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1、题型复习(四)综合计算题第1讲力学计算题型之一压强、浮力的综合计算(2018 枣庄现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器,它的下端封闭,上端开口,底面积S=200cm2,高度h= 20 cm,如图甲所示;另有一个实心匀质圆柱体,密度p= 0.8 X103 kg/m 3,底面积Si = 120 cm 2,高度与容器高相同,如图乙所示.(pzK= 1.0 X10 3 kg/m 3, g取10 N/kg)(1)将圆柱体竖直放在圆柱形容器内,求圆柱体对容器底部的压强是多少?(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少?大题小做圆柱体的重力是多少?当
2、圆柱体对容器底部的压力刚好为零时:圆柱体受到的浮力是多少?圆柱体浸入水中的体积为多少?圆柱体浸入水中的高度是多少?水对容器底部的压强是多少?注入的水的体积是多少?注入的水的重力是多少?针对训练1 . (2018 潍坊如图所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时上表面到水面的高度差为0.12 m .已知A的体积为1.0 X10-3 m3,所受重力为B的体积为0.5 X10 3 m 3.水的密度p= 1.0 X103 kg/m 3(1)A上表面所受水的压强;(2) B所受重力大小;(3)细线对B的拉力大小.解:(1) A上表面所受水的压强p= pgh= 1.0X10
3、3 kg/m 3X10 N/kg X0.12 m =1.2 X103 Pa(2 分)(2)A和B受到的总浮力F 浮总=pg(VA+Vb)= 1.0 X103 kg/m 3X10 N/kg X(1.0X10 3 m3 + 0.5X10 3 m 3)= 15 N(1 分)根据F浮总=Ga+ Gb(1分)B受到的重力大小Gb= F 浮总一Ga=15 N 8 N=7 N(1 分)(3)B受到的浮力大小F浮 B= pgVB= 1.0X10 3 kg/m 3X10 N/kg X0.5X10 3 m 3 = 5 N(1 分)细线对B的拉力大小F=Gb-F 浮 b=7 N -5 N =2 N(1 分)答题标准
4、:要有必要的文字说明,先书写公式再代入数据(须带单位),最后算出答案(须带单位)2 . (2018 济韦将U形管压强计的金属盒放在盛有某种液体的玻璃杯中.相关信息如图所示.(g取10 N/kg)求:(1)液体的密度;(2)体积为60 cm 3的小球浸没在液体中受到的浮力.3. (2018 湘西工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个正方体物件,绳子通过定滑轮,一端系着物件,另一端拴在汽车上,如图甲所示.汽车拉着物件匀速上升, 已知汽车对绳子的拉力 F与物件底面距离水底g 取 10 N/kg.求:的高度h的变化关系如图乙所示.绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,(1)该物件的质量;甲(2)物件浸没
5、在水中时,受到的浮力;(3)物件上表面恰好到达水面时,下表面受到水的压强.4. (2017 潍坊边长为0.1 m的正方体木块,漂浮在水面上时,有2一的体积露出水面,如图甲所示.将木5块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为的石块.静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示. g取10 N/kg ,已知水的密度 p水=1X103 kg/m3,求:(1)图甲中木块受到的浮力大小;(2)图乙中液体的密度;(3)图乙中木块下表面受到液体的压强.5. (2018 襄阳一个圆柱形杯身的杯子,装12 cm高的水密封后(杯子厚度忽略不计)放在水平桌面上,如图甲所示.再将杯子分别倒置在盛有水和某
6、种液体的容器中,静止后杯子内外液面图度差如图乙和图丙所本.水= 1.0X103 kg/m 3, g 取 10 N/kg)求:Rem山(1)图甲中杯底受到水的压强;(2)图丙中某种液体的密度;(3)如果杯子自身质量为80 g ,则杯内水的质量.题型之二 功、简单机械的综合计算(2018 荆州如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场,工程师用起吊装置在江中起吊工件.已知工件重 4 000 N ,每个滑轮重500 N ,声音在水中的传播速度是1 500 m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波,经过0.02 s后收到回波.(不计绳重和摩擦,g取10 N/kg ,水=1.0X103 kg
