题型突破专项卷(四)
1．解析：(1)花生油吸收的热量Q吸＝c花生油m(t－t0)＝1.8×103 J/(kg·℃)×2 kg×(180 ℃－20 ℃)＝5.76×105 J。
(2)天然气燃烧释放出的热量有40%被花生油吸收，则天然气燃烧放出的热量为Q放＝＝1.44×106 J
由Q放＝Vq得天然气的体积为
V＝＝0.036 m3。
答案：(1)5.76×105 J (2)0.036 m3
2．解析：(1)完全燃烧0.7 kg这种新型生物醇油释放的热量Q放＝qm油＝3.6×107 J/kg×0.7 kg＝2.52×107 J。
(2)水吸收的热量Q吸＝Q放×60%＝2.52×107 J×60%＝1.512×107 J
水升高的温度是Δt＝＝72 ℃
水能升高到的温度为t＝20 ℃＋72 ℃＝92 ℃。
答案：(1)2.52×107 J (2)92 ℃
3．解析：(1)该天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.036 m3×8×107J/kg＝2.88×106 J。
(2)水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝35%×2.88×106J＝1.008×106J。
(3)水吸收的热量可以使温度变化
Δt＝＝80 ℃
一个标准大气压下，水的沸点为100 ℃，则水的初温t0＝t－Δt＝100 ℃－80 ℃＝20 ℃。
答案：(1)2.88×106 J (2)1.008×106J (3)20 ℃
4．解析：(1)水的体积V＝100 L＝100 dm3＝0.1 m3
水的质量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.1 m3＝100 kg
水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(40 ℃－20 ℃)＝8.4×106 J。
(2)液化气完全燃烧放出的热量Q放＝＝2.1×107 J
需要完全燃烧液化气的质量m液化气＝＝0.42 kg。
(3)根据η′＝可知，需要的太阳能E＝＝2.1×107 J
由E＝PSt可知，太阳光照射的时间t＝＝2 000 s。
答案：(1)8.4×106 J (2)0.42 kg (3)2 000 s
5．解析：(1)雪地摩托的重力G＝mg＝160 kg×10 N/kg＝1 600 N
静止在水平地面时，对地面的压力等于重力，因此压强为
p＝＝2.5×104 Pa。
(2)该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，根据P＝Fv公式，得牵引力F牵＝＝2 500 N
匀速直线运动时车所受的阻力等于牵引力f ＝F牵＝2 500 N。
(3)该车行驶69 min发动机所做的功W＝Pt＝75×103 W×69×60 s＝3.105×108 J
燃烧汽油放出的热量Q＝＝1.242×109J
燃烧汽油的质量m＝＝27 kg。
答案：(1)2.5×104 Pa (2)2 500 N (3)27 kg
6．解析：(1)压路机匀速前进时处于平衡状态，即
F牵＝f ＝1 800 N
压路机做的功W＝F牵s＝1 800 N×2 000 m＝3.6×106 J。
(2)水吸收的热量为Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(80 ℃－20 ℃)＝5.04×106 J。
(3)柴油完全燃烧释放出的热量Q放＝m柴油q＝0.3 kg×4×107 J/kg＝1.2×107 J。
(4)压路机此次作业的效率η＝＝30%。
答案：(1)3.6×106 J (2)5.04×106 J (3)1.2×107 J
(4)30%
7．解析：(1)无人驾驶汽车匀速行驶5.6 km, F＝f ＝3.0×103 N
则无人驾驶汽车牵引力所做的功为W＝Fs＝3.0×103 N×5.6×103 m＝1.68×107 J。
(2)1.2 kg燃油完全燃烧放出的热量为Q放＝mq＝1.2 kg×4×107 J/kg＝4.8×107 J。
(3)无人驾驶汽车的热机效率为η＝×100%＝×100%＝35%。
答案：(1)1.68×107 J (2)4.8×107 J (3)35%
8．解析：(1)由题知，在0～10 s内汽车通过的路程为120 m
则在0～10 s内汽车的平均速度v＝＝12 m/s。
(2)由题图象可知，10～20 s汽车做匀速直线运动，速度v′＝20 m/s
则在10～20 s内汽车通过的路程为s′＝v′t′＝20 m/s×10 s＝200 m
根据二力平衡条件可得，此时的牵引力F＝f ＝4 000 N
在10～20 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功W＝Fs＝4 000 N×200 m＝8×105 J。
(3)已知发动机的转化效率η＝40%，由η＝可得消耗汽油的质量m＝＝0.04 kg。
答案：(1)12 m/s (2)8×105 J (2)0.04 kg
9．解析：(1)未放石块时木块受到浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×＝8 N。
(2)放上石块后，木块下表面距离水面0.1 m
水对木块下表面的压强为p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1 000 Pa。
(3)由木块漂浮可得木块的重力为G木＝F浮＝8 N
木块刚好全部浸入水中时所受浮力为F′浮＝ρ水gV′排＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×(0.1)3m3＝10 N
对木块受力分析可得F′浮＝G木＋G石
则石块的重力G石＝F′浮－G木＝10 N－8 N＝2 N。
答案：(1)8 N (2)1 000 Pa (3)2 N
10．解析：(1)深潜5 500米时，海水对“奋斗者”号潜水器的压强p＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5 500 m＝5.5×107 Pa
每平方米的舱体受到的压力F＝pS＝5.5×107Pa×1 m2＝5.5×107 N。
(2)“奋斗者”号在水下5 500米时浸没在海水中，因此排开水的体积V排＝V＝30 m3
所以潜水器受到的浮力F浮＝ρ海水gV排＝×10 N/kg×30 m3＝3×105 N。
(3)满载总重力G满＝m满g＝2.5×104 kg×10 N/kg＝2.5×105 N
至少注入海水的重力G注水＝F浮－G满＝3×105 N－2.5×105 N＝5×104 N
则至少注入海水的质量m注水＝＝5×103 kg。
答案：(1)5.5×107 Pa 5.5×107 N (2)3×105 N (3)5×103 kg
11．解析：(1)题图甲中，木块浸没在水中，则木块排开水的体积V排＝V＝1 000 cm3＝1×10-3m3
