第6节 电能 专项练习（组卷，含答案）

电能 做功
一、单选题
1．用一条不计质量的绳子跨过光滑的定滑轮，绳子的一端拴在一质量为M的物体上，另一端被一位质量为m的举重运动员拉着，拉力为F。已知mA．天花板对滑轮挂钩的拉力为2F
B．当FC．当运动员匀速向上爬绳时，mg2．小明同学在测定额定电压为“3.8V”的小灯泡的额定功率时，发现电压表“0~15V”量程坏了，而“0~3V”量程完好，实验所用其他器材完好，所用电源电压为6V，在不更换实验器材的情况下，同学们帮助小明同学设计如图所示的四种实验电路图，则能完成实验的电路图是（　　）
A． B．C． D．
3．如图所示，甲乙两个质量相同的小球，从相同高度同时开始运动，甲球由静止释放，乙球以一水平初速度抛出。甲球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，则下列说法错误的是（　　）
A．释放瞬间，两球的重力势能相等 B．着地瞬间，两球的动能相等
C．两球下落过程中的受力情况相同 D．甲球先后经过在P，Q两点的机械能相等
4．如图AB为一可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳子作用一个拉力，使杠杆平衡，保持重物不动，而使绳绕A点沿图中虚线缓慢逆时针转动，则F的力臂(　　)
A．先变大后变小 B．先变小后变大 C．不变 D．无法判断
5．如右图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N；在物体B下加挂重为60N的物体C后，用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。已知每个滑轮重均为50N，若不计绳重及滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体A所受滑动摩擦力大小为100N B．水平向右的力F的大小为400N
C．物体B所受重力为400N D．拉力F做功的功率为63W
6．如图所示，用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱，拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙，长度为SAB， 水平面CD光滑，长度为SCD， 运动时间分别为tAB、tCD，运动速度分别为VAB、VCD。则（　　）
A．若SAB=SCD，则拉力在AB段做功较多B．若SAB>SCD且tAB=tCD，则拉力在AB段做功较快
C．若SAB=SCD且tAB>tCD，则拉力在AB段做功较快
D．若VAB=VCD，则拉力在AB段和CD段做功一样多
7．如图所示，一个物体由A点从静止开始下落，相继经过B、C两点，AB＝BC。物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是(　　)
A．W1≠W2，P1≠P2 B．W1＝W2，P1＝P2 C．W1＝W2，P1＞P2 D．W1＝W2，P1＜P2
8．如图电路，电源电压恒为3V，R1 = 10Ω，R2是规格为“20Ω lA”的滑动变阻器。闭合开关S后，在向左移动滑片P的过程中，下列说法正确 的是（　　）
A．电压有示数，电流表无示数，可能的原因是R2断路 B．电压表与电流表的示数比值减小
C．电路总功率可能为0.29W D．R1的最大功率是0.9W
9．某LED灯规格为“3V 0.9W”,其内置稳压装置，保证LED灯正常工作，工作原理如图。闭合开关后，电源电压为U总（U总>3V）,稳压装置消耗的功率为P,则下列关于P-U总的图像正确的是（　　）
A． B．C． D．
10．图是红外线测温仪原理示意图，R是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是（　　）
A．显示仪是由电流表改装成的 B．测较高温度时，R0两端的功率较大
C．测较低温度时，R0两端的功率较大 D．增大R0的阻值，可增大测温仪的最大测量值
二、解答题
11．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 15V，定值电阻R0＝10Ω，R1为一竖直固定的光滑金属棒，总长 40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。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 80N，高 60cm，底面积为100cm2。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△L 的关系如图乙所示。
（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg）闭合开关 S，试问：
（1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度　 　，电压表示数　 　。（两空均 填“增大”或“减小”）
（2）当水位处于位置 A 时，电压表的示数为多少？
（3）水位由位置 A 降至 B 这一过程，弹簧的长度增加了多少？定值电阻 R0消耗的电功率变化了多少？
12．小明同学设计了图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6V 3W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如表所示：
电压/V …… 0.5 1.2 2.0 3.0 4.0 5.0 5.5 ……
