2018中考物理练习题
来源 :中华考试网 2017-10-16
中考前物理计算题冲刺3
1.我国《关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告》中规定：2012年10月1日起禁止进口和销售100W及以上普通照明白炽灯，推广使用节能灯.如图所示，一只“220V 20W”的节能灯与一只“220V 100W”的白炽灯发光效果相当.
(1)如果使用“220V 100W”的白炽灯，它正常发光时的电流是多少?
(2)白炽灯的发光效率大约只有8%，如图表示了它工作时的能量转化情况，请计算这盏100W的白炽灯一年工作2000h，会白白浪费掉多少电能?如果用一只20W的节能灯取代一盏100W白炽灯，一年可节约多少电能?
2.如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0.该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝(不考虑温度对电阻丝阻值的影响).求：
(1)当S和S0闭合时，饮水机处于什么状态?求此时电路中的总电流;
(2)电阻丝R2的阻值.
3.如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是控温开关.电热毯标牌上标有“220V 40W”字样.问(不考虑温度对电阻值的影响)：
(1)要使电热毯处于高温挡时，开关S应处于什么状态?为什么?
(2)发热电阻丝R0的阻值是多大?
(3)当电热毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1A，则在2h内电热毯消耗的电功率和电阻丝R0产生的热量是多少?
(4)需要完全燃烧多少克的煤气才能与2h内R0产生的热量相同?(q煤气取4.0×107J/kg)
4.某家庭电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1、R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω，闭合开关S1、S2，电热锅处于加热状态，当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，电热锅处于保温状态，试求：
(1)电热锅在额定电压下，加热15min消耗的电能;
(2)电热锅在额定电压下，保温状态的电功率;
(3)为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在加热状态时，观察到的标有“2000r/(kW•h)”字样的电能表的表盘在6min内转了100转，则电热锅的实际电压是多少?
5.有两只灯泡，灯L1标有“6V6W”，灯L2标有“6V3W”，L1和L2中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示.
(1)求L1正常发光的电阻是多少?
(2)将L1、L2串联接在某电源两端，使L2灯恰好正常发光，求此时L1灯电阻.
(3)将L1与一个滑动变阻器(50Ω2A)串联接在6V的电源两端，如图乙所示，调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和灯L1功率相等时，求滑动变阻器的功率.
6.在如图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示，则：
(1)R1的电阻为为多少?
(2)电路消耗的最小功率为多少?
(3)滑动变阻器消耗的最大功率为多少?
7.如图所示，电源电压为6V，小灯泡标有“4V 1.6W”的字样，定值电阻R=20Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器上标有“0～20Ω，1A”字样.求：
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)若只闭合S，S1时，要使电路消耗的功率最小，此时滑动变阻器的滑片应向哪端移动?此时消耗最小功率是多少W?
(3)若电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～3V，当只闭合S与S2时，在不损坏用电器的前提下，求滑动变阻器的取值范围.
8.用如图所示的装置来提升水下物体C，C的体积为0.02m3、重800N，其中AB是一个以O为支点的杠杆，且AO：OB=1：2，小明站在B端竖直向下拉绳子，小明的体重为500N，不计绳重和摩擦.物体C全部离开水面时杠杆刚好在水平位置.己知每个滑轮的重力为50N，杠杆的重力及滑轮与轴的摩擦不计，求：
(1)物体C未出水面时受到的浮力：
(2)物体C未出水面时受到绳子的拉力Fc;
(3)物体C未出水面时滑轮组的机械效率(结果保留一位小数);
(4)若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是多少.
9.如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同.电热水器功率有高、中、低三档.当S1断开，S2接b时，其功率为低档，大小为1000W.
(1)当S1闭合，S2断开时，是什么档位?此时电路消耗的功率为多少?
(2)当S1闭合，S2接a时，是什么档位?此时电路消耗的功率为多少?
(3)小林选用某功率档加热水箱里的50L水，水温升高40℃用了40min，求此过程电热水器的效率.(水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)
10.小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器.平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热.热水器名牌如下.
|
××牌热水器 | ||
|
型号HM﹣20 |
集热管数28支 |
额定频率50Hz |
|
水箱容积200L |
集热管管长180cm |
额定电压220V |
|
防水等级A |
系统承压3.0MPa |
额定功率4400W |
(1)电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少?
(2)太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量?(1L=10﹣3m3 )
(3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要多少立方米天然气?(天然气的热值为4.0×107J/m3)
(4)由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到28℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为内能)
11.无内胆饮水机的电路原理如图所示，电热丝R1、R2绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变温控开关S2的状态，可以选择出温水或开水.该饮水机的额定电压为220V，开水加热电功率是2000W，温水加热电功率是1100W，求：
(1)饮水机正常工作出温水时，电热丝中的电流是多少?
(2)电热丝R1的电阻是多少?
(3)现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量?如果该饮水机的效率是80%，则该饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间?
12.如图所示是环保的“风光互补路灯”.它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆具备时将同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用.为了能使蓄电池的使用寿命更长，要求充电至90%时停止充电，放电余留20%时停止电能输出.下表为某型号“风光互补路灯”系统配置方案的相关参数.
|
风力发电机 |
太阳能电池组件 | ||
|
最小启动风速 |
1.0m/s |
电池最大发电功率 |
180W |
|
最小充电风速 |
3.0m/s |
太阳能钤換效率 |
15% |
|
最大限制风速 |
12.0m/s |
蓄电池 |
400A•h﹣12V |
|
最大输出功率 |
400W |
大功率LED路灯 |
100W﹣I2V |
(1)该路灯正常发光时的电流是多少?
(2)若遇到阴天且无风时，仅靠蓄电池供电，可供该灯正常发光多长时间?(提示：电流定义式I=
，其中Q为电荷量，t为时间)
(3)当风速为8m/s时，风力发电机的输出功率为90W.在这种风速下，持续光照 10h，蓄电池的电量将由20%充到70%.求此过程中太阳能电池板接收太阳辐射的平均功率.
13.如图，R1=20Ω，已知R2>RL.
求：(1)S1、S2、S3闭合时，R1的功率为1.8W，电流表的示数变为1.05A，求灯泡的电阻(请写出思路)
(2)只闭合S3，当滑动变阻器滑片滑至中点与滑至阻值最大处时，电流表变化了0.125A，求，此状态下灯泡功率的变化范围.
14.小雨同学的体重为600N，每只鞋底与地面的接触面积为0.02m2.当他使用如图1所示的滑轮组匀速提升水中的物体A时，如图2是动滑轮挂钩对物体的拉力与物体浸入水中的深度的变化图象，当物体完全浸没于水中时，他对地面的压强为8×103Pa，(忽略摩擦绳重).求：
(1)物体A的密度为多少?(要求：写出解题思路后再求解)
(2)此滑轮组中的动滑轮重为多大?
15.如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的
(g取10N/kg).
(1)求木块所受浮力;
(2)若木块下表面所处的深度为0.2m，求木块下表面受到水的压强;
(3)求木块下表面面积;
(4)若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大压力.
16.如图所示滑轮组装置.其中滑块A在一水平面上，每个滑轮重G=5N，0﹣2s时B的重力为10N，滑块A静止;2﹣4s时B的重力为30N，滑块A的速度由0逐渐增大到2m/s，A通过的距离为2m;4﹣6s时B的重力为20N，滑块A做匀速直线运动，通过距离为4m.若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦.
(1)在0﹣2s内，滑轮组对B的拉力做的功为多少J?
(2)在2﹣4s内，重力GB做功的平均功率为多少W?
(3)在2﹣4s内，A受到的摩擦力大小为多少N?
17.图(甲)所示是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动.图(乙)是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象，设t=0时汽车开始提升重物，不计绳重和滑轮的摩擦.求：
(1)圆柱体露出水面前，汽车对圆柱体的拉力.
(2)打捞前，圆柱体上表面所受水的压强?
(3)圆柱体露出水面前，圆柱体受到的浮力?
18. 用如图所示的滑轮组去拉动物体A，已知物体A重为1000N，动滑轮重为80N.在拉力F的作用下，结果20s，物体A沿水平方向匀速前进了4m，拉力F做功为3200J.(不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)求：
(1)物体A克服摩擦力做功是多少?
(2)此滑轮组的机械效率是多少?
(3)绳自由端移动的速度为多少?
19.一块水田面积为2400m2 要灌平均0.1m深的水.不计水渗透的损失，求：
(1)所灌水的质量.
(2)若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功?
(3)若水泵的功率为 2.4kw，抽这些水要用多长时间?(ρ水=1.0x103kg/m3，g=10N/kg)
20.边长为0.lm质量均匀的正方体物体M，放在水平地面上对地面的压强为6.0×l03Pa.用如图所示杠杆和滑轮将物体吊起在空中，杠杆在水平位置平衡时拉力F和B处绳均垂直杠杆，已知杠杆长OB=0.8m，OA=0.6m，g取10N/kg，不计杠杆、绳及滑轮质量和摩擦.求：
(1)物体质量是多少.
