2018-2020近三年中考物理真题分类汇编专题13--18（附解析共300页） 300页

1 考点 13 功、功率、机械能 ★考点列表 序号 考点 考点释义 备注 1 功 功的初步概念、功的原理、功的计算 2 功率 功率的概念和计算 重点 3 动能和势能 （1）影响几种机械能大小的因素以及机械能 的相互转化。 （2）用控制变量法研究动能大小与哪些因素 有关的实验。 重点 4 机械能及其 转化 动能和势能的相互转化、机械能守恒 ★三年真题 一、选择题 1.（2020·北京）如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）。 A. 用力搬石头没有搬动； B. 人将重物从地面拉到高处； C. 人推一块大石头没推动； D. 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动 【答案】B。 【解析】A．人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没 有做功，不符合题意； B．人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离， 所以拉力对物体做了功，符合题意； C．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不 符合题意； D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动 距离，人对箱子没有做功，不符合题意。 故选 B。 2 2.（2020·衡阳）近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小 分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为 240kg 的重物搬到 2m 高的车上。为 了省力采用 5m 的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用 1200N 的力用了 5min 将重物匀速推 到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）。 A．他对重物做了 4800J 的功； B．他做功的功率为 16W； C．此次简易斜面装置的机械效率为 50%； D．斜面是一种省力杠杆 【答案】AD。 【解析】A、重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N， 李军对重物做的有用功：W 有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，故 A正确； B、做的总功：W 总＝Fs＝1200N×5m＝6000J 做功的功率为：P＝ ＝ ＝20W，故 B错误； C、简易斜面装置的机械效率：η＝ ＝ ×100%＝80%，故 C 错误； D、据课本知识可知，斜面本质上是一种省力杠杆，故 D 正确。故选：AD。 3．（2020·南充）如图所示，重为 2N 的物体 A 放在水平桌面上，重为 5N 的物体 B挂在 动滑轮下，每个滑轮重为 1N（不计绳重和摩擦），B 恰好可以匀速下降。现对 A 施加水平向 左的拉力使 B 上升，当 B 以 0.3m/s 的速度匀速上升时，拉力大小为 F．下列说法正确的是 （ ）。 A．B 匀速下降时，物体 A受到 3N 的摩檫力； B．拉力 F 的大小为 4N ； 3 C．拉力 F 的功率为 3.6W； D．B 匀速上升 0.6m 的过程中，拉力 F做功 2.4J 【答案】BC。 【解析】A、由图可知动滑轮上绳子的段数 n＝3，不计绳重及摩擦时， 则绳子自由端的拉力（即滑轮组对物体 A 的拉力）：FA＝ （GB+G 动）＝ ×（5N+1N） ＝2N， B匀速下降，物体 A匀速向右运动时，受到向右的拉力 FA和向左的摩擦力作用， 则由二力平衡条件可得，物体 A 受到的摩檫力：f＝FA＝2N，故 A 错误； B、当使物体 B 以 0.2m/s 的速度上升时，物体 A匀速向左运动，此时 A受到向右的拉力 FA、摩擦力和向左的拉力 F 作用， 由于物体 A对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变，则摩擦力大小不变， 所以，由力的平衡条件可得 F＝FA+f＝2N+2N＝4N；故 B 正确； C、绳子自由端移动的速度（即物体 A 运动的速度）：vA＝3vB＝3×0.3m/s＝0.9m/s， 则拉力 F 的功率为：P＝FvA＝4N×0.9m/s＝3.6W；故 C 正确； D、B 匀速上升 0.6m，则绳子自由端移动的距离： sA＝3sB＝3×0.6m＝1.8m， 该过程中拉力 F做功：W＝FsA＝4N×1.8m＝7.2J，故 D 错误；故选：BC。 4.（2020·山东滨州）如图所示，重800N 的物体在100N水平拉力F的作用下，以0.1m / s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 20s ，滑轮组的机械效率为 60%。在此过程中，下列 说法正确的是（ ）。 A. 拉力 F 做的功为 400J ； B. 物体与地面间的滑动摩擦力为180N ； C. 额外功的功率为12W ； D. 若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率 会降低 【答案】BC。 【解析】A．物体移动距离：s 物=v 物t=0.1m/s×20s=2m 4 由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3s 物=3×2m=6m 拉力 F做的功：W 总=Fs=100N×6m=600J，故 A 错误； B．有用功：W 有= =600J 60%=360JW   总 物体与地面间的滑动摩擦力：f= 360J= 2m W s 有 物 =180N，故 B 正确； C．额外功：W 额=W 总-W 有=600J-360J=240J 额外功的功率：P= 240J 20s W t 额 =12W；故 C 正确； D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，故增大了有用功，所 以在额外功不变的情况下，滑轮组的机械效率变大，故 D错误。 故选 BC。 5．（2020·绥化）人造地球卫星绕地球从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是 （ ）。 A．势能变小 B．动能不变 C．动能转化为重力势能 D．机械能变小 【答案】C。 【解析】在从近地点向远地点运动的过程中，卫星的质量不变，速度减小，动能减小； 卫星的质量不变、相对高度增加，势能增大，动能转化为重力势能；此时的机械能是守恒的， 保持不变，故 C正确、ABD 错误。 故选：C。 6.（2020·天津）2020 年 6 月 23 日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫 星发射成功｡若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能 （ ）。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 消失 【答案】B。 5 【解析】卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时，高度减小重力势能减小，速度增大， 动能增大，总的机械能不变。故选 B。 7．（2020·衡阳）2020 年 6 月 23 日，最后一颗北斗卫星在西昌顺利发射升空，标志我 国自主研发、组建的北斗卫星定位系统成功组网。下列说法中错误的是（ ）。 A．其中的地球“同步”卫星相对于地球是静止的； B．其中沿椭圆轨道绕地球运行的卫星在远地点时，重力势能最大，动能为 0； C．卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息； D．卫星的太阳能电池板工作时将太阳能转化成电能 【答案】B。 【解析】A、因为同步卫星的转动和地球的转动是同步的，它相对地球的位置没有发生 变化，所以地球同步通讯卫星相对于地球是静止的，故 A正确； B、卫星运行到远地点时，速度最小，距离地球的高度最大，此时卫星的重力势能最大， 动能最小，故 B错误； C、电磁波传播不需要介质，卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息，故 C 正确； D、卫星上的太阳能电池板工作时，将太阳能转化成电能，故 D 正确。 故选：B。 8.（2020·北京）如图所示为游乐园的过山车运行的情境，下列说法正确的是（ ）。 A. 过山车从高处加速滑下的过程中，动能增加； B. 过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用； C. 过山车从低处上升的过程中，重力势能增加； D. 过山车从低处上升的过程中，重力势能转化为动能 【答案】AC。 【解析】A．过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，速度增大，所以动能增加， 故 A 正确； B．过山车从高处加速滑下是因为受重力的作用，故 B 错误； C．过山车从低处上升的过程中，质量不变，高度升高，所以重力势能增加，故 C 正确； 6 D．过山车从低处上升的过程中，动能减小，重力势能增大，且克服阻力做功，将动能 转化为重力势能和内能，故 D错误。 故选 AC。 9．（2020·衡阳）将不同质量的钢球从如图所示光滑轨道 ABCD 上的 A 点释放，通过水 平面 BC，运动到斜面 CD 上的过程中，下列相关解释中正确的有（ ）。 A．从 A 运动到 B 的过程中重力势能转化为动能； B．钢球在水平面 BC 上由于受到惯性，所以能继续向前运动； C．钢球在斜面 CD 上受到的重力和支持力不是一对平衡力； D．钢球的质量越大，到达 B 点时的速度越大 【答案】AC。 【解析】A、从 A 运动到 B的过程中，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大， 重力势能转化为动能，故 A 正确； B、钢球在水平面 BC 上由于具有惯性，所以能继续向前运动，惯性是一种性质，不能说 受到惯性，故 B错误； C、钢球在斜面 CD 上受到的重力和支持力没有在同一条直线上，不是一对平衡力，故 C 正确； D、从 A 点滑下，到达 B点时，由于下降的高度相同，则速度相同，速度大小与质量无 关，故 D 错误。 故选：AC。 10.（2020·武汉）滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是 水平的，跑道尾段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速 直至离舰的过程中，下列说法正确的是（ ）。 A. 飞行员的动能先增加后减少 B. 飞行员的机械能一直减少 7 C. 飞行员的机械能一直增加 D. 飞行员的机械能先不变后增加 【答案】C。 【解析】飞行员一直加速直至离舰的过程中，飞机跑道的前一部分是水平的，飞行员重 力势能不变，速度增大，质量不变，动能增大，机械能增大。跑道尾段向上翘起，质量不变， 速度增大，高度增高，所以飞行员的动能增大，重力势能增大，机械能增大。 故选 C。 11.（2020·江苏泰州）在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高 处下落，在纸上留下黑色圆斑 A、B。如图所示。关于皮球两次下落形成圆斑的过程，下列 说法正确的是（ ）。 A. 皮球对纸的最大压力相等； B. 皮球刚到达纸面时的速度相等； C. 皮球刚到达纸面时的动能相等；D. 皮球获得的最大弹性势能不等 【答案】D。 【解析】A．由图可知，黑色圆斑 B 比较大，而力的大小影响力的作用效果，力越大作 用效果越明显形变量越大，可知从 B 处落下的皮球对纸的最大压力较大，故 A 错误； BCD．皮球从不同的高度落下时，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能；在纸上 留下黑色圆斑 A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此过程是动能转 化为弹性势能，由图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的（B）皮球转化的弹性势能较大，说 明它原来所具有的重力势能大，即 B所处的高度较高；可知从 B 处落下的皮球刚到达纸面时 的速度较大，此时动能也较大，故 BC 错误；D 正确。 故选 D。 12.（2020·四川乐山）2020 年 6 月 17 日 15 时 19 分，我国在酒泉卫星发射中心用长 征二号丁运载火箭，成功将高分九号 03 星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭 加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）。 8 A. 动能增大，势能减小 B. 动能不变，势能增大 C. 动能增大，势能增大 D. 动能减小，势能增大 【答案】C。 【解析】火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。 故选 C。 13.（2020·四川南充）2020 年 6 月 23 日 9 时 43 分，北斗 3 号最后一颗全球组网卫星 在西昌卫星发射中心发射成功(如图)，它是北斗 3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于 无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（ ）。 A. 该卫星在加速升空的过程中，机械能不变； B. 该卫星进入同步轨道后，相对地表静止； C. 该卫星运行一周的时间约为 365 天； D. 该卫星与地面基站可通过超声波传递信息 【答案】B。 【解析】A．在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时 质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故 A错误； B．卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于 地表是静止的，故 B正确； C．地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔 24 小时绕地球一周，故 C错误； D．卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故 D 错 误。 故选 B。 14.（2020·新疆）羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过 A、B 两点时的动能相等， 9 相比 A点，羽毛球在 B 点时（ ）。 A. 机械能较小，重力势能较大 B. 机械能较大，重力势能较大 C. 机械能较小，重力势能较小 D. 机械能较大，重力势能较小 【答案】C。 【解析】羽毛球在空中从 A到 B飞行的过程中，由于空气阻力的存在，机械能不守恒， 故机械能减小。又因为羽毛球先后经过 A、B 两点时的动能相等，故重力势能减小，故 ABD 不符合题意；C符合题意。 故选 C。 15. （2020·安徽）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最 近的 一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持 不变，那么（ ）。 A. 卫星在远地点的势能最大，动能为零； B. 卫星在近地点的动能最大，势能为零； C. 卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小； D. 卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小 【答案】C。 【解析】卫星在太空运行过程中，机械能守恒： A.卫星在远地点的势能最大，动能最 小，但是速度不为零，所以动能不为零，故 A 选项错误； B.卫星在近地点的动能最大，势能最小，但是势能不为零，故 B 选项错误； C、D.根据上述分析可知，卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能减小、动能增大； 卫星从近地点向远地点运动的过程中，势能增大、动能减小，故 C 正确、D 错误。 综上所 述，选 C。 16.（2020·山东滨州）以下四图节选自我国古代科技著作《天工开物》，其中说法正确 的是（ ）。 10 A. 图甲“没水采珠”中，水面下采珠人下潜的越深受到水的压力越小； B. 图乙“竹笆沉底”中，船上装载的竹笆越多，船受到的浮力保持不变； C. 图丙“河池山锡”中，水由高处流下，水的重力势能转化为动能； D. 图丁“六桨客船”中，划水的船桨属于省力杠杆 【答案】C。 【解析】A．同种液体，深度越深，压强越大，水面下采珠人下潜的越深受到水的压强 越大，由 F=pS 可知受到水的压力越大，故 A 错误； B．船上装载的竹笆越多，船的总重力越大，船处于漂浮状态，受到的浮力等于重力， 所以船受到的浮力变大，故 B错误； C．水由高处流下，水的高度降低，速度增大，重力势能减小，动能增大，水的重力势 能转化为动能，故 C正确； D．划水船桨的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故 D 错误。 故选 C。 17.（2020·河南）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，图 6所示的频闪照片记 录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法 正确的是（ ）。 A.小球的重力势能逐渐增大； B.小球的机械能逐渐减小； 11 C.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多； D.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多慢 【答案】D。 【解析】A 选项小球下落重力势能减小，故错误； B 选项忽略空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，故错 误； C 选项 ab 段长度小于 cd 段，重力相同，作用大小与下落距离成正比，ab 段做功小 于 cd 段，故错误； D 选项，ab 段做功小于 cd 段做功，而用时相当，所以 ab 段功率小于 cd 段做功，D 正确。 18.(2019·海南)用大小相同的力 F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水 平面上沿力的方向移动相同的距离 s（如图所示），F所做的功分别为 W1和 W2，则（ ）。 A． B． C． D． 【答案】B。 【解析】根据功的计算公式 ，得 ， 。可见 ，故应选 B。 19.（2019·邵阳）一物体在水平拉力 F 的作用下，沿力的方向以 0.2m/s 的速度匀速运 动了 4s，拉力 F大小为 5N，4s 内拉力 F 做的功为（ ）。 A．1J B．3J C．2J D．4J 【答案】D。 【解析】由 v 可得，物体移动的距离 s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m， 拉力 F做的功 W＝Fs＝5N×0.8m＝4J。故选 D。 20.（2019·邵阳）参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响 了，考室还在四楼呀!一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为 30 秒。他上楼过程克服自身 重力做功的功率最接近（ ）。 12 A．1.5W B．15W C．150W D．1500W 【答案】C。 【解析】王小鹏同学的体重约为 500N，一层楼高约为 3m，从一楼跑到四楼上升了三层 楼的高度约 9m，所用时间为 30s；则克服自己重力做功的功率约为：P=150W。故选 C。 21.（2019·潍坊）无人机已被应用于诸多领域，如图所示是一款四翼无人机。在无人 机匀速上升过程中，对其分析正确的是（ ）。 A．质量增加 B．动能增加 C．重力势能增加 D．机械能不变 【答案】C。 【解析】无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大；速度 不变，质量不变，其动能不变；无人机上升过程中，没有发生弹性形变，不具有弹性势能， 所以机械能等于重力势能与动能的总和，重力势能增大，动能不变，其机械能增大。 故选 C。 22．（2018•淄博）如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面 AC、BC 匀 速推上顶端，推力分别为 F1、F2，功率分别为 P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（ ）。 A．F1＜F2，P1=P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1=F2，P1=P2 D．F1＜F2，P1＜P2 【答案】A。 【解析】（1）不计摩擦，斜面 AC 倾斜角度小于 BC，则 AC＞BC，所以物体沿 AB 运动时 拉力较小，即 F1＜F2； （2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物 体重力所做的功），即 W1=W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据 P= 可知，拉力做功的功 率相同，即 P1=P2。 故选：A。 23．（2018·贵阳）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由 A 点以速 13 度ν沿轨道滚下，经另一侧等高点 B 后到达最高点 C．下列关于小球滚动过程的分析正确的 是（ ）。 A．整个过程只有重力在对小球做功； B．小球在 A、B两点具有的动能相同； C．小球在 A、B、C 三点的速度大小关系是νA＞νB＞νC； D．小球在 A 点具有的机械能等于它在 C 点具有的重力势能 【答案】C。 【解答】解：A、小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力 是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故 A 错误； B、在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能 减小，故在 A、B 两点具有的动能不同，故 B 错误； C、小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在 A、B、 C三点的速度大小关系是νA＞νB＞νC，故 C 正确； D、要克服摩擦力做功，机械能减小，故在 A 点具有的机械能大于它在 C 点具有的重力 势能，故 D错误。 故选：C。 24．（2018•烟台）如图所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是（ ）。 【答案】A。 【解答】解： A、滑滑梯时，人的高度降低，速度变大，是重力势能转化为动能，没有发生动能转化 为势能，故 A 符合题意； B、荡秋千时，在从低处向高处运动时，人与秋千的速度减小，高度增加，是动能转化 为重力势能，故 B 不合题意； C、在跳水比赛中，人向上弹起的过程中，高度增大，速度减小，是动能转化为重力势 14 能，故 C 不合题意； D、在单杠上翻转时，若人由下向上运动，人的速度减小，高度增加，是动能转化为重 力势能，故 D 不合题意。 故选：A。 25．（2018·临沂）如图所示，单摆中的小球在 ABC 间不停地往复运动，如果不考虑阻 力的影响，以下说法错误的是（ ）。 A．小球在 A、C处的势能最大； B．小球在 B 处只受重力作用； C．小球由 A 到 B 过程中，重力势能转化为动能； D．小球运动到 C 处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止 【答案】B。 【解析】A、小球的质量不变，在 A、C处的高度最高，重力势能最大，故 A正确； B、小球在 B 处受到重力和绳子的拉力的共同作用，故 B 错误； C、小球由 A 到 B 过程中，不计阻力，机械能守恒，高度减小，速度增加，重力势能减 小，动能变大，重力势能转化为动能，故 C正确； D、小球运动到 C 处时，处于静止状态，如果受到的外力全部消失，小球仍然会静止， 故 D 正确。 故选：B。 26．（2018•玉林）2018 年世界杯正在俄罗斯举行，如图所示，是正在加速下降的足球， 在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是（ ）。 A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 【答案】A。 15 【解析】正在加速下降的足球，质量不变，速度变大，动能增大，同时高度下降，重力 势能减小。 故选：A。 二、填空题 27． （2020·安徽）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力 F 把一重为 600N 的物体 从斜面底部匀速推到顶端（不考虑物体的大小）。已知斜面长 L=3m，高 h =1.5m.若该过程 中斜面的效率为 60%，则力 F 所做的功为________J。 【答案】1500。 【解析】有用功：W 有=Gh=600N×1.5m=900J； 根据： %100 总 有 UW W  得 JJ W W W 1500900   有 总 。 28.（2020·天津）小明在超市购物时，用 10N 的力沿水平方向推着购物车在水平地面 上前进 10m，用时 10s，则推力做的功等于______J，推力的功率等于______W｡ 【答案】（1）100；（2）10。 【解析】推力做的功：W=Fs=10N×10m=100J； 推力的功率： 100J 10W 10s WP t    。 29.（2020·贵州黔南）2020 年 5 月 5 日 18 时 00 分，长征五号 B 运载火箭，搭载新一 代载人飞船试验船，在我国文昌航天发射场点火升空，然后进入预定轨道。5 月 8 日 13 时 49 分，载人飞船试验船的返回舱成功着陆在东风着陆场预定区域。新飞船试验船飞行试验 任务取得圆满成功。在火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的载人飞船试验船的动能_______ （ 选填“不变”“增大”“减少”）。在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，返回舱的部 分机械能转化为______能。 【答案】（1）增大；（2）内。 16 【解析】在火箭加速升空过程中，载人飞船试验船质量不变，速度增大，因此动能增大。 在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能。 30.（2020·湖南常德）抗疫防控期间，常德市防疫部门利用雾炮车对城区街道喷洒消 毒剂进行消毒和除尘，雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中，雾炮车的动能 ________（选填“变大”、“不变”或“变小”），喷洒时离得较远的环卫工人也能闻到消毒液 的气味，这是_______现象。 【答案】（1）变小；（2）扩散。 【解析】雾炮车在匀速喷洒消毒液的过程中，车的速度不变，但随着消毒液的减小，车 的总质量减小，所以车的动能变小。 喷洒消毒液时，能闻到其气味，是其分子在不停地作无规则的运动，即为扩散现象。 31.（2020·黑龙江龙东）炎热的夏天，一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公 路上，汽车的动能；惯性（变大、变小或不变）。 【答案】变小；变小。 【解析】物体动能大小与物体的质量和速度有关；惯性的大小只与物体的质量有关；正 在喷洒消毒液匀速行驶的汽车质量不断减小，惯性减小，速度不变，故动能减小。 32.（2020·江苏连云港）在水平地面上铺一张纸将两个弹性相同。质量分别为 mA和 mB 的皮球 A 和 B 表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示，分 析图中两个圆斑大小，可推断 mA______mB（选填“大于”、“小于”或“等于”）。皮球落地后 反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量______（选填“不变”、“减少” 或“增大”）。 【答案】（1）小于；（2）减少。 【解析】从图中 A、B 的印迹看出，B 球的形变大，说明它原有的重力势能大，由于高 17 度相同，所以质量为 mB的皮球的质量较大，即 mA＜mB 皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，皮球的一部分机械能转化为了内能，所以在 整个运动过程中的机械能减少。 33.（2020·自贡）如图所示，小朋友在玩荡秋千时，当从最高位置向下荡的过程中， 小朋友的______能转化为______能。 【答案】（1）重力势；（2）动。 【解析】当从最高位置向下荡的过程中，高度减小，质量不变，重力势能减少；质量不 变、速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。 34.（2019·遂宁）如图是老师设计的探究机械能转化的实验装置，将一弹簧下端固定 于带槽的斜面底端，弹簧上端处于斜面 A 点处；将一小球从斜面顶端释放，小球经过斜面 A 点后压缩弹簧，在斜面 C点停止；然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的 D 点，接看 再向下运动；如此往复几次后小球在斜面的 B 点静止，那么小球第一次下降经过斜面的 ______（选填“A““B““C”“D”“O”）点时动能最大；小球上升时不能再回到 O 点的 原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化成了______。 【答案】B；内能。 【解析】（1）从 O 到 A的过程中，小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦 力，合力沿斜面向下，小球做匀加速直线运动； 由题意可知，小球最后在斜面的 B 点静止，小球在该点受到的合力为零，则从 A 到 B 的过程中，小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力与弹力之和，合力沿斜面向 下，小球做变加速直线运动； 从 B 到 C 的过程中，小球沿斜面向下重力的分力小于沿斜面向上的摩擦力与弹力之和， 合力沿斜面向上，小球做变减速直线运动，直至在 C点瞬时静止，综上可知，小球第一次下 18 降经过斜面的 B点时速度最大，动能最大； （2）小球上升时不能再回到 O 点的原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化 成内能。 故答案为：B；内能。 35.（2019·绵阳）2019 年 1 月 3 日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面 软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面 100 米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障， 选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面 100 米到 软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能________，机械能________。（选 填“增加”或“不变”或“减少”） 【答案】减少；减少。 【解析】嫦娥四号从距离月球表面 100 米到软着陆在月球表面的过程中，质量不变，高 度减小，重力势能减少；该过程中其速度减小，动能减少；探测器没有发生弹性形变，不具 有弹性势能，则机械能等于重力势能与动能的总和，所以其机械能减少。 故答案为：减少；减少。 36.（2019·湖州）打网球已成为我国青少年喜欢的体育运动项目，如图甲为快速飞行 的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间，图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中 飞行过程的照片。 （1）网球遇到球拍时，球和球拍都变形了，这说明______（写两点）。 （2）球遇到球拍后的某一瞬间，网球的速度刚好变为零，则该瞬间网球所受的力是否 平衡？______ （3）网球表面比较粗糙，在空中飞行时所受空气阻力不可忽略。图乙中，网球从 A点 经过最高点 B 飞行到 C 点的过程中，下列说法正确的是______（选填序号）。 ①在 A、B、C 三点，网球在 A点机械能最大 ②位于最高点 B时，网球的动能为零 ③在该飞行过程中，网球的势能先增大后减小 19 【答案】力使物体发生形变；力的作用是相互的；否；①③。 【解析】（1）球撞到球拍上，球拍发生了形变；说明：力能改变物体的运动状态；同 时球的运动方向也发生了变化，说明球也受到了球拍的力；说明：力的作用是相互的； （2）物体受力平衡时运动状态不发生改变；物体速度某个瞬间为零并能说明物体就受 力平衡，小球速度为零下一瞬间将反向运动，说明小球不是出于平衡状态。所以该瞬间小球 受力不平衡。 （3）网球飞行过程中高度先增大再减少，所以小球的重力势能先增大再减小，而过小 球离开球拍后它的弹性势能是不变的，所以势能先增大后减小。 故答案是：（1）力使物体发生形变，力的作用是相互的；（2）否；（3）①③。 37．（2018·贵阳）如图所示，原长为 L 的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与 水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，其左端至 A点时，弹簧具有的弹性势能为 25J； 松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为 1J，则 木块运动过程中克服阻力做的功是 J。整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于 （选填：“B“、“C”或“D”）点。 【答案】24；B。 【解析】弹簧具有的弹性势能为 25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后 静止，此时弹簧具有的弹性势能为 1J，木块在运动过程中，克服摩擦力做功，根据能量守 恒定律可知，总的能量不变，故克服阻力所做的功为 25J﹣1J=24J； 弹簧被压缩时具有弹力，弹力的方向是向右的，木块向右运动时，阻力是向左的；开始 运动时，弹力大于阻力，木块向右运动的过程中，弹力慢慢减小，阻力不变，木块做加速运 动，当木块受到的弹力等于阻力时速度最大，此时弹簧未恢复值原长；木块由于惯性仍然会 向右运动，此时弹力小于阻力，做的是减速运动，当弹簧恢复原长时阻力为 0；由图可知， 整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于 B 点。 故答案为：24；B。 38．（2018•南京）2018 年 5 月 21 日凌晨，“鹊桥”号中继星在我国西昌卫星发射中心 成功发射升空（如图所示）。“鹊桥”号中继星在随火箭加速上升过程中，重力势能 （选 填“变大”、“变小”或“不变”，下同），动能 。 20 【答案】变大；变大。 【解析】卫星加速上升过程中，质量不变、速度增大，动能变大；同时，质量不变、高 度增加，所以重力势能变大；由于火箭对卫星做功，故使得其机械能不断增加。 故答案为：变大；变大。 39. （2018·德阳）如图所示的铁块重力 G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平 板上,当他在竖直方向上拉力 F=6N 的作用下向上运动, 则铁块受到的摩擦力为___N.铁块此 时速度 v 与时间 t 的关系图象如图乙所示, 4s 内拉力 F 做的功是___J。 【答案】2；4.8。 【解析】（1）由乙图可见，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀 速直线运动，铁块受到平衡力的作用。 在竖直方向上受到竖直向下的重力 G、竖直向下的摩擦力 f 和竖直向上的拉力 F，根据 平衡力的特点，故铁块受到摩擦力大小 f=F-G=6N-4N=2N。 （2）铁块在 4s 内升高的距离 s=vt=0.2m/s×4s=0.8m， （3）因此拉力 F 做的功 W=Fs=6N×0.8m=4.8J。故答案为：2；4.8。 40．（2018•广安）小明站在匀速上升的观光电梯里，此时他的重力势能增大，动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；用吸尘器“吸”灰尘时，灰尘是由于空气流速越大， 压强 的缘故被“吸”入吸尘器的。 【答案】不变；越小。 【解析】小明站在匀速上升的观光电梯里，他的速度和质量都不变，故动能不变； 用吸尘器“吸”灰尘时，吸尘器内空气流速越大、压强越小，吸尘器外的空气流速小、 压强大，在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中。 故答案为为：不变；越小。 21 三、计算题 41.（2020·四川雅安）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 像如图所示，在第 10s 时速度达到 15m/s，通过的路程为 80m。求∶ (1)在 0~10s 内汽车的平均速度； (2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为 f=4000N，则汽车匀速行驶时的功 率； (3)在 0~10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功。 【答案】(1)8m/s；(2) 46 10 W ；(3) 56 10 J 。 【解析】(1)由题知，在 0~10s 内汽车通过的路程，利用速度公式求在 0~10s 内汽车的 平均速度； (2)由图可知，10s 后汽车做匀速直线运动，速度 v=15m/s，此时汽车受到的牵引力和阻 力是一对平衡力，大小相等，牵引力大小等于阻力大小，利用 P=Fv 求汽车行驶时的功率； (3)由于汽车的功率不变，利用 W=Pt 求在 0~10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功。 【详解】(1)由题知，在 0~10s 内汽车通过的路程 s=80m，则在 0~10s 内汽车的平均速 度： 80m 8m/s 10s sv t    (2)由图可知，10s 后汽车做匀速直线运动，速度 v=15m/s，此时汽车受到的牵引力和阻 力是一对平衡力，大小相等，则牵引力：F=f=4000N 汽车行驶时的功率为： 44000N 15m/s 6 10 WWP Fv t       (3)因为汽车的功率不变，所以在 0~10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功 4 56 10 W 10s 6 10 J     W Pt 答：(1)在 0~10s 内汽车的平均速度为 8m/s；(2)汽车行驶时的功率为 46 10 W ；(3) 在 0~10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功是 56 10 J 。 42.（2020·广东）某轿车在平直公路上行驶的 45s 内，其速度 v 与时间 t、动力 F 与 时间 t的关系图像分别如图甲、乙所示。已知前 10s 轿车运动的路程为 100m。求： 22 (1)前 10s 轿车运动的平均速度； (2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程； (3)动力 F 做的总功。 【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J。 【解析】(1)前 10s 轿车运动的平均速度： 1 1 1 100m 10m/s 10s s t v   (2)根据 sv t  可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程：  2 2 2 20m/s 45s 10s 700ms v t     (3)动力 F 做的总功： 1 2 1 1 2 2 64000N 1 J00m 100 0 1.N 7 0 1 10 0mW W W Fs F s         答：(1)前 10s 轿车运动的平均速度是 10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程 是 700m；(3)动力 F做的总功为 1.1×106J。 43.（2020·贵州黔东南）为减少新型冠状病毒的滋生蔓延，武汉市城管部门在夜间对 城区道路集中开展了雾炮车喷洒消毒作业（如图所示）。某型号雾炮车空载时的质量为 10t， 它配备了一个体积为 10m3的水箱。为了方便清洗，水箱底部有一个排水孔，排水孔盖子面 积约为 100cm2： (1)雾炮车匀速前进喷洒过程中，在 2.4km 的路段上用时 20min，则雾炮车的速度是多 少？ (2)消毒液喷洒完后空载匀速返回时，若雾炮车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为 23 车重的 0.05 倍，则行驶 2.4km 的水平路面上，牵引力所做的功为多大？（g取 10N/kg） (3)当水箱中消毒液的深度为 1m 时，排水孔盖子受到消毒液的压力约为多大？（消毒液 的密度为 0.8×103kg/m3） 【答案】(1)2m/s；(2) 71.2 10 J ；(3)80N。 【解析】(1)在 2.4km 的路段上用时 20min，则雾炮车的速度： 32.4 10 m 2m/s 20 60s sv t      (2)雾炮车空载时在水平地面上匀速行驶时受到的阻力与牵引力是一对大小相等的平衡 力，且受到的阻力为车重的 0.05 倍，则牵引力： 10 1000kg 10N/k0.05 0 g 500.05 0.05 0NF f G mg        则牵引力所做的功： 3 75000N 2.4 10 m 1.2 10 JW Fs      (3)当水箱中消毒液的深度为 1m 时，排水孔盖子受到消毒液的压强： 3 30.8 10 kg/m 10N/kg 1m 8000Pap gh     排水孔盖子面积约为 100cm 2 ，根据 Fp S  可得排水孔盖子受到消毒液的压力： 4 28000Pa 100 1 10 m 80NF pS       答：(1)雾炮车的速度是 2m/s；(2)牵引力所做的功是 71.2 10 J ；(3)当水箱中消毒液 的深度为 1m 时，排水孔盖子受到消毒液的压力是 80N。 44.（2020·贵州黔南）小聪的体重是 500N，家住 19 楼（楼的层高为 3m），家里用燃气 灶烧水、做饭。如果他从 1 楼步行上楼到家里（走了 18 层楼），用时 3 min。已知天然气的 热值 3.0×107J/m3，水的比热容是 4.2×103J/（kg·℃）。问： (1)他上楼克服重力做的功是多少？做功的功率是多少？ (2)完全燃烧多少立方米天然气放出的热量与小聪做的功相等？如果这些热量有 35%被 水吸收，能使 0.5 kg 水的温度升高多少？ 【答案】(1)2.7×104J；150W；(2)0.0009m3；4.5℃。 【解析】(1)上楼的高度为： 3m 18=54mh   上楼克服重力做的功是： 4J500N 54 .7 10m=2W Gh    24 做功的功率是： 4 =150W s 2. J 3 0 7 10 6 WP t     。 (2)由题可知，Q 放=W=2.7×104J 根据 Q 放=Vq， 4 3 7 3 2.7 10 J 0.0009m 3. = 0 10 J/m Q WV q q      放 水吸收热量： 42.7 10 J=9450J=35% =35%Q Q  吸 放 根据Q cm t 吸 ， 3 =4.5 0 9450J 4.2 10 J/ kg .5kg Q t cm     吸 ℃ （ ℃） 。 答：(1)他上楼克服重力做的功是 2.7×104J。做功的功率是 150W。(2)完全燃烧 0.0009m3 天然气放出的热量与小聪做的功相等。如果这些热量有 35%被水吸收，能使 0.5 kg 水的温 度升高 4.5℃。 45.（2020·四川成都）据光明日报客户端报道，“东方电机有限公司研制的世界首台百 万千瓦水电机组核心部件完工交付”入选 2019 年中国十大科技进展新闻。首台百万千瓦转 轮由多个叶片组成，每个叶片重达 11 吨。叶片由钢质材料制成，一个叶片的质量为 11 吨， 钢的密度为ρ=7.90×103kg/m3，常数 g取 10N/kg。求： (1)一个叶片的体积； (2)将一个叶片整体匀速提升 4m 需要做的功。 【答案】(1)1.39m3；(2)4.4×105J。 【解析】(1)一个叶片的体积： 3 3 3 3 1.39m 7.90 / 11 10 kg 10 kg m mV       (2)将一个叶片整体匀速提升 4m 需要做的功： 3 510N/kg 4m=4.4 10 J11 10 kgW Gh mgh       答：(1)一个叶片的体积为 1.39m3。(2)将一个叶片整体匀速提升 4m 需要做的功为 4.4 ×105J。 46.（2020·四川乐山）如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为 1.5×103kg， 在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的 0.1 倍，（g 取 10N/kg）求： 25 (1)汽车匀速行驶的速度； (2)汽车受到的牵引力； (3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。 【答案】(1)10m/s (2)1.5×103N (3)2.7×106J，1.5×104W。 【解析】(1)汽车行驶的路程： 31.8 10 ms   汽车行驶的时间： 3min 180st   汽车匀速行驶的速度： 31.8 10 m 10m / s 180s sv t     (2)由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力： 3 3= =0.1 0.1 1.5 10 kg 10N / kg 1.5 10 NF F mg      阻牵引 (3)此过程中汽车牵引力做功： 3 3 61.5 10 N 1.8 10 m 2.7 10 JW FS       汽车牵引力做功的功率： 6 42.7 10 J 1.5 10 180s WWp t      。 答：(1)汽车匀速行驶的速度为 10m/s；(2)汽车受到的牵引力为 1.5×103N；(3)此过程 中汽车牵引力所做的功为 2.7×106J，做功的功率为 1.5×104W。 67．（2020·安徽）在车站广场上，常常看见人们将旅行包 B 平放在拉杆箱 A 上，如 图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力 F 推＝20N，A、B 一起做匀速直线运动。 （1）将旅行包 B 看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中 B 的 受力示意图； （2）若 10s 内箱子运动的距离为 8m，求力 F 推做功的功率。 【解析】（1）如下图所示 26 （2）W=F 推 s=20N×8m=160J； W S J T WP 16 10 160  。 48.（2020·黑龙江龙东）根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自 2019 年 5 月 1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电 动自行车，整车质量为 40kg。小明爸爸以 18km/h 的速度匀速骑行 9km 的过程中，电动机两 端的电压恒为 48V,通过的电流是 6.25A，车轮与地面的总接触面积为 200cm2，小明爸爸的质 量是 60kg。求本次骑车过程中： (1)骑车所用的时间； (2)骑车时车对地面的压强； (3)电动机的功率。 【答案】(1) 0.5h (2) 5X104Pa (3) 300W 【解析】（1）骑车所用的时间：t＝ s v ＝ 9km 18km/h =0.5h (2) 骑车时对地面的压力： F＝G 总＝(m 车＋m 人)g＝(40 kg ＋60 kg)× 10 N/kg ＝1000 N 电动车对水平地面的压强：p＝ F S ＝ 1000 N 0.02 m2 ＝5×104 Pa （3）电动机的功率：P=UI=48V×6.25A=300W。 49.（2020·山东济宁）塔吊是一种常见的起重设备，如图是塔吊的示意图。电动起重 机在 2min 内将质量为 3t 的物体匀速提升 30m 高，又用 1min 使物体在水平方向平移 15m。（g 取 10N/kg）求： (1)吊物体的钢丝绳 3min 内对物体所做的功； (2)吊物体的钢丝绳 3min 内对物体所做功的功率； 27 (3)若电动机提升物体时的效率为 90%，平移物体时的功率为 2kW，求电动机 3min 内消 耗的电能。 【答案】(1) 59 10 J ；(2) 35 10 W ；(3) 61.12 10 J 。 【解析】(1)由题意可知，吊物体的钢丝绳 3min 内对物体所做的功 3 53 10 kg 10N/kg 30m 9 10 JW Gh       (2)根据 W P t  可知，吊物体的钢丝绳 3min 内对物体所做功的功率： 5 39 10 J 5 10 W 3 60s WP t       (3)电动机提升物体时消耗的电能： 5 69 10 J 1 10 J 90% 90% WW     电能 平移物体时消耗的电能： ' ' ' 3 52 10 W 60s 1.2 10 JW Pt     电能 电动机 3min 内消耗的电能： ' 61.12 10 JW W W   总 电能 电能 。 答：(1)吊物体的钢丝绳 3min 内对物体所做的功是 59 10 J ；(2)吊物体的钢丝绳 3min 内对物体所做功的功率是 35 10 W ；(3)若电动机提升物体时的效率为 90%，平移物体时的 功率为 2kW，电动机 3min 内消耗的电能是 61.12 10 J 。 50.（2020·江苏连云港）随着科技的发展，无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾 驶汽车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶。一质量为 1.2t 的无人驾驶汽车， 静止时四个轮子与地面的总接触面积为 0.12m2，在平直道路上以 36km/h 的速度匀速行驶， 受到的牵引力大小为 4×103N。