Jeason_Lan 题号 一、计算题 总分 得分 评卷人 得分 一、计算题 (每空? 分,共? 分) 1、如图是某品牌自动咖啡机及其结构示意图,其工作原理为:当盛水器内的水温升高至一定温度时,水沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中,在平衡球作用下,原来水平的平衡杆绕O点转动,盛水器抬升.冷却一段时间后,玻璃杯中的咖啡液体又倒吸进入盛水器,咖啡冲泡完成. (1)当密封的盛水器内水温升高到一定程度时,其内部的热水开始自动沿导管进入玻璃杯,则此时盛水器内的压强p内与外接大气压p0的大小关系为:p内 p0. (2)该咖啡机的平衡球重2.4牛,盛水器自重5牛,以O为支点,平衡球与盛水器重力的力臂之比为5:2.当盛水器内的水为多少牛时,盛水器开始抬升?(写出计算过程,平衡杆和导管的质量不计) (3)打开出水开关,使0.2千克的咖啡流入重为1牛的水杯中,若水杯底部与水平桌面的接触面积为20厘米2,则水杯对桌面的压强是多少帕?(写出计算过程,g取10N/kg) 2、如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,杠杆左端A处挂了一块,右端B处施加一个F=3N的拉力,此时杠杆在水平位置平衡,得OA=30cm,OB=20cm. (1)求绳子对杠杆A端的拉力. (2)若物块的体积为10cm3,求物块在水中所受到的浮力. 3、图26是用滑轮组打捞水中物体的示意图,已知物体A的质量为80kg,体积为2×10-2m3。当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时,物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升(物体A始终未露出水面。不计绳重和摩擦,g取10N/kg)。求: (1)物体A在水中(未露出水面)时受到的浮力F浮; (2)物体A在水中匀速竖直上升时,拉力F的功率P; 1/33 (3)动滑轮所受的重力G动。 4、如图13所示,边长为4h的正方体A和轻质薄壁圆柱形容器B置于水平桌面上,容器B中盛有高为5h、体积为5×10-3米3的某液体乙(ρ乙=0.8×103千克/米3)。 ① 求液体乙的质量m乙。 ② 若正方体A的质量为5千克,边长为0.1米,求正方体A对地面的压强pA。 ③ 已知ρA=1.5ρ乙,从物体A的上方水平切去高为△h的部分,并从容器B中抽出深度同为△h的液体,使物体A和容器B对水平桌面的压强分别为pA"和pB",通过计算比较pA"和pB"的大小关系及△h对应的取值范围。 5、图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象.A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N,滑轮组的机械效率为80%,已知A的重力为2×104N,A上升的速度始终为0.1m/s.(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流等因素的影响),求: (1)长方体A未露出水面时受到的浮力; (2)长方体A的密度; (3)长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率; (4)把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上,它对地面的压强. 6、(2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔内径为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。 2/33 (1).请你根据说明书给出的数据,通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有:当大气压为105Pa时,该锅最高温度为120℃。已知:水的沸点与压强的关系如图1所示,取g =10N/kg) (2).请你说明如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题。 7、如图 26 所示,轻质硬杆K 左侧与墙体相连(可自由转动,不能水平移动),右侧与 A固定;长方体滑块 B 置于光滑水平地面上,A 与 B 的接触面粗糙程度不变,A、B 间的滑动摩擦力大小为 f;人的重力为 G 人,与地面的接触面积为 S 人;动滑轮 P 的重力为 GP。 0 ~ 2 s 4 ~ 6 s 8 ~ 10 s A 相对地面静止 相对地面静止 相对地面静止 B 向左匀速直线运动 向右匀速直线运动 向右匀速直线运动 C 浸没在水中,以 2cm/s 速度匀速下降 浸没在水中,以 4cm/s 速度匀速上升 在空中,以 6cm/s 速度匀速上升 在拉动过程中选取了三段时间,用表格记录了A、B、C 的运动状态,图 27 记录了绳对 C 竖直向上的拉力 FC,图 28 记录了人对绳竖直向下的拉力 FD。在拉动过程中,B 足够长,A 始终没有掉下;C 受水的阻力、C 露出水面后表面附着的水的质量忽略不计;运动中空气阻力不计;细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计;绳或竖直或水平,不可伸缩且长度足够。求:(1)在 4 ~ 6 s 内,杆 K对 A 作用力的方向,并简述理由。 (2)在 0 ~ 2 s 内,人对地面的压强 p 人为多少?(用字母F1 f、S 人、GP、 G 人表示)在 4 ~ 6 s 内人对地面的压强比 0 ~ 2 s 减小了多少?(用字母 f、S 人表示) (3)若 C 的重力 GC=40N, F3= 2 F1, 且 F3′∶F2′∶F1′=3∶2∶1,则 C 在 0 ~ 2 s 内所受的浮力为多少?人在 8 ~ 10 s 内做功的功率为多少? 3/33 图 27 图 28 8、某科技小组设计的提升重物的装置如图26所示。C都是定滑轮,B 是动滑轮;杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动,OD∶OE=1∶2。小轩的质量为55kg,他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T为150N时,杠杆在水平位置平衡,小轩对地面的压力为F,物体A对地面的压强p为3×103Pa。已知:物体A的质量为100kg,其底面积为5×10-2m2,杠杆DE和细绳的质量均忽略不计。 求:(1) 小轩对地面的压力为F; (2) 动滑轮B受到的重力G; (3) 小轩通过细绳在E点施加竖直向下的拉力为多大时,物体A对地面的压强恰好为零。 4/33 9、一体重为600N,双脚与地面接触面积为0.05m2的工人,用如图23所示的滑轮组将体积为0.01m3重为900N的物体A在水中匀速提高了0.5m,此时该滑轮组的机械效率80%,求:(不计绳重及摩擦,g=10N/kg) (1)工人自由站在水平地面上,对地面的压强 (2)物体A在水中匀速提高0.5m,拉力所做的有用功 (3)物体拉出水面后,使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体 5/33