1、综合计算题一、力学计算1图中某智能机器人的质量为80 kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5104 m2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1 m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：(取g10 N/kg)(1)机器人对水平地面的压强；(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力；(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30 s，此过程中牵引力做的功。2.如图是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前，放在地面上要确保四脚着地。启动后，利用遥控器可对它进行控制。(g取10 N/kg)无人机的参数如表：机身总质量/kg3.6四脚着地总面积/cm212电池充满电后储存的电能/
2、J108 000最大水平速度/(ms1)6机身尺寸/mm400300200最大上升速度/(ms1)1.5求：(1)无人机所受重力是多少？(2)无人机启动前，四脚着地静止停放在水平地面上，此时无人机对地面的压强是多少？(3)无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行多长时间？(4)无人机从50米高空降落到地面，重力做功是多少？3三峡双线五级船闸规模举世无双，是世界上最大的船闸。它正常蓄水位为海拔175米高程，坝下通航最低水位62米高程，船闸上下落差达113米左右，相当于40层楼房的高度，现有一艘排水量为3 000 t的轮船要由下游通过船闸到达上游，设每级闸室落差均为22米，如图所示。g取10
3、 N/kg，求：(1)轮船受到的重力；(2)阀门B上10 cm2的面积上受到两侧水的压力差；(3)将轮船由某级闸室提升到下一级闸室的过程中，浮力对轮船所做的功；(4)分析说明把轮船由下游提升到上游过程中的能量转化情况。4如图所示，水平桌面上有一个底面积为5.0103 m2、重力为15 N的圆柱形容器，内装有深度为0.1 m、重力为5 N的水，如图甲所示。现将一个体积为1.20104 m3、重力为1.8 N不吸水的固体缓慢放入水中，水未溢出，静止时如图乙所示。不计容器壁的厚度，水1.0103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)固体放入水中前，水对容器底的压强；(2)固体放入水中静止后，容
4、器对桌面的压强；(3)固体放入水中静止后，容器底对它的支持力。5如图所示，水平桌面上放置下端用毛细管连通的A、B两容器，底面积分别为100 cm2和150 cm2。阀门K打开前，A容器内竖直放置一底面积为50 cm2、高为0.2 m的长方体物块，物块对A容器底部的压强为pA，B容器内盛有0.2 m深的水。水1.0103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)阀门K打开前，水对B容器底部的压强pB；(2)阀门K打开前，当pB2pA时，物块的密度；(3)阀门K打开后，水从B容器进入A容器，刚好使物块漂浮时，水进入A容器中的深度。6随着疫情防控形势的好转，人民群众的生产生活秩序逐步恢复正常，各地
5、的基础设施项目正在热火朝天地开工建设。如图所示，某建筑工地上，工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面。已知斜面高h6 m，长L10 m，工人施加的拉力F600 N，工件的质量m250 kg，工件沿斜面上升的速度v0.5 m/s；若不计工件和滑轮组长度，忽略绳和动滑轮重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取10 N/kg。求：(1)拉力F做功的功率P；(2)整个装置的机械效率；(3)工件所受斜面的摩擦力f。7小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1 m，O为支点，OAA
6、B14，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10 ，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。(1)当电池组电压U012 V，平板上物体所受重力分别是80 N和100 N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数；(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100 N时，电流表读数为0.3 A，求U1的大小；(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100 N的物体对应的电流表读数和电池组电压U012V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：其他条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0的
7、大小；其他条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？8如图是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，BO4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m24 kg，高度H1 m，横截面积S20 cm2(g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3)。求：(1)物体N的密度；(2)物体M的质量m1；(3)当压力传感器的示数F40 N时，求水槽内水的深度h。9
