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专题六计算应用题-2020届广东中考物理二轮复习训练

1、专题六 计算应用题 力学计算题 简单运动类 1. (2015 广东)已知小汽车的总质量为 1 500 kg,该车以 30 m/s 的速度作水平匀速直线 运动,行驶了 180 s,汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的 0.16 倍(g10 N/kg)求: (1) 小车行驶的距离。 (2)在此过程中汽车的牵引力和功率。 解: (1)小汽车行驶的距离 svt30 m/s180 s5 400 m(2 分) (2)由题可知,汽车受到阻力 f 是车重 0.16 倍 f0.16G0.16mg0.161 500 kg10 N/kg 2 400 N(1 分) 小汽车做水平匀速直线运动 牵引力为 Ff2 400 N

2、(1 分) 小汽车的功率 PFv2 400 N30 m/s7 200 W(2 分) 2. (2019 安顺)如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为 600 kg,每个 车轮与沙滩接触的面积为 500 cm2,卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10 min 行驶 6 km,它的发动机功率恒为 11.5 kW。 (1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕? (2)此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛? (3)该卡丁车以汽油为燃料,若在这次行驶中消耗汽油 0.6 kg,求该卡丁车汽油机的效 率。 (q汽油4.6107 J/ kg) 解: (1)pF S G S mg

3、 S 600 kg10 N/kg 45102m2 3104 Pa(2 分) (2)由于物体做匀速直线运动,所以 fF 而 PFv,又 vs t 6103 m 600 s 10 m/s(1 分) fFP v 1.15104 W 10 m/s 1.15103 N(1 分) (3) W有 Q放 100% Pt mq 100% 1.15104 W600 s 0.6 kg4.6107 J/kg25%(2 分) 3.(2019 常德)如图甲所示,柳叶湖大桥让常德市区交通变得便捷的同时也成为了一道 亮丽的风景。小洋暑假里在常德欢乐水世界游玩后乘小汽车返回市区,需要从平直的道路驶 上柳叶湖大桥。已知小汽车(含

4、乘客)总质量为 2.5103 kg,以 18 m/s 的速度在的引桥上匀 速行驶,如图乙所示,此过程中小汽车的功率为 36 kW,可以将引桥近似看成一个倾角较小 的斜面,此斜面的长度为 400 m,高度为 12 m。 (1)如果小汽车与地面的接触面积为 0.05 m2,它静止在水平路面上对地面的压强为多 大? (2)大桥引桥的机械效率为多大? (3)小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力(空气阻力忽略不计)为多大? 解: (1)pF S G S 2.5103 kg10 N/kg 0.05 m2 5105 Pa(2 分) (2)汽车从引桥底部行驶到引桥顶部时 W有Gh2.5104 N12 m310

5、5 J(1 分) W总PtP s v3.6 104 W400 m 18 m/s8 105 J(1 分) W有 W总 3105 J 8105 J100 %37.5%(1 分) (3)W额W总W有5105 J(1 分) 由 W额fs 知 f W额 s 5 105 J 400 m 1.25103 N(1 分) 4. (2019 龙东)平衡车作为一种新兴的代步工具,深得年轻人的喜欢,小华最近购入一 台平衡车,他仔细阅读此款平衡车的说明书,主要参数如下: 错误!平衡车整车参数 净重 12 kg 最高车速 16 km/h 电动机额定功率 900 W 额定输入电压 220 V 额定输出电压 63 V 最大载

6、重 85 kg (1)小华的质量为 60 kg,当他站立在平衡车上静止时,车轮与水平地面的接触总面积 为 410 3m2,则此时平衡车对水平地面的压强有多大? (2)小华家距公园 1.6 km,他骑行此款平衡车以最高车速从家到公园,需要多长时间? (3)若平衡车正常工作时,发动机提供的牵引力为 180 N,则小华以最高车速从家行驶 到公园,牵引力的功率为多少?(假设小华从家到公园做匀速直线运动) 解: (1)FG总m总g(m人m车)g(60 kg12 kg)10 N/ kg720 N(1 分) pF S 720 N 4103 m21.8 105 Pa(2 分) (2)ts v 1.6 km 1

