中考物理力学综合计算题含答案
中考物理压轴题大揭秘专题专题05杠杆型综合计算含解析
专题05杠杆型综合计算考点01：杠杆平衡类力学综合计算：此考点重点是对杠杆的平衡条件即F1×L1=F2×L2的考查,同时能正确分析物体受力情况,并在确定动力与及阻力的前题下正确确定动、阻力对应的力臂,然后运用杠杆平衡条件及平衡力的知识,即可求解相应的未知量。
例1：（·潍坊）疫情期间,大壮同学自制了如图所示的健身器材,坚持锻炼身体。
用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来,在杆的A端悬挂质量m1=10kg的重物,在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。
已知AO长1.5m,OB长0.5m,大壮质量m2=56kg,g取10N/kg,求此时：（1）大壮对杆的拉力大小；（2）地面对大壮的支持力大小。
【答案】(1)300N,260N。
【解析】（1）缓慢拉动轻杆至水平位置,根据杠杆平衡条件可得：F A·OA=F B·OB,F A的大小等于G A,即F A=G A= m1g=10kg ×10N/kg=100N,则F B=F A×OA/OB=100N×1.5m/0.5m=300N.即大壮对杆的拉力为300N。
（2）大壮受三个力,重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F支,三个力平衡,杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力,大小相等,则地面对大壮的支持力F支=G-F=m2g-F=56kg 10N/kg-300N=260N,地面对大壮的支持力为260N。
【变式1-1】（杭州中考）杆秤是一种用来测量物体质量的工具,小金尝试做了如图所示的杆秤。
在秤盘上不放重物时,将秤砣移到O点提纽处时,杆秤恰好水平平衡,于是小金将此处标为O刻度。
当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,测得OA=5cm,OB=10cm,（1）计算秤砣的质量。
(2)小金在B处标的刻度应为kg.若图中OC=2OB,则C处的刻度应为kg..(3)当秤盘上放一质量为2kg的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡时,其读数（填“＞”“＜”）kg,由此可知一杆秤不能随意更换秤砣。
含有滑轮组复杂装置的浮力、机械效率综合计算-【压轴必刷】2022中考物理力学压轴计算题难题专练
06含有滑轮组复杂装置的浮力、机械效率综合计算1．如图是在岸边打捞水中金属块的装置示意图，均匀实心金属块的体积为33-510m ⨯，质量为40kg 。
若水对金属块的阻力忽略不计，33=1.010kg/m ρ⨯水，g 取10N/kg ，试解答下列问题：（不计绳重和摩擦）(1)在金属块还未露出水面时，求金属块所受到的浮力；(2)若人用200N 的拉力使金属块在水中匀速上升3m 后还未露出水面，求人的拉力所做的功；(3)求金属块在水中匀速上升时滑轮组的机械效率。
1．(1)50N ；(2)1200J ；(3)87.5% 【解析】(1)因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体积为-33510m V V ==⨯排金金属块所受的浮力为3333110kg/m 10N/kg 510m =50N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯浮水排(2)由图知，使用的滑轮组2n =，拉力端移动距离为223m=6m s h ==⨯人的拉力所做的功为200N 6m=1200J W Fs ==⨯(3)金属块重力为40kg 10N/kg=400N G m g ==⨯金金金属块在水中匀速上升时滑轮组的机械效率为()()400N-50N100%87.5%222200NW G F hG F h G F W FsF hFη---=====⨯=⨯⨯有用浮浮浮金金金总【答案】(1)在金属块还未露出水面时，金属块所受到的浮力为50N ； (2)人的拉力所做的功为1200J ；(3)金属块在水中匀速上升时滑轮组的机械效率为87.5%。
2．如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。
A 是动滑轮，B 是定滑轮，C 是卷扬机，D 是油缸，E 是柱塞。
通过卷扬机转动使钢丝绳带动A 上升，被打捞重物的体积是V =0.6m 3，重力G 物=2.4×104N 。
若在打捞前起重机对地面的压强p 1=1.8×107Pa ，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p 2=2.4×107Pa ，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p 3=2.6×107Pa 。
2023年中考物理二轮专题练习-力学综合计算
2023年中考物理二轮专题练习-力学综合计算一、计算题1．如图所示，将密度为330.610kg/m ⨯、高度为10cm 、底面积为220cm 的圆柱体放入底面积为250cm 的容器中，并向容器内加水（水的密度为331.010kg/m ⨯，g 取10N/kg ）。
问： (1)圆柱体的重力多大？(2)当水加到4cm 深时，圆柱体受到的浮力是多少N ？此时圆柱体对容器底的压力为多少N ？ (3)继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为0时，继续加入的这部分水的质量是多少kg ？2．跳绳是安徽多地中考体育与健康考试选考项目之一，根据安庆市区体育中考考试评分标准，女生1分钟跳绳不低于172次可得满分。
如图所示，小红同学今年参加中考，她的质量为45kg ，每次跳起高度约5cm 。
（g 取10N/kg ）（1）小红跳绳一次所做的功为多少？（2）要想获得满分，小红1分钟跳绳的功率至少多少瓦？3．美国一家公司研制出了“会飞的汽车”（如图），这款车的车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀．在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开．从汽车到“飞机”的变形在30秒内完成，驾驶员在车内即可完成操作．该车已获准可在美国的空中飞行和公路行驶，是允许上路的第一辆飞行和地面行驶混合车．（g 取10N/kg ）．以下是该车的一些信息：（1）该车的重力是多大？（2）该车停在水平地面上时，对地面的压强是多少？（3）该车以最大飞行速度飞行了800km，则汽车发动机做功多少？4．一只容积为3×10-4m3的瓶内盛有0.2kg的水，一只口渴的乌鸦每次将一块质量为0.01kg的小石子投入瓶中，当乌鸦投了25块相同的小石子后，水面升到瓶口。
求：（1）瓶内石块的总体积；（2）石块的密度。
5．小明同学自制了一个如图所示的气压计，瓶内密闭了一定质量的气体．在A地时，玻璃管内外的液面高度差为1h，瓶内气体体积为1V，此时外界的大气压强为0p；在B地时，他发现玻璃管内外的液面高度差增大为2h，瓶内气体体积变为2V．已知气压计内液体的密度为0 ，在A、B两地瓶内气体温度保持不变．完成下列问答：（1）请判定A、B两地哪处的大气压强大？（2）求出B地的大气压强．6．如图甲所示，足够高的柱形容器的底面积为100cm2，里面装有24cm深的水，上方用一足够长的细绳吊着质量为0.9kg的长方体物体，其底面积为50cm2，高为20cm。
备战2020年中考—“压强变化类”力学综合计算题专题剖析和训练
/S，如果一个物体截取 A ：如水平截取，此时原物体的重力发生变化，但受力面积 题型应注意，若只向容器内增、减液体（加入液体后液体不外溢） 则容器对支持面的压力变化量△F= m 液 g ；备战 2020 年中考—“压强变化类”力学综合计算题专题剖析与训练力学压强与压力的计算是初中物理中考中的重点与难点，是中考中的压轴题型，由于其难大，综合性强，对分析能力与计算能力均要求较高，因此在各类型的考试中，此题型均为考查的重点。
要正确解任此种题型应注意两个问题：1：认真分析题意找出每道题的“题眼”弄清编者考查的主要目的，挖掘隐藏的条件，找到突破口；2：平时加强计算能力的培养，在根据题意，列出方程的前提下，必须能正确求解题目中的未知量。
此题型主要考查两种题型：一：固体的叠加及截取导致的压力及压强的变化题型：（1）当多个物体叠加或一个物体被截取后，它的体积及质量发生变化，有时受力面积也要发生变化，如多个物体叠了加，对接触面的压力增大量为叠加的物体的重力，但此时下面物体的受力面积不发生变化，此时对支持面增加的压强： △P= F/S=G 物增不变，此时对支持面减小的压强△P= F/S= △G 减/S ，若规则物体竖直截取且不受其它外力，此时根据 P=ρgh 此时物体对支持面的压力减小，但压强不变。
（2）多个物体位置发生变化，求压强的变化量时或根据压强的变化及压力的变化量求解某些新的物理量如截取的物体体积 △V 或质量 △m ；此种题型必须注意，物体质量或体积或物体的位置发生改变后，物体对接触面上的压力会发生了变化，同时还要注意，受力面积有时也会发生的变化。