电流/A …… 0.08 0.12 0.18 0.26 0.34 0.42 0.46 ……
（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点　 　接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）。
（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示。
①当右转指示灯微弱发光时，通过电磁铁线圈的电流为　 　安，定值电阻R0的阻值为
②右转指示灯交替闪烁工作15s时，指示灯和R0消耗的电能分别是多少？
13．空气炸锅，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，无油烟为，深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R1=200Ω，额定工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题：
（1）当开关S1　 　（选填“断开”或“闭合”），开关S接　 　（选填“a”或“b”）端时为低温档。
（2）中温档正常工作时，求流过电阻R2的电流
（3）若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，一次炸熟200g薯条，加热效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间[c薯条取 ]
14． 2021年5月15日，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体，成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部。已知祝融号火星车机身是可升降的主动悬架结构，能自由转向，六个轮子均能独立驱动，火星车的质量为240kg，根据信息回答下列问题：
（1）图中火星车采用的材料中含有铝合金，铝的化学性质很活泼，但铝制品却很耐腐蚀的原因是　 　
（2）距离火星10千米的高空巨大的降落伞在火星上空打开，速度骤降，直至安全着陆火星，在此过程中祝融号火星车重力做了多少功？（火星车质量不变，火星引力约为地球引力的三分之一，地球表面g=10N/kg）
（3）火星车上有太阳能光电板和锂离子蓄电池组，为火星车提供充足的能量供应和储备。
①太阳能光电板工作时将太阳能转化为　 　。
②为了满足火星车夜间用电需求，还装有锂离子蓄电池组。若夜间所需要的电能由4组蓄电池组提供，每组蓄电池组参数如表所示。
若在太阳光的照射下，火星车太阳能光电板平均每小时每平方米吸收太阳能3×106J，它吸收的太阳能最终有40%转化为电能，如果每天光照10小时，其中40%电能用于对蓄电池充电，要将这四组蓄电池充电50%，太阳能光电板的面积至少为多少平方米　 　？
输出电压 150V
容量 5000mAh
（4）火星与月球的距离比火星与地球的距离近。未来，假如我过客在月球基地发射火星探测器——“天问N号”，与在地球发射相比，运载火箭携带的燃料将大幅减少，请从能量的角度予以解释（写两点）。
15．如图甲所示是小柯家厨房里的脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是利用了两个杠杆和轻质硬杆BC组合而成。图乙是其示意图： 脚踏杠杆AO1B、O为支点，A为脚踏处，AO1=24cm，BO1=18cm； 桶盖杠杆DCO2，O2为支点，桶盖的质量为600g，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆和其 他连接杆的质量不计，桶盖质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。请分析回答：
（1）出图乙可知，则杠杆AO1B为　 　(选填 “省力”“等臂” 或“费力”)杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，作用在C点的力至少为多大；
（3）若将桶盖翻开30°，桶盖克服重力做了多少功。．
16．小明家刚买了一台新的电热饮水机，简化电路如图所示。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制)，小明阅读该饮水机说明书可知：额定电压220V,加热时的功率400W,保温时的功率40W。试问：
（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于　 　状态。（填断开或闭合）
（2）R1电阻值多大？
（3）在某次该饮水机持续加热时，小明将家里的其他用电器都关闭，他发现该饮水机持续加热时，家里标有“6000r/(kW·h)”字样的电能表转盘10 min内转过了300转，则该饮水机持续加热时的实际电功率多大？
17．小雨发现某家用电暖器有“高温”、“中温”、“低温”三个档位，其内部电路图及铭牌如图所示。已知电暖器R1、R2、R3为加热电阻，R1＝R3-30Ω。求：
XX牌电暖器
额定电压 220V
额定功率 高温档 　
中温档 1210W
低温档 440W
频率 50Hz
（1）R2的阻值是多少？
（2）该电暖器在高温档工作时的功率是多少？
（3）小雨想了解某日后半夜时家里电路的实际电压，于是将家里其他用电器都关闭，他观察到该电暖器在中温档工作时，家里标有“2000r/kW h”的电能表转盘在0.4h内转了800r，则他家此时的实际电压是多少？
