2024中考物理三轮突破12检测综合计算（力、热、电、电磁）习题含答案

这是一份2024中考物理三轮突破12检测综合计算（力、热、电、电磁）习题含答案，共50页。

1．一辆箱货轻卡，满载货物时的重力是5.5×104 N，发动机的提供的牵引力为4500 N时，轻卡能够沿平直的公路匀速行驶，通过15 km的路程所用的时间是0.2 h（g取10 N/kg），求：
（1）这辆轻卡能否通过如图所示的石板桥？
（2）轻卡在匀速行驶的过程中所受阻力是多大？
（3）轻卡匀速行驶的速度是多大？
2．滑动摩擦力的大小与物体间的压力和接触面的粗糙程度有关，在物理学中，可以用公式f＝μF N来计算滑动摩擦力的大小，其中f表示摩擦力，F N表示压力，μ是描述接触面粗糙程度的物理量，叫动摩擦因数。如图所示，粗糙的水平桌面上有一滑块甲，通过细绳绕过定滑轮，细绳的另一端悬挂一小球乙。已知甲、乙都做匀速直线运动，甲、乙的质量分别为100 g、40 g。（不计滑轮与细绳间的摩擦，g＝10 N/kg）
（1）求绳子的拉力大小。
（2）求滑块与桌面间的动摩擦因数μ的大小。
3．一辆质量为2 t，容积为5 m3的鲜奶运输车，装满密度为1.04×103 kg/m3的牛奶后，在平直公路上匀速行驶时，受到的摩擦力为总重的0.2倍。求：（g取10 N/kg）
（1）运输车装满牛奶后，地面对汽车的支持力；
（2）汽车的牵引力的大小。
4．一艘质量为2000 t的货轮沉没在主航道60 m深的水底。相关部门派出满载排水量为4000 t的打捞船进行打捞。经过现场勘探后得知沉船排开水的体积为1500 m3，决定采用浮筒打捞法（利用充满水的钢制浮筒靠自重下沉，在水下充气将筒内水排出，借助浮力将沉船浮出水面）进行打捞。若打捞时所用钢制浮筒体积为200 m3，浮筒充气排水后的质量为30 t。（水的密度为1.0×103 kgm3，g取10 N/kg）求：
（1）60 m深的水底受到水的压强；
（2）打捞船满载时受到的浮力；
（3）要成功打捞沉船，至少需要多少个浮筒？
5．小文同学借助力传感开关为自家太阳能热水器设计向水箱注水的自动控制简易装置。装置示意图如图所示，太阳能热水器水箱储水空间是底面积0.4 m2，高0.6 m的长方体。考虑既充分利用太阳能又节约用水，小文设计水箱储水量最少不少于0.04 m3，最大不超过0.16 m3（图中未标注最大和最少水位）。
力传感开关通过细绳在水箱内悬挂一根细长的圆柱形控制棒，并根据受到的细绳拉力大小打开水泵开关向水箱注水，或者断开水泵开关停止向水箱注水，水泵开关状态与细绳拉力大小的关系如表所示。
已知控制棒重G＝18 N，密度ρ＝1.5×103 kg/m3。不计细绳质量与体积，计算储水量时控制棒排水体积忽略不计，水的密度ρ0＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。小文完成设计和安装，自动控制简易装置按照设计正常工作。求：
（1）水箱底受到水的最大压强；
（2）控制棒排开水的最小体积；
（3）控制棒的长度。
6．我国生产的无人机世界领先，应用领域广泛。如图甲所示为深受广大航拍爱好者喜爱的“YU﹣2”型无人机，如表是有关它的一些飞行参数。根据表中资料信息。求：
（1）无人机在空中悬停时受到的升力F。
（2）无人机以最大速度匀速上升100 m，空气阻力忽略不计，升力对无人机做功的功率P。
（3）无人机在空中A点接收到自动返航指令后，将从A点沿ABCD航线自动返回至起点D，如图乙所示。假设无人机在各段航线上均以相应的最大速度匀速航行，它从A点返回至D点所需的时间t。
7．小亮为探究金属做成的轮船能浮在水面的原因。他找到一块实心立方体金属块，用测力计测出金属块的重力为27 N，把它放入盛水的圆柱形容器中，金属块沉底，水面深度由15 cm升高到20 cm，容器底面积为200 cm2。然后他把这个金属块加工成船型（加工过程中质量和体积不变），成功漂浮在水面上。（ρ水＝1.0×103 kg/m3）求：
（1）水深20 cm时，水对容器底的压强及金属块沉底静止时，金属块对容器底的压强；
（2）沉底与漂浮两次排开水的体积差。
8．一质量为600 g，密度为0.6 g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为400 cm2容器的水中，如图所示，求：
（1）木块所受的浮力大小是多少？
（2）将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了多少？
9．如图所示，一立方体物块静止在水平地面上，已知物块的边长L＝0.1 m，密度ρ＝2.7×103 kg/m3，水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg。
（1）求物块的质量；
（2）求物块对水平地面的压强；
（3）把物块放入足够多的水中，求物块静止时受到的浮力大小。
10．3月23日因巨型货轮“长赐”号在苏伊士运河新航道搁浅，导致苏伊士运河“瘫痪”，引发广泛关注。“长赐”号长约400 m，宽约59 m，满载时总质量为2.2×105 t，吃水深度16 m（是指船舶浸入水下部分的最大深度），是目前营运的巨型船舶之一。标准集装箱的尺寸约为：12 m（长）×2.5 m（宽）×2.4 m（高）。ρ海水＝1.03×103 kg/m3。g＝10 N/kg，求：
（1）一个集装箱总质量为30 t，平放在水平地面上，集装箱对地面的压强p1。
（2）满载时船底受到海水的压强p2。
（3）满载时船受到的浮力F浮。
11．如图甲所示，用弹簧测力计拉着一正方体物块处于静止状态，弹簧测力计的示数F为20 N，物块的边长为0.1 m。A、B两容器分别装有等高的水和酒精，容器液面高度比物块边长高，如图乙、丙所示。现将物块先后缓慢浸入 A、B两容器的液体中，当物块刚好浸没时，A、B两容器中弹簧测力计示数分别为F1和F2，且F1：F2＝5：6。（g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3）求：
（1）物块的质量；
（2）物块浸没在水中时所受浮力大小；
（3）酒精的密度；
（4）已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍。若物块浸没到水中后，水面升高了2 cm，此时水对容器底部的压强为1.7×103 Pa，则物块浸没到酒精中时，酒精对B容器底部的压强。
12．在探究影响浮力大小因素的实验中，老师提供了横截面积为20 cm2的金属圆柱体如图甲所示。小明将圆柱体通过细线（体积和质量均不计）悬挂于弹簧测力计上，如图乙所示，静止时弹簧测力计的示数为2 N。他将圆柱体慢慢放入水中。如图丙所示，当圆柱体有一半体积浸入水中时，弹簧测力计示数为1.2 N。（g＝10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3）
（1）将圆柱体竖直放于水平地面上时，求水平地面受到的压强。
（2）求圆柱体的体积。
（3）求圆柱体的密度。
13．小明参加社区志愿服务，利用斜面将箱子匀速推到车上，如图甲所示。已知斜面高1.2 m，长3 m，箱子的重力为300 N，小明施加的沿斜面向上的推力是200 N，箱子沿斜面向上运动的s﹣t图象如图乙所示。求：
（1）推力做功的功率；
（2）斜面对箱子摩擦力的大小。
14．随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20 s内用塔吊将质量为2500 kg的混凝土预制件匀速提升了6 m。若这个混凝土预制件的密度为2.2×103 kg/m3。g取10 N/kg，通过计算回答：
（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少立方米？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？
15．如图所示，利用滑轮把重为300 N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动10 m，物体升高了6 m，所用时间为10 s，该装置的机械效率为75%，绳子自由端拉力为F，其方向始终与斜面平行，求在此过程中：
（1）拉力做的有用功；
（2）拉力的大小；
（3）拉力的功率。
16．某建筑工人的重力为800 N，双脚与地面的接触面积是500 cm2，该工人通过如图所示的滑轮组在10 s内将建材匀速提升2 m，此过程中工人对绳自由端的拉力为300 N，已知动滑轮的重力为80 N，不计绳重及轮与轴的摩擦。试求：
（1）该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强是多少？
（2）该工人对绳子自由端拉力的功率是多少？
（3）如果绳子承受的拉力足够大，该工人用此滑轮组最大能够提起多重的物体？
