物理压轴题综合收录.doc

物理压轴题综合收录1.体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为p1, .如图20所示，用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2,压强变化了2750pa。已知人一只脚的面积是200cm2，滑轮组的机械效率为80%。（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。求：（1）绳对人的拉力；（2）物体A与地面的摩擦力；（3）若在物体A上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机械效率是多少？（7分）2.【大兴2010二模】如图25所示为一种蓄水箱的放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，如图A、O两点间距离为40cm， B、O两点间距离为20cm，且OB与水平面夹角为60。A点正下方的Q是一个轻质、横截面积为100cm2的盖板（盖板恰好能堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连。在水箱右侧的水平工作台上，有一质量为60kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，从而可以控制水是否能从出水口流出。若水箱中水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F1，工作台对人的支持力为N1；若水箱中水深为100cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F2，工作台对人的支持力为N2。已知N1与N2之比为9：7，盖板的厚度、绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上，取g=10N/kg。求：图25（1）动滑轮所受的重力（2）F1：F2（3）当水位至少达到多高时，人无法拉起盖板。3.【延庆2010二模】某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型，如图27所示。其中D、E、G、H都是定滑轮，M是动滑轮，杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动，OCOB34。杠杆BC和细绳的质量均忽略不计。人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A，容器的底面积为300 cm2。人的质量是70 kg，通过细绳施加竖直向下的拉力F1时，地面对他的支持力是N1，A以0.6m/s的速度匀速上升。当杠杆到达水平位置时物体A总体积的五分之二露出液面，液面下降了50cm，此时拉力F1的功率为P1；人通过细绳施加竖直向下的拉力F2时，物体A以0.6m/s的速度匀速上升。当物体A完全离开液面时，地面对人的支持力是N2，拉力F2的功率为P2。已知A的质量为75kg， N1N221，忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力，g取10N/kg。求：当物体露出液面为总体积的五分之二时，物体所受的浮力；动滑轮M受到的重力G；P1P2的值。DMEGHACBO图27OB4.【平谷2010二模】如图22所示，是利用器械提升重物的示意图。当某人自由站在水平地面上时，他对地面的压强P0=2104Pa；当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强P1=2.375104Pa；当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强P2=5.75104Pa。假设这个人用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向，加挂重物前后他对杠杆A端施加的举力分别为F1、F2，已知F2=1500N。（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计，g取10N/kg）求：（1）F1与F2之比；（2）人的质量m人；（3）当重物G被匀速提升过程中，滑轮组的机械效率；（4）已知重物G的密度与水的密度比为9：1，将重物完全浸没在水中匀速上升时的速度为0.1m/s，若此时已知动滑轮重为100N，那么绳端B的拉力F做功的功率P为多大？图225.