海口市名校2023-2024学年高一上学期入学综合能力夏令营测试模拟
物 理
注意事项：
答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
本卷满分 50 分，分为必做题、选做题两部分。与化学科合场分卷进行，考试时间共 2 小时，请合理分配答题时间。
回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 必做题（44 分）
一、选择题：本题共 6 小题，每小题 2 分，共 12 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
如图所示，下列情况受力分析正确的是（ ）（不计空气阻力）
沿光滑斜面下滑的物体
光滑球靠在墙角静止
细绳竖直悬挂光滑球静止且与斜面接触
重为 G 的杆靠在光滑竖直墙上静止
如图所示，劲度系数均为 k 的甲、乙两轻质弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，乙弹簧一端固定在水平地面上．当在甲的另一端挂一重物 G，乙的另一端压一重物 G 时，两弹簧
的长度均为 L，现将两弹簧并联，并在其下方系一重物 G，此时弹簧的长度应为
L+ G
2K
L+ G
K
L- G
2K
L- G
K
如图所示，是一辆静止在水平面上的小车，在其支架的杆上固定一个质量为 m 的小球，关于杆对小球作用力的描述，下列说法中正确的是（ ）
力的方向竖直向上，大小为 mg
力的方向沿杆斜向上，大小为 2mg C．力的方向垂直于杆向上，大小为 mg
D．力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向，大小为 2mg
如图，平面镜 MN 竖直放置，镜前有一个发光物体 S，此平面镜可绕“垂直于纸面的水平轴 M”自由旋转，现将平面镜拉离竖直位置一个偏角θ至 MN′的位置，释放镜的下端，在平面镜从 MN′下摆到 MN 位置过程中，下列说法正确的是（ ）
A．S′的轨迹为圆弧 B．S′离轴 M 越来越近
C．S′轨迹对 M 轴的张角为θ D．当θ大于 90°时物体将不在此平面镜中成像 5．小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。电路中电源电压恒为 4.5V，电压表的量程为 0～3V，电流表的量程为 0～0.6A。滑动变阻器的规格为“20Ω lA”，灯泡标有“2.5V 1.25W”
字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的是 （ ）
A．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是 2.5～4Ω B．电流表示数的变化范围是 0～1A
C．灯泡的最小功率是 1.25W D．该电路的最大功率是 2.25W
如图甲所示的电路，电源电压保持 9V 不变，小灯泡标有“6V；6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙所示。以下说法中错误的是（ ）
小灯泡正常发光时的电阻为 6 Ω
滑动变阻器接入电路的阻值为 3 Ω 时，小灯泡正常发光
滑动变阻器接入电路的阻值为 14 Ω 时，小灯泡的电功率为 1W D．当电压表的示数为 4V 时，整个电路在 10s 内消耗的电能是 48J
二、选择题：本题共 3 小题，每小题 3 分，共 9 分。每小题可能有 1、2、3 或 4 个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项，多选得 0 分 ；若正确答案包含多个选项，少选且正确得 1 分，选择的都正确得 3 分，但只要选错一个就得 0 分。
如图所示，竖直固定的测力计下端挂有一个滑轮组，每个滑轮重均为 50 N，滑轮组下端通过定滑轮沿水平方向与重 1000N 的物体相连，现竖直用力 F 拉着物体，使其以 10cm/s 的速度水平匀速运动，此时测力计示数为 650 N，若 不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
拉力 F 的大小为 200N B．物体受到的摩擦力为 550 N
C．滑轮组的机械效率为 87.5% D．拉力 F 的功率为 60W
如图，电源电压不变且小于灯的额定电压，滑动变阻器滑片 P 在中点，a、b、c 处为电流表或电压表。任意闭合开关，电路是安全的，只闭合 S、S1 时，灯亮，且 a、b 处的表有示数，c 处的表无示数，不考虑灯丝电阻随温度变化。下列说法正确的是（ ）
a、b 处均为电流表，c 处为电压表
只闭合 S、S1 时，滑片右移，a 处的表示数变大
开关都闭合时，P 向右滑动，b 处的表示数不变
只闭合开关 S、S1 时，将 a、c 处换成另一种电表，通过 R2 的电流大于通过 R1 的电流
