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1、-中考物理 第2篇 专题六 综合计算题试题1-第 21 页专题六综合计算题类型一力学综合计算题1(2016福州)为提高车辆通行质量，福州交警在市区一些道路某些时段推出“绿波通行”，即车辆在绿波路段以如图所示的5055 km/h范围内行驶，一路绿灯。在绿波时段，质量是1.2103 kg的汽车，经过绿波路段上相距2.7103 m的两个路口，用时180 s，问：(1)汽车行驶的平均速度是多少？是否“绿波通行”？(2)若汽车在这段距离内行驶的牵引力保持3000 N不变，则汽车的输出功率是多少？(3)若轮胎与地面接触的总面积是0.6 m2，汽车静止时对水平地面的压强是多少？(g取10 N/kg)解：(1
2、)汽车行驶的平均速度v15m/s54 km/h，因为50 km/h54 km/h55 km/h，所以该汽车是“绿波通行”(2)汽车的牵引力做的功WFs3000 N2.7103 m8.1106 J，则汽车的输出功率P4.5104 W(3)汽车的重力Gmg1.2103 kg10 N/kg1.2104 N，因为汽车静止在水平地面，所以汽车对水平地面的压力F压G1.2104 N，则汽车静止时对水平地面的压强p2104 Pa2(2016雅安)人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10 N/kg。(1)若某
3、次运送建材的质量为50 kg，则建材的重力是多少？(2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的拉力为200 N，求拉力的功率。(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？解：(1)建材的重力Gmg50 kg10 N/kg500 N(2)由图可知：承担重物绳子的段数n2，则1 min绳子自由端移动的距离s2 h212 m24 m，拉力做的功WFs200 N24 m4800 J，拉力的功率P80 W(3)由图象可知，当50%时，重物G400 N，因为，所以，50%，解得G动400 N，当60%时，即60%，解得，G600 N3(2016青岛)小雨通过如图
4、甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。求：(1)物体在空中上升1 m，小雨做的功是多少？(2)每个滑轮的重力是多少？(3)物体的密度是多少？解：(1)由图乙可知，绳子自由端移动的距离为04 m时，拉力为100 N不变，此时物体没有露出水面，46 m时，物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大，68 m时拉力为200 N不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力F200 N，由图可知n4，所以绳子自由端移动的距离snh41 m4
5、m，小雨做的功是WFs200 N4 m800 J(2)根据可得，物体在空中上升1 m做的有用功W有用W总85%800 J680 J，根据WGh可得，物体的重力G680 N，根据F(G2G动)可得，2G动4FG4200 N680 N120 N，所以每个滑轮的重力G动60 N(3)物体没有露出水面之前受到的拉力为F4100 N400 N，重力G680 N，两个动滑轮的重力为120 N，所以，物体完全浸没时受到的浮力F浮G2G动F680 N120 N400 N400 N，根据F浮水gV排可得物体的体积VV排4102 m3，物体的质量m68 kg，则物体的密度1.7103 kg/m34.(2016黄冈
6、)图甲为研究匀速直线运动的实验装置，一个半径为2 cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底，水深1 m。移除磁铁后，球在玻璃管中上升，图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象，其中v00.05 m/s，水的密度为1.0103 kg/m3，求：(1)移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强。(2)球在玻璃管上升过程中前4 s的平均速度。(3)已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为fkv，球的体积用V，水的密度用0表示，请推导球的密度表达式(用字母表示)。解：(1)移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强pgh1.0103 kg/m310 N/kg1 m1.0104 Pa(2)由图可知，球在露出水面前运动
7、的时间为21 s，根据v可得，421 s球上升的距离s0v0t0.05 m/s17 s0.85 m，则球在玻璃管上升过程中前4 s上升的距离s1 m0.85 m20.02 m0.11 m，所以球在玻璃管上升过程中前4 s的平均速度v0.0275 m/s(3)由图可知，球421 s时匀速上升，受力平衡，所以GfF浮，根据Gmg，可得GVg，又知fkv，F浮ogV，则Vgkv0gV，球的密度05(2016威海)如图是利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图。该装置由滑轮C，长方体物块A、B以及杠杆DE组成。物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点
