力电综合二模题选2013-6解析

26 力、电综合题 1.（2013 顺义二模）24有A、B两个密度分别为A、B的实心正方体，它们所受的重力分别为GA和GB，它们的边长之比为 21。将它们如图 14 所示叠放在水平桌面上时，A对B的压强与B对桌面的压强之比为 67。水平桌面上有甲、乙两个圆柱形容器，将物体A和B分别放入甲、乙两容器的液体中，物体A漂浮，有 1/4的体积露出水面。液体静止时，物体A、B所受浮力分别为FA和FB。若水酒精8.0,则FBFA 。2.（2013 顺义二模）38在图 29 所示电路中，电源电压为 9V 且保持不变，小灯泡 L 的额定电流是 0.3A 且灯丝电阻保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。当开关 S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于 a 点时(图中没有标出a、b、c三点的具体位置)，小灯泡正常发光，R1和 R2消耗的电功率分别是 P1a和 P2a；当开关 S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于 b 点时，R1和 R2消耗的电功率分别是 P1b和 P2b；当开关 S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于 c 点时，R1和 R2消耗的电功率分别是 P1c和 P2c，电路的总功率是 10.8W。若 P1aP1bP1c=9481，P2bP2c=29。求：定值电阻 R1和小灯泡灯丝的阻值；滑片位于变阻器 a、b 和 c 点时接入电路的电阻值各多大；（3）滑片位于变阻器 c 点时，电路在 1h 内所消耗的电能。图 14 甲 乙 水 酒精 B A S1 R1 S2 S3 R2 26 3.（2013 昌平二模）24.如图 10 甲所示，弹簧测力计一端固定，另一端挂一正方体合金块浸没在装有水的圆柱形容器中，容器底部有一个由阀门控制的出水口。打开阀门缓慢放水，此过程中合金块始终不与容器底部接触。弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图 10 乙所示。若弹簧测力计的拉力每改变 1N，弹簧长度就对应改变 1cm,容器底面积是 500cm2,开始时物体上表面距液面5cm,则从开始到打开阀门 20s 时，放出水的质量是 kg。(g 取 10N/kg)4.（2013 昌平二模）36.如图 22 甲所示是一个装置示意图，正方体 A 作为配重使用，保证杠杆 EOF 始终在水平位置平衡。某同学用这个装置和一个圆柱形密闭容器 D 提取水中的圆柱体 B；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率和密闭容器 D 匀速被提升的距离关系如图 22 乙所示；在提升全过程中，密闭容器 D 上升速度始终保持不变，配重 A 始终没有离开地面，每个滑轮的质量都相等。已知密闭容器 D 的底面积为 SD=1.210-2m2,质量为mD=3kg；正方体 A 单独放在水平地面上，对地面的压强为 p0=3104Pa,密闭容器 D 未被提出水面匀速上升和完全提出水面后匀速上升，A 对地面的压强分别为 p1=2.1104 Pa,p2=1.3104 Pa。(不计绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力,不考虑水面高度变化，g 取 10N/kg)求：（1）密闭容器 D 浸没在水中时所受的浮力；（2）动滑轮受到的重力 G0；（3）圆柱体 B 受到的重力；（4）密闭容器 D 完全提出水面后，滑轮组提升圆柱体 B 的机械效率。（百分号前保留整数）乙 0 1 2 3 4 5 6 h/m 3 6 9 12 15 P/W O E F D B A 图 22 甲 26 5.（2013 门头沟区二模）24.甲灯额定电压为 6V，乙灯额定功率为 2W，甲、乙两灯的电阻分别为 R甲和 R乙，且 R甲R乙，并保持不变，将它们以某种方式连接到电压为 UA的电源上时,两灯均正常发光,将它们以另一种方式连接到电压为 UB的电源上时，乙灯正常发光,甲灯的实际功率为额定功率的 4/9，则电源 UA两端的电压为 V。6.（2013 门头沟区二模）38.如图 20 所示，电源电压保持不变，小灯泡灯丝电阻不随温度改变。当开关 S1、S2都闭合时，滑动变阻器 R2滑片位于某点 A 时，电压表 V1的示数为 U1，电压表 V2的示数为 U2，电流表的示数为 I1，电阻 R1消耗的电功率为 P1，滑动变阻器消耗的电功率为 PA；当只闭合开关 S1时，滑动变阻器 R2滑片位于某点 B 时，电压表 V1的示数为U1，电压表 V2的示数为 U2，电流表的示数为 I2，电阻 R1消耗的电功率为 P1，滑动变阻器消耗的电功率为 PB，此时小灯泡消耗的功率是其额定功率的四分之一；仍只闭合开关S1，再将滑动变阻器 R2滑片滑至最右端，此时小灯泡恰好正常发光。已知：U1U213，U2U232，PAPB21，P10.4W。请你计算出：（1）I1与 I2的比值；（2）小灯泡的额定电功率；（3）当只闭合开关 S1时，滑动变阻器 R2滑片位于某点 B 时，通电 2min，电路消耗的电能。图 20 R1 L S1 R2 A V1 S1 S2 V2 26 7.（2013 门头沟区二模）39.图 21 是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。O 为杠杆 BC 的支点，CO:OB=1:4。配重 E 通过绳子竖直拉着杠杆 C 端，其质量 mE=644kg。定滑轮和动滑轮的质量均为 m0。人拉动绳子，通过滑轮组提升浸没在水中的物品。当物体A 在水面下，小明以拉力 F1匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为 1，配重 E 对地面的压力为 N1；当物体 A 完全离开水面，小明以拉力 F2匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为 2，配重 E 对地面的压力为 N2。