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典型习题
一模必会题
(一)
1.实验桌上有如下器材:
满足实验要求的电源一个、电阻箱(电路图符号)一个、滑动变阻器一个、电压表和电流表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。
小文想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:
“当电阻两端电压一定时,电阻消耗的电功率和该电阻的阻值成反比”。
请根据上述要求帮助小文画出实验电路图,设计数据记录表格,写出实验步骤。
2.图20所示的电路中,电源两端的电压不变。
闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时,电压表示数为6V,电流表示数为I1,电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P1;当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时,电压表示数为9V,电流表示数为I2,电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P2。
已知:
P1等于P2,电阻R1与R2之比为1:
2。
求:
(1)电阻RA与RB的比值;
(2)电源两端的电压U。
3.图示是一个健身器示意图。
配重A受到的重力为1200N,其底面积为5×10-2m2,B、C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE∶OH=2∶5。
小成受到的重力为600N,他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时,杠杆在水平位置平衡,小成对地面的压力为F1,配重A受到的拉力为FA1,配重A对地面的压强p1为6×103Pa;小成在H点施加竖直向下的拉力T2时,杠杆仍在水平位置平衡,小成对地面的压力为F2,配重A受到的拉力为FA2,配重A对地面的压强p2为4×103Pa。
已知F1∶F2=20∶19,杠杆EH和细绳的质量均忽略不计。
求:
(1)拉力FA1;
(2)拉力T2;
(3)动滑轮D受到的重力G。
一模必会题
(二)
1.实验桌上有如下器材:
底面积已知的平底小试管一个、一小堆细沙子、小勺一个、刻度尺一把、大水槽一个(水槽的高度大于小试管的高度)、足量的水、天平(带砝码)一个。
要求从实验桌上选择适当的器材,设计一个实验证明:
当液体的密度保持不变时,液体的压强与液体的深度成正比。
要求:
(1)设计实验数据记录表格
(2)写出实验步骤
2.如图25所示电路中,电源两端电压保持不变,设灯丝电阻不随温度变化。
R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大电阻R2M=20。
当开关S1断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片P在A端时,标有“6V12W”字样的灯泡L正常发光,定值电阻R1消耗的电功率为P1;当开关S1断开,S2闭合,调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2;保持滑动变阻器的滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2后,滑动变阻器消耗的电功率为P2。
已知U1∶U2=2∶3,P1∶P2=96∶81。
求:
⑴灯泡L阻值;
⑵滑动变阻器接入电路电阻最大时,电路消耗的最小电功率。
3.工人用滑轮组提升水中物体A,如图27所示。
当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,工人对绳子竖直向下的拉力为F1,水平地面对工人的支持力为N1;滑轮组的机械效率η1为60%。
当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中,滑轮组的机械效率为η2,工人对绳子竖直向下的拉力为F2,水平地面对工人的支持力为N2。
已知工人所受重力为500N,N1∶N2=7∶2;物体A所受重力为1000N。
不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力,g取10N/kg。
求:
(1)动滑轮所受重力G动;
(2)物体A的密度ρA;
(3)滑轮组的机械效率η2;
(4)当物体A完全在水面下时,以0.1m/s的速度被匀速提升时,滑轮组做功的功率P1。
(请画出相关受力分析图)
一模必会题(三)
1.实验桌上有如下实验器材:
满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个,电阻箱(电路图符号)一个,已调零的电流表两块,开关两个,导线若干。
请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时,如果R1的阻值保持不变,则电阻R1与R2并联的等效电阻R跟电阻R2的关系为:
=
+b(b为常量)”。
请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表。
2.如图26所示的电路中,电源两端的电压保持不变。
闭合开关S、S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表A的示数为I1,滑动变阻器R2消耗的电功率P2为2.6W。
当只闭合开关S,将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表A的示数为I2,电阻R1消耗的电功率为P1。
闭合开关S、S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时,电流表A的示数为I3,电阻R3的电功率为P3。
已知U1=3/5U1,U2=3U2。
求:
(1)电流I1与I2的比值;
(2)电功率P1的大小;
(3)电功率P3的大小。
(4)此电路通过断开、闭合开关及移动滑动变阻器滑片P,电路所消耗的最小电功率Pmin。
(请画出相关电路状态的等效电路图)
3.如图23所示,质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材,该滑轮组中动滑轮质量为5kg。
当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时,石材仍沉在水底不动。
工人继续增大拉力将石材拉起,在整个提升过程中,石材始终以0.2m/s的速度匀速上升。
在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1,当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2。
