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    20．如图所示为锅炉保险阀门示意图，在锅炉内的水开始沸腾后，会产生大量水蒸气，使锅炉内气体压强增大．当锅炉内气体压强超过设定值时，阀门会被顶开，蒸汽会跑出一部分，锅炉内气体压强减小．已知阀门S的面积为2cm2，AB=2AO，B处所挂重物的重力为20N，若锅炉内的水持续沸腾使气体压强达到最大，设保险阀门杠杆OB在水平位置平衡，杠杆和阀门的质量忽略不计，大气压强为P大气=1.0×104Pa．求：
    （1）阀门S对杠杆OB的作用力F，为多少牛？
    （2）此时锅炉内气体的压强P蒸汽为多少帕？

    分析 （1）根据杠杆平衡条件可求得阀门S对杠杆OB的作用力FA；
    （2）锅炉内的蒸汽对阀门有向上的作用力，大气对阀门有向下的作用力，锅炉内气体达到最大压强时，阀门对杠杆的作用力FA=F蒸汽-F大气，由压强公式可求得阀门对杠杆的作用力，然后利用压强公式求得此时锅炉内气体的压强．

    解答 解：（1）由杠杆平衡：G×OB=FA×OA，
    可得，阀门S对杠杆OB的作用力FA=$\frac{G×OB}{OA}$=$\frac{20N×3OA}{OA}$=60N，
    （2）锅炉内气体达到最大压强时，阀门对杠杆的作用力FA=F蒸汽-F大气，
    由压强公式p=$\frac{F}{S}$可得F=pS，
    则阀门对杠杆的作用力FA=F蒸汽-F大气=p蒸汽S-p大气S，
    则锅炉内气体的压强p蒸汽=$\frac{{F}_{A}}{S}$+p大气=$\frac{60N}{2×1{0}^{-4}{m}^{2}}$+1.0×105Pa=4.0×105Pa．
    答：（1）阀门S对杠杆OB的作用力F，为60N；
    （2）此时锅炉内气体的压强P蒸汽为4.0×105Pa．

    点评 本题综合性较强，涉及到压强的计算、单位换算、杠杆平衡条件．在解题时要认真分析，根据所学公式解题．

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    10．在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，小刘完成了如图所示的实验．
    （1）实验中让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始自由下滑，是为了使小车到达水平面时的速度相同．
    （2）实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变小车在平面上所受的阻力大小．
    （3）由图所示的现象可知，小车在水平方向上受到的阻力越小，速度减小的越慢，在平面上运动的距离越远，在这一基础上合理推理，如果小车不受阻力将做匀速直线运动．
    （4）根据实验结论分析，如果所有外力都同时消失，此时静止在座位上的你将静止．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    11．“辽宁舰”航空母舰出海试航，当航母在平静的水面航行时，它所受的浮力等于它的总重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）．当航空母舰上舰载飞机起飞后，它排开水的体积减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）．舰艇护航编队在较近距离时一般采用前后护航形式，而不采用“并排”护航．当两船高速并排行驶时，两船之间流体流速大压强小，容易发生碰撞事故．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    8．下列实例中，目的是为了减小摩擦的是（　　）
    A．浴室脚垫做的凹凸不平B．用橡胶制作自行车的闸皮
    C．自行车轴承中装有滚珠D．旅游鞋底有凹凸的花纹

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    15．在水平桌面上有一个重8N，底面积为0.02m2的长方体木块，用2N的水平拉力匀速拉动木块，则木块受到的摩擦力为2N；拉力增到3N时，木块受到的摩擦力为2N，其对桌面的压强为400Pa．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    5．寒冷的冬天．爸爸经常开着自家的小汽车接送小明上下学．小明乘车时也不忘对物理现象的观察．

    （1）如图甲所示是小汽车的后视镜，小明观察后发现，后视镜是一个凸面镜，用凸面镜做后视镜的好处是可以扩大视野．
    （2）小明观察到，后视镜上有时会出现许多小水珠，一般小水珠应出现在B．
    A．上学，小汽车开出温暖车库时      B．放学，小汽车开进温暖车库时
    （3）后视镜上有电加热装置，用电加热能除去镜面上的水珠，镜面上水珠消失的过程属于物态变化中的汽化．
    （4）如图乙所示，爸爸把车开到地下车库出口时，需要刷出门卡才能出门，卡内置有铜线圈，芯片、天线、当卡靠近刷卡仪器时，仪器产生的磁场会使出门卡内产生瞬时电流，出门卡再将自身编码等信息通过出门卡内置无线发送给刷卡机．有关出门卡工作的过程说法错误的是B．
    A．刷卡过程中发生了电磁感应现象           B．刷卡过程中，电能转化成机械能
    C．刷卡过程中刷卡机相当于一个无线电接收台  D．刷卡过程中，信息是通过电磁波发射出去的
    （5）小明所在小区的地下车库，出、入口处相当于一个斜面．此处斜面非常陡，工人师傅在斜面上做了许多横条纹．上坡时爸爸还要放慢车速．请你用所学的物理知识回答下列问题．
    ①在车库出、入口斜面上刻横条纹的目的是为了压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力．
    ②上坡时爸爸要放慢车速，除了为了安全外，还有什么目的？

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    12．小伟利用光具座进行了凸透镜成像的探究实验：
    （1）物理使烛焰的像能成在光屏的中央，要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度．可是在实验中他发现光屏上的像偏下，那么他应该把凸透镜向上（选填“上”或“下”）调节，使像最终成的光屏的中央；
    （2）通过实验他得到了凸透镜的像距v和物距u关系（如图甲所示），由图可知凸透镜的焦距是10cm；当物距为30cm时的成像特点可应用于照相机　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．
    （3）他按照如图乙所示：①将眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊，只将光屏远离透镜移动时，又能在光屏上看到烛焰清晰的像．
    ②将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜移动时，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像．分析实验现象可知：甲乙两个眼镜中，乙是凸透镜．在实验现象①和②中，属于近视眼矫正原理的是①．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    9．如图为常用的电热饮水机，水桶容量为20L，热水箱容量为1L，图乙是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，其阻值为990Ω，R2是加热电阻，其阻值为110Ω．
    （1）当S闭合时，饮水机处于加热状态（“加热”或“保温”）．
    （2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从15℃加热到95℃．需用时15min（水的比热容为4.2×103J（k/g•℃）．求此加热过程中：
    ①水吸收的热量；　　
    ②饮水机的加热效率．
    （3）求保温状态下加热电阻R2的功率．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    10．随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小红家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌如表），安装在卫生间的墙上．小红在使用过程中发现：
    某型号电热水器
    额定电压/V220
    额定电功率/W2420
    容积/dm350
    商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮
    （1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22℃上升到46.2℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），水的密度为1.0×103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率．
    （2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压．
    （3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全．如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻．

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