如图所示,两根完全相同的轻细弹簧,原长均为L0=20cm,甲图中长方体木块被弹簧拉着浸没在水中,乙图中长方体石块被弹簧拉着浸没在水中。木块和石块体积相同,木块和石块静止时两弹簧长度均为L=30cm。已知,木块重力G木=10N,水和木块密度关系ρ水=2ρ木,ρ水=1×103kg/m3(忽略弹簧所受浮力)。
(1)求甲图中木块所受浮力;
(2)若弹簧的弹力满足规律:F=k(L﹣L0),求k值(包括数值和单位);
(3)求石块的密度。
某兴趣小组在实验室(温度为20℃)进行综合实验。装置如图所示,长为0.6m的绝缘轻质杠杆ab悬挂在高处,可绕O点转动。点O距杠杆b端0.2m。杠杆a端的轻质丝线悬挂一体积为2×10 ﹣ 3m 3的实心合金块B,B浸没在烧杯内的液体中。已知该液体热胀冷缩的特性显著。其在温度为20℃时的密度为1.0×10 3kg/m 3.当杠杆b端用轻质金属丝悬吊一质量为2kg的铜柱时,杠杆正好在水平位置平衡。此时,铜柱下的金属探针(重力不计)正好伸到水银槽的水银面上并且刚好和水银接触。右方电路中,小灯泡发光,导线C和金属丝良好接触但对金属丝和杠杆都不产生力的作用。导线A始终和槽中水银良好接触。已知小灯泡规格为"3V0.06W",电源电压为3V.铜柱、探针、水银的电阻均不计。忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)若在电路中串联一个量程为0~15mA的电流表,为保证电路安全。定值电阻R的最小阻值是多少?
(2)合金块B的密度是多少?
(3)除烧杯内的液体外,装置中其他物体的热胀冷缩忽略不计。若实验室温度骤然升高,小灯泡将 (选填"继续发光"或"熄灭")。
阅读短文,回答问题:
防冻冷却液
汽车行驶时,发动机的温度会升得很高,利用防冻冷却液在散热器管道内循环流动,将发动机多余内能带走,使发动机能以正常工作温度运转。防冻冷却液主要由水和不易汽化、密度比水小的某种防冻剂(简称原液)混合而成,原液含量(防冻剂占防冻冷却液体积的比例)越高,防冻冷却液的比热容越小,防冻冷却液的凝固点和沸点与原液含量的关系图象见图2和图3所示。选用时,防冻冷却液的凝固点应低于环境最低温度以下,而沸点一般要高于发动机最高工作温度
以上。
请回答下列问题:
若用水代替防冻冷却液,在北方寒冷的冬天,停车时间比较长,会因水结冰容易导致散热器管道胀裂,为什么?因为当水结冰时, ,所以把散热器管道胀裂。
(2)设某品牌汽车的发动机工作温度为,所在地区最低温度为
,应选用何种较合适比例的防冻冷却液 (选填“
”、“
”、“
”或“
”
,简述选用理由: 。
(3)现有原液含量为的防冻冷却液长时间使用后,由于汽化会减少,与原来相比,防冻冷却液的哪些物理量发生了什么变化,如何变化?(示例:体积变小)
① ,② ,③ ,
④ ,⑤ 。
如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC:OD=1:2,A的体积为0.02m 3,A重为400N,B重为150N,动滑轮重100N,不计绳重与摩擦(ρ 水=1.0×10 3kg/m 3)。求:
(1)A的密度;
(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率;
(3)水位上涨到A的上表面时,A受到的浮力;
(4)水位上涨过程中,电子秤所受的最大压力。
某物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置,其部分结构如图甲所示。电源电压为6V,R0为定值电阻,滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙,T为容器的阀门。某次探测时,水下机器人潜入100m深的湖底取出矿石样品M.返回实验室后,将矿石样品M悬挂于P点放入容器中,保持静止状态。打开阀门T,随着水缓慢注入容器,电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示。在电压表示数从2V变为4V的过程中,电流表示数变化值为0.2A(弹簧电阻忽略不计,矿石M不吸水,湖水密度与水相同,g=10N/kg)。求:
(1)水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强为多少?
(2)定值电阻R0的阻值是多少?
(3)矿石M的密度是多少kg/m3?