7、/m 3)(1)求工件在水下的深度;(2)不计工件的高度,求水对工件产生的压强;大题小做工件在水下的深度是多少?水对工件产生的压强是多少?(3)当工件在水面下匀速上升时,绳子自由端的拉力为500 N ,求工件的体积;大题小做工件受到的浮力是多少?工件的体积是多少?(4)不计动滑轮体积,求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率(结果在小数点后保留一位数字).整个滑轮组对工件的拉力是多少?滑轮组对工件做的有用功是多少?总功是多少?工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率是多少?针对训练1. (2018 聊城考古工作者在河底发现了古代的石像,经潜水者测量它的体积约为2 m3.如图所示,在打捞石像的过程中,
8、考古工作者用动滑轮将石像匀速提升,需要竖直向上的拉力F= 1.6 X104 N .在没有将石像提出水面前,若不计摩擦和滑轮重力,(p水=1.0 X10 3 kg/m , g取10 N/kg)求:(1)石像受到的浮力;(2)石像的重力;石像的密度;(4)若将石像提升了 3 m ,石像受到水的压强减少了多少?解:(1)F浮=p水gV 排=1.0X103 kg/m 3X10 N/kg X2 m 3=2X104 N(3 分)(2)绳子对石像的拉力:F 拉=2F= 2X1.6X10 4 N= 3.2X10 4 N(1 分)石像的重力:G=F 浮+ F 拉=2X104 N+3.2X104 N=5.2X10
9、4 N(2 分)(3)由 G= mg = pVg 得,石像的密度:GP=gV =5.2 X104 N10 N/kg X2 m3=2.6X10 3 kg/m 3(3 分)(4)由p= pgh可得,石像受到水的压强减少了Ap= pzK gh 1 - pzKgh2= p水 g Ah = 1.0 X103 kg/m 3X10 N/kg X3 m =3X104Pa(2 分)答题标准:要有必要的文字说明,先书写公式再代入数据(须带单位),最后算出答案(须带单位)2. (2018 孝感搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物,不计绳重和摩擦,工人的重力为640 N ,与地面接触的总面积为
10、4X10-2 m 2,提升时间为20 s ,重物上升高度为 2 m .求:(1)提升时绳自由端的速度为多少;(2)若拉力F的大小为150 N ,则拉力的功率为多少;(3)若上述过程中所提货物重为360 N ,则滑轮组的机械效率为多少;2.0X103 4 Pa,则所提升货物的重(4)若仍用该滑轮组提升另一货物,当提升过程中该工人对高台的压强为力为多少.4.(2017 河南如图所示,工人用沿斜面向上、大小为500 N的推力,将重800 N的货物从A点匀速推至B点;再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s ,到达C点.已知AB长3 m , BC长1.2 m ,距地面高1.5 m.(1)利
11、用斜面搬运货物主要是为了(2)货物在水平面上运动的速度为多少?(3)水平推力做功的功率为多少?(4)斜面的机械效率为多少?5.(2017 重庆A卷)图甲是天工开物中记载的三千多年前在井上汲水的桔榻,其示意图如图乙所示.轻质杠杆的支点 O距左端11 = 0.5 m ,距右端12=0.2 m .在杠杆左端悬挂质量为2 kg的物体A,右端挂边长为0.1 m 的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体 B对地面的压力为 20 N .求:(g取10 N/kg)(1)此时杠杆左端所受的拉力大小为多少牛?(2)正方体B的密度为多少千克每立方米?(3)若该处为松软的泥地,能承受的最大压强为 4 X103 Pa,
12、为使杠杆仍在水平位置平衡,物体A的重力至少为多少牛顿?甲乙第2讲电学计算题型之一欧姆定律的综合计算类型1动态电路计算6 V且保持不0.3 A ”的量程.1. (2017 德丹如图甲所示,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路.已知电源电压为 变,R0是定值电阻,Rt是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示.电流表采用“当环境温度是40 C时,电流表的示数为0.2 A,求此时Rt两端的电压及 R0的阻值;(2)该电路能测量的最高温度是多少?甲十十*十 n:k-H-i 叶十中“+ 4希fL注0 10203040506070K090 1002. (2017 江西如图所示,电源电压可调,小灯泡上标
13、有“6 V 0.5 A”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),电流表的量程为 00.6 A ,电压表量程为 03 V,滑动变阻器规格为“ 20 Q 1 A”.(1)电源电压调至6 V,闭合开关Si和S2,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A ,则电压表的示数是多少?R0的阻值是多少?(2)电源电压调至8 V,断开开关Si、闭合开关S2,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围.类型2 分类讨论计算3. (2018 广东如图1所示,已知定值电阻 Ri的阻值为30 Q,闭合开关时整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一位置,示数如图2所示.(设电源电压保持不变),
