中考物理亮點專題6中考雜技魔術科技活動中的物理問題含解析

專題06中考雜技魔術科技活動中的物理問題一、雜技魔術魔術會用到許多物理知識，將魔術思想滲透中考試題，是命題者創(chuàng)造性的開發(fā)資源，能夠讓學生通過解決試題辨別真?zhèn)巍⒅捞搶?，這類問題是時代發(fā)展創(chuàng)新舉措。二、自制教具主要類型1.用來演示物理現(xiàn)象的自制教具.初中自制教具的常見內(nèi)容：慣性、流體流速與壓強的關系、電流的效應、超重失重現(xiàn)象、靜電感應現(xiàn)象、電磁感應現(xiàn)象、光的反射、折射現(xiàn)象，壓縮氣體溫度升高、氣體急速膨脹時溫度下降現(xiàn)象等。如：《探究聲音的產(chǎn)生》、《測平均速度》、《研究摩擦力》、《研究流體的壓強與流速的關系》、《研究杠桿的平衡條件》、《研究平面鏡成像》、《測量斜面的機械效率》，還有課本上設置的許多有趣實驗、演示實驗都可以用自制的教具來完成。2.用來模擬物理現(xiàn)象的自制教具.在物理實驗室現(xiàn)成配置的儀器中有許多現(xiàn)成的物理模型，如“磁感線模型”、“眼球模型”，“布朗運動模擬演示器”等。在自制教具中，也出現(xiàn)了很多模擬物理現(xiàn)象的實驗作品，諸如：汽輪機等。3.用來探究和揭示各種物理規(guī)律的自制教具.在中學物理教學中，涉及到的物理規(guī)律很多，諸如：阿基米德原理、歐姆定律、焦耳定律等，物理規(guī)律來之于實驗，而實驗方法和手段不斷推陳出新，為自制教具提供了廣闊的天地。如：利用數(shù)碼照相機制作“頻閃照片”，就是近年來新技術出現(xiàn)后引入的新實驗器材和方法。4.生活中的簡易模型.常見的制作或發(fā)明如：簡易電動機、簡易發(fā)電機、自制照相機、自制收音機、門鈴、延時開關、日光燈電路、簡易熱機、靜電除塵裝置、自制簡易金屬探測器、太陽能路燈原理演示裝置，自制門電路、溫度傳感器、簡易動圈式揚聲器、靜電風車、電子秤測量原理演示裝置、電飯鍋控溫原理裝置、傳感器應用——闖紅燈照相、火力發(fā)電演示實驗、磁流體發(fā)電機等?！纠}1】（2020河南）在科學晚會上，小明所在的科技小組示了一個“隔板推物”的節(jié)日，其原理如圖所示：甲、乙兩線圈分別懸掛在兩個蹄形磁鐵的磁場中，兩線圈通過導線連接構成一個閉合電路，用手推動甲線圈擺動時，乙線圈會隨之擺動，對于這個過程，下列說法正確的是（）A.甲線圖相當于電源，乙線圈相當于用電器B.推動甲線圈擺動時電能轉(zhuǎn)化為機械能C.乙線圈隨之擺動時機械能轉(zhuǎn)化為電能D.乙線圈擺動是因為通電導線在磁場中受力【答案】AD【解析】A．由題意知，甲線圈擺動的過程做切割磁感線運動，閉合的回路中有感應電流產(chǎn)生，相當于電源；乙線圈擺動的原理是通電導體在磁場中受力，相當于用電器，故A正確；B．推動甲線圈擺動時，是把機械能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C．乙線圈隨之擺動時把電能轉(zhuǎn)化為機械能；故C錯誤；D．乙線圈相當于電動機，乙線圈擺動的原理是通電導體在磁場中受力。故D正確。【對點練習】雜技節(jié)目表演中，一位雜技小丑穿著很長的大皮鞋，站在水平舞臺上向觀眾鞠躬致意，雙腳不動上身沒有躬下，而是整個身子筆直緩慢向前傾斜卻不倒下。下列說法不正確的是（）A.小丑的鞋子可能很重，有助于降低重心B.小丑的鞋子長，支撐面擴大了，使重心在支撐面以內(nèi)C.小丑的鞋底受到了地面的摩擦力D.小丑對地面的壓力與地面對小丑的支持力大小相等答案：C解析：A．穩(wěn)度與物體的重心，底面的面積有關。在底面積不變時，重心越低越穩(wěn)；所以小丑的鞋子可能很重，有助于降低重心，故A正確；B．在重心不變時，底面積越大越穩(wěn)，故小丑的鞋子長，支撐面擴大了，使重心在支撐面以內(nèi)。故Ｂ正確；Ｃ．因為小丑是雙腳不動上身沒有躬下，全身上下是靜止的，自身沒有受到任何推力，也沒有運動的趨勢（注意，是緩慢移動，意思就是沒有運動趨勢），既然這樣，那么有兩種可能：一是沒運動，沒有動摩擦；二是沒有運動趨勢，沒有靜摩擦，故Ｃ錯誤；D．