物理大题 计算题精选

一)纯电路计算1.某直流电动机的铭牌上标有“220V6.6kW”，电动线圈的电阻为0.5Ω。(1)电动机的工作原理是什么？(2)该电动机正常工作1h，消耗多少J电能？电动机线圈产生多少热量？(3)在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象。4.爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机，如图甲是饮水机的简化示意图，S是温控开关，当S、S1都闭合时为加热状态。S断开、S1闭合为保温状态。图乙是饮水机的铭牌参数。请你帮他求出：(1)初温为20℃的一满箱水，用此饮水机将水加热到90℃需要吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/(kg·(2)电阻丝R2的阻值多大？(3)在正常加热状态工作下，加热5min需要消耗的电能是多少？6.电动汽车是我国重点发展的项目，已经走进我们的家庭。已知某款电动汽车满载时，人和车总质量为1500kg。电动汽车工作时的电路原理如图所示，在电动汽车行驶时，通过改变调速电阻来调节电动机的转速，改变汽车的速度，当汽车行驶速度最大时，电压表示数为200V，电流表示数为15A，此时最大车速为36km/h，匀速行驶时汽车受到的阻力为车总重的0.01倍。请你用学过的物理知识解答下面的问题。(电池组内阻忽略不计)(1)电动汽车以最大速度匀速行驶时，牵引力为多少？(g＝10N/kg)(2)若电动汽车以最大车速行驶1h，电动机消耗的电能是多少？(3)已知电动机的内阻为1Ω，求1h内电动机产生的热量？(4)调节调速滑片，当电压表示数为150V，电流表示数为10A时，求调速电阻接入电路中的电阻。二)可变电阻类7.如图甲所示，是一种自动测量油箱内油量的装置，油量表(由电流表改装而成)的指针能指示油箱内油的多少。当油箱加满油时，浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端；当油箱油量减少到5L时，油量表会发出警告。油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示，电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为100Ω。闭合开关S，求：(1)当油箱加满油时电路中的电流；(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压；(3)油量表刚报警时R0的功率。8.如图所示为某品牌多功能电热锅简化电路图。温度自动调节器通过调节发热体的电压来调节电热锅的功率及温度。下表是其在不同挡位的设定温度值。电热锅在猛火挡时发热体的额定功率为1500W，此时发热体两端电压为220V。不计温度对发热体电阻的影响。挡位ON文火小火中火大火猛火设定温度(℃)5080110140170200(1)制作发热体的材料应具有什么特点？(请写出一点)(2)求发热体的电阻；(3)若发光二极管工作时的电压为2V,电流为20mA，求电阻R0的阻值；(4)正常工作时，空的电热锅由20℃达到不同挡位的设定温度耗时相同。请计算电热锅发热体在文火挡时的功率，10.如图是电梯限载报警器的原理图。图中R0是最大阻值为100Ω的变阻器．不计导线和电磁铁线圈的电阻，压敏电阻R所受压力大小等于电梯承载的重量，且阻值随所受压力大小的变化关系如下表所示。电源1的电压保持6V不变。F1(103N)…1.05.06.07.08.09.0…R/Ω…1208555352010…(1)闭合开关S1和S2，电梯承载的重量增加时，压敏电阻的阻值变________，通过线圈的电流变________。(均选填“大”或“小”)(2)当电梯超载时，衔铁会被电磁铁吸下，限载报警器通过________报警(填“灯亮”或“铃响”)，同时切断电梯升降电路，从而保障运行安全。(3)现要适当调低电梯的限载重量，应把变阻器R0的滑片适当向________(选填“左”或“右”)。(4)当线圈中的电流为0.02A时，电源1所连接的电路的总功率是多少？(5)线圈中的电流达0.05A时，衔铁会被吸下，求电梯的最大限载重量。11.科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃)，由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V1000W”的字样；控制电路电源电压U＝30V，热敏电阻Rt作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器．