二：液体液面的变化或液体的溢出导致的压强变化题型：1：当容器中盛有液体，当液体的体积发生变化或有物体放入液体后，求容器对桌面的压力与压强的变化；此种，若向盛有液体的容器内放入某物体后，要注意液体的外溢情况（如原容器盛满液体，无论放入任何物体也无论放 入物体后物体处于何种沉、浮状态，液体一定会外溢，如没有指明原容器盛满液体放入物体后必须根据物体的V排及容器的总容积，及原液体的体积，推知液体是否会外溢） 即应注意容器对接触面的压力变化，如放入的物体与溢出的液体重力相等，则容器对支持力压力与压强均不变，如放入的物体重力大于溢出的液体的重力则此时容器对支持面的压力增加量为△F=G 物—G 溢，而此种题型，容器接触面的面积通常并不发生变化，容器对支持面的压强变化量取决于容器对支持面的压力变化量。
√初中物理综合计算全集力学热学电学综合计算题压轴题含答案
√初中物理综合计算全集力学热学电学综合计算题压轴题含答案Revised by Chen Zhen in 2021专题27：力学、热学和电学综合计算一、计算题1.（2014·安顺）小丽家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数．型号F ED﹣H50 额定电压220V最大水量50L 额定功率2000W现将水箱中装满水，通电后正常工作40m i n，水温从25℃上升到45℃，求：（1）此过程中水所吸收的热量；（2）热水器中电热丝的电阻；（3）热水器的效率．【答案】（1）热水器水箱中水所吸收的热量为×106J；（2）热水器中电热丝的电阻为Ω；（3）热水器的效率为%．考点：电功与电热的综合计算2.（2014·茂名）混合动力汽车是一种新型汽车，它有两种动力系统。
汽车加速，汽油机提供的动力不足时，蓄电池的电能转化为动能，使汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的浪费。
两种动力系统也可以独立工作，只有汽油机工作时，与一般的汽车相同；只使用电力时，由电动机提供动力。
右表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌，其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能。
该汽车匀速行驶时受到的阻力为720N。
求：（1）在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间（2）仅由电动机提供动力，汽车匀速持续行驶的最大距离是多少不考虑电能转化为机械能时能量的损失。
（3）仅由汽油机提供动力，汽车匀速行驶每百公里的油耗是多少升假设汽车受到的阻力不变，汽油的热值为×107J/ L（即焦耳/升），汽油机的效率为24%。
【答案】（1）在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电需要10h．（2）仅由电动机提供动力，汽车匀速持续行驶的最大距离是220km．（3）仅由汽油机提供动力，汽车匀速行驶每百公里的油耗是10升．考点：功和功率的计算、热值计算3.（2014·本溪）如图所示为某品牌蒸汽挂烫机，为了便于移动，它底部装有四个轮子．其工作原理是：底部的储水箱注满水后，水通过进水阀门流到发热体迅速沸腾，并变成灼热的水蒸气，不断喷向衣物，软化衣物纤维．下表是这种蒸汽挂烫机的部分参数．[g=10N/kg，c水=×103J/（kg℃），g=10N/kg]发热功率880W额定电压220V储水箱注满水量2kg挂烫机净重4kg轮子与地面接触的总面积12cm2（1）储水箱注满水后挂烫机对水平地面的压强是多少（2）该蒸汽挂烫机正常工作时通过发热体的电流是多少（3）如果发热体每分钟能把25g 水由20℃加热至100℃，在这一过程中水吸收了多少热量发热体产生多少热量【答案】（1）储水箱注满水后挂烫机对水平地面的压强是5×104P a ；（2）该蒸汽挂烫机正常工作时通过发热体的电流是4A（3）水吸收的热量为8400J ；发热体产生的热量为52800J ．【解析】试题分析：（1）储水箱注满水后挂烫机对水平地面的压力：F =G 总=m 总g=（2kg+4kg ）×10N/kg=60N ， 则储水箱注满水后挂烫机对水平地面的学科网压强：24m1012N 06-⨯==S F P =5×104P a ； （2）由P =UI 可得，挂烫机正常工作时通过发热体的电流：A 4V 220W 880===U P I ； （3）水吸收的热量：Q 吸=cm （t ﹣t 0）=×103J/（kg ℃）××（100℃﹣20℃）=8400J ； 发热体产生的热量：Q =W=Pt =880W×60s=52800J ．考点：压强的大小及其计算；电功与热量的综合计算．.4.（2014·镇江）如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为，光电池接收太阳光辐射的功率为1kW ，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示，风能转化为电能的效率为4%，光电池将光能转化为电能的效率为η光． 风速（m/s ）2 4 6 8 10 12 16风功率（W ）15 125 420 1000 2000 3375 8000 （1）无风的晴天，光照6h ，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h ，则路灯消耗的电能是多少kWh 光电池将光能转化为电能的功率η光为多大（2）在有风的晴天，经3h 的光照和风吹，路灯可正常工作7h ，则当时的风速为多大【答案】（1）无风的晴天，光照6h ，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h ，则路灯消耗的电能是h ；光电池将光能转化为电能的功率为20%；（2）在有风的晴天，经3h 的光照和风吹，路灯可正常工作7h ，则当时的风速为10m/s ．【解析】试题分析：（1）路灯工作t 1=10h 消耗的电能：W 电1=P 灯t 1=×10h=h ；光照t 2=6h ，光电池接收的太阳能：W 光1=P 光×t 2=1kW×6h=6kWh ；光电池将光能转化为电能的效率： η电= h kW 6h k 2.111••=W W W 光电×100%=20%； （2）路灯工作t 3=7h 消耗的电能：W 电2=P 灯t 3=×7h=h ；光照t 4=3h ，光电池接收的太阳能：W 光2=P 光×t 4=1kW×3h=3kWh ；根据公式η电=光电W W 可知光电池产生的电能：W 电2= W 光2η电=3kWh× 20%=h ；风力发电机产生的电能：W 风电=W 电2﹣W 光电=h ﹣h=h ；根据公式η风=，可知 消耗的风能：W 风==•=%4h .24kW 0风风电ηW 6kWh ； 风的功率为：W t W P k 2h3h 6kW 4=•==风，根据风功率与风速之间的关系可知此时的风速为10m/s ． 考点： 能源与可持续发展5.（2014·湖州）如图是一盏漂浮在水面的太阳能荷花灯，白天太阳能发电板给电池充满电，晚上电池给LED 灯照明供电。
2020年中考物理计算题专项强化复习：《浮力》(解析版)
《浮力》一、计算题1.如图所示，有一重为6N，边长为0.1m的实心正方体木块A放在水平桌面上，一个质量为0.4kg，底面积为200cm2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中央，内盛有0.3m深的某种液体。
若把木块放入容器里，木块静止时有3/4的体积浸在液体中(液体未溢出)，求：(1)木块受到的浮力；(2)该液体的密度；(3)此时容器对水平桌面的压强。
2.如图所示，将边长为0.05m的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中，木块静止时，从杯中溢出水的质量为0.1kg.(g取10N/kg)求：(1)木块受到的浮力；(2)木块的密度；(3)木块下表面受到水的压强。
3.如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着静止，已知水深为50cm，木块的体积为4×10−3m3，木块的密度为0.6×103kg/m3，已知水的密度为1×103kg/m3，试求：(1)水对容器底面的压强；(2)绳子的拉力大小；(3)若绳子断了，最终木块漂浮在水面上时，所受的浮力为多大？4.如图所示，圆柱形容器中装有适量的水，甲、乙两物体用细线连在一起浮在水中并处于静止状态，其中甲物体重1.2N，体积为200cm3，有4体积浸入水中；乙物体体积为100cm3。
求：5(1)甲物体受到的浮力；(2)乙物体的重力；(3)请分析说明，当剪断细绳后，水对容器底的压强如何改变？5.如图所示，体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3，绳子重力不计).求：水(1)木块此时受到浮力．(2)木块的重力．(3)剪断绳子，木块静止时排开水的体积．6.如图所示，一密度均匀，质量为6kg，底面积为600cm2的长方体木块漂浮在静止的水面上，g=10N/kg，求：(1)水对木块产生的浮力大小．(2)木块浸入水中的体积．7.如图所示，一个实心正方体，体积为1.2×10−3m3，重10N。