【大兴2010二模】23如图12所示，在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块，在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B，金属块B浸没在液体内，而木块漂浮在液面上，液面正好与容器口相齐某瞬间细线突然断开，待稳定后液面下降了1；然后取出金属块B，液面又下降了2；最后取出木块A，液面又下降了3由此可判断A与B的密度比为 。图126.【昌平2010二模12】边长为0.1m质量均匀的正方体物体M，放在水平地面上对地面的压强为5.4103 Pa。如图6所示装置,横杆可绕固定点O在竖直平面内转动，系在横杆B 端的细绳通过动滑轮连着物体M，用力F在A点竖直向上提横杆时，横杆在水平位置平衡，此时物体M 对地面的压强为1.8103 Pa，若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上提横杆，使横杆仍在水平位置平衡，此时物体M 对地面压强为1.0103 Pa，已知横杆上AB部分的长为0.2m，AB:OA=1:3,，g取10N/kg，不计横杆质量、绳质量和摩擦。则下列选项正确的图6AMFBOA. 物体M 的质量为54 kgB. 物体M 的密度为0.54103 kg/m3C. 力F的大小为1ND. 力F的大小为32N图127.【大兴2010二模】23如图12所示，在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块，在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B，金属块B浸没在液体内，而木块漂浮在液面上，液面正好与容器口相齐某瞬间细线突然断开，待稳定后液面下降了1；然后取出金属块B，液面又下降了2；最后取出木块A，液面又下降了3由此可判断A与B的密度比为 。8.【09中考12】甲溢水杯盛满密度为1的液体，乙溢水杯盛满密度为2的液体将密度为的小球A轻轻放入甲溢水杯，小球A浸没在液体中，甲溢水杯溢出液体的质量是32 g将小球B轻轻放入乙溢水杯，小球B漂浮，且有的体积露出液面，乙溢水杯溢出液体的质量是40 g已知小球A与小球B完全相同，大于1则下列选项正确的是( )A小球A的质量为32 gB小球B的质量为8 gC1与2之比为23D1与2之比为24259.【07中考24】图9是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，OC：OD=1：2，物体A为配重，其质量为200g。烧杯的底面积为75cm2，物体B的质量为320g，它的体积为40cm3。当物体B浸没在水中时，水对杯底的压强为p1。当用力拉物体A，将物体B提出水面一部分以后，杠杆恰好在水平位置平衡，此时，竖直向下拉物体A的力为F，水对杯底的压强为p2。若p1与p2之差为40Pa，则拉力F的大小为_N。（g取l0Nkg，杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计）10.（09年中考）图23是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成，配重C通过细绳与动滑轮相连，配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直杠杆的B端放在水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡已知动滑轮P的质量mp为0.2 kg，OAOB31，配重D的质量mD为1.5 kg，作用在D上的竖直向下的压力F为75 N，刚好拉开开关所需的拉力T为6 N杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10 N/kg求：配重C的质量mC，等于多少千克，开关刚好能被拉开？图2311图6是运动员利用器械进行训练的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA：OB=4：5，系在横杆A端的细绳通过滑轮悬挂着物体M。运动员小强站在水平地面上时对地面的压强为11104Pa，当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，他对横杆B端竖直向上的作用力F1为300N，此时他对水平地面的压强为16104Pa。若在物体M下面再加挂物体N，小强需用更大的力举起横杆B端，当AB在水平位置再次平衡时，他对横杆B端竖直向上的作用力为F2，他对水平地面的压强为33104Pa，此时细绳对横杆A端的拉力为F3。根据上述条件，下列计算结果正确的是（g取10Nkg，横杆AB与细绳的质量均忽略不计） A物体M的质量为375kgB小强的质量为65kgCF2的大小为750NDF3的大小为1650N12. （多选）如图7所示，有两个小球M和N，密度分别为M和N。