木块受到水的浮力F浮甲＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3m3＝10 N。
(2)题图乙中，木块漂浮时排开水的体积V排′＝×1 000 cm3＝600 cm3
木块受到的浮力F浮乙＝ρ水gV排′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×600×10-6m3＝6 N。
(3)木块排开水的体积变化量
ΔV排＝V排－V排′＝1 000 cm3－600 cm3＝400 cm3
水面下降的高度Δh＝＝2 cm
题图乙中水的深度h′＝h－Δh＝30 cm－2 cm＝28 cm＝0.28 m
题图乙中水对容器底部的压强p＝ρ水gh′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.28 m＝2.8×103 Pa。
答案：(1)10 N (2)6 N (3)2.8×103 Pa
12．解析：(1)物块的质量为m＝＝2 kg。
(2)物体未浸入时水对容器底部的压强为p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m＝1.5×103 Pa。
(3)根据阿基米德原理求出物体浸没在水中受到的浮力为F浮水＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)3＝10 N。
(4)由称重法可得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
物块浸没在酒精中弹簧测力计示数F2＝G－F浮酒＝20 N－F浮酒
因为F1∶F2＝5∶6
则
解得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酒gV排＝ρ酒gV
即8 N＝ρ酒×10 N/kg×0.001 m3
则酒精的密度为ρ酒＝0.8×103 kg/m3。
答案：(1)2 kg (2)1.5×103 Pa (3)10 N
(4)0.8×103 kg/m3
13．解析：(1)物体A的重力GA＝mAg＝900×10-3kg×10 N/kg＝9 N
金属球B的重力GB＝mBg＝600×10-3 kg×10 N/kg＝6 N
剪断细绳之前，两物体悬浮在水中，则两物体受到的浮力为
F浮＝G总＝GA＋GB＝9 N＋6 N＝15 N
由F浮＝ρ液gV排可知，剪断细绳之前，两物体排开水的总体积为V排＝＝1.5×10-3m3。
(2)用剪刀将细绳剪断，金属球B与物体A分离，金属球B下沉，则金属球B受到的浮力为
F浮B＝ρ水gV排B＝ρ水gVB＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×150×10-6 m3＝1.5 N
此时金属球B对容器底部的压力为F压＝GB－F浮B＝6 N－1.5 N＝4.5 N。
(3)用剪刀将细绳剪断，金属球B下沉，物体A上浮最终漂浮，所以F浮A＝GA＝9 N
则物体A漂浮时排开水的体积
V排A＝＝0.9×10-3m3
则排开水体积的减少量为
ΔV＝V排－V排A－VB＝1.5×10-3m3－0.9×10-3m3－150×10-6m3＝0.45×10-3m3
液面下降的高度Δh＝＝0.0225 m
则水对容器底部压强减小了Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.0225 m＝225 Pa。
答案：(1)1.5×10-3m3 (2)4.5 N (3)225 Pa
14．解析：(1)小球的重力为G球＝m球g＝0.03 kg×10 N/kg＝0.3 N
溢出水的重力为G溢＝m溢g＝0.02 kg×10 N/kg＝0.2 N
溢水杯对桌面的压力为F＝G杯＋G水＋G球－G溢＝1 N＋5 N＋0.3 N－0.2 N＝6.1 N
溢水杯对桌面的压强为p＝＝610 Pa。
(2)由阿基米德原理可知，小球受到的浮力为F浮＝G排＝G溢＝0.2 N。
(3)根据F浮＝ρ液gV排可得小球排开液体的体积为V排＝＝2×10-5 m3
由于小球在溢水杯中完全浸没，所以V球＝V排＝2×10-5m3
小球的密度ρ球＝。
答案：(1)610 Pa (2)0.2 N (3)1.5×103 kg/m3
15．解析：(1)容器中水深为h＝18 cm＝0.18 m
此时水对容器底的压强p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10 N/kg×0.18 m＝1.8×103Pa。
(2)物体A的体积V＝a3＝(0.1 m)3＝1×10-3m3
由于用细线悬挂放入水中，有的体积露出水面，则此时排开液体的体积为
V排＝×1×10-3 m3＝8×10-4 m3
此时受到的浮力为F浮＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-4m3＝8 N
对物体受力分析得，物体A的重力G＝F＋F浮＝12 N＋8 N＝20 N
物体A的质量m＝＝2 kg
物体A的密度ρ＝＝2×103kg/m3。
(3)细线刚好断裂时，根据物体受力分析得F浮′＝G－F′＝20 N－15 N＝5 N
根据F浮＝ρ液gV排′得V排′＝＝5×10-4m3
则物体现在浸入水中的深度h′＝＝0.05 m。
答案：(1)1.8×103 Pa (2)2×103kg/m3 (3)0.05 m
16．解析：(1)容器口处的水产生的压强
p＝ρ水gh2＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m＝800 Pa。
(2)S1＝200 cm2＝2.0×10-2m2，进入容器中水的重力
G水＝ρ水gV水＝ρ水gS1(h2－h1)＝1×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-2m2×(0.08 m－0.05 m)＝6 N
将柱形容器和进入容器中的水看作一个整体，整体受到的浮力F浮1＝ρ水gV排＝ρ水gS2h2＝1×103 kg/m3×10 N/kg×2.5×10-2m2×0.08 m＝20 N
整体漂浮在水中，F浮1＝G总＝G容＋G水
所以容器的重力G容＝F浮1－G水＝20 N－6 N＝14 N
因为容器漂浮在水面，则圆柱形容器受到的浮力为F浮2＝G容＝14 N。
(3)将柱形容器和进入容器中的水看作一个整体，忽略容器内空气体积的变化，容器恰好浸没时受到的浮力为F浮3＝G总＋F＝20 N＋10 N＝30 N
此时整体排开水的体积为
V排＝＝3×10-3m3
所以容器壁的高度为h＝＝0.12 m。
答案：(1)800 Pa (2)14 N (3)0.12 m
17．解析：(1)只闭合开关S1，R1和R3串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电路中电流达到最小值，则滑动变阻器的滑片位于b处，接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知R1＝＝20 Ω。