18．如图甲所示的电路中，电源电压为8V且恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片从一端滑到另一端的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图像信息请求出：
（1）R0的阻值。
（2）R0的最小功率。
（3）滑动变阻器的最大阻值。
19．金义东（金华﹣义乌﹣东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题：
（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要多少小时？
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少？
（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦？
20．十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
（1）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的　 　冲程相似。
（2）蒸汽机工作过程中，气缸内部平均压强为1.1ⅹ106帕，若活塞面积为0.1米2，则活塞受到蒸汽的平均压力是多少？
（3）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？
21．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。问：
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
（2）动滑轮受到的重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
22．杆秤利用了杠杆平衡原理。下图是杆秤示意图。小科设计了如下测量秤砣质量M 的实验方案，请你将②、④两步补充完整。
①刻度尺测量杆秤上主要刻度的示数m 到提扭 O 的距离 x，并作出m－x关系图， 如图。
②用刻度尺测量挂钩到　 　的距离 l；
③在 m－x 关系图象中任意读取两组数据 x1、m1 和 x2、m2；
④设杆秤自重 G0，重心到提扭的距离 l0，据杠杆平衡条件，Mgx1=　 　＋G0l0 以及　 　=m2gl＋G0l0， 两式可得秤砣质量 M=　 　（用 l、x1、x2、m1、m2 表示）。
23．某滚桶洗衣机自带加热功能，其洗衣过程分“加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态，图乙是其简化电路图，其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω,和242Ω。
（1）当开关置于2位置时，R2与电动机并联，此时洗衣机的工作状态是　 　（选填“加热水”、“保温洗涤”或“脱水”）。
（2）若该洗衣机的脱水功率是300W，某次洗衣时，脱水时间为6分钟，则脱水过程中消耗的电能是多少？
（3）洗衣机处于“加热水”状态（R1与R2并联）正常工作的功率为多少？
24．为解决乡村快递派送的交通不便问题，某快递公司采用无人机（如图所示）将包裹送达每个村子的派送员，自动卸货后随即返航，继续其他配送。某次派送包裹质量12kg，飞行高度120m，10min内水平飞行里程6.5km。
（1）飞机飞行时，依靠飞机内的电动机通电后转动，然后带动螺旋桨产生升力，电动机工作时主要是由什么能转化成什么能？　 　
（2）该次派送无人机水平飞行的平均速度是多少km/h？
（3）无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中，拉力对包裹做的功是多少？
25．由于这几天突然降温，很多老师的办公桌上放置了电热桌垫(如下图)。好奇的齐亮同学看到后，很想知道它的电热原理，他查看说明书后发现：该电热桌垫由12伏电源供电，电功率在安全用电规定的30W-80W范围内，发热部分由两根电热丝组成，R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。
（1）小东根据刚刚学习过的电热器知织，画出了电热桌垫甲、乙两种电路，并说都符合设计要求，请你通过计算简要分析说明哪一个电路符合耍求
（2）该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦
（3）当电热桌垫处于低温档时，在1分钟内产生的热量是多少焦？
26． 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功降落火星，如图甲所示。质量为1300千克的天问一号在距火星表面100米高处短暂悬停，选定安全地点后再着陆。小联对最后100米的降落过程，其速度大小随下降高度的变化作了简单的模拟绘图，如图乙所示。已知地球上g取10牛/千克，同一物体在火星上的重力是地球上的2/5，回答以下问题：
（1）“天问一号”降落时，与大气摩擦使表面温度上升，此过程的能量转化是　 　。
（2）在100米降落过程中，“天问一号”所受火星重力对它做了多少功？
（3）在匀速下降期间，“天问一号”所受火星重力对它做功的功率大小？
27．如图1为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图2所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程，已知正常工作时，高火加热功率为500W，文火萃取功率为100W，若壶中药液的总质量为1kg，且再额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图所示.