已知：GA=950N，2=95%，N1:N2=6:1，绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对物体 A 的阻力均可忽略不计，g 取 10N/kg。求：(1)物体在水面下受到的浮力；(2)F1:F2的值(3)1的大小。8.（2013 通州二模）38如图 23 所示，电源两端电压保持不变。当开关 S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时，变阻器连入电路电阻为 RB，此时电流表的示数为 I1，电阻 R2的电功率为 P2，电阻 RB的电功率为 PB；当开关 S1断开、S2闭合时，电流表的示数为 I2，电阻 R2的电功率为 P2；当开关 S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片 P 在某一点 C 时，变阻器接入电路的电阻为 Rc，电压表 V1的示数为 U1，电压表 V2的示数为 U2，电流表的示数为 I3，此时电阻 RC的电功率为 PC。已知 P2:P2=1:4，U1:U2=1:2，I2:I3=4:3。求：（1）I1:I2；（2）PB:PC。B C O 图 21 E A S1 R1 R2 P S2 A B V2 V1 图 23 26 9.（2013 朝阳二模）24将重力为 50N 的物体甲放在水平地面上，细绳的一端系于物体甲上表面的中央，另一端竖直拉着杠杆的 A 端。当把重力为 20N 的圆柱体乙悬挂在杠杆的 B端时，杠杆在水平位置平衡，如图 10 甲所示，此时物体甲对水平地面的压强为 P1。当在物体乙下方加挂物体丙后,如图 10 乙所示，物体甲对水平地面的压强为 P2，压力为 6N。且 P1:P2=5:3，物体丙的重力为 N。10.（2013 朝阳二模）39如图 21 所示电路，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电源两端电压保持电压不变。当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片 P 位于 a 端时，三个电阻中的电流分别为 I1、I2和I3，电流表的示数 Ia，滑动变阻器的功率是P3a；当开关 S1闭合，S2、S3断开，滑动变阻器的滑片 P 位于 c 点时，电压表的示数是 9V，电流表的示数是Ic，滑动变阻器的功率是P3c；当开关 S1闭合，S2、S3断开，滑动变阻器的滑片 P 位于 b 端时，电压表的示数是 8V，电流表的示数是Ib。已知：I1I221，I1I331，IbIc0.1A。求：（1）定值电阻 R1和 R2的比值及 R2的阻值；（2）滑动变阻器功率P3a和P3c；（3）电流表的示数 Ia。甲 图 10 乙 O A 甲 B 乙 丙 O A 甲 B 乙 A V R1 R3 P S1 S2 S3 R2 a b 26 11.（2013 朝阳二模）40“华天龙号”从海底吊起沉箱后，吊着沉箱航行到半潜驳船“重任 1601 号”旁，把沉箱缓慢放到它的甲板上。半潜驳船启动气泵，把水箱里的海水逐渐排出，沉箱逐渐露出海面。如图 22 甲所示。沉箱的长、宽、高分别 36m、15m、7m，自重为5107N，半驳船的甲板对沉箱的支持力是 F支。沉箱完全露出海面后，把沉箱固定在甲板上，卸去华天伦号拉着沉箱的钢丝绳，通过牵引船把半驳船拉至岸边，安装在岸上的两台绞盘机，把沉箱拉上岸，并继续运到水晶宫。为了保证运输的平稳和减小摩擦，在整个过程中沉箱底部垫着圆柱形的气囊，如图 22 乙所示。移动时 26 个气囊交替使用，把后边不吃力的气囊放气，运到前边垫在沉箱底部后再充气，承担压力。沉箱底部总保持有 16 个气囊。每个气囊都相同，长 15m、直径 1m，能够承受的最大压强是 6105Pa，沉箱处于水平状态时压在每个气囊的受力面积为 S。两台绞盘机拉动两根钢丝绳，通过滑轮组拉动沉箱的两个吊点，匀速水平向水晶宫运动。若每台绞盘机拉动钢丝绳自由端的拉力为 F拉=2.5105N，动滑轮的吊钩对沉箱吊点的拉力是 F吊，钢丝绳自由端移动 S自由端=21m，沉箱移动 S沉箱=1m，拉动过程的机械效率=20%，沉箱移动的阻力是 f。若海水的密度取 1.0103kg/m3,g取10N/kg,钢丝绳重不计，求：F支，S 和 f。若不能整除，结果保留 1 位小数。（7 分）12.（2013 石景山二模）24.如图 10 所示电源电压 U 不变，灯L 上标有”12V12W”,忽略温度对灯电阻的影响。当闭合开关 S、断开 S1、S2时，将滑动变阻器 R 的滑片 P 从 b 端滑到某一位置时，灯 L 恰好正常发光。此过程滑动变阻器 R 接入电路的电阻减小了 6，电流表示数变化了 0.2A。保持滑动变阻器滑片 P 的位置不变，闭合开关 S1、S2，电流表示数与灯 L 正常发光时比较又变化了 2 A。当三个开关 S、S1、S2都闭合时，且保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，电路消耗总功率的最小值为 W。图 22 吊钩 半驳船的水箱 半驳船的水箱 沉箱 吊钩 动滑轮 气囊 沉箱 吊点 甲 乙 图 10 A RL R0 S1 S b a P R S2 V 26 13.（2013 石景山二模）38如图 24 所示电路，电源两端电压不变，灯丝电阻不变。开关S1、S2都闭合时，灯 L 正常发光。只闭合开关 S1时，电流表的示数为 1.2A,电压表的示数为U1；只闭合开关 S2时,电阻 R2消耗的电功率为 7.2W。当两个开关都断开时，电压表的示数为 U2，电阻 R2消耗的电功率为 1.8W。已知：U1U241。求：（1）电阻 R1的阻值；（2）电源两端电压；（3）灯 L 的额定功率。14.（2013 石景山二模）39工作人员用如图 25 所示装置打捞水中的物体。第一次提体积VA=610-3m3的物体 A 在水中匀速上升的过程中（A 未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为 F1，人拉力的功率为 P1，绳端的速度为 v1，机械效率为 1；第二次提重为 GB=150N 的物体 B 在水中匀速上升的过程中（B 未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为 F2，人拉力的功率为 P2，绳端的速度为 v2，机械效率为 2。