【题目】某实验员为了探究“向水中释放潜水装置的有关规律”,他建立了如图甲所示的理想模型。由复合材料制成的圆柱体A悬挂在动滑轮下面,一根绳子通过某种绕法(未画出)将定滑轮、动滑轮组成滑轮组,绳子的一端握在实验员手中。实验员通过缓慢释放
绳子,使物4体A在空中下降,然逐渐进入水中。实验时,物体A下表面向下移动的距离为x,实验员手拉绳子的力F与x的关系如图乙所示,已知圆柱体A的密度ρA=2×103kg/m3,底面积S=0.09m2,高H=1m;不计动滑自重,不计绳重和滑轮组各处摩擦。ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,实验员的质量约为70kg。
(1)求A物体的重力G;
(2)通过计算猜想滑轮组中的绳子的绕法在图甲中画出一种绕法(滑轮不一定都用上):
(3)计算出图乙中Fx的数值,并推算当物体A浸入水中0.4m深时,实验员对绳子的拉力F。
【答案】(1)1800N(2)(3)480N
【解析】
(1)先根据几何公式求出物体A的体积,再利用计算物体A的质量,最后根据G=mg计算A物体的重力;
(2)由F-x图象知道,当x=0时,F=600N,由于不计动滑自重、绳重和滑轮组各处摩擦,根据F=计算连接动滑轮绳子的股数,最后画出滑轮组中的绳子的绕法;
(3)由F-x图象可知,当x≥2m时,手拉绳子的力Fx 不变,此时物体A浸没在水中,根据计算物体A 受到的浮力,由计算Fx 的数值;当物体A浸入水中h=0.4m深时,物体A受到的浮力,最后根据计算实验员对绳子的拉力。
(1)由于圆柱体A的底面积是:S=0.09m2,高是:H=1m,
所以,物体A的体积是:VA =SH=0.09m2 ×1m=0.09m3 ,
由知道,物体A的质量是:=180kg,
故A物体的重力是:G=mg=180kg×10N/kg=1800N;
(2)由F-x图象知道,当x=0时,F=600N,即物体A在空中下降时的拉力为600N,
由于不计动滑自重、绳重和滑轮组各处摩擦,由F=知道连接动滑轮绳子的股数是:n=, 即有三股绳子的拉力与重力G平衡,所以,绳子的绕法有多种,其中之一如下图:
(3)由F-x图象知道,当x≥2m时,手拉绳子的力Fx 不变,说明此时物体A浸没在水中,故物体A排开水的体积是:V排=VA =0.09m3 ,
此时物体A 受到的浮力是:
此时物体A受到重力、浮力和拉力的作用,
且拉力是:
当物体A浸入水中h=0.4m时,物体A排开水的体积是:
物体A受到的浮力是:
此时实验员对绳子的拉力是:。
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【题目】雨天乘车时,小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器随着雨的大小,刮动的速度相应地发生变化。雨停后,刮水器自动停止工作。小华查阅相关资料后,发现它的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置。小华想,该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用,于是他自制了如图1所示的雨水检测金属网(以下简称检测网),并设计了如图2所示模拟电路进行探究。
(1)小华按照所设计的电路图连接电路,实验时,检测网未放入雨水中,电路处于断开状态,再将检测网放入雨水中,电路接通,表明雨水是_____(选填“导体”或“绝缘体”).小华通过观察电路中_____的变化,来判断电动机转速的变化,从而反映刮水器刮水速度的变化。
(2)将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录如下数据:
检测网浸入雨水中部分 | 未浸入 | 1/3浸入 | 2/3浸入 | 全部浸入 |
电流表的示数/A | _____ | 0.16 | 0.20 | 0.32 |
①结合上述实验将表格中的数据补充完整。
②分析数据可知,检测网浸入雨水中深度越深,电流表示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在_____(选填“变大”或“变小”).根据影响导体电阻大小的因素可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的_____变化引起的。
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【题目】如图甲所示是某品牌汽车油量表工作原理图,电源电压U=24V,R0为保护电阻,为油量表(实际是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的),R为处于油箱下方的压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示,它与油箱的接触面积S=0.01m2.长方体油箱装满油时深度h=0.4m。若忽略油箱重量,汽油密度ρ=0.7×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)汽车加满油时压敏电阻上表面受到的压力F和压强p。
(2)保护电阻R0的阻值。
(3)油量表“0”刻度对应的电流I0。
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【题目】近年来我国的科技发展突飞猛进,特别是信息和能源方面取得了巨大的成就。如图甲是2018年5月21日发射的一颗探测月球背面卫星“鹊桥”。图乙是我国的“小太阴工程,它就是在高温下象太阳一样发生核反应,释放核能。关于“鹊桥”和“小太阳”说法中正确的是
A. “鹊桥”与地面之间的联系是靠电磁波
B. “鹊桥”与地面之间的联系是靠超声波
C. “小太阳”发生着核裂变
D. “小太阳的核原料是可再生的
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【题目】撑竿跳高是田径运动会中的精彩项目,如图,运动员持竿加速奔跑,借助撑竿提升运动员的高度,弃竿下落,安全着垫。试分析这一过程中包含的物理知识。示例:在运动员提升高度过程中,竿的弹性势能先增加后减少。(此例不可再用)请考生另列两条:
①_____;②_____。
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【题目】用如图的实验装置“探究平面镜成像的特点”时,以下说法错误的是( )
A. 棋子A、B应该等大
B. 茶色玻璃板可以用来成像
C. 方格纸有助于确定虚像的位置
D. 棋子A向玻璃板靠近,所成的像会变大
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【题目】用如图所示的装置“探究阻力对物体运动的影响”,探究过程中
(1)需将小车从斜面的____高度处静止释放,比较小车在不同材料的水平支持面上运动的____。
(2)必须保证小车运动在水平支持面上,这是为了让小车在竖直方向所受____力和支持面对小车的____力相平衡,从而只探究阻力对物体运动的影响。
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【题目】某同学在探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,所用的实验器材有:两节干电池,电流表、电压表、滑动变阻器及开关各一个,定值电阻和导线若干。实验电路如图甲所示。
(1)连好电路后,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片移动到_____接线柱那一端(选填“a”或“b”)。
(2)该同学用开关“试触”时,发现电压表和电流表均无示数。他检查导线与各接线桂均接触良好,猜想可能是滑动变阻器出现了断路。他另外取来一根导线,用这根导线验证出猜想是正确的。写出他的做法和观察到的现象___________。
(3)该同学排除故障后,进行实验,记录的实验数据如下表:
电压U=2.4V
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电阻R/Ω | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
电流I/A | 0.60 | 0.30 | 0.20 | 0.15 | 0.12 | 0.10 |
①分析实验数据得出的探究结论是:_____。
②在图乙的方格纸上画出电流I与电阻R的关系图象。
(________)
③从图象中可以看出,当电阻R=18Ω时,电流为_____A。
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【题目】如图所示,中国人民解放军建军90周年,众多新式战车在“朱日和”举行的阅兵式上精彩亮相。某辆轮式伞兵突击战车满载时总质量为1.6t,车轮与水平地面接触总面积为4×103cm2,战车以72km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时,发动机的功率为6×104W.(q汽油=4.6×107J/kg,g取10Nkg)求:
(1)战车满载时静止在水平地面上,对水平地面的压强。
(2)战车此次行驶时,受到的阻力。
(3)战车此次共行驶23min,若汽油机的效率为30%,消耗汽油的质量。
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