四、综合题(共22分)
16. (8分)[2025台州临海期末]如图所示为一辆雾炮车，喷雾可降温降尘。下表是该车的部分参数。当雾炮车满载静止在水平地面时:(g取10 N/kg)

(第16题图)

项 目 数 值
空车质量/kg $8×10^3$
满载储水量/kg $1×10^4$
满载时车轮与地面接触的总面积/$m^2$ 0.4
(1) 雾炮车所受的总重力与地面对雾炮车的是一对平衡力。
(2) 雾炮车对地面的压强是多少？

16.（1）支持力 （2）雾炮车满载时,静止在水平地面上,对地面的压力 $F=G_\mathrm{总}=(m_\mathrm{车}+m_\mathrm{水})g=(8×10^3\ \mathrm{kg}+1×10^4\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=1.8×10^5\ \mathrm{N}$,此时雾炮车对地面的压强 $p=\frac{F}{S}=\frac{1.8×10^5\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m}^2}=4.5×10^5\ \mathrm{Pa}$。

【分析】
本题分为两小问，第(1)问考查二力平衡的判断，需牢记二力平衡的四个条件：作用在同一物体、大小相等、方向相反、作用在同一直线，结合雾炮车静止时的受力分析即可得出答案；第(2)问考查压强的计算，水平地面上物体对地面的压力等于总重力，先计算总重力，再利用压强公式$p=\frac{F}{S}$代入数据计算即可。
【解析】
(1) 雾炮车满载静止在水平地面时，竖直方向受到总重力和地面对它的作用力，根据二力平衡条件：两个力作用在同一物体（雾炮车）上，大小相等、方向相反、作用在同一直线，因此总重力与地面对雾炮车的支持力是一对平衡力，故填支持力。
(2) 雾炮车满载时，对地面的压力等于总重力，总质量为车和水的质量之和：$m_{总}=m_{车}+m_{水}=8×10^3\ \mathrm{kg}+1×10^4\ \mathrm{kg}=1.8×10^4\ \mathrm{kg}$；
总重力：$G_{总}=m_{总}g=1.8×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.8×10^5\ \mathrm{N}$；
水平地面上压力$F=G_{总}=1.8×10^5\ \mathrm{N}$；
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入接触面积$S=0.4\ \mathrm{m}^2$，得：
$p=\frac{1.8×10^5\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m}^2}=4.5×10^5\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1) 支持力；(2) $4.5×10^5\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
二力平衡、压强计算
【点评】
本题为力学基础题，结合生活中的雾炮车场景考查二力平衡判断和压强计算，难度较低，需学生掌握二力平衡条件及压强公式的应用，注意水平面上压力等于总重力的隐含条件。
【难度系数】
0.7

17. (14分)[2025杭州西湖段考]酱鸭是杭州的一道特色名吃，调查发现，酱鸭在制作过程中需要用卤水腌制，且卤水的盐度(溶质质量分数)保持在1.5%~1.6%时风味最佳。某项目小组制作了量程为0~2%的盐度计，用于测量卤水的盐度，项目实施如下：
【产品设计】如图所示为盐度计工作电路图，两个铜片分别固定在烧杯内壁两侧，已知$R_0$是阻值为20 Ω的定值电阻，电源电压为6 V，电压表的量程为0~3 V，当烧杯内倒入卤水时，可通过电压表的示数来反映食盐溶液的溶质质量分数。

(1)此盐度计的设计运用了“食盐溶液的溶质质量分数→导电能力→电阻大小→电压大小”的转换思维，以下测量工具体现转换思维的是(填字母)。
A. 体温计 B. 量筒 C. 刻度尺
(2)【数据调试】20 ℃时，铜片间的距离为10 cm时，测得食盐溶液的电阻大小与溶质质量分数的关系如表所示：

根据以上数据，可得出结论：食盐溶液的溶质质量分数越大，其导电能力越。
(3)【产品检验】20 ℃时，当盐度计中电压表示数为1 V时，所测的食盐溶液的溶质质量分数为。
(4)【产品评价】该小组讨论并制订了项目成果评价量表，具体如下：

