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s1=0.1m2，桩的顶面积s2=0.
04m2，g取10n/kg.
1）若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力为f=2.0×103n，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=1×10-2m3，密度ρ金=7.
9×103kg/m3，ρ水=1×103kg/m3，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g0=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）？
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3×10-3m2.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1.5×10-5m3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0.8m2、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？
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0=1.0×103kg/m3, 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r1=l00欧，压敏电阻r2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) .
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r2接触良好且不计摩擦）.
已知物体a的质量为100kg，定值电阻r1=6，r2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24，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，r2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r3的最大阻值为20ω，定值电阻r1 =10ω，r2= 15ω，电流表的量程为0.6a.
l)s，s1闭合，s2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r1产生的热量是多少？
2)s、s2闭合，s1断开时，求电路允许消耗的最大功率。
9、如图9-26是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间。电热锅的部分参数如表所示。
三脚插头上标着e的导线和相连，插座上相应的导线和相连。
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。
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＝4.2×103j/(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.
8×103kg／m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关s2上。当s2受到竖直向下的拉力达到16 n时闭合，电动水泵m开始向水箱注水；当拉力小于等于10n时，s2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=4.2×103j／(kg·℃)
(2)a、b的体积均为500 cm3，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s2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**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5.5×102m3时，电路中的电流是多少（ρ汽油=0.7×103kg/m3，g=10n/kg）？
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”，r1是加热电热丝，r2是保温电热丝，r0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r0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=1.8×103j/(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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