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在底面积为S的薄壁柱形大容器中注入少量的水,再将一高为h、内底面积为S1。外底面...

在底面积为S的薄壁柱形大容器中注入少量的水,再将一高为h、内底面积为S1。外底面积为S2的薄底柱形小容器放入大容器中,小容器与大容器底刚好接触且不挤压,测得此时大容器中水深为h0(如图所示);已知水的密度为ρ。小容器一直保持竖直状态,请解答下列问题:

(1)画出此时小容器受力示意图;

(2)求小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的压强;

(3)向小容器中注满水后,若使小容器对大容器底的压力最小,求应再向大容器中至少注入的水的质量。


 

 

(1) (2) ρ水g;(3) ρ水(S-S2) 【解析】 (1)小容器受到重力和水的浮力,小容器与大容器底刚好接触且不挤压,它们之间没有力的作用,如图所示: (2)由图可知,大容器中水的体积 V水=Sh0-S2h0 小容器放入大容器之前,水的深度 h= 小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的压强 p=ρ水gh=ρ水g (3)原来小容器放入大容器中,小容器与大容器底刚好接触且不挤压,处于漂浮状态 G小容=F浮=ρ水gS2h0 向小容器中注满水后,小容器内水的重力 G小容水=ρ水gS1h 向小容器中注满水后,若使小容器对大容器底的压力最小,小容器处于漂浮时,压力最小,所以 F浮总=G总= G小容+ G小容水=ρ水gS2h0+ρ水gS1h 排开水的体积 V排==S2h0+S1h 此时水的深度 h1==h0- 再向大容器中至少注入水的体积 V注=(S-S2)(h1-h0)= (S-S2) 再向大容器中至少注入水的质量 m注=ρ水V注=ρ水(S-S2) 答:(1)见解析; (2)小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的压强是ρ水g; (3)向小容器中注满水后,若使小容器对大容器底的压力最小,求应再向大容器中至少注入的水的质量是ρ水(S-S2)。  
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现有电压为U=8V的电源(电压保持不变),量程为0~3V的电压表,三个阻值已知的电阻R1)、R210Ω)、R3100Ω),开关及导线若干。请合理选择器材设计实验,比较精确地测出约为20Ω的未知电阻Rx的阻值。

(1)画出实验电路图:

(2)写出实验步骤和需要测量的物理量:

(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。

 

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学们用以下器材探究电流与电阻的关系:电流表(0~0.6 A0~3 A)、电压表(0-3V0~15V)、定值电阻(10Ω15Ω20Ω30Ω各一个)、滑动变阻器(0~50Ω)、电源(6V)、开关和导线若干。



 

(1)请你根据图甲所示的电路图,将图乙中的电路连接完整;(电压表、电流表均选小量程)

______

(2)滑动变阻器在电路中的作用是_________

(3)小强做此实验时,在电流表使用无误的情况下,收集测量数据,记录表格如下:

实验次数

电阻R

电流I/A

1

5

0.6

2

10

0.1

3

15

0.2

4

20

0.15

5

30

0.1

 

 

小强的五次实验操作中有一次是错误的,请你对小强记录的数据进行分析,你发现第____次测量的数据是错误的,错误的原因是________________

(4)请你根据表中的数据,在图丙中绘制出电流随电阻变化的图像;

______


 

(5)分析实验数据,可以得出的结论是____________________

 

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如图所示的滑轮组中,动滑轮重10N,小强用60 N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重100 N的物体,物体沿竖直方向上升0.4m。求:

(1)此过程中的额外功:

(2)该装置的机械效率。


 

 

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某实验小组测某种液体密度,设计了两种实验方案,请你阅读后回答问题:

方案一:①用调节好的天平测出空烧杯的质量m1

②向烧杯内倒入适量液体,再测出烧杯和液体的总质量m2

③把烧杯内的液体全部倒入量筒内,读出量筒内液体的体积为V1

④根据测得的数据算出该液体密度。

方案二:①在烧杯内倒入适量的液体,用调节好的天平测出烧杯和液体总质量m3=50g

②将烧杯内的部分液体倒入量筒内,读出量筒内液体的体积V2

③测出烧杯和剩余液体的总质量m4

④根据测得的数据算出该液体密度。


 

(1)实验原理:_________

(2)按方案______进行测量,实验结果要更精确一些:如果选择另一种方案,测得的密度值_________ 选填“偏大”或“偏小”);

(3)如图为方案二的实验数据,请设计记录实验数据的表格,并将方案二中的所有实验数据和处理后的数据填入表格_____

 

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小红在探究“家用电器实际功率”的科学实践活动中,以家里的电热壶为观察研究对象。如图所示,实践活动中使用电能表的参数为1000 revs/kW·h)。关闭家里的其它用电器,只让电热壶工作,已知c=4.2×103J/kg·℃),请你完成下列问题:

(1)用电热壶把1.2 L初温是20℃的水加热到70℃,求水吸收的热量;

(2)在这段时间电能表的铝盘转动了100 revs,求此电热壶烧水的效率。


 

 

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