压表示数为 135V D1min 内 R1放出 405J 的热量 图 6 R2R1 A1 A2 S V AC B A B C 图 7 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 2 of 32 （崇文一模）14如图 7 所示，一个两端开口的弯管形容器， 从粗端向容器中灌水，在细端用一个横截面是 0.01m 2 质量为kg 的活塞堵住，活塞可在细管中无摩擦的滑动。 当 H=30cm，h=lOcm 时，在活塞上放置一个质量是 lkg 的砝码，活塞静止。由此可知 水对活塞的压强等于砝码对活塞的压强 水对活塞的压力大小等于砝码所受重力的 2 倍 砝码对活塞的压强相当于 20cm 深的水产生的压强 撤去砝码，当两侧液面相平时，活塞再次静止 图 7 （崇文一模）15某电热器的工作原理如图 8 所示，它有加热和保温 两个工作状态。电源两端电压不变，电阻丝 R1=3R2。当开关 S1接 b 点，S2断开时，电路的总功率为 P1；当开关 S1接 a 点，S2闭合时， 电路的总功率为 P2，则 图 8 S1接 b 点，S2断开时为加热状态，P1P231 S1接 b 点，S2断开时为保温状态，P1P2316 S1接 a 点，S2闭合时为加热状态，P1P213 S1接 a 点，S2闭合时为保温状态，P1P2163 （宣武一模）14如图 4 所示电路，电源两端电压为 6V 且保持不变，开关 S 闭合后，调节滑 动变阻器滑片 PP 到中点位置时，灯泡 L 恰好正常发光时，电流表 A 的示数为 0.2A，电压表 V 的示数为 2V。则关于该电路，下列判断错误的是： A灯泡的额定电功率是 0.4W B若滑片 P 移到右端，电路消耗的电功率为 0.72W C若滑片再向右移动，电流表示数将减小，电压表示数将增大 D若滑片再向左移动，电流表示数将增大，灯泡可能被烧毁 （宣武一模）15如图 5 所示，在底面积是 S1的圆柱形容器中，注入深为 h 的水后，再把一 横截面积为 S2的金属圆柱体立于容器中，若圆柱体露出水面，容器中水不溢出。则下列说法 中正确的是： A水对容器底部的压力为 F压=水g h S1 B水对容器底部的压强为 p=水gS1h /（S1S2） C金属圆柱体所受的浮力为 F浮=水gS2h /（S1S2） D水对容器底部的压力为 F压=水gS1 h /（S1S2） （海淀一模）14如图9所示，A、B两个圆柱体叠放在一起置于水平桌面 图 4 图 5 图 9 A B d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 3 of 32 上，已知圆柱体A、B的高度比为1：2，底面积比为2：3，若圆柱体A对圆柱体B的 压强与圆柱体B对桌面的压强相等，则这两个圆柱体的密度比为 A2：1 B2：3 C3：2 D6：1 （海淀一模）15如图10所示的电路中，当滑动变阻器的滑动头 从a滑向b的过程中，三只电压表V1、V2、V3的示数变化的绝 对值分别为U1、U2、U3，则下列各组中可能出现的是 U1=3V，U2=2V，U3=1V U1=0V，U2=1V，U3=1V U1=0.5V，U2=1V，U3=1.5V U1=1V，U2=3V，U3=2V （丰台一模）14. 在图 3 所示电路中，电源电压一定。当开关 S 由断开 到闭合时，下列说法正确的是 A灯泡消耗的功率变小 B电路的总电阻变小 C电压表的示数变小 D电流表的示数不变 （丰台一模）15. 材料相同的两个圆柱体 A、B，他们的底面半径为 RA、RB， 将它们分别放在水平桌面上， B 对桌面的压强为 p1。将 B 叠放在 A 上 （如图 4 所示） ，A 对桌面的压强为 p2，已知 RA:RB=2:1， p1:p21:3， 则两圆柱体的高度之比 hA:hB为 A.5：2B.11:4C.2:5D.4:11 （大兴一模）14甲灯泡标有“6V、3W”字样，乙灯泡标有“6V、6W”字样，将两灯泡串联 起来接入 6V 的电路中，它们的实际功率分别为P1和P2，将两灯泡并联起来接入 220V 的电 路中，它们的实际功率分别为P3和 P4，关于P2和P3大小的关系正确的是 AP2大于P3 BP2等于P3 C P2小于P3 D条件不足，无法比较 （大兴一模）15小林测滑轮组的机械效率，第一次用滑轮组提升重 10N 的物体时，机械效率 是1；第二次用完全相同的滑轮组提升重 20N 的物体时，机械效率是2；第三次用完 全相同的滑轮组提升重 10N 的物体，物体在上升过程中受到恒定的阻力是 10N，此时机械 效率是3。 （不计绳和轮之间的摩擦）则 A213 B123 C123 D以上说法都不对 （昌平一模）15质量是 6kg 的物体 A 放在水平桌面上，利用图 8 所示的装置使物体以 0.2m/s 的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为 2N，不计绳子的伸 长和滑轮组内部的摩擦，则（g 取 10N/kg） A作用在绳端的拉力 F 为 6N 图 10 V2V3 V1 ab S A V LS R 图 3 A B 图 4 图 8 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 4 of 32 B水平桌面对物体 A 的摩擦力是 2N C在 1s 内拉力 F 做功 1.2J D在 1s 内拉力 F 的功率是 0.4W （怀柔一模）15如图 7 所示电路中，设电源两端电压不变，灯 L 的电阻不随温度变化。闭合 开关 S，在变阻器的滑片 P 移动的过程中，电流表 A 的最小示 数为 02A，电压表 V 的最大示数为 3V，电压表 V1的最大示数 与最小示数之比为 3：2。则下列说法正确的是： A电源电压为 6V B电路的最大电功率为 27W C灯 L 的阻值为 15 D滑动变阻器最大阻值为 40 （石景山一模）15同一个正方体先后放入a、b、c 三种液体中，静止时如图6 所示，下列判断 正确的是 A物体受到的浮力 FaFbFc B物体上下表面所受的压力差不等 C物体下表面受到液体的压强 papbpc D液体的密度abc （顺义一模）14如图 7 所示的电路中，电源电压 45V 保持不变，灯 L 上标有“2. 5V 1.25W”字样，电流表的量程为（006）A，电压表的量程为（03）V，滑动变阻器 的最大阻值是 20。当开关 S 闭合后，移动滑动变阻器的滑片 P，在保证电路安全的情况 下，则下述判断正确的是 A电流表的最大示数为 06A B电压表的最小示数为 0V C灯 L 消耗的最小功率大于 0.4W D灯 L 消耗的最小功率小于 0.3W （顺义一模）15如图 8 所示，在拉力 F 的作用下，重 80N 的物块 A 正以 0.2 m/s 的速度在水 平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为 20N，该装置的机械效率为 80%，则： A2s 内，拉力 F 移动的距离为 0.4 m B拉力 F 的大小为 40N C2s 内，弹簧测力计的拉力对物块 A 所做的功 6J D拉力 F 做功的功率为 5W （通州）14在图 4 所示的电路中，电压表 V1的示数为 U1, 电压表 V2的示数为 U2,电流表 的示数为 I1。当滑动变阻器滑片 P 滑到另一位置时，电压表 V1的示数为 U1,电压表 V2 的示数为 U2,电流表的示数为 I2。下列说法正确的是 AU1一定大于 U1 图 7 图 6 a b c 图 7 S P V A L A 图 8 F d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 5 of 32 图 6 BU2一定大于 U2 C|U1-U1|U2-U2| D| U2-U2|与|I2-I1|之比等于 R 二、选择题：下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。 （每小题 3 分） （东城）17利用如图 8 所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力 F和 F2 分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则 A力 F做功的功率大 B甲滑轮组的额外功较大 C乙滑轮组的机械效率高 D甲、乙两个滑轮组的总功相同 （西城一模）16两个定值电阻并联在电压为 U 的电源两端，R1 消耗的功率为 P1，R2消耗的功率为 2P1。把它们串联接在电压为U 的电源上时，下列说 2 3 法中正确的是 AR2两端的电压升高了 B通过 R1的电流没有变化 CR2消耗的功率为P1 D它们消耗的总功率为P1 2 1 4 9 （西城一模）17如图 5 所示轻质滑轮组恰处于静止状态。甲、乙的密度分 别为甲、乙，质量比是 45。下列说法正确的是 A装置静止时，甲、乙受到的合力都为零 B乙对水平地面压力和甲的重力之比为 43 C乙如图放置和单独放在水平地面上时相比，对地面的压强之比为 35 D甲如图放置和甲浸没在水中时，乙受到的拉力之比为 人人 人 （朝阳一模）17有两个小灯泡 L1、L2，它们的额定电压分别为 U1、U2，且 U1=2U2。在正常 工作时，通过 L1的电流是通过 L2的电流的 2 倍。