题目内容

(8分)小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”，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=100Ώ。压力传感器R表面能承受的最大压力为400N，该压力传感器能承受的最大压强为2×106 Pa，压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图像如图18-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）当托盘上没有放物体称量时R的大小；

 

 

（2）压杆与压力传感器的接触面积；

 

 

（3）托盘秤的最大称量；

 

 

（4）当托盘秤达到最大称量时R消耗的功率。

 

 

 

 

【答案】

 

（1）托盘上没放物时F=0 N，从图17-乙可知 R=450 Ω-----------1分

       （2）S= F/P=400/2×106=0.0002(m2)----------------2分

       （3）当传感器受到最大压力F=400N时，秤达到最大称量。

            由 OB:BA=1:2  得OA:OB=3:1

由杠杆平衡条件得：mg×OB= F×OA

            m= F×OA/(g×OB)=400×3/(10×1)=120(kg)------- 2分

（4）从图17-乙可知F=400N时R=50 Ω  UO=3V

 I=IO=UO/RO=3/100=0.03(A)

            P=I2R=0.032×50=0.045(w)------ 2分

 

 

 

 【解析】略

 

练习册系列答案
相关题目
用实验室提供的常用器材（电源是一节干电池）测电阻时，小明与另外三位同学各自设计了下列甲、乙、丙、丁四个电路图．
精英家教网
（1）小明连接好电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，测得数据如下．
电压表示数U/V 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
电流表示数I/A 0.18 0.24 0.30 0.36 0.42
请你通过分折表格中的实验数据．推断小明在实验中所用的电路图是
 
图．精英家教网
（2）另外三位同学连接好电路后．闭合开关S．移动变阻器的滑片P时，分别出现了下列三种异常现象：
（A）电流表示数有变化，电压表示数几乎为零
（B）电流表示数几乎为零，电压表示数基本不变
（C）电流表烧坏
请你判断：按
 
图连接的电路出现现象（A）；
按
 
图连接的电路出现现象（B）；
按
 
图连接的电路出现现象（C）．
（3）请你根据上表中的数据，在右图中画出I-U图线．
分析图线你能得出的结论是：
 
．

三、探究与体会（本大题含4个小题，18、19小题每空1分，20、21小题每空2分，每图2分，共22分）

18、体温计是根据液体的_____________性质制成的。使用时，

它______（选填“可以”或“不可以”）离开人体读数。图8

中体温计的示数为_______℃。

19、在探究凸透镜成像规律的实验中，当两支点燃的蜡烛、凸

透镜和光屏分别置于图9所示的位置时，光屏上C、D两处会得

到清晰______（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的烛焰的像，生活中的光学器件________就是利用这一成像规律工作的。用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏上_____（选填“C”或“D”）处仍能得到一个清晰的像。

20、小明和小华分别利用重为1N的橡皮泥、弹簧测力计、细

线、烧杯和水等器材探究浮力大小与物体形状的关系。他们将

各自的橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体进行实验，实验过程及

相关数据如图10所示。请你解答下列问题：

（1）图A中橡皮泥所受浮力的大小为_____N。

（2）他们经过交流发现实验结论不一致，你认为_____的实验

方案得出的结论更可靠，另一方案得出的结论不可靠的主要原

因是_______________________________。

（3）在初中物理学习中与上述实验方法相同的实验有________________。（只举一例）

21、小明设计了一种“自动限重器”，如图11（甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图11（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题：

（1）由图11（乙）中的图象可知，随着压力

F的增大，压敏电阻R1的阻值将________。

（2）用笔画线代替导线将图11（甲）的电路

连接完整。

（3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性

将_________，当电磁继电器线圈中的电流大小

为30mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大

压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为___________Ω

第十一届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

  一、[8分]1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后，它的可能温度是多少?在下列4个答案中选出正确答案的序号并说明选择该答案的理由。

A．80℃    B．100℃    C．120℃ D．130℃

  二、[8分]小浩制作了一个弹簧测力计，如图l所示，弹簧一共20匝。经检验，该弹簧测力计在测量范围内(0～5N)示数是准确的。该弹簧不但“伸长的长度跟所受的拉力成正比”，而且弹簧受拉力伸长时，各匝伸长的长度都相等。

  有一次不慎把弹簧靠近O端的一小部分挤压变形，小浩把变形的3匝剪去，并把弹簧上端重新固定在D点，然后把指针C适当向下移，使它在弹簧测力计竖直放置时指针C仍指在“0”刻线处。

  1．写出这个新改制的弹簧测力计受到的拉力F与它的示数F测的关系式并说明理由。

2．用这个新改制的弹簧测力计称量一个重物，它的示数为4.0N，该物实重是多少? 