(2)(3)只闭合开关S1，R1和R3串联，根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压
U＝U1＋U3＝U1＋I1R3＝3 V＋0.15 A×R3①
只闭合开关S2，R2和R3串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压，移动滑片至滑动变阻器的中点c处时，根据P＝UI可知此时电路中的电流I2＝＝0.1 A
根据欧姆定律可知R2＝＝50 Ω
电源电压U＝U2＋U3′＝U2＋I2×R3＝5 V＋0.1 A×R3②
解①②可得U＝6 V，R3＝20 Ω。
(4)当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器被短路，电路为R1和R2并联的电路，电路消耗的总功率P总＝＝2.52 W。
答案：(1)20 Ω (2)6 V (3)20 Ω (4)2.52 W
18．解析：(1)根据P＝可知灯泡的电阻为RL＝＝15 Ω。
(2)当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，RL与滑动变阻器的最大阻值串联，由题图象可知，当UL1＝2 V，通过灯泡的电流IL1＝0.5 A时，RL的实际功率PL1＝UL1IL1＝2 V×0.5 A＝1 W
所以，灯泡L的实际功率为1 W时，灯泡两端的电压UL1＝2 V，电路中电流IL1＝0.5 A，滑动变阻器两端的电压UR＝IL1R＝0.5 A×20 Ω＝10 V
电源的电压U＝UR＋UL1＝10 V＋2 V＝12 V。
(3)根据P＝可知当电路中的电阻最小时电路消耗的电功率最大；由于滑片P移到b端，同时闭合开关S、S1、S2，灯泡与R1并联时总电阻最小，所以此时电路消耗的电功率最大；由于电源电压U＝12 V，则灯泡正常工作，PL＝P额＝9.6 W
由题图象可知，当U1＝2 V，通过电阻R1的电流I1＝0.2 A
R1＝＝10 Ω
R1的实际功率P1＝＝14.4 W
所以P＝P1＋PL＝14.4 W＋9.6 W＝24 W。
答案：(1)15 Ω (2)12 V (3)开关S、S1、S2闭合，滑片移到b端 24 W
19．解析：(1)由P＝UI可得，小灯泡正常工作时的电流IL＝＝0.5 A。
(2)当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，L与R串联，灯泡的电阻RL＝＝12 Ω
电源的电压U＝I＝IL＝0.5 A×＝12 V。
(3)保持滑片P的位置不变，开关S、S1、S2都闭合时，R0与R并联，灯泡L被短路，通过定值电阻R0的电流I0＝＝0.5 A
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小，通过滑动变阻器的电流I滑′＝＝0.5 A
干路电流I′＝I0＋I滑′＝0.5 A＋0.5 A＝1 A
电路消耗的最小功率P＝UI′＝12 V×1 A＝12 W。
答案：(1)0.5 A (2)12 V (3)12 W
20．解析：(1)由题图可知，当只闭合S1，滑动变阻器滑片到最左端时，只有灯泡L接入电路，且灯泡正常发光。所以电源电压U＝UL＝6 V。
(2)当小灯泡正常发光时，RL＝＝10 Ω。
(3)当只闭合S1时，灯泡L和R1串联，电压表测R1的电压，由题图2可知电路中的最小电流I′＝0.2 A，电压表最大电压U′＝4 V，滑动变阻器的最大阻值RP＝＝20 Ω
当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，灯泡L被短路，滑动变阻器和R0并联在电路中，滑动变阻器电流I1′＝＝0.6 A
R0的电流I0＝＝0.5 A
整个电路消耗的电功率P＝U(I1′＋I0)＝6 V×(0.6 A＋0.5 A)＝6.6 W。
答案：(1)6 V (2)10 Ω (3)6.6 W
21．解析：(1)由题电路图知，只闭合开关S1时，只有R1连入电路，电流表的示数I1＝＝0.9 A。
(2)由题电路图知，开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，则通过R2的电流I2＝IA′－I1＝1.5 A－0.9 A＝0.6 A
且U＝U1＝U2＝9 V，在10 s内R2产生的热量Q2＝W2＝UI2t＝9 V×0.6 A×10 s＝54 J。
(3)由题图可知，只闭合开关S3，R1、R3串联，当滑片在右端时，只有R1连入电路，此时其功率最大，此时电路中电流为0.9 A，由变阻器规格知允许通过最大电流为0.5 A，串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流为0.5 A，此时R1的功率最大为P1＝R1＝(0.5 A)2×10 Ω＝2.5 W
滑片在左端时，变阻器连入阻值最大，此时R1的功率最小，电路中电流I′1＝I＝＝0.3 A
此时R1的最小电功率P1′＝R1＝(0.3 A)2×10 Ω＝0.9 W
所以R1的电功率变化范围为0.9～2.5 W。
答案：(1)0.9 A (2)54 J (3)0.9～2.5 W
22．解析：(1)当闭合开关S2，断开开关S、S1时，电路为只有灯泡L的简单电路，电流表测电路中的电流；此时灯泡L恰好正常发光，说明电源电压等于灯泡额定电压，即U＝UL＝12 V，电流表A2的示数是0.4 A，则小灯泡额定功率为PL＝ULIL＝12 V×0.4 A＝4.8 W。
(2)不考虑温度对灯丝电阻的影响，灯丝的电阻为RL＝＝30 Ω
当只闭合开关S，断开开关S1、S2，并且将滑动变阻器的滑片滑至最右端时，滑动变阻器R2接入电路的阻值为0，此时灯泡与R1串联，电流表A1的示数为0.1 A，则电路中的总电阻为R总＝＝＝120 Ω
故定值电阻R1的阻值为R1＝R总－RL＝120 Ω－30 Ω＝90 Ω。
(3)闭合开关S1、S2，断开开关S，灯泡与滑动变阻器R2并联，电流表A2测干路电流；由(1)可知，此时通过灯泡的电流为0.4 A，通过R2的最大电流为I2大＝I－IL＝0.6 A－0.4 A＝0.2 A
滑动变阻器接入电路中的最小阻值为R2小＝＝60 Ω
当滑动变阻器R2接入电路的阻值最大时，此时干路电流最小；根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器R2的电流为I滑＝＝0.12 A
因通过灯泡的电流不变，故电流表A2的最小示数为I2小＝I滑＋IL＝0.12 A＋0.4 A＝0.52 A。
答案：(1)12 V 4.8 W (2)90 Ω (3)60 Ω 0.52 A
23．解析：由题电路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流。
