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有一种厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水,当水箱内的水达到一定深度时,水上的...

有一种厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水,当水箱内的水达到一定深度时,水上的浮标带动杠杆通过活塞压住进水口,停止上水,此时进水口水对活塞的压强为105Pa,如图所示.A为浮标的球心,O为支点.O、A两点之间的水平距离L1=20cm,O、B两点之间的水平距离L2=5cm,活塞的横截面积为2×10-4m2,不考虑活塞、杠杆AB、浮标的重力及摩擦时.(ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)请写出该装置涉及到的两条物理知识①____________
(2)进水口到水塔水面的距离是多少米?
(3)活塞受到水的压力是多少牛?
(4)为堵住进水口,浮标受到的最小浮力和它排开水的最小体积各应多大?

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(1)图中装置用到了杠杆、浮标受到水的浮力,据此回答; (2)进水口水对活塞的压强是由进水口到水塔水面的水位差产生的,根据液体压强公式求解; (3)又知道活塞横截面积,利用压强公式求活塞受到水的压力; (4)求出了活塞受到水的压力,根据力的作用是相互的,可得活塞对杠杆B端的力,根据杠杆的平衡条件可求浮标受到的最小浮力,再利用阿基米德原理求排开水的体积. 【解析】 (1)由图可知,该装置用到了杠杆、浮力等知识; (2)∵p=ρgh=105Pa, ∴进水口到水塔水面的距离: h===10m; (3)∵p=, ∴活塞受到水的压力:F=ps=105Pa×2×10-4m2=20N; (4)活塞对杠杆B端的力FB=20N,设浮标受到的最小浮力FA, ∵FB×L2=FA×L1, 即:20N×5cm=FA×20cm, ∴FA=5N, ∵FA=ρ水V排g, ∴V排===5×10-4m3. 答:(1)杠杆、浮力; (2)进水口到水塔水面的距离是10m; (3)活塞受到水的压力是20N; (4)为堵住进水口,浮标受到的最小浮力为5N,它排开水的最小体积为5×10-4m3.
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考点分析:
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电动自行车很受大家喜爱,下表是某种型号电动自行车的相关数据:
自行车质量m(kg)电能转化为机械能的效率工作电压U(V)行驶速度V(m/s)骑车人质量为60kg的平均阻力f(N)
4075%36≤1020
若某骑车人的质量是60kg,在10mln内连续行驶3km,根据相关信息求:
(1)在这段时间内,电动自行车行驶的平均速度;
(2)该电动自行车的最大有用功率;
(3)电动自行车以最大速度行驶过程中电动机的工作电流.(保留一位小数)
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小明自制了一个测定水箱水面高度的装置,如图1所示.R是滑当水面在A处时,水面高60cm,滑动变阻器的滑片P恰好在最下端;当水面在B处时,水面高10cm,滑片P在最上端,从水位表(由电流表改装而成)指针所指刻度,可知水箱内水面高度.电流I和水面高h关系的图象如图2所,已知浮标体积为6×10一4m3,电源电压6V不变.
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求:(1)当浮标体积的manfen5.com 满分网浸入水中时,浮标所受的浮力.
(2)R1的阻值.
(3)当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时的水面高度.(取10N/kg)
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据报道;沈阳世博园四大主题建筑之一的百合塔,是迄今为止中国最大的雕塑体建筑,整体造型如同盛开的银白色百合花,其占地面积500平方米,高125米,相当于一座35层的高楼.该塔位于世博园东部背景山上,塔内有一部快速升降电梯,40秒时间即可到达100米高的观光台,每次可运送游客15人.
请你根据报道中的有关数据,参照下表所列的电梯铭牌中的参数,计算在电梯满载游客从地面上升到观光台的过程中,
 额定载客 15人
 自重(质量) 600kg
 电动机额定功率 45kw
 额定电压 380V
(1)电动机消耗的电能.(电动机的额定功率可视为电梯满载时的功率)
(2)若平均每位游客的质量为60kg,电梯的效率.(g取10N/kg).
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春天,华兴村村民用扬程为12m、流量为300m3/h、效率为80%的水泵抽水灌溉农田.“扬程”和“流量”是水泵的主要性能参数,“扬程”是指抽水机抽水所达到的高度,“流量”是指水泵在单位时间内抽水的体积.已知柴油的热值为3×107J/kg,取g=10N/kg,求:
(1)水泵连续正常工作1h,所做的有用功是多少?
(2)此水泵的总功率是多少?
(3)若此水泵用一柴油机带动,假设柴油完全燃烧所释放的内能有40%转化为水泵轴的机械能,则此柴油机每小时消耗多少柴油?
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汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展.汽车应用了许多物理知识.请你运用所学的物理知识解答下列问题:
(1)载重汽车都安装了较多的车轮,且轮胎上有凸凹不平的花纹,其目的是______
(2)据报道因车辆超载损坏公路,每年给我国造成的经济损失高达300亿元.国家规定,载重车辆的轮胎,对地面的压强应控制在7×105Pa以内.有一辆重2×104N的6轮汽车,如果每个车轮与路面的接触面积为200cm2,请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少?(g取10N/kg)
(3)一天,李明乘坐爸爸的汽车到曲阜游玩,从公路交通牌上看到,汽车在一段平直的路段上行驶了5km,汽车速度计的指针一直停在如图所示的位置,爸爸告诉他:汽车在这段时间的功率大约是50kW.请计算汽车在这段时间内做的功和汽车的牵引力.
(4)虽然汽车在现代社会中有很多重要作用,但也造成了一些不利的影响,如能源消耗、大气污染、噪声污染、交通事故等等.请你结合物理知识,就如何减小汽车的某项不利影响,提出一条合理化建议:______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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