小丑對地面的壓力與地面對小丑的支持力是相互作用力，大小相等。故D正確。【例題2】（2020湖南婁底模擬）小華同學在科技館觀摩自行車走鋼絲表演后回家做了一個模型，如圖所示，下列說法正確的是（）A．自行車的重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力B．自行車和所掛物體總重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力C．自行車對鋼絲的壓力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力D．自行車對繩的拉力與鉤碼的重力是一對平衡力【答案】B【解析】平衡力指作用在同一個物體上的兩個力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上，由此分析解答。A．鋼絲對自行車的支持力等于自行車和所掛物體的重力的和，不等于自行車的重力，不是一對平衡力，故A錯誤；B.自行車和所掛物體總重力與鋼絲對自行車的支持力滿足二力平衡的四個條件，是一對平衡力，故B正確；C.自行車對鋼絲的壓力與鋼絲對自行車的支持力沒有作用在同一個物體上，不是一對平衡力，故C錯誤；D.自行車對繩的拉力與鉤碼的重力沒有作用在同一個物體上，不是一對平衡力，故D錯誤?！緦c練習】如圖是小明制作的簡易“蒸汽船”型。將盛有一定量水的銅容器安裝在“船體”上，用蠟燭對銅制容器底部加熱，一段時間后銅管會向右噴蒸汽，“蒸汽船”就向左行駛。（1）蠟燭對銅制容器加熱導致容器內(nèi)水溫升高這是通過_______的方式改變水的內(nèi)能。（2）當銅管向右噴蒸汽時“船體”獲得噴出的蒸汽對其向左的推力，這說明了________?！敬鸢浮浚?）熱傳遞（2）力的作用是相互的【解析】（1）改變物體的內(nèi)能有兩種方式，做功和熱傳遞，結合題意，蠟燭對銅制容器加熱導致容器內(nèi)水溫升高這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能。（2）當銅管向右噴蒸汽時“船體”獲得噴出的蒸汽對其向左的推力，這說明力的作用是相互的。一、選擇題1.（2019?攀枝花）魔術師在某次演岀中表演了“獅吼功”：把嘴靠近紅酒杯發(fā)聲將紅酒杯震碎。其奧秘為通過控制聲音的頻率使其與紅酒杯的頻率相同達到共振而震碎紅酒杯。魔術師表演中調(diào)節(jié)的是聲音的（）A．音調(diào) B．響度 C．音色 D．聲速【答案】A【解析】魔術師通過控制聲音的頻率使其與紅酒杯的頻率相同達到共振而震碎紅酒杯，因為音調(diào)與物體振動的頻率有關，頻率越高，音調(diào)越高，所以，魔術師表演中調(diào)節(jié)的是聲音的音調(diào)，故A正確，BCD錯誤。2.社團活動在婁底各校轟轟烈烈開展，小明參加了雜技社團，他常常在平整松軟的土地上練習單腳站立和單手倒立。當他單腳站立時，在地面上留下了一個凹陷的鞋印，單手倒立時留下了一個凹陷的手掌印，那么（）A.單腳站立時對地面的壓力大于單手倒立時對地面的壓力B.單腳站立時對地面的壓力小于單手倒立時對地面的壓力C.手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度D.手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度【答案】C【解析】在水平地面上單腳站立或單手倒立對地面的壓力不變，都等于人體的重力；單手的面積小于單腳的面積；根據(jù)公式可知，單手倒立時對地面的壓強大，所以手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度。3.如圖所示，用鉛筆尖頂著一個紙風車，置于一杯熱水上，風車就會轉(zhuǎn)動。以下敘述正確的是（）A．風車靜止時，只受到重力的作用B．風車轉(zhuǎn)動時，只受到熱空氣推力的作用C．風車轉(zhuǎn)動時，機械能轉(zhuǎn)化為水的熱能D．