1、专题10物理解答题1.随着人们生活水平的提高，小汽车已经逐步进入家庭.某品牌小汽车空载时质量是1600 kg，车上载有人和物品质量共为200 kg，车轮与地面的总接触面积为2.010-2 m2.若小汽车以输出功率60 kW在市区外水平路面上做匀速直线运动，运动速度v1=72 km/h；当汽车将要进入市区时，司机减小了油门，使汽车的输出功率立即减小为24 kW，并保持该功率继续直线行驶，汽车的速度与时间的关系如图WT10-4所示，设运动过程中汽车所受阻力不变，g取10 N/kg.求：(1)该汽车载人和物品静止时对水平路面的压强.(2)汽车运动过程中受到的阻力.(3)t2时刻后汽车运动的速度v2的
2、大小.图WT10-42.2018舟山笔记本电脑已进入寻常百姓家庭，出差旅游时常随身携带.出于安全考虑，民航局规定，乘客可随身携带0.16 kWh以下的可充电设备.目前，部分航空公司已允许乘客在非起降时间段，有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备.请回答下列问题：(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量为3000 mAh，输出电压为15 V，充满电后，若工作时的平均电流为1.5 A，则可工作多长时间?(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机.(3)使用发现，电脑工作时会发热，原因是.当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑.如果断开电源总开关S2，风扇和其
3、他工作系统同时停止工作.根据上述特点，图WT10-5中可能符合散热控温特点的原理图是.图WT10-53.2019宁波如图WT10-6所示电路，电源电压U不变，灯L1、L2上都标有“3 V”字样，且灯丝阻值不变，R1是定值电阻.闭合开关S1后，依次进行如下操作：开关S2接1、2，移动滑片P，使电压表V1示数为3 V，此时电流表示数为0.3 A；开关S2接2、3，电流表示数为0.4 A；开关S2接4、5，电流表示数仍为0.4 A，电压表V2示数为2 V.请解答下列问题：(1)灯L1、L2的额定功率分别是多少?(2)小科根据上述实验数据，计算R1的阻值，分析如下：操作中，L1与R0串联，L1两端电压
4、为3 V，通过L1的电流大小为0.3 A.操作中，L1与R1并联后(可看作一个阻值变小的电阻)与R0串联，通过L1与R1的总电流大小I为0.4 A.假设此时L1两端电压为U1，通过的电流为IL1.可求得R1=U1I1=U1I-IL1=3 V0.4 A-0.3 A=30 .老师指出：求解R1时，代入的“3 V”“0.4 A”“0.3 A”三个数据中有错误.请你指出错误的数据：，并正确求解R1.(3)当开关S2接4、5时，滑片P怎样移动才能使L2正常工作?(要求说明移动方向和变化的阻值大小)图WT10-64.水平桌面上放置底面积为80 cm2、质量为400 g的圆筒，筒内装有16 cm深的某液体，
5、弹簧测力计悬挂底面积为40 cm2、高为8 cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图WT10-7乙所示.求：(圆筒的厚度忽略不计，筒内液体没有溢出；g取10 N/kg)(1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力.(2)筒内液体的密度.(3)圆柱体浸没时，圆筒对桌面的压强.图WT10-75.2017下城一模如图WT10-8所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器.若质量m=2 kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，20 s末无人机离地高度h=50 m，整个运动过程中电动机提供升力F=24 N，所受空气阻力f大小不变，且无人机动能增加量E
6、=25 J.已知动力系统的电动机工作电压U=25 V，电流I=3 A.求：(1)无人机上升过程中受到的空气阻力f.(g取10 N/kg)(2)该电动机的线圈电阻R.(保留一位小数)图WT10-86.2019衢州空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能，其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等.使用时，通常向水箱中加水，使吹出的风比无水时凉爽.下表是某品牌空调扇部分参数.项目参数项目参数额定电压220伏额定功率50瓦空机质量7.5千克单个轮子接触地面面积2厘米2水箱容量0.5升轮子数量4个蒸发量1升/时电源线长度1.2米(1)向水箱的水里再加入一些碎冰，可降低水温，使吹出的风比只有水时更凉爽.加冰可
7、降低水温的原因有 .(2)人在运动大量出汗后，对着空调扇吹，很容易感冒.此时，在脑干调节下，皮肤血管收缩，血流量减少，皮肤温度下降，散热量，从而维持人体体温恒定.(3)小科阅读参数表后发现，该空调扇比较省电.计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能.(4)计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强.(g取10 N/kg)(5)该空调扇底座安装了万向轮，方便移动.但在其他设计上仍存在缺陷，为更方便用户使用，请结合表中参数提出一条改进建议： .7.2018富阳一模 小金同学设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图WT10-9甲所示.ABO为一水平杠杆，O为支点，OAOB=51，当水平踏板所受压力增大