把 L1、L2串联接到电压为 U 的某电源上， 讨论两灯泡发光情况，下列说法正确的是 A当 U =2U1时，灯 L1可以正常发光 B当 U =2U2时，灯 L2可以正常发光 C当 U = U1+U2时，两灯都可以正常发光 DU 为何值时，灯 L1都不能正常发光 （宣武一模）17如图 6 所示，滑轮组在拉力 F1的作用下，拉着重 300 牛的物体 A 以 1.5m/s 的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为 80% ，物体 A 匀速运动时受的阻力为 56N，拉力 F1的功率为 P1 ，在 10s 内拉力做功为 图 8 乙 F2 G 甲 F1 G 图 4 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 6 of 32 图 11 W1 。若滑轮组在拉力为 F2的作用下，拉着物体 A 以 0.5m/s 的速度在此水平面上匀速移 动 ，拉力 F2的功率为 P2 ，在 20s 内拉力做功为 W2 。滑轮自重和绳重忽略不计，则下列 正确的是： AF1=100N ，P1= 450W； BW1 ：W2=3 ：2 ， P1 = 3P2 CF2=210N ，P2=35W ； DW1 ：W2=1 ：2 ， P1 = P2 （海淀一模）17在图 11 所示的电路中，电源两端电压保持不变， R1=2R3，当开关 S1、S2都闭合时，电压表 V1、V2的示数之比为 53，则 AR1与 R2电阻比为 2：3 BS1闭合、S2断开时，电压表 V1、V2的示数之比 3：2 CS1、S2都闭合与 S1闭合、S2断开时电路中电流之比为 5：6 DS1、S2都闭合与 S1闭合、S2断开时 R1消耗功率之比为 6：5 （丰台一模）17. 如图 5 所示，物体重 180N，动滑轮重 20N，绳重和摩擦不计。 人对动滑轮的拉力为 F，在 F 的作用下，物体以 0.1m/s 的速度匀速上升 2m，则下列说法正确的是 A. 拉力 F 做的功为 400J B. 动滑轮对物体做的功为 720J C拉力 F 的功率为 20W D. 拉力 F 的大小为 90N （昌平一模）17图 10 中 R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，则以下说法中正 确的是 AR2接入电路的阻值不变时，电压表 V1读数与 电流表读数之比等于 R1 BR2接入电路的阻值不变时，电压表 V2读数与 电流表读数之比等于 R1 CR2接入电路的阻值改变一定量时，电压表 V2 读数的变化量与电流表读数的变化量之比的绝 对值等于 R1 DR2接入电路的阻值改变一定量时，电压表 V1读数的变化 量与电流表读数的变化量之比的绝对值等于 R1 （怀柔一模）17两个完全相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体，将完全相同的两个小球 分别放入容器中，当两球静止时，液面相平，球所处的 位置如图 8 所示，甲、乙两种液体对容器底的压强大小 分别为甲、乙，两球所受的浮力分别为 F甲和 F乙，则 下列关系正确的是 A.甲乙 B.甲乙 图 8 图 5 V2V1 A 图 10 R1R2 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 7 of 32 C.F甲F乙 D.F甲F乙 （石景山一模）17只将灯 L1和灯 L2连接在电压保持 6V 不变的电源上（灯 L1和 L2的电阻不 随温度变化） ，灯 L1的电阻为 20，两灯均发光时，测得通过灯 L2中的电流为 0.2A，则 下列判断正确的是 A灯 L1和 L2两端的电压之比可能是 1:1 B灯 L1和 L2的电阻之比可能是 1:2 C灯 L1和 L2的电阻之比可能是 2:3 D灯 L1和 L2中的电流之比可能是 1:1 三、填空题（每空 2 分） （东城）24如图 11 所示的电路中，电源电压保持不变，当开关 S 断 开时，电压表的示数为 2V，电阻 R2上消耗的功率是 1W；当开关 S 闭 合时，电流表的示数为 1A；则开关 S 断开时，电流表的示数为 A。0.5 （西城一模）23图 6 所示电路中，R 是定值电阻，灯泡 L1、L2分 别标有“8V 8W”和“12V 24W” ，电路两端总电压 U6V 不变。 只闭合开关 S3时，电路消耗总功率为 2.4W。开关都闭合 时，电路消耗总功率为_W。 （忽略灯丝电阻变化）8.5 （西城一模）24如图 7 所示，质量是 2kg 的平底水桶底面积为 800cm2，放在水平地面上，桶内装有 50cm 深、体积是 45dm3的 水。