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巴蜀中学初2020届同学设计了一款如图甲所示的力学装置,杠杆OAB始终在水平位置...

巴蜀中学初2020届同学设计了一款如图甲所示的力学装置,杠杆OAB始终在水平位置保持平衡,O为杠杆的支点,OB=3OA,竖直细杆a的上端通过力传感器连在天花板上,下端连在杠杆的A点,竖直细杆b的两端分别与杠杆和物体M固定,水箱的质量为0.8kg,不计杠杆、细杆及连接处的重力。当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为3kg。力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小,图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像:

(1)图甲所示的水箱装满水时,水受到的重力为多少N

(2)物体M的密度为kg/m3

(3)当向水箱中加入质量为1kg的水时,力传感器的示数大小为F;继续向水箱中加水,则当力传感器的示数大小变为4F时,水箱对桌面的压力为多少N

 

(1) 30N;(2);(3) 38N 【解析】 (1)根据题意知道,当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为3kg,所以,水受到的重力是 (2)由图乙可知,水箱中没有水时(m=0),压力传感器受到的拉力FA=6N,由杠杆的平衡条件F1l1=F2 l 2知道 所以 即物体M的质量是 水箱中水质量为0~1kg时,压力传感器受到的拉力为6N不变,此时M没有受到浮力作用,即水箱中水质量为1kg时,液面恰在M下表面处。 水箱中水质量为1~2kg时,压力传感器受到的拉力先变小后变大。变小时,M受到向上浮力作用逐渐变大,M对杠杆OAB的B端有向下的拉力逐渐变小;压力传感器受到的拉力为零时,M受到向上浮力等于M重力作用,M对杠杆OAB的作用力为零;继续加水时,M受到向上浮力逐渐变大, M重力不变,M对杠杆OAB的B端向上的支持力逐渐大。 水箱中水质量为2~3kg时,压力传感器受到的拉力为24N不变,即B端受到M对杠杆OAB力不再变化,则此时M完全浸入由杠杆的平衡条件可知 所以 以M为研究对象,M此时受到浮力为 所以M的体积为 物体M的密度为 (3)由图乙可知,加入质量为1kg的水时,力传感器的示数大小为6N,当加入质量为2kg的水时,力传感器的示数大小为24N,即为加入质量为1kg的水时力传感器的示数的4倍。由第二问可知,此时B端受到M对杠杆OAB向上的8N的力。 将水箱、加入水箱的水、浮块整体作为研究对象,杠杆OAB对整体由向下的8N的压力,则水箱此时对桌面的压力为 答:(1)水箱装满水时,水受到的重力为30N; (2)物体M的密度为; (3)当向水箱中加入质量为1kg的水时,力传感器的示数大小为F;则当力传感器的示数大小变为4F时,水箱对桌面的压力为38N。  
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如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“5V  2.5W”的字样,滑动变阻器R1的最大阻值为60Ω,定值电阻R2的阻值为20Ω,电压表量程为0~3V,灯丝电阻不随温度变化,求:

(1)小灯泡L正常发光时的阻值为多少?

(2)S1S2S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,小灯泡L恰好正常发光,此时定值电阻R2的电功率为多少?

(3)保证电路安全时,该电路消耗的最小电功率。

 

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202026日,自新冠肺炎爆发后,为防止疫情的蔓延和人群交叉感染,某物流公司自主研发的智能配送机器人在武汉完成了智能配送的第一单:从仓库的仁和站出发,将医疗物资送到了武汉第九医院。该智能配送机器人设计的最大速度是15km/h,空载质量350kg,承载量可以达到150kg。(g10N/kg

(1)若配送机器人以最大速度匀速行驶6km,需要多长时间?

(2)满载的配送机器人静止在水平地面上,若轮胎与地面的总接触面积为250cm2,则它对地面的压强是多少?