图7甲中，细线的一端固定在杯底，另一端拴住小球M使其浸没在水中静止；图7乙中，细线的一端固定在杯底，另一端拴住小球N使其浸没在油中静止。小球M所受重力为GM，体积为VM；小球N所受重力为GN，体积为VN。小球M和N所受细线的拉力大小相等，所受浮力分别为FM和FN。已知水的密度为水，油的密度为油，且水油NM，则下列判断中正确的是AGMGN BVMVNCFNFM DFNFM13图9是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，OC：OD=1：2，物体A为配重，其质量为200g。烧杯的底面积为75cm3，物体B的质量为320g，它的体积为40cm3。当物体B浸没在水中时，水对杯底的压强为p1。当用力拉物体A，将物体B提出水面一部分以后，杠杆恰好在水平位置平衡，此时，竖直向下拉物体A的力为F，水对杯底的压强为p2。若p1与p2之差为40Pa，则拉力F的大小为_N。（g取l0Nkg，杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计）14如图19所示，质量为70kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时，放入货箱的货物质量为160kg，工人用力F1匀速拉绳的功率为P1，货箱以01rns的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N1。第二次运送货物时，放入货箱的货物质量为120kg，工人用力F2匀速拉绳，货箱以02ms的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N2，滑轮组机械效率为2。N1与N2之比为15：19。（不计绳重及滑轮摩擦，g取l0Nkg）求：（1）货箱和动滑轮的总质量m；（2）功率P1；（3）机械效率2。15科技小组的同学们设计了一个多档位的电热器模型，电路实物连接示意图如图20所示，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R3。将滑动变阻器的滑片P置于中点M，且只闭合开关S1时电压表V1的示数为U，电流表的示数I1为08A；将滑动变阻器的滑片P置于B端，断开开关S1，闭合开关S2时，电压表V1的示数为U，电流表的示数为I2，R2消耗的电功率P2为27W。（1）求电流表的示数I2；（2）将滑动变阻器的滑片P置于A端，闭合开关S1和开关S2时，电压表V2的示数为3U，求此时R1消耗的电功率P1。16图8是小李探究电路变化的实验电路，其中R1、R2为定值电阻，R0为滑动变阻器， Rmax为滑动变阻器的最大阻值，电源两极间电压不变。已知R1R2Rmax，当滑动17古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆，如图9所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用 L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是( ) AL始终在增加，FL始终在增加 BL始终在增加，FL始终在减小 CL先增加后减小，FL始终在减小 DL先减小后增加，FL先减小后增加18.（多选）图7是某种光电计数器的原理示意图，其中R1的电阻值随着光照亮度的增大而减小，R2为定值电阻。工件随传送带运动，使光源的光线间歇地照射R1，A、B两点间的信号处理系统每获得高电压时计数一次。下列说法正确的是 A光线照射R1时，信号处理系统计数 B光线照射R1时，信号处理系统不计数 C工件挡住光线，使R1两端的电压变小 D工件挡住光线，使R1两端的电压变大19.（多选）阳阳在蹦床上做游戏，从高处落到蹦床上又被弹起。当她从接触蹦床床面到运动至 最低点的过程中(忽略空气阻力的影响)，以下说法正确的是 A阳阳的重力势能逐渐减小 B。蹦床的弹性势能逐渐增大 c阳阳的动能逐渐减小 D。阳阳受到的台力先减小后增大20图20甲所示的电路中，R1为滑动变阻器，R0、R2均为定值电阻，电源两端电压保持不变。改变滑动变阻器R0的滑片位置，两电压表的示数随电流变化的图线分别画在 图20乙所示的坐标系中。根据以上条件可 知电阻R0的阻值为_n。21风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的受力情况。将一个套有木球的细直杆放 入风洞实验室，球受到的重力为G0球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比，比例系数是k。如图21甲所示，将杆沿平行风速的方向固定，调节风速的大小，使球恰能沿杆匀速运动。