(2)拉力大小是多少.
21.如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为100N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m.图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图.请回答下列问题：
(1)计算物体上升的速度.
(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是，并计算出该物理量的大小.
(3)计算滑轮组提升该重物时的机械效率.
22.小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m，作用在绳子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦(取g=10N/kg).求：
(1)把物体直接提升所做的有用功为多少?
(2)拉力所做的总功为多少?
(3)滑轮组的机械效率?
(4)动滑轮的重力.
23.如图所示，货车质量为2t，滑轮组的机械效率随货车受到的阻力的增加而增大，当货车受到的阻力是1800N时，滑轮组的机械效率达最大.已知动滑轮总重为200N，货车所受阻力为车重的0.02倍，不计绳重和摩擦.求：
(1)滑轮组效率最大时，绳子自由端所能承受的拉力;
(2)当滑轮组机械效率为80%时，货车所载货物的质量是多少?
24.如图所示装置中，A物重力100N，B物重力10N，在B物作用下A物在水平面上做匀速直线运动(不计滑轮重及轮与轴之间的摩擦).问：
(1)A物体受到的摩擦力是多大?
(2)如果在A物体上加一个水平向左的拉力，使B物体以0.5m/s的速度匀速上升，求拉力的大小和4s内A物体运动的距离.
25.如图所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N，底面积0.01m2，内装40N的水，水深0.15m.现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出，铜块未接触容器底部，ρ铜=8.9×103kg/m3，g取10N/kg).求：
(1)铜块放入水中浸没时，铜块受到的浮力是多少?
(2)铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是多少?
(3)铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少?
26.将一边长是0.1m的实心正方体，缓慢放入盛满水的烧杯内，待它静止时，从杯中溢出0.6kg的水.
(1)求正方体受到的浮力;
(2)求正方体排开水的体积;
(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底，并写出判断依据;
(4)求正方体的密度.
27.如图所示，水平放置的平底柱形容器的底面积为200cm2，质量为1kg;不吸水的正方体木块边长为10cm，质量重为800g，现用一根质量和体积都忽略不计的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，让木块浸没在水中，已知细线长10cm，此时液面深30cm.
(1)绳子的拉力为多大?
(2)剪断绳子，待木块静止后，容器底部压强变化了多少?此时容器底部受到水的压强是多大?
(3)剪断绳子，待木块静止后，容器对地面的压强是多少?
28.某家用轿车，重为1.5×104N，如果每个车轮与地面的接触面积为200cm2，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油3kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍.已知汽油的热值为4.5×107J/kg，在此过程中，求：
(1)当轿车静止时对路面的压强;
(2)轿车匀速直线行驶0.5h通过的路程;
(3)轿车行驶时牵引力做功的功率;
(4)轿车行驶时发动机的效率.
29.如图所示，在质量为1kg的容器内装有5kg的水，容器底面积为100cm2，容器放在水平桌面上，桌面面积为0.9m2.求：
(1)水对A点的压强;
(2)水对容器底的压强;
(3)水对容器底的压力.
30.如图所示，一重2N的梯形截面容器，容器底面积是300cm2，倒入质量为4kg的水，水的深度为15cm，(g=10N/kg) 求：
(1)容器底所受水的压强;
(2)容器底所受水的压力;
(3)容器对桌面的压力和压强.
2017年06月01日吕志峰的初中物理组卷
参考答案与试题解析
一.计算题(共30小题)
1.(2017•山西模拟)我国《关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告》中规定：2012年10月1日起禁止进口和销售100W及以上普通照明白炽灯，推广使用节能灯.如图所示，一只“220V 20W”的节能灯与一只“220V 100W”的白炽灯发光效果相当.
(1)如果使用“220V 100W”的白炽灯，它正常发光时的电流是多少?
(2)白炽灯的发光效率大约只有8%，如图表示了它工作时的能量转化情况，请计算这盏100W的白炽灯一年工作2000h，会白白浪费掉多少电能?如果用一只20W的节能灯取代一盏100W白炽灯，一年可节约多少电能?
【分析】(1)已知白炽灯的额定电压和额定功率，根据公式I=
可求它正常发光时的电流;
(2)根据节能灯的额定功率和通电时间，计算出消耗电能，根据白炽灯的额定功率和通电时间先计算白炽灯消耗的电能，二者进行比较即可得出结论.
【解答】解：(1)已知白炽灯的额定电压U=220V，额定功率P=100W，
则白炽灯正常发光时的电流：
I=
=
≈0.45A.
(2)白炽灯的发光效率只有8%，则工作2000h白白浪费的电能：
W浪费=Pt=0.1kW×2000h×(1﹣8%)=184kW•h;
用一只20W的节能灯取代一盏100W白炽灯，一年可节约电能：
W节约=(P﹣P节能灯)t=(0.1kW﹣0.02kW)×2000h=160kW•h;
答：(1)它正常发光时的电流是0.45A;
(2)这盏100W的白炽灯一年工作2000h，会白白浪费掉184kW•h电能;用一只20W的节能灯取代一盏100W白炽灯，一年可节约160kW•h电能.
【点评】本题考查的知识点多，主要考查电流和消耗电能的计算，难点是比较白炽灯与节能灯消耗的电能，是一道难题.
2.(2017•顺义区一模)如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0.该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝(不考虑温度对电阻丝阻值的影响).求：
(1)当S和S0闭合时，饮水机处于什么状态?求此时电路中的总电流;
(2)电阻丝R2的阻值.
【分析】(1)由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P=UI=
可知电路总功率最大，据此判断饮水机所处的状态，根据P=UI求出此时电路中的总电流; (2)由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，根据P=UI=
可知电路总功率最小，据此判断饮水机所处的状态，根据P=UI=
求出电阻R2的阻值.
【解答】解：(1)由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，
由P=UI=
可知，电路总功率最大，饮水机处于加热状态，
由P=UI可得，此时电路中的总电流：
I=
=
=4A;
(2)由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，
由P=UI=
可知，电路总功率最小，饮水机处于保温状态，由P=UI=
可得，电阻R2的阻值： R2=
=
=1210Ω.
答：(1)当S和S0闭合时，饮水机处于加热状态，此时电路中的总电流为4A;
(2)电阻丝R2的阻值1210Ω.
【点评】本题考查了电功率公式的灵活应用，正确的判断饮水机处于不同状态时电路的连接方式是关键.
3.(2017•广州模拟)如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是控温开关.电热毯标牌上标有“220V 40W”字样.问(不考虑温度对电阻值的影响)：
(1)要使电热毯处于高温挡时，开关S应处于什么状态?为什么?
(2)发热电阻丝R0的阻值是多大?
(3)当电热毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1A，则在2h内电热毯消耗的电功率和电阻丝R0产生的热量是多少?
(4)需要完全燃烧多少克的煤气才能与2h内R0产生的热量相同?(q煤气取4.0×107J/kg)
【分析】(1)由图可知，开关S闭合时，电路中只有R0工作，S断开时，R与R0串联在电路中，根据P=
比较两种情况下电热毯的功率，然后判断其状态; (2)由铭牌可知额定电压和额定功率，根据R=
求出R0的阻值;
(3)当电热毯处于低温挡时，根据P=UI求出消耗的电功率，根据Q=I2Rt求出电阻丝R0产生的热量;
(4)由题意可知煤气完全燃烧释放的热量，根据Q放=mq求出需要煤气的质量.
【解答】解：(1)由图可知，开关S闭合时，电路中只有R0工作，电路中的总电阻最小，由P=
可知，电热毯的功率最大，处于高温档;
同理可知，S断开时，R与R0串联在电路中，电热毯处于保温档;
(2)由P=UI=
可得，R0的阻值： R0=
=
=1210Ω;
(3)当S断开时，R与R0串联在电路中，电热毯处于保温档，
电热毯消耗的电功率：
P保温=UI=220V×0.1A=22W，
在2h内电阻丝R0产生的热量：
Q0=I2R0t=(0.1A)2×1210Ω×2×3600s=87120J;
(4)由题意可知，煤气完全燃烧释放的热量：
Q放=Q0=87120J，
由Q放=mq可得，需要煤气的质量：
m=
=
=2.178×10﹣3kg=2.178g. 答：(1)要使电热毯处于高温挡时，开关S应闭合;原因是：开关S闭合时，电路中只有R0工作，电路中的总电阻最小，由P=
可知，电热毯的功率最大，处于高温档;
(2)发热电阻丝R0的阻值是484Ω;
(3)当电热毯处于低温挡时，电热毯消耗的电功率为22W，在2h内电阻丝R0产生的热量是87120J;
(4)需要完全燃烧2.178g的煤气才能与2h内R0产生的热量相同.
