如图示意在物理实验中常用等效替代法。其中Rx是待测电阻,R是滑动变阻器,R0是电阻箱。根据实验电路图把下列主要步骤中的空白填齐。
①按电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调到最大;
②闭合开关S1前,滑动变阻器滑片P置于________端;
③闭合开关S1;
④闭合开关_______,调节滑片P,使电压表指针指在适当位置,记下此时电压表示数U;
⑤先断开开关________,再闭合开关________,保持_____的电阻不变,调节________,使电压表的示数仍为U;
图的装置主要由长木板甲、物块乙和丙、定滑轮S和动滑轮P、水箱K、配重C和D及杠杆AB组成。C、D分别与支架固连在AB两端,支架与AB垂直,AB可绕支点O在竖直平面内转动。C通过细绳与P相连,绕在P上的绳子的一端通过固定在墙上的S连接到乙上,乙的另一端用绳子通过固定在桌面上的定滑轮与丙连接,乙置于甲上,甲放在光滑的水平桌面上。已知C重100N,D重10 N,丙重20N,OA:OB=1:2,在物体运动的过程中,杠杆始终保持水平位置平衡。若在D上施加竖直向下F0=20N的压力,同时在甲的左端施加水平向左的拉力F,甲恰好向左匀速直线运动,乙相对桌面恰好静止;若撤去拉力F改为在甲的右端施加水平向右的拉力F'时,甲恰好在桌面上向右匀速直线运动,要继续保持乙相对桌面静止,则此时在D上施加竖直向下的压力为F1;若移动K,将丙浸没水中,在拉力F'作用下,甲仍向右匀速直线运动且乙相对桌面静止,则此时在D上施加竖直向下的压力为F2。已知ρ丙=2×103kg/m3,F1:F2=4:5。杠杆、支架和不可伸缩细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。g取10N/kg。
求:(1)丙浸没水中后受到的浮力F浮;
(2)拉力F。
某提升装置中,杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动,水平地面上的配重乙通过细绳竖直拉着杠杆B端。已知AO:OB=2:5,配重乙与地面的接触面积为S且S=200cm2。当在动滑轮下面挂上重1000N的物体甲静止时(甲未浸入水中),竖直向下拉绳子自由端的力为T1,杠杆在水平位置平衡,此时配重乙对地面的压强为P1且P1=3.5×104Pa;如果在动滑轮下挂一个质量为动滑轮质量5倍的物体丙,并把物体丙浸没在水中静止时,如图22甲所示,竖直向上拉绳子自由端的力为T2,杠杆在水平位置平衡。此时配重乙对地面的压强为P2且P2=5.6×104Pa。已知物体丙的质量与体积的关系的图像如图乙所示,如果不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦,图中两个滑轮所受重力相同取g=10N/kg。配重乙的体积为5×10-2m3,求配重乙的密度。
甲
乙
如图甲所示,冰冻是造成高山地区冬季输配电线路倒塔(杆)断线的重要原因。为了避免这类事故的发生,一方面电力工人要及时对输电线路进行除冰作业,另一方面要加强输电线的抗拉能力。一般高压输电线每一根都是由一股位于中间的钢质线芯和六股相同粗细的铝质线芯绞在一起组成的,其横截面如图乙所示。这种输电线通常被称为钢芯铝绞线(代号LGJ)。已知该钢芯铝绞线所能承受的最大安全拉力为其正常工作情况下拉力的5倍。下表是该种钢芯铝绞线的相关技术数据。
1.该电力线路采用钢芯铝绞线而不采用与之同样结构尺寸的铝绞线,其主要目的是什么?
2.输电线路结冰后,输电线(连同上面的冰)变粗、变重。为了保证输电线路的安全,防止输电线被拉断,在冰冻的钢芯铝绞线(连同上面的冰,其横截面可以看作圆)的直径D增大到一定值时就必须进行除冰作业,试估算需要进行除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的直径D。(ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ钢=7.9×103kg/m3,ρ冰=0.9×103kg/m3,取=10.7)
3.有一种输电线路除冰作业的方法叫“短路熔冰”。所谓“短路熔冰”,就是在短时间内,输电线不经过用电器而直接接通,输电线中通过比平时大许多的电流,利用导线本身发热熔冰以完成除冰作业的方法。短路熔冰时,若一根这种钢芯铝绞线每米的发热功率为200W,则短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约是多大?(取=3.2)
边长为0.1m的正方体木块,放在如图所示的容器中。现缓慢持续地往容器中注水,一段时间后,木块浮起。已知木块的密度为0.6×103㎏/m3。求:
(1)木块所受的重力为多少?(g取10N/kg)
(2)容器中水面升至多高时,木块刚好浮起?
(3)木块刚浮起时,水对容器底部的压强为多少?
(4)当容器中的水面升至0.2m时,则在注水过程中浮力对木块所做的
功是多少?
已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为 ,体积为 。问:
(1)此木料的密度为多少?