（1）观察图像中高火加热过程可知：电煎药壶在前半段比后半段时间的加热效率　 　。
（2）分析电路可知：当 接2，同时 　 　(填“断开”或“闭合”)时，电路处于文火萃取阶段，电路中的电阻　 　（填“R1”或“R2”或“R1和R2”）在工作。
（3）已知电阻 ，求 的阻值是多少？电煎药壶的额定保温功率是多少瓦？
28．古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆AB，可以绕转轴B点在竖直平面内转动，在B点正上方10m处固定一个定滑轮C，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连。（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦， ）．则：
（1）请在图中画出阻力的方向和动力（拉力）的力臂；
（2）滑轮C的类型为　 　 ；
（3）在拉动吊桥缓慢匀速升起的过程中，动力和动力臂F1L1的乘积变化情况是　 　 ；
（4）若从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成30°角，怎此时的拉力F2为　 　 N；
（5）若在10s内从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成45°角，则该过程中人拉力做功的功率为　 　W
29．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）在5秒内物体上升的高度是　 　m；物体上升的速度是　 　m/s。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是　 　。
（3）拉力F的功率是　 　W。
（4）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
30．有一种电子秤的原理如图，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R(电 阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示重力大小的仪表(实质是电流表)。其 中AO长20厘米，BO长5厘米，压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示。
压力F/牛 0 50 100 150 200 250 300 …….
电阻R/欧 30 27 24 21 18 15 12 ……..
踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为6伏。
（1）电子秤开机后，没有秤量物体时压力传感器R消耗的电功率为多少瓦
（2）当重300牛的学生站在踏板上时，通过压力传感器R的电流为多大？(答案保留两位小数)
（3）电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为了保证秤量准确，则踏板触点B应向　 　方向移动。
31．电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温档有关、低温、高温三档，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙的电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于　 　档（选填“关”、“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）若该电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于高温档，开关S1闭合，S2　 　（选填“断开”或“闭合”）。
（4）图乙中当电热桌垫处于低温档时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
32．如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景.
（1）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过该电动机的电流为多少安？
（2）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mA h的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际总功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？
33．寒冷的冬天，小明给住在农村的奶奶买了一个如图所示的“暖手宝”，铭牌如下表所示，请回答下列问题：
产品名称 暖手宝
产品货号 QB32
额定功率 440W
额定电压 220V
通电储热 5～8分钟
电源线长 约80cm
暖手宝直径 约200mm
（1）该“暖手宝”正常工作时通过的电流和电阻各是多少？
（2）该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是多少？