14、求:(1)电源电压U是多少?(2)通过定彳1电阻 R2的电流是多少?(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻Ri或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻Ri还是R2.(4)此时替换后电流表示数减少了0.3 A ,求未知电阻Rx的阻值.4. (2018 兰埋如图甲所示,电阻 Ri的阻值为20 Q,滑动变阻器R2上标有“50 Q 2 A ”的字样,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,闭合开关S,电流表的示数为0.3 A.求电源电压U;(2)若将一只电压表并联接入该电路(A和B)、(B和C)或(A和C)中的某一部分电路两端,调节滑动变阻器R2的滑片P,使电压表的指针指在图
15、乙所示的位置,请指出电压表所有可能连接的位置,并求出滑动变阻器R2对应的电阻值.甲题型之二电功和电功率的综合计算L标有“2.5 V 0.25 A ”字样,滑(2018 枣庄如图甲所示的电路,电源电压保持不变.小灯泡动变阻器Ri的最大值为30 ,定值电阻R2=30 ,电流表的量程为00.6 A ,电压表的量程为 03 V.求:甲(1)小灯泡的额定功率是多少?大题小做小灯泡的额定电压V.小灯泡的额定电流A.小灯泡的额定功率是多少(2)只闭合S、S2和S3,将变阻器 Ri的滑片P调到中点时,电流表示数为0.45 A ,则电源电压是多少?大题小做只闭合S、S2和S3,画出简化电路图电路的总电阻电源电压
16、是多少?(2)只闭合开关S、Si,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 Ri允许的取值范围是多少?大题小做只闭合开关S、S1 ,画出简化电路图滑动变阻器R1允许的最小值电路的最大电流是多少?电路的总电阻是多少?滑动变阻器R1允许的最小值是多少?滑动变阻器R1允许的最大值变阻器的最大电压即为通过电路的电流滑动变阻器R1允许的最大值滑动变阻器Ri允许的取值范围是 Q针对训练类型1纯电路图类1. (2018 江西如图所示,电源电压可调,小灯泡 Li标有“6 V 6 W”的字样,小灯泡L2、L3都标有“6V 12 W ”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的
17、影响)(1)闭合开关S1、S2、S3,调节电源电压为 6 V时,求电流表 A1的示数;(2)闭合开关S2,断开开关S1、S3,调节电源电压为12 V时,求电路消耗的总功率;闭合开关S2、S3,断开开关S1,调节电源电压为 10 V时,求小灯泡L2的实际发光功率.L标有“6 V 3 W”字样,且2.(2018 包头如图所示为某调光灯模拟电路,电路中电源电压不变,灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化,定值电阻Ri的阻值为6 .将滑动变阻器 R2的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为6 V和0.2 A ;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为3 V和0.5 A .求:(1)灯yL正
18、常发光时的电阻是多少?(2)当R2的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡 L的实际功率是多少?(3)为使灯泡安全工作,R2的滑片能自由滑动,且滑片 P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请计算说明.3. (2018 襄阳如图所示电路,电源电压可调,Ri =10 ,小灯泡标有“ 6 V 6 W”字样(阻值不变).滑动变阻器R2上标有“15 Q 2 A ”的字样,求:(1)若只I合S1,调节电源电压,使灯泡 L正常工作10 s,灯泡消耗的电能.(2)若只闭合S2,调节电源电压,移动滑动变阻器滑片,电压表示数在13 V之间变化,求电源电压的最大调节范围.4.(2018 聊城如图所示电路,电
19、源电压保持不变, 定值电阻Ri = 20 Q, R2=10 Q,R是滑动变阻器.当滑动变阻器滑片 P移动到最右端,开关 Si闭合,开关S2断开时,电流表的示数为0.3 A;当滑动变阻器滑片P移动到中点时,开关 Si闭合S2断开时,电压表的示数为 Ui,保持滑动变阻器滑片 P位置不变,开关 S2闭 合Si断开时,电压表的示数为U2,且Ui : 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Si、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.心解:(i)当滑动变阻器滑片 P移动到最右端,开关 Si闭合,开