8、.某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型，轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AOOB23，物体N是一个不吸水的柱体，打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装置自动报警，t3时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6103 kg/m3，边长为0.1 m，悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量。求：(1)物体M的重力大小；(2)t1时刻杠杆A端所受拉力大小；(3)物体N的密度。10如图所示，某考古队用滑轮组将重
9、4.8103 N、体积为100 dm3的文物打捞出水，定滑轮重100 N。滑轮组上共有三根绳子a、b和c，其中a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，文物浸没在水中时，滑轮组的机械效率为95%(水1103 kg/m3, g取 10 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？二、电学计算11如图所示的电路中电源电压恒为3 V。闭合开关S后，电阻R1的电功率为3 W，电阻
10、R2的电功率为4.5 W。求：(1)通过电阻R1的电流；(2)电阻R2的阻值；(3)整个电路在10 s内产生的热量。12如图甲所示，电源两端电压恒为3 V，开关S闭合，当滑动变阻器R2的滑片P移动到某一位置时，电压表的示数为1.8 V，电流表的示数如图乙所示。(1)读出电流表的示数为_A；(2)求定值电阻R1的阻值；(3)求此时滑动变阻器R2的电功率。13标有“6 V3.6 W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1，当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1I图像(如图2)，且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值
11、电阻R012 ，求：(1)电源电压U；(2)小灯泡正常发光时的电阻RL；(3)当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。14如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的Pt图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：(1)电阻R1的阻值；(2)当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率；(3)当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100 s内消耗的电能。15图甲是芳芳家新买的一款多功能电饭煲，乙为该电饭
12、煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关。已知R2800 ，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：品名多功能电饭煲额定电压220 V频率50 Hz加热挡功率605 W保温挡功率(1)电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值；(2)正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温挡的功率；(3)芳芳想了解家里电路的实际电压，她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热挡工作，观察到家里标有“3 000 revs/(kWh)”字样的电能表铝盘2 min转过50转，则她家的实际电压。16图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示，它是通过电热丝R1来加热空
13、气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：(1)将5103 kg的空气从20 加热到200 需要吸收的热量。c空气取1.0103 J/(kg)；(2)工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220 V，额定功率为1 210 W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55 A，此时指示灯支路消耗的功率；(3)控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150 ，即R3的阻值调为100 时，闭合开关S，电磁继电器(不计线圈的电阻)的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到
14、温度达到150 时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80 时，对应的加热温度设定为多少？17如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求：(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流；(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阻器两端的电压；(3)滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的最大功率。18图甲是某品牌家用蛋糕机，该蛋糕机配有很多卡通模型，可以做出多种多样的创意小蛋糕，图乙是该蛋糕机的简化电路图，可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加