（3）小明奶奶家离变电站较远（变电站输出的电压为220V），输电导线的总电阻为11 ，当小明在奶奶家断开其他用电器只使用该“暖手宝”时，“暖手宝”消耗的实际功率是多少？（保留一位小数，不考虑温度对电阻的影响）
34．图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。

（1）该滑翔机具有低能耗、高续航的特点，电池一次充电后能提供1千瓦时电能。它在整个运动过程中前进速度保持0.2米/秒，但只有9％的时间耗电，耗电时功率仅为4瓦。该滑翔机充电一次总共能航行的路程为多少千米？
（2）该滑翔机总重515牛。当外油囊中无油时，滑翔机排开水的体积为0.0495米3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油的体积为多少米3。（忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响）
35．健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼，如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向　 　(选填“左”或“右”)移。
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作
36．风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中。为了节能，该路灯采用了LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
太阳能电池板 风力发电机 蓄电池 LED灯
电池板的总面积 0.5米2 最大限制风速 12.0米/秒 电池容量 150Ah 额定电压 24伏
光电转化效率 20% 最大输出功率 400瓦 额定电压 12伏 额定功率 60瓦
（1）该型号LED灯正常工作时的电流为多少？
（2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1千瓦的时候，太阳能电池板的输出功率为多少？
（3）100盏该型号风光互补路灯，每天正常工作10小时，一个月消耗多少电能？若用火力发电供电，则一个月需要消耗煤炭多少千克？(已知火力发电时，发1度电需煤400克，一个月以30天计)
37．如图是工程上用液压汽车起重机提起重物的示意图。C是卷扬机，E为上下可伸缩的支撑杆。工作时，卷扬机转动使钢丝绳带动A上升。(滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计)
（1）重物G的体积为500分米3，重为1.5×104N，若起初是浸没在水中，则重物在水中受到的浮力有多大 (g=10N/kg)
（2）重物被起重机提出水面后，放置在水平地面上，其与地面的接触面积为0.5m2，求它对地面的压强有多大
（3）使用时，A是 ▲ 滑轮。如果以0.4m/s的速度将重物匀速提高2m，则拉力的功率有多大
38．如图所示是某型号电饭锅内部电路简图，通过温控开关的闭合和自动断开实现“高温烧煮”和“保温”两档切换，铭牌如表（其中保温时电路总功率已经模糊不清），请你解答以下问题：
铭牌上的参数
频率 50HZ
额定电压 220V
高温烧煮功率 880W
保温时电路总功率 　
（1）按下温控开关按钮，电饭煲处于　 　档（选填“高温烧煮”或“保温”）。
（2）R1的阻值是多大
（3）若在某次烧饭过程中电饭煲在“高温烧煮”档时正常工作15分钟，后处于“保温”状态6分钟，共消耗电能0.2244kW·h，保温时电路的总功率是多少？
（4）当达到设定温度102℃以上时，温控开关会自动弹起。若某次用该电饭煲的“高温烧煮”档烧水5分钟，电饭煲的烧水效率是90%，其可以将2kg的水从30℃加热到多少摄氏度？（C水=4.2×103J/（kg ℃））
39．中国“奋斗者”号全海深载人潜水器在马里亚纳海沟海域完成了万米海试任务，并创造了10909米的中国载人深潜新记录。中国自主发明的Ti62A钛合金新材料，为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳，其部分技术参数如下表(设海水的密度ρ水=1×103kg/m3)。
自身质量/kg 2.1×104 最大载荷(不包括乘员体重) /kg 460
最大下潜深度/m 10000 乘员人数(每人体重不超过80kg) 3
（1）“奋斗者”号由母船投放。投放时，由固定在船体甲板上的支架，支架顶部有绞车，通过钢缆释放深潜器，使其漂浮在海面上。图乙为支架OC的示意图，支架相当于一个　 　(填“省力杠杆”或“费力杠杆”)。在“奋斗者”号逐渐浸入海水的过程中，钢缆BA的拉力会逐渐　 　 (填“变小”、“不变”或“变大”)。
（2）图丙为“奋斗者”号试水时球壳表面所受压强p和水下深度h的图像，在球壳表面一手掌大的面积(约0.01m2)上承受的压力为3.5×103N时，求该位置在水中的深度。
（3）“奋斗者”号抛卸所有压载铁后上浮，乘员取出载荷并上岸后，“奋斗者”号漂浮在海面上，由支架OC起重将其匀速竖直吊离水面，起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图像如图丁所示，其中P2=3P1，则t1时刻“奋斗者”的排水体积为多少m3？(不考虑水的阻力)