小萍同学用竖直向上的力 F 提水桶，但是没有提起来。这时，如果水对 桶底的压强和桶对地面的压强相等。小萍同学提水桶的力 F_N。 （g10N/kg）70 （朝阳一模）23某电动机工作时两端电压为U，电流为I，电动机线圈的电阻为 R，则该电动机工作时输出的最大机械功率是 。U II2R （朝阳一模）24平放在水平桌面上的三个实心正方体对桌面的压强相同。它们的密度分别为 1、 2和 3，且 1 2 3。则这三个正方体对桌面的压力F1、F2、F3的大小关系是 。 F1F2F3 （崇文一模）23将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如图 12 所示。 已知玻璃杯的质量为 100g，底面积为 30cm2，高度为 15cm。若使玻 璃杯不沉入水中，在杯中最多能加入 kg 食盐。 （水的密度 水1103kg/m3）035 （崇文一模）24为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中，在两 地间架设了两根等长的输电线。两根输电线的总电阻为 r。已知位于电厂处的两根输电线间的 电压为 U，输送电能的功率为 P，由于电流通过输电线发热会损失电能，该输电线路输送电能 的效率为 。(输电效率为用户得到的电能与发电厂输出电能的比值) I r P / u2 图 12 图 11 A v R1 R2 S d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 8 of 32 甲 乙 图 8 （宣武一模）23有两个不同材料制成的正方体甲和乙，已知甲 、乙的边长比 为 1:2。如图 8 所示，把甲叠放在乙上，甲对乙的压强为乙对桌面压强的一半。 则甲、乙两物体的密度之比为 。 （宣武一模）24如图9所示，将甲、乙两只电阻串联在总电压不变的 电路中，乙电阻消耗的电功率为P2。若将乙电阻单独连入此电路中， 它消耗的电功率为P2。则甲、乙两只电阻并联在此电路中时，两只 电阻消耗的总电功率P总= 。 （海淀一模）24工人用如图 12 所示滑轮组将矿井中的物体 A 和物体 B 先 后匀速提升上来。动滑轮的重力为 50N，物体 A 和物体 B 所受重力之比 为 2：1，提升物体 A 时，滑轮组的机械效率为 75%。若用此滑轮组提升 物体 B 时，在 10s 内物体 B 上升 5m，则提升物体 B 时，拉力的功率 为 W。 （不计绳重和摩擦）62.5 （丰台一模）24. 用滑轮组提起重 900N 的物体，已知动滑轮重 300N， 绳子自由端受到的拉力为 F。在 F 的作用下，重物在 20s 内匀速升高了 10m，绳子自由端 向上移动 30m，则滑轮组的机械效率为 _ %。 （忽略绳重和滑轮摩擦）75 （昌平一模）24小宇同学参加物理兴趣小组活动，在一次电学实验过程中发现一个有趣的元 件，由于 A、B 两部分被封闭在一个透明的玻璃壳内，a、b 是其两个外露的接线柱（如图 11 甲） 他们了解到 B 是一个定值电阻，其电压与电流关系如下表所示；A 是一种由特殊金属丝 制成的导体，它的额定电压是 6V为进一步了解 A 的某些特征，他们将元件的 a、b 两端接 在图 11 乙的 c、d 两点，通过实验测得了多组元件的电压与电流值，并绘制成如图 11 丙的曲 线计算电压表示数为 4V 时，10s 内电流通过导体 A 产生的热量是 J 电压 U（V）246 电流 I（A）0.10.20.3 图 9 图图12 乙甲 ba A B A V dc 丙 U/V I/A 图 11 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 9 of 32 （大兴一模）23两盏白炽灯甲和乙，分别标有“220V 10W”和“220V 100W”串联接在 220V 的电源上，两灯的实际功率之比 W甲W乙为 。10：1 （大兴一模）24如图 6 所示，重 100N 的物体在水平拉力F 的作用下做匀速直线运动，5s 内移动 1.5m，物体与地面 间的摩擦力为 30N，不计滑轮重、绳重及绳的摩擦，拉力 的功率是 W。9 （石景山一模）24如图 8 所示，电源电压一定，当滑片P置于变阻器 中点时，电压表的示数为 6V；当滑片 P 置于变阻器右端时，电阻 R1在 30s 内产生 100J 的热量，电压表示数为 10V，则电阻 R1= 120 （怀柔一模）24如图 12 甲所示，在水面上方匀 速提升密度为 3103kg/m3的物体时，绳端所用的 拉力为 300N，滑轮组的机械效率为 60。如果将 物体全部浸没在水中，如图 12 乙所示，匀速提升 该物体，在绳端所用的拉力为 240N，此时滑轮组的 机械效率是 。