物理压轴题20题答案公布

1.解：(1)由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，v3=2.50m/s，拉力F3=40N，

∵从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3，

∴拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s，

拉力做功功率(总功率)：

P总=W总 t =F3s3 t =F3v3=40N×7.5m/s=300W

滑轮组的机械效率：

η=W有 W总 ×100%=Gh3 F33h3 ×100%=100N 40N×3 ×100%≈83.33%.

(2)在1～2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m

拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m，

拉力做的功：

W=F2s2=50N×3.75m=187.5J;

(3)设动滑轮重为G动，

∵F3=1 3 (G物 G动)，

∴动滑轮重：

G动=3F3-G=3×40N-100N=20N，

在0～1s内，拉力F1=30N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态.

∴F支 3F1=G G动，

地面对物体的支持力：

F支=G G动-3F1=100N 20N-3×30N=30N，

根据力的作用是相互的，重物对地面的压力：

F压=F支=30N，

对地面的压强：

P=F压 s =30N 5×10-2m2 =600Pa.

2.解：①当有光照射时，光敏电阻的阻值较小，则此时电路中的电流较大，R0两端的电压较大，而R两端的电压较小，

由图乙可知，R两端的较小电压是1V，则R0两端的较大电压是：U0=U-UR=3V-1V=2V，

R0消耗的最大功率：P0=U02 R0 =(2V)2 200Ω =0.02W;

②当无光照射时(即产品挡住了射向光敏电阻的激光)，光敏电阻的阻值较大，电流较小，R0两端的电压较小，而R两端的电压较大，

由图乙可知，R两端的较大电压是2V，此时对应的时间是0.6s-0.4s=0.2s(或1.2s-1.0s=0.2s)，

则产品的边长：a=vt=0.5m/s×0.2s=0.1m，

产品的体积;V=a3=(0.1m)3=0.001m3，

产品的质量：m=ρV=2.5×103kg/m3×0.001m3=2.5kg，

产品的重力：G=mg=2.5kg×10N/kg=25N，

因为产品放在水平传送带上，所以F=G=25N.

3.解：(1)保温电热丝消耗的功率：P保=Pcd-P动=1200W-1100W=100W

保温电热丝阻值：R2=U2 P保 =(220V)2 100W =484Ω

(2)液体乙烯材料吸收热量：

Q=C液m△t=1.8×103J/(kg℃)×6kg×(70℃-20℃)=5.4×105J

(3)发光二极管正常工作的电流：IL=PL UL =0.2W 2V =0.1A

发光二极管支路消耗的功率：P支=U×IL=220V×0.1A=22W　加热电热丝消耗的功率：P加=Pab-P支=1522W-22W=1500W

加热电热丝产生的热量：Q加=W加=P加t=1500W×400s=6×105J

答：(1)保温电热丝R2的电阻值为484Ω;

(2)液体乙烯材料吸收的热量为5.4×105J;

(3)该过程中加热电热丝产生的热量为6×105J.

4.解：(1)由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得

F甲•AO=F乙•OB

(m甲g-F压)•2=0.8Kg•10N/kg•3

(ρ甲•S甲•0.1m×10N/kg-3200Pa•S甲)•2=0.8Kg•10N/kg•3…(1)

(2)由液体压强公式P=hgρ得h1=P ρg =2500Pa 1.0×103kg/m3×10N/kg =0.25m

由ρ=m V 得h2=m ρS容器 =0.9kg 1.0×103kg/m3×0.006m3 =0.15m

则乙物体排开水的体积为：V排=(h1-h2)×S容器=0.1m×0.006m2=0.0006m3

乙物体受到的浮力为F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.0006m3×10N/kg=6N

灌水后乙物体提供的阻力F2=8N-6N=2N

(3)注水后根据杠杆的平衡条件得

(ρ甲•S甲•0.1m×10N/kg-5000Pa•S甲)•2=2N•3…(2)

由(1)(2)两式解得ρ甲=5.6×103kg/m3.

故答案为：5.6×103kg/m3.

5.解：(1)履带增大了推土机底部与地面的接触面积，从而减小了对地面的压强，使推土机能够在松软的地面上行进，不至于陷入土里;履齿增大了履带与地面接触面的粗糙程度，增大了摩擦.

答：“履带”的主要作用是增大接触面积，减小对地面的压强，可以在松软的地面上顺利工作;“履齿”的作用是增大与接触面的摩擦，便于爬坡作业.

(2)推土机静止时对地面的压力大小等于推土机所受重力大小

∴F=mg=20000kg×10N/kg=2×105N

履带与地面的接触面积

S=l×d×2=3.3m×0.9m×2=5.94m2

推土机静止时对地面的压强P=F S =2×105N 5.94m2 ≈3.37×104Pa

答：该推土机静止时对地面的压强为3.37×104Pa.