7、6 km/h0.1 h360 s(2 分) (3)PW t F牵v180 N16 1 3.6 m/s800 W(2 分) 或 WF牵s180 N1.6103 m2.88105 J(1 分) PW t 2.88 105 J 360 s 800 W(1 分) 简单机械类 5. (2019 广东)如图所示,质量为 960 kg、底面积为 0.5 m2的石材 A 放在水平地面上, 利用滑轮组水平拉动 A,使其在 20 s 的时间内匀速向墙靠近了 4 m,水平拉力 F500 N,不 计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦,g 取 10 N/kg。求: (1)A 对水平地面的压强; (2)A 在运动过

8、程中受到摩擦力的大小; (3)拉力 F 的功率。 解: (1)A 对地面的压力等于 A 受到的重力,即 F压Gmg960 kg10 N/kg9.6103 N(1 分) A 对地面的压强为: p F压 S 9.6 103 N 0.5 m2 1.92104 Pa(1 分) (2)由于水平拉力 F500 N,由图可知 n2,A 受到水平向左的拉力: F拉2F2500 N1 000 N(1 分) A 在水平地面上做匀速运动,根据二力平衡可得: fF拉1 000 N(1 分) (3)A 向左运动了 s4 m,由图可知水平拉力 F 做的功为: WF2s500 N24 m4 000 J(1 分) 则拉力的功

9、率为:PW t 4 000 J 20 s 200 W(2 分) 6. (2018 广东)如图是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为 W,当它 把质量为 1 t 的重物匀速提起 24 m 时,用时 100 s。 (g10 N/kg)求: (1) 在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少? (2) 若起重机 AB 长为 20 m,吊起重物时 B 端的配重质量为 4 t,为使起重机不翻倒, 则 OB 长为多少?(不计摩擦和起重机自重) 解: (1)根据二力平衡,起重机匀速提起重物的力: FGmg1103 kg10 N/kg1104 N(1 分) 起重机对重物所做的功: W

10、Gh1104 N24 m2.4105 J(1 分) 起重机对重物所做的功率: PW t 2.4 105 J 100 s 2.4103 W(1 分) 机械效率 W W总 2.4105 J 3103 W100 s80%(1 分) (2)根据杠杆平衡条件:F1L1F2L2 mAg (ABOB)mBgOB(1 分) OBmAAB mAmB 1103 kg20 m 1103 kg4103 kg4 m(1 分) 7. (2014 广东)如图是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动 机等部件组成,连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢空载时的重量是 3 100 N,配重的重量为 3 000 N。

11、某次电梯载货物的重量是 1 000 N,当电梯匀速上升 15 m,所用的时间为 10 s,不 计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求: (1)轿厢的速度大小; (2)配重重力对配重做的功; (3)电动机的功率至少是多大。 解: (1)轿厢速度 vs t 15 m 10 s 1.5 m/s(2 分) (2)配重下降的距离 hs 配种重力对配重做的功 WG配重h3 000 N15 m4.5104 J(2 分) (3)缆绳对轿厢的拉力 F1G货G厢G配重1 000 N3 100 N3 000 N1.1103 N(1 分) 缆绳拉力做的功 W1F1s1.1103 N15 m1.65104 J(1

12、 分) 电动机的功率至少为 PW1 t 1.65 104 J 10 s 1.65103 W.(1 分) 8. (2019 荆州)为了发展文化旅游事业,荆州市正在兴建华强方特文化主题园,建成后 将通过最新的 VR 技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明。园区建设中需把 重 1 200 N 的木箱 A 搬到高 h2 m, 长 L10 m 的斜面顶端。 如图所示, 工人站在斜面顶端, 沿斜面向上用时50 s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端, 已知拉力F的功率为80 W。 求: (1)拉力 F 的大小; (2)该斜面的机械效率是多少; (3)木箱 A 在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力