17．如图甲所示的轻质杠杆，O为支点。用细线将质量为4 kg、密度为4.0 g/cm3的物体P悬挂在A点，同时在B点施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用细线将密度为3.0 g/cm3的物体Q悬挂在支点O的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡。如图乙所示，测得杠杆左、右侧的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在未知液体和水中，重新调节杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′。已知ρ水＝1.0 g/cm3，g＝10 N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠杆足够长，在调节过程中P、Q始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：
（1）力F的大小；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力；
（3）未知液体的密度。
18．现有一个满偏电流Ig（即允许通过的最大电流）为6 mA的灵敏电流计G，其内阻Rg为10 Ω，小明同学利用所学的物理知识将该电流计G改装成了一个既可以测电流也可以测电压的多用电表，改装的电路图如图所示。求：
（1）该电流计G的满偏电压（即灵敏电流计G指针偏转到最大刻度对应的电压）；
（2）接 A、B接线柱，多用电表可作量程为0.6 A的电流表使用，电阻R1的阻值大小（保留一位小数）；
（3）接 A、C接线柱，多用电表可作量程为3 V的电压表使用，电阻R2的阻值大小。
19．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T），磁感应强度B越大表明磁场越强；B＝0表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题：
（1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3 V，则此时电流表的示数为多少A？（需要写过程）
（2）闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04 A时，电压表的示数为6 V，由图象得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为多少T？（需要写过程）
（3）实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的 无关；
（4）实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路R1中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，从而影响电流表的示数。若让滑动变阻器R1的滑片向右移动，此时电流表示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。请你再提供一种改变磁感应强度的方法 。
20．亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映被测温度变化的电路。其电路原理图如图甲所示。电压表量程为0～3V，R0是定值电阻，R0＝300 Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后，当环境温度为40 ℃时，电压表的示数为2.4 V，求：
（1）当环境温度为40 ℃时，通过R0的电流；
（2）电源电压；
（3）当被测温度为80 ℃时，电压表的示数。
21．如图所示的电路图中，电阻R1的阻值为10 Ω；小明通过改变开关S1和S2的状态，发现电流表最大示数是0.9 A，而将S1闭合，S2接B时，电流表是0.3 A。
求：
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）R1通电时的最小功率。
22．如图甲所示的电路，电源电压5 V保持不变。小灯泡L标有“4 V”字样，其部分I﹣U关系图像如图乙所示。滑动变阻器R1标有“20 Ω 1 A”的字样，定值电阻R2＝20 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5 A时，此时滑动变阻器R1消耗的电功率是多少？
（3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？
23．如图所示的电路中，电源电压为12 V保持不变，R2＝30 Ω，小灯泡L上标有“12 V 6 W”的字样（不考虑灯丝电阻的变化），求：
（1）当开关S1、S2均断开时，电流表示数为0.2 A，R1的阻值；
（2）当开关S1、S2均断开时，通电15 s小灯泡消耗的电能；
（3）整个电路消耗的最大功率。
24．小明家中有一个标有“220 V 2200 W”的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计）改装了电路，如图，开关S1可以同时与a、b相连，或只与c相连，使其有高温和低温两挡。求：
（1）R0的阻值。
（2）改装前，正常加热1分钟产生的热量。
（3）改装后，正常工作时，水龙头分别处于高温挡与低温挡时R0的电功率之比为4：1，请计算出高温挡时的总电功率。
25．图甲为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生热。同时，被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热，从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。
（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过 的方法获得的，食物内能的增加是通过 的方法获得的。（两空均选填“做功”或“热传递”）
某款电磁炉性能参数如下表所示
根据上表数据计算：
（2）在1个标准大气压下，一锅体积为2 L，温度为20 ℃的水烧开需要吸收多少热量？【水的比热容为4.2×103 J/（kg•℃）】
（3）若电磁炉正常工作时，烧开上问锅中的水最多需要多少时间？（不计锅吸热及热散失）
26．在工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图所示，g＝10 N/kg，求：
（1）如果“塔吊”将质量为300 kg的重物先竖直匀速向上吊起1 m，又沿水平方向移动重物0.5m，在此过程中，“塔吊”对重物做了多少功？
（2）此“塔吊”配置的电动机线圈电阻为0.4 Ω，当两端加220 V电压时，通过线圈的电流为50 A，在60 s内“塔吊”把另一重物向上吊起20 m，这次工作中“塔吊”的机械效率为80%，则该电动机消耗的电能是 J，线圈产生的热量是 J。
（3）被吊重物的质量为多少？
27．图甲是物理科技小组设计的汽车超载记录仪模拟装置。控制电路电压U控为可调电压，通过调节电压可改变汽车超载的压力。其中压敏电阻R1的阻值与压力的关系如图乙所示。工作电路电压U工＝15 V，指示灯L标有“9 V 0.3 A”的字样，开关S断开时，灯L正常工作。现闭合开关S，将R2的滑片移至最左端，当超载压力为10 N时，R0与R1两端的电压比U0：U1＝1：4，此时电磁铁刚好能吸合衔铁，电控照相机拍摄到违规车辆。求：
（1）指示灯L正常发光100 s产生的热量；
（2）继电器线圈的电阻R0的阻值；
（3）当电磁铁吸合衔铁时，若R3消耗的功率为5 W，求电控照相机的功率；
（4）保持R2的滑片在最左端位置不变，现调节控制电路电压，使超载压力设为20 N，此时压敏电阻R1的电压为3 V，电功率为P1；将R2的滑片移至最右端时，R1的电功率为P1′，电路的总功率为P总，R0的电功率为P0。已知P1′：P1＝4：9，P总：P0＝6：1，此时控制电路的电压。
28．桥式起重机在工业生产上有广泛应用，如图是某桥式起重机的示意图，水平横梁M N架在轨道A和B上，电动机D可沿横梁左右移动，电动机铭牌上标有：额定电压220 V，额定功率2.2 kW，线圈电阻4 Ω。（g＝10 N/kg，不计电动机工作的摩擦）
（1）某次电动机正常工作时，通过滑轮组，将质量为700 kg的零件，在20 s内匀速吊高4 m。求：
①这段时间内电动机消耗的电能及电流通过电动机线圈产生的热量；
②滑轮组的机械效率。
（2）若横梁长度为L，横梁的重力不计，电动机、滑轮、钢丝绳及零件的总重力为G，电动机吊着零件从M点出发并开始计时，以水平速度v匀速运动到 N点，请推导出横梁对轨道A的压力F与时间t的关系式。
29．小伟同学为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：电源电压4.5 V，定值电阻R0＝6 Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电压表量程为0～3 V，改装后用于显示被测人体重（踏板重力不计）。求：
（1）体重计不站人时，电路的电流；
（2）电压表读数为2 V时，压敏电阻1 min产生的热量；
（3）压敏电阻R功率最大时，所测人的体重。