在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中,地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29:
21。
绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,石材的密度ρ石=2.5×103kg/m3,取g=10N/kg,求:
(1)与打捞前相比,当人用120N的力拉绳端时,水池底部对石材的支持力变化了多少;
(2)η1与η2的比值;
(3)当石材完全露出水面以后,人拉绳子的功率。
一模必会题(四)
1.实验桌上有如下器材:
细长平底试管一支(已知底面积为S)、小汤匙一个、抹布一块、刻度尺一把、大水槽一个(水槽的深度大于平底试管的高度)、足量的水、足量的细沙子、天平及配套砝码。
要求从实验桌上选择适当的器材,设计一个实验证明:
在同种液体中,固体所受的浮力大小跟排开液体的体积成正比。
要求:
设计记录实验数据的表格并写出主要的实验步骤。
2.如图24所示的电路中,电源两端电压不变,灯的电阻不变。
当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,R1的电功率为P1,电流表示数为I1;当开关S1断开,S2闭合时,R1的电功率为P′1,电流表示数为I2,此时灯L正常发光;当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在C点时,变阻器接入电路的电阻为RC,RC的电功率为PC,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1∶U2=3∶2,I1∶I2=3∶5,灯的额定功率为8W。
电路通过断开、闭合开关以及移动滑动变阻器的滑片P,形成的不同电路所消耗的最大电功率与最小电功率之比为3∶1。
求:
(1)P1与P′1的比值
(2)电阻R1与滑动变阻器最大阻值之比
(3)滑动变阻器的电功率PC
3.如图28所示装置,重为GM=100N的物体M放置在水平桌面上,两侧用水平细线拴住,左侧水平细线通过定滑轮悬挂重为GA=80N的物体A,A浸没在一个足够大的盛水容器中,右侧通过滑轮组拉着重为GB=150N的物体B,恰好使物体M在水平桌面上匀速向右运动(物体A未露出水面);撤去盛水容器,用一个竖直向下的力F1拉物体A,使物体B匀速上升时,滑轮组的机械效率为η1;当把盛水容器放在右侧使物体B浸没在水中,此时在再用一个竖直向下的力F2拉物体A,使物体B在5s内匀速上升10cm(物体B未露出水面)时,滑轮组的机械效率为η2;已知物体A、B和水的密度之比为ρA∶ρB∶ρ水=2∶5∶1,两次拉力之比为F1∶F2=3∶2。
若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及物体A、B在水中的阻力,g取10N/kg。
求:
(1)物体B所受浮力;
(2)η1与η2的比值;
(3)物体B没有露出水面时,拉力F2的功率P2。
一模必会题(五)
1.实验台上有如下实验器材:
一个带支架的杠杆、一个量程为0~5N的弹簧测力计、六个质量均为100g的钩码和两段细绳。
请利用上述实验器材设计一个实验,证明“在杠杆平衡时,如果动力臂和阻力臂保持不变,则动力跟阻力成正比”。
(1)在你所设计的实验中,如果用点A表示钩码作用在杠杆上的位置,用点B表示弹簧测力计作用在杠杆上的位置,请在图19中的杠杆上标出A点和B点。
(2)设计记录实验数据的表格
(3)写出主要实验步骤。
2.如图33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C点时,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’=49:
144,U1:
U2=3:
8,I2:
I3=9:
7。
求:
(1)I1:
I2;
(2)PB:
PC。
3.图22是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。
起重机总重G=8×104N,A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞。
通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升,打捞体积V=0.5m3、重为G物的重物。
若在打捞前起重机对地面的压强p1=2×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2,重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p3=2.5×107Pa。
假设起重时E沿竖直方向,重物出水前、后E对吊臂的支撑力分别为N1和N2,重物出水前滑轮组的机械效率为80%,重物出水后卷扬机牵引力的功率为11875W,吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。
(g取10N/kg)求:
(1)重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2;
(2)支撑力N1和N2之比;
(3)重物出水后匀速上升的速度。
一模必会题(六)
1.实验装置如图22所示,其中弹簧测力计的量程为0~5N。
另外还有质量均为100g的钩码六个(图中未画出)。
要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验,探究“使用同一动滑轮提升物体时,动滑轮机械效率与所提升的物体重力大小的关系”,请写出实验步骤、画出实验数据记录表。
2.如图所示,电源电压U总不变,当开关S断开,滑动变阻器的滑片滑到B端时,电压表的示数为U,电流表的示数为0.2A。
当开关S闭合,将调节滑动变阻器的滑片调到中点时,R1的实际功率为1.6W,电流表的示数为I’。
当开关S断开,不改变滑动变阻器的滑片的位置,电压表的示数为U’’,电流表的示数为I’’。
如果U:
U’’=4:
9,I’:
I’’=8:
3。
求:
(1)电源电压;
(2)电路消耗的最小功率。
3.如图21所示,某校课外小组的同学们设计了一个用水槽来储存二次用水的冲厕装置。
其中重100g的浮球固定在横杆AB右端(B为浮球的中心),杆AB能绕O点转动,且OB是OA长度的4倍。
横杆AB左端压在厚为1㎝的进水阀门C上,进水口的横截面积为4㎝2。
阀门C正好堵住进水口时,水箱内停止蓄水,杆AB在水平位置,且浮球刚好有1/3的体积露出水面。
进水口距箱底30㎝,水箱内溢水管长为40㎝,水槽与水箱的水面高度差为1.2m。
阀门D是一个重为50g,横截面积为30㎝2的排水阀门,其厚为1cm,用金属链将其与水箱顶部排水按钮相连,当按动按钮时,铁链向上拉起排水阀门D使其打开,水箱排水。
(其中阀门C、直杆AC、横杆AB的重力均忽略不计)。
(g取10N/kg)求:
(1)进水口处所受水槽的水向上的压力;
(2)停止蓄水时浮球所受的浮力;浮球的体积;
(3)要打开排水阀门D,铁链给它的拉力至少是多少?
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