如图所示的杠杆 ED 可绕支点 O 在竖直平面内转动，OE︰OD=1︰2，物体 A 的质量为
400 g；物体 B 的质量为 360 g，浸没在水中；当用竖直向下的力 F 拉物体 A 或将 A 移到 C点时，都能将物体 B 的四分之三提出水面，使杠杆恰好在水平位置平衡，此时水对杯底的压力变化了 0.3 N，则下列说法正确的是（g 取 10 N/kg，杠杆的质量、悬挂物体 A 和物体 B的细绳的质量均忽略不计）（ ）
A．物体 B 的密度为 9×103 kg/m3 B．F 的大小为 3 N
C．CE︰OE=1︰4 D．杠杆水平平衡时 B 受到的浮力为 0.3 N
三、填空题：本题共 4 小题，每空 1 分，共 9 分。
如图甲所示为小黎制作的自动注水装置示意图，杠杆 OAB 始终在水平位置保持平衡， O为支点，OA=2OB，竖直细杆 a 两端分别与杠杆 A 点和圆柱形浮筒 M 连接，竖直细杆 b 连 接在杠杆 B 点和力传感器上，浮筒 M 底部距薄壁柱形水箱底 5cm，不计杠杆、细杆及连接处的重力。某次调试时向水箱逐渐加水直至加满，力传感器的示数随水箱中水的质量变化的图像如图乙，则柱形水箱的底面积为 cm2；调节使力传感器示数为 14N 时自动注水，示数为 46N 时停止注水，则一次注水过程水箱对地面的压强变化量为 Pa。
(
位置平衡，且
M
对地面的压强为
4500Pa
，不考虑机械的摩擦，此时细线对
M
的拉力
为
N
；若在
M
的下部沿竖直方向截去部分，并将其放入空桶中，使
M
对
地面的压强变为原来的
32
，则截去部分的质量为
45
kg
。
12
．电学实验中使用的电流表和电压表都是由小量程电流表
G
（表头
）
)晓欢同学设计了如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，在轻质杠杆 AB 的 A 端悬挂一个质量为 3.0kg 的空桶，AO∶OB=3∶1。将质量分布均匀，重为 270N 的异形工件 M 通过细线与 B 端相连，已知 M 的上下两部分均为正方体，且边长之比为 1∶2，此时，杠杆在水平
改装而成的，从电路的角度看，表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。电流表 G 的电阻 Rg 叫作电流表内阻，指针偏转到最大刻度时的电流 Ig 叫作满偏电流，加在它两端的电压 Ug叫作满偏电压。如图所示，有一个电流表 G，内阻为 30Ω，满偏电流为 1mA，并联一个电阻 R 后，就将它改装成了一个量程为 0.6A 的电流表 A。请解答：电流表的满偏电压是
V；改装后的电流表 A 的内阻是 Ω。
13.如图所示，MN 为平面镜，ab、cd 是从同一点光源发出经平面镜反射后的两条反射光线。若 ac=20cm，则光源的位置在平面镜上方 cm 处；若将平面镜向下平移 3cm，则对应同一条入射光线的反射光线 ab 向 （填“左”或“右”）平移了 cm。
四、计算题：本题共 2 小题，14 题 6 分，15 题 8 分，共 14 分。
如图所示，是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图．汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度 v=0.2m/s 向右运动．图乙是此过程中汽车拉动重物的拉力 F 随时间 t 变化的图象．设 t=0 时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，g 取 10N/kg．求:
重物露出水面前，汽车拉重物的功率；
圆柱形重物的密度；
水对湖底的压强（整个过程中，湖水深度不变）．
在学校某科技活动中，刘老师给同学们展示一个如图所示的黑盒子，绝缘外壳上有 A、B、 C 三个接线柱。刘老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学设计了如
图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变， R0 是阻值为3 的定值电阻， R1是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作：
把 BC 两个接线柱接到MN 之间，只闭合开关 S，将 R1的滑片移至最左端时，电压表示
数为 1.8V，电流表示数为 0.6A；
用导线把 AC 连接起来，再将 AB 接线柱接入 MN 之间，闭合开关 S 和 S1，此时电流表的示数为 1.8A；
把 AC 两个接线柱接到MN 之间，只闭合开关 S，小海发现将 R1的滑片从某位置移至
最左端或最右端时，电压表的示数均变化了 0.45V，电路的总功率均变化了 0.18W。
请根据操作（I）求出黑盒子 BC 间的电阻；
在操作（II）中，求黑盒子工作 100s 消耗的电能；
