【題目】如圖甲所示,足夠高的柱形容器的底面積為100cm2,里面裝有24cm深的水,上方用一足夠長的細(xì)繩吊著質(zhì)量為0.9kg的長方體物體,其底面積為50cm2,高為20cm,F(xiàn)將細(xì)繩掛在彈簧測力計下,初始狀態(tài)時,物體的下表面恰好與水面接觸。容器底部是一個壓敏電阻R(上表面與水接觸并涂有絕緣漆,其阻值與受到的水的壓力的關(guān)系如圖丙所示)。R所在的電路放在了容器底部,電路圖如圖乙所示,電流表的量程0~0.6A,電壓表的量程0~15V,小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”的字樣,且電阻不隨溫度的變化而變化。若在初始狀態(tài)下,小燈泡恰好正常發(fā)光,求:
(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值;
(2)手拿彈簧測力計將物體緩慢向下移動,使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測力計的位置不動,往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入多少kg的水?(彈簧測力計拉力每變化1N,長度變化1cm)。
【答案】(1) 24Ω;(2) 0.36A;(3) 2.3
【解析】
(1)初始狀態(tài)下,水深h=24cm=0.24m,容器底的壓強
=ρ水gh=1.0103kg/m310N/kg0.24m=2400Pa
壓敏電阻受到的壓力等于容器底受到的壓力
F=pS容=2400Pa10010-4m2=24N
由圖丙知,壓敏電阻的阻值與所受壓力的數(shù)值比為1∶1,故壓敏電阻的阻值24Ω。
(2) 初始狀態(tài)下,小燈泡恰好正常發(fā)光,故小燈泡兩端的電壓為6V,小燈泡與壓敏電阻串聯(lián),通過小燈泡的電流即電路中的電流
I===0.5A
小燈泡的電阻
RL===12Ω
初始狀態(tài)下,壓敏電阻兩端的電壓
UR=IR=0.5A24Ω=12V
則電源電壓
U= UR+UL=12V+6V=18V
手拿彈簧測力計將物體緩慢向下移動,使得物體浸在水中的深度為8cm,即
h浸=8cm=0.08m
物體排開水的體積
V排=S物h浸=5010-4m20.08m=410-4m3
容器中水面上升的高度
h===0.08m
此時容器底的壓強
′=ρ水gh′=ρ水g(h+h)=1.0103kg/m310N/kg(0.24m+0.08m)=3200Pa
壓敏電阻受到的壓力
F′=p′S容=3200Pa10010-4m2=32N
故此時壓敏電阻的阻值32Ω,電路中的電流
I′===0.36A
電路中的電流為0.36A。
(3) 電壓表的量程0~15V,為了保證電路的安全,壓敏電阻兩端的電壓最大等于15V,此時小燈泡兩端的電壓為
UL′=U-UR′=18V-15V=3V
通過小燈泡的電流即電路中的電流
I″===0.25A
此時壓敏電阻的阻值
R″===60Ω
由圖丙知,此時壓敏電阻所受的壓力F″=60N,此時容器底水的壓強
p″=F″S容=60N10010-4m2=6000Pa
此時容器中水的深度
h″===0.6m
物體的密度
ρ物====0.9103kg/m3
ρ物ρ水,故水足夠多時,物體處于漂浮狀態(tài),則F浮=G,即
ρ水gV排=ρ物gV
ρ水gS物h浸′=ρ物gS物h物
代入數(shù)據(jù)解得
h浸′=h物=0.2m=0.18m
因此在(2)的基礎(chǔ)上,物體浸入的深度增加
h浸= h浸′- h浸=0.18m-0.08m=0.1m
物體排開水的體積增加
V排=S物h浸=5010-4m20.1m=510-4m3
在(2)的基礎(chǔ)上,水的深度增加
h′= h″-h′=0.6m-0.32m=0.28m
因此往容器中加入水的體積為
V加=S容h′-V排=10010-4m20.28m-510-4m3=2.310-3m3
加入水的質(zhì)量為
m加=ρ水V加=1.0103kg/m32.310-3m3=2.3kg
最多往容器中加入2.3kg的水。
答:(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值為24Ω;
(2)手拿彈簧測力計將物體緩慢向下移動,使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流為0.36A;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測力計的位置不動,往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入2.3kg的水。
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【題目】在“探究動能大小與質(zhì)量、速度的關(guān)系”實驗中,小明的實驗設(shè)計方案是:讓同一小球分別從斜面的不同高度由靜止開始下滑,撞擊水平面上的同一木塊,看哪次木塊被推得遠(yuǎn),如圖所示:
(1)小明設(shè)計的實驗是探究小球的動能大小與的_______________關(guān)系;
(2)讓小球從不同高度滑下是為了________________________________ ;
(3)實驗中通過觀察________________________來比較動能大小的;
(4)此實驗得出的結(jié)論是______________________。
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【題目】某電熱水器簡化電路如圖所示,其額定電壓為 220V,通過控制開關(guān) S2 有快速升溫和低速升溫兩個加熱檔位。如果低速升溫檔的電功率為 550W,其內(nèi)部電路由發(fā)熱電阻 R1 和R2 組成,且 R1=2R2,試求:
(1)快速升溫檔的電功率是多大?