已知：功率 P1:P2=2:1，1:2=3:2，物体 AB 的体积 VA:VB=1:2，重力 GA:GB=4:5，四个滑轮质量相等，忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力（g 取 10N/kg）。求：（1）物体 B 所受的浮力 F浮；（2）动滑轮的重 G动；（3）速度 v1、v2的比值。图 25 C A D E M 图 24 S2 R1 R2 S1 L+26 15.（2013 丰台二模）24如图 8 所示，用长度为 10cm 的弹簧将边长为10cm的正方体物块的下表面与底面积为200cm 2的圆柱形容器底部相连，正方体物块竖直压在弹簧上且不与容器壁接触，此时弹簧的长度缩短为2cm；然后向容器内部缓慢倒入水（水不溢出），当弹簧的长度恰好恢复到原长时停止倒水；现将一小铁块轻压在正方体物块上，此时正方体物块刚好没入水中,则铁块的质量为 kg。已知：弹簧弹力 F 与其长度的改变量 x 的关系式为 F=x.100N/m，上述过程中弹簧始终在竖直方向伸缩，且撤去其所受力后，弹簧可以恢复原长。不计弹簧的体积及其所受的浮力，取 g=10N/kg。16.（2013 丰台二模）38如图 21 所示电路，电源两端电压 U 保持不变，闭合开关S1，断开开关 S2，调节滑动变阻器 R2的滑片P使其接入电路的电阻值为其最大值的一半，电压表 V1的示数为 U1，电流表的示数 I1为 0.2A；再调节滑动变阻器 R2滑片 P 至 B 端，电压表 V2的示数为 U2，此时电路消耗的总功率为 2W；闭合开关 S1、S2，电流表的示数 I2为 0.5A。已知U1:U2=6:5，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：（1）电压 U2:U；（2）滑动变阻器的最大阻值 R2。图 8 图 21 R1 S1 P R2 A B L S1 V1 V2 S2 26 17.（2013 丰台二模）39某提升装置中，杠杆 AB 能绕固定点 O 在竖直平面内转动，水平地面上的配重乙通过细绳竖直拉着杠杆 B 端。已知 AO：OB=2：5，配重乙与地面的接触面积为 S 且 S=200cm2。当用动滑轮速提升重 1000N 的物体甲时（甲未浸入水中），竖直向下拉绳子自由端的力为 T1，杠杆在水平位置平衡，此时配重乙对地面的压强为 P1且 P1=3.5104Pa；如果在动滑轮下挂一个质量为动滑轮质量 5 倍的实心物体丙，并把物体丙浸没在水中匀速提升时，如图 22 甲所示，竖直向下拉绳子自由端的力为 T2，T 2的功率随速度变化的关系图像如图 22 乙所示，杠杆始终保持水平平衡。此时配重乙对地面的压强为 P2且 P2=5.6104Pa。如果不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦，图中两个滑轮所质量相同，取 g=10N/kg。求：（1）提升物体甲时滑轮组的机械效率；（保留一位小数）（2）实心物体丙的密度。18.（2013房山二模）22如图 8 所示电路中电源电压保持不变。当表 1 和表 2 均为电压表时，开关 S 闭合后，电压表 V1、V2的示数之比为 712，电阻 R1消耗的电功率为 P1。当表 1和表 2 均为电流表时，开关 S 闭合后，电流表 A1、A2的示数之比为 1621，此时电阻 R2消耗的电功率为 P2。则 P1P2 图 22 乙 20 P/W 40 60 80 0 v/(m/s0.2 0.4 0.1 0.3 O A B 乙 丙 图 22 甲 26 19.（2013房山二模）40（6 分）如图 23 所示电路中，电源电压 U 保持不变。开关 S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片 P 距左端54处，电流表示数为 I1=0.5A，电压表示数为 U1=6.5V，电阻 R2和 R3消耗的电功率为 P1，电阻 R1和 R2消耗的电功率为 P2，电路消耗的总电功率为P；开关 S1、S2闭合，保持滑动变阻器的滑片不动，电路消耗的总电功率为34P。已知：P1：P2=5：6。求：（1）电阻 R1的阻值；（2）电源两端的电压 U；（3）通过开关闭合与断开，调节滑动变阻器的滑片 P，电路消耗的最大电功率与最小电功率之比。20.（2013房山二模）41、用如图 24（1）所示的装置提升重物，水平横梁 AB 固定在支架C 顶端，OA：OB=4：1。横梁 A 端挂一底面积为 S=0.1m2的配重 M，横梁 B 端下挂着由质量相等的四个滑轮组成的滑轮组，用此滑轮组多次提升不同的物体，计算出滑轮组的机械效率，并记入下面的表格。现用滑轮组分别提升甲、乙两个物体：在水面以上提升密度为甲=0.75kg/dm3的甲物体时，绳自由端的拉力为 F1，F1做的功为 W1，配重 M 对地面的压强变化量为 P1；在水面以下提升密度为乙=5.6kg/dm3的乙物体时，绳自由端的拉力为 F2，F2做的功为 W2，配重 M 对地面的压强变化量 P2。F1、F2所做的功随时间变化的关系如图 24（2）所示。已知：甲、乙两物体的体积关系为 V甲=4V乙，提升甲、乙两物体时速度相同。（不计绳的质量、杠杆的质量、轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取 g=10N/kg）求：（1）配重 M 对地面的压强变化量的差 P2P1 （2）滑轮组提升浸没在水中的乙物体时的机械效率。（保留百分号前面一位小数）物重 G/N 60 80 100 180 机械效率 0.75 0.80 0.833 0.90 26 力、电综合题 1.（2013 顺义二模）24有A、B两个密度分别为A、B的实心正方体，它们所受的重力分别为GA和GB，它们的边长之比为 21。将它们如图 14 所示叠放在水平桌面上时，A对B的压强与B对桌面的压强之比为 67。水平桌面上有甲、乙两个圆柱形容器，将物体A和B分别放入甲、乙两容器的液体中，物体A漂浮，有 1/4的体积露出水面。液体静止时，物体A、B所受浮力分别为FA和FB。若水酒精8.0,则FBFA 。24215。2.（2013 顺义二模）38在图 29 所示电路中，电源电压为 9V 且保持不变，小灯泡 L 的额定电流是 0.3A 且灯丝电阻保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。