Question

（1）封冰的江河，冰面所能承受的最大壓強是2×10⁵Pa．某坦克質量為60t，兩條履帶著地面積共為5m²，該坦克在冰面上行駛時對冰面的壓強是

 

Pa，它最多還能裝載質量

 

t的人員和其它裝備．（g取10N/kg）
（2）如圖所示，掛在彈簧測力計下的鐵塊置于一個匝數可變的電磁鐵的上方．當開關S與1接通穩定后測力計的示數為F₁，使滑動變阻器的滑片P向左移動到某一位置，彈簧測力計的示數為F₂，則F₁

 

F₂；然后滑片P的位置保持不變，開關由1接到2，穩定后彈簧測力計的示數為F₃，則F₃

 

F₂．（選填“=”、“＞”或“＜”）

（3）斜坡長10m，頂端與底端的豎直高度為6m，當小莉沿著斜坡用F=100N的力把一質量為10kg的貨箱從斜坡底端緩慢地推到斜坡頂端的過程中，她對貨廂做的功為

 

J，貨廂克服斜坡的摩擦力做的功是

 

J．（g取10N/kg）
（4）由于光照而產生電壓的現象叫光伏效應．單晶硅太陽能電池就是根據光伏效應設計的．已知某一單片單晶硅太陽能電池在正常太陽光照射下，光電轉換效率可達25%，產生的電壓為0.6V，用它給電阻為6Ω的用電器供電，電流是

 

A，每秒鐘照射到該單片單晶硅太陽能電池上的太陽光的能量是

 

J．
（5）如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，F的大小與時間t的關系如圖乙所示，物體運動速度v與時間t的關系如圖丙所示，由圖象可知，當t=1s時，物體受到的摩擦力為

 

N，當t=5s時，物體受到的合力為

 

N．

Answer 1

分析：（1）根據坦克質量可求出其重力，此時重力即為壓力，再利用兩條履帶著地面積可求出該坦克在冰面上行駛時冰面的壓強，根據冰面能承受的最大壓強和該坦克在冰面上行駛時冰面的壓強可求出冰面還能承受的壓強，然后再利用兩條履帶著地面積求出還能承受的壓力，此時壓力即為重力，再根據m=

G

g

即可求出裝載人員和其它裝備的質量．
（2）從以下3點分析此題：①電磁鐵的磁性有無可以由電流的通斷來控制．
②電磁鐵磁性強弱的影響因素：電流大小、線圈匝數多少、有無鐵芯．電流越大，匝數越多，有鐵芯時電磁鐵的磁性越強．
③滑動變阻器的作用：改變連入電路的電阻絲的長度，改變連入電路的電阻，改變電路中的電流．
（3）小莉對貨廂做的功為總功，等于推力乘以斜坡的長；貨廂克服斜坡的摩擦力做的功為額外功，等于總功減去有用功，所以要先求有用功，有用功等于物體重力乘以斜面的高．
（4）由歐姆定律即可求得電流，由電功公式W=UIt可求得太陽能電池吸收的光能，由光電轉換效率可求得太陽光的能量．
（5）圖象是形象描述物理狀態、物理過程和物理規律的常用工具，也是應用數學知識解決物理問題的一個重要方面，它不僅可以使抽象的概念直觀形象，也能使動態變化過程更為清晰．

解答：解：（1）F₁=G₁=mg=60000kg×10N/kg=6×10⁵N，
P₁=

F1

s

=

6×105N

5m2

=1.2×10⁵Pa，
因為冰面能承接的最大壓強是P=2×10⁵Pa，
該坦克在冰面上行駛時冰面的壓強是P₁=1.2×10⁵Pa
所以冰面還能承受的壓強是P₂=P-P₁=2×10⁵Pa-1.2×10⁵=0.8×10⁵Pa，
所以冰面還能承受的壓力F₂=P₂s=0.8×10⁵Pa×5m²=4×10⁵N，
F₂=G₂=4×10⁵N，
m=

G

g

=

4×105N

10N/kg

=4×10⁴kg=40t．
故答案為：1.2×10⁵Pa；40t．

（2）①當開關S與1接通穩定后測力計的示數為F₁，電磁鐵中有電流，電磁鐵具有了磁性，吸引鐵質的鉤碼，使彈簧測力計的示數變大．
②當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變小，電流變大．線圈匝數和鐵芯不變時，電流增大，電磁鐵的磁性增強，彈簧測力計示數變大，所以則F₁＜F₂
③當開關由1接到2，連入電路線圈的匝數減小，電流和鐵芯不變，此時電磁鐵的磁性減弱，彈簧測力計示數變小，所以此時穩定后彈簧測力計的示數為F₃，則F₃＜F₂．
故答案為：＜；＜．

（3）小莉對貨廂做的功：W_總=FS=100N×10m=1000J；
有用功W_有用=Gh=mgh=10kg×10N/Kg×6m=600J；
貨廂克服斜坡的摩擦力做的功：W_額=W_總-W_有用=1000J-600J=400J．
故答案為：1000；400J．

（4）由歐姆定律得：I=

U

R

=

0.6V

6Ω

=0.1A；
電陽能電池每秒產生的電能為W=UIt=0.6V×0.1A×1s=0.06J；
則照到太陽能電池上的光能為W_光=

W

25%

=

0.06J

0.25

=0.24J；
故答案為：0.1；0.24．

（5）根據圖象丙可知，當t=1s時，物體的運動速度是2m/s，當t=5s時，
該物體的運動速度仍然是2m/s，所以該物體作勻速直線運動．
根據二力平衡的條件，結合圖象乙可知，該物體作勻速直線運動，
所以，它受到的水平方向上的拉力和摩擦力是一對平衡力，
所以當t=1s時，拉力F=2N，摩擦力也為2N，當t=5s時，合力為0．
故分別填：作勻速直線運動；2；0．

點評：（1）此題涉及到的知識點不是很多，但是計算步驟比較繁瑣，有一定的拔高難度，很適合學生的訓練．
（3）這類題要分清什么是總功、有用功和額外功，這幾種功應該怎樣計算．
（4）本題考查用物理學在一些新科技的應用，這類題型出現較多，不但能很好的考查知識，而且可以激發我們學習物理的動力．
（5）根據圖象或圖表探究物質的規律是近兩年來出現較多的題目，圖象可以使我們建立更多的感性認識，從表象中去探究本質規律，體驗知識的形成過程．