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地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线;乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品,工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声,判断金属物品的大小;手持式安检仪的电池容量为 ,额定电压为 ,额定功率为 ,电池容量指放电电流与放电总时间的乘积;当剩余电量减为电池容量的 时,安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型,固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场,宽度为 。边长 的正方形金属线圈 放在水平传送带上,可随传送带一起以速度 匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流,从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用,因此线圈与传送带间也存在摩擦力;运动过程中线圈整体处于磁场中时,线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时,传送带克服线圈摩擦力做功的功率 与对应的速度 的数据如表。
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0.2 |
0.3 |
0.5 |
0.6 |
0.8 |
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0.016 |
0.036 |
0.144 |
0.256 |
(1)候车时乘客越过黄色警戒线会有危险,那是因为流体的流速越大,压强越 ;有乘客手捧鲜花进入车厢,所有乘客都闻到了花香,这是因为分子在 。
(2)下列说法中,正确的是 。
.手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
.通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
.站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
.佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
(3)手持式安检仪正常工作时的电流为 ;电池充满电后,安检仪能正常工作的最长时间为 。
(4)分析表中数据,当传送带速度为 时,传送带克服线圈摩擦力做功的功率 ;线圈进入磁场时受到的摩擦力 与传送带匀速运动的速度 的变化关系如图乙所示,则当 时线圈将在传送带上滑动。
(5)设传送带的速度保持 不变。已知线圈的 边进入磁场时, 边受到的磁场力方向水平向左,当 边出磁场时,由于 边受到磁场力作用,线圈会受到方向水平向 (选填“左”或“右” 的摩擦力的作用;将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△ 从传送带的左端逐一释放,释放后线圈即与传送带保持 的速度一起运动。则△ 时,一段时间后,传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
建设居民楼雨水蓄水系统是镇江市海绵城市建设项目之一,让市民不再“城市看海”。图1是小明设计的地下蓄水池(未画出)水位监测及排水电路, 为电阻箱, 为置于池底的压力敏感电阻,其阻值随上方水的压力的变化而变化,已知:电压 ;当电磁铁线圈中的电流 时,铁质开关 被释放,当 时, 被吸上,从而通过控制池底水泵将水位保持在一定的范围内;电磁铁线圈电阻不计, 的阻值随池内水位变化关系如图2所示。
(1)当池内水位升高时, 受到水的压力将变 ;
(2)请在图1中接入一电压表,要求当水位升高时电压表的示数增大
(3)若此电路能控制池内的最低水位 ,求所能控制的最高水位。
(4)为既能调高池内最高水位,又能使池内最高与最低水位的高度差保持不变,小明采取了减小 的调节方案,该该方案是 的(选填“可行”或“不可行” ,你的理由是 。
图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图,浮子是有上底无下底的圆柱形容器,中间有圆柱形的孔(图乙是浮子的放大示意图),壁的厚度忽略不计,浮子通过孔套在直杆上,并与调节螺母紧密相连,手动上下移动调节螺母,可以使浮子的位置随之上下移动,轻质细杆 可绕 点旋转, 端与直杆底端相连, 端装有塞子,当水箱的进水孔进水,水面接触到浮子下端后,浮子内的空气开始被封闭压缩,随着水位继续上升,浮子上升带动直杆向上运动,当水位上升到一定高度, 杆处于水平位置时,塞子压住进水孔,进水孔停止进水。
(1)为测出浮子上底面的面积,给你刻度尺、量筒和水,请完成实验
①将浮子倒置后,用刻度尺测出浮子内的深度
②将浮子装满水, ;
③浮子上底面的面积表达式: (用所测量物理量的符号表示)
(2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露,用上述方法测得的浮子上底面的面积为 ,外界大气压为 ,浮子、直杆、细杆 、塞子的重力及所受浮力均不计,忽略所有摩擦,当进水孔停止进水时,浮子内的气体压强为外界大气压强的1.2倍,求此时:
①浮子上底面所受内外气体压力差为多大?
② 长 , 长 ,塞子受到水的压力为多大?
