专题8物理解答题(原卷版+解析)

专题8物理解答题【命题重点】物理解答题在中考试卷中主要有两种类型:力学综合计算题和电学综合计算题。力学计算中往往涉及速度、压强、浮力、功和功率、简单机械的运用等。电学计算往往涉及电压、电流、电阻、电功和电功率等的计算。【方法要点】计算题的一般解答步骤:①认真审题,明确现象与过程,明确给出的条件并挖掘题中的隐含条件。②确定答题的方向,弄清在考什么知识点,选择合适的规律与公式。③列出表达式,注意适用条件和量的一一对应。④代入数据求解,注意单位统一。【例题精析】类型1力学综合计算题【例1】为了控制疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理，并使用无人机进行常态化安全巡查.如图所示，是正在巡查的无人机，无人机起飞前，放在地面上时要确保“四脚”着地，启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的部分参数如表.（g取10N/kg）求：机身质量/kg24“四脚”着地的总面积/cm210电池充满电后储存电能/J36000最大水平速度/（m/s）5机身尺寸/mm400×300×200最大上升速度/（m/s）1（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是多少？（2）无人机从地面飞到离地30m高处，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，此过程中重力做的功是多少？（3）无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行5km，且电能转化为机械能的效率为60%，求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力是多少？【变式1】某施工队利用图1所示海上打捞平台装置打捞物体，使用电动机和滑轮组将物体从海底竖直匀速吊起。图2所示，物体到水面的距离为15m，A、B、C、D四个点是物体从海底竖直向上匀速吊起过程经过的4个位置。图3是物体所受拉力F随时间t变化的图象。（1）请在图3物体所受拉力F随时间t变化的图象上标出对应的A、B、C、D四个点。（2）图1物体旁边的“●”表示该物体，请在上面画出物体此时的受力示意图，并在图上标出各个力的大小。（3）求物体从A到B起吊过程中的速度。（4）物体离开水面后从C被匀速提升到D，若电动机此时提供给滑轮组绳子自由端的动力为2×104N，且已知10s内绳子自由端移动的距离是10m，求滑轮组的机械效率。【变式2】如图为小明制作的“浮力秤”，可方便地称量物体的质量，其构造如图所示。已知小筒底面积为0.01m2，小筒和秤盘总重为0.6N．则：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）如图甲，当秤盘上不放物体时，小筒处于（选填“漂浮”或“悬浮”）状态，此时小筒受到的浮力是多少？（2）该“浮力秤”的零刻度线应标在小筒上何处（即A点距小筒底部的距离）？（3）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度h＝0.2m，该物体的重力是多少？类型2电学综合计算题【例2】如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1＝56Ω、R2＝44Ω。（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与相连。（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。（4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。【变式3】如图甲所示是某兴趣小组设计的家庭燃气报警器电路示意图，其中电源电压保持恒定，R1是由气敏材料制成的传感器，其阻值与燃气（主要成分为甲烷）的浓度的关系如下表：R2为滑动变阻器通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值：两个小灯泡的额定功率均为6W均能正常工作，该报警器初始设置在3%的燃气浓度报警，此时电流表的读数为0.3A，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下（电磁铁线圈阻值忽略不计）燃气浓度传感器阻值Ω0%552%334%236%20R1阻值与天然气的关系（1）报警器报警时，灯亮。（选填“L1”或”L2”）（2）该报警器初始设置在3%的燃气浓度报警，测试时，报警器传感器始终处于3%的燃气中，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从一端移到另一端，测得电压表示数U与电流表示数的关系如图乙所示，则该报警器在待机时（燃气浓度为0%）消耗的总电功率为多少？（3）若想让上述报警器在燃气浓度达到2%时就报警，那么该如何调节滑动变阻器，并请简述其中的科学原理。【变式4】如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它的简化电路图。R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1＝1000W，通过R1的电流为I1，当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合。