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边长为20cm的薄壁正方形容器(质量不计)放在水平桌面上,将质地均匀的实心圆柱体...

边长为20cm的薄壁正方形容器(质量不计)放在水平桌面上,将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部,其横截面积为200cm2,高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体,圆柱体始终直立,圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。(g10Nkg

(1)判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系,并写出判断依据;

(2)当圆柱体刚被浸没时,求它受到的浮力;

(3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为13时,求容器内液体的质量。

 

(1)见解析;(2) 20N;(3) 4kg 【解析】 (1)圆柱体的密度大于液体密度;依据:由图2可知,当注入液体质量大于2kg时,圆柱体对容器底部的压力不变,说明此时圆柱体浸没在液体中,即圆柱体沉底了,由浮沉条件可知,圆柱体的密度大于液体密度。 (2)由题意知,圆柱体的底面积为 其高为 h=10cm=0.1m 则圆柱体的体积为 正方体容器的底面积 圆柱体刚好浸没时,液体的体积为 由图2可知,圆柱体刚好浸没时,注入液体的质量为2kg,则液体的密为 根据阿基米德原理可得,当圆柱体刚被浸没时,它受到的浮力为 (3)由(2)知,圆柱体刚好浸没时注入液体的质量为2kg;当注入液体质量m1小于或等于2kg时,液体的底面积为 由可得,容器内液体的深度为 液体对容器底部的压强为 由图2可知,当没有注入液体时圆柱体对容器底的压力为140N,即圆柱体的重力为140N,则注入液体后,容器对桌面的压力为 容器对桌面的压强 已知 将①②代入③解得得: 解得 m1=2.8kg 因为 m1=2.8kg>2kg 故应舍去。 当注入液体的质量大于2kg时,即注入液体的深度大于10cm,因液体体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度,即 且根据可得液体的体积为 所以有 则此时液体的深度 此时液体对容器底部的压强为 容器对桌面的压强为 因为 p液:p容=1:3 所以 代入数据可得m=4kg。 答:(1)圆柱体的密度大于液体密度;依据:由图2可知,当注入液体质量大于2kg时,圆柱体对容器底部的压力不变,说明此时圆柱体浸没在液体中,即圆柱体沉底了,由浮沉条件可知,圆柱体的密度大于液体密度; (2)当圆柱体刚被浸没时它受到的浮力为20N; (3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,容器内液体的质量为4kg。  
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考点分析:
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小明在离家不远处施工,临时用导线将电水壶和电水龙头(打开几秒钟就能流出热水)接入家中电能表[3000r/(kWh)]。如图所示。电水壶的规格为“220V 1210W”,电水龙头的规格为“220V 2420W”,当电路中单独使用电水壶烧水时,铝盘转动110r,用时120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时,用了180s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求:

(1)电水壶和电水龙头的电阻;

(2)导线的电阻;

(3)在洗漱时,导线上产生的热量。

 

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学习了电功率后,小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。L1规格为“2.5V 0.25A”、L2额定电压是4.5VL3额定电压是6V,可调电压电源。图3是小灯泡L2L3IU图象。

(1)请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整______

(2)电路连接完成后,小明只闭合开关S1,发现电流表有示数,但小灯泡不发光,原因是______

(3)如表是实验中的相关数据。

实验次数

开关状态

电源电压

电流表示数

小灯泡电阻

小灯泡功率

1

S1闭合

U

0.25A

R110Ω

P10.625W

R2

P20.125W

R3

P30.25W

2

S1S2闭合

2.5V

0.50A

R3

P31.25W

3

S1S3闭合

0.25A

R110Ω

P10.6125W

4

S1S2S3均闭合

1.30A

R24.55Ω

P21.375W

 

 

1次实验中电源电压U______VL3的阻值R3______Ω

(4)分析表中数据可得出,规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是:

______

______

(拓展)完成实验后,老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源(稳压电源电压恒为6V)、电流表、小灯泡L3和开关串联,如图4所示。将滑片置于阻值最大处,闭合开关,向左移动滑片,当滑片从A点滑到最左端B点时(AB两点图中未标出),电流表示数变化了0.1A,则RAB______Ω

 

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斜面是一种简单机械,在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力,如:______。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢?(使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定,比值越小,越省力)

小明做了如下猜想:

猜想1:与斜面的表面材料有关;

猜想2:与斜面的倾斜程度有关;

猜想3:与物体受到的重力大小有关。

小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。

实验序号

1

2

3

4

5

6

斜面倾角

θ

θ

θ

θ

θ1θ1θ

θ2θ2θ1

斜面的表面材料

木板

毛巾

木板

木板

木板

木板

物块重G/N

2.0

2.0

4.0

6.0

2.0

2.0

沿斜面拉力F/N

1.35

1.52

2.70

4.05

1.52

1.70

 

回答下列问题:

(1)通过对比实验______中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关;

(2)通过对比实验156中的数据,得出的结论是:在其他条件相同时,______

(3)为验证猜想3,小明做了实验______(填写实验序号),分析实验数据后,小明认为这几次实验省力情况相同,依据是______

(拓展)完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力,将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m,则斜面的机械效率是______%。(把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功)

 

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在“探究光的反射规律”的实;验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直立在平而镜上,纸板由EF两部分组成,可绕竖直接缝ON翻转,如图1所示。

实验次数

入射角

反射角

1

30°

30°

2

45°

45°

3

60°

60°

 

 

(1)实验中还需要的器材是:______、激光笔和铅笔。

(2)将一束光贴着纸板E沿AO射到O点,纸板F上会显示出反射光束OB:为探究反射光和入射光是否在同一平面内,下一步的操作是:______

(3)使光束以不同角度入射进行实验,测量数据如上表所示。由此可得:在反射现象中,______

(4)如图2所示,已知入射光线与反射光线的夹角为90°,请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数______

 

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核能是一种______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆,核反应堆是通过可控______(选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于______(选填“发电机”“电动机”或“热机”)。

 

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