初中物理流体压强与流速关系的探究实验试题

如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm， G₁为边长是5cm的正方体，G₂重为20N。当OC=l0cm时，绳子的拉力为       N，此时G₁对地面的压强为2×10⁴Pa。现用一水平拉力，使G₂以      cm/s的速度向右匀速运动，经过12．5s后，可使G₁对地面的压力恰好为0。

．2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似（如图甲所示），其相关参数为：体积1m³、重量7500N，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（为简化计算，不考虑海水密度变化，海水密度ρ取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）。

（1）假设“金枪鱼”上有面积为2×10^-3m²的探测窗口，当它下潜至4000m深度处时，该探测窗口承受海水的压力是多少？
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大？
（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。从某时刻计时起，起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P₃=3P₁。请分析出t₃时刻起重装置对“金枪鱼”拉力，并求出t₁时刻起重装置对“金枪鱼”拉力（不考虑水的阻力）。

图甲是建造长江大桥是使用起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s的速度不变。图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像（取江水的密度为ρ =1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）。求：

（1）圆柱体A下降过程中，重力的功率；
（2）圆柱体A的密度；
（3）当圆柱体A下降到江（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压力和压强。

如图甲所示底面积为0.2m²，高0.2m的质量均匀的长方体A，放置在水平面上，对地面的压强为6×10³Pa；一质量为80kg的工人站在水平地面上，用如图乙所示的滑轮组把A运到高处，工人用大小为F₁的竖直拉力拉绳使A以10cm/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N₁，工人匀速拉绳的功率为P，滑轮组的机械效率为η₁。若工人以相同的功率用大小为F₂的竖直拉力拉绳使另一物体B以12.5m/s的速度匀速上升，这是地面对工人的支持力为N₂，滑轮组的机械效率为η₂。已知N₁:N₂=3:4，η₁:η₂=16:15。（g取10N/kg)求：

（1）物体A的密度；
（2）工人拉绳的的功率P；
（3）用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η₂。

2015年6月5日，是新环保法实施后的首个“环保日”。今年“环保日”的活动主题是“践行绿色生活”。为此，李明采取骑山地车的方式参与活动，则
（1）李明周末骑车去距家30km远的动植物园游玩，途中的平均深度为15km/h，他从家到达动植物园需要多长时间？
（2）若李明和他的山地车的总质量为60kg，车轮胎和地面总的接触面积大约15cm²，他骑行时对地面的压强约是多大？(g取10N/kg)
（3）李明想估测匀速骑行过程中的功率，通过查资料得知人骑自行车的阻力大约为人车总重的0.06倍，他从家到动植物园这一骑行过程中的功率

如图所示，铁桶重为20 N，桶的底面积为100 cm²，往桶里倒入8 kg的水，水的深度为15 cm，平放在面积为1m²的水平台面上（g取10 N/kg）。求：

（1）水对桶底的压强
（2）桶底受到水的压力
（3）台面受到桶的压强

水平桌面上有一个质量为m的长方体木块，木块与桌面的接触面积为S，则木块对桌面的压强P₁＝        。如图所示，将木块沿竖直方向切掉一部分，则剩余部分对桌面的压强P2  P1（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

如图所示，圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，它们的底面积分别为200cm²
和100cm²．容器甲中盛有0.2m高的水，容器乙中盛有0.3m高的酒精．若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后，剩余水对容器甲底部的压强为p_水，剩余酒精对容器乙底部的压强为p_酒精．当质量m在什么范围时，能满足p_水＞p_酒精．（酒精密度 0.8×103kg/m³）

小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）。已知小雨的重力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m²，圆柱形水桶的底面积为0.2m²、容积为0. lm³（不计桶的厚度）。

（l）将空桶匀速下放的过程中（桶底未接触水面），小雨对地面的压强为1.15×l0⁴Pa，则桶和动滑轮总重是多少？
（2）向上提水，当桶底受到水向上的压强为2.5×10³Pa时，小雨对地面的压强为l×l0⁴Pa;小雨将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？

如图所示，在水平地面上有两个由同种材料制成的均匀正方体金属块甲和乙，其密度为3×10³ kg /m³，它们的边长之比为1：3，甲的边长为0.09m，则甲对地面的压强p=        Pa，若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方，此时甲、乙对地面的压强相等，则乙正方体切去的厚度为△d =      cm。（g取10N/kg）

如图甲所示，均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以0.5m/s的恒定速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像。若不计水的阻力，g=10N/kg，则下列说法正确的是

A．石料受到的重力为900N

B．石料的密度是1.8×10^3kg/m^3

C．如果将该石料立在水平地面上，则它对地面的压强为2.8×10^4pa

D．石料沉底后水平池底对石料的支持力为500N

我国自行制造的履带式旋挖井机，用于建筑工地打井作业，它的结构示意图如图1所示．整机由主机B、动力连杆C和支架E及钢丝绳H组成，附属设备由空心钻杆A和钻头D（大小可根据需要更换）组成．旋挖井机工作时，主机通过C将动力传给A，A带动D竖直往下旋挖，并将挖出的泥沙填充到A内；停止旋挖时，C与A完全分离，H的拉力可把A、D和泥沙提到地面．部分数据见下表：

名称	旋挖井机
整机质量	9×10^4kg
钻杆质量	5×10^3kg
钻头	直径	质量
40cm	100kg
80cm	200kg
120cm	300kg

（1）假设旋挖井机用20s将0.5t的泥沙从井下先提高10m，接着又用5s将泥沙水平移动3m后卸到地面上，求此过程中，旋挖井机做的有用功和有用功率．
（2）把已卸掉泥沙的A和D固定好后竖直立放在井中，此时C与A完全分离且H处于松弛状态，固定在A上的D的横截面示意图如图2所示，其中S为D与泥沙的接触面积（即图中的阴影部分），R为D的半径，求D对井底泥沙的压强．
（3）假设某时旋挖井机靠近A一侧的履带离开地面向上翘起，且只有M点着地，H处于松弛状态，A对C竖直向上的力为F，请你比较此状态下整机重力G（重心在O点）与力F的大小．

如图是一种投入使用的新型安全校车，中考期间，某中学的学生乘坐这种新型安全校车到18km外的考点参加考试，校车行驶了30min后安全到达考点。

（1）求校车在送考过程中的平均速度。
（2）若校车和学生的总质量为9000kg，车轮与地面接触的总面积为0.2m²。求校车对水平路面的压强。（g取10N/kg）
（3）若校车以12m/s的速度在一段平直路面上匀速行驶，校车受到的牵引力为5000N。求校车发动机牵引力的功率。

体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A。当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）。求：

（1）拉力F的功率；（2）物体A受到的重力；（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力。

图中是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔，底盖A平时顶住水箱的出水孔，一旦饮水槽水位下降，浮球C受到的浮力减小，底盖A打开，水就通过出水孔从水箱流入饮水槽。设计水箱的最高水位为60 cm，水箱出水孔横截面积是30 cm²。底盖A及竖杆B的总质量是400 g，浮球C的质量是600 g，体积是2 dm³，g取10 N／kg。

（1）写出此装置应用到的物理知识（至少说出2条）；
（2）通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作；
（3）若能正常工作，请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素；若不能正常工作，请提出使该自动装置正常工作的改进方案。