中考计算题型必刷题--2022年初中物理二轮中考备考(word版含答案)

这是一份中考计算题型必刷题--2022年初中物理二轮中考备考(word版含答案)，共31页。试卷主要包含了计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
中考计算题型必刷题
一、计算题
1．外卖小哥的忙碌也体现了现代生活的节奏．若摩托车自身质量为150kg，静止时总着地面积约为240cm2，摩托车牵引力的功率为21kW，某次订单他要把外卖从万达广场送到6km远的西南大学附属小学，若始终以18km/h的速度匀速行驶，求：
（1）在这个过程中摩托车牵引力的大小；
（2）在这个过程中摩托车的牵引力做的功．
2．如图所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，灯泡L电阻为10Ω且保持不变，正常工作时的电压为6V，将R2的滑片P至于b端，先闭合S、S2，电流表示数I=0.12A；再将R2的滑片P至于a端，L正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）最后闭合S1，电流表示数变为I'=0.9A，求R1的阻值；
（3）求滑片P在b时R2的阻值。

3．已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）．求：
（1）完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出多少热量?
（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃?（当地的大气压强为1标准大气压）
4．如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N，当人在B端施加竖直向下的拉力F时，杠杆AB在水平位置平衡，已知人所受到的重力为700N，不计杆重和绳重，请完成下列问题：

(1)画出人所受到的各个力的示意图
(2)求出人在B端施加的竖直向下的拉力F大小；
(3)若些人在B端施加竖直向下的拉力F时，双脚与地面的接触面积为0.04m3，请计算出此人对地面的压强。
5．如图所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“12V 6W”，定值电阻R1=120Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω、1A”，电压表的量程选用“0〜3V”。断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，灯泡刚好正常发光。
(1)将滑片P移到B端，三个开关都闭合，lmin内电路消耗的电能是多少？
(2)断开S1，闭合S和S2，在安全前提下，调节滑片P的过程中，电路消耗的最小功率是多少？

6．小丽需用温度为40 ℃的水泡脚，便把90 ℃的热水与10 kg、 20 ℃的水混合，设混合过程没有热量损失。问：需要90 ℃的热水多少kg？
7．港珠澳大桥由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成，工程完成后，从香港到珠海三个多小时的车程缩短到半个多小时。（海水密度ρ＝1.03×103kg/m3，g＝10N/kg）

（1）海底隧道长5.7km，设计时速为100km/h，求汽车通过隧道所用的时间（汽车长度忽略不计）；
（2）海底隧道是我国首条超大型深埋沉管隧道，实际安装水深45m，求在海底作业的工人承受的海水压强；
（3）海底隧道由33节水泥沉管在海底对接而成，每节沉管长180m，宽38m，高11.4m，约8×104t（按8×104t计算），如图所示，求每节沉管受到的重力；
（4）将如此巨大的沉管直接放入船中运输十分困难，请利用学过的浮力知识，给海水中运输沉管提出一个建议。
8．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V，2.5W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为60Ω，定值电阻R2的阻值为20Ω，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，灯丝电阻不随温度变化，求：
（1）小灯泡L正常发光时的阻值为多少？
（2）当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a点时，小灯泡L恰好正常发光，此时定值电阻R2的电功率为多少？
（3）保证电路安全时，该电路消耗的最小电功率。

9．晓光同学酷爱自行车运动，他测量并记录了自己在一段平直路面上匀速骑行的有关数据。晓光的质量50 kg，自行车的质量15 kg，骑行1.5km用时5min；车子行驶时受到的阻力30N，车轮与地面接触的总面积为25 cm2（g取10 N/kg）。求：
（1）晓光骑行时，自行车对地面的压强是多少？
（2）晓光骑行的速度是多少？
（3）晓光在这段路程骑行时，所做的功和功率各是多少？
10．如图所示，图甲、图乙分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图， R1和R2为发热丝， S1为总开关， S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，丙图为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图像，已知，。求：
型号

