图中是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔,底盖A平时顶住水箱的出水孔,一旦饮水槽水位下降,浮球C受到的浮力减小,底盖A打开,水就通过出水孔从水箱流入饮水槽。设计水箱的最高水位为60 cm,水箱出水孔横截面积是30 cm2。底盖A及竖杆B的总质量是400 g,浮球C的质量是600 g,体积是2 dm3,g取10 N/kg。
(1)写出此装置应用到的物理知识(至少说出2条);
(2)通过计算说明,这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作;
(3)若能正常工作,请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素;若不能正常工作,请提出使该自动装置正常工作的改进方案。
武都引水工程被誉为“第二个都江堰”,具有防洪、灌溉、生态环保、国土资源保护、工业生活供水、旅游以及发电等综合利用功能的大型骨干水利工程。作为武引一期工程的骨干屯水库 沉抗水库位于绵阳市的游仙区沉抗镇境内,距离绵阳市区15公里,现已成为绵阳的著名旅游景点“仙海风景区”。作为二期工程内容的武都水库位于我市江油武都镇的涪江干流上。总库容5.72亿立方米,碾压混凝土大坝高120米,设计控灌面积228万亩。武都电站是依托武都水库兴建的坝后式电站,装有三台机组,总装机容量15万千瓦 。
①若电站实际年平均发电量为6.1亿 ,电力系统吸收的有效电量为5.745亿 ,其中电厂用电 ,出厂后专用输变电损失 ,按平均上网电价0.28元 计算,电站年收益多少亿元?(保留三位数)
②若电站水面落差(水面与发电机之间的高度差)为 ,按装机容量满负荷发电,发电机机械能转化为电能的效率为 ,水的流量 为多少?(流量 单位时间内流过截面积的体积)
③仙海中学兴趣小组在仙海湖面上做实验,用一机动船拖拉一无动力的木船以 匀速前进,机动船的质量为 ,内燃机功率为 ,木船下部都可以视为长方体,底面面积为 ,吃水深度 ,两船受到的阻力都是船重的0.5倍,机动船的内燃机效率是多少?
在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器,该热水器利用太阳辐射的能量加热时,能把太阳辐射能的70%转化为水的内能;用电热丝加热时,能把电能的90%转化为水的内能,该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热.它的铭牌如表格所示.小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m2.他家所在的地区(晴天)每天接受太阳辐射的时间为8h,太阳光照射地面时的辐射功率为900J/(s.m2),即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J.已知g=10N/kg,c水=4.2×103J/(kg.℃).ρ水=1.0×103kg/m3.当热水器内蓄满水时,求:
x x牌热水器 |
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型号HM﹣20 |
集热管数28支 |
额定频率50HZ |
水箱容积150L |
集热管管长180cm |
额定电压220V |
防水等级A |
系统承压3.0MPa |
额定功率4000W |
自身质量50kg |
采光面积2.0m3 |
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(1)热水器对水平台面的压力和压强;
(2)热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度;
(3)热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间.
如图甲是一台落地电风扇,电风扇的参数见下表;乙图是电风扇的尺寸示意图,由于电风扇的质量分布不均匀,它的重力作用点在P点;电风扇内部的电路图可简化为丙图,图中的代表电动机,R1、R2是限流电阻。
(1)小明想在电路中加一个“倾倒开关”,使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路。此开关应该安装在丙图中的 (选填“A”、“B”或“C”)处。
(2)将电风扇调到最高档(最大风速),H调到最大值,此时H=120cm,它的放置状态如图乙所示,在水平方向扇叶受到空气对它向左的作用力F=16N,重力作用点P离电风扇底座中轴线横向距离a=15cm,P点离地面的距离b=40cm,底座半径r为17 cm。当电风扇的风速达到最大时,它会翻倒吗?请用杠杆平衡原理计算说明。(g=10N/Kg)
(3)电风扇在额定电压下工作,当旋转开关调到2位置时,风速档位是 (选填“低档”、“中档”或“高档”);此时,电动机两端的电压为100V,求R1的阻值及电动机的输出功率。
我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破 ,在载人深潜领域达到世界领先水平。(取 )