闭合开关S，电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下，工作电路断开[不计继电器线圈的电阻，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]。求：(1)电热器正常工作时的电阻；(2)电热器正常工作时，给恒温箱中100kg的水加热，已知电热器的加热效率为70%，当水温由30℃升高到40℃时(3)为了把温度控制在40℃左右，设定在水温低于40℃时自动加热，在水温达到40℃时停止加热，求此时滑动变阻器三)推导证明类12.一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速行走，如图所示。(1)利用光的直线传播知识作出图中人在路灯(路灯发出的光线可看做是从某一点发出)下的影子。(保留作图痕迹)(2)试证明人的头顶的影子做匀速运动。13.有一架天平横梁左右两臂不等长。为了减少实验误差，在实验室中常用“交换法”来测定物体的质量。如图所示，将一木块先放到调好的不等臂天平的左盘，当横梁恢复平衡时，右盘中所加砝码的总质量为m1；再把木块放在天平的右盘，当横梁恢复平衡时，左盘中砝码的总质量为m2。(1)请画出天平左盘中木块所受的力；(2)试证明木块的质量m＝eq\r(m1m2)。14.把两个定值电阻R1、R2并联接入电压恒定的电路中，通过它们的电流分别为I1、I2，已知R1＝nR2，并测出干路电流为I。请你解答下列问题：(1)试证明：I1＝eq\f(1,n＋1)I；(2)如果通过干路的电流是0.6A，当n＝3时，则通过电阻R1的电流是多少？五)多挡位电器类17.小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率分别为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时：(1)低温挡加热的电流多大？(2)中温挡加热5h，消耗多少度电？(3)高温挡加热的额定功率是多少瓦？18.图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如下表。不考虑温度对电阻丝阻值的影响，请回答下列问题：产品名称即热式电热水龙头应用场所厨房、卫生间额定功率温水(2200W)热水(3300W)额定电压220V额定频率50Hz防触电类型Ⅰ类(最高等级)(1)开关部位1与2接触时，水龙头放出的水是______(选填“温”或“热”)水，此时电路中的电流多大？(2)水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是多少？(3)R2的电阻值多大？七)涉及浮力计算25.一壁很薄的透明瓶子，瓶身部分为圆柱状，瓶子的底面积为40cm2，瓶中装有高度为28cm的水(如图甲所示)。将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮(如图乙所示)，此时瓶子露出水面的高度为4.5cm，瓶子内外水面的高度差为2.5cm。求：(1)瓶子(含瓶盖)的重力。(2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量。27.图甲是建造长江大桥时使用的起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s的速度不变。图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像(取江水的密度为ρ水＝1.0×103kg/m3，g(1)圆柱体A下降过程中，重力的功率；(2)圆柱体A的密度；(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平)，卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强？八)起重机类28.如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W。绳重可忽略不计。求：(1)有用功W有；(2)动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η。31.利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体，如图乙中所示P－t图像表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系。