题目内容

20．小唐同学用吸盘和不锈钢管在家里坚固平滑的墙面上安装了如图所示的训练装置练习引体向上．已知他的质量为50kg，每个吸盘与墙面的接触面积为1.0×10-3m2，共有两个吸盘，他每次引体向上上升的高度为0.5m，取g=10N/kg，求：
（1）已知吸盘器对墙面的压强为1.0×105Pa，则两个吸盘对墙面的压力是多少？
（2）他引体向上一次克服重力做的功是多少？
（3）若小唐同学在1min做了15个标准引体向上，他做功的平均功率是多大？

分析 （1）已知压强大小和受力面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出压力大小；
（2）根据G=mg计算他的重力，又已知上升高度，利用W=Gh计算做功的多少；
（3）先求出总功，再利用P=$\frac{W}{t}$计算他做功的平均功率．

解答 解：
（1）两个吸盘与墙面的总接触面积：S=2×1.0×10-3m2=2×10-3m2，
根据p=$\frac{F}{S}$可得，两个吸盘对墙面的压力：F=pS=1.0×105Pa×2×10-3m2=200N；
（2）小唐的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N，
他引体向上一次克服重力做的功：W=Gh=500N×0.5m=250J；
（3）小唐同学在1min做了15个标准引体向上，
则他做的总功：W总=15×250J=3750J，
他做功的平均功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3750J}{60s}$=62.5W．
答：（1）两个吸盘对墙面的压力是200N；
（2）他引体向上一次克服重力做的功是250J；
（3）若小唐同学在1min做了15个标准引体向上，他做功的平均功率是62.5W．

点评 此题综合考查了压强公式的应用、功和功率的计算，题目难度适中，属于中档题，熟练利用公式是解题关键．

练习册系列答案
相关题目
10．小明做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线．
（1）如图甲所示是小明没有连接完整实物电路，请你用笔画线代替导线，帮小明将实物电路连接完整；
（2）小明连好电路闭合开关后，发现小灯泡发光较暗，无论如何移动滑动变阻器滑片P，小灯泡亮度都不变，则原因可能是滑动变阻器同时将下面的两个接线柱接入电路．
（3）小明调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处．电压表的示数为2.2V，要测得小灯泡的额定功率．应将滑片P向右（选填“左”或“右”）端滑动．
（4）小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示的U-I图象，根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（5）实验结束后，小明仅将小灯泡换成定值电阻，来探究电流与电阻的关系，小明相要完成四组实验，准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
①将电路连接正确后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙所示，为0.4A，则定值电阻的阻值为5Ω．
②断开开关，将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻，其余不动，闭合开关，电压表示数将变大（选填“变大”或“变小”）；为完成此四组实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于40Ω．
11．在弹簧测力计下挂一石块，在空气中称时读数为15N，浸没在水中称时，读数为5N，则物体在水中所受浮力为10N，浮力的方向是竖直向上．
8．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向左调节，或将左端的平衡螺母向在调节．如图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在表中．
（1）请将表格中的实验数据补充完整．2次实验实验阻力2N．
（2）小明的第3次实验存在错误，其错误是动力臂测量错误．
实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
11.510115
212010
31201.510
15．如图是某一简易电吹风工作原理的电路图（R为电热丝，M为电动机），如表是该电吹风的铭牌．求：
额定电压/V          220
频率/Hz              50
吹热风时的功率/W    460
吹冷风时的功率/W     20
（1）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流多大．
（2）电热丝R的阻值多大（电热丝的阻值随温度变化不计）．
5．按要求完成以下实验探究题：