再将杆沿竖直方向固定，如图21乙所示，将球从杆的上端由静止释放，保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平方向时受到的风力大小相同则球下滑过程中受到的滑动摩擦力为_。22小咀用如下实验测定所处环境的空气密度。他用气筒将皮球打足气，用天平称出此时皮球的质量为81.6g。将如图29甲所示的量杯装满水后，倒放在水槽中用气针和乳胶管将皮球中的空气引人量杯内，用排水集气的方法慢慢排出皮球中的气体，如图29乙所示，同时调整量杯的高度，使量杯内气体达到量杯的最大测量值且量杯内、外水面相平。此时，用夹子夹紧乳胶管暂停放气。再将量杯装满水后重新集气，如此共进行10次。拔出气针，用天平称出此时皮球和剩余气体的质量，如图29丙所示。请根据实验及图中所示情况，帮助小明完成下面的实验数据表格。23为节约用电，小强利用两个单刀双掷开关设计了一个改进地下通道照明电路的方案：每晚7：00至11:00将两盏灯并联后接在电源上，晚I1：00至次日早6:00将两盏灯串联后接在同一电源上。请将图30的电路补充完整，使两个单刀双掷开关同时接左侧或同时接右侧时， 实现上述两种连接方式的切换。24图32甲是一种小型电热式烧制炉的电路示意图，其加热元件由八段相同的电阻丝组成，每段电阻丝的阻值均为4。烧制炉设有高温、低温两档，通过开关实现两档的转换。用热电偶式温度计对炉内温度进行监测，图32乙是监测炉内温度的工作示意图。 热电偶式温度计的原理如图32丙所示端接在一起作为热点(J1点)放在高温处，两种不同的导体(如铂、镍)各取一另一端作为冷点(J2点)放在低温处，在低温处的A、B两点之间就会存在一定的电压，这就是热电偶。已知热电偶的电压与J1、J2两点间的温度差成正比。因此，若已知冷点J2的温度，就可以通过接在A、B两点问电压表的读数确定热点J1的温度。(1)这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由什么形式的能转化而来的?(2)已知铂、镍热电偶式温度计热、冷两点间的温度差为100时，产生的电压为1。5mV。那么当冷点温度为20、电压表的示数为12mV时，炉内对应的温度是多少?(3)若烧制炉使用的电源电压为220V，则该烧制炉高温档的电功率是多少?(结果保留整数)25家庭常用的高压锅(图33甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好。图33乙是高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔l使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压相等(外界大气压为1.0105Pa)。当锅内温度升高至100时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔 2上的限压阀。气孔3正常情况下无作用，图33乙中未画出。设锅内气压每增加3.6103Pa，水的沸点相应增加1。锅内水的初始温度为20。限压阀被冲开前，锅内水在升温阶段单位时间内升高的温度相同。(I)锅内温度升高到110时，锅内的气压是 多大?(2)此高压锅限压阀的质量为70g，气孔2的 面积为7mm2。则锅内的最高温度可达到多少?(g取10Nkg，结果保留整数) (3)若“压强每增加3.6103Pa，水的沸点相应增加1”这一条件以及限压阀和气孔2的面积均未知，请用一只手表及题中的其他条件，估测出锅内的最高温度。(说明：写出锅内最高温度的表达式，并指出表达式中各测量量的含义。)电学压轴题【1】 （08海淀二模）下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图24和铭牌。使用时水箱中的水滴入被加热的底板气室迅速汽化产生向下的蒸汽。额定电压220V功能汽烫、干烫额定功率50HZ蒸汽方式滴下式额定功率1000W质量1.3kg底板面积160放置方式自立式（1）某师傅在用熨斗干烫衣服时，用了19N向下的力压熨斗，在此过程中，衣服受到的压强是多大？（2）用熨斗汽烫时先预热，使金属底板的温度从20升到220，温控开关自动断开。已知底板的质量为1kg，铁的比热是J/（kg）。问蒸汽电熨斗预热时底板吸收多少热量？（3）汽烫时，水滴入气室，由于水升温汽化带走热量。当底板温度降到190时，温控开关自动闭合，当加热到220时又断开，如此反复，若蒸汽电熨斗大体按下图25所示程序工作，10min烫一件衣服共消耗多少电能？答案 （1）（2）（3）【2】 （08海淀二模）某科技活动小组自制的电热手暖器如图26，电源电压为6V，允许通过的最大电流为6A，发热体的电阻。（1）从安全出发，连入的电阻的阻值不能小于多少？