(2)在額定電壓下,快速升溫檔位工作時將 4kg、初溫 20℃的水加熱至 86℃需要多長時間?不計熱量損失,水的比熱容 c 水=4.2×103J/(kg℃)
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【題目】在某運河橋頭立有這樣的一塊牌子,如圖所示,F(xiàn)有一輛自身質(zhì)量為5t的大卡車,裝了7m3的石子,石子的密度為2.5×103 kg/m3, g取10N/kg.
(1)通過計算說明, 這輛卡車能否從該橋上通過?
(2)在保證安全的前提下,求大卡車能裝載石子的最大體積是多少?
(3)若大卡車在勻速行駛過程中受到的阻力是車重的0.05倍,求大卡車空載
時受到的牽引力是多大?(不考慮車中人的質(zhì)量)
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【題目】如圖(a)所示是小越同學(xué)“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置:
①實驗器材有:帶底座的玻璃板、白紙、筆、火柴、光屏、刻度尺各一,兩支外形相同的蠟燭A和B。選用玻璃板代替鏡子,主要是為了便于確定像的_____________;
②當(dāng)蠟燭A向玻璃板靠近時,蠟燭A像的大小__________(選填“變大”、“變小”或“不變”);
③如圖(b)所示是小越同學(xué)的實驗記錄結(jié)果,她通過分析一組實驗記錄的結(jié)果,就得出像與物到玻璃板的距離相等,像與物的連線與玻璃板垂直的結(jié)論。小越得出結(jié)論的方法_______(選填“合理“或“不合理”)。
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【題目】如圖為一款”“ 智能照明燈”的電路,燈L天暗時自動發(fā)光,天亮?xí)r自動熄滅?刂齐娐分须娫措妷汉愣,R1為定值電阻,R2為光敏電阻,其阻值隨光照強度而變化。以下說法正確的( )
A.電磁繼電器利用電磁感應(yīng)原理工作
B.R2的阻值隨光照強度的增大而增大
C.當(dāng)光照強度增大時,電壓表示數(shù)增大
D.若將R1換成阻值稍小的電阻,可縮短燈L的發(fā)光時間
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【題目】小亮同學(xué)做測定“小燈泡的額定電功率”的實驗時所用器材有電壓為6V的電源、額定電壓為2.5V的小燈泡(小燈泡的額定功率小于1W)、滑動變阻器(50Ω 1A),以及符合實驗要求的電表、開關(guān)和導(dǎo)線:
(1)小亮同學(xué)閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片,同時眼睛要注視_____(選填序號);
A.小燈泡亮度B.電壓表示數(shù)C.電流表示數(shù)D.滑動變阻器滑片
(2)小亮同學(xué)移動滑動變阻器滑片到某處時,電壓表的示數(shù)為2.2V。要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片向_____端移動(選填“左”或“右”)。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖2所示,則小燈泡的額定功率是_____W。
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【題目】小明探究液體內(nèi)部壓強特點的過程如圖所示:
(1)實驗前,要通過調(diào)試,使壓強計U形管兩邊的液面__________,小明在調(diào)試時發(fā)現(xiàn),用手捏金屬盒的橡皮膜時,U形管中的液柱幾乎不動,可能的原因是_________;
(2)在實驗中是通過觀察U形管兩邊液面的__________來判斷液體壓強的大小變化;
(3)實驗A、B、C、D中控制不變的量是深度,這是為了探究_____;
(4)比較__________兩組實驗的現(xiàn)象,得到的結(jié)論是液體的壓強跟液體的密度有關(guān);
(5)為了探究液體壓強與深度的關(guān)系,通過比較____兩個實驗的現(xiàn)象,得出的結(jié)論是: _____。
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【題目】如圖是某網(wǎng)友在四月拍攝的某地雪景:積雪初融后,在某停車場上出現(xiàn)了一個個“雪饅頭”,甚為奇特。雪堆正下方是方形地磚,每塊方形地磚周圍是條形磚。氣象專家調(diào)研發(fā)現(xiàn):四周條形磚比中間方形地磚具有更好的導(dǎo)熱性和滲水性。關(guān)于形成“雪饅頭”景觀的解釋肯定不合理的是( )
A. 空氣溫度較低是“雪饅頭”得以保留的原因之一
B. 方形地磚導(dǎo)熱性差是形成“雪饅頭”景觀的原因之一
C. 太陽輻射導(dǎo)致條形磚上方的雪比方形地磚上方的雪更易熔化
D. 地表熱量易通過條形磚及四周縫隙傳遞,使條形磚上的雪更易熔化
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