电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2．图2是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系，已知I1＝5I2．求：（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流。（2）电压力锅处于保压状态时的功率P2。（3）电压力锅在20分钟时间消耗电能多少千瓦时？（4）用电高峰期，电路的实际电压为210V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间。（不考虑能量损失）【针对训练】1．如图甲所示，是我国著名民营企业生产的力帆100E型电动微型轿车。轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶。已知轿车和乘客的总质量m＝600kg。受到的阻力f大小恒为轿车总重的0.1倍，轮胎与路面接触的总面积S＝3×10﹣2m2。求：（1）请在图乙上画出汽车受力的示意图。（2）轿车受到的牵引力。（3）轿车和乘客对路面产生的压强。2．如图甲、乙所示，水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器，现将两个完全相同的圆柱形金属块（重120N、高20cm、底面积100cm2）分别置于柱形容器底部。其中，乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封（不计蜡的质量）。取g＝10N/kg。（1）计算甲图中金属块对容器底部的压强。（2）乙图中，向容器内加水至液面高度为10cm，求金属块对容器底部的压力。（取大气压强p0＝1.0×105Pa）（3）若向甲图中容器内加水，画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图象（需标注相应的数据）。3．如图甲所示，一个质量为270g的铝块用轻质的不可伸缩的细线系在弹簧测力计的挂钩上，铝块的下表面刚好接触未知液体的液面（ρ铝＝2.7×103kg/m3）．将铝块缓慢浸入未知液体中，弹簧测力计的示数随铝块浸入深度的变化情况如图乙所示．求：（1）铝块浸没时所受的浮力大小；（2）未知液体的密度大小；（3）当铝块浸入未知液体中的深度为5cm时，弹簧测力计的示数大小．4．某科技小组的同学用泡沫塑料盒灯泡制作了一个航标灯模具，如图所示。航标灯A总重4N，A底部与浮子B用细线相连。当水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯A静止时浸入水中的深度始终保持相同，航标灯A静止时排开水的重力为6N，浮子B重0.5N（不计绳重和摩擦）。求：（1）航标灯A静止时受到的浮力是多大？（2）航标灯A静止时，细绳对A的拉力为多大？（3）浮子B的密度为多大？5．如图，高压锅是家庭厨房中常见的炊具，利用它可将食物加热到100℃以上，它省时高效，深受消费者欢迎。（1）小明测得家中高压锅出气孔的横截面积S为12mm2，压在出气孔上的安全阀的质量为72g，g取10N/kg，计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。（2）当高压锅内气压增大到某一值时，锅内气体就能自动顶开安全阀放气。在外界为标准大气压的环境下，该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少？对照图所示水的沸点与气压的关系图线，利用这种高压锅烧煮食物时可以到达的最高温度大约是多少？（大气压值取1.0×105Pa）6．实际使用的电流表和电压表都是由小量程的电流表改装而成的，图甲中灵敏电流表G的满偏电流（即允许通过的最大电流）Ig＝3mA，其电阻Rg＝10Ω，问：（1）灵敏电流表G的两端的允许最大电压Ug为多少？（2）若要把它改装为一个量程为0.6A的电流表（如图乙），需要给它并联一个多大的电阻R0？（保留两位小数）（3）若要把G改装为一个量程为3V的电压表，需要串联一个多大的电阻？7．如图所示两个方案是某中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图，电源电压U＝15V不变，电压表的量程是0﹣15V，电流表的量程是0﹣3A，电阻R1＝10Ω，均匀电阻丝的阻值R2＝20Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上墙固定在O点，下端系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻始终保持良好的接触，风力最强时，金属丝均能滑至电阻丝的最左端，无风时，自然垂滑到电阻丝的最右端。（1）请分别计算两种方案中电表的示数变化范围。（2）分析说明甲乙两种方案中的电表盘上的刻度是否均匀。8．天气状况对安全行车的影响极大。如图1是一款高智能汽车的后视镜，其电路原理图如图2所示。该后视镜有三个挡位工作，分别能够防雾、除雨露、除冰霜，三种功能依次需要后视镜提供更多的热量，车主只需通过转动旋钮开关就可让其工作。已知车载电源电压为100V，电热丝R1＝100Ω，电热丝R2＝200Ω，电热丝R3＝300Ω，求：（1）当开启防雾功能时，连入电路中的总电阻；（2）当开启除雨露功能时，流过旋钮开关的电流；（3）当开启除冰霜功能时，该电路的总功率。9．