【点评】本题考查了电功率公式、焦耳定律、燃料完全燃烧释放热量公式的综合原因，分清电热毯处于不同档位时电路的连接方式是关键.
4.(2017•瑶海区模拟)某家庭电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1、R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω，闭合开关S1、S2，电热锅处于加热状态，当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，电热锅处于保温状态，试求：
(1)电热锅在额定电压下，加热15min消耗的电能;
(2)电热锅在额定电压下，保温状态的电功率;
(3)为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在加热状态时，观察到的标有“2000r/(kW•h)”字样的电能表的表盘在6min内转了100转，则电热锅的实际电压是多少?
【分析】(1)根据W=UIt求出处于“大火”加热状态15min消耗的电能;
(2)开关S2断开、S1仍闭合时，R1与R2串联，电热锅处于“小火”炖煮状态，根据电阻的串联和P=
求出电功率; (3)2000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转动2000r，据此求出6分钟内转了100转消耗的电能，根据W=
t求出电热锅的实际电压.
【解答】解：(1)闭合开关S1、S2，电热锅处于加热状态，
由图可知，只有R1 接入电路，此时电路中的电流I=
=
=2.75A，
电热锅在额定电压下，处于加热状态15min消耗的电能：
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×105J;
(2)开关S2断开、S1仍闭合时，R1与R2串联，电热锅处于保温状态，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热锅在保温状态的电功率：
P保=
=
=100W;
(3)电能表的表盘在6min内转了100转，则电热锅在加热状态下实际消耗的电能：
W′=
=0.05kW•h=1.8×105J，
电热锅的实际功率：
P实=
=
=500W，由P=
可得实际电压： U实=
=
=200V.
答：(1)电热锅在额定电压下，处于加热状态15分钟，消耗的电能是5.445×105J;
(2)电热锅在额定电压下，处于炖煮状态时，电功率为100W;
(3)电热锅的实际电压是200V.
【点评】本题考查了欧姆定律、电功公式、电功率公式的应用，要注意额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等.
5.(2017•个旧市一模)有两只灯泡，灯L1标有“6V6W”，灯L2标有“6V3W”，L1和L2中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示.
(1)求L1正常发光的电阻是多少?
(2)将L1、L2串联接在某电源两端，使L2灯恰好正常发光，求此时L1灯电阻.
(3)将L1与一个滑动变阻器(50Ω2A)串联接在6V的电源两端，如图乙所示，调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和灯L1功率相等时，求滑动变阻器的功率.
【分析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图甲读出通过的电流，根据欧姆定律求出L1正常发光的电阻;
(2)将L1、L2串联接在某电源两端时通过它们的电流相等，根据图象读出L2正常发光时的电流以及L1两端的电压，根据欧姆定律求出此时L1灯电阻;
(3)将L1与一个滑动变阻器串联接在6V的电源两端，通过它们的电流相等，根据P=UI可知，两者电压之间的关系，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器和灯L1两端的电压，根据图象读出电路中的电流，利用P=UI求出滑动变阻器的功率.
【解答】解：(1)L1正常发光的电压U1=6V，由图甲可知通过的电流I1=1A，
由I=
可得，L1正常发光的电阻： R1=
=
=6Ω;
(2)将L1、L2串联接在某电源两端时，通过它们的电流相等，
由图甲可知，L2正常发光时电路中的电流I=0.5A，L1两端的电压U1′=2V，
则此时L1灯电阻;
R1=
=
=4Ω;
(3)将L1与一个滑动变阻器串联接在6V的电源两端，通过它们的电流相等，
因滑动变阻器的功率和灯L1功率相等，
所以，由P=UI可知，灯泡与滑动变阻器两端的电压相等，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压UR=U1″=
=
=3V，
由图甲可知，此时电路中的电流I′=0.7A，
则滑动变阻器的功率：
PR=URI′=3V×0.7A=2.1W.
答：(1)L1正常发光的电阻是6Ω;
(2)将L1、L2串联接在某电源两端，使L2灯恰好正常发光，此时L1灯电阻为4Ω;
(3)当滑动变阻器的功率和灯L1功率相等时，滑动变阻器的功率为2.1W.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象读出电压对应的电流是关键.
6.(2017•吴中区一模)在如图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示，则：
(1)R1的电阻为为多少?
(2)电路消耗的最小功率为多少?
(3)滑动变阻器消耗的最大功率为多少?
【分析】由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，根据图2读出电路中的最大电流，根据欧姆定律求出R1的电阻;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的电功率最小，根据图乙读出电路中的电流最小时电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据P=UI求出电路消耗的最小电功率;
(3)根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出滑动变阻器两端的电压，根据P=UI表示出滑动变阻器消耗的电功率，然后整理得出答案.
【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1=0.6A，
由I
可得，R1的电阻： R1=
=
=10Ω;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，
由图乙可知，I2=0.2A，U2=4V，
则滑动变阻器的最大阻值：
R2=
=
=20Ω，
电路消耗的最小功率：
P小=UI2=6V×0.2A=1.2W;
(3)设电路中的电流电流为I，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U2=U﹣IR1=6V﹣I×10Ω，
滑动变阻器消耗的电功率：
P2=U2I=(6V﹣I×10Ω)I=0.9W﹣(I﹣0.3A)2×1Ω，
当I=0.3A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为0.9W.
答：(1)R1的电阻为10Ω;
(2)电路消耗的最小功率为1.2W;
(3)滑动变阻器消耗的最大功率为0.9W.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键，难点是滑动变阻器消耗电功率表达式的正确应用.
7.(2017•保康县模拟)如图所示，电源电压为6V，小灯泡标有“4V 1.6W”的字样，定值电阻R=20Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器上标有“0～20Ω，1A”字样.求：
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)若只闭合S，S1时，要使电路消耗的功率最小，此时滑动变阻器的滑片应向哪端移动?此时消耗最小功率是多少W?
(3)若电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～3V，当只闭合S与S2时，在不损坏用电器的前提下，求滑动变阻器的取值范围.
【分析】(1)根据灯牌铭牌确定其额定电压与额定功率，应用电功率的变形公式可以求出灯泡电阻;
(2)分析清楚电路结构，应用串联电路特点与电功率公式求出最小电功率;
(3)分析清楚电路结构，根据题意确定电路最大与最小电流，然后应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小与最大阻值，再确定其阻值变化范围.
【解答】解：(1)由P=
可知，灯泡电阻： RL=
=
=10Ω;
(2)由图示电路图可知，只闭合S，S1时两电阻串联，
由P=
可知，在电压U一定时，电路总电阻R越大，电路总功率越小，
只闭合S、S1，滑片移至b端时电路总电阻最大，功率最小，
最小功率：P=
=
=0.9W; (3)由P=UI可知，灯泡额定电流：IL=
=
=0.4A，
由图示电路图可知，当只闭合S与S2时灯泡与滑动变阻器串联，
电流表的测量范围为0～0.6A，灯泡额定电流为0.4A，则电路最大电流：I=0.4A，
由I=
可知，R总最小=RL+R滑=
=
=15Ω，
滑动变阻器接入电路的最小电阻：R滑最小=R总最小﹣RL=15Ω﹣10Ω=5Ω，
电压表的测量范围为0～3V，滑动变阻器两端最大电压：U滑最大=3V，
此时滑动变阻接入电路的阻值最大，电路电流最小，
最小电路电流：I最小=
=
=
=0.3A，由I=
可知，R滑最大=
=
=10Ω，
滑动变阻器接入电路的阻值范围是：5Ω～10Ω;
答：(1)小灯泡的电阻为10Ω;
(2)若只闭合S，S1时，要使电路消耗的功率最小，此时滑动变阻器的滑片应向b端移动，此时消耗最小功率是0.9W;
(3)滑动变阻器的取值范围是：5Ω～10Ω.
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率计算公式的应用，解决本题的关键：一是串并联电路的识别和串并联电路电压、电流以及电阻特点的应用，二是根据已知条件找到滑动变阻器调节范围，三是欧姆定律和电功率公式的灵活应用.
8.(2017•西乡塘区校级三模)用如图所示的装置来提升水下物体C，C的体积为0.02m3、重800N，其中AB是一个以O为支点的杠杆，且AO：OB=1：2，小明站在B端竖直向下拉绳子，小明的体重为500N，不计绳重和摩擦.物体C全部离开水面时杠杆刚好在水平位置.己知每个滑轮的重力为50N，杠杆的重力及滑轮与轴的摩擦不计，求：
(1)物体C未出水面时受到的浮力：
(2)物体C未出水面时受到绳子的拉力Fc;
(3)物体C未出水面时滑轮组的机械效率(结果保留一位小数);
(4)若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是多少.