   

  三、[10分]1．如图2所示，甲、乙、丙三人要合扛一重物。物重600N，三人肩头所能承受的最大压力均为200N。现有两根一样长的硬棒及必要的绳子(硬棒及绳的自重不计)，请你设计出一种方法，使三人肩头承受的压力都不超过最大压力。画出示意图表示你设计的扛重物方法。

2．小明推一辆满载重物的独轮车，如图3所示，手握在车把A处(图中未画人)，遇到一个较高的台阶，他自己推不上去，小华赶快跑来帮忙。小华选择了一种最省力且效果最好的施力方法，请画出小华所施力F的示意图。

四、[20分]教学中常用的投影仪的结构如图4所示，在水平放置的凸透镜的正上方放一与水平成45°角的平面镜，右边竖直放一屏幕。物体的光线经凸透镜和平面镜后，可在屏幕上成一清晰的像。图5是这一装置的示意图，A"B"是物AB的像。图中BO1=30cm，O1O2=20cm，O2O3=90cm。

    l．对凸透镜而言，物距和像距各是多少?

    2．在图5中画出物AB的成像光路图。

3．若将凸透镜向上移动一点，像将向何方移动?

4．说明螺纹透镜的作用。

    五、[16分]图6(甲)所示为一个电磁继电器的示意图，a、b是它的两个端点；B是衔铁，D是安在一块金属板上的触点，B和D都安在一个弹性片C上，C的左端固定。c和c’、d和d’分别是安在绝缘板上的金属触点，当线圈A不通电时，D上的触点与c及c’接触，把c和c’连接起来，因此c、c’称为常闭触点；而d及d’此时是断开的，称为常开触点。当线圈A通电时，衔铁B被吸下，c和c’断开而d和d’被连接起来。

    现在利用这个电磁断电器控制带动水泵的电动机工作，使水泵往水箱中抽水。在水箱中竖直立一根绝缘棒，在棒上分别安有P、Q、R三个电极，如图6(乙)所示。现在希望控制水箱内的水位总在Q、R之间，即水位降到Q处，电动机启动，开始抽水，水位达到R处，电动机自动关机，停止抽水。(水是导电的)

    图6(丙)图6(丁)分别是控制电路和电动机的供电电路，图中R0是与电磁继电器线圈并联的一个电阻，它的阻值很小，当R0接入电路后，电磁继电器的线圈相当于被短路。丙、丁两图中标有l～6的6个接线柱是与电磁继电器的线圈或触点相连的。

    1．写出这6个接线柱分别与电磁继电器的何处连接。

   2．开始水箱内没有水，说明闭开关S后，水箱内的水位为什么能保持在Q、R之间。

   

六、[18分]课外活动小组的同学设计制作了一个电热水孵卵器，他们用两根额定电压和额定功率都相同的电热丝作热源，再连入一个电阻R0，使这台孵卵器即使断了一根电热丝，单丝工作产生热量的效果仍然与双丝工作时产生的热量效果完全相同。若电源两端的电压为U，两丝的额定电压均为UL、额定功率均为PL。

1．画出孵卵器的电路图。2．R0的阻值是多大? 3．R0在单丝工作与双丝工作状态下消耗功率之比是多少?

    七、[20分]小刚家的一个水龙头拧不紧，水一滴一滴断续地滴落到地上。小刚发现，在耳朵听到前一滴水滴在地上的声音的同时，看到下一滴水刚好开始下落(如图7所示)。他为了测算水滴下落的平均速度和一天浪费的水量，找来了秒表和卷尺。首先量出水龙头口离地面的高度h，再用秒表计时。计时的方法是：当听到某一水滴滴在地上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“l”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3……”一直数到“n”时，按下秒表停止计时，读出秒表的示数为t。

    1．写出用上述测量量表示水滴在空中运动的平均速度v的表达式。

    2．小刚测得h=lm，当数到n=20时秒表的示数t=8.7s，则水滴下落的平均速度v是多少?

    3．若每滴水质量是0.25g，则一昼夜要浪费多少水?

    4．小刚为进一步找出水滴下落的平均速度v和下落高度h的关系，又做了以下实验：找来一块挡板，让水滴落到挡板上。改变档板和水龙头口之间的距离h，并仔细调节水龙头滴水的快慢，使得耳朵听到的前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落。计时方法仍和上面一样。他从实验中又获得了如下表所示的6组数据(连同上面的一组共有7组数据)。请你帮小刚继续完成以下的工作：(1)把这些数据分别标示在图8(甲)(乙)两个坐标系中，并作出相应的图象。其中图8(甲)的纵坐标是水滴在空中的平均速度v，图8(乙)的纵坐标是水滴在空中的平均速度的平方，即v2。，它们的横坐标都是高度h。(2)根据图象写出v与h的函数关系。

次数

l

2

3

4

5

6

高度h(m)

O.2

0.3

O.4

0.5

0.6

O.8

平均速度v(m／s)

0.97

1.19

1.38

1.54

1.68

1.95

    5．考虑到声音传播的速度远小于光的传播速度这一因素，上面测出的水滴的平均速度会有一定的误差，测量值与真实值相比，是偏大还是偏小?为什么?

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