请在答题卡指定位置画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值；
小海接下来继续进行研究，他将 BC 两个接线柱接到MN 之间，只闭合开关 S，左右移动 R1的滑片，求此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比。
第Ⅱ卷 选做题（6 分）
本部分为选做题，考生须在下面两道大题中选择一题作答，并将自己选择作答的题目的题号填涂在答题卡上的相应位置。若未填涂题号，则按未答卷处理。
五、高中物理先修：简单运动学
如图（图略）是商场内儿童游乐区设置的双人赛车竞技轨道,参与游戏的儿童可通过游戏手柄控制赛车在赛道上进行坡道加速、弯道减速和直道冲刺等动作。某时刻甲、乙两辆赛车同时通过赛道上的同一位置后进入一段长为 10m 的直轨道开始竞速,若甲车通过该位置后速度大小始终为 2m/s,乙车通过该位置时的速度为 1 m/s,并开始以 0.5m/s2 的加速度开始加速。
若乙车一直加速,求乙车追上甲车前,两车间的最大距离。
若乙车行驶的最大速度为 2.5m/s,则乙车能否在该直道完成超越
六、对标 A-level
阅读下面一段英语材料，回答下列问题：
Thermodynamics （ 热力学） and heat is an important field of physics research and an important field for the study of the future of mankind. In heat, there is a crucial equation that connects the three most important quantities - volume, temperature and pressure. This equation is called the Clapeyron equation, written PV = nRT . For ideal gases, this equation solves most problems. It is also known as Avogadro's Law.
In addition, the first law of thermodynamics is also very important, it describes the change of internal energy and the relationship between work（功） and heat, written ΔU = W + Q, is the basic law of thermodynamics, but also engaged in thermodynamic research essential knowledge.
一定质量的理想气体 A，压强为 2 × 105Pa，温度为 300K，体积为 2L，经过等压膨胀，体积变为原来的 2.5 倍。求膨胀后理想气体 A 的温度。
若 A 在（1）过程中吸热 1000J，求在（1）过程中 A 气体内能的变化量。海口市名校2023-2024学年高一上学期入学综合能力夏令营测试模拟
物 理 参 考 答 案
1．D
【详解】A．因为斜面光滑，物体不受摩擦力，图中所示重力G的施力物体是地球，支持力FN的施力物体为斜面，但找不到力F的施力物体，故A错误；
B．光滑的小球静止在墙角，球和墙面之间没有挤压，故和墙面间没有弹力，所以小球水平方向受力平衡，故墙对球无支持力，故B错误；
C．因为悬绳竖直，光滑小球静止在斜面上，故小球平衡不受到斜面的支持力，故FN不存在（亦找不到FN的施力物体）， 故C错误；
D．因为杆靠在光滑竖直墙上处于静止状态，杆受到自身重力、所以对竖直墙面和水面地面有压力，根据力的作用是相互的，竖直墙面和水平地面对杆都有支持力的作用；且杆有下滑的趋势，故水平面对杆有水平向左的静摩擦力，故D正确。
故选D。
2．A
【分析】（1）弹簧测力计的原理是：在弹性限度范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，即F=kx，其中F为弹力大小，x为伸长量，k为弹簧的劲度系数．
（2）根据F=kx可以计算出弹簧的伸长量x=，弹簧的长度为L=L0+x，其中L0表示弹簧的原长．
【详解】(1)设弹簧的劲度系数是k,根据弹簧长度的表达式弹簧的长度为L=L0+x=L0+
则甲弹簧的长度L=L0+,则原长L0=L ；
乙弹簧的长度L=L0 ,则原长L0=L+；
(2)甲、乙弹簧并联时，两者长度相同设为s，
那么甲的伸长量x1=s (L ),产生拉力kx1=k[s (L )]；
乙的伸长量x2=s (L+),产生拉力kx2=k[s (L+)]；
甲、乙两弹簧拉力之和应该等于G，
即：k[s (L )]+k[s (L+)]=G
解得弹簧的长度s=L+.
