【山东省青岛市2015年初中学业水平考试】小雨站在水平地面上-优题课

【山东省青岛市2015年初中学业水平考试】小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）。已知小雨的重力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m²，圆柱形水桶的底面积为0.2m²、容积为0. lm³（不计桶的厚度）。

（l）将空桶匀速下放的过程中（桶底未接触水面），小雨对地面的压强为1.15×l0⁴Pa，则桶和动滑轮总重是多少？
（2）向上提水，当桶底受到水向上的压强为2.5×10³Pa时，小雨对地面的压强为l×l0⁴Pa;小雨将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？

科目物理题型计算题难度中等

知识点：机械效率的计算压强的大小及其计算

如图所示的电路中，电源电压 $U = 10 V$ 保持不变， $R_{1}$ 是滑动变阻器，可调范围 $0 - 8 Ω$ ；灯泡 $L$ 上标有“ $6 V$ 、 $6 W$ ”字样； $AB$ 段是由某种材料制成的粗细均匀的导体棒，其总长 $x_{0} = 0.12 m$ ，导体棒的电阻与长度满足 $R = kx$ ， $k$ 是常量；滑片 $P$ 与导体棒 $AB$ 接触良好，忽略灯丝电阻随温度变化的影响。

（1）求灯泡的电阻 $R_{L}$ ；

（2）闭合开关 $S$ ，将滑片 $P$ 滑至 $B$ 端，调节 $R_{1}$ 使灯泡正常发光，此时电流表示数 $I = 2 A$ ，求 $k$ ；

（3）将滑片 $P$ 移到 $A$ 端，调节 $R_{1}$ 使其消耗的功率为 $4 W$ ，求电流表的示数。

2017年5月5日，拥有我国自主知识产权的 $C 919$ 大型客机在上海浦东机场成功首飞。若客机在空中以 $720 km / h$ 的速度沿水平直线匀速飞行5分钟，受到的阻力是其重力的0.1倍；客机发动机靠完全燃烧航空煤油提供能量，其机械效率为 $75 %$ ；已知客机质量 $m = 7.5 \times 10^{4} kg$ ． $(g$ 取 $10 N / kg)$

（1）求客机在这段时间内通过的路程和发动机的功率

（2）求发动机在这段时间内燃烧航空煤油的质量。（假设航空煤油的热值 $q = 5 \times 10^{8} J / kg)$

如图所示电路，电源电压 $18 V$ 恒定不变，小灯泡上标有“ $12 V$ ”的字样，滑动变阻器的规格为“ $200 Ω 1 A$ ”，电流表量程“ $0 ~ 0.6 A$ ”，电压表量程“ $0 ~ 15 V$ ”，调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡 $L$ 恰好正常发光，此时电流 $2 s$ 内对小灯泡 $L$ 做功 $12 J$ ，不考虑温度对电阻的影响。求：

（1）小灯泡 $L$ 正常发光时的电流；

（2）滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全；

（3）小灯泡 $L$ 两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？

质量为 $60 kg$ 的工人站在水平地面上，用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体，水池底面积为 $15 m^{2}$ ，物体重 $2000 N$ 、体积为 $0.1 m^{3}$ ，物体未露出水面前，此装置机械效率为 $80 %$ ．（不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦） $g$ 取 $10 N / kg$ 求：

（1）物体浸没在水中受到的浮力；

（2）动滑轮的重力；

（3）若工人双脚与地面的接触面积为 $500 c m^{2}$ ，当他对地面的压强为 $2 \times 10^{3} Pa$ 时，池底受到水的压强的变化量。

如图所示，灯泡 $L$ 上标有“ $6 V 2.4 W$ ”字样，电流表量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表量程为 $0 - 15 V$ ．滑动变阻器的最大电阻为 $160 Ω$ ．只闭合 $S_{1}$ ，滑片置于某点 $a$ 时，滑动变阻器接入电路中的电阻 $R_{a} = 40 Ω$ ，电压表示数 $U_{a} = 12 V$ ，电流表示数为 $I_{a}$ ；只闭合 $S_{2}$ ，滑片置于某点 $b$ 时，滑动变阻器接入电路中的电阻为 $R_{b}$ ，电流表示数为 $I_{b}$ ．已知 $I_{a} : I_{b} = 3 : 4$ ， $R_{b} : R_{0} = 3 : 2$ （灯丝电阻不随温度变化），滑片移动过程中，灯泡电压不超过额定值，电表示数不超过量程。

求：（1）小灯泡正常发光时的电阻；

（2）定值电阻 $R_{0}$ 和电源电压 $U$ ；

（3）只闭合 $S_{1}$ 时，电路消耗的最小功率。