（2）当开关调至“1”档时，电热手暖器消耗功率为多少？将该功率值标在“1”档位置。（3）该电热手暖器“2”档位置标明了“20W”字样，那么电阻为多少？（4）当开关分别调至“1”、“2”、“3”档时，通过的最小电流为多少？答案 （1）1（2）30W 图略（3）0.6（4）1.67A【3】 （08昌平一模）VabAS2图31S1R0LRP如图31所示，电源两端的电压保持不变，滑动变阻器的最大电阻Rab=12，当开关S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，电压表的示数为U1，灯L消耗的功率是其额定功率的；当开关S1、S2同时闭合，滑片P滑到a端时，电流表的示数为2A，此时电阻R0的电功率为12W，电压表的示数为U2，且U2U1=21，求： （1）当开关S1、S2同时闭合，滑片P滑到a端时，电压表的示数； （2）灯L的额定功率答案 （1）当开关S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，等效电路如图甲所示，当开关S1、S2 同时闭合，滑片P滑到a端时，等效电路如图乙所示，根据题意，由图甲可得， 由图乙可得， 将联立，且将U2U1=21，Rab=12，I=2A，PR2=12W代入，解得U= U2=12V RL=12 （2）当开关S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，灯L消耗的功率PL/=PL，则IL/=IL，IL=3 IL/=3=1.5A，PL=I2 RL=27W 【4】 （08海淀一模）如图24所示，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R。将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2；将滑动变阻器的滑片P置于B端，仍只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，R1消耗的电功率为0.72W。已知U1：U1= 4：7，U2：U2= 2：1，R2=12W 。（1）求R1的阻值；（2）当滑动变阻器的滑片P置于B端时，闭合开关S1、S2、S3，通 过计算说明电流表能否使用0-3A这一量程进行测量。答案 将滑片P置于变阻器的A端，只闭合开关S1时，等效电路如图1所示；将滑片P置于变阻器的B端，只闭合开关S1时，等效电路如图2所示；开关S1、S2、S3都闭合时，等效电路如图3所示。（1）由图1、图2得：= = 由= ，得由于电源电压不变，有：=，得，所以R1=2R2/3=8（2）滑动变阻器的最大阻值为R3=20，由P1= I2 R1 得I=0.3A所以电源电压 U总= I(R1+ R2+ R3)=12V，图3中 I1=1.5A；I3=0.6A通过电流表的电流为I1+I3=2.1A，没有超过电流表的量程，可以使用。【5】 （08西城一模)如图30所示电路电源两端电压保持不变，灯L标有“6V 6W”字样。只断开开关S1时，电压表的示数为U；只闭合S1时，电流表的示数为I；开关全断开时，电压表的示数为U ，电流表的示数为I ，灯L的实际功率为1.5W。已知UU 75，II 21。不考虑灯丝电阻RL的变化。求：定值电阻R2的电阻值和电路消耗的最大功率。答案 只断开S1、只闭合S1和开关都断开时电路连接分别如下（甲）、（乙） 和（丙）图所示。 灯丝电阻不变，RL6W在（乙）、（丙）两图中，电源电压不变，R1RL+R2 在丙图中，R2RL6W8W 所以R1RLR26W8W14WI 0.5AUI ( R1RLR2)0.5A(14W6W8W)14V 只断开开关S2时（电阻R2单独接入电路时），电路消耗电功率最大P224.5W S1AL2L1S2PS3R1R2S4【6】 （08朝阳一模）如图24所示电路，灯L1和L2分别标有“6V 0.2A”和“2V 0.2A ”。电源电压及灯丝电阻保持不变。当开关S1、S2、S3闭合，S4打开时，灯L1恰能正常发光。当开关S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动变阻器的滑片P位于a点时，灯L1也能正常发光；滑动变阻器的滑片P位于b点时，灯L1的功率是额定功率的1/4；当开关S1、S3闭合，S2、S4打开时，灯L1的功率是额定功率的16/25。