全国各地中考物理压轴题汇编：作图、解答题（山东专版）（解析卷）

2018年全国各地中考物理压轴题汇编（山东专版）
作图、解答题
参考答案与试题解析
一．作图题（共10小题）
1．（2018•青岛）如图，F1、F2分别为凹透镜和凸透镜的焦点，且两透镜的左焦点重合，请画出图中光线经透镜折射后的完整光路。

解：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，该光线正好是通过凸透镜的焦点，经凸透镜后平行于主光轴射出，如图所示：
2．（2018•淄博）请将电源、电流表，电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内，并将电路补充完整。

要求：开关S闭合后，电流方向如图所示，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L变亮时，电压表的示数变小。

解：要滑动变阻器改变灯泡的亮度，所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联；
灯泡变亮时，说明通过灯泡的电流变大，由U=IR可知灯泡两端电压变大，而题中要求电压表示数变小，说明电压表和滑动变阻器并联；
所以，电源在最左端的虚线框内，且上端为负极，这样可以满足电流方向如图所示；电压表和滑动变阻器并联，填在中间的虚线框内；电流表和滑动变阻器串联，应填在最右端的虚线框内；如下图所示：
3．（2018•枣庄）按照要求作图。

如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线。

解：根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中画出反射光线；根据折射角小于入射角在法线右侧水中画出折射光线。

如图所示：
4．（2018•青岛）设计一个病床呼叫电路。

要求：开关S1控制指示灯L1和电铃；开关S2控制指示灯L2和电铃。

请在图中连线，形成符合要求的完整电路图。

解：由题知，S1控制指示灯L1，S2控制指示灯L2，说明两灯互不影响，即两灯并联，而两个开关都能控制电铃，所以电铃串联在干路上，如图所示：
5．（2018•东营）如图所示，请根据小磁针静止后的指向及所标电流的方向，画出螺线管导线的绕法。

解：小磁针的左端为S极、右端为N极，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，所以通电螺线管左端为N极、右端为S极；
而电流从左端流入、从右端流出，则由安培定则可知螺线管的绕向如图所示：。

6．（2018•潍坊）一木块沿水平面向左滑行并冲上斜面。

请在图甲中画出以下力的示意图：
（1）木块水平向左滑行时所受的摩擦力；
（2）木块对斜面的压力。

解：（1）木块水平向左滑行时，木块受到摩擦力的方向与运动方向相反，则摩擦力方向是水平向右的，作用点可以画在木块的重心上；
（2）木块对斜面的压力方向是垂直于斜面向下的，作用点画在木块与斜面的接触面上；如下图所示。

7．（2018•烟台）学习了电路相关知识后，小明想给自家的养殖场设计一种呼叫装置，要求前后门来的客人均可呼叫，前门来的客人关闭开关，办公室的电铃响、红灯亮；后门来的客人关闭开关，办公室的电铃响、绿灯亮。

请在图中帮助他画出符合要求的电路
图（导线不得交叉）。

解：由题意知，两个电灯为并联，且各有一个开关控制，而电铃串联在干路中；即绿灯亮、电铃响时表示人在后门按后门开关，红灯亮、电铃响时表示人在前门按前门开关，电路图如图所示：
8．（2018•潍坊）如图所示，一束光线与水平方向成60°角，请你放置一块平面镜使它的传播方向变为水平向右，画出平面镜的位置，并标出反射角的度数。

解：要使它的传播方向变为水平向右（即反射光线水平向右），则反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，据此画出法线，过入射点画出法线的垂线，即平面镜的位置；
因入射光线与水平方向成60°角，而反射光线是水平向右的，所以反射光线与上面的虚线平行，则反射光线与入射光线的夹角为180°﹣60°=120°，
因为反射角等于入射角，所以反射角为60°．如图所示：
9．（2018•德州）手机自拍已成一种时尚。

如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个轻质杠杆，O点是支点。

请在图中画出：
（1）施加在A点最小的动力F1
（2）力F2的力臂L2
解：当AO之间的连线作为力臂时，力臂是最大的，此时的动力最小；力F2是由重力产生的，故阻力的方向是竖直向下的，从O点做该力的作用线的垂线，即为力臂，如图所示：。

故答案为：如上图。

10．（2018•济宁）将图中的三孔插座（带保险盒）正确的接入电路。

解：三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线；根据安全用电原则可知，应将保险盒接在火线和插座的右孔之间，当保险丝烧断时插座上没有电。

