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期末查漏补缺： 物理解答题
一 、解答题
1.如图甲所示，水平地面上的一物体， 受到方向不变的水平推力 F 的作用，F 的大小与时间 t 的关系和
物体的速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示。
（1）由图象可知当 t＝1s 时，物体处于 状态。
（2）t＝3s 时，物体受到的摩擦力为 。
（3）2﹣4 秒， 推力做了多少功？
（4）4﹣6 秒， 推力的功率为多大？
2.在“设计和制作一个模拟调光灯”的综合实践活动中，小明设计的电路图如图甲所示已知电源电压
恒为 10V，灯泡标有“6V3W”字样， 它的电流与电压的关系如图乙所
示， 滑动变阻器 R0 的规格是“15Ω1A”。当灯泡正常发光时，它的电阻 Ω , 1min 内电流通过 R0
产生了 J 的热量。图甲中灯泡的最小功率是 W。
3.在学习了功与功率后，某同学想对自己骑自行车时的体能进行测试，若骑自行车行驶过程中消耗的
化学能有 50%转化成机械能，他快速骑行时对自行车做功的平均功率是 150W。试回答：
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（1）冬天在结冰的地面骑车容易滑倒，是因为 导致自行车受
到摩擦力变小。
（2）他骑行 10 分钟至少消耗了多少化学能？
（3）他骑自行车时， 自行车以平均功率在平直公路上行驶，获得了速度 v 随时间 t 变化的关系图像
如图所示， 则此过程中自行车受到的阻力是多大？
（4）若自行车一直以平均功率行驶， 他（仍以原功率骑行）和爸爸分别骑着自行车匀速经过同一段平 直公路都需要 20 分钟， 爸爸骑车时受到的阻力是他骑车时的 1.5 倍，则爸爸骑车的平均功率是多
少？
4.我市常有下暴雨，导致水库水位超过警戒线产生危险。为自动测量水库水位超出警戒线的高度， 项 目化学习小组设计了一台简易水位测量仪，其工作原理如图甲所示。密度比水大的圆柱体 M 底面积为 10 厘米 2，物体 M 和 N 重力均为 40 牛，绳子绕过定滑轮把 MN 两物体相连，调节绳子长度使 M 的下表面 与水库警戒线相平， 轻质杠杆 OB 绕 O 点转动，物体 N 放在杠杆的 B 处，OB 长 102 厘米，力敏电阻 R1 通过 A 处对杠杆产生支撑，OA 长 51 厘米，力敏电阻 R1 阻值与所受压力 FA 的关系如表所示， 电路电源 电压 U 恒为 6 伏，灯 L 的电阻值为 10 欧（忽略温度对灯 L 电阻的影响），在电流表相应的位置标出水
位高度。（杠杆 OB 自身重力、绳重和摩擦均不计， ρ 水 ＝1.0×103 千克/米 3）
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压力 FA （牛） 0 10 20 30
电阻 R1 （欧） 20 15 10 5
（1）如观察到电路中的电压表示数变大， 则是水库水位超出警戒线的高度将 。
（2）当某次水位超过警戒线高度 1 米时， 此时小灯泡消耗的电功率是少？（写出计算过程）
（3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度，只通速调节物体 N 在杠杆上放置的位 置（其它条件不变），仍用电流表也能准确读出水位高度， 则应如何调节 N 的位置， 并说出理由。（已
知 ρ 海水 ＝1.02×103 千克米 3）
5.如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装(动
滑轮重、绳重及摩擦不计，g 取 10N/g)。
（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 (选填“大 ”
或“小”)。
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮 a 的作用是 。若钢丝绳能承受
的最大拉力为 3×104N，则能吊起货物的质量不能超过多少千克 ？
（3）若该起升电动机的效率为 90%，将重为 1.2×104N 的货物提升到 30m 的高度， 用时 50s，则该起升
电动机的实际功率是多少瓦？
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6.用如图所示的滑轮组将重 480N 的物体 G 匀速提升 3m，所用的拉力 F 为 200N，求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）在绳子承受范围内，此滑轮组机械效率最大 90%，当物体以 0.3m/s 速度向上运动时，拉力的功率
最大 1800W，则滑轮组能提升的最大物重是多少 N？
7.每年冬天，金华五中的很多老师会在办公桌上放置电热桌垫（如图）。小明同学想知道它的电热原理， 他查看说明书后发现：该电热桌垫由 12V 电源供电，R1、R2 的阻值分别为 6Ω 、4Ω, 该桌垫可通过调
温开关控制不同的电功率（不考虑温度的变化对电阻的影响）。
（1）电路中当 S1 、S2 都闭合时， 电热桌垫处于 档（选填“关”、“低温 ”、“高温”）。
（2）求低温档时电路的总功率。
