19. 如图所示是某轿车的部分技术指标。若该轿车在高速公路上以额定功率(发动机正常工作的功率称为额定功率)匀速行驶30 min,轿车所受的阻力为3 680 N。则发动机所做的功W=
$1.656×10^8$
J,轿车行驶的路程s=45 000
m,轿车行驶的速度v=90
km/h,轿车耗油3.69
L。答案：$19. 1.656×10^8 45 000 90 3.69$
解析：
【分析】
要解决本题，需分步骤计算：首先利用额定功率和行驶时间计算发动机做功；再根据匀速行驶时牵引力等于阻力，结合功率公式算出行驶速度；接着用速度和时间算出路程；最后根据90km/h对应的等速油耗计算耗油量。关键是注意单位换算，以及匀速运动时牵引力与阻力的关系，还有油耗的计算逻辑。
【解析】
1. 计算发动机所做的功W：
额定功率 $ P = 92\ \mathrm{kW} = 92 × 10^3\ \mathrm{W} $，行驶时间 $ t = 30\ \mathrm{min} = 30 × 60\ \mathrm{s} = 1800\ \mathrm{s} $，根据功的公式 $ W = Pt $，代入得：
$ W = 92 × 10^3\ \mathrm{W} × 1800\ \mathrm{s} = 1.656 × 10^8\ \mathrm{J} $。
2. 计算轿车行驶的速度v：
轿车匀速行驶，牵引力 $ F = f = 3680\ \mathrm{N} $，由功率公式 $ P = Fv $ 变形得 $ v = \frac{P}{F} $，代入得：
$ v = \frac{92 × 10^3\ \mathrm{W}}{3680\ \mathrm{N}} = 25\ \mathrm{m/s} = 25 × 3.6\ \mathrm{km/h} = 90\ \mathrm{km/h} $。
3. 计算轿车行驶的路程s：
行驶时间 $ t = 30\ \mathrm{min} = 0.5\ \mathrm{h} $，根据 $ s = vt $，代入得：
$ s = 90\ \mathrm{km/h} × 0.5\ \mathrm{h} = 45\ \mathrm{km} = 45000\ \mathrm{m} $。
4. 计算轿车的耗油量：
由表格知，90km/h等速油耗为 $ 8.2\ \mathrm{L/100 km} $，行驶路程为45km，故耗油量为：
$ \frac{45\ \mathrm{km}}{100\ \mathrm{km}} × 8.2\ \mathrm{L} = 3.69\ \mathrm{L} $。
【答案】
$ 1.656×10^8 $；$ 45000 $；$ 90 $；$ 3.69 $
【知识点】
功的计算、功率的应用、速度路程计算
【点评】
本题结合实际轿车技术指标，综合考查功、功率、速度的计算及油耗的应用，需注意单位换算和匀速运动的受力特点，是一道联系生活的基础计算题，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需分步骤计算：首先利用额定功率和行驶时间计算发动机做功；再根据匀速行驶时牵引力等于阻力，结合功率公式算出行驶速度；接着用速度和时间算出路程；最后根据90km/h对应的等速油耗计算耗油量。关键是注意单位换算，以及匀速运动时牵引力与阻力的关系，还有油耗的计算逻辑。
【解析】
1. 计算发动机所做的功W：
额定功率 $ P = 92\ \mathrm{kW} = 92 × 10^3\ \mathrm{W} $，行驶时间 $ t = 30\ \mathrm{min} = 30 × 60\ \mathrm{s} = 1800\ \mathrm{s} $，根据功的公式 $ W = Pt $，代入得：
$ W = 92 × 10^3\ \mathrm{W} × 1800\ \mathrm{s} = 1.656 × 10^8\ \mathrm{J} $。
2. 计算轿车行驶的速度v：
轿车匀速行驶，牵引力 $ F = f = 3680\ \mathrm{N} $，由功率公式 $ P = Fv $ 变形得 $ v = \frac{P}{F} $，代入得：
$ v = \frac{92 × 10^3\ \mathrm{W}}{3680\ \mathrm{N}} = 25\ \mathrm{m/s} = 25 × 3.6\ \mathrm{km/h} = 90\ \mathrm{km/h} $。
