初中物理力学电学综合课题

...WORD格式可编辑版初中物理力学电学综合课题一、计算题（共14小题）1.图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象如图乙所示．A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为8×103N，滑轮组的机械效率为75%，A上升的速度始终为0.1m/s（g取10N/kg，不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）．求：（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；（2）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率；（3）把长方体A按图甲中方式放在水平地面上，它对地面的压强．2.在起重机吊臂前端装有滑轮组，滑轮组的连接方式如图所示．已知重物A的底面积为2m2，质量是2.4t．当与滑轮相连的每段绳子上的拉力为3×103N时，静止在水平地面的重物A对地面的压强比它没有受到拉力时减小了4×103Pa．不计绳重及滑轮轮与轴间的摩擦，g取10N/kg，求：（1）动滑轮所受重力G动；（2）当重物A匀速上升时，滑轮组的机械效率η．...WORD格式可编辑版3.如图甲是一副小型起重机吊起货物的图片，货物挂在动滑轮的下端，绳子的自由端通过放置在起重机上的卷扬机竖直向上拉动，最右端时为了防止吊起货物时起重机向左倾倒而挂的配重．起重机吊起重物时主要结构可简化成如图乙所示．已知AB、CD、DE水平且长度为1m，BC段的水平距离CF也为1m，前轮与地的接触点在B点的正下方，后轮与地的接触点在D点的正下方．起重机的自重（含配重）为3×104N，重心在CD中点．起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，g取10N/kg．（1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，求起重机最多能吊起货物的质量m；（2）当起重机吊起质量m1=2×102kg的物体以v=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率P1=1.1kW．求此时滑轮组的机械效率η；（3）当起重机吊起质量m2=3×102kg的物体仍以v=0.5m/s的速度匀速上升时，求卷扬机的输出功率P2．4.为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处．小明同学设计了图1所示的滑轮组装置．当小明用图2所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图3和4所示．若重物与地面的接触面积S=5×10﹣2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．求：...WORD格式可编辑版（1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η．（2）在1～2s内，拉力F做的功W．（3）在0～1s内，重物对地面的压强p．5.如图所示，体重为600N的小明利用滑轮组匀速提升重物时，他使用的最省力的绕绳方式，绕在滑轮组上的绳子（图中未画出）能承受的最大拉力为1000N，动滑轮总重300N，连接重物与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N．不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg．求：（1）小明用此滑轮组匀速地将物体全部提出水面，则物体的最大物重不能超过多少？（2）小明用此滑轮组匀速提升一个高为2m，底面积为的圆柱体A，若此过程中A始终不露出水面，则A的密度不能超过多少？（3）现有一个与圆柱体A形状完全相同的圆柱体B，其下表面距水面10m．小明用300N的拉力将其以0.1m/s的速度匀速提升了5m．在此过程中，拉力的功率和滑轮组的机械效率各是多少？...WORD格式可编辑版6.如图1是带烘干功能的滚桶洗衣机，工作电压为220V．并联在电源上的电动机和电热丝是洗衣机中两个重要的能量转换部件，受电脑芯片的控制，它们在洗涤、脱水、烘干环节的电功率是不同的，其具体的工作情况如图2所示，其中电热丝只在烘干环节工作．求：（1）烘干时电热丝的电阻是多大？（2）这次洗衣过程中，洗衣机的最大工作电流是多少？（3）若每度电0.5元，这次洗衣共花电费多少钱？（不计其他部件耗电）7.海尔FCD﹣JTHC50电热水器铭牌如表所示防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，从而降低异常情况下经过人体的电流值．经过防电墙处理后，人体承受的电压不高于12V，这就保证了人体安全．人体的最大电阻约为2×107Ω．（1）求出热水器加热时的电流．（2）人体与防电墙是串联还是并联的？（3）防电墙的电阻大约是多少？8.如图是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图，压力传感器R的电阻会随所受压力大小发生变化，油量表（电流表改装而成）指针能指示出油箱里油的多少．已知压力传感器的电...WORD格式可编辑版阻与所受压力的关系如下表所示，若压力传感器R上的表面积为5×10﹣4m2，汽油密度为0.7×103kg/m3，电源电压恒定为6V，g取10N/kg，请计算回答：（1）当油与箱总重为300N时，压力传感器R受到的压强是多大？（2）如果空油箱质量为6kg，油量表指针指向2×10﹣2m3时，电路的电流是多少安？9.如图是一种测定油箱内油量的装置，其中R为压敏电阻，其阻值与所受压力之间满足关系式F=﹣5R+1200（关系式中压力F的单位是牛顿，电阻R的单位是欧姆），R0为定值电阻，电源电压保持9V不变，油量表由量程为0～3V的电压表改装而成．已知油箱重80N，压敏电阻R能够承受的最大压力为800N．（g取10N/kg）（1）油箱内所装的油增多时，电压表的示数将增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）．（2）若油箱内油的密度为0.8×l03kg/m3，则此油箱最多可装多少体积的油？（3）若压敏电阻受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则定值电阻R0的阻值为多大？（4）电路正常工作时，整个电路消耗的最大功率是多大？10.有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）．其中AO：BO=5：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．...WORD格式可编辑版设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V．