13、是多大。 解: (1)拉力所做的功 W总Pt80 W50 s4103 J(1 分) 拉力 F W总 L 4 103 J 10 m 400 N(1 分) (2)克服物重做功 W有Gh1 200 N2 m2.4103 J(2 分) 斜面的机械效率 W有 W总 2.4103 J 4103 J 60 %(1 分) (3)木箱 A 在斜面上匀速运动时克服摩擦做功 W额W总W有4103 J2.4103 J1.6103 J (2 分) 木箱 A 在斜面上匀速运动时受到的摩擦力 f W额 L 1.6 103 J 10 m 160 N(1 分) 9. (2019 攀枝花)如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮

14、组拉着重 G9104 N 的货物 A 沿斜面向上匀速运动。货物 A 的速度为 v2 m/s,经过 t10 s,货物 A 竖直升高 h 10 m。已知汽车对绳的拉力 F 的功率 P120 kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求: (1)t 时间内汽车对绳的拉力所做的功; (2)汽车对绳的拉力大小; (3)斜面的机械效率。 解: (1)由 PW t 可得 WPt120103 W10 s1.2106 J(2 分) (2)由图可知,n3,绳自由端移动的距离 s3vt32 m/s10 s60 m(1 分) FW s 1.2 106 J 60 m 2104 N(1 分) (3)由题知 W有Gh9104 N10

15、 m9105 J(1 分) W有 W总 9105 J 1.2106 J100%75%(1 分) 压强浮力类 10. (2017 广东)常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体。 (水1.0103 kg/m3,g10 N/kg) (1) 某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为 0.03 m3、密度为 2.5103 kg/m3 的实心物体静止不动,该力的大小是多少? (2) 若机器人在水下 30 m 处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间 150 s,物体竖直 上升所需要的动力 F 与物体运动速度 v 的关系如下图所示,求: 物体上升的速度是多少? 这个过程动力 F 对物体做了多少功? 解: (1)F

16、浮水gV排 1.0103 kg/m310 N/kg0.03 m3300 N(1 分) G物物gV物2.5103 kg/m310 N/kg0.03 m3750 N(1 分) FG物F浮750 N300 N450 N(1 分) (2)vs t 30 m 150 s0.2 m/s,由图象可得 F500 N(1 分) WFs500 N30 m15 000 J(2 分) 11. (2019 东营) 3 月 12 日, 我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航, 其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。 (g 取 10 N/kg,水取 1.0103 kg/m3)主要参数如下表

17、。 错误! 项目 参数 总长度(m) 140 宽度(m) 27.8 吸/排管径(mm) 1 000/1 000 满载排水量(t) 1.7104 满载吃水深度(m) 6.5 泥泵输送功率(W) 1.7107 (1)满载时,求“天鲲号”受到水的浮力是多少? (2)满载时,求“天鲲号”底部受到水的压强是多少?若船底需要安装探测仪器,其面 积为 40 cm2,求探测仪器受到水的压力是多少? (3)“天鲲号”去某水域执行任务,其工作量相当于将 1.36104 t 的淤泥输送至 15 m 高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为 30%,求完成此任务需要的时间 是多少? 解: (1)“天鲲号”

18、受到的浮力 F浮G排m排g1.7104103 kg10 N/kg 1.7108 N(2 分) (2)“天鲲号”底部受到水的压强 p水gh水1.0103 kg/m310 N/kg6.5 m 6.5104 Pa(2 分) 由 pF S得,探测仪器受到水的压力 FpS6.5104 Pa40104 m2260 N(2 分) (3)淤泥的质量 m1.36104103 kg1.36107 kg 淤泥所受的重力 Gmg1.36107 kg10 N/kg1.36108 N(1 分) “天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的有用功 W有用Gh1.36108 N15 m2.04109 J(1 分) “天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做