30．某同学乘坐小区电梯时，发现电梯超载会自动报警，喜好钻研的他对电梯的自动报警现象设计了如图甲电路进行研究。电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示。
（1）甲图中，当水杯中的水量达到“超载”状态，电路中 （选填“绿灯亮”、“电铃响”或“绿灯亮同时电铃响”）。
（2）一个质量为50千克的小区居民搭载电梯从地面回到五楼的家，已知每层楼高3米，电梯对该居民做的功是多少焦？
（3）小区电梯超载报警的Rx﹣F图像如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力。当压力F2＝1×104牛时，电梯报警，则此电梯限载多少人？（设每人质量为50千克）
31．如图甲为小园同学设计的水箱水量预警装置电路设计图圆柱体水箱底面积S＝0.45米2，高H＝10米，浮球质量为3千克，永久磁铁质量为2千克。干簧管是一种磁敏开关，其工作原理如图乙，当永久磁铁靠近干簧管时，簧片的触点部位会被磁力吸引而吸合；当永久磁铁远离干簧管，磁场减弱后，簧片由于本身的弹性而释放断开。当水箱水面高度高于8米或低于2米时，相应的干簧管簧片触点会一直吸合，电路中对应的预警灯亮，发出预警。
已知电源电压U＝6伏，红灯规格为“6伏1.2瓦”，绿灯规格为“6伏0.6瓦”。
（1）图中滑轮的作用是 。
（2）求完成该实验浮球的最小体积。（g取10 N/kg）
（3）图丙表示水箱内每秒放水的体积（秒流量）与水位高h的关系。当水箱装满水后，闭合开关的同时从出水口开始放水，到恰好放水完毕，断开开关，整个过程电路消耗的电能。（干簧管电阻忽略不计）
32．某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15 V，定值电阻R0＝10 Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40 cm，阻值为20 Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。金属弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80 N，高60 cm，底面积为100 cm2。当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力
F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。闭合开关S。求：
（1）当水位处于位置A时，M受到的浮力；
（2）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？
（3）水位降至位置B时，电压表的示数是多少？（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）
33．常用的密度计使用时需要较多待测液体（如图甲）。小明设计了一台只需少量待测液体就能直接测量其密度大小的简易密度仪（如图乙）。其工作原理为：桶中无液体时，滑片P指向A处；测量时，将待测液体加满小桶，装有滑轮和滑片P的滑块向下移动x，弹簧弹力增加F，待滑块稳定后闭合开关S，就能从已标注相应密度值的电流表刻度盘上读出待测液体密度。电源电压U0恒为6伏，定值电阻R0的阻值为12欧，电流表量程为0～0.6安，小桶的容积为10厘米3，粗细均匀的电阻丝AB总长为20厘米，其阻值随长度变化如表。F与x的关系如图丙所示。（不计摩擦，桶距底座高度足够）。
（1）闭合开关S，滑片P在A点和B点时，电流表示数分别为Ia、Ib，则Ia、Ib的大小关系是 。
（2）某次测量时，电流表示数为0.2安，则所测液体密度为多少克/厘米3？
（3）为了方便在电流表的表盘上标注对应的密度值，需根据上述信息，分析密度与电流的关系并确定量程。
①写出密度ρ与电流I的关系式：ρ＝ 。
②该密度仪能测量的最大密度为 克/厘米3。
34．物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪，如图甲所示，它主要是由探头A和控制盒B构成，A、B之间用有绝缘皮的细导线相连。探头A是一个装配有压敏电阻Rx的圆柱体，压敏电阻Rx所受压力等于圆柱体底部所受压力。圆柱体底面积为1×10﹣3 m2、高0.05 m、重3 N，工作时底部始终与水平面相平。A、B之间的电路连接如图乙所示，电源电压恒为12 V，当压敏电阻Rx受到的压力达到最大值800 N时，电路中的电流为10 mA，报警器（电阻不计）开始报警。正常工作时，压敏电阻Rx阻值随压力F的变化规律如图丙所示。（不考虑大气压强的影响，细导线重力与体积均不计，湖水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）。
（1）探头A的密度是多少？
（2）为保证压敏电阻Rx受到的压力达到最大值时报警器能正常报警，接入电路的定值电阻R0阻值为多大？
（3）小组同学将该装置带到湖面进行测量，当探头A在细导线的牵引下，下沉到湖中某深度处时，电压表示数是8 V，求此处的深度和此时细导线对探头A的拉力。
参考答案
1．【解析】（1）根据G＝mg可知，轻卡满载货物时的质量为m=Gg=5.5×104N10N/kg=5.5×103kg=5.5t，小于标志牌6 t的质量标志，则该卡车能通过这座石板桥；
（2）轻卡在平直公路上匀速行驶时，水平方向上受牵引力F牵＝4500 N和阻力f，依据平衡条件则有：f＝F牵＝4500 N；
（3）已知轻卡匀速通过s＝15 km所用的时间t＝0.2 h，则匀速行驶的速度v=st=15km0.2ℎ=75 km/h。
【答案】（1）这辆轻卡能通过如图所示的石板桥；
（2）轻卡在匀速行驶的过程中所受阻力是4500 N；
（3）轻卡匀速行驶的速度是75 km/h。
2．【解析】（1）乙的重力：G乙＝m乙g＝0.04 kg×10 N/kg＝0.4 N，
由于乙做匀速直线运动，受到拉力F和重力的作用，F＝G乙＝0.4 N，
根据物体间力的作用是相互的，所以绳子对甲的拉力也为0.4 N；
（2）甲的重力G甲＝m甲g＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N，
甲对桌面的压力F N＝G甲＝1 N，
由于甲做匀速直线运动，甲受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则摩擦力f＝F＝G乙＝0.4 N，
因为f＝μF N，
所以滑块与桌面间的动摩擦因数：
μ=fFN=0.4N1N=0.4。
【答案】（1）绳子的拉力大小为0.4 N；
（2）滑块与桌面间的动摩擦因数μ的大小为0.4。
3．【解析】（1）运输车的质量为2吨，运输车空载时自重：
G车＝m车g＝2×103 kg×10 N/kg＝2×104 N；
运输车装满牛奶后，牛奶的体积：V牛奶＝V＝5 m3，
由ρ=mV可得，牛奶的质量：
m牛奶＝ρ牛奶V牛奶＝1.04×103 kg/m3×5 m3＝5.2×103 kg，
牛奶的重力：G牛奶＝m牛奶g＝5.2×103 kg×10 N/kg＝5.2×104 N；
因运输车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，地面对汽车的支持力和汽车的总重力是一对平衡力，
所以，地面对汽车的支持力：
F支持＝G总＝G车+G牛奶＝2×104 N+5.2×104 N＝7.2×104 N；
（3）汽车装满牛奶后行驶时受到的阻力：
f＝0.2G总＝0.2×7.2×104 N＝1.44×104 N，
因运输车在平直公路上匀速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，汽车装满牛奶后行驶时牵引力：F＝f＝1.44×103 N。
【答案】（1）运输车装满牛奶后，地面对汽车的支持力为7.2×104 N；
（2）汽车装满牛奶后行驶时牵引力的大小为1.44×104 N。
4．【解析】（1）60m深的水底受到水的压强：p＝ρgh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×60 m＝6×105 Pa；
（2）根据阿基米德原理可得，打捞船满载时受到的浮力：
F浮＝G排＝m排g＝4000×103 kg×10 N/kg＝4×107 N；
（3）沉船受到的重力：
G沉船＝m沉船g＝2000×103kg×10 N/kg＝2×107 N，
沉船受到的浮力：
F浮沉＝G排沉＝ρgV排沉＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×1500m3＝1.5×107 N；
则打捞沉船需要的拉力：F＝G沉船﹣F浮沉＝2×107 N﹣1.5×107 N＝5×106 N，
浮筒充气排水后的重力：G0＝m0g＝30×103kg×10 N/kg＝3×105 N，
浮筒沉入水底受到的浮力：F浮0＝G排0＝ρ水V排0g＝1.0×103 kg/m3×200 m3×10 N/kg＝2×106 N，
每个浮筒能提供的向上的拉力：F拉＝F浮0﹣G0＝2×106 N﹣3×105 N＝1.7×106 N，