8、O转动并始终在水平位置平衡，且DOOE12，已知物块A的密度为1.5103 kg/m3，底面积为0.04 m2，高1 m，物块A的上表面与水箱顶部相平，物块B的重力为150 N。滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以及滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计(g取10 N/kg，水的密度为1.0103 kg/m3)。请解答下列问题：(1)当水箱装满水时，物块A的下表面受到水的压强是多大？此时物块A所受的拉力是多大？(2)从水箱装满水到水位下降1 m，电子秤所显示的压力示数变化范围是多少？解：(1)物体A下表面受到水的压强p水gh1.0103 kg/m310 N/kg1 m1104 Pa，物体A的体积VASh0
9、.04 m21 m0.04 m3，浸没时V排VA0.04 m3，物体A受到浮力F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg0.04 m3400 N，物体A受到重力GAAgVA1.5103 kg/m310 N/kg0.04 m3600 N，物体A的拉力FGAF浮600 N400 N200 N(2)当物体A全部浸没时，对D点拉力FD100 N，由杠杆平衡条件FDDOFEOE得，FE50 N，电子秤示数F压GBFB150 N50 N100 N；当水位下降1 m时，即物体A全部露出水面时，对D点拉力FD300 N，由杠杆平衡条件FDDOFBOE得FB150 N，电子秤示数F压GBFB150 N1
10、50 N0 N，所以从水箱装满水到水位下降1 m，电子秤示数变化范围0 N100 N6(2016黔东南州)如图所示是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400 cm2，高为0.2 m，盖片B的面积为60 cm2(盖片B的质量，厚度不计)，连接AB的是长为0.4 m，体积和质量都不计的硬杆，当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所。(已知水的密度为1.0103 kg/m3，g取10 N/kg)请解答下列问题：(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？(2)浮筒A的重力是多少？(3)水箱中水多深时盖片B又自动关上？解：(1)当水箱的水刚好浸
11、没浮筒A时，水深h0.4 m0.2 m0.6 m，水对盖片B的压强pgh1103 kg/m310 N/kg0.6 m6000 Pa，水对盖片B的压力Fps6000 Pa60104 m236 N(2)杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力，即F36 N，当水箱的水刚好浸没浮筒A时，浮筒受到的浮力F浮水V排g1103 kg/m3400104 m20.2 m10 N/kg80 N，浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力，即F浮GAF，则浮筒A的重力GAF浮F80 N36 N44 N(3)设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，盖片B又自动关上，则F浮GA即水V排gGA，1103 kg/m3400104
12、 m2h110 N/kg44 N，解得h10.11 m，水箱中水的深度h10.11 m0.4 m0.51 m7.(2016黄石)测量液体密度的仪器叫做密度计。图(甲)和图(乙)是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中。(1)请判断哪杯液体密度大，并说明理由。(2)实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管，管下部为一玻璃泡，内装有铅粒。如图丙所示，该密度计圆柱形玻璃管长L10 cm，横截面积S2.5 cm2，总质量m20 g，将它放入水中静止时，水面距玻璃管上端为4 cm；将此密度计放入未知液体中静止时，发现液面距玻璃管上端为2 cm
13、。求这种液体的密度以及密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值。(已知水的密度为1.0103 kg/m3，g取10N/kg)解：(1)图乙中液体密度大，根据漂浮条件mg液gV排，图乙中密度计浸入液体中的体积小些，所以液体密度大些(2)设密度计总体积为V，将它放入水中静止时mg水g(VSl1)，l14 cm，得V30 cm3，将它放入未知液体中静止时mg液g(VSl2)，l22 cm，得液0.8 g/cm30.8103 kg/m3，当玻璃管上端恰好没入液体中时，此刻度线为最小刻度值，根据漂浮条件mgmingV得min0.67103 kg/m3，当玻璃管下端恰好浸入液体中时，此刻度线为最大刻度
