【题目】阅读短文,回答文后的问题
液体的粘滞力
当物体在液体中运动时,物体将会受到液体施加的与运动方向相反的摩擦阻力的作用,这种阻力称为粘滞阻力,简称粘滞力。粘滞阻力并不是物体与液体间的摩擦力,而是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。在一般情况下,半径为R的小球以速度v在液体中运动时,所受的液体阻力可用斯托克斯公式f=6πηRv表示。η称为液体的粘滞系数或粘度,粘滞系数除了因材料而异之外,还比较敏感的依赖温度,例如,蓖麻油的粘滞系数和温度的关系如表所示。
温度(℃) | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
η | 2.42 | 1.51 | 0.95 | 0.62 | 0.45 | 0.31 | 0.23 |
(1)粘滞系数η单位是_____;
(2)两个外形相同的量筒,分别装有体积相同的蓖麻油,甲量筒中蓖麻油温度为t1,乙量筒中蓖麻油温度为t2(t1>t2)现在同时将两个相同的玻璃球从液面处静止释放,投入到量筒中,则_____;
A.甲量筒中的玻璃球先触底;B.同时触底;
C.乙量筒中的玻璃球先触底;D.无法判断
(3)小球在流体中运动时,速度越大,受到的阻力_____;
(4)密度为ρ、半径为R的小球在密度为ρ0、粘滞系数为η的液体中由静止自由下落时的v﹣t图象如图所示,一段时间后,小球趋于匀速运动,此时的速度称为收尾速度。请推导出收尾速度vr的数学表达式:vr=_____。(球体体积公式:V=)。
【答案】Pa·s A 越大
【解析】
(1)[1]根据f=6πηRv可知,因为f的单位为N,R的单位为m,v的单位为m/s,且1N/m2=1Pa,流体的粘滞系数:
η=,
粘滞系数η单位
;
(2)[2]分析表中蓖麻子油的粘滞系数发现,液体的粘滞系数随温度的升高而减小,所以当温度升高时η减小,根据 f=6πηRv 可知f 减小。相同的量筒装有体积相同的蓖麻油,甲量筒中蓖麻油温度为t1,乙量筒中蓖麻油温度为t2(t1>t2),现在同时将两个相同的玻璃球从液面处静止释放,投入到量筒中,甲量筒中蓖麻油温度高,η减小,根据f=6πηRv可知f 减小运动快,先到达容器底部,故选A;
(3)[3]小球在流体中运动时,速度越大,根据 f=6πηRv 可知,受到的阻力越大;
(4)[4]密度为ρ、半径为R的小球的质量
m=ρV=,
它受到的重力
G=mg=,
小球在液体中受竖直向下的重力G,竖直向上的阻力f,竖直向上的浮力
F浮=ρ0g,
小球在液体中下落一定时间后,速度达到最大值vr时,做匀速直线运动而处于平衡状态,由平衡条件得:
G=f+F浮,
=6πηRvr+ρ0g
,
vr=。
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【题目】微波炉是一种清洁卫生无污染,效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将质量为0.3kg、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min,取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求:
防触电保护类型I类 | 额定容积20L |
型号NN-S313WF | 电源频率50Hz |
额定电压220V | 最大功率1100W |
(1)加热过程中,水吸收的热量是多少?
(2)微波炉加热时,电路中的电流是多少?
(3)微波炉加热过程中的效率是多少?
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【题目】如图甲所示的电路,电源电压保持不变,将滑动变阻器R'的滑片由最右端向左移动,直至灯泡正常工作,记录了电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙的I—U关系图像,已知灯泡L的额定电压为2.5V。则电源电压为_______V,灯泡的额定功率为_______W,当小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率相等时,电路的总功率为_______W。
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【题目】同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体cd水平用力向右移动,导体ab也随之运动起来则在以上的实验中下列说法正确的是( )
A.实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
B.实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
C.实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D.若将导体cd水平用力向左移动,导体ab的运动方向变的相反
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【题目】无线充电是一种增加手机续航时间的方式。无线充电的技术原理是电流流过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场时就会产生电流,给智能手机充电,如图所示。受电线圈处用到了下图哪个实验的原理
A. B.
C. D.
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【题目】科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房,它具有各暖夏凉的优点,不仅为人们到海滨旅游提供了方便,而且节约了能源,减少了对环境的污染,某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板,接收太阳能的功率为9.0×103W,能为该房供应热水和在水上移动等提供能量;
(1)漂浮房冬暖夏凉,这是利用了水的________的特性;
(2)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量,漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变。从某一时刻开始,漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示,t=50s后,漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动,则在整个运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为________%。
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【题目】一只小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电流约为0.3A。小华同学想测量这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关,电压为6V的电源,滑动变阻器,导线若干;
(1)小华所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(__________)
(2)排除故障后,进行了三次测量,测量数据如下表。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图2所示,此时电流为_______A;小灯泡的额定功率为_______W;
电压U/V | 1 | 2.5 | 2.8 |
电流I/A | 0.18 | 0.28 |
(3)利用所给器材,该实验装置_______(选填“能”或“不能”
)用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系;
(4)完成上述实验后,小华用了一个已知阻值为的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图3所示的电路,测量灯泡的额定功率,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点_______(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为_______V;
②再将开关S2拨到触点_______(选填“1”或“2”),调节滑动变阻器的滑片到最大值的位置,读出此时电压表的示数U;
小华的操作能否测出小灯泡的额定功率,_______(选填“能”或“不能”),若能请写出灯泡额定功率的表达式。若不能请说明错误的原因:_____________________。
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【题目】如图,电源电压恒定,闭合S,S1,S2,移动滑动变阻器R2的滑片到a点(图中未标出),电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,已知R1=6Ω,I1:I2=3:2,此时R2的阻值为_________Ω;保持滑片位置不动,断开S1、S2,闭合S,此时电压表的示数为U1,R2的功率为P1,灯泡恰好正常发光;再将滑片移动到最右端,此时电压表示数为U2,电流表A2电流为0.6A,R2的功率为P2,U1:U2=5:6,P1:P2=25:18,则小灯泡的额定功率为_________ W。(小灯泡电阻不变)。
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【题目】下列生活实例中,对图片描述正确的有
A.甲:不计阻力及能量损耗,网球刚击球拍到球拍形变最大过程中,网球机械能守恒
B.乙:铁锁来回摆动最终停下,在铁锁下降过程中,重力势能全部转化为动能
C.丙:人造地球卫星由于不受空气阻力,只有动能和势能的相互转化
D.丁:运动员从高处落下,动能转化为重力势能
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