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激 光信号，经 3×10-7s 激光雷达接收到障碍物反射回的信号（该时间内汽车行驶的距离忽略不 计）。已知光速为 3×108m/s，g 取 10N/kg。求该汽车。 (1)静止时对水平地面的压强大小； 28 (2)此刻车头到障碍物的距离； (3)以 36km/h 的速度匀速行驶时牵引力的功率。 【答案】(1) 51.0 10 Pa ；(2)45m；(3) 44 10 W 。 【解析】(1)汽车对水平地面的压力：F=G=mg=1.2×104N 静止时对水平地面的压强大小： 4 5 2 1.2 10 N 1.0 10 Pa 0.12m      Fp S (2)此刻车头到障碍物的距离： 8 73 10 m/ s 3 10 s 45m 2 2       vts (3)汽车的速度：v=36km/h=10m/s 以 36km/h 的速度匀速行驶时牵引力的功率： 3 44 10 N 10m / s 4 10 WW FsP Fv t t         答：(1)静止时对水平地面的压强大小是 1.0×105Pa；(2)此刻车头到障碍物的距离是 45m；(3)以 36km/h 的速度匀速行驶时牵引力的功率是 4×104W。 51．（2020•岳阳）某型号汽车整车与驾驶员的总重量是 2060kg，驾驶员驾驶该汽车在 平直公路上匀速进行车型测试，测试过程中消耗汽油的体积为 1.5×10-3m3 。（g=10N/kg,ρ汽 油=0.7×103kg/m3,q 汽油=4.5×107J/kg）求： （1）汽车与驾驶员的总重力； （2）测试过程中消耗汽油的质量； （3）假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为 40%，汽车在测试过程中做的有用功是多少。 【解析】已知：汽车和驾驶员的质量 m1=2060kg，消耗汽油的体积为 1.5×10-3m3 。 g=10N/kg,ρ汽油=0.7×103kg/m3,q 汽油=4.5×107J/kg，η=40%。 求：（1）汽车与驾驶员的重力 G=？；（2）消耗汽油的质量 m=？（3）有用功 W 有=？ 解：（1）汽车和驾驶员的重力：G=mg=2060kg×10N/kg=2.06×104N； （2）消耗汽油的质量 m=ρV=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3 =90g/50cm3=1.05kg。 （3）测试过程中汽油完全燃烧放出的热量 Q 放=mq=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J。 所做有用功 W 有=ηW 总=40%×4.725×107J=1.89×107J。 答：（1）汽车和驾驶员总重力为 2.06×104N；（2）消耗汽油的质量为 1.05kg；（3）所 做有用功为 1.89×107J。 52.（2019·武威）“节能减排，低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放。 29 李明同学坚持骑自行车上下学，他的质量为 50kg，所骑自行车质量为 15kg。（g=10N/kg） 求： （1）若他在平直公路上 5min 内匀速行驶了 1500m，则这段时间他骑行的速度是多大？ （2）若他骑行时的牵引力恒为 60N，则他骑行这 5min 内克服阻力做了多少功？ （3）若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为 25cm2，则他骑行时自行车对地面的 压强为多少？ 【解析】（1）他骑行的速度是：v= = =5m/s。 （2）他在平直公路上 5min 内匀速行驶，受力平衡，则阻力 f=F=60N， 所以他骑行这 5min 内克服阻力做的功：W=fs=60N×1500m=9×104J。 （3）骑行过程中地面受到的压力为：F 压=G 总=（m 人+m 车）g=（50kg+15kg）×10N/kg=650N， 则他骑行时自行车对地面的压强为：p= =2.6×10 5Pa。 答：（1）这段时间他骑行的速度是 5m/s；（2）若他骑行时的牵引力恒为 60N，则他骑 行这 5min 内克服阻力做了 9×104J 功；（3）若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为 25cm2，则他骑行时自行车对地面的压强为 2.6×105Pa。 53.（2019·海南）如图所示是正在航拍的无人机。起飞前，放在地面上要确保四脚着 地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的参数如下表，求：（g 取 10N/kg） （1）无人机从地面飞到离地 20m 高处，至少要多长时间？ （2）无人机从 20m 高处降落到地面，重力做功是多少？ （3）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是多少？ （4）无人机的突出问题是飞行时间短，请提出一个解决问题的合理建议。 【解析】（1）由 得至少要用的时间为： （2）重力做功为： （3）无人机对地面的压强为： 30 （4）无人机飞行过程需要消耗电能来克服重力做功，所以为了减少电能的消耗，延长 飞行时间，可以减小无人机的质量。或者增加电池储存的电能也可以延长飞行时间。 54.（2019·湘潭）为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，扶 贫工作队筹措资金为当地建设了一座小型水力发电站，让水坝的水下泄时冲动水轮发电机发 电，供当地居民生活所需。若水从 10m 高处下泄，每小时下泄量为 7.2×10 6 kg，取 g=10N/kg。 （1）每小时水的重力做的功 W 为多少？ （2）若水的重力做的功有 80%转化为电能，发电机的发电功率 P 是多少？ 【解析】（1）每小时下泄量为 7.2×10 6 kg，则这些水的重力：G=mg=7.2×10 6 kg× 10N/kg=7.2×107N， 每小时水的重力做的功：W=Gh=7.2×107N×10m=7.2×108J； （2）由 可得，产生的电能：W 电=80%×W=80%×7.2×10 8 J=5.76×10 8 J， 则发电机的发电功率： 答：（1）每小时水的重力做的功 W 为 7.2×108J；（2）若水的重力做的功有 80%转化为 电能，发电机的发电功率 P 是 1.6×10 5 W。 55.（2019·潍坊）一辆质量为 1.5×10 3 kg 的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮 组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 8m 距离，汽 车在泥泞路段受到的阻力为车重的 0.1 倍，滑轮组的机械效率为 80%，g 取 10N/kg。 在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求： （1）做的有用功； （2）作用在绳子自由端的拉力。 【解析】（1）汽车在泥泞路段受到的阻力：f=0.1mg=0.1×1.5×10 3 kg×10N/kg=1.5× 10 3 N； 将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：F 拉=f=1.5×10 3 N； 31 所做有用功：W 有=F 拉s 车=1.5×103N×8m=1.2×104J， （2）由图可知 n=3，则绳子移动的距离：s 绳=3s 车=3×8m=24m， 由 ； 由 W 总=Fs 绳可得，作用在绳子自由端的拉力： 。 答：（1）做的有用功为 1.2×10 4 J；（2）作用在绳子自由端的拉力为 625N。 56．（2018•岳阳）“沙场点兵，扬我军威”，2017 年 8 月 1日，习近平总书记在朱日和 军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量为 2400kg，在 600s 内沿水平方向 匀速前进了 3000m，牵引力为 2000N。求： （1）检阅车的重力； （2）检阅车的速度； （3）检阅车的功率。 【解析】已知：检阅车的质量 m=2400kg，时间 t=600s，路程 s=3000m，牵引力 F=2000N。 求：（1）检阅车的重力 G=？；（2）检阅车速度 V=？；（3）检阅车的功率 P=？ 解：（1）检阅车的重力：G=mg=2400kg×10N/kg=24000N； （2）检阅车的速度 3000 600 5 /S m t s v m s   。 （3）检阅车所做功 W=Fs=2000N×3000m=6×10 6 J；检阅车做功的功率 6 4W 6 10 600 P 10 W t s    。 答：（1）检阅车的重力为 24000N；（2）检阅车行驶速度 5m/s；（3）检阅车做功功率为 10 4 W。 考点 14 简单机械 ★考点列表 序号 考点 考点释义 备注 32 1 杠杆 概念、杠杆平衡条件的探究及应用、杠杆的分 类和用途、杠杆的示意图。 易错点是杠杆力臂的画 法 2 滑轮 滑轮组应用及相关计算 重点、难点 3 机械效率 什么是有用功、额外功和总功，及其机械效率 ★三年真题 一、选择题 1.（2020·河南）在图 5 所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是（ ）。 A.瓶盖起子 B.食品夹 C起钉锤 D.核桃夹 【答案】B。 【解析】A.支点在瓶盖边缘，动力臂长，是省力杠杆； B.支点在夹子两壁连接处，动力臂短，是费力杠杆； C.支点是锤子与地面的接触点，动力臂长，是省力杠杆； D. 支点在夹子两壁连接处，动力臂长，是省力杠杆。 2.（2020·黑龙江龙东）下图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（ ）。 【答案】D。 【解析】能省距离的杠杆即为费力杠杆。 A、 用羊角锤起钉子，是省力杠杆，费距离，故 A 错； B、 用撬棒撬石头，是省力杠杆，费距离，故 B错； C、 用启子起瓶盖，是省力杠杆，费距离，故 C错； D、 用钓鱼竿钓鱼，是费力杠杆，省距离，故 D正确。故选 D。 3.（2020·北京）如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是（ ）。 33 A. 羊角锤；B. 核桃夹； C. 园艺剪；D. 食品夹 【答案】D。 【解析】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意； B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意； C．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意； D．食品夹在使用的过程中，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆，符合题意。 故选 D。 4．（2020·绥化）小明用独轮车搬运砖头，车箱和砖头的总质量是 120kg，独轮车的有 关尺寸如图所示。推车时，下列说法正确的是（ ）。 A．独轮车是省力杠杆；B．动力臂是 0.7m ； C．阻力臂是 0.3m ； D．人手竖直向上的力 F的大小是 1500N 【答案】AC。 【解析】A、由图可知：独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故 A 正确； BC、支点在车轮的轴上，力 F 为动力，所以动力臂的长度为 1m，阻力是 G，阻力臂的长 度为 0.3m，故 B错误，C正确； D、砖头及车厢的总重：G＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N； 由杠杆平衡条件 F1L1＝F2L2可知，人手竖直向上的力 F＝ ＝ ＝360N； 故 D 错误。故选：AC。 34 5．（2020·四川遂宁）小华发现一只虫子在长 50cm、质量 10g 的刻度尺上向右爬行， 她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘 23cm，如图所示，当虫子爬行到距刻度尺右端 3cm 处时， 刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为（ ）（g＝10N/kg。刻度尺质量分布均匀， 不考虑虫子的长度）。 A．1g B．3g C．7g D．10g 【答案】A。 【解析】由题意可知，刻度尺的重心在 25cm 处，刻度尺刚好翻转时与桌沿的接触点为 支点，则刻度尺重力的力臂为：L1＝25cm﹣23cm＝2cm； 虫子重力的力臂为：L2＝23cm﹣3cm＝20cm； 由杠杆平衡条件 F1×L1＝F2×L2，重力公式 G＝mg 得： G 尺×L1＝G 虫×L2， m 尺g×L1＝m 虫g×L2， 10g×2cm＝m 虫×20cm， m 虫＝1g。故选：A。 6．（2020·衡阳）如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为 50g， 为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（ ）。 A．在 A 点挂 4 个钩码能使杠杆平衡； B．在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为 0.5N 时，能使杠杆平衡； C．用弹簧测力计在 B 点拉，无论如何改变用力方向都要省力； D．用弹簧测力计在 A 点拉，无论如何改变用力方向都要费力 【答案】D。 【解析】每个钩码重力为 F＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，设每个小格长度为 L，则 O 点左 35 侧力与力臂的乘积为：1N×3L＝3N×L； A、在 A 点挂 4 个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为：2N×2L＝4N×L＞3N×L，杠杆不 能平衡，故 A 错误； B、在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为 0.5N 时，杠杆右侧力与力臂的积为：0.5N ×5L＝2.5N×L＜3N×L，杠杆不能平衡，故 B 错误； C、用弹簧测力计在 B 点拉，根据杠杆平衡条件知，当改变用力方向使力臂小于 0.1L 时，根据杠杆平衡条件知，拉力要大于 1N，杠杆才能平衡，要费力，故 C 错误； D、用弹簧测力计在 A 点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F ×2L，最小拉力为 1.5N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向力都要大 于 1.5N，都要费力，故 D正确。故选：D。 7.（2020·湖南常德）如图所示，用 F1的力将物体 B 匀速提升 h， F1做功 600J，若借 助滑轮组用 F2的力把物体 B匀速提升相同高度，F2 做功为 1000J。下列说法正确的是（ ）。 A. 两个过程中的拉力 F1= 3F2 B. F1 做功的功率比 F2做功的功率小 C. 滑轮组机械效率为 40% D. F2 做功的距离为 3h 【答案】D。 【解析】A．F1做功 600J，由W Fs 可知： 1 1 1 600JWF s h   由图可知，滑轮组的绳子股数 n=3，所以绳子自由端移动的距离 s2=3h，F2做功 1000J， 由W Fs 可知： 2 2 2 1000J 3 WF s h   所以 1 2F F＜3 ，故 A 错误； B．题中没有给出两次运动的时间，所以无法比较两个力做功的功率，故 B 错误； C．因为用 F1的力将物体 B 匀速提升，所以物体 B 的重力 G 等于拉力 F1，所以滑轮组的 有用功为： 1 600JW Gh Fh  有用 36 滑轮组的总功等于拉力 F2做的功，即： 2 1000JW W  总 所以滑轮组的机械效率： 600J100% 100% 60% 1000J W η W     有用 总 故 C 错误； D．由图可知，滑轮组的绳子股数 n=3，所以绳子自由端移动的距离 s2=3h，即 F2 做功 的距离为 3h，故 D 正确。故选 D。 8.（2020·山东聊城）如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将 A、B 两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳 重和摩擦，下列说法正确的是（ ）。 A. 两物体上升的速度相同； B. 两种装置的机械效率相等； C. 两次提升物体所做的有用功相等；D. 两种装置中拉力做功的功率相等 【答案】D。 【解析】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距 离，由 v= s t 可知绳端移动的速度相同，A 物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升 的速度是绳端移动的速度的一半，故 A错误； BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由 W 总=Fs 可知总功相 等，不计绳重和摩擦，甲图中物体的重力：GA=F 乙图中物体的重力：GB=2F-G 动 A 物体上升的高度：hA=s B 物体上升的高度：hB= 1 2 s A 图中有用功：W 有甲=GAhA=Fs 乙图中有用功：W 有乙=GBhB=(2F-G 动) 1 2 s=Fs- 1 2 G 动s W 有甲＞W 有乙 37 甲图中机械效率：η甲= = 100% W Fs W Fs 有甲 总 乙图中机械效率：η乙= 1- 2= (1 ) 100% 2 Fs G sW G W Fs F    动 有乙 动 总 η甲＞η乙 由 P= W t 可知两种装置中拉力做功的功率相等，故 D正确，BC 错误。故选 D。 9.（2020·新疆）小红用滑轮组将重力为 1.5 N 的物体匀速提升 10 cm 的过程中，绳子 拉力为 1.0 N，绳子自由端移动的距离为 30 cm，则滑轮组的机械效率为（ ）。 A. 50 % B. 60 % C. 70 % D. 80 % 【答案】A。 【解析】物体克服重力做的功为有用功： 1.5N 0.1m 0.15JW Gh   有 绳子拉力做的功为总功： 1.0N 0.3m 0.30JW Fs    总 则滑轮组的机械效率： 0.15J= 100% 100% 50% 0.30J W W     有 总 故 A 正确，BCD 错误。故选 A。 10.（2020·北京）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖 直向下拉动绳子自由端，使物体 A以 0.2m/s 的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的 机械效率为 90%。已知物体 A重 540N，该工人重 500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的 绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（ ）。 A. 绳子自由端受到竖直向下的拉力为 200N； B. 绳子自由端拉力的功率为 120W； C. 该工人对地面的压力为 200N； D. 支架受到滑轮组的拉力为 960N 38 【答案】BCD。 【解析】A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，滑轮组的机械效率：η= = 2 2 W Gh Gh G W Fs F h F    有 总 F= 540N 2 2 90% G    =300N 故 A 错误； B．绳子自由端的速度：v 绳=2v 物=2×0.2m/s=0.4m/s 绳子自由端拉力的功率为：P= 300N 0.4m/s=120WW Fs Fv t t     ； 故 B 正确； C．地面对工人的支持力：F 支=G-F=500N-300N=200N 由力的作用相互性可知工人对地面的压力等于地面对工人的支持力，即：F 压=F 支=200N； 故 C 正确； D．不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力：F 拉= 1 2 (G+G 动)， G 动=2F 拉-G=2×300N-540N=60N 支架受到滑轮组的拉力为：F 支架=3F+G 动=3×300N+60N=960N； 故 D 正确。故选 BCD。 11.（2020·江西）如图所示，将重 6N 的物体匀速拉高 20cm，在此过程中，不计滑轮 装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是（ ）。 A. 绳子自由端被拉下 1.2m B. 绳子对地面的拉力为 1N C. 对物体所做的功为 1.2J D. 横梁受到的拉力为 9N 【答案】CD。 【解析】A．滑轮组的动滑轮绕 4 段绳，绳子自由端移动的距离：s=4h=4×0.2m=0.8m； 故 A 错误； 39 B．不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，地面对绳子的拉力：F= 1 1 6N=1.5N 4 4 G   ； 绳子对地面的拉力和地面对绳子的拉力是相互作用力，所以绳子对地面的拉力是 1.5N， 故 B 错误； C．对物体所做的功为：W=Gh=6N×0.2m=1.2J；故 C 正确； D．横梁受到 6 段绳子的拉力，所以：F 横梁=6F=6×1.5N=9N；故 D 正确。 故选 CD。 12.（2020·四川甘孜）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等 重），在相同时间内把重物 G提升相同高度。若 F1和 F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说 法正确的是（ ）。 A. 力 F1和 F2做功的功率相同； B. 力 F1和 F2做的总功相同； C. 两个滑轮组机械效率一样大； D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高 【答案】D。 【解析】因不计绳重及摩擦，故克服动动滑轮重力所做的功为额外功，由 100% 100% 100% W Gh G W Gh G h G G          有 总 动 动 可知，在相同时间内把重力 G 提升高度，甲乙两组滑轮组所做有用功相同，F1做的总功 比 F2做的总功少，甲做的额外功比乙做的额外功少，故两者的机械效率甲比乙高。 故选 D。 13.（2020·德州）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相 同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端 A、B 移动相同的距离（忽略绳重和摩擦）， 在此过程中，下列选项正确的是（ ）。 40 A. 两钩码上升的速度相等 B. 两滑轮组绳端的拉力相等 C. 甲滑轮组的总功比乙少 D. 两滑轮组的机械效率相等 【答案】D。 【解析】A．由图知，通过甲乙两图中通过动滑轮绳子段数：n1=2，n2=3 在相等时间内绳端 A、B 移动相同的距离，由 v= s t 可知绳端移动的速度相同，两个钩码 上升的速度：v 物甲= 1 2 v绳 ；v 物乙= 1 3 v绳；所以两钩码上升的速度不相等，故 A 错误； B．忽略绳重和摩擦，绳子受到的拉力分别为： 1= ( ) 2 F G G甲 动 1= ( ) 3 F G G乙 动 F 甲＞F 乙 两滑轮组绳端的拉力不相等，故 B错误； C．两个滑轮做的总功：W 甲总=F 甲s= 1 2 (G+G 动)s W 乙总=F 乙s= 1 3 (G+G 动)s W 甲总＞W 乙总 故 C 错误； D．有用功：W 甲有=Gh 甲=G 1 2 s；W 乙有=Gh 乙=G 1 3 s 两滑轮组的机械效率：η甲= 1 2= 1 ( ) 2 GsW G W G GG G s   甲有 甲总 动 动 41 η乙= 1 3= 1 ( ) 3 GsW G W G GG G s   乙有 乙总 动 动 η甲=η乙 两滑轮组的机械效率相等，故 D 正确。故选 D。 14.（2020·重庆 B）如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升 货物 A的质量为 2.7×103kg，30s 内货物 A 被匀速提升了 3m，动滑轮的重力 3×103N(不计起 重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（ ）。 A. 钢绳自由端的移动速度为 0.1m/s； B. 拉力 F 的功率为 1.5×103W； C. 滑轮组的机械效率为 90%； D. 钢绳的拉力 F 的大小为 1.0×104N 【答案】C。 【解析】A．由图可知，承担物重的绳子段数 2n  ，绳子移动距离 2 3m 6ms    绳子自由端移动速度： 6m 0.2m / s 30s sv t    ，故 A错误； BD．货物 A的重力为： 2700kg 10N/kg=27000NG mg   钢绳的拉力 F 的大小是： 31 1 1 15000 2 N 3 10 N N 2 F G G G G n        动 动（ ） （ ） （27000 ） 拉力 F做功： Ns 15000 6m 90000JW F    拉力 F的功率为： 90000J 3000W 30s W t P   ；故 BD 错误； C．滑轮组做的有用功是： 27000N 3m 81000JW Gh    有 42 滑轮组的机械效率为： 81000J 100% 90% 90000JsW F W Gh     有 总 ，故 C 正确。 故选 C。 15.（2020·四川成都）如图甲所示的装置，A 是重 15N 的空吊篮，绳子 B 和 C 能承受 的最大拉力分别为 100N 和 50N。质量为 50kg 的小张同学将 A 提升到高处，施加的拉力 F 随 时间变化关系如图乙所示，A上升的速度 v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦， 常数 g取 10N/kg。下列结论正确的是（ ）。 A. 动滑轮的重力为 9N B. 第 2s 内拉力 F 的功率为 40W C. 此装置最多能匀速运载 80N 的货物 D. 此装置提升重物的最大机械效率为 85% 【答案】BC。 【解析】A．由图丙可知，在 1~2s 内物体匀速运动，图乙可知，拉力为 10N，由图甲知 绳子股数 n=2，则根据 AG GG F n n    动总 即， 15N 10N 2 G  动 解得：G 动=5N；故 A错误； B．第 2s 内绳子自由端的速度为： A 2 2m/s=4m/sv nv   绳 第 2s 内拉力 F 的功率为： =10N 4m/s=40WP Fv  绳 ；故 B 正确； C．当拉力最大为 50N 时，可以拉动物重为： A- - 2 50N-5N-15N=80NG nF G G  物 动 绳子 B不断，故 C 正确； D．由 C 可得，重物最重为 80N，则最大的机械效率为： 43 80N= 100% 80% 250N G h G h G Fs Fnh nF      物 物 物 故 D 错误。故选 BC。 16.（2020·四川乐山）如图所示，利用滑轮组在 4s 内将一重为 9N 的物体匀速向上提 升了 10cm，拉力为 4N，不计一切摩擦和绳重，（g 取 10N/kg）。下列说法正确的是（ ）。 A. 动滑轮重力为 5N；B. 滑轮组的机械效率为 75％； C. 拉力所做的功为 0.4J；D. 拉力的功率为 0.4W 【答案】B。 【解析】A．三股绳子与动滑轮接触，作用在绳子自由端的拉力为 4N，则对动滑轮和物 体的总拉力为：4N×3=12N 物体重 9N，则动滑轮重：12N－9N=3N；A 选项错误，不符合题意 B．滑轮组的机械效率为： ' ' 9N 75% 3 3 4N W F s Gh Gh W Fs Fs F h          有 总 B 选项正确，符合题意 C．物体向上移动了 10cm，拉力做的功为： 3 4N 3 10cm 4N 3 0.1m=1.2JW Fs F h         C 选项错误，不符合题意 D．拉力的功率为： 1.2J 0.3W 4s WP t    ；D选项错误，不符合题意 故选 B。 17.（2020·四川南充）（多选）如图所示，重为 2N 的物体 A 放在水平桌面上，重为 5N 的物体 B 挂在动滑轮下，每个滑轮重为 1N(不计绳重和摩擦)，B 恰好可以匀速下降。现对 A 施加水平向左的拉力使 B上升，当 B 以 0.3m/s 的速度匀速上升时，拉力大小为 F。下列说 法正确的是（ ）。 44 A. B 匀速下降时，物体 A受到 3N 的摩檫力； B. 拉力 F 的大小为 4N； C. 拉力 F 的功率为 3.6W； D. B 匀速上升 0.6m 的过程中，拉力 F做功 2.4J 【答案】BC。 【解析】A．由图通过动滑轮绳子段数 n=3，不计绳重及摩擦时，B拉 A的力 FA= 1 3 ( GB+G 动)= 1 3 ×(5N+1N)=2N B 匀速下降，物体 A匀速向右运动时，受向右的拉力 FA和向左的摩擦力作用，则 f=FA=2N 故 A 错误； B．当使物体 B 以 0.3m/s 的速度上升时，物体 A 匀速向左运动，受向右的拉力 FA、摩擦 力和向左的拉力 F 作用，由于物体 A 的压力和接触面没有改变，则摩擦力大小不变，所以 F=FA+f=2N+2N=4N 故 B 正确； C．绳子自由端移动的速度为：vA=3vB=3×0.3m/s=0.9m/s 所以拉力 F的功率：P= W Fs t t  =FvA=4N×0.9m/s=3.6W；故 C 正确； D．B 匀速上升 0.6m 的过程中，拉力 F做功： WF=Fs=F×3h=4N×3×0.6m=7.2J 故 D 错误。故选 BC。 18.（2020·自贡）如图，重为 G 的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移 到顶部，设沿斜面移动的距离为 s，高为 h，拉力为 F，物体受到的摩擦力为 f。则斜面的机 械效率为（ ）。 45 A. Gh fs B. Gh Fs C. ( ) Gh F f s D. ( ) Gh F f s 【答案】B。 【解析】有用功为：W 有=Gh 总功为：W 总=Fs 斜面的机械效率为：η= = W Gh W Fs 有 总 ；故选 B。 19.（2020·宁夏）用如图所示滑轮组，将一质量为 50kg 的物体，在 10s 内匀速向上提 升 2m，已知拉力 300N｡在此过程中，下列说法正确的是（ ）。 A. 绳子自由端移动的距离为 6m B. 拉力 F 的功率为 60W C. 人所做的额外功为 300J D. 该滑轮组的机械效率约为 83.3% 【答案】D。 【解析】A．由图可知绳子的股数为 2，绳子自由端移动的距离为： s=nh=2×2m=4m 故 A 错误； B．拉力 F 的功率为： 300N 2 2m =120W 10s W Fs FnhP t t t       故 B 错误； C．人所做的额外功为： = - = - =120W 10s-500N 2m=200JW W W Pt Gh  额外 总 有用 故 C 错误； D．该滑轮组的机械效率约为： 500N= 100%= 100%= 100%= 100% 83.3% 300N×2 W Gh G W Fnh Fn      有用 总 46 故 D 正确。故选 D。 20.（2020·重庆 A）滑轮是提升重物时经常用到的一种机械,工人师傅用 500N 的拉力 F, 利用图 5 所示的滑轮将重 800N 的重物在 30S 内匀速提高了 6m 下列判断正确的是（ ）。 A.绳端移动的速度为 0.2 m/s；B.该滑轮的机械效率为 62.5%； C.工人师傅拉绳子的功率为 200W；D.提升重物所做的有用功为 3600J 【答案】C。 【解析】 mmhS 1262n  ， sm s m t Sv /4.0 30 12 绳 ，A 错误； %80 5002 800    N N nF G ，B错误； WsmNFvP 200/4.0500  ，C正确； JmNGhW 48006800 有 ，D错误 21.（2019·泸州）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小 格长度均为 2cm，在 B 点竖直悬挂 4 个重均为 0.5N 的钩码，当在 A点用与水平方向成 30° 角的动力 F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是 （ ）。 A.杠杆的动力臂为 8cm； B. 该杠杆为费力杠杆； 47 C.该杠杆的阻力大小为 ；D. 动力 F的大小为 【答案】B。 【解析】A、当动力在 A点斜向下拉（与水平方向成 30°角）动力臂是： OA= ×4× 2cm=4cm，故 A 错误； B、阻力臂 OB，3×2cm=6cm＞ OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故 B正 确； C、该杠杆的阻力大小为：G=4×0.5N=2N，故 C 错误； D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，G×OB=F× OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm， 解得，F=4N，故 D 错误。故选 B。 22．（2019·衢州）如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉 力最小的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】C。 【解析】如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，以树根为支点，树 的重力不变、重心一定，则阻力和阻力臂一定，支点与动力作用点的连线是最长的动力臂， 根据杠杆的平衡条件，动力臂越大，动力越小；图 C 中动力作用点离支点最远，F3与树干垂 直，则可知 F3最小，故 C 正确。故选 C。 23.（2019·河南）如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表 示它工作示意图的是（ ）。 48 A ． B． C ． D ． 【答案】B。 【解析】用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端 O，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力 F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力 F1， 因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即 F1＜F2，故 ACD 错误，B正确。故选 B。 24.（2019·遂宁）如图甲所示是建筑工地常用的塔式起重机示意图，水平吊臂是可绕 点 O 转动的杠杆，为了左右两边吊臂在未起吊物体时平衡，在左边吊臂安装了重力合适的配 重物体 C，假设这时起重机装置在水平位置平衡（相当于杠杆平衡实验中调节平衡螺母使杠 杆水平平衡），由于起吊物体时配重物体 C 不能移动，且被起吊物体重力各不相同，起重机 装置将会失去平衡容易倾倒，造成安全事故，某科技小组受杠杆平衡实验的启发，为起重机 装置增设了一个可移动的配重物体 D，如图乙所示。不起吊物体时，配重物体 D 靠近支点 O； 起吊物体时，将配重物体 D向左移动适当距离，使起重机装置重新平衡，现用该装置起吊重 为 5×103N，底面积为 0.01m2的物体 A，已知 D 的质量为 900kg，OB 长 18m；当配重物体 D 移动到距支点 6m 的 E 点时，B 端绳子对 A 的拉力为 T，A 对地面的压强为 p；若再让配重 D 以速度 V 向左运动，25 秒后，甲对地面的压力恰好为零；起吊过程中，物体 A 在 10s 内匀 速上升了 10m，B 端绳子的拉力 T′做功功率为 P。（g=10N/kg）下列相关计算错误的是（ ）。 49 A.P 等于 5kW；B.V 等于 ；C.p 等于 ；D.T 等于 【答案】A。 【解析】由重力公式 G=mg 可求，配重 D 的重力为 GD=mg=900kg×10N/kg=9×103N。 第一个状态当配重物体移动到 E 点时，D 选项，根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2可得，GD •OE=T•OB，求得 T= = =3×10 3 N．故 D 选项错误。 C选项，由于物体在水平地面上静止，所以由受力分析可知，GA=N+T， 代数求得 N=5×103N-3×103N=2×103N， 因为 A对地面的压力 F 与地面对 A的支持力 N 是一对相互作用力，所以 F=N=2×103N， 由压强定义式 p= 求得，p= = =2×10 5 Pa．故 C 选项错误。 第二个状态为配重物体移动到甲对地面的压力恰好为零的位置 E'点时，B选项，由于甲 对地面的压力恰好为零，所以拉力 T'=GA=5×103N， 根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2可得，GD•OE'=T'′OB，代数求得 OE'= = =10m， 则配重移动的距离 s=OE'-OE=10m-6m=4m，则由速度公式 V= 可求，V= = =0.16m/s。 故 B 选项错误。 第三个状态为匀速起吊过程，A 选项，由功率公式 P= 和功的定义式 W=Fs 可得，功 率 P= ，代数得 P= = =5×10 3 W=5kW．故 A 选项正确。故选 A。 25.（2019·海南）图甲是海南网上扶贫超市给百香果配的多功能小勺子。把 A 点压在 百香果上固定、B 处的“刺刀”刺进果壳，用力使勺子绕 A 点转动一周，“刺刀”就把果壳 切开（如图乙）。关于勺子的构造和使用说法正确的是（ ）。 A．勺子转动切果时可作省力杠杆用 B．勺柄表面有花纹是为了减小摩擦 C．“刺刀”很尖利是为了增大压力 D．勺子绕着果转动时运动状态不变 50 【答案】A。 【解析】A．勺子转动切果时动力臂可以大于阻力臂，所以可作省力杠杆用，故 A 正确； B．勺柄表面有花纹是为增大摩擦，故 B 错误； C．“刺刀”很尖利是通过减小受力面积来增大压力的作用效果即压强的，故 C 错误； D．勺子绕着果转动时，运动方向不断改变，则其运动状态发生改变，故 D 错误。故应 选 A。 26.（2019·天津）如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意 图正确的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】A。 【解析】用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力 F1，从支点 O向动 力 F1的作用线作垂线段，即为动力臂 l1； 阻力是石头对撬棒的作用力 F2，方向竖直向下，反向延长 F2，从支点 O 向阻力 F2的作 用线作垂线段，即为阻力臂 l2；故 A 正确，BCD 错误。故选 A。 27.（2019·泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下 列判断正确的是（ ）。 51 A.该滑轮组绳自由端拉力 F 的大小一定等于所提物体重力的三分之一； B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大； C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等； D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大 【答案】B。 【解析】A、由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力 F= （G+G 轮）＞ G，所以拉力 F的大小大于所提物体重力的三分之一，故 A 错误； B 、 不 计 一 切 摩 擦 和 绳 重 ， 用 该 滑 轮 组 提 升 不 同 的 物 体 ， 则 η = = = = ，可见提升的物体越重，其机械效率越大，故 B 正 确； C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好 比用滑轮组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故 C 错误； D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同）， 有用功相同，由 W 额=G 动h 可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械 效率减小，故 D错误。故选 B。 28.（2019·海南）工人用如图所示的滑轮组，在时间 t 内，将重为 G 的货物匀速提升 了 h，人对绳子竖直向下的拉力恒为 F。以下说法正确的是（ ）。 A．拉力 F 的功率为 t Fh2 ； B．额外功为（2F-G）h 52 C．滑轮组的机械效率为 F G 3 ；D．滑轮组的机械效率随 h 的增大而增大 【答案】AB。 【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数 n=2，绳端移动的距离 s=nh=2h， 拉力 F做的功：W 总=Fs=2Fh，则拉力 F的功率： ，故 A正确； B、拉力做的有用功：W 有=Gh，则额外功：W 额=W 总-W 有=2Fh-Gh=（2F-G）h，故 B 正确； C、滑轮组的机械效率： ，故 C 错误； D、根据 可知，滑轮组的机械效率与提升的高度 h 无关，故 D 错误。故选 AB。 29.（2019·河北）如图所示，重为 G 的物体在拉力 F 的作用下，以 v 的速度匀速运动 了 s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的 n 分之一，不计绳重、轮与轴 间的摩擦，下列说法正确的是（ ）。 A．使用该滑轮组一定省力；B．拉力的功率为 2Fv； C．额外功为 （2nF﹣G）s；D．滑轮组的机械效率为 【答案】BC。 【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数 n′＝2，由于不计绳重、轮与轴间的摩 擦， 所以，绳端的拉力 F＝ （f+G 动）， 由于 f 与 G 动的大小关系未知，所以无法比较 F 与 f的大小关系，则使用该滑轮组不一 定省力，故 A 错误； B、绳端移动的速度 v 绳＝n′v＝2v，则拉力的功率：P＝Fv 绳＝2Fv，故 B 正确； C、由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力 f＝ G， 克服摩擦阻力做的功为有用功，则：W 有＝fs＝ Gs， 绳端移动的距离：s 绳＝n′s＝2s， 拉力 F做的总功：W 总＝Fs 绳＝2Fs， 53 则额外功：W 额＝W 总﹣W 有＝2Fs﹣ Gs＝ （2nF﹣G）s，故 C 正确； D、滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ＝ ，故 D 错误。故选 BC。 30．（2018•烟台）如图所示的杠杆，属于费力杠杆的是（ ）。 【答案】C。 【解析】A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。 B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。 C、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意。 D、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。 故选：C。 32．（2018·滨州）如图所示，重 400N 的物体在 30N 的水平拉力 F 的作用下，以 0.1m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10s，滑轮组的机械效率为 80%，则在此过程中，下 列说法正确的是（ ）。 A．绳子自由端移动的距离为 3m B．有用功为 400J C．拉力 F 的功率为 9W D．物体与地面间的滑动摩擦力为 72N 【答案】ACD。 【解析】A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s 绳=3s 物=3v 物t=3×0.1m/s×10s=3m， 故 A 正确； B、拉力做功为：W 总=Fs 绳=30N×3m=90J，有用功：W 有=ηW 总=80%×90J=72J，故 B 错误； C、拉力做功的功率：P= = =9W，故 C 正确； D、有用功 W 有=fs 物，拉力做的总功 W 总=Fs 绳，由η= = = = 得，物体 与地面间的滑动摩擦力：f=η×3F=80%×3×30N=72N，故 D 正确。故选 ACD。 33．（2018·龙东）（多选题）如图所示，用滑轮组提升重物时，重 600N 的物体在 10s 54 内匀速上升 1m。已知绳子的拉力为 400N，则提升重物的过程中（ ）。 A．绳子自由端被拉下 3m B．做的有用功是 600J C．滑轮组的机械效率为 80% D．拉力 F 的功率为 80W 【答案】BD。 【解析】A、由图可知，n=2，绳子自由端移动的距离 s=2h=2×1m=2m，故 A错； B、做的有用功：W 有用=Gh=600N×1m=600J，故 B正确； C、拉力做的总功：W 总=Fs=400N×2m=800J， 滑轮组的机械效率：η= = ×100%=75%，故 C 错； D、拉力做功的功率：P= = =80W，故 D 正确。 故选：BD。 34.（2018•攀枝花）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重）， 在相同时间内把重物 G提升相同高度，F1和 F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的 是（ ）。 A．力 F1和 F2做功的功率相同； B．力 F1和 F2做的总功相同； C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大； D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高 【答案】D。 【解析】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数 n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段 数 n=4。 AB、若重物上升高度为 h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s 甲=3h，s 乙=4h； 55 甲滑轮组中拉力做的总功为 W 甲总=F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为 W 乙总=F2•4h， 已知 F1=F2，所以 W 甲总＜W 乙总，故 B错误； 已知时间相同，由公式 P= 知，P 甲总＜P 乙总．故 A 错误； CD、已知 F1=F2，所以省力情况相同，故 C 错误； 甲、乙两滑轮组提升的物重 G相同，设一个动滑轮的重为 G 动， 不 计 绳 重 及 摩 擦 ， 则 甲 滑 轮 组 的 机 械 效 率 为 ： η 甲 = = = = ， 乙滑轮组中有 2个动滑轮，同理可得，乙滑轮组的机械效率为：η乙= ， 所以η甲＞η乙，故 C错误，D正确。 故选：D。 35．（2018·深圳）下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下， 重 6N 的物体 2s 内匀速上升 0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错 误的是（ ）。 A．弹簧测力计的拉力是 2.4N； B．物体上升的速度为 0.05ms； C．弹簧测力计拉力的功率为 0.12W； D．滑轮组的机械效率约 83.3％ 【答案】C。 【解析】由图可知，弹簧测力计的拉力是 2.4N ，故 A 正确； 物体 2s 内匀速上升 0.1m，物体上升的速度为 ，故 B 正确； n=3，拉力端端移动距离 ，拉力做的总功为： 56 ；拉力的功率为： ，故 C 错误； 拉力做的有用功为： ； 滑轮组机械效率为： 。故 D正确；故答案为 C。 二、填空题 36.（2020·湖南常德）农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了 20kg， 右筐中装了 25kg， 如果扁担的长度为 1. 8m，则他在距扁担左端_____m 处将谷子挑起来才 能使挑担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动 了 0. lm，则需要______筐（选填“左”或“右”）增加约_____kg （保留 1 位小数）谷子， 才能基本保持挑担水平。 【答案】（1）1；（2）右；（3）0.7。 【解析】根据杠杆平衡条件有：G L G L 右 右左 左 则， 25 5 20 4 L G m g L G m g    右 右左 右 左 左 扁担的长度为 1. 8m，则他在距扁担左端： 51.8m 1m 9 L   左 处将谷子挑起来才能使挑担水平，右筐距离 0.8m。 将两筐谷子同时向内移动了 0. lm，则左端距离变为 0.9m，右端距离变为 0.7m，此时， ' 200N 0.9m 180N/mG L   左 左 ' 250N 0.7m 105N/mG L   右 右 左边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积；要使挑担基本保持水平，根据杠杆平衡条件 应该在右边增加谷子； 20kg 0.9m 25kg 0.7kg 0.7m m L m m L         左 左 右 右 。 37.（2020·宁夏）如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住 C 点打开该夹子 时，可把______点看作支点，此时夹子可近似看作________杠杆（选填“省力”“费力”或 “等臂”）。 57 【答案】（1）B ；（2）等臂。 【解析】当用力摁住 C 点打开该夹子时，AC 是围绕 B 点转动的，故 B 为支点；由于 AB=BC， 故动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。 38．（2020·安徽）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以 把该装置简化成如图乙所示的杠杆。如横杆 AB 粗细相同、质量分布均匀，重 G=120N， AB=2.8m，AO =0.3m.要使横杆 AB 保持水平平衡，需在 A 端施加竖直向下的力 F=________N。 【答案】440。 【解析】该题考查杠杆平衡条件的应用，画出杠杆五要素如下。动力臂 L1 = LOA =0.3m， LAC = 2 8.2 m =1.4m ， 所以阻力臂 L2 = LOC =LAC – LOA =1.4m－0.3m=1.1m，由 FL1=GL2 得：F =440N。 39.（2020·四川甘孜州）如图所示，某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件。 