15、热功能。单独闭合开关S1时，蛋糕机处于440 W的低温挡加热状态；单独闭合开关S2时，阻值为55 的电阻R2让蛋糕机处于中温挡加热状态。求蛋糕机正常工作时：(1)低温挡加热电流；(2)中温挡加热功率；(3)高温挡加热5 min消耗的电能。19图甲为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220 V，每个电热丝的额定电压均为220 V。现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为 50 m3，空气的比热容为1.0103 J/(kg)，空气密度1.2 kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。 (1)每个电热丝正
16、常工作时的电阻及额定功率是多少？(2)只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少？此时电暖器消耗的总功率为多少？(3)只闭合S1和S3，让电暖器工作15 min，卧室内的温度升高了10 ，电暖器的加热效率是多少？(保留到百分数中小数点后一位)20小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化)，欲将质量为1 kg，初温为20的汤加热至100，设此汤的比热容为c汤4.0103 J/，求：额定电压220 V额定功率低温挡48.4 W高温挡500 W(1)汤需要吸收的热量；(2)利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时
17、间？(3)R2的阻值为多少？三、热学计算21小娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率，于是关闭了其他燃气设备。在标准大气压下，将质量是4 kg，初温是25 的水加热到沸腾，她观察到燃气表的示数，使用前是210.65 m3，使用后是210.77 m3。水的比热容c4.2103 J/(kg)，天燃气的热值为4.0107 J/m3。求：(1)水吸收的热量；(2)燃气灶正常工作时的效率。22顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5 kg 的水加热到沸腾，水温升高了80 ，c水4.2103 J/(kg)
18、，q煤3107 J/kg，在此过程中，求：(1)水吸收的热量；(2)采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量；(3)需要完全燃烧煤的质量。23有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并加满水。型号JL88水容量/L80自身质量/kg40(1)某地区(晴天)平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8106 J。若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5 m2，每天日照时间按8 h计算，则它一天中接收的太阳能(E)约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？c水4.2103 J/(kg)，水1.0103 kg/m3
19、(2)若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气(热值q4.2107 J/kg)来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？四、力电综合24植保无人机因其操控简单、喷洒均匀、省时高效等优点，在现代农业中发挥着重要作用。图为某型号双起落架植保无人机。其项目参数如下表：项目参数外形尺寸3 090 mm3 090 mm680 mm飞机质量20 kg药箱容量30 L起落架底面积(单个)1102 m2聚合物动力电池30 000 mAh充电电压40 V最佳作业速度8 m/s(1)若以最佳作业速度飞行，求无人机2 min飞行的距离；(2)求加满药箱的农药质量(农药1.1103 kg/m3)；(3)求空载时静止在水平地
20、面上的无人机产生的压强(g取10 N/kg)。(4)电池充满电后，求无人机储存的能量。25物理微项目化学习小组将弹簧测力计改装成简易的电子测力计。如图甲，利用该电子测力计拉浸没在水中处于静止状态的金属球A。图乙是电子测力计原理图，弹簧上端和金属滑片固定在一起，R1为定值电阻，R2是一根长为6 cm的均匀电阻线(阻值与其长度成正比)，标有“30 05 A”字样。电流表的量程为00.6 A。弹簧的电阻不计，滑片P与R2接触良好且不计摩擦。当不拉动拉环时，金属滑片P刚好处于a端，电流表示数为0.15 A，弹簧伸长的长度L与所受竖直向上的拉力F间的关系如图丙所示。已知物体A所受重力为50 N，电子测力
21、计显示拉力F为40 N，电流表示数为0.3 A，g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3，电子测力计重力忽略不计，求：(1)物体A所受浮力和物体A的密度；(2)电源电压和R1的阻值；(3)若在保证电路安全的条件下，更换相同材料的体积较大的金属球A，改变拉力F大小，使金属球A仍浸没在水中静止，金属球A的体积最大是多少？五、力热综合262022年北京冬奥会示范运营1 000多辆氢燃料电池车(如图所示)，该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5103 kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02，在0.5 h内行驶了2