当开关 S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于 a 点时(图中没有标出a、b、c三点的具体位置)，小灯泡正常发光，R1和 R2消耗的电功率分别是 P1a和 P2a；当开关 S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于 b 点时，R1和 R2消耗的电功率分别是 P1b和 P2b；当开关 S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于 c 点时，R1和 R2消耗的电功率分别是 P1c和 P2c，电路的总功率是 10.8W。若 P1aP1bP1c=9481，P2bP2c=29。求：定值电阻 R1和小灯泡灯丝的阻值；滑片位于变阻器 a、b 和 c 点时接入电路的电阻值各多大；（3）滑片位于变阻器 c 点时，电路在 1h 内所消耗的电能。38解：当开关 S1、S2断开，闭合 S3，滑动变阻器的滑片位于 a 点和 b 点时，等效电路如图 1、2 所示；当开关 S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于 c 点时等效电路如图 3 所示。（电 路 图分）-1 1R为定值电阻，由RIP2，81:4:9:21221211212111cbacbacbaIIIRIRIRIPPP 得到9:2:3:1cbaIII 由小灯泡正常发光可得到 Ia=0.3A，AAIIab2.033.0232，图 14 甲 乙 水 酒精 B A S1 R1 S2 S3 R2 26 AAIIac9.033.09391-（1 分）由图 3 和欧姆定律 RUI 可以得到，109.0911AVIURc 由UIP 得，WAVUIPcC1.89.0911 由图 3 和 P总=P1P2 可以得到 P2c=P总P1c10.8W8.1W2.7W 由 P2bP2c=29，WWPPcb6.097.229222 由RUP2，得到307.2)9(222WVPURcc-（1 分）由RIP2，得到152.02.06.022AAWIPRbbb-（1 分）由图 2 可得到：Ib（R1RbRL）=U，由图 1 可以得到:Ia（R1RaRL）=U，1020103.091AVRRIURLaa-（1 分）电路消耗的电能JsVVtRURUWc38880360030)9(10)9()(22212-（1 分）或JsWPtW3888036008.10。说明：其他解法，只要正确，可参照本标准给分。3.（2013 昌平二模）24.如图 10 甲所示，弹簧测力计一端固定，另一端挂一正方体合金块浸没在装有水的圆柱形容器中，容器底部有一个由阀门控制的出水口。打开阀门缓慢放水，此过程中合金块始终不与容器底部接触。弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图 10 乙所示。若弹簧测力计的拉力每改变 1N，弹簧长度就对应改变 1cm,容器底面积是 500cm2,开始时物体上表面距液面5cm,则从开始到打开阀门 20s 时，放出水的质量是 kg。(g 取 10N/kg)11.5 4.（2013 昌平二模）36.如图 22 甲所示是一个装置示意图，正方体 A 作为配重使用，保证杠杆 EOF 始终在水平位置平衡。某同学用这个装置和一个圆柱形密闭容器 D 提取水中的圆柱体 B；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率和密闭容器 D 匀速被提升的距离关系如图 22 乙所示；在提升全过程中，密闭容器 D 上升速度始终保持不变，配重 A 始终没有2015102.091AVRRIURbbL 26 离开地面，每个滑轮的质量都相等。已知密闭容器 D 的底面积为 SD=1.210-2m2,质量为mD=3kg；正方体 A 单独放在水平地面上，对地面的压强为 p0=3104Pa,密闭容器 D 未被提出水面匀速上升和完全提出水面后匀速上升，A 对地面的压强分别为 p1=2.1104 Pa,p2=1.3104 Pa。(不计绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力,不考虑水面高度变化，g 取 10N/kg)求：（1）密闭容器 D 浸没在水中时所受的浮力；（2）动滑轮受到的重力 G0；（3）圆柱体 B 受到的重力；（4）密闭容器 D 完全提出水面后，滑轮组提升圆柱体 B 的机械效率。（百分号前保留整数）36.（1）由图像可得 hD=1m VD=SDhD=1.210-2m21m=1.210-2m3 F浮=水gVD=1103kg/m310N/kg1.210-2m3=120N （1 分）（2）由图像可得 P1=6W，P2=12W 2133212121FFvFvFPP 当 D 在水中匀速上升时，动滑轮及物体 B 和 D 整体、杠杆、定滑轮的受力分析 当 D 在空气中匀速上升时，动滑轮及物体 B 和 D 整体、杠杆、定滑轮的受力分析 乙 0 1 2 3 4 5 6 h/m 3 6 9 12 15 P/W O E F D B A 图 22 甲 FF1 FE1 F E O 2G0 FF1=FF1 4F1 GD G0 3F1 F浮 GB 图（4）图（5）图（6）GD G0 3F2 GB FF2 FE2 F E O 2G0 FF2=FF2 4F2 图（1）图（2）图（3）26 013GGGFFDB浮 023GGGFDB 01124GFFF 02224GFFF （1 分）OFFOEFFE11 OFFOEFFE22 物体 A 单独在地面、D 在水中、D 在空气中的受力分析：AASpNG00；1111EAEAFSpFNG；2222EAEAFSpFNG 由式得 3F1+F浮=3F2 再由2121FF，F浮=120N 及上式可解得 F1=40N F2=80N （1 分）由式可得 2121FFEEFFFF 再由及上式可得 0201212424GFGFSpGSpGAAAA 020120102424GFGFSpSpSpSpAAAA 代入数据解得：G0=10N （1 分）（3）GD=mDg=3kg10N/kg=30N 将 G0=10N，GD=30N，F2=80N 代入式 解得 GB=200N （1 分）（4）%8380320032NNFGWWB总有 FE1FE1 N1 GA FE2FE2 N2 GA N0 GA 图（7）图（8）图（9）26 （或%8310302002000NNNNGGGGWWDBB总有）（1 分）受力分析图正确 1 分（其他解法正确均可相应给分）5.