《杠杆与液体压强、浮力综合》中考链接 - 人教版初二下学期物理 - 读趣百科

《杠杆与液体压强、浮力综合》中考链接

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如图是某型号马桶的水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，器壁的厚度忽略不计．浮子与细杆$AB$相连，杆的$B$端与细杆$BC$相连，$C$端装有塞子，$BC$可绕$O$点旋转，$BO:CO=5:3$，当水箱的进水孔进水时，水面接触到浮子下端后，浮子内的空气开始被封闭压缩，浮子通过$AB$带动$BC$旋转到水平位置，当水位继续上升到一定高度时，塞子压住进水孔，停止进水，不计浮子、细杆的质量和摩擦．

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作用在$B$端的力为动力，则杠杆$BOC$为  杠杆（选填“省力”或“费力”）．

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省力

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由题知，作用在$B$端的力为动力，则动力臂为$OB$，阻力臂为$OC$，因为$BO:CO=5:3$，所以$BO>OC$，即动力臂大于阻力臂，所以杠杆$BOC$为省力杠杆．

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当水面接触到浮子下端，水位继续上升时，浮子内封闭的空气的体积  ，压强  （均选填“变大”、“变小”或“不变”）．

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题目答案

变小变大

答案解析

当水面接触到浮子下端，水位继续上升时，浮子内封闭的空气的体积变小、压强变大．

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停止进水时，若$C$端的塞子受到进水管内水的压力为$5\text{N}$，则浮子对$BC$杆的拉力为  $\text{N}$．

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题目答案

$3$

答案解析

不计浮子、细杆的质量和摩擦，停止进水时，${{F}_{C}}=5\text{N}$，由杠杆平衡条件可得：${{F}_{C}}\times OC={{F}_{B}}\times BO$，

浮子对$BC$杆的拉力：${{F}_{B}}=\frac{{{F}_{C}}\times OC}{BO}=\frac{5\text{N}\times 3}{5}=3\text{N}$．

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当进水管内的水压变小时，冲水后重新进水，最终浮子所受的浮力  （选填“变大”、“变小”或“不变”）．

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题目答案

变大

答案解析

当进水管内的水压变小时，冲水后重新进水，浮子排开水的体积变大，由${{F}_{浮}}={{\rho}_{水}}{{V}_{排}}g$可得浮子受到的浮力变大．

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当进水管内的水压过大时，水会从水箱溢出，从装置的结构方面优化，解决此问题的方法可以是  （只填一种）．

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减小$AB$杆的长度

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当进水管内的水压过大时，杠杆对塞子的力小于水的压力，水继续进入，会从水箱溢出，为了不让水溢出，需要增大杠杆对塞子的压力，从装置的结构方面优化，可以采取的方法：一是减小$AB$杆的长度，增大浮子的浮力；二是增大$OB$的长度，即增大动力臂的长度．

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