20． 2012年4月22日，中国新一代“人造太阳”实验装置───热核聚变反应堆完成了放电实验：实验中反应堆放电功率为3×104W，输出稳定电流40A 并持续0.5s，则输出电压是 750 V．若将“人造太阳”此次释放的电能全部储存进电池并全部释放为照明电路供电，可使一只100W的灯持续工作 0.042 h．
考点： 电功的计算；电功率的计算。
专题： 计算题。
分析： ①知道反应堆的放电功率和输出电流，可利用公式U= 计算出输出电压．
②知道反应堆的放电功率和放电时间，可利用公式W=Pt计算出释放的电能，并且释放的电能全部为照明电路供电，又知道灯泡的电功率，可利用公式t= 计算出灯泡的工作时间．
解答： 解：
①∵P=3×104W，I=40A，
∴输出电压为：U= = =750V．
②∵t=0.5s，
∴释放的电能为：W=Pt=3×104W×0.5s=15000J，
而释放的电能全部为照明电路供电，
又∵P灯=100W，
∴灯泡的工作时间为：t灯= = =150s≈0.042h．
故答案为：750；0.042．
点评： 本题考查了学生利用电功率和电功的计算公式进行计算，关键是对公式和公式变形的理解和应用，在计算过程中要注意单位的换算．
21．小明在30s内用600N 的拉力F把9OON的重物沿斜面向右上方匀速拉动3m，此过程中重物高度上升1.5m，拉力F做功的功率是 60 W，此过程中斜面的机械效率是 75% ．
考点： 功率的计算；功的计算；斜面的机械效率。
专题： 计算题。
分析： （1）根据W=Fs求出拉力F做功的功即为总功，根据P= 求出拉力F做功的功率；
（2）根据W=Gh求出有用功，利用η= 求出此过程中斜面的机械效率．
解答： 解：（1）拉力F做功的功：
W总=Fs=600N×3m=1800J，
拉力F做功的功率：
P= = =60W；
（2）有用功：
W有=Gh=900N×1.5m=1350J，
斜面的机械效率：
η= = =75%．
故答案为：60；75%．
点评： 本题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是公式及其变形式的灵活运用，还要明确拉力做的功为总功、克服物体重力做的功为有用功．
22． PM2.5是大气中直径小于等于2.5μm、即小于等于 2.5×10﹣6 m的颗粒悬浮物，能被肺泡吸收并进入血液．常州大学的科研队伍成功研制出PM2.5净化器，其原理如图所示．闭合开关S1、S2后，风扇旋转吸入空气，气流外侧A处的颗粒物也被吸入净化器，这是因为气流处流速大导致压强 小 的缘故．颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C 时受到强烈的吸引力，这是因为 带电体具有吸引轻小物体的性质 ，但很快又受到光洁金属网C 对它的斥力，这又是因为 接触后，颗粒物也带上负电，同种电荷相互排斥 ．离开金属网C 后，颗粒物被带有正电荷的棉芯D牢牢吸引，这是因为 异种电荷互相吸引 ．
考点： 长度单位及换算；流体压强与流速的关系；电荷间的相互作用规律。
专题： 应用题。
分析： （1）长度单位间的换算关系是：1km=103m=104dm=105cm=106mm=109μm=1012nm；
（2）流体压强与流速的关系是：流速越大，压强越小；
（3）带电体具有吸引轻小物体的性质；电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
解答： 解：（1）2.5μm=2.5×10﹣6m；
（2）气流处流速大导致压强小，在外界大气压作用下，颗粒物进入净化器；
（3）带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒；
（4）不带电的颗粒与带负电的金属网接触后，颗粒带上负电，同种电荷相互排斥，使颗粒离开金属网；
（5）由于异种电荷互相吸引，带负电的颗粒物又会被带有正电荷的棉芯D牢牢吸引；
故答案为：（1）2.5×10﹣6；（2）小；（3）带电体具有吸引轻小物体的性质；（4）接触后，颗粒物也带上负电，同种电荷相互排斥；（5）异种电荷互相吸引．
点评： 此题考查知识面广，是一道综合题；运用长度单位间的换算关系、流体压强与流速的关系、带电体的性质、电荷间的作用规律等知识，可以做出解答．
23．如图所示，光从空气斜射向玻璃砖，请画光出在玻璃砖中的折射光线（保留作图痕迹）
考点： 作光的折射光路图。
专题： 作图题。
分析： 根据光的折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，作出大致的折射光线．
解答： 解：首先过入射点画出法线，然后根据折射规律画出折射光线，光从空气斜射入玻璃中，所以折射角小于入射角；
点评： 此题考查了对折射光线的画法，关键是记熟光的折射定律，搞清折射角与入射角的关系．难度不大，属于基础知识．
24．如图所示，用螺丝刀撬图钉，O为支点，请画出动力Fl的力臂L1．（保留作图痕迹）
考点： 力臂的画法。
专题： 作图题。
分析： 力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点．
