理化练习题.docVIP

15（2012?泸州）如图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m1=0.4kg，体积V=3×10-3m3的浮筒P，另有一厚度不计，质量m2=0.2kg，面积S=8×10-3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上．用细线将P、Q连接，当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时，盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所．当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求（g=10N/kg）（1）浮筒受到的浮力大小；（2）细线对浮筒P的拉力大小；（3）水箱中水的深度． 考点：浮力大小的计算；力的合成与应用；阿基米德原理． 专题：计算题． 分析：（1）当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时，浮筒排开水的体积等于浮筒的体积，利用阿基米德原理求此时浮筒P所受的浮力；（2）浮筒P受到的浮力等于浮筒P的重力加上细线的拉力，据此求细线的拉力．（3）因为盖板Q恰好被拉开，所以水对盖板的压力加上盖板的重力等于细线的拉力，而水对盖板的压力F压=pS=ρghS，据此求水箱中水的深度h． 解答：解：（1）浮筒P排开水的体积：V排=V=3×10-3m3，浮筒P所受的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N；（2）F浮=GP+F拉F拉=F浮-GP=30N-0.4kg×10N/kg=26N；（3）盖板Q恰好被拉开，G盖+F压=F拉=26N，F压=F拉-G盖=26N-0.2kg×10N/kg=24N，F压=pS=ρghS，h= F压 ρgS = 24N 1000kg/m3×10N/kg×8×10-3m2 =0.3m．答：（1）浮筒受到的浮力大小为30N；（2）细线对浮筒P的拉力大小为26N；（3）水箱中水的深度为0.3m． 点评：本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式、压强定义式的掌握和运用，能对浮筒和盖板进行受力分析得出相应的关系式是本题的关键． 答题：951574352老师小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”，如图（甲）是其原理示意图，其中托盘上放置物体，压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆ABO可绕0点转动，电压表的量程为O～3V（可显示质量大小）．已知OB：BA=1：2，电阻R0=100?．压力传感器R表面能承受的最大压力为400N，压杆与压力传感器的接触面积为2cm2，压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图象如图（乙）所示．电源电压恒定不变，秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，托盘和杠杆组件的质量忽略不计．求：（1）该压力传感器能承受的最大压强；（2）电源电压；（3）当电压表的示数为I.5V时，托盘上被测物体的质量．（取g=10N/kg） 考点：压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用． 专题：计算题；应用题；信息给予题． 分析：（1）已知最大压力和接触面积，根据公式P= F S 可求该压力传感器能承受的最大压强．（2）电压表测量电阻R0两端的电压，已知杆秤到最大称量时，电阻R0两端的电压，从图象上可以看出此时压力传感器的电阻，根据公式I= U R 可求电路电流，此时电阻R0和R串联，根据公式U=IR可求电源电压．（3）根据欧姆定律先求出当电压表示数为1.5V时电路电流，压力传感器两端的电压等于电源电压减去电阻R0两端的电压，从而求出压力传感器的电阻，根据图象可知压力传感器受到的压力，再根据杠杆平衡条件求出物体的重力，进一步求出质量． 解答：解：（1）最大压强：Pmax= Fmax S = 400N 2×10-4m2 =2×106Pa．答：该压力传感器能承受的最大压强为2×106Pa．（2）杆秤到最大称量时，电阻R0两端的电压U0=3V，由图象可知，此时压力传感器的电阻R=50Ω，电路中的电流I= U0 R0 = 3V 100Ω =0.03A，电源电压U=I（R0+R）=0.03A×（100Ω+50Ω）=4.5V．答：电源电压为4.5V．（3）当电压表示数为1.5V时，电路中电流I1= U1 R0 = 1.5V 100Ω =0.015A，压力传感器两端的电压UR=U-U1=4.5V-1.5V=3V，压力传感器的电阻R= UR I = 3V 0.015A =200Ω，由图象可知压力传感器受到的压力F=250N，根据杠杆平衡条件得：F×OA=G×OB，G= F?OA OB =250N×3=750N，所以托盘上物体的质量m= G g = 750N 10N/kg =75kg．答：托盘上被测物体的质量为75kg． 点评：本题考查压强、电阻、电压、重力、质量等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要回分析电路的连接，能从题目所给信息中