需要浮筒个数：n=FF拉=5×106N1.7×106N≈2.9，
则最少需要3个浮筒才能把沉船打捞起来。
【答案】（1）60 m深的水底受到水的压强为6×105 Pa；
（2）打捞船满载时受到的浮力4×107 N；
（3）要成功打捞沉船，至少需要3个浮筒。
5．【解析】（1）当水箱中储水量最大时水最深，由V＝Sh可得，水箱中水的最大深度：
h最大=V最大S水箱=，
所以水箱底受到水的最大压强：
p最大＝ρ0gh最大＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m＝4000 Pa；
（2）控制棒悬挂在水箱中时，受到细绳拉力、浮力与其重力平衡，所以F+F浮＝G，
控制棒重力一定，当拉力最大为16 N时，受到的浮力最小，
F浮最小＝G﹣F最大＝18 N﹣16 N＝2 N，
由F浮＝ρ液gV排可得，控制棒排开水的最小体积：
V排最小=F浮最小ρ0g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣4 m3；
（3）水箱中水的最小深度：h最小=V最小S水箱= m，
水箱中最大水量和最小水量时水的高度差△h＝h最大﹣h最小＝0.4 m﹣0.1 m＝0.3 m，
细绳拉力F最大时，F最大+F浮最小＝G，
细绳拉力F最小时，F最小+F浮最大＝G，
所以：F最小+F浮最大＝F最大+F浮最小，
即：F浮最大﹣F浮最小＝F最大﹣F最小，
所以：△F浮＝F最大﹣F最小＝16 N﹣8 N＝8 N，
由阿基米德原理可得：△F浮＝ρ0g△V排＝ρ0gS△h，
所以控制棒的横截面积S=△F浮ρ0g△ℎ=8N1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=83×10﹣3 m2，
由G＝mg＝ρVg可得，控制棒的体积：
V=Gρg=18N1.5×103kg/m3×10N/kg=1.2×10﹣3 m3，
所以控制棒的长度：
L=VS=1.2×10−3m383×10−3m2=0.45 m。
【答案】（1）水箱底受到水的最大压强为4000 Pa；
（2）控制棒排开水的最小体积为2×10﹣4 m3；
（3）控制棒的长度为0.45 m。
6．【解析】（1）无人机的重力：G＝mg＝1100×10﹣3 kg×10 N/kg＝11 N；
因为无人机在空中悬停时处于平衡状态，此时无人机受到的重力和升力是一对平衡力，所以无人机在空中悬停时受到的升力：F＝G＝11 N；
（2）由表中数据可知，无人机的最大上升速度为4 m/s，因为此过程中无人机做匀速直线运动，所以此时无人机受到的升力与重力还是一对平衡力，即F＝G＝11 N，
因此升力对无人机做功的功率：P=Wt=Fst=Fv＝11 N×4 m/s＝44 W；
（3）图乙可知，无人机在空中A点接收到自动返航指令后，从A点沿ABCD航线自动返回至起点D的过程中，先从A到B上升300 m﹣200 m＝100 m，再从B到C水平飞行900 m﹣100 m＝800 m，再从C到D下降300 m，
由表中数据可知，无人机的最大上升速度为4m/s，则无人机以最大速度从A到B匀速上升100 m所需要的时间：tAB=sABvAB=100m4m/s=25 s，
由表中数据可知，无人机的最大水平飞行速度为20 m/s，则无人机以最大速度水平匀速从B到C匀飞行升800 m所需要的时间：tBC=sBCvBC=800m20m/s=40 s，
由表中数据可知，无人机的最大下降速度为3m/s，则无人机以最大速度匀速下降300 m所需要的时间：tCD=sCDvCD=300m3m/s=100 s，
则无人机从A点返回至D点所需的时间：t＝tAB+tBC+tCD＝25 s+40 s+100 s＝165 s。
【答案】（1）无人机在空中悬停时受到的升力F为11 N；
（2）无人机以最大速度匀速上升100 m，空气阻力忽略不计，升力对无人机做功的功率P为44 W；
（3）无人机在各段航线上均以相应的最大速度匀速航行时从A点返回至D点所需的时间t为165 s。
7．【解析】（1）水深20 cm时，水对容器底的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10﹣2 m＝2000 Pa；
金属块的体积：V＝V排＝SΔh＝200×10﹣4 m 2×（20﹣15）×10﹣2 m＝10﹣3 m3，
金属块的边长：L=3V=310−3m3=0.1 m，
金属块沉底静止时受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×10﹣3m3＝10 N，
金属块对容器底的压力：F＝F支＝G﹣F浮＝27 N﹣10 N＝17 N，
金属块对容器底的压强：p=FS=FL2=17N0.1m×0.1m=1700 Pa；
（2）漂浮时金属块受到的浮力等于自身的重力，此时金属块浸入水中的体积：V′=F浮′ρ水g=Gρ水g=27N1.0×103kg/m3×10N/kg=2.7×10﹣3 m3，
沉底与漂浮两次排开水的体积差：ΔV＝V′﹣V＝2.7×10﹣3 m3﹣10﹣3 m3＝1.7×10﹣3 m3。
【答案】（1）水深20 cm时，水对容器底的压强为2000 Pa，金属块沉底静止时，金属块对容器底的压强为1700 Pa；
（2）沉底与漂浮两次排开水的体积差为1.7×10﹣3 m3。
8．【解析】（1）正方体木块的体积：
V=m1ρ1=600 g0.6 g/cm3=1000 cm3＝1×10﹣3 m3，
木块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10﹣3 m3＝10 N；
（2）由G＝mg可得，木块的重力：
G1＝m1g＝0.6 kg×10 N/kg＝6 N，
将细线剪断后，木块静止时，木块漂浮，此时木块受到的浮力F浮＝G1＝6 N；
由F浮＝ρ液gV排得，木块漂浮时排开水的体积：
V排=F浮ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10﹣4 m3；
所以液面下降的深度为：
△h=△V排S=V−V排S=1×10−3m−6×10−4m3400×10−4m2=0.01 m；
则容器底部受到水的压强减少量：
△p＝ρ水g△h＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m＝100 Pa。
【答案】（1）木块所受的浮力大小10 N；
（2）将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了100 Pa。
9．【解析】（1）物块的体积：V＝L3＝（0.1 m）3＝0.001 m3；
根据ρ=mV可得，物块的质量：m＝ρV＝2.7×103 kg/m3×0.001 m3＝2.7 kg；
（2）立方体物块静止在水平地面上，则物块对水平地面的压力：
F＝G＝mg＝2.7 kg×10 N/kg＝27 N，
物块的底面积：S＝L2＝（0.1 m）2＝0.01 m2；
物块对水平地面的压强：p=FS=27N0.01m2=2700 Pa；
（3）由于物块密度ρ＝2.7×103 kg/m3＞水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，
所以，物块在水中将下沉，静止时浸没在水中，
则物块受到的浮力：F浮＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3＝10 N。
【答案】（1）物块的质量为2.7 kg；
（2）物块对水平地面的压强为2700 Pa；
（3）把物块放入足够多的水中，物块静止时受到的浮力大小为10 N。
10．【解析】（1）集装箱对水平地面的压力F＝G＝mg＝30 t×10 N/kg＝3×104 kg×10 N/kg＝3×105 N；
集装箱在水平地面上的受力面积S＝ab＝12 m×2.5 m＝30 m2；
集装箱对水平地面的压强p=FS=3×105N30m2=1×104 Pa；
（2）船底所受海水的压强：
p＝ρ海水gh＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×16 m＝1.648×105 Pa；
（3）轮船满载时的总质量为2.2×105 t＝2.2×108 kg，
满载时总重：G总＝mg＝2.2×108 kg×10 N/kg＝2.2×109 N，
因为轮船漂浮，所以F浮＝G总＝2.2×109 N。
【答案】（1）集装箱对地面的压强是1×104 Pa；
（2）满载时船底受到海水的压强是1.648×105 Pa；
（3）满载时船受到的浮力是2.2×109 N。
11．【解析】（1）如图甲，物块的重力是20 N，则物块的质量m=Gg=20N10N/kg=2 kg。
（2）物块的边长为a＝0.1 m，则物块的体积V＝a3＝（0.1m）3＝0.001m3，
物块浸没在水中受到的浮力F浮水＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3＝10 N。
（3）物块浸没在水中弹簧测力计示数F1＝G﹣F浮水＝20 N﹣10 N＝10 N，