中考物理复习题型复习四综合计算题试题1
题型之一 力学综合1．(2016·黔西南)我州少数民族喜欢依山傍水而居，善于使用楠竹制作竹筏．若某竹筏用7根完全相同的楠竹制作而成，每根楠竹质量为8 kg ，体积为0.1 m 3，忽略制作竹筏所使用绳子的质量．g 取10 N/kg.求：(1)不载人时，竹筏漂浮于水面受到的浮力及排开水的体积；(2)为安全起见，竹筏最多能有12的体积浸入水中，若乘客质量均为50 kg ，不计竹筏的质量，该竹筏最多能载多少人．解：(1)竹筏漂浮于水面，受到的浮力：F 浮＝G 竹筏＝nm 竹g ＝7×8 kg ×10 N/kg ＝560 N根据F 浮＝ρ水gV 排可得排开水的体积：V 排＝F 浮ρ水g ＝560 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg＝5.6×10－2m 2 (2)竹筏12的体积浸入水中时，排开水的体积：V′排＝12×7×0.1 m 3＝0.35 m 3 此时竹筏受到的浮力：F′浮＝ρ水gV 排′＝1×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.35 m 3＝3.5×103N不计竹筏的质量，竹筏仍然漂浮，则人的总重力G 总＝F′浮＝3.5×103 N ，所以，该竹筏最多能载的人数：n 人＝G 总m 人g ＝ 3.5×103 N 50 kg ×10 N/kg＝7(人) 2．(2016·包头)如图所示，A 为直立固定的柱形水管，底部活塞 B 与水管内壁接触良好且无摩擦，在水管中装适量的水，水不会流出. 活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD 的C 点相连，O 为杠杆的固定转轴，滑轮组(非金属材料)绳子的自由端与杠杆的D 端相连，滑轮组下端挂着一个磁体E ，E 的正下方水平面上也放着一个同样的磁体 F(极性已标出)．当水管中水深为40 cm 时，杠杆恰好在水平位置平衡．已知OC∶CD＝1∶2，活塞 B 与水的接触面积为30 cm 2，活塞与硬杆总重为3 N ，每个磁体重为11 N ，不计动滑轮、绳重及摩擦. (g 取10 N/kg ，ρ水＝1.0×103 kg/m 3 )求：(1)水管中水对活塞B 的压强．(2)绳子自由端对杠杆D 端的拉力．(3)磁体F 对水平面的压力．解：(1)水管中水对活塞B 的压强：p B ＝ρ水gh ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×40×10－2 m ＝4×103 Pa(2)由p ＝ F S变形可得，水对活塞的压力：F B ＝p B S B ＝4×103 Pa ×30×10－4m 2＝12 N ，杠杆C 受到的压力：F C ＝F B ＋G 活塞＝12 N ＋3 N ＝15 N ，由杠杆的平衡条件可得：F C ·OC ＝F D ·OD ，则绳子自由端对杠杆D 端的拉力：F D ＝ OC OD ×F C ＝OC OC ＋CD ×F C ＝11＋2×15 N ＝5 N (3)因力的作用是相互的，所以，杠杆D 端对滑轮组绳子的自由端的拉力也为5 N ，由同名磁极相互排斥可设磁极间的作用力为F 斥，把动滑轮和磁体E 看做整体，受到竖直向上两股绳子的拉力和磁极间的斥力、竖直向下磁体E 的重力，由力的平衡条件可得：2F D ＋F 斥＝G E ，则F 斥＝G E －2F D ＝11 N －2×5 N ＝1 N ，磁体F 对水平面的压力：F 压＝G F ＋F 斥＝11 N ＋1 N ＝12 N3．(2016·承德模拟)小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水(不计绳重及摩擦)．已知小雨的质量为50 kg 、双脚与地面的接触面积为0.04 m 2，圆柱形水桶的底面积为0.2 m 2、容积为0.1 m 3(不计桶的厚度)．(1)小雨的重力是多少？(2)将空桶匀速下放的过程中(桶底未接触水面)，小雨对地面的压强为1.15×104Pa ，则桶和动滑轮总重是多少？(3)向上提水，当桶底受到水向上压强为2.5×103 Pa 时，小雨对地面压强为1×104 Pa ；将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？解：(1)小雨的重力：G ＝mg ＝50 kg ×10 N/kg ＝500 N(2)由p ＝F S可得，小雨对地面的压力：F N ＝p 人S 人＝1.15×104 Pa ×0.04 m 2＝460 N 小雨对绳子的拉力：F ＝G 人－F N ＝500 N －460 N ＝40 N由图可知，n ＝3，不计绳重及摩擦，由F ＝1nG 点可得，桶和动滑轮总重：G 0＝nF ＝3×40 N ＝120 N (3)由p ＝ρgh 可得，桶底所处的深度：h 1＝p ρ水g ＝ 2.5×103 Pa 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg＝0.25 m 水桶排开水的体积：V 1＝Sh 1＝0.2 m 2×0.25 m ＝0.05 m 3<0.1 m 3水桶受到的浮力：F 浮＝ρ水gV 排＝ρ水gV 1＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.05 m 3＝500 N此时小雨对地面的压力F′N ＝P′人S 人＝1×104 Pa ×0.04 m 2＝400 N小雨对绳子的拉力：F′＝G 人′－F′N ＝500 N －400 N ＝100 N ，由F ＝1n(G 水＋G 0－F 浮)可得，水的重力：G 水＝nF′＋F 浮－G 0＝3×100 N ＋500 N －120 N ＝680 N ，水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率：η＝W 有W 总×100%＝G 水h （G 水＋G 0）h ×100%＝G 水G 水＋G 0×100%＝680 N 680 N ＋120 N×100%＝85% 4．(2016·烟台)某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究(如图所示)．该装置主要由水箱、浮球B 、盖板C 和一个可以绕O 点自由转动的硬杆OB 构成，AC 为连接硬杆与盖板的细绳．随着水位的上升，盖板C 所受的压力和浮球B 所受的浮力均逐渐增加，当浮球B 刚好浸没到水中时，硬杆OB 处于水平状态，盖板C 恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出．经测量浮球B 的体积为1×10－3 m 3，盖板的横截面积为6×10－3 m 2，O 点到浮球球心的距离为O 点到A 点距离的3倍．不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度．求：(g 取10 N/kg)(1)水箱内所能注入水的最大深度；(2)在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措拖可保证自动冲水装置正常工作？(写出一种措施即可)解：(1)当浮球B 刚好浸没到水中时，排开水的体积和自身的体积相等，则浮球B 受到的浮力：F 浮＝ρgV 排＝ρgV B ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×1×10－3 m 3＝10 N此时硬杆OB 处于水平状态，由杠杆的平衡条件可得：F A ·OA ＝F 浮·OB ，则盖板受到绳子的拉力：F A ＝ OB OA×F 浮＝3×10 N ＝30 N盖板C 恰好被打开时，处于平衡状态，受到绳子的拉力和液体对盖板的压力是一对平衡力，所以，水对盖板的压力F 压＝F A ＝30 N ，由压强公式p ＝ F S 可得，盖板受到水的压强：p ＝F A S ＝30 N 6×10－3 m 2＝5 000 Pa 由p ＝ρgh 可得，水箱内所能注入水的最大深度：h ＝ p ρg ＝ 5 000 Pa 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg＝0.5 m (2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，绳子对盖板的拉力减小，根据杠杆的平衡条件可知，要使盖板被打开，应增大绳子的拉力，可以增大浮球体积增大浮力的大小(或“使杠杆的OB 段更长一些”)5．(2016·攀枝花)配重M 单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×105帕，将配重M 用绳系在杠杆的B 端，在杠杆的A 端悬挂一滑轮，定滑轮重150 N ，动滑轮重90 N ，杠杆AB 的支点为O ，OA ∶OB ＝5∶3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210 N 的物体以0.4 m/s 的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M 对地面压强为1×105帕．(杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g 取10 N/kg)(1)求滑轮组的机械效率？(2)配重M 质量是多少千克？(3)为使配重M 不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛顿？解：(1)根据图示可知，n ＝2，则F ＝12(G ＋G 动)＝12×(210 N ＋90 N)＝150 N 滑轮组的机械效率：η＝W 有用W 总×100%＝Gh Fs ×100%＝G 2F ×100%＝210 N 2×150 N×100%＝70% (2)设配重M 的底面积为S ，质量为m.由压强公式p ＝F S 可得：3×105 Pa ＝G M S…① 当物体匀速上升时，作用在杠杆A 端的力：F A ＝3F ＋G 定＝3×150 N ＋150 N ＝600 N由杠杆平衡条件可得，F B ×OB ＝F A ×OA即F B ＝F A ×OA OB ＝600 N ×53＝1 000 N 由p ＝F S 可得：1×105 Pa ＝G M －F B S ＝G M －1 000 N S…② 联立①②可得：3＝G M G M －1 000 N 解得G M ＝1 500 N 由G ＝mg 可得，m ＝G M g ＝1 500 N 10 N/kg＝150 kg (3)当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时B 端受到的拉力为1 500 N由杠杆平衡条件可得，F B ′×OB ＝F A ′×OA 即F A ′＝F′B ×OB OA ＝ 1 500 N ×35＝900 N 由二力平衡条件可得：3F′＋G 定＝F A ′ F ′＝F′A －G 浮3＝900 N －150 N 3＝250 N6．(2016·南宁)如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1 m ．当物体质量为2 kg 时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力．求：(1)物体质量为2 kg 时，在水平面上受到的滑动摩擦力；(2)动滑轮的重力；(3)物体质量为10 kg ，以0.1 m/s 的速度匀速运动时，拉力F 的功率．解：(1)物体受到的摩擦力：f ＝0.1G ＝0.1×2 kg ×10 N/kg ＝2 N(2)因为η＝W 有用W 总＝fs F·ns ＝f nF ，故F ＝f 3×η＝ 2 N 3×50%＝43N 由F ＝13(G 动＋f)得动滑轮重力：G 动＝3F －f ＝3×43N －2 N ＝2 N (3)当物体质量为10 kg 时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为：f′＝0.1G′＝0.1×10 kg ×10 N/kg ＝10 N绳子自由端的拉力为：F′＝13(G 动＋f′)＝13×(2 N ＋10 N)＝4 N 拉力功率为：P ＝W t ＝Fs t＝Fv ＝4 N ×3×0.1 m/s ＝1.2 W 7．(2016·聊城)如图所示，放在水平面上的薄壁圆柱形容器，底面积为25 cm 2，弹簧测力计的挂钩上挂着重为3.9 N 的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由20 cm 上升到22 cm(g 取10 N/kg)．求：(1)金属块未放入水中时(如图所示)，水对容器底的压强；(2)金属块的密度；(3)金属块浸没水中(未接触容器底)静止时，弹簧测力计的示数；(4)缓慢匀速提升金属块使其上升10 cm ，金属块始终处于浸没状态，你认为此过程中浮力做功吗？若做功，请计算出浮力做了多少功；若不做功，请说明理由．解：(1)金属块未放入水中时容器底部受到的水的压强p ＝ρ水gh 1＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.2 m ＝2×103 Pa(2)金属块的体积V 金＝V 排＝Sh 排＝S(h 2－h 1)＝2.5×10－3m 2×(0.22 m －0.20 m)＝5×10－5 m 3金属块的质量m ＝G g ＝ 3.9 N 10 N/kg＝0.39 kg 金属块的密度ρ＝m V ＝0.39 kg 5×10－5m 3＝7.8×103 kg/m 3 (3)金属块受到的浮力F 浮＝ρ水gV 排＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×5×10－5 m 3＝0.5 N弹簧测力计的示数F 示＝G －F 浮＝3.9 N －0.5 N ＝3.4 N(4)此过程中浮力做功：W ＝Fs ＝F 浮h 3＝0.5 N ×0.1 m ＝0.05 J8．(2016·杭州)小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升．(支点和杠杆的摩擦不计)问：(1)重为5 N 的钩码挂在A 点时，人的拉力F 为4 N ，钩码上升0.3 m 时，动力作用点C 上升0.5 m ，此时机械效率η1为多大？(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B 点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C 仍然上升0.5 m ．问：人的拉力F 与第一次相比变小(填“变大”“变小”或“不变”)．比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给出推导过程．解：(1)有用功：W 有用＝Gh ＝5 N ×0.3 m ＝1.5 J总功：W 总＝Fs ＝4 N ×0.5 m ＝2 J机械效率：η＝W 有用W 总×100%＝1.5 J 2 J×100%＝75% (2)钩码的悬挂点在A 点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，则由杠杠的平衡条件得：G·OA＋G 杠杆·12OC ＝F·OC；悬挂点移至B 点时，由杠杠的平衡条件得G·OB＋G 杠杆·12OC ＝F′·OC，观察比较可知，悬挂点移至B 点时，OB ＜OA ，即钩码重力的力臂变小，所以拉力F 也变小杠杆的机械效率：η＝W 有用W 总＝W 有用W 有用＋W 额＝11＋W 额W 有用因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变(即W 额＝G 杠杆·h 杠杆不变)；由于悬挂点B 更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W 有用＝Gh 可知，有用功减小从上面η的表达式可知：W 有用减小、W 额不变，所以W 额W 有用变大，分母变大，η就减小；即η2＜η1 9．(2016·保定竞秀一摸)小明用图甲所示装置把重500 N 的物体从井底匀速提升至地面，所用竖直向上的拉力F 1做的功随时间变化的图象如图丙所示，物体上升的速度为v ，人对水平地面的压力为N 1，在图乙装置中，用竖直向下的拉力F 2匀速提升同一物体时，人对水平地面的压力为N 2，已知动滑轮重100 N ，每只脚与地面的接触面积为160 cm 2，N 1∶N 2＝2∶1.(不计摩擦及绳重)求：(1)拉力F 1的功率；(2)物体的速度v ；(3)用图乙所示装置提升物体时，人对地面的压强．解：(1)由图像可知：20 s 内拉力F 1做的功为3 000 J ，拉力F 1的功率为：P ＝W t ＝3 000 J 20 s＝150 W (2)F 1＝13(G ＋G 动)＝13×(500 N ＋100 N)＝200 N 由W ＝Fs 得，拉力移动的距离s ＝W F 1＝3 000 J 200 N＝15 m 物体升高的高度h ＝13s ＝13×15 m ＝5 m物体升高的速度v ＝h t ＝5 m 20 s＝0.25 m/s (3)人对水平地面的压力：N 1＝G 人＋F 1…①N 2＝G 人－F 2…②用图乙装置提升物体时的拉力F 2＝F 1＝200 N …③已知N 1∶N 2＝2∶1…④由①②③④解得N 2＝400 N用图乙所示装置提升物体时，人对地面的压强：p ＝N 2S ＝400 N 2×160×10－4m 2＝1.25×104 Pa 10．(2016·张家口桥东一模)如图所示，实心物体M 是边长为10 cm 的正方体，杠杆AOB 可绕O 点转动，AO ＝30 cm ，BO ＝20 cm ，当在杠杆的B 端加一恒力F ＝30 N ，M 对地面的最小压强是400 Pa(杆重不计，g 取10 N/kg)．求：(1)作出在B 端的最小作用力的示意图．(2)物体M 的质量．(3)若使杠杆的OB 部分在水平位置平衡，则加在B 端的最小作用是多大？