阅读下面短文并回答问题混合动力汽车如图1是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量增加了3.8×107J，汽油的热值为4.6×107J/kg，该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图2所示。测试过程中该车内燃机消耗燃油实现了对蓄电池充电同时驱动汽车行驶，则此过程中该车内燃机的能量转化效率为多少？10．如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R1、R2、R3，均为电热丝，且R1＝R2＝100Ω，电磁铁线圈的电阻不计。闭合开关S1、S2，电热器开始加热。请解答下列问题：（1）控制电路中，电磁铁的上端是。（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，工作电路的总功率是多少？（3）电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为1.5N时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻Rt的阻值是多少？（4）保温状态下，R1的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是多少？专题8物理解答题【命题重点】物理解答题在中考试卷中主要有两种类型:力学综合计算题和电学综合计算题。力学计算中往往涉及速度、压强、浮力、功和功率、简单机械的运用等。电学计算往往涉及电压、电流、电阻、电功和电功率等的计算。【方法要点】计算题的一般解答步骤:①认真审题,明确现象与过程,明确给出的条件并挖掘题中的隐含条件。②确定答题的方向,弄清在考什么知识点,选择合适的规律与公式。③列出表达式,注意适用条件和量的一一对应。④代入数据求解,注意单位统一。【例题精析】类型1力学综合计算题【例1】为了控制疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理，并使用无人机进行常态化安全巡查.如图所示，是正在巡查的无人机，无人机起飞前，放在地面上时要确保“四脚”着地，启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的部分参数如表.（g取10N/kg）求：机身质量/kg24“四脚”着地的总面积/cm210电池充满电后储存电能/J36000最大水平速度/（m/s）5机身尺寸/mm400×300×200最大上升速度/（m/s）1（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是多少？（2）无人机从地面飞到离地30m高处，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，此过程中重力做的功是多少？（3）无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行5km，且电能转化为机械能的效率为60%，求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力是多少？【解答】解：（1）无人机对水平地面的压力为：F＝G＝mg＝24kg×10N/kg＝240N，对地面的压强：p=FS=（2）无人机飞行时重力不做功，只有竖直上升过程中的重力做功，此过程中重力做的功：W＝Gh＝mgh＝24kg×10N/kg×30m＝7200J。（3）水平飞行获得的机械能为：W机＝W电×60%＝36000J×60%＝2.16×104J，无人机在水平匀速飞行的过程中受到的推力为：F=W答：（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是2.4×105Pa；（2）此过程中重力做的功是7200J；（3）无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力是4.32N。【变式1】某施工队利用图1所示海上打捞平台装置打捞物体，使用电动机和滑轮组将物体从海底竖直匀速吊起。图2所示，物体到水面的距离为15m，A、B、C、D四个点是物体从海底竖直向上匀速吊起过程经过的4个位置。图3是物体所受拉力F随时间t变化的图象。（1）请在图3物体所受拉力F随时间t变化的图象上标出对应的A、B、C、D四个点。（2）图1物体旁边的“●”表示该物体，请在上面画出物体此时的受力示意图，并在图上标出各个力的大小。（3）求物体从A到B起吊过程中的速度。（4）物体离开水面后从C被匀速提升到D，若电动机此时提供给滑轮组绳子自由端的动力为2×104N，且已知10s内绳子自由端移动的距离是10m，求滑轮组的机械效率。【解答】解：（1）由图乙可知，物体从A、B、C到D，一开始全浸入，后来部分露出，再后来离开水面，物体受到的浮力先不变、后变小，最后受到的浮力为0，而拉力F＝G﹣F浮，物体所受拉力0先不变、后增大，再后来又不变，A、B、C．D四个点在图中的位置如图所示：（2）浸没在水中的物体受到浮力、重力、滑轮组拉力的作用，三力的作用点都画在物体的重心，如图所示：物体从C点以后，脱离水面，物体受到的拉力F1＝3×104N，物体重力G＝F1＝3×104N；物体从A点到B点，物体浸没水中，物体受到的拉力F2＝2×104N，物体受到的浮力F浮＝G﹣F2＝3×104N﹣2×104N＝1×104N；（3）物体到水面的距离s＝15m，t＝30s，物体从A到B起吊过程中的速度：v=s（4）物体离开水面后从C被匀速提升到D，若电动机此时提供给滑轮组绳子自由端的动力F＝2×104N，由图知，n＝2，绳子自由端移动的距离s＝2h，滑轮组的机械效率：η=W故答案为：（1）A、B、C、D四个点的位置如图所示；（2）物体此时的受力示意图如图所示；（3）物体从A到B起吊过程中的速度为0.5m/s；（4）滑轮组的机械效率为75%。