14、值，根据漂浮条件mgmaxg(VSL) 得max4.0103 kg/m38(2015贵港)一个带阀门的圆柱形容器，底面积是200 cm2，装有12 cm深的水，正方体M边长为10 cm，重20 N，用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，如图所示。求： (1)正方体M的密度。(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强。 (3)若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2 cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？(g取10 N/kg，水的密度为1.0103 kg/m3)解：(1)正方体M的质量mM2 kg，体积为VM(10 cm)31000 cm31103 m3
15、，所以密度M2103 kg/m3(2)由于M用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，则V排1(1)VA1103 m38104 m3，受到浮力为F浮1水gV排11.0103 kg/m310 N/kg8104 m38 N，设M放入水中后水深为h，则有ShShV排1，则hh0.12 m0.16 m，此时水对容器底部的压强p水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.16 m1.6103 Pa(3)原来M浸入水中深度为h1(1)L10 cm8 cm，水面下降2 cm时正方体M浸入水中深度为h2h12 cm8 cm2 cm6 cm。则V排2L2h2(10 cm)26 cm600 cm36104 m3，
16、F浮2水gV排21.0103 kg/m310 N/kg6104 m36 N；当绳子刚被拉断时有FmaxF浮2G，所以细绳能承受的最大拉力FmaxGF浮220 N6 N14 N9(2016德州)近日，我国新型战略核潜艇(如图甲所示)为保障国家安全，进行了战略巡航。下表是核潜艇的部分性能参数。求：水下排水量11500吨水下最大航速36节水面排水量9000吨水下巡航速度20节艇长135米最大潜深350米艇宽13米发电机最大功率25000千瓦(1)核潜艇以水下最大航速行驶到距离2700 km外的某海域执行任务所用的时间。(1节0.5 m/s)(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜到最大深度时受到水的
17、压强；(g取10 N/kg，海水的密度海水1.03103 kg/m3)(3)若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少？解：(1)核潜艇水下最大航速v360.5 m/s18 m/s，s2700 km2.7106 m，由v得所用时间t1.5105 s(2)由表格数据可知，在水面上航行时，m排9000t9106 kg，则核潜艇在水面航行时受到的浮力F浮G排9106 kg10 N/kg9107N；下潜最大深度h350 m，受到海水的压强phg1.03103 kg/m310 N/kg350 m3.605106 Pa(3)核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直
18、线运动，受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，它在水下航行速度为20节时，由图象可知Ff30104 N，因此动力的功率PFv30104 N200.5 m/s3106 W10.(2016潍坊)如图所示，在上端开口的圆柱形容器中盛有适量水。水中放置一圆柱体。圆柱体高H0.6 m，密度柱3.0103 kg/m3，其上表面距水面L1 m，容器与圆柱体的横截面积分别为S器3102m2和S柱1102 m2，现用绳以v0.1 m/s的速度竖直向上匀速提升圆柱体。直至离开水面。已知水的密度水1.0103 kg/m3，g取10 N/kg，水的阻力忽略不计。(1)在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中，求绳
19、拉力对圆柱体做的功。 (2)在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中，求绳的拉力随时间变化关系式。 (3)在给出的坐标纸上画出(2)中绳的拉力的功率P随时间变化的图象。解：(1)圆柱体的体积V柱S柱H1102 m20.6 m6103 m3，由可得圆柱体的质量m柱柱V柱3.0103 kg/m36103 m318 kg，圆柱体的重力Gm柱g18 kg10 N/kg180 N，圆柱体完全浸没在水中，排开水的体积V排V柱6103 m3，受到的浮力F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg6103 m360 N，则绳对圆柱体的拉力F拉GF浮180 N60 N120 N，绳拉力对圆柱体做的功
