Question

（1）封冰的江河，冰面所能承受的最大压强是2×10⁵Pa．某坦克质量为60t，两条履带着地面积共为5m²，该坦克在冰面上行驶时对冰面的压强是________Pa，它最多还能装载质量________t的人员和其它装备．（g取10N/kg）
（2）如图所示，挂在弹簧测力计下的铁块置于一个匝数可变的电磁铁的上方．当开关S与1接通稳定后测力计的示数为F₁，使滑动变阻器的滑片P向左移动到某一位置，弹簧测力计的示数为F₂，则F₁________F₂；然后滑片P的位置保持不变，开关由1接到2，稳定后弹簧测力计的示数为F₃，则F₃________F₂．（选填“=”、“＞”或“＜”）

（3））斜坡长10m，顶端与底端的竖直高度为6m，当小莉沿着斜坡用F=100N的力把一质量为10kg的货箱从斜坡底端缓慢地推到斜坡顶端的过程中，她对货厢做的功为________J，货厢克服斜坡的摩擦力做的功是________J．（g取10N/kg）
（4）由于光照而产生电压的现象叫光伏效应．单晶硅太阳能电池就是根据光伏效应设计的．已知某一单片单晶硅太阳能电池在正常太阳光照射下，光电转换效率可达25%，产生的电压为0.6V，用它给电阻为6Ω的用电器供电，电流是________A，每秒钟照射到该单片单晶硅太阳能电池上的太阳光的能量是________J．
（5）如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示，由图象可知，当t=1s时，物体受到的摩擦力为________N，当t=5s时，物体受到的合力为________N．

Answer 1

解：（1）F₁=G₁=mg=60000kg×10N/kg=6×10⁵N，
P₁===1.2×10⁵Pa，
因为冰面能承接的最大压强是P=2×10⁵Pa，
该坦克在冰面上行驶时冰面的压强是P₁=1.2×10⁵Pa
所以冰面还能承受的压强是P₂=P-P₁=2×10⁵Pa-1.2×10⁵=0.8×10⁵Pa，
所以冰面还能承受的压力F₂=P₂s=0.8×10⁵Pa×5m²=4×10⁵N，
F₂=G₂=4×10⁵N，
m===4×10⁴kg=40t．
故答案为：1.2×10⁵Pa；40t．

（2）①当开关S与1接通稳定后测力计的示数为F₁，电磁铁中有电流，电磁铁具有了磁性，吸引铁质的钩码，使弹簧测力计的示数变大．
②当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变小，电流变大．线圈匝数和铁芯不变时，电流增大，电磁铁的磁性增强，弹簧测力计示数变大，所以则F₁＜F₂
③当开关由1接到2，连入电路线圈的匝数减小，电流和铁芯不变，此时电磁铁的磁性减弱，弹簧测力计示数变小，所以此时稳定后弹簧测力计的示数为F₃，则F₃＜F₂．
故答案为：＜；＜．

（3）小莉对货厢做的功：W_总=FS=100N×10m=1000J；
有用功W_有用=Gh=mgh=10kg×10N/Kg×6m=600J；
货厢克服斜坡的摩擦力做的功：W_额=W_总-W_有用=1000J-600J=400J．
故答案为：1000；400J．

（4）由欧姆定律得：I==；
电阳能电池每秒产生的电能为W=UIt=0.6V×0.1A×1s=0.06J；
则照到太阳能电池上的光能为W_光===0.24J；
故答案为：0.1；0.24．

（5）根据图象丙可知，当t=1s时，物体的运动速度是2m/s，当t=5s时，
该物体的运动速度仍然是2m/s，所以该物体作匀速直线运动．
根据二力平衡的条件，结合图象乙可知，该物体作匀速直线运动，
所以，它受到的水平方向上的拉力和摩擦力是一对平衡力，
所以当t=1s时，拉力F=2N，摩擦力也为2N，当t=5s时，合力为0．
故分别填：作匀速直线运动；2；0．
分析：（1）根据坦克质量可求出其重力，此时重力即为压力，再利用两条履带着地面积可求出该坦克在冰面上行驶时冰面的压强，根据冰面能承受的最大压强和该坦克在冰面上行驶时冰面的压强可求出冰面还能承受的压强，然后再利用两条履带着地面积求出还能承受的压力，此时压力即为重力，再根据m=即可求出装载人员和其它装备的质量．
（2）从以下3点分析此题：①电磁铁的磁性有无可以由电流的通断来控制．
②电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．电流越大，匝数越多，有铁芯时电磁铁的磁性越强．
③滑动变阻器的作用：改变连入电路的电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，改变电路中的电流．
（3）小莉对货厢做的功为总功，等于推力乘以斜坡的长；货厢克服斜坡的摩擦力做的功为额外功，等于总功减去有用功，所以要先求有用功，有用功等于物体重力乘以斜面的高．
（4）由欧姆定律即可求得电流，由电功公式W=UIt可求得太阳能电池吸收的光能，由光电转换效率可求得太阳光的能量．
（5）图象是形象描述物理状态、物理过程和物理规律的常用工具，也是应用数学知识解决物理问题的一个重要方面，它不仅可以使抽象的概念直观形象，也能使动态变化过程更为清晰．
点评：（1）此题涉及到的知识点不是很多，但是计算步骤比较繁琐，有一定的拔高难度，很适合学生的训练．
（3）这类题要分清什么是总功、有用功和额外功，这几种功应该怎样计算．
（4）本题考查用物理学在一些新科技的应用，这类题型出现较多，不但能很好的考查知识，而且可以激发我们学习物理的动力．
（5）根据图象或图表探究物质的规律是近两年来出现较多的题目，图象可以使我们建立更多的感性认识，从表象中去探究本质规律，体验知识的形成过程．