20、关S2断开时,Ri连入电路由 I=R得:U = IRi = 0.3 A X20 Q = 6 V(3 分)(2)当滑动变阻器滑片测R电压,此时电路电流P移动到中点时,开关 Si闭合S2断开时,电路为滑动变阻器 R和Ri串联,电压表仁士Ri十一2保持滑动变阻器滑片P位置不变,当开关S2闭合Si断开时,U电路为滑动变阻器 R和R2串联,电压表测R电压,此时电路电流12 =RR2 + -2由两电路R两端电压表示数比Ui:U2=2:3可得:两电路电流比Ii : 12= 2 : 3所以(-):(-)=2 : 3 解得 R= 20 Q(4 分)RRRi + 一七十一22当电路电功率最小时:开关Si闭合S2断
21、开(1分)滑动变阻器滑片P移动到最左端(移动到电阻最大处)(1分)U2 U2(6 V) 2P= UI = 0.9 W(2 分)Ro Ri+R 20 Q + 20 Q答题标准:要有必要的文字说明;先书写公式,再带入数据(须带单位),最后算出答案(须带单位)类型2电路图+图象类5. (2018 德埋实验小组的同学设计了如图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b所示的两条U I图线.其中利用电压表Vi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
22、定值电阻R1的阻值;R2的最大功率.6. (2018 淄博如图甲所示电路中,电源电压保持不变,Ro为定值电阻,R为滑动变阻器.闭合开关S.移动滑片P,滑动变阻器的电功率与电流关系的图象如图乙所示,求:滑动变阻器的最大阻值;(2) Ro的阻值和电源电压.7.(2018 青司如图甲所示电路,电源电压恒为6 V小灯泡L的IU图象如图乙所示.电阻Ri为30 Q,滑动变阻器R2的额定电流为1 A,电流表的量程为00.6 A,电压表的量程为03 V.请画出该题的各个等效电路图.(1)当开关Si、S2、S3都闭合时,L正常发光,此时通过 Ri的电流是多少?1(2)只闭合开关S3,移动滑片P,当R2接入电路中
23、的阻值为其最大阻值的一时,电流表的示数为4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?第3讲力、热、电综合计算题型之一力、热综合1. (2018 恩琥如图,质量为0.1 kg的铁球从高为2.3 m的斜面顶端无摩擦下滑后,撞击到水平地面上的金属块.假设撞击时铁球的机械能有20%转化成内能,并全部被铁球自身吸收c铁=0.46 X103 J/(kg ,假设铁球在整个运动过程中与接触面无摩擦、不计空气阻力,g取10 N/kg.(1)求铁球下滑到斜面底端的过程中,重力做功多少?(2)求铁球升高的温度为多少?cm2. (2018 宜昌近几年来,我国大力推
24、广新能源汽车,2017年12月宜昌市正式发放新能源汽车牌照.某款电动汽车(如图)以60 km/h 的速度匀速行驶了 80 km ,所受的牵引力为 720 N,耗电18 kW h ,请解答下 列问题:(1)牵引力所做的功及功率各是多少?(2)上述行驶过程中,电动车的效率是多少?(3)有一款与它外形,重量均相同的汽油车, 在相同路面上以60 km/h的速度行驶80 km ,其效率为25%, 需要消耗多少kg汽油?(q汽油=4.5 X107 J/kg)题型之二多挡位用电器类(含电热综合)1. (2018 随为某种智能型电饭锅,如图甲所示,有加热、保温、断电的功能.其内部简化的电路如图乙所示,开关S可
25、根据设定在“ 1” “2” “3”挡之间自动转换,某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示.求:(1)电阻Ri的阻值;(2)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水,其中80%热量被水吸收,则能将多少千克初温是20 C的水烧开在一个标准大气压下,水的比热容C水= 4.2X103 J/(kg 计算结果保留2位小数.3.(2018 滨埋图甲是一家用电暖器,有“低温” “中温”“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率空出), 图乙为其简化的电路原理图, S是自我保护开关,电暖器跌倒时, S自动断开,切断电源,保证安全,闭合 Si 为“低温”挡.请完成下列问题:(1) “低温”挡正常工作时的电阻是多少?(2)
26、“高温”挡正常工作时的总电流是多少?若某房间内空气质量为60 kg ,空气温度为10 C,设空气的比热容为1.1 X103 J/(kg 。)且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min ,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温 度升高多少?4. (2018 通建图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图,图丙为其部分技术参数.R1、R2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且 R2 = 3R1, S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关 S可实现“关”“低挡” “高挡”之间的切换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热).I7Wgg低质-JQ 20 3Q -(1)求
