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(10分)某电开水器的结构如图甲所示(剖面图),简化的内部电路如图乙所示,进水管...

(10分)某电开水器的结构如图甲所示(剖面图),简化的内部电路如图乙所示,进水管管口的阀门由轻质浮子1和与它们相连的两根轻质硬杆控制,只有进水管中的水压在正常范围内,冷水箱和煮水箱中的水位就比出水管管口低,冷水不会从出水管流出。当冷水箱中的水位达到一定高的时,浮子2浮起,会触动单刀三掷开关S1,煮水电热管R1通电发热,冷水被煮沸,水面升高,开水就从出水管进入贮水箱,当贮水箱中水位达到一定高度时,浮子3浮起,又会触动单刀三掷开关S1,煮水暂停,一旦贮水箱中水温下降使温控开关S2闭合,保温电热管R2就会通电发热,开水处于保温状态。

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(1)已知煮水电热管R1的阻值为12.1Ω,保温电热管R2的阻值为48.4Ω,求电开水器的最大发热功率。

(2)图甲中,当浮子1上升到最高处后,它的最上端恰好和出水管管口相平,阀门就会将进水管管口关闭,此时AC杆沿竖直方向。已知浮子1的体积V=2.5×10-4m³,进水管管口和阀门的横截面积S均为1×10-4m²(不计阀门的质量、管壁的厚度及两者之间的摩擦);BOBA=201(O为轻质浮子1的球心、A为两轻质硬杆的相交处,B为轻质硬杆BO的转轴),水箱内水面上方的气压P0=1×105Pa。为了不让冷水直接进入贮水箱,进水管管口阀门的上表面受到的压强不能超过多少Pa?

 

(1)P=U²/R1=(220V)²/12.1Ω=4000W。 (2) P最大=F/S= (FAC+F大气)/S =(50N+1.0×105Pa×1×10-4m2)/1×10-4m2=6×105pa 【解析】 试题分析:(1)由P=U2/R可知:在电源电压U=220V不变时,总电阻最小,发热功率最大,所以当只有R1工作时,发热功率最大,最大为所以P=U²/R1=(220V)²/12.1Ω=4000W。 (2)由题意可知:为了不让冷水直接进入贮水箱,当浮子1恰好与出水管相平时且浸没时受到的压强最大: 此时受到的浮力F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-4m3=2.5N,则A点受到的最大压力为FAC=F浮×BO/BA =50N ,由于上下都受到大气压的作用,所以阀门上表面受到的压强为 P最大=F/S= (FAC+F大气)/S =(50N+1.0×105Pa×1×10-4m2)/1×10-4m2=6×105pa 考点:电功率的计算,杠杆与浮力的综合分析与计算  
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考点分析:
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(4分)某同学用下列器材研究影响滑动摩檫力大小的因素:粗糙程度均匀的长木板一块,质量相等的木块和铝块各一个,弹簧测力计一只。如图所示,4次实验中他都用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动物块,使其在水平长木板上做匀速直线运动。

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(1)甲、丙两图所示的实验说明:接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与           有关。

(2)丙图中,弹簧测力计的示数为        N,铝块受到的摩擦力大小为          N。

(3)丁图中铝块受到的摩擦力大小       乙图中铝块受到的摩擦力大小(填“大于”、“等于”或“小于”)。

 

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(6分)图甲是测量小灯泡电功率的电路。小灯泡的额定电压为2.5V。

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(1)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整(导线不允许交叉)

(2)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关后发现小灯泡不亮,电压表示数为零,电流表指针偏转。逐渐向右移动滑片,小灯泡始终不亮,电压表示数仍然为零,电流表示数逐渐变大。该电路故障可能是                

(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如下表所示

实验次数

1

2

3

4

5

6

7

8

发光情况

明亮

更明亮

较亮

较暗

微光

熄灭

熄灭

电压U/V

2.5

2.1

3.0

1.7

1.3

0.9

0.5

0.1

电流I/A

0.28

0.26

0.30

0.24

0.21

0.19

0.16

0.05

分析实验数据可知:

小灯泡的额定功率为           W。

7、8两次实验中,灯泡熄灭的原因是                     

小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是          (填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”)

 

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(4分)在探究水沸腾时温度变化特点的实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,当水温接近90时,每隔1min记录一次温度,绘制了如图所示的水温与时间关系的图像。

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(1)水沸腾时看到大量的“白气”不断地从烧杯上冒出,这些“白气”是由于水蒸气       而形成的。

(2)由图象可知:水沸腾时温度变化的特点是           ,水的沸点是         。此时烧杯内水面上方的气压        (填“大于”、“等于”或“小于”  )1标准大气压。

 

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(3分)如图所示,用力打击一摞棋子中间的一个,该棋子由静止开始沿水平方向飞出,这表明:         。上面的棋子由于         要保持原来的静止状态,同时,这些棋子因为受到          的作用,又落到下面的棋子上。

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(3分)靠近北极圈的挪威中部小镇留坎镇四面环山,由于高山阻挡,每年9月到第二年的3月太阳光都照射不到小镇,这种情况维持了100多年。现在,当地人在附近一座450米高的山顶上竖起了三块巨大的平面镜,如图甲所示。这些平面镜由电脑控制,能跟踪太阳自动调整角度,确保太阳光被反射到镇中心广场,这样小镇的三千多居民就能在镇中心广场感受到温暖的太阳光。如图乙所示,MN表示置于山顶的一块平面镜,B点表示广场上被照亮的某一位置。

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(1)一束太阳光经平面镜上的O点反射后到达B点,请在乙图中画出该入射光(保留作图痕迹)

(2)若入射光在纸面内绕O点转过6度,则平面镜MN需绕O点转过   度,才能使反射光仍然照射到B点。

 

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