(1)小灯泡正常发光时的电流IL＝＝0.5 A。
(2)小灯泡正常发光时的电阻RL＝＝5 Ω
此时滑动变阻器接入电路的阻值R＝－RL＝－5 Ω＝1 Ω。
(3)小灯泡正常发光时电路的总功率P＝UIL＝3 V×0.5 A＝1.5 W。
(4)滑动变阻器的电功率等于电路总功率与灯泡的功率之差，即P′＝UI－I2RL＝3 V×I－I2×5 Ω，
根据抛物线的性质可得当I＝＝0.3 A时，滑动变阻器接入电路的电阻RP＝－RL＝－5 Ω＝5 Ω＜20 Ω
此时滑动变阻器的电功率最大，最大为P′＝＝0.45 W。
答案：(1)0.5 A (2)1 Ω (3)1.5 W (4)0.45 W
24．解析：(1)由题电路图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中；开关S接触点2时，两电阻串联；
由串联电路电阻规律可知，开关S接触点2时，电路总电阻较大，由P＝可知，电源电压一定时，电路总电阻越大，电路消耗的电功率越小，因此开关S接触点2时，电饭煲处于保温状态，由题图乙可知，此时的电功率P保温＝200 W。
(2)开关S接触点1时，只有R1连入电路中，则电饭煲处于加热状态，电功率P加热＝800 W
电阻R1＝＝60.5 Ω
开关S接触点2时，两电阻串联，电路的总电阻R＝＝242 Ω
电阻R2＝R－R1＝242 Ω－60.5 Ω＝181.5 Ω。
(3)根据题图乙可知，电饭煲加热时间t1＝12 min
电饭煲的保温时间t2＝21 min－12 min＝9 min
电饭煲加热消耗的电能W1＝P加热t1＝800 W×12×60 s＝5.76×105 J
电饭煲保温消耗的电能W2＝P保温t2＝200 W×9×60 s＝1.08×105 J
电饭煲在这一次工作中一共消耗的电能W＝W1＋W2＝5.76×105 J＋1.08×105 J＝6.84×105 J＝0.19 kW·h＝0.19度。
答案：(1)保温状态 200 W (2)60.5 Ω 181.5 Ω
(3)6.84×105 J 0.19度(共89张PPT)
题型突破专项卷(四) 计算题
(总分218分)
考向1 热学计算
1．(8分)花生油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在160 ℃到220 ℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2 kg的花生油从20 ℃加热到180 ℃(未沸腾)[花生油的比热容为1.8×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107 J/m3]。
(1)求花生油吸收的热量；
(2)如果这些热量由天然气燃烧来提供，假设天然气完全燃烧释放的热量有40%被花生油吸收，那么需要完全燃烧多少立方米天然气？
答案：(1)5.76×105 J (2)0.036 m3
答案：(1)2.52×107 J (2)92 ℃
3．(9分)在一个标准大气压下，用天然气将一壶质量为3 kg的水烧开，消耗了0.036 m3的天然气(假设天然气完全燃烧)，已知加热效率为35%，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝8×107 J/m3。求：
(1)该天然气完全燃烧放出的热量；
(2)水吸收的热量；
(3)水的初始温度。
答案：(1)2.88×106 J (2)1.008×106J (3)20 ℃
4．(9分)周末，小明对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20 ℃，太阳照射一段时间t后“温度传感器”显示水箱中的水温为40 ℃，已知水箱容积是100 L。
(1)求该过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气(液化气灶的热效率为η＝40%，液化气的热值为q＝5×107 J/kg)
(3)该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P＝2.1×103 W/m2，该太阳能热水器的集热面积为S＝5 m2，热转化效率η′＝40%(即将太阳能的40%转化为水的内能)。求太阳光照射的时间t。
答案：(1)8.4×106 J (2)0.42 kg (3)2 000 s
5．(9分)冰雪运动越来越受到人们的喜爱，某款雪地摩托，其净重为160 kg，静止时与地面接触的总面积为640 cm2，当其以最大功率75 kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达108 km/h(g＝10 N/kg)。
(1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少？
(2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？
(3)该车发动机为一款单缸4冲程汽油机，若其效率为25%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶69 min，需要多少千克汽油(汽油的热值为q＝4.6×107 J/kg)
答案：(1)2.5×104 Pa (2)2 500 N (3)27 kg
6．(10分)湖南路路面改造的过程中使用了如图所示的一款双轮压路机。它的发动机是柴油机。为确保发动机正常工作，该压路机配有冷却水箱，水箱容纳水的质量为20 kg，在一次压路作业中，水箱加满水后，压路机在水平路面上匀速行驶了2 000 m，消耗柴油0.3 kg。若行驶过程中压路机受到的平均阻力是1 800 N，水箱
内的水从20 ℃上升到80 ℃[水的比热容为4.2
×103 J/(kg·℃)，柴油的热值取4×107 J/kg]。
(1)压路机在这次压路作业中做的功是多少？
(2)水箱内的水吸收的热量是多少？(不考虑水的质量变化)
(3)柴油完全燃烧释放出的热量是多少？
(4)压路机此次作业的效率是多少？
解析：(1)压路机匀速前进时处于平衡状态，即
F牵＝f ＝1 800 N
压路机做的功W＝F牵s＝1 800 N×2 000 m＝3.6×106 J。
(2)水吸收的热量为Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(80 ℃－20 ℃)＝5.04×106 J。
(3)柴油完全燃烧释放出的热量Q放＝m柴油q＝0.3 kg×4×107 J/kg＝1.2×107 J。
答案：(1)3.6×106 J (2)5.04×106 J (3)1.2×107 J (4)30%
7．(9分)如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶5.6 km，受到的阻力是3.0×103 N，消耗燃油1.2 kg，燃油热值q＝4×107 J/kg，求：
(1)无人驾驶汽车牵引力所做的功；