19、的总功 W总 W有用 2.04 109 J 30% 6.8109 J(2 分) “天鲲号”绞吸挖泥船泥泵需用时间 t W总 P 6.8109 J 1.7107 W400 s(2 分) 12. (2019 百色)如图所示,置于水平桌面上的一个上宽下窄、底面积为 0.02 m2的薄壁 容器内装有质量为 4 kg 的液体, 将一个质量为 0.6 kg、 体积为 810 4 m3 的物体放入容器内, 物体漂浮在液面时有一半的体积浸在液体中,此时容器内液体的深度为 0.1 m,求: (1)物体受到的重力; (2)容器内液体的密度; (3)容器内液体对容器底部的压强。 解: (1)物体受到的重力 G物m物

20、g(1 分) 0.6 kg10 N/kg6 N(1 分) (2)物体漂浮在液面上 F浮G物6 N(1 分) V排1 2V 物1 2 8104 m34104 m3(1 分) 由阿基米德原理 F浮液gV排得 液 F浮 V排g(1 分) 6 N 4104 m310 N/kg1.5 103 kg/m3(1 分) (3)液体对容器底的压强 p液gh(1 分) 1.5103 kg/m310 N/kg0.1 m1.5103 Pa(1 分) 13. (2019 凉山州) 如图所示, 在木块 A 上放有一铁块 B, 木块刚好全部浸入水中, 已知: 木块的体积为 100 cm3,木块的密度为 木0.6103 kg

21、/m3,水的密度水1.0103 kg/m3, 容器底面积为 100 cm2。 (g10 N/kg)求: (1)C 点受到水的压强和容器底部受到水的压力; (2)铁块的质量。 解: (1)C 点受到水的压强 p1.0103 kg/m310 N/kg0.4 m4103 Pa(1 分) 根据 pF S得容器底部受到水的压力 FpS4103 Pa100104m240 N(1 分) (2)木块受到的浮力 F浮液gV排1.0103 kg/m310 N/kg100106m31 N(1 分) G木木V木g0.6103 kg/m3100106 m310 N/kg0.6 N 木块和铁块处于漂浮 F浮G木G铁 G铁

22、F浮G木1 N0.6 N0.4 N m铁 G铁 g 0.4 N 10 N/kg4 102 kg40 g(1 分) 14. (2019 济宁)小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态, 弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求: (g 取 10 N/kg) (1)物体的质量; (2)物体在水中受到的浮力; (3)某液体的密度。 解: (1)G物F15.4 N m物 G物 g 5.4 N 10 N/kg0.54 kg(2 分) (2)F浮G物F25.4 N3.4 N2 N(2 分) (3)由阿基米德原理 F浮水gV排得 V物V排 F浮 水g 2 N 1.0103 kg/m31

23、0 N/kg 2104m3(1 分) 物体在液体中受到的浮力 F浮G物F35.4 N3.8 N1.6 N 液 F浮 gV排 1.6 N 10 N/kg2104m30.8 103 kg/m3(1 分) 15. (2019 绥化)如图,均匀圆柱体 A 的底面积为 610 3 m2,圆柱形薄壁容器 B 的质 量为 0.3 kg、底面积为 310 3 m2、内壁高为 0.7 m。把 A、B 置于水平地面上。已知 A 的密 度为 1.5103 kg/m3,B 中盛有 1.5 kg 的水。 (1)若 A 的体积为 410 3 m3,求 A 对水平地面的压力; (2)求容器 B 对水平地面的压强; (3)现