(3)推土机所做的功

W=Pt=P•S v =169×103W×5m 1m/s =8.45×105J

∵推土机做匀速直线运动，所以牵引力与阻力是一对平衡力

∴阻力f=F=W S =8.45×105J 5m =1.69×105N

答：推土机所受的阻力为1.69×105N，推土机所做的功为8.45×105J.

6.解：滑片P置于滑动变阻器的中点时，接入电路的电阻为最大阻值10Ω的一半，根据欧姆定律可得

I=U R =8V 4Ω =2A;

UP=IRP=2A×5Ω=10V;

电源电压：U0=U UP=8V 10V=18V.

当滑片从中点向b端移动距离s后，电压表示数变为6V

I′=U′ R =6V 4Ω =1.5A;

UP′=U0-U=18V-6V=12V;RP′=UP′ I =12V 1.5A =8Ω.

所以移动距离s，电阻变化3Ω，当滑片从中点向a端移动距离s后，接入电路的电阻变为2Ω.

I″=U0 R RP″ =18V 4Ω 2Ω =3A;

U″=I″R=3A×4Ω=12V.

7.答案：1.4m-----1.8m

8. 解：(1)根据已知量压敏电阻能承受的最大压强P=F S =800N 4×10-4m2 =2×106Pa;

答：压敏电阻能承受的最大压强为2×106Pa.

(2)油箱内油的重力G油=F-G油箱=800N-80N=720N，油的质量m油=G油 g =720N 10N/kg =72kg，油的体积V油=m油 ρ油 =72kg 0.8×103kg/m3 =0.09m3.

答：此油箱最多可装0.09m3的油.

(3)压敏电阻受到最大压力是800N，从图象上找到此时压敏电阻对应的电阻值是80Ω，电压表的最大示数是3V，电阻R和R0串联电流相等，用公式表示为UR R =U0 R0 ，代入数据得6V-3V 80Ω =3V R0 ，解得R0=80Ω.

答：则定值电阻R0的阻值为80Ω.

(4)由乙图知，压敏电阻R的阻值与受到的压力F的关系式是：R=240-0.2F(Ω)，R0两端的电压U0=30 19-100V (V).

答：R0两端电压U0与油量V的关系式为U0=30 19-100V (V).

9. 解：(1)水流带动发电机转动发电，将机械能转化为电能.

故答案为：机械能转化为电能.

(2)①由题意知，触点3与5接通，电动水闸M打开，电源1是电动水闸的供电系统，所以，电源1要与电动水闸串联，保证触电3与5接通时给电动水闸供电，如图所示.

②电源2则是螺线管的供电系统，电源2与螺线管串联.另外，电磁继电器在白天光控开关闭合时才能工作，所以光控开关控制电磁继电器，与电源2串联，如图所示.

故答案为：

(3)装满一池水的重力做功W=Gh1=mgh1=ρ水Vgh1=ρ水πR2(H-h2)gh1

设备一次发电量W电=W×80%=O.8ρ水πR2(H-h2)gh1

发电机的电功率

P=W电 t =0.8ρ水πR2(H-h2) gh1t

答：该发电设备一次发电量为若一次发电时间为O.8ρ水πR2(H-h2) gh1.发电机的发电功率为0.8ρ水πR2(H-h2) gh1 t .

10. 解：(1)圆柱形重物的重：

G=mg=2400kg×10N/kg=2.4×104N，

∵在水平地面上，

∴对地面的压力：F=G=2.4×104N，

对地面的压强：p=F s =2.4×104N 0.8m2 =3×104Pa;

(2)由图可知，承担重物的钢丝绳的股数n=4，

∵不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦，

∴载重小车下每段钢丝绳的拉力：

F拉=1 4 G=1 4 ×2.4×104N=6000N;

(3)s=4h=4×20m=80m，

拉力做功：W=Fs=6000N×80m=4.8×105J;

(4)由题知，GA×OA=m最大g×OB;　当提升2400kg重物时，GA×OA=m物g×OC′，

∴m最大g×OB=m物g×OC′，

即：1200kg×g×25m=2400kg×g×OC′，

∴OC′=12.5m，

∴载重小车最多能向B点方向平移的距离：

s=OC′-OC=12.5m-10m=2.5m.

答：(1)起吊前，该重物对地面的压强为3×104Pa;

(2)起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下每段钢丝绳的拉力为6000N;

(3)如果将重物匀速提升20m，则拉力做功4.8×105J;

(4)塔吊将重物从起吊点提升20m后，载重小车最多能向B点方向再平移2.5m，才能保证安全工作.