故选A.
3．A
【详解】小球静止在杆子的底端，所以小球处于平衡状态受到平衡力的作用。在竖直方向上，小球受到竖直向下的重力，根据二力平衡的条件知道，必然有一个力来平衡这个重力，所以可以确定杆子给小球一个竖直向上的力，这个力和重力大小相等，大小为mg，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【详解】根据平面镜成像特点，分别作出平面镜在MN处S的像S′和平面镜在MN′处S的像S″，然后进行分析；
由图可知，S点绕M以SM长为半径转动，所以它的像的轨迹应该是圆弧；由图可知，S′轨迹对M轴的张角大于θ，S′离轴M的距离始终不变；当θ大于90°时物体仍能在此平面镜中成像；故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，灯泡的电阻
灯泡正常发光的电流
两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不允许超过额定值，故电路最大电流为Imax=0.5A。
A．当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入的电阻最小，此时灯泡两端的电压为2.5V，则滑动变阻器两端的电压
此时滑动变阻器接入的最小电阻
当滑动变阻器接入的电阻越大，电路中的电流越小，电压表的示数也越小，故滑动变阻器接入电路的最大值为20Ω，所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4Ω～20Ω，故A错误；
B．电路中最小电流
电流表示数的变化范围是0.18A～0.5A，故B错误；
C．当电路中的电流最小时，灯泡的功率最小，则灯泡的最小功率
故C错误；
D．该电路的最大功率
故D正确。
故选D。
6．D
【详解】A．小灯泡正常发光时的电阻为
UL=6V
正常发光的电功率为
PL=6W
故小灯泡正常发光时的电阻为
故A正确，不符合题意；
B．小灯泡与滑动变阻器串联，电流相等。故小灯泡正常发光时电路的电流为
故此时滑动变阻器接入电路的阻值为
故B正确，不符合题意；
C．由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，电路中的电流为0.5A，故此时小灯泡的电功率为
P=UI=2V×0.5A=1W
则此时滑动变阻器接入电路的阻值为
故C正确，不符合题意；
D．由乙图可知，当电压表的示数为4V时，即当灯泡两端的电压为4V时，电路中的电流为0.8A，则整个整个电路在10s内消耗的电能是
W=UIt=9V×0.8A×10s=72J
故D错误，符合题意。
故选D。
7．AC
【详解】A．以上面的定滑轮为研究对象，受到测力计向上的拉力、3段绳子向下的拉力和定滑轮自身的重力，由力的平衡条件可得 则拉力F的大小
故A正确；
B．由图可知，n=2，对滑轮组进行受力分析得
则物体受到的摩擦力
故B错误；
C．不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，滑轮组的机械效率
故C正确；
D．绳自由端移动的速度
拉力F的功率
故D错误。
故选BC。
8．BCD
【详解】A．只闭合S、S1时，灯亮，且a、b处的表有示数，c处的表无示数，则a处为电流表，b、c处为电压表，故A错误；
B．只闭合S、S1时，R1和灯泡L并联，R2被短路，a处表测的是干路电流，b处表测的是电源电压，当滑片P右移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，通过该支路的电流变大，而通过灯的电流不变，所以干路中的电流，即a处表示数变大，故B正确；
C．当开关都闭合时，灯泡L与R1、R2并联，b、c处表测的是电源电压，当P向右滑动时，b处表示数不变，故C正确；
D．只闭合开关S、S1时，将a、c处换成另一种电表，即a处是电压表，c处是电流表，则R1和灯泡L并联后再与R2串联，所以通过R2的电流大于通过R1的电流，故D正确。
故选BCD。
9．AB
【详解】A．由题意可知，物体B的四分之三提出水面时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时水对杯底的压力变化了0.3 N。若将物体B的四分之三提出水面时，水面下降了，则水对杯底的压强变化量为，水对杯底压力的变化量为
将物体B的四分之三提出水面后，物体排开水的体积减小了
因此浮力减小了
即
解得，故A正确；
D．杠杆水平平衡时B受到的浮力为
故D错误；