24、将另一物体甲分别放在 A 的上面和浸没在 B 容器的水中(水未溢出) ,A 对地面 压强的变化量与 B 中水对容器底压强的变化量相等。求:物体甲的密度;物体甲在 B 容 器中受到的最大浮力。 解: (1)方法一 A 的质量 mAAVA1.5103 kg/m34103m36 kg(1 分) A 对水平地面的压力 FAGAmAg6 kg10 N/kg60 N(1 分) 方法二 A 的高度 hAVA SA 4103m3 6103m3 2 3 m A 对水平地面的压强 pAAghA1.5103 kg/m310 N/kg2 3 m 1104 Pa(1 分) A 对水平地面的压力 FApASA1104 P

25、a6103m260 N (2)容器 B 对水平地面的压力 FG容G水m容gm水g0.3 kg10 N/kg1.5 kg10 N/kg18 N(1 分) 容器 B 对水平地面的压强 pB F SB 18 N 3103m26 103 Pa(1 分) (3)A 对水平地面压强变化量 pAFA SA m甲g SA 甲V甲g SA B 中水对容器底压强的变化量 pB 水V甲g SB 根据题意得:pApB(1 分) 甲SA SB水 6103 m2 3103 m21.010 3 kg/m3 2103 kg/m3(1 分) 未放入物体甲前容器中水的深度 h m水 水SB 1.5 kg 1.0103 kg/m3

26、3103m20.5 m 由题意可知甲浸没后,水未溢出,则 V排最大3103 m2(0.7 m0.5 m)6104 m3 甲物体受到的最大浮力 F浮最大水gV排最大1.0103 kg/m310 N/kg6 104m36 N(1 分) 16. (2019 重庆 A 卷) 小杨选择了两个高度分别为 10 cm 和 6 cm, 底面积 SASB 13 的实心均匀的圆柱体 A、B 进行工艺品搭建,A、B 置于水平桌面上,如图 1 所示。他从 A 的 上表面沿水平方向截取高为 h 的圆柱块,并将截取部分平放在 B 的中央,则 AB 对桌面的压 强随截取高度 h 的变化关系如图 2 所示,求: 图 1 图

27、2 (1)圆柱体 A 的密度; (2)从 A 截取 h6 cm 的圆柱块平放在 B 的中央,B 对桌面的压强增加量; (3)图 2 中 a 的值。 解: (1)由图象可得:A 物块没截取时对地面的压强是 2 000 Pa 由 pgh 得圆柱体 A 的密度 A p ghA 2 000 Pa 10 N/kg0.1 m2 103 kg/m3(2 分) (2)A 截取 6 cm 的重力 GA AghA SA(1 分) B 对桌面的压强增加量 pBF SB GA SB AghASA SB 2103 kg/m310 N/kg6102 m 3 400 Pa(1 分) (3)从图中根据第一小问的过程算出 B

28、pB ghB 1 200 Pa 10 N/kg0.06 m 210 3 kg/m3 (1 分) 由图中可知截取高度 a,剩下部分 A 和截取后叠加 B 的压强相等:pApB ,Ag (0.1 ma) AgaSABghBSB SB (1 分) 代入数据可得:a3(1 分) 17. (2019 包头) 圆柱形容器置于水平地面 (容器重忽略不计) , 容器的底面积为 0.2 m2, 内盛 30 cm 深的水。现将一个底面积 400 cm2、体积 4 000 cm3的均匀实心圆柱体放入其中。 如图甲所示,物体漂浮在水面,其浸入水中的深度为 5 cm;当再给物体施加一个竖直向下大 小不变的力 F 以后,

29、物体最终恰好浸没于水中静止,如图乙所示。 (水1.0103 kg/m3,g 取 10 N/kg)则: (1)物体受到的重力是多少? (2)物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少? (3)从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力 F 做了多少功? 解: (1)F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg0.04 m20.05 m20 N 因为漂浮,则 G物F浮20 N(2 分) (2)物体浸没 F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg4103 m340 N FF浮G物40 N20 N20 N(1 分) G水水 gV水1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m20.3 m6