杠杆调节平衡后，在杠杆上 A点处挂 4个钩码，为使杠杆重新平衡，应在 B 点处挂__________ 个钩码； 如果 A、B两处再各挂一个钩码，杠杆的__________（选填 “左”或“右”）端会 下沉。 58 【答案】（1）6；（2）左。 【解析】设每个钩码所受重力为 G，杠杆上每一小格代表的长度为 L，由杠杆平衡条件 1 1 2 2Fl F l 可得： 4 3 2G L nG L   解得， 6n  如果 A、B 两处再各挂一个钩码，则杠杆的左边力与力臂的乘积为：5 3 15G L GL  杠杆右边力与力臂的乘积为：7 2 14G L GL  因，15 14GL GL 故杠杆的左端会下沉。 40.（2020·山东济宁）杠杆两端螺母的作用是图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧 各减掉一个等重的钩码，杠杆______（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。 【答案】不能。 【解析】从图中可以看到，杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡原理可知 3 2 2 3G l G l   若在两侧各减掉一个等重的钩码，那么 2 2 3G l G l   可知杠杆不能保持水平平衡。 41.（2020·四川雅安）如图所示，杆秤秤砣的质量为 0.2kg，杆秤自身质量忽略不计， 若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为 0.05m 和 0.2m，则被测物体的质 量为__kg，若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要____（选填 “偏大”或 “偏小”） 59 【答案】（1）0.8；（2）偏小。 【解析】如图所示： 因为杠杆平衡，则有： 1 2OA OBG l G l 1 2OA OBm gl m gl 则有： 2 1 0.2kg 0.2m 0.8kg 0.05m OB OA m lm l     若秤砣上粘有油污，m2增大，而 G1lOA不变，所以 lOB要变小，杆秤所示的质量值要偏小。 42．（2020·哈尔滨）在”探究杠杆平衡条件”的实验前，如图甲，杠杆不在水平位置 平衡，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 移动。实验中，如图乙，在 A点 用弹簧测力计施加一个竖直向上的力，在 B 点施加一个最小为 N 的力，才能使杠杆 在水平位置重新平衡。 【答案】左；1。 【解析】（1）杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，则重心应向左移动，故应向左调节左 端或右端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡； （2）由图可知弹簧拉力计的示数为 3.0N，设杠杆的一个刻度为 L，则拉力的力臂为 2L； 60 B 点施加力的力臂为 6L，根据杠杆平衡的条件可得，在 B 点施加一个最小为 F2＝ ＝ ＝1N。 故答案为：左；1。 43.（2020·江苏连云港）用如图所示滑轮组在 10s 内将重为 300N 的物体匀速提升 1m， 拉力大小为 120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为 ______。 【答案】（1）36；（2）300；（3）83.3%。 【解析】由图可知，承担重物的绳子段数 n=3，所以绳子自由端通过距离 s=3×1m=3m 总功：W 总=Fs=120N×3m=360J 拉力做功的功率：P= 360J 10s W t 总 =36W 有用功为：W 有=Gh=300N×1m=300J 滑轮组的机械效率为：η= 300J= 360J W W 有 总 =83.3% 44.（2020·广东）如图所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重 400N，动滑轮重 60N， 不计绳重及摩擦，将重物匀速提升 0.5m， 人需用的拉力为______N，绳子自由端移动的距 离为______m，人所做的有用功为______J。 61 【答案】（1）230；（2）1；（3）200。 【解析】由图知，n=2，不计绳重及摩擦，人需用的拉力：F= 2 G G 动 = 400N 60N 2  =230N； 人需用的拉力为 230N。 绳子自由端移动的距离：s=2h=2 0.5m=1m；绳子自由端移动的距离为 1m。 人所做的有用功为：W 有=Gh=400N 0.5m=200J；人所做的有用功为 200J。 45.（2020·四川南充）如图所示，用沿斜面向上大小为 4N 的拉力，将一个重 5N 的物 体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为 5m，上升的高度为 3m，则物体 受到的摩擦力为________N，斜面的机械效率为________。 【答案】（1）1；（2）75%。 【解析】有用功：W 有=Gh=5N×3m=15J 总功：W 总=Fs=4N×5m=20J 额外功：W 额=W 总-W 有=20J-15J=5J 摩擦力：f= 5J 5m W s 额 =1N 斜面的机械效率：η= 15J= 20J W W 有 总 =75% 46.（2020·贵州黔西南）如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提 起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则 F1______F2，机械效率ηA______ηB。（填“>”“=” 或“<”） 62 【答案】（1） <；（2）=。 【解析】由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为  1 1 3 F G G 物 动 ，  2 1 2 F G G 物 动 所以， 1F F２＜ 不计摩擦和绳重，两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度，则对物体做的有功相同， 动滑轮相同，则所做额外功相同。所以机械效率相同，即 A B  。 47.（2019·海南）如图，小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上， 然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有_______段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受 300N 拉力，则小谦对绳子的拉力至少为_______N。 【答案】2；150。 【解析】小谦的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树，因此，这样做有 2 段绳子拉甲树； 根据动滑轮省一半力的特点，小谦对绳子的拉力至少为 150N。 48.（2019·益阳）如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知 AB=4m，BC=6m。吊臂是一 个杠杆，当吊臂吊着 2t 的货物处于静止状态时，杠杆的支点是______点（选填“A”、“B” 或“C”），伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为______N。g=10N/kg。 63 【答案】A；50000。 【解析】吊臂在升起过程中，围绕着 A转动，故 A 为支点； 货物重：G=mg=2000kg×10N/kg=20000N， AC=AB+BC=4m+6m=10m，伸缩撑杆对吊臂的支持力竖直向上，其力臂为 ABcosθ， 由杠杆的平衡条件得 F×ABcosθ=G×ACcosθ。 。 故答案为：A；50000。 49.（2019·岳阳）如图，动滑轮实质上是一个______（填“省力”或“费力”）杠杆， 用 60N 的拉力将沙桶从地面提到 9m 高的楼上，拉力做的功是______J。 【答案】省力；1080。 【解析】（1）动滑轮实质上是一个动力臂等于 2倍阻力臂的省力杠杆； （2）使用动滑轮，n=2，拉力端移动距离 s=2h=2×9m=18m， 拉力做的功： W=Fs=60N ×18m=1080j。 故答案为：省力；1080。 50.（2019·达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力 F 大小为 2.5×103N 时，小车 A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车 A的质量为 1t，斜面高为 2m， 斜面长为 5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g ＝10Nkg）在小车 A 由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置 的机械效率为，小车 A 与斜面间的摩擦力大小为 N。 64 【答案】2×104；80%；1×103。 【解析】（1）小车质量 m＝1t＝1000kg， 其重力 G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N， 钢绳做的有用功：W 有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J， （2）不计车长、拉力端移动距离 s＝2L＝2×5m＝10m， 拉力做的总功：W 总＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J， 整个装置的机械效率：η＝ ＝ ×100%＝80%； （3）不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车 A 与斜面间的摩擦做的功为额外功，W 额＝W 总﹣W 有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J， 由 W 额＝fL 可得摩擦力：f＝ ＝ ＝1×10 3 N。 故答案为：2×104；80%；1×103。 51．（2018•玉林）如图所示，长为 40cm、重为 10N 的匀质杠杆可绕着 O 点转动，作用 在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力 F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为 30°的位置拉至水 平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力 F 的大小将 （选填“增大”、“不变”或“减 小”），力 F所做的功为 J。 【答案】增大；1。 【解析】（1）在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为 30°的位置拉至水平位置的过程中， 动力臂 L 的长度没有变化，阻力 G的大小没有变化，而阻力臂 L 却逐渐增大； 由杠杆的平衡条件知：F•L=G•L′，当 L、G 不变时，L′越大，那么 F越大，因此拉力 F在这个过程中逐渐增大； （2）物体重心上升的高度 h= Lsin30°= ×40cm× =10cm=0.1m， 拉力做的功 W=Gh=10N×0.1m=1J。 65 故答案为：增大；1。 52．（2018•广安）如图，AB 是能绕 B 点转动的轻质杠杆，在中点 C 处用绳子悬挂重为 100N 的物体（不计绳重）在 A 端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，则拉力 F= N．若保持拉力方向始终垂直于杠杆，将 A 端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中， 拉力 F将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】50；减小。 【解析】杠杆在水平位置保持平衡，由 F1l1=F2l2可得，拉力的大小： F1= G= G= ×100N=50N。 若将 A端缓慢向上提升一小段距离，则阻力臂 l2将变小，阻力 G 不变，即 F2l2变小， 因为拉力方向始终垂直于杠杆，所以动力臂不变，l1始终等于 BA，根据 F1l1=F2l2可知 F1变小，即拉力 F 减小； 故答案为：50；减小。 53．（2018•枣庄）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 FA、FB匀速 提升重力为 GA、GB的 A、B 两物体，不计绳重和摩擦。若 GA＞GB，则η甲 η乙；若 FA=FB， 则 GA GB。（选填“＞”、“＜”或“=”） 【答案】＞；＜。 【解析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮 重力做的功为总功， 则滑轮组的机械效率： η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%， 66 因物体的重力 G越大，1+ 越小， 越大，且动滑轮的重力相等， 所以，GA＞GB时，η甲＞η乙； （2）由图可知，n 甲=2，n 乙=3， 由 F= （G+G 动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G 动， 则 FA=FB时，提升物体的重力关系为 GA＜GB。 故答案为：＞；＜。 54.（2018•岳阳）用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为 720N 的货物匀速提高 10m，所做 的总功为 12000J，此时滑轮组的机械效率为________，用该滑轮组提升更重的物体，机械 效率会__________。（选填“变小”、“不变”或“变大”） 【答案】60%、变大。 【解析】所做有用功 W 有=Gh=720N ×10m=7200J ； 机械效率 有 总 W 7200J W 12000J 100% 100% 60%      。提高机械效率的措施，有用功一 定时，减小额外功；额外功一定时，增大有用功，对于同一滑轮组可增大提升 物体重力 提高机械效率。 故答案为：60%、变大。 55．（2018•南京）用如图所示的滑轮组将重 85N 的物体匀速提升 2m，拉力 F 为 50N．此 过程中有用功为 J，总功为 J，滑轮组机械效率为 ，根据已知条件，以下四 个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的 有 和 （选填序号）。 【答案】170；200；85%；①；③。 【解析】（1）拉力做的有用功：W 有=Gh=85N×2m=170J； （2）由图可知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m， 拉力做的总功：W 总=Fs=50N×4m=200J； （3）滑轮组的机械效率：η= = ×100%=75%； 67 （4）①因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为 2m； ②不计摩擦和绳重，拉力 F= （G+G 轮），据此可求动滑轮重力，但题目没有提高“不计 摩擦和绳重”这个条件，无法计算动滑轮的重力； ③额外功等于总功减去有用功，W 额=W 总﹣W 有用=200J﹣170J=30J； ④因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。 可见，还能求出的有①、③。 故答案为：170；200；85%；①；③。 三、作图题 56.（2020·贵州黔东南）如图所示，用一根细绳将杠杆 AOB 在 O 点悬挂起来，B处挂 一重物 G，请你在杠杆上画出最小的动力 F1及动力臂 l1，使杠杆在图中位置平衡。 【答案】如图。 【解析】B 点离支点最远，故最长的力臂为 OB 即为力臂 l1，过 B 点作垂直于 OB 的作用 力 F1，为使杠杆平衡，力 F1的方向向上；如图所示： 57.（2020·贵州黔南）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，在 B点用弹簧测力计沿 CD 方向拉杠杆，使杠杆水平平衡，如图所示。画出∶①弹簧测力计对杠杆拉力 F的示意图；② F的力臂。 68 【答案】如图。 【解析】用弹簧测力计沿 CD 方向拉杠杆，拉力的作用点在 B 点，方向沿 BD 向下，过拉 力的作用点，沿拉力的方向画一条有向线段，用 F 表示，过支点 O 做 F 的垂线即为 F 的力臂， 如图所示： 58.（2020·江苏泰州）如图乙所示，画出拉力 F 的力臂 l 和物体 B 所受重力 G 的示意 图__________； 【解析】物体 B所受重力方向竖直向下，重心在物体的几何中心，从支点 O 向力的作用 线作垂线，支点到垂足的距离就是拉力 F 的力臂 l。如图: 59.（2020·山东聊城）如图是起重机将货物吊起的情景。O为支点。F1为动力，F2为阻 力。请画出阻力 F2的力臂 l2。 【答案】如图。 69 【解析】从支点 O 向阻力 F2的作用线做垂线段，即可作出阻力的力臂 l2，如图所示： 60.（2020·四川成都）深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力，克服人体上部的重力 G， 从而达到锻炼目的(如图甲)。图乙是将人体抽象为杠杆的示意图，O为支点，请在图乙中画 出 G 的示意图及其力臂 L(A 点为人体上部的重心)________。 【答案】 如图。 【解析】重力方向竖直向下，支点 O 到重力方向的作用线的垂线为力臂，如图所示： 61.（2020·新疆）请在图中画出动力 F 的力臂。 【答案】如图。 【解析】过支点 O 做力 F作用线的垂线段，即为力 F的力臂 L，如图所示 62.（2020·重庆 B）如图所示，硬棒 OB 能绕支点 O转动，A 处用绳子拉住固定在墙壁 70 上。画出拉力 F的力臂(用 l 表示)________。 【解析】由图可知，O 点是支点，通过支点做 F作用线的垂线，如图： 63.（2020·德州）阿基米德在发现了杠杆原理之后，发出了“给我一个支点，我能够 撬动地球”的感慨，请在设想示意图中，画出作用在 A 点的最小动力 1F 及其动力臂 1l （图 中 O 为支点）。 【答案】如图。 【解析】根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用 点的距离便为最长的力臂；图中 O 为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力 F1作用 在 A 点，OA 是最长的力臂 l1，则力 F1应与 OA 垂直且向下；如图所示： 64.(2019·武威)如图所示是羊角锤的示意图，请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力 F1的 示意图。 71 【解析】由杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力；由图知， O为支点，A 点离支点最远，则连接支点 O 和羊角锤的末端 A 即是最长的动力臂，过 A 点作 垂直于动力臂向右的力 F1．如下图所示。 65.（2019·达州）轻质杠杆 OABC 能够绕 O 点转动，已知 OA＝BC＝20cm，AB＝30cm， 在 B 点用细线悬挂重为 100N 的物体 G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作 出所施加最小动力的图示（不要求写出计算过程）。 【解析】根据杠杆的平衡条件，要使力最小，则动力臂应最长，即连接 OC 为最长的力 臂，力的方向与 OC 垂直且向上，根据勾股定理和全等三角形定理可得，动力臂 OC＝50cm， 故根据杠杆平衡条件可得：F1×OC＝G×OA， 代入数值可得：F1×50cm＝100N×20cm， 解得 F1＝40N， 选取标度为 20N，过 C 点作出最小动力，使线段长度为标度的 2 倍，如图所示： 66.（2019·岳阳）请画出图中杠杆动力 F 的力臂 L。 【解析】反向延长 F 得到动力作用线，从支点 O 向动力作用线作垂线段，即为动力 F 的力臂 L。如图所示。 72 四、计算题 67.（2020·贵州黔南）如图所示，某建筑工地用起重机将质量为 3.6 t 的货箱以 0.5 m/s 的速度匀速提升，吊臂上的滑轮组如图所示，若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为 80%。（g=10N/kg）求： (1)在 10s 内货箱上升的高度； (2)货箱的重力； (3)吊臂上电动机拉力 F 的大小； (4)依然利用此机械提升质量为 4.1 t 的货箱，求此时滑轮组的机械效率。 【答案】(1) 5m；(2) 3.6×104N；(3) 1.5×104N；(4) 82%。 【解析】(1)在 10s 内货箱上升的高度为： =0.5m/s 10s=5mh v t 物 (2)货箱的重力为： 3 43.6 10 kg 10N / kg=3.6 10 NG= mg =    (3)由图像可知绳子股数 n=3，由 W W   有 总 可得： W Gh Gh G W Fs Fnh Fn     有 总 即 43.6 18 % 3 0 N0 = F  ；可解得 F=1.5×10 4 N。 (4)动滑轮的重力为： 4 4 41.5 10 N - 3.6 13 - 3 0 N = 0.9 10 NG F G     动 提升质量为 4.1 t 的货箱，此时滑轮组的机械效率： 3 3 4 4.1 10 kg 10N/kg 100%=82% 4.1 10 kg 10N/kg+0.9 10 N W W G h G m g W W W G h G h G G m g G                            有 有 总 有 额 动 动 动 73 答：(1)在 10s 内货箱上升的高度为 5m； (2)货箱的重力为 3.6×104N；(3)吊臂上电动 机拉力 F 为 1.5×104N；(4)此时滑轮组的机械效率为 82%。 68.（2020·江苏泰州）小明利用如图所示的滑轮组，将质量为 90kg 的物体在 1min 内 匀速提升 5m，竖直向上的拉力为 360N。求： (1)物体的重力（g 取 10N/kg）； (2)小明拉力的功率？ (3)滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 【答案】(1) 900N；(2) 90W；(3)83.3%。 【解析】(1)物体的重力是： 90kg 10N/kg=900NG mg   (2)由图可知，承担物重的绳子段数 3n  ，物体匀速提升 5m 时，绳端移动的距离是 3 3 5m 15ms h    小明拉力做功： s 360N 15m 5400JW F    小明拉力的功率： 5400J 90W 60s P W t   (3)有用功： 900N 5m 4500JW Gh    有 滑轮组的机械效率： 4500J 100% 83.3% 5400J W W Gh Fs      有 总 。 答：(1) 物体的重力是900N；(2) 小明拉力的功率90W；(3) 滑轮组的机械效率是83.3%。 69．（2020·四川遂宁）小雨同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的种自制的 简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，感觉该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工 人搬运材料的劳动强度。小雨观察到电动机的输出功率 800W，将两袋（每袋质量 50kg）水 泥匀速提升到 10m 高的 4楼需要用时 15s。假设电动机的输出功率恒定不变。请帮小雨完成 下列问题：（g＝10N/kg） （1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大？ （2）电动机对绳子的拉力多大？ 74 （3）该滑轮组的机械效率多大？ 【分析】（1）已知水泥匀速提升到 10m 高的 4 楼需要用时 15s，可求得物体上升的速度， 由图可知，水泥由 3 段绳子承担，利用 v 绳＝3v 可求得此次吊装过程中绳子自由端移动的速 度； （2）由 P＝ 可求电动机做功，由 W 总＝Fs 可求得电动机对绳子的拉力； （3）由 W 有＝Gh 可求得有用功，利用η＝ 可求得滑轮组的机械效率。 【解答】解：（1）物体上升的速度 v＝ ＝ ＝ m/s， 由图可知，水泥由 3 段绳子承担，则此次吊装过程中绳子自由端移动的速度 v 绳＝3v＝3 × m/s＝2m/s， （2）由 P＝ 可得电动机做功： W 总＝Pt＝800W×15s＝1.2×104J， 由 W 总＝Fs 可得电动机对绳子的拉力： F＝ ＝ ＝400N， （3）有用功： W 有＝Gh＝2×50kg×10N/kg×10m＝1.0×104J。 该滑轮组的机械效率： η＝ ＝ ×100%≈83.3%。 答：（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是 2m/s，（2）电动机对绳子的拉力为 400N，（3）该滑轮组的机械效率为 83.3%。 75 【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算、功的计算、功率的计算、机械效率的计算 等多个知识点，是一道综合性较强的题目。 70．（2020·衡阳）如图所示，用一个动滑轮使重 10N 的物体在 5s 内匀速升高 0.2m， 绳子自由端所用的拉力 F为 6N．求： （1）绳子自由端移动的速度。 （2）拉力 F 做的功。 【解析】（1）由图知，n＝2，当物体升高 0.2m 时，绳子的自由端移动距离 s＝2h＝2× 0.2m＝0.4m， 绳子自由端移动的速度：v＝ ＝ ＝0.08m/s； （2）拉力 F 做的功：W＝Fs＝6N×0.4m＝2.4J。 答：（1）绳子自由端移动的速度为 0.08m/s；（2）拉力 F做的功为 2.4J。 71.（2020·黑龙江龙东）如图所示，人用滑轮组拉着重 810N 的物体使其沿竖直方向以 0.1m/s 的速度匀速向上运动了 5s，人对绳子向下的拉力为 300N。求： (1)物体上升的高度； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率。 【答案】(1)0.5m；(2)90%；(3)90W。 76 【解析】(1)物体上升的高度：h=vt=0.1m/s×5s =0.5m (2)因为 W 有=Gh=810N×0.5m=405J； 绳子的末端通过的距离：s=3h=3×0.5m=1.5m，W 总=Fs=300N×1.5m=450J 所以滑轮组的机械效率：η＝ W 有 W 总 ×100%＝ 405 J 450 J ×100%＝90% (3)拉力的功率：P＝ W t ＝ 450 J 5 s ＝90W 72．（2020·南充）图甲为某自动注水装置的部分结构简图，杠杆 AOB 始终在水平位置 保持平衡，O 为杠杆的支点，OA＝3OB，竖直细杆 a 的一端连接在杠杆的 A 点，另一端与高 为 0.2m 的长方体物块 C 固定；竖直细杆 b 的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的 B 点（不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积）。圆柱形水箱中有质量为 3kg 的水，打 开水龙头，将水箱中的水缓慢放出，通过力传感器能显示出细杆 b对力传感器的压力或拉力 的大小；图乙是力传感器示数 F 的大小随放出水质量 m 变化的图象。当放出水的质量达到 2kg 时，物体 C 刚好全部露出水面，此时装置由传感器控制开关开始注水。（g＝10Nkg）求： （1）物块 C 的重力。 （2）物块 C 受到的最大浮力。 （3）从开始放水到物块 C 上表面刚好与液面相平时，水对水箱底部的压强变化了多少？ 【解析】（1）当放出水的质量达到 2kg 时，物体 C 刚好全部露出水面，此时杠杆 A端受 到的拉力等于 C的重力，由图乙知，此时 B端受到的拉力为 6N， 根据杠杆的平衡条件知：GC×OA＝FB×OB， 由 OA＝3OB 可得，物块 C的重力：GC＝ ×FB＝ ×6N＝2N； （2）分析图乙可知，当放出水的质量≤1kg 时，物体浸没在水中，物块 C 受到的浮力 最大，此时力传感器受到的力最大为 24N（即杠杆 B端受到的作用力最大为 24N）； 由杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB′×OB， 则此时杠杆 A 端受到的作用力：FA＝ ×FB′＝ ×24N＝8N， 77 由图乙可知，放水的质量在 1kg 到 2kg 之间时力传感器的示数可以为零，说明 C可以漂 浮， 则物体 C 受到的浮力最大时，杠杆 A 端受到的作用力是向上的， 因力的作用是相互的，则物体 C 浸没时，C受到细杆 a 向下的压力 F 压＝FA＝8N， 物体 C受力平衡，则物体 C 受到的最大浮力：F 浮＝F 压+GC＝8N+2N＝10N； （3）由 F 浮＝ρgV 排可得，物体 C浸没时排开水的体积： V 排＝ ＝ ＝1×10﹣3m3， 长方体 C 的底面积：SC＝ ＝ ＝5×10 ﹣3 m 2 ， 由图乙可知，从开始放水到物块 C上表面刚好与液面相平时，放出水的质量 m1＝1kg， 从物块 C上表面刚好与液面相平到物体 C刚好全部露出水面时，放出水的质量 m2＝2kg ﹣1kg＝1kg， 由ρ＝ 可得，两种情况下放出水的体积：V2＝V1＝ ＝ ＝1×10 ﹣3m3， 由 V2＝（S 水箱﹣SC）hC可得，水箱的底面积：S 水箱＝ +SC＝ +5×10 ﹣3 m 2 ＝1 ×10﹣2m2， 从开始放水到物块 C上表面刚好与液面相平时，水面下降的高度： △h＝ ＝ ＝0.1m， 则该过程中水对水箱底部的压强变化量： △p＝ρ水g△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1000Pa。 答：（1）物块 C 的重力为 2N。（2）物块 C 受到的最大浮力为 10N。（3）从开始放水到物 块 C 上表面刚好与液面相平时，水对水箱底部的压强变化了 1000Pa。 73.（2019·河北）如图所示，一轻质杠杆 AB．长 1m，支点在它中点 O．将重分别为 10N 和 2N 的正方体 M、N用细绳系于杆杆的 B点和 C点，已知 OC：OB＝1：2，M的边长 l＝0.1m。 78 （1）在图中画出 N 受力的示意图。 （2）求此时 M 对地面的压强。 （3）若沿竖直方向将 M 左右两边各切去厚度为 h 的部分，然后将 C 点处系着 N 的细 绳向右移动 h 时，M对地面的压强减小了 60Pa，求 h为多少。 【解析】（1）对 N 进行受力分析，由于 N在空中处于静止状态，则 N受到的重力和细绳 对它的拉力是一对平衡力，所以二力的大小相等（F＝G＝2N），方向相反；过 N 的重心分别 沿力的方向各画一条有向线段，并标上力的符号及大小，注意两线段要一样长，图所示： （2）设 B 端受到细绳的拉力为 FB， 由杠杆平衡条件得，GN×OC＝FB×OB，已知 OC：OB＝1：2， 则有：FB＝GN× ＝2N× ＝1N； 根据力的作用是相互的可知，细绳对 M的拉力：F＝FB＝1N， 此时 M对地面的压力：F 压＝F 支＝GM﹣F＝10N﹣1N＝9N， M与地面的接触面积：S＝l2＝（0.1m）2＝0.01m2， 则此时 M 对地面的压强：p＝ ＝ ＝900Pa。 （2）若沿竖直方向将 M 两边各切去厚度为 h后， 剩余 M的底面积：S′＝l（l﹣ h﹣ h）＝l×（l﹣h）， 剩余 M的体积：V′＝S′l＝l2×（l﹣h）， 剩余 M的密度不变，则剩余部分的重力与原来重力的比值： ＝ ＝ ， 所以剩余 M的重力：GM′＝ ×GM＝ ×10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 79 剩余的物体 M 对地面的压强：p′＝p﹣△p＝900Pa﹣60Pa＝840Pa， 剩余 M的底面积：S′＝l×（l﹣h）＝0.1m×（0.1m﹣h）， 地面对剩余的物体 M的支持力： F 支′＝F 压′＝p′S′＝840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 沿竖直方向将 M两边各切去厚度为 h后，将 C点处系着 N 的细绳向右移动 h， 设此时 B 端受到细绳的拉力为 FB′， 由杠杆平衡条件得，GN×（OC﹣h）＝FB′×OB， 则有：FB′＝ ＝ ， 即细绳对剩余 M的拉力：F′＝FB′＝ ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 对剩余 M 进行受力分析，由力的平衡条件得，F 支′+F′＝GM′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 将①②③式代入④式得： 840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）+ ＝ ×10N， 解得：h＝0.05m。 答：（1）如上图所示；（2）此时 M对地面的压强为 900Pa；（3）h 为 0.05m。 74.（2019·达州）如图所示，工人准备用一根最多能承受 400N 力的绳子（若超过绳子 将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 A和 B．完全露出水面 的物体 A 被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 20kg（绳的质量、 绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断 裂，g＝10N/kg）。求： （1）物体 A 完全露出水面后以 0.5m/s 的速度匀速上升时，物体 A 的重力和工人拉力的 功率分别是多少。 （2）在物体 A 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 75%，物体 A 的密 度是多少。 （3）若用该滑轮组打捞体积为 50dm 3 的物体 B 时，物体 B 最多露出多少体积时绳子将 断裂。 80 【解析】（1）G 动＝m 动g＝20kg×10Nkg＝200N， 物体有三段绳子承担，n＝3，F＝ （GA+G 动），400N＝ （GA+200N），GA＝1000N； 绳子自由端移动的速度：v＝nv'＝3×＝0.5m/s＝1.5m/s，P＝Fv＝400N×1.5m/s＝600W。 （2）物体 A 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组提起的力： F'＝GA﹣F 浮＝1000N﹣ρ水gVA η＝ ＝ ， 75%＝ 解得，VA＝4×10﹣2m3 GA＝ρAgVA，1000N＝ρA×10N/kg×4×10﹣2m3，ρA＝2.5×103kg/m3 （3）GB＝ρBgVB＝2.5×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣3m3＝1250N， F＝ （GB﹣F'浮+G 动），400N＝ （1250N﹣F'浮+200N） F'浮＝250N，V 排＝ ＝ ＝2.5×10 ﹣2 m 3 ＝25dm 3 。 V 露＝VB﹣V 排＝50dm3﹣25dm3＝25dm3。 答：（1）物体 A 的重力是 1000N，工人拉力的功率是 600W。（2）物体 A的密度是 2.5× 103kg/m3。（3）物体 B 最多露出 25dm3时绳子将断裂。 75.（2019·菏泽）如图所示，一个质量 600kg、体积 0.2m3的箱子沉入 5m 深的水底， 水面距离地面 2m，若利用滑轮组和电动机组成打捞机械，以 0.5m/s 的速度将箱子从水底匀 速提到地面，每个滑轮重 100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。 求： 81 （1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强； （2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力； （3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率； （4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。 【解析】（1）箱子在水底时下表面的深度 h=5m， 此处水产生的压强：p=ρ水 gh=1× 103kg/m3×10N/Kg×5m=5×104Pa。 （2）箱子沉入水底，则 V 排=V=0.2m3， 则浮力 F 浮=ρ水 gV 排=1×103Kg/m3×10N/Kg ×0.2m3=2×103N。 （3）物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功 是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功； 箱子的重力： G=mg=600Kg×10N/Kg=6×103N； 出水后，根据 可得： 机械效率： （4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据 P=Fv 即可判断出拉力最大时，功率最大； 箱 子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大； 由于不 计 绳 重 、 摩 擦 和 水 的 阻 力 ， 则 ； 电动机上绳子的提升速度为 v′=2v=2×0.5m/s=1m/s， 则 p 最大=f 最大 v′=3.05×103N×1m/s=3.05×103W。 答：（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为 5×104Pa；（2）箱子全部浸没在 水中时，箱子受到的浮力为 2×103N；（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中， 滑轮组的机械效率为 98.4%；（4）整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率 82 最大，为 3.05×103W。 76.（2019·湘潭）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑 轮组将重物竖直向上匀速提起，其中 N 是柱塞，可向上支撑起起重臂 ODC．重物和动滑轮总 重为 15000N，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问： （1）钢丝绳自由端上作用力 F 的大小为 N。 （2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端 O 转动时，起重臂 ODC 是力杠杆。 （3）当重物以 0.4m/s 的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力 F 的功率是多少？ 【解析】（1）由图知，承担物重的绳子股数 n＝3，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，则 钢丝绳自由端上作用力：F＝ （G+G 动）＝ ×15000N＝5000N； （2）起重臂的支点在 O 点，滑轮组和重物对 C 端的拉力为阻力， 由图知，柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以此设备是费力杠杆； （3）钢丝绳自由端移动速度为 v＝3×0.4m/s＝1.2m/s， 绳自由端上作用力 F的功率：P＝ ＝ ＝Fv＝5000N×1.2m/s＝6000W。 答：（1）5000；（2）费；（3）钢丝绳自由端上作用力 F 的功率是 6000W。 77．（2018·潍坊）如图所示，工人用滑轮组提升重为 400N 的货物所用拉力恒为 240N， 货物被匀速提升 10m。求:（1）工人做的功 （2）滑轮组的机械效率。 【解析】（1）由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×10m=20m， 工人做的功：W 总=Fs=240N×20m=4800J； 83 （2）提升物体做的有用功：W 有=Gh=400N×10m=4000J， 则滑轮组的机械效率：η= ×100%= ×100%≈83.3%。 答：（1）工人做的功为 4800J；（2）滑轮组的机械效率 83.3%。 考点 15 力学实验探究题 ★考点列表 序号 考点 考点释义 备注 1 物质密度测量 测量固体、液体密度 重点 2 影响摩擦力大小因素实验 探究影响摩擦力大小的因素 重点 3 力与运动关系 阻力对物体运动的影响 4 影响浮力大小的因素 探究影响浮力大小的因素 重点 5 影响动能大小的因素 探究影响动能大小的因素 6 杠杆平衡条件 验证杠杆平衡条件 重点 7 机械效率测定 测定机械效率 ★三年真题 一、物质密度测量 1.（2020·贵州黔南）小强同学在家中自主学习，他利用家庭实验室的器材欲测一小石 块的密度，他可用的器材有：托盘天平（含砝码）、烧杯、细线、水和小石块： (1)将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻线处，发现天平静止时横梁 右端高，则应将横梁右端的平衡螺母向_______（选填 “左”或“右”）调节，使横梁平衡； (2)在烧杯中放入适量的水，用细线拴住小石块，将小石块浸没水中，在水面到达的位 置上作标记，用天平测出水和烧杯总质量 m1； (3)将小石块从水中取出，用天平测出剩余水和烧杯的总质量 m2； (4)向烧杯中加水到标记处，再用天平测出此时水和烧杯的总质量 m3； (5)上述实验过程可简化为图，小石块的质量 m 石=_______； 84 (6)设水的密度为ρ水，则小石块体积的表达式：V 石=_______（用所测物理量的字母表 示），小石块密度的表达式：ρ石=_______（用所测物理量的字母表示）； (7)如步骤(3)中取出小石块时带走了一些水，小强所测的小石块质量_______（选填“大 于”“小于”“等于”）小石块的真实质量。 【答案】(1)右；(2) m1－m2 ；(3) 3 2m m   水 ；(4) 1 2 3 2 m m m m    水 ；(5)大于。 【解析】(1)由题可知，横梁静止时，横梁右端高，所以为使横梁在水平位置平衡，应 将横梁右端的平衡螺母向右调。 (5)由题知，水和烧杯和石子总质量为 m1，剩余水和烧杯的总质量 m2， 则小石子的质量：m 石= m1- m2 (6)向烧杯中加水到标记处，所加的水的体积等于小石子体积， 则所加水的质量为： 3 2-m m m 加水 所加水的体积为： 3 2-= = m m mV   加水 加水 水 水 则小石子的体积为： 3 2-= = m mV V 石 加水 水 小石子的密度为： 3 2 3 2 1 2 1 2= = - =-m m m m m m m V m m      石 石 水 石 水 (7)取出小石块时带走了一些水，即 m2偏小，则通过计算，m 石= m1- m2 计算得出 m 石偏大。 2.（2020·贵州黔西南）用天平（含砝码）、量筒、水和细线，测量矿石的密度，实验 过程如下图所示。 85 (1)在测量矿石质量前，将游码移到 0 刻线，天平指针指在分度盘的位置如图甲所示， 此时应该向_______（填“左”或“右”）旋动横梁右端的螺母，直到指针指在分度盘的_______。 (2)接下来的实验操作顺序应该是：______、_____、_______（填写图乙中的标号）。 (3)测量质量时，矿石放在天平左盘，右盘中所放砝码如图 A 所示，再将游码移动到图 示位置时，天平平衡。则矿石的质量为_______g。 (4)实验测得该矿石的密度为_______kg/m3。 【答案】(1)右；(2)中央；(3) A；(4)B；(5)C；(6)142；(7)7.1×103。 【解析】(1)由图可知，天平指针指偏向分度盘的左侧，说明天平左边较重，所以应将 平衡螺母向右调，直到指针在分度盘的中央。 (2)测量矿石的密度时，应当先测量矿石的质量，再在量筒中倒入适量的水，用细线将 矿石系住，放入量筒测量水和矿石的总体积，所以接下的操作步骤依次是：A、B、C。 (3)由图可知，测得矿石的质量为： =100g+20g+20g+2g=142gm矿 (4)由图可知矿石的体积为： 3 3 3=70cm 50cm =20cmV V V  矿 总 水 所以矿石的密度为： 3 3 3 3 142g= = =7.1g cm =7.1 10 kg m 20cm m V  矿 矿 矿 。 3.（2020·江苏泰州）为做好消毒防疫，学校给各班准备了一些瓶装的 75%消毒酒精。 小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动。 (1)把天平放在水平台面上，先将________，再调节平衡螺母，使指针对准分度盘中央 的刻度线；接着小明用天平测出瓶酒精的总质量为 96.2g，再将部分酒精倒入量筒中，液面 如图甲所示：最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量，测量结果如图乙所示，天平的读数为 ________g，75%消毒酒精的密度为________g/cm3； (2)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计，竖直漂浮在水中时，水面位 于图中 A 处，图中 AB 间距离为 10.5cm，则 A 处应标为________g/cm3。再将该密度计漂浮在 75%消毒酒精中，此时所受的浮力的________（选填“大于”、“等于”或“小于”）在水中所 86 受的浮力，它浸入酒精中的深度 h为________cm； (3)如图丁所示是三位同学用不同的粗细均匀吸管制成的密度计，竖直漂浮在水中时的 情形，其中密度计________（选填“①”、“②”或“③”）在测量其他液体密度时结果更精 确。 【答案】(1)游码归零；(2) 61.2；(3)0.875；(4) 1；(5)等于；(6)12；(7)②。 【解析】(1)使用天平时，应该把天平放在水平台面上，接着将游码归零，再调节平衡 螺母使天平平衡。 剩余酒精和瓶的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即 50g 10g 1.2g 61.2gm     剩余 酒精的质量： 96.2 61.2g 35gm g   酒精 由图甲读出酒精的体积是 40mL=40cm3，酒精的密度为： 3 3 3335g 0.875g/c 10 kgm 0.875 40cm /m m V     酒精 酒精 酒精 (2)密度计竖直漂浮在水中时，水面位于图中 A 处，说明此时密度计在 A 处显示的密度 值应该为该液体的密度，所以则 A处应标为 1g/cm3。 由题意可知，密度计在酒精消毒液中处于漂浮状态，所受的浮力等于密度计的重力；由 于密度计在水中也处于漂浮状态，所以密度计在水中受到的浮力也等于密度计的重力，所以 密度计漂浮在 75%消毒酒精中，此时所受的浮力的等于在水中所受的浮力。 由于密度计在水中和酒精中受到的浮力相等，所以 F F浮水 酒精 则： gV gV 水 排水 酒精 酒精 ， gS h gS h 水 水吸管 酒精 吸管 酒精 解得： 3 3 g/cm 10.5cm 0.785g/cm 1 12cm h h      水 水 酒精 酒精 ，故它浸入酒精中的深度 h 为 12cm。 (3)密度计的特点是刻度不均匀，上梳下密，上小下大，而且分度值越小越准确；深度 深，刻度间隔越大；由题图可知密度计②所处的深度最深，刻度间隔最大，测量值最准确。 4.（2020·山东聊城）小明在实验室测量一块不规则石块的密度。 87 (1)小明把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，如图甲 所示，其做法错误之处是没有把______放到正确位置； (2)小明纠正上述错误后，应向______（选填“左”或“右”）端调节平衡螺母，才能使 天平横梁重新平衡； (3)用调好的天平测石块的质量，当有盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平横 梁平衡，则石块质量为______g。在量筒内倒入适量水。该石块放入前、后的情况如图丙所 示，则石块的体积是______ cm3，此石块的密度是______kg/m3。 【答案】（1）游码；（2）右；（3）38.4；（4）15.0；（5）2.56×103。 【解析】(1)使用天平测量质量时，先将天平放在水平桌面上，其次将天平标尺上的游 码归零，最后调节平衡螺母使指针指在分度盘的中线处，再进行测量。 (2)天平没有称量物体，游码没有归零时，天平平衡；将游码归零后，说明左盘下沉， 右盘上翘，此时应向右端调节平衡螺母，才能使天平横梁重新平衡。 (3)如图乙所示，天平标尺分度值为 0.2g，游码左端在 3.4g 处，则石块质量 m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g 如图丙所示，量筒中水的体积为 30.0mL，放入石块后，水和石块的总体积为 45.0mL， 则石块的体积：V=45.0mL-30.0mL=15.0mL=15.0cm3 石块的密度： 3 3 3 32.56g/c38.4g m 15.0cm 2.56 10 kg/mm V       。 5．（2020·安徽）实验室用的托盘天平，砝码盒中常配备的砝码规格有：100g、50g、 20g、10g、5g. 现要测量一物体的质量（约为 70g）。 （1）调节横梁平衡：将天平放在水平桌面上，取下两侧的垫圈，指针就开始摆动。稳 定后，指针指在分度盘的位置如图甲所示。则接下来的调节过程为______________________ ____________________。 88 （2）调节天平横梁平衡后，将物体放在左盘中，用镊子由大到小在右盘中加减砝 码......，当放入 5g 的砝 码时，指针偏向分度盘的右侧，如图乙所示。则接下来的操作 是：___________________________， 直到横梁恢复平衡。 【答案】（1）用镊子将游码移动到左端零刻度线处，再调节平衡螺母，直至天平平衡； （2）用镊子取下 5g 砝码，再用镊子向右移动游码。 【解析】（1）调节天平平衡前，需要先用镊子将游码移动到左端零刻度线处，再调节平 衡螺母，直至天平平衡； （2）测量过程中，当按顺序最后加入 5g 砝码后，指针右偏，应当用镊子将 5g 砝码 取下，再用镊子向右移动游码直至天平平衡。 6.（2020·黑龙江龙东）姜老师在带领学生进行物理综合实践活动中，利用天平（砝码)、 量筒、烧杯、细线、水、弹簧测力计等器材，对某种合金和液体的密度进行测量。(计算结 果保留一位小数） (1)首先对该合金材料制成的实心合金块密度进行测量。 ①将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图 1所示，则应将平衡 螺母向(左或右）端调节，使指针指在分度盘。 ②图 2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置，该金属块质量为 g。 ③图 3是他用量筒测量②中的合金块体积的情景，则该合金块的体积是 cm 3 。 ④求出合金块的密度为 g/cm 3 。 (2)然后用弹簧测力计测质量为 200 克的④的材料制成的实心球，完全浸没在某种液体中示 数为 1.6N，此球受到的浮力 N，求出液体的密度为 g/cm 3 。 甲第 19 题图乙 89 【答案】（1）左、中心、34、6；（2）0.4N 7.