已知0～80s时间内，物体始终以v＝0.1m/s的速度匀速上升，当t＝80s时，物体底部恰好平稳地放在轮船的水平甲板上。已知电动机的电压为200V，物体上升过程中的摩擦阻力不计，g取10N/kg。求：(1)甲板离水面的距离h2。(2)若电动机电能转换为机械能的效率为80%，求在0～50s内，电动机线圈中电流的大小。(3)物体的密度ρ。九)杠杆类32.如图是一斜拉索公路桥的模拟实验。有一块平直的轻质木板(木板重力不计)，其左端连接在转动轴O处，其右端A用一根细绳系在竖直墙上的B处，此时木板恰好水平，∠BAO＝37°，细绳能承受的最大拉力为10N，OB两点间距是5m。现将一个重为10N的小物块放在木板上O点附近(可视为在O点)，让它在一个大小为5N的水平拉力作用下以2m/s的速度向右做匀速直线运动，已知sin37°＝0.6，sin53°＝0.8)，求：(1)拉力做功的功率多大？(2)小物块在木板上运动了多长时间，细绳才被拉断？(3)OA仍保持水平，若使B点上移，小物块向右移动的距离是更远一些还是更近一些？并作相应的解释。33.学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱．实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室．

（1）该实验员在搬运中，对实验器材总共做功__________________焦；

（2）假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为_______________秒（计算结果精确到0.1）．搬运质量m/kg102030时间t/s40607034.如图是一个上肢力量健身器示意图。D是动滑轮；配重A是质量为162kg、边长为30cm的正方体物块，杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE∶OH＝1∶2。假定运动员体重是600N(不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg)。求：(1)配重A的密度是多少kg/m3?(2)配重A自由放置时对地面的压强是多少Pa?(3)当人将配重A匀速提离地面时，人用了410N的力，则动滑轮重为多少N?第34题图1.解：(1)电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用(2)电动机消耗的电能W＝Pt＝6.6kW×1h＝6.6kW·h＝2.376×107J根据P＝UI可知电动机正常工作时的电流：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(6.6×103W,220V)＝30A，线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(30A)2×0.5Ω×3600s＝1.62×106J(3)线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高，烧坏电动机内部而发出焦糊味。2.解：(1)灯泡的额定电流为I额＝eq\f(P额,U额)＝eq\f(3.6W,6V)＝0.6A；(2)由图可知，灯泡L与定值电阻R并联，电源电压为6V，则灯泡L能正常发光，灯泡电流为0.6A，由于电流表测干路中的电流为0.8A，则通过定值电阻R的电流为IR＝I－I额＝0.8A－0.6A＝0.2A，所以定值电阻R的阻值为R＝eq\f(UR,IR)＝eq\f(6V,0.2A)＝30Ω(3)通电60s，电流所做的总功为W＝UIt＝6V×0.8A×60s＝288J3.解：(1)η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(P输出,P接收)×100%＝eq\f(80W,800W)×100%＝10%(2)W＝P风t＝200W×6×3600s＝4.32×106Jt＝eq\f(W,P灯)＝eq\f(4.32×106J,60W)＝7.2×104s(3)环保，受天气因素影响小，免电线铺设接收等4.解：(1)水吸收的热量是：Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(90℃－20℃)＝5.88×10(2)当S断开时只有R2接入电路中，处于保温状态，故R2的电阻是：R2＝eq\f(U2,P保温)＝eq\f(（220V）2,44W)＝1100Ω(3)在正常加热状态下，加热5min消耗的电能是：W＝P加热t＝1000W×5×60s＝3×105J5.