30、00 N(1 分) 压力 FG水G物F600 N20 N20 N640 N pF S 640 N 0.2 m23 200 Pa(2 分) (3)水面上升的高度 h升 V露 S 2103 m3 0.2 m2 0.01 m(1 分) h露h物h浸 V物 S物h 浸 4 000106 m3 400104 m2 0.05 m0.05 m(1 分) 物体下降高度 h降h露h升0.05 m0.01 m0.04 m(1 分) WFh降20 N0.04 m0.8 J(1 分) 18. (2019 威海)如图所示,某考古队用滑轮组将重 4.8103 N,体积为 100 dm3的文物 打捞出水,定滑轮重 100

31、N。滑轮组上共有三根绳子 a、b 和 c,其中 a 是悬挂定滑轮,b 绕在 定滑轮和动滑轮上,c 悬挂文物。整个打捞过程始终缓慢匀速提升文物,文物完全浸没在水中 时,滑轮组的机械效率为 95%(水1103 kg/m3,g10 N/kg,绳重、滑轮与轴的摩擦以 及水的阻力均忽略不计) 。请解答下列问题: (1)文物浸没在水中时受到的浮力是多大? (2)动滑轮的重力是多大? (3)在整个打捞过程中,a、b、c 三根绳中哪根绳承受的拉力最大?该绳至少要承受多 大的拉力? 解: (1)物体浸没 F浮水gV排水gV物1.0103 kg/m310 N/kg100103m31103 N(2 分) (2)W额

32、G动h,W有(G物F浮)h W有 W有W额95% G动200 N(2 分) (3)由图知,n2,绳自由端受到的拉力 F1 2(G 物F浮G动) (2 分) a 绳承受的拉力 Fa2FG定G物G动G定F浮 b 绳承受的拉力 FbF c 绳承受的拉力 FcG物F浮 a 绳承受的拉力最大 当文物浸没在水中时,a 绳承受的拉力最小,此时 FaG物G动G定F浮4.8103 N200 N100 N1103 N4.1103 N(2 分) 19. (2019 遂宁)如图甲,将一重为 8 N 的物体 A 放在装有适量水的杯中,物体 A 漂浮 于水面,浸入水中的体积占总体积的4 5,此时水面到杯底的距离为 20

33、cm。如果将一小球 B 用 体积和重力不计的细线系于 A 下方后,再轻轻放入该杯水中,静止时 A 上表面与水面刚好相 平,如图乙。已知 B1.8103 kg/m3,g10 N/kg。求: (1)在甲图中杯壁上距杯底 8 cm 处 O 点受到水的压强; (2)甲图中物体 A 受到的浮力; (3)物体 A 的密度; (4)小球 B 的体积。 解: (1)O 点的深度 h20 cm8 cm12 cm0.12 m p水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.12 m1 200 Pa(1 分) (2)因为 A 在水中漂浮,所以 F浮GA8 N(1 分) (3)根据阿基米德原理 F浮液gV排得 V排

34、 F浮 水g 8 N 1.0103 kg/m310 N/kg8 104 m3 由题知 V排4 5V 物 V物5 4V 排5 4 8104 m31103 m3(2 分) 由 GmgVg 得 AGA Vg 8 N 1103m310 N/kg 0.8103 kg/m3(1 分) (4)图乙中 A、B 共同悬浮:F 浮 A F 浮 B GAGB 根据 F浮液gV排和 GmgVg 得 水g(VAVB)GABgVB 则 VB 水gVAGA (B水)g 1.0103 kg/m310 N/kg1103m38 N (1.8103 kg/m31.0103 kg/m3)10 N/kg 2.5104 m3(2 分)

35、20. (2019 玉林)如图甲所示,圆柱形物体的底面积为 0.01 m2,高为 0.2 m,弹簧测力 计的示数为 20 N。如图乙所示,圆柱形容器上层的横截面积为 0.015 m2,高为 0.1 m,下层的 底面积为 0.02 m2,高为 0.2 m,物体未浸入时液体的深度为 0.15 m。当物体有一半浸入液体 时,弹簧测力计的示数为 10 N。 (g 取 10 N/kg)求: (1)物体的质量; (2)液体的密度; (3)当物体有一半浸入液体中时,液体对容器底部的压强; (4)若物体继续浸入液体中,液体对容器底部的压强增大到物体有一半浸入液体时压强 的 1.2 倍,此时弹簧测力计的示数。

