如图甲所示，用一拉力传感器（能感应力的大小的装置）水平向右拉

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更新 2022-09-03
科目物理
题型综合题
难度困难
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如图甲所示，用一拉力传感器（能感应力的大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t₁时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t₂时刻后处于匀速直线运动状态．计算机对数据处理后，得到图乙所示的拉力随时间变化的图线，请回答下列问题：
（1）当用F＝5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为________N；若用F＝5.8N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为________N．
（2）如图丙所示，为研究滑动摩擦力F_f的大小与接触面受到的压力F_N大小的关系，在重力为17N的木块上每次增加1N重的砝码，分别用水平拉力F使木块做匀速直线运动．实验测量数据如下表所示：

木块对水平面的压力F_N／N	17	18	19	20	21
水平拉力F／N	5.1	5.4	5.7	6.0	6.3

根据表格数据，得出滑动摩擦力F_f的大小与接触面受到压力F_N大小的关系式为________．

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为减少碳排放，国家鼓励发展电动车。综合续航里程是电动车性能的重要指标，我国目前测试综合续航里程的标准是：电动车充满电后，重复以下一套循环，将电能耗尽后实际行驶的里程就是综合续航里程。一套循环：由4个市区工况与1个市郊工况组成。市区工况是模拟在市区速度较低的情况，每1个市区工况平均时速 $18 km / h$ ，行驶时间 $200 s$ ；市郊工况是模拟交通畅通的情况，每1个市郊工况平均时速 $64.8 km / h$ ，行驶时间 $400 s$ 。

国产某型号的电动汽车有四个相同的轮胎，空载整车质量 $2400 kg$ ，在水平地面上时每个轮胎与地面的接触面积是 $0.06 m^{2}$ ，使用的液冷恒温电池包充满电后蓄电池电能是 $70 kW \cdot h$ 。

某次测试，在市区工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是 $480 N$ ，在市郊工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是 $600 N$ ，测得的综合续航里程是 $336 km$ 。 $g$ 取 $10 N / kg$ 。求：

（1）空载时轮胎对地面的压强。

（2）本次测试中，完成1个市区工况，电动汽车牵引力做的功。

（3）本次测试中，完成一套循环，电动汽车平均消耗多少 $kW \cdot h$ 的电能。

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甲、乙两地相距 $100 km$ ，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条用同种材料制成的粗细均匀的输电线，投入使用前，需要对输电线进行测试。技术人员在甲地用电源、电压表和电流表接成如图所示电路进行测试，当在乙地输电线两端接入阻值为 $10 Ω$ 的电阻时（图中未画出），电压表示数为 $5.0 V$ ，电流表示数为 $0.10 A$ ；保持电源电压不变，技术人员在某处将输电线线设置成短路（图中未画出），再次测试时，电流表示数为 $0.25 A$ ．求：

（1）甲、乙两地间每条输电线的电阻值；

（2）短路位置离甲地的距离。

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如图所示，足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，容器内水的质量为 $1 kg$ ，水的深度为 $10 cm$ 。实心圆柱体 $A$ 质量为 $400 g$ ，底面积为 $20 c m^{2}$ ，高度为 $16 cm$ 。实心圆柱体 $B$ 质量为 $m_{0}$ 克 $(m_{0}$ 取值不确定），底面积为 $50 c m^{2}$ ，高度为 $12 cm$ 。实心圆柱体 $A$ 和 $B$ 均不吸水，已知 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，常数 $g$ 取 $10 N / kg$ 。

（1）求容器的底面积。

（2）若将圆柱体 $A$ 竖直放入容器内，求静止时水对容器底部的压强 $p_{1}$ 。

（3）若将圆柱体 $B$ 竖直放入容器内，求静止时水对容器底部的压强 $p_{2}$ 与 $m_{0}$ 的函数关系式。

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如图甲所示， $A$ 、 $B$ 为不同材料制成的体积相同的实心正方体，浸没在圆柱形容器的水中，容器内部底面积是正方体下表面积的4倍。沿固定方向缓慢匀速拉动绳子，开始时刻， $A$ 的上表面刚好与水面相平，滑轮组绳子自由端的拉力 $F$ 大小为 $F_{0}$ ， $F$ 随绳端移动距离 $s_{绳}$ 变化的图象如图乙所示。已知动滑轮的重力 $G_{动} = 5 N$ ， $g$ 取 $10 N / kg$ 。除了连接 $A$ 、 $B$ 间的绳子承受拉力有一定限度外，其它绳子都不会被拉断。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计。

（1）正方体 $A$ 、 $B$ 之间的绳子长度 $L_{绳}$ 是多少？

（2）正方体 $A$ 和 $B$ 的密度 $ρ_{A}$ 、 $ρ_{B}$ 分别是多少？

（3）整个过程中，水对容器底部压强的最大变化量△ $p$ 是多少？

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（2）经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材，重新设计测量电阻 $R_{x}$ 的实验方案。小李设计的电路图如图2所示，其中定值电阻 $R_{0} = 2 kΩ$ ．他连接电路后，闭合 $S_{1}$ ，断开 $S_{2}$ ，想先测出电源电压，但读出电压表示数 $U = 2 V$ ，与两节干电池能提供的电压相差很大。请教老师后才知道，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。则根据小李的测量数据和电源电压（取 $3 V)$ ，可估算出电压表自身的电阻为　　 $kΩ$ 。

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