解：(1)小灯泡正常发光时的额定电压U＝2.5V，由图乙知其额定电流为I＝0.25A，所以小灯泡正常发光时的电阻为：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.5V,0.25A)＝10Ω(2)由图乙知当电压表示数为1V时，电流表示数即通过小灯泡的电流为0.2A，小灯泡1min内消耗的电能为：W＝UIt＝1V×0.2A×60s＝12J(3)由题意得：eq\f(U－0.5V,R滑)＝0.15A①eq\f(U－2.5V,\f(1,5)R滑)＝0.25A②解得：U＝3.5V6.解：(1)人和车的总重力是：G＝mg＝1500kg×10N/kg＝15000N电动车以最大速度匀速行驶时，处于平衡状态，牵引力与阻力相等，所以有：F＝f＝0.01G＝0.01×(2)电动汽车以最大速度行驶1h，电动机消耗的电能是：W＝UIt＝200V×15A×1×3600s＝1.08×107J(3)1h内电动机产生的热量是：Q＝I2Rt＝(15A)2×1Ω×1×3600s＝8.1×105J(4)调速电阻两端的电压是：UR＝U－UM＝200V－150V＝50V调速电阻接入电路中的电阻是：R调＝eq\f(U调,I)＝eq\f(50V,10A)＝5Ω7.解：(1)当油箱加满油时，变阻器R接入电路的电阻等于零，此时电路中的电流I1＝eq\f(U,R0)＝eq\f(6V,100Ω)＝0.06A(2)当油量剩余一半时，由图乙可知此时变阻器R的电阻为500ΩI2＝eq\f(U,R＋R0)＝eq\f(6V,500Ω＋100Ω)＝0.01A变阻器R两端的电压UR＝I2R＝0.01A×500Ω＝5V(3)当油量降低到5L，由图乙可知时变阻器R的电阻为900ΩI3＝eq\f(U,R＋R0)＝eq\f(6V,900Ω＋100Ω)＝0.006A此时R0的功率PR0＝Ieq\o\al(2,3)R0＝(0.006A)2×100Ω＝0.0036W8.解：(1)熔点高(电阻率大)(2)根据公式P＝UI，U＝IR，可得发热体的电阻R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(（220V）2,1500W)≈32.27Ω(3)电阻R0的阻值R0＝eq\f(U,I)＝eq\f(220V－2V,20×10－3A)＝1.09×104Ω(4)由题意得，猛火挡时：P1t＝cmΔt1＝cm(200℃－20℃文火挡时：P2t＝cmΔt2＝cm(80℃－20℃联立①②可解得P2＝500W9.解：(1)①灯L正常工作时，通过它的电流为：I灯＝eq\f(P灯,U灯)＝eq\f(22W,220V)＝0.1A②电磁继电器相当于开关的作用，所以受控电路中的导线a端应连接照明电路的火线。(2)电阻R1和R2组成串联电路，电压表示数为2.1V，则R1两端的电压为：U1＝U－U2＝2.8V－2.1V＝0.7V通过R1的电流为：I1＝eq\f(U1,R1)＝eq\f(0.7V,10Ω)＝0.07A，由于串联电路中电流处处相等，所以通过光敏电阻的电流：I2＝I1＝0.07A光敏电阻的阻值为：R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(2.1V,0.07A)＝30Ω(3)有可能理由：由题意可知，R2的阻值随光照强度的增大而增大，如果电源换成两节新电池，会导致相同光照强度下控制电路中的电流增大，则控制电路在R2阻值较大时也有可能接通使得电灯发光，即在光照强度较大的白天也是有可能发光的。10.【解析】(1)由表中数据可知，压力越大，压敏电阻的阻值越小，所以闭合开关S1和S2，电梯承载的重量增加时，压敏电阻的阻值变小；由欧姆定律I＝eq\f(U,R)得，电源电压不变，所以通过线圈的电流变大；(2)读图可知，当电梯超载时，衔铁会被电磁铁吸下，限载报警器通过铃响报警，同时切断电梯升降电路，从而保障运行安全；(3)要适当调低电梯的限载重量，就是让压敏电阻的阻值较大，则最大电流不变，则变阻器的阻值应相应变小，所以应把变阻器R0的滑片适当向右端移动解：(4)当线圈中的电流为0.02A时，电源1所连接的电路的总功率是：P＝UI＝6V×0.02A＝0.12W(5)由欧姆定律I＝eq\f(U,R)得，线圈中的电流达到0.05A时，电路中的总电阻：R＝eq\f(U,I最大)＝eq\f(6V,0.05A)＝120Ω；根据串联电阻的规律可知，压敏电阻的阻值：R′＝R－R0＝120Ω－100Ω＝20Ω。根据表格中数据可知，当压敏电阻的阻值为20Ω时，电梯的最大限载重量为8.0×103N11.