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伽利略对摆动的研究
据说,某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动,教堂穹顶上的吊灯因风吹而不停地摆动。伽利略被摆动的节奏性吸引住了。他发现,尽管吊灯的摆动幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等。
伽利略知道脉搏的跳动是有规律的,于是便按着脉搏注视着灯的摆动,发现每一次往返摆动的时间都相同。这使他又冒出一个疑问:假如吊灯受到强风吹动,摆得高了一些,每一次摆动的时间还相等吗?回到宿舍,他用铁块制成一个摆,把铁块拉到不同高度,用脉搏细心地测定摆动的时间。结果表明每次摆动的时间仍然相同。尽管用脉搏测量时间并不精确,但已经可以证明他最初的想法是正确的,即“不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的”,这在物理学中叫做“摆的等时性”。
后来,伽利略又把不同质量的铁块系在绳端做摆锤进行实验;他发现,只要用同一条摆绳,摆动一次的时间并不受摆锤质量的影响。随后伽利略又想,如果将绳缩短,会不会摆动得快些?于是他用相同的摆锤,用不同的绳长做实验,结果证明他的推测是对的。他当时得出了结论:“摆绳越长,往复摆动一次的时间(称为周期)就越长。
(1)他用铁块制成摆,把铁块拉到不同高度,高度越高,铁块的 能越大,铁块运动到最底端时速度越 。
(2)不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的,这在物理学中叫做 。
(3)他用相同的摆锤,用不同的绳长做实验,结果证明他的推测是对的。这种研究问题的方法叫 法。
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汽车防冻液
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾.
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比).
防冻液含量/% |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
混合液的凝固点/℃ |
-17 |
-28 |
-37 |
-49 |
-48 |
-46 |
-28 |
混合液的沸点/℃ |
103 |
104 |
107 |
111 |
117 |
124 |
141 |
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃.考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高.
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化 .
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先升高后降低 D.先降低后升高
(2)若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选 .
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点 (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是 。
如图所示,是小明制作的多功能实验装置,小车放在水平面上,把支架竖直固定在小车上,在支架中点 处用一细线悬吊一个质量为 的小球,其重力作用线刚好经过静止在小车上的小桶的中心。
(1)小车静止时,剪断细线,小球恰好落在小桶中;若拉着小车水平匀速直线运动的同时剪断细线,小球还能落在小桶中吗,为什么?
(2)利用小明的实验装置,提出一个还能研究的物理问题,并请写出研究该问题的主要操作方法。
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冰花寒冷的冬天,房间的玻璃窗上常常会结冰,玻璃上的冰花图案各异.有的像兰花,有的像马尾松,有的像一朵朵梅花,这到底是怎么回事呢?
其实玻璃窗上的冰花是房间里的热空气(含有水蒸气)遇到玻璃后放热结成的冰,当最初的冰晶形成后,就逐渐向四周发展,但由于外在因素的影响,如有的窗缝里有风进来,风大风小情况不同;有的玻璃光滑,有的毛糙,有的干净,有的脏,这样,水蒸气蒙上去的时候,就分布不均匀了,当冰晶向四周延伸时,遇到水蒸气多的地方,冰就结得厚一些,少的地方就薄一些,有的地方还结不起来,或者是结了,遇到一点点压力,又融化了,因此形成了各种各样的花纹,非常漂亮.
请回答:
(1)冰花在玻璃的外面还是在里面? .
(2)下列现象的形成与冰花的形成相同的是
A.霜 B.雾 C.露
(3)有时玻璃上形成的是冰柱,这又是怎么回事? .