(1)潜水艇活动的海水深度一般为 至 。它可以通过水舱排水或充水来改变 _____,从而实现浮沉。
(2)深潜器可进入更深的水域,在 的深处,海水产生的压强为_____ 。由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。
(3)小明阅读资料后,利用如图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为 ,体积为 ,则乙所受浮力的大小为_____ ,乙受到细线的拉力为_____ 。若剪断细线,甲将_____(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),此时甲所受浮力_____(填字母)。
A. | 增大,且大于重力 |
B. | 不变,且等于重力 |
C. | 不变,且大于重力 |
D. | 减小,且小于重力 |
(1)如甲图所示的电路,闭合开关,两灯均不亮。已知电路连接正确,是其中一个小灯泡损坏了。请你在不拆开原电路的基础上,从乙图所示的实验器材中任选一种连入电路,设计检测方法,找出损坏的小灯泡,并完成表格中相关内容。
所选器材 |
检测电路图 |
现象与结论 |
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(2)2019年6月5日12时06分,在我国黄海某海域,科技人员使用"长征十一号"运载火箭进行"一箭七星"海上发射技术试验,运载火箭点火后,箭体腾空而起并加速上升,直冲云霄,把卫星顺利送入距离地面600千米高的预定轨道。首次海上发射取得圆满成功,填补了我国运载火箭海上发射的空白。
在火箭上升过程中,为了能够近距离拍摄到箭体周围的实况,"长征十一号"火箭上装有高清摄像机,摄像机的镜头是由耐高温的材料制成的。
小宇同学观看发射时的电视画面发现:箭体在上升过程中有一些碎片脱落,且脱落的碎片先上升一段距离后才开始下落。
请从上述材料中找出涉及物理知识的内容,模仿范例格式,写出对应的物理知识或规律(任写三条)。
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相关描述 |
物理知识或规律 |
范例 |
火箭加速上升 |
受非平衡力 |
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如图为某电饭锅的内部电路。R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω。煮饭时,接通电源(220V 50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处于加热状态。当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合;S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),电饭锅在一个标准大气压下工作。请回答下列问题:
(1)小明将室温下的水和米放入这个电饭锅煮饭,接通电源后却忘了闭合手动开关S1。请问电饭锅会对锅内的水和米加热吗?为什么?
(2)若将温度为20℃、质量2.5kg的水烧开需要1000s,求电饭锅正常工作时的加热效率。
(3)用电饭锅烧水时,小明发现水沸腾了,但手动开关S1却没有自动断开,于是小明认为电饭锅坏了。小明的观点对吗?请说明理由。
小明为了测定一个正方体木块和牛奶的密度,设计了如下实验方案.
(1)根据密度公式ρ= m/V,为了测定木块的密度,小明先用托盘天平测量木块的质量m.在测量之前,小明已经调节好了天平的横梁平衡,在测量质量的过程中,小明看到指针在中央两侧摆动,摆动的幅度如图1,他调节的方法是 .
(2)测量正方体木块的边长L0,如图2是小明测量木块边长的情形,则木块的边长是 cm.
(3)接下来测量牛奶的密度.小明向杯子中装入适量牛奶,然后将木块轻轻放在牛奶中,使之浮在牛奶表面,接着取出木块,根据木块表面留下的奶渍的痕迹,用刻度尺量出木块浸入牛奶中的深度L,则牛奶的密度为 (用m,L0和L表示).
(4)对木块施加力的作用,使它缓缓下降至图3中虚线位置,在下降的过程中,令木块下表面到液面的深度为h,木块下表面受到的液体压强为p,则p与h的关系图象正确的是 .
A. | B. |
C. | D. |
如图所示装置中,轻质杠杆支点为 ,物块 、 通过轻质细线悬于 点,当柱形薄壁容器中没有液体时,物体 悬挂于 点。杠杆在水平位置平衡;当往容器中加入质量为 的水时,为使杠杆在水平位置平衡,物块 应悬于 点。 . 为均匀实心正方体, . 的边长均为 。连接 , 的细线长为 , 的下表面到容器底的距离也为 ,柱形容器底面积为 .已知: , , 、 两点间的距离为 ;三个物块的重为 . , , ; , 。杠杆重力对平衡的影响忽略不计,细线重力忽略不计,物块不吸水。
(1) 、 两点间的距离 ?
(2) 、 两点间的距离 ?
(3)如果剪断物块 上方的细线,往容器中加水,直到容器中水的质量为 ,则物块处于平衡位置后,水对物块 上表面的压力 ?
