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1、1.（2018威海）图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起，图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重，水=1.0103kg/m3g=10N/kg）。请解答下列问题：（1）物体A的体积是多少？（2）物体A完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%，当物体A完全离开水面后，滑轮组的机械效率是多少？（3）当物体A完全离开水面后，电动机两端电压为380V，通过的电流为5A，电动机线圈的电阻为多少？（不计电动机内部摩擦）解：（1）由题知，图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象，当物体浸没在水中时，由于物体受到
2、水的浮力，所以此时滑轮组对物体的拉力较小，由图乙可知，此时滑轮组对物体的拉力：F1=2104N，当物体完全露出水面后，拉力较大，由图乙可知，此时滑轮组对物体的拉力：F2=G=3104N；则物体浸没在水中时受到的浮力：F浮=GF1=3104N2104N=1104N，由F浮=水V排g=水Vg可得物体的体积：来源:Z.xx.k.ComV=1m3；（2）不计摩擦、水的阻力及绳重，物体A完全浸没在水中时，滑轮组对物体的拉力F1做的功为有用功，此时滑轮组的机械效率：=80%，解得动滑轮的重力：G轮=5000N；当物体A完全离开水面后，滑轮组的机械效率：=100%85.7%；（3）由图知n=2，不计摩擦、绳
3、重，当物体A完全离开水面后，电动机施加的拉力：F=（G+G轮）=（3104N+5000N）=1.75104N，由P=Fv可得，电动机做的有用功率：P有用=Fv绳=F2v物=1.75104N20.05m/s=1750W，电流做功的功率：P=UI=380V5A=1900W，则电动机线圈的发热功率（额外功率）：P热=PP有用=1900W1750W=150W，由P热=I2R可得电动机线圈的电阻：R=6。2.（2018泰安）某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。ABO 为一水平OA 长 120cm，O 为支点，AB:OB=5:1；已知报警器 R0 的阻值恒为 10，压力传感器 R 固定
4、放置，R 的阻值随所受压力 F 变化的关系如表所示。闭合开关 S，水平踏板空载时，电压表的示数为2V；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5V 时，报警器 R0 开始发出报警信号。踏板、压 杆和杠杆的质量均忽略不计。求：F/N051015202530来源:Zxxk.ComR/45342418141210（1）电源电压为多少？（2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？（3）若电源电压变为 14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应 在杠杆上水平调节踏板触点 B的位置。试计算说明触点 B 应向哪个方向移动多少厘米？3.（2018.重庆）为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小
5、微设计了一个平衡木模型。整个装置如图14甲所示AB可绕支点O无摩擦转动,C处固定一竖直硬杆,硬杆的底部安装了压敏电阻片R,R所在的电路放在了硬杆内(整个装置除硬杆以外,其它部分的重力均不计),且AB=5m,OA=BC=1m,电源电压恒为3V,硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F受化的关系如图14乙所示,整个装置放在水平地面上,AB始终处于水平平衡状态,当重360N的小薇站在A点时,电流表的示数为0.1A，求：(1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力；(2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力；(3)当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点多少米?4.（2018扬州）智能机器人目前已能够为人类在很多
6、方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员“小i”（如图甲）的部分参数：参数名称电源电压/V最大负重/kg提升重物最大高度/m机器人车轮直径/cm充电功率/W数据48200.6来源:Z+xx+k.Com102.5来源:学科网（1）读者与“小i”对话，咨询某图书所在的位置，“小i”需将读者的声音信号转化为电流信号，这与 的原理相同。（发电机/电动机）（2）在阳光充足的时候，“小i”可以通过将 能转化为电能的方式实现无线充电。（3）“小i”也提供无线上网服务，它与互联网之间通过 来传递信息。（4）“小i
7、”每天需将1944kg图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高0.5m，则每天搬书上书架做功 J，若充电效率为90%，则每天应至少充电 h（g取10N/kg）（5）如图乙所示为“小i”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.5A时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，以免“小i”受损伤。因此为保护“小i”，电阻箱R0的阻值至少应为 ；“小i”长时间工作后，为减轻其最大负重，应将电阻箱R0的阻值适当 （增大/减小）。（6）图书馆管理人员发现，“小i“经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器
8、人硬件情况下，为了让“小i”能爬坡，可采用的方法是 ， 。解：（1）读者与“小i”对话，声音使膜片振动，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，即将读者的声音信号转化为电流信号，这是电磁感应现象，与发电机的原理相同。（2）在阳光充足的时候，“小i”的太阳能电池板可以将太阳能转化为电能的方式实现无线充电。（3）“小i”提供无线上网服务，则它与互联网之间通过电磁波来传递信息。（4）“小i”每天搬书上书架做功：W=Gh=mgh=1944kg10N/kg0.5m=9720J。由=100%得，充电存储的电能：W电=10800J。由P=得，充电时间：t=4320s=1.2h。（5）“小i”承受的最大
9、压力：F=G=mg=20kg10N/kg=200N，由图丙可知，当F=200N时，压力传感器的阻值R=15，由I=得，电路总电阻：R总=96，电阻箱R0接入的最小阻值：R0=R总R=9615=81，由于电源电压和触发电动机停止工作的电流不变，根据R总=可知，电路总电阻不变，要减轻“小i”的最大负重，即减小其承受的压力，则压力传感器的阻值将增大，所以，应将电阻箱R0的阻值适当减小。（6）“小i“经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，说明所受的阻力较大，在不改变智能机器人硬件情况下，即动力不变，为了让“小i”能爬坡，需要减小阻力，可采用的方法是：减小斜面的倾斜程度；减小最大负重。5.（2018恩施州）6（
10、2018南京）在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其IU关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值60粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦；求：（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为 ；来源:学,科,网（2）无风时R0消耗的电功率。（
11、3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。解：（1）由图可知，灯泡、定值电阻R0和电阻丝串联；因串联电路电流处处相等，所以，当电流表示数为0.2A时，通过灯泡的电流为0.2A，由图乙可知此时灯泡两端的电压为1V，则根据I=可得，灯泡的电阻：RL=5；（2）无风时，OP下垂并与A端接触，电阻丝接入阻值最大为60，根据I=可得，电阻丝两端的电压：UAB=IRAB=0.2A60=12V，根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得，R0两端的电压：U0=UULUAB=16V1V12V=3V，则此时R0消耗的电功率：P0=U0I=3V0.2A=0.6W；（3）根据I=可得R0的阻值：R0=15；由于灯泡
12、的额定电压为2.5V，则电路中最大电流等于灯泡正常工作时的电流，由图乙可知最大电流为I=0.3A，此时风对球的压力最大，OP绕O转动的角度最大，设此时OP与AB的接触点为C，则根据欧姆定律可得，R0两端的电压：U0=IR0=0.3A15=4.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以RBC两端的电压：UBC=UU额U0=16V2.5V4.5V=9V，根据I=可得此时电阻丝连入电路的电阻：RBC=30；由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比，则：=，所以，BC=AB=14cm=7cm，则AC=ABBC=14cm7cm=7cm，如右图，把OP视为一根杠杆，F的力臂为OD，G的力臂等于PD，根据杠杆平衡条件可得：FOD=GPD，则：=；由于OACODP，根据相似三角形的知识可得：=，所以，=，则：F=2N=1.4
