一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落,无论当地的天气如何,它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图,当重物下落时拉动绳子,转轴转动时,小灯泡就可以发光。重复以上操作,可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物,该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中,就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。(g取10N/kg)
(1)甲图虚线框内一定有___________ ,它的工作原理是___________ ;
(2)求重物下落时,重力做功的功率;( )
(3)求重物在一次下落过程中,甲图装置能量转化的效率;( )
(4)取下灯泡,将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验(设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压);R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻,滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”,电流表选择量程为0~0.6A,电压表选择量程为0~3V;为了保证电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。( )
(1)甲图虚线框内一定有
(2)求重物下落时,重力做功的功率;
(3)求重物在一次下落过程中,甲图装置能量转化的效率;
(4)取下灯泡,将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验(设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压);R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻,滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”,电流表选择量程为0~0.6A,电压表选择量程为0~3V;为了保证电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
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更新时间:2021-06-16 23:35:14
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解题方法
【推荐1】消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所,可以在消防救灾时深入险地,快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。图甲是一台某款消防机器人,动力强劲,靠两履带驱动,可负重自由运动进行消防救灾,也可连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人自身重力为1750N,在消防救灾时最大可负重2000N。
(1)该消防机器人以最大负重状态下在水平地面上行驶时,两条履带与地面的接触面积共为 0.375m2。此时消防机器人对地面的压强多大?
(2)该消防机器人在救火时,连接高压水带后每秒最多可将50L的水喷射到30m高的位置,图乙是该机器人喷水时的情景 (ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)。
①消防机器人每秒最多喷射水的质量有多大?
②消防机器人在连接高压水带后救火喷水时,整体喷水的最大功率至少为多少?
(1)该消防机器人以最大负重状态下在水平地面上行驶时,两条履带与地面的接触面积共为 0.375m2。此时消防机器人对地面的压强多大?
(2)该消防机器人在救火时,连接高压水带后每秒最多可将50L的水喷射到30m高的位置,图乙是该机器人喷水时的情景 (ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)。
①消防机器人每秒最多喷射水的质量有多大?
②消防机器人在连接高压水带后救火喷水时,整体喷水的最大功率至少为多少?
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(0.4)
解题方法
【推荐2】建筑工地上,工人师傅将如图所示的滑轮装配成最省力的滑轮组,利用它站在地面上向下拉绳提升重物;利用此滑轮组,工人用500N的力将1200N的重物在20s内匀速提升4m,不计绳重和摩擦;求:
(1)动滑轮所受重力;
(2)工人所施加拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
(1)动滑轮所受重力;
(2)工人所施加拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/25/469da27a-806b-48c6-b42b-a487207351ec.png?resizew=73)
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名校
解题方法
【推荐3】如图所示,是我国建造的世界首座半潜式圆筒型海洋生活平台“希望7号”出海试航。若在试航中“希望7号”平台的排水量(排开水的质量)为2.5×104t,以5m/s的速度匀速直线航行5km,航行中所受阻力为重力的0.02倍,取g=10N/kg,燃油的热值q燃油=4×107J/kg。求:
(1)平台受到的浮力是多大?
(2)平台所受牵引力的功率是多大?
(3)若平台燃油机动力系统效率为25%,则该试航过程至少需要燃烧的燃油质量是多少?
(1)平台受到的浮力是多大?
(2)平台所受牵引力的功率是多大?
(3)若平台燃油机动力系统效率为25%,则该试航过程至少需要燃烧的燃油质量是多少?
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解题方法
【推荐1】玻璃装运车间常用“低压吸盘吊车”进行吊运玻璃(如图所示),先将6个吸盘压在玻璃上,然后启动抽气机使吸盘内的气压减小,在大气压作用下将玻璃“吸”起,再启动电动机牵引滑轮组上的绳子就可以将玻璃吊起。下图为低压吸盘吊车结构示意图。假设6 只吸盘及支架共重为500牛,每个滑轮重100牛,在某次吊装过程中,吊车将一块重为1800牛的玻璃以0.2米/秒的速度吊高2米,不计抽气管和绳重,不计滑轮与轴间的摩擦,请根据信息回答下列问题:
(1)若圆形吸盘的直径为20厘米,当时的气压为1.0×105Pa,则吸盘内的气压至少要达到多少Pa以下才能把玻璃“吸”起?(6只吸盘内的气压相同,取π=3进行计算)
(2)在提升该玻璃的过程中,该吊升机械效率为多大?
(3)如果此时电动机的效率为80%,则电动机消耗的电功率为多大?
(1)若圆形吸盘的直径为20厘米,当时的气压为1.0×105Pa,则吸盘内的气压至少要达到多少Pa以下才能把玻璃“吸”起?(6只吸盘内的气压相同,取π=3进行计算)
(2)在提升该玻璃的过程中,该吊升机械效率为多大?