B．物体A的重力为
物体B的重力为
用竖直向下的力F拉物体A，将物体B的四分之三提出水面，使杠杆恰好在水平位置平衡，此时
因为OE︰OD=1︰2，故
解得F=3N，故B正确；
C．将A移到C点时，杠杆恰好在水平位置平衡，则
因为OE︰OD=1︰2，故
解得CE︰OE=3︰4，故C错误。
故选AB。
10． 400 1600
【详解】[1]由图乙可得，水的质量为2kg时，浮筒底部干好接触液面，有密度公式可得，此时水的体积为
则水箱底面积为
[2]由图乙可知，水箱中没有水时（m=0），压力传感器受到的拉力F0=12N，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得
F0·OB=GM·OA
则
物体M的质量
设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力6N，由阿基米德原理可得
ρ水gSh1=6N-----①
由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为48N，由杠杆的平衡条件可得
FA·OA=FB·OB
则
对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，则此时M受到的浮力
F浮=GM+FB=6N+24N=30N
由阿基米德原理可得
ρ水gSh=30N------②
由①②可得h=5h1，由图乙可知，加水2kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水11kg时M刚好浸没 （此时浮力为30N），该过程中增加水的质量为9kg，浮力增大了30N所以，每加0.3kg水，物体M受到的浮力增加1N。
当力传感器示数为14N时，由杠杆的平衡条件可得，杆的作用力
此时加入水的质量为2.1kg，水的总质量为
m总1=2kg+2.1kg=4.1kg
水的总重力
G总1=m总1g=4.1kg×10N/kg=41N
水箱对地面的压力等于水箱的重力、水的总重力、物体M的重力和杆的作用力之和，即
F压1=G水箱+ G总1+ GM +FA1
当力传感器示数为46N时，由杠杆的平衡条件可得，杆的作用力
此时加入水的质量为6.9kg，水的总质量为
m总1=2kg+6.9kg=8.9kg
水的总重力
G总1=m总1g=8.9kg×10N/kg=89N
水箱对地面的压力等于水箱的重力、水的总重力、物体M的重力和杆的作用力之和，即
F压2=G水箱+ G总2+ GM +FA2
增加的压力
ΔF= F压2- F压1= G水箱+ G总2+ GM +FA2- (G水箱+ G总1+ GM +FA1)= G总2+ FA2- G总1- FA1=89N+23N-41N-7N=64N
水箱对地面的压强变化量
11． 90 1.5
【详解】[1]空桶重力为
GA=mg=3kg×10N/kg=30N
由杠杆平衡原理知道
OA×GA=OB×FB
根据平衡力和相互作用力可知，细线对M的拉力与杠杆B端受到的拉力相等，为
[2]地面对M的支持力为
F支=GM-FB=270N-90N=180N
M对地面的压力与地面对M的支持力是一对相互作用力，大小相等，所以M对地面的压力为
F压=F支=180N
由 知道，M的底面积
所以，正方体M下半部分的棱长为0.2m，由于M上下两部分皆为正方体，且棱长之比1∶2，所以上半部分的棱长为0.1m，则整个正方体M的体积为
V=(0.2m)3+(0.1m)3=9×10-3m3
由G=mg知道，M的质量
M的密度为
假设切去部分质量为m，由知道，切去部分的体积为
则切去部分的底面积为
则物体M切去一部分后与地面的接触面积为
根据题意知道，切割后M对地面的压强
由 知道，此时地面对M的压力
压力和支持力是一对相互作用力，大小相等，此时的支持力为
……①
此时B端绳子的拉力为
FB'=(GM-mg)-F支……②
由杠杆平衡原理知道
OA×(GA+mg )=OB×FB'
解得
……③
由①②③解得
12． 0.03 0.05
【详解】[1]根据电流表G的内阻与满偏电流可以计算出G的满偏电压为
[2]根据改装后的电流表A最大测量值及满偏电压可以计算出这个电流表A的内阻为
13． 8.66 左 3.46
【详解】[1]先将两条反射光线ab、cd反向延长交于一点S’，再通过平面镜作出S’的对称点S，即为发射点的位置，并连接Sa、Sc画出入射光线，如图所示：
根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，∠caS是入射角的余角，∠baM的反射角的余角，所以