【分析】(1)根据F浮=ρ水gV排求出物体C未露出水面时受到的浮力;
(2)对物体C受力分析可知，物体C受到竖直向上的浮力和拉力以及竖直向下的重力作用，据此求出物体C受绳子的拉力;
(3)先根据F=
(G动+GC)求出作用在滑轮绳子上的力，然后根据η=
=
=
可知求出滑轮组的机械效率; (4)根据图示可知，当B端的作用力为500N时，物体的重力最大;先根据杠杆平衡条件求出A端最大作用力，然后根据FA=
(G动+G物)的变形即可求出物体的最大重力.
【解答】解：(1)物体C未出水面时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N;
(2)物体C未出水面时受到绳子的拉力：Fc=G﹣F浮=800N﹣200N=600N;
(3)物体C未出水面时，作用在滑轮绳子上的力：
F=
(G动总+FC)=
(2×50N+600N)=175N;
物体C未出水面时，滑轮组的机械效率：
η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%≈85.7%;
(4)因为小明的体重为500N，所以在B端最多能施加500N的拉力;根据杠杆平衡条件可知，此时物体的重力最大;
根据杠杆平衡条件有：FB最大×OB=FA×OA，即500N×OB=FA×OA，
所以FA=
=
=1000N; 将物体完全拉出水面时，由FA=
(G动+G物)可得，最大物重：
G物=4FA﹣G动=4×1000N﹣2×50N=3900N.
答：(1)物体C未出水面时受到的浮力为200N;
(2)物体C未出水面时受到绳子的拉力为600N;
(3)物体C未出水面时滑轮组的机械效率为85.7%;
(4)若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是3900N.
【点评】此题考查浮力的计算、杠杆平衡条件的应用、滑轮组的机械效率等多个知识点，有一定的拔难度，是一道综合性较强的题目.
9.如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同.电热水器功率有高、中、低三档.当S1断开，S2接b时，其功率为低档，大小为1000W.
(1)当S1闭合，S2断开时，是什么档位?此时电路消耗的功率为多少?
(2)当S1闭合，S2接a时，是什么档位?此时电路消耗的功率为多少?
(3)小林选用某功率档加热水箱里的50L水，水温升高40℃用了40min，求此过程电热水器的效率.(水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)
【分析】(1)当S1断开，S2接b时，两加热管电阻串联，电热水器处于低温档，根据电阻的串联和P=
求出
的大小;当S1闭合，S2接b时，电路为一根加热管电阻的简单电路，电路中的总电阻不是最大、也不是最小，电热水器处于中温档，根据P=
电路消耗的功率; (2)当S1闭合，S2接a时，加热管电阻并联;电路中的总电阻最小，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用P=
求出电路消耗的功率; (3)知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量，根据W=Q吸=Pt求出不计热量损失时的加热功率然后确定加热档位，再根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=
×100%求出电热水器的效率.
【解答】解：(1)当S1断开，S2接b时，两加热管电阻串联，电热水器处于低温档，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，P低=
=
=1000W，即
=2000W，
当S1闭合，S2断开时，电路为一根加热管电阻的简单电路，电热水器处于中温档，
则P中=
=2000W;
(2)当S1闭合，S2接a时，加热管电阻并联，电热水器处于高温档，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，且两加热管电阻均为R，
所以，电路中的总电阻为
，则P高=
=2×
=2×2000W=4000W;
(3)水的体积：V=50L=0.05m3，
由ρ=
可得，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg，
则水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×40℃=8.4×106J，
若效率为100%，则电热水器消耗的电能W=Q吸=8.4×106J，
则电热水器的功率P=
=
=3500W，
由于实际工作时效率小于100%，所以电热水器的功率应大于3500W;由此说明，加热档位为高温档;
电热水器消耗的电能：W′=P高t=4000W×40×60s=9.6×106J，
此过程电热水器的效率：
η=
×100%=
×100%=87.5%.
答：(1)当S1闭合，S2断开时，是中温档位，此时电路消耗的功率为2000W;
(2)当S1闭合，S2接a时，是高温档位，此时电路消耗的功率为4000W;
(3)此过程电热水器的效率为87.5%.
【点评】本题考查了电阻的串并联和电功率公式、吸热公式、密度公式的应用，关键是电热水器的开关处于不同位置时档位的判断.
10.(2016秋•新野县期末)小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器.平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热.热水器名牌如下.
|
××牌热水器 | ||
|
型号HM﹣20 |
集热管数28支 |
额定频率50Hz |
|
水箱容积200L |
集热管管长180cm |
额定电压220V |
|
防水等级A |
系统承压3.0MPa |
额定功率4400W |
(1)电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少?
(2)太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量?(1L=10﹣3m3 )
(3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要多少立方米天然气?(天然气的热值为4.0×107J/m3)
(4)由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到28℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为内能)
【分析】(1)电热水器正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时的电流，根据欧姆定律求出电热丝的电阻;
(2)已知水的体积和密度，根据公式m=ρV可求水的质量，再利用公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(3)不考虑热损失，天然气完全燃烧释放的热量Q放=Q吸，根据Q放=Vq求出所需天然气的体积;
(4)根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量即为消耗的电能，根据t=
求出电加热器正常工作的时间.
【解答】解：(1)由P=IU可得，电热水器正常工作时的电流：
I=
=
=20A，由I=
可得，热水器电热丝的电阻： R=
=
=11Ω; (2)由ρ=
得水的质量：
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(50℃﹣20℃)=2.52×107J;
(3)不考虑热损失，天然气完全燃烧释放的热量：
Q放=Q吸=2.52×107J，
由Q放=Vq可得，所需天然气的体积：
V天然气=
=
=0.63m3;
(4)由题意可知，需通过电热丝将水从28℃加热到50℃，则该过程中水吸收的热量：
Q吸′=cm(t﹣t0′)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(50℃﹣28℃)=1.848×107J，
由题知，消耗的电能：
W电=Q吸′=1.848×107J，
由P=
可得，电加热器正常工作时间： t′=
=
=4200s.
答：(1)电热水器正常工作时，电热丝的电阻为11Ω，电流是20A;
(2)太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107J的热量;
(3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要0.63m3的天然气;
(4)由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到28℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作4200s.
【点评】本题为电功和热量的综合计算题，涉及到电功率公式和欧姆定律、密度公式、吸热公式、燃料完全燃烧释放热量公式的应用，知识面广，难度大，要求学生要掌握各方面的知识，才能解决综合性的问题.
11.(2016秋•襄汾县期末)无内胆饮水机的电路原理如图所示，电热丝R1、R2绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变温控开关S2的状态，可以选择出温水或开水.该饮水机的额定电压为220V，开水加热电功率是2000W，温水加热电功率是1100W，求：
(1)饮水机正常工作出温水时，电热丝中的电流是多少?
(2)电热丝R1的电阻是多少?
(3)现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量?如果该饮水机的效率是80%，则该饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间?
【分析】(1)由题意可知，饮水机正常工作出温水时的功率和电压，根据P=UI求出电热丝中的电流;
(2)由电路图可知，S1闭合、S2断开时，R1与R2串联;S1、S2闭合时，电路为R2的简单电路，根据P=UI=
判断两种情况下饮水机的电功率，然后判断饮水机的状态，根据P=UI=
和电阻的串联求出电热丝R1的电阻; (3)知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量，根据η=
×100%求出消耗的电能，利用P=
求出需要的加热时间.
【解答】解：(1)饮水机正常工作出温水时，由P=UI可得，电热丝中的电流：
I=
=
=5A;
(2)由电路图可知，S1闭合、S2断开时，R1与R2串联;S1、S2闭合时，电路为R2的简单电路，
由P=UI=
可知，S1、S2闭合时，电路的总电阻最小，饮水机的功率最大，处于加热状态，
则R2的阻值：
R2=
=
=24.2Ω;
S1闭合、S2断开时，电路中的总电阻最大，饮水机的功率最小，处于保温状态，
则电路的总电阻：
R=
=
=44Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热丝R1的电阻：
R1=R﹣R2=44Ω﹣24.2Ω=19.8Ω;
(3)水的体积：
V=500mL=500cm3，
由ρ=
可得，水的质量：
m=ρV=1.0g/cm3×500cm3=500g=0.5kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×105J，
由η=
×100%可得，消耗的电能： W=
=
=2.1×105J，由P=
可得，需要的加热时间： t′=
=
=105s.
答：(1)饮水机正常工作出温水时，电热丝中的电流是5A;
(2)电热丝R1的电阻是19.8Ω;
(3)该饮水机正常工作时，烧开这些水需要105s.