解：(1)当力F 与OB 垂直时，M 对地面压强最小(2)设物体M 的边长为a ，质量为m, 则杠杆A 端受到的拉力：F A ＝mg －pa 2当M 对水平地面压强最小时，此时F 与OB 垂直，根据杠杆的平衡条件：F A ×OA ＝F×OB 即：(mg －pa 2)×OA＝F×OB代入相关数据得：m ＝2.4 kg(3)如图，若使杠杆的OB 部分在水平位置平衡，此时A 端受的拉力等于物体M 的重力，A 端拉力的力臂为OC ，根据三角形的知识可得OC ＝OAcos60°，F ′与OB 垂直时最小，根据杠杆平衡条件可得：F A ×OC ＝F′×OB即mg×OA cos60°＝F′×OB 代入相关数据得：F′＝18 N题型之二 电学综合1．(2016·唐山丰润二模)如图甲所示的电路中，电源电压恒为9 V ，灯泡L 的额定电压为6 V ，经过各种测试，通过灯泡L 的电流I 与灯泡两端的电压U 的关系如图乙所示．求：(1)灯泡的额定功率；(2)甲图中，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；(3)甲图中，当电压表示数是5 V 时，灯泡L 的实际功率；(4)填表，由数据可知，灯泡L 的电阻随电压的增大逐渐增大．(5)相当于实际家庭电路中的输电线电阻，(3)问中电路消耗电能的效率η为多少？解：(1)由图乙可知，灯泡两端的电压为6 V 时通过灯泡的电流为0.5 A ，则灯泡的额定功率：P L ＝U L I L ＝6 V ×0.5 A ＝3 W(2)由甲电路图可知，灯泡L 与滑动变阻器R 串联，灯泡正常发光，则R 两端的电压：U R ＝U －U L ＝9 V －6 V ＝3 V ，因串联电路各处的电流相等，所以滑动变阻器接入电路中电阻：R ＝U R I R ＝U R I L ＝3 V 0.5 A＝6 Ω (3)由图甲可知电压表测量滑动变阻器两端的电压，当电压表示数是5 V 时，灯泡两端的电压：U L ′＝U －U R ′＝9 V －5 V ＝4 V ，由乙图可知，通过灯泡的电流为0.4 A ，则灯泡的实际功率：P L ′＝U L ′I L ′＝4 V ×0.4 A ＝1.6 W(4)由R ＝U/ I 可得，表中数据对应的电阻依次为5.9 Ω、8 Ω、8.8 Ω、10 Ω、11.1 Ω、12 Ω、13.2 Ω、14 Ω，可知，灯泡L 的电阻随电压的增大逐渐增大(5)甲图的目的只是让灯泡L 发光，而变阻器所消耗的能量是无用的，则R 相当于实际家庭电路中的输电线电阻在(3)中电路消耗的总功率：P ＝UI′L ＝9 V ×0.4 A ＝3.6 W电路消耗电能的效率：η＝P L ′P ×100%＝1.6 W 3.6 W×100 %≈44.4% 2．(2016·承德模拟) 如图，电源电压为12 V ，L 是“12 V 6 W ”的灯泡，R 1为滑动变阻器，R 2为定值电阻．(1)滑动变阻器的滑片在最左端，三个开关都闭合时的电流表示数比断开S 2，闭合S 、S 1时变化了1 A ，求R 2的电阻．(2)改变电流表量程，滑动变阻器的滑片在最右端，闭合S ，S 2，电流表示数为0.2 A ，求滑动变阻器的最大电阻．(3)滑动变阻器的滑片在中点，闭合S 、S 1，若灯泡电阻不变，求灯泡的实际电动率．解：(1)滑动变阻器的滑片在最左端，三个开关都闭合时的电流表示数比断开S 2、闭合S 、S 1时变化了1 A ，则通过电阻R 2的电流为1 A ，由I ＝U R 可知，R 2＝U I 2＝12 V 1 A＝12 Ω (2)滑动变阻器的滑片在最右端，闭合S 、S 2，断开S 1，滑动变阻器的最大阻值与R 2串联接入电路，由I ＝U R可知，电路总电阻：R ＝U I ＝12 V 0.2 A＝60 Ω，滑动变阻器的最大阻值：R 1＝R －R 2＝60 Ω－12 Ω＝48 Ω (3)由P ＝U 2R 可知，灯泡电阻：R L ＝ U 2L P L ＝ （12 V ）26 W＝ 24 Ω，滑动变阻器的滑片在中点时电路电流I′＝U R L ＋R 12＝12 V 24 Ω＋48 Ω2＝0.25 A ，灯泡实际功率：P L 实际＝I′2R L ＝(0.25 A)2×24 Ω＝1.5 W 3．(2016·唐山路南一模)在如图甲所示的电路中，灯泡的额定电压为6 V ，灯泡的I －U 关系如图乙所示．电压表的量程为0～15 V ，电流表的量程为0～0.6 A ，变阻器R 2的最大阻值为100 Ω.只闭合开关S 2，滑片滑到某处时，电压表的示数为10 V ，电流表的示数为0.4 A ，定值电阻R 1消耗的功率为2.8 W ，求：(1)灯泡的额定功率；(2)R 1的阻值及电源电压；(3)只闭合开关S 1，在电路安全的情况下，求电路消耗的最大功率及变阻器连入电路的最大阻值为多少？ 解：(1)由图象可知，灯泡正常发光时的电流I 额＝0.5 A灯泡的额定功率P 额＝U 额I 额＝6 V ×0.5 A ＝3 W(2)只闭合开关S 2，R 1与R 2串联，I 1＝0.4 A由P ＝I 2R 得R 1＝P 1I 21＝ 2.8（0.4 A ）2＝17.5 Ω R 1两端的电压U 1＝I 1R 1＝0.4 A×17.5 Ω＝7 V电源电压U ＝U 1＋U 2＝7 V ＋10 V ＝17 V(3)只闭合开关S 1时，R 2与灯泡L 串联，当电路中电流为0.5 A ，电路消耗的功率最大，P 最大＝UI ＝17 V ×0.5 A ＝8.5 W当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电压表示数最大为15 V ，此时灯泡L 两端的电压为2 V ，由图像可知，电路中的电流为0.3 A滑动变阻器接入电路的最大电阻为R 最大＝U′2I 2＝15 V 0.3 A＝50 Ω 4．(2016·石家庄一模)如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L 标有“2.5 V ”字样，它的U －I 图象如图乙．只闭合开关S 1时，电流表示数为I 1，电压表示数为U 1，电阻R 1消耗的功率为P 1；当开关S 1、S 2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为I 2，电压表示数为U 2，电阻R 1消耗的功率为P′1，已知P 1∶P ′1＝4∶9，U 1∶U 2＝6∶5，求：(1)小灯泡的额定功率；(2)电源电压；(3)由只闭合S 1到同时闭合S 1、S 2，电阻R 1的功率变化量ΔP 1.解：(1)由图乙知小灯泡两端电压为2.5 V 时电流为0.3 A ，小灯泡的额定功率：P 额＝U 额I 额＝2.5 V ×0.3 A ＝0.75 W(2)当只闭合S 1时，R 1、R 2与灯L 串联，电压表测R 1和R 2的总电压，设电压表示数为6U ；当开关S 1、S 2都闭合时，R 1与灯L 串联，电压表测R 1的电压，设电压表的示数为5U因为P 1∶P′1＝I 21R 1∶I 22R 1＝4∶9，所以I 1∶I 2＝2∶3由图可知，小灯泡正常发光时电流I 2＝0.3 A ，所以I 1＝0.2 A由图像可得此时灯两端的电压为1 V ，因电源电压不变，所以2.5 V ＋5u ＝1 V ＋6u ，解得u ＝1.5 V所以，电源电压U ＝2.5 V ＋5u ＝10 V(3)小灯泡正常发光时电流I 2＝0.3 A ，电阻两端电压U 1＝U －U L ＝7.5 V ，得：R 1＝25 Ω只闭合S 1时，电阻R 1的功率P 1＝I 21R 1＝(0.2 A)2×25 Ω＝1 W闭合S 1、S 2时，电阻R 1的功率P′1＝I 22R 1＝(0.3 A)2×25 Ω＝2.25 W所以，功率变化量：ΔP 1＝P′1－P 1＝2.25 W －1 W ＝1.25 W5．(2016·廊坊广阳二模 )如图所示，灯泡L 标有“6 V 6 W ”字样(灯泡电阻不受温度影响)，滑动变阻器的最大阻值为12 Ω，电源电压为6 V 保持不变．(1)求小灯泡的电阻；(2)当S 1、S 2闭合，滑片P 位于a 处时，灯泡L 正常发光，这时电流表的示数为多少？(3)当S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器接入电路的电阻为R 1时，电路消耗的总功率为P 1；滑动变阻器R 接入电路的电阻为R 2时，电路消耗的总功率为P 2，已知R 1∶R 2＝1∶4，P 1∶P 2＝2∶1，求R 1大小以及滑动变阻器的阻值为R 2时滑动变阻器消耗的电功率．解：(1)由P ＝U 2R 可得，灯泡的电阻：R L ＝U 2L P L ＝（6 V ）26 W＝6 Ω (2)当S 1、S 2闭合，滑片P 位于a 处时，L 与R 并联，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R 总＝RR L R ＋R L ＝12 Ω×6 Ω12 Ω＋6 Ω＝4 Ω，这时电流表的示数：I ＝U R 总＝6 V 4 Ω＝1.5 A (3)当S 1闭合、S 2断开时，灯泡与滑动变阻器串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R 1∶R 2＝1∶4，所以，P 1P 2＝U2R 1＋R L U 2R 2＋R L＝R 2＋R L R 1＋R L ＝4R 1＋6 ΩR 1＋6 Ω＝21解得：R 1＝3 Ω，则R 2＝4R 1＝4×3 Ω＝1 2Ω，滑动变阻器的阻值为R 2时电路中的电流：I′＝U R 2＋R L＝6 V 12 Ω＋6 Ω＝13 A ，滑动变阻器消耗的电功率：P 滑＝(I′)2R 2＝(13A)2×12 Ω≈1.33 W6．