移去熱水，風車由于慣性不會立即停轉(zhuǎn)【答案】D【解析】（1）風車靜止時受到平衡力的作用，對靜止和轉(zhuǎn)動的風車時進行受力分析從而判斷；（2）能量轉(zhuǎn)化時，消耗的能轉(zhuǎn)化為得到的能；（3）物體具有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)。A．風車靜止時受力平衡，除受到重力外還受到鉛筆的支持力的作用，故A錯誤；B．風車轉(zhuǎn)動時，風車受到熱空氣的推力，同時還受重力和支持力的作用，故B錯誤；C．在風車的下方放置一杯熱水后，熱空氣向上流動，推動風車轉(zhuǎn)動，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C錯誤；D．移去熱水，風車不能立即停止轉(zhuǎn)動，是因為風車具有慣性，故D正確。4.“慶六?一文藝會演”時，中學物理組的老師給大家表演了一個“不怕電”的節(jié)目。首先王老師將一標有“PZ220-100”的燈泡接到兩導線頭M、N之間，燈泡正常發(fā)光。隨后將燈泡取下，王老師站到干燥的木凳上后，左右手分別抓住M、N兩導線頭（如圖）。李老師用測電筆分別測試M、N及王老師的皮膚，發(fā)現(xiàn)測電筆的氖管都發(fā)光，而王老師卻談笑自如。對以上現(xiàn)象的解釋，你認為正確的是（）A．王老師有特異功能，確實不怕電B．王老師的雙手戴著絕緣手套C．在人、燈替換之時，有人將零線斷開了D．在人、燈替換之時，有人將火線斷開了【答案】C【解析】此題以“不怕電”的節(jié)目表演作為題設情境，考查了學生知識、能力和態(tài)度等多方面的素質(zhì)，其中選項A直接考查學生的科學態(tài)度，反映了新課標中對學生“情感、態(tài)度、價值觀”的要求，也有通過該題引導學生正確識別類似的“氣功”表演的作用。對于“不怕電”現(xiàn)象的解釋，則要求學生具備靈活運用知識和將實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題的能力。選項B雖然可以防止人觸電，但這樣做明顯不符合“表演”的目的，會讓觀眾輕易識破，且戴著絕緣手套后，也不會出現(xiàn)“測電筆的氖管都發(fā)光”的現(xiàn)象。選項D也可防止發(fā)生觸電，但不會出現(xiàn)“測電筆的氖管都發(fā)光”的現(xiàn)象。將零線切斷后，火線無法構成回路，也就沒有電流會流過人體，故不會發(fā)生觸電事故。但由于人體此時仍和火線相通，所以會出現(xiàn)“測電筆的氖管都發(fā)光”的現(xiàn)象。此題具有較大的欺騙性。應選C。二、填空題5.下面是兩則科技新聞：①“天眼一FAST”第一次發(fā)現(xiàn)了一顆距地球4000光年的毫秒脈沖星；②我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，鋰電池單體能量密度已達230W?h/kg其中“光年”是的單位，“W?h”是的單位。（填物理量名稱）【答案】長度；能量?！窘馕觥抗庠?年中走過的路程是光年，在天文學中，用光年表示長度單位，kW?h是能量單位，W?h也是能量單位。物理學中，“光年”是光在1年中走過的路程，是長度單位；W?h是功率與時間的乘積，是能量單位。6.科技館內(nèi)有一個“靜電球”，當人觸摸“靜電球”時，頭發(fā)絲便會一根根豎起，形成“怒發(fā)沖冠”的景象，如圖所示，這是由于頭發(fā)絲帶（選填“同種”或“異種”）電荷而互相的結果。【答案】同種；排斥。【解析】同種電荷相斥，異種電荷相吸，故據(jù)此分析即可判斷。人體是導體，當人觸摸靜電球時，人體也帶了和靜電球同種電荷的電，故人的頭發(fā)上也會帶上與靜電球同種電荷的電，據(jù)同種電荷相斥可知，頭發(fā)之間帶同種電荷，相互排斥，故頭發(fā)會蓬松豎起來。7.“漂移”是一種高難度的汽車表演項目。有一種“漂移”方法如下：當汽車在水平地面上勻速疾駛時，車對地面的壓力和地面對車的支持力________（填“是”或“不是”）一對平衡力，此時突然剎車，但汽車仍要向前運動，這是由于汽車具有________。同時迅速轉(zhuǎn)動方向盤，通過摩擦力改變汽車的運動方向，使汽車急轉(zhuǎn)彎。答案：不是，慣性。