在“研究液体内部的压强”的实验中,小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器,分别盛适量的水和盐水进行实验,操作过程如图甲所示。
(1)小红将压强计的探头插入水中后,发现探头看上去变大了,这是因为容器和水的共同作用相当于 ,起到了放大的作用。
(2)通过比较 、 三个图可以得出的结论是:在同种液体的内部, 。
(3)小红比较 、 两个图得出液体压强和液体密度有关的结论,小明认为这样比较得出结论是不正确的,他的理由是: 。
(4)小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶,测量出矿石的密度,如图乙,实验过程如下:
①用量筒量取适量的水,读出体积为 ;
②将小瓶放入量筒内,小瓶漂浮在水面上,读出体积为 ;
③将适量的矿石放入小瓶中,再将小瓶放入量筒内,小瓶仍漂浮在水面上,读出体积为 ;
④将瓶内的矿石全部倒入水中,再将小瓶放入量筒内,读出体积为 。
根据以上信息计算(水的密度用 表示):在图乙③中,小瓶和矿石受到的浮力 ;矿石的密度表达式为 。
【湖南省常德市2015年中考物理试题】小亮同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度,实验过程中如下图所示。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)如图丙示,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59g,如图丁示,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 g/cm3(结果小数点后保留两位数字)。
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电冰箱
有些电冰箱利用了一种叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物质。汽化时它吸热,就像搬运工把包裹扛上了肩;液化时它放热,就像搬运工把包裹卸了下来。
图表示出了电冰箱的构造和原理。液态氟利昂经过一段很细的毛细管缓慢地进入冰箱内冷冻室的管子,在这里迅速汽化、吸热,使冰箱内温度降低。生成的蒸气又被电动压缩机抽走,压入冷凝器,再次液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。
在距地面20~50km 的高空有一层叫做臭氧的物质,它能大量吸收太阳辐射来的对生命有害的紫外线,是地球上的生物得以生存和进化的重要条件。由于电冰箱总有一天会损坏,其中的氟利昂最终将散到大气中,破坏臭氧层,对地球的生态环境构成威胁。为了保护人类生存的环境,1987 年在世界范围内签署了限量生产和使用这类物质的《 蒙特利尔议定书》 。现在己经研制出氟利昂的代用品如R134a 、环戊烷等。我国在1991 年签署了《 蒙特利尔议定书》,正在全面落实议定书中的条款。
通过阅读上述材料回答下列问题:
(l)试简要说明电冰箱的工作原理。
(2)上述电冰箱会破坏臭氧层吗?
(3)小明发现自己家新买的电冰箱背面时冷时热,入夏后更是热得厉害,他怀疑冰箱有质量问题,你认为他的怀疑有道理吗?为什么?
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坦克炮
2015年是世界反法西斯和中国抗日战争胜利70周年,我国将举行盛大阅兵仪式.99式主战坦克预计会再次成为本次阅兵的一大亮点.
99式主战坦克为我国自行研制,火炮威力居于世界领先地位.炮弹初速为1940m/s,居世界第一.炮管中部的抽烟装置,由储气筒、喷嘴等组成.炮塔内炮手发射炮弹,弹丸经过喷嘴时储气筒会充入高压气体,弹丸飞离炮口后,储气筒内的高压气体便由喷嘴向外冲出,迫使炮塔中的有害气体沿炮口流出,净化了车内空气.
炮管外装有隔热套,隔热套分为内外两层,外层是为了减少环境对炮管的影响,内层是为了能使火炮发射时产生的热量快速传递,使炮管温度趋于一致,减少变形.
99式坦克还配备红外夜视仪、激光测距仪等先进设备,能够全天候作战.
(1)高速飞行的炮弹能够击穿2000m外900mm厚的装甲,是因为它具有较大的_____能.
(2)抽烟装置喷嘴的开口方向,你认为图b中哪一选择最符合要求
(3)炮管隔热套内层材料的性质最应该具有
A.熔点低 | B.熔点高 | C.导热性好 | D.导热性差 |
(4)红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石、坦克,是因为被识别物体的_____不同,发出的红外线强度不同.
把一棱长为 ,质量为 的正方体实心金属块,放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。如图甲所示,金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触),水的密度是 , 取 。求:
(1)金属块的密度;
(2)金属块受到的浮力;
(3)金属块对容器底部的压强;
(4)若用图乙所示的滑轮组,把金属块在水中匀速提升 (金属块未露出水面,忽略水对物体的阻力),此过程滑轮组的机械效率为 ,那么绳子自由端的拉力 大小是多少?
