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    17．如图是某校的自动储水装置，轻质杠杆AOB可绕O点无摩擦转动，A端通过细杆与圆柱体浮筒相连，B端通过细杆与压力传感开关S相连，杠杆始终保持水平．当水位下降到浮筒的下表面时S闭合，电动水泵开始注水；当水位上升到浮筒的上表面时S断开，电动水泵停止注水，此时压力传感开关受到竖直向上的压力恰好为120N，一次注水正好把15m3的水从地面送到储水池中．已知进水口离地面高为20m，OA：OB=3：1，浮筒重为70N，浮筒的上表面距池底为2m．求：
    （1）停止注水时池底受到水的压强；
    （2）若电动水泵完成一次注水做的功是4×106J，求电动水泵的机械效率；
    （3）圆柱体浮筒的体积．

    分析 （1）已知水的深度h，根据p=ρgh计算出池底受到的水的压强；
    （2）已知水的质量，根据G=mg计算出水的重力，根据W=Gh可以计算出电动机水泵对水做的功；已知电动水泵完成一次注水做的功W=4×106J，然后利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可求得电动水泵的机械效率；
    （3）根据物体间力相互作用可知作用在杠杆B端的力，再根据杠杆平衡条件可以计算出作用在杠杆A端的力；对浮筒进行受力分析知，浮筒受到浮筒受到向下的重力、向上的浮力和杠杆的拉力作用，可以计算出浮力大小，最后根据阿基米德原理计算出浮筒的体积．

    解答 解：
    （1）停止注水时池底受到水的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa；
    （2）由G=mg和m=ρV得一次注水的重力：
    G=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×15m3=1.5×105N，
    电动水泵做的有用功：W有用=Gh=1.5×105N×20m=3×106J；
    已知电动水泵完成一次注水做的功W总=4×106J，
    电动水泵的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3×1{0}^{6}J}{4×1{0}^{6}J}$×100%=75%；
    （3）电动水泵停止注水，此时压力表传感开关受到竖直向上的压力恰好为120N，则杠杆B端受到向下的压力FB也为120N，
    由杠杆平衡条件得，FA×OA=FB×OB，
    所以，杠杆A端受到的力为：FA=$\frac{{F}_{B}×OB}{OA}$=$\frac{120N×1}{3}$=40N；
    对浮筒进行受力分析可知，浮筒受到向下的重力、向上的浮力和杠杆的拉力作用，杠杆的拉力和浮筒对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等；
    根据力的平衡条件有：FA+F浮=G，
    则浸没时浮筒受到的浮力：F浮=G-FA=70N-40N=30N，
    由阿基米德原理F浮=ρgV排得：
    V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{30N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10-3m3，
    浮筒的体积等于排开水的体积，即V浮筒=V排=3×10-3m3．
    答：（1）停止注水时池底受到水的压强为2×104Pa；
    （2）电动水泵的机械效率为75%；
    （3）圆柱体浮筒的体积为3×10-3m3．

    点评 本题考查了学生对压强的计算、功的计算、杠杆平衡条件、阿基米德原理等知识的掌握和运用，综合性强，有一定难度；利用好条件“杠杆始终保持水平”是本题的关键（得出A端受到的拉力，再根据浮筒的重力和受到浮力的关系计算出浮力大小）．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    7．下列说法中，不符合生活实际的是（　　）
    A．托起两个鸡蛋约用10N的力
    B．八年级上册物理课本重约100N
    C．一名普通中学生所受的重力约为450N
    D．一张课桌所受的重力约为600N

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    8．工地上用如图所示的卷扬机和滑轮组从竖直深井中提取泥土．将一筐泥土以0.3m/s的速度竖直向上匀速提升时，卷扬机对绳的拉力F为100N，此时滑轮组的机械效率为80%．不计绳重与轴摩擦，求：
    （1）拉力F做功的功率；
    （2）滑轮组中动滑轮受到的重力；
    （3）在提起泥土上升4m的过程中，拉力F所做的有用功．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    5．有两只相同的烧杯，分别盛有体积相同的水和酒精，但没有标签，小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水．小王则采用压强计进行探究：
    （1）小王把微小压强计的探头分别浸入到两种液体中，发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小．认为图甲烧杯中盛的是酒精．小李认为他的结论是不可靠的，因为没有控制探头的橡皮膜在液体中的深度相同．
    （2）小王发现在同种液体中，探头离液面的距离越深，U形管两边液面的高度差就越大，表示液体的压强就越大．
    （3）小王还发现在同种液体中，探头距液面的距离相同时，只改变橡皮膜的方向，U形管两边液面的高度差不变，表明同种液体在同一深度处，向各个方向的压强相等．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图有一个铜块挂在弹簧秤上，当铜块全部浸没水中时，弹簧秤的读数是（　　）
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    C．铜块所受重力与浮力之差D．铜块上下表面的压力差

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    2．下列现象中，利用大气压工作的是（　　）
    A．用高压锅煮饭B．用塑料吸管吸饮料
    C．用注射器将药液注入病人体内D．用电吹风吹干湿头发

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    9．小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点．
    （1）实验前，小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等，如图甲所示，接下来的操作应该是B（选填：“A”或“B”）．
    A．此时向右管中加入红墨水直至液面相平
    B．取下软管重新安装
    （2）排除故障后，他将金属盒浸没于水中，发现随着金属盒没入水中的深度增大，U形管两边液面的高度差逐渐变大，如图乙所示，由此可知液体内部的压强与深度有关．
    （3）小强保持乙图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图丙所示．比较乙、丙两次实验，小强得出了：在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大的结论．你认为他的结论是否可靠？答：不可靠，原因是：没有控制深度相同．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    6．用如图所示的实验装置探究“阻力对物体运动的影响”． 

    （1）每次都让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的速度．
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    （4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动物体不受外力时，它将做匀速直线运动．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

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    （2）四名同学上船后，游船恰有一半体积浸入水中．求：四名同学的总重．（g=10N/kg）

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