某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动:
(1)研究弹簧的特性.他们做了如图a的实验,根据实验数据作出了弹簧伸长;与拉力F的关系图象如图b所示.
(2)设计方案;设计的原理图如图c所示,利用量程为3V的电压表的示数来指示物体的质量(电压表刻度盘如图),弹簧(即图a中使用的弹簧)的上端与变阻器的滑片和托盘连接(托盘与弹簧的质量均不计),OA间有可收缩的导线,当盘中没有放物体时电压表示数为零.
(3)分析与计算.已知滑动变阻器总电阻R=12Ω,总长度12cm,电源电压恒为6V,定值电阻R
=10Ω(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内;g=10N/kg).求:
①当物体的质量为100克时.电压表的示数是多少?
②该电子秤能测量的最大质量是多大?
③改装好的电子秤刻度与原来电压表表头的刻度有何不同?
考点分析:
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人类正积极开发和利用太阳能,如太阳能热水器、太阳能电池等.小颖想测出地球表面接收到太阳能的总功率.
(1)天气晴朗时,小颖测得太阳能热水器1 h内平均能使质量为36 kg的水从20℃升高到30℃,则水吸收了多少热量?[c
水=4.2×10
3J/]
(2)小颖查得热水器接收太阳能的总有效面积为1.2 m
2,热水器能把接收到的太阳能的50%转变为水的内能,则这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率是多少?
(3)已知地球接收太阳能的总有效面积为1.3×10
14m
2,则地球表面接收到太阳能的总功率为______.小颖查阅相关资料获知,辐射到地球的太阳能总功率为1.7×10
17w,与她计算得到的功率相差较大,试分析原因是______.
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一辆汽车驶过润扬大桥,交警示意停车,该车司机反应时间为0.5s,反应距离为12.5m,查得该车总质量为10t.车轮与地面总接触面积为0.12 m
2,按照规定,该车速度不得超过100km/h,对地面的压强应在7×10
5Pa以内,请通过计算说明该车被拦下的原因是什么?(g取10N/kg)
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下雨天,小颖站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌.她想,雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢?她提出了两种猜想:
(1)雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关; (2)雨水流淌的时间.丁能与屋面的倾角有关.
猜想是否正确呢?为此,她设计了一个如图的装置(斜而光滑且较长,倾角a可调),用小球模拟雨滴进行了如下的探究活动:
(1)保持斜面的倾角α不变,换用不同质的小球,让它们分别从斜面的顶端由静止释放,测出小球下滑的时间如表一.
小颖经过分析得出如下结论:______.
表一
质量m/g | 3 | 6 | 8 | 12 | 20 |
时间t/s | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 |
表二
倾角a/° | 15 | 30 | 45 | 60 | 75 |
时间t/s | 1.9 | 1.6 | 1.2 | 1.6 | 1.9 |
(2)不改变底边的长度,多次改变倾角.让同一小球从斜面的顶端由静止释放(如图)测出每次下滑的时间如表二.小颖对上述数据:进行了归纳分析,得出的结论是______.
根据实验可知.为了减少雨水在屋面上流淌的时间.在建造人字形屋面时,屋面的倾角应该以______为宜.但实际建造房屋时,屋面倾角通常小于这个角,其原因之一可能是______.
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小明在超市看见白炽灯和节能灯后,想到一个问题:白炽灯和节能灯谁的寿命更长,使用时哪个更经济?为此他查阅了资料,摘出部分信息如下.资料一:白炽灯在白炽状态下发光时,有微粒不断地从灯丝上跑出来,温度越高,微粒跑得越厉害,使灯丝逐渐变细.资料二:60W白炽灯与某种11W的节能灯正常工作时照明效果相同(数据如表一).资料三:白炽灯和节能灯都不宜频繁开闭.
表一
电灯种类 | 额定电压 | 额定功率 | 寿命 | 单价 |
白炽灯 | 220V | 60W | 1000h | 1.5元 |
节能灯 | 220V | 11W | 3000h | 18元 |
表二
(1)以上资料蕴藏着一些物理知识.请写出两点:
①______;
②______,
(2)已知“220V 60W”的白炽灯,在常温下灯丝的电阻约80Ω,请通过计算将该白炽灯的有关数据填在表二的空格中.
(3)根据以上的数据分析,可知白炽灯不宜频繁开闭的原因是______.
(4)根据资料二的数据,若使白炽灯与节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束,白炽灯消耗的电能为______kW•h,节能灯消耗的电能为______kW•h.
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一只标有“3.8V”字样的小灯泡,灯丝电阻约为15Ω,小明想测出它正常发光时的电阻,选用了以下器材:电流表、电压表、开关、变阻器各一只、导线及新干电池若干.
(1)小明连接的实验电路如图所示,经检查发现有两处错误,请指出错误:
①______;
②______.
(2)小明纠正错误后开始实验,闭合开关后发现电压表没有示数,经检验发现电压表的15V量程挡已损坏,3V量程挡完好.现根据已有的器材完成实验任务.
①请你帮助小明设计电路图,并把它画在方框内.
②在实验过程中,调节滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数为______时,记下电流表示数,
根据公式R=U/I,算出灯丝电阻:
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