(2016·张家口桥东模拟) 如图所示电路，电压恒定为4.5 V ，额定电压为3 V 的灯泡与滑动变阻器R 1和定值电阻R 2连入电路，滑动变阻器R 1上标有“10 Ω 1 A ”字样，电压表量程为0～3 V ，电流表量程为0～0.6A ．若闭合S 和S 1，断开S 2，调节滑动变阻器使灯泡正常发光，电流表示数为0.3 A ，断开S 1，保持滑片位置不变，再闭合S 2，则电流表示数变为0.5 A ．求：(1)小灯泡正常发光时，小灯泡的电阻和额定功率；(2)R 2的阻值；(3)闭合S 和S 2，断开S 1时，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围．解：(1)只闭合S 和S 1时，小灯泡正常发光，灯泡两端电压为3 V ，电流表示数为0.3 AR L ＝U 额I 额＝3 V 0.3 A＝10 Ω P L 额＝U L I L ＝3 V ×0.3 A ＝0.9 W (2)只闭合S 和S 1时，滑动变阻器与灯泡串联，则滑动变阻器的电压为：U 滑＝U －U L ＝4.5 V －3 V ＝1.5 VR 滑＝U 滑I ＝1.5 V 0.3 A＝5 Ω 只闭合S 和S 2时，R 1与R 2串联，电路的总电阻为：R 总＝U I ＝4.5 V 0.5 A＝9 Ω R 2＝R 总－R 滑＝9 Ω－5 Ω＝4 Ω(3)只闭合S 和S 2时，滑片在最左端时，电压表和电流表的示数最小，故滑动变阻器最大阻值为10 Ω当滑片P 向右移时，电流表、电压表示数均变大，滑动变阻器连入电路的电阻达到其允许最小值时，若电压表示数达到3 V 时，电路中的电流将会为I ＝UR 2R 2＝3 V 4 Ω＝0.75 A ，故电流表先达到量程0.6 A 所以R 总＝U I 最大＝4.5 V 0.6 A＝7.5 Ω，所以R 最小＝R 总－R 2＝7.5 Ω－4 Ω＝3.5 Ω，故滑动变阻器阻值变化范围为3.5 Ω～10 Ω7．(2016·重庆)小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220 V ，低温档、中温档的额定功率为22 W 和44 W ．利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R 1和R 2表示两电热丝，单刀双掷开关S 2可接a 或b.当它接入家庭电路中正常工作时：(1)低温档加热的电流多大？(2)中温档加热5 h ，消耗多少度电？(3)高温档加热的额定功率是多少瓦？解：(1)由P ＝UI 可得，低温档加热的电流：I ＝P 低温U ＝22 W 220 V＝0.1 A (2)由P ＝W t可得，中温档加热5 h 消耗的电能：W ＝P 中温t ＝44×10－3 kW ×5 h ＝0.22 kW ·h(3)当开关S 1闭合、S 2接b 时，电路为R 1的简单电路，马桶盖处于中温档，由P ＝U 2R 可得，R 1的阻值：R 1＝U 2P 中温＝（220 V ）244W＝1 100 Ω 当开关S 1断开、S 2接b 时，R 1与R 2串联，马桶盖处于低温档，则电路中的总电阻：R ＝U 2P 低温＝（220 V ）222 W＝2 200 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R 2＝R －R 1＝2 200 Ω－1 100 Ω＝1 100 Ω当开关S 1闭合、S 2接a 时R 1与R 2并联，电热马桶盖处于高温档，因并联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻：R′＝R 1R 2R 1＋R 2＝1 100 Ω×1 100 Ω1 100 Ω＋1 100 Ω＝550 Ω，高温档加热的额定功率：P 高温＝U 2R ′＝（220 V ）2550 Ω＝88 W 8．(2016·淮安)如图是电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两档，分别是高温烧煮和低温焖饭，S 1为档位自动控制开关，R 0和R 均为电热丝，R 0的阻值为1 210 Ω，该电饭锅铭牌技术参数如表所示(低温焖饭档额定功率模糊不清)．求：电源频率,50 Hz(1)电饭锅高温烧煮(2)电饭锅低温焖饭时的额定功率；(3)电热丝R 的阻值．解：(1)电饭锅高温烧煮的功率P 高＝840 W ，烧煮时间t ＝0.5 h ＝1800 s ，由P ＝W t 得，电饭锅高温烧煮消耗的电能：W ＝P 高t ＝840 W ×1 800 s ＝1.512×106 J(2)当开关S 闭合、S 1断开时，仅有R 0接入电路，电路电阻较大此时电饭锅处于低温焖饭状态电饭锅低温焖饭时的额定功率：P 低＝U 2R 0＝（220 V ）21210 Ω＝40 W (3)当开关S 、S 1都闭合时，电热丝R 、R 0并联接入电路，电路电阻较小，根据P ＝U 2R可知，电压一定时，电路电阻越小，电功率越大，此时电饭锅处于高温烧煮状态则电热丝R 消耗的电功率：P ＝P 高－P 低＝840 W －40 W ＝800 W ，由P ＝U 2R 得，电热丝R 的阻值：R ＝U 2P＝（220 V ）2800 W ＝60.5 Ω9．(2016·唐山路南三模) 如图甲是定值电阻R 0和灯泡L 的U －I 图象，现将定值电阻R 0与灯泡L 接入如图乙所示的电路中，电源电压不变，当S 1、S 2、S 3闭合时，灯泡L 恰好正常发光，此时R 0消耗的电功率为3.6 W ；当S 1闭合，S 2、S 3断开时，把滑动变阻器的滑片P 移至中点，变阻器消耗的功率为P 1；把滑片P 移至b 点，变阻器消耗的功率为P 2，且P 1∶P 2＝9∶8.求：(1)定值电阻R 0的阻值；(2)灯泡L 的额定功率；(3)滑动变阻器的最大阻值．解：(1)由图象可知：定值电阻R 0的电流与电压成正比，当U 0＝8 V 时，I 0＝0.8 AR 0＝U 0I 0＝8 V 0.8 A＝10 Ω (2)当S 1、S 2、S 3闭合时，R 0与灯泡L 并联，由P 0＝U 2R 0得U ＝P 0R 0＝ 3.6 W ×10 Ω＝6 V 此时灯泡正常发光U 额＝U ＝6 V由图象可知：灯泡两端电压为6 V 时，电流为0.7 AP 额＝U 额I 额＝6 V ×0.7 A ＝4.2 W(3)当S 1闭合，S 2、S 3断开时，定值电阻R 0与滑动变阻器R 串联，当滑片P 移至中点时，电路中的电流为I 1，则P 1＝I 21(R 2) 当滑片P 移至b 点时，电路中的电流为I 2，则P 2＝I 22R根据题意P 1∶P 2＝9∶8 即I 21(R 2)∶I 22R ＝9∶8 得I 1∶I 2＝3∶2 由电源电压不变得I 1(R 0＋R 2)＝I 2(R 0＋R) 解得R ＝20 Ω 10．(2016·聊城)如图所示，小灯泡L 标有“6 V 3 W ”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器的最大阻值R 为24 Ω，电源电压保持不变．当S 闭合，S 1、S 2断开，滑片P 滑到中点时，小灯泡恰好正常发光．保持滑片P 的位置不变，闭合S 、S 1、S 2，发现电流表的示数变化了1 A ．求：(1)小灯泡正常发光时的电流；(2)电源电压；(3)当开关S 、S 1、S 2都闭合时，电路消耗总功率的最小值．解：(1)由P ＝UI 得小灯泡正常工作时的电流I ＝P L U L ＝3 W 6 V＝0.5 A (2)当S 闭合，S 1、S 2都断开时，电路为滑动变阻器和小灯泡串联，滑片P 从b 端向a 端滑到中点时，滑动变阻器连入电路的阻值为R 2＝24 Ω2＝12 Ω，小灯泡正常发光，则电路中的电流I ＝0.5 A ，由P ＝U 2R可得小灯泡的电阻R L ＝（U 2L ）2P L ＝（6 V ）23 W＝12 Ω所以电源电压U ＝I(R 2＋R L )＝0.5 A ×(12 Ω＋12 Ω)＝12 V (3)当开关S 、S 1、S 2都闭合时，电路为滑动变阻器和定值电阻R 0并联，分析题意可知电流表的示数变化了1 A 也即电流增大了1 A ，此时干路电流I′＝0.5 A ＋1 A ＝1.5 A通过滑动变阻器的电流I 1＝U R 2＝12 V12 Ω＝1 A通过定值电阻R 0的电流I 0＝I′－I 1＝1.5 A －1 A ＝0.5 A定值电阻R 0的阻值R 0＝U I 0＝12 V 0.5 A＝24 Ω当滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电路消耗的总功率最小，这个最小值为：Pmin ＝U 2R 0＋U 2R ＝（12 V ）224 Ω＋（12 V ）224 Ω＝12 W题型之三 力、热、电综合计算1．(2016·石家庄十八县联考)养生壶是一种用于养生的可以烹饪的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻．在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热，小明家买了一把养生壶(图甲)，其铭牌如表所示．