27、加湿器处于低挡位置时的发热功率.(2)某次使用加湿器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量.如图乙所示是该次使用加湿器工作30 min的图象,请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能.如果电阻Ri在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少?计算结果保留整数,水的比热容为4.2 X103J/(kg .司(3)一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低挡加热,发现家中如图丁所示的电能表的转盘在5 min内转了 27圈,求此时电阻 处的实际加热功率是多少?题型之三实际应用型电路类(含电力综合、电力热综合)【力与运动】如图所示,在弹簧末端A点挂一漏斗.弹簧发
28、生弹性形变时,弹力的大小 F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx(k为常数),题中弹簧的形变都是弹性形变,k=100 N/m ,不计弹簧 本身质量和漏斗质量.(1)若物体重力增大10 N ,求弹簧变化的长度;(2)漏斗装满细沙,当漏斗中细沙流出1.5 kg时,求A点上升的距离;求漏斗中流出细沙的质量m与A点上升的距离h的关系式.(g取10 N/kg ,可视为漏斗始终处于平 衡状态)【运动与电】如图,电源电压为 6 V,保护电阻Ro=20 Q, R是长为0.2 m的均匀电阻线,阻值与其长度成正比,其最大值为20 Q.(1)滑片由b点开始向上滑动,若滑片移动的距离为0.15 m时,求电流
29、表的示数;(2)求电流表示数I与滑片P离b点的距离Lb的关系式.J在例1和例2的基础上,将弹簧的 A点与滑片P相连接,如图所示.上述给予的条件均不改变.(提示:A点移动的距离与滑片移动的距离存在什么关系)求:电流表的示数I与流出细沙质量 m的关系式.针对训练1 . (2018 呼和浩粉体感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接测出力的大小.测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中 M、N均为绝缘材料,M、N间有可收缩 的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器 R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为 12 V,已知压力F的 大小与R2的阻值大小成正比例关系.
30、闭合开关 S,压力Fo=0时,滑片P在最上端;压力 F1 = 1 N时,电流 表示数为1 A,电压表示数为3 V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为 7.5 V .求:定值电阻R1的大小;压力 F1与R2阻值之比k;(2)当滑片P滑至最下端时,压力 F2的大小;(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式.ABO2. (2018 恩琥如图,图a为测量体重的电子秤原理图,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆 压力传感器,电流表 A(量程为00.1 A ,转换刻度后可以显示体重大小 ).其中AO : BO= 5 : 1 ,已知压力传感器的电阻R与所受压力F变化的关系如图b所示.设踏板和杠杆组件
31、的质量可以忽略不计,电源电压恒为3V, g 取 10 N/kg.计算:(1)如果某人站在该秤踏板上时,电流表的示数为12 mA ,这个人的体重是多少?(2)该秤能显示的最大体重值是多少?3.(2018 黄愀洗碗机是自动清洗碗、筷、盘、碟等餐具的机器.某型号家用洗碗机工作程序为:首先给水箱注水,当水注满时停止注水并自动加热,水温上升到50 C即停止加热,洗涤程序启动,水从喷管喷出,对餐具清洗、喷淋,直到洗涤过程结束,排水系统启动,将水箱中的废水排出,水的比热容为4.2 X103 J/(kg 设水箱中水的初温为 20 C,加热时产生的热量全部被水吸收.(1)图甲为等效的加热电路图,R为发热电阻,其
32、中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关.此开关除了具有注满水自动加热功能(一般的水是导体)外,还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时,的功能.(2)图乙为该洗碗机某次正常工作时的Pt图象.求发热电阻的阻值多大?(不计水白电阻)(3)某家庭每天洗碗2次,若人工洗碗一次用水 20 kg ,则改用该洗碗机洗碗, 该家庭一年(按300天计算)可节水多少千克?4. (2018 武汉图甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图,图乙是它的电路示意图,其中电源板的作 用是将220 V的交流电变成低压直流电,供出水电动机和出水定位灯使用.内胆出水n诂水胃温二-220 V LI 力口热管灯口出* *出水
