【正文】 /m 滑輪組的機(jī)械效率η 甲 1 （ 1）完成表格填寫． （ 2）若在圖甲實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，減少一只鉤碼，再測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，則機(jī)械效率跟原來相比將 變小 ．（選填 “不變 ”、 “變小 ”或 “變大 ”） （ 3）有同學(xué)想進(jìn)一步探究滑輪組的機(jī)械效率是否與滑輪組中細(xì)繩的繞法有關(guān)．根據(jù)探究目的，他們測(cè)算出如圖（甲）所示的滑輪組的機(jī)械效率后，請(qǐng)你在圖中畫出下一步實(shí)驗(yàn)所需的組裝圖． 【考點(diǎn)】 滑輪（組）機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)；機(jī)械 效率的計(jì)算；滑輪（組）的機(jī)械效率． 【分析】 （ 1） ①物體被提高的高度為 h，繩子末端移動(dòng)的距離為 S，則 S=nh； ②機(jī)械效率等于有用功和總功的比值，即 η= 100%= 100%． （ 2）影響滑輪組機(jī)械效率的因素有被提升物體的重力、動(dòng)滑輪重力、繩子重力和摩擦等，提升物體重力減小，做的有用功減小了，機(jī)械效率減小了． （ 3）要解決此題，需要掌握滑輪組的繞線方式：可以從動(dòng)滑輪或定滑輪繞起，首先要確定甲圖的繞線方法是從定滑輪繞起的，所以乙圖要從動(dòng)滑輪繞起． 【解答】 解：（ 1） ①物體被提高的高度為 h=，與動(dòng)滑 輪相連的繩子段數(shù) n=2，所以繩子末端移動(dòng)的距離為 S=nh=2 =； ②滑輪組的機(jī)械效率 η= 100%= 100%= 100%=%． 答：拉力移動(dòng)的距離為 ，機(jī)械效率為 %． （ 2）減少一只鉤碼，提升物體重力減小了，提升物體重力做的有用功減小了，所以機(jī)械效率變小了． 答：變?。? （ 3）甲圖從定滑輪繞起，所以要改變滑輪組的繞線方式，乙圖需從動(dòng)滑輪繞起，因?yàn)榛喗M的機(jī)械效率還與被提升物體的重力有關(guān)，所以被提升的物體應(yīng)不變，如下圖． 【點(diǎn)評(píng)】 （ 1）滑輪組做的有用功是提升 物體重力做的功，額外功是克服動(dòng)滑輪重力和繩子重力及摩擦做的功，總功是拉力做的功，機(jī)械效率等于有用功和總功的比值； （ 2）同一滑輪組，機(jī)械效率還和提升的物體重力有關(guān)，提升的物體越重，機(jī)械效率越大． 22．在 “探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系 ”的實(shí)驗(yàn)中，老師提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓恒為 Ⅴ ），電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，四個(gè)定值電阻（ 5Ω、 10Ω、 15Ω、 20Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別為 “10Ω， 2A”、 “20Ω， 1A”），導(dǎo)線若干． （ 1）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要用筆畫線把甲圖元件連接成實(shí)物電路． （ 2）按要求連接好電路，閉合開關(guān)前，變阻器的滑片 P 應(yīng)調(diào)至最大阻值處． （ 3）李艷同學(xué)在 a、 b 間先接入 5Ω的電阻，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片 P，使表示數(shù) ，并記下相應(yīng)的電流值； 5Ω再改接 10Ω的電阻，此時(shí)滑片 P 應(yīng)向 C （選填 “C”或 “D”）端移動(dòng)，李艷移動(dòng)變阻器滑片 P 的目的是 使電壓表示數(shù)保持 不變 ． （ 4）完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是 “20Ω， 1A” ． （ 5）李艷又將圖中的定值電阻 R1 換成標(biāo)有 “”的小燈泡，圖乙是使該燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流表的示數(shù)，則該燈泡的額定功率為 W． 【考點(diǎn)】 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)；串聯(lián)電路的電壓規(guī)律；歐姆定律的應(yīng)用． 