11. 解：(1)∵p0=ρ水gh，

∴水泵的轴心距水面的最大高度：

h=p0 ρ水g =1.01×105Pa 1×103kg/m3×10N/kg =10.1m;

(2)1小时机械装置所做有用功：

W有用=GH

=ρ水vgH

=1×103kg/m3×180m3×10N/kg×12m

=2.16×107J，

有用功率：

P有=W有用 t =2.16×107J 3600s =6000W;

(3)1.25L柴油完全燃烧产生的热量：

Q放=qm

=qρ柴油v柴油

=4.0×107J/kg×0.8×103kg/m3×1.25×10-3m3

=4×107J，

整个机械装置的效率：

η=W有用 Q放 =2.16×107J 4×107J ×100%=54%.

答：(1)水泵的轴心距水面的高度h最大为10.1m;

(2)该机械装置所做有用功的功率为6000W;

(3)整个机械装置的效率为54%.

12解：(1)由题中“由于飞机喷出大量的烟粒，这些烟粒起着凝结核的作用，使水蒸气凝结后附着在烟粒上，形成云带”可见：云带的形成过程主要是液化，与雾的形成过程相同;

(2)炎热的夏天气温较高，冰棍儿周围空气温度低，空气中的水蒸气遇到温度较低的冰棍儿液化成小水滴悬浮在空中形成“白气”;

(3)在污染严重的地区空气中存在大量烟尘，成为水蒸气液化的凝结核，从而使水蒸气更容易液化成小水滴附着在上面形成雾.

13.解：(1)甲图是根据异名磁极相互吸引，使车身和轨道脱离，车身必须受到一个向上的力.轨道线圈的下端是N极，把列车吸引起来和铁轨脱离，车身线圈上端是S极.

(2)s=10mm=0.01m，20t=20000kg，

G=mg=20000kg×10N/kg=200000N.

W=Fs=200000N×0.01m=2000J.

(3)v=360km/h=100m/s，t=7min20s=440s，s=30km=30000m，

t1=s v =30000m 100m/s =300s

在单向运行过程中，只停靠一站，那么停靠时间约为t2=t-t1=440s-300s=140s.

(4)乙图是根据同名磁极相互排斥的原理来是车身和轨道脱离.根据安培定则判断，螺线管的上端是N极.　故答案为：(1)S;2000;(2)140;(3)如图;排斥;

14. 解：(1)因为每个磁体都只有两个磁极，分别叫做S极和N极，故猜想3是错误的;

(2)如果猜想1正确，用细线将环形磁体水平悬挂起来，由于地磁场的作用，磁体在特定位置才能保持静止，结果观察到磁体在任意位置都能保持静止这说明猜想1是错误的.

(3)若想验证猜想2是否正确，我们只需选用小磁针即可，即将小磁针置于磁环周围不同处，多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置.

故答案为：(1)一个磁体只可能有两个磁极;(2)1;(3)小磁针;将小磁针置于磁环周围不同处;多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置.

15. 解：(1)滑雪者在滑行过程中，滑雪板和雪面之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，内能增加.

(2)滑雪板可以轻易在雪地上滑行，滑雪板与雪地之间形成气垫，使接触面脱离，减小了滑雪板与雪地之间的摩擦.

(3)v=s t =1.5m 1s =1.5m/s.

(4)S=2×1.5m×0.12m=0.36m2，

p=F S =G S =720N 0.36m2 =2000Pa.

故答案为：(1)减小;(2)滑雪板与雪地之间形成气垫，减小了滑雪板与雪地之间的摩擦;(3)1.5;(4)2000.

16. 解：(1)人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，声呐发出的声波频率大多在10kHz～30kHz之间;

因此人耳听到的声呐发出的声波频率为：10kHz～20kHz.

(2)声波在水中传播的总距离为：s=vt=1500m/s×10s=15000m

由于声波是反射回来的信号，所以两艘潜艇之间的距离s1=s 2 =15000m 2 =7500m

1分钟=60s.

1分钟后，潜艇B行驶的路程sB=vBt=20m/s×60s=1200m

现在两艘潜艇之间的距离s2=s1 sB=7500m 1200m=8700m

(3)地球和月球之间是真空，因为真空不能传声，所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离.

故答案为：

(1)10，20;

(2)7500m，8700m;

(3)不能，因为地球和月球之间是真空，真空不能传播声音.

17. 解：(1)根据天平的读数方法，工艺品的质量=砝码质量 游码对应的刻度值=50g 20g 10g 5g 4g=89g;

故答案为：89;

(2)根据量筒的读数方法，即V铜块=V1-V水=40cm3-30cm3=10cm3;

根据阿基米德原理，F浮=G排=ρ液V排g，求出铜块受到的浮力.

∵V排=10cm3=1×10-5m3，水密度ρ=1×103kg/m3，g=10N/kg，

∴F铜块浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×1×10-5m3×10N/kg=0.1N

故答案为：10;0.1;　(3)根据量筒的读数方法，读出工艺品和水的总体积V2，即V工艺品=V2-V水，

V工艺品=44cm3-30cm3=14cm3，V工艺品

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