22、8 km的路程，消耗的氢能源为0.4 kg(不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响)。求该测试过程中氢燃料电池车：(已知q氢1.4108 J/kg，g取10 N/kg)(1)行驶的平均速度为多少km/h；(2)牵引力做的功；(3)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。27为改善城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车内水箱底部出水口面积为50 cm2。(g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3，柴油的热值取4.0107 J/kg)求：(1)洒水前水箱中水深1 m，出水口所受压力；(2)洒水前雾炮车以10 m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机
23、的功率为80 kW，此时雾炮车受到的阻力；(3)雾炮车以80 kW的功率匀速行驶20 min，若柴油机效率为40%，需要消耗柴油的质量。六、电热综合28在估测电水壶实际功率的活动中，小明所用电能表表盘如图所示，他先断开电路中所有用电器的开关，再在电水壶中加入质量为0.5 kg的水，测得水的初温为20 ，小明给电水壶通电2 min，电能表的转盘恰好转20转，测得此时水温为60 。c水4.2103 J/求：(1)水吸收的热量；(2)电水壶的实际功率；(3)电水壶的加热效率。29“厨宝”是一种小型家用厨房热水器，内部电路如图所示，R为电热丝，额定电流为5 A。该“厨宝”正常工作100 s能将5 kg
24、水的温度升高4 ，已知c水4.2103 J /(kg)。请你完成下列计算：(1)“厨宝”的功率；(2)“厨宝”消耗的电能；(3)水吸收的热量；(4)“厨宝”的效率。30.图甲是一个太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三挡之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳辐射能为E1.75105 J/(hm2)(每小时每平方米辐射的热量)，太阳能只将水由20 加热到了30 ，此时开启电加热器，将水加热到预设温度70
25、 。已知太阳能板的面积为2 m2，水吸收太阳能的效率为60%，水1.0103 kg/m3，水的比热容为4.2103 J/(kg)。供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算。项目参数电源电压/V220低温挡功率/W100高温挡功率/W1 200容积/L50丙(1)水吸收多少太阳能；(2)太阳能板当天接收太阳能的时间；(3)电路中电阻R2的阻值；(4)在热水器向外供水时，通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20 的冷水混合。可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40 ，每个人沐浴用水均为30 L，假设热水器内70 的热水能全部用完，能满足几个人的沐浴用水？参考答案1解
26、：(1)机器人的重力：Gmg80 kg10 N/kg800 N，机器人对水平地面的压强：p1.6106 Pa。(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时，受平衡力，牵引力等于阻力，则牵引力：Ff0.05G0.05800 N40 N。(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30 s移动的距离：svt1 m/s30 s30 m，此过程中牵引力做的功：WFs40 N30 m1 200 J。2解：(1)无人机所受重力：Gmg3.6 kg10 N/kg36 N。(2)无人机对地面的压力：F压G36 N，无人机对地面的压强：p3104 Pa。(3)由v得，以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行的时间：t20 s
27、。(4)无人机从50米高空降落到地面，重力做功：WGh36 N50 m1 800 J。3解：(1)轮船受到的重力：Gmg3 000103 kg10 N/kg3107 N。(2)阀门B两侧的压强差：pgh1.0103 kg/m310 N/kg22 m2.2105 Pa，由p得，阀门B上10 cm2面积上受到两侧水的压力差：FpS2.2105 Pa10104 m2220 N。(3)轮船漂浮时所受浮力：F浮G3107 N，浮力对轮船做的功：WF浮h3107 N22 m6.6108 J。(4)轮船提升过程中，上游有大量的水进入闸室，水的重力势能减小，轮船的重力势能增加，所以轮船增加的重力势能是由水减小
28、的重力势能转化而来的。4解：(1)固体放入水中前，水对容器底的压强：p水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.1 m103 Pa。(2)固体放入水中后，水未溢出，故容器对桌面的压力：F桌G水G器G固5 N15 N1.8 N21.8 N ，固体放入水中静止后，容器对桌面的压强：p桌4.36103 Pa。(3)固体放入水中后，固体排开水的体积和固体体积相等，固体受到的浮力：F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg1.20104 m31.2 N，固体静止时受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、支持力作用，由力的平衡条件可得，固体受到的支持力：F支G固F浮1.8 N1.2 N0.6 N