33、电动机底库出水电动机(1)出水定位灯的作用是方便夜间判断出水的位置,避免烫伤.出水定位灯是由小凸透镜、刻有图案”的透明胶片和小灯泡组成.出水定位灯发光时,会在放置电热水瓶的桌面上留下一个清晰明亮的像,相对于定位灯里透明胶片上的图案“ ,桌面上所成的像是 填硒” 或“通”),而且这个像是 慎“放大” “等大”或“缩小”)的.(2)该电热水瓶的说明书上标注着“12分钟快速沸腾的条件:水温一一25 水量一一4 kg ,沸腾温度100 ,电压 220 V”.若加热管的电阻为 24.2 Q,则在此快速沸腾的条件下,该电热水瓶的加热效率为多少?(3)已知圆柱形内胆的底面积为250 cm2,出水口比最高水位
34、高 3 cm.当内胆中装有2 L水时,按住出水则出水电动机的输出功率约为开关20 s,出水电动机恰好能抽出 1 L的水.若不计出水管的体积和水的流速,多少?5.(2018 长沙如图甲、乙所示,某科技小组自制了一个测量水的深度的装置,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的底面积为2 cm 2的压敏电阻Ri, Ri的电阻随水对它的压力 F的变化关系如图丙所示,控制盒内有一个定值电阻Ro和一个最大阻值为 90 的滑动变阻器 R2,电源电压保持不变,通过电路调节,可使控制盒的功率达最大值Pm,科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度,不计导线的电阻,电压表的量程为。3
35、 V.科技小组在确保电路安全的情况下,进行如下的操作,(p7K= 1.0X10 3 kg/m 3, g 取 10 N/kg) 求:(1)Ri未放入水中时的电阻为多少?(2)R1未放入水中时,闭合 S,断开S1,将R2的滑片移至最上端.此时电压表示数达到最大值,R。的电功率为P。,测量头放到水下深度 h1 = 10 m时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至某一位置时, R0的电功率 为P。,电路的总功率为P总,R1的电功率为P1.已知P0:P。=9:4, P总:P=6 : 1 ,此时R0两端的电压为多少?(3)测量头放到水下深度 h2=3 m时,调节电路,控制盒的最小功率与 Pm的比值为多少?答
36、案第1讲力学计算题型之一压强、浮力的综合计算F G mgpSi hg例 (i)p = =phg= 0.8X103 kg/m 3X0.2 m X10 N/kg =1.6X103 Pa (2)G =S1 S1S1S1mg = pShg = 0.8X103 kg/m 3X120 cm 3X0.2 m X10 N/kg =19.2 N F浮=G= 19.2 N 由 F 浮= 耐 gVF浮排得物体排开水的体积:V排= P?g19.2 N;=1.92 X 10 31.0 X10 3 kg/m 3X10 N/kgV排m 3h浸=一Si1.92 X10 3 m3:-r= 0.16 m p不水 gh 浸=1.0
37、X103 kg/m 3X10 N/kg X16 X10 2 m =1.6X103 Pa V 注水 120 X10 4 m2=V-V 排=5八浸一V 排=200 X10 4 m 2X0.16 m 1.92 X10 3 m 3= 1.28 X10 3 m 3 6水=m1 水g=/ gV注水= 1.0X103 kg/m 3X10 N/kg X1.28 X10 3 m3= 12.8 N针对训练p金属盒=p压强计,由p = pgh 可得:p2. (1)金属盒受到液体压强与U形管中两边水的压强差相等,即:h 水 10 cm液 gh 液=水 gh 水,所以液体密度:液=-pzK=X1 X103 kg/m 3
38、=0.8X103 kg/m 3 (2)由 F 浮=液h 液12.5 cm3.(1)由图乙可知,该物件离开水面后的gV 排可得:F浮= 0.8X103 kg/m 3X10 N/kg X60 X10 6 m3 =0.48 N拉力F2 = 2 500 N ,由于图甲中,滑轮为定滑轮,则物体的重力为G=F2 = 2 500 N ,则物体质量:m= =g2 500 N=250 kg (2)由图乙知,物体在水中时所受的拉力Fi = 1 250 N根据称重法可知物件浸没在水中10 N/kg时受到的浮力:F浮=6 Fi = 2 500 N - 1 250 N = 1 250 N (3)由图乙知,物件上表面恰好
39、到达水面时,下表面所处的深度为h= 5.5 m -5 m =0.5 m ,则下表面受到水的压强:p= pgh = 1 X103 kg/m 3X10 N/kg X0.5m =5X103 Pa 4.(1)木块排开水的体积为:V排=V浸=V木= x(0.1 m) 3=6X10 4 m3 图甲中木块所受的55浮力为:F浮 1= pzKgV 排= 1X103 kg/m 3X10 N/kg X6X10 4 m3=6 N (2)由(1)知木块重力 G 木=F浮 1 = 6 N在图乙中,物体漂浮在液面上,物体所受的浮力等于物体的总重力,即 F浮2=6总=2 N+6 N =8 N根据F?2F浮 28 N-公式