（3）求此电热桌垫处于高温档时 1 分钟内消耗多少电能？
8.在拓展课上，语馨同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。她用该滑轮 组在 4s 内将一个重为 100N 的物体， 沿着水平地面匀速拉动了 2m。人的拉力为 18N，物体移动时受到
地面的摩擦力为物重的 0.35 倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
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（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。
9.停车难成为许多城市管理的难题，车停放在路边既影响交通又影响市容，而把车停放在空中就既环 保又防盗。图甲是集存车、绿化、景观、防盗、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”。 图乙为“路边空中绿化存车亭 ”的工作原理图，其中 A 为存车架， O 为杆 OB 的转动轴， 杆的 B 端固定 悬挂泊车装置，BC 为牵引 OB 杆转动的钢丝绳，由电动机牵引。请根据以上信息回答下列问题(忽略 OB
的重力和机械各部分的摩擦力)：
（1）图乙中 C 轮的作用是 。
（2）在图中画出阻力 F2 的力臂 l2
（3）如图乙所示， 若此时 A 和汽车的总质量为 1200 千克， B 点到地面的垂直距离为 3 米， OB 长为 5
米， BC 间距离为 1 米。求此时钢丝绳所受的拉力。 (g 取 10 牛/千克)
10.某跳伞运动员从飞机上跳下， 沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动
员和跳伞设备的总重力为 700 牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
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（1）图甲中曲线 OA 段速度越来越大的原因是 。
（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中 CD 阶段对应的是 。
（3）计算运动员和跳伞设备的总重力在 AB 段所做的功。
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期末查漏补缺： 物理解答题答案解析
一 、解答题
1.
【解析】解：
（1）由 v﹣t 图象可知， 在 0～2s 时，物体处于静止状态，故当 t＝1s 时， 物体处于静止状态；
（2）由 v﹣t 图象可知， 4～6s 内物体做匀速直线运动，且由 F﹣t 图象可知， 4～6s 内物体受到的推
力 F＝2N，由二力平衡条件可知，该过程中物体所受到的滑动摩擦力 f＝F＝2N；
由 v﹣t 图象可知， 2～4s 内物体做加速运动， 且推动过程中物体与地面间的压力大小和接触面的粗糙
程度都不变，所以滑动摩擦力大小不变， 即 t＝3s 时，物体受到的滑动摩擦力大小仍然为 2N；
（3）由 v﹣t 图象可知，2～4s 内物体做加速运动，其通过的路程：s ′＝vt=
=4m，
由 F﹣t 图象可知， 2～4s 内的推力： F′＝3N，
2～4s 推力做的功：W′＝F ′s ′＝3N×4m＝12J；
（4）由 v﹣t 图象可知， 在 4～6s 内物体前进的距离 s＝vt＝4m/s×2s＝8m，
这段时间内推力对物体做的功 W＝Fs＝2N×8m＝16J，
则推力的功率 P＝ ＝ ＝8W。
答：（1）静止；（2）2N；（3）2﹣4 秒，推力做功为 12J；（4）4﹣6 秒， 推力的功率为 8W。
2.
【解析】解：（1）根据图乙知， 的那个小灯泡两端的电压为 6V 时，小灯泡的电流为 0.5A，
由 I＝ 可得灯泡的电阻：
RL ＝ ＝ ＝12Ω;
根据串联电路电压的功率知，此时滑动变阻器两端的电压为 U 滑 ＝U﹣UL ＝10V﹣6V＝4V，
1min 内电流通过 R0 产生的热量： Q＝U 滑 It＝4V×0.5A×60s＝120J；
（2）要使图甲中灯泡的最小功率，滑动变阻器的电阻最大，最大为 15Ω ,
根据图象知，当小灯泡两端电压为 4V，电流为 0.4A，
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根据串联电路电压的规律知， 滑动变阻器两端的电压为 10V﹣4V＝6V，电流为 I′= = =
0.4A，
所以此时通过小灯泡的电流与滑动变阻器的电流相等，即当小灯泡两端的电压为 4V，电流为 0.4A 时，
滑动变阻器的电阻最大， 小灯泡的电功率最小，最小为： PL 小 ＝ULI＝4V×0.4A＝1.6W。
故答案为： 12；120；1.6。
3.（1）地面变光滑或接触面粗糙程度减小
（2）W 机械=Pt=150W×600s=90000J，W 化学=90000J/50%=1.8×10 5J
（3）因为 P=FV，因为做匀速直线运动， 所以：f=F= V (P) = 6m (150)/S (W) =25N
（4）因为两人通过相同路程所用时间相同，所以速度相同，根据题意可得：
