“塔吊”是北海新城区建设中随处可见的一种起重设备,图甲所示是某塔吊的工作示意图,AO是塔吊的平衡臂,BO是塔吊的吊臂,C为可控制移动的滑轮组小车,可在B点到O点间移动,AO长4m,BO长26m,AB可绕O点在一定的范围内上下倾斜,已知A端配重物的质量为5t,塔吊利用工作电压为380V、额定功率为10kW的电动机带动滑轮组来吊升工地的建筑材料.问:
(1)从安全角度出发,起吊时应尽量使吊臂水平平衡,在一次匀速吊升钢材时塔吊的吊臂如图乙所示,则滑轮组小车C应向 移动(选填“左”或“右”),这是根据 原理.
(2)将质量为2t的钢材以0.5m/s的速度竖直向上匀速提起,经1min到达施工楼层后再水平移动20m将钢材送到施工点,此过程中塔吊拉力对钢材所做的功是多少?
(3)此塔吊某次吊升钢材时,施工人员移动滑轮组小车C到达离O点16m处,使吊臂和平衡臂刚好处于水平平衡,电动机在额定功率下竖直向上匀速吊升钢材到某高度,此时电动机将电能转化为机械能的效率为75%,则钢材上升过程中的速度是多大?(吊臂、平衡臂、滑轮组的质量及摩擦力忽略不计)
王斌学了电磁继电器的知识以后,突发奇想:自己能不能制作一个像麦当劳那里的烘手器昵?他开始设计了一个电路,如图甲所示,R0为光敏电阻,为用电动机做成的简易吹风机,试用以后,觉得干手的速度还有点慢,于是他又想,如果在不影响电动机正常工作的情况下加一个“220V 1000W”的电热丝,那效果也许会更好,请回答以下问题:
(1)所加电热丝的电阻是多少?
(2)在图乙中画出接入电热丝后的电路图(电热丝可用电阻的符号表示).
(3)若电热丝消耗的能量,用来给水加热并被水全部吸收,那么它正常工作7min能使多少初温为10℃的水温度升高到30℃?
阅读短文并回答下列问题:
会“拐弯”的声音
声音不但会“爬行”,而且会“拐弯”。
1923年,荷兰的一个火药库发生了大爆炸,据调查,在100千米的范围内,人们清楚地听到了爆炸声,在100千米到160千米的地区内,人们却什么没有听到,令人奇怪的是,在1300千米的地方的人们却又清楚地听到了爆炸声。
这真是件有趣而又奇怪的事!声音怎么会拐弯绕过中间地带呢?
原来声音有个“怪脾气”:它在温度均匀的空气里是笔直地走的;一旦碰到空气的温度有高有低时,它就尽挑温度低得地方走,于是声音就拐弯了。如果某个地区接近地面的温度变化得厉害,这儿高那儿低,那么声音拐到高空后又会往下,这样就会造成一些奇怪的现象。
请根据材料回答下列问题:
(1)烈日炎炎,在沙漠或戈壁滩上,即使相距不太远的人也难听清对方的大声喊叫,其中一个主要原因是声音在传播时向________拐弯。
(2)“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”,若枫桥到寒山寺的距离为1020m,客船里的乘客听到钟声至少是______s前僧人撞击钟面而传来的。
(3)自从无锡高速火车通行后,每天不同时刻都有火车经过离我们家或学校不太远的地方,你注意过吗?夜晚和早晨听到火车的汽笛声很清楚,一到白天就不太清楚了,有时甚至听不见,请根据上面的知识你分析造成这种现象的主要原因是什么?________________________________。
随着生活水平的提高,人们对卫生间里空气质量的要求越来越高。
(1)为了保证空气流通,小刚家的卫生间安装了换气扇,且换气扇与电灯由同一个开关控制,闭合开关时,换气扇和电灯同时工作。
①请你用笔画线代替导线,将如图所示的电灯、换气扇(用M表示)和控制它们的开关正确连入电路。
②换气扇能将卫生间内的污浊空气排出,下列描述所涉及的物理知识与换气扇的工作原理相同的是 (填字母序号)。
a、拦河大坝建成上窄下宽 b、飞机的机翼设计成上凸下平 c、列车的铁轨铺设在枕木上
(2)卫生间常装有防止下水道“异味”上逸的装置。如图1是小刚家安装在洗手盆下方排水管的U形“反水弯”,它利用了 的特点,使U形管中始终留有一部分水,封堵下水道中的“异味”。小刚家的卫生间地面上还装有防止反味的地漏,如图2所示,其结构是一个“扣碗”(图甲)倒扣在存水杯,存水杯与下水管相连(图乙)。
一次,小刚全家外出旅行,一段时间后回到家中闻到卫生间有下水道反上的“异味”,经排查“异味”来自地漏(地漏及其连接均完好)。妈妈取下“扣碗”临时用抹布将地漏下水管口堵上。小刚认为这样做会影响地漏的正常使用,于是他拿掉抹布,观察存水杯的内部情况,并联想学过的物理知识,找到了造成地漏反味的原因是 。随即他想出一个简单可行的办法,马上就解决了地漏反味的问题,并且不影响地漏的正常使用。他的做法是:
图1 图2
“嫦娥奔月”的梦想
2013年12月2日11时30分,“嫦娥三号”探测器从西昌卫星发射中心发射升空(如甲所示),奔向38万千米外的月球;12月15日4时35分“嫦娥三号”着陆器和巡视器成功分离,巡视器顺利驶抵月球表面,实现了中国人“嫦娥奔月”的梦想.