求：（1）电源电压（2）电阻R2的阻值（3）滑动变阻器滑片P位于a点和b点时接入电路的电阻阻值图1L1R2U（4）电流表在以上状态中的最大电流和最小电流 答案 由IU / R，灯L1和灯L2的灯丝阻值分别为：RL1 U1额定/I1额定 6V/0.2A =30 RL2 =U2额定/I2额定 2V/0.2A =10I1额定L1图2URa当开关S1、S2、S3闭合，S4打开时，等效电路如图1所示由已知和欧姆定律可得：IbL1URb图3U I1额定（RL1 R2） 当开关S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动变阻器的滑片P位于a点时和滑动变阻器的滑片P位于b点时，等效电路如图2和图3所示由已知和欧姆定律可得：U I1额定（RL1 Ra） U Ib（RL1 Rb） 由PI2/R，灯丝电阻不变，得: P额定/Pb I1额定2/ Ib2Ib2 PbI1额定2/ P额定（P额定/4）（0.2A）2/ P额定0.01A2Ib 0.1A当开关S1、S3闭合，S2、S4打开时，等效电路如图4所示L1L2I4R2图4U由已知和欧姆定律可得：U I4（RL1 RL2R2） 由PI2/R，灯丝电阻不变，得P额定/P4 = I1额定2/ I42 I42 P4I1额定2/ P额定 （ 16P额定/25）（0.2A）2/ P额定160.04/25A2I4 0.16A由式得：I1额定（RL1 R2） I4（RL1 RL2R2）0.2A(30R2) 0.16A(3010R2)，解出：R2 10U I1额定（RL1 R2）0.2A(3010) 8V由可得：I1额定（RL1 R2） I1额定（RL1 Ra） Ra= R2 10由可得：I1额定（RL1 Ra）= Ib（RL1 Rb）0.2A(3010) =0.1A(30Rb)， 解出： Rb50当开关S1、S2、S3闭合，S4打开时，电流表通过电流最小为0当开关S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动变阻器的滑片P位于a点时，电流表通过电流为0.2A；滑动变阻器的滑片P位于b点时，电流表通过电流为0.1A当开关S1、S3闭合，S2、S4打开时，电流表通过电流为0.16A所以，当开关S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动变阻器的滑片P位于a点时，电流表通过电流最大为0.2A。图25【7】 （08宣武一模）如图25所示的电路实物连接示意图中，电源两端电压不变，灯电阻不变。滑动变阻器的最大阻值为R1。当滑动变阻器的滑片P在B端，只闭合S2时，电压表V1示数为U1，电流表示数为I1；滑片P在B端，开关都断开时，电压表V2示数为U2，滑动变阻器的功率P1=2W；当滑片在A端，只闭合S1时，灯泡正常发光，电流表的示数为I3。已知U1U2=53，I1I3=23；电阻R2=9。求：（1）灯的额定功率PL0；（2）电源电压U ；（3）电源不发生短路的情况下，通过不同变化，电路消耗的最大功率Pmax。（请画出相关电路状态的等效电路图）答案 （1）当滑片P在B端，只闭合S2时，电路如图（4）甲所示；当滑片P在B端，且S1、S2都断开时，电路如图（4）乙所示；当滑片P在A端，只闭合S1时，电路如图（4）丙所示。 U1=U总 U/UU总 /U5/3U总/U5/2(RRR) / R1 -P总/ P1U总/ U15 / 2 P总5P1/2 5 /2 5由甲、乙图可知U总一定，则：I1 / I3 2/3 RL/ (R1R2)R/(RRR) 2/5 -图（4）由、式得：RR1R218，P2 P总/52 5/ 5 2 由丙、乙图可知：灯的电阻RL一定， U总/UL5/2PL0 /P L(U总 / UL)2PL025P L /4 252W / 4 = 12.5W （2） UUL0PL0RL 12.5W18 =15V （3） 当P在A端，只闭合S2时，电路中电阻值最小，电路如图丁所示：Pmax=U 2 /2(15V)2 / 9 = 25W 图23AVLS3R1R2S1S2【8】 （08石景山二模）如图23所示，电路中的总电压和灯L的电阻保持不变，电阻R2的阻值为10W。当闭合开关S1，断开开关S2和S3时，灯L正常发光，电流表示数为I；当闭合开关S1、S2，断开S3时，电流表示数为I，且I:I=3:5；当闭合开关S3，断开S1、S2时，灯L的实际功率为其额定功率的，电阻R1消耗的功率为0.3W，求：（1）灯L的额定功率；（2）电源电压。答案 如图所示由图甲、乙： 由图丙： 又 代入得：RL=20WU=09一模（力学）39.如图27所示，是利用器械提升重物的示意图。当某人自由站在水平地面上时，他对地面的压强P0=2104Pa；当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强P1=2.375104Pa；当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强P2=5.75104Pa。假设这个人用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向，加挂重物前后他对杠杆A端施加的举力分别为F1、F2，已知F2=1500N。