物块浸没在水中弹簧测力计示数F2＝G﹣F浮酒＝20 N﹣F浮酒，
因为F1：F2＝5：6，
则，10N20N−F浮酒=56，
则物块浸没在酒精中受到的浮力F浮酒＝8 N，
由阿基米德原理得，F浮酒＝ρ水gV排＝ρ水gV，
8 N＝ρ酒×10 N/kg×0.001 m3，
酒精的密度ρ酒＝0.8×103 kg/m3。
（4）若物块浸没到水中后，此时水对容器底部的压强为1.7×103 Pa，
根据液体压强公式得，则此时容器中水的深度h=pρ水g=1.7×103Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.17m，
物块浸没到水中后，水面升高了△h水＝2 cm＝0.02 m，
则A容器中原来水的深度h0＝h﹣△h水＝0.17 m﹣0.02 m＝0.15 m，
A和B容器中液体深度相同，则酒精深度为h0＝0.15 m。
已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍，设B容器的底面积是S，则A容器底面积是2.5 S，
设物块浸没在酒精中，酒精升高的高度是△h酒，
则，2.5S×△h水＝S×△h酒，
则，2.5S×0.02 m＝S×△h酒，
则，酒精升高的高度是△h酒＝0.05 m，
B容器中酒精深度h'＝h0+△h酒＝0.15 m+0.05 m＝0.2 m，
酒精对B容器底的压强p'＝ρ酒gh'＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m＝1.6×103 Pa。
【答案】（1）物块的质量是2 kg；
（2）物块浸没在水中时所受浮力是10 N；
（3）酒精的密度是0.8×103 kg/m3；
（4）酒精对B容器底部的压强是1.6×103 Pa。
12．【解析】（1）圆柱体的对水平地面的压力F＝G＝2 N；
圆柱体的横截面积S＝20 cm2＝2×10﹣3 m2；
圆柱体对水平地面的压强p=FS=2N2×10−3m2=1000 Pa；
（2）当圆柱体有一半体积浸入水中时，圆柱体受到的浮力F浮＝G﹣F拉＝2 N﹣1.2 N＝0.8 N；
圆柱体一半的体积V排=F浮ρ水g=0.8N1×10−3kg/m3×10N/kg=8×10﹣5 m3；
圆柱体的体积V＝2V排＝2×8×10﹣5 m3＝1.6×10﹣4 m3；
（3）圆柱体的质量m=Gg=2N10N/kg=0.2 kg；
圆柱体的密度ρ=mV=0.2kg1.6×10−4m3=1.25×103 kg/m3。
【答案】（1）将圆柱体竖直放于水平地面上时，水平地面受到的压强为1000 Pa；
（2）圆柱体的体积为1.6×10﹣4 m3；
（3）圆柱体的密度为1.25×103 kg/m3。
13．【解析】（1）由图乙可知，小明推动箱子沿斜面向上匀速运动，小明推动箱子的速度v=st=1.8m6s=0.3m/s，推力做功的功率P=Wt=Fst=Fv＝200 N×0.3 m/s＝60 W；
（2）小明沿斜面向上推动箱子，小明对箱子的推力做的功是总功，克服箱子重力做的功是有用功，克服斜面对箱子的摩擦力做的功是额外功，斜面对箱子的支持力不做功，推力做的总功W总＝Fs＝200 N×3 m＝600 J，有用功W有＝Gh＝300 N×1.2 m＝360 J，额外功W额外＝W总﹣W有＝600 J﹣360 J＝240 J，斜面对箱子的摩擦力f=W额外s=240J3m=80 N。
【答案】（1）推力做功的功率是60 W；
（2）斜面对箱子的摩擦力是80 N。
14．【解析】（1）它受到的重力G＝mg＝2500 kg×10 N/kg＝2.5×104 N，
（2）由ρ=mV可得，它的体积：
V=mρ土=2500kg2.2×103kg/m3≈1.14 m3，
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做功：
W＝Gh＝2.5×104 N×6 m＝1.5×105 J，
（4）塔吊对它做功的功率P=Wt=1.5×105J20s=7.5×103 W。
【答案】（1）它受到的重力是2.5×104 N；
（2）它的体积是1.14 m3；
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了1.5×105 J的功；
（4）塔吊对它做功的功率是7.5×103 W。
15．【解析】已知问题重力G＝300 N，物体升高高度h＝6 m，物体沿斜面向上移动的距离s′＝10 m，所用时间t＝10 s。
（1）根据题意拉力做的有用功：
W有＝Gh＝300 N×6 m＝1800 J；
（2）由η=W有W总=75%得总功：
W总=W有75%=1800J75%=2400 J，
由图可知，动滑轮上绳子的段数n＝2，则绳子端移动的距离s＝2 s′＝2×10 m＝20 m，
由W总＝Fs得拉力：
F=W总s=2400J20m=120 N；
（3）拉力做功的功率：
P=W总t=2400J10s=240 W。
【答案】（1）拉力做的有用功为1800 J；
（2）拉力的大小为120 N；
（3）拉力的功率为240 W。
16．【解析】（1）因为工人双脚站立在水平地面上没拉绳子，所以F＝G＝800 N，
则人对水平地面的压强p=FS=800N500×10−4m2=1.6×104 Pa；
（2）因为提起动滑轮绳子的股数n＝2，所以s＝2 h＝2×2 m＝4 m，
拉力做的功W＝Fs＝300 N×4m＝1200 J，
则拉力的功率P=Wt=1200J10s=120 W；
（3）人向下拉绳子时，所能施加的最大拉力等于人自身的重力，即F最大＝G＝800 N，
因为不计绳重及轮与轴的摩擦，根据F=12（G+G动）可知：G最大＝2F﹣G动＝2×800 N﹣80 N＝1520 N。
【答案】（1）该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强是1.6×104 Pa；
（2）该工人对绳子自由端拉力的功率是120 W；
（3）如果绳子承受的拉力足够大，该工人用此滑轮组最大能够提起1520 N重的物体。
17．【解析】（1）由题知，OA：OB＝1：2，A点受到P的拉力大小等于P的重力，
根据杠杆的平衡条件有：F×OB＝GP×OA＝mPg×OA，
所以F=OAOB×mPg=12×4 kg×10 N/kg＝20 N；
（2）由ρ=mV可得，物体P的体积：
VP=mPρP=4kg4.0×103kg/m3=10﹣3 m3，
物体P浸没在水中，V排P＝VP，
受到水的浮力F浮＝ρ水gVP＝1.0×103 kg/m3×10﹣3 m3×10 N/kg＝10 N；
（3）图乙中，将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，左、右侧的力臂大小分别为L1和L2时，杠杆水平平衡，
根据G＝mg＝ρVg和F浮＝ρ液gV排可得，Q对杠杆拉力：
FQ＝GQ﹣F浮Q＝ρQVQg﹣ρ液gVQ＝（ρQ﹣ρ液）gVQ，
同理：P对杠杆的拉力：
FP＝GP﹣F浮P＝ρPVPg﹣ρ水gVP＝（ρP﹣ρ水）gVP，
根据杠杆的平衡条件有：FQL1＝FPL2，
即：（ρQ﹣ρ液）gVQL1＝（ρP﹣ρ水）gVPL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
将P、Q分别浸没在未知液体和水中，即P、Q对调，重新调节杠杆仍能水平平衡，杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′时，杠杆平衡，
P对杠杆的拉力F：
FP′＝GP﹣F浮P′＝ρPVPg﹣ρ液gVP＝（ρP﹣ρ液）gVP，
Q对杠杆拉力：
FQ′＝GQ﹣F浮Q′＝ρQVQg﹣ρ水gVQ＝（ρQ﹣ρ水）gVQ，
根据杠杆的平衡条件有：FQ′L1′＝FP′L2′，
即：（ρP﹣ρ液）gVPL1′＝（ρQ﹣ρ水）gVQ L2′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①×②化简得：
（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）L1L1′＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水）L2 L2′，
由题知，L1L1′＝3L2L2′，代入上式可得：
3（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水），
3（3.0 g/cm3﹣ρ液）（4.0 g/cm3﹣ρ液）＝（4.0 g/cm3﹣1.0 g/cm3）（3.0 g/cm3﹣1.0 g/cm3），
解得：ρ液＝2.0 g/cm3或ρ液＝5.0 g/cm3，
因为P、Q始终未露出液面且杠杆有拉力，所以P、Q的密度大于水和液体的密度，故ρ液＝5.0 g/cm3不合题意。
【答案】（1）力F的大小为20 N；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力为10 N；
（3）未知液体的密度为2.0 g/cm3。
18．【解析】（1）该电流计G的满偏电压：Ug＝IgRg＝6×10﹣3 A×10 Ω＝0.06 V；
