初中科学竞赛题.docVIP

1.如图所示是某公共厕所的自动冲水装置．浮筒A是边长为20cm的正方体，盖片B的质量为1kg，面积为80cm2，厚度不计．连接AB的是长为30cm，体积和质量都不计的硬杆．当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所（g取10N/kg）．（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？（2）浮筒A的质量是多少？（3）当水箱中的水有多深时，盖片B又自动关上？ 3、某科技小组的同学们设计了一个自动冲刷装置，该装置能把进水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门进行冲刷．如图是该装置主要部件的截面示意图，AB是一个可以绕O点转动的轻质杠杆，OB=2OA；C是厚度为d、底面积为S的放水阀门（阀门C刚好堵住排水管管口）．将一根细绳一端系在阀门C中央，另一端系在杠杆的A点．浮筒D是一个底面积为4S的空心圆柱体，将细绳一端系在浮筒D下端中央并通过定滑轮使绳的另一端与杠杆的B点相连．当水箱中的水深为2.5h时，系在浮筒D下端的细绳刚好被拉直；当水箱中的水深为3h时，阀门C刚好被打开．在阀门C被打开前，杠杆AB始终保持水平，若细绳所受的重力以及装置的机械阻力均忽略不计，水的密度为ρ水，则放水阀C的质量为 一种供牲畜饮水的装置如图所示．其工作原理是：底盖A平时顶住水箱底部出水口，一旦饮水槽的水位下降，底盖A就落下，水立即从出水口流入饮水槽，实现自动补水．已知水箱底部出水口的横截面积为20cm2，底盖A、细杆B和浮球C的总质量为0.8kg，浮球C的体积为2dm3，饮水槽水位最高时浮球C恰好浸没．g取10N/kg，求：（1）浮球C受到的最大浮力是多少？（2）为保障饮水槽中的最高水位不变，往水箱中蓄水时，水箱中的水位最高为多少？ 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．（g=10N/kg）（1）请写出该装置涉及到的两条物理知识：（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？10m20N 5N 5×10-4m3 6、如图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可以顶住水箱的出水孔．只要牲畜饮水，饮水槽中的水位就会下降，浮球C受到的浮力减小，底盖A打开，水就会通过出水孔从水箱流入饮水槽自动补水．设计水箱的最高水位为h1，水箱出水孔横截面积是30cm2，底盖A及竖杆B的总质量是400g，浮球C的体积是2dm3；若将浮球C换成同体积的浮球D，设计水箱的最高水位将变为h2，已知将浮球C换成同体积的浮球D后，再次达到设计水箱的最高水位时，水箱底部受到水的压强减小了2000Pa，浮球C与浮球D的密度ρC：ρD=2：5．（g取10N/g） 求：（1）浮球D的密度　ρD；0.5×103 kg/m3 （2）设计水箱的最高水位h1．0.4m． 7、如图所示是公厕自动冲洗用的水箱示意图．该水箱中有一个圆柱形浮筒P，下水管口有一个圆片形盖子A，两者之间用一绳相连，若水箱的深度足够，要让水能自动从管中流出，则（　　） A、只要浮筒P的质量很小 B、只要浮筒P的浮力足够大 C、盖子A必须比浮筒轻 D、浮筒P的横截面积必须大于盖子A的面积 8、某学校课外科技小组的同学为学校的厕所设计了一个自动冲刷水箱．这种水箱能够把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后，自动开启放水阀，将水集中放出，这样就可以以较大的水流冲刷便池．如图所示，A是一面积为S1的圆形放水阀门，其质量和厚度均忽略不计，且恰好能将排水管口盖严．阀门的左端与排水管口的边缘相连并能绕垂直纸面的轴O向上转动，右端通过一很小的挂钩及连杆与浮子B相连，连杆的长度为h1，连杆质量和阀门转动受到的摩擦均不计．若将浮子B设计为一个质量为m、高为h2的空心圆柱体，它能将阀门拉起的最小横截面积S2是多少？ρ水gh2S2=mg+ρ水 9、某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物．如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图．图中水箱A是一个底面积为200cm2的圆柱桶，桶的深度为60cm，上面敞口．浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心密封圆柱体，其底面积S1为80cm2，高为30cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S2为