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2021年宣城六中自主招生模拟试题2
物
理
注意事项：
1.本卷满分100分，
考试时间70分钟，请各位考生合理分配测试时间。
2.答题前填写好自己的姓名、考号等信息。
3.试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分。请务必在“答题卷”上答题，在“试题卷”上答题无效。
4.考试结束后，请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。
★预祝你考试成功!★
一、选择题（本题包括7小题，每小题3分，共计21分，每小题只有一个选项符合题意。）
1．受新型冠状病毒的影响，一“罩”难求。一般医用口罩至少要有三层，外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾沫等飞溅物，中间层经过静电处理，可以阻挡细菌等微小颗粒（潮湿环境中会失去静电），内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。某口罩的构造如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．口罩潮湿后防护能力降低
B．佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝外
C．口罩的中间层静电熔喷布能吸引小磁针
D．佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气升华形成
2．一根两端开口的U形细玻璃注入一定量的水银，液面相平。再从另一端注入高度为的某种液柱，结果使管内水银面下降了。如果水银密度为，则该液体密度为（
）
A．
B．
C．
D．
3．如图所示，质量分布均匀的甲、乙两个正方体叠放在水平地面上，甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍，甲对乙的压强与乙对地面的压强相等，将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置，正方体乙漂浮且有的体积浸入水中。下列判断正确的是（　　）
A．甲、乙的质量之比m甲∶m乙=1∶4
B．甲、乙的密度之比甲∶乙=3∶8
C．甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=4∶3
D．甲、乙在水中静止时所受浮力之比F甲∶F乙=5∶12
4．A、B两物体叠放在水平桌面上，在如图所示的三种情况下：①甲图中两物体静置于桌面上；②乙图中水平恒力作用在B物体上，使A、B一起以的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力作用在B物体上，使A、B一起以的速度做匀速直线运动。比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况，以下说法正确的是（　　）
A．三种情况下，A在水平方向都不受力
B．三种情况下，A在水平方向都受力且受力相同
C．①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力但受力不同
D．①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力且受力相同
5．如图所示，长度为2L的铁链挂在宽度为L的桌面上，桌面与铁链之间的摩擦因数为，为保证铁链静止在桌面上，铁链左端距离桌面的最短距离为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示的电路，电源电压不变，下列说法正确的是（　　）
A．只闭合S，滑片P向左移，电压表V1示数变小
B．先闭合S，保持滑片在最右端，再闭合S1，电压表V1示数变小，V2示数变大
C．只闭合S，滑片P向左移，电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量的比值变大
D．先闭合S，保持滑片在最右端，再闭合S1，电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
7．某品牌超声波加湿器，其内部湿度监测装置的简化电路如图甲所示。电源电压保持不变，电流表的量程为0~
200mA，电压表的量程为0~9V，
R为定值电阻，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图乙所示，其阻值最大为120Ω
（图中未画出）。当湿度为20%时，电压表示数为6V∶当湿度为40%时，电压表示数为7.
