塔式起重机的结构如图所示，设机架重4×105牛，平衡块重2×105牛，轨道间的距离为4米。当平衡块距离中心线1米时，右侧轨道对轮子的作用力是左侧轨道对轮子作用力的2倍。现起重机挂钩在距离中心线10米处吊起重为105牛的重物时，把平衡块调节到距离中心线6米处，此时右侧轨道对轮子的作用力为多少N？
（10分）小敏家住某5层公寓楼中的4楼，当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“ ”的楼道灯全部点亮，然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能，对楼道电路进行设计，改进电路如图， 为启动延时开关， 为感应跳转开关， 按下时 按通触点1、2， 感应到人到2楼，跳转至触点2、3，感应到人到3楼，跳转至触点3、 跳转后若20秒后感应不到人，则 断开。
（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？
（2）改进后的方案中， 跳转前后，通过启动延时开关的电流大小 （选填“增大”、“减小”或“不变” ，小敏正常上楼回家一次，比原来节约多少电能？
为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品。通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。
样品电阻值 |
垃圾类别 |
小于10 |
金属 |
|
餐厨 |
大于30 |
其他 |
（1）机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像来识别垃圾桶。下列物体成像原理与其相同的是 。
．平面镜
．照相机
．放大镜
．眼球
（2）机器人从某块垃圾上取样检测时。检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。
①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。
②该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？
（3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？
现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点 与圆环上的 点连接，再移动滑动变阻器 的滑片 至最右端后，闭合开关 ，将触点 从 开始沿逆时针方向滑动一周，在触点 滑动的过程中，触点 、 之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为 ．设滑过弧 的长为 ，电流表示数 与 之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为 ，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 。
（2）在触点 滑动过程中， 的最大值是多少？
（3）每 电阻丝的阻值是 ．（提示：图甲中 、 之间的电阻等效于 、 之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）
（4）如图丙所示，把 、 接到圆环其中一条直径的两端，将滑片 移到最左端后闭合开关 ，通电 ，电路消耗的电能为 ．求 的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由）
十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 、关闭阀门 ，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门 、打开阀门 ，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是 。
（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似。
（3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 帕，若活塞面积为0.1米 ，则活塞受到蒸气的压力是多少？
（4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？
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