解：(1)由P＝eq\f(U2,R)得R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(（220V）2,1000W)＝48.4Ω(2)水吸收热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(40℃－30℃)＝4.2×10因为η＝eq\f(Q吸,W)×100%所以电流做功W＝eq\f(Q热,η)×100%＝eq\f(4.2×106J,70%)＝6×106J加热时间t＝eq\f(W,P)＝eq\f(6×106J,1000W)＝6×103s(3)从题图乙看出，水温40℃时，Rt从从图丙看出，F＝3N时，控制电路中电流I＝100mA＝0.1A所以R1＝R－Rt＝300Ω－50Ω＝250Ω所以R1消耗的电功率P＝I2R1＝(0.1A)2×250Ω＝2.5W12.解：(1)由于光在同种均匀介质中沿直线传播，人在路灯下形成的影子在地面上，如答图(1)所示第12题答图(1)(2)证明：设t＝0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，如答图(2)所示第12题答图(2)根据题意有：OS＝vt①；过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t时刻人头顶影子的位置，如答图(2)所示，OM为人头顶影子到O点的距离，由几何关系有：eq\f(h,OM)＝eq\f(l,OM－OS)②，联立①②得：OM＝eq\f(hv,h－l)·t；因eq\f(hv,h－l)为定值，所以OM与时间成正比，故人头顶的影子作匀速运动。13.(1)如答图所示第13题答图(2)证明：设木块质量为m，根据杠杆平衡条件得mgl1＝m1gl2①将木块放入右盘，天平再次平衡时，根据杠杆平衡条件得m2gl1＝mgl2－②eq\f(①,②)＝eq\f(mgl1,m2gl2)＝eq\f(m1gl2,mgl2)可得m2＝m1m2，即m＝eq\r(m1m2)14.(1)证明：由并联电路的电流关系得I＝I1＋I2①由并联电路的电压关系得I1R1＝I2R2②又由题干信息得R1＝nR2③由①②③联立得I1＝eq\f(1,n＋1)I(2)解：把I＝0.6A和n＝3代入I1＝eq\f(1,n＋1)I，得I1＝eq\f(1,3＋1)×0.6A＝0.15A15.解：(1)水对集热管内底部的压强是：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m＝1.5×10(2)由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度：Δt＝eq\f(Q吸,cm)＝eq\f(2.52×107J,4.2×103J/（kg·℃）×120kg)＝50℃(3)t＝5h＝1.8×104s，则集热管5h吸收的热量是Q吸＝Pt＝3.5×103W×1.8×104s＝6.3×107J，吸收的热量全部驱动电动车，则电动车获得的能量W＝Q吸＝6.3×107J，电动汽车的重力为G＝mg＝500kg×10N/kg＝5×103N，运行过程受到的平均阻力为f＝0.02G＝0.02×5×103N＝100N，当电动车匀速行驶时，电动车受力平衡，则牵引力F＝f＝100N，则电动车通过的距离为s＝eq\f(W,F)＝eq\f(6.3×107J,100N)＝6.3×105m＝630km，则电动车行驶的时间是t＝eq\f(s,v)＝eq\f(630km,36km/h)＝17.5h16.解：(1)因为电加热时，P＝1500W，U＝220V所以由P＝eq\f(U2,R)得电热丝电阻：R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(（220V）2,1500W)≈32.3Ω(2)水吸收的热量为：Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(50℃－30℃)＝4.2×10通电时间t＝eq\f(Q,P)＝eq\f(4.2×106J,1500W)＝2800s(3)由题图丙可知，h＝0.2m时，Rx＝150Ω，则探测电路中的电流为I＝eq\f(U,Rx＋R0)＝eq\f(24V,150Ω＋10Ω)＝0.15A17.