20、WF拉L120 N1 m120 J(2)从圆柱体上表面刚露出水面时开始计时，由v可得在时间为t时，圆柱体重物上升的高度hvt0.1 m/st，设水面下降的高度为h0，则(S器S柱)h0S柱h，即(3102m21102 m2)h00.1 m/st1102 m2，h00.05 m/st，所以圆柱体排开水的体积V排HS柱(hh0)S柱6103 m3(0.1 m/st0.05 m/st)1102 m26103 m31.5103(m3/s)t，圆柱体受到的浮力F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg6103 m31.5103(m3/s)t60 N15 N/st，绳的拉力F拉GF浮180 N(6
21、0 N15 N/st)120 N15 N/st(3)当圆柱体离开水面时，排开水的体积为零，则V排HS柱(hh0)S柱0，即6103 m31.5103(m3/s)t0，解得t4 s，在04 s内，由PFv可得拉力的功率PF拉v(120 N15 N/st)0.1 m/s12 W1.5 W/st，4 s以后，拉力的功率PF拉vGv180 N0.1 m/s18 W，绳的拉力的功率P随时间变化的图象如图所示：类型二电学综合计算题11(2016聊城)如图所示，小灯泡L标有“6 V3 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 ，电源电压保持不变。当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点
22、时，小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，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、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值。解：(1)由PUI可得，小灯泡正常工作时的电流IL0.5 A(2)当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，L与R串联，由I可得，灯泡的电阻RL12 ，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电路中各处的电流相等，所以，电源的电压UI(RL)IL(RL)0.5 A(12 )12 V(3)保持滑片P的位置不变，开关S、S1、S2都闭合时，R0与R并联，干路电流变大，此时干路电流IIIILI0.
23、5 A1 A1.5 A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以通过滑动变阻器的电流I滑1 A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过定值电阻R0的电流I0II滑1.5 A1 A0.5 A，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以滑片移动时通过R0的电流不变，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小，通过滑动变阻器的电流I滑0. 5 A，干路电流II0I滑0.5 A0.5 A1 A，电路消耗的最小功率PUI12 V1 A12 W12(2016德州)在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S后，调节滑片P从a端移动到b端过程中，电流表
24、示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求：(1)电路中电流最小时，1 min内电流通过电阻R做的功。(2)电源电压和定值电阻R0。(3)若电压表量程为015 V，电流表量程为03 A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围。解：由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流(1)由图乙可知，电路中的最小电流I小0.2 A，R两端的电压UR20 V，1 min内电流通过电阻R做的功WRURI小t20 V0.2 A60 s240 J(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，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压UI小R0UR0.2
25、AR020 V，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I大1.2 A，则电源的电压UI大R01.2 AR0，因电源的电压不变，所以，0.2 AR020 V1.2 AR0，解得R020 ，电源的电压UI大R01.2 A20 24 V(3)当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，则R0消耗的最大功率PR0大(I大)2R0(1.2 A)220 28.8 W，当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，此时R0两端的电压UR0小UUR大24 V15 V9 V，R0消耗的最小功率PR0小4.05 W，定值电阻R0消耗的功率范围为4.05