40．热带鱼需要在一定的温度范围才能正常的生长，如图甲是某同学家的水族箱工作原理图，水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V 200W” 的字样，Rx为热敏电阻，R2为滑动变阻器，当水面到达图中所示的位置，接触开关S1就会导通，水温由22°C升高到设定值28℃，开关S2断开，水温自然冷却到22°C时开关S2闭合，再次使水升温，水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内，水温随时间变化图像如图乙所示。求：
（1）热敏电阻Rx随温度的升高而　 　(填“增大”或“减小”)。
（2）水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是多少？
（3）该水族箱电热丝一天消耗了多少电能？
（4）若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器R2的滑片应向　 　(填“左”或“右”)移动。
1．【答案】D2．【答案】B3．【答案】B4．【答案】A5．【答案】D6．【答案】B7．【答案】D8．【答案】D9．【答案】A10．【答案】B 11．【答案】（1）减小；减小
（2）解：I＝U/R ＝15V/(20Ω+10Ω)=0.5A
U1＝IR1＝0.5A×20Ω＝10V
（3）解：△F=F 浮＝ρ水 gV 排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3＝60N；
△L＝0.5cm/N×60N＝30cm。
当水位处于位置 A 时，滑片 P 在 R1 最上端，此时 R1＝20Ω， P1＝I12R０＝（0.5A）2×10Ω＝2.5W
当水位处于位置 B 时，此时 R1 接入电路的阻值：R1′＝5Ω，
此时电路中的电流：I2＝U/R =15V/(5Ω+10Ω)=1A
P2＝I22R０＝（1A）2×10Ω＝10W
△P＝P2﹣P1＝10W﹣2.5W＝7.5W
12．【答案】（1）3和4
（2）①0.12；40Ω ②由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15s内，亮、暗发光的时间分别为t1=5s、t2=10s， 当指示灯正常发光时消耗的电能：W1=PLt1=3W×5s=15J 当指示灯微弱发光时，电流为0.12A，这时指示灯消耗的电能：W2=UIt2=1.2V×0.12A×10s=1.44J 灯消耗的总电能：W=W1+W2=15J+1.44J=16.44J， 灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡微弱发光时，R0工作，R0的工作时间t=10s，R0消耗的电能：W0=U0It=4.8V×0.12A×10s=5.76J。
13．【答案】（1）等于；a
（2）中温挡正常工作时，开关S1闭合，开关S接a，电路中只有R2连入电路，
则R2的电流为：。
（3）薯条质量m=200g=0.2kg，
薯条吸收的热量；
Q吸=c薯条m（t-t0）=3.63×103J/（kg ℃）×0.2kg×（170℃-20℃）=1.089×105J；
需消耗的电能为：；
高温挡正常工作时，开关S1闭合，开关S接b端，R1、R2并联，
则R1的功率为：；
R2的功率为：；
高温挡的总功率为：P=P1+P2=968W+242W=1210W；
若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制， 加热时间：。
14．【答案】（1）铝制品会与氧气反应在表面形成一层致密氧化膜，可防止铝进一步被氧化
（2）W=Gh=mgh=×240kg×10N/kg×10×1000m=8×106J（3）电能；1.125m2
（4）在月球上发射比在地球上发射克服重力做功少；月球表面没有大气无需克服摩擦力做功
15．【答案】（1）省力
（2）设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆的平衡条件得：
F×AO1=F1×O1B…①
G×DO2=F2×CO2…②
F1=F2，
桶盖的重：G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
得：
则
（3）由题意可知，若将桶盖翻开30°，桶盖重心上升高度为=17.5cm
克服重力做功W=FS=GH=6N×0.175m=1.05J
16．【答案】（1）断开
（2）解：开关S0闭合时，电路中只有R1工作，R1===121Ω
（3）解：W实= = kW·h
P实= =0.3kW
17．【答案】（1）解：由P＝ 有R2＝ ＝ ＝40Ω；
答：R2的阻值是40Ω；
（2）解：R串＝ ＝ ＝110Ω，
R3＝R﹣R2＝110Ω﹣40Ω＝70Ω，
R1=R3-30Ω＝40Ω，
则P高温＝P1+P2＝1210W+1210W＝2420W；
答：该电暖器在高温档工作时的功率是2420W；
（3）解：P= ＝ ＝1000W，
由P＝ 得，
U实＝ ＝200V。
答：他家此时的实际电压是200V。
18．【答案】（1）解：R0＝ =5Ω；
答：R0的阻值为5Ω；
（2）解：P0小＝I小2R0＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W；
答：R0的最小功率为0.2W；