解析：平衡力是作用于一個物體的力，而車對地面的壓力和地面對車的支持力分別作用于兩個物體，是一對相互作用力，而不是平衡力；此時突然剎車，由于汽車具有慣性，所以仍要向前運動。三、實驗探究題8.制作簡易氣壓計，觀察大氣壓隨高度的變化。(1)如圖所示，在玻璃瓶中倒入適量紅色的水，將插有玻璃管的橡皮塞塞緊瓶口，紅水升到玻璃管一定的高度，但高度不夠，你應________，使水上升到瓶口以上適當位置，制成了簡易氣壓計。(2)將簡易氣壓計從四樓移到一樓過程中，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱________，說明__________。(3)小明將簡易氣壓計放在陽光下，過一會兒，他發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱發(fā)生了變化，這一現(xiàn)象說明，簡易氣壓計的測量結果會受到______________影響。（4）如圖自制的簡易氣壓計，瓶中水面上方是空氣，在圖示的狀態(tài)下，瓶內(nèi)的氣壓___瓶外的大氣壓．小明同學將氣壓計從山下拿到山上后，細玻璃管內(nèi)的水柱高度會____，原因是大氣壓隨高度的增加而____．【答案】（1）向瓶內(nèi)吹適量的氣；（2）下降；高度越高，大氣壓越低；（3）外界溫度（4）大于。升高，減?。窘馕觥浚?）向瓶內(nèi)吹適量的氣，增大瓶內(nèi)上方空氣壓強，瓶內(nèi)液體就會被擠壓到玻璃管里，沿著玻璃管上升。（2）將簡易氣壓計從四樓移到一樓過程中，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱下降，高度越高，大氣壓越低；氣壓計高度越低，大氣壓越高。（3）氣壓計放在陽光下，其周圍環(huán)境溫度升高，玻璃管內(nèi)水柱發(fā)生了變化。說明氣壓與溫度有關系。（4）瓶中水面上方是空氣，如果此處的氣壓等于瓶外的大氣壓，管內(nèi)和瓶內(nèi)的水面應該相平．現(xiàn)在是管內(nèi)的水面高，說明瓶內(nèi)的氣壓高于瓶外大氣壓；將氣壓計從山下拿到山上后，大氣壓減小，管內(nèi)水柱高度會增加，說明大氣壓隨高度的增加而減小。9.同學們用手邊的鉛筆可以做很多物理小實驗，如圖所示。（1）圖甲中鉛筆的長度是cm。（2）圖乙中插入水中的鉛筆看起來彎折了，這是光的現(xiàn)象。（3）圖丙中，用手指分別頂在鉛筆的兩端時，兩只手指的凹陷程度和感覺不同，是由于壓力的作用效果與有關。（4）將一些細銅絲繞在鉛筆下端，制成一個簡易密度計，如圖丁所示。如將此密度計先后放人水和某液體中，浸入部分長度之比為4：5，則該液體的密度為kg/m3（細銅絲體積忽略不計）?！敬鸢浮浚?）3.00；（2）折射；（3）受力面積；（4）0.8×103。【解析】A.刻度尺的最小刻度值（或叫分度值）為相鄰的刻度線表示的長度；使用刻度尺測量物體長度時，要觀察是否從0刻度線量起，起始端沒從0開始，要以某一刻度當作“0”刻度，讀出末端刻度值，減去前面的刻度即為物體長度，注意刻度尺要估讀到分度值的下一位；B.光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，光的傳播方向就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，光的折射形成的現(xiàn)象：放在有水的碗中的筷子看起來好像變折了、放大鏡、池水看起來變淺等。C.從鉛筆所處的平衡狀態(tài)入手，分析兩手指的受力大小關系。壓力的作用效果與壓力和接觸面的面積有關；D.根據(jù)密度計漂浮，浮力等于重力，求出液體密度。由圖知：（1）刻度尺的分度值為1mm=0.1cm，鉛筆左側(cè)與0刻度線對齊，右側(cè)與3.00cm對齊，所以鉛筆的長度為3.00cm；（2）水中鉛筆看起來變彎折，屬于光的折射現(xiàn)象，故B錯誤；（3）鉛筆處于靜止狀態(tài)，受到的兩手指的壓力是一對平衡力。據(jù)題可知，右邊手指更疼，這說明壓力的作用效果與受力面積有關；（4）設浸入水中的長度為4h，浸入液體的長度為5h，橫截面積為s，根據(jù)兩次都漂浮，鉛筆的重力等于排開液體的重力，ρ水gV排水=ρ液gV排液，ρ水g×s×4h=ρ液g×s×5h，ρ液==×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3。