【点评】本题考查了电功率公式、密度公式、吸热公式、效率公式、电功公式的应用，分清饮水机处于不同状态时电路的连接方式是关键.
12.(2016•南岸区模拟)如图所示是环保的“风光互补路灯”.它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆具备时将同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用.为了能使蓄电池的使用寿命更长，要求充电至90%时停止充电，放电余留20%时停止电能输出.下表为某型号“风光互补路灯”系统配置方案的相关参数.
|
风力发电机 |
太阳能电池组件 | ||
|
最小启动风速 |
1.0m/s |
电池最大发电功率 |
180W |
|
最小充电风速 |
3.0m/s |
太阳能钤換效率 |
15% |
|
最大限制风速 |
12.0m/s |
蓄电池 |
400A•h﹣12V |
|
最大输出功率 |
400W |
大功率LED路灯 |
100W﹣I2V |
(1)该路灯正常发光时的电流是多少?
(2)若遇到阴天且无风时，仅靠蓄电池供电，可供该灯正常发光多长时间?(提示：电流定义式I=
，其中Q为电荷量，t为时间)
(3)当风速为8m/s时，风力发电机的输出功率为90W.在这种风速下，持续光照 10h，蓄电池的电量将由20%充到70%.求此过程中太阳能电池板接收太阳辐射的平均功率.
【分析】(1)由P=UI计算路灯正常发光时的电流;
(2)由题意计算蓄电池供电容量，已知蓄电池的容量和灯泡的功率，利用P=
计算时间; (3)计算出10小时充电的量和风力发电量，由此计算接受太阳能的能量，由P=
计算接收太阳辐射的平均功率.
【解答】解：
(1)由表格数据知，大功率LED路灯的额定功率100W，额定电压12V，
由P=UI可得，路灯正常发光时的电流：
I=
=
≈8.3A;
(2)由题知，充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电路输出，
蓄电池的供电容量：
W=12V×400A•h×(90%﹣20%)=12V×400A×3600s×(90%﹣20%)=1.2096×107J，
由P=
得可供灯具正常发光时间： t灯=
=
=120960s=33.6h;
(3)由W=UIt可得，蓄电池的电量由20%充到70%的充电量：
W′=12V×400A•h×(70%﹣20%)=12V×400A×3600s×(70%﹣20%)=8.64×106J，
由P=
得，风力发电机发电量为：
W发电机=P发电机t=90W×10×3600s=3.24×106J;
太阳能电池板发电量：
W太=W′﹣W电机=8.64×106J﹣3.24×106J=5.4×106J;
由表格知，太阳能转换效率15%，则持续光照10h，则有：15%W太阳能=W太，
即接受太阳能：W太阳能=
，
太阳能电池板接收太阳辐射的平均功率：
P′=
=
=
=1000W.
答：(1)该路灯正常发光时的电流是8.3A;
(2)若遇到阴天且无风时，仅靠蓄电池供电，可供该灯正常发光33.6h;
(3)太阳能电池板接收太阳辐射的平均功率1000W.
【点评】本题体现了物理与生活的紧密相连，有一定难度，要能从表格中获取有用的信息，会计算电池容量，所以解题关键是读懂题目中所给出的条件.
13.(2016•青岛模拟)如图，R1=20Ω，已知R2>RL.
求：(1)S1、S2、S3闭合时，R1的功率为1.8W，电流表的示数变为1.05A，求灯泡的电阻(请写出思路)
(2)只闭合S3，当滑动变阻器滑片滑至中点与滑至阻值最大处时，电流表变化了0.125A，求，此状态下灯泡功率的变化范围.
【分析】(1)S1、S2、S3闭合时，R1与L并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和P=
求出电源的电压，根据欧姆定律求出通过R1的电流，根据并联电路的电流特点求出通过L的电流，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻;
(2)只闭合S3时，灯泡L与R3串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出滑片滑至中点和滑至阻值最大处时电路中的电流，利用电流表示数的变化得出等式即可求出R2电阻的可能值，根据R2>RL确定R2的阻值;当滑动变阻器滑片滑至中点，灯泡的电功率最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I2R求出灯泡的最大功率;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的电功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流，利用P=I2R求出灯泡的最小功率，然后得出答案.
【解答】解：(1)S1、S2、S3闭合时，R1与L并联，电流表测干路电流，
思路：利用并联电路的电压特点和P=
表示出R1的电功率即可求出电源的电压，根据欧姆定律求出通过R1的电流，利用并联电路的电流特点求出通过L的电流，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻.
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P=
可得，电源的电压： U=U1=
=
=6V，
通过R1的电流：
I1=
=
=0.3A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过L的电流：
IL=I﹣I1=1.05A﹣0.3A=0.75A，
灯泡的电阻：
RL=
=
=8Ω;
(2)只闭合S3时，灯泡L与R3串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑片滑至中点和滑至阻值最大处时电路中的电流：
I′=
=
，I″=
=
，则I′﹣I″=
﹣
=0.125A，
整理可得：R22﹣24Ω×R2+128Ω2=0，
解得：R2=16Ω或R2=8Ω，
因R2>RL，
所以，R2=16Ω，
当滑动变阻器滑片滑至中点时，灯泡的功率最大，
此时电路中的电流：
I′=
=
=
A，
灯泡的最大功率：
PL大=(I′)2RL=(
A)2×8Ω=1.125W，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流，灯泡的电功率最小，
I″=
=
=0.25A，
灯泡的最小功率：
PL′=(I″)2RL=(0.25A)2×8Ω=0.5W，
此状态下灯泡功率的变化范围为0.5W～1.125W.
答：(1)灯泡的电阻为8Ω;
(2)只闭合S3时，灯泡功率的变化范围为0.5W～1.125W.
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，会确定开关闭合、断开时电路的连接方式和根据题意得出等式求出R2的阻值是关键.
14.(2016•青岛模拟)小雨同学的体重为600N，每只鞋底与地面的接触面积为0.02m2.当他使用如图1所示的滑轮组匀速提升水中的物体A时，如图2是动滑轮挂钩对物体的拉力与物体浸入水中的深度的变化图象，当物体完全浸没于水中时，他对地面的压强为8×103Pa，(忽略摩擦绳重).求：
(1)物体A的密度为多少?(要求：写出解题思路后再求解)
(2)此滑轮组中的动滑轮重为多大?
【分析】(1)由图1可知，物体在空气中和完全浸没时滑轮组对物体A的拉力，两者的差值即为物体A受到的浮力，根据阿基米德原理求出物体的体积，利用ρ=
=
求出物体A的密度; (2)当物体全部浸没于水中时，根据F=pS求出小刚对地面的压力，小刚的重力减去压力即为绳子对小刚的作用力，根据F=
(F′+G动)求出动滑轮的重力.
【解答】解：(1)由图1可知，当物体浸入水中的深度为0时，物体受到的拉力为500N，则物体A的重力G=500N，
当物体完全浸没时，滑轮组对物体的拉力F′=200N，
则物体A在水中受到的浮力：
F浮=G﹣F′=500N﹣200N=300N，
由F浮=ρgV排可得，物体A的体积：
V=V排=
=
=3×10﹣2m3，
物体A的密度：
ρ=
=
≈1.67×103kg/m3; (2)当物体全部浸没于水中时，由p=
可得，小刚对地面的压力：
F压=pS=8×103Pa×0.02m2×2=320N，
绳子对小刚的作用力：
F=G′﹣F压=600N﹣320N=280N，
由图可知，n=2，
由于忽略摩擦绳重，则根据F=
(F′+G动)可得，动滑轮的重力：
G动=nF﹣F′=2×280N﹣200N=360N.
答：(1)物体A的密度为1.67×103kg/m3;
(2)此滑轮组中的动滑轮重为360N.
【点评】本题考查了密度和滑轮组机械效率的计算，涉及到浮力公式、密度公式、重力公式、压强是公式、做功公式的应用，从图象中读出有关信息是解题的关键.
15.(2016春•郾城区期末)如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的
(g取10N/kg).
(1)求木块所受浮力;
(2)若木块下表面所处的深度为0.2m，求木块下表面受到水的压强;
(3)求木块下表面面积;
(4)若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大压力.
【分析】(1)由题意可知，木块漂浮在水面上，根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力;
(2)已知木块下表面所处的水的深度，根据p=ρgh求出下表面受到水的压强;
(3)根据木块下表面所受到的压力和压强，利用p=
即可求出下表面面积;
(4)根据阿基米德原理求出排开水的体积即为浸入水中的体积，然后求出物体的体积，利用阿基米德原理求物体受到水的浮力;若使物体全部浸入水中而静止，则F浮′=G木+F，即可求压力.
【解答】解：(1)因为木块漂浮在水面上，
所以受到的浮力F浮=G木=10N;
(2)所处0.2m水深度木块的下表面受到的压强：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa.