（1）京京在做“观察水沸腾”的实验，水开始沸腾时，温度计的示数如图1所示．由此可知，此时水面上方的大气压小于（填“大于”、“等于”或“小于”）标准大气压，继续给水加热，水的温度将保持不变（填“升高”、“降低”或“保持不变”）．
（2）如图2所示是探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验．实验步骤如下：
I．让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离；
Ⅱ．让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离．
步骤I是为了研究动能大小与速度的关系；木块的作用是为了比较钢球动能的大小．
 （3）如图3和图4所示为研究定滑轮和动滑轮特点的装置和实验操作．实验证明：使用定滑轮可以改变动力方向，但不能省力；
使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向省力；分析可知甲的机械效率较高．
（4）在测量某种未知液体密度的实验中，称烧杯和液体的质量时使用的砝码个数和游码位置如图5所示，则所称的质量为49g，已知空烧杯的质量为25g，该液体的体积为30mL，则该液体的密度为0.8g/cm3；
（5）如图6是探究“平面镜成像的特点”的实验装置：
（A）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于找到像的位置；
（B）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像，拿另一支大小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛M的像完全重合．由此可以得出的结论是像与物大小相等．
12．探究“物体的动能与质量和速度是否有关”实验中，小明先探究“物体的动能与质量是否有关”，所用的器材有：一个用长木板搭成的斜面，三个质量不同的实心铁球，一个木块．各器材的组装示意图如图所示．

（1）每次实验时，都要将铁球从斜面的同一高度由静止释放，其目的是铁球到达水平面的速度相等，铁球动能的大小是通过铁球推动木块移动的距离来间接反映的．
（2）某同学对小明的实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图所示，每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥．此实验中铁球动能的大小是通过观察橡皮泥的形变程度来间接反映的．此外，还需要对小明的方案进行怎样相应的调整？可以选择3个质量不同、体积相同的金属球做实验．（如果需要，可增加其他器材）
3．小明到常州灯泡厂参观，看到车间正在生产标有“4.5V  2.8W”字样的灯泡．技术员告诉小明，实际生产出的灯泡在4.5V额定电压下工作时，电功率不会都恰好是2.8W，只要在2.8w±0.2W的范围内，就是合格产品．技术员随机抽取一只灯泡，请小明检测是否合格．
（1）实验器材如图甲所示，电源电压为6V左右，应选用滑动变阻器的规格为C
A．10Ω  0.3A     B．20Ω  0.5A    C．10Ω  1A    D．50Ω  0.5A
（2）请以笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接．要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时灯泡变亮．

（3）开关S闭合前，滑片P应移至B（A/B）端．
（4）实际连接电路时，小明把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关S后会造成：D
A．电流表烧坏   B．电压表烧坏    C．灯泡烧坏    D．灯泡不亮
（5）排除故障后，移动滑片P，灯泡由暗变亮，此过程中小明记录了三组电压表、电流表示数．请根据图乙所示，将第③组的示数填入表格．
序号电压表示数U/V电流表示数I/A
①1.50.3
②3.00.5
③  
（6）灯泡在4.5V电压下，电功率是2.7W，该产品合格（合格/不合格）．
（7）此实验还可得出，流经灯泡的电流变大、温度变高，电阻变大（变小/不变/变大）
4．如图所示的电路中电源电压为U=6V，滑动变阻器的最大阻值为50．我们在图甲中的M、N之间接入不同的定值电阻和小灯泡．进行了下列实验探究．请完成下列填空：

（1）若在M、N之间接入额定电压为3.6V 的小灯泡L．
①请把图丙中的实物电路正确连接．
②连接好电路后，闭合开关，调节滑片P使灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流为0.24A，此时小灯泡的电阻是Ω，小灯泡的功率是0.864W．
③再移动滑动变阻器滑片使电压表的示数为3V，此时小灯泡的电阻小于3.6V时灯泡的电阻 （选填“大于”、“等于”或“小于”），你的判断理由是金属导体的电阻随温度的升高而增大．
（2）利用该电路“探究电流与电阻的关系”时，仅将M、N之间的5Ω电阻换成10Ω，闭合开关S，电流表示数将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”），要使电压表示数不变，应使滑动变阻器连入电路的阻值变大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．再换不同阻值的电阻，经过多次实验后，得到的结论是：电流与电阻的关系：电压一定，电流与电阻成反比．
（3）利用该电路探究串联电路的等效电阻时：他们将5Ω和10Ω的定值电阻串联后接入M、N之间，闭合开关，滑动滑片P，读得电压表和电流表的示数分别如下：当U1=1.9V时，I1=0.12A；当U2=3V时，I2=0.2A；当U3=4.5V时，I3=0.30A．分析三组数据可得到此探究实验的结论是串联电路的总电阻等于各部分电阻之和．

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