水对石块的平均压强:=ρga, 水对石块的平均压力:
=S=ρga×a=ρga,
×a>mg×b,
2
3
由杠杆平衡条件可知,水要推倒石块:
3
即:ρga×a>mg×b,解得:b<故选B.
二、填空题(每小题6分,共30分)
9. 交通运输中用“客运效率”来反映交通工具的某项效能,即客运效率=人数×路程/消耗能量.一个人骑电动自行车,消耗100万焦的能量可行驶30千米,一辆载有4人的普通轿车,消耗32000万焦的能量可行驶100千米,则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是 24:1 . 有一种自动充电式电动车,前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.当骑车者用力蹬车或车自行滑行时,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,转化成电能储存起来.某人骑车以500焦的初动能在粗糙的水平路面上滑行,若关闭自动充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图线①所示;若启动自动充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则向蓄电池所充电能是 200 焦.
解:(1)自行车的客运效率=
轿车的客运效率=
所以电动自行车与这辆轿车的客运效率之比==24:1;
(2)由图象①可以算出克服摩擦走1m消耗的能量==50J/m
由图象②看出第二次走了6m,克服摩擦消耗掉的能量=50J/m×6m=300J
骑车以500焦的初动能在水平路面上滑行,根据能量守恒定律,向蓄电池所充电能=500J﹣300J=200J
故答案为:24:1;200
10. 如图所示是研究钢丝伸长形变的实验.在底板一端固定一个滑轮A,另一端装一立柱B.在靠近滑轮一端处有一个带有小轮C和可绕竖直轴转动的小平面镜.把钢丝的一端固定在立柱上,另一端在小轮上紧绕一周后跨过滑轮挂上重物.在平面镜前置一激光器,让光线射向平面镜并反射投影至长木板末端的光屏上,这样,钢丝受力伸长,带平面镜转动一个小角度,反射光线在屏上就有一较大位移.为估算出BC间钢丝的伸长量△L,除了测量平面镜上光的反射点与光屏的距离L,以及反射光线在屏上的位移d,实验中还应测定的物理量是 小轮C的半径R ,可得伸长量△L=
(用以上测量量表示).
解:由题意知,要测量钢丝的伸长量,还需测定出小轮C的半径R; 设伸长量为△L,则平面镜转动角度为
,根据光的反射定律,反射光线与入射光线的夹角变
化为轮转动角度的2倍,则:故答案为:小轮C的半径R;
=
.
解得:△L=.
11. 由于眼睛有视觉暂留,因此会造成一些奇特现象.例如,在如图所示的黑色圆盘中有一白色窄条OA,圆盘绕垂直于盘面的中心轴以频率f0=30赫兹顺时针旋转,用频率f=150赫兹的频闪光去照射,在盘上能看到 5 根稳定的白色窄条.
喜欢观察昆虫的小华发现了类似的奇特现象,傍晚看到蜜蜂的翅膀在频闪灯的照射下,似乎在缓慢的震动,自上而下一次约为2秒,已知频闪灯的频率为50赫兹,则蜜蜂的翅膀振动的频率为 450.25 赫兹(已知这种蜜蜂的振动频率的范围是450~480赫兹).
解:(1)当f0=30Hz时,与转盘的频率相同,每次频闪时,白条都恰好转到同一个位置, 当f=150Hz时,相当于转盘转一周,频闪5次,白条有5次机会被照亮.所以,用频率f=150赫兹的频闪光去照射,在盘上能看到5根稳定的白色窄条;
(2)昆虫的翅膀振动过程中,频闪灯一亮一灭,灭的瞬间看不见,亮的瞬间又看见了,那么要出现这种现象,只能是昆虫的翅膀振动时从上到下的过程中又经过了频率的整数倍,即50Hz的整数倍,900倍在这个范围内,现自上而下一次是2秒,那么频率最小是0.25Hz,即为450Hz 再加一次就是450.25Hz. 故答案为:5;450.25.
12. 如图所示,六个电阻完全相同,阻值都是R,将电压为U的电源接在C、D两点之间,则BC两点间电阻R4的功率为
.若将电源接在线路中的A、C两点,则 R5 (选填“R1”;
“R2”;“R3”;“R4”;“R5”;“R6”;所有电阻)中无电流流过.
解:(1)将电压为U的电源接在C、D两点之间时,从C点开始到D点结束,等效电路图如下:
由图可知:R2、R3和R4、R5;构成电桥电路,由于它们的阻值相同, 所以UCB=UBD=UCA=UAD,且UCB+UBD=U; ∴BC两点间电阻R4的电压为:UCB=U;
∴R4的功率P===.
(2)由图可知:R1、R4和R3、R6;构成电桥电路,由于它们的阻值相同, 所以UAB=UBC=UAD=UDC,且UAB+UBC=U;UAD+UDC=U; ∴UAB=UBC=UAD=UDC=U,即B、D两点的电压为零.
因此电阻R5中无电流流过.故答案为:;R5.
13. 两个同样的开口容器用两根同样的管子连通且装满水,两管各用阀门关闭(如图所示).两容器里水温保持恒定,左边的容器里水温为t1,右边的容器里水温为t2,并且t1>t2>4摄氏度.如果阀门K1保持关闭状态,打开阀门K2,则容器里的水将 从右向左 (选填:从左向右、从右向左、不会)通过阀门K2;此后打开阀门K1,则容器里的水将 从左向右 (选填:从左向右、从右向左、不会)通过阀门K1.
解:①因为t1>t2>4℃,根据水的热胀冷缩可知,左侧水的密度小于右侧水的密度, 又因为两侧水深相同,根据p=ρgh可知,右侧底部的压强大于左侧,所以,打开阀门K2,容器里的水将从右向左通过阀门K2;
②由于两容器都装满水,所以当水从右向左流动时,右侧水面下降,左侧水溢出,
此后打开阀门K1,由于在这一位置,左侧的水深明显大于右侧,根据p=ρgh可知,左侧此处的压强大于右侧,则容器里的水将从左向右通过阀门K1. 故答案为:从右向左;从左向右. 三、计算题(本题共36分)
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