容量

额定电压

额定频率

加热功率

保温功率

（1）这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量；
（2）本次工作过程共消耗的电能；
（3）和的阻值。

11．2020年11月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅。
(1)科学家们利用激光测距技术测量月地之间的距离，已知一束激光从激光测距仪发出并射向月球，经过2.53s反射回来，则地球到月球的距离大约是多少千米?
(2)若嫦娥五号探测器在月球上空1万米高度实施软着陆，经历了15分钟，则探测器着陆过程的平均速度为多少千米每小时?
12．工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个正方体物件，绳子通过定滑轮，一端系着物件，另一端拴在汽车上，如图甲所示，汽车拉着物件匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计，g取10N/kg，求：

（1）该物件的质量是多少？
（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为多大？
（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为多少？
13．每天都会有许多全国各地的人民群众，来到天安门广场观看升国旗仪式．天安门广场上的国旗，每天都会准时同太阳一起升起，25000次零失误．这是护卫国旗的战士们，一天一个两万步，两年一个新长征的训练缔造的奇迹．天安门广场上的国旗总重为175N，升旗时(如图)，国旗上升高度为30m，所用时间为2分07秒．求解下列问题：

(1)国旗上升的平均速度是多少？(保留一位小数)
(2)将国旗沿竖直方向匀速升高30m，拉力对国旗做的功是多少？
(3)若某持枪战士总重约为700N，估算该战士站立时对水平地面的压强．
14．如图所示的电路中，电源电压恒定，R1=8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L的额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？

15．如图所示，电源电压U为6V并保持不变，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数0.6A。
（1）灯泡正常发光时灯电功率多大？
（2）滑片P在最右端时，5min内整个电路所消耗的电能是多少焦耳？（小灯泡电阻不变）

16．某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械，其中的一部分结构如图所示，OA是一个均匀钢管，每米长度所受重力为30N，O是转动轴；重物的质量m为150 kg，挂在B处，OB= 1 m；拉力F作用在A点，竖直向上.为维持平衡，钢管OA为多长时所用的拉力最小？这个最小拉力是多少？

17．智能制造是第四次工业革命的核心技术，如图所示是为圆柱体涂抹防护油的智能装置。其外壳是敞口的长方体容器，距容器底面h0处固定一支撑板C，C的中心有一小圈孔，圆柱体放在支撑板C的正中央。长方体的左下角有注油口，防护油能够匀速注入长方体容器内部，当油的深度为0.175m时，圆柱体刚好浮起离开支撑板C。随着液面升高，圆柱体竖直上浮，当油面上升到压力传感器时，停止注油，此时撑杆的P点对圆柱体有20N的竖直向下的压力。已知h0=0.1m，小圆孔面积S0=8×10-3m2，圆柱体底面积S=2×10-2m2，圆柱体重I2N，支撑板C的厚度不计，g取10N/kg。求：
（1）注油前，圆柱体对支撑板C的压强；
（2）圆柱体刚好浮起离开支撑板C时浸入油中的体积；
（3）圆柱体的高度。

18．如图所示电路，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常工作时的电阻；
（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，变阻器R2滑片处于最右端时：电流表示数为多大？电路总功率为多大？
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。

19．在如图所示的电路中，电源电压，小灯泡L标有“4V、1.6W”的字样（电源电压和小灯泡的阻值均保持不变），为定值电阻，滑动变阻器标有 “20Ω 、1A”的字样，电流表A的量程为0~0.6A。求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）当开关闭合断开时，电压表的示数为4V，工作5分钟消耗的电能；
（3）当开关断开闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。

20．如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆质量不计，A端悬挂着物体M，端悬挂着物体N，支点为，。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，高度，横截面积（取，）。求：
（1）物体N的密度；
（2）物体M的质量；
（3）当压力传感器的示数时，求水槽内水的深度。

21．巴蜀中学初2020届同学设计了一款如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB=3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器连在天花板上，下端连在杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，不计杠杆、细杆及连接处的重力。当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg。力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像：