(3)如果此时电动机的效率为80%,则电动机消耗的电功率为多大?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/26/2944645868781568/2945468138536960/STEM/12bf1625-61e8-44e2-9344-c758b09ad4ab.png?resizew=363)
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较难
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名校
【推荐2】图甲所示是起重船“振华30”正在作业的情景,它是中国制造的世界最大起重船,被誉为“大国重器”,港珠澳大桥沉管的安放安装就由它完成。为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的压载水舱,通过控制压载水来控制船体的平衡。如图乙是起重船正在排压载水的场景。已知船重
,某次作业起重机将重10⁷N物匀速提升了30m,它的电动机所做的功是
,求:
(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,排开水的体积;
(2)起重机将该重物匀速提升30m,电动机所做的功是
,起重机的机械效率;
(3)如图丙所示为小海设计的一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为2m3,图中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为100时,求剩余的水对舱底的压强。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fbd4214ef72643558327f08a662f123b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc164b991d4e03b20a027909cef6990d.png)
(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,排开水的体积;
(2)起重机将该重物匀速提升30m,电动机所做的功是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc164b991d4e03b20a027909cef6990d.png)
(3)如图丙所示为小海设计的一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为2m3,图中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为100时,求剩余的水对舱底的压强。
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(0.4)
【推荐3】小强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上,图中每个滑轮重100N,不计绳子重和摩擦。已知绳能承受的最大拉力为300N,每次均竖直向上匀速拉动绳子,人重力为600N,双脚站立在水平地面上时,脚与地面的接触面积为600cm2,求:
(1)滑轮组的最大机械效率是多少?
(2)滑轮组机械效率最大时,人脚对地面的压强为多少?
(3)如果使用这个滑轮组提起重物时,刚好不省力时,提起的物重为多少N?(结果保留一位小数)
(1)滑轮组的最大机械效率是多少?
(2)滑轮组机械效率最大时,人脚对地面的压强为多少?
(3)如果使用这个滑轮组提起重物时,刚好不省力时,提起的物重为多少N?(结果保留一位小数)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/14/0d36b28c-b117-4c77-b98f-f954eb5d6ce2.png?resizew=113)
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,R1的阻值为10欧,R2为标有“20欧 1安”字样的滑动变阻器.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/4/1960052606803968/1961404109971456/STEM/f59264ba0f9f4c54820b4630c9ff3ab8.png?resizew=152)
①当滑片P在某位置时,电路中的电流为0.4安,求此时R1两端的电压U1.
② 若用R0来替换R1,并在电路中接入一个电压表,闭合电键时,电压表的示数为6伏,移动滑片,当电压表的示数为4.5伏时,电流表的示数增加了0.3安.继续移动滑片,发现在保证电路正常工作的情况下,电压表示数最小值为2.5伏,求R0的阻值及电源电压U.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/4/1960052606803968/1961404109971456/STEM/f59264ba0f9f4c54820b4630c9ff3ab8.png?resizew=152)
①当滑片P在某位置时,电路中的电流为0.4安,求此时R1两端的电压U1.
② 若用R0来替换R1,并在电路中接入一个电压表,闭合电键时,电压表的示数为6伏,移动滑片,当电压表的示数为4.5伏时,电流表的示数增加了0.3安.继续移动滑片,发现在保证电路正常工作的情况下,电压表示数最小值为2.5伏,求R0的阻值及电源电压U.
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计算题
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较难
(0.4)
真题
解题方法
【推荐2】下图装置中的电流表示数可以反映A处所挂物体的质量.已知电源电压为6v,保护电阻R0=10Ω, R是长为10cm的均匀电阻线,阻值与其长度成正比,其最大阻值为20Ω,金属滑片P与R接触良好且不计摩擦.弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx(k为常数).本题中弹簧的形变都是弹性形变, k=100 N/m,不计弹簧本身质量, g取10N/kg.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/3/2045901794009088/2046243035357184/STEM/6fafe35593f043138fd06d8f29256864.png?resizew=159)
(1)R0消耗的最大功率是多少?__________
(2)A处不挂物体时,滑片P位子a端.电流表的示数能反映A处所挂重物的最大质量M是多少___ ?
(3)现在A处挂上装满细沙的漏斗,滑片P恰好位于b端,当漏斗中细沙缓慢流出时(可视为漏斗始终处于平衡状态),求电流表的示数I与流出的细沙质量m的关系式._______
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/3/2045901794009088/2046243035357184/STEM/6fafe35593f043138fd06d8f29256864.png?resizew=159)
(1)R0消耗的最大功率是多少?
(2)A处不挂物体时,滑片P位子a端.电流表的示数能反映A处所挂重物的最大质量M是多少
(3)现在A处挂上装满细沙的漏斗,滑片P恰好位于b端,当漏斗中细沙缓慢流出时(可视为漏斗始终处于平衡状态),求电流表的示数I与流出的细沙质量m的关系式.
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