【分析】 （ 1）根據(jù)題目要求，在（ 3）中，先接入 5Ω的電阻，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片 P，使表示數(shù) ，變阻器分得的電壓為 ﹣ =2V，變阻器分得的電壓為定值電阻電壓的= 倍，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻為定值電阻的 倍，即為 5Ω=4Ω；當(dāng)定值電阻由 5Ω再改接 10Ω的電阻時(shí)，電路中的電流大小 I′= ，此時(shí)電壓表的示數(shù)為 U′=I′R′= 10Ω=＞ 3V，所以，電表選應(yīng)選用大量程， 電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，變阻器按一上一下的原則與電流表、定值電阻串聯(lián)； （ 3）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向； （ 4）在分析（ 1）的基礎(chǔ)上，求出變阻器的最小阻值，從而確定變阻器的規(guī)格； （ 5）根據(jù)圖乙電流表小量程讀數(shù)，根據(jù) P=UI 求燈的功率． 【解答】 解：（ 1）在上面分析的基礎(chǔ)下，實(shí)物圖連接如下圖所示； （ 3）當(dāng)電阻由 5Ω換成 10Ω的電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理，定值電阻的電壓變大，要保持電壓不變，應(yīng)減小定值電阻的電壓而增大變阻器分得的電壓，所以變阻器連入電路中的電阻應(yīng)增大，滑片向 C 端移 動(dòng)；移動(dòng)滑片的目的是使電壓表示數(shù)保持 不變； （ 4）由分析（ 1）知，變阻器的電壓是定值電阻電壓的 倍，為保證完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器的阻值至少為 20Ω=16Ω＞ 10Ω，所以，應(yīng)選用 “20Ω， 1A”的變阻器； （ 5）圖乙中電流表小量程分度值為 ，示數(shù)為 ，則燈的額定功率 P=UI==． 故答案為：（ 1）如上圖所示； （ 3） C；使電壓表示數(shù)保持 不變； （ 4） “20Ω， 1A”； （ 5） ． 【點(diǎn)評(píng)】 本題探究電流與電阻的關(guān)系，考查電路的連接、操 作的過程、器材的選擇及小燈泡額定功率的測(cè)量，綜合性較強(qiáng)，有一定難度． 23．如圖的電路中，電源電壓 U=6V 且保持不變，定值電阻 R1=6Ω，定值電阻 R2=4Ω．求： （ 1）只閉合 S1，通過 R1 的電流是多大？ （ 2）只閉合 S2， R2 兩端的電壓是多大？ 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用． 【分析】 （ 1）只閉合 S1，只有電阻 R1 接在電路中，由歐姆定律求出電流． （ 2）只閉合 S2，兩電阻串聯(lián)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電流，然后求出電壓． 【解答】 解：（ 1）由圖示電路圖可知，只閉合 S1，只有電阻 R1 接在電路中， 通 過 R1 的電流為： I1= = =1A； （ 2）由圖示電路圖可知，只閉合 S2，兩電阻串聯(lián)， R R2 串聯(lián)的總電阻： R=R1+R2=6Ω+4Ω=10Ω， 電路中的電流： I2= = =， 由 I= 得： R2 兩端的電壓 U2=I2R2= 4Ω=． 答：（ 1）只閉合 S1，通過 R1 的電流是 1A． （ 2）只閉合 S2， R2 兩端的電壓是 ． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查了求電流、電壓、電流的變化，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題． 24．小明想測(cè)量一捆細(xì)金屬線的長(zhǎng)度，于是他從實(shí)驗(yàn) 室中找來了如下器材彈簧測(cè)力計(jì)（量程足夠）、量程為 10cm 的直尺、水、一個(gè)足夠大的燒杯、細(xì)線和一支粗細(xì)均勻的鉛筆．請(qǐng)你利用上述器材幫助小明設(shè)計(jì)一個(gè)方案，在不破壞這捆金屬線的情況下，巧妙測(cè)出它的長(zhǎng)度（不可以用尺直接測(cè)量）．要求： （ 1）寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟； （ 2）推導(dǎo)出計(jì)算金屬線長(zhǎng)度 L 的表達(dá)式（用已知量和測(cè)量量表示）． 【考點(diǎn)】 控制變量法與探究性實(shí)驗(yàn)方案． 