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。
小明在探究“物距和物高一定时,物体经小孔所成的像的高度和像距的关系”时,所用的实验器材有:用发光二极管做成的物体、有小孔的方纸板、用半透明塑料膜做成的屏、量程为0~30cm的直尺,实验装置的示意图如图所示。
(1)该实验应该在较 的环境下进行。(选填“亮”或“暗”)
(2)记录的实验数据如表,请在方格纸上画出像高与像距的关系图象。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
物距u/cm |
相同 |
|||||
物高h1/cm |
相同 |
|||||
像距v/cm |
4.0 |
8.0 |
12.0 |
16.0 |
20.0 |
24.0 |
像高h2/cm |
2.0 |
4.1 |
6.0 |
8.0 |
9.9 |
12.0 |
(3)根据图象,得出的探究结论是: 。
(4)另一名同学在做该实验时,更换了部分实验器材,其实验装置的示意图如图所示。外筒(足够长)用不透明的材料制成,左端开有小孔;内筒(内径约14cm)的筒壁用不透明的材料制成,左端用半透明塑料膜做屏,并可以在外筒中自由地拉出或推入。其他器材不变。和小明所用的装置相比较,请说出该同学用这样的装置做实验的好处和不足。(各写一条即可)
好处: ;
不足: 。
质量可忽略的细绳上端固定,下端系一质量为m的金属螺母,做成摆长为l的摆(如图所示),让螺母在竖直面内小幅度往返摆动,每完成一次往返摆动的时间均为
请你根据 ,推测,螺母往返摆动一次的时间T与螺母的质量m是否有关 (选填"有关"、"无关")。现有足量的细绳、大小相同的金属螺母,这些螺母有的质量相等,有的质量不等,写出验证你的推测的实验步骤(若有需要,可补充器材)。
用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数 与物块下表面浸入水中的深度 的关系如图乙所示(忽略此过程中水面的高度变化)。求:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(2)物块的密度;
(3)从物块刚好浸没水中到 过程中,水对物块下表面的压强变化了多少 ?
如图所示,在上端开口的圆柱形容器中盛有适量水,水中放置一圆柱体,圆柱体高 ,密度 ,其上表面距水面 ,容器与圆柱体的横截面积分别为 ,和 ,现将绳以 的速度竖直向上匀速提升圆柱体,直至离开水面,已知水的密度 , 取 ,水的阻力忽略不计。
(1)在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中,求绳拉力对圆柱体做的功;
(2)在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中,求绳的拉力随时间变化关系式;
(3)在给出的坐标纸上画出(2)中绳的拉力的功率 随时间变化的图象。
据统计,全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的。我市加大了道路交通安全监控管理力度,将“区间测速”座位判断是否超速的依据之一。所谓的“区间测速”,就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该路段的最高限速即被判为超速。若监测点 、 相距 ,全程限速 ,由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点 、 的速度分别为 和 ,通过 、 两个监测点的时间为 。问:
(1)按“区间测速”标准判断该货车在 段行驶是否超速?
(2)按照规定,载货车车轮对地面的压强超过 即被判为超载。该型号货车部分参数如表所示。其中表中参数计算,该货车在不超载的情况下,在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少? ,取
(3)该货车在某路段平直公路上运动 的速度 时间图像如图所示,这段时间内发动机完全燃烧柴油 ,已知发动机的效率 ,柴油的热值 ,则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大?
货车自重 |
|
轮胎触地总面积 |
|
车厢容积 |
|
2017年4月1日,中国四川省川南临港自由贸易试验区揭牌仪式在成都举行,标志着四川航运第一大港 泸州港称为重要区域性综合交通枢纽。如图所示是泸州港口的轨道式龙门吊设备的简化机械示意图。图中在货船水平甲板上被吊起的集装箱体积是 ,底面积 ,平均密度 ,图中每个滑轮的重力均为 ,在绳子自由端拉力 的作用下,集装箱以 的速度在空中匀速竖直上升(绳重和摩擦不计,取 。求:
(1)该集装箱的重力;
(2)绳子自由端拉力 的功率;
(3)在开始起吊集装箱的过程中,当绳子自由端的拉力为 时,集装箱对水平甲板的压强。
如图1所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长 ,下面部分也为正方体形状,边长 ,容器总质量 ,容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积 ,下表面与容器底面距离 ,上表面与容器口距离 ,物体质量 。现往容器内加水,设水的质量为 ,已知 , 。
(1)当 时,水面还没有到达物体的下表面,求此时容器对水平地面的压强;
(2)当 时,求水对容器底部的压力;
(3)当 时,求出水对容器底部的压力 随 变化的关系式,并在图2中作出 图像。
如图所示,杠杆 在水平位置保持静止, 、 是实心柱形物体,他们受到的重力分别是 , , 的底面积 ,柱形容器中装有水,此时水的深度 ,容器的底面积 , 物体底面离容器底的距离 ,已知 , , 。求:
(1)水对容器底的压强和水对 物体的浮力。
(2) 物体对水平地面的压力。
(3)若打开开关 缓慢放水,当 物体对水平地面压力刚好为零时,容器中所放出水的质量有多大?