【变式2】如图为小明制作的“浮力秤”，可方便地称量物体的质量，其构造如图所示。已知小筒底面积为0.01m2，小筒和秤盘总重为0.6N．则：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）如图甲，当秤盘上不放物体时，小筒处于（选填“漂浮”或“悬浮”）状态，此时小筒受到的浮力是多少？（2）该“浮力秤”的零刻度线应标在小筒上何处（即A点距小筒底部的距离）？（3）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度h＝0.2m，该物体的重力是多少？【解答】解：（1）因为当秤盘上不放物体时，小筒漂浮，小筒和秤盘总重G0＝0.6N，所以此时小筒受到的浮力为：F浮＝G0＝0.6N；（2）根据F浮＝ρ液gV排得，当秤盘上不放物体时，小筒排开水的体积为：V排=F浮ρ水g由V＝Sh得，小筒底部所处的深度为：h=V排S（3）在秤盘上放一物体后小筒受到的浮力：F浮′＝ρ液gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.2m＝20N，物体的重力为：G＝F浮′﹣G0＝20N﹣0.6N＝19.4N，答：（1）漂浮；（2）该“浮力秤”的零刻度线应标在小筒上6×10﹣3m处；（3）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度h＝0.2m，该物体的重力是19.4N。类型2电学综合计算题【例2】如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1＝56Ω、R2＝44Ω。（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与相连。（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。（4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。【解答】解：（1）电加热器属于金属外壳用电器，因此与电冰箱外壳相连接的是地线，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生；（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服时迅速由气态变成液态是液化现象，液化要放出大量的热，从而将衣服熨平；（3）如果选择甲电路，当开关旋至1、2之间时，电路为R2的简单电路，此时的电路中的电流最大，则电路中的最大电流：I大=U如果选择乙电路，当开关旋至1、2之间时，R1、R2并联，此时电路中电流最大，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，电路中的最大电流：I大′＝I1+I2=U因熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，所以，设计师应该选择甲电路；（4）甲挂烫机大功率挡工作时，电路中电流为5A，此时的功率：P1＝UI大＝220V×5A＝1100W；挂烫机小功率挡工作时，R1、R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时的功率：P2=U答：（1）地线；（2）液化；（3）通过计算可知设计师应该选择甲电路；（4）该挂烫机的两个挡位的额定功率分别是1100W和484W。【变式3】如图甲所示是某兴趣小组设计的家庭燃气报警器电路示意图，其中电源电压保持恒定，R1是由气敏材料制成的传感器，其阻值与燃气（主要成分为甲烷）的浓度的关系如下表：R2为滑动变阻器通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值：两个小灯泡的额定功率均为6W均能正常工作，该报警器初始设置在3%的燃气浓度报警，此时电流表的读数为0.3A，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下（电磁铁线圈阻值忽略不计）燃气浓度传感器阻值Ω0%552%334%236%20R1阻值与天然气的关系（1）报警器报警时，灯亮。（选填“L1”或”L2”）（2）该报警器初始设置在3%的燃气浓度报警，测试时，报警器传感器始终处于3%的燃气中，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从一端移到另一端，测得电压表示数U与电流表示数的关系如图乙所示，则该报警器在待机时（燃气浓度为0%）消耗的总电功率为多少？（3）若想让上述报警器在燃气浓度达到2%时就报警，那么该如何调节滑动变阻器，并请简述其中的科学原理。