(1)图甲所示的水箱装满水时，水受到的重力为多少N；
(2)物体M的密度为kg/m3；
(3)当向水箱中加入质量为1kg的水时，力传感器的示数大小为F；继续向水箱中加水，则当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对桌面的压力为多少N？
22．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R1的阻值；
（2）求R2的最大阻值；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？

二、综合题
23．如图甲是某款电热水龙头．即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数如表，不考虑温度对电阻丝值的影响，请回答下列问题：
（1）开关与1、2接触时，水龙头放出的水是 （填“温”、“热”）水，此时电路中的电流多大？
（2）水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是多少？
（3）R2的电阻值多大？

产品名称
即热式热水龙头
应用场所
厨房、卫生间
额定功率
温水   2200W
热水   3300W
额定电压
220V
额定频率
50Hz
防触电类型
Ⅰ类（最高等级）

24．将重物从楼下搬到楼上，体重都为400N的小文和小志要把重100N的沙子运到三楼。方案一为小文的办法。学习了滑轮的知识后，小志利用滑轮设计了一个升降装置（方案二），若不计摩擦，请结合题中信息回答下列问题：
（1）方案一中有用功和总功各是多少？
（2）方案二中动滑轮的机械效率是多少？
（3）请你也设计一个升降装置，并说一说你设计的升降装置和方案二比有什么优点？要求：把你设计的装置图画在虚线框内。

25．如图甲所示，高5cm、重4N的长方体物块被弹簧固定在烧杯底部。现向烧杯中缓缓加水，水位高度H随时间变化如图乙所示。（整个过程中，弹簧每受到1N的力，伸长或压缩1cm，弹簧所受的浮力忽略不计。）
(1)t1时刻，弹簧处于______状态，弹簧的原长为______cm；
(2)t1~t2时刻，弹簧的长度变化了______cm，t2时刻物体所受到的浮力为______N；
(3)求物体的密度。( )


1．（1）4200N； （2）2.52×107J
【详解】
（1）．摩托车的速度为v=18km/h=5m/s，牵引力的功率为P=21kW=21000W，根据P=Fv，则摩托车牵引力的大小为：
F===4200N．
（2）．摩托车运动的距离为s=6km=6000m，则摩托车牵引力做的功为：
W=Fs=4200N×6000m=2.52×107J．
答：（1）．在这个过程中摩托车牵引力的大小为4200N；
（2）．在这个过程中摩托车的牵引力做的功为2.52×107J．
2．（1）6V；（2）20Ω；（3）40Ω
【详解】
解：（1）灯泡的额定电流
IL额==0.6A
当S、S2闭合，将R2的滑片P移至a端时，电路为灯泡L的简单电路，此时电源电压与灯泡L两端的电压相等，因为此时灯泡正常发光，所以电源电压
U=UL额=6V
（2）当S、S1、S2闭合，R2的滑片P移至a端时，电阻R1与灯泡L并联，电流表测量干路中的电流，根据并联电路的特点，此时灯泡L不受影响，仍然正常发光，通过灯泡L的电流
IL=IL额=0.6A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以此时R1中的电流
I1=I'-IL=0.9A-0.6A=0.3A
定值电阻R1的阻值

（3）当S、S2闭合，将R2的滑片P移至b端时，滑动变阻器的最大阻值与灯泡L串联，此时电路的总电阻

因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器的最大阻值
R2=R总-RL=50Ω-10Ω=40Ω
答：（1）电源电压是6V；
（2）R1的阻值是20Ω；
（3）滑片P在b时R2的阻值是40Ω。
3．（1）5.32×105J；（2）45℃
【详解】
(1)．完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出的热量：
Q放=Vq=1.4×10-2m3×3.8×107J/m3=5.32×105J；
(2)．由题知，水吸收的热量：
Q吸=Q放×60%=5.32×105J×60%=3.192×105J，
由Q吸=cm△t可得水升高的温度：
△t= ==20℃
水的温度升高到：25℃20℃=45℃
答： (1)．完全燃烧1.4×10-2m3天然气可放出5.32×105J热量；
(2)． 若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到45℃．
4．(1) (2)300N；(3)1×104Pa
【详解】
(1)人受竖直向下的重力，竖直向上的拉力和地面对其向上的支持力，作用点在人的重心，如图所示：

