21．在图中直棒上画出动力F1的力臂L1和阻力臂L2对应的阻力F2 ． （_______）

解析：

【解析】 【分析】

（1）已知动力F1，根据力臂的画法，先确定支点，再过支点作动力作用线的垂线段，即可画出动力臂； （2）已知阻力臂L2，根据力臂的画法，画出阻力的作用线，根据F1的方向和支点位置，确定F2的方向． 【详解】

（1）过支点做力F1作用线的垂线段，再标出垂直符号和力臂符号L1； （2）已知力臂L2，它与力F2的作用线垂直，方向斜向下，如图所示：

四、计算题

22．如图为目前国内最大吨位薄膜太阳能动力豪华游船，排水量为43.9t，航速为最大18km/h。（海水密度约为1.0×103kg/m3）

（1）游船满载时受到海水的浮力是多少？

（2）以最大航速匀速航行时所受海水阻力为游船重力的0.1倍，那么该游船以最大航速匀速航行时，推力的功率为多少？

解析：（1）4.39×105N；（2）2.195×105W。 【解析】

【详解】

（1）由阿基米德原理可得，游船满载时受到海水的浮力：F浮=G排=m排g=43.9×10kg×10N/kg=4.39×10N；

（2）因为游船漂浮，所以游船的重力：G=F浮=4.39×10N， 匀速航行时受到的阻力：f=0.1G=0.1×4.39×10N=4.39×10N，

匀速航行时，推力和阻力是平衡力，由二力平衡条件得到推力F=f=4.39×104N， 最大航速v=18km/h=5m/s，

则以最大航速匀速航行时，推力的功率：P=

5

4

5

3

5

WFs?=Fv=4.39×104N×5m/s=2.195×105W。 tt答：（1）游船满载时受到海水的浮力是4.39×105N； （2）推力的功率为2.195×10W。

23．2016 年 5 月，中国首批电气新能源公交汽车在常州使用。它既可以用充电桩充电，也可以用车辆顶部的太阳能电池板为车辆辅助充电，还可以使用天然气。当蓄电池电力储存不够时，就用燃气发动机为汽车提供动力。太阳能电池板每天能向蓄电池充入 10kW·h～20kW·h 的电能。已知蓄电池消耗的电能有 90%转化为汽车前进所做的功，天然气完全燃烧产生的内能有 30%转化为汽车前进所做的功，天然气热值为4.5×10J/kg，该车行驶时受到的阻力为 3.6×10N。 （1）当车辆以 72km/h 匀速行驶时，牵引力的功率为多少？ （2）太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶多少距离？

（3）若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为多少？ 解析：（1）3.3×104W （3）9000m （1）4.8kg

【解析】试题分析：（1）汽车的速度v=33km/h=30m/s，匀速行驶时牵引力等于阻力F=f=1．6×101N，所以牵引力的功率为P=Fv=1．6×10N×30m/s=3．3×10W；（3）太阳能电池板每天向蓄电池充入的电能至少为W电=10kWh=1．6×10J，汽车获得的机械能：W机械=W电×90%=1．6×10J×90%=1．34×10J，汽车行驶的最小距离：s=W机械/F=1．34×103J/1．6×101N=9000m；（1）太阳能电池板每天向蓄电池充入的电能至少为W电=10kWh=1．6×103J，W电×90%=Q天然气×10%，代入数据：1．6×103J×90%=Q天然气×10%，解得Q天然气=3．16×108J，故每天最多可以节约天然气的质量为m=Q天然气/q=3．16×108J/4．5×103J/kg=4．8kg。 【考点定位】功和功率；机械运动；新能源

24．下表为某电热水器的铭牌（其中一项内容已模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝. 求：

3

3

3

1

4

7

3

5

（1）电热丝Rl的阻值.

（2）热水器在低温档正常工作5分钟所产生的热量.

（3）热水器在高温挡正常工作时的额定电流（结果保留一位小数）. 解析：（1）44Ω（2）1.32×10J（3）8.3A 【解析】 【详解】

由电路图可知,开关S1闭合、S2接a时,R1与R2并联，电路的总电阻最小，

5

U2由P=UI=可知，电路的总功率最大，电热水器处于高温档；

R同理可知,开关S1断开、S2接b时,R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电热水器处于低温档；

开关S1闭合、S2接b时,电路为R1的简单电路，电热水器处于中温档； 开关S1断开、S2接a时，电路断路。

(1)开关S1闭合、S2接b时,电路为R1的简单电路，电热水器处于中温档， 由I=

U可得,电阻R1的阻值： RU220VR1===44Ω；

I中5A(2)低温档正常工作5分钟产生的热量： Q=W=UI低t=220V×2A×5×60s=1.32×105J；

U2(3)由电路图知：开关S1断开、S2接b时，两电阻串联．热水器电阻最大，由P=知，热水器处于低

R温档，此时I低=

U220V，即：2A=，解得： R2=66Ω；

44Ω?R2R1?R2由电路图知：开关S1闭合、S2接a时，两电阻并联，此时热水器电阻最小，功率最大，

UU220V220V?热水器处于高温挡，此时I高==+≈8.3A. R1R244Ω66Ω五、实验题

25．某学习小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验．

（1）实验前，发现杠杆左高右低，这时应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡．

（1）调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F1/N 阻力臂l1/cm 1 1 3 4 6 5 4 1 5 10 15 10 5 10 6 8 6 5 10 分析实验数据得到两种结论：①F1+l1=F1+l1；②F1l1=F1l1．你认为正确的是第 （选填“①”或“②”）种结论，实验4中的阻力臂是 cm．

（3）如图甲所示，在杠杆的左端10cm处挂1个50g的钩码，而在杠杆的右端10cm处用弹簧测力计竖直往下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数F= N；如果测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置平衡，则测力计读数F′ F（选填“＞”、“＜”、“=”），g取10N/kg．

（4）杠杆在图乙的水平位置平衡后，用手使杠杆缓慢地转过一个角度（如图丙）后松手，杠杆 （选填“能”或“不能”）保持静止．

解析：（1）左；（1）②；5；（3）1；＞；（4）能 【解析】 【详解】

（1）由题意可知，当杠杆静止时，杠杆左端偏高，右端偏低，故平衡螺母需向左调节；

（1）经过1、1、3组实验得出杠杆的平衡条件为F1l1=F1l1；由杠杆的平衡条件得，实验4中的阻力臂是L1=F1L1/F1=（1N×10cm）/8N=5cm；

（3）根据杠杆的平衡条件得，测力计的读数F1=F1L1/L1=（10cm×1×0.05kg×10N/kg）/10cm=1N；当向右倾斜拉时，阻力和阻力臂都不变，动力臂变小，则动力变大；

（4）当用手转过一个角度后松手，杠杆的力臂都减小，且减小的幅度都相等则F1l=F1l1，故杠杆能平衡．

26．如图甲是小明同学探究“水的沸腾”实验装置．

（1）小明加热水至沸腾，温度计示数如图乙，为_____℃．

（2）移去酒精灯，水停止沸腾后，用注射器将气体压入烧瓶再次加热，如图丙．发现水重新沸腾时，温度计的示数高于图乙的示数，说明_____．

（3）小明用相同的火力，利用图丙的装置分别在不同条件下做了几次实验，并绘制温度随时间变化的关