爸爸骑车的平均功率 P = F V=1.5f×V=1.5×P=1.5×150W=225W
【解析】（1）当压力相同时，接触面越粗糙， 物体受到的摩擦越大；
（2）已知功率和时间根据公式 W 机械=Pt 计算产生的机械能，然后根据w化学 = 5 (W)0% (机械)计算消耗的化学能；
（3）根据图像确定自行车的速度，然后根据公式f = F = 计算自行车受到的阻力；
（4）根据公式 P=Fv=fv 可知，当速度相同时， 功率与阻力成正比， 据此解答。
4.（1）变大
（2）水位超过警戒线高度 1 米时，物体 M 受到的浮力：F 浮 = ρ 水 gV 排 ＝1.0×103kg/m3 ×10N/kg×10×10
﹣4m2 ×1m＝10N，
物体 N 对 B 点的压力 FB ＝F 浮 ＝10N，
由杠杆的平衡条件 FB OB＝FA OA 可得：FA ＝ O (O)A (B) ×FB ＝ 51cm (102cm) ×10N＝20N，
由表格数据可知，力敏电阻的阻值 R1 ＝10Ω ,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I＝ = =
0.3A，
此时小灯泡消耗的电功率：P＝I2RL＝（0.3A）2 ×10Ω =0.9W
（3）适当向右调节 N 的位置，理由： 若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度 h，物
体 M 排开液体的体积不变，由 F 浮 = ρ 液 gV 排可知物体 M 受到的浮力变大，则物体 N 对 B 点的压力变大； 第 8 页（共 13 页）
要仍用电流表准确读出水位高度，FA 和 OA 不变， 由杠杆的平衡条件 FB OB＝FA OA 可知，应减小 OB，即
适当向右调节 N 的位置
【解析】（1）由电路图可知，灯泡和 R1 串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，
根据电压表的示数变化可知灯泡两端电压的变化， 由欧姆定律可知电路中的电流变化和电路总电阻的
变化， 根据串联电路电阻规律可知电阻 R1 阻值的变化，由表格数据可知压力 FA 的变化；
由杠杆的平衡条件 FB OB=FA OA 可知物体 N 对 B 点的压力的变化，
绳子对物体 M 的拉力 T=GM-F 浮，由同一根绳子的拉力相等和 GM=GN 可知，物体 N 对 B 点的压力 FB=GN-T=GN-
（GM-F 浮 ）=F 浮 ，据此判断物体 M 受到的浮力的变化，
由 F 浮=ρ 液 gV 排可知物体 M 排开水的体积的变化， 据此判断水位超出警戒线的高度的变化；
（2）根据阿基米德原理计算水位超过警戒线高度 1 米时物体 M 受到的浮力，即物体 N 对 B 点的压力， 由杠杆的平衡条件 FB OB=FA OA 计算力敏电阻受到的压力，由表格数据可知力敏电阻的阻值接入电路的 阻值，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据 P=I2R 计算此时小灯泡消耗
的电功率；
（3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度 h，物体 M 排开液体的体积不变， 比较
海水的密度和水的密度得出物体 M 受到的浮力变化，从而得出物体 N 对 B 点的压力变化；
（1）由电路图可知，灯泡和 R1 串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，
电压表的示数变大， 即灯泡两端的电压变大， 由欧姆定律可知电路中的电流变大， 则电路的总电阻变
小，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电阻 R1 的阻值变小， 由表格数据可知，压力 FA 变大；
由杠杆的平衡条件 FB OB=FA OA 可知， 物体 N 对 B 点的压力变大，
绳子对物体 M 的拉力 T=GM-F 浮 ，由同一根绳子的拉力相等和 GM=GN 可知，
物体 N 对 B 点的压力 FB=GN-T=GN-（GM-F 浮 ）=F 浮 ，所以物体 M 受到的浮力变大，
由 F 浮=ρ 液 gV 排可知物体 M 排开水的体积变大，则水位超出警戒线的高度变大。
5.（1）大
（2）改变力的方向；6000
（3）W 有 ＝ G ′ h＝1.2×104N× 30m＝3.6×105J，W 总 ＝ η (w)总 ＝ ＝4×105J，
P＝ t (w)总 ＝ ＝8×103W。
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【解析】（1）起重臂越长，它的重力越大，且对应的阻力臂越大。根据杠杆的平衡条件 F1L1=F2L2 可知，
在动力臂不变的情况下， 配重的质量越大。
（2）根据定滑轮的作用分析解答。根据图片，确定承担重力的绳子段数 n，然后根据F = 计算货物的
重力， 最后根据m = 计算能吊起货物的最大质量。
（3）首先根据 W 有=G'h 计算出电动机做的有用功， 再根据w总 = η (w)有计算电动机做的总功，最后根据
P = t (w)有计算电动机的实际功率。
（2） G＝2F＝2×3×104N＝6×104N，m＝ g (G) ＝ 10N (6×1)/ (0)kg (4N) ＝6000kg
6.