5V。在电路安全工作的前提下，下列计算不正确的是（　　）
A．电源电压为12V
B．1min内电路消耗的最小电能为72J
C．该装置能监测湿度的最大值为90%
D．R0消耗的电功率变化范围为0.3W~
1.2W
二、填空题（本题包括6小题，每空2分，共计28分。直接将答案填写到答题卷横线上。）
8．如图所示是一块厚度相同、质量分布均匀的正方形板，它的边长为18厘米，如果在板上截去阴影部分，剩余部分的板的重心离A点的距离为______厘米。
9．现有2块相同的砖，每块砖重为10N，一人用相同的竖直挡板将二块砖按如图所示夹起，则两块砖之间的摩擦力的大小为______N。
10．如图所示，边长分别为0.4m、0.3m和0.2m的实心正方体A、B、C放置在水平地面上，已知A的密度为，物体A、B、C对地面的压强相等，则物体C的密度为______。现将物体C分别放置于物体A、B中央，为了放上物体C后A、B对水平地面的压强相等，可以将物体A或B沿水平方向切下它原体积的几分之几？______（结果用分数表示）
11．如图所示装置是兴趣小组设计的测量物体体积的原理图。已知电源电压恒为6V，为定值电阻且大小为5Ω。R是一根长20cm、阻值为20Ω的均匀电阻丝，电流表的量程为“00.6A”。一托盘固定在弹簧上，该弹簧受力变化1N，弹簧的长度就变化1cm。足够高的圆柱形容器放在托盘内，装有足量的水，托盘外固定一根轻质硬杆CDE，C端悬挂一根足够长的轻质细杆。托盘与弹簧的连接处通过硬杆与滑片P连接在一起。测量物体体积时，将其悬挂在细杆的末端，浸没在水中，且不与容器底接触。当细杆末端不悬挂物体时，滑片P恰好在最上端a，则当滑片P在a端时，消耗的电功率为______W，该装置能测量的最大体积为______。
12．“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激运动。跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。如图所示是某运动员做蹦极运动的v﹣t图象（忽略空气阻力），规定运动员速度方向向下为正，由该图象可知______时刻弹性绳的弹性势能最大，此时运动员的动能为______J，______时刻运动员再次达到最高点。
13．如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。滑动变阻器的最大阻值为______，电路总功率的变化范围为______。
14．如图所示是某同学设计的电子秤原理图。托盘与导电弹簧相连，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根粗细均匀的电阻丝，空盘时，滑片P位于R的最上端，称量最大值时，滑片P位于R的最下端，R最大阻值Rm=40Ω，电源电压恒为3V。图中的“质量表”是用______(选填“电流表”或“电压表”)改装的；空盘时，闭合开关S，电路电流为0.3A，称量最大值时，闭合开关S，电路消耗的总功率为______W；请分析该电子秤设计有什么不足之处（答出一点即可）。______
三、实验题（本题包括2小题，每空2分，共计18分，请将答案填写到答题卷横线上。）
15．某实验小组的同学们研究一个箱体的内部结构，内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻。滑动变阻器只有两个接线柱已经接入电路。箱体外有四个接线柱，箱盖上有一个塑料滑块，滑块与变阻器的滑片相连。如图甲所示。（电源电压为3V，电流表量程为0~0.6A）。
经过研讨同学们决定：先制作一个探测器，如图乙所示（R的阻值为5Ω），把这个探测器分别与箱体外的接线柱相连。在根据测出的数据，推测内部的连接情况。
同学们把探测器的E、F端分别与箱体的接线柱连接，闭合开关，移动滑块，进行实验。记录数据如下
测验次数
与E、F连接的接线柱
电流表示数/A
第1次
B、C
0.2
第2次
B、D
0.3
第3次
C、D
0.15
第4次
A、B
0.25~0.5
第5次
A、C
0.12~0.2
第6次
A、D
0.15~0.3
请你解答下列问题：
