小红想测量一小金属块的密度,她在实验室里找到了一架天平,但没有砝码,除此之外还有如下器材:两个质量相近的烧杯、量筒、细线、滴管和足量的水(已知水的密度为 ρ 水 ) .请利用上述器材帮她设计一个实验方案,比较精确地测量金属块的密度。
要求:
(1)写出主要实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出金属块密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
一名体重为 560 N 、双脚与地面接触面积为 0 . 04 m 2 的学生站在水平地面上,用如图所示的滑轮组,在 20 s 内将 600 N 的重物匀速提升 1 m (绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计)。
(1)请画出滑轮组的绕线。当这名学生未提重物时,他站在地面上对地面的压强多大?
(2)若匀速提升重物的过程中,滑轮组的机械效率是 75 % ,拉力的功率多大?
(3)若用该滑轮组将 800 N 的重物匀速提起 1 m ,机械效率又是多大?
混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,汽车以 50 km / h 的速度匀速行驶了 0 . 5 h ,同时蓄电池的电能增加了 5 . 4 × 10 7 J ,求:
(1)汽车牵引力做的功;
(2)若所用燃料的热值是 4 . 5 × 10 7 J / kg ,测试过程中消耗 8 kg 的燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(3)内燃机工作时转化成电能的效率。
某实验小组在探究"金属丝电阻大小与长度的关系"实验中,取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在 A 、 B 接线柱上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹 P .实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压 3 V ) 、滑动变阻器 ( 20 Ω 2 A ) 、刻度尺、开关和导线若干。
(1)为了测量 AP 段的电阻 R ,他们连接了如图甲所示的电路。连接电路时,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 端(填"左"或"右" ) 。
(2)该实验小组闭合开关后,小天同学观察发现电压表的读数为 3 V ,电流表的指针几乎没有发生偏转,则电路可能出现的故障是电阻丝 AP 部分发生 。
(3)某次实验中测得电压表的读数为 2 . 1 V ,电流表指针偏转如图乙所示,则此时金属丝的电阻 R = Ω 。
(4)实验中移动金属夹 P ,分别测出 AP 段的长度 ι 和对应的电压、电流值,并计算出对应的电阻值 R ,其中 ι 和 R 的数据如表:
ι / cm
30
40
50
60
70
80
R / Ω
2.1
2.8
3.5
4.2
4.9
5.6
分析表中数据,可知 。
小亮同学利用"等效替代法"测量一粒花生米的密度,实验过程如图所示。请在下列空格中填写适当内容:
(1)如图甲,选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明烧杯中,发现花生米下沉至杯底,则花生米完全浸没在水中下沉时所受的浮力 重力(选填"大于"、"等于"或"小于" ) 。
(2)如图乙,往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌,直至观察到花生米处于 状态,随即停止加盐。
(3)如图丙,取出花生米,用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为 g 。
(4)将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,用天平测出空烧杯的质量为 59 g ,如图丁,用量筒测出盐水的体积为 mL 。
(5)通过公式计算出盐水的密度即可知花生米的密度,本实验中花生米的密度为 kg / m 3 (结果保留两位小数)。
在探究"水的沸腾"实验中:
(1)如图所示的装置,实验中有一处错误,是 。烧杯上加盖的目的是 。
(2)改正错误后,继续实验,记录的数据如下表。分析表中数据可知,烧杯内水面上方气压 1标准大气压。
时间 / min
…
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
温度 / ° C
92
93
94
95
96
97
98
(3)水沸腾后,烧杯上方出现大量"白气",和"白气"的形成过程相同的是 (选填序号)。
①冰②霜③雾④雪。