②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线．
③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．
解答： 解：过支点O作出动力F1的垂线，即为动力臂L1．如图所示：
点评： 作力臂时重点是找出支点与力的作用线，力臂是从支点到力的作用线的距离．
三、解答与探究（第25小题6分，第26小题9分，第27小题9分，第28小题9分，第29小题5分，第30小题8分，共46分）计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程，直接写出结果的不能得分
25．液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为谋取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户．常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100kg、初始温度为31℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84kg．通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%．已知水的比热容为c水=4.2×103J/（kg•℃），问：
（1）瓶内燃气的热值是多少？
（2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？
考点： 燃料的热值；热量的计算。
专题： 计算题。
分析： 根据水的比热容，计算出水吸收的热量，然后根据炉灶的热效率，可求出燃气燃烧放出的热量，最后根据热值的概念，求出燃气的热值；对照所求热值与石油气热值的关系，判断是否掺假．
解答： 解：（1）水吸收的热量为：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃﹣31℃）=2.898×107J；
燃气燃烧放出的热量为：Q放= = =3.864×107J；
瓶内燃气的热值为：q= = =4.6×107J/kg；
（2）通过计算得出的瓶内燃气的热值正好等于液化石油气的热值，即q=q石油气=4.6×107J/kg；故该液化石油气站销售的瓶装液化石油气没有无掺混二甲醚；
答：（1）瓶内燃气的热值是4.6×107J/kg；
（2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气没有无掺混二甲醚．
点评： 此题属于热学的综合题，将比热容与热值的相关计算，通过热效率联系在一起；根据相应的计算公式可解答．
26．小明家电热吹风机的铭牌如表格（甲）所示，其工作原理如图（乙）所示．由于使用了多年，吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，电动机性能仍保持不变．为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风，发现电能表的转盘6min内转过132圈，电能表规格如图（丙）所示．问：
（1）氧化电热丝的实际电阻值是多少？
（2）为恢复电热吹风机的铭牌功率，应与氧化电热丝串联还是并联一段新电热丝？
（3）新电热丝的阻值是多少？
考点： 欧姆定律的应用；电阻的串联；电阻的并联；电能表参数的理解与电能的求法。
专题： 计算题；应用题；信息给予题。
分析： （1）已知电能表的参数和电能表转盘转过的转数可求消耗的电能，先根据P= 求出氧化后电路的实际功率，再用实际功率减掉电动机的功率即为氧化电热丝的实际功率，最后根据R= 求出氧化电热丝的实际电阻值．
（2）由电吹风的铭牌可知额定电压和电热丝的额定功率，根据R= 求出正常工作时电阻丝的阻值，然后根据电阻串联时越串越大、并联时越并越小判断新电热丝的串并联；
（3）根据电阻的并联求出氧化后要使灯泡正常工作时并联新电阻的阻值．
解答： 解：（1）氧化后吹热风时，6min内消耗的电能：
W= =0.044KW，
此时吹热风时电路的实际功率：
P= = =0.44KW=440W，
此时电热丝的实际功率P热′=P﹣P电动机=440W﹣40W=400W，
氧化电热丝的实际电阻值R′= = =121Ω．
（2）吹风机正常工作时，P热=480W，
电阻丝的阻值R= = = ≈100.8Ω＜121Ω；
因并联电路电阻越并越小、小于任何一个分电阻，串联电路电阻越串越大、大于任何一个分电阻；
所以为恢复电热吹风机的铭牌功率，应与氧化电热丝并联一段新电热丝．
（3）因并联电路中 = + 可得：
= + ，
解得：R新=605Ω．
答：（1）氧化电热丝的实际电阻值为121Ω；
（2）为恢复电热吹风机的铭牌功率，应与氧化电热丝并联一段新电热丝；
（3）新电热丝的阻值是605Ω．
点评： 本题考查了电阻的并联和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是电吹风和电能表参数含义的理解与掌握；本题综合性强，难度较大．