(3)科学研究表明,一定质量的气体,在温度不变时,其压强与体积成反比,当进水孔的水压过大时,塞子被冲开,水箱内的水位超过一定高度,会使水溢出,若通过移动调节螺母的方法保证马桶正常使用,应如何移动调节螺母。
如图所示,王老师在圆柱形玻璃杯内装满水,用平滑的塑料薄片紧贴水面盖住杯口,压紧后将杯子倒置,水和塑料片都不会掉下来,接着将倒置的杯子悬挂在玻璃钟罩内,封闭钟罩后用抽气机持续抽出钟罩内的空气,直至塑料片掉下。已知杯中水和塑料片总质量为 ,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为 .(不考虑分子间作用力)
塑料片不掉下来说明了 的存在,通过计算可知,当钟罩内气压降到 时,塑料片会掉下。 取
(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为 时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩内气压为 时,塑料片就掉下了,请你对此时塑料片掉下的现象作出合理的解释: 。
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体脂率
脂肪是人体的重要成分,主要分布在内脏周围和皮肤下面,脂肪供给维持生命必需的能量,氧化热值约为 ,皮下脂肪还能防止热量散失,脂肪过量使人肥胖、并导致一些慢性疾病,人体脂肪率表示脂肪含量的多少、简称体脂率,是人体中脂肪质量与人体总质量的百分比,脂肪的密度约为 、肌肉、骨骼等人体其他成分的精密度为 ,只要测出人体组织密度就可以算出体脂率,人体阻值密度可以采用水下称重法测量:先测出受试人的肺活量 ,然后用称量设备测出人的重力 ,受试人进入,浸没在水面下尽力呼气,此时体内剩余气体约为肺活量的 ,用称量设备测量体重的重力为 ,水的密度为 .由此可以计算出人体阻值密度和体脂率,另外,因为脂肪几乎不含水分,其导电性和其他成分不同,所以还可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率。
(1) 脂肪氧化最多可以释放的热量为 。
(2)比较脂肪和人体其他成分的物理属性,下列说法错误的是 。
.密度较小 .导热性较差 .导电性较差 .比热容较大
(3)人体组织密度的表达式为 (不用化简)。
(4)对过于肥胖无法自行浸没在水面下的人,可以采取什么措施进行水下称重?
如图所示是一种起重机的示意图。起重机重 (包括悬臂),重心为 ,为使起重机起吊重物时不致倾倒。在其右侧配有重 (重心为 。现测得 为 , 为 , 为 , 为 。 取
(1)若该起重机将重物吊升 。用时 ,则重物上升的平均速度是多少?
(2)现在水平地面上有重为 的货箱,它与地面的接触面积是 。
①若起重机不加配重,在起吊货箱时,最大可使货箱对地面的压强减少多少?
②若要吊起此货箱,起重机至少需加多少牛的配重?
(3)有人认为起重机的配重越重越好,这样就能吊起更重的重物,这起重机能配 的配重吗?请说明理由。
十八世纪,瓦特发明的冷凝器蒸汽机,推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图,蒸汽机的工作原理为:打开阀门 、关闭阀门 ,高压蒸汽进入汽缸,推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时,关闭阀门 、打开阀门 ,蒸汽进入冷凝器,汽缸内压强减小,活塞下降。如此循环往复。
(1)蒸汽推动活塞上行过程中,能量转化是 。
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似。
(3)蒸汽机工作时,汽缸内部压强为 帕,若活塞面积为0.1米 ,则活塞受到蒸气的压力是多少?
(4)蒸汽机活塞往复运动,通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克,活塞每次上升高度为0.6米,则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功?假设活塞每分钟向上运动100次,该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少?
小明对"篮球在空气中是否受到浮力"进行探究,由此进行一系列的思考与实验,并最终设计出可直接测量空气密度的简易"空气密度仪"。
(1)如图甲,将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上,阀门连接未充气的气球,且处于关闭状态。加砝码使天平平衡。打开阀门,气球变大,天平指针向右偏转。指针向右偏转的原因是 。
(2)为测量篮球受到的浮力大小,小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压 为6伏,定值电阻 的阻值为10欧, 是力敏电阻,其阻值与所受压力 的关系如图丙所示。当左盘中篮球未给气球充气时,电流表示数为0.2安,当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15安。力敏电阻 所受压力 与篮球对左侧托盘的压力 的关系如图丁所示。请计算篮球所受的浮力。
(3)图乙中篮球和气球内的气体总质量保持不变,并控制气球体积为篮球的2倍,在电压表指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值,就制成了一台测量当地空气密度的"空气密度仪"。现用此装置测量大于1.29千克 米 的空气密度,指针大致指示在何处?请在图戊的刻度盘中用箭头标出,并写出你的判断依据。
十八世纪,瓦特发明的冷凝器蒸汽机,推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图,蒸汽机的工作原理为:打开阀门 、关闭阀门 ,高压蒸汽进入汽缸,推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时,关闭阀门 、打开阀门 ,蒸汽进入冷凝器,汽缸内压强减小,活塞下降。如此循环往复。
(1)蒸汽推动活塞上行过程中,能量转化是 。
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似。
(3)蒸汽机工作时,汽缸内部压强为 帕,若活塞面积为0.1米 ,则活塞受到蒸气的压力是多少?
