（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是 绳子 。 （2）滑轮组机械效率的计算公式是η=

（用直接测得的物理量符号表示）。

（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有 ADE （填序号，可能不止一项正确）。 A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小 B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大 C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同 D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同

E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大 F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小

【分析】（1）（2）滑轮组是用绳子把定滑轮和动滑轮组装而成的机械装置，根据滑轮组的机械效率公式η=测量的量、表达式；

（3）滑轮组机械效率与物体重力、动滑轮的重力，以及摩擦力的大小有关，在有用功不变的情况下，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低。

【解答】解：（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要组装滑轮的绳子； （2）由滑轮组的图上可知，n=3

滑轮组做的有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs=Fnh=3Fh， 机械效率的表达式为η=

=

=

；

=

=

=

分析探究所需要测量的工具以及

（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；

CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，

重力相同，额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；

EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。 故选ADE。

故答案为：（1）绳子；（2）

；（3）ADE。

【点评】本题考查了实验探究滑轮组的机械效率，要学会依据公式（原理）确定实验器材、实验所要测量的物理量、实验步骤、实验数据表格的设计等能力。

20．（9分）在“测量小灯泡的电功率”实验中，已知待测小灯泡的额定电压为3.8V，额定电功率估计在0.9W左右。可供选择的电流表有：A1（量程0﹣0.3A），A2（量程0﹣3A）。

（1）连接电路时，应选用的电流表是 A1 （选填“A1”或“A2”）。

（2）图甲是某小组连接的实物电路图。图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并在图中改正。

（3）改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器画片，当电压表示数为0.3V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率是 0.054 W。

（4）不用电流表，另增加两只开关和一个阻值为12Ω的定值电阻R0，该小组设计了如图丙所示的电路图，测量小灯泡的额定功率。正确连接电路后，断开S3，闭合S1、S2，调节滑动变阻器，让电压表示数为3.8V；然后只断开S2，再闭合S3，读出电压表示数为6.5V．则测得小灯泡的额定功率是 0.855 W。

【分析】（1）已知待测小灯泡的额定电压为3.8V，额定电功率估计在0.9W左右，根据P=UI求灯的额定电流确定选用的电流表； （2）电压表应与灯并联，电流表与灯串联；

（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI求此时小灯泡的电功率；

要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。

【解答】解：（1）已知待测小灯泡的额定电压为3.8V，额定电功率估计在0.9W左右，根据P=UI，灯的额定电流约为：I==的电流表是 A1。

（2）原电路中，电压表与电流表串联后与灯并联是错误的，电压表应与灯并联，电流表与灯串联，如下所示：

≈0.24A，连接电路时，应选用

（3）当电压表示数为0.3V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.01A，电流大小为0.18A，此时小灯泡的电功率是： P=UI=0.3V×0.18A=0.054W；

（4）第2次操作中，电压表定值电阻与灯的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为6.5V﹣3.8V=2.7V，由欧姆定律可求出灯的额定电流： I==

=0.225A，灯的额定功率：

P=UI=3.8V×0.225A=0.855W。

故答案 为：（1）“A1”；（2）如上；（3）0.054；（4）0.855。

【点评】本题测灯的功率，考查器材的选择、电路的连接、灯的功率计算及设计实验方案的能力。

四．计算题（共21分）

21．（9分）小华家距离变压器2km，在变压器与小华家之间的两条输电线，每条输电线每千米的电阻为0.5Ω，即0.5Ω/km，变压器加在输电线两端的电压是220V．在某一时间段，整个线路只有小华家一台额定电压220V、额定功率2420W的电热水器工作。不考虑温度变化对电热水器电阻的影响。求： （1）输电线中电流的大小 （2）热水器的实际电功率 【分析】（1）根据公式P=

求出电热水器的电阻，根据串联电路的电阻特点求

出总电阻，根据欧姆定律求出电路中的电流； （2）根据P=I2R求出热水器的实际功率。 【解答】解：（1）由P=

可知，电热水器的电阻为：R=

=

=20Ω；

导线的电阻为：R'=4km×0.5Ω/km=2Ω； 故电路的总电阻为：R总=R+R'=20Ω+2Ω=22Ω； 输电线中电流的大小为：I=

=

=10A；

（2）热水器的实际功率为：P'=I2R=（10A）2×20Ω=2000W。 答：（1）输电线中电流的大小为10A； （2）热水器的实际电功率为2000W。

【点评】本题考查了欧姆定律、电功率公式的应用，难度不大。

22．（12分）如图所示，长L1=1m的薄壁正方体容器A放置在水平地面上，顶部有小孔C与空气相通，长L2=0.2m的正方体木块B静止在容器A底面。通过细管D缓慢向容器A内注水，直到注满容器A，木块B上浮过程中上下表面始终水平，木块B与容器A底面和顶部都不会紧密接触。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，木块的密度ρ木=0.5×103kg/m3，g取10N/kg。求： （1）注水前，木块B对容器A底面的压强

（2）木块B对容器A底面压力刚好为0时，容器A内水的深度 （3）水注满容器后，容器A顶部对木块B的压力大小 （4）整个过程，浮力对木块所做的功

【分析】（1）根据木块的密度和体积，求出木块的质量；根据公式P=求出木块B对容器A底面的压强；

（2）木块B对容器A底面压力刚好为0时，木块恰好处于漂浮状态，根据浮力求出木块排开的水的体积，从而求出水的深度；

（3）水注满容器后，木块全部浸入水中，对木块受力分析，求出压力大小； （4）根据W=Fs求出浮力所做的功。

【解答】解：（1）木块的质量为：m=ρV=0.5×103kg/m3×（0.2m）3=4kg； 木块B对容器A底面的压强为：P===

=

=1000Pa；

（2）木块B对容器A底面压力刚好为0时，木块恰好处于漂浮状态，此时受到的浮力为：F浮=G=mg=4kg×10N/kg=40N；

根据阿基米德原理可知，木块排开的水的体积为：V=

=

=4×10﹣3m3，

=0.1m；

排

则木块浸入水中的深度即水的深度为：h==

（3）水注满容器后，木块全部浸入水中，木块受到竖直向下的重力、竖直向下的压力和竖直向上的浮力的共同作用；

由阿基米德原理可知，此时木块受到的浮力为：F'浮=ρgV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.2m）3=80N；

物体处于静止状态，受力平衡，则容器A顶部对木块B的压力大小为：F=F'浮﹣G=80N﹣40N=40N；

（4）整个过程中，木块上升的高度为：s=L1﹣L2=1m﹣0.2m=0.8m； 则浮力所做的功为：W=F浮s=40N×0.8m=32J。

答：（1）注水前，木块B对容器A底面的压强为1000Pa；

（2）木块B对容器A底面压力刚好为0时，容器A内水的深度为0.1m；