【题目】如图所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长l1=4cm,下面部分也为正方体形状,边长l2=6cm,容器总质量m1=50g,容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积S物=9cm2,下表面与容器底面距离l3=2cm,上表面与容器口距离l4=1cm,物体质量m2=56.7g。现往容器内加水,设水的质量为M,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)当M=58g时,水面还没有到达物体的下表面,求此时容器对水平地面的压强;
(2)实心长方体的密度;
(3)往容器内加入多少体积水时,细线的拉力刚好为零,此时实心长方体刚要开始上浮;
(4)当0≤M≤180g时,在如图中作出F﹣M图象(不要求写出F和M的关系式)
【答案】见解析所示
【解析】 (1)当M=58g时,水面还没有到达物体的下表面,此时水可看做是柱体,此时容器对水平地面的压力F=G=(Mm1)g=(0.058kg0.05kg)×10N/kg=1.08N,容器的底面积S1=6cm×6cm=36cm2=3.6×103m2,此时容器对水平地面的压强p==300Pa;(2)物体高度h=(4cm6cm)1cm2cm=7cm,物体体积V=Sh=9cm27cm=63cm3,物体密度=0.9g/cm3=0.9103kg/m3;(3)物体的密度小于水的密度,物体在水里应处于漂浮状态,如果绳子的拉力为0,F浮=G物,即水V排g=物V物g,V排=V物=63cm3=56.7cm3,物体进入水中的深度==6.3cm;注入水的体积,容器下方正方体能够注水的体积,V下=6cm6cm6cm9cm2(6cm2cm)=180cm3,所以容器中上方正方体中水的体积V上=(4cm4cm9cm2)(6.3cm2cm6cm)=16.1cm3,容器中注水体积V=V上V下=180cm316.1cm3=196.1cm3;(4)当水面恰好达到物体下表面时,水的体积V=6cm×6cm×2cm=72cm3,水的质量m=ρV=1×103kg/m3×7.2×105m3=7.2×102kg,当水的质量0g<M72g时,液体对容器底的压力等于水的重力F=G=mg=7.2×102kg×10N/kg=72×102N,是一个正比例函数,做出图象;当注入180cm3的水时,根据上面第二问中的计算可知,此时恰好把下面的正方体注满水,此时水的深度为6cm,此时水对容器底的压力F′=pS=ρghS=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m×3.6×103m2=216×102N,当水的质量72g<M180g时,关系式F′=pS=ρghS=ρgh(S水S物)=m水ρghS物,它是一个一次函数,图象是一条直线。故图如下所示:
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【题目】如图所示,质地均匀的圆柱体,在拉力F的作用下,由实线位置匀速转到虚线所示位置,整个过程中,拉力F始终作用于A点且与OA保持垂直(OA为圆柱体横截面的直径),圆柱体在转动过程中不打滑。则下列分析正确的是( )
A.拉力F逐渐变小
B.由于拉力F的力臂始终保持最长,拉力F始终保持最小值不变
C.拉力F逐渐变大
D.条件不足,无法判断
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【题目】汽车进入隧道或者夜间行驶时,需要选择正确的照明方式以确保行车安全。汽车大灯通常有两种照明方式:“远景照明”和“近景照明”,且“远景照明”时大灯的功率较大。如图所示是某汽车大灯的简化电路示意图,A和B是灯泡内的两条金属灯丝。开关S可分别与触点“1”或“2”连接,使灯丝A或B工作,以改变照明方式。已知灯泡的额定电压为12V,灯丝A的电阻阻值为RA=1.2Ω,灯丝B的电阻阻值为RB=1.6Ω,电源电压U保持12V不变。当汽车处于近景照明方式时,开关S应接触点__________ (选填“1”或“2”),汽车大灯处于远景照明方式时,它的功率为__________W。
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【题目】小刚使用额定电压2.5 V的小灯泡(电阻约为10 Ω)、电流表、电压表、开关、电压为3 V的电源、滑动变阻器、导线若干进行“测定小灯泡发光时的电功率”的实验。
(1)根据如图提供的电路图,用笔画线代替导线,将如图实物连接成实验电路 ________________。
(2)请在下面方框内设计实验数据记录表格,记录实验中需要测量的物理量_______________ 。
(3)小刚连好实验电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电压表指针有明显的偏转,电流表没有示数,则故障的原因可能是________________________。
(4)故障排除后,继续进行实验,电流表示数是0.2 A,电压表示数如图所示,示数是_____V,此时小灯泡的功率是_____W。若要测量小灯泡的额定功率,应该_____(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。
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【题目】(双选)灯泡 L1、L2 的铭牌上分别标有“24V 12W”、 “12V 12W”字样,将两个灯泡串联后接入电源电压为 U 的电路中,若保证两个灯泡不损坏,则( )(不考虑灯丝电阻变化)
A. 电源电压最大值为 30V
B. 两个灯泡的实际功率之比为 4:1
C. 灯泡 L2 两端电压与电源电压之比为 1:3
D. 电源电压为 36V 时,灯泡 L1、L2 均能正常发光
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【题目】小明用如图所示的实验装置探究“某固体熔化时温度的变化规律”。
(1)试验中选用颗粒状的固体,并将装有固体的试管放在盛有水的烧杯内加热, 而不是直接用酒精灯加热,目的是使试管中的物质_____。
(2)绘制出该物质温度随时间变化的图像如图乙所示。图丙是加热过程中某一时刻温度计的示数,此时试管中的物质呈_____态。
(3)该试验中除了图中所示的装置外,还需要的测量仪器是_____。实验结束后,在整理实验装置时应先_____(填字母)。
A.熄灭酒精灯
B.移走试管和温度计
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【题目】下列图中符合安全用电与保护原则的是
A. 将冰箱的金属外壳接地
B. 多个大功率用电器同时使用一个插座
C. 用湿抹布擦发光的灯泡
D. 开关接在零线上
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【题目】晚上,小红来到书房,准备做作业,闭合开关,白炽灯瞬间发光后立即熄灭。爸爸放下手中正在清洗的苹果,马上过来踩着木凳上去看了一下说:“灯丝烧断了……”,然后拿着灯口轻轻摇了几下,白炽灯又重新发光了……
(1)请帮小红分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因。
(2)请对小红爸爸的某一做法进行简单评价并解释。
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【题目】如图甲所示,物体中30N,被50N的水平方压力F甲压在竖直墙壁上保持静止,如图乙所示,物体重60N,在40N的水平拉力F乙作用下,沿水平面匀速向右运动,通过计算和说明求出物体甲受到的摩擦力F甲和物体乙受到的摩擦力大小F乙分别为多少牛顿?
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