6 min 将水烧开(标准大气压下)，求：(1)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少？(2)如果养生壶的热效率是87.5%，此过程中水吸收的热量是多少？(3)壶中水的质量是多少？(4)养生壶两端的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)解：(1)养生壶消耗的电能为：W ＝3003 000kW ·h ＝0.1 kW ·h ＝3.6×105 J (2)由η＝Q 吸W可得水吸收的热量为：Q 吸＝ηW＝3.6×105 J ×87.5%＝3.15×105 J (3)由Q 吸＝ cmΔt 可得：m ＝Q 吸c Δt ＝ 3.15×105J 4.2×103 J/（kg·℃）×（100 ℃－25 ℃）＝1 kg (4)根据P ＝U 2R 可得：R ＝U 2额P 额＝（220 V ）21 210 W＝40 Ω 实际电功率为：P 实＝W t ＝3.6×105 J 360 s＝1 000 W 则实际电压为：U 实＝P 实R ＝ 1 000 W ×40 Ω＝200 V2．(2016·张家口宣化一模)某电水壶的铭牌信息如图甲所示，电水壶在标准大气压下工作，[c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：(1)电水壶装满初温为20 ℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7 min ，①水吸收的热量是多少？②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？(2)农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%.求这时电水壶的实际功率P.(电阻不随温度改变)(3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2 000 W ，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R 1两端并联一个电阻丝R 2，如图乙所示，并分别推导出了R 2的表达式．甲同学：R 2＝U 2实P 额－P 1 乙同学：R 2＝U 2额－U 2实P 额请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果．解：(1)①水吸收的热量：Q ＝cm(t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×105J②消耗的电能：W ＝Pt ＝2 000 W ×7×60 s ＝8.4×105 J能量转化效率：η＝Q W ＝6.72×105 J 8.4×105 J×100%＝80% (2)实际电压：U 实＝(1－10%)U 额＝×220 V(1－10%)＝198 V电阻丝的电阻：R 1＝U 2P 额＝（220 V ）22 000 W＝24.2 Ω 实际功率：P 1＝U 2实R 1＝（198 V ）224.2 Ω＝1 620 W (3)乙同学的R 2＝U 2额－U 2实P 额是错误的 分析过程：通过比较可知，乙同学计算的R 2小于甲同学计算的R 2，且小于R 1的阻值，乙同学的R 2接入电路后，电路消耗的总功率远大于2 000 W ，导线中的电流过大，存在安全隐患3．(2016·枣庄)如图甲所示是某压力测力计的电路原理示意图，图中电源电压为6 V(保持不变)；定值电阻R 0的规格是“520 Ω 0.01 A ”，起保护电路的作用；测力显示器是由电流表改装成的(电阻忽略不计)，R 是一种新型电子元件，其阻值R 随压力F 大小变化的关系如图乙所示．求：(1)R 0允许消耗的最大功率是多少？(2)通过分析图乙，请直接写出电子元件的阻值R 随压力F 变化的关系式．(3)该测力计所能测量的最大压力是多少？(4)若要增大该测力计所能测量的最大压力，请写出一种改进方法．解：(1)由定值电阻R 0的规格可知，电阻R 0允许通过的最大电流I 0＝0.01 A ，则R 0允许消耗的最大功率：P 0＝I 20R 0＝(0.01 A)2×520 Ω＝0.052 W (2)R ＝－0.4 Ω/N ×F ＋200 Ω(3)电路中的最大电流I 0＝0.01 A ，由I ＝U R 可得，电路中的总电阻：R 总＝U I 0＝ 6 V 0.01 A＝600 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R 的最小阻值：R min ＝R 总－R 0＝600 Ω－520 Ω＝80 Ω此时R 上的压力最大，则80 Ω＝－0.4 Ω/N ×F ＋200 Ω解得F ＝300 N(4)增大R 0的阻值或减小电源电压4．(2016·宜昌)电热加湿器靠电流的热效应工作．某种家用电热加湿器相关参数如下表所示，外形、电路简化图如图甲、乙所示．电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度．当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中．。
中考物理考点题练《力学》压轴综合计算题
《力学》一、计算题1.如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为600kg，履带与地面接触的总面积为0.5m2，以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min，行驶时所受阻力为自重的0.02倍(g取10N/kg)。
求：(1)消防机器人在1min内通过的路程。
(2)消防机器人静止在水平地面时，对地面产生的压强。
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做功的功率。
2.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。
请计算：(1)若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？(2)滑轮组的机械效率是多少？(保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大？(4)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？3.图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙。
轻质杠杆的支点O距左端l1=0.5m，距右端l2=0.2m。
在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为0.1m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20N.求：(1)此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿？(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，能承受最大压强为4×103Pa，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？4.如图，用质量5t的卡车和滑轮组(滑轮组不计绳重及摩擦，每个滑轮质量为175kg)将质量为1.2t的设备从深20m的矿井中匀速拉至水平地面。
卡车行驶时受到的阻力恒为车重的0.1倍，设备刚好完全露出地面用时10s并消耗汽油0.05kg。
(汽油的热值q=4.6×107J/kg，g取10N/kg)(1)全过程中，卡车对设备做的有用功是多少焦耳？(2)此时卡车发动机的效率是多少？(3)如果该卡车保持发动机功率不变，要匀速拉起另一套质量为4.075t的设备，这套设备的上升速度是多少？5.未来的广元将是全国绿色生态康养城市之一，提倡大家低碳出行，电动汽车比燃油汽车低碳环保并且能源利用率高，是今后交通工具的发展方向。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
初中精品资料 欢迎下载 中考物理力学综合计算题 1.如图24所示,质量为60kg的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为130kg,工人用力F1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F2匀速拉绳的功率为P2,货箱以0.1m/s的速度匀速上升,地面对人的支持力为N2, N1与 N2之比为2:3。(不计绳重及滑轮摩擦, g取10N/kg) 求:(1)动滑轮重和力F1的大小; (2)机械效率η1; (3) 功率P2。
2.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=23m，O点到栏杆下边缘的距离OE=0.5m，p1∶p2=2∶1，
栏杆与配重的总重G杆=2403N。 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）