10.某科學興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數(shù)顯設備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按如圖所示連接。裝置氣密性良好，調(diào)節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水而相平，此時集氣瓶內(nèi)氣體的體積為V1．關閉活塞，點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升，待集氣瓶內(nèi)的水面不再上升時，集氣瓶內(nèi)的體體積為V2．然后向右邊容器內(nèi)加人一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V3，在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數(shù)顯設備顯示集氣瓶內(nèi)的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩(wěn)定。請回答：（1）數(shù)顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內(nèi)氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量（選填”大于”、“等于”或“小于”）氧氣量減少導致的氣壓變化量。（2）基于數(shù)顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到所經(jīng)歷的時間。（3）在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為（選填“V1﹣V2“、“V1﹣V3”或“V2﹣V3“）?！敬鸢浮浚?）大于；（2）集氣瓶內(nèi)的溫度恢復到室溫后（或數(shù)顯設備的示數(shù)已不變，或集氣瓶內(nèi)的氣壓保持穩(wěn)定）；（3）V1﹣V3?！窘馕觥扛鶕?jù)壓強變化的原因來分析；根據(jù)實驗中的注意事項來分析；根據(jù)參加反應的氧氣來分析。（1）實驗開始時，紅磷燃燒放熱，由于溫度升高導致的氣壓變化量大于氧氣量減少導致的氣壓變化量，所以開始一段時間集氣瓶內(nèi)氣體壓強上升；（2）在實驗結束后，不要急于打開活塞，防止發(fā)生危害事故，原則上必須等到集氣瓶內(nèi)的溫度恢復到室溫后（或數(shù)顯設備的示數(shù)已不變，或集氣瓶內(nèi)的氣壓保持穩(wěn)定）才能打開活塞；（3）在整個實驗過程中，參加反應的氧氣即為集氣瓶內(nèi)減少的氧氣，則減少的氧氣體積為：V1﹣V3。四、綜合應用題11.某制作小組所設計的電飯鍋，其結構如圖所示，控制系統(tǒng)中的感溫磁體與受熱面固定在一起，當溫度低于103℃時，感溫磁體具有磁性。煮飯時用手向下按動開關，通過輕質(zhì)傳動桿AOB使永久磁體和感溫磁體吸合，觸點閉合，電路接通，發(fā)熱板開始發(fā)熱。當溫度達到103℃時，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，通過傳動桿使觸點分開，發(fā)熱板停止發(fā)熱。（1）畫出使觸點分開時B點受到的力和力臂。（2）若用4N的力按下開關，B端受到的阻力為1N，則動力臂和阻力臂之比為，如果手按下的距離為0.5cm，則永久磁體和感溫磁體之間的距離至少是cm。（3）用電飯鍋燒水（在標準氣壓下），水沸騰時（能/不能）自動斷電。【答案】（1）見解析圖；（2）1：4；2；（3）不能?！窘馕觥坑谰么朋w受重力及彈簧的彈力作用而落下，畫出使觸點分開，由此畫出B點受到的力，再由畫出其力臂；根據(jù)杠桿的平衡條件計算動力臂和阻力臂之比；根據(jù)功的原理計算永久磁體和感溫磁體之間的距離；根據(jù)水的沸點結合感溫磁體失去磁性的溫度分析解答。