横截面积均为S=1cm 2的物体A与塑料B粘合成一个粘合体,全长为l=50cm,粘合体放入水中时漂浮在水面,浸入水中的长度为 ,如图所示,现将浮出水面部分切掉,以后每浮出水面一部分,稳定后就把它切掉。已知ρ 水=1.0×10 3kg/m 3,ρ B=0.4×10 3kg/m 3,g取10N/kg。求:
(1)粘合体未被切前,A底面受到水的压强;
(2)粘合体未被切前的总质量;
(3)第一次切掉后,稳定时浸入水中的长度;
(4)第四次切掉后,稳定时浮出水面部分的长度。
漏刻是我国古代一种计量时间的仪器。最初,人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来,于是专门制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根刻有标记的箭杆,相当于现代钟表上显示时刻的钟面,用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上,容器盖的中心开一个小孔,箭杆从盖孔中穿出,这个容器叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水逐渐增多,木块托着箭杆也慢慢地往上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。后来古人发现漏壶内的水多时,流水较快,水少时流水就慢,显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶,水从下面漏壶流出去的同时,上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶,使下面漏壶内的水均匀地流人箭壶,从而取得比较精确的时刻。
如图所示是同学们根据古代漏刻制作的简单模型。图中容器A是底面积为250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸,容器顶盖上有大小两个孔;B是用密度为0.5×103kg/m3塑料制作的边长为10cm立方体底托;C为质量可忽略不计、总长度为60cm的轻质塑料标尺,标尺的一端与底托相连,标尺上均匀的刻有厘米刻度;D为固定于容器盖口处的指示箭头。
某次模拟计时实验中,同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态,并测得水龙头每分钟滴水50滴,并用量筒测得每50滴水的体积为25.0cm3.再在容器A中加入适量水,将底托B放入水中,使其浮于水面上,此时标尺C呈竖直状态且位于大孔下方,指示箭头D恰好指于标尺的顶端零刻度处。此时开始滴水计时,假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态,经过3小时后,问:
(1)指示箭头D应指在标尺上何处?
(2)此时标尺和底托所受的浮力是多少牛顿?
(3)此装置最多还能计时几小时?
建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成,隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示,建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。
设某一节密封长方形沉管的长.宽.高分别是180m,35m,10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F浮= N。
(2)在对密封沉管灌水使其下沉到海底的过程中,其下表面受到海水的压强大小将 (选填“变小”、“不变”或”变大”),沉管所受的浮力将 (在A、B、C、D中选择)。
A.先变大后变小 B.先变大后不变
C.先不变后变大 D.先变小后变大
(3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水至少为 kg,此时其下表面受到海水的压力等于 N。
如图甲所示,一个底面积为75cm 2的柱形物体A挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数F 1=15N:底面积为120cm 2且足够深的柱形容器放在水平桌面上,将物体A放入容器中且与容器底接触但对容器无压力,慢慢向容器注水,待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm,如图乙所示,此时弹簧测力计示数F 2=7.5N;然后,将物体A竖直向上移动8cm(忽略绳重和附在物体表面上水的重力,ρ 水=1.0×10 3kg/m 3,g=10N/kg)求:
(1)物体A浸没在水中受到的浮力;
(2)物体A的密度;
(3)物体A竖直向上移动8cm前后,水对容器底压强的变化量。
摩擦现象广泛存在于人们的生活和生产中。小梦对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。
(1)小梦对放在水平面上的物体处于静止状态和匀速运动状态下,受水平力F和摩擦力f情况进行了研究,并绘制了图像,如图所示。请比较图像中A、B两点物体所受作用力的大小(填“>”、“<”、“=”或“不能确定”):①FA fA; ②FB fB。
(2)摩擦知识在生活中的应用非常广泛,并不断地进行改进。火柴的擦燃就是一例,如图所示。火柴盒侧面已由以前的图(a)替换成图(b)的式样,这样设计的现实意义是 。
如图甲所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面积 ,质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住,悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水(每分钟注入 ,直至注满容器为止,细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。 ,常数 ,物块不吸水,忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。
(1)求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离 ;
(2)当细绳的拉力为 时,求水对物块下表面的压强;
(3)若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体(每分钟注入 , ,直至 时停止。求容器底部所受液体压强 与注液时间 分钟 的函数关系式。