(2)杠杆水平平衡，由杠杆的平衡条件得到
FA×AO=F×BO
F ==300N
(3)人在B端施加竖直向下300N拉力时，由力的作用相互性可知人受到绳子的拉力为
F拉=300N
人受到的地面的支持力
F支=G-F拉=700N-300N=400N
因此，人对地面的压力为
F压=400N
所以，人对地面的压强为
p==1×104Pa
答：(1)见上图；
(2)人在B端施加的竖直向下的拉力F大小为300N；
(3)此人对地面的压强为1×104Pa。
5．(1)432J；(2)0.9W
【详解】
由图知道，当断开S2 ，闭合S和S1 ，滑片P移到B端时，电路中只有灯泡，又因为此时灯泡刚好正常发光，所以，电源电压等于小灯泡的额定电压，即U=UL额=12V；
(1)若将滑片P移到B端，三个开关都闭合，则灯泡L和R1 并联，因为并联电路中各支路两端的电压等于电源电压，所以此时灯泡仍然正常发光，即灯泡的功率是：PL =6W，
所以lmin内电路消耗的电能是
W=WL+WR=PLt+=6W×60s+=360J+72J=432J；
(2)由图知道，当断开S1，闭合S和S2时，R1与滑动变阻器R2 串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，由P=UI知道，电路的电流越小，电路消耗的功率就越小。
由于电压表的量程选用的是“0~3V”，所以电压表示数最大为3V，由串联分压规律可知，此时滑动变阻器接入电阻值最大，又因为串联电路电流处处相等，
所以，由欧姆定律知道

即

即变阻器接入电路的最大阻值是R2 =40Ω；
此时电路中有最小电流是
Imin = =0.075A
       
故电路消耗的最小功率是
Pmin =UImin =12V×0.075A=0.9W。
6．4 kg
【详解】
设需要90℃的热水质量为m1，20℃水质量为m2，由题意得：Q吸=Q放，所以，
c1m1Δt1=c2m2△t2
因c1=c2，所以

答：需要90 ℃的热水4kg。
7．（1）0.057h；（2）4.635×105Pa；（3）8×108N；（4）见解析
【详解】
解：（1）汽车通过隧道所用的时间

（2）工人承受的海水压强
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×45m=4.635×105Pa
（3）每节沉管受到的重力

（4）将沉管放入水中用船拖行；将沉管两端暂时密封，放入水中，用船拖行；在水泥沉管上捆绑一些空心密闭的金属箱，用船拖行．通过增大排开液体的体积来增大浮力。
答：（1）汽车通过隧道所用的时间是0.057h；
（2）在海底作业的工人承受的海水压强是4.635×105Pa；
（3）每节沉管受到的重力是8×108N；
（4）见解析。
8．（1）10Ω；（2）1.25W；（3）0.5W
【详解】
解：（1）小灯泡L正常发光时的阻值

（2）当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a点时，R2与L并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L恰好正常发光，所以，电源的电压5V，此时定值电阻R2的电功率

（3）当只闭合S1、S3时R1与R2串联，当只闭合S2、S3时R1与L串联，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表的示数U滑=3V时，R2或L两端的电压分别为
U2=U-U滑=5V-3V=2V
UL′=U-U滑=5V-3V=2V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为


当电路中的电流为0.1A时，电路消耗的总功率最小，则电路消耗的最小功率
P小=UI1=5V×0.1A=0.5W
答：（1）小灯泡L正常发光时的阻值为10Ω；
（2）定值电阻R2的电功率为1.25W；
（3）保证电路安全时，该电路消耗的最小电功率为0.5W。
9．（1）；（2）5m/s；（3）45000J，150W
【详解】
解：（1）自行车对地面的压力为