(4)蒸汽机活塞往复运动,通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克,活塞每次上升高度为0.6米,则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功?假设活塞每分钟向上运动100次,该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少?
如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为 的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重 、高 、底面积 分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取 。
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为 ,求金属块对容器底部的压力。(取大气压强
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力 随容器中液面高度 变化的图像(需标注相应的数据)。
科技改变生活,当今社会已步入汽车和微信时代。
(1)一辆质量为1500千克的某品牌汽车,静止在水平路面时,轮胎与地面接触的总面积为0.02米 ,此时该汽车对路面的压强为 帕。
(2)若小柯在平直公路上以72千米 小时的速度边看微信边匀速行车,当发现前方路面50米处有障碍物时,小柯在 系统的调节下立即采取相应的刹车措施。据相关部门测定,司机正常反应时间约0.6秒,而边看微信边开车,反应时间会变为正常反应时间的3倍。该车以不同速度行驶时制动距离见下表。请结合表中数据及图甲,计算车子若按原运动方向行驶能否在撞上障碍物前停下。
速度(千米 时) |
制动距离(米 |
40 |
8 |
60 |
20 |
72 |
28 |
注:反应时间:司机从发现情况到操纵制动器所需要的时间;
反应距离:汽车在司机的反应时间里以原来速度行驶所通过的距离;
制动距离:当司机制动刹车后,汽车还会继续滑行的距离。
(3)人的反应时间的长短可通过图乙所示的方法进行比较:当竖直下落的直尺被捏住位置的刻度值越小(越靠近尺的下端),则说明反应时间 。为了利用直尺定量测出人的反应时间,可在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线及对应刻度值,且每格代表的时间相等,则每格的长度是 的(选填“相等”或“不相等” 。(不计空气阻力)
如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压 保持不变,电压表量程 ,电流表量程 , 是阻值为 的定值电阻, 是长 、阻值为 的电阻丝,滑片 把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体 长 ,底面积为 .当水位处于最高处时, 刚好浸没在水中,滑片 恰好在 的最上端。轻质弹簧阻值不计, 全部露出水面前,弹簧的伸长长度△ 始终与受到的拉力 成正比,如图乙所示。
(1)当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是 。
(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为多少?
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为 时,电流表示数为多少? 取
小金看到工人为水平广场换新的地砖,他发现砖已经被太阳晒得很热,这引起了他的兴趣:地砖经过一整天的暴晒,温度能达到多高?这么多地砖对广场地面会产生多大的压强?他发现地砖包装盒上印着砖的规格 ;每块质量为 ;密度为 ,小金用红外线温度计测得一天内,砖的最高温度为 ,最低温度为 . ,砖的比热为 根据上述数据,回答下列问题:
(1)广场受到地砖产生的压强为多大。
(2)一块广场砖的温度从 升高到 ,需要吸收热量是多少?
(3)小金查到,晴天时地球表面每平方接受到太阳辐射功率大约为 .若根据这一数据,实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计算结果,由此可得地砖的温度将远远高于 ,为什么出现如此大的差异呢?请你做出分析。
如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为 的正方体物块 ,容器中水的深度为 时,物块 刚好完全浸没在水中。容器侧面的底部有一个由阀门 控制的出水口,打开阀门 ,使水缓慢流出,当物块 有 的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门 .弹簧受到的拉力 跟弹簧的伸长量△ 关系如图乙所示。(已知 取 ,水的密度为 ,不计弹簧所受的浮力,物块 不吸水)。求:
(1)打开阀门前物块 受到的浮力;
(2)物块 的密度;
(3)弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强。