（2）接A、B接线柱时，改装成量程为0.6 A的电流表，电阻R1和电流表G并联，
因并联电路干路电流等于各支路电流之和，则干路电流最大为0.6 A时，通过电阻R1的电流：I1＝I﹣Ig＝0.6 A﹣0.006 A＝0.594 A，
由欧姆定律可得电阻R1的阻值：R1=UgI1=≈0.1 Ω；
（2）接A、C接线柱时，改装成量程为3 V的电压表，电阻R1和电流表G先并联，再和电阻R2串联，
因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，则A、C两端电压最大为3 V时，串联电阻R2两端的电压：U2＝U﹣Ug＝3 V﹣0.06 V＝2.94 V，
由于R1与电流表G并联，则A、C两端电压最大为3 V时，通过电阻R2的电流（干路电流）最大为0.6 A；
由欧姆定律得电阻R2的阻值：R2=U2I= Ω。
【答案】（1）该电流计G的满偏电压为0.06 V；
（2）接A、B接线柱时，电阻R1的阻值为0.1 Ω；
（3）接A、C接线柱时，电阻R2的阻值为4.9 Ω。
19．【解析】（1）图2中的乙电路中R与R2串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流；由图2可知，当S1断开，S2闭合时，螺线管没有磁性，由图1可知，当磁敏电阻R周围没有磁场时（B＝0），其阻值R＝100Ω，根据欧姆定律得，电流表的示数为
I=UR=3V100Ω=0.03 A；
（2）闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04 A时，电压表的示数为6 V，由I=UR可得，此时磁敏电阻的阻值为
R=U′I′=6V0.04A=150 Ω，
由图1知，此时的磁感应强度为0.3 T；
（3）小刚将电源的正负极对调，螺线管的磁极发生变化（磁场的方向发生变化）；发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，也就是磁敏电阻的阻值不变。这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关；
（4）闭合S1和S2，将R1的滑片向右滑动，滑动变阻器的电阻变大，故通过电磁铁的电流会减小，磁性变弱，由图象可知磁敏电阻R的阻值会减小，根据欧姆定律可知，右侧电路中的电流变大，即电流表示数变大；已知磁敏电阻的大小随磁场强弱的变化而变化，所以可以通过改变通电螺线管中线圈匝数改变螺线管的磁性强弱，即改变磁感应强度。
【答案】（1）电流表的示数为0.03 A；
（2）此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为0.3 T；
（3）方向；
（4）变大；线圈匝数。
20．【解析】由甲电路图可知，R1与R0串联，电压表测R0两端电压。
（1）环境温度为40 ℃时电压表的示数为2.4 V，根据欧姆定律可得通过R0的电流：I0=U0R0=2.4V300Ω=0.008 A；
（2）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻R1＝200 Ω，
串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得此时R1两端的电压：U1＝IR1＝0.008 A×200 Ω＝1.6 V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝U0+U1＝2.4 V+1.6 V＝4 V；
（3）由图乙可知，环境温度80 ℃时，R1的阻值为100 Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I′=UR0+R1′=4V300Ω+100Ω=0.01 A，
此时电压表的示数为：U1′＝I′R0＝0.01×300 Ω＝3 V。
【答案】（1）当环境温度为40 ℃时，通过R0的电流为0.008 A；
（2）电源电压为4 V；
（3）当被测温度为80 ℃时，电压表的示数为3 V。
21．【解析】（1）当S1闭合，S2接B时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，
由欧姆定律可知，电源电压：
U＝I1R1＝0.3 A×10 Ω＝3 V；
（2）由欧姆定律可知，在电源电压一定时，电路中的电阻越小，电路中的电流越大，
分析电路图可知，当S1闭合，S2接A时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，电流最大，电流表测干路电流，
由并联电路的特点可知，此时R1的电压和电流都不变，
由并联电路的电流特点可知，此时通过R2的电流：
I2＝I﹣I1＝0.9 A﹣0.3 A＝0.6 A，
由欧姆定律可知，R2的阻值：
R2=UI2=3V0.6A=5 Ω；
（3）由P＝UI＝I2R可知，通过R1的电流最小时，R1的功率最小，由欧姆定律可知，此时电路中的电阻最大，
分析电路图可知，当S1断开，S2接B时，R1、R2串联，电路中的电阻最大，电流最小，电流表测电路中的电流，
由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：
R＝R1+R2＝10 Ω+5 Ω＝15 Ω，
电路中的最小电流：
I小=UR总=3V15Ω=0.2 A，
则R1通电时的最小功率：
P1＝I小2R1＝（0.2 A）2×10 Ω＝0.4 W。
【答案】（1）电源电压为3 V；
（2）R2的阻值为5 Ω；
（3）R1通电时的最小功率为0.4 W。
22．【解析】（1）小灯泡L标有“4 V”字样，则小灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为4 V，从图乙可知，小灯泡正常发光时通过灯泡的电流IL＝0.4 A，根据欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻RL=ULIL=4V0.4A=10 Ω；
（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5 A时，由于变阻器和R2并联，则电流表测总电流I＝0.5 A，
根据欧姆定律可知通过R2的电流，
I2=UR2=5V20Ω=0.25 A；
由并联电路电流的规律，通过动变阻器R1的电流：
I1＝0.5 A﹣0.25 A＝0.25 A，
此时滑动变阻器R1消耗的电功率P1＝UI1＝5 V×0.25 A＝1.25 W；
（3）只闭合开关S和S1，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，从图乙可知，小灯泡正常发光时通过灯泡的电流IL＝0.4 A，
电流表量程为0～0.6 A，根据串联电路电流的规律可知，电路中的最大电流为I最大＝0.4 A，
此时灯正常发光，由欧姆定律和电阻的串联规律，变阻器有最小阻值；
由串联电路电压的规律和欧姆定律，滑动变阻器R1的最小阻值：
R滑小=UI最大−RL=5V0.4A−10 Ω＝2.5 Ω；
因电压表的量程为0～3 V，电压表的最大示数为U最大＝3 V时，变阻器连入电路中的电阻最大，
根据串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和可知：
灯泡两端的最小电压UL最小＝5 V﹣3 V＝2 V，
由图乙可知，此时通过灯的电流为电路中的最小电流，则I最小＝0.25 A，
由欧姆定律和串联电路电流的规律，变阻器连入电路中的最大电阻：
R滑大=U最大I最小=3V0.25A=12 Ω，
故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5 Ω﹣12 Ω。
【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻是10 Ω；
（2）此时滑动变阻器R1消耗的电功率是1.25 W；
（3）滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5 Ω﹣12 Ω。
23．【解析】（1）当开关S1、S2均断开时，R2开路，L与R1串联，电流表测量电路电流；
由P＝UI=U2R可知，灯泡电阻：RL=UL2PL=(12V)26W=24 Ω；
由I=UR可知，电路的总电阻为：R总=UI=12V0.2A=60 Ω，
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以R1的阻值为：R1＝R总﹣RL＝60 Ω﹣24 Ω＝36 Ω；
（2）通电15 s小灯泡消耗的电能为：W＝I2RLt＝（0.2A）2×24 Ω×15 s＝14.4 J；
（3）电源电压不变，根据P＝UI=U2R可知，电路中的总电阻最小时，电路消耗的总功率最大；
当开关S1、S2均闭合时，R1被短路，L与R2并联，电路中的总电阻最小，
电路消耗的最大总功率为：P=U2RL+U2R2=(12V)224Ω+(12V)230Ω=10.8 W。
【答案】（1）当开关S1、S2均断开时，电流表示数为0.2 A，R1的阻值为36 Ω；