40、F浮= 搬gV排可得液体的密度:搬=3=0.8X103 kg/m 3 (3)图乙中,gV 排 gV木 10 N/kg X (0.1 m ) 3木块下表面受到液体的压强为:p= 制gh=0.8X103 kg/m 3X10 N/kg X0.1 m =800 Pa5.(1)p = p水gh = 1.0X103 kg/m 3X10 N/kg X0.12 m = 1 200 Pa(2)设杯子底面积为 S,杯子在水中和液体中受到浮力相等,有p 水 g(Sh+Sh2)=滩 g(Sh1 + Sh3)把 h1 = 0.12 m , h2=0.04 m ,h3=0.08 m 代入上式解得 p液=0.8 X10 3
41、 kg/m 3(3)由G=mg知G杯=80 g X10 N/kg =0.8 N图乙中,杯子和杯内水的总重等于杯子在水中受到的浮力,有G 杯+ pzKgShi= p7K gSh i + pzKgShz 把 hi = 0.12 m ,h2=0.04 m , G 杯= 0.8 N 代入上式解得 S=2X10 3 m2则 m 水=p水Shi= 1.0X103 kg/m 3X2X10 3m2x0.12 m = 0.24 kg题型之二功、简单机械的综合计算例(2) s = vt = 1500 m/s X0.02 s=30 m(2)h = -s = -x30 m = 15 m p= p水 gh = 1.0X
42、103kg/m 3X10 N/kg1X15 m =1.5X105 Pa (3) F=(G 物+ G 轮一F 浮)F 浮=6物+6 轮nF = 4 000 N +500 N n 3X500 N =3 000 NF浮V工件=V排= p水g3 000 N,_. _ o , . o . _ .,=0.3 m1.0X103 kg/m 3X10 N/kg(4) F 拉=4 000 N -3000 N = 1 000 N W 有用=F 拉 h = 1 000 N XhW 有用 1 000 N h川总=尸3卜=500 N X3h 刀=66.7%W 总3 X500 N h针对训练h 2 m2. (1)重物上升的
43、速度为:v物= , = 20s=0.1 m/s ,由图知n = 3,所以绳自由端的速度为丫绳=门丫物=W Fs绳3X0.1 m/s =0.3 m/s (2)当拉力为 150 N 时,拉力的功率为:P = j=-j= F v 绳即:P= 150 N X0.3 m/sW 有 G物 h Gw360 N=45 W (3)当G物=360 N , F = 150 N 时,滑轮组的机械效率为 刀= 即刀= =80%W总 F3h3F 3 X150 N当工1(4)当 G 物= 360 N 时,F= 150 N ,由尸=一(G 物+G 动)得:G 动= 3F G 物=3X150 N -360 N =90 N 3人
44、对高台的压强为 2.0X104 Pa时,工人对高台的压力: F压 = pS=2.0X104 PaX4X102 m 2 = 800 N 其中1F压=尸支,人对绳末端的拉力:F拉=尸支一G人=800 N -640 N = 160 N 由F拉= (G物动)得,另一重3物的重力为 G物=3F拉一G动,即G物=3 X160 N 90 N = 390 NG + G动3. (1)由图可知,连接动滑轮绳子的股数n = 3,不计绳重及摩擦,由 F=得,动滑轮的重力:G动n= nF G = 3X200 N -500 N = 100 N(2)绳子自由端移动的距离:s=nh=3X10 m =30 m 则绳子移动的速度
45、:v 绳=一=1.5 m/s则他施加拉力的功率:P= =- =Fv 绳=200 N X1.5 m/s = 300 W (3)t 20 st t李师傅的重力:G人=mg=60 kg X10 N/kg = 600 N 人能提供的最大拉力等于自身重力,即 F =G人=600N 当人施加最大拉力时,提升的物重最大,滑轮组的机械效率最高,此时的最大物重:G书F -G动=3XW有 Gh G1 700 N600 N - 100 N = 1 700 N则滑轮组的最大机械效率:t= =94.4%W 总 FS nF 3X600 N4. (1)省力(2)货物在水平面上运动的距离为s= 1.2 m ,所用时间为t =
46、 5 s 在水平面上运动的速度: vs 1.2 m-=0.24 m/s (3)水平推力做功的功率:P=Fv=100 N X0.24 m/s =24 W(4)在斜面上推力做的t 5 s功:川总=尸&=500 N X3 m = 1 500 J 做的有用功: 亚有=6卜=800 NX1.5 m =1 200 J 则斜面的机械效W 有 1 200 J率: 5=引=80%5.(1)此时杠杆左端所受的拉力大小为物体A的重力F左 = GA=mAg = 2 kg X10 N/kg =20 N (2)设正方体 B对杠杆的拉力为 F右,则F左xl = F右Xl2,即20G=mg , m = pV得p=乙-,即正方