（2020·重庆）小张发现外婆家的盐蛋咸适中恰到好处，猜想可能和盐水的密度有关， 他和小华共同测量外婆家用来腌制盐蛋的盐水密度。 (1)将天平放在水平工作台上，游码移到标尺的刻度处，砚察到指针偏向分度盘的左侧 (图 16 甲),应将平衡螺母向 调节,使天平平衡， (2)调节天平平衡后，进行以下实验操作: ①测量空烧杯的质量 mo,天平平衡时,砝码及游码位置如图 16 乙,mo= g； ②向烧杯中倒人适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量 m1 为 55.0g:然后将盐水全部倒入 量筒(图 16 丙)，读数时视线与凹液面底部，读出体积 V= ml; ③算出盐水的密度ρ= g/cm3 (3)小华指出:以上测量过程中.烧杯中会残留部分盐水导致测得盐水的密度偏大，于是 他与小张利用电子秤再次测量该盐水密度。 进行了以下实验操作: ①取密度为 8 g/cm'的合金块，用电子秤测得其质为为 80.0g(图 17 甲):②将合金块放 入溢水杯中后向溢水杯中注满盐水，得杯、盐水，水，合金块的总质量为 100.0g(图 17 乙); ③取出合金块向溢水杯中补满盐水,测得杯和盐水的总质量为 31.00g(图 17 丙)。 根据以上数据,计算出盐水的密度ρ= g/cm3 若测量后发现此电子秤的每次测量值均比 真实值大 1g 左右，则以上测得的盐水密度与真实值相比(选填“偏大”“不变”或”偏小”)。 【答案】（1）零、右；（2）①32、②相平、20；③1.15；（3）①1.1；②偏大。 90 【解析】（1）考察实验操作； （2）①先算砝码，再加游码，为 32g； ②量筒读数时视线与凹液面相平；读数为 20ml； ③由密度计算公式： 3 3 1.15g/cm= 20cm 32-55 == g V m ρ ）（ 盐水 盐水 （3）由甲可知： gm 80.0合金 ① 由乙可知： gmmm 100 合金烧杯盐水 ② 由图丙可知： gmmm 31.0 加入烧杯盐水 ③ ②-①： gggmm 0.200.800.100  烧杯盐水 ④ ③-④： gggm 0.110.200.31 加入 3 3 10 /8 0.80 cm cmg gm VV  合金 合金 合金加入  3 3 /g1.1 10 0.11 cm cm g V m  加入 加入 盐水 由上述密度求法可知：由于测量后发现每次测量值均比真实值大 1g，所以①、②、③ 中真实数据则为 79g、99g、30g，通过同样的算法： gggmm 0.200.790.99  烧杯盐水 gggm 0.100.200.30 加入真 3 3 875.9 /8 0.79 cm cmg gm VV  合金 合金 合金加入真  3 3 /g013.1 875.9 0.10 cm cm g V m  加入 加入 盐水真 。 故测量密度偏大。 8.（2020·江苏连云港）密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体 的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度 直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图所示。 所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL 和 200mL）、质量 为 m 的物体 A、细线。 91 设计过程如下： (1)将杠杆在 O 点悬挂起来，空桶悬挂在 B 点，质量为 m 的物体 A 悬挂在 C 点时，杠杆 水平平衡。测出 B 点到 O点的距离为 l，C 点到 O 点的距离为 l0，此时 C 点的密度刻度线应 标注为______； (2)在 B 点的空桶内注满液体，空桶容积为 V，移动物体 A至 C1位置，使杠杆在水平位 置平衡。C1点到 O 点的距离为 l1，此时 C1点的密度值为______（用题中所给的字母表示）； (3)已知密度为 1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为 4cm，则密度为 0.8× 103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为______cm； (4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶（选填“100mL” 或“200mL”）。 【答案】（1）0；（2）  1 0m l l Vl ；（3）3.2；（4）200mL。 【解析】(1)空桶悬挂在 B 点，质量为 m 的物体 A 悬挂在 C点时，杠杆水平平衡，桶中 没有液体，液体的密度为零，此时 C 点的密度刻度线应标注为 0。 (2)设空桶的质量为 m 桶，由杠杆的平衡条件可知：m 桶gl=mgl0 桶的质量：m 桶= 0ml l 在 B 点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得： (m 桶+m)gl=mgl1 (m 桶+ρV)gl=mgl1 ( 0ml l +ρV)gl=mgl1 ρ=  1 0m l l Vl (3)由(2)中的公式可知ρ与(l1-l0)成正比，密度为 1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之 间的距离为 4cm，则密度为 0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为 l2 92 3 3 3 3 2 1.0 10 kg/m 4cm= 0.8 10 kg/m l   l2=3.2cm (4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ=  1 0m l l Vl 可知增 大液体的体积可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择 200mL 规格的空桶，精度更高一 些。 9.（2020·河南）郑州市积极响应"国家黄河生态文明"战略，在沿黄地区大力发展石榴 种植。小明发现他家的石榴比其他品种的石榴甜，汁更浓，想测一下石榴汁的密度。 （1）实验步骤如下: ①将空烧杯放在调好的天平上，测出其质量为 40g; ②在烧杯中倒入适量的石榴汁，将其放在天平左盘上，在右盘内添加砝码。 当放入最小的5g砝码时，天平右端下沉，接下来应进行的操作是: ，直到天平平 衡。此时砝码质 量及游码位置如图12甲所示.则烧杯和石榴汁的总质量为 g ； ③将烧杯中的石榴汁倒入量简中，液面位置如图12乙所示， 则量筒中石榴汁的体积为cm3; ④用上述测得的数据计算出石榴汁的密度为 kg/m3 （2）分折实验过程,小丽认为，在步骤③中,由于烧桥中的石榴计有残留，会使密度的 测量结果(选项“偏大"或"“偏小)。 她提出只要将（1）中实验步骤的顺序稍作调整就能使 测量结果更准确，合理的顺序 （填写步骤序号)） 。 【答案】（1）将 5g 砝码拿下来，向右移动游码，62.4，3.12×103；（2）偏大，②③ ①④。 93 【解析】（1）右侧下沉，证明砝码过重，需要将 5g 砝码拿下来，向右移动砝码； （2）如果液体有残余，会使得测得的体积偏小，最终密度偏大；只需要调成②③①④， 这样测的空烧杯的质量就将残留的液体质量包含在内了，最终结果会更加准确。 10.（2020·重庆 B）小铭在学校期间，使用一种医用免洗洗手液对手部进行消毒过程 中，闻到了浓浓的酒精味，看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后，确定，这种 洗手液的主要成分为 75％的酒精。于是小铭所在的兴趣小组对这种洗手液的密度进行了测 量。 (1)实验前，将托盘天平放在_________工作台上，游码移到标尺的零刻度线处，指针静 止在如图甲所示的位置，此时应将右端的平衡螺母向_______________(选填“左”或“右”) 调节，使天平平衡； (2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码 位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为_______g；将烧杯中的部分洗手液倒入量筒，测 得烧杯和剩余洗手液的总质量为 42.4g；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示， 则量筒内洗手液的体积为_______ml，这种洗手液的密度为_______g/cm3； (3)小铭对洗手液的密度测量结果有疑惑，回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实 心铝块等器材，再次对这种洗手液的密度进行测量。具体做法如下： ①在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上(如图丁)； ②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止(如图戊)，洗手液未溢出； ③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图己)。则这次测得洗手液的密度为_____g/cm3，对前 94 后两次实验进行分析，发现在______(选填“学校”或“家”)所测洗手液密度的结果更接近 真实值，造成另一次密度测量结果与真实值的差异较大的原因可能是(已知铝块的密度为 2.7g/cm3，不计细线质量，细线和正方体均不吸收洗手液)。 【答案】（1）水平；（2）右；（3）72.4；（4）30；（5） 1；（6）0.9；（7）家；（8）洗 手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。 【解析】(1)用天平测量物体的质量之前，应该将天平放在水平工作台上，将游码拨到 标尺左端的零刻度线处。 指针偏向分度盘中央刻度线的左侧时，应将平衡螺母向右调节。 (2)烧杯和洗手液的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即： 50g 20g 2.4g 72.4gm    总 如图丙所示，量筒内洗手液的体积为 330cm ，倒入量筒洗手液的质量是： 72.4g 42.4g 30gm  液 这种洗手液的密度为： 3 3 3 3 30g 1g/cm 1 10 kg/m 30cm m V      液 液 液 (3)③对比丁图和己图可知，铝块的质量是： 271g 190g 81gm    铝 由 m V   得，铝块的体积是： 3 -5 3 3 81g 30cm 3 10 m 2.7g/cm m V     铝块 铝块 铝块 对比戊己两图可知，铝块的受到的浮力： = (0.217kg 0.190kg) 10N/kg 0.27NF G mg      浮 铝块完全浸没在洗手液中时， =F G gV gV  浮 液 液排 排 铝块 所以这次测得洗手液的密度为： 3 3 -5 3 0.27N 0.9 10 kg/m 10N/kg 3 10 m F gV        浮 液 铝块 由题意可知，这种洗手液的主要成分为 75％的酒精，而酒精的密度小于 3 31 10 kg/m ， 可以判断在家所测洗手液密度的结果更接近真实值。 造成两次所测量的密度值存在差异较大的原因可能是洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上， 导致所测体积偏小，密度偏大。 11.（2020·宁夏）75%的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒，小刚从网上购置了两瓶 95 某品牌 75%的医用酒精，说明书如图甲所示，小刚查到 75%的医用酒精密度为 0.87g/cm3，于 是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格∶ (1)小刚取适量该酒精进行实验∶ ①为使测量结果更准确，以下实验操作步骤合理顺序是____（用字母表示）｡ A.计算酒精的密度 B.用天平测出烧杯的质量 52.4g C.在烧杯中盛适量的酒精，用天平测出酒精和烧杯的总质量 D.调节天平平衡 E.将烧杯中的酒精倒入量筒中，读出其体积，如图乙所示 ②测量酒精和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示，则总质量为____ g，该酒精的密度是______｡ ③根据测量结果，小刚能否鉴定该产品是否合格？并说明理由｡______ (2)在学完浮力的知识后，小刚又想到可以利用弹簧测力计，水､烧杯､细线和小石块来 测量该酒精的密度，实验操作步骤如下∶ a.用细线将小石块绑好，挂在弹簧测力计下，读出测力计示数 F1 b.在烧杯中倒入适量的水，将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中，读出测力计示 数 F2 c.算出小石块的体积 V 石 d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精，将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下，使其浸没 在酒精中，读出测力计示数 F3 根据上述操作步骤，请你帮助小刚推导出该酒精密度 的表达式______（表达式用测 量量的字母表示，水的密度用 水 表示，推导过程要有必要的文字说明）｡ 【答案】（1）DCEBA；（2）105.2；（3）0.88g/cm3 ；（4）根据测量结果，小刚能鉴定该 产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精密度的测量值 0.88g/cm3与 75%的 96 医用酒精密度为 0.87g/cm 3 的标准相符合；（5） 1 3 1 2 F F F F   ρ水。 【解析】(1)为使测量结果更准确，实验操作步骤合理顺序是：DCEBA；测量酒精和烧杯 总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示，则总质量为 105.2g，所以酒精的质量为： m=105.2g-52.4g=52.8g 由图乙知酒精的体积为 60cm 3 ，所以酒精的密度为：  = m V = 3 52.8g 60cm =0.88g/cm 3 根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精 密度的测量值 0.88g/cm3与 75%的医用酒精密度为 0.87g/cm3的标准相符合。 (2)小石块在水中的浮力为：F 水=F1-F2=ρ水gV 排=ρ水gV 石 小石块的体积为：V 石= 1 2F F g  水 小石块在酒精中的浮力为：F 酒=F1-F3=ρgV 排=ρgV 石=ρg 1 2F F g  水 所以酒精的密度为：ρ= 1 3 1 2 F F F F   ρ水。 12.（2019·邵阳）全国著名的“油茶之都邵阳县盛产茶油，小华同学为了测量家中茶 油的密度，课后在老师的指导下进行如下实验： （1）把天平放在水平台上，将游码移到标尺的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所 示，此时应将平街螺母向（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡。 （2）取适量茶油倒入烧杯，用天平测量烧杯和茶汕的总质量，当天平平衡时，放在右 盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分茶油倒入量筒中，再次测出烧杯和 剩余茶油的总质量为 27g，则量筒中茶油的质量是 g。 （3）量筒中茶油的体积如图丙所示，请你计算出茶油的密度是 kg/m3。 【答案】（1）右；（2）36；（3）0.9×103。 【解析】（1）天平静止时指针偏在分度盘中央刻度线左边，根据“左偏右调，右偏左调” 97 的调节规则，此时应将平衡螺母向右调节。 （2）根据图乙，用砝码总质量加上游码示数，可读出烧杯和茶油的总质量为 63g，减 去烧杯和剩余茶油的总质量 27g，解得倒入量筒中茶油的质量为 36g。 （3）由图丙可读出，量筒中茶油的体积为 40cm3，使用公式ρ0.9g/cm3＝0.9×103kg/m3， 所以茶油密度为 0.9×103kg/m3。 故答案为：（1）右；（2）36；（3）0.9×103。 13.（2019·苏州）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。 （1）测小石块的密度 ①天平放置于______工作台上，将游码移到标尺______处，调节平衡螺母使横梁平衡； ②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量 为______g。在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则 小石块的密度为______kg/m3； （2）测小瓷杯的密度 如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为 V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面 刻度为 V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度 为 V3，小瓷杯密度的表达式ρ杯=______（用 V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷 杯内的水未倒干净，则所测结果______（选填“偏大”、偏小”或“不变”）。 【答案】水平；零刻线；17.4；3.48×10 3 ；不变。 【解析】（1）天平调平之前，应先放在水平面上，并将游码归零，然后根据指针偏转 方向，调节平衡螺母，左偏右旋、右偏左旋。天平分度值是 0.2g，右盘砝码质量是 20g，游 98 码左侧指在标尺上 2g 后面第 2 个小格上，所以小石块的质量为 m=10g+5g+2.4g=17.4g； 量筒中原有 30mL 水，放入石块后，量筒液面上升到 35mL，因此石块体积 V=35ml-30ml=5ml=5cm 3 ；小石块的密度为ρ= = =3.48g/cm 3 =3.48×10 3 kg/m 3 ； （2）先在量筒内放入适量的水，液面刻度为 V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为 V2；则陶瓷的体积 V=V2-V1，瓷杯处于漂浮时，则 G=F 浮，根据阿基米德原理可知：F 浮=G 排； 所以，G=G 排，则瓷杯质量 m=m 排=ρ水（V3-V1）；所以小瓷杯密度：ρ瓷= = 。 由小瓷杯密度表达式：ρ瓷= = 可知，小瓷杯内的水未倒干净，对所测结 果没有影响。 故答案为：（1）①水平；零刻线；②17.4；3.48×10 3 ；（2） ；不变。 14.（2019·盐城）小刚做测量蜡块密度的实验： （1）将天平放在水平桌面，移动游码至标尺的_________处。若此时指针的位置如图甲 所示，应将平衡螺母向________移动，使天平平衡。 （2）将蜡块放在天平__________盘中，另一盘所加砝码和游码位置如图乙所示时，天 平平衡。蜡块的质量为_______g。 （3）将蜡块放入盛有 50.0mL 水的量筒中，用铁丝将其压入水中，读得量筒的示数为 60.0mL，则该蜡块的体积为______。 （4）计算得出蜡块的密度为___________kg/m3。 【答案】（1）左端“0”刻度线；（2）左；（3）左；（4）8.4；（5）10.0mL；（6）0.84 ×103。 【解析】（1）天平使用步骤：先将天平放在水平桌面上，然后将游码移至标尺的零刻度 线处，再调节平衡螺母使天平平衡；图甲中，游码归零后指针右偏，说明天平右侧重、左侧 轻，应将平衡螺母向左移动，直到天平平衡。 （2）根据“左物右码”，应将蜡块放在天平左盘中，在右盘中加减砝码。图乙中，砝码 质量为 5g，游码标尺分度值为 0.2g，则蜡块的质量为 m=5g+3.4g=8.4g。 99 （3）将蜡块压入盛有 50.0mL 水的量筒中，量筒的示数为 60.0mL，则该蜡块的体积为 V=60.0mL-50.0mL=10mL=10cm3。 （4）计算得出蜡块的密度为ρ= m V = 3 8.4g 10cm =0.84g/cm 3 =0.84×10 3 kg/m 3 。 15.（2019·广东）学校创新实验小组欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无 法放入量筒，故选用水、烧杯、天平（带砝码和镊子）、细线、铁架台等器材进行实验，主 要过程如下： （1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的________处，并调节平衡螺母，使 天平平衡。 （2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用________ 往天平的右盘________（选填“从小到大”或“从大到小”）试加砝码，并移动游码，直至 天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示，则烧杯和水的总质量为 ________g。 （3）如图乙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿 石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘砝码的总质量及游码指示的质量值总和为 144g， 则矿石的体积为________m3。（ρ水=1.0×103kg/m3） （4）如图丙所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游 码指示的质量值总和为 174g，则矿石的密度为________kg/m3。 【答案】 （1）零刻度线；（2）镊子；从大到小；124；（3）2×10-5；（4）2.5×103 。 【解析】（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的零刻度线处，并调节平衡螺 母，使天平平衡。 （2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用镊子往天 平的右盘从大到小试加砝码，并移动游码，直至天平平衡。如图甲所示，砝码的质量为 120g， 100 游码的质量为 4g，那么烧杯和水的总质量为 124g； （3）矿石排开水的质量：m 水=144g-124g=20g=0.02kg； 矿石的体积为： ； （4）矿石的质量为：m=174g-124g=50g=0.05kg； 矿石的密度为： 。 16．（2018•烟台）在用天平，量筒“测量盐水密度”的实验中，甲、乙、丙三位同学设 计了如下三种实验方案： 方案一： 1．调节天平平衡 2．用天平测出空烧杯的质量 m1 3．在烧杯中倒入适量的被测液体，测出总质量 m2 4．将烧杯中的液体倒入量筒中，读出液体的体积 V 5．算出液体的密度ρ液 方案二： 1．调节天平平衡 2．在烧杯中盛被测液体，测出它们的质量 m1 3．将烧杯中的适量液体倒入量筒中，读出液体的体积 V 4．测出烧杯和杯中剩余液体的质量 m2 5．算出液体的密度ρ液 方案三： 1．调节天平平衡 2．将适量的液体例入量筒中，读出液体的体积 V 3．用天平测出空烧杯的质量 m1； 4．将量筒中液体倒入烧杯，测出总质量 m2 5．算出液体的密度ρ液 （1）请观察图，简要说明调节天平平衡的步骤 （2）写出以上三种实验方案密度的表达式 （3）分析评估以上三种实验方案，指出哪种方案最合理 101 【解析】（1）调节天平平衡的步骤：把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度 处，调节平衡螺母使指针指到分度盘的中央； （2）液体的密度，基本原理是ρ= ； 方案一：液体的密度ρ液= = ； 方案二：液体的密度ρ液= = ； 方案三：液体的密度ρ液= ═ ； （3）方案一：当把液体由烧杯倒入量筒时，烧杯上会沾有少量液体，导致称量的液体 体积偏小，根据ρ= 知测量的液体密度偏大，误差较大； 方案三：当把液体由量筒倒入烧杯时，量筒上会沾有少量液体，导致称量的液体质量偏 小，根据ρ= 知测量的液体密度偏小，误差较大； 方案二避免了一和三中的这些问题，实验误差较小，故方案二较合理。 17．（2018·潍坊）用天平和量筒等器材测量食用油的密度，实验步骤如下： （1）天平调好后，将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘，在右盘中添加砝码并拨动游 码，天平平衡时，游码位置和所加砝码如图甲所示，则烧杯和食用油的总质量是 g； （2）将烧杯中食用油倒入量筒中一部分，液面位置如图乙所示，倒出的食用油体积为 mL； （3）用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为 41.0g，则该食用油的密度ρ= k g/m3 （4）若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，则食用油密度的测量值比 真实值 （选填“大”、“小”或“不变”）。 102 【答案】（1）73.4；（2）40；（3）0.81×103 ；（4）大。 【解析】（1）天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；烧 杯和食用油的总质量：m1=50g+20g+3.4g=73.4g； （2）如图乙所示，量筒中食用油的体积为 V=40ml=40cm3； （3）烧杯中食用油的质量 m=m1﹣m2=73.4g﹣41.0g=32.4g；该食用油的密度ρ = = =0.81g/cm 3 =0.81×10 3 kg/m 3 ； （4）由实验步骤可知，所测量的油的质量 m 是真实的；若将食用油倒入量筒时，量筒 壁上沾上了少量食用油，导致所测食用油体积 V偏小；由ρ= 可知所测油的密度偏大。 答案：（1）73.4；（2）40；（3）0.81×103 ；（4）大。 18．(2018·眉山)如图所示，小陈同学为测量某液体的密度，准备了天平、玻璃杯等器 材，在实验时发现没有准备量筒，于是从身边找来了一个体积为 20cm3的金属块和一些纸张。 （1）将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的 刻度线上。 （2）此时，如果天平指针偏左，小陈同学应向 （填“左”或“右”）调节 使 天平横梁平衡。 （3）在玻璃杯中倒入适量的该液体，用天平称量液体和玻璃杯的总质量 m 总时，向盘中 加减砝码要用 ，不能用手接触砝码，称得 m 总=123.2g （4）将金属块浸没在液体中且不接触玻璃杯，液体无溢出，如图所示，天平平衡后， 砝码的总质量加上的游码在标尺上对应的刻度值为 m= g，则液体的密度ρ= g/cm3。 【答案】（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37 103 【解析】（1）将天平放在水平台上，将游码放到标尺左端的零刻度线上，调节横梁使天 平平衡； （2）调节天平平衡时，若发现指针偏向分度盘的左端，则平衡螺母要向右调； （3）向盘中加减砝码要用镊子，不能用手接触砝码； （4）由图知，标尺的分度值为0.2g，液体和玻璃杯的总质量m 总=100g+50g+0.6g=150.6g， 金属块排开的液体的质量为：m=150.6g﹣123.2g=27.4g=0.0274kg； 排开的液体的重力，即金属块受到的浮力为：F 浮=G=mg=0.0274g×10N/kg=0.274N； 根据阿基米德原理可知，液体的密度为： ρ= = =1.37×10 3 kg/m 3 =1.37g/cm 3 ； 故答案为：（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37 19.（2018·德阳）小华随意选取其中一块石子，准备在实验室测定它的密度。 (1)他先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺处，再调节平衡螺母直至天平平衡。 (2)用调好的天平测石子的质量,当盘中所加砝码和游码位置如图(甲)所示时,天平平衡, 则此石子的质量为______g。在量筒内装有一定量的水,该石子放入前、后的情况如图(乙) 所示,则石子的密度是______kg/m3。 【答案】（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。 【解析】（1）在调节天平平衡时，先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端零 刻度线处； （2）由图甲知，标尺的分度值为 0.2g，所以石子的质量 m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g； 由图乙知，量筒的分度值为 1ml，水的体积为 30ml，水和石子的体积为 45ml，所以石 子的体积为 V=45ml-30ml=15ml=15cm3； 石子的密度ρ=m/V=38.4g/15cm3=2.56g/cm3=2.56×103kg/m3。 故答案为：（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。 二、影响摩擦力大小的因素 104 1.（2020·江苏连云港）学习过摩擦力以后，小明同学想探究“滑动摩擦力的大小与物 体运动速度大小”之间的关系，为了提高实验的精准度，小明选用了如图甲所示的装置，该 装置通过驱动装置带动传送带运动，木块保持不动，其中力传感器可以代替弹簧测力计精确 显示拉力的大小。驱动装置的电路如图乙所示。 (1)在实验过程中，要增大传送带运动的速度，可以将滑动变阻器滑片向______（选填 “ 左”或“右”）移动实现； (2)在实验过程中让同一木块在同一传送带上进行实验是为了______； (3)图丙是不同速度下滑动摩擦力与时间的关系图，观察该图可知，滑动摩擦力的大小 与物体运动速度大小______（ 选填“有关”或“无关”），理由是______。 【答案】（1）左；（2）控制压力和接触面的粗糙程度相同；（3）无关；（4）当速度变化 时，滑动摩擦力的大小不变。 【解析】(1)由图乙可知，要增大传送带运动的速度，需要增大电动机的速度，可以增 大电路中的电流，变阻器连入电路的电阻变小时，由 I= U R 可知通过电路的电流变大，所以 将滑动变阻器滑片向左移动，变阻器连入电路的电阻变小。 (2)让同一木块在同一传送带上进行实验，这样可以控制压力和接触面的粗糙程度相同。 (3)由图丙可知，当速度变化时，滑动摩擦力的大小不变，说明滑动摩擦力的大小与物 体运动速度大小无关。 2.（2020·新疆）如图所示，小丽在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用 质量相等、表面粗糙程度不同的两个物块 A、B 放在水平木板上进行实验： (1)用 A 做实验，水平向左拉动木板时，弹簧测力计的示数如图所示，则木板对物块的 摩擦力大小为__________N。再用 A、B 叠放在一起做实验（A 在下、B在上），弹簧测力计的 示数较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，__________越大，滑动摩擦力越大； 105 (2)将 B 放在水平木板上进行实验，再与用 A 做的实验进行对比，目的是为了研究滑动 摩擦力的大小与接触面的__________（填“面积大小”或“粗糙程度”）的关系；用 A、B 分别做实验时，地面对水平木板的滑动摩擦力大小__________（填“相等”或“不相等”）。 【答案】（1）1.4；（2）压力；（3）粗糙程度；（4）相等。 【解析】(1)用 A 做实验，水平向左拉动木板时，弹簧测力计的示数如图所示，每大格 表示 1N，每小格表示 0.2N，指针位置在 1N 刻度线以下第二小格，故则木板对物块的摩擦力 大小为 1.4N。 再用 A、B 叠放在一起做实验（A 在下、B 在上），弹簧测力计的示数较大，说明在接触 面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 (2)将 B 放在水平木板上进行实验，再与用 A 做的实验进行对比，两物体质量相同，即 对接触面的压力相同，故目的是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。 用 A、B 分别做实验时，水平木板对地面的压力不变，与地面的接触面不变，故地面对 水平木板的滑动摩擦力大小相等。 3．（2020·四川遂宁）在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验话动中，同 学们提出了以下情想： A．滑动摩擦力的大小可能与物体间接触面积大小有关 B．滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关 C．滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关 他们选择的器材有长方体木块，弹簧测力计，两个相同砝码、木板、毛巾等，实验中用 弹簧测力计水平拉着木块在水平面做 运动，使摩擦力大小与弹簧测力计示数相等， 收集实验数据如表： 接触面 种类 木板 毛巾 实验次 数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 压力 木块 木块+1 个砝码 木块+2 个 砝码 木块 木块+1 个 砝码 木块+2 砝码 接触面 积 平放 平放 侧放 竖放 平放 平放 平放 平放 侧放 竖放 106 测力计 示数/N 1.2 1.8 1.8 1.8 2.2 2.0 2.8 3.2 3.2 3.2 ①分析表中 组实验数据，可以验证猜想 B。 ②分析 2、3、4 或 8、9、10 组实验数据，可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度 相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小 （选填“有关”或“无关”）。 ③综合分析表中数据可得出：滑动摩擦力大小只与 有关。 【答案】匀速直线；①1、6（或 2、7，或 5、8）；②无关；③压力大小和接触面的粗糙 程度。 【解析】实验中要用弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，由二力平衡知 识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。 ①要探究滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关，需要控制压力大小和接触面 的大小相同，改变接触面的粗糙程度，由表格数据知 1、6（或 2、7，或 5、8）符合题意； ②分析 2、3、4 或 8、9、10 组实验数据知压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积不 同，弹簧测力计的示数相同，说明滑动摩擦力相同，故可得到的结论是：在压力和接触面粗 糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关； ③由表中 1、6（或 2、7，或 5、8）知：当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 大； 由表中 1、2、5（或 6、7、8）知：当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦 力越大； 由表中 2、3、4（或 8、9、10）知：滑动摩擦力与接触面积大小无关； 综合分析滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关。 故答案为：匀速直线；①1、6（或 2、7，或 5、8）；②无关；③压力大小和接触面的粗 糙程度。 4.（2020·四川甘孜州）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，有同学认为滑 动摩擦力大小除了跟压力大小和接触面粗糙程度有关外，还与接触面大小有关。 (1)为了探究这个问题，需要选择合适的木块，你认为他应该选择________ A.各面粗糙程度相同的正方体木块 B.各面粗糙程度不相同的正方体木块 C.各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块 107 D.各面粗糙程度不相同、长宽高各不相等的长方体木块 (2)在测量摩擦力前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计在 ________（选填“水平”或“竖直"）方向调零。实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直 线运动，此时，滑动摩擦力的大小_________（选填“大于” “等于”或“小于”）弹簧测 力计示数。 (3)该同学正确选择木块后，将木块分别平放、竖放、侧放在同一水平面上，沿水平方 向匀速拉动木块，发现三次弹簧测力计的示数均相等，由此得到的结论是∶滑动摩擦力的大 小与接触面大小_________（ 选填“有关”或“无关”）。 【答案】（1）C；（2）水平；（3）等于；（4）无关。 【解析】(1)在探究摩擦力大小与接触面积大小的关系，必须要保证压力与接触面的粗 糙程度不变，只改变接触面积的大小，因此，只有选项 C符合题意。 (2)因为实验中弹簧测力计是在水平方向使用的，所以实验前除了要观察弹簧测力计的 量程和分度值外，还应将弹簧测力计在水平方向调零。 实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，滑动摩擦力 的大小等于弹簧测力计示数。 (3)实验中改变了接触面大小，但是弹簧测力计的示数均相等，即说明滑动摩擦力的大 小与接触面大小无关。 5.（2020·武汉）在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，某同学所用器材如图甲 所示其中长木板 B 的表面比 A的表面更粗糙，物块各表面的粗糙程度均相同，它的长、宽和 高分别是 10cm、8cm 和 6cm。 将物块放在水平放置的长木板上，再把砝码放在物块上，用弹簧测力计水平拉动物块， 沿长木板做匀速直线运动，实验记录如下表: 实验次数 物块放置情况 接触面 压力情况 弹簧测力计示数/N 1 平放 A一物块 100g 的砝码放在物块上 108 2 平放 B一物块 100g 的砝码放在物块上 2.2 3 平放 B一物块 200g 的砝码放在物块上 2.4 4 侧放 B-物块 100g 的砝码放在物块上 (1)第 1 次实验中，弹簧测力计示数如图乙所示，该示数是_____________N； (2)由 1、2两次实验可知：压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑 动摩擦力______(填“越小”或“越大” )； 由 2、3 两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大______（填“砝码对物块” “砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力，这样就可以探究接触面粗糙程度相同时， 滑动摩擦力大小跟压力的关系； (3)第 4 次实验中，弹簧测力计示数是___________N。 【答案】（1）1.8；（2）越大；（3）物块对长木板；（4）2.2。 【解析】(1)由图乙知，弹簧测力计的分度值为 0.2N，示数为 1.8N。 (2)由 1、2两次实验数据分析知，当压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块 受到的滑动摩擦力越大。 由 2、3 两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大物块对长木板的压力。 (3)[4]由 2、4 两次实验可知，物块对长木板的压力相同，接触面的粗糙程度相同，故 木块两受到摩擦力相同，故弹簧测力计示数是 2.2N。 6.（2019·扬州）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中。 （1）如图所示，为测出滑动摩擦力大小，三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向 _________拉动木块 A，弹簧测力计的示数 F1h）静止开始滚 134 下，观察木块 B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 (1)小明通过观察木块 B 移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是 ________（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将_____（选填 “能”或“不能”）达到探究目的。 (2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关。 (3)小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？ _____（选填“正确”或“错误”），理由是：_________________。 (4)另同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同 高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的 大小，这种方法是_____（选填“正确的”或“错误的”）。 【答案】（1）转换法；（2）不能；（3）速度；（4）错误；（4）没有控制速度一定；（5） 错误的。 【解析】(1)实验中通过观察木块 B 移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用 到的物理学研究问题的方法是转换法； 135 若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能 通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。 (2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度有关。 (3)小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变， 甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量 的关系。 (4)图所示的方法中为控制水平面的粗糙程度相同，故结论是错误的。 4.(2019·娄底)如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中， mA=mB＜mC，hA=hC＞hB。 （1）实验中，探究的动能是指_____（填序号） A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 （2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_____ 的关系。 （3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同 的小球从同一光滑斜面问一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑感， 小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球 A、C 同时从同一高度由静止开始沿光滑斜 面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若 C球相对于 A 球_____（选填“运动”或“静止”）， 就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 136 （4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一 小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表）， 小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_____（选填“相等”或“不相等”） 【答案】B；速度；静止；相等。 【解析】（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故 选 B； （2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关； 使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所 以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系； （3）让质量不同的小球 A、C 同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较 两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个 小球都是静止的，所以若 C 球相对于 A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 （5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的 重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后， 动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克 服摩擦力做功相等。 故答案为：（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等。 5.（2018•攀枝花）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质 量不同两个钢球 m和 M（M 的质量大于 m），分别不从同的高度 h和 H（H＞h）静止开始放下， 观察木块 B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。 （1）小明通过观察木块 B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方 法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能” 或“不能”）达到探究目的。 （2）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。 （3）小明根据甲、丙两图得出论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？ （选填“正确”或“错误”），理由是： 。 137 【答案】（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度 相同。 【解析】（1）实验中通过观察木块 B 移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用 到的物理学研究问题的方法是转换法； 若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能 通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的； （2）由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到 达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得 出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关； （3）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同 质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小 球的速度相同，所以小明的看法错误。 故答案为：（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速 度相同。 6. （2018·安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。 （1）实验原理： ①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的 高度有关。起点位置越高，该速度越。 ②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越 长，运动钢球所具有的动能越。 138 （2）实验现象: ①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向 下运动的起点位置越。木块运动的距离越长。 ②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越，木块运动的距离 越长。 【答案】（1）大；（2）大；（3）高；（4）大。 【解析】（1）①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位 置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大； ②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的，利用了转换法；被撞 木块的运动距离越长，说明钢球对被撞物体所做的功就越多，钢球原来所具有的动能就越大； （2）①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高，到达水平面时的速度越大，因 此动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长； ②不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动，到达水平面时的速度一定，质量越大， 所具有的动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长。 故答案为：（1）大；（2）大；（3）高；（4）大。 六、杠杆平衡条件实验 1.（2020·自贡）小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究杠杆的平衡条件实验，已知每 个钩码重 0.5N。 (1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将 平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。你认为实验中 让杠杆在水平位置平衡的好处是______； (2)在图甲中的 A 点悬挂 4 个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在 B 点悬挂______ 139 个钧码； (3)如图乙所示，取走悬挂在 B 点的钩码，改用弹簧测力计在 C 点竖直向上拉，仍使杠 杆水平位置平衡，测力计的拉力为______N；若在 C 点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜 向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将______（选填“变大”或“变小”或 “不变”），若此时斜向右上方的测力计与竖直方向间的夹角为 60°，杠杆在水平位置平衡 时，测力计的读数为______N。 