（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计，g取10N/kg）求：（1）F1与F2之比；（2）人的质量m人；（3）当重物G被匀速提升过程中，滑轮组的机 械效率；图27（4）已知重物G的密度与水的密度比为9：1，将重物完全浸没在水中匀速上升时的速度为0.1m/s，若此时已知动滑轮重为100N，那么绳端B的拉力F做功的功率P为多大？解：受力分析图-（1分）（1）F1:F2=1:10-（2分）（2）人的质量m人=80kg-（2分）（3）当重物G被匀速提升过程中，滑轮组的机械效率=90%-（1分）（4）绳端B的拉力F做功的功率P=90W -（1分）39.火车与公路交叉处设置人工控制的栏杆，图22是栏杆的示意图。栏杆全长AB=6m，在栏杆的左端安装配重，使栏杆和配重总体的重心位于O点。栏杆的P点安装转轴，转轴与支架C连结，使栏杆能绕P在竖直平面无摩擦转动，支架C用两块木板做成，中间空隙可以容纳栏杆。栏杆的B端搁置在支架D上，当支架D上受到压力为FD时，栏杆恰好在水平位置平衡。当体重为G人的管理人员双脚站在水平地面时，他对地面的压强是p1；当他用力F1竖直向下压A端，使栏杆的B端刚好离开支架，此时人双脚对地面的压强是p2。管理人员继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置，并靠在支架C上。火车要通过时，他要在A端用力F2使栏杆由竖直位置开始离开支架C，使栏杆能顺时针转动直至栏杆B端又搁置在支架D上。已知AP=OP=1m，PE=m，O点到栏杆下边缘的距离OE=0.5m，p1p2=21，栏杆与配重的总重G杆=240N。求：（1）FD（2）G人（3）F2的最小值，此时F2的方向。（计算和结果可带根号）（6分）O图22BA支架C支架DPE解：（1）支架D受到的压力FD与支架D对杆的支持力FB是一对相互作用力，FD = FB根据杠杆平衡条件F1l1 = F2l2，得到：G杆PE = FDPBFD = G1杆PE/PB =240N（/2）m/5m = 72NG杆PE = F1APF1 = G1杆PE/PA =240N（/2）m/1m = 360N（2）人站在水平地面对地面的压强P1=G人/S，S为人与地面的接触面积，用力F1后，F1= F1，对地面的压强P2=（G人F1，）/SP1P2=21即：G人/S（G人F1，）/S =212（G人360N）= G人 G人=720N（3）当栏杆在竖直位置时，栏杆重力的力臂为OE，在A点沿水平方向向右，可以使力臂最长，最省力。根据杠杆平衡条件G杆OE = F2PAF2= G1杆OE/PA =2403N0.5m/1m = 120NAOMB38图19是运动员利用器械进行举重训练的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OAOB45，系在横杆A端的细绳通过滑轮悬挂着物体M。运动员小强站在水平地面上时对地面的压强p为1.1104Pa，当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，他对横杆B端竖直向上的作用力F1为300N，此时他对水平地面的压强p1为1.6104Pa。若在物体M下面再加挂物体N，小强需用更大的力举起横杆B端，当AB在水平位置再次平衡时，他对横杆B端竖直向上的作用力为F2，他对地面的压强p2为3.3104Pa，此时细绳对横杆A端的拉力为F3。（g取10N/kg，横杆AB与绳的质量均忽略不计）求：（1）小强与地面的接触面积S ； （2）物体M受到的重力GM ； （3）拉力F3 。 解： (1) N = G人 G人N1F1N2F2G人甲乙 以人为研究对象，受力分析如右图甲、乙所示。人始终处于静止状态，所以有：G人+F1 =N1 G人+F2 =N2因为N 1与N1大小相等，F1 与F1大小相等， N2 与N2大小相等，F2 与F2大小相等。所以有：N1= G人+F1 N2=G人+F2 （1分） -得甲OAB乙OABGMF1F3=GM+GNF2 0.5104Pa=，S=0.06m2 （1分）（2）G人=PS =1.1104Pa0.06m2=660N N2= P2S=3.3104Pa0.06m2=1980N F2=N2 - G人=1980N-660N=1320N （1分）对杠杆进行受力分析如右图甲、乙所示：根据杠杆平衡条件：GMOAF1OB F3OAF2OB （1分）已知OAOB45，F1300N，F21320N 得：GM=375N， F3=1650N （1分）说明：其它方法正确给分。题目解答完整但未画图或画图错误扣1分。A39某桥梁施工队的工人用如图18所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件A。