根据可知，自行车对地面的压强是

（2）由可知，晓光骑行的速度

（3）因为自行车匀速直线运动，根据二力平衡知识可知

自行车所做的功为

功率为

答：（1）晓光骑行时，自行车对地面的压强是；
（2）晓光骑行的速度是5m/s；
（3）晓光在这段路程骑行时，所做的功为45000J，功率为150W。
10．（1）；（2）；（3），
【详解】
解：（1）满壶水的质量为

此过程加热满壶水吸收的热量为

（2）由图可知，加热时间为

保温时间为

本次工作消耗电能

（3）当S1闭合，S2接1时电路只有R2接入电路，电路处于加热状态
由

得

当S1闭合，S2接2时电路中R1与R2串联接入电路，电路处于保温状态，同理可得


答：（1）这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量为；
（2）本次工作过程共消耗的电能；
（3）R1的阻值，R2的阻值。
11．(1)；(2)40
【详解】
(1)光在空气中的传播速度比在真空中的传播速度略小，为，由题意根据可知光的传播距离

则地球到月球的距离大约

(2)探测器着陆过程的平均速度

答：(1)地球到月球的距离大约是；
(2)探测器着陆过程的平均速度为40千米每小时。
12．（1）250kg；（2）1250N；（3）5×103Pa
【详解】
解：
（1）由图乙可知，h=5.5m时，拉力达到最大且不再变化，说明物件完全露出水面，则

物件的质量为：

（2）由图知，底面距离水底的高度h达到5m以前，拉力不变，说明物体浸没，则浸没时浮力为：

（3）由图乙可知，高度h达到5m时开始露出水面，达到5.5m时离开水面，所以正方体物件的边长为：

则物体下表面的深度为0.5m，所以物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为：

答：（1）该物件的质量是250kg；
（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为1250N；
（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为5×103Pa。
13．0.2m/s 5250J 1×104Pa
【详解】
分析：（1）已知时间和路程，利用速度公式可以求出速度；
（2）根据功的公式，求出拉力所做的功．
（3）利用公式可以求出战士站立时对水平地面的压强．
解答：(1)国旗上升的时间为2分07秒，即t =127s国旗上升的平均速度 ；
(2)国旗匀速上升过程中拉力做的功；
(3)战士双脚与地面的接触面积约 (合理即可)，战士对水平地面的压强 ；
故答案为（1）0.2m/s；     （2）5250J；     （3）．
14．（1）6V；（2）1W；（3）2~8Ω
【详解】
解：（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，L和R1串联，电流表测电流，电压表测L电压，灯泡L正常发光，所以灯额定电压2V，R1电压为
U1=I1R1=0.5A×8Ω=4V
总电压
U=4V+2V=6V
（2）灯泡L的额定功率
PL=ULI1=2V×0.5A=1W
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，R2和R1串联，电流表测电流，电压表测R2电压，当电流为最大值0.6A时，R2接入电路的阻值最小，为

电压表示数为3V时，R2接入电路的阻值最大，R1电压
U1'=U-U3=6V-3V=3V
两电阻分压相同，此时R2电阻应该和R1相同，为8Ω，R2接入电路的阻值范围2~8Ω。
答：（1）电源电压6V；
（2）灯泡L的额定功率1W；
（3）R2接入电路的阻值范围2~8Ω。
15．（1）3.6W；（2）540J
【详解】
解：（1）当滑片P移至最左端时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，则灯泡正常发光时的功率
P=UI=6V×0.6A=3.6W
（2）灯泡的电阻

滑片P在最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，5min内整个电路所消耗的电能

答：（1）灯泡正常发光时灯电功率为3.6W；
（2）滑片P在最右端时，5min内整个电路所消耗的电能是540J。
16．10m，300N
【详解】
由题意可知，杠杆的动力为F，动力臂为OA，阻力分别是重物G物和钢管的重力G钢管，阻力臂分别是OB和，重物的重力