【解答】解：（1）报警器报警时，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下，由图甲可知，L1灯亮；（2）由甲电路图可知，控制电路中R1、R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当R2接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，图乙可知，I大＝0.4A，由I=UU＝I大R1＝0.4A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①该报警器初始设置在3%的燃气浓度报警，电路图的电流I＝0.3A时，电压表的示数U2＝3V，则变阻器接入电路中的电阻：R2=U因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝0.3A×（R1+10Ω）﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：U＝12V，R1＝30Ω，由表格数据可知，该报警器在待机时，气敏电阻的阻值R1′＝55Ω，则控制电路消耗的总功率：P控制=U该报警器在待机时消耗的总电功率：P＝P控制+PL2＝2.2W+6W＝8.2W；（3）要使在燃气浓度达到2%时就报警，此时的电流为0.3A，气敏电阻的阻值R1″＝33Ω，此时电路中的总电阻：R=U则滑动变阻器接入电路中的电阻：R2′＝R﹣R1″＝40Ω﹣33Ω＝7Ω。答：（1）L1；（2）该报警器在待机时消耗的总电功率为8.2W；（3）上述报警器在燃气浓度达到2%时就报警，调节滑动变阻器接入电路中的电阻为7Ω；当燃气浓度达到2%时，R1和R2的总电阻达到40Ω，电路中的电流达到0.3A，报警器报警。【变式4】如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它的简化电路图。R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1＝1000W，通过R1的电流为I1，当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合。电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2．图2是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系，已知I1＝5I2．求：（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流。（2）电压力锅处于保压状态时的功率P2。（3）电压力锅在20分钟时间消耗电能多少千瓦时？（4）用电高峰期，电路的实际电压为210V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间。（不考虑能量损失）【解答】解：（1）闭合开关S1，开关S2与触点b接通时，电路为R1的简单电路，电压力锅处于加热状态，由P＝UI可得，通过电阻R1的电流：I1=P（2）当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，此时电路为R2的简单电路，电压力锅处于保压状态，由I1＝5I2可得，此时电路中的电流：I2=15I1=1则保压状态时的功率：P2＝UI2＝220V×10（3）由图丙可知，加热时间t1＝10min＝600s，保压时间t2＝20min﹣10min＝10min＝600s，由P=WW＝W1+W2＝P1t1+P2t2＝1000W×600s+200W×600s＝7.2×105J＝0.2kW•h；（4）不考虑能量损失，做好同样一次饭在加热状态下消耗的电能相等，即W1＝W1实，所以，根据W=UU2R1t1=解得：t1实=U2U实答：（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流为4.5A。（2）电压力锅处于保压状态时的功率P2为200W。（3）电压力锅在20分钟时间消耗电能为0.2kW•h；（4）电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间为10.98min。【针对训练】1．如图甲所示，是我国著名民营企业生产的力帆100E型电动微型轿车。轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶。已知轿车和乘客的总质量m＝600kg。受到的阻力f大小恒为轿车总重的0.1倍，轮胎与路面接触的总面积S＝3×10﹣2m2。求：（1）请在图乙上画出汽车受力的示意图。（2）轿车受到的牵引力。（3）轿车和乘客对路面产生的压强。【解答】解：（1）轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶时，水平方向受到的牵引力和阻力、竖直方向受到的重力和支持力的作用处于平衡状态，汽车受力的示意图如下图所示：（2）桥车和乘客的总重力：G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，因轿车载着乘客在水平公路上匀速直线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，轿车受到的牵引力F牵＝f＝0.1G＝0.1×6000N＝600N；（3）轿车对路面的压力：F＝G＝6000N，轿车对路面产生的压强：p=FS=答：（1）如上图所示；（2）轿车受到的牵引力为600N；（3）轿车对路面产生的压强为2×105Pa。2．如图甲、乙所示，水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器，现将两个完全相同的圆柱形金属块（重120N、高20cm、底面积100cm2）分别置于柱形容器底部。