【分析】 根據(jù)視重法先測(cè)出金屬絲的重力、拉力，計(jì)算出浮力，根據(jù)阿基米德原理計(jì)算出 V排 ，即物體的體積； 運(yùn)用累積法測(cè)出多股金屬絲的直徑，根據(jù)體積計(jì)算公式 V=SL，寫出金屬絲的長(zhǎng)度表達(dá)式． 【解答】 解：（ 1）實(shí)驗(yàn)步驟： ①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出這捆細(xì)金屬絲的重力 G； ②在燒杯中倒入適量的水，用細(xì)線將金屬絲懸掛彈簧測(cè)力計(jì)下，并將金屬絲全部浸沒水中，金屬絲不能碰燒杯底和側(cè)壁，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 F； ③將金屬絲緊密地繞在鉛筆上，用刻度尺量出線圈的長(zhǎng)度為 L′，數(shù)出線圈的圈數(shù)為 n． （ 2） ①金屬絲受到的浮力 F 浮 =G﹣ F， 由阿基米德原理 F 浮 =ρ 水 gV 排 得， 金屬絲的體積 V 物 =V 排 = = ， 鉛筆上金屬絲的直徑 d= ， 金屬絲的橫截面積 S=πr2=π（ ） 2=π（ ） 2， 金屬絲的長(zhǎng) 度 L= = = ． 數(shù)學(xué)表達(dá)式：長(zhǎng)度 L= ． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查學(xué)生創(chuàng)造性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，同時(shí)考查了視重法測(cè)浮力、阿基米德原理、體積公式等的靈活運(yùn)用；熟練運(yùn)用視重法測(cè)浮力、累積法測(cè)直徑是解題的關(guān)鍵． 25．在一個(gè)大試管內(nèi)裝滿水，將一個(gè)直徑略小于大試管內(nèi)徑的小試管插入大試管內(nèi)．如圖所示將整個(gè)裝置倒置豎起，發(fā)現(xiàn)有時(shí)候小試管會(huì)沿大試管內(nèi)壁向上移動(dòng)，有時(shí)會(huì)向下移動(dòng)，有時(shí)則剛好靜止不動(dòng)．已知小試管質(zhì)量為 m，水的密度為 ρ，大氣壓強(qiáng)為 P0，小試管的截面積為 S．請(qǐng)： （ 1）寫出小試管在如圖所示狀態(tài)下受到哪幾個(gè)力的作用？ （ 2）通過計(jì)算說明產(chǎn)生上述不同運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的原因． 【考點(diǎn)】 二力平衡條件的應(yīng)用；壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算． 【分析】 先對(duì)小試管受力分析，小試管剛好能沿大試管內(nèi)壁向上移動(dòng)時(shí)受力平衡，根據(jù)力的平衡條件得出等式，要注意小試管上方受到的壓強(qiáng)等于大氣壓減去水產(chǎn)生的壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)公式表示出受到的力，然后分析表達(dá)式得出結(jié)論． 【解答】 解： （ 1）對(duì)小試管受力情況如下圖所示：小試管受到三個(gè)力，自身重力 G、水向下的壓力 F，大氣壓向上的壓力 F0； （ 2）小試管剛好能沿大試管內(nèi)壁向上移動(dòng)時(shí)受力平衡，則： F0=G+F， 小試管受到水 的壓強(qiáng)： p 水 =p0﹣ ρgh， 小試管受到水的壓力： F=p 水 S=（ p0﹣ ρgh） S， 所以， p0S=G+（ p0﹣ ρgh） S， 解得： h= = = ， 當(dāng) h＞ 時(shí)， p0S＞ G+（ p0﹣ ρgh） S，小試管向上移動(dòng)； 當(dāng) h= 時(shí)， p0S=G+（ p0﹣ ρgh） S，小試管靜止不動(dòng)； 當(dāng) h＜ 時(shí)， p0S＜ G+（ p0﹣ ρgh） S，小試管向下移動(dòng)； 答： （ 1）小試管受到三個(gè)力，自身重力 G、水向下的壓力 F，大氣壓向上的壓力 F0； （ 2） h＞ 時(shí)，小試管向上移動(dòng)；當(dāng) h＜ 時(shí)，小試管向下移動(dòng)；當(dāng) h= 時(shí)，小試管靜止． 【點(diǎn)評(píng)】 本 題考查了固體壓強(qiáng)公式、液體壓強(qiáng)公式和圓的面積公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)對(duì)剛好可以向上移動(dòng)的細(xì)試管進(jìn)行受力分析并利用力的平衡得出等式，難點(diǎn)是細(xì)試管上方受到的壓力，注意此時(shí)要考慮大氣壓．