47、体 Vg70 NN X0.5 m =尸右*0.2m ,解得F右=50 N 正方体 B的重力为 Gb= F右+F支=50 N +20 N =70 N 由GB 的密度 pb=:= 7X103 kg/m 3(0.1 m ) 3X10 N/kg若该处为松软的泥地, 能承受的最大压强为 4X103 Pa,则泥地能承受的最大压力:F最大=pS = 4X103PaX0.1 m X0.1 m =40 N杠杆右侧的拉力 F=GbF最大=70 N -40 N =30 N为使杠杆仍在水平位置平衡,物体 A的重力即杠杆左端所受的最小拉力应满足F最小x1i=F右Xl2,即F最小X0.5 m =30 N X0.2 m ,
48、 F最小=12 N ,则物体 A的重力至少为12 N.第2讲电学计算题型之一欧姆定律的综合计算1. (1)由图甲知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,当环境温度是40 C时,由图乙知,热敏电阻的阻值为Rt = 25 Q ,此时电流表的示数为 I=0.2 A ,由I = :可得,Rt两端的电压:Ut=IRt = 0.2 A X25 Q =5 VR因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U0=U-Ut=6 V-5 V = 1 V则R0的电阻值:U01 VR0=5 Q (2)电流表采用“ 00.3 A ”的量程,故最大电流不能超过 0.3 A ,此时电路中的最小I 0.2 AU 6
49、 V总电阻:*、=了017=20 口因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,热敏电阻的最小阻值:Rt小= R小R0=20 Q-5 Q = 15 Q 由图乙知,对应的最高温度为90 C.2. (1)闭合开关Si和S2,灯泡L与滑动变阻器 R串联后再与 R0并联,电流表测干路电流,电压表测R两端的电压,由并联电路的电压规律,灯泡正常发光时,电压表的示数:Ur= UUl=6 V 6 V=0 V 此时通过灯泡的电流Il=0.5 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R。的电流:Io=I-Il =0.6 A 0.5 A = 0.1 A 由 I=一可得,Ro 的阻值:Ro =_ =60
50、Q (2)灯泡的电阻:Rl=RI0 0.1 AIl 0.5 A12 Q断开开关Si,闭合开关S2,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,因电源电压U电l,所以,灯泡正常发光时,电路中的电流最大,即 I大=0.5 A,此时电路中的总电阻:R总=U- = -8一 = 16 Q 滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R小=R总一Rl=16 Q-12 Q=4 Q 当I 大 0.5 A电压表的示数 Ur大=3 V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,L两端的电压:Ul =U Ur大=8 V3 VUl Ur大5 V3 V=5 V 电路中的电流:I,即=,解得R大=7.2 Q 所以,
51、滑动变阻器的阻值变化范围Rl R 大12 R大为47.2 Q.3. (1)由图1知,R1与R2并联,电流表A1测R1的电流I1,电流表A测干路电流I总 根据图2得I1 = 0.3 A, I总= 1.5 A , R1两端的电压 U1=I1R1 = 0.3 A X30 Q = 9 V 由于并联电路支路电压等于电源电压,所以电 源电压U = U1 = 9 V (2)根据并联电路的电流规律有I总=I1 + I2,所以通过R2的电流I2=I总一I1=1.5 A -0.3A=1.2 A (3)如果A1的示数发生变化,则A的示数也一定变化,这显然不符合题意,可见,示数发生变化的一定是电流表 A,而电流表A1
52、的示数不变,由此推断未知电阻Rx替换白是R2 (4)当Rx替换R2后,设此时总电流为I总,据题意得I总=I总一0.3 A =1.5 A -0.3 A =1.2 A 则通过Rx的电流:Ix = I总一I1 = 1.2 A -0.3 AU 9 V= 0.9 A 根据欧姆定律可求出Rx=-= 10 QIx 0.9 A4. (1)当变阻器的滑片 P移至a端时,变阻器连入电路的电阻为0,电路中只有 R1,闭合开关S后,电流表A的示数为0.3 A ,即通过R1的电流I1= 0.3 A ,由欧姆定律得,R1两端的电压(即电源电压):U = U =I1R1 = 0.3 A X20 Q=6 V (2)电源电压为6 V,电压表只能选用小量程,其示数应为2 V;则电压表不能接在电源两端,即不能接在 AC间;当电压表并联在 AB两端时,此时电压表测 R1两端的电压,即 U1 =2 V,则U1 R12 V 20 a滑动变阻器两端的电压:U滑 = U U1 6 V-2 V=4 V 根据串联分压规律可得:即一=二解 U滑 R4 VR滑得:R滑=40 Q 当电压表并联在 BC两端时,此时电压表测 R2两端的电压,即 U滑2 V,此
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