（1）分析上述表格中数据可得：在第4、5、6三次测试中，只有一次未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置，是第______次。
（2）滑动变阻器的最大阻值为______；
（3）请在图丙中作出箱体内各元件连接电路图，并在定值电阻旁标明阻值______。
16．如图甲是苹果自动筛选装置。原理是：传送带上的苹果经过压力检测点时，使压敏电阻的阻值发生变化，间的电压也随之发生改变，当质量小于一定值的苹果经过压力监测点，使两端电压小于时，机械装置启动，将质量不达标的苹果推出传送带，实现自动筛选。已知电源电压恒为，，压敏电阻的阻值随压力变化关系如表所示；
压力
0
1
2
3
4
5
阻值
120
80
60
45
40
38
(1)据压敏电阻的阻值随压力变化关系表，在图乙中作出图线；（________）
(2)当检测点上没有水果时，两端的电压为_______，电路的总功率是_______；
(3)试通过计算求出，该筛选装置可将重为_______Ｎ以下的苹果推出传送带；
(4)要能够剔除质量小于的水果时，间的电压要设置为小于_______；
(5)为了使该装置能够满足不同质量标准要求的筛选，小红对该电路进行了如图丙中的改进，将换成了变阻箱，若设定了某一质量要求，当变阻箱的阻值变大时，质量不达标的水果将_______（选填“增多”、“减少”、“不变”）。
四、计算题（本题共3小题，共计33分，需要在答题卷上写出必要的答题步骤和重要公式。）
17．（8分）有时候物体受力的作用点不是一点而是每一个点，但是为了计算和理解的方便，我们希望能够找出一个等效点，将作用力看作只作用在这一个点上若将质量等效为集中于一个点，称该点为质心。质心在坐标系中的位置由公式给出。
（1）求彼此相切的球组成的系统的质心的位置，所有球都具有相同的直径d=3cm，而质量规律为：m1=m，m2=3m，m3=5m，mN=(2N-1）m。N=500，各球质量均匀；注：1+2+3…N=，
（2）从边长为d的均匀正方形板上挖去一个直径最大的圆，剩下四个边“角”，求这样一个边角的质心与圆心的距离，已知半径为R的半圆的质心到直径的距离为。
18．（12分）如图所示是小川同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，原理如图所示，小筒底面积为
10cm2，高
20cm，大桶底面积为
60cm2，装有适量水。P
为金属滑片固定在托盘下面（滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计），并随托盘一起自由滑动，定值电阻
R0=5Ω，AB
是一根长为
10cm均匀电阻丝，其阻值为
10Ω，电源电压为
6V，电流表量程
0~0.6A。当托盘不放物体时，P位于
R最上端，小筒浸入水中
5cm
深（称量过程中大桶水未溢出）。求：
(1)托盘和小筒的总质量；
(2)开关S闭合，此时电路中电流表的示数；
(3)若要保证电路安全，则浮力秤的最大称量为多少g？
19．（13分）在某校举行的科技创新大赛上，一科技小组设计了两种测量托盘所受压力的压力测量仪，如图甲、乙所示。两装置中所用的器材与规格完全相同，压力表是由“0~3V”的电压表改装而成，R1为定值电阻，阻值为10Ω，R2为滑动变阻器，规格为“10Ω
1A”。金属指针OP可在金属杆AB上滑动，且与它接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计。M为弹簧，在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比。当托盘所受压力为零时，P恰好位于R2的最上端；当托盘所受压力为50N时，P恰好位于R2的最下端，此时弹簧的形变仍在弹性限度内。
(1)甲装置中，当P位于R2的最下端时，电压表指针恰好指在满刻度处，则压力为25N的刻度线应标在电压表表盘多少伏的刻度线上？
(2)试分析说明甲、乙两装置在相同的使用过程中，哪一台更节能？
(3)在甲、乙两种装置中，两压力表的刻度特点有何不同？
物理试题卷第2页，共2页