如图所示：
二．解答题（共28小题）
11．（2018•青岛）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。

电阻R1为30Ω，滑动变阻器R2的额定电流为1A，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0～3V．请画出该题的各个等效电路图。

（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是多少？
（2）只闭合开关S3，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，滑动变阻器的最大阻值是多少？
（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？
解：（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，等效图如图1所示，
L正常发光，灯的实际电压为6V，根据并联电路电压的规律，电源电压即R1的电压为6V，由欧姆定律，此时通过R1的电流是：
I1===0.2A；
（2）由图乙知，灯的电压为6V时，灯的额定电流为0.25A，由欧姆定律，故灯正常发光的电阻：
R L===24Ω；
只闭合开关S3，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，如图2所示，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，灯的电压为4V，由欧姆定律此时灯的电阻为20Ω，由欧姆定律，电路的总电阻；R===30Ω，根据电阻的串联，R=R L+R滑，滑动变阻器的最大阻值是：
R滑=4（R﹣R L）=4×（30Ω﹣20Ω）=40Ω；
（3）①根据P=，当电路的总电阻最小时，总功率最大，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，故只有当开关S1、S2、S3都闭合时，如图1所示，灯与R1并联时，总电阻最小，
R并===Ω
电路的最大功率：P
大
===2.7W；
②当电压表示数达到最大值3V时，R2阻值达到最大，此时电路中电流最小，I最小==0.1A，
所以P
最小=UI
最小
=6V×0.1A=0.6W；
答：（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是0.2A；
（2）滑动变阻器的最大阻值是40Ω；
（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率为2.7W，最小功率是0.6W。

12．（2018•淄博）骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。

如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。

重600N的小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是9cm。

求：
（1）小腿肌肉对每只脚的拉力；
（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率。

解：（1）由图知，动力F的力臂L1=8cm+4cm=12cm=0.12m；重力的力臂L2=8cm=0.08m；根据杠杆的平衡条件可得：FL1=GL2，
则小腿肌肉对两只脚的拉力：F===400N；
则小腿肌肉对每只脚的拉力：F′=F=×400N=200N；
（2）小腿肌肉对脚的拉力做的功：W
拉力
=Fh=400N×0.09m=36J；
小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功，等于36J；
小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作，
则小明踮脚过程中克服重力做功的功率：P===30W。

答：（1）小腿肌肉对每只脚的拉力为400N；
（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率为30W。

13．（2018•青岛）重为2N、底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器，盛水后放在水平桌面上。

将体积分别为200cm3的木球和25cm3的塑料球用轻质细绳相连放入水中，静止时木球露出水面的体积为它自身体积的，此时容器中水的深度为20cm，如图甲所示；当把细绳剪断后，静止时木球露出水面的体积是它自身体积的，塑料球沉到容器底，如图乙所示。

（1）图甲中，水对容器底的压强是多少？
（2）图乙中，容器底对塑料球的支持力是多少？
（3）图乙中，容器对水平桌面的压强是多少？
解：（1）图甲中，水对容器底的压强：
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa；
（2）由题知，当把细绳剪断后，静止时木球露出水面的体积是它自身体积的，
即V
排=V
木
，
因为F
浮=G，即ρ
水
V
排
g=ρ
木
Vg，ρ
水
Vg=ρ
木
V
木
g，
所以ρ
木=ρ
水
=×1×103kg/m3=0.5×103kg/m3，
木球重力：
G木=m木g=ρ木V木g=0.5×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=1N，图甲中，
两球排开水的体积V
排′=（1﹣）V
木
+V
塑
=×200×10﹣6m3+25×10﹣6m3=150×10﹣6m3=1.5
×10﹣4m3=150cm3，
因为木球和塑料球漂浮，所以F
浮′=G
木
+G
塑
，
ρ水V排′g=1N+G塑，
1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣4m3=1N+G塑，
则塑料球的重力：
G塑=0.5N，
塑料球在水中受到的浮力：
F浮塑=ρ水V排塑g=1×103kg/m3×10N/kg×25×10﹣6m3=0.25N，
图乙中，容器底对塑料球的支持力：
F支=G塑﹣F浮塑=0.5N﹣0.25N=0.25N；
（3）甲图中，两球的质量等于排开水的质量，则：
水和球的总质量：
m水+m球=m水+m排=ρ水S容h=1g/cm3×100cm2×20cm=2000g=2kg，
其重力：
G水+G球=（m水+m排）g=2kg×10N/kg=20N；
在图乙中，水、两球、容器的总重力：
G总=G水+G球+G容器=20N+2N=22N，
容器对桌面的压力：
F=G总=22N，
受力面积S=100×10﹣4m2，
容器对桌面的压强：
p′===2200Pa。