36、解: (1)对物体受力分析,由平衡条件得 GF,且 Gmg mG g 20 N 10 N/kg2 kg(1 分) (2)VSh0.01 m20.2 m2.0103 m3 当物体有一半浸入液体中时, V排V 2 2.0103 m3 2 1.010 3m3 对物体受力分析,由平衡条件得:F浮F拉G F浮GF拉20 N10 N10 N(1 分) 由阿基米德原理 F浮G排,G排m排g液gV排可得 液 F浮 gV排 10 N 10 N/kg1103 m31.0 103 kg/m3(1 分) (3)液面上升的高度 h1 V排 S1 1103 m3 0.02 m2 0.05 m 此时液体的深度 h1h0h1

37、0.15 m0.05 m0.2 m(1 分) 由于 h10.2 m 不下层容器的高度刚好相等,则液体还未上升到上层容器 p1液gh11.0103 kg/m310 N/kg0.2 m2103 Pa(1 分) (4)当液体对容器底部的压强增大到物体有一半浸入液体时压强的 1.2 倍时, p21.2p11.22103 Pa2.4103 Pa 此时液体的深度 h2 p2 液g 2.4103 Pa 1.0103 kg/m310 N/kg0.24 m 液面继续上升的高度 h2h2h10.24 m0.2 m0.04 m(1 分) 排开液体增加的体积 Vh2S20.04 m0.015 m26104 m3 此时

38、排开液体的总体积 V排V排V1103 m36104 m31.6103 m3 F浮液gV排1.0103 kg/m310 N/kg1.6103 m316 N(1 分) 此时弹簧测力计的示数 F拉GF浮20 N16 N4 N(1 分) 电学计算题 动态电路类 (一)多开关类 1.(2017 广东)某校实验小组设计了一个智能供暖器,电路如图所示,电源两端的电压 U 为 220 V, R1和 R2是两个供热电阻丝, S1、 S2是温控开关, 工作过程如下: 当气温低于 25 时,S1、S2都闭合;当气温等于或高于 25 时,S2断开,此时电流表的示数为 1 A,电阻丝 R1的电功率为 20 W。 (忽略

39、温度对电阻丝的影响) ,求: (1)电阻丝 R2的阻值是多少? (2)当气温低于 25 时,电路工作 0.5 h 消耗电能是多少千瓦时? 解: (1)由 PI2R 得 RP I2 20 W (1 A)220 (1 分) R总 U总 I总 220 V 1 A 220 (1 分) R2R总R1220 20 200 (1 分) (2)PU 2 R (220 V)2 20 2 420 W2.42 kW(2 分) WPt2.42 kW0.5 h1.21 kWh(2 分) 2.(2019 云南)如图所示,R16 ,当 S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为 1 A; S3闭合,S1、S2断开时,电流表示

40、数为 0.2 A。求: (1)电源电压; (2)电阻 R2的阻值; (3)当 S1、S2闭合,S3断开时,电路的总功率。 解: (1)当 S1闭合,S2、S3断开时,只有 R1接入电路 电源电压 UI1R11 A6 6 V(3 分) (2)当 S3闭合,S1、S2断开时,R1、R2串联 RU I 6 V 0.2 A30 R2RR130 6 24 (3 分) (3)当 S1、S2闭合,S3断开时,R1、R2并联 PU 2 R1 U2 R2 (6 V)2 6 (6 V)2 24 7.5 W(3 分) 3.(2019 百色)如图所示的电路,电源电压恒定,R1、R2为两个定值电阻,L 为“2.5 V