(2)燃油完全燃烧放出的热量；
(3)无人驾驶汽车的热机效率。
答案：(1)1.68×107 J (2)4.8×107 J (3)35%
8．(9分)一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图象如图所示，在第10 s时速度达到20 m/s，通过的路程为120 m。求：
(1)在0～10 s内汽车的平均速度；
(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为
f＝4 000 N，那么在10～20 s内汽车发动机产生
的牵引力所做的功是多少焦耳；
(3)若发动机的转化效率为40%，则10～20 s内燃烧了多少千克汽油。(已知汽油的热值大约为5×107 J/kg)
答案：(1)12 m/s (2)8×105 J (2)0.04 kg
(3)由木块漂浮可得木块的重力为G木＝F浮＝8 N
木块刚好全部浸入水中时所受浮力为F′浮＝ρ水gV′排＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×(0.1)3m3＝10 N
对木块受力分析可得F′浮＝G木＋G石
则石块的重力G石＝F′浮－G木＝10 N－8 N＝2 N。
答案：(1)8 N (2)1 000 Pa (3)2 N
10．(9分)2023年2月8日“奋斗者”号载人潜水器在蒂阿曼蒂那海沟5 500米深度发现了飞象章鱼，“奋斗者”号体积约为30 m3，满载时质量约为25吨。(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)，请问：
(1)“奋斗者”号发现飞象章鱼处的压强是多少？这时每平方米的舱体受到的压力是多大？
(2)“奋斗者”号在水下5 500米时受到的浮力为多大？
(3)已满载的“奋斗者”号在下沉时采用注水方式实现，则至少注入多少千克的海水？
答案：(1)5.5×107 Pa 5.5×107 N (2)3×105 N (3)5×103 kg
答案：(1)10 N (2)6 N (3)2.8×103 Pa
12．(10分)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15 cm深的水和酒精，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)物体未浸入时水对容器底部的压强；
(3)物块浸没在水中时所受浮力大小；
(4)酒精的密度。
由阿基米德原理得F浮酒＝ρ酒gV排＝ρ酒gV
即8 N＝ρ酒×10 N/kg×0.001 m3
则酒精的密度为ρ酒＝0.8×103 kg/m3。
答案：(1)2 kg (2)1.5×103 Pa (3)10 N (4)0.8×103 kg/m3
13．(9分)如图所示，底面积为2×10-2m2的圆柱形轻质容器放置在水平桌面上，容器内装有适量水，质量为600 g、体积为150 cm3的金属球B与质量为900 g的物体A用细绳系在一起后放在容器中，静止后他们悬浮在水中，用剪刀将细绳剪断，金属球B与物体A分离，金属球B下沉，物体A上浮。(g取10 N/kg)
(1)剪断细绳前，两物体排开水的总体积是多大？
(2)剪断细绳后，金属球B对容器底部的压力是多大？
(3)剪断细绳两物体分开后，容器底部受到水的压强
减少了多少？
(2)用剪刀将细绳剪断，金属球B与物体A分离，金属球B下沉，则金属球B受到的浮力为
F浮B＝ρ水gV排B＝ρ水gVB＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×150×10-6 m3＝1.5 N
此时金属球B对容器底部的压力为F压＝GB－F浮B＝6 N－1.5 N＝4.5 N。
答案：(1)1.5×10-3m3 (2)4.5 N (3)225 Pa
14．(9分)如图所示，重为1 N、底面积为100 cm2的溢水杯中装满重为5 N的水，将质量为0.03 kg的小球轻轻放入装满水的溢水杯中，流出0.02 kg的水。g取10 N/kg，求：
(1)此时溢水杯对桌面的压强；
(2)小球受到的浮力；
(3)小球的密度。
答案：(1)610 Pa (2)0.2 N (3)1.5×103 kg/m3
(1)此时容器底受到水的压强；
(2)物体A的密度；
(3)打开阀门K，使水缓慢流出，则细线刚好断裂时，物体浸入水中的深度。
答案：(1)1.8×103 Pa (2)2×103kg/m3 (3)0.05 m
16．(9分)一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀，容器的内底面积S1＝200 cm2，容器的外底面积S2＝250 cm2，将圆柱形容器(内有质量可忽略的空气)倒扣于水中静止时，如图所示。已知容器内外液面的高度差h1＝5 cm，容器口与容器外部液面的高度差h2＝8 cm。(g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3 )求：
(1)容器口处的水产生的压强；
(2)圆柱形容器受到的浮力；
(3)若在容器上方施加10 N的力，忽略容器内空气体积的变化，容器恰好完全浸没时容器壁的高度。
解析：(1)容器口处的水产生的压强
p＝ρ水gh2＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m＝800 Pa。
(2)S1＝200 cm2＝2.0×10-2m2，进入容器中水的重力
G水＝ρ水gV水＝ρ水gS1(h2－h1)＝1×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-2m2×
(0.08 m－0.05 m)＝6 N
将柱形容器和进入容器中的水看作一个整体，整体受到的浮力F浮1＝ρ水gV排＝ρ水gS2h2＝1×103 kg/m3×10 N/kg×2.5×10-2m2×0.08 m＝20 N
整体漂浮在水中，F浮1＝G总＝G容＋G水
所以容器的重力G容＝F浮1－G水＝20 N－6 N＝14 N
因为容器漂浮在水面，则圆柱形容器受到的浮力为F浮2＝G容＝14 N。
(3)将柱形容器和进入容器中的水看作一个整体，忽略容器内空气体积的变化，容器恰好浸没时受到的浮力为F浮3＝G总＋F＝20 N＋
10 N＝30 N
此时整体排开水的体积为
答案：(1)800 Pa (2)14 N (3)0.12 m
考向3 电学计算
17．(10分)如图所示电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电路中电流达到最小值，此时电流表示数为0.15 A，电压表的示数为3 V；只闭合开关S2，移动滑片至滑动变阻器的中点c处时，电压表的示数为5 V，
此时电阻R2的电功率为0.5 W。
(1)电阻R1的阻值是多少Ω？
(2)电源电压是多少V
(3)滑动变阻器R3的最大阻值是多少Ω？
