(6分)底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为ρ0的液体,横截面积为S1的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连,且部分浸入液体中,此时细线刚好伸直,如图19所示,已知细线所能承受的最大拉力为T,现往容器中再缓慢注入密度为ρ0的液体,知道细线刚好被拉断为止,请解答下列问题:
(1)画出细线刚好伸直时,木块在竖直方向上的受力示意图;
(2)导出细线未拉断前,细线对木块拉力F与注入液体质量m之间的关系式;
(3)求出细线刚好被拉断时于细线拉断后容器中液面恢复稳定时,容器底部所受液体压强的变化量。
(6分)某同学要测出一个电压约为40V的电源电压(电压保持不变),可供选用的器材如下:待测电源;一块电压表(量程0-15V);四个阻值已知的电阻,分别为R1(100Ω)、R2(150Ω)、R3(200Ω)、和R4(4kΩ);一个开关及若干导线,请合理选择器材,设计一个实验精确测出电源电压。要求:
(1)画出实验电路图
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量
(3)写出电源电压的表达式(用已知量和测量量表示)
(6分)小明在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:一个带挂钩的木块(重6N)、两个砝码(每个重5N)、一块长木板和一个弹簧测力计。所用实验装置如图所示。
在验证猜想一时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做匀速直线运动,读取弹簧测力计的示数;在木块上分别放置一个和两个砝码,按上述操作再做两次实验,得到的实验数据如下表所示。
实验次数 | 压力/N | 测力计的示数/N | 滑动摩擦力/N |
1 | 6 | 1.8 |
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2 | 11 | 3.3 |
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3 | 16 | 4.8 |
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(1)请将表中空格部分填写完整;
(2)结合实验过程分析表中数据,得出的结论是 ;
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材: 。
(7分)用伏安法测量某定值电阻R的阻值。
(1)请按照图所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图的电路连接。
(2)根据实验需求在虚线框内设计一个记录表格;并将某次实验的电表示数(图所示)及计算结果填入表中。
(5分)利用图所示的滑轮组,在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m,竖直向上的拉力F为125N。求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)拉力的功率。
(7分)小华用电能表测量家中电热淋浴器的热效率,他将家中其他用电器与电源断开,仅让淋浴器工作,把淋浴器内质量为50kg,初温为20℃的水加热到50℃,加热前后电能表示数如图所示,
已知C水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水吸收的热量。
(2)电热淋浴器的热效率。