答：（1）图甲中，水对容器底的压强是2000Pa；
（2）图乙中，容器底对塑料球的支持力是0.25N；
（3）图乙中，容器对水平桌面的压强是2200Pa。

14．（2018•枣庄）现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器，它的下端封闭，上端开口，底面积=200cm2，高度h=20cm，如图甲所示；另有一个实心匀质圆柱体，密度ρ=0.8×103kg/m3，底面积S1=120cm2，高度与容器高相同，如图乙所示。

（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。

（1）将圆柱体竖直放在圆柱形容器内，求圆柱体对容器底部的压强是多少？
（2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少？
解：（1）圆柱体对容器底部的压力：
F=G柱=m柱g=ρgV柱=ρgS1h=0.8×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣4m2×20×10﹣2m=19.2N；圆柱体对容器底部的压强：
p===1600Pa；
（2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，圆柱体刚好处于漂浮状态，则：
F浮=G柱=19.2N，
由F
浮=ρ
水
gV
排
=ρ
水
gS1h水得水的深度：
h水===0.16m，
此时水对容器底部产生的压强：
p=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa；
所注水的体积：
V水=（S﹣S1）h水=（200×10﹣4m2﹣120×10﹣4m2）×0.16m=1.28×10﹣3m3，
所注水的重力：
G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×1.28×10﹣3m3=12.8N。

答：（1）圆柱体对容器底部的压强是1600Pa；
（2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，此时水对容器底部的压强和所注的水重各是1600Pa、12.8N。

15．（2018•东营）如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。

已知物体质量为4t，体积为1m3．（g=10N/kg，ρ
水
=1×103kg/m3）（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；
（2）物体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强；
（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；
（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力
为1.5×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到0.1%）。

解：（1）根据阿基米德原理，物体受到的浮力：
F浮=G排=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N；
（2）物体下表面所受的压强：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa；
（3）物体的质量：m=4t=4×103kg，
物体所受的重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N；
根据力的平衡，动滑轮对物体的拉力：F1=G﹣F浮=4×104N﹣1×104N=3×104N，
绳子的有效段数为3，电动机对绳子的拉力：
F2==3×104N/3=1×104N；
（4）由P===Fv，
电动机拉动绳子的速度为：
v M===0.6m/s
物体上升的速度为：v=v M=×0.6m/s=0.2m/s，
滑轮组的机械效率为：
η=====×100%≈88.9%。

答：（1）物体完全浸没在水中时，物体所受浮力的大小为1×104N；
（2）物体下表面与水面距离为3m时，物体下表面所受水的压强为3×104Pa；
（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，电动机对绳子的拉力为1×104N；
（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，物体上升的速度为0.2m/s，滑轮组的机械效率为88.9%。

16．（2018•枣庄）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。

小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2=30Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：
（1）小灯泡的额定功率是多少？
（2）只闭合S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A，则电源电压是多少？
（3）只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。

在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？
解：（1）小灯泡的额定功率是：
P L=U L I L=2.5V×0.25A=0.625W；
（2）只闭合开关S、S2和S3，分析电路的连接，L短路，电阻R1与R2并联，
===10Ω，
并联的总电阻，R
并
由I=可得电源电压：U=IR
=0.45A×10Ω=4.5V；
并
（3）只闭合开关S、S1，灯泡L与R1串联，R2不接入电路，移动变阻器的滑片P，向左移动时，R1变大，电压表的示数也变大，当电压表示数为3V时，R1最大，则R1的电压U1大=3V，此时小灯泡两端的电压为：U L′=U﹣U1大=4.5V﹣3V=1.5V，
由图乙可知电路中最小电流：I
=0.2A，
最小
所以R1连入电路的电阻：R1===15Ω，
当滑片向右移动时，R1变小，电流表的示数变大，U L也变大，由图象可知电路中的最大电流：
I最大=0.25A＜0.6A（电流表安全），
由图象可知，此时U L′=2.5V，
R1两端的电压为：U1′=U﹣U L′=4.5V﹣2.5V=2V，
R1连入电路的电阻：R1′===8Ω，
所以在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是8～15Ω。