图24 初中精品资料 欢迎下载 3．小文的体重为600 N，当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75×103 Pa。已知小文与地面的接触面积为4002cm。当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%。已知重物A重物B所受重力之比GA︰GB=5︰12，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。 求：（1）提升重物A时小文对地面的压力。 （2）物体A的密度。 （3）在水中提升重物A时滑轮组的机械效率。 （4）重物A完全出水面后，以0.2m/s的速度匀速上升， 小文拉绳的功率P。 图24
O 图22 B A
支架C 支架D P E 初中精品资料 欢迎下载 4．图22是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。起重机总重G＝8×104N，A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，打捞体积V＝0.5m3、重为G物的重物。若在打捞前起重机对地面的压强p1＝2×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p3＝2.5×107Pa。假设起重时E沿竖直方向，重物出水前、后E对吊臂的支撑力分别为N1和N2，重物出水前滑轮组的机械效率为80%，重物出水后卷扬机牵引力的功率为11875W，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。（g取10N/kg）求： （1）重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2； （2）支撑力N1和N2之比； （3）重物出水后匀速上升的速度。
5．如图25所示，某工地用固定在水平地面上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120kg，工作时拉动绳子的功率恒为400W。第一次提升质量为320kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F1，对地面的压力为N1；第二次提升质量为240kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F2，对地面的压力为N2。已知N1
与N2之比为5：7，取g=10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。求：
（1）卷扬机对绳子的拉力F1的大小； （2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率； （3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。
A B D C E F
图22
图25 初中精品资料 欢迎下载 6. 小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽，如图18所示，带有浮球的直杆AB能绕O点转动。C为质量与厚度不计的橡胶片， AC之间为质量与粗细不计的直杆，当进水口停止进水时， AC与AB垂直，杆AB成水平静止状态，浮球B恰没于水中。浮球B的体积为1×10-4m3，此时橡胶片恰好堵住进水口，橡胶片C距槽中水面的距离为m1.0。进水管的横截面积为4cm2，B点为浮球的球心，OB=6AO。不计杆及浮球的自重（g取10N/kg）。 求：（1）平衡时细杆对橡胶片C的压力大小； （2）蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差应恒为多少米？
7．如图23所示，质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为5kg。当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时，石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以0.2m/s的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1，当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2。在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29：21。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度ρ石=2.5×103kg/m3，取g=10N/kg，求： （1）与打捞前相比，当人用120N的力拉绳端时，水池底部对石材的支持力变化了多少； （2）η1与η2的比值； （3）当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率。
图18 图23 初中精品资料 欢迎下载 9．如图21所示，某工地用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120kg，工作时拉动绳子的功率恒为400W。第一次提升质量为320kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F1，对工作台的压力为N1；第二次提升质量为240kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F2，对工作台的压力为N2。已知N1与N2之比为25：23，取g=10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。（6分） 求： （1）卷扬机对绳子的拉力F1的大小； （2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率； （3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。
10．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
12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
D A B O
M 第38题图
F
A 图20 初中精品资料 欢迎下载 图24 械效率是多少？（7分） 13．图24是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。某次打捞作业中，该船将沉没于水下 深处的一只密封货箱以0.1m/s的速度匀速打捞出水面，已知该货箱体积为50 m3，质量 是200t。( g取10N/kg，忽略钢缆绳重及其与滑轮间的 摩擦,不考虑风浪、水流等因素的影响。) (1) 货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少? (2) 货箱完全出水后，又被匀速吊起1 m，已知此 时钢缆绳拉力F为6.25×105 N，起吊装置的滑轮 组机械效率是多少? (3) 货箱未露出水面时,钢缆绳拉力的功率为多少?
14．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浮F；
（2）工件A完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率2； （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2P。（7分）
A 初中精品资料 欢迎下载 15．在图23所示装置中，甲物重G甲＝10N，乙物重G乙是动滑轮重G轮的8倍。物体乙跟地面的接触面积为1.5×10－2m2。轻杆AB可以绕O点转动，且OA∶OB＝2∶1。不计轴摩擦，装置如图所示处于平衡状态时，乙对水平地面的压强P＝2×103Pa。求：此时动滑轮对物体乙的拉力F拉；若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零。求：丙的物重G丙。
17.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=2×104Pa；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=2.375×104Pa；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=5.75×104Pa。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η； （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23 图27
图18