(1)探测器在向月面降落的过程中,不能采用打开降落伞的方法來减小下落的速度,原因是月球上 ,不能通过克服摩擦力做功来使其速度减小.
(2)无线电波传播速度是3×105km/s.探测器将获得的月球信息以无线电波的形式传回地球约需要 s(结果保留两位小数).
(3)图丙为“嫦娥三号”绕月飞行的轨道示意图,其中“嫦娥三号”的月球重力势能最大的位置是 .(选填“近月点“或“远月点“)
阅读短文,回答文后的问题
爆米花
爆米花是一种很受欢迎的食品,它通常是由玉米加工而成.那么玉米粒是如何变成爆米花的呢?
传统的爆米机实际上是一个带有密封盖的铁罐子.加工爆米花时,用煤炉给装有玉米粒的爆米机加热,密封在罐里的玉米粒温度不断升高,其中的水分逐渐变成水蒸气,玉米粒内部压强不断增大.部分水蒸气从玉米粒中跑出,进入铁罐内,而铁罐内气体的温度也在不断升高,压强越来越大.玉米粒像吹足气的小气球,但由于受到罐内气压的约束,它们不能爆开.加热到一定程度时,打开爆米机的密封盖,罐内气体压强迅速减小,高温高压的玉米粒突然进入气压较低的环境中,便迅速爆开,变成了爆米花.
(1)加工爆米花的过程中,通过 的方式使玉米粒的内能增加.
(2)加热过程中,玉米粒中的水发生的物态变化是 .
(3)在整个加工过程中,能反映罐内气体压强p和温度t变化情况的图象是 .
(4)如果加工一次爆米花需要消耗0.5kg的无烟煤,若这些无烟煤充分燃烧,放出的热量为 J(无烟煤的热值为3.4×107J/kg).
用两盏“220V 1O0W”的白炽灯每晚7:00到次日早6:00为一地下通道照明。原方案为始终将两盏灯并联后接在220V的电源上。为节约用电,小强设计了一个改进方案(电路如图所示):每晚7:00--9:00将两盏灯并联后接在220V的电源上;晚9:00至次日早6:00将两灯串联后接在220V的电源上。
(1)请你分析,两个单刀双掷开关同时接左侧与同时接右侧时.两盏灯各为怎样的连接形式?
(2)已知串联时每盏灯的电阻为并联时电阻的3/4,按小强的方案,每月(30天)可以节约多少度电?
电梯为居民出入带来很大的便利,出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U=6伏,保护电阻R1=100欧,压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点____接触,电铃发出警报声。
(2)若电梯在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升15米,求电梯对乘客做功的功率。
(3)当电磁铁线圈电流达到20毫安时,衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载。(g取10牛/千克)
为保证润扬大桥以及过桥车辆的安全,工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”.检测时,当车辆重量小于1×105N时,绿灯亮、红灯灭,表示可以通行;当车辆重量大于等于1×105N时,红灯亮、绿灯灭,表示禁止通行.系统中的电路元件如图(甲)所示,其中压敏电阻Rx在检测时承受车辆的全部重量,它的阻值随所受压力F变化的图像如图(乙)所示;R0为定值电阻;电磁继电器线圈上标有“10Ω 40mA”.当流过线圈的电流大于等于30mA时,通电线圈的作用效果大于弹簧的作用效果,衔铁被吸下,动触点P和静触点M断开并和静触点N接通;电池组的电压为6V;绿灯规格为“220V 40W”,红灯规格为“220V 60W”.
(1) 请在图(甲)中用笔画线代替导线完成电路连接.