（g 取 10N/kg）50 （通州）25灯 L1的额定电压为 U，额定功率为 P1；灯 L2的额定电压为U，额定功率为 P2。把它们串联接在电压为 U 的电源上，此时灯 L2的功率为 4P12P2/（4P1+P2）2 四、计算题 计算题要求：(1)写出必要的文字说明和依据的主要公式；（2）代入数据；（3）凡有数 字运算的题目，运算过程和结果都要写明单位。 （东城）39小明学习了浮力的知识后，找来一个量程足够大的弹簧测力计和一个 铁块。他猜想：若用弹簧测力计悬挂起这个铁块，再将铁块浸没在密度不同的 液体中，弹簧测力计就会有不同的读数，在测力计上可对应标出液体的密度值， 这样就可以利用他手中的弹簧测力计和铁块制作一个测定液体密度的密度计， 如图 22 所示。g 取 10N/kg，铁的密度为 7.9103kg/m3。求： 图 8 R1 U V P 图 22 图 12 甲 乙 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 10 of 32 （1）他在空气中称得此铁块的重力为 7.9N，则该铁块的体积是多大； （2）当利用该密度计测某液体密度时，指针在 6.9N 的位置，则该液体的密度为多大； （3）若铁块的重力为 G，待测液体的密度液，将铁块浸没在待测液体中时弹簧测力计的读 数为 F，铁的密度为铁，请写出待测液体的密度表达式及推导过程。 （1） 34 33 10 /109 . 7 9 . 7 m mKg N g G V 铁 （2）F浮=G-G=7.9 N 6.9 N =1 N 液= F浮/gV排=1 N /1.0104m310N / kg =1.0103kg/m3 （3） F+F浮= G ， 铁液 ）（ G FG （东城）40如图 23 所示，电源电压保持不变，滑动变阻器最大值为 R1=40，小灯泡的电 阻为 10 且保持不变。当 S1、S2 均闭合且滑片 P 滑到 a 端时，电流表 A1、 A2的示数之 比为 3:2；当 S1 、S2均断开且滑片 P 置于滑动变阻器中点时，小灯泡 L 的功率为 10W。求： （1）电阻 R2 的阻值； （2）当 S1、S2 均闭合且滑片 P 在 a 端时，电压表的示数； （3）整个电路消耗的最小电功率。 解:(1)当 S 1、S 2均闭合且滑片 P 滑到 a 端时,小灯泡 L 短路, R 1、R 2并联 21 2 , 2 3 III I I 2 1 2 1 I I 1 2 2 1 R R I I 2040 2 1 1 2 1 2 R I I R （2）当 S 1、S 2均断开且滑片 P 置于变阻器中点时，小灯泡 L 和 R 1串联 P=I2RL I= A R P L 1 电源电压 U=I（RL+0.5RL）=30V 当 S 1、S 2均闭合且滑片 P 在 a 端时，电压表测电源电压 电压表示数 U示=30V （3）当 S 1、S 2均断开且滑片 P 滑到端 a 时,电路总电阻最大，电路消耗电功最小（西城一模） 46科技小组的同学们在薄壁平底试管中装入一些细沙后，制成一个“土密度计” 。把它 放入水中漂浮时，试管露出水面的高度为 3cm；把它放入豆浆中漂浮时，试管露出液面的 高度为 4cm。若试管和细沙总质量为 20g，试管横截面积为 1.6cm2。 求：在水中漂浮时，水对试管底部的压强； 豆浆的密度。 （g10N/kg，最后结果保留两位小数） 解：试管在水中漂浮时，F浮G物 水对试管底部的压强 p1.25103Pa1 分 S mg S F 人 人 24m 106 . 1 kg/10N02kg . 0 图 23 a V A1 A2 S1 S2 R2 R1 L b d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 11 of 32 V排水20cm3 1 分 g F 人 人 g mg 人 人 m 3 cm/1g 20g V排液V排水Sh20cm31.6cm21cm18.4cm3 1 分 液1.09g/cm3 1 分 人人 人 gV F 人人 gV mg 人人 V m 3 4cm.18 20g （西城一模）47如图 26 所示电路总电压不变。只闭合开关 S3，滑动变阻器的滑片 P 在最左 端时，电路消耗总功率为 10W，电流表的示数为 I1；只断开开关 S1，滑片 P 移至最右端 时，电流表的示数为 I2，电压表的示数为 U1；只闭合开关 S1，滑片 P 仍在最右端时，电 压表示数为 U2。若 I1I253，U1U223。 求：上述三个状态中，电路消耗总功率的最小值。 