请判断该盐度计的等级为。

17.（1）A （2）强 （3）1.25% （4）优秀 解析:(1) 体温计是利用液体的热胀冷缩(温度→体积→液柱高度)来测量体温的,与盐度计的转换思维相似,都是通过一系列的物理量转换来实现测量目的;量筒是直接测量液体体积的工具,刻度尺是直接测量长度的工具,它们没有体现转换思维。(2) 从表格数据可以看出,随着食盐溶液的溶质质量分数从0.25%逐渐增大到2%,其电阻值从280 Ω逐渐减小到40 Ω。电阻越小,说明导电能力越强,所以可以得出食盐溶液的溶质质量分数越大,其导电能力越强的结论。(3) 由电路图可知,定值电阻$R_0$与食盐溶液电阻$R_\mathrm{液}$串联,电压表测$R_0$两端的电压;根据串联电路的电流特点先求出此时电路中的电流$I$,已知$U_0=1\ \mathrm{V}$,$R_0=20\ \Omega$,$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{1\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.05\ \mathrm{A}$;再根据串联电路电压特点$U=U_0+U_\mathrm{液}$,求出食盐溶液两端的电压$U_\mathrm{液}=U-U_0=6\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=5\ \mathrm{V}$;根据欧姆定律,$R=\frac{U_\mathrm{液}}{I}=\frac{5\ \mathrm{V}}{0.05\ \mathrm{A}}=100\ \Omega$,由表知,食盐溶液的溶质质量分数为1.25%。(4) 当电压表示数为3 V时,电流$I'=\frac{U_0'}{R_0}=\frac{3\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \mathrm{A}$;再根据串联电路电压特点$U=U_0+U_\mathrm{液}$,求出食盐溶液两端的电压$U_\mathrm{液}'=U-U_0'=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$;根据欧姆定律$R'=\frac{U_\mathrm{液}'}{I'}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,食盐溶液溶质质量分数大于2%;由此可知,该盐度计的等级为优秀。

【分析】
本题围绕盐度计的设计与应用展开，需结合转换思维、欧姆定律及串联电路规律逐步分析：
1. 第(1)问：转换思维是将不易测量的物理量转换为易测量的量，需对比各工具的测量逻辑；
2. 第(2)问：通过表格数据，分析溶质质量分数与溶液电阻的关系，进而判断导电能力；
3. 第(3)问：利用串联电路特点和欧姆定律，由电压表示数算出溶液电阻，对应表格找溶质质量分数；
4. 第(4)问：计算电压表满偏时对应的溶液电阻，判断盐度是否超量程，结合评价标准确定等级。
【解析】
(1) 转换思维是将待测量量转换为易测量量：体温计将温度转换为液柱高度，与盐度计“盐度→导电能力→电阻→电压”的转换思路一致；量筒、刻度尺为直接测量工具，未体现转换思维，故选A。
(2) 由表格数据可知，食盐溶液溶质质量分数增大时，溶液电阻减小，电阻越小导电能力越强，因此溶质质量分数越大，导电能力越强。
(3) 电路中$R_0$与溶液电阻$R_\mathrm{液}$串联，电压表测$R_0$两端电压。电路电流$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{1\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.05\ \mathrm{A}$；溶液两端电压$U_\mathrm{液}=U-U_0=6\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=5\ \mathrm{V}$；溶液电阻$R_\mathrm{液}=\frac{U_\mathrm{液}}{I}=\frac{5\ \mathrm{V}}{0.05\ \mathrm{A}}=100\ \Omega$，查表得对应溶质质量分数为1.25%。
(4) 当电压表示数为3V时，电路电流$I'=\frac{U_0'}{R_0}=\frac{3\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \mathrm{A}$；溶液两端电压$U_\mathrm{液}'=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$；溶液电阻$R_\mathrm{液}'=\frac{U_\mathrm{液}'}{I'}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$，查表得对应溶质质量分数大于2%，盐度计量程为0~2%，故等级为优秀。
【答案】
(1) A (2) 强 (3) 1.25% (4) 优秀
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、转换法
【点评】
本题结合生活实际，将物理知识应用于盐度计的设计与检验，考察学生对核心物理规律的掌握及知识迁移能力，注重理论与实践的结合。
【难度系数】
0.6