其中，乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封（不计蜡的质量）。取g＝10N/kg。（1）计算甲图中金属块对容器底部的压强。（2）乙图中，向容器内加水至液面高度为10cm，求金属块对容器底部的压力。（取大气压强p0＝1.0×105Pa）（3）若向甲图中容器内加水，画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图象（需标注相应的数据）。【解答】解：（1）金属块重120N，底面积100cm2，金属块对容器底部的压力等于其重力，F甲＝G＝120N，甲图中金属块对容器底部的压强p1=F甲S（2）乙底部用蜡密封，加入水后，乙不受浮力，对乙受力分析，容器对乙的支持力等于乙的重力加上大气压力，F大气＝p0S乙＝105Pa×10﹣2m2＝1000N，金属块对容器底部的压力：F＝G乙+F大气＝120N+1000N＝1120N；（3）①金属块重120N、高20cm、底面积100cm2，没有加水时，对容器底部的压力等于120N；②若向甲图中容器内加水，在水面从0升高到20cm的过程中，排开水的体积变大，由阿基米德原理：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh，物体受到的浮力逐渐变大，且与h成正比，这个过程中金属块对容器底部的压力：F2＝G﹣ρ水gSh，可知F2为关于h的一次减函数；③物体刚好浸没时，由阿基米德原理求出受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×100×10﹣4m2＝20N（小于120N，金属块不能上浮），由力的平衡可得金属块对容器底部的压力：F3＝120N﹣20N＝100N；至容器装满水的过程中，金属块受到的浮力不变，金属块对容器底部的压力仍为100N，故从开始加水至容器装满水（水高为30cm）的过程中金属块对容器底部压力如下所示：故答案为：（1）甲图中金属块对容器底部的压强为1.2×104Pa；（2）金属块对容器底部的压力为1120N；（3）如上所示。3．如图甲所示，一个质量为270g的铝块用轻质的不可伸缩的细线系在弹簧测力计的挂钩上，铝块的下表面刚好接触未知液体的液面（ρ铝＝2.7×103kg/m3）．将铝块缓慢浸入未知液体中，弹簧测力计的示数随铝块浸入深度的变化情况如图乙所示．求：（1）铝块浸没时所受的浮力大小；（2）未知液体的密度大小；（3）当铝块浸入未知液体中的深度为5cm时，弹簧测力计的示数大小．【解答】解：（1）铝块的质量：m＝270g＝0.27kg，铝块受到的重力：G＝mg＝0.27kg×10N/kg＝2.7N；由图知，铝块浸没在液体中时，弹簧测力计的示数F拉＝1.5N，铝块浸没时受到的浮力：F浮＝G﹣F拉＝2.7N﹣1.5N＝1.2N；（2）根据ρ=mV可得，铝块的体积：V铝=mρ铝铝块浸没在液体中时，V排＝V铝＝1×10﹣4m3；根据F浮＝ρ液gV排可得，未知液体的密度：ρ液=F浮V排g（3）由图可知，铝块的高度为h＝10cm＝0.1m，则铝块的底面积S=V铝h=1×1所以当铝块浸入未知液体中的深度为5cm时，排开液体的体积：V排′＝Sh′＝1×10﹣3m2×0.05m＝5×10﹣5m3，此时铝块受到的浮力F′浮＝ρ液gV′排＝1.2×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣5m3＝0.6N；则此时弹簧测力计的示数大小F′拉＝G﹣F′浮＝2.7N﹣0.6N＝2.1N．答：（1）铝块浸没时所受的浮力大小为1.2N；（2）未知液体的密度大小为1.2×103kg/m3；（3）当铝块浸入未知液体中的深度为5cm时，弹簧测力计的示数大小为2.1N．4．某科技小组的同学用泡沫塑料盒灯泡制作了一个航标灯模具，如图所示。航标灯A总重4N，A底部与浮子B用细线相连。当水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯A静止时浸入水中的深度始终保持相同，航标灯A静止时排开水的重力为6N，浮子B重0.5N（不计绳重和摩擦）。求：（1）航标灯A静止时受到的浮力是多大？（2）航标灯A静止时，细绳对A的拉力为多大？（3）浮子B的密度为多大？【解答】解：（1）航标灯A静止时，根据阿基米德原理可得，A受到的浮力：FA浮＝G排＝6N；（2）A在浮力、重力和拉力作用下保持静止，则绳子对A的拉力：F＝FA浮﹣GA＝6N﹣4N＝2N；（3）B受到绳子向下的拉力为：F′＝F＝2N，B在浮力、重力和拉力作用下保持静止，则浮子B受到的浮力：FB浮＝GB+F′＝0.5N+2N＝2.5N，由F浮＝ρgV排得，浮子B的体积：VB＝V排=FB浮ρ水g由G＝mg可得，浮子B的质量：mB=G浮子B的密度：ρB=mBVB=答：（1）航标灯A静止时受到的浮力是6N；（2）航标灯A静止时，细绳对A的拉力为2N；（3）浮子B的密度为0.2×103kg/m3。5．如图，高压锅是家庭厨房中常见的炊具，利用它可将食物加热到100℃以上，它省时高效，深受消费者欢迎。（1）小明测得家中高压锅出气孔的横截面积S为12mm2，压在出气孔上的安全阀的质量为72g，g取10N/kg，计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。（2）当高压锅内气压增大到某一值时，锅内气体就能自动顶开安全阀放气。