图甲是一种自动蓄水装置示意图:力敏电阻固定不动,下方悬挂一圆柱体(其位置不随水面变化)。闭合开关S,水泵工作,向空水箱里缓慢注水,当水位达到设定高度h0时,水泵自动停止注水,此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半。已知:控制电路电源电压为3V,电阻箱R2阻值为5Ω,力敏电阻R1阻值与拉力F的关系如图乙所示,柱形物体的质量为1.6kg,底面积为10cm2,当线圈中电流I≤0.15A时,衔铁被释放,忽略线圈电阻,g取10N/kg。
(1)蓄水时,水位升高,当柱体缓慢浸入水中,柱体对力敏电阻拉力_____,线圈中电流_____;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)当水位达到设定高度时,求柱形物体浸入水中的深度h;_____
(3)求柱形物体的密度;_____
(4)若要提高水位设定高度h0,下列方法不可行的是_____(多选)
A.将电阻箱R2的阻值调大一些
B.适当增大电源电压
C.保持柱状体形状和体积不变,换用密度更大的柱形物体
D.保持柱体的高度和密度不变,减小柱体的横截面积
在一些农村地区建造的沼气池,通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气,利用沼气来烧火做饭,点灯照明。沼气池的应用,不仅使上述资源得以更好的利用,同时也给生活带来了诸多便利,使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。如图所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。
说明:1.沼气池;2.水压池;3.进料口;4.密封盖;5.输气管;6.贮气室;7.沼气压力显示器;8.总阀门;9.U形管压强计(里面装有染成红色的水);10.出料口盖板(不密封水压池,水压池仍与外面大气相通);11.阀门
已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下:
使用燃料 | 液化石油气 | 天然气 | 人工煤气 | 人工沼气 |
灶前压强(kPa) | 2.8 | 2.0 | 1.0 | 0.5 |
额定热流量(kW) | 普通炉 | 左:3.6 | 组合炉 | 左:3.6 |
右:4.0 | 右:3.6 | |||
单炉 | 4.0 |
取g=10N/kg,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)
(1)根据图所示,通过计算说明,该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭?
(2)有一天,该农户发现,沼气压强小于燃气灶的压强。为了能尽快利用沼气生火做饭,从物理学的角度看,可采取哪些措施?
(3)若该农户所用的燃气灶是普通炉,通常情况下,普通炉中的右炉单独正常工作时,将一壶质量为2.5kg、温度为20℃的水烧开,耗时约10min,试估算右炉烧水的效率。
如图所示,小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,已知物体重1.2×103N,密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面后牵引车作用在绳子上的拉力为500牛。若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg,问:
(1)物体浸没水中时所受的浮力多大?
(2)物体露出水面前滑轮组机械效率多大?
(3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s,牵引车拉力的功率多大?
为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
(1)该实验的原理是:P=UI。
(2)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是_____。(选填“R1”或“R2”)
(3)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(________)
(4)电路正确连按后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是_____。(选填字母)
A.电流表断路 B.小灯泡短路 C.小灯泡灯丝断了 D.滑动变阻器短路
(5)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,此时发现小灯泡亮度较_____;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向_____移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_____W。
(6)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是_____。
(7)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变);
①闭合开关S,S1接b,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1。
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1接a,读出此时电压表示数为U2。
则小灯泡额定功率P额=_____(用R0、U1、U2表示)。
在探究不同物质吸热升温的实验时,同一器材分别加热质量相等的水和煤油。每隔一的时间记录水和煤油升高的度。
(1)调节好天平后将空铝筒放置在天平左盘中,在天平右盘中加入砝码,并移动游码天平再次平衡时,天平所加砝码的位置如图甲所示。空铝桶的质量为_____。
(2)砝码盒里盛有100克,50克,20克,10克,5克砝码各一个。为了测量90克的水,接下来的操作应该是_____向铝桶中加水,直至大平再次平衡。
(3)再组装成如图乙所示的实验装置时,为保证用酒精灯外焰加热,应先调节好_____的高度。注意调节温度计的高度,使温度计的玻璃泡泡与液体_____。
(4)正确组装好器材后给水加热,当水温度达到35℃时开始计时;每隔0.5分记录一次温度计的示数并将数据记人下表。将铝桶中的水换成等质量的煤油,重复以上操作。
加热时间/min | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | |
温度/℃ | 水 | 35 | 38 | 41 | 44 | 47 | 50 |
煤油 | 35 | 41 | 47 | 53 | 59 | 65 |
①图丙是根据实验数据画出的水温度随加热时间的变化图像。请在丙中补画出煤油的温度随加热时间变化的像。
(______)
②由图像可知,质量相等的水和煤油升高相同的温度_____吸收的热量多;因此可以利用此性质用来制作_____。
③进一步分析图像发现质量一定的水,吸收的热量与升高温度的比值是相等的,质量相等的水和煤油,上述比值大小_____(选“相等”或“不相等”。)
小明用2mL的注射器、量程为0∼10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是二力平衡和。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞_____时,记下弹簧测力计的示数为5.2N;
步骤三:用刻度尺测出注射器_____长度为4.00cm;
步骤四:算出大气压强值为_____Pa;
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于_____。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,由此可知,此时活塞所受到的_____(填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。小华根据改进后测得的数据,重新计算大气压的值。