钢管的重力

由杠杆平衡条件 可得

则

得：

移项得

由于钢管的长度OA是确定的只有一个，所以该方程只能取一个解，因此应该让根的判别式b2-4ac等于0，因为当b2-4ac=0时，方程有两个相等的实数根，即有一个解，
则

则

得F=300N
将F=300N代入方程

解得OA=10m
答：为维持平衡，钢管OA为10m长时所用的拉力最小，这个最小拉力是300N。
17．（1）1000Pa；（2）1.5×10-3；（3）0.2m
【详解】
解：（1）注油前，圆柱体对支撑板的压力等于圆柱体的重力，那么对支撑板的压强

（2）圆柱体刚好浮起离开支撑板时，浸入油中的深度
h2=h1-h0=0.175m-0.1m=0.075m
则浸入油中的体积
V排1=Sh2=2×10-2m2×0.075m=1.5×10-3m3
（3）圆柱体刚好浮起离开支撑板时，所受的浮力等于其重力，即
F浮1=G=12N
据阿基米德原理知，油的密度

停止注油时，圆柱体受到撑杆向下的压力、竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用处于静止状态，此时所受浮力
F浮2=G+F压=12N+20N=32N
据阿基米德原理知，此圆柱体的体积与排开油的体积相等，那么圆柱体的体积

所以圆柱体的高度

答：（1）注油前，圆柱体对支撑板C的压强为600Pa；
（2）圆柱体刚好浮起离开支撑板C时浸入油中的体积为1.5×10-3m3；
（3）圆柱体的高度为0.2m。
18．（1）6Ω；（2）0.75A，3.375W；（3）3Ω~12Ω
【详解】
解：（1）根据得，灯泡正常工作时电阻

（2）当开关 S、S1、S2闭合，S3断开时，灯泡 L被短路，定值电阻 R1与滑动变阻器R2并联，当滑片处于最右端时,滑动变阻器R2的阻值最大为15Ω，此时通过 R1的电流

通过滑动变阻器R2的电流

电路中的总电流，即电流表示数为
I=I1+I2=0.45A+0.3A=0.75A
此时电路总功率
P总=UI=4.5V×0.75A=3.375W
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R1断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压，灯泡的额定电流

因为灯泡额定电流I额=0.5A，电流表量程为 0~3A，滑动变阻器标有“15Ω 1A”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为
I最大=I额=0.5A
此时滑动变阻器 R2阻值最小，则电路最小总电阻

滑动变阻器R2最小阻值
R2最小=R最小-RL=9Ω-6Ω=3Ω
因为电压表量程为 0~3V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为 U2=3V 时，此时滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流

滑动变阻器R2最大阻值

综上所述滑动变阻器R2的取值范围为 3Ω～12Ω。
答：（1）灯泡正常工作时电阻为6Ω；
（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电流表示数为0.75A，电路总功率为3.375W；
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围为 3Ω~12Ω。
19．（1）10Ω；（2）240J；（3）
【详解】
解（1）小灯泡的电阻为

（2）当开关闭合断开时，电阻与小灯泡L串联，电压表V测量的是小灯泡两端的电压，电阻两端的电压

流过的电流

工作5分钟消耗的电能

（3）当开关断开闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联。小灯泡的额定电流

滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，灯泡允许通过的最大电流0.4A，此时电路允许通过的最大电流，小灯泡的最大功率

当滑动变阻器阻值最大时，整个电路的电阻

此时通过小灯泡的最小电流

小灯泡的最小功率

答：（1）小灯泡L的电阻为10Ω；
（2）工作5分钟消耗的电能为240J；
（3）小灯泡电功率的变化范围为。
20．（1）2×103kg/m3；（2）16kg；（3）0.5m
【详解】
解：（1）由题意知，物体N的体积
V2=SH=20×10-4m2×1m=2×10-3m3
密度