答：（1）小灯泡的额定功率是0.625W；（2）只闭合S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P 调到中点时，电流表示数为0.45A，则电源电压是4.5V；
（3）只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。

在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是8～15Ω。

17．（2018•东营）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。

=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（k g•℃），g=10N/kg）图乙是某品牌养生壶简化电路图。

（ρ
水
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；
（2）求R1的阻值；
项目参数
电源电压（V）220
低温档功率（W）275
中温档功率（W）550
高温档功率（W）1100
容积（L）1
（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；
（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

解：（1）由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P=可知，总功率最大，所以此状态为高温档；
（2）由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由
P=可知，总功率最小，此时为低温档；
当S2断开，S1闭合时，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。

由P=UI得，正常工作时通过R1的电流为：I1===2.5A，
由I=得，R1的阻值：R1===88Ω，
（3）由P=UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：
I低===1.25A，
（4）由ρ=可得，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）=3.696×105J，
由η=和W=Pt得，烧开一壶水需要的时间为：
t====420s。

答：（1）当开关S1闭合，S2接B时，为高温档；因为此时电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大；
（2）电阻R1的阻值是88Ω；
（3）养生壶处于低温档工作时电流为1.25A；
（4）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。

18．（2018•潍坊）如图所示是一种常见的封闭电热水袋，其性能参数如表中所示。

已知电热水袋加热效率为80%，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ=1.0×103kg/m3．将袋内20℃的水加热到自动断电，求：
（1）袋内水吸收的热量
（2）需要的加热时间
额定电压额定加热功率
220V400W
袋内充水自动断电温度
1.0L60℃
解：（1）由ρ=可得袋内水的质量：
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.0×103=1kg，
袋内水吸收的热量：
Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（60℃﹣20℃）=1.68×105J；
（2）由η=可得消耗电能：
W===2.1×105J，
由P=可得，需要的加热时间：
t===525s。

答：（1）袋内水吸收的热量为1.68×105J；
（2）需要的加热时间为525s。

19．（2018•烟台）如图是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图，重物的升降使用的是滑轮组，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。

提升重物前，起重机对地面的压强为2×105Pa，某次作业中，将重物甲以0.25m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.3×105Pa；若以相同的功率将重物乙以0.2m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.4×105Pa（不计钢丝绳重和摩擦）
（1）起重机两次提升的重物质量之比。

（2）起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比。

（3）提升重物乙时，滑轮组的机械效率是多少？
解：（1）设起重机重为G，被提升重物甲重力为G
甲，被提升重物乙重力为G
乙
；
提升物体前，起重机对地面的压力：G=p1S，
匀速提升重物甲时，起重机对地面的压力：G+G
甲
=p2S，
匀速提升重物乙时，起重机对地面的压力：G+G
=p3S，
乙
=（p2﹣p1）S，G乙=（p3﹣p1）S，
故G
甲
====﹣﹣﹣﹣①；
G=mg，
故==﹣﹣﹣﹣﹣②
（2）根据P===Fv，因以相同的功率将重物提升，故拉力与提升的速度成反比，===，﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
因η===﹣﹣﹣﹣﹣④
由③④得：
起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比。

=×=×=
（3）不计钢丝绳重和摩擦，F
=﹣﹣﹣﹣﹣⑤
甲
F乙=﹣﹣﹣﹣﹣⑥，
由⑤⑥代入③得：=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由①⑥得：
G动=﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦
因不计钢丝绳重和摩擦，提升重物乙时，滑轮组的机械效率是：
由⑦，η=====80%。

答：（1）起重机两次提升的重物质量之比为3：4；
（2）起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比为15：16。

（3）提升重物乙时，滑轮组的机械效率是80%。

20．（2018•潍坊）如图所示，用细线将正方体A和物体B相连放入水中，两物体静止后恰好悬浮，此时A上表面到水面的高度差为0.12m。

已知A的体积为1.0×10﹣3m3，所受重力为8N；B的体积为0.5×10﹣3m3，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）A上表面所受水的压强；
（2）B所受重力大小；
（3）细线对B的拉力大小。