物理试题卷第1页，共1页
2021年宣城六中自主招生模拟试题2
物理试题参考答案
1．A
【详解】
A．潮湿环境中会失去静电，口罩潮湿后，会失去静电，中间层不可以阻挡细菌等微小颗粒,
口罩防护能力降低，A正确；
B．由题意可知，内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等，那么白色吸水无纺布应该是内层，有吸水能力，佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝内，B错误；
C．带电体能吸引轻小物体，所以中间层静电熔喷布能吸引细菌等微小颗粒，但它不是磁体，不能吸引小磁针，C错误；
D．佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气液化形成的，D错误。
故选A。
2．D
【详解】
从另一端注入高度为h1的某种液柱，当玻璃管内水银面下降h2时，如图所示：
左管内液体与同一水平面右管内水银的压强相等，即
ρgh1=ρ0g2h2
所以
故选D。
3．C
【详解】
A．甲对乙的压强与乙对地面的压强相等，甲对乙的压力
F甲=pS甲
甲的重力
G甲=F甲=pS甲
乙对地面的压力
F乙=pS乙
甲乙的总重力
G总=F乙=pS乙
所以
由G=mg可知甲乙的质量之比
m甲∶m乙=1∶3
故A错误；
B．甲、乙的密度之比
故B错误；
C．正方体乙漂浮且有的体积浸入水中，处于漂浮状态，所以
F浮乙=G乙
ρ水gV=ρ乙gV
ρ乙=ρ水
甲的密度
ρ甲=ρ乙=×ρ水=ρ水
甲的密度小于水的密度，甲漂浮在水中，所以
F浮甲=G甲
ρ水gV排=ρ甲gV甲
V排甲==V甲
甲、乙浸入水中的深度之比
故C正确；
D．甲乙漂浮，所以浮力之比
F浮甲∶F浮乙=
G甲∶G乙=1∶3
故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
甲图中，物体A和B都静止在水平桌面上，在水平方向上处于静止状态，受到的合力为零，所以物体A水平方向不受力；乙图中，物体A和B一起做匀速直线运动，物体B受到拉力和摩擦阻力的作用，二力平衡；物体A水平方向上不受拉力作用，因此也不受摩擦力的作用，所以物体A水平方向不受力；丙图中，尽管速度增大，物体A和B仍然一起做匀速直线运动，分析过程与乙图相同，物体A在水平方向仍然不受力。
故选A。
5．A
【详解】
以桌面上的一段铁链为研究对象，设铁链单位长度的质量为m0，则
摩擦因数为，解得。
故选A。
6．B
【详解】
A．根据电路图可知，只闭合S，电路是一个串联电路，滑片P向左移，接入电路的总电阻变小，总电流变大，所以电压表V1示数变大，故A错误；
B．先闭合S，保持滑片在最右端，电路中R1和R串联，再闭合S1，R1被短接，电路中只有R工作，此时电压表V1被短路，示数变小为0，电压表V2变为测电源电压，示数变大，故B正确；
C．只闭合S，滑片P向左移，电压表V2示数变化量等于V1示数变化量，而V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值就是R1的阻值，故比值不变，故C错误；
D．先闭合S，保持滑片在最右端，再闭合S1，电压表V2示数与电流表A示数的比值就是滑动变阻器R的阻值，因为滑片未移动，所以阻值不变，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．由题意可知R、R0串联，当湿度为20%时，电压表示数为6V，则电源电压
当湿度为40%时，电压表示数为7.
5V，则电源电压
联立两式解得
，
故
A正确，不符合题意；
B．电路中R阻值越大电路总功率越小，其阻值最大为120Ω时，它两端的电压
电压表的最大量程为9V，所以R两端的最大电压为9V，此时电路的总功率最小，1min内电路消耗的最小电能为
故B正确，不符合题意；
C．湿敏电阻R的阻值随湿度RH的增大而增大，当R两端的最大电压为9V，湿度达到最大值，此时电路中的电流
此时R的阻值为
对应的湿度为80%，故C错误，符合题意；
D．电流表的最大量程为200mA，电路中的最大电流为200