（2）将物体M、N分别挂在杠杆的A、B端时，M对压力传感器的压力为零，N对水槽底部的压力为零，则杠杆在水平位置平衡，据杠杆的平衡条件知
m1g⋅AO=m2g⋅BO
即
m1⋅AO=4kg⋅4AO
解得，物体M的质量
m1=16kg
（3）当压力传感器的示数F=40N时，压力传感器对M的支持力为40N，则M对杠杆A端的拉力
F1=G1-F=m1g-F=16kg×10N/kg-40N=120N
设N对杠杆B端的拉力为F2，据杠杆平衡条件有
F1⋅OA=F2⋅4OA
即

此时N受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的拉力的作用，处于静止，所以浮力
F浮=m2g-F2=4kg×10N/kg-30N=10N
据阿基米德原理知，N排开水的体积

此时水未将N浸没，则水槽内水的深度

答：（1）物体N的密度ρ为2×103kg/m3；
（2）物体M的质量m1为16kg；
（3）水槽内水的深度h为0.5m。
21．(1) 30N；(2)；(3) 38N
【详解】
(1)根据题意知道，当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg，所以，水受到的重力是

(2)由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），压力传感器受到的拉力FA＝6N，由杠杆的平衡条件F1l1＝F2 l 2知道

所以

即物体M的质量是

水箱中水质量为0~1kg时，压力传感器受到的拉力为6N不变，此时M没有受到浮力作用，即水箱中水质量为1kg时，液面恰在M下表面处。
水箱中水质量为1~2kg时，压力传感器受到的拉力先变小后变大。变小时，M受到向上浮力作用逐渐变大，M对杠杆OAB的B端有向下的拉力逐渐变小；压力传感器受到的拉力为零时，M受到向上浮力等于M重力作用，M对杠杆OAB的作用力为零；继续加水时，M受到向上浮力逐渐变大， M重力不变，M对杠杆OAB的B端向上的支持力逐渐大。
水箱中水质量为2~3kg时，压力传感器受到的拉力为24N不变，即B端受到M对杠杆OAB力不再变化，则此时M完全浸入由杠杆的平衡条件可知

所以

以M为研究对象，M此时受到浮力为

所以M的体积为

物体M的密度为

(3)由图乙可知，加入质量为1kg的水时，力传感器的示数大小为6N，当加入质量为2kg的水时，力传感器的示数大小为24N，即为加入质量为1kg的水时力传感器的示数的4倍。由第二问可知，此时B端受到M对杠杆OAB向上的8N的力。
将水箱、加入水箱的水、浮块整体作为研究对象，杠杆OAB对整体由向下的8N的压力，则水箱此时对桌面的压力为

答：(1)水箱装满水时，水受到的重力为30N；
(2)物体M的密度为；
(3)当向水箱中加入质量为1kg的水时，力传感器的示数大小为F；则当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对桌面的压力为38N。
22．（1）8Ω；（2）10Ω；（3）8Ω；0.28125W
【详解】
（1）由题意知，闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。则R1的阻值为

（2）由题意，结合图甲和图乙可知，滑动变阻器滑动触头从a端移动到b端的过程中，电路中的总电阻增大，电流减小，当滑动变阻器滑片滑到b端时，电压表V1的示数为1.2V，电压表V2的示数为2.7V。则此时加在滑动变阻器两端的电压为
U4=U2-U3=2.7V-1.2V=1.5V
此时电路中的电流为0.15A，则R2的最大阻值为

（3）当滑动变阻器的滑片在a端时，可知

当滑动变阻器的滑片在b端时，可知

由以上两式子联立可得U=3V，R0=2Ω。可知，电源的电压为3V。
同时闭合S1和S2，电阻R0被短路，此时电路中只有R1和R2串联接入电路，R2的电功率为

当R2的阻值为8Ω时，P取得最大值，最大值为0.28125W。
答：（1）R1的阻值为8Ω；
（2）R2的最大阻值为10Ω；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为8Ω时，R2的电功率最大；R2电功率的最大值是0.28125W。
23．（1）温；10A（2）1.65×105J；（3） 44Ω
【详解】
解：（1）开关接1、2时，电阻R1单独接入电路，连入电阻较大，由可知电功率较小，为低温档，所以水龙头放出的水是温水；电路中的电流为

