宜宾翠屏棠湖外语学校 2012-2013学年上期 寒假作业
新2011级 物理（实验班）
时间：每天1题
1、打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械. 图9-13甲是落锤式打桩机实物图. 桩锤由卷扬机用吊钩提升，释放后自由下落而打桩. 其原理如图乙所示. 已知桩锤的质量M=400Kg，桩锤底面积S 1=0.1m，桩的顶面积S 2=0.04m，g 取10N/Kg.
（1）若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力为F=2.0×10N ，求此时桩锤对桩的压强.
（2）若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m ，所用时间为2s ，在此提升过程中卷扬机的效率为60％，求卷扬机的功率.
2、我国是世界上第一个成功完成海底沉船整体打捞工作的国家，图9-15甲是起重工程船将“南海1号”沉船打捞出水的情况. 为分析打捞工作，我们可以将实际打捞过程简化为如图9-15乙所示的滑轮组竖直向上提升水中的金属物. 已知正方体实心金属物的体积V=1×10m ，密度ρ金=7.9×10kg/m，ρ水=1×10kg/m，绳子重力不计. 请问：
（1）若不计摩擦和滑轮重，当金属物始终浸没在水中时，需要多大的竖直向上拉力作用于绳子自由端才能将金属物匀速提升？
（2）若仍不计摩擦，但动滑轮重G 0=60N，要求在1min 内将始终浸没在水中的金属物匀速提升6m ，求绳子自由端竖直向上拉力的功率；
（3）若将金属物完全提出水面后继续向上匀速提升的过程中，该滑轮组的机械效率为94%，问作用于绳子自由端竖直向上的拉力是多大（计算结果保留整数）？
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3、某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，总质量为0.21kg 、底面积为3×10m . 不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图9-17甲. 请解答下列问题：（g 取10N/kg） （1）不放物体时，该装置所受的浮力是多大？
（2）如图9-17乙所示，在该装置中放入一个体积为1.5×10m 的物块A ，它的底部在水面下的深度h=0.11m.此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？ （3）物块A 的密度是多少？
4、在长沙市地铁二号线建设工地，有一“塔吊”正在准备起吊一底面积为0.8m 、质量为2400kg 的圆柱形重物；如图9-18所示，A 为塔吊的配重，OB 为塔吊的起重臂，C 为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，OB=25m.当载重小车在B 点时，能安全起吊重物的最大质量是1200kg. 现在载重小车从距离O 点为10m 的载重臂上，准备起吊该圆柱形重物（不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦,g=10N/kg）. 问： （1）起吊前，该重物对地面的压强为多大？
（2）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大？ （3）如果将重物匀速提升20m ，则拉力做功多少？
（4）塔吊将重物从起吊点提升20m 后，载重小车最多能向B 点方向再平移多少米，才能保证安全工作？
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5、据报道，我市某水库库底是一座旧城遗址，目前正在进行试探性发掘和打捞. 某次试探性打捞作业时，用绳子将实心物体从水面下12m 深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m 深处的过程所用时间为42s ，拉力F 做功的功率为90W. 当物体被拉到有4/5的体积露出水面时，让其静止，此时绳子的拉力F ＇=520N.不计绳子的重力和水的阻力（水的密度ρ0=1.0×10kg/m, g=10N/kg ) .求： (l）物体从水面下12m 深处匀速上升到离水面1.5m 深处过程中，物体匀速运动的速度v ； (2）物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F ； (3）物体浸没在水中时所受的浮力F 浮； (4）物体的密度ρ物.
6、电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图9-19甲所示. 已知控制电路的电源电压U=6伏，保护电阻R 1=l00欧，压敏电阻R 2的阻值随压力F 大小变化如图9-19乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计.
(1)当压敏电阻R. 受到的压力F 增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强. 电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K 与触点 接触，电铃发出警报声. (2)若电梯在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升l5米，求电梯对乘客做功的功率. (3)当电磁铁线圈电流达到20毫安时：衔铁刚好被吸住. 若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载 (g取l0牛/千克) .