(4)当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率是多少W
答案：(1)20 Ω (2)6 V (3)20 Ω (4)2.52 W
18．(9分)如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图象，灯泡上标有“12 V 9.6 W”的字样。将它们按如图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20 Ω 1.5 A”，电流表使用的量程是0～3 A，电源电压不变。
(1)求灯泡L正常发光时的电阻RL；
(2)当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1 W，求电源电压；
(3)开关和滑片分别置于什么位置时，电路消耗的电功率最大？最大功率是多少？
答案：(1)15 Ω (2)12 V (3)开关S、S1、S2闭合，滑片移到b端 24 W
19．(9分)如图所示，小灯泡L标有“6 V 3 W”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器的最大阻值R为24 Ω，定值电阻R0阻值为24 Ω，电源电压保持不变。当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
(1)小灯泡正常发光时的电流；
(2)电源电压；
(3)当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总
功率的最小值。
答案：(1)0.5 A (2)12 V (3)12 W
20．(9分)标有“6 V 3.6 W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1-I图象(如图2)，且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0＝12 Ω，求：
(1)电源电压U；
(2)小灯泡正常发光时的电阻RL；
(3)当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
答案：(1)6 V (2)10 Ω (3)6.6 W
21．(9分)如图，电源电压恒定U＝9 V，R1、R2是定值电阻，R1＝
10 Ω，滑动变阻器R3标有“20 Ω 0.5 A”字样，闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数为1.5 A。求：
(1)只闭合开关S1，电流表的示数；
(2)开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10 s内
产生的热量；
(3)只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围。
答案：(1)0.9 A (2)54 J (3)0.9～2.5 W
22．(9分)如图所示电路中，电源电压恒定不变，灯泡L标有“12 V”字样，额定功率字迹不清，R1是定值电阻。滑动变阻器R2的最大阻值是100 Ω，电流表A1和A2的量程均为0～0.6 A。当闭合开关S2，断开开关S、S1时，灯泡L恰好正常发光，电流表A2的示数是0.4 A；当只闭合开关S，断开开关S1、S2，并且将滑动变阻器的
滑片滑至最右端时，电流表A1的示数为0.1 A。
不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：
(1)电源电压和灯泡L的额定电功率；
(2)定值电阻R1的阻值；
(3)闭合开关S1、S2，断开开关S，调节滑动变阻器，在确保电路各元件都安全的前提下，滑动变阻器接入电路中的最小阻值和电流表A2的最小示数。
解析：(1)当闭合开关S2，断开开关S、S1时，电路为只有灯泡L的简单电路，电流表测电路中的电流；此时灯泡L恰好正常发光，说明电源电压等于灯泡额定电压，即U＝UL＝12 V，电流表A2的示数是0.4 A，则小灯泡额定功率为PL＝ULIL＝12 V×0.4 A＝4.8 W。
答案：(1)12 V 4.8 W (2)90 Ω (3)60 Ω 0.52 A
23．(10分)如图所示，电源电压恒为3 V，小灯泡标有“2.5 V
1.25 W”(设小灯泡电阻不变)，滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。
(1)求小灯泡正常发光时的电流；
(2)求小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电
路的阻值；
(3)求小灯泡正常发光时电路的总功率；
(4)在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，此时滑动变阻器的功率最大，求滑动变阻器的最大功率。
答案：(1)0.5 A (2)1 Ω (3)1.5 W (4)0.45 W
24．(9分)某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图象。
(1)用所学的物理知识分析说明：当开关S接触点2时，电饭煲处于什么功能状态？此时电饭煲的
电功率为多少？
(2)分析计算电路中R1、R2的
阻值分别是多少？
(3)电饭煲在这一次工作中一共消耗多少焦的电能？合用了多少度电？
(3)根据题图乙可知，电饭煲加热时间t1＝12 min
电饭煲的保温时间t2＝21 min－12 min＝9 min
电饭煲加热消耗的电能W1＝P加热t1＝800 W×12×60 s＝5.76×105 J
电饭煲保温消耗的电能W2＝P保温t2＝200 W×9×60 s＝1.08×105 J
电饭煲在这一次工作中一共消耗的电能W＝W1＋W2＝5.76×105 J＋1.08×105 J＝6.84×105 J＝0.19 kW·h＝0.19度。
答案：(1)保温状态 200 W (2)60.5 Ω 181.5 Ω
(3)6.84×105 J 0.19度题型突破专项卷(四) 计算题
(总分218分)
考向1 热学计算
1．(8分)花生油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在160 ℃到220 ℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2 kg的花生油从20 ℃加热到180 ℃(未沸腾)[花生油的比热容为1.8×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107 J/m3]。
(1)求花生油吸收的热量；
(2)如果这些热量由天然气燃烧来提供，假设天然气完全燃烧释放的热量有40%被花生油吸收，那么需要完全燃烧多少立方米天然气？