解：(1)低温挡的工作电流：I低＝eq\f(P低,U)＝eq\f(22W,220V)＝0.1A(2)中温挡加热5h，消耗电能E电＝W＝P中t＝0.044kW×5h＝0.22kW·h＝0.22度(3)低温挡时，S1断开、S2接b，R1和R2串联，R低温＝R1＋R2＝eq\f(U2,P低)＝eq\f(（220V）2,22W)＝2200Ω中温挡时，S1闭合、S2接b，只有R1接入电路，R中温＝R1＝eq\f(U2,P中)＝eq\f(（220V）2,44W)＝1100ΩR2＝R低温－R1＝2200Ω－1100Ω＝1100Ω高温挡时，S1闭合、S2接a，R1和R2并联，R高温＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝eq\f(1100Ω×1100Ω,1100Ω＋1100Ω)＝550Ω高温挡的额定功率：P高＝eq\f(U2,R高温)＝eq\f(（220V）2,550Ω)＝88W18.(1)温解：此时只有R1接入电路，由铭牌可知，温水时额定功率P温＝2200W，由P＝UI可得I温＝eq\f(P温,U)＝eq\f(2200W,220V)＝10A解：(2)由铭牌可知放热水时，额定功率为P热＝3300W由W＝Pt可得W＝P热t＝3300W×50s＝1.65×105J(3)由图可知，热水时R1与R2并联，R2的电功率为PR2＝P热－P温＝3300W－2200W＝1100W由P＝eq\f(U2,R)可得R2＝eq\f(U2,PR2)＝eq\f(（220V）2,1100W)＝44Ω19.解：(1)丰潭路到武林门的路程：s＝vt＝45km/h×(eq\f(10,60)h－4×eq\f(35,3600)h)＝5.75km(2)列车牵引力做的功：W＝Fs＝2×104N×4875m＝9.75×107J20.解：(1)由v＝eq\f(s,t)得：从看到这块标志牌的地方到奉化最快的时间：t＝eq\f(s,v)＝eq\f(90km,60km/h)＝1.5h(2)由P＝Fv得：v＝eq\f(P,F)＝eq\f(60×103W,3×103N)＝20m/s＝72km/h>60km/h，所以大货车在这10min内是超速的(3)车辆对地面的最大压力F压＝pS＝7×105Pa×0.04m2×6＝1.68×105N，因为G总＝F压＝1.68×105N，所以m总＝eq\f(G总,g)＝eq\f(1.68×105N,10N1kg)＝1.68×104kg，则汽车最多装货质量m货＝m总－m车＝1.68×104kg－4.8×103kg＝1.2×1021.(1)电磁波解：(2)t＝eq\f(s,v)＝eq\f(120m,0.3m/s)＝400s(3)G＝mg＝15kg×10N/kg＝150Np＝eq\f(F,S)＝eq\f(G,S)＝eq\f(150N,0.004m2)＝3.75×104Pa22.解：(1)当自行车停放在水面上没人骑行时，受到的浮力等于自行车的重力，F浮1＝G0＝m0g，又F浮1＝ρ水gV排1，则V排1＝eq\f(m0,ρ水)＝eq\f(25kg,1.0×103kg/m3)＝2.5×10－2m3(2)因为小健以5m/s的速度匀速行驶，故牵引力和所受的阻力相等，即F牵引＝20N，根据功率公式P＝eq\f(W,t)＝eq\f(F牵引s,t)＝F牵引v可得小健骑行时的功率为P＝F牵引V＝20N×5m/s＝100W(3)质量为75kg的人骑行时，排开水的体积为：V排2＝eq\f(m＋m0,ρ水)＝eq\f(75kg＋25kg,1.0×103kg/m3)＝0.1m3剩余4个气囊的总体积：V＝4V0＝4×3.0×10－2m3＝0.12m3＞23.解：(1)该车以最大速度行驶，能行驶的最长时间为t＝eq\f(s,v)＝eq\f(24km,16km/h)＝1.5h(2)车和人的总重力为G总＝m总g＝(10kg＋50kg)×10N/kg＝600N因车做匀速直线运动，车受力平衡，该车受到的牵引力F牵＝f＝0.2G总＝0.2×(3)车对水平地面的压强p＝eq\f(F压,S)＝eq\f(G总,S)＝eq\f(600N,30×10－4m2)＝2×105Pa24.解：(1)该声呐探头受到海水的压强p＝ρgh＝1.02×103kg/m3×10N/kg×10m＝1.02×105(2)该船满载排开海水的体积为3000m3，则该船受到的浮力是F浮＝ρgV排＝1.02×103kg/m3×10N/kg×3000m3＝3.06因船漂浮在水面上，此时船受到的重力和浮力相等即G＝F浮＝3.06×107N(3)由v＝eq\f(s,t)可得，公务船匀速行驶5h的距离为s＝vt＝36km/h×5h＝180km＝1.8×105m船航行时受到的阻力为f＝0.05G＝0.05×3.06×107N＝1.53×106船匀速行驶时动力等于船受到的阻力，即F＝f＝1.53×106N则船的动力做功为W＝Fs＝1.53×106N×1.8×105m＝2.754×1025.