请回答：（1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10﹣4m2，则该秤的最大称量值是多少？（3）一个体重为500N的中学生站在此台秤上，电流表读数应为多少？11.如图甲所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图．已知计数器电路的电源电压恒为6V，其中S为一激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，其阻值为20Ω，a、b间接一“示波器”（示波器的接入不影响电路）．光敏电阻两端的电压随时间变化的图象可由示波器显示出来．水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住．若运送边长为0.1m的均匀正方体产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图乙所示．求：（1）正方形产品随传送带运动的速度是多少？（2）光敏电阻在有光照状态下的电阻是多少？（3）整个电路工作1h消耗的电能是多少？12.如图甲是家用电吹风的工作原理图、电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风．（第（2）小题需写出计算过程）...WORD格式可编辑版（1）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于题图甲中（选填“1”“2”或“3”）位置，此时电风扇与电热丝的连接方式使．（2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则①吹热风时通过电路的总电流多大？电热丝的发热功率多大？②在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是多少？13.小明观察家里的电饭锅铭牌：额定电压为220Ⅴ，保温时电热丝功率为20W，但加热功率已经磨损，电饭锅的工作原理如图所示，通过单刀双掷开关S调节加热和保温两种状态，R0为电热丝．他想利用家里的电能表测出它的加热功率，于是他关闭了家里所有其它用电器，只让电饭锅工作，观察了电能表，发现上面标有“3000R/kW•h”，请你帮助小明解决下列问题．（1）电饭锅在加热状态时，开关S应与触点连接；（2）他发现正常加热了6min电饭锅就转为保温状态，在这6min内电能表转盘刚好转了300转，则该电饭锅的加热功率是W；（3）如果该电饭锅正常加热消耗了6.72×105J电能，这些能量如果全部被水吸收，能将kg水在1标准大气压下由20℃加热至沸腾〔水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）〕；（4）保温10min，电热丝R0产生的热量为J．14.如图1是带烘干功能的滚桶洗衣机，工作电压为220V．并联在电源上的电动机和电热丝是洗衣机中两个重要的能量转换部件，受电脑芯片的控制，它们在洗涤、脱水、烘干环节的...WORD格式可编辑版电功率是不同的，其具体的工作情况如图2所示，其中电热丝只在烘干环节工作．求：（1）烘干时电热丝的电阻是多大？（2）这次洗衣过程中，洗衣机的最大工作电流是多少？（3）若每度电0.5元，这次洗衣共花电费多少钱？（不计其他部件耗电）二、解答题（共6小题）15.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定．滑轮组的机械效率随建材重变化的图象如图乙，不计滑轮和钢绳的重力及摩擦，g取10N/kg．（1）若某块建材的密度是2.8×103kg/m3，体积为1.0×10﹣2m3，求其重为多少？（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了15m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率？（3）若滑轮组的机械效率最大值为75%，求工人的体重？16.2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图甲所示），相关标准参数为：体积1m3、质量750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密...WORD格式可编辑版度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．（1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3P1．求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）．17.美化环境造福人民，朝阳区在治理北小河时修建一座桥，使用吊车向河底投放圆柱形混凝土构件如图甲所示，在整个投放过程中，混凝土构件以0.05m/s的速度匀速竖直下降，图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象，当t=0s时吊车开始投放混凝土构件到100s时结束，此时构件竖立在河中．（已知混凝土的密度为2.8×103kg/m3，钢铁的密度为7.9×103kg/m3，g取10N/kg，水的阻力可以忽略不计）求：（1）混凝土构件完全浸没在水中时所受的浮力；...WORD格式可编辑版（2）混凝土构件的体积；（3）投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强；（4）通过计算说明这种混凝土构件有没有钢筋制作的骨架．18.如图所示，某工地用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120kg，工作时拉动绳子的功率恒为400W．第一次提升质量为320kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F1，对工作台的压力为N1；第二次提升质量为240kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F2，对工作台的压力为N2．已知N2与N1之比为25﹕23，取g=10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计．求：（1）卷扬机对绳子的拉力F1的大小；（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率；（3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比．19.如图甲所示是家用电吹风机的工作原理图，电吹风工作时可以分别吹出凉风和热风．（1）当开关S置于图甲中哪个档位