2．(8分)绿色环保、清洁卫生的能源是人们现在使用燃料时的追求。市场上现有一公司提的乳化剂配置的新型生物醇油，燃烧充分，燃烧后的废气排放比石油液化气低80%以上，是名副其实的清洁燃料。而且成本仅为石油液化气的左右，热值与石油液化气的热值接近，可高达3.6×107 J/kg，利用空间极大。某餐厅采购了部分这种新型生物醇油试用，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，请问：
(1)若完全燃烧0.7 kg这种新型生物醇油，放出的热量是多少焦耳？
(2)若这些热量的60%被初温为20 ℃、质量为50 kg的水吸收，水能升高到多少℃？
3．(9分)在一个标准大气压下，用天然气将一壶质量为3 kg的水烧开，消耗了0.036 m3的天然气(假设天然气完全燃烧)，已知加热效率为35%，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝8×107 J/m3。求：
(1)该天然气完全燃烧放出的热量；
(2)水吸收的热量；
(3)水的初始温度。
4．(9分)周末，小明对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20 ℃，太阳照射一段时间t后“温度传感器”显示水箱中的水温为40 ℃，已知水箱容积是100 L。
(1)求该过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气(液化气灶的热效率为η＝40%，液化气的热值为q＝5×107 J/kg)
(3)该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P＝2.1×103 W/m2，该太阳能热水器的集热面积为S＝5 m2，热转化效率η′＝40%(即将太阳能的40%转化为水的内能)。求太阳光照射的时间t。
5．(9分)冰雪运动越来越受到人们的喜爱，某款雪地摩托，其净重为160 kg，静止时与地面接触的总面积为640 cm2，当其以最大功率75 kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达108 km/h(g＝10 N/kg)。
(1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少？
(2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？
(3)该车发动机为一款单缸4冲程汽油机，若其效率为25%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶69 min，需要多少千克汽油(汽油的热值为q＝4.6×107 J/kg)
6．(10分)湖南路路面改造的过程中使用了如图所示的一款双轮压路机。它的发动机是柴油机。为确保发动机正常工作，该压路机配有冷却水箱，水箱容纳水的质量为20 kg，在一次压路作业中，水箱加满水后，压路机在水平路面上匀速行驶了2 000 m，消耗柴油0.3 kg。若行驶过程中压路机受到的平均阻力是1 800 N，水箱内的水从20 ℃上升到80 ℃[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，柴油的热值取4×107 J/kg]。
(1)压路机在这次压路作业中做的功是多少？
(2)水箱内的水吸收的热量是多少？(不考虑水的质量变化)
(3)柴油完全燃烧释放出的热量是多少？
(4)压路机此次作业的效率是多少？
7．(9分)如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶5.6 km，受到的阻力是3.0×103 N，消耗燃油1.2 kg，燃油热值q＝4×107 J/kg，求：
(1)无人驾驶汽车牵引力所做的功；
(2)燃油完全燃烧放出的热量；
(3)无人驾驶汽车的热机效率。
8．(9分)一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图象如图所示，在第10 s时速度达到20 m/s，通过的路程为120 m。求：
(1)在0～10 s内汽车的平均速度；
(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4 000 N，那么在10～20 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳；
(3)若发动机的转化效率为40%，则10～20 s内燃烧了多少千克汽油。(已知汽油的热值大约为5×107 J/kg)
考向2 力学计算
9．(9分)将边长为0.1 m的正方体木块放入水中，静止时木块有的体积露出水面(如图甲所示)；若将一石块放到木块上方，静止时木块刚好全部浸入水中(如图乙所示)。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg。求：
(1)未放石块时木块受到的浮力；
(2)放上石块后水对木块下表面的压强；
(3)石块的重力。
10．(9分)2023年2月8日“奋斗者”号载人潜水器在蒂阿曼蒂那海沟5 500米深度发现了飞象章鱼，“奋斗者”号体积约为30 m3，满载时质量约为25吨。(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)，请问：
(1)“奋斗者”号发现飞象章鱼处的压强是多少？这时每平方米的舱体受到的压力是多大？
(2)“奋斗者”号在水下5 500米时受到的浮力为多大？
(3)已满载的“奋斗者”号在下沉时采用注水方式实现，则至少注入多少千克的海水？
11．(9分)在水平桌面上有一个盛有水的柱形容器，其底面积为200 cm2，将一体积为1 000 cm3的木块用细线系住没入水中，如图甲所示，此时容器中水深为30 cm。将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，且有的体积露出水面，如图乙所示。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)图甲中木块受到水的浮力；
(2)图乙中木块受到的浮力；
(3)图乙中水对容器底部的压强。
12．(10分)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15 cm深的水和酒精，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)物体未浸入时水对容器底部的压强；
(3)物块浸没在水中时所受浮力大小；
(4)酒精的密度。
13．(9分)如图所示，底面积为2×10-2m2的圆柱形轻质容器放置在水平桌面上，容器内装有适量水，质量为600 g、体积为150 cm3的金属球B与质量为900 g的物体A用细绳系在一起后放在容器中，静止后他们悬浮在水中，用剪刀将细绳剪断，金属球B与物体A分离，金属球B下沉，物体A上浮。(g取10 N/kg)
(1)剪断细绳前，两物体排开水的总体积是多大？