（2013 门头沟区二模）24.甲灯额定电压为 6V，乙灯额定功率为 2W，甲、乙两灯的电阻分别为 R甲和 R乙，且 R甲R乙，并保持不变，将它们以某种方式连接到电压为 UA的电源上时,两灯均正常发光,将它们以另一种方式连接到电压为 UB的电源上时，乙灯正常发光,甲灯的实际功率为额定功率的 4/9，则电源 UA两端的电压为 V。10 6.（2013 门头沟区二模）38.如图 20 所示，电源电压保持不变，小灯泡灯丝电阻不随温度改变。当开关 S1、S2都闭合时，滑动变阻器 R2滑片位于某点 A 时，电压表 V1的示数为 U1，电压表 V2的示数为 U2，电流表的示数为 I1，电阻 R1消耗的电功率为 P1，滑动变阻器消耗的电功率为 PA；当只闭合开关 S1时，滑动变阻器 R2滑片位于某点 B 时，电压表 V1的示数为U1，电压表 V2的示数为 U2，电流表的示数为 I2，电阻 R1消耗的电功率为 P1，滑动变阻器消耗的电功率为 PB，此时小灯泡消耗的功率是其额定功率的四分之一；仍只闭合开关S1，再将滑动变阻器 R2滑片滑至最右端，此时小灯泡恰好正常发光。已知：U1U213，U2U232，PAPB21，P10.4W。请你计算出：（1）I1与 I2的比值；（2）小灯泡的额定电功率；（3）当只闭合开关 S1时，滑动变阻器 R2滑片位于某点 B 时，通电 2min，电路消耗的电能。38解：开关 S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片 P 移到某点 A 时，如图 1 所示；开关 S1闭合 S2断开，滑动变阻器的滑片 P 移到某点 B 时，如图 2 所示；开关 S1闭合 S2断开，滑动变阻器的滑片 P 移到最右端时，如图 3 所示；由图 1、2：U1U213 解得：R1RA13 U2U232，PAPB21 解得：I1:I2=4:3 图 20 R1 L S1 R2 A V1 S1 S2 V2 图 1 U1 U I1 U2 图 2 U I2 RL 2U1P1ULP41图 3 U I3 RL PL 26 BABARIRIPP222112 解得：8RA=9RB 由图 1、2：电源两端电压不变,341121ABLRRRRRII 解得：R1+4RA=3RL+3RB 由式解得：5R1=3RL；由图 1、3：电源两端电压不变,得：321131ALRRRRII 415121231RIRIPPLL 解得：PL=1.5W 由图 1：141111RRRPPA总 解得：P总1=1.6W 由图 1、2：342121UIUIPP总总 解得：P总2=1.2WW=Pt=1.2W120s=144J 7.（2013 门头沟区二模）39.图 21 是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。O 为杠杆 BC 的支点，CO:OB=1:4。配重 E 通过绳子竖直拉着杠杆 C 端，其质量mE=644kg。定滑轮和动滑轮的质量均为 m0。人拉动绳子，通过滑轮组提升浸没在水中的物品。当物体 A 在水面下，小明以拉力 F1匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为 1，配重 E 对地面的压力为 N1；当物体 A 完全离开水面，小明以拉力 F2匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为 2，配重 E 对地面的压力为 N2。已知：GA=950N，2=95%，N1:N2=6:1，绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对物体A 的阻力均可忽略不计，g 取 10N/kg。求：(1)物体在水面下受到的浮力；(2)F1:F2的值(3)1的大小。39.解:分别对物体 A、动滑轮 B、人进行受力分析，如图所示：B C O 图 21 E A GA F浮 FA1 GA=F浮+FA1 GA FA2 GA=FA2 GE F支1=N1 FC1 GE=N1+FC1 E G0+FA1=2F1 2F1 FA1 G0 G0+3F1=FB1 FB1 G0 3F1 FB1 OB=FC1 OC B C O FB1 FC1 G0+FA2=2F2 2F2 FA2 G0 G0+3F2=FB2 FB2 G0 3F2 B C O FB2 FC2 FB2 OB=FC12OC GE F支2=N2 FC2 GE=N2+FC2 E 26 由-式，GA=950N，2=95%，N1:N2=6:1，CO:OB=1:4,GE=6440N，1009502GGGAA 解得：G0=50N F浮=200N；FA1=750N；FA2=950N；F1=400N；F2=500N F1:F2=4:5%75.93161501GFGFGAA浮浮 8.（2013 通州二模）38如图 23 所示，电源两端电压保持不变。当开关 S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时，变阻器连入电路电阻为 RB，此时电流表的示数为 I1，电阻 R2的电功率为 P2，电阻 RB的电功率为 PB；当开关 S1断开、S2闭合时，电流表的示数为 I2，电阻 R2的电功率为 P2；当开关 S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片 P在某一点 C 时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表 V1的示数为 U1，电压表 V2的示数为 U2，电流表的示数为 I3，此时电阻 RC的电功率为 PC。已知 P2:P2=1:4，U1:U2=1:2，I2:I3=4:3。求：（1）I1:I2；（2）PB:PC。