∠caS=∠baM=60°
同理可得
∠Sca=∠dcN=30°
所以在△aSc中，∠aSc=90°。根据平面镜所成的像与物是关于平面镜对称，可知在△aS’c中，∠aS’c=90°，∠acS’=30°，根据几何知识可知
因为SS’⊥MN，在△aOS’中∠aOS’=90°，∠OaS’=60°，∠OS’a=30°，则aO的长度为
由勾股定理可知
所以可得
即光源的位置在平面镜上方8.66cm处。
[2][3]根据平面镜向下平移3cm，如图所示：
因为OO’=3cm，，在△a’O’S和△aOS中，aO∥a’O’；所以△a’O’S≌△aOS，且，所以可得
解得
aa’的长度为
在△Paa’中，∠aPa’=60°，∠Paa’=60°，所以△Paa’是等边三角形，所以
aP=aa’=3.46cm
即反射光线ab向左平移了3.46cm。
14．（1）700W；（2）8×103kg/m3；（3）1.2×105Pa．
【详解】(1)根据题意及图象乙,重物重力G=4000N,质量;重物露出水面前,汽车的拉力F=3500N;则： ;
所以重物露出水面前,汽车拉重物的功率为700W；
(2)物体所受的浮力 ;
物体的体积 ;
圆柱形重物的密度 ;
答:圆柱形重物的密度为8×103kg/m3;
(3)圆柱体上升到上底面与水面相平时,圆柱体下底面距河底的高度为:
;
圆柱体从上底面与水面相平上升到下底面与水面相平时,上升的距离恰好等于圆柱体的高.
;
河水的深度为: ;
水对湖底的压强 .
答:水对湖底的压强为1.2×105Pa.
【点睛】(1)从图象上可以看出物体浸没水中时拉力的大小,根据公式可求重物露出水面前,汽车拉重物的功率;露出水面后绳子的拉力就等于物体的重力;根据公式可求物体的质量;
(2)绳子两次拉力之差,就是物体所受的浮力,根据浮力公式求出体积的大小;根据公式求出物体密度的大小;
(3)圆柱体上升到上底面与水面相平时,根据公式可求圆柱体下底面距河底的高度;圆柱体从上底面与水面相平上升到下底面与水面相平时,升的距离恰好等于圆柱体的高;最后利用液体压强公式求出水对湖底的压强.
15．（1）；（2）648J；（3） ，4︰1
【详解】（1）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表测BC两端的电压，电流表测电路中的电流，由知道，黑盒子BC间的电阻是
（2）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由知道，电源的电压是
U=UBC+IR0=1.8V+0.6A×3Ω=3.6V
用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，电路为黑盒子的简单电路，则黑盒子工作5分钟，消耗的电能是
W=UIt=3.6V×1.8A×100s=648J
（3）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，黑匣子的电阻是
把AC两个接线柱接到则之间，只闭合开关S时，电路中电流的变化量是
此时黑匣子的电阻是
综上可知，黑盒子BC间的电阻为3Ω，用导线把AC连接起来后AB间电阻为2Ω，AC间的电阻为9Ω，故黑盒子内的电路图如下图所示：
把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流是
=0.3A
因将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电路中电流的变化均为0.05A，所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流
I2=I1﹣0.05A×2=0.3A﹣0.1A=0.2A
此时电路的总电阻
则滑动变阻器的最大阻值
R1=R总﹣R0﹣RAC=18Ω﹣3Ω﹣9Ω=6Ω
将BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S时，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，黑匣子的电功率最大，此时电路中的电流是
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，黑匣子的电功率最小，此时电路中的电流
由
P=UI=I2R
可得，此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比是
