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如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M,M...

如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块MM与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,请解答下列问题:(ρ=1.0×103kg/m3 g10N/kg

(1)通过计算说明当t=140s时,物块M在水中所处的状态;

(2)t=140s时,水对容器底部的压强和压力各是多少?

(3)40~140s阶段,浮力对物体做了多少功?

 

(1)漂浮;(2) ,15N;(3) 0.32J 【解析】 (1)物块M的体积 V=(0.1m)3=0.001m3 物块M的质量 物块M的密度 即物块的密度小于水的密度,由图像可知:当t=140s时,水的深度为h=12cm,大于立方体物块M的边长为10cm,则根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮。 (2)由图像可知当t=140s时,水的深度为12cm即0.12m,因此水对容器底部的压强为 当t=140s时,注入的水的体积 V水=5mL/s×140s=700mL=7×10-4m3 则 G水=m水g=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10-4m3=7N 由图像可知该容器为规则容器,所以液体对底部的压力 F=G水+GM=7N+8N=15N (3)当t=40s时,正好是物块M处于刚刚开始漂浮的状态,则 F浮=GM=8N 根据F浮=ρ液gV排可得 所以物块浸入水中的深度 在40s-140s阶段,物块M上升的高度为 h′=12cm-8cm=4cm=0.04m 则浮力对物体做功 W=F浮h′=8N×0.04m=0.32J 答:(1)物块M在水中处于漂浮状态; (2)水对容器底部的压强为,压力为15N; (3)浮力对物体做功0.32J;  
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如图甲所示,小丽家的风暖浴霸有一个进风口和一个出风口,工作时利用电动机鼓动空气流动,冷空气从进风口进来流经加热元件,从出风口出去就成了暖风,热风循环流动带动室内升温,图乙是这个风暖浴霸的简化电路图,其发热元件是两个电热丝R1R2,主要参数如下表,请解答下列问题

额定电压

220V

产品规格

600×300×180cm

产品功率

电热丝

低温:1210W

高温:2178W

照明:11W

电动机:44W

产品质量

6kg

适用面积

8m2

 

 

(1)当浴霸上的用电器全部正常工作时,浴霸干路中的电流最大是多少?

(2)若家庭电路的电压实际为200V,当浴霸处于高温档工作状态时,电热丝R1消耗的实际功率是多少?

(3)S1断开、S闭合,且浴霸处于低温档状态正常工作了一段时间,若电热丝产生的热量完全被浴室内的空气吸收,能使浴室内空气的温度升高10℃,这些热量也能使5kg的水温度升高20℃,则浴霸工作了多长时间?[最终计算结果保留整数,c=4.2×103J/kg·℃]

 

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如图甲所示,“空中列车”是以电为动力,采用悬挂的方式在空中轨道下方运行的列车,图乙所示是它的横断面示意图。一列总质量为1.2×104kg的“空中列车”用8个轮子悬挂在水平轨道上,每个轮子的受力面积为125cm2,匀速行驶了1km,耗电约为0.5kW·h。请解答下列问题:

(1)这列“空中列车”对轨道的压强为多少?(g10N/kg

(2)若“空中列车”消耗的电能有70%用于克服阻力做功,则列车受到的阻力约为多少?

(3)若列车克服阻力做功消耗的能量完全由热机来提供,热机的燃料完全燃烧放出的热量有40%用于克服阻力做功,则需要燃烧多少千克的燃料?(燃料的热值为4.5×107J/kg

 

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如图所示,在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,小明选择的器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干,用电阻箱(阻值范围0~999Ω,允许通过的最大电流为1A)替换定值电阻。

(1)建立起“电流的大小与电压、电阻大小有关系”这一科学猜想的依据是____________________________________________

(2)请在图甲的虚线框内画出实验电路图_______

(3)请用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整,(要求滑片向A端滑动时电流表示数变小)_______

(4)电路连接后,闭合开关,小明发现电压表的指针偏转超过其量程,电流表示数不为零,原因可能是____________________;(写出一种即可)

(5)小明进行了多次实验,下表是从中选取的三组实验数据,分析数据,可初步得到的结论是_____________________

实验序号

1

2

3

电阻相连入的电阻值R

5

10

15

电流I/A

0.48

0.24

0.16

 

 

(6)小明将电阻箱换成小灯泡,若其它器材不变,则还可进行的两个实验是__________________________。这两个实验的操作过程、需要测量的物理量是相同的,但对实验数据的处理方法所利用的原理分别是_______________________。(写出两个表达式)。

 

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在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小宇用如图甲所示的滑轮组进行了五次实验,实验数据如下表。(不计绳重、忽略滑轮轴的摩擦)

实验次数

物重G/N

物体上升的高度h/cm

测力计的示数F/N

测力计移动的距离s/cm

机械效率η

1

6

3

2.5

9

80%

2

6

5

2.5

15

 

3

6

8

2.5

24

80%

4

8

3

3.1

9

86%

5

10

3

3.8

9

88%

 

(1)实验时,应沿________方向缓慢拉动绳子自由端,使物体匀速升高;

(2)123次实验的数据可得:2次实验中滑轮组的机械效率是________滑轮组的机械效率与________无关;动滑轮的重力为________N

(3)分析145次实验数据,可得到的结论是______________

(4)小红利用小宇的实验器材组装滑轮组,她只改变了绳子的缠绕方式,如图乙所示,当提升相同的重物时,乙滑轮组的机械效率甲滑轮组的机械效率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

 

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如图所示,在“探究凸透镜成像的现律”的实验中,已知凸透镜的焦距为10cm,请解答下列问题

(1)小军将凸透镜放在标尺上50cm刻度处,把蜡烛放在35cm刻度处,移动光屏直到屏上出现清晰的像。利用此成像原理工作的仪器是________(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”);

(2)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动到45cm刻度处,取下光屏,从凸透镜的________侧(选填“左”或“右”)透过透镜能观察到一个________像(填像的倒正、大小和实虚情况);

(3)若观察到烛焰的像成在光屏的上方,可只将凸透镜向________(选填“上”或“下”)移动,使烛焰的像成在光屏的中央。

 

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