(2)电磁继电器线圈上标有“10Ω 40mA”,它的意思是指线圈的电阻是10Ω,允许通过的 (选填“最大”“最小”)电流是40mA,超过了会烧坏线圈.
(3)根据分析可以知道:_________(A/B)灯是红灯.
(4)定值电阻R0的阻值为多大?
(5)一辆大型货车停在检测装置上5分钟,因其严重超载导致电磁继电器线圈中电流太大而被烧坏,超载车辆的总重至少是多大?这段时间内指示灯消耗的电能是多少?
为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示,工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示,小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了.
(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将 ,油对工件下底面的压强大小将 .(变大/不变/变小)
(2)若A点的坐标为(-a,0),则a= ,从图像分析,a表示了工件的一个物理量的值,这个量就是工件的 .
(3)求C点所对应状态下,工件所受的浮力及油对工件下底面的压强.(不考虑大气压强)
小明买了一把电水壶,其样式和铭牌如下:
(1)关于电水壶安全使用的注意事项,下列说法不正确的是 。
A.注水时,水位不超过电水壶的最高水位线 |
B.要使用三孔插座 |
C.电水壶工作时,身体不可靠近壶嘴 |
D.为了清洁卫生,把壶身和底座放进清水中清洗 |
(2)小明向壶中加入2kg水,电水壶在正常工作时将水烧至沸腾用了7min(1标准大气压下),已知水的初温为20℃,求:
①电水壶的电阻?
②水吸收的热量?
③电水壶烧水的热效率?
中国的高铁技术在世界上处于领先地位,乌鲁木齐将开通到北京的高速列车.
(1)高速运行的列车必须关紧门窗.此时车窗玻璃受到空气对它的压力差指向 (选填“车外”或“车内”.当列车在平直的铁轨上匀速运动时,车厢中的一乘客相对于车厢竖直向上跳起.他 (选填“能”或“不能”)落在车厢的起跳点.
(2)某火车票上标有发车时间为晚上20;40.到达目的地时间为第二日凌晨5:25的字样.从出发点到目的地的时间是 h.某高速列车以300km/h的速度在水平铁轨上匀速行驶中,突遇紧急情况立即刹车,刹车后列车以120km/h的平均速度运行4km后停止.列车停止2min后又以120km/h的平均速度行驶4km后恢复到原来的速度.则由于紧急情况的发生所耽误的时间为 s.
(3)一节高度为H,重为G的车厢停在水平铁轨上,铁轨宽度为L,若垂直吹向车厢侧面的水平风力可等效作用在车厢的中部,则风力至少为 才能把车厢吹倒.(车厢看做长方体,其重心在几何中心上)
(4)磁悬浮列车也是一种高速列车,它的核心部分是电磁铁.电磁铁是利用电流的 效应制成的.列车能够悬浮利用了磁极间相互 (选填“吸引”或“排斥”)的原理.
2014年3月8日发生的“马航失联事件”举世瞩目,飞机上的黑匣子也成了人们谈论的话题,
(1)黑匣子应采用抗压能力强,熔点 的特殊材料制成.为了容易发现黑匣子,黑匣子的颜色应设计成 .(选填“黑色”或“橙红色“)
(2)黑匣子发出频率为3.75×104Hz的波在海水中的传播速度大于它在空气中的传播速度,此波应该为 (选填“电磁波”或“超声波”),它在1s时间里振动 次.
(3)体积为0.01m3的黑匣子落在海水下4000m深处,则它受到海水的压强为 Pa,受到的浮力为
N,将它打捞到海面的过程中浮力做功为 J.(海水深度为1.03×103kg/m3)
某团队在海拔3000多米高山上野营时,使用铁锅烧水,他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时,共消耗了5kg的干木柴,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),干木柴的热值为1.2×107J/kg)。求:
(1)干木柴完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)铁锅烧水的的效率。
(4)他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时,尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间,马铃薯还是煮不软,为什么?
如图所示,是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图。她包括了工作电路和控制电路两部分,用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温。其中,R’为滑动变阻器,R为可变电阻,电磁铁整个线圈的电阻R0=20Ω,加热器的电阻R1=484Ω。当控制电路的电流I≥0.04A时,电磁继电器的衔铁被吸引;当控制电路的电流I≤0. 036A时,电磁继电器的衔铁被弹簧拉起,则:
(1)当该恒温箱处于加热状态时,工作电路的功率为多少?
(2)如果当滑动变阻器的电阻R’=300Ω时,可变电阻R=180Ω时,衔铁恰好被拉起,控制电路的电源电压是多少?那么,当衔铁恰好被吸引时,滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是多少?