3. 计算轿车行驶的路程s：
行驶时间 $ t = 30\ \mathrm{min} = 0.5\ \mathrm{h} $，根据 $ s = vt $，代入得：
$ s = 90\ \mathrm{km/h} × 0.5\ \mathrm{h} = 45\ \mathrm{km} = 45000\ \mathrm{m} $。
4. 计算轿车的耗油量：
由表格知，90km/h等速油耗为 $ 8.2\ \mathrm{L/100 km} $，行驶路程为45km，故耗油量为：
$ \frac{45\ \mathrm{km}}{100\ \mathrm{km}} × 8.2\ \mathrm{L} = 3.69\ \mathrm{L} $。
【答案】
$ 1.656×10^8 $；$ 45000 $；$ 90 $；$ 3.69 $
【知识点】
功的计算、功率的应用、速度路程计算
【点评】
本题结合实际轿车技术指标，综合考查功、功率、速度的计算及油耗的应用，需注意单位换算和匀速运动的受力特点，是一道联系生活的基础计算题，难度适中。
【难度系数】
0.6
20. 如图所示是某同学设计的一种自动测定油箱内油量的实验装置。它的工作原理是：油箱内油面
下降
（上升/下降）时，金属滑片向上端移动，电流表示数会变大
（变大/变小）。该电路设计中使用电阻$R_1$的目的是：防止短路
。答案：20. 下降 变大 防止短路
解析：
【分析】
首先观察装置结构：浮球随油箱内油面升降，带动滑动变阻器R₂的金属滑片移动。油面变化会改变滑片位置，进而影响滑动变阻器接入电路的电阻，结合欧姆定律可分析电流变化；同时需考虑滑动变阻器在电路中的安全作用，避免电源短路。
【解析】
1. 油面与滑片的关系：油箱内油面下降时，浮球随之下移，带动金属滑片向上端移动；油面上升时，浮球上移，滑片向下移动。
2. 电流表示数变化：电路中R₁与R₂串联，电源电压U不变。当滑片向上移动时，滑动变阻器R₂接入电路的电阻变小，电路总电阻R总=R₁+R₂变小。根据欧姆定律I=U/R总，总电流I变大，因此电流表示数变大。
3. R₁的作用：若滑动变阻器滑片移到最下端，R₂接入电路的电阻为0，此时电路会发生电源短路，损坏电源。接入R₁后，即使R₂电阻为0，电路中仍有R₁，可防止短路，起到保护电路的作用。
【答案】
下降；变大；防止短路
【知识点】
欧姆定律、滑动变阻器、电路保护
【点评】
本题将浮力装置与电路知识结合，考查滑动变阻器的工作原理、欧姆定律的应用以及电路保护元件的作用，属于基础应用类题目，需理清油面变化与滑片移动的对应关系，结合电路规律分析，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先观察装置结构：浮球随油箱内油面升降，带动滑动变阻器R₂的金属滑片移动。油面变化会改变滑片位置，进而影响滑动变阻器接入电路的电阻，结合欧姆定律可分析电流变化；同时需考虑滑动变阻器在电路中的安全作用，避免电源短路。
【解析】
1. 油面与滑片的关系：油箱内油面下降时，浮球随之下移，带动金属滑片向上端移动；油面上升时，浮球上移，滑片向下移动。
2. 电流表示数变化：电路中R₁与R₂串联，电源电压U不变。当滑片向上移动时，滑动变阻器R₂接入电路的电阻变小，电路总电阻R总=R₁+R₂变小。根据欧姆定律I=U/R总，总电流I变大，因此电流表示数变大。
3. R₁的作用：若滑动变阻器滑片移到最下端，R₂接入电路的电阻为0，此时电路会发生电源短路，损坏电源。接入R₁后，即使R₂电阻为0，电路中仍有R₁，可防止短路，起到保护电路的作用。
【答案】
下降；变大；防止短路
【知识点】
欧姆定律、滑动变阻器、电路保护
【点评】
本题将浮力装置与电路知识结合，考查滑动变阻器的工作原理、欧姆定律的应用以及电路保护元件的作用，属于基础应用类题目，需理清油面变化与滑片移动的对应关系，结合电路规律分析，难度适中。
【难度系数】
0.6
三、解答题(共48分)
21. (8分)请按要求完成作图。
(1) 如图(a)所示,请画出开瓶器所受动力$F_1$的力臂$l_1$。
(2) 汽车陷入烂泥中,附近有一棵大树,车上有两只滑轮和一根绳子,如何用最小的力把汽车拉出来? 在图(b)中画出滑轮组的绕法。
(3) 根据图(c)实物连接图,在图(d)中画出对应的电路图。
