W8.4?106Jt==4200s; ?P2000W8.4?106J?(3)不计热量损失,则Q放=Q吸=8.4×10J,所以,m=≈0.0587kg。 q1.43?108J/kg6
Q放答:(1)使水温由20℃升高到60℃,水需要吸收8.4×10J的热量; (2)电热水器正常工作时电热丝的加热需4200s; (3)需要消耗0.0587kg的氢气。
23.如图甲是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图。工人用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力F随时间t变化的图象如图乙所示,物体上升的速度v随时间变化的图象如图丙所示。已知物体的质量为80kg、体积为0.02m,物体沉没在水底时距离水面8m,在4~8s内物体上升的竖直高度为3m,绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计,动滑轮自始至终都没浸入水中,ρ水=1.0×10kg/m,g=10N/kg。求:
3
3
3
6
(1)物体浸没在水中时受到的浮力; (2)物体未打捞前在水中受到的压强; (3)在8s~12s内,滑轮组的机械效率; (4)在0~4s内,物体对水底的压力。
解析:(1)200N(2)8×104Pa(3)60%(4)400N 【解析】 【详解】
(1)因为物体浸没水中,所以物体排开水的体积V排=V=0.02m,受到水的浮力:
;
(2)物体未打捞前在水中受到的压强:(3)物体重力:
;
,在8s~12s内,由图乙、丙可知,物体做匀速直线
3
运动,绳端的拉力F=500N,由图甲可知,n=2,拉力端移动距离s=2h,滑轮组的机械效率:
;
(4)由第三问条件可知,物体在8s~12s内处于平衡状态,绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计,拉力
,则动滑轮重力:G轮=2F﹣G+F浮=2×500N﹣800N+200N=
400N,在0~4s内由图乙、丙可知,此时物体处于静止状态,绳端拉力F′=300N,因为拉力
,则滑轮组对物体的拉力:F拉′=2F′﹣G轮=2×300N﹣400N=200N,物体对水底
的压力:F压=G﹣F拉′﹣F浮=800N﹣200N﹣200N=400N.
24.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”的字样,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~24Ω定值电阻R2的阻值为10Ω.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡L的阻值为多少?
(2)当S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片滑到中点时,小灯泡L刚好正常发光,电源电压是多少?
(3)当S、S1,S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端,此时电路的总功率是多少? 解析:(1)12Ω; (2)12V;(3)14.4W 【解析】 【详解】
U2UL2?6V?(1)由P=可得,灯泡的电阻:RL==12Ω; =RPL3W(2)当S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片滑到中点时,小灯泡L与
21R1串联,灯泡刚好正常发2光,此时电路中的电流I=源电压U=6V+6V=12V;
PL3W1==0.5A,滑动变阻器两端的电压U1=0.5A??24Ω=6V,所以电
滑UL6V22(3)当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源电压远大于灯泡正常发光时的电压灯泡会被烧毁,则电路中只剩R2
U2?12V?此时电路的总功率是P==14.4W =R210ΩU2点睛:(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=求出灯泡的电阻;(2)当S、S1闭合,S2断
R开,滑动变阻器的滑片滑到中点时,小灯泡L与
21R1串联,灯泡刚好正常发光,可求出此时电路中的电2流,进而求出滑动变阻器两端的电压,即可求出电源电压(2)当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源电压远大于灯泡正常发光时的电压灯泡会被烧毁,则电路中只剩R2此时电路的总功率 五、实验题
25.利用乒乓球可以做下面一些物理实验:
(1)如图甲所示,将正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹开,说明音叉在____,若乒乓球从B点摆动到最高点A时,绳子突然断裂且乒乓球所受的一切外力均消失,则乒乓球将处于_____状态. (1)将一根透明吸管插入乒乓球内并将接口处密封,在吸管中注入一定的水后倒放入水槽中,做成一支简易气压计,将此气压计放入海拔高度分别为h1、h1的甲、乙两地时,管中水柱分别位于C、D两个位置,如图乙所示,则甲、乙两地的海拔高度关系是h1______h1.
(3)将乒乓球从一定高度由静止下落,碰撞地面后弹起的频闪照片如图丙所示,乒乓球在E、F两点动能的大小分别是E1、E1,则E1______E1.
(4)如图丁所示,从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球将不会掉下来,下列实例中所应用的物理原理与之不同的是_______(选填序号). A.同向行驶的两艘船之间不能靠的太近 B.向下喷射高速气体,火箭升空 C.地铁列车站台上设置安全线
解析:振动 静止 < > B 【解析】 【分析】
(1)声音是由物体的振动产生的,物体在不受力的作用时,将保持静止或匀速直线运动状态; (1)高度越高,气压越小;
(3)乒乓球的动能越大,上升的高度越高;
(4)用力吹气,根据流体的流速增大压强减小,使乒乓球上方空气的流速增大压强减小. 【详解】
(1)将正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹开,说明音叉在振动,当小球到达最高点A时,重力势能最大,动能最小,速度为0,撤去一切外力,它将保持静止;
(1)当外界气压增大时,管中的水柱升高,因为C点高于D点,故C点对应的高度小于D对应的高度,故h1<h1;
(3)E点的乒乓球上升的高度大于F点的乒乓球上升的高度,故乒乓球在E点的动能大于在F点的动能E1>E1;
(4)从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球将不会掉下来,说明流速大的地方压强小,
A、同向行驶的两艘船之间不能靠的太近,流速大的地方压强小易发生碰撞事故;B、向下喷射高速气体,火箭升空,说明力的作用是相互的;C、地铁列车站台上设置安全线,流速大的地方压强小易发生碰撞事故,故原理相同的是AC,不同的是B,故选B. 【点睛】
本题考查声音的产生,气压与高度的关系,能量的转化,流速与压强的关系是一道综合题. 26.有一个阻值看不清的电阻Rx,要测出它的电阻值.
(1)小明按图甲的电路图连接好电路,检查无误后,闭合开关S,观察到电压表的示数为1.6V,电流表的示数如图乙所示,则Rx的电阻为_______Ω.
(2)实验中,为了减小误差,小明还需进行的操作是___________.
(3)图丙是小明组的另一位同学连接的实物图,电源由两节新干电池串联而成,待测电阻阻值为10Ω左右.请你指出其中的错误或不妥之处_____________.
解析:5 移动滑片,多测几组电流表和电压表的数值 电压表、电流表的量程选择偏大 【解析】 【详解】
(1)电压表的示数为1.6V,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A,由欧姆定律,Rx=U1.6V??5?. I0.32A(2)实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值,故小明还需进行的操作是:移动滑片,多测几组电流和电压的数值.
(3)电源由两节新干电池串联而成,电源电压为3V,故电压表应选用小量程即可,待测电阻阻值为10Ω左右,由欧姆定律,知当滑动变阻器接入最小时电路电流最大,故电路的最大电流为:
I'?U'3V??0.3A,故电流表选用小量程,则其中的错误或不妥之处是:电压表、电流表的量程选R10?择偏大. 六、综合题
27.为了给立方体实心工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示。收集有关数据并处理获得:工件的下底面与油面的距离为h,力F与h大小关系如图乙所示,小明觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的。老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了.
(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将___________,油对工件下底面的压强大小将________(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)若A点的坐标为(–400,0),则从图像分析可知工件的重力大小是________N;
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