某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示。O-优题课

某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示。 $OBA$ 为水平杠杆， $OA$ 长 $100 cm$ ， $O$ 为支点， $OB : BA = 1 : 4$ ；已知报警器 $R_{0}$ 的阻值恒为 $10 Ω$ ，压力传感器 $R$ 固定放置，压力传感器受到的压力 $F$ 与 $R$ 的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时，闭合开关 $S$ ，电压表的示数为 $1 V$ ：当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到 $2 V$ 时，报警器 $R_{0}$ 开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ ．

求：

（1）电源电压；

（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力；

（3）当托盘受到的压力为 $120 N$ 时，报警器是否报警；

（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为 $5 : 6$ 时，托盘受到的压力。

科目物理题型解答题难度较难

知识点：电功率的计算欧姆定律的应用杠杆的平衡条件

图为某电热器的电路原理图，通过将开关 $S$ 置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为 $800 W$ 和 $40 W$ 。

（1）将开关 $S$ 接“1”时，电热器处于　　（选填“加热”或“保温” $)$ 状态。

（2）电热器在加热状态下正常工作，将 $0.5 kg$ 初温为 $20^{°} C$ 的水加热到 $100^{°} C$ ，需

要多长时间？ $($ 【水的比热容为 4 . 2 × 10 3 J / ( kg · ° C ) ，假设电能全部转化为水的内能】

现有一个阻值为 $20 Ω$ 的定值电阻 $R_{0}$ ，一个电压约为 $15 V$ 的电源，一个量程为 $0 ~ 1 A$ 的电流表，一个单刀双掷开关及导线若干。请你利用上述器材设计实验，测出约为 $10 Ω$ 的未知电阻 $R_{x}$ 的阻值。要求：

（1）画出实验电路图；

（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；

（3）写出待测电阻 $R_{x}$ 的数学表达式（用已知量和测量量表示）。

如图1所示的电路中，定值电阻 $R_{1}$ 为 $10 Ω$ ， $R_{2}$ 为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关 $S$ 后，滑片 $P$ 从 $b$ 端移动到 $a$ 端的过程，电压表示数 $U$ 与电流表示数 $I$ 的关系图象如图2所示。求：

（1）电源电压；

（2）滑动变阻器的最大阻值。

小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，提出了如下猜想：

猜想一：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关

猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关

猜想三：滑动摩擦力的大小与接触面积有关

为了验证猜想，准备了如下器材：弹簧测力计、长木板、长方体木块和砝码。

他利用上述器材进行了如下实验：

①将木块平放在长木板上组装成如图1所示的装置。匀速拉动长木板，记下弹簧测力计的示数。

②在木块上加砝码，如图2所示。匀速拉动长木板，记下弹簧测力计的示数。

完成下列任务：

（1）在图3中画出长木板被匀速拉动时（木块相对桌面静止），长木板在水平方向上的受力示意图。

（2）通过实验步骤①②可验证猜想　一　。

（3）要完成对“猜想三”的验证，需在实验步骤①的基础上进一步实验，请你写出下一步的实验方案。

下面是小明同学的实验报告，请按要求帮他将报告补充完整。

实验：测量食用油的密度

实验目的：测量油的密度

实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、油

实验原理：　 $ρ = \frac{m}{V}$ 　

主要实验步骤：

（1）调节天平横梁平衡时，发现指针指在分度盘中线的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$ 侧调节。

（2）往量筒中倒入适量的油，测出油的体积，如图1所示。

（3）用天平测出空烧杯的质量为 $30 g$ 。

（4）将量筒中的油全部倒入烧杯中，测出烧杯和油的总质量，如图2所示。

实验数据记录：

在虚线框内设计一个记录本次实验数据的表格，并将测量数据及计算结果填入表中。

实验评估：

按照上述实验方案测出的油的密度值比真实值　　（选填“偏大”或“偏小” $)$ 。