【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）2；（4）1；（5）变大；（6）2。 【解析】(1)杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到 杠杆在水平位置平衡。杠杆只有在水平位置平衡时，力臂才正好在杠杆上，这样测量起来会 比较方便。 (2)设杠杆每个格的长度为 l，每个钩码的重力为 G，根据杠杆的平衡条件： FAlA=FBlB 4G×2l=FB×4l FB=2G 即需在 B 点处挂 2 个钩码。 (3)取走悬挂在 B 点的钩码，改用弹簧测力计在 C 点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡 条件得到 4G×2l=FC×4l FC=2G=2×0.5N=1N 如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动 力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。 从支点 O 到动力作用线做垂线，支点与垂足之间的距离即为力臂 l ，如图所示： 140 由杠杆的平衡条件得到： 4 2Fl G l   ， 14 4 0.5N 2 2 F l l     ； F=2N。 1.（2019 荆州，31）小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相 邻刻线间的距离相等 （1）杠杆在如图甲所示的位置静止时____（选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态 的． （2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）端调节． （3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡后，在 A 点挂两个钩码，每个钩码重 0.5N， 在 B 点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为 ______N．当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 ________．（选填“变大”、“变小”或“不变”） （4）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是________________________． 2.（2019·苏州）利用杠杆开展相关实验探究： (1)安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。 则应将平衡螺母向___(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙所示，在 A 点挂 3 个重力均为 0.5N 的钩码，在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉 杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为________N；若在第(1)小题所描述的情形 中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会______(选填“偏大”、“偏小” 或“不变”)； 141 (3)始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图内所示， 此过程中，弹簧测力计拉力的示数会________(选填”变大”、“变小”或“不变”，下同)， 拉力的大小______。 【答案】左；2.0；偏小；变小；不变。 【解析】利用杠杆开展相关实验探究： （1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘， 如图甲所示。则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡； （2）由图可知，根据杠杆平衡条件得：FA×LA=FB×LB，3×0.5N×4L=FB×3L，所以 FB=2.0N； 若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，由于左侧已经 存在杠杆的力与力臂的乘积，故弹簧测力计的示数会偏小； （3）图丙使杠杆由水平位置时，根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2得， G×4L=F2×3L，则 F2= G； 当转动到图中位置时，设杠杆与水平位置的夹角为α，物体的力臂、弹簧测力计拉力的 力臂均变小；则根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2得， G×4L×cosα=F2′×3L×cosα，则：F2′= G； 所以，在此过程中拉力 F的大小不变。 故答案为：左；2.0；偏小；变小；不变。 3．（2018•枣庄）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件” 的实验装置。 （1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向 调节，使 杠杆在水平位置平衡。 （2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的 端会下沉， 要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需 将 即可。 142 （3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如 图 丁 所 示 。 你 认 为 的 实 验 方 案 更 好 ， 请 说 明 你 的 理 由 。 （4）实验中小王发现：如果在杠杆的 O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在 探 究 实 验 时 是 否 影 响 到 杠 杆 的 平 衡 ？ 请 说 明 理 由 。 【答案】（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力 与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆 O 点的力的力臂等于零，不影响 杠杆的平衡。 【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右 端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对 杠杆平衡的影响； （2））设杠杆每个格的长度为 L，每个钩码的重力为 G，根据杠杆的平衡条件：F 左L 左 =F 右L 右，即 4G×2L＞2G×3L，左端大，故左端下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，如果 不改变钩码总个数和悬挂点位置，只需要将左侧的钩码去掉一个即可平衡； （3）由图可知，弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量，图丁的 力不与杠杆垂直，力臂不方便测量，图丙好； （4）杠杆在 O 点还受到一个向上的力，这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点，力臂 为零，这两个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。 故答案为：（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的 力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆 O点的力的力臂等于零，不影 响杠杆的平衡。 4．（2018·龙东）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。 （1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （填“左”或“右”） 调节，使杠杆在水平位置平衡。 143 （2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。 （3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实 验并把数据记录在表格中。 次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。 （4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的 A 点处挂 4 个钩码，如图乙所示，为使在重新 平衡，应在 B 点挂 个钩码。当杠杆平衡后，将 A 点和 B 点下方所挂的钩码同时向支点 0靠近一格，杠杆会 （填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。 （5）如图丙所示，用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧 测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”，“变小”或“不变”）。 【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。 【解析】（1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺 母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）实验时让横杆 AB 在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于测量力臂大小，杠杆的重心 通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响； （3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2； （4）设杠杆每个格的长度为 L，每个钩码的重力为 G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB， 即 4G×3L=FB×2L，解得 FB=6G，需挂 6个钩码； 根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若 A、B 两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格， 则左侧 4G×2L=8GL，右侧 6G×L=6GL，因为 8GL＞6GL，所以杠杆左端会下降； （5）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大； 故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。 5．（2018·深圳）在深圳科技活动月中，某校开展了实验操作小能手竞赛活动。 （1）“探究杠杆的平衡条件”实验 144 ①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右的平衡螺母向_______（选填 “左”或“右”）调节； ②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从 a 位置转到 b 位置，其示数将_______ （选填“变大”、“变小”或“不变”） ③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是_______（填序号） A．使测量数据更准确 B．多次测量取平均值减小误差 C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性 【答案】(1)左；(2)变大；(3) C。 【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，应把杠杆右的平衡螺母向左端 移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠 杆平衡的影响； （2）保持杠杆水平位置平衡，测力计从 a 位置转到 b 位置，此时拉力的力臂变短，根 据杠杆的平衡条件，力变大； （3）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳 出物理规律才具有普遍性，结论才正确；所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂 的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项 C 符合题意。 故答案为：(1)左；(2)变大；(3) C。 七、测量滑轮组机械效率实验 1.（2020·哈尔滨）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效 率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。 （1）实验中应 拉动弹簧测力计。 （2）实验过程中收集到 a、b、c 三组实验数据如下。 145 装置 钩码重/N 钩码上升的高度/m 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动的距离/m a 2 0.1 1.5 0.2 b 2 0.1 1.0 0.3 c 5 0.1 2.0 0.3 计算出 a 组实验的：有用功 J，机械效率 。 （3）比较 a、b 两组的机械效率，它们的关系是：η1 η2．若提升相同物重到相 同高度，与 a 装置相比，b 装置的优势是 。 比较 b、c 滑轮组，它们机械效率的关系是：η1 η2，影响它们机械效率高低的 因素是 。 【答案】（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不 同。 【解析】（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定， 便于读数； （2）由第三组数据知，有用功为：W 有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J； 总功为：W 总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J； 则机械效率为：η＝ ×100%＝ ×100%≈66.7%； （3）b 的有用功为：W 有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W 总＝Fs＝1.0N×0.3m＝0.3J； ab 的有用功和总功相同，机械效率相同； 根据数据可知，a 的拉力大于 b 的拉力，所以 b的优势是省力； c的有用功为：W'有用＝G'h'＝5N×0.1m＝0.5J；总功为：W'总＝F's'＝2.0N×0.3m＝0.6J； 146 则机械效率为：η'＝ ×100%＝ ×100%≈83.3%； b、c 滑轮组，它们机械效率的关系是：η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。 故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力 不同。 2.（2020·天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想： 猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关； 猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关； 为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹 簧测力计； 小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩 码进行了三次实验，数据如下表所示： 实验次数 钩码所受的重力 G/N 提升高度 h/m 拉力 F/N 蝇瑞移动的距离 s/m 机械效率 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 6.0 0.1 2.5 0.3 请你解答如下问题： (1)表中第 3 次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组 的绕线方式（ ）； (2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率 ______（选填“越高”“越低”或“不变”）； (3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______｡ 147 【答案】(1) 80.0%；(2)如图； (3)越高；(4)自重不同的滑轮。 【解析】(1)第 3 次实验中，有用功：W 有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J 通过滑轮组所做的总功：W 总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J 滑轮组的机械效率： 0.6J 80% 0.75J W W    有 总 因为绳子端移动的距离是物体提升高度的 3倍，所心滑轮组承重绳子的根数为 3，那么 滑轮组的绕线如图： (2)分析表格数据知，用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越 高。 (3)猜想二，要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，换用自重不同的动滑轮 进行实验。 3.（2020•岳阳）“测量滑轮组的机械效率”的实验数据如下表： 实验 次数 物重 G（N） 物体上升高度 h(m) 拉力 F（N） 绳子自由端移动 距离 S（m） 机械效率η 1 4 0.1 2.0 0.3 66.7% 2 5 0.1 0.3 69.4% 3 6 0.1 2.6 0.3 （1）实验时，应沿竖直向上的方向拉动弹簧测力计。 （2）第 2 次实验中弹簧测力计的示数如图所示为 N。 （3）第 3 次实验滑轮组的机械效率是（保留一位小数）。 （4）如果用这个滑轮组提升 7N 的重物，则它的机械效率可能是（选填序号）。 A．60% B.70% C.80% 148 【答案】（1）匀速；（2）2.4；（3）76.9%；（4）C。 【解析】（1）实验时，应沿竖直向上的方向匀速拉动弹簧测力计。物体匀速运动，物体 受平衡力的作用。 （2）第 2 次实验中弹簧测力计的示数如图所示为 2.4N。 （3）第 3 次实验滑轮组的机械效率是 有 总 䳌䳌 䳌쳌 쳌 䳌쳌䁙 䳌䳌 Ψ쳌。 （4）如果用这个滑轮组提升 7N 的重物，则它的机械效率可能是 80%，相同的滑轮组， 所做额外功一定时，增大有用功，可提高机械效率，即相同的滑轮组，增大提升物质，可以 提高机械效率。 故答案为：（1）匀速；（2）2.4；（3）76.9%；（4）C。 4.（2019·连云港）船只停泊在岸边时，常常将缆绳缠绕在码头的立柱上，为什么缆绳 要缠绕多圈呢？某校课外兴趣小组展开了研讨，他们猜想：绕绳的圈数越多，绳和立柱间的 摩擦力越大，且摩擦力与绕绳的圈数成正比。为了验证猜想，该兴趣小组的同学设计了如下 的实验进行探究： 149 （1）如图甲所示，将弹簧测力计挂在铁架台上，用棉线将重物挂在弹簧测力计下方， 测出其重力为 7.6N，将数据记录在表格中； （2）如图乙所示，将铁棒固定在铁架台上，将棉线在铁棒上绕 1 圈，读出弹簧测力计 的示数为 2.9N，老师告诉同学们，用重力减去弹簧测力计的示数，就可以算出棉线和铁棒 之间的摩擦力，随后同学们算出此时的摩擦力为 4.7N； （3）逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验，直至弹簧测力计的示数接近于 0，并 将有关数据记录在表格中； （4）棉线绕 3 圈时，弹簧测力计示数如图丙所示，此时示数为_____N，棉线与铁棒之 间的摩擦是_____（选填“静摩擦”或“滑动摩擦”），该摩擦力的大小为_____N； （5）分析实验数据，在弹簧测力计的示数接近 0 之前，关于摩擦力与绳子缠绕圈数之 间关系的探究结论是：_____。 【答案】（4）0.5； 静摩擦；7.1；（5）详见解析。 【解析】（4）由图丙可知，弹簧测力计的分度值是 0.1N，示数是 0.5N； 棉线与铁棒之间未发生相对运动，它们之间的摩擦属于静摩擦； 该摩擦力的大小为 f=G-F=7.6N-0.5N=7.1N； （5）由表中数据可知，绕绳的圈数越多，弹簧测力计的示数越小，绳和立柱间的摩擦 力越大，但摩擦力与绕绳的圈数不成正比。 5. （2018·德州）测量滑轮组的机械效率： 150 步 骤 如图22为测量某滑轮组机械 效率的实验装置。①实验时沿竖 直方向匀速缓慢拉动弹簧测力 计。②分析表中数据可知：实验 2 是用图___________做的实验。③ 实验序号 3 中的机械效率η =___________。 装置 图 表 格 实 验序 号 钩 码重量 G/N 钩码上 升高度 h/m 绳端 拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率 n 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 8 0.1 3.1 0.3 86% 3 8 0.1 2.5 0.4 结 论 通过比较___________ (填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物 重越大，滑轮组的机械效率越高。通过比较 2、3 两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升 相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率___________。 问 题 讨 论 实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他 的想法___________ (选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到___________对滑轮组 机械效率的影响。 【答案】乙；80%；1.2；越低；不正确；摩擦力。 【解析（1）实验步骤： ②分析表中数据，实验 2中，绳端移动距离 s=0.3m，钩码上升高度 h=0.1m，则 ， 所以是用图乙做的实验； ③实验序号 3 的机械效率 ； （2）由实验数据可知：1 、2两次实验，使用同一滑轮组提升重物，物重越大，滑轮 组的机械效率越高； 151 通过比较 2、3 两次实验数据可知，用乙、丙滑轮组提升相同的重物时，因为丙滑轮组 有两个动滑轮，动滑轮越重，克服动滑轮所做的额外功越多，机械效率越低。由此可得出结 论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低； （3）如让弹簧测力计静止时读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此测得 的机械效率偏大。所以这种想法是不正确的。 6．(2018·绵阳)某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有： （i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力 G 并记钩码和绳端的位置 （ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力 F 的值，并测出钩码上升的 高度 h和绳端移动的距离 s； （iii）记录实验数据填入表格中（表格略）； （iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验； （v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率； （vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素 回答以下问题： （1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是 。 （2）滑轮组机械效率的计算公式是η= （用直接测得的物理量符号表示）。 （3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确 的有 （填序号，可能不止一项正确）。 A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小 B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大 C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同 D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同 E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大 F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小 152 【答案】（1）绳子；（2） ；（3）ADE。 【解析】（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要组装滑轮的绳子； （2）由滑轮组的图上可知，n=3 滑轮组做的有用功为 W 有=Gh，总功为 W 总=Fs=Fnh=3Fh， 机械效率的表达式为η= = = ； （3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故 A 正确， B错误； CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同， 额外功相同，则机械效率相同，故 C 错误、D 正确； EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率 越大。故 E正确、F错误。故选 ADE。 故答案为：（1）绳子；（2） ；（3）ADE。 八、其他实验探究题 1.（2020·湖南常德）在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。 (1)实验时，向左盘和右盘同时放入等重的砝码，这时木块保持静止，说明一对平衡力 的_____； 但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静 止状态，则产生这一现象的原因是________； (2)现保持 F1与 F2相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将________， 设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定________； (3)如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重 5N 的砝码，则弹簧测力计的示数为 ______。 A．10N B.5N C.0N 【答案】（1）大小相等；（2）木块与桌面间存在摩擦力；（3）转动回来；（4）在同一直 线上；（5）B. 【解析】(1)左盘和右盘同时放入等重的砝码，则木块左右两边所受的拉力的大小相等， 153 能处于静止状态，所以能说明一对平衡力的大小相等。 小明在实验时，放入左右盘的砝码并不等重，但木块仍能保持静止，是因为木块与桌面 之间有摩擦，所以木块所受的左右两个拉力大小不等，但由于摩擦力的影响，还是能处于平 衡状态。 (2)将木块换成小车后，小车与桌面的摩擦力较小，小车所受的两个拉力大小虽然相等， 但两个拉力的方向不在同一直线上，于是两个拉力让小车转回原位，所以二力平衡时，两个 力大小要相等，方向也需要在同一直线上。 (3)把木块换成弹簧测力计后，在左右盘中放入 5N 的砝码，则弹簧测力计所受的拉力为 5N，所以其示数为 5N，故 B 选项正确。 2.（2020·贵州黔东南）如图甲、乙、丙所示，小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响 压力作用效果的因素： (1)本实验是通过观察_________来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有 _________和转换法； (2)通过比较图甲、乙，说明_________ ，压力的作用效果越明显； (3)通过比较图_________（填序号），说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效 果越明显； (4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，则图丙中海绵受到的压强 p 和图丁中木 板受到的压强 p的大小关系为 p_________ p（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】（1）海绵下陷（或凹陷）程度；（2）控制变量法；（3）受力面积一定时，压力 越大；（4）乙、丙；（5）=。 【解析】(1)本实验将压力的作用效果转换到海绵的凹陷程度来比较，利用了转换法。 实验中有压力、受力面积两个变量影响实验，在探究其中一个对实验的影响时，需要控 制另外一个不变，采用了控制变量法。 (2)通过比较图甲、乙发现海绵的受力面积相同，受到的压力不同，海绵的凹陷程度不 同，说明受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。 (3)在压力一定时，比较受力面积与压力的作用效果的关系，需要控制压力相同，改变 154 受力面积的大小，可以通过比较乙、丙两图得到结论：压力一定时，受力面积越小，压力的 作用效果越明显。 (4)图丙中海绵受到的压力和图丁中木板受到压力大小相等，海绵和木板的受力面积又 相同，根据 Fp S  可知受到的压强相等，即：p= p。 3．（2020·南充）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，小强利用了多个 完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。 （1）实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。 （2）对比甲、乙两图可以得出：当 一定时，受力面积越小，压力作用效果越明 显。 （3）由甲、丙两图可以探究压力作用效果与 的关系。 （4）对比甲、丁两图，小强认为压力作用效果与压力大小无关，你认为他的观点 （选填“正确“或“错误”）；理由是 。 【答案】（1）凹陷的程度；（2）压力；（3）压力大小； （4）错误；没有控制受力面积 相同。 【解析】（1）力可以改变海绵的形状，通过海绵凹陷程度表示压力作用效果大小； （2）图甲、乙，压力相同，受力面积越小，海绵凹陷程度越大，压力作用效果越明显， 所以在压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显； （3）图甲、丙，受力面积相同，丙图的压力大，海绵凹陷程度大，压力作用效果越明 显，所以在受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显； （4）对比甲、丁两图，得出压力作用的效果与压力大小无关，是错误的，因为没有控 制受力面积不变，同时改变了压力大小和受力面积大小，存在两个变量。 故答案为：（1）凹陷的程度；（2）压力；（3）压力大小； （4）错误；没有控制受力面 积相同。 4.（2020·山东滨州）如图所示，某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的 实验中 155 (1)实验中是通过比较海绵的______来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做 ______法。 (2)通过比较图甲和图乙两次实验，探究压力的作用效果与______的关系；通过比较图 ______和图______两次实验，探究压力的作用效果与受力面积的关系，这种实验方法是 ______法。 (3)实验结束后，同学们做了进一步的交流讨论，分析静止在水平桌面上的固体，它对 桌面的压力和它受到的重力大小相等，这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 ______力；它受到的重力与桌面对它的支持力是一对______力。 【答案】（1）凹陷程度；（2）转换；（3）压力大小；（4）乙；（5）丙；（6）控制变量； （7） 相互作用；（8）平衡。 【解析】(1)实验中通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小，海绵的形变 越大，压力作用效果越明显，这种科学探究方法是转换法。 (2)比较图甲和图乙两次实验，受力面积相同，图乙中压力较大，压力的作用效果较明 显，可以得到压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 探究压力的作用效果与受力面积的关系，保持压力相同，改变受力面积，通过比较图乙 和图丙，采用控制变量法。 (3)静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力与桌面对它的支持力，大小相等、方向 相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上，属于相互作用力，它受到的重力和桌面对它 的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，属于平衡力，所 以它对桌面的压力和它受到的重力大小相等。 5.（2020·四川成都）在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中： (1)根据力的作用效果可以对力的大小进行测量。弹簧测力计能够测量力的大小，利用 的是_________； A.力可以改变弹簧的形状 B.力可以改变弹簧的运动方向 C.力可以改变弹簧的运动快慢 156 (2)在进行图所示的实验前，应将弹簧测力计沿_____________方向放置，然后进行调零； (3)利用上图所示的实验，可以测量出木块与桌面之间的滑动摩擦力大小，条件是：用 弹簧测力计拉着木块做_________运动； (4)小武同学猜想：用两个不同的弹簧测力计，分别测量相同的力，示数可能不同。以 下设计中，能验证该猜想的是__________。 A.测量一根头发能承受的拉力 B.测量同一个木块受到的重力 C.测量让小武感受相同的拉力 D.测量拉动同一个木块的拉力 【答案】（1） A；（2）水平；（3）匀速直线；（4）B。 【解析】(1)弹簧测力计测量力的大小是利用力可以改变弹簧的长度，即改变弹簧的形 状。故选 A。 (2)实验时，需要水平拉动木块，所以在实验前，应将弹簧测力计沿水平方向进行调零。 (3)水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，摩擦力大小和拉力大小相同，读出弹簧测 力计示数，则可以得出摩擦力大小。 (4)用两个不同的弹簧测力计，分别测量相同的力，则要控制力大小不变。 A．测量一根头发能承受的拉力，头发断时，力会突变，不好读数，不能验证； B．测量同一个木块受到的重力，木块重力不变，方向竖直向下，能验证； C．测量让小武感受相同的拉力，人的感觉不精确，不能验证； D．测量拉动同一个木块的拉力，人拉动速度不同，会导致拉力示数不同，不能验证， 故选 B。 6．（2020·绥化）某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。 （1）他向图甲的 U 形管内注入适量的红墨水，红墨水静止时，U 形管两侧液面高 度 。 （2）图乙压强计通过 U 形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小，用手指 按压橡皮膜发现 U 形管中的液面升降灵活，说明该装置 。（填“漏气”或“不漏气”） （3）他把探头放入水面下 6cm 处，探头受到水的压强是 Pa；继续向下移动探头， 157 会看到 U 形管两侧液面的高度差变大，说明液体内部的压强与液体的 有关。 （4）为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论，他用图丙的装置，在容 器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体，看到橡皮膜向左侧凸起，则 侧液体的 密度较大。（填“左”或“右”） 【答案】（1）相同；（2）高度差；不漏气；（3）600；深度；（7）右。 【解析】（1）他向图甲的 U 形管内注入适量的红墨水，红墨水静止时，根据连通器原理， U形管两侧液面高度相同； （2）根据转换法，图乙压强计通过 U 形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的 大小，用手指按压橡皮膜发现 U 形管中的液面升降灵活，说明该装置不漏气； （3）他把探头放入水面下 6cm 处，探头受到水的压强是： p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.06m＝600Pa； 继续向下移动探头，会看到 U 形管两侧液面的高度差变大，说明液体内部的压强与液体 的深度有关； （4）在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体，看到橡皮膜向左侧凸起，则右 侧液体压强大，根据 p＝ρgh，右侧液体的密度较大。 故答案为：（1）相同；（2）高度差；不漏气；（3）600；深度；（7）右。 考点 16 电路基本概念与电路分析 ★考点列表 序号 考点 考点释义 备注 1 电路 电路的组成；能从能量的角度认识电源和 用电器的作用 2 串联和并联电路 串联电路和并联电路连接的特点 3 电流 生活中有关用电器工作的电流值；正确使 158 用电流表，正确读出电流表的示数 4 串、并联电路的电流规律 正确使用电流表测量串联电路和并联电 路中的电流；在电路图中利用其电流规律 来分析做题 5 电压 电压表的使用方法及读数；区分电压表在 电路中测谁的电压 6 串、并联电路的电压规律 利用串联电路和并联电路的电压规律来 分析电路，判断故障 7 电阻 理解电阻是导体本身的一种属性 ★三年真题 一、物质密度测量 1.（2020·山东滨州）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器后，验电器金属箔 张开，以下说法正确的是（ ）。 A. 毛皮摩擦过的橡胶棒带正电； B. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥； C. 通常情况下橡胶棒是导体； D. 金属箔张开瞬间电流的方向是由金属球到金属箔 【答案】B。 【解析】A．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，故 A 错误； B．验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的，故 B 正确； C．通常情况下橡胶棒不容易导电，是绝缘体，故 C 错误； D．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，当橡胶棒和金属球接触后，橡胶棒上的自由电子就会 转移到金属球，由金属球转移到金属箔，瞬间电流的方向是由金属箔到金属球，故 D错误。 故选 B。 2．（2020·衡阳）用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器 A，A 的金属箔片张角 变大，如图所示。再用 C 棒去同时接触 A、B 验电器的金属球，发现 A 的金属箔片张角变小， B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是（ ）。 159 A．验电器原理是异种电荷相互吸引； B．C 棒与其手柄 D 均为导体； C．当 C 棒接触两验电器的金属球时，产生的电流方向为 A 到 B； D．丝绸摩擦玻璃棒的过程中，电子是由丝绸转移到玻璃棒 【答案】C。 【解析】A、验电器是利用同种电荷相互排斥的原理，故 A 错误； B、C 棒是导体，手柄 D 应为绝缘体，否则电荷会通过人体传出，故 B 错误； C、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，该玻璃棒去接触验电器 A 时，验电器 A 也会带正电； 用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时，B 验电器上自由电子向验电器 A转移， 负电荷移动的方向与电流方向相反，故产生的电流方向为 A 到 B，故 C正确； D、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，故电子是由玻璃棒转移到丝绸，故 D 错误。故选：C。 3.（2020·北京）如图所示的滑动变阻器上标记的各部件中，通常情况下，属于绝缘体 的是（ ）。 A. 金属杆 B. 瓷筒 C. 电阻丝 D. 金属滑 片 【答案】B。 【解析】ACD．金属杆、电阻丝和金属滑片的材料是金属，容易导电，属于导体，故 ACD 不符合题意； B．瓷筒的材料是陶瓷，不容易导电，属于绝缘体，故 B 符合题意。 故选 B。 160 4.（2020·自贡）用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近甲、乙两个轻小物体，结果甲被排斥， 乙被吸引．由此可以判定 A. 甲带正电，乙带负电； B. 甲带负电，乙带正电； C. 甲带负电，乙不带电或带正电； D. 甲带正电，乙不带电或带负电 【答案】C。 【解析】与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷是负电荷，用它去靠近甲和乙，甲被排斥，根 据同种电荷相互排斥的特点说明甲与橡胶棒带的是同种电荷，即甲带负电荷；乙被吸引，根 据异种电荷相互吸引和带电体具有吸引轻小物体的性质可知：乙可能带正电荷、也可能不带 电，故选 C。 5.（2020·河南）如果家中有人触电，在不能立即切断电源的情况下，千万不能用手直 接去拉触电者，可以用一些物品使触电者脱离带电体。下列物品中不能使用的是（ ）。 A.木擀面杖 B.橡胶手套 C.铝拖把杆 D.塑料凳子 【答案】C。 【解析】铝拖把杆是导体，故不能使用；故答案选 C。 6.（2020·山东济宁）如图是已连接的部分电路，表中的结果符合 ab 间、ac 间、bc 间的连接情况的是（ ）。 选项 ab 间连接 ac 间连接 bc 间连接 结果 A 2V 的电源 不接 不接 电流表示数为 0.04A B 不接 一根导线 2V 的电源 电路总功率为 0.08W C 一根导线 2V 的电源 不接 电路的总电阻为 25Ω D 2V 的电源 电压表 一根导线 电流表示数为 0.5A 161 A. A B. B C. C D. D 【答案】D。 【解析】A．在 ab 间连接 2V 的电源，ac、bc 间不连接，此时电路为 R1的简单电路，可 算出电流表示数： 1 2V 0.4A 5Ω UI R    ；A 不符合题意； B．ab 间不连接，ac 间连接一根导线，bc 间连接 2V 电源，此时电路为 R1的简单电路， 可算出电路总功率为： 2 2 1 (2V) 0.8W 5Ω UP R    ；B不符合题意； C．ab 间连接一根导线，ac 间连接 2V 电源，bc 间不连接，此时电路为 R2的简单电路， 此时电路的总电阻为 20Ω，C不符合题意； D．ab 间连接 2V 电源，ac 间连接电压表，bc 间连接一根导线，此时电路为 R1、R2并联 的电路，电流表测总电流，可算出并联后的电阻为： 1 2 1 2 5Ω 20Ω 4Ω 5Ω+20Ω R RR R R     总 电流表示数为： 2V= =0.5A 4Ω UI R  总 ；D 符合题意。 故选 D。 7.（2020·贵州黔东南）常用智能手机是通过指纹开关 S1或密码开关 S2来解锁的，若 其中任一方式解锁失败后，锁定开关 S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自 动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡 L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是（ ）。 A. ；B. C. ；D. 【答案】C。 【解析】由题意知开关 S1或开关 S2均可接通电路，所以 S1、S2并联，开关 S3断开手机 解锁功能暂停，说明 S3位于电路干路．故 C 项符合题意； 8.（2020·贵州黔南）某自动售货机，它可通过手机扫码（闭合 S1）或通过投币（闭合 162 S2），启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关 S3自动闭合，接通灯泡照明。符合 上述情况的电路设计是下图中的（ ）。 A. ；B. ；C. ；D. 【答案】C。 【解析】由题意可知，通过手机扫码使开关 S1闭合或通过投币使开关 S2闭合都能启动 电动机完成自动售货，由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关 S1和开关 S2应 并联共同控制电动机；由题知，在光线较暗时光控开关 S3自动闭合，接通灯泡照明，则灯 泡与电动机并联能独立工作，且只由光控开关 S3控制，综上结合选项可知，只有 C 图符合 题意。故选 C。 9．（2020·四川遂宁）电动自行车两制车手柄中各有一只开关 S1、S2在行驶中用任意一 只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作。下列电路设计符合要求的是 （ ）。 A． B． C． D． 【答案】C。 【解答】由题知，任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，说 明两开关相互影响、不能独立工作，所以两开关应串联接在电路中，比较可知 C符合题意， ABD 不符合题意。 故选：C。 10.（2020·重庆）刚搬新家的小超对家里卫生间的电路进行探究，发现照明灯和换气 扇能同时使用，也能独立使用，图 3 中最符合此卫生间电路特点的是（ ）。 163 【答案】D。 【解析】文中提到照明灯和换气扇既能用时使用也能独立使用，即照明灯和换气扇为并 联电路，开关分别控制它们，故选 D。 11.（2020·四川甘孜州）电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响，温控 开关 S1控制压缩机 M，与冰箱门联动的开关 S2控制照明灯 L。为此，小丽设计了图中的四种 电路，其中正确的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】D。 【解析】A．要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响，则电路设计时 要让压缩机 M 和照明灯 L 并联，并且温控开关 S1串联在压缩机 M 支路，与冰箱门联动的开 关 S2串联在照明灯 L 支路，故 A 错误； B．要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响，则电路设计时要让压缩 机 M 和照明灯 L并联，并且温控开关 S1串联在压缩机 M 支路，与冰箱门联动的开关 S2串联 在照明灯 L支路，故 B 错误； C．要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响，则电路设计时要让压缩 机 M 和照明灯 L并联，并且温控开关 S1串联在压缩机 M 支路，与冰箱门联动的开关 S2串联 在照明灯 L支路，故 C 错误； D．要使电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯工作时互不影响，则电路设计时要让压缩 机 M 和照明灯 L并联，并且温控开关 S1串联在压缩机 M 支路，与冰箱门联动的开关 S2串联 在照明灯 L支路，故 D 正确。 故选 D。 12.（2020·重庆 B）某种电子测温枪测靠近被测者额头，闭合测温开关 S1，只有热敏 电阻 R工作，测温枪显示被测者额头温度。在环境看不清示数时，再闭合开关 S2，显示屏补 164 光灯泡 L 发光；测温开关 S1断开 S2闭合时灯泡 L不发光。关于热敏电阻 R 与补光灯泡 L 在 电路中的连接方式，图中的电路符合要求的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】D。 【解析】由题意可知，同时闭合开关 S2和 S1时，补光灯泡 L 发光；补光灯泡 L 不发光 时热敏电阻也能正常工作，说明补光灯泡与热敏电阻并联，图中的电路符合要求的是 D 选项 的电路图。 故选 D。 13．（2020•岳阳）小明家里有一台透明电冰箱，他发现电冰箱的门相当于一个开关，当 打开电冰箱的门时，灯亮，将门关上时，灯熄；电冰箱主要是利用压缩机工作，压缩机由温 控开关控制。下列电路图符合上述要求的是（ ）。 【答案】C。 【解析】根据题意，电灯和压缩机工作不相互影响，属于并联，温控开关只控制压缩机。 只有 C符合题意。 故选 C。 14．（2020·绥化）下列电路图中正确的是（ ）。 A． B． C． D． 【答案】B。 【解析】A、图中缺少电源，灯泡不能工作，故 A 错误； B、图中有灯泡、开关，电源，闭合开关后灯泡可以正常工作，电压表测量右边灯两端 的电压，电压表连接正确，故 B 正确； 165 C、图中不管开关是否闭合，右边灯泡短路，不亮，故 C 错误； D、图中两灯泡并联，但电流表正负接线柱接反了，故 D 错误。 故选：B。 15.（2020·德州）下列图中， 是电冰箱内的照明灯，M 是压缩机，能正确表示电冰 箱简化电路图的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】A。 【解析】照明灯和压缩机都能独立工作，且互不影响，所以照明灯和压缩机是并联的， 且都有各自的控制开关，结合各选项电路图可知，只有 A正确，BCD 错误。 故选 A。 16.（2020·黑龙江龙东）如图所示电路，电源电压为 5V，当开关 S 闭合时，却只有一 只灯泡发光，且电压表示数为 0V。由此可以判断电路的故障可能是 ( )。 A.灯 L1短路 B.灯 L2短路 C.灯 L1开路 D.灯 L2开路 【答案】A。 