（2）开关接2、3时，电阻R1、R2并联，连入电阻较小，由可知电功率较大，为高温档，水龙头放出的水是热水，P热水=3300W，正常工作50s，消耗的电能为
W=P热水t=3300W×50s=1.65×105J
（3）由P=UI得，两电阻并联时干电流为

通过R2的电流为
I2=I﹣I1=15A﹣10A=5A
由欧姆定律得，R2的电阻值为

答：（1）开关与1、2接触时，水龙头放出的水是温水，此时电路中的电流为10A；
（2）水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是1.65×105J；
（3）R2的电阻值是44Ω。
24．（1）600J，3120J；（2）76.9%；（3）
【详解】
解：（1）方案一，运沙子时做的有用功
W有用=G沙h=100N×2×3m=600J
克服人的体重和桶的自重做的功为额外功
W额外=(G桶+G人)h=(20N+400N)×2×3m=2520J
总功为
W总=W额外+W有用=2520J+600J=3120J
（2）方案二中，运沙子时的有用功不变，克服动滑轮重和桶的自重做的功为额外功，则
W′额外=(G桶+G动)h=(20N+10N)×2×3m=180J
所做的总功
W′总=W′额外+W有用=180J+600J=780J
则方案二中动滑轮的机械效率

（3）可利用定滑轮将泥桶提上去，和方案二比不用克服动滑轮的自重做额外功，机械效率高，还可改力的方向，如图所示：


答：（1）方案一种有用功为600J，总功为3120J；
（2）方案二中动滑轮的机械效率为76.9%；
（3）可利用定滑轮将泥桶提上去。如上图。
25．     压缩     9     10     10     0.4×103kg/m3
【详解】
向烧杯中缓缓加水，水位高度H随时间变化如图乙所示；由图乙和题意可知，0﹣t1时间内，水从容器底部逐渐上升至长方体的下表面，即在t1时刻恰好浸没弹簧；t1﹣t2时间内，水从长方体下表面上升至恰好与上表面齐平，即在t2时刻长方体恰好浸没；在t2时刻以后长方体均浸没在液体中；

(1)[1][2]在t1时刻，物块处于静止状态，弹簧受到长方体的压力
F压＝G＝4N
所以弹簧处于压缩状态，则弹簧的压缩量
ΔL＝＝4cm
由图乙可知，此时弹簧的长度为L1＝5cm，则弹簧的原长
L＝L1+ΔL＝5cm+4cm＝9cm
(2)[3][4]由图乙可知，在t1时刻的水深h1＝5cm，t2时刻的水深h2＝20cm，已知长方体的高度h＝5cm，则t1~t2时刻，弹簧的长度变化量
ΔL′＝(h2﹣h)﹣L1＝(20cm﹣5cm)﹣5cm＝10cm
当弹簧自然伸长（即弹簧的长度为原长）时，此时物体漂浮，此时弹簧的长度L＝9cm；当长方体全部浸没时，由图乙可知，弹簧的长度为
L2＝h2﹣h＝20cm﹣5cm＝15cm
则长方体从漂浮到浸没时弹簧伸长的长度
ΔL′′＝L2﹣L＝15cm﹣9cm＝6cm
t2时刻弹簧对物体向下的拉力
F拉＝＝6N
t2时刻物体所受到的浮力
F浮＝F拉+G＝6N+4N＝10N
(3)[5]长方体浸没时，由阿基米德原理可得，物体的体积
V＝V排＝＝1×10-3m3
则物体的密度
ρ＝＝0.4×103kg/m3