38解：4122222122RIRIpp,2121II 1 分 323421322131IIIIII 1 分 由2112221RRURRUIIB 得 21212BRRRR S1 R1 R2 P S2 A B V2 V1 图 23 2 分 S1闭合 S2断开时 图 1 R2 U I1 RB P2 PB 图 2 S1断开 S2闭合时 图 3 S1 S2断开时，U1:U2=1:2 R2 U I3 R1 PC U2 U1 RC 26 34121232RRRURRUIIC 得 341212RRRRRC 21C23C1321RRIRRIUU 得 21C2C1RRRR 解式组成的方程组得：113BCRR 1 分 27443113222321CBCBRIRIPP 1 分 9.（2013 朝阳二模）24将重力为 50N 的物体甲放在水平地面上，细绳的一端系于物体甲上表面的中央，另一端竖直拉着杠杆的 A 端。当把重力为 20N 的圆柱体乙悬挂在杠杆的 B端时，杠杆在水平位置平衡，如图 10 甲所示，此时物体甲对水平地面的压强为 P1。当在物体乙下方加挂物体丙后,如图 10 乙所示，物体甲对水平地面的压强为 P2，压力为 6N。且 P1:P2=5:3，物体丙的重力为 N。2 10.（2013 朝阳二模）39如图 21 所示电路，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电源两端电压保持电压不变。当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片 P 位于 a 端时，三个电阻中的电流分别为 I1、I2和I3，电流表的示数 Ia，滑动变阻器的功率是P3a；当开关 S1闭合，S2、S3断开，滑动变阻器的滑片 P 位于 c 点时，电压表的示数是 9V，电流表的示数是Ic，滑动变阻器的功率是P3c；当开关 S1闭合，S2、S3断开，滑动变阻器的滑片 P 位于 b 端时，电压表的示数是 8V，电流表的示数是Ib。已知：I1I221，I1I331，IbIc0.1A。求：（1）定值电阻 R1和 R2的比值及 R2的阻值；（2）滑动变阻器功率P3a和P3c；（3）电流表的示数 Ia。甲 图 10 乙 O A 甲 B 乙 丙 O A 甲 B 乙 A V R1 R3 P S1 S2 S3 R2 a b 26 39解：解：当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片 P 位于 a 端的等效电路图如图 1 所示；当只闭合开关 S1，滑动变阻器的滑片 P 位于 c 点和 B 端时的等效电路图分别如图 2、图 3 所示。图 1 中三个电阻并联，电压相同，由 I1I221、I1I3 31 和欧姆定律I 可以得到：R1R212 1 分 R1R3a=13 由图 3 可知，R1和R2串联，通过两个电阻的电流相等，由欧姆定律I 可以得到：,U1/U2/（R1/R2）8V1/24V 电源两端电压是 U=U1/U2/4V8V12V 1 分 由图 2 和欧姆定律 UIR，串联电路电流相等，电压关系 UUcU1，U3cUcU2，,解出：U26V，U3c3V，R2R3C=21 由图 2、图 3 和欧姆定律可得：Ic=U/(R1R2R3c),Ib=U/(R1R2),代入已知 IbIc 0.1A 解出：R3c10 R3a 30 R110 R220 1 分 由图 1、图 2 和电功率公式 P 可得：P3a 4.8W 1 分 P3c 0.9W 由电源两端电压和欧姆定律，得到：I1U/R1=12V/101.2A，I2U/R212V/200.6A，I3U/Ra12V/300.4A，三个电阻并联，IaI1I2I31.2A0.6A0.4A2.2A -1 分 U R U R 12V9V U2 1 2 U2 R U2 R3a U R1R2 U R1R2R3c 12V 3R3cR3c Ic U2 R2 R1 图 2 U R3c Uc U1 U3c Ib R2 R1 图 3 U U1/U2/R2 R1 图 1 U R3a I1 I2 I3 U2/R2 U1/R1 UUc U2 R1 R2 R1 R2 U1 U2 1 分 12V 3R3c(12V)2 30 U2 R3C(12V)2 10 26 11.（2013 朝阳二模）40“华天龙号”从海底吊起沉箱后，吊着沉箱航行到半潜驳船“重任 1601 号”旁，把沉箱缓慢放到它的甲板上。半潜驳船启动气泵，把水箱里的海水逐渐排出，沉箱逐渐露出海面。如图 22 甲所示。沉箱的长、宽、高分别 36m、15m、7m，自重为5107N，半驳船的甲板对沉箱的支持力是 F支。沉箱完全露出海面后，把沉箱固定在甲板上，卸去华天伦号拉着沉箱的钢丝绳，通过牵引船把半驳船拉至岸边，安装在岸上的两台绞盘机，把沉箱拉上岸，并继续运到水晶宫。为了保证运输的平稳和减小摩擦，在整个过程中沉箱底部垫着圆柱形的气囊，如图 22 乙所示。移动时 26 个气囊交替使用，把后边不吃力的气囊放气，运到前边垫在沉箱底部后再充气，承担压力。沉箱底部总保持有 16 个气囊。每个气囊都相同，长 15m、直径 1m，能够承受的最大压强是 6105Pa，沉箱处于水平状态时压在每个气囊的受力面积为 S。两台绞盘机拉动两根钢丝绳，通过滑轮组拉动沉箱的两个吊点，匀速水平向水晶宫运动。若每台绞盘机拉动钢丝绳自由端的拉力为 F拉=2.5105N，动滑轮的吊钩对沉箱吊点的拉力是 F吊，钢丝绳自由端移动 S自由端=21m，沉箱移动 S沉箱=1m，拉动过程的机械效率=20%，沉箱移动的阻力是 f。若海水的密度取 1.0103kg/m3,g取 10N/kg,钢丝绳重不计，求：F支，S 和 f。若不能整除，结果保留 1 位小数。（7 分）40解：沉箱露出海面 2m 静止时，沉箱受重力 G沉箱、浮力 F浮、吊钩拉力 F拉和甲板支持力F支，如图 1 所示。F浮=G排=V排海水g 36m15m5m1.0103kg/m310N/kg2.7103N-1 分 F支=G沉箱F浮F拉 5107N2.7103N2107N 3106 N -1 分 在运送过程中，水平匀速运动，沉箱对气囊的压力 F压G沉箱，每个气囊承受压力 F压0G沉箱/165107N/163.125106 N 每个气囊能承受最大压强为 P气囊06105Pa 由压强公式 P=F/S，得到：SF压0/P气囊03.125106N/（6105Pa）5.2m2 -1 分 在拉动过程中，拉力做的总功是 W总2 F拉S自由端 -1 分 拉动沉箱做的有用功 W有用2F吊S沉箱 由机械效率W有用/W总得到：2F吊2F拉S自由端/S沉箱2.5105N21m0.2/1m1.05106N-1 分 沉箱水平方向受到 F吊和阻力 f，并且匀速直线运动，2F吊f。