海门市东洲中学教育管理集团物理空中课堂(六)
——变式题型
海门市东洲中学 姜栋强
【控制变量法巧妙应用变式】
1．（2010年扬州）在课外实践活动中小明带了一块已切成长方体的肥皂（如图甲，前后面保留了凹下去的字）做了以下实验： （1）测肥皂的密度
①小明需要的测量工具是________、________。
②小明测出B相关物理量，他计算密度的表达式应为____________（用直接测量的物理量表达）。
③用上面方法测出的密度____________（偏大／偏小）。 （2）探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系 小明提出了以下的设计方案：
①在肥皂的侧面安装一个拉钩，如图乙，将没有字的一面放在水平桌面上，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F1；
②用小刀将有字的部分削平后放在同一水平桌面上（接触面的粗糙程度与①相同），如图丙，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F2；
（关注此问）③比较得出结论：若F1和F2不等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关；若F1和F2相等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
小红认为这个设计方案不妥，你能说出其原因吗?________________________。提出你的改进方法：________________________________________________。 【浮力变式】 2、（黄石）据报道，我市某水库库底是一座旧城遗址，目前正在进行试探性发掘和打捞．某次试探性打捞作业时，用绳子将实心物体从水面下12m，深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m深处的过程所用时间为42s，拉力F做功的功率为90W．当物体被拉到有4/5的体积露出水面时，让其静止，此时绳子的拉力F'=520N．不计绳子的重力和水的阻力．（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：
（1）物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中，物体匀速运动的速度v；
（2）物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F； （3）物体浸没在水中时所受的浮力F浮； （4）物体的密度ρ物． 【凸透镜成像规律变式】 3、（2013?广州）图中蜡烛在光屏上成清晰缩小的像．下列哪一项操作可能使烛焰在光屏上成清晰放大的像（ ）
A． 透镜不动，蜡烛、光屏靠近透镜 B． 透镜不动，蜡烛、光屏向右移动 C． 透镜、光屏都不动，蜡烛向右移动 D． 蜡烛、光屏都不动，透镜靠近光屏
【信息综合题】
4.上海国际一级方程式赛车场呈“上”字造型，赛道总长约5.4公里，拥有14个不同转弯半径的弯道和9种不同组合的赛道。赛车比赛中，车手要不断改变赛车的速度和运动方向。赛车比赛精彩激烈、难度大、科技含量高。
（1）为了保证比赛的安全，赛场安排了巡警，如图是巡警所用的某品牌电动巡逻车，其主要技术参数如表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，设该电动机能把电能全部用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为220kg的四名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min。求：
①电动机消耗了多少电能？ ②巡逻车通过了多少路程？
-22
③若轮胎与地面的总接触面积是9×10m，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？（g取10 N/kg）
（2）赛车运动对汽车工业的促进作用很大，为节约能源．目前汽车刹车器均采用油压制动。油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量。将汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率。从能量转化的角度看，汽车再生制动器相当于 。（电动机/汽油机/发电机） （3）某次测试过程中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出Ek-s图像，如图。可以看出，开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的___ ____，该次测试/m
30 34 40 中储能效率为__ ____。
答案：1、（1）①天平
第26题图
刻度尺 ②ρ=m／（a·b·c） ③偏小
（2）没有控制压力的大小相同 肥皂的侧面安装一个拉钩后，先做步骤②，再做步骤
①
2、（1）0.25m/s (2)360N (3)200N (3)2.8×10
3
kg/m3
3、B
4、（1）①1.8×106J （1分） ②5000m （1分）③1×105Pa （2分，公式1分，过程和结果1分） （2）发电机 （3）② 60% 【解析】
试题分析：（1）①W=Pt=3000W×10×60S=1.8×106J （1分）
②F=f阻=0.04G=0.04（m车+m人）g=0.04×（680Kg+220Kg）×10N/Kg=360N （1分） S=W/F=1.8×106J/360N=5000m （1分）
③p=F/S=9000N/9×10-2m2=1×105Pa （2分，公式1分，过程和结果1分）
（2）根据题中“把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来”判断：汽车再生制动器相当于发电机； （3）根据图像信息判断，②图线动能减小快，通过距离短，说明开启了再生制动器；
从图中两次开始减速到停止的距离来看，关闭再生制动器前进了10m，开启再生制动器前进了4m，相比减小了
，也就是有60%的动能转化为了电能，所以储能效率为60%。
考点：电能的计算；功的计算；压强计算；能的转化。