【題目】如圖甲所示,一個柱形容器放在水平桌面上,容器中立放著一個底面積為100cm2,高為12cm 均勻實心長方體木塊A,A 的底部與容器底用一根細繩連在一起,現(xiàn)慢慢向容器中加水,當加入1.8kg 的水時,木塊A對容器底部的壓力剛好為0,如圖乙所示,此時容器中的水的深度為9cm 已知細繩長度為L=8cm,ρ 水=1.0×103kg/m3。求:
(1)當木塊 A 對容器底部的壓力剛好為0,A 受到的浮力;
(2)木塊A 的密度;
(3)若繼續(xù)緩慢向容器中加水,當容器中的水的總質量為4.5kg 時,停止加水,如圖丙所示,此時將與A 相連的細繩剪斷,求細繩剪斷前、剪斷后木塊靜止時,水對容器底部壓強的變化量(整個過程中無水溢出)
【答案】(1) 9N;(2) 0.75×103kg/m3;(3) 50Pa
【解析】
(1)已知木塊A的底面積S木=100cm2,由乙圖可知:當木塊A對容器底部的壓力剛好為0,水的深度為h水=9cm;則木塊A排開水的體積為
V排=S木h水=100cm2×9cm=900cm3=9×10-4m3
木塊受到的浮力為
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×9×10-4m3×10N/kg=9N
(2)木塊A的體積為
V木=S木h木=100cm2×12cm=1200cm3=1.2×10-3m3
由于木塊A對容器底部的壓力剛好為0,木塊A處于漂浮,則
G=F浮=9N
由G=mg=ρVg可得,木塊的密度為
(3)木塊A對容器底部的壓力剛好為0時,由可得所加水的體積為
由乙圖可知,水深h水為9cm,則
V水1=(S容-S木)h水
則容器的底面積為
再次加水后容器中水的總體積為
由丙圖可知,木塊下表面以下水的體積為
V1=S容L=300cm2×8cm=2400cm3
則木塊下表面以上水的體積為
V2=V水2-V1=4500cm3-2400cm3=2100cm3
設此時木塊浸入水的深度為h′,則
V2=(S容-S木)h′
所以,木塊浸入水的深度為
此時木塊排開水的體積為
V排′=S木h′=100cm2×10.5cm=1050cm3
若將細線剪斷,木塊將上浮,當木塊靜止時,由于與圖甲中的木塊都是漂浮,則木塊受到的浮力相等,排開水的體積相等,所以,細線剪斷后木塊漂浮時,其排開水的體積為
V排″=V排=900cm3
細繩剪斷前、剪斷后,排開水的體積變化量為
ΔV排=V排′-V排″=1050cm3-900cm3=150cm3
則水的深度變化量為
所以,水對容器底部壓強的變化量為
Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m=50Pa
答:(1)A受到的浮力為9N;(2)木塊A的密度為0.75×103kg/m3;(3)細繩剪斷前、剪斷后木塊靜止時,水對容器底部壓強的變化量為50Pa。
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【題目】如圖為意大利推出的一款外形圓潤可愛的逛街機器人“吉塔”。它最多可攜帶20kg的物品,幫助女士們解決拎重物的煩惱。若“吉塔”自身質量為50kg,在平直公路上的最大時速為36km/h,內部由一塊“20V4000Ah”的電池供電,試計算
(1)若“吉塔”滿載前進時與地面之間的壓強為3.5×104Pa,那么“吉塔”滿載前進時與地面之間的接觸面積為多少cm2;
(2)滿載時的“吉塔”在平直公路上以最大時速前進3.2h可將電池電量全部耗光,若“吉塔”前進時的能量轉化效率為80%,那么“吉塔”滿載前進時的牽引力是多少N;
(3)若“20V 4000Ah”電池儲備的能量改由混合新能源氣提供,那么至少需要多少m3的新能源氣?(新能源氣的熱值q新能源氣=4.8×108J/m3)
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【題目】(1)如圖所示,閉合開關后,用酒精燈給細鐵絲加熱。在鐵絲溫度逐漸升高并發(fā)紅的過程中,觀察電流表的示數(shù)__________(選填“變小”或“變大”)和小燈泡亮度變暗。你能得出的結論是______________。
(2)如圖所示是學習物質的導電性一節(jié)中所做的實驗,將廢棄燈泡的玻璃外殼打碎,留下燈頭和固定兩根引線的玻璃芯,將與之相連的燈絲去掉,利用燈頭把玻璃芯與LED串聯(lián)接入電路中,此時LED不能發(fā)光;然后用酒精燈加熱玻璃芯,當玻璃芯發(fā)黃變紅時,LED發(fā)光。這個實驗說明______________________。
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【題目】實驗桌上有如下器材:符合實驗要求的電源一個、已調零的電流表和電壓表各一只、開關一個、各種阻值已知的定值電阻和導線若干。某同學從實驗桌上選擇適當器材,探究“當通過電阻的電流保持不變時,電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比”。該同學設計的電路如圖所示,主要的實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄結果如下:
①斷開開關S,按照電路圖連接電路,把滑動變阻器的滑片P調到接入電路阻值最大的位置。
②閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器滑片P到適當位置,用電壓表和電流表分別測出R兩端的電壓U和通過R的電流I,把數(shù)據(jù)R、U、I記錄在表格中,斷開開關S。
③更換接入電路中的電阻R,閉合開關S,用電壓表和電流表分別測出R兩端的電壓U和通過R的電流I,把數(shù)據(jù)R、U、I記錄在表格中,斷開開關S。
④仿照步驟③,再進行四次實驗,將各次實驗數(shù)據(jù)R、U、I記錄在表格中。
⑤利用公式P=UI分別計算出各電阻R消耗的功率P,把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
數(shù)據(jù)記錄結果
R/Ω | 2 | 4 | 7 | 10 | 15 | 20 |
U/V | 1.0 | 1.6 | 2.4 | 2.9 | 3.5 | 4.0 |
I/A | 0.50 | 0.40 | 0.34 | 0.30 | 0.24 | 0.20 |
P/W | 0.50 | 0.64 | 0.82 | 0.87 | 0.84 | 0.80 |
根據(jù)以上實驗過程,回答下列問題:
(1)該同學的探究過程中存在的問題是__________________________。
(2)請你針對該同學探究過程中存在的問題,寫出改正措施:__________________。
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【題目】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,發(fā)現(xiàn)蠟燭、凸透鏡和光屏如圖所示位置放置時,光屏上形成一個清晰的燭焰像下列說法正確的是( )
A.所成的像是倒立、放大的實像
B.此成像特點的應用是照相機
C.若凸透鏡被遮去一半,則像的亮度不變
D.若只將蠟燭和光屏的位置互換,光屏上不能成清晰的像
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【題目】在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中(不計空氣阻力)
(1)如圖甲所示,讓兩個不同質量的鋼球分別從同一斜面的同一高度由靜止釋放質量越____ (填“大”或“小”)的鋼球把木塊B 撞得越遠,說明鋼球的動能就越大;
(2)如圖乙所示,若斜面光滑,不計空氣阻力,鋼球機械能守恒鋼球從斜面靜止滑下碰撞木塊后,木塊在水平面上滑動一段距離后停下來增大斜面的傾角,仍讓鋼球從同一高度處由靜止滑下,則木塊在水平面上移動的距離______ (填“變大”、“不變”或“變小”)。
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【題目】運動員利用器械進行訓練的示意圖,其中橫桿可繞固定點在豎直平面內轉動,,系在橫桿端的細繩通過滑輪懸掛著物體。運動員小強站在水平地面上時,對地面的壓強為,當他用力舉起橫桿端恰好使在水平位置平衡時,他對橫桿端豎直向上的作用力為,此時他對水平地面的壓強是,小強的質量為_______。若在物體下面再加掛物體,小強需要用更大的力舉起橫桿端,當在水平位置再次平衡時,他對橫桿端豎直向上的作用力為,他對水平地面的壓強為,此時細繩對橫桿端的拉力為。加掛的物體質量為________。(g = 10N/kg,橫稈與繩的質量均忽略不計)
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【題目】某同學做凸透鏡成像規(guī)律的實驗時,將焦距為10cm的凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處,光屏和點燃的蠟燭分別位于凸透鏡兩側,蠟燭放置在20cm刻度線處,如圖所示。移動光屏,直到在光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像。下列說法正確的是( )
A.光屏上呈現(xiàn)的是燭焰倒立放大的實像
B.蠟燭和光屏的位置不變,將凸透鏡移到光具座上35cm處光屏上可再次得到一個清晰的實像
C.要將光屏上的像變大,應將蠟燭向右移動,光屏也要向右移動
D.該實驗現(xiàn)象與照相機的成像特點相同
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【題目】2017年7月5日,寧夏回族自治區(qū)首批新能源“共享汽車”在石嘴山市大武口區(qū)投入運營,第一批上線的20輛汽車為奇瑞EQ。一輛奇瑞EQ空車時整車質量為1128kg,電動機的最大輸出功率為42kW。設該車行駛過程中受到的阻力是車重的0.1倍。(g取)請問:
(1)電動機是電動汽車的核心部分,電動機工作時能量的轉化是_____,電動機的工作原理是_____。
(2)該車靜止在水平地面上,輪胎與地面的接觸總面積為時,則空車時該車對地面的壓強多大?_____
(3)若該車載人后總質量為1200kg,該車以最大輸出功率在平直公路上勻速行駛時速度多大?_____
(4)小麗家距學校大約7200m,小麗爸爸開奇瑞EQ送小麗去學校路上用時10min,石嘴山市道路限速,請計算說明小麗爸爸是否超速?_____
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