答案:(1)①1.96 ②0.98 ③0.98 ④100
⑤0.98 (2)F浮=G排
解析: 物体重 量(N) 1.96 物体在水中 时弹簧秤示 数(N) 0.98 物体受到的 浮力(N) 0.98
物体排开的 水的体积 (cm) 100 3物体排开的 水的重量 (N) 0.98
31.飞机投弹时,炮弹飞的远近与炮弹飞出的速度和距离地面的高度有关,据此,小明提出了猜想:在空中水平抛出的物体,落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关,为验证猜想,小明找来了如图所示的装置进行实验。
(1)让小球从斜槽上自由滚下,是为了使小球到达水平槽时具有一定的 ;小球从斜槽滚下,机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离sA、sB、
sC,发现sA>sB>sC。这表明:空中水平抛出的物体,落地的水平距离与 有关。
(3)逐步降低抛出点离地面的高度,分别为h1、h2、h3,每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3,发现s1>s2>s3。这表明:空中水平抛出的物体,落地的水平距离与 有关。本次实验中,小球每次飞离水平槽时的速度相同,为什么抛出点离地面越高小球飞得越远呢?你的猜想是 。 (4)若在水平槽铺上毛巾,使抛出点离地面的高度为h3,让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下,测出小球落地的水平距离为s4,根据上述实验的结果,应该有s4 (选填“>”“<”或“=”)s3。
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答案:(1)速度 减小 (2)速度 (3)距落地点的高度 越高小球运动时间越长 (4)<
解析:(1)小球从斜槽滚下,高度降低,所以重力势能减小,速度变大,动能变大,由于受到摩擦,机械能转化为内能,机械能减小。
(2)根据控制变量法的要求,保持抛出点离地面的高度不变,分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC,发现sA>sB>sC。这表明:空中水平抛出的物体,落地的水平距离与速度有关,速度越大,则平抛的距离越远。
(3)逐步降低抛出点离地面的高度,分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3,发现s1>s2>s3。这表明:空中水平抛出的物体,落地的水平距离与距落地点的高度有关,相同情况下,距落地点的高度越大,落地点的水平距离越远;本次实验中,小球每次飞离水平槽时的速度相同,你的猜想是越高小球运动时间越长。
(4)若在水平槽铺上毛巾,由于毛巾的表面较粗糙,摩擦力大,小球的速度减小,则小球的动能减小,因此,根据上述实验的结果,小球落地的水平距离变小,即s4 32.某班同学到实验室做“测定小灯泡功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻约为10 Ω。实验室有如下器材:电源(电压为6 V)、电流表(0~0.6 A 0~3 A)、电压表(0~3 V0~15 V)、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只:R1(5 Ω 0.5 A)、R2(50 Ω 0.5 A)、R3(500 Ω 1 A)。同学们设计的电路如图甲所示: (1)最合适的滑动变阻器应选用 (选填“R1”“R2”或“R3”)。 (2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 。 (3)经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,电流表和电压表的示数如图丙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A,灯泡两端的电压是 V,此时小灯泡的电阻是 Ω(电阻计算的结果保留两位小数),灯泡的实际功率是 W。 (4)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据,同学们画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丁),根据图象提供的信息,算出小灯泡的额定功率为 W,小灯泡灯丝电阻随电压增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 14 答案:(1)R2 (2)把指针调至零刻线(调零) (3)0.22 1.8 8.18 0.396 (4)0.625 增大 解析:(1)测定灯泡功率的实验中,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路电压特点得,灯泡正常工作时,滑动变阻器电压为U'=U-UL=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器电阻为R'= =14Ω,滑动变阻器最 大电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻,“5Ω 0.5A”电阻太小,“500Ω 1A”电阻太大,“50Ω 0.5A”的滑动变阻器电阻和电流都合适; (2)实验前,电流表指针没有在零刻度,需要调零; (3)略 (4)灯在额定电压下的功率为额定功率,在图象中查得,灯泡在2.5V下的电流为0.25A,所以P额 =U额I额=2.5V×0.25A=0.625W,灯丝的电压增大,温度升高,电阻增大。 五、计算题(共17分。解答应写出必要的文字说明、公式和步骤,只写最后结果的不给分) 33.(4分)太阳能热水器是利用太阳能来加热水的一种装置,小新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面10 m高的屋顶上。现需要将初温为10 ℃,质量为100 kg的水,加热到60 ℃,则: (1)把这些水从地面输送到屋顶的热水器中,需要对水做多少功? (2)这些水要从太阳那里吸收多少热量? 答案:(1)1×10 J (2)2.1×10 J 解析:(1)水的重力为G=mg=100kg×10N/kg=1000N,需要对水做的功为 4 7 W=Gh=1000N×10m=1×104J; (2)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×10J/(kg·℃)×100kg×(60℃-10℃)=2.1×10J。 34.(4分)边长为0.1 m的正方体木块,漂浮在水面上时,有 的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2 N的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。g取10 N/kg,已知水的密度ρ 水 3 7 =1.0×103 kg/m3。求: (1)图甲中木块受的浮力大小; (2)图乙中液体的密度。 答案:(1)6 N (2)0.8×10 kg/m 解析:(1)图甲中木块受的浮力大小 3 3 F浮=ρ 水 gV排=1.0×103×10×(0.1)3×(1- )N=6N; gV木=G木+G石 (2)木块重力G木=F浮=6N 静止时有ρ 液 15 液体的密度ρ35. 液 = 木石 木 =0.8×103kg/m3 (9分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当闭合开关S1、S3,断开S2时电流表示数为1.5 A;当闭合S1,断开S2、S3时电流表示数为0.5 A;当闭合S2,断开S1、S3时R2消耗功率为2 W。求: (1)电阻R2的阻值和电源电压各是多少? (2)在图中如果将R2换成“50 Ω 2.5 A”的滑动变阻器,电流表量程为“0~3 A”,当闭合S1、S3,断开S2时,滑动变阻器连入电路中的电阻最小值为多少? 答案:(1)18 Ω 9 V (2)4.5 Ω 解析:(1)当闭合开关S1、S3,断开S2时,R1、R2并联,I=1.5A;当闭合S1,断开S2、S3时,电路中只 有R2,I2=0.5A, 两次比较,电源电压U保持不变,并联前后对R2无影响,通过电阻R1的电流 I1=I-I2=1.5A-0.5A=1A; R1、R2并联, 则I1∶I2=R2∶R1=2∶1 R2=2R1,U=I1R1=1A×R1① 当闭合S2,断开S1、S3时R1、R2串联,P2=2W U=I(R1+R2)= ×(R1+2R1)② 由①②得: 1A×R1= ×(R1+2R1)=×3R1; 计算得出:U2=6V, 由于R1、R2串联,R2=2R1,则U1=3V,U=9V; U=I1R1=1A×R1=9V,R1=9Ω,R2=18Ω; (2)如换成滑动变阻器,当闭合S1、S3,断开S2时,滑动变阻器和R1并联,已知I1=1A,U=9V 当I=I1+I2=3A时,I2=2A 最小 =2A,R最小=4.5Ω。 16
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