小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量金属滑片旋转角度的-优题课

小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量金属滑片旋转角度的电路。如图1所示，把电阻丝 $EF$ 弯成半圆形（电阻丝的电阻与其长度成正比）， $O$ 为圆心， $OP$ 为一能够绕圆心 $O$ 转动的金属滑片， $P$ 与 $EF$ 接触良好。如图2所示， $A$ 为电流表（可选择 $A_{1}$ ：量程为 $100 mA$ 、内阻 $r_{1} = 4 Ω$ 或 $A_{2}$ ：量程为 $20 mA$ 、内阻 $r_{2} = 18 Ω)$ ； $R$ 为滑动变阻器，阻值变化范围为 $0 ~ 100 Ω$ ，保护电阻 $R_{0} = 40 Ω$ ，理想电源电压 $U = 1.5 V$ 不变，电流表可看成一个能显示通过自身电流大小的定值电阻。

选择合适的电流表，把 $E$ 、 $O$ 两个接线柱分别与 $M$ 、 $N$ 相接，为了从电流表上直接读出 $OP$ 的旋转角度。请完成以下内容：

（1）连接好电路后，将 $OP$ 转到 $E$ 端，闭合开关 $S$ ，再调节滑动变阻器 $R$ 使电流表示数为最大刻度值，此时电流表指针所指位置处标注的读数是0度。则电流表应选择　　（选填“ $A_{1}$ ”或“ $A_{2}$ ” $)$

（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，把 $OP$ 转到 $F$ 端，电流表的示数为 $7.5 mA$ ，此时电流表指针所指的位置处标注的读数是180度，则电流表最大刻度的一半处应标注的读数是　　度；电流表刻度值为　　 $mA$ 处，应标注的读数是36度。

（3）在完成其它标注后，小王同学发现表盘新的刻度值不均匀，为帮她解决这个问题，同学们用理想电压表设计了如下四个改进的电路，其中可行的两个是　　。

科目物理题型综合题难度中等

知识点：串联电路的电流规律串联电路的电压规律欧姆定律的应用

如图所示，电源电压为 $6 V$ ，小灯泡上标有“ $2 V 0.4 W$ ”字样，小灯泡电阻不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片移动到中点位置时，小灯泡正常发光。求：

（1）小灯泡的电阻；

（2）滑片移动到中点位置时，滑动变阻器接入电路的电阻值；

（3）滑动变阻器的滑片移动到最右端后，通电 $10 s$ 小灯泡产生的热量。

如图所示，叉车把质量为 $2 t$ 的重物从地面匀速竖直提升 $1.5 m$ ，用时 $7.5 s$ 。叉车消耗柴油 $5 g$ ，若柴油完全燃烧（柴油热值为 $4.3 \times 10^{7} J / kg$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$ 。求：

（1）提升过程中重物上升的速度；

（2）叉车提升重物过程中做的有用功；

（3）叉车提升重物过程中的效率。

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激光的应用

1958年，人类在实验室里激发出一种自然界中没有的光，这就是激光。激光束的平行度特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。激光的这个特点使它可以用来进行精确的测距。对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和接收反射脉冲的时间间隔，就可以求出目标的距离。激光测距雷达就是根据这个原理制成的。

由于平行度好，激光可以会聚到很小的一点上，让这一点照射到光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经处理后还原成声音和图象，由于会聚点很小，光盘记录信息密度很高。

激光还有一个特点是亮度高，也就是说，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，可以使物体被照的部分迅速上升到极高的温度，最难熔化的物质在一瞬间也要汽化了。因此可以利用激光束来切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔。医学上可以用激光作“光刀”来切割皮肤，切除肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。强激光可以在瞬间破坏敌人的飞行器，在军事上有广泛的应用。

（1）激光在真空中的传播速度为　　 $km / s$ 。

（2）激光测距与初中物理学到的　　测距原理相同。

（3）用激光作“光刀”来切割皮肤、切除肿瘤、“焊接”脱落的视网膜，是利用激光的　　的特点。

歼 $- 31$ 是我国自主研制的战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，该飞机最大起飞质量为 $28 t$ ，最大飞行高度达 $20000 m$ ，最大航行速度达2100 $km / h$ ，最大载油量为 $10 t$ ，飞行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：

速度 $v (m / s)$	100	200	300	400	500
阻力 $f / N$	$0.3 \times 10^{4}$	$1.2 \times 10^{4}$	$2.7 \times 10^{4}$	$4.8 \times 10^{4}$	$7.5 \times 10^{4}$

已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是 $40 %$ ，飞机使用的航空燃油的热值为 $5 \times 10^{7} J / kg$ ， $g$ 取10 $N / kg$ ，求：

（1）飞机的最大起飞重力为多少牛顿？

（2）当飞机以400 $m / s$ 的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少瓦？

（3）飞机发动机完全燃烧7.5 $t$ 燃油放出的热量为多少焦耳？

（4）若飞机以500 $m / s$ 的速度巡航时，发动机完全燃烧7.5 $t$ 燃油，飞机飞行距离为多少？

如图所示为“电子秤”的原理图： $A$ 为托盘， $P$ 为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时， $P$ 位于 $R$ 的最上端。已知 $R_{0} = 5 Ω$ ， $R$ 的最大阻值为 $15 Ω$ ，电源电压恒为 $3 V$ ．

（1）图中的质量表应该用什么电表改装？　　。

（2）“电子秤”称重物时电路中电流的最小值和最大值分别为多少？

（3）当开关 $S$ 闭合，不称量重物时，电子秤 $10 \min$ 内消耗的电能为多少？