【解析】解：（1）拉力所做的有用功：
W 有 ＝Gh＝480N×3m＝1440J；
（2）由图可知 n＝3，滑轮组的机械效率：
η = = = = = =80%；
（3）绳子自由端移动的速度：
v＝nv 物 ＝3×0.3m/s＝0.9m/s，
因为 P＝ ＝ ＝Fv，所以最大拉力：
F 最大 ＝ ＝ ＝2000N，
因为 η = = = = ,所以滑轮组能提升的最大物重：
G 最大 = η 最大 nF 最大 ＝90%×3×2000N＝5400N。
答：（1）拉力所做的有用功为 1440J；
（2）滑轮组的机械效率为 80%；
（3）在绳子承受范围内，滑轮组能提升的最大物重为 5400N。
7.（1）高温
（2）电路中当 S1 、S2 断开时，电阻 R1 和 R2 串联，此时为低温档，
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此时的电功率为： P低 = R (U)总 (2) = = 14.4W。
（3）电路中当 S1 、S2 都闭合时， 电阻 R1 被短路， 只有 R2 单独工作，此时为高温档，
则高温档的功率为：P高 = R (U)2 (2) = (14 (2)Ω (Ⅴ))2 = 36W；
则 1min 消耗电能： W=P 高 t=36W×60s=2160J。
【解析】（1）根据公式P = 比较开关在不同状态时电功率的大小， 然后确定电热桌垫的工作状态；
（2）根据（1）中的分析计算出低温档时的电功率；
（3）根据（1）中分析计算出高温档功率，再根据 W=P 高 t 计算出消耗的电能。
（1）电路中当 S1 、S2 都闭合时， 电阻 R1 被短路， 只有 R2 单独工作，此时总电阻为 R2；
电路中当 S1、S2 断开时，电阻 R1 和 R2 串联，此时总电阻为 R 串；
那么 R2根据公式P = 可知， 电路的总功率 P2>P 串；
即前者为高温档，后者为低温档。
8.（1） 自由端的拉力移动的距离 s 绳=ns 物=2×2m=4m，
人的拉力所做得功： W=Fs 绳=18N×4m=72J ；
（2）拉力 F 做功得功率： P = = = 18W ；
（3）物体受到地面的摩擦力为： f=G×0.35=100N×0.35=35N；
根据公式 nF=G 动+f 得到：2×18N=G 动+35N；
解得： G 动=1N。
【解析】（1）首先根据 s 绳=ns 物 计算出绳子移动的距离，然后根据公式 W=Fs 绳计算人的拉力所做的功；
（2）已知拉力做的功和时间根据公式 P = 计算拉力的功率。
（3）首先根据 f=G×0.35 计算出物体受到的摩擦力，然后根据 nF=G 动+f 计算动滑轮的重力。
9.（1）改变力的方向
（2） 将 F2 的力的作用线向下延长， 然后从支点 O 做它的垂线，这条垂线段的长度就是动力臂 L2 ，如
下图：
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（3）动力臂 L2=√0B2 2 = √(5m)2 (3m)2 = 4m；
根据杠杆的平衡条件得到：
F2 ×L2=F1 ×OB；
1200kg×10N/kg×4m=F1 ×5m；
解得： F1=9600N。
【解析】（1）定滑轮不省力不费力， 但能改变力的方向； 动滑轮不能改变力的方向，但是能省力；
（2）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离；
（3）首先根据勾股定理计算出动力 F1 的力臂 L1 ，然后根据杠杆的平衡条件计算即可。
（1）图乙中 C 轮固定在天花板上，是定滑轮， 那么它的作用是：改变力的方向；
10.
【解析】解：
（1）由图甲可知， 跳伞运动员在 OA 段处于加速降落过程中， 此时运动员和跳伞设备受到的重力大于
空气阻力；
（2）①图中降落伞打开， 运动员受到的阻力大于重力， 运动员处于减速降落过程， 应该是图甲曲线中
BC 阶段， 故①不符合题意；
②图中运动员已经着陆， 运动员的速度为 0，与图甲曲线中 CD 阶段不符， 故②不符合题意；
③图中降落伞打开， 运动员受到的阻力等于重力， 运动员处于匀速降落过程，是图甲曲线中 CD 阶段，
故③符合题意；
④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，应该是图甲曲线中 AB
阶段， 故④不符合题意；
（3）由图甲可知， 运动员在 AB 段的速度为 v＝50m/s，时间为 t＝40s﹣20s＝20s，
由速度公式得， 运动员在 AB 段下降的高度：
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h＝s＝vt＝50m/s×20s＝1000m，
则运动员和跳伞设备的总重力在 AB 段所做的功为：
W＝Gh＝700N×1000m＝7×105J。
故答案为：（1）运动员和跳伞设备的总重力大于阻力；
（2）③;
（3）运动员和跳伞设备总重力在 AB 段所做的功为 7×105J。
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