26、28.8 W13(2016随州)如图，电路中电源电压U6 V，三个滑动变阻器R1、R2、R3完全相同。下表列出了电路的两个状态对应的变阻器滑片P1、P2、P3所处的位置。已知电路处于状态“1”时，电流表的读数为0.6 A。求：(1)R1的最大电阻值。(2)状态“2”时电压表读数为多少。(3)状态“2”时三个变阻器电功率的总和是多少。状态开关P1P2P31K、K1、K2均闭合最右端最右端最右端2K闭合，K1、K2均断开最左端正中间最右端解：(1)由图和表格信息可知，状态“1”时，R1、R2并联，电流表测干路电流，滑片P都在最右端，连入阻值都为最大；由于滑动变阻器R1、R2、R3完全相同，设每个滑
27、动变阻器的最大阻值均为R，由并联电路的电流特点和欧姆定律有II1I2，所以，R20 ，即R1的最大电阻值为20 (2)由图和表格信息可知，状态“2”时，R2、R3串联，电压表测R3两端电压，P2在正中间，P3在最右端，则R2R20 10 ，R3R20 ，由串联电路的特点和欧姆定律可得电路中电流I2I3I0.2 A，所以电压表示数U3IR30.2 A20 4 V(3)由PUI可得，状态“2”时电路消耗的总功率P总UI6 V0.2 A1.2 W14(2016无锡)如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路。L为“220 V22 W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电
28、路中，电源由两节干电池串联而成，电压为2.8 V，R1为阻值10 的定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值会随着光强度的变化而变化。(1)灯L正常工作时，通过它的电流是多少？受控电路中导线a端应连接照明电路的火线还是零线？(2)当电压表示数为2.1 V时，光敏电阻的阻值为多大？(电磁铁A的线圈电阻忽略不计)(3)如果控制电路的电源换成两节新的干电池，照明灯L有没有可能在白天就发光？请说明理由。解：(1)由PUI可得，灯L正常工作时通过的电流IL0.1 A开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以受控电路中导线a端应连接照明电路的火线(2)当电压表示数为2.1 V时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以
29、，R1两端的电压U1UU22.8 V2.1 V0.7 V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流I，即，解得R230 (3)如果控制电路的电源换成两节新的干电池，则电源的电压增大，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，在天暗时，控制电路的电流还没达到电磁铁断开的电流，照明灯L不发光，所以，照明灯L没有可能在白天就发光15(2015梅州)如图甲所示，已知小灯泡L上标有“6 V3 W”字样，R020 ，滑动变阻器R的最大阻值为100 。求：(1)小灯泡的电阻(设灯丝电阻不随温度变化)；(2)只闭合S1，移动滑动变阻器滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于某点a时，电
30、压表示数Ua8 V。求此时电流表示数及电源电压。(3)已知电压表量程为015 V，在电压表示数不超过量程，灯泡两端电压不超过额定值的情况下，只闭合S2时，求滑动变阻器连入电路的阻值范围。解：(1)由P可得灯泡电阻RL12 (2)只闭合S1，R0与R串联，由图乙可知，当电压表示数Ua8 V时，R16 ，因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流IIa0.5 A，总阻值R总R0R20 16 36 ；由欧姆定律得电源电压UIR总0.5 A36 18 V(3)只闭合S2时，灯泡L与变阻器串联，由于灯泡的额定电压为6 V，则灯泡两端的最大电压为6 V；则由PUI得电路中的最大电流I最大IL0.5 A，由
31、欧姆定律得总电阻R总最小36 ；由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得，变阻器接入电路中的最小电阻R最小R总最小RL36 12 24 ；为保护电压表的量程，则电压表的最大示数为15 V，由串联电路中总电压等于各分电压之和可得灯泡两端的电压为ULUUR最大18 V15 V3 V，则通过灯泡的最小电流I最小0.25 A，由欧姆定律得变阻器接入电路中的最大电阻R最大60 ；由此可知滑动变阻器连入电路的阻值范围是24 60 。16(2016宜宾)如图是某电器设备的部分电路，电源电压U4.5 V保持不变，灯泡L标有“6 V6 W”字样。已知闭合开关S1和S3时，电路消耗的功率为2.025 W，不计灯丝电