电源电压不变，；R2R11 分 1 21 2 1 R RR I I 人 3 5 2 1 R R 2 3 3 2 1 分 2 21 2 1 3 2 R RR U U I I 人 3 5 2 5 3 2 人 电源电压不变，； 21 321 3 2 RR RRR I I 人 3 5 R3(R1+R2)(R1+R1)R1 1 分 3 2 3 2 3 2 9 10 电压一定，功率跟电阻成反比，所以，第三状态电路总功率最小。 1 分 321 1 1 3 RRR R P P 人 111 1 9 10 3 2 RRR R 25 9 P3P110W3.6W 1 分 25 9 25 9 （朝阳一模）39物理小组自制一个可以改变电功率的电热器。 他们用三根阻值不相等的电阻丝 R1、R2和 R3按图 21 连接起来， 接入 220V 电源。已知 R1R2R3，闭合电源开关 S，通过 S1 R1 图 21 S 220V R3R2 S1 S2 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 12 of 32 和 S2的开关控制，可以得到四种不同的电功率，知道最大的电功率是最小电功率的 11 倍，只 闭合 S1时流过电路的电流是 2.2A，此时电功率是只闭合 S2时电功率的 2 倍。求三根电阻丝的 阻值。 （5 分） 解：只闭合 S1和只闭合 S2的等效电路分别如图 1、图 2 所示 根据欧姆定律 I=U/R，R1=U/I1 =220V/2.2A =100 根据 P=U2/R，电源电压不变， 由已知，只闭合 S1的电功率 P1和只闭合 S2的电功率 P2，P1 =2P2，得到： P1/ P2= R2/ R1，R2= R1 P1/ P2 =1002=200 当开关都闭合时，电路达到最大电功率 P大； 当开关都打开时，电路为最小电功率 P小。 最大电功率和最小电功率时的等效电路分别如图 3、图 4 所示 根据 P=U2/R，电源电压不变， 由已知，最大电功率 P大和最小电功率 P小，P大 =11P小，得到： P大/ P小= R串/ R并 ，R串= R1 R2R3， 1/R并=1/ R11/ R21/R3， （R1 R2R3） （1/ R11/ R21/R3）=P大/ P小=11， 把 R1=100，R2=200 代入， 解出 R3=300，R3/=200/3（不合题意） 。 （朝阳一模）40工人在施工时要提起重为G的物体。他们只有两个滑轮 如图 22 所示，且甲、乙两个滑轮的自重分别为G甲和G乙，G乙=0.7G甲。 若G =5G甲 ，且所用的绳子最多能承受 0.5G的拉力。请你通过计算帮助 工人选择并分别画出最省力和机械效率最高的组装方式。 （不计绳重及滑轮 轮、轴间的摩擦,且绳不可伸长） （5 分） 解：根据滑轮组的机械效率公式：=W有用/W总 =Gh/FS F =（GG动）/n S=nh，代入上式，得到：= G/（GG动） 甲 乙 图 22 220V R1 220V R2 图 1 图 2 220V R1 R3R2 220V R1 R3 R2 图 3 图 4 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 13 of 32 要得到机械效率最高的组装方式，必须减小动滑轮的自重，把乙滑轮 放在下方，作为动滑轮使用。可以有两种组装方式,为了保持绳子不断， 必须使n2。 此时= G/（GG乙）= G/（G0.7G/5） = G/1.14G88% 组装方式如图 1 所示。 还可以计算出F1=（G0.7G/5）/3=0.38G 为了获得最省力的组装方式，必须考虑使承担重物和动滑轮的绳 子根数最多，可以按图 2 组装，此时，n 2=4 。 F2=（GG/5）/4=0.3G 。 F2F1 图 2 所示的组装方式是最省力的。 （崇文一模）38. 如图 28 为某高层住宅楼的电梯工作示意图，电梯竖 直向上匀速运行的过程中，速度为 0.8m/s，忽略电梯受到的空气阻力、 摩擦阻力及钢绳重，向上运行的动力只有电动机拉力 1=3103N，电梯内乘客的总质量为 300 kg，g=10N/kg。求： （1）电梯匀速运行min 上升的高度 h1是多少? 电动机拉力做了多少功? （2）电梯匀速运行时，电动机拉力的功率是多大? （3）如果电梯中又增加了 100kg 的货物,先后两次机械效率的比值是多 少? hvt0.8m/s60s48m WF3h3103N348m 4.32105J PFv3103N30.8m/s7.2103W 或 PW/t4.32105J/60s7.2103W 3FG电梯+G轮+G客 G电梯+G轮6103N 1 2 1/25/6 （崇文一模）39小文在科技活动中， 查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化 图 1 图 2 图 28 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 14 of 32 的规律如 29 图，并将该型号的热敏电阻应用于如图 30 所示由“控制电路”和“工作电路”组 成的恒温箱电路中。 