太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点.为有效利用太阳能,某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究:在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水,烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封,插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中,大部分刻度露出可见),放在阳光下曝晒.每隔相同的时间读出温度计的示数,数据记录如下:
塑料袋 颜色 |
水的质量(m/Kg) |
初 温 (t/℃) |
温 度 (t1/℃) |
温 度 (t2/℃) |
温 度 (t3/℃) |
…… |
黑 色 |
1.0 |
15.0 |
22.3 |
27.8 |
31.5 |
…… |
白 色 |
1.0 |
15.0 |
16.5 |
17.8 |
19.0 |
…… |
根据上述数据回答下列问题:
(1)这次实验过程中,采用的科学研究方法是
(2)通过上面的研究可以推断:太阳能热水器的集热管表面颜色以 为宜;
(3)小明家使用的太阳能热水器的说明书如图,若在太阳能热水器的水箱中装满水,中午在太阳照晒下每小时温度升高10℃,则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少?该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少?
容 积 |
100L |
集热箱的采光面积 |
1.5m2 |
效 率 |
40% |
使 用 年 限 |
15年 |
如图所示电路中,电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变,定值电阻R1=25W。只闭合开关S1时,灯L正常发光;只闭合开关S3时,灯L的实际功率为其额定功率的,R2消耗的功率为0.5W;改变三个开关的状态,在保证R1工作的条件下,若R1消耗的最大功率和最小功率之比为4∶1。求:
电源两端的电压U;
(请画出相关的等效电路图)
科技人员设计出了一种可移动式太阳能水上漂浮房如下图所示,它具有冬暖夏凉的优点.表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为1.6×104W,该漂浮房屋三角形建筑的主体结构是中空的,三角形建筑外围(即除去该面空洞)的面积为1.0×103m2,空气密度约为1.2kg/m3,已知空气动能与空气质量成正比.1kg空气在不同的速度(V)时的动能(E)如下表所示.
E(J) |
2 |
8 |
18 |
32 |
50 |
V(m/s) |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
⑴漂浮房冬暖夏凉,利用了水的 比较大的特性.
⑵漂浮房在平静的水面沿直线运功,运动过程中受到的阻力不变,水平方向的牵引力随运动时间t的变化关系如右图所示,t=50s后,漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动,则在整个运动过程中,漂浮房受到的阻力大小为 N.
⑶由表格中数据可知,每kg空气动能(E)与速度(V)的关系表达式为E= .
⑷若风正好垂直于三角形表面吹入,当风速为8m/s时,每秒钟吹向三角形建筑的空气体积是多少立方米?若煤的热值3.2×107J/kg,那么当风速为8m/s时,漂浮房在1h内获得的风能与完全燃烧多少千克的煤所产生的内能相当?
利用图所示装置,把质量为4kg、密度为4×103kg/m3的薄石块从水面下5m处拉出水面后,再提升了8m,共用时间10s。动滑轮重为20N(不计绳重及滑轮与轴间的摩擦及水对石块的阻力,设石块的两个上升过程都为匀速)。
(1)当薄石块浸没在水中5m深处时,它受到的水的压强是多少?
(2)当薄石块浸没在水中时,它受到的浮力是多少?
(3)在整个过程中拉力F做功的功率是多少?(可近似认为石块离开水面前浮力大小不变)
如图所示装置图,绳重及摩擦不计.装卸工人将重为800N的货物提至高处,人对绳的拉力F1为500N,货物在1min内匀速上升了5m.
(1)请在图上画出绳子的绕法;
(2)求滑轮组的机械效率;
(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功.
如图甲所示,正方体A边长0.2m,作为配重使用,杠杆OE:OF=2:3,某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B, 圆柱体B的体积是密闭容器D的;旁边浮体C的体积是0.1m3,该同学站在浮体C上,总体积的浸入水中;该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端,手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图24乙所示;密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变,密闭容器D被提出水后,圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面,同时手松开绳子时,浮体C露出水面的体积减少总体积的;在提升全过程中,配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10 N.(绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g=10N/kg),求:
(1)圆柱体B的重力;
(2)密闭容器D离开水面时,滑轮组提升重物B的机械效率;(百分号前面保留整数);
(3)圆柱体B的密度;
(4)在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。
某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点,下表是该电热水壶的铭牌。
(1)如图所示,小电动机将l.2kg的水从桶中提升了0.5m,电动机对水做的功至少是多少?
(2)为了泡绿茶要将水从25℃加热到85℃,则1.2kg的水需吸收热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若加热题(2)中的水需用时315s,电热水壶加热效率为96%,则它的实际工作电压是多少?