mA
，R0消耗的最大功率
R0消耗的最小功率
R0电功率变化范围为0.3W~
1.2W，故D
正确，不符合题意。
故选C。
8．7
【详解】
根据题意，设大正方形边长为L，大正方形的重心和阴影三角形的重心以及剩余部分的重心在AB所在的直线上，由于大部分质量分布在右侧，故剩余部分的重心在O点的右侧位置；由题图可知挖去的三角形面积为原来正方形面积的，由于在板上挖去同样厚度的三角形板，所以挖去的三角形板的重力是大正方形板重力的，且由数学知识可知三角形板的重心距离O点为
设挖去三角形板后，剩余部分的重心将从O点向右移动x；假设将挖去的三角形板可补上，则在重心处可以将物体支撑起来，根据杠杆的平衡条件可得
解得，故剩余部分的重心距A点的距离为
把边长为18厘米代入，可解得，剩余部分的重心距A点的距离为7厘米。
9．0
【详解】
因两块砖是相同的，且两竖直挡板也相同，则左右两侧挡板对砖的静摩擦力大小相同，设左右两侧挡板的静摩擦力均为f1，先以两块砖组成的整体为研究对象，竖直方向上整体受到左右两侧板的向上的静摩擦力和总重力，且每一块砖的重力G=10N，则有
2f1=2G
所以
f1=G=10N
设两块砖之间的摩擦力大小为f2，以左侧砖为研究对象，则有
f1+f2=G
或
f1=G+f2
解得
f2=0
即两砖间的摩擦力为零0。
10．
【详解】
[1]正方体对水平地面压强
根据题意AC对地面压强相同，则
则
物体C的密度为。
[2]同理可知B的密度为。物体C的重力
将物体C分别放置于物体A、B中央，增加的压强
物体B比物体A压强多
B应切下的高度
应将B物体沿水平方向切下它原体积的。
11．
【详解】
[1]R0、R串联在电路中，电源电压U=6V，消耗的电功率
[2]电流表的最大量程为0.6A，故该装置能测量的最大体积是电流达到最大值时测量的体积，此时
解得
R总=10Ω，滑动变阻器接入电路的最小值
测量物体体积时，将其悬挂在细杆的末端，浸没在水中，且不与容器底接触，弹簧被压缩的力等于物体受到的浮力，滑动变阻器最小电阻为5Ω时，弹簧被压缩15cm，压力的最大值为15N，此时物体受到的浮力为15N，则
解得
12．重力势
动
t3
0
t2
t4
t6
【详解】
[1][2]由图可知，在时间0-t1内运动员的速度越来越大，高度越来越小，而运动员质量不变，其动能不断增大，重力势能不断减小，故是重力势能转化为动能。
[3]t2时刻运动员继续向下运动，弹性绳逐渐被拉长，弹性形变逐渐增大，弹性势能不断增大，t3时刻运动员到达最低点，此时弹性绳的弹性形变最大，弹性绳的弹性势能最大。
[4]t3时刻运动员到达最低点，此时运动员速度为0，不计空气阻力，其所有的动能均转化为势能，故动能为0。
[5][6][7]t3时刻以后，运动员向上运动，所受拉力逐渐减小，t2和t4时刻运动员受到的重力等于弹性绳的拉力；t6时刻时刻运动员速度为0，再次达到最高点。
13．12V
14Ω
6W～12W
【详解】
由电路图可知，灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，电压表V1测L与R0两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，电流表测电路中的电流；
[1]当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电路的总功率最大，两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压，由图乙可知，电路中的最大电流
电压表V2的示数
电压表V1的示数为12V，即电源的电压
[2]当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小，由图像可知，电路中的最小电流
电压表V1的示数
此时滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值
[3]电路的最大总功率
电路的最小总功率
则电路总功率的变化范围是6W~12W。
14．电流表
0.18
物体质量越大，质量表示数越小
