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【题目】如图所示,过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话,那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律。实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果,那感觉真是妙不可言。这次同物理学打交道不用动脑子,只要收紧你的腹肌,保护好肠胃就行了。当然,如果你受身体条件和心理承受能力的限制,无法亲身体验过山车带来的种种感受,你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。
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在刚刚开始时,过山车的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上,从这时起,带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是重力势能,即由重力势能转化为动能、又由动能转化为重力势能这样一种不断转化的过程构成的。重力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,它是由于物体和地球的引力相互作用而产生的。对过山车来说,它的重力势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时最大。当过山车开始下降时,它的重力势能就不断地减少(因为高度下降了),但能量不会消失,而是转化成了动能,也就是运动的能量。不过,在能量的转化过程中,由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量,从而损耗了少量的机械能(动能和重力势能)。这就是为什么在设计中随后的小山丘比开始时的小山丘略矮一点的原因。
过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上,下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快,这是由于过山车中部的重心最高时,重力势能最大,而当尾部到达最高点时,重心位置已经不在最高位置,已经有一部分重力势能转化为动能了。这样,乘坐在最后一节车厢的人就能够快速地达到和跨越最高点,从而就会产生一种要被抛离的感觉,因为重心正在加速向下运动。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的,否则在到达顶峰附近时,小车厢就可能脱轨飞出去。中前部的车厢情况就不同了,过山车的重心在“身后”,在短时间内,它虽然处在下降的状态,但是它要“等待”重心越过高点被重力推动。
(1)过山车上升阶段,其重力势能__________。(填“增加”、“减少”、“不变”)
(2)过山车在轨道的最低处,运动最快,动能最大,说明物体的动能同_____有关。
(3)设计师所设计的过山车轨道中,过山车依次通过的竖直回环的高度一次比一次低的原因是_________________________________。
(4)在过山车运行起来以后,坐在过山车不同位置的乘客,通过某一竖直回环的最高点时,乘坐在____________( 选填“车中部”、“车尾部”)通过时速度最大。
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 在金属熔化和液态金属凝固的过程中,温度均保持不变
B. 物体吸收热量后,温度一定升高
C. 任何情况下水的密度都是1.0×103kg/m3
D. 任何情况下冰的温度一定都低于0℃
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【题目】夏天,打开冰箱门,常可看到白雾.其原因是( )
A. 冰箱内原有的水蒸气
B. 冰箱内食物中的水分遇到高温空气后,蒸发形成的水蒸气
C. 空气中的水蒸气降温形成的小冰晶
D. 空气中的水蒸气遇冷形成的小水滴
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【题目】牛奶密度是检验牛乳质量的一项重要指标,小明为了比较市场上两种不同品牌牛奶的密度,设计了如下实验:
(1)通过观察比较牛奶的密度。
小明将一正方体塑料块先后放入两种牛奶中,让它漂浮在液面上,观察塑料块露出液面的体积,露出液面体积较大的牛奶的密度较________。又将压强计的金属盒先后放入两种牛奶中的同一深度,观察U形管液面的高度差,高度差较大的牛奶的密度较________。
(2)通过测量比较牛奶的密度。
小明利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水等物品来测量。其操作步骤是:
①用弹簧测力计测出石块的重力为G;
②将石块浸没在水中,弹簧测力计的示数为F1;
③______________________________________(写出具体方法和要测出的物理量并用字母表示);
④牛奶密度的表达式为ρ牛奶=________(用测出物理量的字母表示,水的密度用ρ水表示)。
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【题目】如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。开关S1和S2由绝缘操纵杆控制,能同时接“1”或接“2”,向前推操纵杆时轮椅前进且能调速,向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池的电压为24V保持不变,R2的阻值为10Ω,电动机的额定功率为100W,额定电压为24V。请解答下列问题:
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(1)当开关S1和S2同时接 _________时,电动轮椅前进;电动轮椅既能前进又能后退,是因为电动机线圈中电流的___________能够改变。
(2)当电动轮椅后退时,电流表示数为1A,此时电动机的实际功率是多少_________?
(3)当电动机以额定功率工作时,电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s,若此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能,此时电动轮椅受到的阻力是多大___________?
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【题目】图中甲、 乙、 丙、 丁四根弹簧完全相同,甲 、 乙左端固定在墙上,图中所示的力 F均为水平方向,大小相等,丙 、丁所受的力均在一条直线上,四根弹簧在力的作用下均处于静止状态,其长度分别是L甲 、 L乙 、 L丙 、L丁。下列选项正确的是( )
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A.L甲< L丙 L乙> L丁
B.L甲= L丙 L乙= L丁
C.L甲< L丙 L乙= L丁
D.L甲= L丙 L乙> L丁
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【题目】数九寒天,杨柳河结上厚厚的一层冰,冰面温度有时低达﹣20℃,假如在﹣20℃的冰面下有流动的河水,那么水与冰交界处的温度是( )
A. 4℃ B. 0℃ C. 略高于﹣20℃ D. ﹣20℃
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【题目】如图所示是某型号电压力锅工作电路简图,下表是其部分参数。接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,1挡加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102℃时,开关S自动与a、b断开,并与触点c接通,2挡加热器工作,此时锅内混合物质温度不变,保持锅内压强不变,进入保压状态。现将质量为2.0kg,初温为36℃的混合物质放入压力锅中,接通电路使其正常工作20min。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收,混合物质的比热容(为)c=4.0×103J/(kg·℃)。求:
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(1)R1、R2的阻值。
(2)电压力锅加热多少秒后开始保压?
(3)电压力锅最后2min内消耗的电能。
额定电压/V | 220 |
1挡加热器额定功率/W | 550 |
2挡加热器额定功率/W | 110 |
保压温度/℃ | 102 |
最大容积/dm3 | 3 |
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【题目】“玉兔号”月球车的仪器和设备所需的电能来自太阳能,太阳能属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源,“玉兔号”月球车利用________与地面监控中心联系.
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