如图所示是我市部分中小学投入使用的新型安全校车,这种校车的性能完全符合校车12项安全标准。中考期间,××中学的学生乘坐这种新型安全校车到9km外的考点参加考试,校车行驶了15min后安全到达考点.求:
(1)校车在送考过程中的平均速度;
(2)若校车和学生总质量为9000kg,车轮与地面的接触总面积为0.15m2,求校车对水平路面的压强;
(3)若校车以12m/s的速度在一段平直路面是匀速行驶,校车受到的牵引力是4500N,求校车发动机牵引力的功率。
如图所示,工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s 的速度从地面提升到12m高的平台上,若工人吊起箱子过程中做的额外功是1800J.求:
(1)滑轮组的机械效率是多大?
(2)工人吊起箱子的过程中所用的拉力是多少?
(3)工人做功的功率为多少?
如图18,密度为0.6×103kg/m3、体积为10-3m3的正方体木块,用一条质量可忽略不计的细绳系住,绳的两端分别系于木块底部中心和容器底部中心。细绳对木块的最大拉力为3N。容器内有一定量的水,木块处于漂浮状态,但细绳仍然松软,对木块没有拉力。容器的底面积为0.03 m2。
求:(1)此时木块受到的浮力?
(2)当向容器中注水,直到细绳对木块的拉力达到最大值,在细绳断裂前的一瞬间停止注水,则此时木块浸入水中的体积为多大?
小明利用如图所示的滑轮组提起重为900N的物体,绳子自由端拉力F为400N,重物在拉力作用下匀速升高了10m,绳子自由端移动的速度为0.3m/s。(不计绳重和摩擦)
求:(1) 小明所用的时间;
(2) 提起重物所做的有用功和滑轮组的机械效率;
(3) 若用该滑轮组将重为1200N的物体B匀速提高,此时的机械效率是多少?
电压表也存在很大电阻。图甲所示为常用的“伏安法测电阻”实验电路的一部分,它主要用于电压表的电阻远大于RX的阻值时测算该电阻值。利用此电路,由于流经电压表的电流很小,我们仅根据电压表和电流表数值算出的RX阻值,其实只是RX实际阻值的一种近似。若电压表的电阻为R0,我们忽略电压表测量电压的功能,图甲所示电路可以等效成如图乙所示。则根据该等效方法,当电压表读数为U,电流表读数为I时,RX的实际阻值应为多少?
在“家电下乡”现场,小聪看到某品牌的电热水器和燃气式快速热水器,铭牌如下:
(1)一般情况下,热水淋浴要求水温升高30℃,则该燃气快速热水器(如图)正常工作时,每分钟流出热水______________L。电热水器装满水后,要使水温升高30。C,需提供______J的热量[c水=4.2×103/(㎏·℃)]。要获得这么多热量,电热水器需正常工作的时间为____________S(假设电热水器产生的热量全部被水吸收)。
(2)为了探究电热水器满足即开即用热水淋浴的条件,除热水器及附属的花洒喷头外。小聪找来了秒表、带刻度的大量筒、水桶、温度计、台秤(又叫磅秤)等器材。请你选择合适的器材,为小聪设计一个探究方案。要求写出所选的器材、方法,用测量的物理量及相关常量表示得出的结论。
探究方案:
小明家电热吹风机的铭牌如表格(甲)所示,其工作原理如图(乙)所示.由于使用了多年,吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,电动机性能仍保持不变.为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风,发现电能表的转盘6min内转过132圈,电能表规格如图(丙)所示.问:
(1)氧化电热丝的实际电阻值是多少?
(2)为恢复电热吹风机的铭牌功率,应与氧化电热丝串联还是并联一段新电热丝?
(3)新电热丝的阻值是多少?
某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型,如图所示。其中D、E、G、H都是定滑轮,M是动滑轮,杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动,OC∶OB=3∶4。杠杆BC和细绳的质量均忽略不计。人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A,容器的底面积为300 cm2。人的质量是70 kg,通过细绳施加竖直向下的拉力F1时,地面对他的支持力是N1,A以0.6m/s的速度匀速上升。当杠杆到达水平位置时物体A总体积的五分之二露出液面,液面下降了50cm,此时拉力F1的功率为P1;人通过细绳施加竖直向下的拉力F2时,物体A以0.6m/s的速度匀速上升。当物体A完全离开液面时,地面对人的支持力是N2,拉力F2的功率为P2。已知A的质量为75kg, N1∶N2=2∶1,忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,g取10N/kg。求:
⑴当物体露出液面为总体积的五分之二时,物体所受的浮力;
⑵动滑轮M受到的重力G;
⑶P1∶P2的值。