【详解】
[1]由电路图可知，“质量表”串联在电路中，所以“质量表”是用电流表改装的。
[2]空盘时，闭合开关S，电路电流为0.3A，则的电阻是
称量最大值时，闭合开关S，电路总电阻是
此时电路消耗的总功率为
[3]此电子秤的缺点是：当称量物体的质量越大时，滑动变阻器的阻值越大，电流越小，质量表示数越小。
15．4
10Ω
【详解】
（1）[1]分析上述表格中数据可得，BC、BD、CD间的电流是定值，则它们之间的电阻是定值电阻，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以由可得BC、BD、CD间的电阻值分别为
由于
所以，BC间为一定值电阻阻值为10Ω，BD间为一定值电阻阻值为5Ω，CD间为两电阻串联，由表格数据可知，AB、AC、AD间电流是变化的，则它们之间有滑动变阻器，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零，10Ω的定值电阻R1和5Ω的定值电阻R2分别接入电路中时电路中的最大电流分别为
结合表格数据可知，AC间滑动变阻器与10Ω的定值电阻串联，AD间滑动变阻器与5Ω的定值电阻串联，因AB间电流最大时的阻值为
小于两定值电阻的阻值，所以AB间只有滑动变阻器，即第4次测试中未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置。
（2）[2]由第5次数据可知，电路中的电流最小为IAC′=0.12A，则滑动变阻器的最大阻值为
（3）[3]综上可知，AB之间只有滑动变阻器，AC间10Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，AD间5Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，BC间只有10Ω的定值电阻，BD间只有5Ω的定值电阻，CD间5Ω和10Ω的定值电阻串联，电路图如图所示：
。
16．
3
1.5
2
6
减小
【详解】
(1)[1]根据表格中数据，利用描点法做出压敏电阻的阻值随压力的变化关系如下图所示
(2)[2]由表中数据可知，当检测点上没有水果时，压敏电阻的阻值，此时电路中的电流
由欧姆定律可知，两端的电压
[3]电路消耗的总电功率
(3)[4]当两端电压为时，电路中的电流
由欧姆定律可知，的阻值
由表中数据可知，当的阻值为时，压力为2N，由于水平面受到的压力等于重力，因此该筛选装置可将重为2N以下的苹果推出传送带。
(4)[5]300g的水果的重力
此时水果对传送带的压力
由表中数据可知，
因串联电路中各处的电流相等，则有
要能够剔除质量小于300g的水果时，压力减小，由表中数据可知压敏电阻的阻值增大，根据串联分压的规律可知，压敏电阻分得的电压增大，则间的电压减小，即小于6V。
(5)[6]将R0换成了变阻箱R1，当变阻箱的阻值变大，且R1两端电压等于5V时，由欧姆定律可知，电路中的电流减小，根据串联电路电压规律可知，压敏电阻两端电压不变，根据欧姆定律可知，压敏电阻的阻值变大，根据表中数据可知，此时压力减小，即不达标水果的重力随之减小，因此质量不达标的水果将减小。
17．(1)10m；(2)
0.316R
【详解】
解：（1）以第一个球的前段为原点O，沿N个球的直径方向建立x轴，根据质心的定义可得
将N=500代入上式得
因此系统的质心与第一个球的前端相距10m。
(2)心正方形板的中心O为原点，建立直角坐标系，如下图所示
设图中画出有阴影的一个角的质心坐标为(xC，xC)，由对称性可知
xC=yC
已知上板块的质心在
处，设板的密度为ρ，由质心的等效意义可得
解得
所以该角的质心到相应直角顶点的距离
答：(1)彼此相切的球组成的系统的质心与第一个球前端相距10m；
(2)这样一个边角的质心与圆心的距离约为0.316R。
18．(1)50g；(2)0.3A；(3)60g
【详解】
(1)托盘中不放物体时，小筒浸入水中5cm，排开水的体积为
小筒受到的浮力为
托盘和小筒处于漂浮状态，浮力等于重力，则托盘和小筒的总重力
托盘和小筒的总质量为