解：(1)瓶子倒置时，瓶子排开水的体积为V排＝40cm2×(28cm＋2.5cm)＝1220cm3F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1220×10－6瓶中原有水的质量：m水＝ρV＝1.0g/cm3×40cm2×28cm＝1120g＝1.12kgG水＝m水g＝1.12kg×10N/kg＝11.2N，因为瓶子处于漂浮状态，故F浮＝G水＋G瓶G瓶＝F浮－G水＝12.2N－11.2N＝1N(2)瓶子的容积V瓶＝V水＋V瓶空＝40cm2×28cm＋40cm2×(4.5cm＋2.5cm)＝1400cm3F浮＝ρgV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1400×10－G水＝F浮－G瓶＝14N－1N＝13Nm水＝eq\f(G水,g)＝eq\f(13N,10N/kg)＝1.3kg26.解：(1)未放鸡蛋前烧杯内盐水深度h＝eq\f(V,S)＝eq\f(200cm3,50cm2)＝4cm＝0.04m烧杯内盐水的密度ρ＝eq\f(p,gh)＝eq\f(440Pa,10N/kg×0.04m)＝1.1×103kg/m3(2)烧杯内盐水的重力G盐水＝F＝pS＝440Pa×50×10－4m2烧杯对桌面的压强p′＝eq\f(F′,S)＝eq\f(G杯＋G盐水,S)＝eq\f(1.2N＋2.2N,50×10－4m2)＝680Pa(3)F浮＝ρ液gV排＝1.1×103kg/m3×10N/kg×(250－200)×10－6m3＝0.55N，因为鸡蛋悬浮，所以G鸡蛋27.解：(1)在江面上时圆柱体匀速下降，所以重力和拉力相等，由题图可得：G＝F1＝3×104N重力的功率是：P′＝Fv＝Gv＝3×104N×0.2m/s＝6×103W(2)圆柱体完全浸没在水中后，拉力F2＝1×104N；这时圆柱体受到的浮力是：F浮＝G－F2＝3×104N－1×104N＝2×104N因为这时圆柱体完全浸没，所以圆柱体的体积是：V物＝V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(2×104N,1.0×103kg/m3×10N/kg)＝2m3圆柱体的质量是：m＝eq\f(G,g)＝eq\f(3×104N,10N/kg)＝3×103kg圆柱体的密度ρ物＝eq\f(m,V物)＝eq\f(3×103kg,2m3)＝1.5×103kg/m3(3)由题图乙可得，圆柱体下表面接触江面到刚好浸没的时间t＝5s圆柱体的高度是：h＝vt＝0.2m/s×5s＝1m圆柱体的底面积是：S＝eq\f(V物,h)＝eq\f(2m3,1m)＝2m2江底对圆柱体的支持力：FN＝G－F浮＝3×104N－2×104N＝1×104N因为相互作用力的大小相等，所以圆柱体对江底压力为：Feq\o\al(′,N)＝FN＝1×104N圆柱体对江底的压强是：p＝eq\f(Feq\o\al(′,N),S)＝eq\f(1×104N,2m2)＝5×103Pa28.解：(1)有用功W有＝G物h＝800N×10m＝8000J(2)拉力的功率P＝eq\f(W总,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv总＝F×2v物＝200W建筑材料上升的速度为v物＝eq\f(h,t)＝eq\f(10m,50s)＝0.2m/s可得F＝500N动滑轮的机械效率η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(G物h,F×2h)×100%＝eq\f(G物,2F)×100%＝eq\f(800N,2×500N)×100%＝80%29.(1)压强【解析】起重机安装宽大的履带的目的是通过增大受力面积来减小压强。解：(2)提升重物时做的有用功W有用＝G物h＝4.8×105N×15m＝7.2×106J由η＝eq\f(W有用,W总)×100%得，拉力做的总功W总＝eq\f(W有用,η)＝eq\f(7.2×106J,75%)＝9.6×106J由W＝Fs得，拉力F＝eq\f(W总,s)＝eq\f(W总,2h)＝eq\f(9.6×106J,2×15m)＝3.2×105N拉力做功的功率：P＝eq\f(W总,t)＝eq\f(9.6×106J,40s)＝2.4×105W30.解：(1)由题图可知通过动滑轮绳子的段数n＝3。滑轮组的机械效率：η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(GH,Fs)×100%＝eq\f(G,nF)×100%＝eq\f(400kg×10N/kg,3