8、，电压表示数达到6 V时，报警器R0开始发出报警信号.已知电路中电源电压为8 V，R0的阻值恒为15 ，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计.试问：(1)当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少?(2)当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少?(3)若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，则踏板触点B应向左移动，请简要说明理由.图WT10-98.2019台州某电热砂锅的简化电路如图WT10-10乙所示.R1、R2为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”
9、之间的转换，工作时先用高挡加热锅内汤料到沸腾，再用低挡持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”.(1)高挡加热时，开关S应旋至触点(选填“ab”“bc”或“cd”)位置.(2)某次烹饪一共用时6 h，电功率与加热时间的关系如图丙所示，则本次烹饪共消耗多少电能?(3)发热电阻R1和R2的阻值分别为多少?(4)生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电.请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电做出简要的解释.图WT10-10【参考答案】针对训练1.解：(1)该汽车载人和物品静止时对水平路面的压力：F压=G总=m总 g=(m车+m) g=(1600
10、 kg+200 kg)10 N/kg=1.8104 N，对水平路面的压强：p=F压S=1.8104N2.010-2 m2=9105 Pa.(2)因为P=Wt=Fst=Fv，所以，当汽车以v1速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力：F1=P1v1=6104W7213.6m/s=3000 N，因为汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的阻力f=F1=3000 N.(3)当汽车以v2速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力F2=f=3000 N，则t2时刻后汽车运动的速度：v2=P2F2=24103W3000 N=8 m/s.2.解：(1)笔记本电脑电池容量为3000 mAh，平均电流为I=1.5 A=1500 mA，
11、则可工作时间为t=3000 mAh1500 mA=2 h.(2)W=UIt=15 V3 A3600 s=162000 J=0.045 kWh，因为0.045 kWh0.16 kWh，所以该笔记本电脑能带上民航飞机.(3)电流通过导体时会产生热量B3.(1)灯L1、L2的额定功率分别是0.9 W、1.8 W.(2)3 V、0.3 A10 (3)当开关S2接4、5时，滑片P向左移动，使其阻值减小5 才能使L2正常工作.4.解：(1)由图像知，当h=0时，弹簧测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G=10 N；当h8 cm时，弹簧测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时F=2 N；所以F
12、浮=G-F=10 N-2 N=8 N.(2)圆柱体完全浸没时排开液体的体积V排=V物=4010-4 m2810-2 m=3.210-4 m3，由F浮=液 gV排得，液=F浮gV排=8 N10 N/kg3.210-4 m3=2.5103 kg/m3.(3)液体的质量m液=液V液=2.5103 kg/m38010-4 m21610-2 m=3.2 kg，圆柱体浸没时，将圆柱体、圆筒、水看作一个整体，则其对桌面的压力F=(m液+m筒) g+G-F=(3.2 kg+40010-3 kg)10 N/kg+10 N-2 N=44 N，p=FS=44 N8010-4 m2=5.5103 Pa.5.解：(1)
13、无人机从地面上由静止开始竖直向上运动到高度h=50 m的过程中，重力势能增加量E重=mgh=2 kg10 N/kg50 m=1000 J；电动机输出机械能(升力所做的功)W机=Fh=24 N50 m=1200 J，根据能量守恒定律可得，电动机输出的机械能(升力所做的功)=动能增加量+重力势能增加量+内能增加量(克服阻力做的功)，即W机=E+E重+Q，则克服阻力做的功Q=W机-E重-E=1200 J-1000 J-25 J=175 J，由Q=Fh可得空气阻力f=Qh=175 J50 m=3.5 N.(2)无人机在20 s内，电动机消耗的电能W电=UIt=25 V3 A20 s=1500 J；根据
14、能量守恒定律可得，电动机消耗的电能=输出的机械能+线圈产生的热量；则电流通过线圈产生的热量：Q=W电-W机=1500 J-1200 J=300 J；由焦耳定律Q=I2Rt可得，线圈电阻：R=QI2t=300 J(3 A)220 s1.7 .6.(1)水箱中的冰熔化吸收水的热量，使水的温度降低；冰熔化后，冰水混合物的温度低于原来水的温度，两者之间存在温度差，发生热传递，使水的温度进一步下降，使吹出的风比只有水时更凉爽(2)减少(3)0.5 kWh(4)1105 Pa(5)加大水箱的容积，避免频繁加水(或加长电源线，方便距离远些使用)7.(1)3 V(2)40 N(3)向左移动；若电源电压降低，R0两端分得的电压减低，根据串联电路的分压特点可知，应减小压敏电阻分担的电压，保证R0两端分得的电压不变，此时就应该减小压敏电阻的阻值，因电阻值随所受压力的增大而减小，所以应该增大压杆对传感器的压力，由杠杆平衡条件F压OA=F踏OB可知，OA不变，F踏不变，则F压和OB成正比，要增大压杆对传感器的压力，应增大OB，即把踏板触点B向左移动.8.(1)cd(2)0.94 kWh(3)发热电阻R1和R2的阻值分别为110 、374 .(4)电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间.