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历届全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编—简单机械和功 

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直尺粗测了钢缆的直径,约为2.5厘米。拖动钢缆的电动机铭牌上标明,它的额定功率为45千瓦。管理人员说,在当时那种情况下,电动机的实际功率约为额定功率的60%。实际测得缆车完成一次运输所用的时间为7分钟。请你帮助小红估算缆车的机械效率。 答案:高度差h=610米

上山的质量m1=900千克+600千克 下山的质量m2=480千克+600千克 运行时间t=420秒

电机的实际功率P=2.7×104瓦

有用功指的是系统克服重力做的功,因此 W1=(m1-m2)gh 总功W=Pt

机械效率η=W1/W=22%。

(04第十四届)3.(4分)2003年春季,在我国部分城市出现了“非典”疫情,各地广泛使用喷雾器对公共场所消毒。图3给出了一种喷雾器的示意图,就其工作原理要用到的物理知识有(写出两项即可)

(1)_______________________________________________; (2)_______________________________________________。

答案:利用杠杆改变力的大小或方向,气体体积缩小压强增大

(04第十四届)四、(8分)小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱。这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后,自动开启放水阀,这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。图6为这种水箱的结构示意图,已知水箱底为边长l=40cm的正方形,A是一直径d1=8cm的圆形放水阀门,其质量和厚度均可忽略不计,且恰好能将排水管口及连杆与浮子B相连,连杆的长度h0=10cm。浮子B是一外部直径d2=8cm、高H=30cm、质量m=0.4kg的空心圆柱体,设水箱每次放水都能将水箱中的水全部放净,试通过计算说明:(1)水箱体至少多高,水才不会从水箱上部溢出?(2)如果自来水管的流量为0.2m3/h,该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔为几分钟?

答案:(1)设水箱中水面高度为h时,连杆对阀门A的拉力为T,此时阀门刚好可被拉开。 对浮子B根据平衡条件有:mg+T=F浮 (1分) ?2

其中 F浮=?gd2(h-h0) (1分)

4?2d1

对放水阀门A根据杠杆的平衡条件有:Td1=??ghd1 (2分)

42联立可解得:

?2

mg+?gd2h0

4

h=≈0.36m (1分)

?2?2??gd2-?gd1

48

所以水箱体的高度至少为0.36m。

(2)一箱水的体积为:V箱=l2h=(0.4m)2×0.36m=0.058m3 (1分) 自来水管的流量Q=0.2m3/h 蓄满一箱水所用时间

V水0.058m3t===17.4min (2分) Q0.2m3

60min

所以,水箱放水的时间间隔约17.4min。 (06第十六届复)一、(10分)如图l,东湖中学想用离心泵将湖中的水抽到C处的养鱼池中。要求在30 min内至少向养鱼池中输水120 m3,学校领导将以下几个需要解决的问题交给了科技小组。

(1)A,B处各有一个平台,离心泵应放在什么位置,请说明理由。 (2)如果某型号离心式水泵的扬程为15 m,功率为17 kW, 效率为0.6,试通过计算说明这台水泵是否可满足东湖中学的需求?

(3)为了节约资金,有人提出全部采购比硬质管便

宜、而且与水泵管径相符的软橡皮管配套使用,你认为是否可行,为什么?说出你的正确方案。

答案:(1)因为泵的总扬程 = 吸水扬程 + 压水扬程 (1分) 离心式水泵的吸水扬程是由大气压决定的,当大气压为标准大气压时,吸水扬程实际不会超过10m (1分) 所以泵不能放在B处,只能放在A处。 (1分) (2)不考虑水的动能:

①增加的势能按13.8m计算:已知t=30min,h=13.8m,V=120m3,η=0.6

则W有= mgh =103×120×10×13.8J=1.656×107J (1分) 因为W有/W总=η (1分)所以W有=W总/η=1.656×107J/0.6 = 2.76×107J (1分) 所以应购置水泵的功率为P总= W总/t = 2.76×107J/1800S = 1.53×104W = 15.3kw (1分)

②增加的势能按15m计算,应购置水泵的功率为P总 = 16.7kw。提供的水泵满足要求。 (3)不可行 (1分)若离心泵至水面段用橡皮管,由于大气压作用可能将橡皮管压扁而影响正常工作 (1分) 建议离心泵至水面段用硬质管,为节约起见,泵以上水管可用软橡皮管。

(07第十七届)六. (10分)“加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递”,这个规律叫做帕斯卡定律。在图11所示的连通器中,如果活塞的质量和液体本身所受的重力可以忽略不计,根据帕斯卡定律可以推得,作用在大、小活塞上的力和大、

F1S1

小活塞的面积有以下关系: = ,根据这一关系式:如果小活塞的面积较小那么在

F2S2

小活塞上加一个较小的力,就可以在大活塞上得到一个较大的力。“液压千斤项”就是根据帕斯卡定律制成的。

图12所示的是液压千斤项的剖面图。它是汽车等运输机械常备的维修工具,只要对杠杆施加一个不大的作用力F,就可以把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎。如果图示的千斤

1

顶的大活塞面积是40cm2,小活塞面积是5cm2,杠杆上的OA= OB。请回答:

5

1.使用中发现,压下杠杆时,虽然能把一个重物顶起来,但一放手,重物又降了下来,不能把重物长时间顶住。这说明图示的千斤顶有一个零件损坏或丢掉了。请你画一个零件补在相应的位置上,达到被顶起的重物不再降下来的目的(在图12上画出示意图即可)。

2.若修好了的液压千斤顶的机械效率为80%,使用时,假设大活塞刚好顶在重物的重心竖直线的位置上。若要在lmin内把1t的重物顶起3cm,则维修人员消耗的平均功率和加在杠杆B端的力分别是多大?(取g=10N/kg) 答案:

(08第十八届)1.(6分)如图8是一把厨房里常见的多功能剪刀,特别是图中标有1、2、3、4、5序号的部位都具有一定的功能,且每一项功能都与物理知识息息相关。请你写出其中的三项功能,并说明所用到的物理知识。

答案:(1)做瓶盖撬:应用了杠杆的知识,是一个省力扣一杆.

(2)做挤压钳:应用了压强和摩擦力的知识。挤压齿尖且参差不齐,不仅通过减小受力面积的方法增大了压强,还通过增加表面粗糙程度的方法增大了摩擦力,既利于挤压果壳.又避免坚果滑落。

(3)做剪刀:应用了杠杆的知识。

(4) 做罐头盖(或瓶盖)撬:应用了杠杆的知识.这是一个以与瓶盖接触的点为支点的省力杠杆。

(5)做削皮刀:应用了压强的知识。

历届全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编—简单机械和功 

直尺粗测了钢缆的直径,约为2.5厘米。拖动钢缆的电动机铭牌上标明,它的额定功率为45千瓦。管理人员说,在当时那种情况下,电动机的实际功率约为额定功率的60%。实际测得缆车完成一次运输所用的时间为7分钟。请你帮助小红估算缆车的机械效率。答案:高度差h=610米上山的质量m1=900千克+600千克下山的质量m2=480千克+600千克运行时间t=420秒电
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