如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”:将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上,调节配重质量使二者保持静止,用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气,可根据现象证明空气浮力的存在。已知容器的容积为0.05m3,金属球重4N,体积为5×10-3m3(滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计)
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(1)用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气,当我们看到___________ 现象时可以说明金属球受到空气浮力的作用;
(2)小明想通过最小刻度为0.1N的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化,他设想将该演示器改进成如图乙所示装置;
①压入空气前,容器内原有的空气密度为1.2kg/m3,此时弹簧测力计的拉力是___________ N;
②现通过气泵向玻璃容器内压入空气,试求压入___________ kg空气,能使演示器中的弹簧测力计示数变化0.1N。
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(1)用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气,当我们看到
(2)小明想通过最小刻度为0.1N的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化,他设想将该演示器改进成如图乙所示装置;
①压入空气前,容器内原有的空气密度为1.2kg/m3,此时弹簧测力计的拉力是
②现通过气泵向玻璃容器内压入空气,试求压入
更新时间:2022-06-07 15:52:03
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【推荐1】如图为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体减小。现有一个直径为24cm,空心柱小孔横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点______ (“升高”或“降低”),从而使饭菜熟得更快;
(2)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压______ (填“高于”或“低于”)一个标准大气压,水在未达到100℃时开始沸腾。若如图某型号的高压锅的锅盖面积为450cm2,当锅内水蒸气的压强达到1.6个当时大气压时,锅内气体对锅盖的作用力(压力)为______ N;
(3)此高压锅内气体达到的最大压强为______ Pa;
(4)下表为不同气压下水的沸点:根据(3)的计算,锅内水的最高温度能达到______ ℃。经商品质量检验部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,如果要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀不能使用,应重新配一个质量为______ g的新限压阀。
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点
(2)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压
(3)此高压锅内气体达到的最大压强为
(4)下表为不同气压下水的沸点:根据(3)的计算,锅内水的最高温度能达到
P/105Pa | 0.98 | 1.01 | 1.13 | 1.29 | 1.48 | 1.69 | 1.80 | 2.00 |
t/℃ | 99 | 100 | 103 | 107 | 111 | 115 | 117 | 120 |
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【推荐2】如图甲,长方体B通过一轻质不可伸长的细线悬挂于天花板,细线拉力为12N;体积为1000cm3的实心均匀正方体A,自由放置在底面积为200cm2、高为16cm的薄壁柱形容器中;A与B相距7cm。(g取10N/kg)
(1)长方体B的重力为________ N;
(2)现往容器中注水,当水的深度为15cm时,如图乙,此时水对容器底的压强为________ Pa;
(3)已知图乙中,细线的拉力为10N,则A物体的密度为________ kg/m3。
(1)长方体B的重力为
(2)现往容器中注水,当水的深度为15cm时,如图乙,此时水对容器底的压强为
(3)已知图乙中,细线的拉力为10N,则A物体的密度为
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【推荐3】大雪会造成房屋垮塌,小明想知道屋顶的雪到底有多重,他找来器材进行了测量:
(1)①用弹簧测力计测出空杯子重力为0.2 N;(g均取10N/kg)
②将杯子里装满水,用弹簧测力计测出总重为2.2 N,
③将杯子里装满雪的样品,用弹簧测力计测出总重为1 N.杯中雪的样品体积是__________ cm3,雪的样品密度是__________ g /cm3.
(2)若屋顶面积为100 m2,雪的厚度为20 cm,则屋顶雪的总重力是__________ N.
(1)①用弹簧测力计测出空杯子重力为0.2 N;(g均取10N/kg)
②将杯子里装满水,用弹簧测力计测出总重为2.2 N,
③将杯子里装满雪的样品,用弹簧测力计测出总重为1 N.杯中雪的样品体积是
(2)若屋顶面积为100 m2,雪的厚度为20 cm,则屋顶雪的总重力是
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【推荐1】如图两只硬橡胶球,带有等量正电荷,按如图所示的方式将一个金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡。
(1)金属小环M的带电情况是_________ ;
A.一定带正电
B.一定带负电
C.一定不带电
D.带正电、带负电或不带电均有可能
(2)若用绝缘橡胶棒将金属小环向右侧稍移一些,释放后,小环向中间处运动。则金属小环M带_________ 电。
(1)金属小环M的带电情况是
A.一定带正电
B.一定带负电
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解题方法
【推荐2】小江、小何两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见,他们对此展开研究。他们从网上查到,雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比,与雨滴下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例系数,是个定值),雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形,其半径为r,密度为ρ。
(1)半径为r的雨滴重力为___________ ;(注:结果用字母表示)
(2)在接近地面时,小雨滴的下落速度比大雨滴的下落速度更___________ ;
(3)小江、小何进一步探究:按照上述空气阻力的影响因素,将雨点换成小球,现有两个用轻质细线连接的体积相同、重力分别为2牛和8牛的小球,从较高的高度开始自由释放,当两球匀速下降时,细线上的拉力为___________ N。
(1)半径为r的雨滴重力为
(2)在接近地面时,小雨滴的下落速度比大雨滴的下落速度更
(3)小江、小何进一步探究:按照上述空气阻力的影响因素,将雨点换成小球,现有两个用轻质细线连接的体积相同、重力分别为2牛和8牛的小球,从较高的高度开始自由释放,当两球匀速下降时,细线上的拉力为
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解题方法
【推荐3】如图甲所示,为我国自主研制、全球最大的两栖大飞机AG600漂浮在水面时的情景。该飞机能够像船一样在水面滑行、起飞降落。它的用途很多,最主要的是森林灭火、水上救援、物资运输、海洋探测等。该飞机空载时质量为41.5t,最多可储水12t、机体总长36.9米,翼展达到38.8米,4台发动机,航程4500km,一次可救护50名遇险者。如图乙所示为该飞机携带的一种深海探测器在进行深海探测,可抵达3750米深海进行探测。(g=10N/kg,海水密度ρ海水=1×103kg/m3)
(1)飞机在水面滑行时,速度越来越大,飞机受到水的浮力_________ (选填“越来越大”“不变”“越来越小”);
(2)深海探测器在海水中下潜时,所受海水的最大压强为多少Pa________ ?