图29 图30 “控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0 = 50）、电源U1、开关S等组成， 当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；“工作电 路”由工作电源U2（U2 = 10V） 、发热电阻丝R2（R2 = 5）、导线等组成。问： 工作电路工作时的电流为多大？电阻丝R2的发热功率为多大？ 若发热电阻R2需提供1.2104J的热量，则工作电路要工作多长时间（不计热量的损失）？ 若恒温箱的温度最高不得超过50，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？ 工作电路工作时的电流 I2 = = = 2A 2 2 R U 5 10V 电阻 R2的发热功率 P2 = U2I2 =10V2 A= 20W W2 = P2 t =Q t = = 600s 2 2 P W 20 102 . 1 4 J 当 R1温度为 50时，其阻值 R1 = 250 R1和 R2串联， R总 = R1R0 = 25050 = 300 因此，控制电路的最小电压为：U1 = I1R总 = 0.02A300= 6V （宣武一模）39如图 21 所示，某 校课外小组的同学们设计了一个用水槽 来储存二次用水的冲厕装置。其中重 100g 的浮球固定在横杆 AB 右端(B 为浮球的中心)，杆 AB 能绕 O 点转动，且 OB 是 OA 长度 的 4 倍。横杆 AB 左端压在厚为 1的进水阀门 C 上，进水口的横截面积为 42。阀门 C 正好 堵住进水口时，水箱内停止蓄水，杆 AB 在水平位置，且浮球刚好有 1/3 的体积露出水面。进 水口距箱底 30，水箱内溢水管长为 40，水槽与水箱的水面高度差为 1.2m。阀门 D 是一 个重为 50g，横截面积为 302的排水阀门，其厚为 1cm，用金属链将其与水箱顶部排水按钮 相连，当按动按钮时，铁链向上拉起排水阀门 D 使其打开，水箱排水。(其中阀门 C、直杆 图 21 d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 15 of 32 AC、横杆 AB 的重力均忽略不计)。(g 取 10Nkg) 求：(1)进水口处所受水槽的水向上的压力； (2)停止蓄水时浮球所受的浮力；浮球的体积； (3)要打开排水阀门 D，铁链给它的拉力至少是多少? （宣武一模）40如图 22 所示，电源两端电压保持不变， 当开关 S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片 P 移到 A 端时， 电阻 R2的电功率为 P2，电流表的示数为 I1 ；当开关 S1断开、 S2闭合时，电阻 R2的电功率为 P2，电流表的示数为 I2 。已 知 I1:I22 :3 。求： （1）电阻 R2的功率 P2与 P2的比值； （2）当开关 S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片 P 在 C 点时，变阻器接入电路的电阻为 Rc， 电压表 V1的示数为 U1，电压表 V2的示数为 U2，已知 U1:U21:3，这时 R2的功率为 20W，Rc 的电功率为 5W。则滑片 P 在 A 端与滑片 P 到 C 点时，变阻器连入电路电阻 RA 与 Rc 的比值； （3）电路通过不同的变化，消耗的最大功率与最小功率之比。 (请画出相关电路状态的等效电路图) （海淀一模）40课外小组的同学设计了一个电热器，工作电路如图 27 所示，其中电源两端电压不变，定值电阻 R3起调控作用， R1、R2是加热电阻，且 R1、R2不能同时工作。小组同学通过实 验测得加热电阻 R2单独工作时的热功率为 90W。已知 4R1R2，2R1R3，求： （1）这个电热器的加热电阻工作的最大热功率，并说明此时三个 开关的状态？ （2）这个电热器的加热电阻工作的最小热功率，并说明此时三个 开关的状态？ （1）由于加热电阻只能单独工作，加热电阻消耗的热功率最大只可能是 R1或 R2单独接在电 路中时。 设电源两端电压为 U，当单独工作时，由题意可知加热电阻 R2消耗的电功率为 90W。 