(2)闭合开关，不放物体时，P位于A端，R的最大阻值和R0串联，由欧姆定律可得，此时电路的电流为
(3)当秤盘上放的物体越重时，滑片下移得越多，变阻器接入电路的阻值越小，电路的总电阻越小，电流越大，由于电流表量程为0~0.6A，所以为了保证电路的安全，则电路中的最大电流为0.6A，由欧姆定律可得，电路的最小总电阻为
由电阻的串联可得，滑动变阻器的最小电阻为
由题知，AB是一根长为10cm的均匀电阻丝，其阻值为10Ω，即1cm长的电阻丝的阻值为1Ω，所以，变阻器接入电路的电阻最小为5Ω时，其接入电路的电阻丝长度L=5cm，此时滑片下移的距离
秤盘上放置物体后滑片下移5cm时，小筒向下移动的距离
由于小筒下移，大筒中的水面升高（设水面升高），则小筒浸入水中深度的增加量
则
即
化简可得，水面上升的高度
则小筒排开水的体积变化量
秤盘上放置物体前后，小筒都处于漂浮状态，则由漂浮条件可得，被测物体的重力等于增加的浮力，所以
由G=mg得，“电子浮力秤”的最大称量
答：(1)托盘和小筒的总质量为50g；
(2)闭合开关时电流表的示数为0.3A；
(3)若要保证电路安全，则浮力秤的最大量程为60g。
19．(1)2；(2)乙装置；(3)甲压力表的刻度不均匀，乙压力表的刻度均匀
【详解】
(1)如图，当P位于R2的最下端时，R2全连入，因为R1和R2串联，所以可得
U1:U2=R1:R2=10Ω:10Ω=1:1
由于
U1=U2=3V
所以电源电压为
U=U1+U2=3V+3V=6V
甲装置中，当压力25N，P位于R2的中点上，R2连入的电阻为
此时电路中的电流为
I′==
=0.4A
电压表示数为
即压力25N的刻度位置标在电压表表盘2V的刻度线上。
(2)甲装置当电源电压为6V时，电压表示数为2V，R1两端的电压为
此时R1的功率为
在乙装置中，当改变托盘所受的压力时，R2的接入电路的长度不变，电路中的电流不变为
此时R1的功率为
因为，所以乙装置更节能。
(3)甲装置中，当改变托盘所受的压力时，R2接入电路的电阻发生变化，电路中的电流I甲发生变化，由
U2=I甲R2
可知，当I甲变化时，U2与R2不成正比，所以甲压力表的刻度不均匀。
乙装置中，当改变托盘所受的压力时，R2接入电路的电阻不发生变化，电路中的电流I乙不变，由
U2=I乙R2
可知，I乙一定时，U2与R2成正比，所以乙压力表的刻度是均匀的。
答：(1)甲装置中，当P位于R2的最下端时，电压表指针恰好指在满刻度处，则压力为25N的刻度线应标在电压表表盘2伏的刻度线上；
(2)甲、乙两装置在相同的使用过程中，乙装置更节能；
(3)在甲、乙两种装置中，甲压力表的刻度不均匀，乙压力表的刻度均匀。
20．（1）200N；（2）0.36A；（3）
【详解】
解：（1）小红站在A点时，杠杆受小红对A点的压力和硬杆对C点的拉力，OC长度
OC=AB-OA-BC=4m-1m-1m=2m
根据杠杆的平衡条件可得
G人×OA=FC×OC
即
400N×1m=
FC×2m
解得FC=200N。
（2）小红站在C点时，压力传感器R受到的压力为
FC1=G杆+G人=300N+400N=700N
由乙图知R=7.5Ω，则
RCO=R0+R=5Ω+7.5Ω=12.5Ω
电流表的示数为
（3）当电路消耗功率达最小值时，电路中的电流最小，R最大，硬杆对R的压力最小，对硬杆和杠杆进行受力分析，并根据杠杆平衡原理，此时小红应站在A点；此时R受到的压力为
F压=G杆-FC=300N-200N=100N
由乙图可知R'=20Ω，则电流
同理，经分析可知，在电路安全的情况下，当电路消耗功率最大时，此时小红应站在B点，
此时
OB=OC+BC=2m+1m=3m
由杠杆平衡可得
此时R受到的压力为
F'压=F'C+G杆=600N+300N=900N
由乙图可知R''=5Ω，则电流
可知电路安全，则压力传感器R消耗的功率之比为
答：（1）小红站在A点时，C处受到硬杆对它的拉力200N；
（2）小红站在C点时，电流表的示数0.36A；
（3）压力传感器R消耗的电功率之比。
物理试题答案与解析第1页，共2页
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