已知工件的质量为100kg，工人的质量为70kg。工件A打捞出水面之前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15：2，工件在水中时，滑轮组的机械效率为60% 。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg 。求：（1）工件A浸没在水中时所受的浮力；（2）工件A完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率； （3）工件A完全打捞出水面后，以0.2m/s的速度被匀速提升，工人拉绳的功率。（7分）39题答图 解（1）以人为研究对象，其受力情况如图甲、乙所示。，；，；工人受到地面的支持力与工人对地面的压力大小相等；绳对人的拉力与人对绳的拉力大小相等。-（1分）又 - - -（1分）将、式代入、式，并且将和代入后可解得（1分） A图20由式得：解得，则（3）39 体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为p1, .如图20所示，用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2,压强变化了2750pa。已知人一只脚的面积是200cm2，滑轮组的机械效率为80%。（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。求：（1）绳对人的拉力；（2）物体A与地面的摩擦力；（3）若在物体A上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机械效率是多少？（7分）39解：（1）FFPS27505 Pa4102m2110 2分（2）hfh80%2110176 1分（3）F f2110N17644 1分 176+30206 1分h82.4% 2分DABOM第38题图F38如图所示，AB是一杠杆，可绕支点O在竖直平面内转动，AO：OB=2：3，OD：DB=1：1，滑轮重为100N。当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500pa；当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M对水平地面的压强为15000pa。（不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向）求：（1）正方体M的受到的重力；（2）拉力F的大小38BAF1FOF1F1G轮f1GMf1N1解：当F作用B点时，A点受拉力为F1。正方体M受拉力为f1，受重力为G，受支持力为N1 F12k=F3k 1分F1 = 1.5F f1= 3F-100N 1分 N 1= P1S= 7500 pa0.04m2 = 300N 1分 N 1= G -（3F-100N） 200N = G -3F 1分BAF2FOF2F2G轮f2GMf2N2D 当F作用D点时，A电受拉力为F2，正方体M受拉力为f2。受重力为G，受支持力为N2F22k=F1.5kF2=0.75Ff2+100N = 1.5FN2=P2S=15000pa0.04m2=600N600N+ f2= G500N= G -1.5F 1分由两式得F = 200N 1分G = 800N 1分40某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型，如图23所示。其中D、E、G、H都是定滑轮，M是动滑轮，杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动，OCOB34。杠杆BC和细绳的质量均忽略不计。人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A，容器的底面积为300 cm2。人的质量是70 kg，通过细绳施加竖直向下的拉力F1时，地面对他的支持力是N1，A以0.6m/s的速度匀速上升。当杠杆到达水平位置时物体A总体积的五分之三露出液面，液面下降了50cm，此时拉力F1的功率为P1；人通过细绳施加竖直向下的拉力F2时，物体A以0.6m/s的速度匀速上升。当物体A完全离开液面时，地面对人的支持力是N2，拉力F2的功率为P2。已知A的质量为75kg， N1N221，忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力，g取10N/kg。求：当物体露出液面为总体积的五分之三时，物体所受的浮力；图23DMEGHACBO动滑轮M受到的重力G；P1P2的值；40解：