当 R1单独工作时，加热电阻消耗的功率为 P1，由于电源电压不变，所以= ； P1 P2 R2 R1 4 1 加热器的加热电阻工作的最大热功率为 P1=4P2=360W （2）当只闭合 S2时，R2与 R3串联，设：R2与 R3串联时，电路消耗的总功率和 R2消耗的功 率分别为 P23和 P2； 根据串联电路特点= P2 P23 R2 R23 2 3 P23= =60W，则 P2=40W U2 R23 U2 R2 + R3 U2 6R1 图 23 图 27 图 22. d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 16 of 32 电路中 R1、R2分别单独工作时消耗的热功率都比 R1、R2分别与 R3串联消耗的热功率大，由于 R1、R2不能同时工作，电热器的加热电阻消耗的功率最小的时候可能是 R1与 R3串联时 R1消 耗的热功率最小，或 R2与 R3串联时 R2消耗的热功率最小。 当只闭合 S1时，R1与 R3串联，设：R1与 R3串联时，电路消耗的总功率和 R1消耗的功率分别 为 P13和 P1；由于 2R1= R3根据串联电路特点= P1 P13 R1 R13 1 3 P13= = P1=120W，则 P1=40W U2 R13 U2 R1 + R3 U2 3R1 1 3 所以当只闭合 S1或 S2时，加热电阻消耗的最小热功率均为 40 W。 （海淀一模）41在学校科技月活动中，科技小组的同学 设计了一个小型锅炉，其部分结构如图 28 所示。下面 是对锅炉结构的介绍：调控水箱高 1.5m，其中带有浮 球 C 的横杆 ODC（C 为浮球的中心）能绕 O 点转动， DC=28cm，OD=2cm；“T”型阀门 B 下部不计粗细 的直杆与 ODC 杆相连，ODC 杆处于水平时阀门 B 堵 住进水口；圆柱体 A 是锅炉的安全阀，其底面积为 10cm2，加热过程中安全阀堵住出气孔，调控水箱与锅 炉体始终连通，当锅炉内气压超过 1.2105Pa 时，圆 柱体 A 被顶起，排出部分蒸汽。 已知外界大气压为 1.0105Pa，不考虑阀门 B、横杆 OC 及浮球受到的重力，g 取 10N/kg。根据以上介绍和已知条件解决下列问题： （1）为保证锅炉安全，圆柱体 A 的质量不能超过多少? （2）若“T”型阀门 B 受到向下的压力为 30N 时，ODC 杆处于水平平衡，此时浮球 C 浸入水中的体积是多少?（3）按照这个设计，在锅炉加热后，将出现一些问题。请你通 过计算说明其中一个较严重的问题。 （1）以圆柱体 A 为研究对象：圆柱体 A 受重力、大气压力和锅内气体压力；其刚好被顶起时 有：G+F大气=F气， 设圆柱体 A 的横截面积为 S 其中 G=mg ，F大气=p0S， F气=pS；mg+ p0S= PS； m= S = =2.0kg p - p0 g (1.2 - 1.0)105Pa1010 - 4m2 10N/kg 圆柱体 A 的质量为 2 kg （2） “T”型阀门 B 受到向下的压力为 F =30N 时，ODC 杆处于水平平衡，根据杠杆平衡条件 有：FOD=F浮OC 根据题意可知：OC=15OD 图 28 O D C B d0ae3cab666ac4ffb9c72525ce17ef5f.pdf Page 17 of 32 F浮=F=2N FOD OC 1 15 V排=210-4m3 F浮 水g 2N 1.0103kg/m310N/kg （3）由于加热过程中调控水箱与锅炉炉体始终连通，随着锅炉内的温度升高，锅炉内水面上 方的气压增加，当锅炉内气压达到 1.2105Pa时，由于锅炉内的气压增加将会导致锅炉内的水 被压入调控水箱，使调控水箱水面比炉体内水面高出 h h=2m p 水g 0.2105Pa 1.0103kg/m310N/kg 使得阀门 B 不会打开，无法继续进水。 （丰台一模）43. 如图 19 所示为一部分电路，当把电压恒定的电源接在 A、C 两点时，电流表 A1、A2示数分别为 I1和 I2，且 I1 ：I2=9：5；若把此电源接在 B、D 两点时，电流表 A1示 数为 I1，且 I1 ：I1=9：2; R1、R2、消耗的功率分别为 P1和 P2，求： （1）R2：R3为多少？ （2）P1：P2为多少？（5 分） ；（2） 32 32 2 1 IR RI 11 22 2 3 PI PI （丰台一模）44. 如图 20 所示，将一块重为 3N 的石块用细线系着浸没在装 有水的圆柱形容器中，容器中水的深度由 10cm 上升到 12cm。 若将石块 在水中缓慢提升 3cm，石块仍然处于浸没状态，拉力做功 0.03J， （容器 的重力和容器壁的厚度忽略不计，g1