【详解】 (1)水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×20×10?3m3=20kg, 水吸收的热量:
Q=cm△t=4200J/(kg?℃)×20kg×10℃=8.4×105J, (2)高档功率是2200W,电路中的电流: I1=
P2200W1==10A; U220V(3)R1阻值:
U2?220V?2R1===22Ω,
P2200W1与2接通是低温档,两电阻串联,由低温档功率1210W, 总电阻:
U2?220V?2R===40Ω,
P21210WR2的阻值:
R2=R?R1=40Ω?22Ω=18Ω, 电路中电流: I2=
P21210W==5.5A, U220VR2在5min内消耗的电能:
W=I22R2t=(5.5A)2×18Ω×5×60s=163350J. 20.(1)40(2)12(3)8 【解析】 【详解】
(1)20cm=0.2m,水对容器底的压强为:p=?水gh?1.0F=pS=2000Pa?200?10?4m2=40N;
(2)物体上表面恰好与水面相平时,排开水的体积:V排=V物=S物
5tkg/cm3?10N/kg?0.2m?2000Pa,10?h=100cm2?12cm=1200cm3=1.2?10?3m3,
33?33此时水对物体的浮力为:F浮=?水gV排=1.0?10kg/m?10N/kg?1.2?10m=12N;
(3)对动滑轮和重物进行受力分析,设拉动滑轮每段绳子的拉力为F绳,则有3F绳==G物-F浮,即,F绳=
G物?F浮24N?12N==4N,对定滑轮进行受力分析,弹簧拉力F=2F绳=8N。
3321.(1)7.728×107 J(2)1.05×105Pa(3)6.25×104W 【解析】 【详解】
(1)消耗汽油的体积:V=8L=0.008m3,
0.008m3=5.6kg, 消耗汽油的质量:m′=ρV=0.7×103kg/m3×
4.6×107J/kg=2.576×108J, 汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=5.6kg×
2.576×108J=7.728×107J, 这段时间内该发动机所做的功:W=ηQ放=30%×
(2)该轿车静止时,对水平路面的压力:F压=G=mg=1.26×103kg×10N/kg=1.26×104N,
F1.26?104N对路面的压强:p???1.05?105Pa ; 2S0.12m(3)汽车行驶的速度:v=90km/h=25m/s,由图象可知,汽车受到的阻力f=2500N,因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以,牵引力F=f=2500N, 25m/s=6.25×104W. 汽车的功率:P=Fv=2500N×
107J; 答:(1) 这段时间内该发动机所做的功为7.728×
(2) 该轿车静止在水平路面上时,对路面的压强为1.05×105Pa; (3)该车以90km/h的速度匀速行驶时汽车的功率为6.25×104W。 五、作图题(本大题共2小题,共4分)
22.
【解析】 【详解】
过O点画出法线,光从水中斜射入空气,所以折射角大于入射角,由此可以做出对应的折射光线,如图所示:
23.
【解析】
物体处于静止状态,此时其重力与摩擦力是一对平衡力,所以摩擦力的方向是竖直向上的;作用点可选择在物体的重心上,摩擦力的示意图如图所示:
点睛:首先要明确摩擦力的方向,知道摩擦力是与重力为一对平衡力的,这样可判断其方向,再按照作图的要求进行作图即可.
六、实验探究题(本大题共3小题,共15分)
24. 2.2 第1次 5
0.968 【解析】 【详解】
(1)在该实验中,滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,由题知,向右移动滑片时电流变小,由此可知滑动变阻器接入的阻值变大,应将其左下接线柱接入电路,如图所示:
(2)第5次实验时,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2.2V; (3)研究电流与电压关系时,要控制电阻阻值不变,由表中数据可知,电压表示数为1.0V,电流为0.2A,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为5V,则滑动变阻器连入电路的最大阻值
R滑大?UR5V??25Ω,大于滑动变阻器最大阻值20Ω,由此可知,第1次实验数据是拼凑的。 I0.2AU1U2U3???5Ω。 I1I2I3该同学选用的定值电阻阻值R?U2根据P?可知,实验中,当电压为最大值时,定值电阻消耗的功率最大。
RP最大2U2(2.2V)???0.968W。 R5Ω25. 调节滑动变阻器 调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压(电
压表示数)为2.5V 0.8 “20Ω1A” 【解析】 【分析】
(1)首先画出电路图:测量灯泡的功率时,需要电压表与灯泡并联,测灯泡电压.电流表与灯泡串联时测灯泡电流.电源电压高于灯泡额定电压,需要灯泡与滑动变阻器串联来分担电压.开关控制电路的通断,串联在电路中.
按照电路图连接实物图:从电源正极开始,依次串联各元件,电压表并联在灯泡两端.注意电压表、电流表的量程,正负接线柱和连接方式,注意滑动变阻器接线柱选择和连入电路的方式.
(2)连接正确,闭合开关,灯泡不亮,可能是电路电流太小,达不到灯泡发光的程度,可能是短路,可能是断路,先通过移动滑片来判断是什么故障.