(4) 现有电源、定值电阻、滑动变阻器、电流表、开关、若干导线以及图(e)中给出的器材。请设计一个可以测量重力的装置,并在图(e)中画出电路图。要求:挂钩上悬挂的物体越重,电流表的示数越大。
21. (8分)请按要求完成作图。
(1) 如图(a)所示,请画出开瓶器所受动力$F_1$的力臂$l_1$。
(2) 汽车陷入烂泥中,附近有一棵大树,车上有两只滑轮和一根绳子,如何用最小的力把汽车拉出来? 在图(b)中画出滑轮组的绕法。
(3) 根据图(c)实物连接图,在图(d)中画出对应的电路图。
(4) 现有电源、定值电阻、滑动变阻器、电流表、开关、若干导线以及图(e)中给出的器材。请设计一个可以测量重力的装置,并在图(e)中画出电路图。要求:挂钩上悬挂的物体越重,电流表的示数越大。
答案：
21. 如图所示
21. 如图所示
解析：
【分析】
本题包含四个作图类小题，解题思路如下：
1. 画力臂：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先确定开瓶器的支点O，再过O点作动力F₁作用线的垂线，垂线段即为力臂l₁。
2. 滑轮组绕法：要最小拉力，需增加动滑轮上的绳子段数，遵循“奇动偶定”原则，绳子从动滑轮开始绕，使承担拉力的绳子段数最多，拉力最小。
3. 实物转电路图：先分析实物连接，灯泡L与电动机M并联，S₁控制灯泡支路，S₂控制电动机支路，电流表在干路，据此画出对应并联电路图。
4. 测重力装置设计：要求物体越重电流越大，挂钩挂重物时弹簧伸长，滑片下移，滑动变阻器接入电阻减小，电路电流增大，故将滑动变阻器、电流表、定值电阻、开关、电源串联，满足要求。
【解析】
1. 力臂作图：找到支点O，用三角板直角边对齐F₁的作用线，过O点作该作用线的垂线，标注垂线段为l₁。
2. 滑轮组绕法：将绳子一端固定在动滑轮挂钩，依次绕过定滑轮、动滑轮，最终拉力向左，此时动滑轮上有3段绳子，拉力最小。
3. 电路图绘制：电源正极分两条支路，一条经电动机M、S₂，另一条经灯泡L、S₁，汇合后经电流表回电源负极，形成并联电路。
4. 测重力电路图：电源、开关S、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联，滑片P与弹簧挂钩相连，重物越重滑片下移，滑动变阻器接入电阻变小，电流变大，符合要求。
【答案】
如图所示
【知识点】
力臂、滑轮组、电路图、欧姆定律
【点评】
本题考查力学和电学的基础作图，涵盖力臂画法、滑轮组绕线、电路图转换、电路设计等知识点，注重基础概念与规律的应用，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题包含四个作图类小题，解题思路如下：
1. 画力臂：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先确定开瓶器的支点O，再过O点作动力F₁作用线的垂线，垂线段即为力臂l₁。
2. 滑轮组绕法：要最小拉力，需增加动滑轮上的绳子段数，遵循“奇动偶定”原则，绳子从动滑轮开始绕，使承担拉力的绳子段数最多，拉力最小。
3. 实物转电路图：先分析实物连接，灯泡L与电动机M并联，S₁控制灯泡支路，S₂控制电动机支路，电流表在干路，据此画出对应并联电路图。
4. 测重力装置设计：要求物体越重电流越大，挂钩挂重物时弹簧伸长，滑片下移，滑动变阻器接入电阻减小，电路电流增大，故将滑动变阻器、电流表、定值电阻、开关、电源串联，满足要求。
【解析】
1. 力臂作图：找到支点O，用三角板直角边对齐F₁的作用线，过O点作该作用线的垂线，标注垂线段为l₁。
2. 滑轮组绕法：将绳子一端固定在动滑轮挂钩，依次绕过定滑轮、动滑轮，最终拉力向左，此时动滑轮上有3段绳子，拉力最小。
3. 电路图绘制：电源正极分两条支路，一条经电动机M、S₂，另一条经灯泡L、S₁，汇合后经电流表回电源负极，形成并联电路。
4. 测重力电路图：电源、开关S、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联，滑片P与弹簧挂钩相连，重物越重滑片下移，滑动变阻器接入电阻变小，电流变大，符合要求。
【答案】
如图所示
【知识点】
力臂、滑轮组、电路图、欧姆定律
【点评】
本题考查力学和电学的基础作图，涵盖力臂画法、滑轮组绕线、电路图转换、电路设计等知识点，注重基础概念与规律的应用，难度适中。
【难度系数】
0.7