【正文】 接實物電路圖、滑動變阻器的作用、實驗操作與實驗現(xiàn)象分析等問題 ； 先分析清楚實驗的原理圖，再連接實物電路圖； 連接實物圖時應(yīng)注意： ①電壓表、電流表的正負極不要接反． ②注意電壓表、電流表的量程不要接錯． ③滑動變阻器的分壓與限流接法，滑片移動時阻值的變化應(yīng)符合題意要求． ④作圖要美觀，連線不要交叉． 23．（ 2022?東營）小明幫爺爺澆菜園．他從井中提水時發(fā)現(xiàn)盛滿水的桶露出水面越多，提桶的力就越大．由此他猜想：浮力大小可能與物體排開液體的體積有關(guān)．于是他找來一個金屬圓柱體、彈簧測力計和燒杯等器材進行了如圖所示的探究． （ 1）分析上圖中彈簧測力計示數(shù)的變化可 知，物體排開液體的體積越大，所受的浮力 越大 ． （ 2）實驗結(jié)束后，小明繪制了彈簧測力計對金屬圓柱體的拉力和金屬圓柱體所受浮力隨浸入液體深度變化的曲線，如右圖所示．（ ρ 水 =103kg/m3，取 g=10N/kg） 分析圖象可知： ①曲線 a （選填 “a”或 “b”）描述的是金屬圓柱體所受浮力的變化情況． ②該金屬圓柱體所受的重力為 N，金屬圓柱體的密度為 103 kg/m3． （ 3）爺爺鼓勵小明對 “浸在液體中的物體所受浮力大小是否與液體的密度有關(guān) ”這一問題進行探究．請你幫小明選擇合適的器 材，并寫出實驗步驟． 實驗器材： 金屬圓柱體、彈簧測力計、燒杯、水、鹽水、細線 實驗步驟： ①用細線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測力計下． ②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù) F1． ③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù) F2． ④比較 F1 和 F2 的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關(guān)． ． 考點 ： 探究浮力大小的實驗。 430142 專題 ： 實驗題；控制變量法；推理法。 分析： （ 1）浸在液體中的物體受到液體的浮力，浮力大小等于重力與彈簧測力計的拉力 之差，重力不變，浮力是否變化通過拉力是否變化得出； （ 2） ①讀懂圖象中物體受到的拉力（浮力）與所在水的深度的關(guān)系，就能做出正確的選擇； ②由圖象可知，當物體所在水的深度為 h=0，也就是沒有與水接觸時，彈簧測力計的示數(shù)等于物體的重力；已知重力，可以得到物體的質(zhì)量； 當物體完全浸沒時，浮力的大小可以得到；已知浮力和水的密度，利用公式 V=V 排 = 得到物體的體積；已知物體的質(zhì)量和體積，利用公式 ρ= 得到其密度； （ 3）要探究浮力與液體密度的關(guān)系，除上面的器材外，還要有密度不同的液體，如鹽水；同時保持物體排開不同液體 的體積一定，記錄物體受到的浮力，比較浮力與密度的關(guān)系． 解答： 解： （ 1）由圖知，隨著物體浸入水中體積的增大，彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小，說明物體受到的浮力不斷增大； （ 2） ①圖象 a 表示的是隨物體浸入液體深度的增大，物體受到的浮力開始越來越大，最后保持不變；圖象b 表示的是隨物體浸入液體深度的增大，物體受到的拉力開始越來越小，最后保持不變．所以描述浮力與深度關(guān)系的是 a； ②由圖象知，物體的重力為 G=，所以質(zhì)量為 m= = = 當物體完全浸沒時，受到的浮力為 F 浮 = 所以物體的體積為 V=V 排 = = =10﹣ 4m3物體的密度為ρ= = =103kg/m3； （ 3）器材：金屬圓柱體、彈簧測力計、燒杯、水、鹽水、細線 步驟： ①用細線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測力計下； ②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù) F1； ③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù) F2； ④比較 F1 和 F2 的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關(guān)． 故答案為： （ 1）越大； （ 2） ①a； ②； 103； （ 3）器材：金屬圓柱體、彈簧測力計、燒杯、水、 鹽水、細線 步驟： ①用細線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測力計下． ②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù) F1． ③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù) F2． ④比較 F1 和 F2 的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關(guān)． 點評： 物體受到的浮力與排開液體的體積太小有關(guān)，與所處的深度無關(guān)．當物體接觸液面不斷向下過程中，不要只注意深度的增大，排開液體的體積也是增大的，這才是浮力增大的根本原因． 四、計算題（本大題包括 2小題，共 22分．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、公 式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分） 24．（ 2022?東營）一種有冷風和熱風兩個檔位的電吹風，其電路如圖所示，銘牌上的主要參數(shù)如下表． 