应用物理知识竞赛初赛实战模拟训练六

一、选择题(以下各小题所列答案只有一个是正确的．把正确答案前面的字母填在题后的括号内．每小题3分，共15分)

1．在铁路道口常设有如图1所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸．对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是( ) A．常闭型道闸，重心应在O点左侧 B．常开型道闸，重心应在O点右侧 C．常闭型道闸，重心应在O点右侧 D．以上说法都不对

2．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启．根据图2所示室内垃圾桶的结构示意图可确定 ( ) A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆 B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆 C．桶中只有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆

D．桶中只有两个杠杆在起作用，且一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 3．小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁体用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在( ) A．久磁体的重心处 B．磁体的某一磁极处 C．磁体重心的北侧 D．磁体重心的南侧

4．如图3，烧杯中的冰块漂浮在水中，冰块上部高出杯口，杯中水面恰好与杯口相平．待这些冰块全部熔化后( ) A．将有水从烧杯中溢出

B．不会有水从烧杯中溢出，杯中水面也不会下降 C．烧杯中水面会下降

D．熔化过程中水面下降，完全熔化后有水溢出 5．下列各实例中属于静摩擦的是( ) Ａ．用橡皮擦纸时，橡皮和纸间的摩擦 B．小汽车急刹车时，车轮和地面间的摩擦 Ｃ．皮带正常转动时，皮带和皮带轮间的摩擦 D．用转笔刀削铅笔时，铅笔与刀孔间的摩擦 二、填空题(每小题3分，共15分)

6．列车上出售的食品常常放在如图4所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 (写出支点位置的字母)；当后轮遇到障碍物体时，售货员向上提扶把，这时支点是 ．后一种情况下，手推车可以视为 力杠杆．

7．当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完毕业像后，接着又要给小明同学照半身像，这时摄影师应该 (填“增大”或“减小”)照相机镜头和小明同学的距离，

同时 (填“增大”或“减小”)镜头到底片的距离。

8．练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上．使用时，穿上这种“救生衣”，泡沫塑料位于人的胸部．为确保人的安全，必须使人的头部露在水面．儿童的体重约为300N，人的密度约为1．06X103kg/m3，人的头部体积约占人体总体积的十分之一，泡沫塑料的密度约为10kg／m3，则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为 ．

9．如图5所示，弹簧拉力器的说明书上写着，把每一根弹簧拉长10cm需要10N的力．把图中的拉力器拉长0.4m，他的拉力是 N· 10．如图6所示，在某科技馆内陈列着一个模拟“风洞实验室”，一架重15N的模型飞机固定在台秤的秤盘上，当迎风吹向飞机的风速v达到20m／s时，台秤的读数为7N，则模型飞机得到的升力为 N．设由于空气流动，在模型飞机的上方A点和下方B点产生的压强分别为PA、PB，则PA PB. (选填“<”、“>”或“=”) 三、简答下列各题(共24分) 11．(5分)在远洋轮船的船舷上，都漆着几条“载重线”，俗称“吃水线”，轮船满载时，水面不能超过规定的载重线．如图7所示为一艘远洋轮船及载重线的示意图，其中有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线．运用你学过的物理知识，分析一下这种标识说明了什么?

12．(6分)如图8是一个指甲刀．(1)这个指甲刀是有哪几个杠杆组成的?它们的支点各在哪里?(2)小明的指甲刀有图8(a)和图8(b)两种组装方式。请分析哪种组装方式更合理，

13．(6分)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，浮标带动杠杆压住进水口，停止上水(如图9)，有一种水箱的浮标，形状是中间有隔断的圆柱体。隔断的中部有小孔通过塑料管连在一个阀门上(如图10)．阀门安装在便器坐圈的下面，平时是闭合的，当坐圈落在便器上并受到压力时阀门打开，塑料管与大气相通。 (1)说出这种设计的目的．

(2)说出这种设计的工作原理，特别是指出在什么地方用到了什么物理知识．

14．(7分)小洪买了一种叫“吹泡泡”的玩具，发现有时能吹出泡泡，有时又吹不出泡泡。爱动脑筋的他产生了一个疑问：这泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢?他猜想：泡泡的产生可能与吹泡泡用的管子粗细有关，于是他设计并进行了实验，记录了如下实验结果：

液 体 肥皂液 管子直径／mm 3 5 10 20 50 泡泡产生的情况 容易 较易 较难 难 不产生 请你根据小洪的实验记录回答下列问题： (1)分析以上实验结果，可以得到什么结论?

(2)请你另外提出两种猜想，说明影响泡泡产生的因素。 (3)设计一个方案，验证你提出的其中一种猜想。

四、计算或探究(共46分)

15．(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，自动开启防水阀，这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。图11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ho=l0cm．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?

16．(11分)图12是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上下运行．钢链的两端分别固定在电梯井顶部的A点和B点，同时钢链绕过重15000N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动带有齿轮的轮轴C，在C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D．电梯载重量为10人(1人的质量按60kg计算，取g=10N／kg，忽略摩擦及钢链的质量)．请回答：

(1)配重的功能是什么?在已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大?

(2)当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉力各是多大?

17．(2分)电气化铁路的输电线常用图示的方式悬挂在钢缆上．钢缆的A

端固定在电杆上,B端通过滑轮组连接在电杆C上．

(1)配重D是n个混凝土圆盘(图中只画出3个)，每个盘的质量是m．按图示的配置，钢缆在B端所受的拉力大约是多少?

(2)如果只考虑B端的牢固性，本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么?

18．(8分)如图14所示为一水箱自动进水装置，其中杆AB能绕O点在竖直平面内自由转动，OA=2OB，C为进水管阀门，进水管口截面积为2cm2，BC为一直杆，A点有一细绳与一长方形的浮子(自重不计)相连，绳子长为1m，浮子的底面积为10cm2，高为15cm，若绳、杆、阀的重均不计，取g=10N／kg，当AB杆水平时正好能堵住进水管，且O点距箱底1m．试问：

(1)若水箱高度为2.5m时，为防止水从水箱溢出，水箱中进水管中水的压强不能超过多少帕?

(2)若进水管中的水的压强为3.1×104

Pa，当进水时，浮子浮在水面，水箱中水的深度是多少米?

19．(7分)硬钢片做成的瓶盖起子有两种用法．如图15所示．A、B是开盖时起子和瓶盖接触的两点．在瓶盖和瓶口的接触点中，D和E分别是离手最远和最近的两点．开盖时手对起子施加的力F作用在G点，瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C点(图中没有标出)．如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折． (1)分别指出图15中(a)、(b)两种情况下杠杆的支点。 (2)图(a)、(b)两种用法中哪一种比较省力?为什么?