在外界为标准大气压的环境下，该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少？对照图所示水的沸点与气压的关系图线，利用这种高压锅烧煮食物时可以到达的最高温度大约是多少？（大气压值取1.0×105Pa）【解答】解：（1）限压阀的重力：G＝mg＝0.072kg×10N/kg＝0.72N，气孔的面积：S＝12mm2＝1.2×10﹣5m2限压阀对气孔处气体产生的压强：p=FS=（2）由题意知：锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和，则锅内气压是1.0×105Pa+6×104Pa＝1.6×105Pa；对照图象可知，当气压为1.6×105Pa时，所对应的温度大约是115℃。答：（1）限压阀自重对出气孔处气体所产生的压强为6×104pa；（2）在外界为标准大气压的环境下，该高压锅内的气体能达到的最大压强是1.6×105Pa；利用这种高压锅烧煮食物时，可以达到的最高温度大约是115℃。6．实际使用的电流表和电压表都是由小量程的电流表改装而成的，图甲中灵敏电流表G的满偏电流（即允许通过的最大电流）Ig＝3mA，其电阻Rg＝10Ω，问：（1）灵敏电流表G的两端的允许最大电压Ug为多少？（2）若要把它改装为一个量程为0.6A的电流表（如图乙），需要给它并联一个多大的电阻R0？（保留两位小数）（3）若要把G改装为一个量程为3V的电压表，需要串联一个多大的电阻？【解答】解：（1）根据I=UUg＝IgRg＝3×10﹣3A×10Ω＝0.03V；（2）由题意可知，要把灵敏电流表G改装为一个量程为0.6A的电流表时，应并联一个电阻R0，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，当改装后的电流表满偏时，通过并联电阻R0的电流：I0＝IA﹣Ig＝0.6A﹣0.003A＝0.597A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=UR可得，电阻RR0=U（3）若要把G改装为一个量程为3V的电压表，应串联一个电阻R1，当改装后的电压表满偏时，电路中的电流为Ig＝3mA＝0.003A，此时电路中的总电阻：RV=U因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，串联电阻的阻值：R1＝RV﹣Rg＝1000Ω﹣10Ω＝990Ω。答：（1）灵敏电流表G的两端的允许最大电压Ug为0.03V；（2）若要把它改装为一个量程为0.6A的电流表（如图乙），需要给它并联一个0.05Ω的电阻R0；（3）若要把G改装为一个量程为3V的电压表，需要串联一个990Ω的电阻。7．如图所示两个方案是某中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图，电源电压U＝15V不变，电压表的量程是0﹣15V，电流表的量程是0﹣3A，电阻R1＝10Ω，均匀电阻丝的阻值R2＝20Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上墙固定在O点，下端系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻始终保持良好的接触，风力最强时，金属丝均能滑至电阻丝的最左端，无风时，自然垂滑到电阻丝的最右端。（1）请分别计算两种方案中电表的示数变化范围。（2）分析说明甲乙两种方案中的电表盘上的刻度是否均匀。【解答】解：（1）甲方案中：无风时，塑料片竖直下垂，电压表被短路，示数为0V；此时，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I=U风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，此时电路中的总电阻不变，电路中的电流不变，电压表测R2两端的电压，则电压表的示数：U2最大＝IR2＝0.5A×20Ω＝10V；乙方案中：无风时，两电阻串联，此时总电阻最大，电路中的电流最小，为：I最小=U当风力最强时，电路为R1的简单电路，电流表的示数最大，则I最大=U所以，甲方案中电压表示数范围是0～10V，乙方案中电流表示数范围是0.5A～1.5A。（2）甲方案中：R1与R2串联且电路中电阻不变，所以电路中的电流不变，根据U2＝IR2可知：在电流一定的情况下，R2两端的电压与电阻成正比，所以仪表盘上的刻度是均匀的；乙方案中：R1与R2串联，电路中的电流I=UR1+R答：（1）甲方案中电压表示数范围是0～10V，乙方案中电流表示数范围是0.5A～1.5A。（2）甲方案中的电表盘上的刻度是均匀的；乙方案中的电表盘上的刻度是不均匀。8．天气状况对安全行车的影响极大。如图1是一款高智能汽车的后视镜，其电路原理图如图2所示。该后视镜有三个挡位工作，分别能够防雾、除雨露、除冰霜，三种功能依次需要后视镜提供更多的热量，车主只需通过转动旋钮开关就可让其工作。已知车载电源电压为100V，电热丝R1＝100Ω，电热丝R2＝200Ω，电热丝R3＝300Ω，求：（1）当开启防雾功能时，连入电路中的总电阻；（2）当开启除雨露功能时，流过旋钮开关的电流；（3）当开启除冰霜功能时，该电路的总功率。【解答】解：由题知，防雾、除雨露、除冰霜依次需要后视镜提供更高的热量，则：P防雾＜P除雨露＜P除冰霜，由图2知，旋钮接1时，R1与R3串联；旋钮接2时，只有R3接入电路中；旋钮接3时，只有R2接入电路中，由题知，R1＜R2＜R3，