(2)如图所示,甲、乙两人分别在 点和 点共同扛起此木料并恰好水平,其中 , 为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从 点向 点靠近时,请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
在科学研究中经常用到数学方法,如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的是
①速度:物体在单位时间内通过的路程
②压强:物体单位面积受到的压力
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比
A. |
只有①② |
B. |
只有③④ |
C. |
只有①③④ |
D. |
①②③④都可以 |
水平桌面上有一底面积为 的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为 、高为 的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为 ,如图1所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为 ,如图2所示。已知水的密度为 。求:
(1)空杯子的质量;
(2)该杯子材料的密度。
如图甲所示,一轻质弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体物块上。已知物块的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为15cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物块上表面与水面相平,此时水深30cm。
(1)该物块受到水的浮力;
(2)该物块的密度;
(3)打开出水口,缓慢放水,当弹簧恢复原状时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
如图甲所示,一边长为10cm的正方体物块漂浮于足够高、底面积为0.02m 2的盛有足量水的圆柱形容器中,有 体积露出水面,ρ 水=1.0×10 3kg/m 3,g取10N/kg。求:
(1)该物块受到的浮力;
(2)物块的密度。
小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。(ρ 水已知)
(1)小明的实验过程如下:
①将天平放置于水平桌面上,游码放到标尺左端的零刻度线处,天平上指针的位置如图所示,下一步的操作是 。
②用调节好的天平测出小石块的质量为m;
③往量筒中倒入适量的水,读出水面对应的刻度值为V 1;
④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中,读出水面对应的刻度值为V 2;
⑤小石块的密度:ρ 石= 。
(2)小红的实验过程如下:
①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下,测出小石块重为G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块 在水中,读出弹簧测力计示数为F;
③小石块的密度:ρ 石= 。
(3)对小明和小红的实验进行分析与论证,可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值 (选填"偏大"或"偏小")。为了使测量结果更准确,可以在完成小明的实验步骤②后,将 ,再继续进行实验。
如图所示,质量为10kg,底面积为500cm 2的圆柱体A放在水平面上。一薄壁圆柱形容器B也置于水平面上,该容器足够高,底面积为200cm 2,内盛有8kg的水。若将一物体M分别放在圆柱体A上表面的中央和浸没在容器B的水中时,圆柱体A对水平面的压强变化量和水对容器B底部压强的变化量相等(g取10N/kg,ρ 水=1.0×10³kg/m³),则( )
A. |
未放上物体M时,圆柱体A对水平地面的压强为2×10 5Pa |
B. |
容器B内水的体积为0.08m³ |
C. |
物体M的密度为2.5×10³kg/m³ |
D. |
物体M未放入容器B时,容器B底部受到的水的压强为4×10 4Pa |
祝融飞天
2021年5月22日10时40分,中国第一辆火星车“祝融号”安全驶离着陆平台,成功“打卡”火星表面,正式开启火星探测之旅。你知道吗,其实“祝融号”火星巡航速度非常的慢,仅每小时40米,而这也是有原因的。
早在5月15日,天问一号着陆巡视器就已成功软着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,“祝融号”火星车建立了对地通信。当天问一号着陆,“祝融号”火星车就直接向家人报告“我已着陆,感觉良好”,并用随身携带的相机拍了一些照片,为了应对火星表面的低气压以及昼夜温差,研制团队为火星车配置了两套集热器,并采用了纳米气凝胶保温。火星沙尘沉积将影响太阳电池阵发电,为此,研制团队专门针对光照、沙尘等情况,设计了蝶形四展太阳翼,配置了特殊的电池等。
(1)祝融号在火星上的巡航速度大约与 最相似。
A.蜗牛的爬行速度 B.人行走的速度 C.汽车在高速公路上行驶的速度
(2)因为火星上的昼夜温差较大,所以能量的损耗也比较大,中国科学家因此制造了一个和“祝融号”相似的“双胞胎”,模拟它登陆火星时的情况,确认登陆方式是安全的时,才让“祝融号”正式在火星上登陆,这是运用了 方法。
A.控制变量法 B.等效替代法
(3)祝融号将拍摄到的照片传回地球通过 方式。
A.电磁波 B.超声波
(4)“祝融号”安全驶离着陆平台过程中,“祝融号”相对着陆平台是 的(选填“运动”或“静止”)。
(5)请从上述材料中找出“祝融号”可能在火星上遇到的问题,模仿范例格式,写出对应的物理问题和方案(任写一条)。
问题 |
解决方案 |
火星上会有比较坚硬的石块,祝融号的轮子可能会受到损害 |
用硬度大的材料做祝融号的车轮 |
科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度,具体做法如下:
(1)用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m1,天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图18甲所示,m1=____ g。
(2)往量简中加入适量的水,测得其体积V1为300 mL,将上述种子放入量简中,种子全部沉入水中,如图18乙所示,此时水和种子的总体积V2= mL。
(3)种子的密度ρ= g/cm3 ,与真实值相比ρ偏 ,理由是 。
(4)小华经过反思后改进了实验方案:将量简中种子倒出,用纸巾吸干种子表面的水后,再次测得种子总质量为m2,则种子密度ρ‘= 。 (用ρ水和测得的物理量符号表示)