观察并完成下列问题:
(1)图为体温计的一部分,它的示数是 ℃,它是根据液体 原理制成的。
(2)图电阻箱的示数是 Ω。
(3)请将如图所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
图1是小亮家某品牌小厨宝(小体积快速电热水器)。某次正常加热工作中,其内胆装有 的水,胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知小厨宝正常工作时的电压为 ,额定功率为 ,水的比热容为 。问:
(1)该小厨宝内胆装有水的质量为 ;
(2)由图象可知,加热 ,水温升高了 ,吸收的热量为 ;
(3)本次加热小厨宝消耗了 的电能,该小厨宝的发热电阻阻值为多少?
测量盐水的密度,方案如下:
(1)用天平和量筒进行测量
请完成实验步骤:
①用天平称出烧杯和盐水的总质量 ;
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积 ;
③ ;
④利用上述所测物理量,写出盐水密度的表达式 。
(2)用液体密度计直接测量
因为盐水的密度比水的大所以选用最小刻度是 的液体密度计它的测量原理是:
密度计放入不同液体中,都处于漂浮状态,它所受的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)重力;被测液体密度越大,其排开液体的体积越 ,所以它的刻度是从 (选填“由下而上”或“由上而下”)顺次标记1.1、1.2、 。
天然水流蕴藏着巨大的能量,是人类可以利用的重要能源之一。兴建水电站可以把天然水流蕴藏着的巨大能量转换成电能,是水能利用的主要形式。有一处水利工程,在河流上修建了 高的拦河大坝,如图所示。年平均水流总量为 .该水利工程的主要任务包括防洪、发电和航运,在发电方面,年平均发电总量为 .现安装水轮发电机20台,每台水轮发电机装机容量(即发电功率)为 .(水的密度为 , 取 求:
(1)年平均水流总量所受的重力;
(2)若上、下游水位差为 ,年平均水流总量做的总功及转化为电能的效率;
(3)若每台发电机平均年发电时间为180天,则平均每天约有多少台发电机在工作。
小娜想要用天平和量筒测量一种玻璃水的密度。
(1)把天平放在水平台上,发现游码未归零时天平已平衡。当游码归零为了使天平再次平衡,小娜应向 (填“左”或“右”)调节平衡,使天平平衡。
(2)小娜使用调好的天平测量烧杯与玻璃水的总质量,砝码克数和游码在标尺上的位置如图甲所示,其质量为 。
(3)将烧杯中玻璃水一部分倒入量筒中,量筒中液面位置如图乙所示,则量筒中玻璃水的体积为 .用天平测量烧杯与剩余玻璃水的总质量为 ,则玻璃水的密度为 。
(4)在两次测量质量时,小娜发现都使用了同一个磨损了的砝码,则对测量玻璃水密度的结果 (填“会”或“不会”)产生影响。
(5)小娜想用另一种方法粗测玻璃水密度,于是找来了刻度尺、水、圆柱形杯、平底试管(试管壁、底厚度忽略不计)等器材,进行如下实验:
①向圆柱形杯中加适量水,把试管放入水中竖直漂浮,如图丙所示,用刻度尺测量试管浸入水中的深度 。
②向试管中缓缓倒入玻璃水,让试管慢慢下沉,当试管底刚刚接触圆柱形杯底时停止向试管倒入玻璃水(试管对圆柱形杯底无压力),如图丁所示,用刻度尺测量圆柱形杯中水的深度
③从圆柱形杯中取出试管,用刻度尺测量 (填“试管”或“圆柱形杯”)中液体深度 。
④玻璃水密度的表达式为 (已知水的密度为 )。
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石墨烯——改变世界的神奇新材料
石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,作为电导体,它有着和铜一样出色的导电性;作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好,而且它几乎是完全透明的.利用石墨烯,科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料.比如,石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管,因此有希望应用于全新超级计算机的研发;石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板,甚至太阳能电池.如果和其他材料混合,石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性,从柔性电子产品到智能服装,从超轻型飞机材料到防弹衣,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料.因此,其应用前景十分广阔.
(1)这种新材料属于____(填“导体”或“绝缘体”)。
(2)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道,解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题,这是利用石墨烯的____(填选项前的字母);
A.透光性好 | B.硬度大 | C.导热性好 | D.导电性强 |
(3)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发,是因为_______________________ 。