29、。5解：(1)阀门K打开前，水对B容器底部的压强：pB水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m2103 Pa。(2)阀门K打开前，物块对A容器产生的压强：pApB2103 Pa1103 Pa，由pA物gh物得，物块的密度：物0.5103 kg/m3。(3)物块的体积：V物S物h物50104 m20.2 m1103 m3，由得物块的质量：m物物V物0.5103 kg/m31103 m30.5 kg，物块的重力：G物m物g0.5 kg10 N/kg5 N，阀门K打开后，水从B容器进入A容器，当物块刚好漂浮时，物块受到的浮力：F浮G物5 N，由F浮液gV排得，排开水的体积：V排5104
30、 m3，则进入A容器中水的深度：h10.1 m。6解：(1)由图知承重绳子股数n3，则拉力的速度：v1nv30.5 m/s1.5 m/s，拉力F做功的功率：PFv1600 N1.5 m/s900 W。(2)绳端移动的距离：snL310 m30 m，工人做的总功： W总Fs600 N30 m1.8104 J，工人做的有用功：W有用Ghmgh250 kg10 N/kg6 m1.5104 J，整个装置的机械效率：100%83.3%。(3)根据W额W有用W总得，克服摩擦做的额外功：W额W总W有用1.8104 J1.5104 J3103 J，由W额fL可得，工件所受斜面的摩擦力：f300 N。7解：(1
31、)由杠杆平衡条件可知，当FA180 N、FA2100 N 时，FA1OAFB1OB，FA2OAFB2OB，由题意：OAOB 15代入数值解得，平板B点受到的压力：FB116 N、FB220 N，由R的阻值随所受压力F变化关系图像得，R130 、R220 ，由欧姆定律得，I10.3 A，I20.4 A。(2)U1 IR总2 I(R2R0)0.3 A(20 10 )9 V。(3)其他条件不变，只将电阻R0更换为R0，由题意得，U1 I2R总2I2(R2R0)，代入数值解得R02.5 。电池电压变小，电流变小，要增大电流，需减小压力传感器电阻，就要增力压力传感器压力，其他条件不变，需向左调节A触点L
32、 cm，压力传感器阻值为R3，U1 I2R总3I2(R3R0)，代入数值解得R312.5 。从图像可知，FB323 N，由杠杆平衡条件F B3OBFA2(OAL)，代入数值解得L3 cm。故向左调节A触点3 cm。8解：(1)物体N的体积：VNSH0.002 m21 m0.002 m3，物体N的密度：2103 kg/m3。(2)根据杠杆平衡条件F1L1F2L2得，m1gLOAm2gLOB，物体M的质量：m116 kg。(3)物体M的重力：G1m1g16 kg10 N/kg160 N，当压力传感器的示数F40 N时，A受到的拉力：F1G1F160 N40 N120 N，根据杠杆平衡条件F1L1F
33、2L2得，B受到的拉力：F2F1120 N30 N，N所受的浮力：F浮G2F2m2gF24 kg10 N/kg30 N10 N，由F浮液gV排液gSh，可得，水槽内水的深度：h0.5 m。9解：(1)物体M的体积：VM(0.1 m)31103 m3，由得，物体M的质量：mMMVM6103 kg/m31103 m36 kg，物体M的重力：GMmMg6 kg10 N/kg60 N。(2)由图乙可知，t1时刻物体M对压力传感器的压强为p4 000 Pa，由p可得，物体M对压力传感器的压力：F压pSM4 000 Pa(0.1 m)240 N。压力传感器对物体M的支持力：F支F压40 N，对物体M进行受
34、力分析可知，物体M受到竖直向下的重力GM，竖直向上的压力传感器的支持力F支和绳子的拉力FB，物体M处于受力平衡状态，由力的平衡可得：GMF支FB，则B端绳子对M的拉力：FBGMF支60 N40 N20 N，由力作用的相互性知，FBFB0，杠杆在水平位置平衡时，由杠杆的平衡条件可得：FAOAFB0OB，则t1时刻杠杆A端所受拉力：FAFB20 N30 N。(3)由图乙可知，t2到t3时刻，压力传感器的压强为0，说明在t2时刻，物体N已经完全露出水面，则FBGM60 N，由力作用的相互性知，FBB0由杠杆的平衡条件可得FAOAFB0OB，即FA260 N3，解得FA90 N，此时N受到重力和A端绳
35、子的拉力，所以GNFA90 N，t1时刻N受到重力、A端绳子的拉力和浮力，由力作用的相互性知，FAFA0，F浮 GNFA090 N30 N60 N，此时物体N浸没在水中，由F浮液gV排可得，物体N的体积：VNV排6103 m3，由可得，物体N的密度：1.5103 kg/m3。10解：(1)文物浸没在水中时受到的浮力：F浮水gV排水gV物1103kg/m310 N/kg100103 m31 000 N。(2)文物浸没在水中时，滑轮组对文物的拉力：F拉GF浮4.8103 N1 000 N3 800 N，不计绳重及摩擦，此时滑轮组的机械效率：100%95%，解得G动200 N。(3)在整个打捞过程中
36、，a、b、c三根绳所承受的拉力分别为FcGF浮(文物在水中)，FcG(文物完全出水后)，Fb(FcG动)，FaG定2Fb，分析以上三式可知，FaFcFb，故a绳承受的拉力最大，且在整个打捞过程中，当文物浸没在水中时，a绳承受的拉力比文物完全出水后a绳承受的拉力小。文物浸没在水中时，c绳所受拉力：FcGF浮4.8103 N1 000 N3 800 N，b绳所受拉力：Fb(FcG动)(3 800 N200 N)2 000 N，a绳所受拉力：FaG定2Fb100 N22 000 N4 100 N，所以a绳至少要承受的拉力为4 100 N。11解：(1)由电路图可知，电阻R1和电阻R2并联，由并联电路