額定電壓 U/V 220 電源頻率 f/Hz 50 冷風功率 P1/W 33 熱風功率 P2/W 1200 （ 2）電熱絲正常工作時的電阻多大？（結(jié)果保留一位小數(shù)） （ 3）電吹風在熱風檔正常工作 1min，電吹風消耗的電能是多少？ 考點 ： 電功的計算；并聯(lián)電路的電壓規(guī)律；歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計算。 430142 專題 ： 計算題。 分析： （ 1）電吹風正 常工作時，其兩端電壓為額定電壓，知道冷風功率和額定電壓，可利用公式 I= 計算出通過電動機的電流． （ 2）當電吹風在熱風檔時，電熱絲和電動機并聯(lián)同時工作，此時電路中電阻最小，而電源電壓不變，根據(jù)公式 P= 可知此時電吹風正常工作的功率最大．首先利用并聯(lián)電路電功率的規(guī)律計算出電熱絲正常工作時的功率，再利用公式 I= 計算出電熱絲正常工作時的電流，最后再利用公式 R= 計算出電熱絲正常工作時的電阻． （ 3）知道電吹風的熱風功率和工作時間，可利用公式 W=Pt 計算出電吹風消耗的電能． 解答： 解：（ 1） ∵ 當電吹風處于冷風 檔時， P1=33W， U=220V， ∴ 通過電動機的電流為： ． （ 2） ∵ 當電吹風在熱風檔時，電熱絲和電動機并聯(lián)同時工作，而 P2=1200W， ∴ 電熱絲正常工作時的功率為： P3=P2﹣ P1=1200W﹣ 33W=1167W， 而電源電壓不變， ∴ 電熱絲正常工作時的電流為： ， 則電熱絲正常工作時的電阻為： ． （ 3） ∵ P2=1200W， t=1min=60s， ∴ 電吹風消耗的電能為： W=P2t=1200W60s=104J． 答：（ 1）電吹風正常工作時，通過電動機的電流是 ． （ 2）電熱絲正常工作 時的電阻為 ． （ 3）電吹風在熱風檔正常工作 1min，電吹風消耗的電能是 104J． 點評： 本題考查了電流、電阻、電功率和消耗電能的計算，關(guān)鍵是各種公式及其變形的靈活運用，還要學(xué)會從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．在計算過程中要注意單位的換算． 25．（ 2022?東營）以前，我國北方經(jīng)常用轆轤將水從井里提上來，如下圖所示．轆轤的本質(zhì)是可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿．已知吊桶的質(zhì)量是 2kg，容積是 810﹣ 3 m3；井中水面到地面的高度為 5m，水的密度是 103 kg/m3．不計摩擦及繩和搖柄質(zhì)量． 取 g=10N/kg． （ 1）當人通過轆轤用 20s 的時間，將裝滿水的吊桶從水面勻速提升到地面時，人所做的有用功是多少？人所做有用功的功率是多大？該機械的機械效率是多少？ （ 2）當人通過轆轤將裝半桶水（體積為 410﹣ 3 m3）的吊桶勻速提升到地面時，該機械的機械效率是多少？ （ 3）根據(jù)上面的計算結(jié)果，提出改進吊桶的辦法，以提高該機械的機械效率． （ 4）請列舉使用該機械比人直接提升吊桶的好處．（答出兩條即可） 考點 ： 功的計算；滑輪（組）的機械效率；功率的計算。 430142 專題 ： 計算題；應(yīng)用題。 分析： （ 1）根據(jù) m=ρV 求出水的質(zhì)量，根據(jù) G=mg 求出水的重力，根據(jù) W=Gh 求出人所做的有用功；利用 P= 求出人所做有用功的功率；不計摩擦及繩和搖柄質(zhì)量時，額外功為克服桶重力做的功，根據(jù) W=Gh 求出總功，利用效率公式求出該機械的機械效率． （ 2）先求出半桶水的質(zhì)量，再根據(jù) G=mg 和 W=Gh 求出有用功和總功，最后根據(jù)效率公式求出該機械的機械效率． （ 3）根據(jù)提高機械效率的方法進行解答，即額外功相同時增大有用功、有用功相同時減小額外功． （ 4）由圖可知轆轤相當于一個定滑輪同時也可以看成一個杠桿，根據(jù)定滑輪的 特點和省力杠桿的優(yōu)點以及安全方面進行解答． 解答： 解：（ 1）滿桶水的質(zhì)量： m1=ρV=103kg/m3810﹣ 3m3=8kg， 人所做的有用功： W 有 =m1gh=8kg10N/kg5m=400J， 人所做有用功的功率： P 有 = = =20W； 提升吊桶所做總功： W 總 =Gh=（ m1+m2） gh=（ 8kg+2kg） 10N/kg5m=500J， 機械效率： η= = =80%； 答：人所做的有用功是 400J，人所做有用功的功率是 20W，該機械的機械效率是 80%． （ 2）半桶水的質(zhì)量： m1′=ρV′=103kg/m3410﹣ 3m3=4kg， 所做有用功： W 有 ′=m1′gh=4kg10N/kg5m=200J， 所做總功： W 總 ′=Gh=（ m1′+m2） gh=（ 4kg+2kg） 10N/kg5m=300J， 機械效率： η′= = ≈%； 答：該機械的機械效率約為 %． （ 3）根據(jù)提高機械效率的方法可知：在所提水的質(zhì)量不變時，可以減小桶自身的重力減小額外功，來提高機械效率；在桶的重力不變時，增大桶的容積增大有用功，來提高機械效率． 故答案為：減小吊桶的質(zhì)量， 增大吊桶的容積． （ 4）由圖可知轆轤相當于一個定滑輪，所以可以改變用力的方向，方便用力； 該裝置還相等于一個杠桿，且軸相等于支點、轆轤的半徑是阻力臂、把手與軸的垂直距離為重力，動力臂大于阻力臂，所以可以省力；使用轆轤可以遠離進口達到安全的目的． 故答案為：省力；改變施力方向，方便用力（或 “方便 ”或安全）． 點評： 本題考查了使用機械時有用功、額外功、總功的計算，能區(qū)分使用機械時做的有用功和總功以及知道提高機械效率的方法是本題的關(guān)鍵．