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图1是密水池水位自动控制模拟装置∶可绕O点转动的轻质杠杆A端用轻绳系正方体浮块,...

1是密水池水位自动控制模拟装置∶可绕O点转动的轻质杠杆A端用轻绳系正方体浮块,B端固定一轻质三角支架,支架与固定不动的压力敏感电阻RF保持水平接触挤压,杠杆保持水平平衡,已知∶AO长为1mBO长为2m;浮块边长为20cm,密度为5×103kg/m3,下表面距池底2m;当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时,铁K被释放,水泵开始工作向水池注水,反之停止注水,池内达到所设定的最高水位,线圈电阻不计;电压U=6V,电阻箱R调至75Ω;设RF的阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示,g10N/kg

(1)浮块的重力为____N。在达到最高水位之前,随着浮块排开水的体积逐渐增大,支架对RF的压力将____

(2)当池内达到所设定的最高水位时,求∶

轻绳对浮块的拉力____

池内水面距池底的高度____

(3)为使该装置能自动控制水池内的最高水位,在其他条件不变的情况下,电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是____

 

400 减小 350N 2.125m 50Ω≤R≤90Ω 【解析】 (1)[1]由密度计算公式,可知浮块的质量为 由重力与质量关系可知浮块的重力为 [2]随着浮块排开水的体积逐渐增大,其所受竖直向上的浮力逐渐增大,根据杠杆平衡条件,可知支架对RF的压力将逐渐减小。 (2)[3]当池内达到所设定的最高水位时,电路中电流I=0.02A,即 则RF的电阻为 由图可知,RF的阻值与支架所施加压力F的数值关系为 此时支架对RF的压力为 FB=175N 根据杠杆平衡条件 代入数据得A端绳拉力为 [4]在A端根据平衡条件 FA+F浮=G 代入数据得 F浮=400N-350N=50N 根据浮力公式 代入数据可得 则浮块浸入水中的深度为 则池内水面距池底的高度为 (3)[5]当浮块浸没后其所受浮力达到最大且不再变化,此时浮力为 此时A端绳的拉力为 根据杠杆平衡条件 代入数据得B端压力为 此时RF的阻值达到最小,为210Ω,则电阻箱R接入电路阻值最大为 当浮块不受水浮力时,代入数据得B端压力为200N,此时RF的阻值达到最大,为250Ω,则电阻箱R接入电路阻值最小为 故电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是50Ω≤R≤90Ω。  
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考点分析:
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“超级电容”电动公交车利用超级电容替代电池储存电能,仅需在起始站和终点站充电数分钟就能完成一次运营。在平直公路上,某次运营过程简化为图示三个阶段阶∶

阶段一∶公交车充满电后,从起始站加速运动至A处时速度达到54km/h,此阶段电容释放的电能为E1=1.5×106J,其中80%转化为车的动能。

阶段二∶公交车从A处开始以54km/h的速度匀速行驶100s后到达B处,此阶段电容释放电能的90%用于维持公交车匀速行驶,公交车匀速行驶时所受阻力为3000N

阶段三∶公交车从B处开始刹车,最后停在终点站。

(1)求公交车运动至A处时的动能E2

(2)在公交车匀速行驶的过程中,求电容释放的电能E3

(3)在进站刹车过程中,若公交车可将动能减少量的75%回收为电能储存在电容中。

求进站车过程中回收的电能E4

到达终点站后,要将电容充满电,求需要充入的电能E5

 

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如图1所示,质量为20kg的重物放在水平地面上,重物与地面间的接触面积为0.1m2。利用图2所示的滑轮组,小明在20s内将重物匀速提高5m,他对绳子自由端施加的拉力为150N。不计绳重和轮轴处摩擦,g10N/kg

(1)求图1中重物对地面的压强;

(2)在图2所述过程中,求∶

小明所做的额外功。

小明做功的功率。

 

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小华用图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)

(1)1是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶________

(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零,已知仅导线发生故障,则图1中导线____(选填“”、“”或“”)发生了____ (填写故障名称)

(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在U-I图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示,则根据记录的数据和图像可知∶

小灯泡的额定功率为____W

实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为____

A.5Ω  2A          B.10Ω   2A    C.20Ω   1A     D.30Ω  1A

(4)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的U-I图像应为图3中的虚线____(选填“”、“”或“”),你选择的依据是____

 

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“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示∶将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至木板上后与木块碰撞通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法,得到了图2虚线框内的四个实验场景。

(1)为探究小车动能与质量的关系,应选用场景_____(选填“”、“”或“”)进行实验;选用场景进行实验时,可探究小车动能与____的关系

(2)在实验中,小车动能越大,发生碰撞时对木块所做的功就越____,木块被碰撞后在木板上____

(3)若将场景中的木块均移走,利用这两个场景可探究____对物体运动的影响,为提高实验结论的准确性,还需再增加一次实验,为此,在场景的基础上,你所作的调整是________

 

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在探究不同物质吸热升温的现象实验中∶

(1)小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则他应将平衡螺母向____端调节;调节天平平衡后,为称取质量相等的沙子和水,小强将装有沙子和水的相同烧杯分别放在天平的左、右托盘上,称取完成后,天平平衡时的场景如图2所示,则小强在称取中存在的问题是____

(2)小强组装的实验装置如图3所示,他在器材安装中的一处错误是____

(3)实验中某时刻温度计的示数如图4所示,其读数为____

(4)实验结東后,小强根据图5所示的温度随时间变化图像,用三种方法来比较沙子和水吸热升温的快慢,从而建立比热容的概念∶在相同的时间t内比较温度变化在相同的温度变化内比较时间tt均不同,则可用____来比较沙子和水吸热升温的快慢。在初中物理中,比较物体____的快慢时也用到了上述方法。

 

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