题目内容

10．某同学为探究并亲身感受大气压的威力，进行马德堡半球实验（如图），把两个半径为R的带拉绳的硬质空心半球（不计重力）合在一起，抽去里面的空气，左侧拉绳系在墙上，该同学用力拉右侧的绳子，当拉力为F时两半球刚好被拉开．现将球半径改为2R，在同一地点重做实验，则下列两半球刚好被拉开时的力F′与F之间的关系最接近实际的是（　　）
A．F′=16FB．F′=8FC．F′=4FD．F′=2F

分析 人要想将两个半球拉开，需要克服大气压力，根据F=pS即可求出大气压力的大小．

解答 解：球的横截面积为πR2，当球半径改为2R时，横截面积为π（2R）2；
由F=pS可知，原来拉力F=p×$\frac{1}{2}$×πR2=$\frac{1}{2}$pπR2；
当球半径改为2R时，拉力F′=p×$\frac{1}{2}$×π（2R）2=2pπR2；
显然F′=4F．
故选C．

点评 本题考查压强公式的应用，关键是知道利用F=pS计算压力的大小．

练习册系列答案
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20．小张在测量额定电压为2.5V的小灯泡功率的实验中，连接了如图甲所示的实物图．

（1）连接电路时，应将开关断开；并将滑动变阻器滑片调至A端（选填“A”或“B”）；
（2）测量过程中，灯丝突然烧断，则电压表的示数变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．换用相同规格的灯泡后，测得额定电压下的电流如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.65W；
（3）调节滑动变阻器，测得不同电压下的电流值，并绘出I-U图象如图丙的A所示．另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I-U图象如图丙的B所示．你认为错误的原因可能是电压表接在滑动变阻器两端．
1．请按要求作图：

（1）请画出图甲中漂浮在水面上静止不动的小球所受力的示意图；
（2）在如图乙所示中画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图及其力臂．
（3）人站在地面上用滑轮组提起物体B，画出图丙的绕线方式．
18．小华要测量额定电压为2.5V 的小灯泡的电功率．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲的实物电路连接好．（要求闭合开关后，变阻器滑片向左滑动时灯泡变暗）
（2）正确连接电路后闭合开关，发现电压表指针几乎不动，电流表有明显偏转，故障原因可能是电压表短路（或灯泡短路）．
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为0.5W．在初中学习阶段，我们通常把电流表的电阻近似看作0，把电压表看作断路，这是一种理想模型．实际上，电流表也有一定的阻值，电压表中也有较小的电流，因此，我们用以上方法测出的小灯泡的额定功率比真实值偏大．
（4）没有电压表，小军找了一个阻值为10Ω的定值电阻R，设计了图丙所示的电路图也测出了小灯泡的功率．简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示．
a．只闭合开关S1和S2，调节变阻器，使电流表示数为0.25A时，小灯泡正常发光．
b．只闭合开关S1和S3，读出电流表示数I．
c．P灯=2.5V（I-0.25A）（用已知量和测量量表示）．
5．“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m．今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘．已知：海水密度ρ=1.03×103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g=10N/kg．问：
（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？
（2）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×103N，它受到的浮力是多少？
（3）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？
15．据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图甲）．测量时用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆．如图乙所示，吊钩固定点O为支点，弹簧测力计的示数为F1，测出的大象质量约为4.5t．不计槽钢和铁笼的质量，g=10N/kg．
（1）大象的重力约为多少？
（2）请在图乙中画出动力臂L1和阻力臂L2．

（3）若测得动力臂L1为9m，阻力臂L2为6cm，则弹簧测力计的示数F1约为多少？
（4）若该老师在10秒中之内将大象缓慢地竖直提升了2cm，则他做了多少功？功率为多少？
2．作出甲图匀速上升的飞机受力示意图，及乙图水中运动员受到的浮力示意图．
19．小聪在调节天平时，发现指针偏向分度盘中央刻度线的左侧，如图所示．为使天平横梁水平平衡，正确的操作应该是（　　）
A．将平衡螺母向左调B．将平衡螺母向右调
C．将游码向右移动D．在右盘中加砝码
20．阅读短文，回答问题：
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图甲．
机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物．当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电．表一为某扫地机器人的部分参数．电池容量指放电电流与放电总时间的乘积．

表一：
额定工作电压12V额定功率30W
电池容量2500mAh工作噪音＜50dB
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二．真空度指主机内部气压与外界的气压差．风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积．吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率．
表二：
真空度（Pa）400450500550600
风量（m3/s）0.0250.020.0170.0150.013
吸入功率（W）10.009.008.507.80
（1）机器人工作时，主机内部的气压小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力．若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为17cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（2）下列说法中错误的是D．
A．地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B．采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C．机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D．当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好
（3）该机器人正常工作时的电流为2.5A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为48min．
（4）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为33%；上述风量下，10min内通过吸尘电机提出的空气质量为11.7kg．（取ρ空气=1.3kg/m3）
（5）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件．图乙为某光敏电阻的控制电路，电源电压U0恒定，RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻．当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为6V和3V，则R0=6Ω；为监测空气的透光程度，现将电压表表盘的相关刻度值转化为对应的总阻值（R0+RG），则转化后表盘上从左到右相邻两刻度线对应阻值的减小量将减小（选填“增大”、“不变”或“减小”）．

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