(3)由于木块下表面所受到的压力F=F浮=10N;
由p=
可得：下表面面积S=
=
=0.005m2;
(4)根据F浮=ρ水gV排可知，
浸入水中的体积即为排开液体的体积：
V排=
=
=1×10﹣3m3; 因为V排=
V木;所以V木=
V排=
×1×10﹣3m3=1.25×10﹣3m3;
木块全部浸没时受到水的浮力：
F′浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N;
因为F浮′=G木+F，
所以压力F=F浮′﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N.
答：
(1)木块所受到的浮力为10N;
(2)木块下表面受到水的压强为2000Pa;
(3)木块下表面面积为0.005m2;
(4)要将木块全部浸没水中，需要施加的压力为2.5N.
【点评】本题考查了学生对物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的理解与掌握，虽知识点多，但都属于基础内容，难度不大.
16.(2014秋•高新区校级期中)如图所示滑轮组装置.其中滑块A在一水平面上，每个滑轮重G=5N，0﹣2s时B的重力为10N，滑块A静止;2﹣4s时B的重力为30N，滑块A的速度由0逐渐增大到2m/s，A通过的距离为2m;4﹣6s时B的重力为20N，滑块A做匀速直线运动，通过距离为4m.若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦.
(1)在0﹣2s内，滑轮组对B的拉力做的功为多少J?
(2)在2﹣4s内，重力GB做功的平均功率为多少W?
(3)在2﹣4s内，A受到的摩擦力大小为多少N?
【分析】(1)据此时滑轮组对B的拉力和移动的距离分析即可判断;
(2)分析滑轮组的连接方法可知，若A向前移动2m，即物块B会向下运动1m;故据此可以计算出B重力做的功，再据功率的公式计算功率即可.
(3)4﹣6s时B的重力为20N，滑块A做匀速直线运动，即说明此时A处于平衡状态，此时所受的拉力和摩擦力是一对平衡力;且由于定滑轮不能省力，动滑轮可以省一半的力，而后分析即可判断.
【解答】解：
(1)在0﹣2s内，滑块A静止，则B也是静止的，
所以滑轮组对B的拉力做的功为：W=0J;
(2)由图可知，动滑轮上绳子的有效股数n=2，
由题知，在2﹣4s内，A通过的距离为s=2m，
即物块B会向下运动的距离h=
s=
×2m=1m;
此时B的重力为30N，故物块B重力做的功是：W=GBh=30N×1m=30J;
所以，在2﹣4s内，重力GB做功的平均功率：P=
=
=15W; (3)4﹣6s时B的重力为20N，滑块A做匀速直线运动，由于动滑轮可以省一半的力，故吊着动滑轮的两段绳子的力都是：F拉=
=12.5N;由于定滑轮不能省力，所以物块A受到向左的拉力是12.5N，故此时A所受的摩擦力就是12.5N;
由于滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，在2﹣4s时B的重力为30N，拉力会拉着A向左做加速运动，此时A受到的仍然是滑动摩擦力，与4﹣6s时的情况相比，压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以A与地面的摩擦力不变，仍为12.5N;
答：(1)在0﹣2s内，滑轮组对B的拉力做的功0J;
(2)在2﹣4s内，重力CB做功的平均功率为15W;
(3)在2﹣4s内，A受到的摩擦力大小为12.5N;
【点评】本题考查了功、功率、力的大小的计算，关键是滑轮组绳子有效股数的判断和二力平衡条件的应用.
17.(2016•集美区模拟)图(甲)所示是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动.图(乙)是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象，设t=0时汽车开始提升重物，不计绳重和滑轮的摩擦.求：
(1)圆柱体露出水面前，汽车对圆柱体的拉力.
(2)打捞前，圆柱体上表面所受水的压强?
(3)圆柱体露出水面前，圆柱体受到的浮力?
【分析】(1)根据P=
=
=Fv的变形公式求出汽车在AB阶段对重物的拉力;
(2)先根据图乙读出时间，然后利用速度的变形公式求出上升的高度，再利用液体压强公式求出圆柱体上表面所受水的压强;
(3)
【解答】解：(1)由P=
=
=Fv可得，汽车在AB阶段对重物的拉力： F1=
=
=3500N.
(2)由图乙AB阶段可知，物体从水底上升到上表面刚好接触水面用时50s，
由v=
可知，上升高度为：
s=vt=0.2m/s×50s=10m，因此圆柱体上表面的水深为h=s=10m
故圆柱体上表面所受水的压强：
p圆柱=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×10m=105pa;
(3)由P=
=
=Fv可知，汽车在CD阶段对重物的拉力为： F2=
=
=4000N，则圆柱体受到的重力G=F2=4000N;
此时物体受到的浮力为：F浮=G﹣F2=4000N﹣3500N=500N.
答：(1)圆柱体露出水面前，汽车对圆柱体的拉力为3500N.
(2)打捞前，圆柱体上表面所受水的压强为105pa;
(3)圆柱体露出水面前，圆柱体受到的浮力为500N.
【点评】本题综合性比较强，考查内容比较多，包括功率公式、称重法、压强计算等.此题的关键是要看懂图象，从中找出对解题有用的信息.
18.(2014•盘锦) 用如图所示的滑轮组去拉动物体A，已知物体A重为1000N，动滑轮重为80N.在拉力F的作用下，结果20s，物体A沿水平方向匀速前进了4m，拉力F做功为3200J.(不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)求：
(1)物体A克服摩擦力做功是多少?
(2)此滑轮组的机械效率是多少?
(3)绳自由端移动的速度为多少?
【分析】(1)知道物体在水平地面上移动距离，根据滑轮组的结构，求出绳子末端(拉力F)移动的距离，又因拉力做功为已知，利用公式W=FS的变形式：F=
求出拉力大小、摩擦力大小，进而计算克服摩擦力做功(有用功); (2)已知有用功、总功，利用η=
计算机械效率; (3)已知绳子自由端移动距离和时间，利用v=
计算速度.
【解答】解：
(1)由图可知，动滑轮上绳子的段数n=2，
则绳子自由端移动的距离：s=ns物=2×4m=8m，
由W=Fs可得，拉力：
F=
=
=400N，
由于下方为定滑轮，物体A沿水平方向匀速前进，处于平衡状态，可知：2F=G动+f，
则摩擦力：f=2F﹣G动=2×400N﹣80N=720N，
物体克服摩擦力做功：W有=fs物=720N×4m=2880J;
(2)滑轮组的机械效率：η=
×100%=
×100%=90%; (3)绳子自由端移动速度：v=
=
=0.4m/s.
答：(1)物体A克服摩擦力做功2880J;
(2)此滑轮组的机械效率是90%;
(3)绳自由端移动的速度为0.4m/s.
【点评】本题考查功的计算、速度的计算、机械效率的计算，知识点多，注意计算题的格式和单位的统一，属于较难的题.
19.(2010秋•北京校级期末)一块水田面积为2400m2 要灌平均0.1m深的水.不计水渗透的损失，求：
(1)所灌水的质量.
(2)若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功?
(3)若水泵的功率为 2.4kw，抽这些水要用多长时间?(ρ水=1.0x103kg/m3，g=10N/kg)
【分析】(1)先求出水的体积，根据密度公式求出水的质量;
(2)知道水的质量和上升的高度，根据W=Gh=mgh求出水泵做的功;
(3)知道水泵做的功和做功的功率，根据P=
求出时间.
【解答】解：(1)所灌水的体积：
V=Sh=2400m2×0.1m=240m3，
根据ρ=
可得，所灌水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×240m3=2.4×105kg;
(2)水泵至少要做的功：
W=Gh′=mgh′=2.4×105kg×10N/kg×2m=4.8×106J;
(3)由P=
可得，抽这些水要用的时间： t=
=
=2×103s.
答：(1)所灌水的质量为2.4×105kg;
(2)若这些水是用水泵从距水田2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做4.8×106J的功;
(3)抽这些水要用的时间是2×103s.
【点评】本题考查了体积公式和密度公式、做功公式、功率公式的应用，是一道较为简单的力学综合题.
20.(2016•河北模拟)边长为0.lm质量均匀的正方体物体M，放在水平地面上对地面的压强为6.0×l03Pa.用如图所示杠杆和滑轮将物体吊起在空中，杠杆在水平位置平衡时拉力F和B处绳均垂直杠杆，已知杠杆长OB=0.8m，OA=0.6m，g取10N/kg，不计杠杆、绳及滑轮质量和摩擦.求：
(1)物体质量是多少.
(2)拉力大小是多少.
【分析】(1)已知正方体的边长，可以求出它的底面积，由压强公式的变形公式可以求出物体对地面的压力，然后求出物体的重力，最后由G=mg的变形公式求出物体的质量.
