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茶杯的变迁
在古老的欧洲流行一种陶瓷茶杯,叫梨形杯(如图所示),它较大的杯口使茶水有令人满意的变凉效果。下部球形设计茶杯有较小的表面积和较大的容量,这种设计又能使茶水保温很长时间,让你长时间谈话时可以细品热茶。梨形杯在欧洲沿用数百年后,被廉价的圆柱形玻璃杯所代替,因为玻璃把手的发明,使玻璃杯得以更加方便地使用。
(1)如果玻璃把手的材料用金属材料替换是否合理,并说明理由。
(2)玻璃杯除设计把手之外,还有哪些设计解决了陶瓷茶杯使用的不便,请列举一例 。
(3)试解释陶瓷梨形杯能使茶水保温很长时间的原因。
。
科学创新小组设计并制作了一个能将水温调控在 左右的自动控温杯,结构示意图如图甲,其夹层填充物为海波晶体(熔点为 。小组同学为检测该自动控温杯控温功能,做了如下测试:①在杯中装满 的水,盖紧杯盖,摇动杯子,水温下降到 并稳定在此温度一段时间;② 时,将杯内的水倒掉,迅速加入 的水,盖紧杯盖,摇动杯子,水温上升到 并保持。上述检测过程中水温随时间变化曲线如图乙所示。请用所学知识解释图乙中 段水温变化的原因。(提示:图乙中 段不必作答)
小明的奶奶在家中用电水壶接水时,由于壶口较小,壶盖挡视线,很难观察到壶中水位的变化,结果水从壶中溢出洒到地上,小明一边帮奶奶擦地上的水,一边想:如果给水壶安装一个报警器,当水位达到一定高度时,报警器发出声音,提示水接好了,这样就方便多了。
(1)小明找来家中的电水壶,如图甲所示,观察电水壶的外观并研究它的使用过程,发现其中涉及一些物理知识,下列说法正确的是 (填字母)
A.向壶中注水时,听到的声音是通过空气传入到人耳的
B.金属壶身“反光”是发生了漫反射
C.烧水时壶嘴冒出的“白气”是液化现象
D.注水后壶底看起来变浅了,是光的折射现象
(2)当用力F打开壶盖时,壶盖相当于一个杠杆,请你在图乙中画出壶盖所受重力G的示意图和重力的力臂I(O为支点,B为壶盖的重心,A为F的作用点)。
(3)小明认真思考后,结合学过的力学和电学知识,设计了如图丙所示的报警电路,以下是小明的设计方案,请将其补充完整。
①报警器的水中部分是一个玻璃管,它的一端被绝缘弹性薄膜封闭,报警电路的一部分在玻璃管内,其中弹性片A靠近薄膜,使用时,闭合报警电路开关S,向壶内注水,随着壶中水位的升高、水对薄膜的压力逐渐 (填“变大”或“变小”),弹性薄膜逐渐向右凹进,挤压弹簧片A,直至弹性片A与触点B接触,报警电路接通,电铃发出报警声,提示已达到设定注水高度,即可断开报警电路开关S,停止注水。
②为了满足不同的注水高度要求,该电水壶的报警水位高度可以调节,水位调节手柄的一端固定在报警电路中长度可调的弹簧上,水位调节手柄可以移动,并能固定在不同挡位的卡槽中,当水位调节手柄移动时,触电B可以随着它左右移动,请分析该报警电路并说明,想要使报警器在更低的水位报警吗,可以调节水位调节手柄,使触点B
向 (填“左”或“右”)移动。
在研究性学习活动中,小玲所在的科研小组对南水北调中线工程进行了调查与研究
(1)南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京。两地海岸高度差约 ,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流。渠水流动的动能是由 重力势 能转化而来的。渠水在贯穿黄河时,工程师设计了图甲所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当于一个 。
(2)穿黄隧洞由两条并排的,直径和长度都相同的圆形隧洞组成,单个隧洞从南岸进水口到北岸出水口的长度为 。小玲自制了一个能悬浮于水中的“浮子”,能随渠水以相同速度流动。将”浮子”放入南岸进水口处,经 的时间到达北岸出水口。则穿黄隧洞中水的平均流速为多少?
(3)查资料知,水的压强随深度变化的关系图象如图乙所示,在深度为 的穿黄隧洞底部,水在面积为 的面上产生的压力大小相当于多少千克物体的重力? 取 ,不考虑水面大气压的影响)
(4)如果每条穿黄隧洞的直径约为 ,求两条穿黄隧洞的总输水能力约为每秒多少立方米? 取
如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中,物块的质量为 ,物块的底面积为 ,物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置,停止注水,此时,物块上表面距水面 ,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为 .已知 , 。求:
(1)物块的重力;
(2)物块的密度;
(3)注水过程中,绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时,水对物块下表面压强的变化范围。
如图所示,正方形物块边长为 ,漂浮于足够高的底面积为 的盛有足量水的圆柱形容器中,有 体积露出水面。 取 。求:
(1)该物块受到浮力;
(2)该物块的密度;
(3)若未投入物块时,水对容器底部的压力为 .试求出物块漂浮时,水对容器底部的压力 并求出物块浸没时水对容器底部的压强;
(4)若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了 ,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为 ,则未投入物块时容器中水的深度是多少?
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浮子流量计
气体的流量一般指单位时间内流过通气管道的气体体积,流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积。生活生产中经常要对气体的流量进行控制,例如医院给病人输氧时,用阀门控制氧气瓶输出氧气的流量,在管道中接入流量计,可以反映流量的大小。
浮子流量计是一种常用的流量计。其结构如图所示,一个上粗下细的锥形管,管内倒放着一个铝制的圆锥体浮子。工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,然后流过圆锥体浮子底面与锥形管之间的环形空隙,从上端流出。如果浮子受到气流的冲力大,就会向上移动,环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高低就反映了气体流量的大小。
(1)浮子流量计使用时,锥形管应处于 ;
.水平方向 .竖直方向 .斜向上 .斜向下
(2)浮子所受气体浮力很小,可以忽略。当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力和浮子重力的关系是 。
(3)对于某个制成的浮子流量计,浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为 ;气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为 ;浮子的质量为 。当浮子稳定在高度 时,气体流量 的表达式为 。
(4)浮子流量计能反映的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计能反映更大的流量,请你提出一条可行的改进措施: 。
测量小石块的密度。
(1)将天平放在水平台面上,游码移到零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,为使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填"左"或"右")调节。
(2)用调节好的天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图乙所示,天平平衡,则小石块的质量m 1为 g。
(3)没有量筒,用下列两种方案测量小石块的体积。
方案一:
①如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,加入适量的水,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置。
②将小石块从水中取出后,用天平测出烧杯和水的总质量m 2为152.4g。
③向烧杯内缓缓加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m 3为165.2g。
方案二:
①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m 4。
②如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置。
③将小石块从水中取出后,向烧杯中缓慢加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m 5。
(4)根据方案一测量结果计算出小石块密度ρ= kg/m 3,测出的小石块密度与真实值相比 (选填"偏大"或"偏小")。
(5)你认为根据哪一种方案测量结果计算出的小石块密度更精确?答: ,理由是 。