32、阻随温度的变化。(1)求定值电阻R1的阻值。(2)三个开关S1，S2，S3都闭合时，求通过电流表的电流大小。(3)电压表的量程为03 V，电流表的量程为00.6 A，滑动变阻器R2的阻值在020 内可调，只闭合开关S2，在保证电表安全的情况下，求灯泡L消耗的电功率的变化范围。解：(1)闭合开关S1和S3时，电路为R1的简单电路，由P可得定值电阻R1的阻值R110 (2)三个开关S1、S2、S3都闭合时，R1与L并联，电流表测干路电路，由P可得灯泡的电阻RL6 ，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R3.75 ，通过电流表的电流大小I1.2 A(3)只闭合开关S2时
33、，灯泡L与R2串联，电流表测电路中的电路，电压表测R2两端的电压，电流表的量程为00.6 A，所以，电路中的最大电流I大0.6 A，则灯泡消耗的最大功率PL大IRL(0.6 A)26 2.16 W，当电压表的示数最大U23 V时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压ULUU24.5 V3 V1.5 V，灯泡L消耗的最小功率PL小0.375 W，所以，灯泡L消耗的电功率的变化范围0.3752.16 W17(2016遂宁)如图所示，电源电压恒为20 V。灯泡L上标有“12 V6 W”字样，电流表量程为00.6 A，电压表量程为015 V。
34、当滑动变阻器R的滑片P在B点，且RABR时，只闭合S和S1，灯泡L恰好正常发光。当只闭合S和S2，滑动变阻器R的滑片P分别在中点O和B点时，电压表示数之比UAOUAB32。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：(1)滑动变阻器R的最大电阻值。(2)当滑动变阻器R的滑片P在中点O时，只闭合S和S1，电压表的示数是多少？(3)当只闭合S和S2，在保证电路安全的情况下，电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率是多少？解：(1)只闭合S和S1，滑动变阻器与灯泡串联，当灯泡正常发光时，由PUI可知，电路电流IL0.5 A，由串联电路电压规律和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值RAB16 ，因为
35、RABR，所以R5RAB516 80 (2)只闭合S和S1，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端电压；由P可知灯丝的阻值RL24 ；此时电路中的电流I0.3125 A，由欧姆定律可知，电压表的示数UABIRAB0.3125 A80 12.5 V(3)当只闭合S和S2，R0与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压；当滑片在B点，电压表的示数UABRAB80 ，当滑片在O点时，电压表的示数UAORAO80 ，因为UAOUAB32，所以32，解得：R020 ；由公式P0可知，当R0的电压最小，由于其电阻不变，则它的功率最小；R0的电压最小，则变阻器的电压最大，由于变阻器两端并联电压表
36、，则变阻器的最大电压就是电压表的量程15 V，这时R0的电压为20 V15 V5 V，则电路中的电流为I0.25 A，则P变U变I15 V0.25 A3.75 W类型三力、电、热综合计算题18(2016武汉)如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车。其亮点是列车可以小角度转弯，安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置。(1)当列车转弯时，水平轮胎发生形变，起到导向和稳定作用，如图乙是轮胎与接触面的平面图，请在图乙中画出轮胎对接触面压力的示意图。(2)当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p10 MPa，水雾喷出的速度10 m/s，若喷孔的总面积S5105m2，则水枪的功率至少为多少瓦？(
37、不计大气压强)(3)列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能。当列车在平直轨道上制动减速时，电能W1与内能W2之比为916，如图丙是机械能的变化量W与速度变化量的关系图象，若列车从72 km/h开始减速，转化的电能可供总功率为1000 W的照明灯正常发光1 h，则列车的速度会减小到多少千米/时？解：(1)压力的作用点在轮胎接触面的中点上，过作用点作垂直于地面，并指向水平面的力；如图所示：(2)根据P可得水对喷孔的压力F压pS1107 Pa5105m2500 N，水枪的最低功率PFv500 N10 m/s5000 W(3)由P可得，转化的电能W1Pt1 kW1 h1 kWh，由可得，转化的内
38、能W2 kWh，则减小的机械能W1 kmh kmh kmh3.6106 J1107 J，由图象丙可知，列车减小的速度为10 m/s36 km/h，则列车的速度将减小到72 km/h36 km/h36 km/h19(2015连云港)2015年4月21日，重达2.3 t的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65 kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140 km/h。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1 m2。(g取10 N/kg)求：(1)飞机停在水平地面时，对地面的压强大小；(