 

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小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,如图所示,用到以下器材∶额定电压为2.5V的待测小灯泡L1、滑动变阻器R150Ω 0.5A”、R2100Ω 1A”、R3800Ω 1.5A”各一个、电流表(0~0.6A0~3A)、电压表(0-3V0-15V)、学生电源(电压恒为6V)、开关、导线若干:

 

(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整(要求滑片右移灯泡变暗,且导线不交叉);

_______

(2)连接好电路,正确操作,移动滑动恋阻器的滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表、电流表示数均为0,经检查电表完好,则故障可能是__________

A.小灯泡断路        B.小灯泡短路

C.滑动变阻器断路        D.滑动变阻器短路

(3)故障排除后,小明移动滑片P,当电压表的示数为2V时,滑动变阻器应向_____(选填“左”或“右”)移动;使电压表的示数达到额定电压,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____ W

(4)小明根据实验中获得的6组数据绘制的小灯泡的“I-U”图像如图丙所示,则本实验中小明对滑动变阻器的最佳选择是_____(选填“R1”“R2”或“R3”)。由图像可知小灯泡的电阻随温度的升高而_____(选填“增大”、“不变”或“减少”);

(5)若实验时调节灯泡L1正常发光后,小明再用标有“2V A”的小灯泡L2替换L1,再次调节滑动变阻器让L2正常发光,若前后两次L1L2的功率差PL与滑动变阻器的功率差P相等,则L2的额定功率为__________ W

(6)完成上述试验后,小明又找来10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个,重新选择仪器和量程并设计好电路,准备探究“电流与电阻的关系”的实验,他将定值电阻的控制电压设定为2V,接入电阻后,发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片,电压表的的指针都无法准确指在2V的刻度线上,发生这种现象的原因可能为______

A.控制电压为2V太低    B.电源电压为6V太高    C.选择了R3接入电路进行实验

 

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同学们在实验室里测某种小矿石的密度,选用天平、量筒、小矿石、细线、烧杯和水,进行了如下的实验操作,如图所示;

将小矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积;

把游码放在标尺的零刻度线处;

调节横梁上的螺母,使横梁平衡;

把天平放在水平桌面上;

将小矿石和砝码正确放入两盘中,并增减砝码和移动游码直至横梁平衡;

在量筒中倒入适量的水并记下水的体积;

(1)正确的实验操作顺序是以下哪一项__________

A④③②⑤⑥①    B⑥①④③②⑤    C⑥①④②③⑤    D④②③⑤⑥①

(2)在调节天平时,发现指针位置如图a,此时应将平衡螺母向_______调(选填“左”、“右”);

(3)用调节好的天平称小矿石的质量,正确称量时,将小矿石放在天平的______盘(选填“左”或“右”);平衡时,放在另一盘中的砝码和游码的位置如图b所示;量筒量出小矿石的体积如图c所示,由此可知,小矿石的密度为_______ kg/m3

(4)实验中,若矿石会吸水,则所测密度会_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);

(5)实验中,小明同学没有使用天平只使用了量筒也测出了矿石(不考虑吸水)的密度,请你把下面实验步骤补充完整:

A.在量简中装入足够多的水,记录示数V1

B.将小矿石放入小烧杯中,放入盛满水的大烧杯中(如图d所示);

C.取出石块,将量筒中的水倒入小烧杯中,直至________,读出量筒中剩余水的体积,记录为V2

D.再将小矿石浸没在此时的量筒水中,记录示数示数V3

E.根据以上记录,写出小矿石密度的表达式ρ=_____(用实验所测物理量的字母表示,水的密度用ρ);

(6)小矿石的质量如图b所示,若小烧杯质量为13.2g,底面积15cm2,则图d中小烧杯浸在水中的深度为__ cm

 

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在探究“凸透镜成像规律”的实验中:

(1)如图甲,平行光正对凸透照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是______的实像(选填“放大”或“缩小”),若保持烛和光屏位置不变,移动镜至______ cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像;

(2)课后,小丽和小明又尝试,当他们相距2m,通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方,小明好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,如图丙,则下列说法中不正确的是__________

A.此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内

B.若图片中小丽将透镜水平向右移动一定距离,小明看到正立的像可能变大

C.小丽从透镜中看不到小明的像

D.小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像

 

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