【解析】由题意可知本电路为串联电路，当开关 S闭合时，只有一只灯泡发光，由此可 判定电路中有电流，电路故障必定为短路，又因电压表的示数为 0V，故可以判断灯 L1短路， 故选 A 17.（2020·湖南常德）如图所示是小刚同学测量小灯泡电功率的电路图，当闭合开关 时，发现灯 L不亮，电压表有明显示数，电流表示数为零，若故障只出现在变阻器 R和灯 L 中的一处，则下列判断正确的是（ ）。 A. 变阻器 R 短路；B. 变阻器 R 断路；C. 灯 L 短路；D. 灯 L断路 166 【答案】D。 【解析】由电路图知，滑动变阻器 R 和灯 L 串联，电压表测灯两端的电压，闭合开关时， 灯不亮，且电流表无示数，则电路中出现了断路，而电压表有明显示数，意味着电压表与电 源是接通的，故出现的故障是灯 L断路了。故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 18.（2020·山东泰安）如图所示，闭合开关，两灯均不亮。已知电路连接正确，是其 中一个小灯泡出现了故障。将电压表并联在灯泡 L1两端时，电压表有示数。则电路故障是 （ ）。 A. 灯 L1短路；B. 灯 L2短路；C. 灯 L1断路；D. 灯 L2断路 【答案】C。 【解析】AB．灯 L1短路或灯 L2短路，另一个灯泡发光，题目中两灯均不亮，故 AB 不符 合题意； C．灯 L1断路，两灯均不亮，将电压表并联在灯泡 L1两端时，相当于电压表和灯泡 L2 串联，电压表有示数，故 C 符合题意； D．灯 L2断路，两灯均不亮，将电压表并联在灯泡 L1两端时，电压表断路，电压表没有 示数，故 D不符合题意。 故选 C。 19.（2020·天津）图所示是一个简化了的玩具警车电路图｡若只让电动机 M工作，应 （ ）。 A. 只闭合 S1 B. 只闭合 S2 C. S1､S2都闭合 D. S1､S2都 断开 【答案】A。 167 【解析】由电路图知，若只让电动机工作，则需闭合开关 1S ，断开开关 2S 。故选 A。 20.（2020·北京）如图所示是一种温度测试仪的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻 （阻值随温度升高而减小，电路图符号 ）。电源两端的电压不变，闭合开关 S，当所测 物体温度升高时，下列判断正确的是（ ）。 A. 电流表示数变小；B. 电流表示数不变； C. 电压表示数变小；D. 电压表示数变大 【答案】D。 【解析】已知 R2为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。由图可知定值电阻 R1、热敏 电阻 R2串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻 R1两端电压，闭合开关 S，当所测物体 温度升高时，热敏电阻 R2阻值减小，则通过电路电流增大，即电流表示数变大；定值电阻 R1阻值不变，通过电流增大，根据 U=IR 可知，两端电压增大，即电压表示数变大。故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 21.（2020·江苏泰州）如图所示电路，电源电压保持不变，开关 S 闭合后，在滑动变 阻器滑片 P向左移动的过程中，下列说法正确的是（ ）。 A. 电压表 V1示数变大，电流表 A 示数变大； B. 电压表 V1示数不变，电压表 V2示数变小； C. 电压表 V2示数不变，电流表 A 示数变大； D. 电压表 V1示数变大，电压表 V2示数变小 【答案】C。 【解析】由题图可知，滑动变阻器与定值电阻 R 串联，电压表 V1测量滑动变阻器两端 的电压，电压表 V2测量电源电压，电流表测量电路中的电流；在滑动变阻器滑片 P 向左移 168 动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，由 UI R  可知，此时电路中 的电流变大，即电流表的示数变大；由U IR 可知，定值电阻 R 两端的电压变大，由于串 联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和，所以滑动变阻器两端的电压变小，即电压 表 V1的示数变小；由于电源电压保持不变，所以电压表 V2的示数不变。 故选 C。 22.（2020·山东泰安）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合 开关 S，当滑动变阻器 R2的滑片 P向右移动时，下列说法中（ ）。 ①电流表 A的示数变小； ②电压表 V的示数变大； ③电压表 V与电流表 A1的比值变小； ④滑动变阻器 R2消耗的电功率变小 A. 只有①④正确；B. 只有②③正确；C. 只有①③正确；D. 只有②④正确 【答案】A。 【解析】①由图可知，电阻 R1和变阻器 R2并联，电流表 A1测量通过 R1的电流，电流表 A测量干路中的电流，电压表测量电源电压，闭合开关 S，当滑动变阻器 R2的滑片 P向右移 动时，滑动变阻器 R2连入电路的电阻变大，由 I= U R 可知通过变阻器的电流变小，由并联电 路的特点可知通过电阻 R1的电流不变，即电流表 A1的示数不变，由并联电路电流的规律可 知干路中的电流变小，即电流表 A的示数变小；故①的说法正确； ②电压表测量电源电压，电压表 V的示数不变，故②的说法错误； ③电压表 V的示数不变，电流表 A1的示数不变，电压表 V 与电流表 A1的比值不变，故 ③的说法错误； ④变阻器两端的电压等于电源电压，所以变阻器两端的电压不变，通过变阻器的电流变 小，由 P=UI 可知滑动变阻器 R2消耗的电功率变小，故④的说法正确。 故选 A。 169 23.（2020·四川乐山）小华设计了如图所示的输液提示器，在护士站能够观察到药液 量的变化。当袋中药液量减少时（ ）。 A. 电压表示数减小，灯泡亮度变暗；B. 电压表示数减小，灯泡亮度变亮； C. 电压表示数增大，灯泡亮度变暗；D. 电压表示数增大，灯泡亮度变亮 【答案】B。 【解析】由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压；当袋中药液量减 少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的分压特点可知，变阻器 两端的电压变小，即电压表的示数变小，电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中电 流变大，灯泡亮度变亮。 故选 B。 24.（2020·四川南充）如图所示电路，当闭合开关，灯泡正常发光，滑动变阻器滑片 向右移动时，下列说法正确的是（ ）。 A. 灯 L 亮度变暗； B. 电压表 V 与电流表 A1，示数之比不变； C. 电路的总功率变小； D. 电压表示数变大 【答案】C。 【解析】分析电路图可知，灯泡和滑动变阻器并联，电流表 A1测滑动变阻器的电流， A2测灯泡 L的电流，电压表测电源电压； AD．滑动变阻器滑片向右移动时，电压表测电源电压，因此示数灯泡 L 电压与电流都不 变，由公式 P UI 可知，灯泡的电功率不变，即灯泡的亮度不变，AD 错误； B．电压表 V 与电流表 A1，示数之比为滑动变阻器阻值，当滑动变阻器滑片向右移动时， 滑动变阻器阻值变大，即电压表 V与电流表 1A ，示数之比变大，B错误； 170 C．当滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器阻值变大，电路总电阻变大，根据公式 2U P R  可知，电路的总功率变小，C 正确。 故选 C。 25.（2020·四川雅安）如图所示的电路，闭合开关 S、S1后，以下说法正确的是（ ）。 A. 灯 L1、L2串联 B. 电流表 A1和 A2示数相等 C. 断开 S1后，电流表 A1示数变小 D. 断开 S1后，电流表 A2示数变小 【答案】D。 【解析】A．由图知，闭合开关 S、S1后，A1、L1在同一支路上，L2 、S1在一个支路上， 所以 L1与 L2并联，故 A 错误； B．A1支路上测 L1的电流， A2测干路电流，则电流表 A1的示数小于 A2示数，故 B 错误； CD．当开关 S1断开时，L2所在支路断路，电流变为 0，由并联电路的特点可知，L1所在 支路的电流不受影响，即电流表 A1示数不变，而干路电流变小，因此电流表 A2的示数变小， 故 C 错误、D 正确。 故选 D。 26. （2020·安徽）在图示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关 S 后，将滑动变 阻器的滑片 P 自左向右滑动，则（ ）。 A. 电流表 A 的示数减小； B. 电压表 V2 的示数减小； C. 电压表 V1 与电流表 A 的示数比值减小 ； 171 D. 电压表 V2 与电流表 A 的示数比值减小 【答案】C。 【解析】A、B.由题图可知，电路为串联电路，电压表 V1 测量滑动变阻器 R1 的电压， 电压表 V2 测量定值电阻 R2 的电压，电流表测量串联电路的电流，当滑动变阻器滑片由左向右滑动时，滑动变 阻器 R1 阻值变小，故电路总电阻变小，由公式 R UI  可知，电流表示数变大，R2 两端电 压 V2 示数变大，R1 两端电压 V1 示数变小，故 AB 选项错误； C.电压表 V1 示数变小，电流表示数变大，所以电压表 V1 示数与电流表示数比值减小， 故 C 正确； D.电压表 V2 测 R2 的电压，电流表测 R2 的电流，所以电压表 V2 示数与电流表示数比 值为 R2，阻值不变，故 D 错误。 27．（2020·四川遂宁）物理科代表为全班同学设计了如图四个电路图，图中电源电压 未知但不变，R0为阻值已知的定值电阻，R1为最大阻值已知的滑动变阻器，通过断开、闭合 开关或调节 R1接入电路阻值不能测出未知电阻 Rx阻值的电路是（ ）。 A． B． C． D． 【答案】A。 【解析】由图知： A、闭合两只开关，待测电阻与定值电阻并联，电流表测量通过定值电阻 R0的电流。根 据电流表示数和 R0阻值，利用 U＝IR 可以得到 R0两端电压，再根据并联电路电压特点，可 以得到待测电阻两端电压，但无论哪只开关闭合，都不能测量通过待测电阻 Rx的电流，所 以无法得到待测电阻 Rx的阻值。故 A 符合题意； B、闭合两只开关，定值电阻 R0被短路，只有待测电阻有电流通过，电压表测量电源电 172 压，示数为 U； 闭合 S1、断开 S2，待测电阻与定值电阻串联，电压表测量待测电阻两端电压，示数为 Ux， 根据串联电路电压特点知，定值电阻两端电压为 U0＝U﹣Ux， 所以此时电路电流为 I＝ ＝ ， 根据 I＝ 得， 待测电阻阻值为 Rx＝ ＝ ＝ ．故此电路可以得到待测电阻 Rx的阻值。 故 B 不符合题意； C、闭合开关，滑动变阻器滑片位于最右端时，滑动变阻器被短路，只有待测电阻有电 流通过，电压表测量电源电压，示数为 U； 闭合开关，移动滑片，使滑动变阻器全部接入电路与待测电阻串联，电压表测量待测电 阻两端电压，示数为 Ux， 根据串联电路电压特点知，滑动变阻器两端电压为 U1＝U﹣Ux， 所以此时电路电流为 I＝ ＝ ， 根据 I＝ 得， 待测电阻阻值为 Rx＝ ＝ ＝ ．故此电路可以得到待测电阻 Rx的阻值。 故 C 不符合题意； D、闭合开关，滑动变阻器滑片位于最右端时，滑动变阻器被短路，只有待测电阻有电 流通过，电流表示数为 I，由 U＝IR 得，电源电压为 U＝IRx； 闭合开关，移动滑片，使滑动变阻器全部接入电路与待测电阻串联，电流表示数为 I 串， 由 U＝IR 得，电源电压为 U＝I 串（R1+Rx）， 根据 IRx＝I 串（R1+Rx）得， 待测电阻阻值为 Rx＝ ．故此电路可以得到待测电阻 Rx的阻值。故 D 不符合题意。 173 故选：A。 28.（2020·江苏连云港）如图所示电源电压恒定闭合开关，滑动变阻器滑片向右移动 的过程中，下列说法正确的是（ ）。 A. 电流表示数增大； B. 电压表示数减小； C. 定值电阻 R 两端的电压增大； D. 电压表示数与电流表示数比值增大 【答案】D。 【解析】ABC．由图可知，电阻 R和变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流 表测量电路中的电流，滑动变阻器滑片向右移动，变阻器连入电路的电阻变大，由电阻的串 联可知电路的总电阻变大，由 I= U R 可知通过电路的电流变小，即电流表的示数变小，由 U=IR 可知定值电阻 R两端的电压变小，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压变大，即电 压表的示数变大，故 ABC 错误； D．电压表的示数变大，电流表的示数变小，电压表示数与电流表示数比值增大，故 D 正确。 故选 D。 29.（2020·山东滨州）如图所示的电路中，电源电压保持不变， 1R为定值电阻。闭合 开关 S，滑动变阻器 2R 的滑片 P向右滑动的过程中，关于电压表和电流表的示数变化，下 列判断正确的是（ ）。 A. 电压表示数变小，电流表示数变大；B. 电压表示数不变，电流表示数变小； 174 C. 电压表示数变大，电流表示数不变；D. 电压表示数变大，电流表示数变小 【答案】B。 【解析】由图可知，电阻 R1和变阻器 R2并联，电流表测量干路中的电流，电压表测量 电源电压，闭合开关 S，滑动变阻器 2R 的滑片 P 向右滑动的过程中，变阻器连入电路的电 阻变大，由并联电路电阻的规律可知电路的总电阻变大，由 I= U R 可知通过干路中的电流变 小，即电流表的示数变小，电压表测量电源电压，电压表的示数不变。 故选 B。 30．（2020·哈尔滨）如图是“研究小灯泡电功率”的电路图。灯丝电阻、电源电压不 变，电路连接正确后，闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是（ ）。 A．电流表示数变小； B．滑动变阻器两端电压变大； C．电路的总功率变小； D．灯泡亮度变亮 【答案】D。 【解析】A、灯与变阻器串联，电压表测灯的电压，电流表测电路的电流，向左移动滑 动变阻器的滑片，变阻器连入电路的电阻变小，由电阻的串联，电路的总电阻变小，由欧姆 定律，电流表示数变大，A 错误； B、根据 U＝IR，因电流变大，故灯电压变大，由串联电路电压的规律，变阻器的电压 变小，B 错误； CD、根据 P＝UI，灯电路的电流变大，故电路的总功率变大，C 错误； 灯的电压变大，灯的电流变大，根据 P＝UI，灯的功率变大，灯变亮，D 正确； 故选：D。 31．（2020·绥化）如图所示的电路中，电源电压不变，当开关 S 断开时，灯泡 L 正常 发光；当开关 S闭合时，下列说法正确的是（ ）。 175 A．电流表示数不变 B．电压表示数变小 C．灯泡 L 变亮 D．灯泡 L 与电阻 R 并联 【答案】D。 【解析】D、当开关 S断开时，为灯的简单电路，电流表测灯的电流，电压表测电源电 压，灯泡 L正常发光；当开关 S 闭合时灯与 R 并联，D 正确； B、当开关 S 闭合时，电流表测干路电流，电压表测电源电压，电压表示数不变，B 错 误； AC、根据并联电路各支路互不影响，通过灯的电流不变，灯的亮度不变，C错误， 由并联电路电流的规律，电流表示数变大，A 错误。 故选：D。 32.（2020·宁夏）如图甲所示，是某款手持式电子测温仪，图乙是它工作的原理图， 其中电源电压保持不变，R 是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻 R0，为保护电阻，显 示仪是由电流表或电压表改装而成｡在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升 高而变大，则下列分析正确的是（ ）。 A. 显示仪是由电流表改装成的； B. 热敏电阻 R 的阻值随着温度的升高而增大； C. 被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大； D. 将 R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大 【答案】B。 【解析】A．由图乙结合题意分析可知，显示仪是由电压表改装成的，故 A 错误； B．因为测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，即热敏电阻 R 两端的电压变大，结合欧姆定律和串联电路电压的特点分析可知，此时 R 的阻值增大，即热 176 敏电阻 R 的阻值随着温度的升高而增大，故 B 正确； C．被测温者体温越高，热敏电阻 R 的阻值越大，电路的总电阻增大，因为电源的电压 不变，由欧姆定律可知，电路的电流变小，所以电路消耗的电功率越小，故 C 错误； D．将 R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，由于电路得总电阻变大，所以电流变小， 热敏电阻 R两端的电压与原来相比将变小，即显示仪示数变小，故 D 错误。 故选 B。 33.（2020·武汉）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在 玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极 相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是（ ）。 A. 温度计中的水银是绝缘体； B. 电铃响时，电磁铁右端是 N 极； C. 温度降低到 74℃以下，电铃响； D. 电铃响且滑片 P 向左移动时，电磁铁磁性减弱 【答案】B。 【解析】A．水银属于金属，金属是导体，故 A 错误； B．由安培定则知，电磁铁的右端为 N 极，故 B 正确； C．由电路图知，温度降到 74℃时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被释放，电铃 不响，故 C错误； D．由电路图知，当滑片向左移动时，变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律知，电 路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，故 D错误。 故选 B。 34.（2020·江西）如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关 S，若滑片 P 向上移动， 下列说法正确的是（ ）。 177 A. A 示数变小，V 示数变大 B. A 示数变小，V示数不变 C. A 示数变大，V 示数变小 D. A 示数变大，V示数不变 【答案】B。 【解析】由图可知，电阻 R2和变阻器 R1并联，电流表测量干路中的电流，电压表测量 电源电压，滑片 P 向上移动，变阻器连入电路的电阻变大，由电阻的并联可知电路的总电阻 变大，由 I= U R 可知电路中的总电流变小，即电流表的示数变小，电压表仍然测量电源电压， 电压表的示数不变。 故选 B。 35.（2020·德州）如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都不变，闭合开关 S，滑 动变阻器的滑片 P 由滑动变阻器左端向右滑动到其中点的过程中，下列判断正确的是（ ）。 A. 电流表示数变小，电压表示数不变，灯泡亮度不变； B. 电流表示数变大，电压表示数不变，灯泡亮度不变； C. 电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡亮度变暗； D. 电压表与电流表示数的比值变大 【答案】B。 【解析】ABC．由图可知，灯与变阻器并联，电流表测通过变阻器的电流，电压表测电 源电压，滑片 P 由滑动变阻器左端向右滑动到其中点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小， 故电压表示数不变，由欧姆定律可知通过变阻器的电流变大，即电流表示数变大，根据并联 电路各支路互不影响，通过灯的电流不变，灯的亮度不变，故 B 正确，AC 错误； D．由欧姆定律可知，电压表与电流表示数的比值等于变阻器连入电路的电阻，由于变 阻器连入电路的电阻变小，所以电压表与电流表示数的比值变小，故 D错误。 178 故选 B。 36. （2020·自贡）如图是实验室伏安法测电阻的电路图，其中 a、b 电表应分别为（ ）。 A. a 为电流表，b 为电流表 B. a 为电压表，b为电压表 C. a 为电流表，b 为电压表 D. a 为电压表，b为电流表 【答案】C。 【解析】根据电路图可知，a 串联在电路中，因此 a为电流表；b 与电阻并联，因此 b 为电压表，故选。 37.（2020·山东聊城）电冰箱是现代家庭的常用电器，它内部的电路元件主要包括压 缩机（其主要部件是电动机）和冷藏室内的照明灯。如图是一台能正常工作的电冰箱的简化 电路图，下列判断正确的是（ ）。 A. 电路图中的照明灯与电动机是串联的； B. 冰箱门关闭时，灯开关断开，照明灯熄灭； C. 冰箱内温度降低到设定温度时，电动机停止工作； D. 电动机利用了电磁感应的原理使线圈转动起来 【答案】BC。 【解析】AB．由图可知，电路是两条支路，一条是温控开关控制电动机，另一条是灯开 关控制照明灯，电动机和照明灯是并联的，冰箱门关闭时，灯开关断开，照明灯不亮，故 A 错误，B 正确； C．冰箱内温度降低到设定温度时，温控开关自动断开，电动机停止工作，故 C 正确； D．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故 D 错误。 故选 BC。 38. （2020·安徽）R1、R2、R3 是三个阻值不同的定值电阻。将它们串联起来接入电路， 179 如图甲所示，闭合开关后，测得各电阻两端的电压关系为 U1>U2>U3；若将它们并联起来接入 电路，如图乙所示，则闭合开关后，通过每个电阻的电流大小关系为（ ）。 A. I1>I2>I3 B. I3>I2>I1 C. I1=I2=I3 D. I2>I1>I3 【答案】B。 【解析】图甲中各三个电阻串联在电路中，根据串联电路特点，通过三个电阻的电流相 同，测的 U1>U2>U3， 由公式 I UR  得 R1>R2>R3 ；将三个电阻按照图乙并联起来时，并联电 路各支路电压相等 U1=U2=U3 ，又知 R1>R2>R3，所以由公式 R UI  得 I3>I2>I1，故 B 正确。 39.（2019·湘潭）如图所示的物品中，通常情况下属于导体的是（ ）。 A． 木铲 B． 不锈钢锅 C． 玻璃杯 D． 陶瓷盘 【答案】B。 【解析】ACD、木铲、玻璃杯和陶瓷盘都不容易导电，属于绝缘体，故 ACD 不符合题意； B、不锈钢锅是由金属制成的，是导体，故 B 符合题意；故选 B。 40.（2019·遂宁）公交车后门左右扶杆上各装有一个按钮开关（用 S1、S2表示）当乘 客按下任意一个开关时，电铃响起，提醒司机有乘客要下车；待车停稳后，同时按下控制电 动机的开关 S，后门打开，乘客才能下车、下列四个电路设计符合要求的是（ ）。 180 A. B. C. D. 【答案】C。 【解析】A、由图知，只有闭合开关 S，且乘客按下任意一个开关时，电铃才能响起， 不符合题意； B、由图知，只有乘客同时按下前后门的开关时，电铃才能响起，不符合题意； C、由图知，当乘客按下任意一个开关时，电铃响起；同时按下控制电动机的开关 S， 后门打开，符合题意； D、由图知，只有闭合开关 S，电铃才能响起；乘客按下任意一个开关时，电动机工作， 车门打开，不符合题意。故选 C。 41.（2019·岳阳）为保障安全，滚筒洗衣机内设置了电源开关 S1和安全开关 S2．当洗 衣机门关上，S2自动闭合，再闭合电源开关 S1洗衣机才能正常工作。下列简易原理图符合要 求的是（ ）。 A． B． C． D． 【答案】C。 【解析】A、由图知，闭合开关 S2 后，电动机即开始工作，再闭合 S1 后会造成电源短 路，故 A 不符合要求； B、由图知，两开关并联，所以两开关只要有一个开关闭合电动机都会工作，故 B 不符 合题意； C、由图知，S2 闭合后电动机不工作，再闭合开关 S1 电动机才开始工作，故 C 符合题 意； D、由图知，闭合开关 S1 后，电动机即开始工作，再闭合 S2 后会造成电源短路，故 D 不符合要求。故选 C。 181 42.（2019·天津）如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片 P 向左滑动 时，连入电路的电阻变小的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】A。 【解析】A、图中滑片向左移动时，电阻丝接入部分变短，连入的阻值变小，符合题意； B、同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动，接入电阻不变，不合题意； C、同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动，接入的电阻值不变， 不合题意； D、滑片向左移动时，电阻丝接入部分变长，接入电路中的电阻变大，不符合题意。故 选 A。 43.（2019·邵阳）一盏调光台灯，其原理如图所示，闭合 S，将滑片从左向右移动， 电流表的示数和灯 L两端的电压变化分别是（ ）。 A．变大、变大；B．变大、变小；C．变小、变小；D．变小、变大 【答案】C。 【解析】由电路图可知，灯泡 L 与滑动变阻器 R 串联，电流表测电路中的电流，将滑片 从左向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由 I可知，电路中的电流变 小，即电流表的示数变小，故 AB 错误； 变阻器接入电路中的电阻变大，由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端的电压变 大，灯泡两端的电压变小，故 C 正确、D 错误。故选 C。 44.（2019·邵阳）在如图中，要使 L1与 L2串联，在“〇”处接入电流表或电压表，测 量电路中的电流、L1两端的电压。以下做法正确的是（ ）。 182 A．a 为电流表，b 为电流表 B．a 为电压表，b 为电流表 C．a 为电流表，b 为电压表 D．a 为电压表，b 为电压表 【答案】B。 【解析】由图可知，a 表跟灯泡 L1并联，所以 a 应为电压表；b 表串联在电路中，所以 b应为电流表，此时电流表测量电路中的电流，电压表测量 L1两端的电压。故选 B。 45.（2019·达州）如图所示，甲、乙均为理想电表，当开关 S 闭合后灯 L1、L2都能发 光，下列说法中正确的是（ ）。 A．灯 L1、L2是串联在电路中的；B．甲一定是电流表，乙一定是电压表； C．当 L2短路时 L1仍能发光； D．乙、甲两电表示数的比值与 L1的阻值相等 【答案】B。 【解析】（1）读图可知，开关 S 闭合后，要使灯 L1和 L2都能发光只有并联才行，因为 电压表要并联在电路中，电流表要串联在电路中，所以电流从正极出发分两支，一支经灯泡 L2回负极，另一支经电流表甲、灯 L1回负极，所以甲一定是电流表，乙一定是电压表，故 A 错误，B 正确。 （2）因为甲是电流表，当 L2短路时，发生电源短路，L1不能发光，故 C 错误； （3）乙是电压表，测量 L2两端电压，甲是电流表，测量干路上的电流，因此乙、甲两 电表示数的比值不等于 L1的阻值，故 D 错误。故选 B。 46.（2019·海南）如图所示是某电子秤内部简化电路。R0是定值电阻，Rx是压敏电阻， 阻值随压力增大而减小，电源电压保持不变。闭合开关，当 Rx上压力增大时，随之减小的 是（ ）。 A．通过 Rx的电流 B．通过 R0的电流 C．Rx两端的电压 D．R0两端的电压 【答案】C。 183 【解析】由图知，R0与 Rx串联接在电路中，当 Rx上压力增大时，其阻值减小，则电路 中的电流 I 增大，即通过 Rx和 R0的电流均增大；又由欧姆定律 U0=IR0，得 R0两端的电压 U0 增大；根据串联电路的电压规律 U=U0+Ux，得 Ux=U－U0，由于 U不变，U0增大，则压敏电阻两 端的电压 Ux减小。故应选 C。 47.（2019·潍坊）如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，闭合开关 S，当 滑动变阻器滑片 P 向右移动时，下列判断正确的是（ ）。 A．电流表 A 的示数变大 B．电压表 V1的示数变大 C．电路中消耗的总功率变大 D．电压表 V2与电流表 A示数的比值变小 【答案】AC。 【解析】由电路图可知，R1与滑动变阻器 R2串联，电压表 V1测 R2两端的电压，电压表 V2测量 R1两端的电压，电流表测电路中的电流。 A、当滑动变阻器的滑片 P向右移动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电 阻变小，由 I= 可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故 A 正确； B、由 U=IR 可知，R1两端的电压变大，即电压表 V2的示数变大，由于电源电压不变，根 据串联电路的总电压等于各分电阻两端的等于之和可知：R2两端的电压变小，即电压表 V1 的示数变小，故 B 错误； C、电源电压不变，电路中的电流变大，根据 P=UI 可知电路中消耗的总功率变大，故 C 正确； D、由 R= 可知，电压表 V2与电流表 A示数的比值等于定值电阻 R1的阻值，则两者的比 值不变，故 D 错误。故选 AC。 48.（2019·天津）如图所示的电路中，两个小灯泡的规格相同。闭合开关后，只有一 个小灯泡发光，电压表指针偏转明显。则故障原因可能是（ ）。 184 A. L1短路； B. L1断路； C. L2短路； D.L2断路 【答案】A。 【解析】由电路图可知，两灯泡串联，电压表测灯 L2两端电压；当开关闭合时，其中 一个灯亮，说明电路是通路，则另一个灯泡不亮的原因可能是灯泡短路。而电压表有示数， 说明 L2没有短路，则故障原因可能是 L1短路，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。 49.（2018·北京）下列说法中正确的是（）。 A. 同种电荷相互排斥； B. 光是电磁波； C. 电荷的移动形成电流；D. 负电荷定向移动的方向就是电流的方向 【答案】AB。 【解析】（1）同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；故 A 的说法正确。 （2）光是电磁波的一种，光具有电磁波的性质，故 B 的说法正确。 （3）电荷的定向移动形成了电流，只说电荷的移动形成电流是不科学的，故 C 的说法 错误。 （4）规定正电荷移动的方向作为电流的方向，所以负电荷移动的方向是电流的反方向； 故 D 的说法错误。正确答案是 AB。 50.（2018·滨州）下列说法中正确的是（ ）。 A．绝缘体不容易导电是因为绝缘体中几乎没有电荷； B．两个完全相同的灯泡串联，靠近电源正极的灯泡较亮； C．电压一定的情况下，导体的电阻与导体中的电流成反比； D．把导线 A 剪为相等的两段，其中一段拉长到原来的长度，其阻值大于导线 A 的原阻 值 【答案】A。 【解析】A．绝缘体不容易导电的原因是绝缘体内部几乎没有自由移动的电荷，而不是 几乎没有电荷，故 A错误。 B．两个完全相同灯泡的电阻相等，它们串联时通过的电流相等，由 P=I 2 R 可知两灯泡 185 的实际功率相等，两灯泡的亮暗相同，故 B错误。 C．电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，电压一定的情况下， 通过电阻的电流不变，故 C 错误。 D．把导线 A剪为相等的两段，其中一段拉长到原来的长度后，材料和温度、长度不变， 横截面积变小，电阻变大，其阻值大于导线 A 的原阻值，故 D正确。故选 D。 51.（2018·怀化）如图所示，当滑片向左滑动时连入电路的电阻变大的是（）。 【答案】D。 【解析】A．滑动变阻器的左下方接线柱和左上方接线柱接入电路中，当滑片向左滑动 时，电阻丝接入电路的长度变短，所以电阻变小，故 A 不符合题意； B．滑动变阻器的两个上方接线柱接入电路中，此时滑动变阻器接入电路的电阻为零且 不变，故 B不符合题意； C．滑动变阻器的两个下方接线柱接入电路中，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大且 不变，故 C不符合题意； D．滑动变阻器的左上方接线柱和右下方接线柱接入电路中，当滑片向左滑动时，电阻 丝接入电路的长度变长，所以电阻变大，故 D 符合题意。故选 D。 52.（2018·临沂）小明家所在的小区安装了自动售水机。售水机既可以通过刷卡闭合 “感应开关”，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合“投币开关”，接通供水电机取水； 光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明。以下简化电路符合要求的是（ ）。 A． B． C． D． 【答案】A。 【解析】由题知，售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可 以通过投币闭合“投币开关”，这说明刷卡和投币互不影响，故感应开关和投币开关应是并 联的。 光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明，这说明灯泡能独立工作，故灯 186 泡与电动机是并联的；结合图示可知，只有 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。 53.（2018·衢州）指纹锁是一种集光学、电子计算机、精密机械等多项技术于一体的 高科技产品，它的“钥匙”是特定人的指纹（S1）磁卡（S2）或应急钥匙（S3），三者都可以 单独使电动机 M工作而打开门锁。下列电路设计符合要求的是（ ）。 A． B． C． D． 【答案】B。 【解析】由题知，三个开关都可以单独控制电动机而打开门锁，所以三个开关应并联再 与电动机 M串联，故 B 符合要求，ACD 不符合要求。故选 B。 54.（2018•泰安）如图所示的电路中，小灯泡 L1、L2规格相同，闭合开关 S 后，发现 L1不亮，L2发光。此电路的故障可能是（ ）。 A．灯 L1短路； B．灯 L2短路；C．灯 L1断路； D．开关 S 接触不良 【答案】C。 【解析】由图可知：该电路是并联电路，灯 L1不亮，而 L2正常发光，这说明从 L2两端 到电源的两极没问题，因此灯 L2、开关 S 的连接都正确，问题就是灯 L1断路或短路。 当灯 L1短路时，电源被短路，灯 L2不亮，甚至可能烧毁电源；所以只能是灯 L1断路， 此时 L2支路不受影响，符合题意。故 ABD 错误，C 正确。故选 C。 55.（2018•淄博）请将电源、电流表，电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内， 并将电路补充完整。要求：开关 S闭合后，电流方向如图所示，移动滑动变阻器的滑片 P， 小灯泡 L 变亮时，电压表的示数变小。 【解析】根据以上分析，左侧方框应是电源；中间方框应是电压表；右侧方框应是电流 187 表。正确电路如图。 56.（2018·龙东）如图所示，是一个酒精浓度检测仪的原理图。电源电压恒定不变， R0为定值电阻，R 为气敏电阻（其阻值随酒精浓度的增大而减小），则（ ）。 A．酒精浓度增大，电压表示数变小；B．酒精浓度增大，电流表示数变小； C．酒精浓度减小，电压表示数变小；D．酒精浓度减小，电流表示数变大 【答案】C。 【解析】（1）两电阻串联，电压表浊 R0 的电压，R 为气敏电阻，其阻值随酒精浓度的 增大而减小，根据电阻的串联，总电阻变小，由欧姆定律，电流表示数变大，定值电阻的电 压变大，AB 错误。 （2）酒精浓度的减小，电阻变大，根据电阻的串联，总电阻变大，由欧姆定律，电流 表示数变小，定值电阻的电压变小，C正确，D 错误。故选 C。 57.(2018·常德)如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图，当闭合开关时，发 现灯 L不亮，电流表有明显示数，电压表示数为零，若故障只出现在灯 L和变阻器 R中的一 处，则下列判断正确的是（ ）。 A．灯 L 断路 B．灯 L 短路 C．变阻器 R 断路 D．变阻器 R 短路 【答案】B。 【解析】小灯泡不发光说明灯泡短路或灯泡断路或滑动变阻器断路，电流表有示数，安 说明电路不可能是断路，是短路，滑动变阻器短路时，灯泡会发光，故电路中存在的故障可 188 能是小灯泡短路，电压表测量的是一段导线两端的电压，电压为 0，B 正确,选 B。答案 B。 58.(2018·徐州)如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关 S，电流表和电压表的 都有示数．如果某时刻电路出现故障，两表的示数都变大了，那么故障可能是（）。 A.电阻 R1短路；B.电阻 R1断路；C.电阻 R2短路；D.电阻 R2断路 【答案】C。 【解析】电阻 R1断路时，电压表实际串联在电路中，由于电压表的电阻很大，所以电 流表无示数，而电压表有示数且接近电源电压。A. 如图，电压表与电阻 R1并联，所以电阻 R1短路后，电压表也被短路，不会有示数，故 A错误； B. 电阻 R1断路后，电压表串联在电路中，电压表通过 R2连接在电源两端，所以电压表 有示数且接近电源电压，但因为电压表的电阻很大，所以电路中电流减小，即电流表示数会 减小，故 B错误； C. 电阻 R2短路后，电压表测量电源电压，示数增大，电路中的总电阻减小，根据 可知，电流变大，即电流表示数变大，故 C正确； D. 电阻 R2断路后，电路断路，两电阻示数都为零，故 D 错误；故选 C。 二、填空题 59.（2020·山东泰安）A、B、C 三个轻质小球，已知 A 带负电，B和 A互相吸引，C 和 A互相排斥。则 B、C两个轻质小球，一定带电的是______小球。 【答案】C。 【解析】A 带负电，B和 A 互相吸引，根据异种电荷互相吸引，所以 B 可能带正电，根 据带电体吸引轻小物体的性质，B 也可能不带电；C和 A互相排斥，根据同种电荷互相排斥， 所以 C带负电，一定带电的是 C 小球。 60.（2020·四川甘孜州）用带电体接触验电器的金属球，验电器的金属箔会张开，这 是因为________ （ 选填“同种”或“异种”）电荷相互排斥。电炉中，电炉丝热的发红而 导线却几乎不发热，说明电炉丝的电阻远远_________ （选填 “大于”或“小于”）导线的 电阻。 【答案】（1）同种；（2）大于。 189 【解析】用带电体接触验电器的金属球，两金属箔片会带上同种电荷，因同种电荷相互 排斥，所以验电器中闭合着的金属箔片会张开一个角度。 电炉丝和导线串联在电路中，电流和通电时间相同，电炉丝的电阻比导线电阻大，根据 2Q I Rt ，电炉丝产生的电热多，所以电炉丝热得发红，导线不怎么热。 61．（2020·四川遂宁）生产生活中我们经常用到汽油，汽油易挥发，易燃易爆，运输 中汽油与油罐摩擦产生静电，油罐失去电子带上 电荷，电荷累积到一定程度极易出现 放电观象，引起汽油燃烧爆炸，为防止爆炸事故发生，油罐车通常都在车架加装铁链与大地 接触以中和油罐所带电荷，该过程铁链中自由电子定向移动方向是从 （选填“大 地到油罐”或“油罐到大地”）。 【答案】正；大地到油罐。 【解析】运输中汽油与油罐摩擦产生静电，油罐失去电子带上正电荷； 油罐带多余的正电荷，当铁链与大地接触时，会产生从油罐到大地的电流；铁链中带负 电荷的自由电子定向移动的方向与电流方向相反，会从大地到油罐发生定向移动，和油罐中 多余的正电荷发生中和，避免发生放电现象。 故答案为：正；大地到油罐。 62.（2020·河南）用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带 电。用这个橡胶棒接触 验电器的金属 球，如图3所示，验电器的两金属箱片由于带同种电荷互相而张开。 【答案】负、排斥 【解析】自然界中存在两种电荷：由毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子带负电，由丝绸 摩擦过的玻璃棒由于失去电子带正电；验电器的工作原理就是利用同种电荷相互排 斥。 63.（2020·四川乐山）如图所示，在两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液 面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且 R1=2R2=20 Ω，电源电压 U=6V。闭合开关后，甲管中液面比乙管中液面上升得______（选填“慢”、“快” 或“相同”），当滑动变阻器滑片 P移至最右端时，在 1 分钟内电流通过电阻丝 R1产生的热 量 Q=______ J。 190 【答案】（1）快；（2）48。 【解析】两电阻串联，电流相等，R1=2R2，由焦耳定律 Q=I2Rt 得，电阻大的在相同电流、 相同时间产生的热量多，升高的温度快，故甲管中液面比乙管中液面上升得快。 当滑动变阻器滑片 P移至最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，R1、R2串联，此 时电路中的电流为： 1 2 6V 0.2A 20 10 UI R R        1 分钟内电流通过电阻丝 R1产生的热量： 2 2 1 (0.2A) 20Ω 60s 48JQ I R t     64.（2020·四川成都 A）在“连接并联电路”的实验中，小红同学用两个不同的小灯 泡组成了如图所示的电路。 (1)连接电路时，开关 S 应该处于__________状态； (2)她将所有开关闭合，发现 S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。于是她断开所有开关， 交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是 S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。故障的 原因可能是_________； A.某个灯泡的灯丝断路 B.干路上某根导线断路 C.S1支路某根导线断路 D.S2支路某根导线断路 (3)她排除故障后，继续进行实验。为了探究开关 S1的作用，在观察灯泡发光情况时， 她应该_________。 A.同时观察两个支路上的灯泡 B.只观察 S1所在支路上的灯泡 C.只观察 S2所在支路上的灯泡 【答案】（1）断开；（2）C；（3）A。 191 【解析】(1)为了电学元件的安全，在连接电路时，开关应该断开，所以开关 S 应该处 于断开状态。 (2)如图所示，闭合所有开关后电路为并联电路，将所有开关闭合，发现 S1支路的灯不 亮，S2支路的灯发光，说明干路和开关 S2所在支路没有问题，故 BD 不符合题意；交换两灯 位置后，再闭合所有开关，发现仍然是 S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光，说明灯泡没有问 题，只能是开关 S1所在支路某根导线断路，故 A 不符合题意，C 符合题意。 故选 C。 (3)为了探究开关 S1的作用，在其他两个开关闭合或者断开的情况下，通过操作开关 S1， 同时观察观察支路上两个灯泡的亮暗情况来判断开关 S1的作用；故应该选 A。 65.（2019·武威）被甲材料摩擦过的乙棒与被毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，则乙棒 带______电荷（选填“正”或“负”），是因为乙棒在摩擦过程中______电子（选填“得到” 或“失去”）。 【答案】负；得到。 【解析】橡胶棒和毛皮摩擦过程中，橡胶棒得到电子带负电荷，毛皮失去电子带正电荷； 乙棒与橡胶棒相互排斥，说明乙棒带负电，是因为乙棒在摩擦过程中得到电子造成的。 故答案为：负；得到。 66.（2019·苏州）如图所示电路中，电源电压为 3V，R1和 R2阻值相等，若断开 S2，闭 合 S1、S3，两电阻的连接方式为______（选填“串联”或“并联”）；若断开 S1、S3，闭合 S2，此时电压表示数为______V。 【答案】并联；1.5。 【解析】（1）若断开 S2，闭合 S1、S3，R1和 R2并并列连接在电源两端，即为并联；（2） 若断开 S1、S3，闭合 S2，R1和 R2依次连接即为串联，电压表测 R1两端的电压；根据串联电路 的分压特点即可判断电压表示数。本题考查串并联的辨别和串联电路的特点和电压表的使用， 解题的关键是正确分析开关在不同状态下电路的连接方式。 （1）若断开 S2，闭合 S1、S3，R1和 R2并并列连接在电源两端，即为并联； （2）若断开 S1、S3，闭合 S2，R1和 R2依次连接即为串联，电压表测 R1两端的电压； 192 由于 R1和 R2阻值相等，根据串联电路的分压特点可知： 电压表示数 U1= U= ×3V=1.5V。 故答案为：并联；1.5。 考点 17 欧姆定律 ★考点列表 序号 考点 考点释义 备注 1 电流与电压、电阻的关系 通过实验、分析和探索电流与电压、电阻 的关系 2 欧姆定律应用 利用欧姆定律解决问题 重点 3 测定小灯泡的电阻 测定小灯泡电阻实验的整个探究过程 重点 ★三年真题 一、选择题 1.（2020·四川甘孜州）小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”，在 此实验过程中，当 A、B 两点间的电阻由 5Ω更换为 10Ω后，为了探究上述问题，他应该采 取的唯一操作是（ ）。 A. 保持变阻器滑片不动 B. 将变阻器滑片适当向左移动 C. 将变阻器滑片适当向右移动 D. 适当增加电池的节数 【答案】C。 【解析】当 A、B 两点间的电阻由 5Ω更换为 10Ω后，根据串分压的知识可知，电压表 的示数变大，此时应该增大滑动变阻器的阻值，将滑片适当向右端滑动，使电压表的示数与 原来相同。 故选 C。 2.（2020·贵州黔东南）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源 电压保持 3V 不变，闭合开关 S 后，滑片 P 从 a 端移动到 b 端，电流表示数 I 与电压表示数 193 U 的变化关系如图乙所示，下列说法不正确的是 ( )。 A. 定值电阻 R1的阻值是 5Ω； B. 滑动变阻器的阻值范围是 0~10Ω； C. 当滑片 P 移到 b 端时，电路消耗的总功率为 1.8W； D. 若滑动变阻器 R2出现接触不良时，电流表示数为 0， 电压表示数为 3V 【答案】C。 【解析】A．由图甲可知，两电阻串联，电压表测量 R2两端的电压，电流表测量电路中 的电流。当滑动变阻器接入电路中的阻值为 0时，电路中电流最大，由图乙可知最大电流为 0.6A，可得电源电压为： 1 1 1=0.6AU I R R  因串联电阻中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压为 2 1 2 1+ 0.2A +2VU I R U R   因电源电压不变，所以， 1 10.6A =0.2A +2VR R  所以可得： 1 2V 2V= = =5Ω 0.6A-0.2A 0.4A R 故 A 正确，A 不符合题意； B．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电流为 0.2A，电压表示数为 2V，滑动变阻器的最大阻值为： 2 max 2 2V =10 0.2A UR I   滑 所以，滑动变阻器的阻值范围是 0~10Ω，故 B 正确，B 不符合题意； C．当滑片 P 移到 b 端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大为 10Ω，因为电阻 R1的阻值 为 5Ω，所以此时电路中的总功率为 2 2 2 1 max( + )=(0.2A) (5Ω+10Ω)=0.6WP I R R 滑 故 C 错误，C 符合题意； D．若滑动变阻器 R2出现接触不良时，即 R2断路时，电路是串联电路，整个电路断路， 所以电流表示数为 0，此时电压表测量的就是电路总电压，总电压由选项 A分析可知 194 1 1= =0.6A 5Ω=3VU I R  所以电压表的示数为 3V，故 D正确，D不符合题意。 故选 C。 3.（2020·湖南常德）用电器 R1和 R2上都标有“6V”字样，它们的电流随电压变化关 系如图所示。下列说法不正确的是（ ）。 A. R1和 R2的阻值不随温度的变化而变化； B. R1:R2=2: 1； C. R1和 R2并联在 4V 电源上，通过电流 I1:I2=2:1； D. R1和 R2并联在 4V 电源上，消耗总功率为 1.2W 【答案】C。 【解析】A．由图像可知，两条线都是直线电压和电流的比值是一个定值，所以 R1和 R2 的阻值不随温度的变化而变化，故 A 正确，A 不符合题意； B．由图像可知，两条直线都过坐标原点，符合正比例函数的关系，我们取电压都为 2V 时，流经 R1的电流为 0.05A，流经 R2的电流为 0.1A，根据欧姆定律变形式 UR I  可知，R1: R2=2: 1，故 B 正确，B 不符合题意； C．由选项 B 可知 R1: R2=2: 1，R1和 R2并联，加在其两端的电压相等，根据公式 UI R  可知，I1:I2=1:2，故 C 错误，C 符合题意； D．R1和 R2并联，加在其两端的电压相等都是 4V，根据公式 2UP R  ，由图可知 R1=40 Ω，R2=20Ω，消耗的总功率为： 2 2 2 2 1 2 1 2 4V 4V= + = + = + =1.2W 40Ω 20Ω U UP P P R R总 （ ） （ ） ； 故 D 正确，D 不符合题意。故选 C。 195 4.（2020·湖南常德）如图在探究“电流与电阻关系”时，电源电压恒为 3V，实验准 备了阻值分别为 5Ω、10Ω、20Ω的电阻，当将 10Ω的电阻接入 R 所在位置时，调节滑动变 阻器，使电压表的示数为 2V，再分别用 5Ω、20Ω的电阻替换 10Ω的电阻进行实验，下列 说法正确的是（ ）。 A. 用 5Ω电阻替换，滑片 P 应向右端移动，电流表示数变大； B. 用 5Ω电阻替换，滑片 P 应向左端移动，电流表示数变小； C. 用 20Ω电阻替换，滑片 P应向左端移动，电流表示数变大； D. 用 20Ω电阻替换，滑片 P应向右端移动，电流表示数变小 【答案】D。 【解析】题目要探究的是：电流与电阻的关系，接入 10Ω的电阻时，电压表的示数为 2V，此时变阻器两端的电压为 1V，即定值电阻与变阻器的电压之比为 2:1，用 5Ω或 20Ω的 电阻替换 10Ω的电阻时，电压表的示数应保持不变，即定值电阻与变阻器的电压之比保持 为 2:1，若用 5Ω的电阻替换，据串联电路的分压特点，则变阻器接入电路的阻值应变小， 那么滑片 P 应向左移动，此时电路中的电流变大；若用 20Ω的电阻替换，则变阻器接入电 路的电阻应变大，那么滑片 P应向右移动，此时电路中的电流变小，故 ABC 错误，D正确。 故选 D。 5.（2020·江苏泰州）如图甲所示电路，电源电压恒为 6V，滑动变阻器 R 的规格为“25 Ω、1A”，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，小灯泡上标有“4.5V、0.3A” 字样，其 I-U 图像如图乙所示，闭合开关 S，为保证电路安全，在移动滑片 P 的过程中，下 列选项正确的是（ ）。 196 A. 电路的最大功率是 3.6W； B. 小灯泡的最小功率是 0.75W； C. 电流表的最小示数是 0.15A； D. 电流表的最大示数是 0.4A 【答案】B。 【解析】AD．由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压， 电流表测量电路中的电流；题意可知，为保证电路安全，电路中允许通过的最大电流是 0.3A， 即电流表的最大示数是 0.3A，电路的最大功率是： 6V 0.3A 1.8WP UI    故 AD 错误； BC．