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底面积为0.2m2高为1米的柱形容器,容器重为200牛,容器中装满水。AB为一轻...

底面积为0.2m2高为1米的柱形容器,容器重为200牛,容器中装满水。AB为一轻质杠杆,始终保持水平平衡,OA=1m   OB=2m AC为一始终处于竖直状态的轻质硬质细杆,与柱体C相连,且始终与C 上表面垂直。物体C的底面积为0.1m2C的上表面与液面相距0.2m,下表面与容器底相距0.3m,质量为50kg的人站在水平地面且举起手来作用在杠杆B点,与地面接触面积为0.05m2,未放水时,人对地面的压强为12000Pa,容器以每秒5kg的速度从底部向外放水,细杆AC能承受的最大拉力为200N。求:

(1)物体C的密度;

(2)细杆AC刚好不受力时,容器对地面的压强;

(3)人对地面的压强与放出液体m的关系式,并定量做出p-m图像。(表述更清楚点)

 

(1);(2) 7000Pa;(3)见解析 【解析】 (1)人对地面的压强为12000Pa,根据可知,此时人对地面的压力为 人的重力为500N,人对地面的压力为600N,所以此时杠杆B点对人有向下的压力,大小为 所以人对杠杆的力方向向上,大小为 根据杠杆平衡条件可得,细杆对杠杆A点的力方向向上,大小为 对物体C进行受力分析可知,物体C受到自身重力GC,方向竖直向下、水对其的浮力F浮,方向竖直向上以及细杆对其的压力FC,方向向下。由受力平衡可知 由题意可知,物体C的底面积是0.1m2,结合容器高为1m可知物体C的高度h为0.5m。物体C的体积为 物体C浸没在水中,结合及阿基米德定律可得 物体受到的浮力为 解得物体C的密度为 (2)细杆AC刚好不受力时,物体C只受重力和浮力,且重力等于浮力,即 解得此时物体C浸没在水中的高度为 此时物体C露出水面的高度为0.2m,如图中3所示, 当细杆AC刚好不受力时,水面的位置在图中虚线3的位置。所以此时需要放出水的体积为为 容器内原来水的体积为 此时容器内剩余水的体积为 容器对地面的压力为 根据可得,容器对地面的压强为 (3)结合(1)(2)和图可知,对物体C进行分段分析。 ①在阶段,根据题意可知,容器放出水的质量为 此阶段容器放出水的质量范围为 因为物体C受力情况与(1)中一样,即人受力情况不变,所以,此时人对地面压强不变为 ②从物体C刚露出水面到细杆AC刚好不受力,为过程,同理可得,此阶段容器放出水的质量范围为 这段时间内每放出质量为m的水,液面下降的高度为 此时物体C受到的浮力为 结合(2)可知物体C的受力情况可知,AC对杠杆的力向上为 根据杠杆平衡条件可知,杠杆对人的力向下为 人对地面的压力为 人对地面的压强为 ③在图中3位置,物体C不再受到细杆AC对其的压力。继续放水,物体C重力不变,浮力减小,此时,细杆AC对其有向上的拉力,当AC承受的最大拉力为200N,结合阿基米德原理可得此时物体浸没在水中的高度为 代入数据解得,此时液面的位置如图中4所示。在阶段,同理可得,此阶段容器放出水的质量范围为 这段时间内每放出质量为m的水,液面下降的高度为 此过程刚开始时物体浸没在水中的深度 在此过程中,物体受到浮力的变化式为 结合物体C的受力情况可知,AC对杠杆的力向下为 根据杠杆平衡条件可知,杠杆对人的力向下为 人对地面的压力为 人对地面的压强为 ④当细杆被拉断之后,水直至放空,则m的取值范围为 人对地面的压力为 人对地面的压强为 综上所述,人对地面的压强与放出液体m的关系式 图像如图所示 答:(1)物体C的密度; (2)细杆AC刚好不受力时,容器对地面的压强是7000Pa; (3)人对地面的压强与放出液体m的关系式 图像  
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考点分析:
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小明同学在初三物理创新实验大赛中设计了一个电子量角器、如图甲所示,把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心O转动的金属滑片,PAB接触良好。如图乙所示,A为电流表(量程为0 ~ 300mA、内阻不计),R0为保护电阻,理想电源电压U = 3V不变。备用滑动变阻器两个:R110Ω1 A)、R250Ω0.2A),选择合适的滑动变阻器连入MN两接线柱,把电子量角器AO两个接线柱分别与EF相接,将电流表表盘重标数据后可以从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容:

(1)用导线连接MN,将AO分别与EF相接,闭合开关。当P滑到A处时,电流表示数为250mA;当P滑到B处时,电流表示数为100mA。由此可知保护电阻R0 = _____Ω

(2)小明希望将刻度线标在电流表“100mA”刻度处,那么他应该选择的滑动变阻器是_____(选填“R1”、“R2”或“R1R2均可”)。按此要求接好电路并将滑动变阻器滑片调到要求位置,闭合开关。当被测量角度为100°时,电流表的示数应该为_____mA

(3)小明为了使电流表示数I更方便地转换为所测角度θ,即∠AOP。他提炼出了一个“校准—测量—计算”的标准实验流程:

①校准:将滑动变阻器调到适当阻值后接入电路,闭合开关。将电子量角器的滑片P滑到A处,记下此时电流表的示数为I1;保持滑动变阻器连入电路的阻值不变,将滑片P滑到B处,记下此时电流表的示数为I2

②测量:拨动电子量角器的滑片P使∠AOP与被测角重合,记下此时电流表的示数为I3

③利用测得物理量I1I2I3 根据表达式θ = _____计算结果。

 

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如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“10Ω 1 A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像,下列说法中正确的是(  )

A.电源电压为6 V

B.小灯泡的额定功率为2 W

C.整个电路的最小功率为0.9W

D.滑片在a点时,小灯泡与滑动变阻器的功率之比为1:5

 

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如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为S,弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块,从水面开始缓慢浸入水中,在金属块未触底且水未溢出的过程中,测力计示数F随金属块下降距离h (相对于容器底部)的关系图像如图乙所示,下列分析正确的是(  )

A.金属块逐渐浸入水的过程,受到的浮力一直在减小

B.金属块的高度大于h1

C.金属块的密度为

D.金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压强增加

 

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现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热,则可根据它们吸收的热量和升高的温度,在温度—热量图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,以下结论正确的是(  )

A.乙的比热容比甲的比热容大

B.丙的比热容比甲的比热容小

C.丙的质量比甲的质量小

D.丙的质量比乙的质量小

 

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下列说法正确的是(  )

A.凸透镜成实像时必须用光屏承接,否则无法观察到像

B.叉鱼时应该瞄准鱼的像的上方

C.光从一种介质进入另一种介质时会发生偏折

D.小明通过放大镜看书上的字,调整距离可以看到的倒立的像

 

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