（3）解：由I＝ 可得，滑动变阻器的最大阻值：R大＝ 。
答：滑动变阻器的最大阻值为35Ω。
19．【答案】（1）答：若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要0.9小时；
（2）答：停靠时，空载列车对铁轨的压强为2.5×106Pa；
（3）答：若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为2.67×106W。
20．【答案】（1）做功
（2）活塞受到蒸汽的平均压力：F=pS=1.1×106Pa×0.1m2=1.1×105N；
（3）活塞上升一次蒸汽机对物体做功：W=Fs=1.1×105N×0.6m=6.6×104J；
根据图片可知，活塞到支点的距离是物体到支点距离的2倍。
根据相似三角形的特点可知，活塞上行的距离是物体下行距离的2倍；
即活塞上行0.6m，则物体运动0.3m；
每分钟内蒸汽机对物体做的有用功为：W总=nGh=100×（200kg×10N/kg×0.3m）=6×104J；
对物体做有用功的功率：。
21．【答案】（1）由图可知，承担重力的绳子段数n=3，
则绳端移动的距离：s=nh=3×6m=18m，
拉力做的功：W=Fs=400N×18m=7200J，
拉力的功率：；
答： 拉力的功率为120W。
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，
则滑轮组的机械效率：；
即，
解得：G动=200N；
答：动滑轮受到的重力为200N
（3）已知工人的质量为60kg，
则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N，
提升的最大物重：G大=nF大-G动=3×600N-200N=1600N，
则滑轮组的最大机械效率：。
答：滑轮组的机械效率最大值是88.9%。
22．【答案】提纽；m1gl；Mgx2；
23．【答案】（1）保温洗涤
（2）解:W=Pt=300W×360s=108000J（或W=Pt=0.3KW×0.1h=0.03KWh）
（3）解:P1= = =2000W，
P2= = =200W，
P=P1+P2=2000W+200W=2200W。
24．【答案】（1）电能转化为机械能
（2）无人机飞行的平均速度为：；
（3）拉力对包裹做的功：W=Gh=12kg×10N/kg×120m=14400J。
25．【答案】（1）解：图甲中，当开关S首先在bc位置，只有R2工作．
此时电路功率Pl= =36W；在安全功率范围内；
当开关S在cd位置时，两电阻并联，
功率P2并=P，+P”= =24W+36W=60W；
在安全功率范围内，所以甲电路图合理；
图乙中，当开关都闭合时，只有R2工作，此时电路功率pl= =36W；
在安全功率范围内；当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，根据串联电路的总电阻等于
各电阻之和得：R串=R1+R2=6Ω+4Ω=10Ω，
此时电功率P2= =14.4W<30W，
即功率过低，超出安全功率范围；所以电路图不合理
（2）解：当两电阻并联时，电路电阻最小，消耗的功率最大，P大=P2并=60W
（3）解：有甲图可知：当电热桌垫处于低温档时．只有R2工作，
则在1分钟内产生的热量Q=W=P×t=36W×60s=2160J
26．【答案】（1）机械能转化为内能
（2）解：G地=mg=1300千克×10牛/千克=1.3×104牛
G= G= ×1.3×104牛=5.2×103牛
W=Gh=5.2×103牛×100米=5.2×105焦
（3）解：t= =20秒
W’=Gh’=5.2×103牛×（92米-20米）=3.744×105焦
P= =1.872×104瓦
用P=Fv
27．【答案】（1）低（2）断开；R2
（3）当 接2、 闭合时， 并联工作，电煎药壶处于高火加热状态
根据P=UI得，高火加热状态的总电流
通过R2的电流
通过 的电流
根据 得
当 接1、 断开时， 串联工作，电煎药壶处于保温状态，
则保温功率
28．【答案】（1）（2）定滑轮（3）变小（4）1500（5）1071
29．【答案】（1）1；0.2（2）总功（3）30
（4）解：滑轮组的机械效率: η= ×100%= ×100%= ×100%=70%.
30．【答案】（1）没有秤量物体时，压力传感器受到的压力为0，
由表格数据可知压力传感器的电阻R=30Ω，
压力传感器R消耗的电功率：；
（2）当重300牛的学生站在踏板上时，
由杠杆平衡条件得：F×AO=F′×BO，
F×20cm=300N×5cm；
解得：F=75N；
由表格数据可知，当压力增大50N时压力传感器的电阻减小3Ω，
则75N时压力传感器的电阻等于27Ω减去3Ω的一半，
即，
此时通过压力传感器R的电流：；（3）左或A
31．【答案】（1）低温
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是32瓦（3）闭合
（4）当图乙开关S1闭合，S2断开，低温档，
答：10分钟内产生的热量是4800焦。
32．【答案】（1）故电流为：I= =2A
（2）电池储存的能量：W=UIt=15V×5A×3600s=2.7×105J，W机=W×80%=2.7×105J×80%=2.16×105J，
t= = =2160s(=36分钟＝0.6小时也可以).
