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小明学习了力学知识后,小明回家做了如图所示的实验操作:将装有适量水的薄壁圆柱形容...

小明学习了力学知识后,小明回家做了如图所示的实验操作:将装有适量水的薄壁圆柱形容器(底面积为60cm2,高度为30cm)放在水平桌面上。用弹簧秤吊着一实心、均匀、硬质工件AB(不吸水)浸入水中。工件AB重为12NAB部分均为圆柱形,AB部分的高度均为10cmA部分的横截面积为40cm2B部分的横截面积为20cm2g10N/kgρ=1.0×103kg/m3),求:

(1)该工件的密度为多少g/cm3

(2)若小明向容器中加水,当容器中水的深度为20cm时,弹簧秤的读数为9.6N,求此时水对工件A底部的压强?

(3)当容器中的水深为20cm时,小明吊着工件从此位置缓慢竖直向下移动,当弹簧秤的读数为7.6N时,求此过程中工件向下移动的距离?(结果保留一位小数)

 

(1) 2;(2) 600Pa;(3) 2.7cm 【解析】 (1)A部分的体积 VA=SAh=40cm2×10cm=400cm3=4×10-4m3 B部分的体积 VB=SBh=20cm2×10cm=200cm3=2×10-4m3 则该工件的体积 V=VA+VB=4×10-4m3+2×10-4m3=6×10-4m3 由G=mg=ρgV可得,该工件的密度 ρ===2×103kg/m3=2g/cm3 工件的密度为2g/cm3。 (2)根据称重法可得,工件所受的浮力 F浮=GF拉=12N9.6N=2.4N 根据F浮=ρ液gV排可得工件排开水的体积 V排===2.4×10-4m3=240cm3<400cm3=VA 说明A没有全部浸没在水中,只有部分浸入水中,则此时该工件浸入水中的深度为 h′===0.06m 此时水对工件A底部的压强 p=ρgh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa 水对工件A底部的压强为600Pa。 (3)当细线的拉力为7.6N时,根据称重法可得,工件所受的浮力 F浮=G-F拉=12N-7.6N=4.4N 根据F浮=ρ液gV排可得工件排开水的体积 V排′===4.4×10-4m3=440cm3>400cm3=VA 说明A浸没在水中,B只有部分浸入水中,则此时该工件浸入水中的深度为 h′=hA+=0.1m+=0.12m=12cm 设工件下降后水的深度为h′,由于容器中水的体积不变,则 S容器h′-V排=S容器h-SAhA浸 即 60cm2×h′-440cm3=60cm2×20cm-40cm2×6cm 解得:h′≈23.3cm; 原来工件下表面距容器底的高度 h1=20cm-6cm=14cm 当细线的拉力为7.6N时,工件下表面距容器底的高度 h2=23.3cm-12cm=11.3cm 所以,工件下降的距离 d=h1-h2=14cm-11.3cm=2.7cm 工件下降的距离是2.7cm。 答:(1)该工件的密度为2g/cm3; (2)此时水对工件A底部的压强为600Pa; (3) 此过程中工件向下移动的距离为2.7cm。  
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考点分析:
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电学量往往能够反映力学、热学等物理量的变化,如图所示是王斌同学设计的测量装置,他能通过电表读效算出球体的直径,图中MN是两块平行夹板,N固板定,M板可以带动划片P上下移动,并使Pb的长度始终与被测量直径相同,电阻线ab总长度为15cm,其每厘米的电阻为,除上述器材之外,他还准备了以下器材:

A.电源(提供4V稳定电压)        B.电流表A1(量程0~0.6A)一个

C.电流表A2(量程0~3A)一个        D.电压表V1(量程0~3V)一个

E.电压表V2(量程0~15)一个        F.定值电阻R010Ω20Ω30Ω各一个)

G.开关S一个,导线若干(足够长)

(1)王就同组的其他同学认真研究该原理图之后认为:首先,该图中有个电表是没有作用的,应该去掉:其次,改进电路应该使电表的刻度均匀,为帮他解决这个问题,同学们用理想电压表或电流表设计了如下四个改进的电路,其中可行的是________

(2)王斌老师看过设计图后肯定了同学们的设计,还提出进一步的要求:应该尽量增大该装置能测量的直径范围,如果希望电表上的每条刻度线都能表示出移动的距离值,要达到此目的,电表应该选_____(选填BCDE),定值电阻应该选择_____Ω

(3)在听取了同学和老师的建议之后,王斌改进并完善了设计方案之后再次做该实验,当被测球体的直径是7.5cm时,则电路中的电表的读数是_____。(请注意带单位,没有单位不给分)

 

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如图所示,电源的电压为12V,且保持不变,R0为“100Ω0.5A”的滑动变阻器,R2=10Ωcdef为两对接线柱,另有一只定值电阻R1和一根导线接在两对接线柱上。电路1:当闭合SS1,断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,滑动变阻器消耗的功率为P1=1W;电路2:当闭合SS2,断开S1,滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗的功率为P2,下列说法正确的是(  )

A.R1接在cd之间,导线接在ef之间

B.R1的阻值为20Ω

C.电路2中,当滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗的功率P2=4W

D.闭合SS2,断开S1,使R2消耗的功率不小于0.9W,且保持电路安全工作,则滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω30Ω

 

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用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上,重为100N的物体提升一定高度,当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果正确的是(  )

A.1~2s内,拉力F做的功是15J B.2s~3s内,拉力F的功率是8W

C.0s~1s时,物体对地面的压力是30N D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是66.7%

 

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如图甲所示,架设两套完全相同的加热装置,两套装置的试管中分别装有少量的相等体积的M固体和N固体,它们的温度随时间变化的图线如图乙所示,在20min内,M物质从固体熔化成了液体,N物质始终是固体。则下列说法正确的是(  )

A.Oabb'M物质的熔化图象,Oa'b'N物质的沸腾图象

B.0~10min内,M物质的比热容比N物质的比热容大

C.M物质肯定是晶体,N物质可能是非晶体

D.0~10minN物质吸收的热量大于M物质吸收的热量

 

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下列关于光现象的说法正确的是(  )

A.高楼大厦的玻璃幕墙造成的光污染是由于光的漫反射引起的

B.远视眼看近处物体时,像落在视网膜前面,应配戴合适的凸透镜矫正

C.日食和月食是由于光的反射引起的

D.烛焰在凸透镜的主光轴上,以速度v1.2 f处匀速运动到1.9f(f为焦距),这段时间内像移动的速度为v′,v>v

 

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