（1）由題知，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，則使觸點分開時B點受到的力是豎直向下的，由此畫出B點受到的力，再由支點O作這個力作用線的垂線段，即為其力臂L，如圖所示：（2）若用4N的力按下開關，即動力FA=4N，B端受到的阻力FB=1N，由杠桿的平衡條件有：FALA=FBLB，所以動力臂和阻力臂之比：===；由題意和圖示可知，手按下開關時，B端上升的升高應等于永久磁體和感溫磁體之間的距離，由功的原理有：FAhA=FBhB，所以永久磁體和感溫磁體之間的距離：L=hB===2cm；（3）由題知，當溫度達到103℃時，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，通過傳動桿使觸點分開，發(fā)熱板停止發(fā)熱，在標準大氣壓下水的沸點為100℃，則水沸騰時感溫磁體不會失去磁性，故不能將觸點分開而自動斷電。12.某物理興趣小組設計了一個壓力報警裝置，工作原理如圖所示。ABO為一水平杠桿，OA長120cm，O為支點，AB：OB=5：1；已知報警器R0的阻值恒為10Ω，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關系如表所示。閉合開關S，水平踏板空載時，電壓表的示數(shù)為2V；當水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達到5V時，報警器R0開始發(fā)出報警信號。踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計。求：F/N051015202530…R/Ω45342418141210…（1）電源電壓為多少？（2）當報警器開始報警時，踏板設定的最大壓力值為多少？（3）若電源電壓變?yōu)?4V，為保證報警器仍在踏板原設定的最大壓力值時報警，應在杠桿上水平調(diào)節(jié)踏板觸點B的位置。試計算說明觸點B應向哪個方向移動多少厘米？【答案】（1）電源電壓為11V；（2）當報警器開始報警時，踏板設定的最大壓力值為150N；（3）若電源電壓變?yōu)?4V，為保證報警器仍在踏板原設定的最大壓力值時報警，應在杠桿上水平調(diào)節(jié)踏板觸點B的位置，觸點B應該向左移動8cm。【解析】由圖乙可知當踏板空載時，壓力傳感器的電阻為45Ω，閉合開關時，壓力傳感器和報警器串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出電流，再求出電源電壓；電壓表示數(shù)達到5V時，報警器R0開始發(fā)出報警信號，根據(jù)歐姆定律求出電流，再求出壓力傳感器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出壓力傳感器的阻值，從圖象中找出壓力值，再根據(jù)杠桿平衡條件求出踏板設定的最大壓力值；電源電壓升高時，R0兩端分得的電壓增大，為保證報警器仍在踏板原設定的最大壓力值時報警，應減小R0兩端的電壓，根據(jù)杠桿的平衡條件判斷踏板觸點移動的方向。若電源電壓變?yōu)?4V，為保證報警器仍在踏板原設定的最大壓力值時報警，電路中的電流仍變?yōu)?.5A，根據(jù)歐姆定律算出R的電電阻，從表格中判斷出壓力F，據(jù)杠桿平衡條件求出OB的長度，判斷出移動的距離。（1）閉合開關時，壓力傳感器R和R報警器R0串聯(lián)，電壓表測報警器R0兩端的電壓，由表格數(shù)據(jù)可知，當踏板空載時（F=0N），壓力傳感器的電阻為R=45Ω，R0=10Ω，電壓表的示數(shù)為2V，此時電路中的電流：I===0.2A，電源電壓為：U=I（R+R0）=0.2A×（10Ω+45Ω）=11V；（2）報警器R0開始發(fā)出報警信號時，其電壓為U0′=5V，此時電路中的電流：I′===0.5A，傳感器兩端的電壓：U傳=U﹣U0′=11V﹣5V=6V，此時傳感器的阻值：R′===12Ω，由圖象可知，當傳感器的阻值為12Ω時，對應的壓力F壓=25N，由題知，ABO為一水平杠桿，O