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7、某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，如图9-20甲是其原理图. 放在水平地面上的物体A 通过硬质弹簧与拉环相连. 弹簧上端和金属滑片P 固定在一起（弹簧的电阻不计，P 与R 2接触良好且不计摩擦）. 已知物体A 的质量为100kg ，定值电阻R 1=6Ω，R 2是一根长为6cm 的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为24Ω，电源电压为6V ，电流表的量程为0～0.6A. 当不拉拉环是时，金属滑片P 刚好处于a 端. 已知该弹簧伸长的长度△l 与所受竖直向上的拉力F 间的关系如图9-20乙所示，问：
（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？ （2）闭合开关，当电流表示数为0.6A 时，R 2接入电路中的电阻为多少？ （3）在保证电路安全的条件下，物块A 对地面的压力范围是多少（g=10N/kg）？
8、如图9-24所示，电源电压为12V ，且保持不变，己知滑动变阻器R 3的最大阻值为20Ω，定值电阻R 1 =10Ω，R 2= 15Ω，电流表的量程为0.6A.
(l)S，S 1闭合，S 2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P 应滑到何处? 此时电压表的示数为多少? 10min内电流通过R 1产生的热量是多少? (2)S、S 2闭合，S 1断开时，求电路允许消耗的最大功率.
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⑵调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ”时为保温档. 小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是 .
⑶该电热锅处于高温档正常工作时，使4.5L 的水温度升高54℃需要42min ，那么电热锅的效率为多少？[c 水＝4.2×10J/(kg·℃)]
10、在新农村建设中很多楼房顶上装有如图9-28甲所示的太阳能热水器，图9-28乙是内部水箱的结构示意图.S l 是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R 开始加热；当水温达到60℃时断开，辅助加热电阻R 停止加热.A 、B 是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×10kg ／m ，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S 2上. 当S 2受到竖直向下的拉力达到16 N时闭合，电动水泵M
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开始向水箱注水；当拉力小于等于10N 时，S 2断开，电动水泵M 停止注水. 取g=10N/kg.求： (1)若水箱内有100 kg 的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量 [C水=4.2×10J ／(kg·℃)] .
(2)A、B 的体积均为500 cm，A 、B 的总重力.
(3)正常情况下水箱中的水面最高时，A 受到的浮力 (开关S 2下的细绳和A 、B 间的细绳质量与体积均忽略不计) .
11、随着人们生活水平的不断提高，私家车已日益普及. 如图9-30所示是一种测量小气车油箱内油
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量的装置原理图，它主要由电源、压敏电阻R （电阻随所受压力的变化而变化）、油量表（由电阻可忽略不计的电流表改装而成且量程足够大）等组成电路. 压敏电阻R 在一定范围内的阻值与所受压力的关系如表9-6所示，油箱位于压敏电阻上方，电源电压为6V. 问： （1）未放油箱时，电路中的电流是多少？
（2）请根据表格数据推测，当
油箱和油总重为200N 时，压敏电阻R 的阻值是多少？ （3）若油箱的质量为6.5kg ，当油量表示数为5.5×10m 时，电路中的电流是多少（ρ
12、家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器，如图9-32所示是该用电器的工作原理图. 先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接ab 开始加热，发光二极管正常发光，当液体温度达到70℃；温控旋转开关自动接cd ，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固. 旋转开关接ab 时电路消耗功率为1522W ，旋转开关接cd 时电路消耗功率为1200W ，电动机正常工作的功率为1100W ，发光二极管L 规格为“2V 0.2W”，R 1是加热电热丝，R 2是保温电热丝，R 0为保护发光二极管正常工作的限流电阻 (忽略温度对电阻的影响). （1）用电器正常工作时，求保温电热丝R 0的电阻值.
（2）液体乙烯材料质量为6kg ，初温为20℃，求温控旋转开关接ab 开始加热到刚接cd 时，液体乙烯材料吸收了多少热量 [C液=1.8×10J/(kg℃)]？
（3）温控旋转开关接ab 开始加热到刚接cd 时，电路正常工作了6分40秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少?
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=0.7×10kg/m，g =10N/kg）？
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