f1.05106N -1 分 图 22 吊钩 半驳船的水箱 半驳船的水箱 沉箱 吊钩 动滑轮 气囊 沉箱 吊点 甲 乙 G沉箱 F拉 F浮 F支 图 1 1 分 26 12.（2013 石景山二模）24.如图 10 所示电源电压 U 不变，灯 L 上标有”12V12W”,忽略温度对灯电阻的影响。当闭合开关 S、断开S1、S2时，将滑动变阻器 R 的滑片 P 从 b 端滑到某一位置时，灯 L恰好正常发光。此过程滑动变阻器 R 接入电路的电阻减小了 6，电流表示数变化了 0.2A。保持滑动变阻器滑片 P 的位置不变，闭合开关 S1、S2，电流表示数与灯 L 正常发光时比较又变化了 2 A。当三个开关 S、S1、S2都闭合时，且保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，电路消耗总功率的最小值为 W。56 13.（2013 石景山二模）38如图 24 所示电路，电源两端电压不变，灯丝电阻不变。开关 S1、S2都闭合时，灯 L 正常发光。只闭合开关 S1时，电流表的示数为 1.2A,电压表的示数为 U1；只闭合开关 S2时,电阻 R2消耗的电功率为 7.2W。当两个开关都断开时，电压表的示数为 U2，电阻 R2消耗的电功率为 1.8W。已知：U1U241。求：（1）电阻 R1的阻值；（2）电源两端电压；（3）灯 L 的额定功率。解：开关都闭合时，等效电路如答图 2 甲所示；只闭合开关 S1时，等效电路如答图 2 乙所示；只闭合开关S2时，等效电路如答图 2 丙所示；开关都断开时，等效电路如答图 2 丁所示。（1）在乙、丁两图中，电阻 R1不变 31II21UU14 ；I341I1411.2A0.3A R2232IPAAW3.03.08.120 总电压 U 一定，13IILRRRR21141 3R1R2RL 在丙、丁两图中，电阻 R2不变 22PP2322IIWW8.12.714；则：32II12 总电压 U 一定：23IILRRRR21221 R2R1RL 解、式得：RLR1R2/2=10 （2）在图乙中，UU1I1R11.2A1012V 图 10 A RL R0 S1 S b a P R S2 V 图 24 S2 R1 R2 S1 L+答图2 R2 RL U 丁 I3 R1 U2 P2=1.8W I1=1.2A R1 U=U1 乙 R1 U R2 RL 甲 R2 丙 P2=7.2W U I2 26 （3）在图甲中，PLL2RUVV101212 14.4W（其它解法同样给分）14.（2013 石景山二模）39工作人员用如图 25 所示装置打捞水中的物体。第一次提体积 VA=610-3m3的物体 A 在水中匀速上升的过程中（A 未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为 F1，人拉力的功率为 P1，绳端的速度为 v1，机械效率为 1；第二次提重为GB=150N 的物体 B 在水中匀速上升的过程中（B 未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为 F2，人拉力的功率为 P2，绳端的速度为v2，机械效率为 2。已知：功率 P1:P2=2:1，1:2=3:2，物体 AB 的体积 VA:VB=1:2，重力 GA:GB=4:5，四个滑轮质量相等，忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力（g 取 10N/kg）。求：（1）物体 B 所受的浮力 F浮；（2）动滑轮的重 G动；（3）速度 v1、v2的比值。解（1）FB浮=液gVB=液g2VA=120N （2）当物体 A 在水中匀速上升时，受力分析如答图 3 甲所示，当物体 B 在水中匀速上升时，受力分析如答图 3 乙所示。AAGF浮A1F+2311）（浮动动AAFGGGF hFGGhFGAAAA浮动浮）（41 BBAGFF浮2 2312）（浮动动BBFGGGF hFGGhFGBBBB浮动浮）（42 图 25 C A D E M 答图 3 甲 答图 3 乙 GA A FA浮 FA1 M 3FM1 FA1 GM GE 2F1 1MF E 2F2 B FA2 3FM2 M FA2 GM GB FB浮 GE 2MFE 26 2321 将 FA浮=液GVA VA=610-3m3 GA:GB=4：5 GB=150N 代入上式，解出：G动=15N （3）23211221PPFFvv （其它解法同样给分）15.（2013 丰台二模）24如图 8 所示，用长度为 10cm 的弹簧将边长为10cm 的正方体物块的下表面与底面积为 200cm 2的圆柱形容器底部相连，正方体物块竖直压在弹簧上且不与容器壁接触，此时弹簧的长度缩短为2cm；然后向容器内部缓慢倒入水（水不溢出），当弹簧的长度恰好恢复到原长时停止倒水；现将一小铁块轻压在正方体物块上，此时正方体物块刚好没入水中,则铁块的质量为 kg。已知：弹簧弹力 F 与其长度的改变量 x 的关系式为 F=x.100N/m，上述过程中弹簧始终在竖直方向伸缩，且撤去其所受力后，弹簧可以恢复原长。不计弹簧的体积及其所受的浮力，取 g=10N/kg。0.3 16.（2013 丰台二模）38如图 21 所示电路，电源两端电压 U 保持不变，闭合开关S1，断开开关 S2，调节滑动变阻器 R2的滑片 P 使其接入电路的电阻值为其最大值的一半，电压表 V1的示数为 U1，电流表的示数 I1为 0.2A；再调节滑动变阻器 R2滑片 P 至 B 端，电压表 V2的示数为 U2，此时电路消耗的总功率为 2W；闭合开关S1、S2，电流表的示数 I2为 0.5A。已知U1:U2=6:5，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：（1）电压 U2:U；（2）滑动变阻器的最大阻值 R2。解：当开关 S 闭合、S2断开，滑动变阻器R2接入电路电阻为其最大值一半时，电路如图甲所示；当开关 S 闭合，断开开关 S1，滑动变阻器 R2的滑片 P 在 B 端时，电路如图乙所示；当开关 S、S1均闭合时，电路如图丙所示。