由串联电路的分压特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两 端的电压最大时，灯泡两端的电压最小，而且此时流过小灯泡的电流也最小，即电流表的示 数最小；即当电压表的示数为 3V 时，小灯泡的电功率最小，此时小灯泡两端的电压为 L 6V 3V 3VU U U    滑动 由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是 0.25A，小灯泡的最小功率是： L L L 3V 0.25A 0.75WP U I    故 B 正确；C 错误。故选 B。 6.（2020·四川成都 A）图是 R1、R2两电阻的 U-I 图像。将 R1、R2并联后接入电路，结 合图中信息可知（ ）。 A. R1的阻值比 R2的阻值小；B. 通过 R1、R2的电流相等； C. R1的电压比 R2的电压小；D. R1的功率比 R2的功率小 【答案】D。 【解析】A．图中 R1的斜率更大，所以 R1的阻值更大，故 A 错误； B．两电阻并联，而两电阻阻值不同，所以通过 R1、R2的电流不同，故 B错误； C．两电阻并联，所以两电阻两端电压相同，故 C 错误； 197 D．根据 2U P R  可得，R1的功率比 R2的功率小，故 D 正确。 故选 D。 7.（2020·四川成都 A）如图所示电路，电源电压 U恒定。当 A、B间接入标有“3V、 1.5W”字样的灯泡 L(忽略灯丝电阻变化)，闭合 S、S1、S2，断开 S3，滑片 P 移到某一位置时 电流表示数为 I，再向上移动一段距离，R 的阻值变化了 5Ω，电流表示数变化了 0.1A，L 恰好正常发光；当 A、B 间换接为 R3，闭合 S、S3断开 S1、S2，电压表示数为 U2，R1的功率为 P1，R2的功率为 P2，P1≠P2，电路的总功率为 5W。R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值 只有 2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是（ ）。 A. I=0.4A B. U=12V C. U2可能是 2.5V D. P1可能是 2.25W 【答案】AD。 【解析】AB．当 A、B 间接入标有“3V、1.5W”字样的灯泡 L(忽略灯丝电阻变化)，闭 合 S、S1、S2，断开 S3，灯泡和变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电 路中的电流，灯泡的电阻；RL= 2 2 L L (3V)= 1.5W U P =6Ω 灯泡正常发光的电流：IL= L L 1.5W= 3V P U =0.5A 向上移动一段距离，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知 通过电路的电流变大，由题意可知 R′=R-5Ω① IL-I=0.1A 0.5A-I=0.1A I=0.4A 198 L 0.4AU R R   0.4A 6 U R   ② 0.5A 6 U R   ③ 由①②③得到：R=19Ω，U=10V 故 A 正确，B 错误； CD．当 A、B 间换接为 R3，闭合 S、S3断开 S1、S2，电阻 R1、变阻器 R2和电阻 R3串联， 电压表测量变阻器两端电压，电流表测量电路中的电流，电路的总功率为 5W，电路中的电 流：I 总= 5W =0.5A 10V P U 总 总电阻：R 总= 10V= 0.5A U I总 =20Ω R1的功率为 P1，R2的功率为 P2，P1≠P2，串联电路中各处的电流相等，由 P=I2R 可知 R1 和 R2的阻值不相等，每个电阻的阻值只有 2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能，由串联电路电 阻的规律可知要得到：R 总=R1+R2+R3=20Ω 可知：R1=2Ω或 R1=9Ω R2=9Ω或 R2=2Ω R3=9Ω 电压表示数为 U2的示数：U2=I 总R2=0.5A×9Ω=4.5V 或 U2=I 总R2=0.5A×2Ω=1V R1的功率为：P1=I 总 2R1=(0.5A) 2×2Ω=0.5W 或，P1=I 总 2R1=(0.5A) 2×9Ω=2.55W 故 C 错误，D 正确。故选 AD。 8.（2020·四川南充）如图甲所示滑动变阻器的滑片从 a 端滑到 b 端的过程中，电流表 和电压表示数变化的规律如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）。 199 A. R0的阻值为 10Ω； B. 滑动变阻器的最大阻值为 60Ω； C. 电源电压为 8V； D. 滑片在滑动的过程中，滑动变阻器的最大功率为 0.9W 【答案】AD。 【解析】ABC．当滑片 P 在 a 端时，电路为 R0的简单电路，电路中的电流最大，由图乙 可知，电路中的最大电流 I 大=0.6A，则电源的电压：U=I 大R0=0.6A×R0① 当滑片位于 b 端时，R0与 R 串联，电流表测电路中的电流，电压表测 R两端的电压，此 时电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流：I 小=0.1A，UR=5V 滑动变阻器的最大阻值： R 5V= 0.1A UR I  小 =50Ω 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压 U=I 小(R0+R)=0.1A×(R0+50Ω)② 由①②得到：0.6A×R0=0.1A×(R0+50Ω)，R0=10Ω 电源电压：U=I 大R0=0.6A×10Ω=6V D．滑动变阻器的功率：P= 2 2 2 2 2 0 00 0 ( ) ( ) ( ) 4 U U UR R R R RR R R R R      当 R=R0时，变阻器的功率最大，最大功率为： P 最大= 2 2 0 (6V) 4 4 10 U R    =0.9W 故 D 正确。故选 AD。 9.（2020·四川雅安）在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器 R2上标有“20 Ω 0.5A"，当滑片 P由 c点移到 a端的过程中，电压表示数 U随滑动变阻器 R2接入电路的 阻值变化情况如图乙所示，R1的最小功率是 0.4 W。在保证电路元件安全的条件下，下列说 法正确的是（ ）。 200 A. 电源电压为 5 V B. R1的阻值为 20Ω C. R2接入电路的最小阻值为 2Ω D. R2的最小功率是 0.8 W 【答案】C。 【解析】由图甲所示电路图可知，定值电阻 R1与滑动变阻器 R2串联，电压表测定值电 阻 R1两端电压； A．由于 R1是定值电阻，根据 P=I2R 可知，电路中电流最小时 R1的功率最小，当电流最 小时滑动变阻器连入电路的电阻最大，则由图乙知，滑动变阻器连入电路的电阻为 20Ω， 此时电压表的示数为 2V，根据 P=UI 可得，此时电路的电流： 1 1 0.4W 0.2A 2V P I U   最小 最小 根据 UI R  和串联电路的电压特点可得电源电压： 2 1 0.2A 20Ω 2V 6VU I R U     最小 最大 故 A 错误； B．根据 UI R  可得 R1的阻值： 1 1 2V 10Ω 0.2A UR I    最小 ，故 B 错误； C．由于滑动变阻器 R2上标有“20Ω0.5A”，则电路中的最大电流为 0.5A，根据 UI R  可 得最小总电阻： 6V 12Ω 0.5A UR I   最小 最大 则此时滑动变阻器的最小阻值为： 12 12Ω 10Ω 2ΩR R R    最小 最小 故 C 正确； D．由前面解答可知，电路中电流的取值范围为 0.2A∼0.5A，滑动变阻器消耗的功率 201    22 2 2 2 1 1 6V 10Ω 0.9W 10 0.3 WP U I U U I UI I R I I I            所以当 0.3 0I   时，即 I=0.3A 时，R2的功率最大 P 最大=0.9W；根据前面推出的变阻器 消耗功率与电流的二次函数表达式作出 P−I 图像，如图所示： 根据图像可知，当电流最大为 0.5A 时，滑动变阻器消耗的电功率最小，滑动变阻器消 耗的最小电功率：  22 2 1 6V 0.5A 10Ω 0.5A 0.5WP UI I R      最小 最大 最大 故 D 错误。故选 C。 10．（2020·四川遂宁）如图甲是小明设计的自助探究实验电路，灯泡 L在安全范围内 的伏安特性曲线如图乙，电源电压恒为 4.5V，滑动变阻器 R的最大阻值 20Ω，电流表量程 0～0.6A，电压表量程 0～3V．下列是小明对此电路通过计算分析作出的几个判断，其中正 确的是（ ）。 A．变阻器滑片右移时电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡亮度变亮 ； B．交阻器滑片右移时电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡亮度变暗 ； C．为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在 5Ω～10Ω之间调节； D．在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是 0.9W 【答案】C。 【解析】AB、变阻器与灯串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，变阻器 滑片右移时，变阻器连入电路的电阻变小，由电阻的串联规律，电路的电阻变小，由欧姆定 律，电流表示数变大； 根据 U＝IR，灯的电压变大，根据 P＝UI，灯的功率变大，灯变亮； 由串联电路电压的规律，电压表示数变小，AB 错误； 202 CD、R 的最大阻值 20Ω，电流表量程 0～0.6A，根据图乙知，通过灯的最大电流为 0.4A， 故电路的最大电流为 0.4A，此时灯的电压为 2.5V，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器 的最小电阻为：R1＝ ＝ ＝5Ω； 电压表量程为 0～3V，变阻器的最大电压为 3V，由分压原理，此时变阻器连入电路的电 阻最大，根据串联电路电压的规律，这时灯的电压 U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，由图知，灯的电流 为 0.3A，由欧姆定律，变阻器连入电路的最大电阻：R2＝ ＝ ＝10Ω； 为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在 5Ω～10Ω之间调节，C 正确； D、电路的最大电流为 0.4A，变阻器的最小电阻为 5Ω，滑动变阻器消耗的功率为： P 变＝I1 2×R1＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W，故 D错误。 故选：C。 11.（2020·新疆）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器 R1、R2的滑片 可移动的最大距离相等。开始时，R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合后，电路 的总功率为 0.4 W。若将 R1的滑片向左移动 3 cm，R2的滑片向右移动 3 cm，电路的总功率 变为 0.3 W；若将 R1、R2的滑片从正中间均向右移动 3 cm，电路的总功率变为 0.5 W。已知 滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比，则滑动变阻器 R1的最大阻值与 R2的最大阻值之 比为（ ）。 A. 3∶1 B. 4∶1 C. 5∶1 D. 6∶1 【答案】B。 【解析】设 R1、R2的最大阻值分别为 R1、R2，设两个变阻器滑片可移动的距离为 acm， 则滑片移动 3cm 时，其连入电路电阻的变化量为最大阻值的 3 a 倍。 由公式 2U P R  可得 R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间时 1 2 2 0.4W 0.5 0.5R R U   ……① 203 将 R1的滑片由中间向左移动 3 cm，R2的滑片由中间向右移动 3 cm 时 2 2 1 1 2 0.3W3 30.5 0.5R R R R U a a     ……② 将 R1、R2的滑片从正中间均向右移动 3 cm 时 2 2 1 1 2 0.5W3 30.5 0.5R R R R U a a     ……③ ①:②可得 a=18cm 将 a=18cm 分别代入②与③中，将两式相除，整理得 R1:R2=4:1 选项 A、C、D 错误，不符合题意；选项 B 正确，符合题意 故选 B。 12.（2020·江苏连云港）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙 是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说 法正确的是（ ）。 A. 电源电压为 3V B. 电压表的最大示数为 2V C. 整个电路功率变化了 0.1W D. 电流表的示数变化了 0.4A 【答案】D。 【解析】ABD．由图可知，当 P 在最左端时，R1全部接入电路并与 R 串联，电压表测 R1 两端的电压，由图乙可知，变阻器的最大阻值是 20Ω，其对应的功率是 0.8W，由串联分压 可知变阻器两端的电压最大，电压表的最大示数 U 最大= 1 0.8W 20 =4VPR   最大 204 最小电流：I 最小= 4V= 20 U R  最大 最大 =0.2A 当变阻器接入电路的电阻为 R时，其消耗的电功率最大 P=I2R= 2 2 2 2 2 1 11 1 ( ) ( ) ( ) 4 U U UR R R R RR R R R R      当 R=R1=10Ω 时，其电功率最大，由图可知变阻器的最大功率 0.9W，通过电路的电流 I= 0.9W 10 P R   最大 =0.3A 电源电压：U=I(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V 当变阻器的滑片滑动到阻值最小处，只有 R接入电路，电路中最大电流 I 最大= 6V 10 U R   =0.6A 电流表的示数变化了：ΔI=I 最大-I 最小=0.6A-0.2A=0.4A 故 AB 错误，D 正确； C．整个电路功率的变化量：ΔP=UΔI=6V×0.4A=2.4W 故 C 错误。故选 D。 13.（2020·重庆 B）如图甲所示的电路，电源电压不变，L 是标有“4Ｖ”字样的灯泡， 定值电阻为 60Ω，两个电流表的量程均为 0-0.6A，电压表的量程为 0-15V，图乙是小灯泡 L 的电流随其电压变化的图像。当 S 闭合，S1、S2断开，将滑片 P 移到变阻器 R 的中点时，小 灯泡Ｌ恰好正常发光，电压表示数为 5V。下列说法正确的是（ ）。 A. 电源电压为 5V； B. 变阻器 R 的最大阻值为 10Ω； C. 移动滑片 P 当灯泡 L 的功率为 1W 时，变阻器 R 接入的阻值为 6.25Ω； D. 当 S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，变阻器 R消耗的最大功率为 4.05W 205 【答案】D。 【解析】A．当 S 闭合，S1、S2断开，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两 端的电压，将滑片 P 移到变阻器 R 的中点时，小灯泡 L 恰好正常发光，此时灯泡两端的电压 为 4V，电压表示数为 5V（即变阻器的电压为 5V），由串联电路的电压规律可得，电源电压 为： L R 4V 5V 9VU U U     ；故 A错误； B．当 S 闭合，S1、S2断开，滑片 P 移到变阻器 R 的中点时，灯泡正常发光，根据图乙 可知，此时通过灯泡的电流为 0.5A，因串联电路中各处的电流相等，则由欧姆定律可知， 产生滑动变阻器接入电路的电阻为： R 5V 10Ω 0.5A UR I    则滑动变阻器的最大阻值为： 2 2 10Ω 20ΩR R    滑大 ，故 B错误； C．移动滑片 P，当灯泡 L 的功率为 1W 时，根据乙图可知，此时灯泡两端的电压为 2.5V， 电路中的电流为 0.4A，根据串联电路的电压规律可知，此时滑动变阻器两端的电压为 R L 9V 2.5V 6.5VU U U      由欧姆定律可得，此时滑动变阻器接入电路的电阻为： 6.5V 16.25Ω 0.4A RUR I    滑 故 C 错误； D．当 S、S1、S2都闭合，滑动变阻器和定值电阻并联，电流表 A测干路中的电流，电流 表 A1测通过定值电阻 0R 的电流；两个电流表的量程均为 0～0.6A，所以干路中的最大电流 为 0.6AI  总大 ；通过定值电阻 0R 的电流为： 0 0 9V 0.15A 60Ω UI R    根据并联电路电流特点可知，通过滑动变阻器的最大电流为： R 0 0.6A 0.15A 0.45AI I I     大 总大 则滑动变阻器 R消耗的最大功率为： R R 9V 0.45A 4.05WP UI    大 大 故 D 正确。故选 D。 14.（2020•岳阳）如图所示，电源电压不变，a、b、c 为电流表或电压表。只闭合 S1 时，a表无示数，b 表有示数，c 表有示数且示数随滑片 P的移动发生变化。则： A．a 表是电压表； B．先闭合 S1、S2，再闭合 S3，a 表示数无变化； 206 C．S1、S2 、S3都闭合，移动滑片 P, a、 b 两表示数无变化； D．S1、S2、S3都闭合，b 表示数除以 a 表示数等于电阻 R1的阻值 【答案】C。 【解析】只闭合 S1时，a表无示数，b 表有示数，c表有示数且示数随滑片 P的移动发 生变化。分析得出， c 表、a 表可能是电流表，b表是电压表；先闭合 S1、S2，只有 R3接入 电路，a 表（电流表无示数），再闭合 S3，电阻 R1、R2、R3并联连接，a 表测量电阻 R1、R2的 电流，所以 a 表（电流表）示数增大；开关 S1、S2 、S3都闭合，电阻 R1、R2、R3并联连接， 移动滑片 P,电压表 b、 电流表 a 两表示数无变化，a表测量电阻 R1、R2的电流，电压表 b 除以电流表 a 的示数等于电阻 R1、R2并联的等效电阻。 综上所述，故选 C。 15．（2020·南充）如图所示电路，当闭合开关，灯泡正常发光，滑动变阻器滑片向右 移动时，下列说法正确的是（ ）。 A．灯 L 亮度变暗； B．电压表 V 与电流表 A1示数之比不变； C．电路的总功率变小； D．电压表示数变大 【答案】C。 【解析】由图可知，该电路为并联电路，电压表测量电源的电压；电流表 A1测量的是 通过滑动变阻器的电流，电流表 A2测量的是通过灯泡的电流； 由于电源电压不变，所以电压表示数不变，故 D错误； 207 滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，由于其两端的电压不变， 根据欧姆定律可知，通过其电流会变小，即电流表 A1示数变小； 由于并联电路中各支路互不影响，所以通过灯泡的电流不变，灯泡的功率不变，亮度不 变，故 A 错误； 电压表 V 与电流表 A1示数之比为滑动变阻器的电阻，电阻变大，比值变大，故 B 错误； 根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流减小，根据 P＝UI 可知，电路的总功率减 小，故 C 正确； 故选：C。 16.（2020·自贡）在图的电路中，电源电压保持不变，R 为定值电阻．闭合开关 S 后， 将滑动变阻器的滑片 P 从最右端移到中间某个位置，电压表和电流表的示数分别变化了△U 和△I．下列分析正确的是（ ）。 A. U I   变大 B. U I   变小 C. U I   不变 D. U I   先变小后变大 【答案】C。 【解析】由电路图可以知道,定值电阻 R 与滑动变阻器串联,电压表测 R 两端的电压,电 流表测电路中的电流, 设滑片移动前后电路中的电流分别为 1I 、 2I ,则 1 2I I I   , 由 I U R  可得,电压表的示数分别为: 1 1U I R 2 2U I R 电压表示数的变化量:  2 1 2 1 2 1U IRU U I R I R I I R         即 U I R   所以, U I   不变；所以 C 选项是正确的。 17．（2020·哈尔滨）如图所示，L1“3V 3W”、L2“3V 1.5W”。灯丝电阻不变，电源电压 3V．开关 S闭合后，下列说法正确的是（ ）。 208 A．L1和 L2的电阻之比是 2：1； B．L1和 L2的电流之比是 1：2； C．L1两端电压是 2V； D．两灯消耗的总功率是 1W 【答案】D。 【解析】根据电路图可知，两灯泡串联； A、根据 P＝ 知， L1的电阻为：R1＝ ＝ ＝3Ω； L2的电阻为：R2＝ ＝ ＝6Ω； 所以 L1和 L2的电阻之比为： ＝ ＝ ，故 A错误； B、因为串联电路电流处处相等，所以 L1和 L2的电流之比是 1：1，故 B错误； C、电路的电流为 I＝ ＝ ＝ A， L1两端电压是：U1＝IR1＝ A×3Ω＝1V，故 C错误； D、两灯泡消耗的总功率为：P＝ ＝ ＝1W，故 D 正确。 故选：D。 18．（2020·绥化）小飞家的走廊灯很容易烧坏，为了解决这一问题，她设计了如图电 路，L1和 L2都是“220V 40W”的灯泡（设灯泡 L1和 L2的电阻不变，电源电压不变），下列说 法正确的是（ ）。 209 A．灯泡 L1的电阻是 1210Ω； B．闭合 S，断开 S1，灯泡 L1和灯泡 L2串联； C．闭合 S，断开 S1，灯泡 L1两端的电压是 110V； D．两灯泡都亮时，电路消耗的总功率是 80W 【答案】ABC。 【解析】（1）根据 P＝ 可得，灯泡 L1的电阻：R1＝ ＝ ＝1210Ω，故 A 正确； （2）闭合 S，断开 S1时，两灯泡串联， 因为 L1和 L2都标有“220V 40W”， 所以两灯泡的电阻相等，均为 1210Ω， 因串联电路中各处的电流相等，所以由 U＝IR 可知，两灯泡分得的电压相等， 则此时 L1两端的电压：U1＝ U＝ ×220V＝110V，故 BC 正确； （3）两灯泡都亮时两灯泡串联， 因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以此时电路消耗的总功率：P 总＝ ＝ ＝20W，故 D 错误。 故选：ABC。 19.（2020·天津）图所示是某导体中的电流 I 跟它两端电压 U 的关系图象，该导体的 阻值为（ ）。 A. 40Ω B. 30Ω C. 20Ω D. 10Ω 【答案】D。 【解析】由图像知，通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，说明导体的电阻不随 温度变化而变化；由欧姆定律 UI R  可得，导体的电阻： 1 1 1V 10Ω 0.1A UR I    210 故选 D。 20．（2020·衡阳）如图所示电路中，电源电压恒为 6V，电流表量程为 0～0.6A，电压 表量程为 0～15V，滑动变阻器 R2规格为“50Ω 0.5A”。滑片 P 在中点时，电流表示数为 0.2A， 电压表示数为 5V．下列说法中正确的有（ ）。 A．定值电阻 R1为 5Ω； B．如果出现电压表示数为 6V，可能是 R1断路； C．滑动变阻器阻值可调节范围为 7Ω～50Ω； D．R2的功率占电路总功率的比值最小时，电流表示数为 0.6A 【答案】AC。 【解析】A、滑动变阻器和定值电阻串联在电路中，电压表测量滑动变阻器的电压，电 流表测量串联电路的电流，电压表示数是 5V，电源电压是 6V，由于串联电路的总电压等于 各串联导体两端电压之和，所以定值电阻两端的电压为：U1＝U﹣U2＝6V﹣5V＝1V，所以定值 电阻的阻值为：R1＝ ＝ ＝5Ω，故选项正确。 B、电源电压是 6V，滑动变阻器和定值电阻串联在电路中，当电压表示数是 6V 时，定 值电阻两端电压是 0V，说明定值电阻是短路，故选项错误。 C、滑动变阻器允许通过的最大电流是 0.5A，电流表量程是 0～0.6A，可以判断电路最 大电流是 0.5A， 所以定值电阻两端的最大电压为：U'1＝I'R1＝0.5A×5Ω＝2.5V， 由于串联电路的总电压等于各串联导体两端电压之和，所以滑动变阻器两端电压为：U'2 ＝U﹣U'1＝6V﹣2.5V＝3.5V， 所以此时滑动变阻器接入电路的最小电阻为：R2＝ ＝ ＝7Ω； 滑动变阻器向右移动时电阻变大，分担的电压变大，电路电流变小，并且电源电压是 6V，不会超过电压表量程，所以滑动变阻器可以接入 50Ω的电阻， 所以滑动变阻器的取值范围为：7Ω～50Ω，故选项正确。 D、滑动变阻器和定值电阻串联在电路中，滑动变阻器允许通过的最大电流是 0.5A，所 211 以电路电流不会达到 0.6A，故选项错误。 故选：AC。 21.（2020·北京）如图所示电路中，将开关 S 闭合，完全相同的灯 L1和灯 L2均发光。 下列说法正确的是（ ）。 A. 灯 L1比灯 L2亮； B. 通过 A 点的电流大于通过 B 点的电流； C. 灯 L1的实际电功率比灯 L2的实际电功率小； D. 电路中 AB 两点间的电压等于 BC 两点间的电压 【答案】D。 【解析】ABC．由图可知，两个灯泡串联，两个灯泡完全相同，两个灯泡的电阻相同， 串联电路中各处的电流相等，所以通过 A 点的电流等于通过 B 点的电流，由 P=I2R 可知两个 灯泡的实际功率相同，两个灯泡亮度相同，故 ABC 错误； D．由 U=IR 可知两个灯泡两端的电压相等，所以 AB 两点间的电压等于 BC 两点间的电压， 故 D 正确。 故选 D。 22.（2020·天津）图所示是一种测定油箱内油量的装置，其中 R 是滑动变阻器的电阻 片｡当油量减少时，滑动变阻器的滑片 p 向上移动，则电路中（ ）。 A. 总电阻增大，电流减小 B. 总电阻增大，电流增大 C. 总电阻减小，电流增大 D. 总电阻减小，电流减小 【答案】A。 【解析】由电路图知，电阻 R与 0R 串联，电流表测整个电路的电流，当油量减小时， 212 滑动变阻器的滑片向上移动时，变阻器接入电路的阻值增大，整个电路中的总电阻增大，根 据欧姆 UI R  知，电路中的电流减小。 故选 A。 23.（2020·北京）在其他条件相同的情况下，电阻较小的导体，其材料的导电性能较 强。如图所示的电路中，R1是甲种材料制成的电阻丝，R2是乙种材料制成的电阻丝，它们的 横截面积相同，长度分别为 L1、L2且 L1>L2。闭合开关 S 后，观察到电流表 A1的示数 I1大于 电流表 A2的示数 I2。请分析并判断甲、乙两种材料导电性能的强弱。 【答案】见解析。 【解析】根据 UR I  ，因为电压相等，通过的电流 I1>I2，所以 R1n C.mR 乙，甲乙两只灯泡串联接时，电流相等，由 P=I2R 可知 甲灯的电阻大实际功率大；若两灯并联时，P 甲:P 乙= R 乙:R 甲=3:6=1:2。 18．（2020·哈尔滨）有一只标有“3.8V 0.3A”的小灯泡。其中“3.8V”是指小灯泡 的 。将小灯泡接在 3.0V 的电路中，实际的电功率是 W．（灯丝电阻不变，结 果保留两位小数） 【答案】额定电压；0.71。 【解析】（1）“3.8V 0.3A”是指小灯泡的额定电压 U 额＝3.8V、额定电流 I 额＝0.3A； （2）由欧姆定律可得小灯泡灯丝的电阻：R＝ ＝ ＝ Ω； 将小灯泡接在 3.0V 的电路中，灯丝电阻不变，其实际的电功率：P 实＝ ＝ 258 ≈0.71W。 故答案为：额定电压；0.71。 19.（2020·湖南常德）如图所示电路，灯 L1、L2串联接在 9V 的电源两端，灯 L1标有“6V、 6W”， 灯 L2标有“6V、3W”，闭合开关，1min 内 L2消耗的电能是______J（不计温度对灯泡 电阻的影响）。 【答案】180。 【解析】由 2U P R  可得灯 L1、L2的电阻：  22 1 1 1 6V 6Ω 6W UR P     22 2 2 2 6V 12Ω 3W UR P    灯 L1、L2串联接在 9V 的电源两端，则电路总电阻： 1 2 6Ω 12Ω 18ΩR R R     则电路电流： 9V 0.5A 18Ω UI R    由可得 UI R  可得 L2两端实际电压： 2 0.5A 12Ω 6VU IR    2实 则 1min 内 L2消耗的电能： 2 6V 0.5A 60s 180JW U It     2实 。 20.（2020·黑龙江龙东）如图所示，灯 L 标有“4V 2W”，R=20Ω，闭合开关灯 L 正 常发光（灯丝的电阻不受温度影响)，电流表示数为 A，通电 1min 电路产生的热量为 J。 【答案】0.7；168 。 【解析】通过灯泡的电流：IL= P U = 2w 4v =0.5A，因为灯泡正常发光，故 R两端的电压为 4V， 通过电阻的电流 IR= U R = 4V 20Ω =0.2A，故电流表的示数 I= IL +IR=0.5A+0.2A=0.7A；通电 1min 电路产生的热量 Q=W=IUt=0.7A×4V×60s=168J。 259 21.（2020·重庆）图 8 中电源电压为 6 V 并保持不变，定值电限 R 为 10Ω。滑动变 阳器 R 标有“20Ω、0.5A”字样，电流表量程为“0-0.6A”。电压表量程为-0-3V"。闭合开 关，移动滑片 p 的过程中，为保证电路元件安全滑动变阻器 R'接人电路的最小阻值为Ω 定 值电阻 R 的最大功率为 W。 【答案】10Ω；0.9W。 【解析】当电流最大为 0.5A 或定值电阻电压最大为 3V 时滑到变阻器电阻最小，定值电 阻的电功率最大； 当 U 定=3V 时； AV R U I 3.0 10 3    定 定 定 ,小于 0.5A 所以当电流等于 0.3A 时，滑动变阻器电阻最小，定值电阻的电功率最大：  20 3.0 6 ax A V I U R M 总 总  101020'min 定总 RRR WAVIUP 9.03.03max  定定定 。 22．（2020·四川南充）将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为 12V，通过的电 流为 3A，则该电阻丝电阻为 Ω；若将该电阻丝两端电压由 12V 降至 6V，则电功率变 化了 W。 【答案】4；27。 【解析】由 I＝ 得：该电阻丝电阻为：R＝ ＝ ＝4Ω； 该电阻 R 所消耗电功率的变化：PR′﹣PR＝ ﹣ ＝ ﹣ ＝27W。 故答案为：4；27。 23．（2020·绥化）灯泡 L 的 I﹣U 图象如图甲所示，电阻 R1的阻值是 10Ω，电源电压 是 8V．在图乙所示的电路中，若只闭合 S1和 S2时，电压表的示数是 2V，此时电路中的电流 是 A；若只闭合 S1和 S3时，电压表的示数是 4V，10s 内电流通过电阻 R2产生的热量 是 J；若将电压表换成电流表，闭合 S1、S2和 S3，时，电流表的示数是 A。 260 【答案】0.6A；32；2.4。 【解析】（1）若只闭合 S1和 S2时，定值电阻 R1和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电 压，电压表示数是 2V，由图象知，灯泡电流是 0.6A，即此时电路电流是 0.6A。 （2）若只闭合 S1和 S3时，定值电阻 R2和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电压 表示数是 4V，由图象知，灯泡电流为 0.8A，即此时电路电流是 0.8A，电源电压是 8V，根据 串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和，所以定值电阻 R2两端的电压为：U2＝U﹣UL ＝8V﹣4V＝4V， 所以定值电阻 R2的阻值为：R2＝ ＝ ＝5Ω， 10s 内电流通过电阻 R2产生的热量是：Q＝I2R2t＝（0.8A）2×5Ω×10s＝32J。 （3）若将电压表换成电流表，闭合 S1、S2和 S3，时，定值电阻 R1和 R2并联，电流表测 量干路电流， 电源电压是 8V， 所以通过定值电阻 R1的电流为：I1＝ ＝ ＝0.8A， 所以通过定值电阻 R2的电流为：I2＝ ＝ ＝1.6A， 故电流表示数为：I 总＝I1+I2＝0.8A+1.6A＝2.4A。 故答案为：0.6A；32；2.4。 24.（2020·宁夏）小朋友在玩电动玩具车时，如果用手将其按住，不让车轮转动，很 容易烧坏电动机，这是因为电动机线圈的电阻_______（选填“很大”或“很小”），此时通 过电动机线圈的电流会_______（选填“很大”或“很小”），根据_______知，短时间内会在 线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏｡ 【答案】（1）很小；（2）很大；（3）焦耳定律 Q=I2Rt。 【解析】因为电动机线圈是由铜线绕制而成的，电阻很小。 由欧姆定律可知，此时通过电动机线圈的电流会很大。 261 根据焦耳定律 Q=I2Rt 知，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏｡ 25.（2020·天津）我国家庭电路的电压为______V；如图所示是小明家中一周前､后电 能表示数。他家这周消耗了______kW·h 的电能｡ 【答案】（1）220；（2）13。 【解析】我国家庭电路的电压为 220V。 小明家这周消耗的电能：W=W2-W1=1658.8 kW⋅h -1645.8 kW⋅h =13kW·h。 26．（2020·衡阳）如图所示电路中，电源电压为 6V，电阻 R1的阻值为 2Ω，滑动变阻 器 R2上标有“10Ω 3A”字样，小灯泡 L 上标有“12V 6W”字样，电流表所选量程为 0～3A。 （1）当开关 S、S1和 S2都闭合时，R2的滑片置于最右端，电流表的示数为 0.9A，小灯 泡 L 在 5min 内产生的热量是 J。 （2）当 S闭合，S1和 S2都断开时，为了确保电流表测量更准确，本实验中要求电流表 指针要达到满偏刻度的 （即示数不小于最大量程的 ），则 R2接入电路的最大阻值是 Ω。 【答案】（1）108；（2）4。 【解析】（1）当开关 S1，S2，S都闭合时，R1被短路，电路为灯 L、R2的并联电路，电流 表测量干路中电流， R2的滑片置于最右端，连入电阻 R2最大＝10Ω， 滑动变阻器两端的电压等于电源电压， 通过滑动变阻器的电流：I2＝ ＝ ＝0.6A， 通过灯的电流：IL＝I﹣I2＝0.9A﹣0.6A＝0.3A， 灯两端的电压等于电源电压， 262 小灯泡 L 在 5min 内产生的热量：Q＝W＝UILt＝6V×0.3A×60s＝108J； （2）当开关 S1、S2都断开，S 闭合时，电阻 R1与 R2串联； 为了确保测量准确，电流表指针要达到满偏刻度的 ，电流表所选量程为 0～3A， 所以最小电流 Imin＝ ×3A＝1A， 由欧姆定律可得电阻 R1两端的电压：U1＝IminR1＝1A×2Ω＝2V； 因为串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以滑动变阻器 R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V， 由欧姆定律可得 R2接入电路的最大阻值：R2max＝ ＝ ＝4Ω。 故答案为：（1）108；（2）4。 27．（2020·四川南充）一灯泡标有“6V 3W”的字样，现仅有 8V 的电源，要使小灯泡 正常发光，应该给小灯泡 （选填“串”或“并”）联一个 Ω的电阻。（不考虑 灯泡电阻受温度的影响） 【答案】串；4。 【解析】灯泡正常发光时的电压 UL＝6V，功率 PL＝3W， 要使灯泡接到 8V 的电源上时正常发光，应串联一个电阻 R 分压， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，串联电阻两端的电压：UR＝U﹣UL＝8V﹣6V＝2V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由 P＝UI 可得，灯泡正常工作时电路中的电流：I＝IL＝ ＝ ＝0.5A， 由 I＝ 可得，串联电阻的阻值：R＝ ＝ ＝ ＝4Ω。 故答案为：串；4。 28．（2020·绥化）小强外出时家里只有一盏额定功率是 60W 的电灯未关，仍在发光。 他离开时与回来后电能表的示数如图所示，在这段时间内，电灯消耗的电能是 kW•h； 若他离开家 20h，则此灯的实际功率是 W．请写出家庭电路中电流过大的原因 是 。（写出一条原因即可） 263 【答案】1；50；用电器总功率过大。 【解析】由图可知，在这段时间内电灯消耗的电能 W＝2020.8kW•h﹣2019.8kW•h＝1kW• h； 此灯的实际功率 P＝ ＝ ＝0.05kW＝50W； 引起家庭电路中电流过大的原因是：一是短路，二是用电器总功率过大。 故答案为：1；50；用电器总功率过大。 29．（2020·四川南充）小明将线圈电阻为 4.84Ω的电动机接入 220V 的家庭电路中， 关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有 2000imp/（kW•h）的电能表 3min 内 闪烁了 100 次，则电动机在这段时间内消耗的电能为 kW•h，电动机线圈产生 J 的热量。 【答案】0.05；1.8×104。 【解析】（1）关闭其它用电器，只让电动机工作， 由电能表的参数“2000imp/（kW•h）”知，电路中每消耗 1kW•h 的电能，指示灯闪烁 2000 次， 所以当指示灯闪烁 100 次时，电动机消耗的电能为： W＝ kW•h＝0.05kW•h＝1.8×105J； （2）由 W＝UIt 可得，电动机工作时的电流：I＝ ＝ ＝ A， 所以电动机线圈产生热量：Q＝I2Rt＝（ A）2×4.84Ω×3×60s＝1.8×104J。 故答案为：0.05；1.8×104。 30.（2020·德州）下面是有关生活用电的描述，请将空白处补充完整： (1)将洗衣机的三脚插头插入三孔插座中，这样做可以让它的金属外壳与插座中的 ______（选填“火”“零”或“地”）线相连，防止发生触电事故。 264 (2)某家庭某月初电能表的示数如图甲所示，月底表盘示数如图乙所示，他所在地区每 度电的电费是 0.5 元，则本月他家应缴纳电费______元；将某家用电器单独接在该电能表上 正常工作5min，电能表指示灯闪烁了 160 次（即160imp），该家用电器的额定功率是 ______ W 。 【答案】（1）地；（2）45；（3）600。 【解析】(1)洗衣机属于金属外壳用电器，因此与洗衣机外壳相连接的是地线，这样即 使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生。 (2)由图可知某月消耗的电能为：W=1717.2kW·h-1627.2kW·h=90kW·h 应缴纳电费：0.5 元/kW·h×90kW·h=45 元 电能表指示灯闪烁 160 次时，用电器消耗的电能：W′= 160imp =0.05kW h 3200imp/(kW h)   用电器正常工作的电功率，即额定功率：P= 0.05kW h 5 h 60 W t    =0.6kW=600W。 31.（2020·贵州黔东南）电能表是测量_____的仪表，小红同学家中电能表月初和月底 的读数如图所示， 则这个月家里用了_____度电，小红同学为了测一只正在工作的电饭锅的 实际电功率，她关闭了家中其它所有电器，此时她家标有“3000r/kW·h”字样的电能表每 分钟转过 30 圈，则这只电饭锅工作时的实际功率为_____W。 【答案】（1）电功；（2）82；（3）600。 【解析】电能表是测量电功的仪表．某月消耗的电能是两次电能表的读数之差，即 1469.5kW h 1387.5kW h=82kW h    标有“3000r/kW·h”字样的电能表每分钟转过 30 圈，消耗的电能为： 265 30r 1 kW h 3000r/kW h 100 W     1 kW·h 100 0.6kW 600W1 h 60 WP t     。 32.（2020·四川成都 A）小彬用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的 关系”，电源电压为 3V，电阻丝 R1=10Ω，R2=20Ω，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内 的空气被加热，他观察到________气球先鼓起来。甲气球乙气球通电 1min，R2产生的热量 为______J。 【答案】（1）乙；（2）12。 【解析】从图中可以看到，加热时间相同，通过的电流也相同，根据焦耳定律 2Q I Rt 可知，R2的电阻较大，那么 R2所在的密闭烧瓶产生的热量较大，乙气球先鼓起来。 甲气球乙气球通电 1min，电路中的电流大小： 1 2 3V 0.1A 10Ω 20Ω UI R R      R2产生的热量：  22 2 2 2 0.1A 20Ω 60s 12JQ I R t     R2产生的热量为 12 J。 33． （2020·安徽）如图所示的电路中，电源电压 U =9V，电阻 R1 =20Ω，R2 =10 Ω，则通电 1min 该电路产生的热量为________J。 266 【答案】162。 【解析】 JsVt RR UWQ 16260 1020 )9( 21 2      电 。 34.（2020·重庆 B）如图所示，是小静同学观察到自家电能表的情况，其显示的示数 为________kW·h。他关掉了家里其他用电器，只让电饭锅处于加热状态工作，观察到电能 表转盘 8min 内刚好转动了 72 转，则他家的电饭锅加热时的电功率为________W。 【答案】（1）1919.8；（2）900。 【解析】电能表的读数，最后一位是小数，单位是 kW•h，读图可知，电能表的读数 1919.8kW•h。 “600r/（kW•h）”表示每消耗 1kW•h 电能，电能表转盘转 600 圈，只让电饭煲在 8min 内转了 72 转，消耗的电能为： 72R 0.12kW h 600R/kW h W     电饭锅加热时的电功率为： 8 60 0.12kW h 0.9kW 900W h WP t      。 35.（2020·四川南充）一灯泡标有“6V、3W”的字样，现仅有 8V 的电源，要使小灯泡 正常发光，应该给小灯泡________(选填“串”或“并")联一个________Ω的电阻。(不考虑 灯泡电阻受温度的影响) 【答案】（1）串；（2）4。 【解析】根据题意知道，灯泡正常发光时的电压 UL =6V，功率 PL =3W，所以，要使灯泡 接到 8V 的电源上时正常发光，应串联一个电阻 R 分压。 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，串联电阻两端的电压 UR =U-UL =8V-6V=2V 又因为串联电路中各处的电流相等，所以，由 P=UI 知道，灯泡正常工作时电路中的电 流： L L L 3W 0.5A 6V PI U    267 由 UI R  知道，串联电阻的阻值： L 2V 4 0.5A RUR I    。 36.（2020·四川南充）将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为 12V，通过的电 流为 3A，则该电阻丝电阻为________Ω；若将该电阻丝两端电压由 12V 降至 6V，则电功率 变化了________W。 【答案】（1）4；（2）27。 【解析】电阻丝的电阻：R= 12V 3A U I  =4Ω 将该电阻丝两端电压由 12V 降至 6V，则电功率变化： ΔP=    2 22 2 1 2 12V 6V - =27W 4 4 U U R R     。 37.（2020·四川南充）小明将线圈电阻为 4.84Ω的电动机接人 220V 的家庭电路中， 关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有 2000imp/(kW.h)的电能表 3min 内闪 烁了 100 次，则电动机在这段时间内消耗的电能为________kW.h，电动机线圈产生________J 的热量。 【答案】（1）0.05；（2） 41.8 10 。 【解析】电动机在这段时间内消耗的电能为： 0 100kW h= kW h 0.05kW h 2000 nW n      [2]根据公式W UIt 可以求出电动机线圈的电流为： 60.05 3.6 10 J 100 A 220V 3 60s 22 WI Ut        电动机线圈产生热量为： 2 2 4100( A) 4.84Ω 180s=18000J=1.8 10 J 22 Q I Rt     。 38.（2020·四川雅安）图所示的电能表读数是_______ kW·h，若单独使用某电热水器 12 min，该电能表的转盘转 1200 转，则此热水器的功率为______W。 268 【答案】（1）165.3；（2）2000。 【解析】电能表表盘上最后一位是小数、单位 kW⋅h，所以图示的电能表读数为 165.3kW ⋅h。 [2]电路中消耗电能： 1200 kW h 0.4kW h 3000 W     用电器的功率： 0.4kW h 2 kW 2000W12 h 60 WP t      。 39.（2020•岳阳）如右图所示是某小灯泡的电流—电压图像，小灯泡的额定电压为 6V。 小灯泡正常发光时，灯丝的电阻是Ω，若将小灯泡与 R=10Ω的定值电阻并联接入某电路， 干路的总电流为 0.5A，通电 10s，电阻 R 消耗的电能为 J。 【答案】20、9 。 【解析】依据图片可知，当电压为 6V 时，通过灯泡的电流为 0.3A，灯泡的电阻 䳌쳌䁙 䳌；，当灯泡接入 3V 的电源时，通过灯泡的电流为 0.2A，通过定值电阻 R的电流 䁙 䳌 䳌쳌䁙，干路的电流 I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A，符合题意；故电阻消耗的电能，即电 流所做的功 W=UIt=3V×0.3A×10s=9J 。 故答案为：20、9 。 40.（2020·四川雅安）如图所示，电源电压 7V 保持不变，灯 L2的规格为“6V 3.6W" ， 当开关 S 闭合，两灯发光，使用一段时间后 L1突然熄灭，L2更亮，则故障是 L1______，此时 灯 L2的实际电功率为____W。（假设灯丝电阻不变） 269 【答案】（1）短路；（2）4.9。 【解析】由图可知，两灯泡串联，若两灯中只有一灯发光，则电路故障一定不是断路， 而是另一个灯泡短路，因为是 L1突然熄灭，L2更亮，则故障是 L1短路。 由 2U P R  可得，灯 L2的电阻：  22 6V 10Ω 3.6 W U R P   额 额 当 L1短路时，此电路为 L2的简单电路，灯 L2的实际电功率：  22 7V 4.9W 10Ω U P R   实际 实际 。 41.(2019·武威)如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电______kW •h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作 3min，电能表指示灯闪烁了 32 次。该用电 器在上述时间内消耗的电能为______kW•h，它的实际电功率是______W。 【答案】5546.7；0.02；400。 【解析】（1）该表盘上显示数字为 55467，因为最后一位是小数、单位是 kW•h，所以 显示已用电 5546.7kW•h； （2）1600imp/（kW•h）表示每消耗 1kW•h 的电能，指示灯闪烁 1600 次，指示灯闪烁 32 次，则该用电器消耗的电能：W= kW•h=0.02kW•h， 该用电器的实际电功率：P= = =0.4kW=400W。 故答案为：5546.7；0.02；400。 42.（2019·河南）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作 2min，测得家中 如图所示的电能表的转盘转了 70r，热水器的实际功率为_____W；若不计能量损失，这段时 间内热水器中 50L 的水可升温_____℃．由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度 270 考虑，热水器的电源线比冰箱的要_____（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水=1.0×103kg/m3， c 水=4.2×103J/（kg•℃）] 【解析】（1）电能表的转盘转 70r，电热水器消耗的电能：W= =0.07kW•h， 工作时间 t=2min= h，则该电热水器的实际功率： （2）电热水器消耗的电能：W′=Pt=2100W×120s=2.52×105J， 水的体积 V 水=50L=0.05m 3 ，由ρ= 可得，水的质量：m 水=ρ水 V 水=1.0×10 3 kg/m 3 × 0.05-3m3=50kg； 因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q 吸=W′=2.52×105J， 由 Q=cm△t 得，水升高的温度： （3）由于电热水器的功率远大于冰箱，根据 P=UI 可知，电热水器工作时的电流远大于 冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。为保证线路安全，在电流和通电时间一定 时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，根据 Q=I2Rt 可知，电源线产生的热 量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。 故答案为：2100；1.2；粗。 43.（2019·天津）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关 S，滑动变阻器 滑片 P从 a端移动到 b 端的整个过程中，电流表示数 I 与电压表示数 U 的关系图象如图乙所 示。则电阻R1的阻值为______Ω；当变阻器滑片P处于a端时，电阻R1消耗的电功率为______W。 271 【答案】10；0.1。 【解析】由电路图可知，定值电阻 R1与滑动变阻器 R2串联，电压表测 R1两端的电压， 电流表测电路中的电流。 （1）当滑片位于 b端时，电路为 R1的简单电路，电压表测电源电压，此时电路中的电 流最大， 由图象可知，电源电压 U=3V，此时 R1两端的电压 U1=U=3V，电路中的电流 I=0.3A， 由欧姆定律可得：R1= = =10Ω； （2）当滑片位于 a 端时，R1、R2串联，电压表测 R1两端的电压，由图象可知，此时电 路中的电流 I′=0.1A 时，R1两端的电压 U1′=1V，电阻 R1消耗的电功率 P1′=U1′I′=1V× 0.1A=0.1W。 故答案为：10；0.1。 44.（2019·益阳）如图所示电路，电源电压不变，R1为发热电阻，阻值 10Ω．R2为定 值电阻，阻值为 20Ω．R 为滑动变阻器（A、B 为其两个端点）。闭合开关 S，当滑片 P 移动 到 A 端时，电流表的示数为 0.3A，电源电压 U=______V．当滑片 P 移到 B 点时，发热电阻 R1在 1分钟内产生的热量为______J。 【答案】故答案为：6；216。 【解析】由图知，闭合开关 S，当滑片 P 移动到 A 端时，R1和 R2并联，电流表测量通过 R2的电流。 272 因为 I= ，所以电源电压为 U=I2R2=0.3A×20Ω=6V； 滑片 P移动过程中，R1两端电压不变，阻值不变， 所以 1分钟内产生的热量为 。 故答案为：6；216。 45.（2019·贵港）家用电吹风的简化电路如图 5 所示，主要技术参数如下表。则该电 吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是________Ω，正常工作吹热风 5min 电热丝产生的 热量是________J。 【答案】48.4；3×10 5 。 【解析】由表知，电热丝吹热风时，电热丝的额定功率为 P=1000W，额定电压为 U=220V， 故电热丝的阻值为 ； 正常工作吹热风 5min 电热丝产生的热量为： 。 46.