（2）当开关S1、S2均断开时，通电15 s小灯泡消耗的电能为14.4 J；
（3）整个电路消耗的最大功率为10.8 W。
24．【解析】（1）根据P=U2R得R0的电阻为：
R0=U2P额=(220V)22200W=22 Ω；
（2）改装前，根据P=Wt得正常加热1分钟提供的热量：
Q＝W＝Pt＝2200 W×60 s＝1.32×105 J；
（3）由电路图可知，将开关S与a、b相连时，电阻R与R0并联，电阻较小，根据P＝UI=U2R可知，此时电路的总功率最大，水龙头处于高温状态；
由电路图可知，将开关S与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于低温状态；
因为水龙头分别处于高温挡与低温挡时R0的电功率之比为4：1，即P高温：P低温=U2R0：(UR+R0)2×R0＝4：1，
解得：R＝R0＝22 Ω。
高温挡时的电功率：P高温=U2R+U2R0=2U2R=2×(220V)222Ω=4400 W。
【答案】（1）R0的阻值为22 Ω。
（2）改装前，正常加热1分钟产生的热量为1.32×105 J；
（3）改装后高温挡时的总电功率为4400 W。
25．【解析】（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过电能转化而来的，该过程是电流做功的过程，故锅体内能的增加是通过做功的方法获得内能的；
由于锅体的温度高于食物的温度，热量会从锅体传递给食物，故食物内能的增加是通过热传递的方法获得的。
（2）水的体积V＝2 L＝2 dm3＝2×10﹣3 m3，
由ρ=mV得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×2×10﹣3 m3＝2 kg，
在1个标准大气压下，水沸腾时的温度t＝100 ℃，
则水烧开需要吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103 J/（kg•℃）×2 kg×（100 ℃﹣20 ℃）＝6.72×105 J。
（3）由于不计锅吸热及热散失，消耗的电能W＝Q吸＝6.72×105 J；
由表格数据可知，要使烧开锅中的水需要的时间最多，应使电磁炉的电功率最小，P最小＝450 W，
由P=Wt得，烧开锅中的水需要的最长时间：
t′=WP最小=6.72×105J450W≈1493.3 s。
【答案】（1）做功；热传递；
（2）在1个标准大气压下，一锅体积为2 L，温度为20 ℃的水烧开需要吸收6.72×105 J热量；
（3）若电磁炉工作电压正常，则烧开上问锅中的水最多需要时间为1493.3 s。
26．【解析】（1）竖直匀速向上吊起，拉力与物体重力是一对平衡力，拉力对物体做的功：
W＝Gh＝mgh＝300 kg×10 N/kg×1 m＝3000 J；
在水平方向移动重物，在拉力的方向上没有移动距离，拉力不做功，
所以在此过程中，“塔吊”重物做了3000 J的功；
（2）电动机消耗的电能：W电＝UIt＝220 V×50 A×60 s＝6.6×105 J，
电动机1 min内产生的热量：Q＝I2Rt＝（50 A）2×0.4 Ω×60 s＝6×104 J，
（3）电能转化为机械能的能量：
W机＝W电﹣Q＝6.6×105 J﹣6×104 J＝6×105 J，
因为η=W有W机=GℎW机=mgℎW机，即：80%=m×10N/kg×20m6×105J，
解得：m＝2400 kg。
【答案】（1）塔吊对重物做功3000 J；
（2）6.6×105；6×104；
（3）被吊重物的质量为2400 kg。
27．【解析】（1）指示灯L正常发光100 s产生的热量为：
Q＝W＝UIt＝9 V×0.3 A×100 s＝270 J；
（2）由图乙知当超载压力为10 N时，R1＝40 Ω，当R2的滑片移至最左端时，R2＝0Ω，控制电路中R0与R1串联，由R0与R1两端的电压比U0：U1＝1：4，即U0U1=IR0IR1=R0R1=14，解得R0=R14=40Ω4=10 Ω；
（3）由图甲知当开关S断开时，控制电路中没有电流，电磁铁没有磁性，不能将衔铁吸下来，此时工作电路中R3与小灯泡L串联，灯L正常工作，电路中的电流为0.3 A，
根据串联电路电流的规律和欧姆定律知R3的电阻为：
R3=U3I=U工−ULI=15V−9V0.3A=20 Ω；
当电磁铁吸合衔铁时，电控照相机与R3串联，由P＝I2R知此时工作电路的电流为：
I=P3R3=5W20Ω=0.5A，
则电控照相机的功率为：
P照＝P工﹣P3＝U工I﹣P3＝15 V×0.5 A﹣5 W＝2.5 W；
（4）当调节控制电路两端的电压，滑动变阻器的滑片P在最左端，控制电路中的电流为I1，R1的电功率为：P1＝I2R1﹣﹣﹣﹣﹣①，
当滑动变阻器的滑片P在最右端，控制电路中的电流为I′，R1的电功率为：P1′＝I′2R1﹣﹣﹣﹣﹣②，
控制电路的总功率为：P总＝I′2R总﹣﹣﹣﹣③，
R0的电功率为：P0＝I′2R0＝10 ΩI′2﹣﹣﹣﹣④，
因为P1′：P1＝4：9，P总：P0＝6：1，
联立③、④得P总P0=I′2R总I′2R0=R总R0=61，即R总＝6R0＝6×10 Ω＝60 Ω；
联立①、②得P1′P1=I′2R1I2R1=I′2I2=49，解得I′I=23，
当滑动变阻器的滑片在最左端时，电路中R0和R1串联，此时压敏电阻R1的电压为3 V，电路中的电流为：I0＝I1=U控−U1R0，
由I′I=23可得U控R总：U控−U1R0=2：3，
即U控60Ω：U控−3V10Ω=2：3，解得U控＝4 V。
【答案】（1）指示灯L正常发光100 s产生的热量为270 J；
（2）继电器线圈的电阻R0的阻值为10 Ω；
（3）当电磁铁吸合衔铁时，若R3消耗的功率为5 W，电控照相机的功率为2.5W；
（4）此时控制电路的电压为4 V。
28．【解析】（1）①由题知，电动机的额定电压为220 V，额定功率2.2 kW＝2200 W，
由P=Wt可得，电动机正常工作20 s消耗的电能：
W＝Pt＝2200 W×20 s＝4.4×104 J；
由P＝UI可得，电动机正常工作时的电流：
I=PU=2200W220V=10 A，
电流通过电动机线圈产生的热量：
Q＝I2Rt＝（10 A）2×4 Ω×20 s＝8×103 J ；
②滑轮组提升零件做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝700 kg×10 N/kg×4 m＝2.8×104 J，
电动机工作时将电能转化为机械能和内能，转化为机械能用来对滑轮组绳子自由端做功（即滑动组提升零件时的总功），
所以：W总＝W﹣Q＝4.4×104 J﹣8×103 J＝3.6×104 J，
滑轮组的机械效率：η=W有W总=2.8×104J3.6×104J≈77.8%；
（2）电动机吊着零件从M点向 N点运动时，将横梁M N看成一个杠杆， N点看成支点，电动机对杠杆的力看成阻力，A端受到的力看成动力，当电动机向右移动时，阻力大小等于G，阻力臂为L﹣vt，动力臂L不变，
根据杠杆平衡条件有：F×L＝G×（L﹣vt），
解得：F＝G−GvLt。
【答案】（1）①这段时间内电动机消耗的电能为4.4×104 J，电流通过电动机线圈产生的热量为8×103 J；
②滑轮组的机械效率为77.8%；
（2）横梁对轨道A的压力F与时间t的关系式为F＝G−GvLt。
29．【解析】（1）体重计不站人时，则压敏电阻所受压力为0，由乙图可知此时压敏电阻阻值大小为R1＝24 Ω，且压敏电阻与定值电阻R0串联接入电路，电源电压为U＝4.5 V，可知电路的电流大小为：
I=UR总=4.5V24Ω+6Ω=0.15 A；
（2）由甲图可知电压表测量的是定值电阻R0的电压，电压表读数为2 V时可知定值电阻电压U0＝2 V，由串联分压可知，电阻压敏电阻R的电压为：
UR＝U﹣U0＝4.5 V﹣2 V＝2.5 V；
由串联分压、电压之比等于电阻之比可知，若此时压敏电阻阻值大小为R2，则满足关系R2R0=URU0；
整理可得压敏电阻此时电阻大小为：R2=URU0R0=2.5V2V×6Ω＝7.5 Ω；
工作时间为：t＝1 min＝60 s
压敏电阻产生的热量为：Q＝W＝Pt=UR2R2t=(2.5V)27.5Ω×60 s＝50 J；
（3）压敏电阻的电功率大小为：P＝I2R=(UR0+R)2R=U2(R0+R)2R=U2(R0−R)2R+4R0，所以，当R＝R0＝6 Ω时，压敏电阻的电功率最大，由乙图可知压敏电阻所受压力大小为600 N，压敏电阻所受压力与人的体重相同，故人的体重为G＝600 N。
【答案】（1）体重计不站人时，电路的电流大小为0.15 A；
（2）电压表读数为2 V时，压敏电阻1 min产生的热量为50 J；
（3）压敏电阻R功率最大时，所测人的体重为600 N。
30．【解析】（1）由图乙知，压力增大时，通过Rx的电流增大，说明其连接电路的阻值变小；
当压力增大到一定程度时，即超载时，压敏电阻Rx受到的压力F增大，阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸下，触点K与触点B接触，电铃报警，绿灯不工作。