解：（1）A上表面所受水的压强：
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa；
（2）A、B受到的总浮力：
F浮=ρ水gV排=ρ水g（V A+V B）=1×103kg/m3×10N/kg×（1.0×10﹣3m3+0.5×10﹣3m3）=15N；因为A、B恰好悬浮，
=G A+G B，
所以F
浮
则B的重力：
G B=F浮﹣G A=15N﹣8N=7N；
（3）B受到的浮力：
F浮B=ρ水gV排B=ρ水gV B=1×103kg/m3×10N/kg×0.5×10﹣3m3=5N，
细线对B的拉力：
F拉=G B﹣F浮B=7N﹣5N=2N。

答：（1）A上表面所受水的压强为1200Pa；
（2）B所受重力大小为7N；
（3）细线对B的拉力大小为2N。

21．（2018•济宁）将U型管压强计的金属盒放在盛有某和液体的玻璃杯中。

将相关信息如图所示。

（g取10N/kg）求：
（1）液体的密度。

（2）体枳为60cm3的小球浸没在液体中受到的浮力。

解：（1）金属盒受到液体压强与U形管中两边水的压强差相等，
即：p
金属盒=p
压强计
，
由p=ρgh可得：
ρ液gh液=ρ水gh水，
所以液体密度：
ρ液=•ρ水=×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3；
（2）小球浸没在液体中V
排=V
球
=60cm3，
由阿基米德原理可得小球受到的浮力：
F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3=4.8N。

答：（1）液体的密度为0.8×103kg/m3。

（2）小球浸没在液体中受到的浮力为4.8N。

22．（2018•泰安）用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。

从此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块未与水底接触）。

物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。

g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3．求：
（1）物块受到的重力；
（2）物块完全浸没在水中受到的浮力；
（3）物块的密度。

解：（1）由图可知，物体浸入水中时测力计示数为18N，故物体的重力为G=18N；（2）物体全部浸入水中时，测力计的示数为F=10N，则在水中受到的浮力为F
浮
=G﹣F=18N ﹣10N=8N，
（3）由F
浮=ρ
液
gV
排
得，物体的体积为：V=V
排
=，
物体的重力为G，质量为m=，
则物体的密度为：ρ===ρ
水
=×1.0×103kg/m3=2.25×103kg/m3。

答：（1）物块受到的重力为18N；
（2）物块完全浸没在水中受到的浮力为8N；
（3）物块的密度为2.25×103kg/m3。

23．（2018•潍坊）某科技活动小组设计了如图所示的电路。

电源电压不变，当S1闭合、S2断开，变阻器R2的滑片P滑到a端时，电流表的示数为0.8A，定值电阻R1消耗的功率为6.4W；变阻器R2的滑片P滑到b端时，电流表的示数变为0.2A；当S1和S2都闭合，变阻器R2的滑片P滑到某点时，电流表的示数为0.6A，小灯泡L消耗的功率为0.9W．求：（1）电源电压；
（2）变阻器R2的最大阻值；
（3）小灯泡两端电压及此时变阻器R2连入电路的阻值
解：（1）当S1闭合、S2断开，变阻器R2的滑片P滑到a端时，电路中只有R1连入电路，电流表测R1的电流，
根据P=UI可得电源电压：
U===8V；
（2）由欧姆定律可得R1的阻值：
R1===10Ω，
当S1闭合、S2断开，变阻器R2的滑片P滑到b端时，R1与R2的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，
由欧姆定律可得此时的总电阻值：
R总===40Ω；
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得：
R2=R总﹣R1=40Ω﹣10Ω=30Ω；
（3）当S1和S2都闭合，变阻器R2的滑片P滑到某点时，R1与灯泡并联后与R2串联，电流表测干路电流，
设灯泡两端的电压为U L，则根据串联电路的电流特点可得：
I′=I1′+I L，
根据I=和P=UI可得：I′=+，
所以，0.6A=+，
解得：U L=3V，
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：
U2=U﹣U L=8V﹣3V=5V，
由欧姆定律可得R2连入电路的阻值：
R2连入==≈8.3Ω。

答：（1）电源电压为8V；
（2）变阻器R2的最大阻值为30Ω；
（3）小灯泡两端电压为3V，此时变阻器R2连入电路的阻值为8.3Ω。

24．（2018•泰安）某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。

ABO 为一水平杠杆，OA长120cm，O为支点，AB：OB=5：1；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。