（2019·湘潭）图是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作 1min 产生 J 的热量，如果 这些热量 84%被冷水吸收能使 2.0L 的水温度升高上℃。 【解析】（1）由图知，电水壶的额定功率为 1500W， 所以正常工作 1分钟产生的热量：Q＝W＝Pt＝1500W×60s＝9×10 4 J； （2）由ρ＝ 可得水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.0×10﹣3m3＝2kg， 这些热量 84%被冷水吸收，即 Q 吸＝84%Q 放， 由 Q＝cm△t 得水升高的温度：△t＝ ＝ ＝9℃。 故答案为：9×10 4 ；9。 273 47．（2018•青岛）某电视机的额定功率是 l10w，则它正常工作时，电流是 ；1kW• h 的电能可供它止常工作的时间是 （至少保留一位小数）。 【答案】0.5A；9.1h。 【解析】家庭电路的电压是 220V，电视机的额定功率是 l10W， 则它正常工作时，通过电视机的电流为：I= = =0.5A； 1kW•h 的电能可供它正常工作的时间：t= = ≈9.1h。 故答案为：0.5A；9.1h。 三、计算题 48.（2020·四川成都 A）图所示的电路，电源电压 U恒定为 3V，电阻 R1=10Ω、R2=6Ω， 导体棒 DE 总电阻为 RDE=15Ω，开关闭合前，滑片 P 与导体棒最左端接触。 (1)开关 S1接 M，S、S2闭合，求 5min 内电路消耗的电能； (2)开关 S1接 N，S2断开，S 闭合，移动滑片 P 的过程中，导体棒接入电路的电阻为 Rx 时，电压表 V1示数为 U1，电压表 V2示数为 U2，ΔU=U1-U2。请写出ΔU 的字母表达式(用 U、 R1、R2、Rx表示)，并求出ΔU 的最大值。 【答案】(1)450J；(2)  1 2 1 2 U R R U R R     ；0.75V。 【解析】(1)开关 S1接 M，S、S2闭合，R1和导体棒 DE 并联，则 R1在 5min 内电路消耗的 电能为：  22 1 1 3V 5 60s=270J 10Ω UW t R     W； 导体棒 DE 在 5 min 内电路消耗的电能为：  22 DE DE 3V 5 60s=180J 15Ω UW t R     所以 5min 内电路消耗的电能： 1 DE 270J 180J 450JW W W     ； (2)开关 S1接 N，S2断开，S 闭合，电路为串联电路，V1测 R1和导体棒 DE 的电压，V2测 R2和导体棒 DE 的电压，根据题可得： 274        1 DE 2 D 1 22 E1 10 -6 4I R R I R R I R R I IU U U            当电流最大时，ΔU最大，即当滑动变阻器阻值最小，电流最大为： 1 2 3V 3= A 10Ω+6Ω 16 UI R R    则ΔU的字母表达式为：  1 2 1 2 U R R U R R     ； 则， 3=4 A=0.75V4 16 = IU   。 答：(1)开关 S1接 M，S、S2闭合，5min 内电路消耗的电能为 450J。(2)开关 S1接 N，S2 断开，S 闭合，移动滑片 P 的过程中，导体棒接入电路的电阻为 Rx时，电压表 V1示数为 U1， 电压表 V2示数为 U2，ΔU=U1-U2。ΔU 的字母表达式为  1 2 1 2 U R R U R R     ，ΔU 的最大值为 0.75V。 49.（2020·四川乐山）如图所示，已知电源电压保持不变，灯泡 L 标有“6V 6W”字 样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当断开 S1，闭合 S2、S3，此时灯泡刚好正常发光，电流 表示数为 2.5A．求： (1)电源电压； (2)电阻 R1的阻值； (3)只闭合开关 S1，灯泡 L 的电功率。 【答案】(1)6V；(2)4Ω；(3)2.16W。 【解析】(1)根据题意知道，当断开 S1，闭合 S2、S3，灯泡 L 与 R1并联，此时小灯泡刚 好正常发光，由并联电路的特点知道，电源电压是：U=UL额=6V； (2)小灯泡正常发光时，此时通过灯泡的电流是： L L L 6W 1A 6 V PI U    因为并联电路的干路电流等于各支路电流之和，所以通过 R1的电流是： I1=I–IL=2.5A–1A=1.5A 275 所以，R1的阻值是： 1 1 1 6 V 4Ω 1.5A UR I    (3)小灯泡正常发光时，由 2U P R  知小灯泡的电阻是： 2 2 L L (6V) 6Ω 6WL UR P    只闭合开关 S1，小灯泡 L与 R1串联：R 总=R1+RL=4Ω+6Ω=10Ω 所以通过小灯泡 L 的电流是： L 6V 0.6A 10Ω UI R    总 由 2P I R 得，  22 = 0.6A 6Ω=2.16WP I R  。 答：(1)电源电压为 6V；(2)电阻 R1的阻值为 4Ω；(3)灯泡 L 的电功率为 2.16。 50.（2020·四川南充）市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水 壶的电路简图，开关 K 接通后，开关 S自动与触点 a、b 接通，热水壶开始烧水；当壶内水 温达到 100oC 时，温控开关 S 自动与 a、b 断开，并立即与触点 c 接通，水壶进入保温状态。 已知电源电压为 220V，电阻 R1=50Ω，这种水壶的加热功率 P 加热是保温功率 P 保温的 5 倍， 水的比热容 c=4.2x103J/(kg.oC)，R1、R2电阻不受温度影响。求： (1)将 1kg 初温为 35oC 的水加热到 100oC 需要吸收多少热量? (2)电阻 R2的阻值。 (3)在晚上用电高峰期将 1kg 初温为 35oC 的水加热到 100oC 需用时 300s，若加热效率为 91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少? 【答案】(1) 52.73 10 J ；(2)200Ω； (3)200V。 【解析】(1)初温为 35oC的水加热到 100oC，温度的变化量为： o 0 o oC 35 C 65 C=100t t t    － 需要吸收的热量为：  3 o o 54.2 10 J/ kg. C= 1kg 65 C=2.73 10 JQ cm t     吸 (2)由题意可知，开关 S自动与触点 a、b 接通时 1R与 2R 并联，电热水壶处于加热状态， 276 得加热时电功率为： 1 2P P P  加热 开关 S自动与 a、b断开，并与触点 c接通时，电路变为 2R 的简单电路，电热水壶处于 保温状态，得保温时电功率为： 2P P 保温 水壶的加热功率 P 加热是保温功率 P 保温的 5 倍，即 5P P 加热 保温 得： 1 2 25 5P P P P P    加热 保温 即 1 24P P 根据 2U P R  得： 2 1 1 UP R  ， 2 2 2 UP R  电阻 1=50ΩR ，根据 1 24P P 可算出电阻 2R 为： 2 2 1 2 1 2 4U UP P R R    即： 1 2 1 4 R R  得： 2 14 4 50Ω=200ΩR R   。 (3)初温为 35oC 的水加热到 100oC，温度变化量为： o 0 o oC 35 C 65 C=100t t t    － 吸收的热量为：  3 o o 54.2 10 J/ kg C= 1kg 6 C=2.73 10 J5Q cm t     吸 总的消耗的电能为： 5 52.73 10= 3 10 J 91% JQ W     吸 总 电路总电阻为： 1 2 1 2 50Ω 200Ω= =40Ω 50Ω+200Ω R RR R R   总 根据公式 2 = U W t R 实 总 总 得： 53 10 J 40Ω= =200V 300s W R U t    总 总 实 。 51.（2020·重庆 B）小明家用电火锅烹饪烤肉，肉烤熟后立即将电火锅调至“低温档”， 一段时间后锅内热油仍向外飞溅，容易烫伤家人。小明断开电源，看到电火锅铭牌的主要参 数如图甲所示；打开底盖，发现其工作电路原理如图乙所示，R1、R2为阻值未知的电热丝。 为了对烤熟的食物保温，同时避免锅内热油向外飞溅，小明对电火锅的工作电路进行了改进， 可以分别实现“高温档”“低温档”或“保温档”功能，改进后的电路原理如图丙所示。求： 277 (1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流； (2)在图丙中，当 S 闭合，S1断开，S2接 b，电火锅处于“保温档”，该状态下电火锅正 常工作时消耗的电功率； (3)用电高峰时电路的实际电压降为 198V，向锅内装 2kg 温度为 25℃的水，用“高温档” 连续工作 100s，水温升高到 35℃，这时电火锅的加热效率ƞ是多少？(已知水的比热容 34.2 10 J/ kgc   水 （ ℃），电热丝的电阻不随温度变化，水吸收的热量跟电火锅消耗的 电能的比值叫做加热效率。) 【答案】(1)5A；(2)176W；(3)94.3%。 【解析】(1)由 P UI 可知，电火锅使用高温档正常工作时电路中的电流 1100W 5A 220V P U I  高 高 高 (2) 由乙图可知，当开关 S 和 S1闭合时，两电阻并联，此时电路的总电阻较小，由 2UP UI R   可知，此时为高温档；当只闭合开关 S 时，电路为 R1的简单电流，此时电路 的总电阻较大，由 2UP UI R   可知，此时为低温档；工作状态为低温档时 2 2 1 220V( ) 55Ω 880W UR P    低 工作状态为高温档时： 2 2220V 44Ω 1100 ( ) W UR P    高 总 由 1 2 1 1 1 R R R   总 得： 2 1 1 1 44Ω 55Ω R   解得： 2 220ΩR  在图丙中，当 S闭合，S1断开，S2接 b时，两电阻串联，此时电路的总电阻是： ' 1 2 55Ω 220Ω 275ΩR R R    总 278 该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率： 2 ' 2 (220V) 176W 275Ω UP R    保 总 温 (3)电火锅实际电压为 198V 时，实际功率是： 2 2(198V) 891W 44Ω U P R   实际 实际 总 由 W P t  可知，消耗的电能是： 891W 100s 89100JW Pt    水吸收的热量： 34.2 10 J(kg ) 2kg (35 25 ) 84000JQ cm t        吸 ℃ ℃ ℃ 这时电火锅的加热效率： 8 84000J100% 100% 94 9100J .3% Q W      吸 。 答：(1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流是 5A；(2)该状态下电火锅正 常工作时消耗的电功率176W ；(3)电火锅的加热效率是 94.3%。 52.（2020·江苏连云港）连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质。 为解决冬天如厕时马桶座冰冷的问题，某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座，其电路 如图所示，定值电阻 R1和 R2为两电热丝，单刀双掷开关 S2可接 a 或 b。已知电阻 R2 =550Ω， 所加电源电压为 220V。当 S1闭合，S2接 a 时，电路发热的功率为 22W。 (1)求 R1的阻值； (2)分别求出①S1断开、S2接 a；②S1闭合、S2接 b 两种情况下电路的发热功率。 (3)小明同学对此电路设计进行评估，发现该电路一直处于工作状态，不利于节能环保， 建议在电路中增加定时开关。老师认为该电路设计还有不足，请你指出所存在的不足。 【答案】(1)2200Ω；(2)17.6W，110W；(3)见解析。 【解析】(1)当 S1闭合，S2接 a 时，只有 R1接入电路，R1的阻值： 279 R1= 2 2(220V) 22W U P  =2200Ω (2)①S1断开、S2接 a时，两个电阻串联，电路的发热功率： 2 2 2 1 2 (220V) 17.6W 2200 550 UP R R       ②S 闭合，S2接 b 时，两个电阻并联，R1的发热功率： 2 2 1 1 (220V) 22W 2200 UP R     R2的发热功率： 2 2 2 2 (220V) 88W 550 UP R     电路的发热功率：P 总=P1+P2=88W+22W=110W (3)当 S1断开、S2接 a 时，电路消耗的功率为 17.6W，该挡位电路消耗的功率与另一挡 位 22W 相差不大，没有实际意义。建议根据需要改变 R1和 R2的阻值，使三个挡位电路的功 率适当拉开差距。 53．（2020·四川遂宁）图甲是某品牌的电热水壶，其工作电路简图如图乙所示，开关 s可以控制其加热、保温和停止三个状态，其名牌如图丙所示。在该电热水壶正常工作的情 况下，将一壶25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾[假设电热丝产生的热量全部被水吸收， R1，R2的阻值不随温度变化，c 水＝4.2×103J/（kg•℃），1L＝10﹣3m3]。求： （1）水吸收的热量； （2）R1、R2的阻值； （3）加热这壶水到沸腾所用时间（结果保留一位小数）； （4）实际加热这壶水到沸腾用时 10.5min，求实际电压。 【解析】（1）由ρ＝ 可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg， 280 1 标准大气压下，水的沸点为 100℃， 水吸收的热量：Q 吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3 ×105J； （2）由图可知，开关打到 2时，只有 R1接入电路中，电路的电阻最小，根据 P＝ 可 知，此时为高温档， 则 R1的阻值为：R1＝ ＝ ＝40Ω； 开关打到 3时，两个电阻串联，则为低温档；低温档的电阻为：R＝ ＝ ＝ 484Ω； 根据串联电路的电阻关系可知，R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝484Ω﹣40Ω＝444Ω； （3）电热丝产生的热量全部被水吸收，根据 Q＝W＝6.3×105J； 根据 P＝ 可知，加热的时间为：t＝ ＝ ＝520.7s； （4）烧开同样一壶水所需的电能是相同的，则电水壶的实际功率为：P'＝ ＝ ＝1000W； 根据 P＝ 可知，实际电压为：U'＝ ＝ ＝200V。 答：（1）水吸收的热量为 6.3×105J；（2）R1为 40Ω，R2的阻值为 444Ω；（3）加热这 壶水到沸腾所用时间为 520.7s；（4）实际电压为 200V。 54.（2020·重庆）水烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康，为了满足这个 要求，小罗设计了多档位节能电烧水壶，电路原理如图 20 甲。其中开关 s 为防干烧温控开 关，通常情况闭合定值电阻 R1、R2为加热电阻,且 R1为 48.4Ω,R2阻值为 R1的 2 倍。通过滑 动金属滑轩上的滑块 P,使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化(图 20 乙)。他测得烧 水壶用中功率档给热水保温时，正常工作 24s,将 1kg 的水从 750C 加热到 800C。[已知 c 水 =4. 2x103J/(kg.℃),不计温度对电阻的影响]求: (1)此加热过程中热水所吸收的热量 Q; (2)此加热过程中烧水壶的热效率η(η=Q/W，W 为所消耗的电能); (3)用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热 一段时间后开始计时经过 30s。后水沸腾，再以低功率档持续加热 30s,观察到电能表转盘在 281 这 60s 内转了 27 转(电能表盘如图 20 丙)，烧水壶工作的际电压 U实是多少。 答案： 【解析】（1） JkgkgJtcmQ 43 102.170-801/(102.4  ℃）℃（℃）吸 （2）此加热方式为中功率档：   %5.87 102.4 101.2 102.4241000 1000 4.48 220 4 4 4 2 1 2         J J W Q JsWtPW WV R UP 吸 中 中  （3)由电能表数据可得：   JhkW hkWr r N nW 41086.40135.0 /2000 27   实  8.964.4822 12 RR 由于 W 实为高功率与低功率共同消耗的电能；有图得 2 2 2 2 2 1 2 R U PR R U R U P 实 低 实实 高 ：，低功率为只有高功率为并联：  即 VU t U t UU J t R U t R U R U tPtPWWW 198 96.896.848.4 1086.4 222 4 2 2 2 2 1 2                    实 低 实 高 实实 低 实 高 实实 低低高高低高实 解之得： 55.（2020·山东滨州）如图所示，电源电压 4.5V 保持不变，电流表的量程为0 0.6A～ ， 电压表的量程为0 3V～ ，灯泡 L 标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器 R 标有“20 1A” 282 字样。闭合开关 S，调节滑动变阻器滑片 P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求： (1)灯泡正常工作时的电流和电阻。 (2)灯泡正常工作1min 所放出的热量。 (3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。 【答案】(1)0.5A，6Ω；(2)90J；(3)3Ω~12Ω。 【解析】(1)灯泡 L 正常工作时的电流： L L L 1.5W 0.5A 3V PI U    灯泡 L的阻值： L L L 3V 6 0.5A UR I    ； (2)灯泡1min 所放出的热量即电流所做的功： 1.5W 60s 90JQ W Pt     (3)闭合开关，灯泡 L 和滑动变阻器串联，线路中的最大电流等于灯泡正常工作时的电 流： L 0.5AI I  灯泡 L正常发光。此时滑动变阻器两端的电压： 2 L 4.5V 3V 1.5VU U U     滑动变阻器连入电路的电阻为： 2 L 1.5V 3 0.5A UR I     当电压表的示数为最大 2 3VU   时，电路中电流： 2 L 4.5V 3V 0.25A 6 U UI R       此时滑动变阻器连入电路的电阻为： 2 3V 12 0.25A UR I        所以滑动变阻器连入电路的电阻变化范围3 ~ 12 。 答：(1)灯泡正常工作时的电流是 0.5A 和电阻是 6Ω；(2)灯泡正常工作1min 所放出的 热量是 90J；(3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围是 3Ω~12 Ω。 283 56.（2020·贵州黔东南）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部加热 系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为 220V，额定功率为 605W，问： (1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入 6kg 初温为 20℃的水，加热系统的加热电阻正 常工作 16min 将水加热到 40°C，此加热过程中吸收的热量是多少？（c 水=4.2×103J/(kg·° C)） (2)加热系统加热时的热效率是多少？ （结果精确到 0.1%） (3)当小明家的实际电压是 200V，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不 随温度变化而变化） (4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是 12V（按摩系统将交流电压转换为 12V），工 作电流为 4A，其电阻为 0.5Ω，电动机工作中因发热损失．．．．的功率是多少？ 【答案】(1)5.04×105J；(2)86.8%；(3)500W；(4)8W。 【解析】(1)加热过程中水吸收的热量：  3 54.2 10 J/ kg C 6kg 40 C 20 C 5.( 10) 04 JQ c m t         吸 水 水 水 (2)加热系统加热时消耗的电能： 5605W 16 60s 5.808 10 JW P t     额 则热效率： 5 5 5.04 10 J 5.80 100% 100% 86. 8 10 J 8% Q W        吸 (3)由 2U P R  额 额 可得加热电阻的阻值：  22 220V 80Ω 605W U R P   额 额 当小明家的实际电压是 200V，加热电阻工作的实际功率：  22 200V 500W 80Ω U P R   实 实 (4)电动机工作过程中要发热，损失功率：  22 4A 0.5Ω 8WP I R   损 电动机 答：(1)加热过程中水吸收的热量是 5.04×105J；(2)加热系统加热时的热效率是 86.8%； (3)当小明家的实际电压是 200V，加热电阻工作的实际功率是 500W；(4)电动机工作中因发． 284 热损失的功率是 8W。 57.（2020·贵州黔南）如图甲所示电路中，电源电压为 9V 不变，R1是定值电阻，R2 由 三段材料不同、横截面积相同的均匀导体 EF、FG、GH 制作而成，其中一段是铜丝，其电阻 可忽略不计，另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与 R2良好接触并能移动的滑 动触头。闭合开关 S1断开 S2，将 P 从 H 端移到 E 端时，电流表示数 I与 P向左移动的距离 x 之间的关系如图乙所示。问： (1)电阻 R1的阻值是多少？电阻 R2的总电阻是多少？ (2)当 x 的值为 30 cm 时，电流表的示数是多少？ (3)当电压表的示数为 4 V 时，在 20 s 内电流通过 R2产生的热量是多少？ (4)当 P 移动到最左端 E 处时，闭合开关 S1和 S2.电阻 R2消耗的电功率与电路消耗的总电 功率之比是多少？ 【答案】(1) 10Ω；20Ω；(2) 0.64A；(3) 40J；(4) 1∶3。 【解析】(1)当 P 移到 E端时，均匀导体没有接入电路，只有电阻 R1工作，电路电阻最 小，电流最大，由图可知，此时通过电阻电流为 0.9A，则电阻 R1的阻值是： 1 9V =10Ω 0.9A UR I   大 当 P 移到 H端时，均匀导体全部接入电路，电路电阻最大，电流最小，由图可知，此时 通过电路电流为 0.3A，则 R1电压为： 1 1=0.3A 10Ω=3VU I R 小 根据串联电路的分压规律，R2电压为： 2 1 9V-3V=6VU U U   R2的阻值为： 2 2 6V =20Ω 0.3A UR I   小 (2)由图可知，当 x 在 15cm~25cm，电流不变，即 FG 为铜导线，当 x 的值为 30 cm 时， P在 EF 中点，因为导线阻值与自身长度成正比，所以起到作用的长度为：  1 1 35cm-25cm =5cm 2 2 l EF  285 整段导体起作用的总长为：L=15cm+(35cm-25cm)=25cm 则当 x的值为 30 cm 时，该段电阻为： x 2 5cm20 =4 25cm lR R L      电流表示数为： A 1 x 9V= = 0.64A 10Ω+4Ω U UI R R R   总 (3)电压表的示数为 4 V 时，即 R1电压为 4V，则 R2电压为： 2 1 9V-4V=5VU U U   根据串联电路的电流规律： 1 2 1 1 4V =0.4A 10Ω UI I R    则在 20 s 内电流通过 R2产生的热量是： 2 2 5V 0.4A 20s=40JQ W U I t     (4)当 P 移动到最左端 E 处时，R1和 R2并联，则：  22 1 1 9V =8.1W 10Ω UP R    22 2 2 9V =4.05W 20Ω UP R   电阻 R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是： 2 2 1 2 4.05W 1= = = + 8.1W+4.05W 3 P P P P P总 。 答：(1)电阻 R1的阻值是 10Ω。电阻 R2的总电阻是 20Ω。(2)当 x 的值为 30 cm 时，电 流表的示数是 0.72A。(3)当电压表的示数为 4 V 时，在 20 s 内电流通过 R2产生的热量是 40J。(4)当 P 移动到最左端 E处时，闭合开关 S1和 S2.电阻 R2消耗的电功率与电路消耗的总 电功率之比是 1∶3。 58.（2020·贵州黔西南）如图是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图， R是加热电阻丝，阻值为 44Ω，R是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为 Rt=5+0.5t（式中 Rt单位是Ω，t 的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为 3V。当电 磁维电器线圈中的电流小于等于 10mA 时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热．[c=4.2 ×103J/（kg·℃）] 286 (1)如果将水只加热到 80℃，闭合开关，则滑动变阻器的阻值要调到多大？（电磁铁线 圈电阻忽略不计） (2)容器内装有 700mL、初温为 20℃的水，将其加热到 100℃，用时 4min，则该饮水器 正常工作时加热效率是多少? 【答案】(1)255Ω；(2)89%。 【解析】(1)由题可知，当温度为 80℃时，热敏电阻的阻值为： t 5 0.5 5 0.5 80 =45R t     ℃ 设定温度为 80℃，即 80℃时，电路中的电流为 10mA 合 0.01A，此时控制电路中的总电 阻为： 3V= =300Ω 0.01A UR I 总 则滑动变阻器的阻值为： t 300Ω 45Ω=255ΩR R R   滑 总 即滑动变阻器的阻值要调到 255Ω。 (2)容器内装有 700mL 合 700cm3，则容器内水的质量为： 3 3= 1g cm 700cm =700g=0.7kgm V   这些水温度由 20℃的水升高到 100℃，所吸收的热量为：  3 54.2 10 J kg 0.7kg 100 =2.352 10 J=Q cm t     吸 （ ℃） ℃－20℃ 饮水机的工作电路 4min，所消耗的电功为：  22 5220V = 4 60s=2.64 10 J 44Ω UW UIt t R     电 该饮水器正常工作时加热效率为： 5 5100%= 100% 89%2.352 10 J 2.64 10 J Q W       吸 电 答：(1)如果将水只加热到 80℃，闭合开关，则滑动变阻器的阻值要调到 255Ω；(2) 该饮水器正常工作时加热效率是 89%。 287 59.（2020·湖南常德）如图所示电路图中，已知定值电阻 R1=R2=5Ω，滑动变阻器 Rg 的最大阻值为 10Ω，电源电压为 12V，电路中 a处可能是电压表也可能是电流表。 (1)若只闭合开关 S1，将滑动变阻器的触片滑至最左端，则电流表 A2的示数为多大？ (2)若同时闭合开关 S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电 功率为多大？ 【答案】(1)电流表 A2的示数为 0.6A 或 1.2A；(2)若同时闭合开关 S1、S2，将滑动变阻 器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为 28.8W 或 0。 【解析】(1)只闭合开关 S1，滑动变阻器的触片滑至最左端，则变阻器接入电路的阻值 最大。 若 a 处接的是电压表，则定值电阻 R1、R2和变阻器串联，电流表 A2测电路的电流，那么 此时电路的电流： 1 2 g 12V 0.6A 5Ω 5Ω 10Ω UI R R R        若 a 处接的是电流表，则电路是滑动变阻器单独工作的简单电路，此时电路中的电流： g 12V 1.2A 10Ω I U R   ＇ (2)同时闭合开关 S1、S2，滑动变阻器的触片滑至其中点，则变阻器接入电路的阻值为 5 Ω。 若 a 处接的是电压表，则电路是电阻 R1单独工作的简单电路，此时变阻器消耗的电功 率为 0； 若 a 处接的是电流表，则电路中定值电阻 R1和变阻器 Rg并联，电阻 R2被短路，此时变 阻器消耗的电功率： 2 2 g (12V) 28.8W 5Ω UP R    答：(1)若只闭合开关 S1，将滑动变阻器的触片滑至最左端，则电流表 A2的示数为 0.6A 或 1.2A；若同时闭合开关 S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电 功率为 0 或 28.8W。 288 60.（2020·江苏泰州）如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡， 分别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关，R1和 R2为电热丝，R1的阻值为 80Ω， 高温烧煮挡的功率为 660W。求： (1)高温烧煮时干路中的电流； (2)电阻丝 R2的阻值； (3)电饭锅低温焖饭 0.5h 消耗的电能是多少焦耳。 【答案】(1)3A；(2)880Ω；(3)99000J。 【解析】(1)由 P UI 得，高温烧煮时干路中的电流： 660W 3A 220V I P U  高温 高温 高温 (2)当开关 S1和 S 都闭合时，两电阻并联，此时总电阻较小，由 2UP UI R   可知，此 时为高温烧煮挡；当只闭合开关 S时，电路为 R2的简单电路，此时总电阻较大，由 2UP UI R   可知，此时为低温焖饭挡；当开关 S1和 S 都闭合时，由 UI R  得，总电阻为： 220V 220 3 3 Ω A R U I    高温 总 由 1 2 1 1 1 R R R   总 得： 2 1 1 1 220 80ΩΩ 3 R   解得： 2 880ΩR  (3)低温焖饭挡的功率为： 2 2 2 (220V) 55W 880ΩR UP  低温 由 W P t  得，电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是： 55W 1800s=99000JW Pt   。 答：(1)高温烧煮时干路中的电流是 3A；(2)电阻丝 R2的阻值是880Ω；(3)电饭锅低温 焖饭 0.5h 消耗的电能是99000J。 61.（2020·广东）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为 220V。如图甲是 其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。某次饮水机在额定电压下工作 289 的电功率 P与时间 t的关系图象如图乙所示，求： (1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能： (2)饮水机处于保温挡时，通过 R1的电流； (3) R2的阻值。 【答案】(1)1.452×105J；(2)0.2A；(3) 110Ω。 【解析】(1) 由图乙可得，饮水机加热时，加热功率 P1 =484 W ，加热时间 t1 = 300s， 故饮水机处于加热档阶段消耗的电能：W1=P1t1=484 W 300s=1.452×105J； 加热挡阶段消耗的电能为 1.452×105J。 (2)只闭合 S 时，R1接入电路，此时饮水机处于保温档。由图乙可知，保温功率为 P2 =44 W，流过 R1的电流：I2= 2P U = 44 W 220V =0.2A；流过 R1的电流为 0.2A。 (3)当开关 S、S0闭合时，R1与 R2并联，处于加热档，那 R2的功率： P=P1-P2=484 W-44 W=440 W 由 P= 2U R 得 R2的阻值：R2= 2U P =  2220V 440 W =110Ω；R2的阻值为 110Ω。 答： (1) 饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为 1.452×105J；(2)饮水机处于保温挡时， 通过 R1的电流为 0.2 A；(3) R2的阻值为 110Ω。 62.（2020·宁夏）人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的 实验，实验发现下表中的 IED 灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同｡请通过计算回答下 列问题∶ 290 (1)LED 灯正常发光时的电流是多大？ (2)LED 灯正常发光时的电阻是多大？ (3)正常工作 10h，使用 LED 灯比白炽灯要节约多少电能？ 【答案】(1)0.5A；(2)48Ω；(3) 63.168 10 J 。 【解析】(1)由 P UI 可得 LED 灯正常发光时的电流： 1 1 12W 0.5A 24V PI U    ； (2)由 2U P R  可得 LED 灯正常发光时的电阻：  22 1 1 24V 48Ω 12W UR P    ； (3)正常工作 10h，使用 LED 灯消耗的电能为： 1 1W Pt 正常工作 10h，使用白炽灯消耗的电能为： 2 2W Pt 节约的电能为：     6 2 1 2 1 2 1 100W 12W 10 3600s 3.168 10 JW W W Pt Pt P P t             答：(1)LED 灯正常发光时的电流是 0.5A；(2)LED 灯正常发光时的电阻是 48Ω；(3)正 常工作 10h，使用 LED 灯比白炽灯要节约 63.168 10 J 的电能。 63．（2020·衡阳）初（17001）班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所 示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工 作状态，R1、R2是加热管的电阻（不考虑阻值受温度变化影响），它的部分技术参数如表所 示、试回答下列问题： 291 （1）S闭合时，饮水机处于 工作状态。R2的阻值是 Ω。 （2）水杯中装满 20℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热 容为 4.2×10 3 J/（kg•℃），当时气压设定为 1 标准大气压，不考虑热损失] （3）最近一次使用时，加热管 R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器（相当于 滑动变阻器，以下称为变阻器）设计了如图乙所示的电路来控制加热管 R2的发热功率，在 老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验 测量，得出变阻器消耗的电功率 P随电流 I关系的图象如图丙所示，则： ①求 R2的发热功率范围。 ②变阻器的最大功率多大？ ③简述：这种设计方案有什么不妥之处（指出一种合理的不妥情况即可）。 【解析】（1）S 闭合时，两电阻并联，S 断开时，为 R1的简单电路，由并联电路小于其 中任一电阻，根据 P＝ 可知，S 闭合时，饮水机处于加热工作状态，功率为 900W； S 断开时，饮水机处于保温工作状态，功率为 20W； 根据并联电路各支路互不影响，故加热时 R2的功率为：P2＝900W﹣20W＝880W， R2＝ ＝ ＝55Ω。 （2）一标标准大气压水的沸点为 100℃，水杯中装满 20℃水加热到沸点吸热： Q 吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×10 3 J/（kg•℃）×0.6kg×（100℃﹣20℃）＝2.016×10 5 J， 不考虑热损失，消耗的电能 W＝Q 吸＝2.016×10 5 J， 由 P＝ 得，将水烧开的时间： 额定电压 220V 加热功率 900W 保温功率 20W 水杯容量 0.6kg 292 t′＝ ＝ ＝224s； （3）①变阻器与 R2串联，当变阻器连入电路的电阻为 0 时， R2的电压为 220V，其最大功率为 880W； 当变阻器最大电阻连入电路中时，由图知电路的最小电流为 0.5A，R2的最小功率为： P 2 小＝I 小 2 R2＝（0.5A）2×55Ω＝13.75W； R2的发热功率范围为 13.75W～880W； ② 变 阻 器 的 功 率 ： P 变 ＝ I 2 R 变 ＝ （ ） 2 × R 变 ＝ ＝ ， 当 R 变＝R2时，变阻器的最大功率为： 变阻器的最大功率：P 变大＝ ＝ ＝220W； ③因变阻器与 R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作（或变阻器产 生的热量没有被利用）。 答：（1）加热；55；（2）加热 224s 可将水烧开；（3）①R2的发热功率范围为 13.75W～ 880W；②变阻器的最大功率为 220W；③因变阻器与 R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致 整个电路不能工作（或变阻器产生的热量没有被利用）。 64.（2020·江西）如图所示，电源电压恒定不变，已知定值电阻的阻值为 R0，不考虑 温度对灯丝电阻的影响｡ (1)当 S1和 S2都闭合时，电流表的示数分别为 I1､I2，且 I1>I2，小灯泡 L1恰好正常发光， 求电源电压及小灯泡 L1的电阻值； (2)当开关 S1和 S2都断开时，某一电表示数为 I3（I3≠0），求电路的总功率｡ 293 【答案】(1)I2R0， 2 0 1 2 I R I I ；(2)I2I3R0. 【解析】(1)当开关 S1、S2都闭合时，定值电阻 R0和灯泡 L1并联，一个电流表测量干路 中的电流，另一个电流表测量通过 R0的电流，由于 I1>I2 干路电流为 I1，通过 R0的电流为 I2，则电源电压：U=U0=I2R0 由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流：IL=I1-I2 小灯泡的电阻：RL= 2 0L L 1 2 1 2 = I RU U I I I I I    (2)当开关 S1、S2都断开，灯泡 L1和 L2串联，电路中的电流为 I3，电路的总功率： P=UI=I2R0I3=I2I3R0 答：(1)电源电压是 I2R0，小灯泡 L1的电阻值是 2 0 1 2 I R I I ；(2)电路的总功率是 I2I3R0。 65.（2020·江西）冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用如图所示，是小丽制作的“能 加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示，求： 榨汁杯部分参数表 额定电压 220V 加热功率 300W 保温功率 80W 榨汁功率 66W 容量 300mL (1)仅榨汁时的正常工作电流； 294 (2)R2的阻值； (3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为 90%，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升 高 30℃，要加热多长时间｡[ 3=4 10 J/(kg )c   果汁 ℃ ， 3 3=1.2 10 kg/m  果汁 ] 【答案】(1)0.3A；(2)220Ω；(3)160s。 【解析】(1)仅榨汁时的正常工作电流：I= 66W 220V P U 榨 =0.3A (2)仅闭合开关 S2和 S3时，R1和 R2并联，电路的总电阻较小，由 P= 2U R 可知电功率较大， 榨汁杯处于加热挡，仅闭合开关 S2时，只有 R1的简单电路，电路的电阻较大，由 P= 2U R 可 知电功率较小，处于保温挡，R2的功率：P2=P-P1=300W-80W=220W R2的阻值：R2= 2 2 2 (220V) 220W U P  =220Ω (3)果汁的质量：m=ρ果汁V=1.2×103kg/m3×300×10-6m3=0.36kg 果汁吸收的热量：Q 吸=c 果汁mΔt=4×103J/(kg·℃)×0.36kg×30℃=4.32×104J 消耗的电能：W= 44.32 10 J= 90% Q  吸 =4.8×10 4 J 加热时间：t= 44.8 10 J =160s 300W W P   答：(1)仅榨汁时的正常工作电流是 0.3A；(2)R2的阻值是 220Ω；(3)要加热时间是 160s。 66．（2020·自贡）如图所示的电路中，电源电压为 3V，R 为阻值未知的定值电阻，小 灯泡 L的规格为“6V 3W”，闭合开关 S后，电流表的示数为 1.25A。（不考虑温度对小灯泡 电阻的影响）求： (1)小灯泡的电阻； (2)小灯泡的实际功率； 295 (3)通电 1min，电阻 R 产生的热量。 【答案】(1) 12Ω；(2)0.75W；(3)180J。 【解析】由电路图可知，灯泡 L 与电阻 R 并联，电流表测干路中的电流。 (1)小灯泡的电阻：RL= 2 2 L L (6V)= 3W U P =12Ω (2)因并联电路中各支路两端的电压相等，灯泡两端的电压等于电源电压，小灯泡的实 际功率： 2 2 L L (3V)= = =0.75W 12 UP R   (3)通过灯泡的电流：IL= L 3V= 12 U R  =0.25A 通过 R的电流：IR=I-IL=1.25A-0.25A=1A 通电 1min，电阻 R 产生的热量：Q=W=UIRt=3V×1A×60s=180J 答：(1)小灯泡的电阻是 12Ω；(2)小灯泡的实际功率是 0.75W；(3)通电 1min，电阻 R 产生的热量是 180J。 67.（2019·苏州）某款电热水壶的相关信息如表所示现在该水壶内装入质量为 1kg、 初温为 20℃的水放置在水平桌面上接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开（不 计热量损失），求： 额定功率 1000W 自重 5N 与桌面接触面积 200cm2 （1）装入水后水壶对桌面的压强 p； （2）水吸收的热量 Q； （3）将水烧开所需时间 t。（c 水=4.2×103J/（kg•℃），g=10N/kg） 【解析】（1）壶内装入质量为 1kg 的水，重力为：G 水=mg=1kg×10N/kg=10N， 装入水后水壶对桌面的压力：F=10N+5N=15N； 装入水后水壶对桌面的压强：p= = =750Pa； （2）水壶装了质量为 1kg，初温为 20℃的水，标准大气压下水的沸点是 100℃， 296 则水吸收的热量： Q 吸=cm（t-t0）=4.2×103J∕（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J； （3）不计热损失，W=Q 吸，由 P= 可得电热水壶工作时间：t= = = =336s。 答：（1）装入水后水壶对桌面的压强为 750Pa；（2）水吸收的热量是 3.36105J；（3） 电热水壶把这壶水烧开需要 336s。 68.（2019·益阳）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满 20℃ 的水后加热至70℃，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），干木材的热值q=1.2×107J/kg。 （1）水需要吸收多少热量？ （2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？ （3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为 14%，需要多少干木材？ ××型电热水器 额定加热功率 2400W 加热方式 电加热器 额定电压 220V 安全等级 防触电保护一类 温度设定范围 20 ℃ ～ 90℃ 净重 20kg 容量 40L 整机外形尺 寸 530mm×400mm×400mm 出厂日期 2019 年 5 月 15 日 【解析】（1）由ρ= 可得水的质量：m=ρV=1.0×10 3 kg/m 3 ×40×10 -3 m 3 =40kg， 20℃的水加热至 70℃，则水吸收的热量： Q 吸=c 水m（t-t0）=4.2×10 3 J/（kg•℃）×40kg×（70℃-20℃）=8.4×10 6 J， （2）电热水器正常工作时至少需要消耗的电能：W=Q 吸， 由 P= 可得，电热水器正常工作时至少需要的时间：t= = = =3500s； （3）根据 Q 吸=14%Q 放可知，干木材完全燃烧放出的热量为： 297 Q 放= = =6×10 7 J； 根据 Q 放=mq 可知，需要干木柴的质量为：m′= = =5kg。 答：（1）水需要吸收 8.4×10 6 J 热量；（2）电热水器正常工作时至少需要 3500s 时间； （3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为 14%，需要 5kg 干木材。 69.(2019·岳阳)一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的 电阻和加热效率均不变）。 额定电压 电炖锅档位 额定功率/W 200V 低温 200 中温 400 高温 600 （1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）； （2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观 察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在 12ls 内转了 20 圈，求此时的实际电压； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到 50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分 析比较用高温挡还是用低温挡更节能。 【解析】（1）由表中数据可知，高温的功率 P 高=600W，由 P=UI 可得，在高温档工作时， 电路中的电流： ； （2）由 可得，电炖锅的电阻：  121 400 )220( 22 W V P UR ， 电炖锅在高档工作时，电能表转盘在在 121s 内转了 20r， 298 则电炖锅消耗的电能： JJ hkWr rW 46 104106.3 90 1 /1800 20   实 ， 实际功率为： s J t W P 121 104 4  实 实 ， 由 可得，电路的实际电压： （3）高温档消耗的电能 W 高=p 高 t 高=600W×6×60s=2.16×105J，则水升高 1℃消耗 的电能 2.16×105J/20=1.08×104J， 低温档消耗的电能 W 低=P 低t 低=200W×9×60s=1.08×105J， 则水升高 1℃消耗的电能为 1.08×105J/8=1.35×104J， 因为 1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高 1℃， 高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。 答：（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是 2.7A； （2）在用电高峰期，此时的 实际电压是 200V； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加 热，由（3）可知用高温挡更节能。 70.（2019·泸州）小明家电热水器铭牌标识为“220V、1000W”。由于使用了多年，该 电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值， 小明在家中把该电热水器单独接入 220V 的家庭电路中工作 5min，发现电能表指示灯闪烁了 242 次，电能表规格如图所示。问： （1）小明测得该电热水器的实际电功率是多少？ （2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？ （3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的 这段电热丝的电阻值为多少？ 【解析】（1）3000imp/kW•h 表示每消耗 1kW•h 的电能，指示灯闪烁 3000 次，所以， 电能表指示灯闪烁了 242 次消耗的电能：W= kW•h= ×3.6×10 6J=2.904×10 5J， 该电热水器的实际电功率：P 实= = =968W； 299 （2）由 P=UI= 可得，该电热水器氧化电热丝的实际电阻值：R 实= = =50 Ω； （3）电热水器铭牌标识的功率对应的电阻：R= = =48.4Ω， 为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝 R′，因并联电路 中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以， RRRR     1111 ，解得：R′=1512.5Ω。 答：（1）小明测得该电热水器的实际电功率是 968W；（2）该电热水器氧化电热丝的 实际电阻值是 50Ω；（3）并联的这段电热丝的电阻值为 1512.5Ω。 71.（2018·长沙）如图 L1、L2是规格分别为“6V、6W”，“3V、2.7W”的小灯泡,将它们 连在如图的电路中,电源电压恒定不变,当只闭合 S时,L2正常发光。(不计温度对灯泡电阻的 影响)求: (1)电源电压； (2)灯泡 L1的电阻 R1； (3)当 S、S1都闭合时,10s 内电流做的总功。 【答案】（1）3V；（2）6Ω；（3）42J。 【解析】（1）当只闭合 S 时，灯泡 L2正常发光，灯泡两端电压 U=3V，通过灯泡 L2的电 流： 2 2 P 2.7W 2 U 3V I =0.9A  ；电源电压 U=3V； （2）灯泡 L1的电阻 2 2 1 1 U （6V） 1 P 6W R =6  ； （3）当 S、S1都闭合时，L1和 L2并联，通过 L1的实际电流 1 U 3V 1 R 6 I =0.5A  ；通过 干路的电流 I=I1+I2=0.5A+0.9A=1.4A，电路消耗的总电功率 P=UI=3V×1.4A=4.2W；电流做的 功 W=Pt=4.2W×10s=42J 。 故答案为：（1）3V；（2）6Ω；（3）42J。 72．（2018·黔南）图甲为某款新型电饭煲，额定电压为 220V，它采用了“聪明火”技 术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原 300 理图，R1和 R2为电阻不变的电热丝，S 是自动控制开关。将电饭煲接入 220V 电路中，在电 饭煲工作的 30min 内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求 （1）5～10min，电饭煲的功率。 （2）20～30min，电饭煲产生的总热量 【解析】（1）由丙可知 5～10min 的功率，P1=660W； （2）由丙可知 20～30min 的功率，P2=440W； 时间 t2=30min﹣20min=10min=600s， 由 Q=W=Pt 可得，20～30min 内电饭煲产生的总热量： Q2=P2t2=440W×600s=2.64×105J。 答：（1）5～10min，电饭煲的功率为 660W。（2）20～30min，电饭煲产生的总热量为 2.64 ×105J。