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如图所示,足够大圆柱形空容器A放在水平桌面上。在容器A底部固定一轻质弹簧,原长为...

如图所示,足够大圆柱形空容器A放在水平桌面上。在容器A底部固定一轻质弹簧,原长为L0;弹簧上端连有底面积为S0,高为h0的小圆柱形空容器B,制成容器B的材料密度为ρ0。小圆柱形容器B竖直压在弹簧上且不与A容器壁接触,此时弹簧的长度为L1。现往空容器A中缓慢加水,当弹簧的伸长量达到最大时,继续向容器A中加水,直至弹簧的变化量不再改变,上述过程中弹簧始终在竖直方向伸缩,且始终在弹性限度内。请你计算并(水的密度ρ,不计弹簧的体积)

1)小容器B的质量多大;

2)向空容器A中缓慢加水,当弹簧的伸长量达到最大时,弹簧的最大伸长量是多少;

3)当继续向容器A中加水,直至弹簧的变化量不再改变时,弹簧处于伸长状态还是压缩状态,或者是保持原长不变?

 

 

(1)(2) (3)当ρ水>ρ0时,F浮>GB,弹簧处于伸长状态; 当ρ水<ρ0时,F浮<GB,弹簧处于压缩状态; 当ρ水=ρ0时,F浮=GB,弹簧保持原长。 【解析】 根据题中“现往空容器A中缓慢加水,当弹簧的伸长量达到最大时,……请你计算并分析”可知,本题考查阿基米德原理和受力平衡的分析,关键是弹簧拉力的应用和容器B的受力分析,根据阿基米德原理和平衡条件列式计算。 (1)未加水前,容器B处于静止状态,根据力的平衡条件可得:GB=F, 弹力的表达式为,容器B压缩弹簧(此时弹簧的长度为L1),则 ,所以GB=F=k(L0-L1),则 。 (2)往空容器A中缓慢加水,当弹簧的伸长量达到最大时,弹簧对容器B向下的拉力最大,容器B受到的浮力也达到最大。此时容器B排开水的体积:V排=S0h0, 最大浮力:, 弹簧的最大拉力:。 根据容器B受力平衡可得: F浮最大=F拉+GB 即, 所以,此时弹簧的伸长量 (3)当弹簧的伸长量达到最大时,继续向容器A中加水,直至弹簧的变化量不再改变时,即容器B浸没在水中,则 ………① GB=k(L0-L1)…………..② 所以,比较①②可知: 当ρ水>ρ0时,F浮>GB,弹簧处于伸长状态; 当ρ水<ρ0时,F浮<GB,弹簧处于压缩状态; 当ρ水=ρ0时,F浮=GB,弹簧保持原长。  
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考点分析:
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(6分)现有水、量杯、石块(足够重)、细绳(质量忽略不计)、待测木块(密度比水的密度ρ小且不吸水),请你用给出的器材测出木块的密度.

(1)实验步骤:

(2)计算公式(用测出的物理量符号表示):

 

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电磁继电器

电磁继电器是电子控制器件,由低压控制电路和工作电路两部分组成,它能用较小的电流控制较大的电流。电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和触点。电磁铁内部铁芯和衔铁都是软铁类物质,这种物质在有外磁场时容易被磁化,离开磁场时容易退磁。低压控制电路通过接通电源,电流通过电磁铁线圈产生磁场,磁场的磁感应强度与通过它的电流成正比,具有磁性的电磁铁对衔铁有吸引力,电磁继电器就是通过低压控制电路中有无电流使触点接触状况发生改变的。

1)接通低压电源时使电磁铁内铁芯________,断电后电磁铁内铁芯________

2)如图甲所示,与衔铁相连的直杆是一种简单机械,物理上称之为________

3)如图甲所示,在实验中电磁继电器工作时,可能发生的动作是________(填所选项的字母)。

A.低压电源断开,工作电路中的灯泡不亮,电动机转动

B.低压电源接通,工作电路中的灯泡不亮,电动机转动

C.低压电源断开,工作电路中的灯泡发光,电动机转动

D.低压电源接通,工作电路中的灯泡发光,电动机不转动

4)某次低压电源通电后,电磁铁不能将衔铁完全吸下,现要使电磁继电器能正常工作,可采取的措施是

________(填所选项的字母)。

A.减小工作电路中的电流                B.增大工作电路中的电流                   

C.减小低压控制电路中的电流            D.增大低压控制电路中的电流

5)如图乙所示,描述了电磁铁对衔铁的吸引力的大小F与低压控制电路中的电流强度I的关系,可能正确的是________

 

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(一)小泽发现:漆黑夜间上洗手间,很难摸到墻上开关,于是动手自制夜间照明电路。

器材:6V新蓄电池,规格为“2.5V0.5A”的新灯泡L、定值电阻R0、开关S、导线若干。

1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求:夜间闭合开关S,电压表显示电源电压,灯泡正常发光;白天断开开关S,电压表指针指零,灯泡熄灭。

______

(二)数月后,小泽发现:闭合开关S,灯泡发光,亮度有所下降。

2)小泽猜想1:可能是长期使用,蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低。闭合开关,如图乙所示,电压表显示旧蓄电池的输出电压为________伏。

小泽猜想2:可能是长期使用,灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生________(填所选项的字母)。

A.先升华后凝华B.先汽化后液化                C.先熔化后凝固            D.先升华后凝固

(三)小泽用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I—U图像。

3)请在图内中以笔画线代替导线完成电路,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端。

______

4)请根据图丁将实验⑥的电流表的示数填入表格,并根据实验表格在图戊中画出旧灯泡的I—U的图像。

实验序号

U/V

0

0.5

1

1.5

2

2.5

I/A

0

0.18

0.28

0.34

0.38

__

 

______

 

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工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m,此过程中拉力的功率为120W.(g10N/kg)求:

(1)有用功;

(2)滑轮组的机械效率;

(3)若工人用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为300N,额外功占总功的20%,工人提升货物的重。

 

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某电热水器的额定电压为220V,有高温和低温两个档位,高温档的电功率为2100W。在额定电压下,高温档工作时将40kg、初温20℃的水加热至70℃。(C=4.2×103J/kg·℃)(不计热量损失)求:

1)水吸收的热量为多少J

2)电热水器需要工作多长时间?

 

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