（1）由图甲、丙得：U1=I1RL，U=I2RL，I1=0.2A，I2=0.5A，解得：1UU=25。因 5U16U2，解得2UU=13，由图乙，31112LRRRUU解得：112LRR 图 8 图 21 R1 S1 P R2 A B L S1 V1 V2 S2 丙 I2 L U 甲 I1 R1 L R2/2 U U1 乙 I3 R1 L U U2 26 （2）由图甲得：3221121UUURRRL解得：2R1+R2=3RL 由解得：221LRR 由图乙、丙得：32123LLRRRIIU一定，,I3=AI31322 由图乙，PL=WWP3423232总,242,12)31(342223LLLRRAWIPR 17.（2013 丰台二模）39某提升装置中，杠杆 AB 能绕固定点 O 在竖直平面内转动，水平地面上的配重乙通过细绳竖直拉着杠杆 B 端。已知 AO：OB=2：5，配重乙与地面的接触面积为 S 且 S=200cm2。当用动滑轮速提升重 1000N 的物体甲时（甲未浸入水中），竖直向下拉绳子自由端的力为 T1，杠杆在水平位置平衡，此时配重乙对地面的压强为 P1且 P1=3.5104Pa；如果在动滑轮下挂一个质量为动滑轮质量 5 倍的实心物体丙，并把物体丙浸没在水中匀速提升时，如图 22 甲所示，竖直向下拉绳子自由端的力为 T2，T 2的功率随速度变化的关系图像如图 22 乙所示，杠杆始终保持水平平衡。此时配重乙对地面的压强为 P2且 P2=5.6104Pa。如果不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦，图中两个滑轮所质量相同，取 g=10N/kg。求：（1）提升物体甲时滑轮组的机械效率；（保留一位小数）（2）实心物体丙的密度。39解：（1）当用动滑轮提升物体甲时，以物体 甲和动滑轮为研究对象，受力分析如图 1 所 示；以定滑轮为研究对象，受力分析如图 2 所示；杠杆 A 点、B 点受力分析如图 3 所示；配重乙受力分析如图 4 所示.2T1=G甲+G0 FA1=G0+3 T1 OBBOAAlFlF11 N1+FB1=G乙 NmPaSpN70002.0105.32411 图 22 乙 20 P/W 40 60 80 0 v/(m/s0.2 0.4 0.1 0.3 O A B 乙 丙 图 22 甲 图 1 G0 2T1 G甲 F A 1 3T1 图 2 图 3 A BDO FB1 N1 G乙 图 4 G0 F A 1 F B 1 26 T1=T1 ,FA1=FA1,FB1=FB1 可得 G乙G0=1300N 当物体丙浸没在水中匀速上升时，以物体 丙和动滑轮为研究对象，受力分析如图 5 所 示；以定滑轮为研究对象，受力分析如图 6 所示；杠杆 A 点、B 点受力分析如图 7 所示；配重乙受力分析如图 8 所示.FA2=G0+3 T2 OBBOAAlFlF22 N2+FB2=G乙 NmPaSpN112002.0106.52422 T2=T2 ,FA2=FA2,FB2=FB2 由图像可求 NsmWvPT200/1.0202 可得 5G乙2G0=6800N 解得 G0=100N，G乙=1400N%9.90动甲甲总有GGGWW（2）G丙=5G0=500N 2T2+F浮=G0+G丙 可得 F浮=200N 33302.0/10/100.1200mkgNmkgNgFVV水浮排丙 333/105.202.0/10500mkgmkgNNgVGVm丙 18.（2013房山二模）22如图 8 所示电路中电源电压保持不变。当表 1 和表2 均为电压表时，开关 S 闭合后，电压表 V1、V2的示数之比为 712，电阻 R1消耗的电功率为 P1。当表 1 和表 2 均为电流表时，开关 S 闭合后，电流表 A1、A2的示数之比为 1621，此时电阻 R2消耗的电功率为 P2。则 P1P2 3:64 。19。（2013房山二模）40（6 分）如图图 5 F A 2 3T2 图 6 图 7 A BDO FB2 N2 G乙 图 8 G0 F A 2 F B 2 G0 2T2 G丙 F浮 26 23 所示电路中，电源电压 U 保持不变。开关 S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片 P 距左端54处，电流表示数为 I1=0.5A，电压表示数为 U1=6.5V，电阻 R2和 R3消耗的电功率为 P1，电阻R1和 R2消耗的电功率为 P2，电路消耗的总电功率为 P；开关 S1、S2闭合，保持滑动变阻器的滑片不动，电路消耗的总电功率为34P。已知：P1：P2=5：6。求：（1）电阻 R1的阻值；（2）电源两端的电压 U；（3）通过开关闭合与断开，调节滑动变阻器的滑片 P，电路消耗的最大电功率与最小电功率之比。40（1）R1=5（2）电源电压 U=10V（3）28：13。20。（2013房山二模）41、用如图 24（1）所示的装置提升重物，水平横梁 AB 固定在支架C 顶端，OA：OB=4：1。横梁 A 端挂一底面积为 S=0.1m2的配重 M，横梁 B 端下挂着由质量相等的四个滑轮组成的滑轮组，用此滑轮组多次提升不同的物体，计算出滑轮组的机械效率，并记入下面的表格。现用滑轮组分别提升甲、乙两个物体：在水面以上提升密度为甲=0.75kg/dm3的甲物体时，绳自由端的拉力为 F1，F1做的功为 W1，配重 M 对地面的压强变化量为 P1；在水面以下提升密度为乙=5.6kg/dm3的乙物体时，绳自由端的拉力为 F2，F2做的功为 W2，配重 M 对地面的压强变化量 P2。F1、F2所做的功随时间变化的关系如图 24（2）所示。已知：甲、乙两物体的体积关系为 V甲=4V乙，提升甲、乙两物体时速度相同。（不计绳的质量、杠杆的质量、轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取 g=10N/kg）求：（1）配重 M 对地面的压强变化量的差 P2P1 （2）滑轮组提升浸没在水中的乙物体时的机械效率。（保留百分号前面一位小数）41（1）12PP500Pa（2）95.8%物重 G/N 60 80 100 180 机械效率 0.75 0.80 0.833 0.90