闭合开关S，水平踏板空载时，电压表的示数为2V；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号。

踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。

求：
F/N0510********…
R/Ω45342418141210…
（1）电源电压为多少？
（2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？
（3）若电源电压变为14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。

试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米？
解：（1）闭合开关时，压力传感器R和R报警器R0串联，电压表测报警器R0两端的电压，
由表格数据可知，当踏板空载时（F=0N），压力传感器的电阻为R=45Ω，已知R0=10Ω，电压表的示数为2V，
此时电路中的电流：I===0.2A，
电源电压为：U=I（R+R0）=0.2A×（10Ω+45Ω）=11V；
（2）报警器R0开始发出报警信号时，其电压为U0′=5V，
此时电路中的电流：I′===0.5A，
传感器两端的电压：U
传
=U﹣U0′=11V﹣5V=6V，
此时传感器的阻值：R′===12Ω，
由图象可知，当传感器的阻值为12Ω时，对应的压力F
压
=25N，
由题知，ABO为一水平杠杆，O为支点，AB：OB=5：1，则OB=OA=×120cm=20cm，
根据杠杆平衡条件可得：F
压×OA=F
踏
×OB，即25N×6=F
踏
×1，
解得F
踏
=150N，即踏板设定的最大压力值为150N；
（3）若电源电压增大变为14V时，R0两端分得的电压增大，根据串联电路的分压特点可知，应增大压敏电阻分担的电压，保证R0两端分得的电压不变，此时就应该增大压敏电阻的阻值；
因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以应该减小压杆对传感器的压力，由杠
杆平衡条件F
压×OA=F
踏
×OB可知，OA不变，F
踏
不变，所以F
压
和OB成正比，要减小
压杆对传感器的压力，应减小OB，即把踏板触点B向左移动。

若电源电压变为14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警（即电压表示数仍然为5V），电路中的电流仍为0.5A；
报警时压力传感器的电阻：R″===18Ω；
由图象可知，当传感器的阻值为18Ω时，对应的压力为F
压
′=15N，
根据杠杆平衡条件可得：F
踏×OB′=F
压
′×OA，即150N×OB′=15N×1.2m，
解得OB′=0.12m=12cm；
移动的距离：s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm，
故触点B应该向左移动8cm。

答：（1）电源电压为11V；
（2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为150N；
（3）若电源电压变为14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置，触点B应该向左移动8cm。

25．（2018•威海）为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg 所受阻力为总重力的0.01倍。

在40s时间内匀速直线行驶400m，共消耗天然气0.025kg （天然气完全燃烧，其热值为6.4×107J/kg，g=10N/kg）。

针对此次行驶过程，求：（1）汽车对地面的压强
（2）汽车的功率
（3）汽车发动机的效率
解：（1）汽车总质量：
m总=13000kg+3000kg=16000kg，
总重力：
G总=m总g=16000kg×10N/kg=1.6×105N，
对地面的压力：
F=G总=1.6×105N，
受力面积S=0.04m2，
对地面的压强：
p===4×106Pa；
（2）因为汽车匀速直线行驶，
汽车的牵引力：
F=f=0.01G总=0.01×1.6×105N=1600N，
牵引力做的功：
W=Fs=1600N×400m=6.4×105J，
牵引力做功功率：
P===1.6×104W=16kW；
（3）0.025kg天然气完全燃烧放出的热量：
Q=mq=0.025kg×6.4×107J/kg=1.6×106J，
汽车发动机的效率：
η==×100%=40%。

答：（1）汽车对地面的压强为4×106Pa；
（2）汽车的功率为16kW；
（3）汽车发动机的效率为40%。

26．（2018•临沂）2017年12月24日，我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功，可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。

它的最大飞行速度为560km/h，最大航程为4500km，巡航速度（经济、节油的飞行速度）为500km/h。

某次起飞前，飞机静止在水平跑道上，总质量为51t，轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2（ρ
=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。

求：
水
（1）飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少？
（2）起飞后，飞机在空中直线飞行1400km，所需要的最短时间是多少？
（3）飞机到达目的地降落后，漂浮在水面上，排开水的质量为46t，此时飞机受到的重力是多少？舱底某处距水面1.5m，水对该处产生的压强是多少？。