41、0.5 W” 的小灯泡。 开关 S1、 S2、 S3均闭合时, 电流表 A1的示数为 0.55 A, A2的示数为 0.1 A; 保持 S1闭合,断开 S2、S3,小灯泡 L 恰好正常发光。求: (1)小灯泡正常发光时的阻值 RL; (2)小灯泡正常发光 1 min 所消耗的电能; (3)电源电压和电阻 R1、R2的阻值。 解: (1)IL P额 U额 0.5 W 2.5 V0.2 A(2 分) RL U额 IL 2.5 V 0.2 A12.5 (2 分) (2)WP额t0.5 W60 s30 J(2 分) (3)开关 S1、S2、S3均闭合时,R1和 R1并联,小灯泡没有接入电路,设电源电压

42、为 U, 则通过 R1的电流 I1II20.55 A0.1 A0.45 A(1 分) 即有 UI1R1 保持 S1闭合,断开 S2、S3时,R1不 L 串联 UILR1UL 由解得 R110 ,U4.5 V R2U I2 4.5 V 0.1 A45 (2 分) (二)滑动变阻器类 4. (2019 菏泽)如图所示,将标有“2.5 V 0.625 W”字样的小灯泡接入电源电压 4.5 V (电压保持不变)电路中,为调节灯泡亮度,在电路中串联一个滑动变阻器,两个电压表的 量程都是 3 V。 (1)移动滑动变阻器滑片,使小灯泡正常发光,灯泡正常发光时的电阻是多大? (2)在小灯泡正常发光的情况下,通

43、电 5 分钟,滑动变阻器消耗的电能是多少? (3)为保证两个电压表两端的电压不超过 3 V,小灯泡两端的电压不超过额定电压的情 况下,滑动变阻器允许的取值范围是多少?(假定灯丝电阻保持不变) 解: (1)根据 PU 2 R得 RL U2额 P额 (2.5 V)2 0.625 W 10 (1 分) (2)小灯泡正常发光,由题知 URUUL4.5 V2.5 V2 V(1 分) IRIL P额 U额 0.625 W 2.5 V 0.25 A(1 分) 滑动变阻器消耗的电能为 WUIt2 V0.25 A560 s150 J(1 分) (3)当小灯泡正常发光,滑动变阻器此时的阻值最小为 R最小UR IR

44、 2 V 0.25 A8 (1 分) 当 V2示数为 3 V 时,滑动变阻器此时的阻值最大为 R最大UR IR UR U总UR RL 3 V 4.5 V3 V 10 20 (1 分) 则滑动变阻器允许的取值范围是 8 20 。 (1 分) 5. (2019 安徽)图示为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点”的电路图。实验所选用的器 材均能符合实验要求, 其中部分器材的规格如下: 小灯泡 (额定电压 3.8 V, 额定电流 0.32 A) ; 电压表(量程 3 V,内阻 3 000 ) ;电流表(量程 500 mA,内阻 0.5 ) ,定值电阻 R0(阻 值 1 000 ) 。按电路图连接好电路,闭合

45、开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现 电压表的示数为 2.7 V,电流表的示数为 315 mA。求此时 (1)小灯泡两端的电压; (2)通过小灯泡的电流; (3)小灯泡灯丝的阻值。 解: (1)通过电压表的电流 IVUV RV 2.7 V 3 000 9 104 A(1 分) R0两端的电压 UR0IVR09104A1 000 0.9 V 小灯泡两端的电压 ULUR0UV0.9 V2.7 V3.6 V(2 分) (2)ILIAIV0.315 A9104A0.3 141 A(2 分) (3)RLUL IL 3.6 V 0.3 141 A11.5 (2 分) 6. (2018 聊城)如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻 R120 ,R210 , R 是滑动变阻器。当滑动变阻器滑片 P 移动到最右端,开关 S1闭合 S2断开时,电流表的示数 为 0.3 A;当滑动变阻器滑片