(2)剪断细绳后，金属球B对容器底部的压力是多大？
(3)剪断细绳两物体分开后，容器底部受到水的压强减少了多少？
14．(9分)如图所示，重为1 N、底面积为100 cm2的溢水杯中装满重为5 N的水，将质量为0.03 kg的小球轻轻放入装满水的溢水杯中，流出0.02 kg的水。g取10 N/kg，求：
(1)此时溢水杯对桌面的压强；
(2)小球受到的浮力；
(3)小球的密度。
15．(9分)如图所示，水平桌面上放置一圆柱形容器，其内底面积为200 cm2，容器侧面靠近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口，物体A是边长为10 cm的正方体。用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止，此时有的体积露出水面，细线受到的拉力为12 N，容器中水深为18 cm。已知细线能承受的最大拉力为15 N，细线断裂后物体A下落过程不翻转，物体A不吸水，g取10 N/kg。求：
(1)此时容器底受到水的压强；
(2)物体A的密度；
(3)打开阀门K，使水缓慢流出，则细线刚好断裂时，物体浸入水中的深度。
16．(9分)一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀，容器的内底面积S1＝200 cm2，容器的外底面积S2＝250 cm2，将圆柱形容器(内有质量可忽略的空气)倒扣于水中静止时，如图所示。已知容器内外液面的高度差h1＝5 cm，容器口与容器外部液面的高度差h2＝8 cm。(g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3 )求：
(1)容器口处的水产生的压强；
(2)圆柱形容器受到的浮力；
(3)若在容器上方施加10 N的力，忽略容器内空气体积的变化，容器恰好完全浸没时容器壁的高度。
考向3 电学计算
17．(10分)如图所示电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电路中电流达到最小值，此时电流表示数为0.15 A，电压表的示数为3 V；只闭合开关S2，移动滑片至滑动变阻器的中点c处时，电压表的示数为5 V，此时电阻R2的电功率为0.5 W。
(1)电阻R1的阻值是多少Ω？
(2)电源电压是多少V
(3)滑动变阻器R3的最大阻值是多少Ω？
(4)当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率是多少W
18．(9分)如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图象，灯泡上标有“12 V 9.6 W”的字样。将它们按如图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20 Ω 1.5 A”，电流表使用的量程是0～3 A，电源电压不变。
(1)求灯泡L正常发光时的电阻RL；
(2)当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1 W，求电源电压；
(3)开关和滑片分别置于什么位置时，电路消耗的电功率最大？最大功率是多少？
19．(9分)如图所示，小灯泡L标有“6 V 3 W”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器的最大阻值R为24 Ω，定值电阻R0阻值为24 Ω，电源电压保持不变。当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
(1)小灯泡正常发光时的电流；
(2)电源电压；
(3)当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值。
20．(9分)标有“6 V 3.6 W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1-I图象(如图2)，且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0＝12 Ω，求：
(1)电源电压U；
(2)小灯泡正常发光时的电阻RL；
(3)当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
21．(9分)如图，电源电压恒定U＝9 V，R1、R2是定值电阻，R1＝10 Ω，滑动变阻器R3标有“20 Ω 0.5 A”字样，闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数为1.5 A。求：
(1)只闭合开关S1，电流表的示数；
(2)开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10 s内产生的热量；
(3)只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围。
22．(9分)如图所示电路中，电源电压恒定不变，灯泡L标有“12 V”字样，额定功率字迹不清，R1是定值电阻。滑动变阻器R2的最大阻值是100 Ω，电流表A1和A2的量程均为0～0.6 A。当闭合开关S2，断开开关S、S1时，灯泡L恰好正常发光，电流表A2的示数是0.4 A；当只闭合开关S，断开开关S1、S2，并且将滑动变阻器的滑片滑至最右端时，电流表A1的示数为0.1 A。不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：
(1)电源电压和灯泡L的额定电功率；
(2)定值电阻R1的阻值；
(3)闭合开关S1、S2，断开开关S，调节滑动变阻器，在确保电路各元件都安全的前提下，滑动变阻器接入电路中的最小阻值和电流表A2的最小示数。
23．(10分)如图所示，电源电压恒为3 V，小灯泡标有“2.5 V 1.25 W”(设小灯泡电阻不变)，滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。
(1)求小灯泡正常发光时的电流；
(2)求小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值；
(3)求小灯泡正常发光时电路的总功率；
(4)在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，此时滑动变阻器的功率最大，求滑动变阻器的最大功率。
24．(9分)某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图象。
(1)用所学的物理知识分析说明：当开关S接触点2时，电饭煲处于什么功能状态？此时电饭煲的电功率为多少？
(2)分析计算电路中R1、R2的阻值分别是多少？
(3)电饭煲在这一次工作中一共消耗多少焦的电能？合用了多少度电？