(2)已知物体的重力，由滑轮组拉力公式可以求出绳子对B点向下的拉力，然后由杠杆平衡条件可以求出拉力F的大小.
【解答】已知：正方体边长是0.1m，p=6.0×103 Pa，
OB=0.8m，OA=0.6m，g=10N/kg;
求：(1)物体质量是多少.
(2)拉力大小是多少.
解：(1)正方体的底面积：
S=0.1m×0.1m=0.01m2，
根据p=
可得，物体对地面的压力：
F=pS=6.0×103 Pa×0.01m2=60N;
物体放在水平地面上，则其重力G=F=60N，
物体的质量：
m=
=
=6kg;
(2)由图示滑轮组可知，绳子的有效股数n=2，
不计杠杆、绳及滑轮质量和摩擦，
B处受到的拉力：
FB=
=
=30N;
由杠杆平衡条件可得：
FB×OB=F×0A，
则拉力：
F=
=
=40N.
答：(1)物体质量是6kg.
(2)拉力大小是40N.
【点评】本题考查了求物体质量、拉力大小，熟练应用压强公式的变形公式、滑轮组拉力公式、杠杆平衡条件，即可正确解题.
21.如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为100N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m.图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图.请回答下列问题：
(1)计算物体上升的速度.
(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是，并计算出该物理量的大小.
(3)计算滑轮组提升该重物时的机械效率.
【分析】(1)根据滑轮组承担总重的绳子段数n计算出物体上升的高度，再根据v=
计算物体上升的速度;
(2)根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量，并计算其大小;
(3)根据机械效率公式η=
=
计算滑轮组的机械效率. 【解答】解：(1)滑轮组由三段绳子承担总重，s=3h，h=
s=
×3m=1m，物体上升的速度v=
=
=0.2m/s;
(2)纵坐标表示力的大小为40N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，
所以阴影部分表示力所做的功W=Fs=40N×3m=120J;
(3)滑轮组的机械效率η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%≈83.3%.
答：(1)物体上升的速度0.2m/s.
(2)功的大小为120J.
(3)滑轮组提升该重物时的机械效率为83.3%.
【点评】本题考查了动滑轮的特点和速度、功、机械效率公式的灵活运用，能够正确识图和辨别滑轮组承担总重的绳子的段数是解题的关键.
22.小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m，作用在绳子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦(取g=10N/kg).求：
(1)把物体直接提升所做的有用功为多少?
(2)拉力所做的总功为多少?
(3)滑轮组的机械效率?
(4)动滑轮的重力.
【分析】(1)知道物体的质量和提升的高度，根据W=Gh=mgh求出把物体直接提升所做的有用功;
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力所做的总功;
(3)根据η=
×100%求出滑轮组的机械效率; (4)根据F=
(G+G动)求出动滑轮的重力.
【解答】解：(1)把物体直接提升所做的有用功：
W有=Gh=mgh=90kg×10N/kg×3m=2700J;
(2)由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s=nh=3×3m=9m，
拉力所做的总功：
W总=Fs=400N×9m=3600J;
(3)滑轮组的机械效率：
η=
×100%=
×100%=75%; (4)由F=
(G+G动)可得，动滑轮的重力：
G动=nF﹣G=nF﹣mg=3×400N﹣90kg×10N/kg=300N.
答：(1)把物体直接提升所做的有用功为2700J;
(2)拉力所做的总功为3600J;
(3)滑轮组的机械效率为75%;
(4)动滑轮的重力为300N.
【点评】本题考查了做功公式和效率公式、滑轮组绳子拉力的公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键.
23.如图所示，货车质量为2t，滑轮组的机械效率随货车受到的阻力的增加而增大，当货车受到的阻力是1800N时，滑轮组的机械效率达最大.已知动滑轮总重为200N，货车所受阻力为车重的0.02倍，不计绳重和摩擦.求：
(1)滑轮组效率最大时，绳子自由端所能承受的拉力;
(2)当滑轮组机械效率为80%时，货车所载货物的质量是多少?
【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，知道滑轮组的机械效率最大时货车受到的阻力，根据F=
(f+G动)求出绳子自由端所能承受的拉力; (2)不计绳重和摩擦，克服货车受到的阻力做的功为有用功，克服动滑轮重和货车受到的阻力做的功为总功，根据η=
×100%求出货车受到的阻力，根据f=0.02G=0.02mg求出货车的总质量，然后求出货车所载货物的质量.
【解答】解：(1)由图可知，n=4，
当f=1800N时，滑轮组的机械效率最大，此时达到绳子所能承受的最大拉力，则
F=
(f+G动)=
×(1800N+200N)=500N;
(3)不计绳重和摩擦，克服货车受到的阻力做的功为有用功，克服动滑轮重和货车受到的阻力做的功为总功，
由η=
×100%=
×100%=
×100%可得： f′=
G动=
×200N=800N，
车与货物总重：
G总=
=
=4×104N，
货车所载货物的质量：
m=
﹣m车=
﹣2×103kg=2×103kg=2t.
答：(1)滑轮组效率最大时，绳子自由端所能承受的拉力为500N;
(2)当滑轮组机械效率为80%时，货车所载货物的质量是2t.
【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力公式和滑轮组机械效率公式、重力公式的应用，明确有用功和总功是关键.
24.如图所示装置中，A物重力100N，B物重力10N，在B物作用下A物在水平面上做匀速直线运动(不计滑轮重及轮与轴之间的摩擦).问：
(1)A物体受到的摩擦力是多大?
(2)如果在A物体上加一个水平向左的拉力，使B物体以0.5m/s的速度匀速上升，求拉力的大小和4s内A物体运动的距离.
【分析】(1)物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力.
(2)拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力;利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的2倍，求出A移动的距离.
【解答】解：(1)物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，f=F拉=2GB=2×10N=20N.
(2)拉动A向左运动时，A受力如图，
F=f+F拉=20N+20N=40N;
由题意可知：B运动的距离为：sB=vt=0.5m/s×4s=2m，则sA=
sB=
×2m=1m.
答：(1)A物体受到的摩擦力是20N;(2)拉力的大小为40N;4s内A物体运动的距离为1m.
【点评】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键.
25.(2016春•重庆校级期中)如图所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N，底面积0.01m2，内装40N的水，水深0.15m.现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出，铜块未接触容器底部，ρ铜=8.9×103kg/m3，g取10N/kg).求：
(1)铜块放入水中浸没时，铜块受到的浮力是多少?
(2)铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是多少?
(3)铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少?
【分析】(1)先根据G=mg的变形公式m=
求出铜块的质量，然后利用ρ=
的变形公式V=
求出铜块的体积，根据F浮=ρgV排求出铜块所受浮力大小;
(2)根据F=G﹣F浮即可弹簧测力计的示数;
(3)将铜块、水、容器看成一个整体，对容器、水、铜块整体受力分析求出容器地面所受压力，又知道受力面积，根据p=
求出容器对水平地面的压强.
【解答】解：(1)由G=mg得，铜块的质量：
m=
=
=1.78kg，由ρ=
得，铜块的体积： V=
=
=2×10﹣4m3，
因铜块浸没在水中，所以铜块排开水的体积：V排=V物=2×10﹣4m3，
则铜块所受的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N.
(2)由F浮=G﹣F得，弹簧测力计的示数：F=G﹣F浮=17.8N﹣2N=15.8N.
(3)将铜块、水、容器看成一个整体，则整体受向下的总重力、向上的拉力和向上的支持力，
根据力的平衡条件和相互作用力知识可得，容器对水平地面的压力：
F压=F支=(G容+G水+G铜)﹣F=(10N+40N+17.8N)﹣15.8N=52N，
此时容器对水平地面的压强：
p′=
=
=5200Pa.
答：(1)铜块放入水中浸没时，铜块受到的浮力是2N;
(2)铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是15.8N;
(3)铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是5200Pa.
【点评】此题考查的是压强公式的应用、阿基米德原理的应用和力的平衡关系的应用，属于力学综合题，涉及到的知识点多，有一定的难度，对于第(3)问，求容器对水平地面的压强时，可以把铜块、水、容器看成一个整体来研究更简单一些.
26.将一边长是0.1m的实心正方体，缓慢放入盛满水的烧杯内，待它静止时，从杯中溢出0.6kg的水.
(1)求正方体受到的浮力;
(2)求正方体排开水的体积;
(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底，并写出判断依据;
(4)求正方体的密度.
【分析】(1)已知正方体排开水的质量，利用阿基米德原理求出正方体受到的浮力;
(2)利用密度的变形公式可求排开水的体积;
(3)求出正方体的体积，然后和排开水的体积相比较可判断其在水中静止时所处的状态;
(4)物体漂浮时所受浮力等于重力，利用G=mg可求质量，然后利用密度公式求出正方体的密度.