為支點，AB：OB=5：1，則OB=OA=×120cm=20cm，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F壓×OA=F踏×OB，即25N×6=F踏×1，解得F踏=150N，即踏板設定的最大壓力值為150N；（3）若電源電壓增大變?yōu)?4V時，R0兩端分得的電壓增大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知，應增大壓敏電阻分擔的電壓，保證R0兩端分得的電壓不變，此時就應該增大壓敏電阻的阻值；因壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，所以應該減小壓桿對傳感器的壓力，由杠桿平衡條件F壓×OA=F踏×OB可知，OA不變，F(xiàn)踏不變，所以F壓和OB成正比，要減小壓桿對傳感器的壓力，應減小OB，即把踏板觸點B向左移動。若電源電壓變?yōu)?4V，為保證報警器仍在踏板原設定的最大壓力值時報警（即電壓表示數(shù)仍然為5V），電路中的電流仍為0.5A；報警時壓力傳感器的電阻：R″===18Ω；由圖象可知，當傳感器的阻值為18Ω時，對應的壓力為F壓′=15N，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F踏×OB′=F壓′×OA，即150N×OB′=15N×1.2m，解得OB′=0.12m=12cm；移動的距離：s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm，故觸點B應該向左移動8cm。13.小宇給家里樓頂?shù)乃渲谱髁艘粋€自動加水裝置，初步設計如圖所示，將兩個完全相同的實心圓柱體A、B通過細線與一壓力傳感開關相連，吊在水平放置的圓柱形水箱中，已知每個圓柱體重為6N，底面積為50cm2．當水箱儲水深度降到10cm，圓柱體B一半浸在水中時，壓力傳感開關所受拉力達到10N，其閉合開始加水。（細線質(zhì)量與體積均忽略不計，g取10N/kg）請求：（1）剛開始加水時，水箱底部所受水的壓強。（2）圓柱體的密度。（3）當水箱儲水深度達到1.5m時，壓力傳感開關所受拉力為5N，其斷開停止加水，求應設計A、B間細線的長度?！敬鸢浮浚?）剛開始加水時，水箱底部所受水的壓強1×103Pa；（2）圓柱體的密度1.5×103kg/m3；（3）A、B間細線的長度1.3m?！窘馕觥恐浪纳疃龋鶕?jù)p=ρ水gh求出水箱底部所受水的壓強；根據(jù)題意求出圓柱體B受的浮力，再根據(jù)F浮=ρ水gV排求出圓柱體B浸在水中的體積，進而求出圓柱體B的體積，再根據(jù)G=mg=ρgV求出圓柱體的密度；當水箱儲水深度達到1.5m時，壓力傳感開關所受拉力為5N，求出此時AB受到的浮力，進而求出AB浸在水中的體積，再求出浸入水中的深度，再求AB浸入水中增加的深度，進而求出A、B間細線的長度。（1）剛開始加水時，水的深度h=10cm=0.1m，水箱底部所受水的壓強： p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa；（2）圓柱體B一半浸在水中時，壓力傳感開關所受拉力達到10N，把2個圓柱體看作一個整體，受向上的浮力、向上的拉力和向下的總重力，由力的平衡條件可得：F浮+F拉=G，此時圓柱體B受的浮力：F浮=G﹣F拉=2×6N﹣10N=2N，由F浮=ρ水gV排得，圓柱體B浸在水中的體積：V排===2×10﹣4m3，由題知，此時圓柱體B一半浸在水中，則圓柱體B的體積：V=2V排=2×2×10﹣4m3=4×10﹣4m3，由G=mg=ρgV得，圓柱體密度：ρ===1.5×103kg/m3；（3）當水箱儲水深度達到h2=1.5m時，壓力傳感開關所受拉力為5N，此時AB受到的總浮力：F浮′=G﹣F拉′=2×6N﹣5N=7N，由F浮=ρ水gV排得，AB浸入水中的總體積：V排′===7×10﹣4m3，圓柱體的底面積為50cm2=5×10﹣3m2，AB浸入水中的總深度：hAB===0.14m，當水深為h1=10cm時，B浸入水中的深度：hB===0.04m，則AB浸入水中增加的深度：△h=hAB﹣h