39、2)当飞机发动机的输出功率保持60 kW，并以108 km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；(3)若飞机发动机保持60 kW的输出功率匀速飞行1 h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？(航空燃油的热值取4107 J/kg，密度取0.75103 kg/m3)解：(1)飞机在水平地面时对地面的压力FGmg2.3103 kg10 N/kg2.3104 N；飞机对地面的压强p2.3105 Pa(2)v108 km/h30 m/s，由PFv得F2103 N(3)由P得WPt60103 W3600 s2.16108 J；由Qqm得m5.4 kg；由得V
40、7.2103 m37.2 L20(2016黄冈)热风枪常用于工程装修、服装制造等行业。工作时，利用其吹出的热风使材料熔化或软化，从而达到去除旧漆膜、弯曲塑料管。换装瓷砖等目的，图甲是某型号热风枪的简化电路图，其中电热丝R1的最大功率为2000 W，R2、R3可分别调节温度和风量，(不计温度对R1阻值的影响)请解答：(1)图乙中的P、Q处为该型号热风枪的电热丝和电动机预留安装位置，应将电动机安装在_P_处，否则_热风通过电动机时可能损坏电动机_。(说出一点即可)(2)当R2接入电路电阻为30.8 时，R1上消耗的功率是多少？(3)已知R1达到最大功率时，从出风口吹出的空气温度升高了400 ，若将
41、R1的功率调为1500 W，则从出风口吹出的空气温度升高了多少？(设热效率相同、相同时间内吹出的空气质量相同)解：(2)由电路图可知，当R2接入电路电阻为0 时，R1所在支路电阻最小，根据P可知，电热丝R1的电功率最大，其最大功率P2000 W，由P得电热丝R1的电阻R124.2 ，当R2接入电路电阻为30.8 时，此时R1、R2所在支路总电阻RR1R224.2 30.8 55，根据欧姆定律可得通过电热丝R1的电流I4 A，则R1上消耗的功率PR1I2R1(4 A)224.2 387.2 W(3)由P得，电热丝R1消耗的电能WPt，由100%得，从出风口吹出的空气吸收的热量Q吸WPt，由Q吸c
42、mt得，从出风口吹出的空气升高的温度t，因为热效率相同、相同时间内吹出的空气质量相同，且空气的比热容不变，所以从出风口吹出的空气升高的温度与R1的功率成正比，即，t2t1400 300 21(2015宜宾)寒冷的冬天，孝顺的小茜用自己平时积攒的零花钱给住在偏远农村的奶奶买了一个“暖手宝”，铭牌如表中所示，请回答下列问题。(1)该“暖手宝”正常工作时的电流和电阻各是多少？(2)该“暖手宝”正常工作5分钟产生的热量是多少？(3)在奶奶家，到晚上用电高峰期小茜再次给“暖手宝”加热时，发现加热时间明显比白天长。聪明的小茜知道这是因为电压降低了的缘故，于是专门进行了一番测量：她关掉其他用电器，单独给这个
43、“暖手宝”通电6分钟，观察到家里的电能表(如图所示)转盘转了44转。请你帮小茜计算出这时她奶奶家实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)产品名称暖手宝产品货号QB32额定功率440W额定电压220 V通电储热58分钟电源线长约80 cm解：(1)由表格数据可知，暖手宝正常工作时的功率P440 W，电压U220 V，根据PUI可得通过的电流I2 A，根据欧姆定律I可得，其电阻R110 (2)暖手宝正常工作5分钟产生的热量QI2RtUItPt440 W560 s1.32105 J(3)只使用这个“暖手宝”，电能表转盘6分钟转过44转，消耗的电能W0.011 kWh3.96104 J，t6 min
44、360 s，P实际110 W，由P可得实际电压U110 V22.(2016泸州)据统计，全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的。我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”作为判断是否超速的依据之一。所谓的“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速即被判为超速。若监测点A、B相距18 km，全程限速40 km/h，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点A、B的速度分别为30 km/h和456 km/h，通过A、B两个监测点的时间为20 min。问：(1)按“区间测速”标准判断该货车在AB段行驶是否超速？(2)按照规定，载货车车轮对地面的压强超过7105 Pa即被判为超载。该型号货车部分参数如表所示。根据表中参数计算，该货车在不超载的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？(沙2.0103 kg/m3，g取10 N/kg)(3)该货车在某路段平直公路上运动60 s的速度时间图象如图所示，这段时间内发动机完全燃烧柴油0.2 kg