题目内容

18．图甲为玩具“跳跳杆”及组成部件（相关信息见下表）．杆内的弹簧可以自由伸缩，人站上踏板后弹簧受拉伸长，随后收缩将人向上弹起，带动跳跳杆一起向上运动．由于重力作用，人和跳跳杆在到达最高处后会下落，杆着地后，人继续往下运动拉长弹簧，接着弹簧又收缩将人向上弹起，…所以人就和杆一起连续跳．

杆高
（m）		自重
（kg）		踏板数量（个）单个踏板面积
（m2）		弹簧数量（根）适用范围（kg）
1.102.5左、右各10.004130～100
（1）人站在踏板上弹簧向下伸长的过程中，下列说法正确的是AB．
A．人的重力势能减小    B．弹簧的弹性势能增大    C．人的机械能守恒
（2）玩跳跳杆需要保持身体的平衡和动作的协调，这主要是小脑（大脑/小脑/脑干）的功能．
（3）如图乙所示，质量为60kg，双脚面积为0.04m2的同学在玩跳跳杆，当弹簧的长度为56cm时，踏板与他的双脚完全接触，此时弹簧的弹力通过踏板对脚的压强是多少（踏板的重力忽略不计，弹簧的长度与所受拉力关系如图丙所示）？
（4）上题中的同学在水平地面上连续跳了20次，杆每次上升的高度平均为0.2m，则弹簧克服杆本身重力做功100J（假设杆始终竖直），从能量利用角度分析，跳跳杆本身的重力应该轻一点．

分析 （1）弹性势能与物体发生弹性形变的程度有关，即弹性形变程度越大，弹性势能就越大；
重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大；
（2）玩跳跳杆需要保持身体的平衡和动作的协调，这主要是小脑的功能；
（3）据弹簧的长度计算压力，而后据压强公式计算出压强即可；
（4）计算出跳跳杆的重力来后，据公式W=Gh即可计算克服重力做的功．

解答 解：
（1）人站在踏板弹簧向下伸长的过程中，人的质量不变，高度减小，故重力势能减小；而弹簧的形变程度变大，弹性势能变大；人的机械能转化为弹簧的弹性势能；故AB正确、C错；
（2）据生物知识可知，玩跳跳杆需要保持身体的平衡和动作的协调，这主要是小脑的功能；
（3）由图乙可知，当弹簧的长度是56cm时，弹簧的弹力F=800N；
由于单脚面积大于单个踏板面积，所以受力面积应该是2个踏板的面积，S=0.004m2×2=0.008m2；
弹簧的弹力通过踏板对脚的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.008{m}^{2}}$=1×105Pa；
（4）杆自身的重力是：G=mg=2.5kg×10N/kg=25N；
克服杆自身重力做的功是：W=Gh=25N×0.2m×20=100J；
从能量利用角度分析，跳跳杆本身的重力应该轻一点更好；
故答案为：（1）AB；（2）小脑；
（3）弹簧的弹力通过踏板对脚的压强是1×105Pa；（4）100；轻一点．

点评 本题考查了机械能的转化、重力、压强和功的计算，能认真读题、明确题意，灵活运用相关公式是关键．

练习册系列答案
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8．下列关于热现象方面的知识说法正确的是（　　）
A．物质由固态变为液态需要放出热量
B．盛夏，草叶上形成“露珠”，是水蒸气遇冷液化形成的
C．晶体在熔化的过程中不断吸收热量温度升高
D．高压锅更容易煮熟食物是利用了液体沸点随气压增大而降低的原理
9．按“十三五”规划，我国在“十三五”期间要全面提高人民的生活水平和质量．在某乡镇地处偏远的海拔高的山区，食物的蒸煮影响着很多贫困家庭的生活．为此当地政府为该乡镇的贫困家庭统一购置了某品牌的电压力锅．小明家领到电压力锅后全家非常兴奋，好学的他兴奋之余想更多的了解电压力锅的知识，于是到学校找到了老师，在老师的帮助下了解了电压力锅内部的电路及电路的工作情况．图甲所示是它的简化电路图．R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1=880W，通过R1的电流为I1，当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触点a接通，S1仍闭合，电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2．图乙是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系．已知I1=4I2，求：
（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流．
（2）电压力锅做一次饭消耗的电能W．
（3）用电高峰期，电路的实际电压为200V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间．（不考虑能量损失，结果保留小数点一位．）
6．如图所示，是一辆太阳能汽车，该车的质量为0.6t．该车利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，再利用电动机为汽车提供动力．在晴朗的天气状况下，太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103W．若电池板提供给电动机的电压为160V，电动机工作时的电流为10A．（g=10N/kg）求：
（1）在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3）若该车在30min内沿直线匀速行驶的距离为18km，且行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍，该车克服阻力做了多少功？功率是多少？
13．小明利用如图所示的装置探究“在水平面上阻力对物体运动的影响”，进行如下操作：

a．如图甲所示，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．
b．如图乙所示，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．
c．如图丙所示，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．
请针对以上操作回答下列问题：
（1）以上操作中错误的一次是b（选填“a”“b”或“c”）．
（2）对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越远．
（3）纠正错误后，对多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做匀速直线运动．
（4）为了得出科学结论，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是：
使小车到达底端水平面时速度相同．
（5）在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力不是（选填“是”或“不是”）一对平衡力．
（6）上述所有探究实验中用到的科学探究方法有控制变量法（只要求写出一种即可）．
3．实验需要测量多组数据，以下四个实验中目的和其它实验不同的是（　　）
A．探究串联、并联电路中的电流、电压规律
B．伏安法测定值电阻的阻值
C．探究使用定滑轮、动滑轮的特点
D．探究杠杆平衡的条件
10．在原子内部，核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，该环形电流产生的磁场使物质微粒（原子）的两侧相当于两个磁极．若图中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流的右侧应为N极（选填“N”或“S”）．
7．电烙铁为了省电和避免持续高温使电烙铁头氧化，有时会采用如图所示的电路．该电路具有在暂不需要焊接时，可以处于保温状态；需要焊接时，能很快达到焊接温度的特点．已知电烙铁的规格为“220V 40W”，开关S接a点时，电烙铁消耗的电功率为P1．开关S接b点时，电烙铁消耗的电功率为P2，且P1=4P2．（设电烙铁及灯丝的电阻不随温度变化）
求：（1）开关S接何点位置时，电烙铁处于保温状态？为什么？
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