（2）居民搭载电梯从地面到五楼上升高度h＝（5﹣1）×3 m＝12 m，
所以电梯对该居民做的功：W＝Gh＝mgh＝50 kg×10 N/kg×12 m＝6000 J；
（3）空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，由图丙知，F1＝4×103 N，
当压力F2＝1×104 N时超载，电梯报警，
故电梯中人的重力为：G人＝F2﹣F1＝1×104 N﹣4×103 N＝6×103 N，
一个人的重力：G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N，
电梯所载人数：n=G人G=6×103N500N=12人，所以此电梯限载11人。
【答案】（1）电铃响；
（2）电梯对该居民做的功6000 J；
（3）此电梯限载11人。
31．【解析】（1）如图是一个定滑轮，定滑轮能改变力的方向，浮体上升是通过永磁体的下降来完成的，所以定滑轮的作用是改变力的方向。
（2）定滑轮是一个等臂杠杆，根据杠杆平衡条件得，
（m1g﹣F浮）L1＝m2gL2，
因为L1＝L2，
所以，m1g﹣F浮＝m2g，
m1g﹣ρ水gV排＝m2g，
m1﹣ρ水V排＝m2，
3 kg﹣1.0×103 kg/m3×V排＝2 kg，
解得，V排＝10﹣3 m3，
所以浮球的最小体积是：V＝V排＝10﹣3 m3。
（3）水箱的容积即水箱装满水时，水的体积：V水＝V容积＝Sh＝0.45 m2×10 m＝4.5 m3，
水箱高度10 m，水箱内10 m﹣8 m水的体积和2 m﹣0 m水的体积是相等的，V'水=15V容积=15×4.5 m3＝0.9 m3，
由图象知，
水箱内10 m﹣8 m水流出时平均流量为：V1=0.004m3/s+0.005m3/s2=0.0045 m3/s
所以，水箱内10 m﹣8 m水流出时间：t1=V′水V1= s
水箱水位在10 m﹣8 m红灯报警，电源电压是6 V，红灯正常工作，红灯工作200 s消耗电能为：W1＝P1t1＝1.2 W×200 s＝240 J
水箱内2 m﹣0 m水流出时平均流量为：V2=0.001m3/s2=0.0005 m3/s
所以，水箱内2 m﹣0 m水流出时间：t2=V′水V2= s
水箱水位在2 m﹣0 m绿灯报警，电源电压是6 V，绿灯正常工作，绿灯工作1800 s消耗电能为：W2＝P2t2＝0.6 W×1800 s＝1080 J
整个过程电路消耗的电能：W＝W1+W2＝240 J+1080 J＝1320 J
【答案】（1）改变力的方向；（2）浮球的最小体积是10﹣3 m3；（3）整个过程电路消耗的电能 1320 J。
32．【解析】（1）当水位处于位置A时，M刚好浸没，排开水的体积：
V排＝V物＝Sh＝100 cm2×60 cm＝6000 cm3＝6×10﹣3 m3，
则M受到的浮力：F浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10﹣3 m3＝60 N；
（2）水位处于A位置时，弹簧受到的拉力：F1＝G﹣F浮＝80 N﹣60 N＝20 N，
由图乙可知，此时弹簧的伸长量：ΔL1＝10 cm，
当水位降至位置B时，M的下表面刚好离开水面，所受浮力为0 N，
此时弹簧受到的拉力：F2＝G＝80 N，
由图乙可知，此时弹簧的伸长量：ΔL2＝40 cm，
水位由位置A降至位置B时，
弹簧的长度增加量：ΔL＝ΔL2﹣ΔL1＝40 cm﹣10 cm＝30 cm；
（3）当水位降至位置B时，R1连入电路的长度：L＝L总﹣ΔL＝40 cm﹣30 cm＝10 cm，
因为R1连入电路的阻值与对应棒长成正比，即R1L总=R1′L，
所以此时R1接入电路的阻值：R1'=LL总R1=10cm40cm×20 Ω＝5 Ω，
此时电路中的电流：I'=UR串=UR0+R1′=15V10Ω+5Ω=1 A，
由I=UR得：
此时R1两端的电压：U1'＝I'R1'＝1 A×5 Ω＝5 V。
【答案】（1）当水位处于位置A时，M受到的浮力为60 N；
（2）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了30 cm；
（3）水位降至位置B时，电压表的示数是5 V。
33．【解析】（1）由图乙可知，滑片位于A点时接入电路电阻丝的阻值比滑片位于B点时接入电路中电阻丝的阻值大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=UR总=UR0+R电阻丝可知，滑片位于A点时电路中的电流较小，即Ia＜Ib；
（2）当电流表示数为0.2安时，电路的总电阻：R总=U0I1=6V0.2A=30 Ω，
此时电阻丝接入电路中的电阻：R电阻丝＝R总﹣R0＝30 Ω﹣12 Ω＝18 Ω，
由表格数据可知，粗细均匀电阻丝每1厘米的阻值为2 Ω，
则滑块向下移动的距离：x＝20cm−18Ω2Ω/cm=11cm，
由图丙可知，F与x成正比，可设为F＝kx，
把x＝10cm、F＝0.2 N代入可得：k=Fx=0.2N10cm=0.02 N/cm，则F＝0.02 N/cm×x
当x＝11 cm时，F＝0.02 N/cm×11 cm＝0.22 N，
由于滑轮随着滑块一起运动，因此该滑轮为动滑轮，在不计摩擦，液体的重力：G=12F=12×0.22 N＝0.11 N，
由G＝mg可得，液体的质量：m=Gg=0.11N10N/kg=0.011 kg＝11 g，
所测液体密度ρ=mV=11g10cm3=1.1 g/cm3；
（3）①当电路中的电流为I时，电路中的总电阻：R总=U0I=6VI，
电阻丝接入电路中的电阻：R＝R总﹣R0=6VI−12 Ω，
滑块向下移动的距离：x＝20cm−R2Ω/cm=20cm−6VI−12Ω2Ω/cm=26cm−3VI×1Ωcm，
弹簧弹力增加：F＝0.02 N/cm×（26cm−3VI×1Ωcm）＝0.52 N−0.06VI×1Ω N，
液体的重力：G=12F=12（0.52 N−0.06VI×1Ω N）＝0.26 N−0.03VI×1Ω N，
液体的质量：m=Gg=0.26N−0.03NI×1ΩN10N/kg=0.026kg−0.003VI×1Ωkg＝26g−3VI×1Ωg，
液体密度：ρ=mV=26g−3VI×1Ωg10cm3=2.6g/cm3−0.3VI×1Ωg/cm3；
②当滑片P在B点时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，
则I大=U0R0=6V12Ω=0.5A＜0.6A，
此时所测液体的密度最大，则最大液体密度：ρ大＝2.6 g/cm3−0.3VI×1Ω g/cm3＝2.6g/cm3−×1Ω g/cm3＝2 g/cm3。
【答案】（1）Ia＜Ib；（2）所测液体密度为1.1g/cm3；（3）①2.6 g/cm3−0.3VI×1Ωg/cm3；②2。
34．【解析】（1）探头A的体积为：V＝Sh＝1×10﹣3 m2×0.05 m＝5×10﹣5 m3；
A的密度为：ρ=mV=GgV=3N10N/kg×5×10−5m3=6×103 kg/m3，
（2）由图丙可知，压敏电阻受到的压力为800 N时，此时压敏电阻的阻值为：
Rx＝520 Ω−800N50N×20 Ω＝200 Ω；
根据欧姆定律可知，此时电路的总电阻为：R=UI=12V0.01A=1200 Ω；
定值电阻的阻值为：R0＝R﹣Rx＝1200 Ω﹣200 Ω＝1000 Ω；
（3）电压表示数为8V时，电路中的电流为：I'=U′R0=8V1000Ω=0.008 A；
此时压敏电阻的阻值为：R'x=U′XI′=12V−8V0.008A=500 Ω；
压敏电阻受到的压力为50 N，A底部受到的压力为50 N，
A底部受到的压强为：p=FS=50N1×10−3m2=50000 Pa；
深度为：h=pρ水g=50000Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=5 m；
根据阿基米德原理可知，A受到的浮力为：F浮＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10﹣5m3＝0.5 N；
细导线受到的拉力为：F'＝G﹣F浮＝3 N﹣0.5 N＝2.5 N。
【答案】（1）探头A的密度是6×103 kg/m3；（2）为保证压敏电阻Rx受到的压力达到最大值时报警器能正常报警，接入电路的定值电阻R0阻值为1000 Ω；
（3）此处的深度为5 m；此时细导线对探头A的拉力为2.5 N。
细绳拉力F
F≥16 N
16 N＞F＞8 N
F≤8 N
减小过程中
增大过程中
开关状态
打开
打开
断开
断开
型号
YU﹣2
动力系统
电动
质量
1100 g
最大上升速度
4 m/s
最大下降速度
3 m/s
最大水平飞行速度
20 m/s
最大飞行海拔高度
6000 m
最长悬停时间
29 min
卫星定位
GPS
型号
额定电压
额定功率
功率调节范围
温度调节范围
热效率
SC﹣18
220 V
1600 W
450 W﹣1600 W
70 ℃﹣240 ℃
大于80%
电阻丝的长度（厘米）
0
5
10
15
20
电阻丝的阻值（欧姆）
0
10
20
30
40