答：通过的电流为2A.该机最多能飞行2160s
33．【答案】（1）解：通过的电流：I= =2A
其电阻：R= =110Ω
答：该“暖手宝”正常工作时通过的电流为2A，电阻是110Ω
（2）解：暖手宝正常工作3分钟产生的热量：Q=I2Rt=UIt=Pt=440W×3×60s=7.92×104J
答：该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是7.92×104J
（3）解：电路总电阻为R串=R+R0=110Ω+11Ω=121Ω
通过暖手宝的电流为I实=U/R串=220V/121Ω=20/11A
暖手宝的实际功率为P实=I实2/R串=（20/11A）2 ÷ 110Ω ＝ 363.6W.
答：“暖手宝”消耗的实际功率约363.6W.
34．【答案】（1）解：t= = 9×105秒
t总= =1×107秒
s=vt总=0.2米/秒×1×105秒=2×105米=2000千米
答：充电一次总共航行路程2000千米。(其它合理解法也可)
（2）解：该滑翔机处于悬浮状态时，F浮=G物= 515牛
由F浮=ρ液gV排，得V排= =0.05米3
所以V油= 0.05米3-0.0495米3=5×10-4米3
答：该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油体积为5×10-4米3(其它合理解法也可)
35．【答案】（1）右
（2）解：W=Fs=500N×0.06m=30J
答：完成一个握手动作做功30J
（3）解：
答：饮用可乐后获得的能量相当于完成握手动作1800次的能量
36．【答案】（1）该型号LED灯正常工作时的电流为；
（2）太阳能电池板的输出功率为：1000W/m2×0.5m2×20%=100W；
（3）100盏路灯的总功率为：P=60W×100=6000W=6kW；
一个月路灯消耗的电能：W=Pt=6kW×（10h×30）=1800kW·h；
一个月需要消耗煤炭：m=400g/度×1800度=720000g=720kg。
37．【答案】（1）F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×500×10-3m3=5000N
（2）p= =3×104pa
（3）动；p= =6 ×103W
38．【答案】（1）高温烧煮
（2）按下温控开关，处于高温烧煮，加热功率为880W
R1= =55欧
（3）高温烧煮15分钟消耗电能：W1=P1t1=880W×15×60s=792000J
保温6分钟消耗电能：W2=0.2244×3.6×106J-792000J=15840J
保温功率P2=W2/t2=15840J/6×60s=44W
（4）△t= = = =
升高到30℃+28.3℃=58.3℃
39．【答案】（1）费力杠杆；变小
（2）解：p= ＝3.5×105pa，由图可知，h=25m
（3）解：设在t1、t2时刻起重装置对“奋斗者”的拉力分别为F1、F2，“奋斗者”上升的速度为v，
t1时刻，“奋斗者”还没有离开水面，由力的平衡条件可得：F1+F浮′＝mg，所以F1＝mg﹣F浮′，
t2时刻，“奋斗者”已经完全离开水面，则：F2＝mg，
由题可知P2＝3P1，即F2v＝3F1v，
所以F2＝3F1，
即mg＝3（mg﹣F浮′），则 根据阿基米德原理可得t1时刻“奋斗者”的排水体积：V排′＝ ＝14m3
40．【答案】（1）增大
（2）解：水族箱内安装的电热丝 R1上标有“220V 200W”的字样，表示其额定电压为220V，额定功率为200W，由 P＝UI 可得，正常工作时电热丝的电流：
（3）解：由图乙知，水族 箱 一个 循 环用 时 400 min，工 作一天，即24h，包含的工作循环： ＝3.6（个），前三个工作循环，每个工作时间（加热时间）为 100 min，第四个工作循环 所用时间为：0.6×400 min＝240min，故加热的工作时间仍为 100 min，总工作时间：
t＝3×100 min+100 min＝400min。
消耗的电能：W＝Pt＝200 W×400×60 s＝4.8×106 J（4）左
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