2023年浙教版科学“冲刺重高”压轴训练（十五）：物理分析计算

( 物理分析计算 ) 1.东京奥运会61公斤级举重比赛中，冠军获得者李发彬在完成挺举166公斤时，由于重心不稳，做出了金鸡独立的高难度动作，轰动了全世界。已知比赛时李发彬体重为60公斤，每只举重专用鞋鞋底面积约为200cm2，挺举时他用了10s时间将杠铃举高了2m并保持静止，如图所示。请回答： （1）举重运动员上台比赛时双手涂抹白色镁粉的目的是 　 　。 （2）杠铃的重力为多少？ （3）李发彬将杠铃举高的功率是多少？ （4）金鸡独立时，李发彬对地面的压强有多大？ 2.如图甲所示，用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以0.05m/s的速度竖直向上匀速提起，图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像，整个提起过程用时100s，已知河水密度为1.0×103kg/m3，混凝土的密度为2.8×103kg/m3，钢铁的密度为7.9×103kg/m3，g取10N/kg，不计河水的阻力，试求： （1）0～60s内钢丝拉力所做的功为多少？ （2）实心混凝土构件的体积为多少？ （3）通过计算说明，此构件为纯混凝土还是混凝土中带有钢铁骨架？ 3．如图所示，花岗岩石块甲、乙体积之比为12：3，将它们分别挂在轻质硬棒AB的两端，当把石块甲浸没在水中时，硬棒恰能水平位置平衡。然后将甲石块从水中取出，拭干后浸没在液体丙中，调节石块乙的位置到C处时，硬棒在水平位置再次平衡，且OC＝2OA．（已知花岗岩的密度ρ＝2.6×103kg/m3），求： （1）AO：OB； （2）液体丙的密度。 4.某学习小组，制作了一个探究“滑动摩擦力与压力大小关系”的实验装置，如图甲所示。绝缘的轻质木板，压在硬性轻质且光滑的金属滑片上，木板和金属滑片均水平放置且足够长，电路开关闭合时，可通过改装后的电流表读出滑片所受压力F的大小。重为5.5N的铁块通过细线绕过定滑轮（不计绳重和摩擦），与重为0.5N的空桶相连，将铁块放在水平木板上时， 滑片恰好在滑动变阻器R2底端，电阻不计的弹簧被压缩，此时电路的总功率P＝0.6W，R1的功率记为P1。实验装置通过向桶中加入细沙，改变铁块对木板的压力；水平向左推动木板时，铁块始终保持静止，通过始终在水平方向的拉力传感器（位置可随铁块一起相对地面上下调节）的示数，可得出木板与铁块之间摩擦力的大小。电路中，电源电压恒为3V，R2阻值分布均匀（阻值与长度成正比）。弹簧长度变化量与压力的关系如图乙所示。小组实验后，得到压力F压和拉力传感器示数F的数据如表丙所示。 F压/N 0 1 2 3 4 5 F/N 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 （1）若铁块的底面积为20cm2，当F＝1N时，铁块对木板的压强为多少？ （2）学习小组应当将电流表的哪个刻度改为压力5N？ （3）若压力为0时，滑片恰好在R2的顶端，此时R1的功率记为P2，且P1：P2＝1：9当电流表的示数为0.5A时，向桶中加入细沙的重力为多少？ 5.小强的爸爸在国外买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），小强从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”．图乙是小强设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能。已知智能电热马桶盖低温挡功率P1＝22W，中温挡功率为P2＝44W。求 （1）低温挡工作时，电路中的电流； （2）R1和R2的阻值； （3）求高温挡功率P3。 6．某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。 求（1）若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值是多少？ （2）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内？ 7．随着生活条件的改善，人们更加注意家居环境的美化，如图所示甲是带有水温调节功能的家庭水族箱。该水族箱的鱼缸水温调节器工作原理如图乙所示：其中R1为阻值可调的电热丝，R2为定值电热丝，R2＝400欧，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。试问： （1）如图乙所示可知：当开关S1闭合，S2接b时，电路处于 　加热　状态（填“保温”或“加热”）； （2）当开关S1闭合，S2接a时，若电路消耗功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？ （3）当开关S