37、的电压特点可知，R1、R2两端的电压：U1U2U3 V，由PUI可知，通过电阻R1的电流：I11 A。(2)由P可知，电阻R2的阻值：R22 。(3)电路中的总功率：PP1P23 W4.5 W7.5 W，整个电路在10 s内产生的热量：QWPt7.5 W10 s75 J。12解：(1)0.3(2)定值电阻R1的阻值：R16 。(3)由串联电路电压的规律可知，此时滑动变阻器R2两端的电压：U2UU13 V1.8 V1.2 V，此时滑动变阻器R2的电功率：P2U2I1.2 V0.3 A0.36 W。13解：(1)当只闭合开关S1时，小灯泡与滑动变阻器串联，当滑片滑至最左端时，此时滑动变阻器接入电路
38、的阻值为零，小灯泡正常发光，故小灯泡两端的电压为6 V，电源电压UU额6 V。(2)小灯泡正常发光时的电阻：RL10 。(3)由图2可知，当滑片位于最右端时，滑动变阻器两端的电压为4 V，通过滑动变阻器的电流为0.2 A，故滑动变阻器的最大阻值：R滑20 ，当S1、S2、S3均闭合，小灯泡被短路，滑动变阻器与定值电阻R0并联，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，滑动变阻器接入的电阻：R滑R滑20 10 ， UU滑U0，滑动变阻器的电功率：P滑3.6 W，定值电阻的电功率：P03 W，整个电路消耗的电功率：PP滑P03.6 W3 W6.6 W。14解：(1)由图甲可知，S、S1都闭合时，R2被短路，
39、电路中只有R1工作，此时煮茶器处于加热状态，根据图乙可知，加热时的电功率P加热1 100 W，根据P可知，电阻R1的阻值：R144 。(2)当S闭合、S1断开时，R1、R2串联，此时为保温状态，由图乙可知，保温功率P保44 W，由PUI可知，保温状态时的电流：I保0.2 A，根据串联电路的特点可知，通过R1的电流：I1I2I保0.2 A，当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率：P1I12R1(0.2 A)244 1.76 W。(3)由欧姆定律可知，保温状态时R1两端的电压：U1I1R10.2 A44 8.8 V，根据串联分压的特点可知，R2两端的电压：U2UU1220 V8.8 V211.2 V
40、，当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100 s内消耗的电能：W2U2I2t211.2 V0.2 A100 s4 224 J。15解：(1)由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1的简单电路，当只闭合开关S、断开S1时，电路为R1与R2串联，根据P可知，当开关S和S1都闭合时，电路中总电阻最小，电饭煲的功率较大，此时为加热挡；当只闭合开关S、断开S1时，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；电饭煲正常工作时，即加热挡时电阻R1的阻值：R180 。(2)正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温挡的功率：P55 W。(3)标有“3 000 revs/(kWh) ”字样的电能表铝盘2 m
41、in 转过50转，消耗的电能：W3.6106 J6104 J，电路消耗的实际功率：P500 W，她家的实际电压：U实200 V。16解：(1)需要吸收的热量：Qc空气mt1.0103 J/(kg)5103 kg(200 20 )900 J。(2)工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联，通过R1的电流：I15.5 A，通过指示灯支路的电流：I2II15.55 A5.5 A0.05 A，指示灯支路消耗的功率：P2UI2220 V0.05 A11 W。(3)由图乙可知，R2、R3串联在电路中，当温度达到150 时，由图丙可知，R2阻值为30 ，此时总电阻：RR2R330 100 130 ，此时电流为I
42、，衔铁向上弹起，当R3调为80 时，要使衔铁向上弹起，则电流为I，则总电阻为130 ，RR2R3，R2的阻值：R2RR3130 80 50 ，由图丙可知，对应的加热温度设定为200 。17解：闭合开关，R0和R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。(1)当滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路为R0的简单电路，此时电路中电阻最小，电流最大，由图乙知，此时电路中的电流I0.6 A。(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电阻最大，电流最小，由图乙知，此时电路中的电流I0.1 A，滑动变阻器的电功率P0.5 W，根据PUI可得，滑动变阻器两端的电压：UR5 V。(3)滑
43、动变阻器接入电路电阻为零时，根据欧姆定律表示电源电压：UIR00.6 AR0，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，根据串联电路特点和欧姆定律表示电源电压：UURIR05 V0.1 AR0，联立可得：U6 V，R010 ，滑动变阻器消耗的电功率：PI2RR，所以，当RR010 时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则滑动变阻器的最大功率：P最大0.9 W。18解：(1)蛋糕机正常工作时的电压U220 V，根据PUI可得，低温挡加热电流：I低2 A。(2)由题知，中温挡时只有电阻R2工作，中温挡加热功率：P中880 W。(3)当开关S1和S2都闭合时处于高温加热挡，此时两电阻并联，其功率为低温挡与中温挡的功率之和，即P高P低P中440 W880 W1 320 W，根据P可得，高温挡加热5 min消耗的电能： WP高t1 320