【解答】解：(1)根据阿基米德原理可得，正方体受到的浮力：
F浮=G排=m排g=0.6kg×10N/kg=6N;
(2)由ρ=
可得，正方体排开水的体积： V排水=
=
=6×10﹣4m3;
(3)正方体的体积：V=(0.1m)3=1×10﹣3m3>V排，
所以，正方体在水中静止时处于漂浮状态.
(4)因为正方体在水中静止时漂浮，
所以，正方体的重力：G=F浮=6N，
由G=mg可得，正方体的质量：
m=
=
=0.6kg，
则正方体的密度：
ρ=
=
=0.6×103kg/m3.
答：(1)正方体受到的浮力为6N;
(2)求正方体排开水的体积为6×10﹣4 m3 ;
(3)正方体在水中静止时处于漂浮状态，判断依据是正方体的体积大于它排开水的体积;
(4)正方体的密度为0.6×103kg/m3.
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件及其应用、密度的计算，综合性较强，解答此题的关键是根据正方体的体积和它排开水的体积判断正方体在水中静止时所处的状态.
27.如图所示，水平放置的平底柱形容器的底面积为200cm2，质量为1kg;不吸水的正方体木块边长为10cm，质量重为800g，现用一根质量和体积都忽略不计的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，让木块浸没在水中，已知细线长10cm，此时液面深30cm.
(1)绳子的拉力为多大?
(2)剪断绳子，待木块静止后，容器底部压强变化了多少?此时容器底部受到水的压强是多大?
(3)剪断绳子，待木块静止后，容器对地面的压强是多少?
【分析】(1)物体在水中受到三个力的作用：重力、浮力和绳子的拉力.利用G=mg求出木块的重力，木块浸没在水中，求出木块的体积，即排开水的体积，利用F浮=ρ水gV排计算木块受到的浮力;已知物重和浮力，两者之差就是绳子的拉力;
(2)根据漂浮时浮力与重力的关系得出木块受到的浮力;根据根据F浮=ρ液gV排得出木块排开水的体积，根据V排的变化得出水深度的变化，从而可得压强的变化.
求出此时液面的深度，利用液体压强公式计算容器底部受到水的压强.
(3)求出水和木块的总体积，又知木块的体积，可求水的体积，利用密度公式求出水的质量，绳子断和断之前，容器对桌面的压力不变等于容器重、水重和木块重之和，再利用压强公式求对地面的压强.
【解答】解：(1)木块的重力：G=mg=0.8kg×10N/kg=8N，
木块浸没在水中，则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3，
物体浸没时受到的浮力为：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
绳子的拉力为：F=F浮﹣G=10N﹣8N=2N;
(2)木块漂浮，F浮′=G=8N;
由F浮=ρ液gV排得，木块漂浮时排开水的体积：V排′=
=
=8×10﹣4m3; 所以液面下降的深度为：△h=
=
=0.01m;
则△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa.
此时液面的深度：h=0.3m﹣0.01m=0.29m，
容器底部受到水的压强：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.29m=2900Pa.
(3)水和木块的总体积V总=Sh=200cm2×30cm=6000cm3=6×10﹣3m3，
则水的体积V水=V总﹣V木=6×10﹣3m3﹣1×10﹣3m3=5×10﹣3m3，
由ρ=
可得，m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg，
绳子断和断之前，容器对桌面的压力不变，
F=G容器+G水+G木=(1kg+5kg+0.8kg)×10N/kg=68N，
S=200cm2=0.02m2，
桌面受到的压强：
p′=
=
=3400Pa.
答：(1)绳子的拉力为2N;
(2)剪断绳子，待木块静止后，容器底部压强变化了100Pa;此时容器底部受到水的压强是2900Pa.
(3)剪断绳子，待木块静止后，容器对地面的压强是3400Pa.
【点评】本题考查液体压强的计算，浮力的计算，物体的沉浮条件的应用.注意固体压强的计算要利用公式p=
，木块在水中的浮力要利用浮力的公式来计算，木块漂浮时的浮力要利用漂浮的条件来求，因此，解题时选对方法才能起到事半功倍的效果.
28.某家用轿车，重为1.5×104N，如果每个车轮与地面的接触面积为200cm2，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油3kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍.已知汽油的热值为4.5×107J/kg，在此过程中，求：
(1)当轿车静止时对路面的压强;
(2)轿车匀速直线行驶0.5h通过的路程;
(3)轿车行驶时牵引力做功的功率;
(4)轿车行驶时发动机的效率.
【分析】(1)当轿车静止时对路面的压力和自身的重力相等，受力面积为4个车轮与地面的接触面积之和，根据p=
求出对路面的压强;
(2)知道轿车匀速直线行驶的时间和速度，根据s=vt求出通过的路程;
(3)轿车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，根据F=f=0.08G求出其大小，根据W=Fs求出牵引力做的功，根据P=
求出牵引力做功的功率; (4)知道消耗汽油的质量和热值，根据Q放=mq求出完全燃烧释放的热量，根据η=
×100%求出轿车行驶时发动机的效率.
【解答】解：(1)当轿车静止时，对路面的压力：
F=G=1.5×104N，
受力面积：
S=200cm2×4=800cm2=0.08m2，
对路面的压强：
p=
=
=1.875×105Pa; (2)由v=
可得，轿车匀速直线行驶0.5h通过的路程：
s=vt=72km/h×0.5h=36km;
(3)因轿车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，牵引力的大小：
F′=f=0.08G=0.08×1.5×104N=1200N，
牵引力做的功：
W=F′s=1200N×36×103m=4.32×107J，
牵引力做功的功率：
P=
=
=2.4×104W;
(4)消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q放=mq=3kg×4.5×107J/kg=1.35×108J，
轿车行驶时发动机的效率：
η=
×100%=
×100%=32%.
答：(1)当轿车静止时对路面的压强为1.875×105Pa;
(2)轿车匀速直线行驶0.5h通过的路程为36km;
(3)轿车行驶时牵引力做功的功率为2.4×104W;
(4)轿车行驶时发动机的效率为32%.
【点评】本题考查了压强公式和速度公式、做功公式、功率公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式以及二力平衡条件的应用，是一道力学和热学的综合题，有一定的难度.
29.(2015春•沙坪坝区期中)如图所示，在质量为1kg的容器内装有5kg的水，容器底面积为100cm2，容器放在水平桌面上，桌面面积为0.9m2.求：
(1)水对A点的压强;
(2)水对容器底的压强;
(3)水对容器底的压力.
【分析】搞清A点和容器底的深度h，并运用液体压强公式p=ρgh，可求各点压强大小;再根据F=pS可求压力.
【解答】解：(1)A点所处的深度为：hA=100cm﹣35cm=65cm=0.65m;
故A点的压强为：pA=ρghA=1×103kg/m3×10N/kg×0.65m=6.5×103Pa;
(2)水底所处深度为：h=100cm=1m;故所受压强为：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa;
(3)由p=
得：水对容器底的压力为：F=pS=1×104Pa×100×10﹣4m2=100N;
答：(1)水对A点的压强为6.5×103Pa;
(2)水对容器底的压强为1×104Pa;
(3)水对容器底的压力为100N.
【点评】熟练运用液体压强计算公式及压强定义式的变形公式，是解答此题的关键.
30.(2016春•南昌校级月考)如图所示，一重2N的梯形截面容器，容器底面积是300cm2，倒入质量为4kg的水，水的深度为15cm，(g=10N/kg) 求：
(1)容器底所受水的压强;
(2)容器底所受水的压力;
(3)容器对桌面的压力和压强.
【分析】(1)知道容器内水的深度，根据p=ρgh求出容器底所受水的压强;
(2)知道容器底所受水的压强和容器的底面积，根据F=pS求出容器底所受水的压力;
(3)知道水的质量，根据G=mg求出水的重力，容器对桌面的压力等于水和容器的重力之和，根据p=
求出容器对桌面的压强.
【解答】解：(1)容器底所受水的压强：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15×10﹣2m=1.5×103Pa;
(2)由p=
可得，容器底所受水的压力：
F=pS=1.5×103Pa×300×10﹣4m2=45N;
(3)水的重力：
G水=m水g=4kg×10N/kg=40N，
容器对桌面的压力：
F′=G容+G水=2N+40N=42N，
容器对桌面的压强
p′=
=
=1.4×103Pa.
答：(1)容器底所受水的压强为3×103Pa;
(2)容器底所受水的压力为60N;
(3)容器对桌面的压力为42N，压强为1.4×103Pa.
【点评】本题主要考查学生对液体压强的计算和压强大小及其计算的理解和掌握，计算时要注意统一使用国际单位制的单位.
