科目： 来源：2008年初三物理竞赛训练题（解析版） 题型：解答题

有一种测量质量的电子秤，图甲是其原理示意图，其中踏板上放置物体，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O点转动，电压表的量程为0～3V（可显示质量大小）．
已知AO：BO=5：1，电阻R=60Ω，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×10⁶Pa，压杆与压力传感器的接触面积为2cm²，压力传感器R的电阻随所受压力变化的图象如图乙所示．
设踏板和杠杆组件的质量可以忽赂不计，电源电压恒定不变，求：
（1）该压力传感器能承受的最大压力多大？
（2）该秤所能称量的最大质量是多少？（g取10N/kg）
（3）若要求该秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，那么该秤的零起点（即踏板空载时），对应的电压表示数多大？

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小明同学设计的“风力测量仪”在校科技节上备受师生们的青睐．“风力测量仪”的原理如图所示．电源电压恒为6V，R为保护电阻，AB是一根长为30cm、阻值为30Ω的均匀电阻丝．OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为1N的小球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，小球P受风力的作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电压表示数为3V．已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：
（1） R的阻值；
（2）无风时电压表的示数；
（3）在水平风力作用下，当金属细杆OP在图示位置静止时，电压表示数为2V．作出F_风的力臂，并求出F_风的大小．

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汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展．汽车应用了许多物理知识．请你运用所学的物理知识解答下列问题：
（1）载重汽车都安装了较多的车轮，且轮胎上有凸凹不平的花纹，其目的是______；
（2）据报道因车辆超载损坏公路，每年给我国造成的经济损失高达300亿元．国家规定，载重车辆的轮胎，对地面的压强应控制在7×10⁵Pa以内．有一辆重2×10⁴N的6轮汽车，如果每个车轮与路面的接触面积为200cm²，请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少？（g取10N/kg）
（3）一天，李明乘坐爸爸的汽车到曲阜游玩，从公路交通牌上看到，汽车在一段平直的路段上行驶了5km，汽车速度计的指针一直停在如图所示的位置，爸爸告诉他：汽车在这段时间的功率大约是50kW．请计算汽车在这段时间内做的功和汽车的牵引力．
（4）虽然汽车在现代社会中有很多重要作用，但也造成了一些不利的影响，如能源消耗、大气污染、噪声污染、交通事故等等．请你结合物理知识，就如何减小汽车的某项不利影响，提出一条合理化建议：______．

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小明自制了一个测定水箱水面高度的装置，如图1所示．R是滑当水面在A处时，水面高60cm，滑动变阻器的滑片P恰好在最下端；当水面在B处时，水面高10cm，滑片P在最上端，从水位表（由电流表改装而成）指针所指刻度，可知水箱内水面高度．电流I和水面高h关系的图象如图2所，已知浮标体积为6×10^一4m³，电源电压6V不变．

求：（1）当浮标体积的浸入水中时，浮标所受的浮力．
（2）R₁的阻值．
（3）当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时的水面高度．（取10N/kg）

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有一种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，水上的浮标带动杠杆通过活塞压住进水口，停止上水，此时进水口水对活塞的压强为10⁵Pa，如图所示．A为浮标的球心，O为支点．O、A两点之间的水平距离L₁=20cm，O、B两点之间的水平距离L₂=5cm，活塞的横截面积为2×10^-4m²，不考虑活塞、杠杆AB、浮标的重力及摩擦时．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）请写出该装置涉及到的两条物理知识①______②______
（2）进水口到水塔水面的距离是多少米？
（3）活塞受到水的压力是多少牛？
（4）为堵住进水口，浮标受到的最小浮力和它排开水的最小体积各应多大？

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如图（甲）所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图．其中S为一激光源，R₁为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R₂为定值保护电阻，a、b间接一“示波器”（示波器的接入不影响电路）．光敏电阻两端的电压随时间变化的图象，可由示波器显示出来．水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R₁之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住．若运送边长为0.1m，质量为0.6kg的均匀正方体产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图（乙）所示．请回答下列问题：
（1）此产品的密度为多大？
（2）产品对传送带的压强为多大？（g取10N/kg）
（3）已知计数器电路的电源电压恒为6V，保护电阻R₂的阻值为40Ω，求光敏电阻在两种状态下的阻值分别为多大？光敏电阻1h消耗的电能为多少？

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如图所示，质量为70kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处．第一次运送货物时，放入货箱的货物质量为160kg，工人用力F₁匀速拉绳的功率为P₁，货箱以0.1m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N₁．第二次运送货物时，放入货箱的货物质量为120kg，工人用力F₂匀速拉绳，货箱以0.2m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N₂，滑轮组机械效率为η₂．N₁与N₂之比为15：19．（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg）
求：（1）货箱和动滑轮的总质量m；
（2）功率P₁；
（3）机械效率η₂．