(3)飞机空载停在水面时,排开水的体积是多少_______ ?
(4)若从停在水中的飞机释放深海探测器入水浸没,不接触水底,一根绳子两端分别连着飞机和深海探测器,静止后绳子拉力为104N,假设深海探测器平均密度为5×103kg/m3,则此过程前后飞机减小的浮力为多少N________ ?
(1)飞机在水面滑行时,速度越来越大,飞机受到水的浮力
(2)深海探测器在海水中下潜时,所受海水的最大压强为多少Pa
(3)飞机空载停在水面时,排开水的体积是多少
(4)若从停在水中的飞机释放深海探测器入水浸没,不接触水底,一根绳子两端分别连着飞机和深海探测器,静止后绳子拉力为104N,假设深海探测器平均密度为5×103kg/m3,则此过程前后飞机减小的浮力为多少N
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解题方法
【推荐1】用同种材料制成的实心物体 A 与 B,分别挂在杠杆的两端,且 GA>GB,此时杠杆平衡,如图(a)所示。若将两物体全部浸入水中,如图(b)所示,试问杠杆是否还能平衡。请运用所学知识做出判断,并写出必要的公式和推导过程,已知材料的密度
大于水的密度
。
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解题方法
【推荐2】图甲为可以自动注水的水箱装置,配重A是一个不吸水的实心长方体,通过一轻质细杆固定在力传感器上。力传感器内部的电路如虚线框中所示:电源电压为12V,数显电流表量程为0-0.6A,定值电阻R0=12Ω,R为力敏电阻,R的阻值大小与杆上的力(拉力或压力)的大小关系如表所示。若开始放水时,容器内水的质量为6kg,A物体完全浸没在水中,当A刚好全部露出水面时,停止放水并且开始注水,放水过程中电流表示数I与放出水的质量m的关系如图乙所示。
(1)停止放水时,水箱内的水受到的重力为______ ;
(2)A浸没在水中时,杆上的力的大小为______ N;
(3)若配重A损坏,用体积、形状均相同的配重B去替换,为了保证水箱仍能安全实现原来的功能,求配重B的最大密度______ 。
R/Ω | 24 | 20 | 16 | 12 | 8 | 4 |
![]() | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
(2)A浸没在水中时,杆上的力的大小为
(3)若配重A损坏,用体积、形状均相同的配重B去替换,为了保证水箱仍能安全实现原来的功能,求配重B的最大密度
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解题方法
【推荐3】如图装置是某物理兴趣小组设计的用来监测液面高度的“电子液位计”的原理图,电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,LED工作指示灯L的阻值恒为10Ω,滑动变阻器R的最大值为20Ω,A端到B端的长度为20cm,阻值均匀变化。内底面积为300cm2圆柱形容器放在水平面上,高70cm。空心金属外底面积为200cm2,高30cm,金属筒通过硬杆与滑片P连在一起,金属筒只能在竖直方向移动,其下底面始终水平,没有注水时下底面距容器底20cm,弹簧受拉力每增加5N长度伸长1cm,弹簧、滑片P、硬杆和金属筒的总重量为80N。为了能直接测出深度大小,需将电压表的刻度改成对应的深度刻度。他们首先调整装置。液体未接触金属筒时,滑片P恰好在B端。摩擦均忽略不计(g取10N/kg)。闭合开关:
(1)打开进水装置,当容器中的水面从接触金属筒并逐渐上升的过程中,L的亮度将________ ,电压表的示数将________ 。
(2)继续注水,当电压表的示数为1V时,圆柱形容器内水的深度为________ cm。
(3)当水面上升至刚好将金属筒浸没,进水装置关闭,电压表示数为________ V。
(4)改变圆柱形容器中的液体,使金属筒浸没在液体中,为了保证电路安全,此液位计能检测的最大液体密度是________ kg/m3。(写出必要的文字说明、表达式及最后的结果。)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/27/c6c2ba0e-5ad3-4476-8d6c-e9f3bde235a7.png?resizew=192)
(1)打开进水装置,当容器中的水面从接触金属筒并逐渐上升的过程中,L的亮度将
(2)继续注水,当电压表的示数为1V时,圆柱形容器内水的深度为
(3)当水面上升至刚好将金属筒浸没,进水装置关闭,电压表示数为
(4)改变圆柱形容器中的液体,使金属筒浸没在液体中,为了保证电路安全,此液位计能检测的最大液体密度是
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(0.4)
解题方法
【推荐1】某学校大门口设有护学岗标志牌及其固定装置,如图所示,铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹,铁夹张开幅度越大,夹得越紧。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/8/cac1dc54-d6d0-4439-af90-ccf38bfe3983.png?resizew=668)
(1)遇到大风天气时,护学岗的固定装置易损坏,针对这一问题,你认为在大风天气时可将护学岗标志牌的牌面___________ (选填“垂直”或“平行”)风向放置;
(2)放学时,值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出,若标志牌重4N,此过程中,标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向___________ 、大小为___________ N;
(3)雨天,标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化?同学们展开合理猜想。
猜想1:考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”,导致标志牌杆拔出铁夹过程中,受到铁夹的摩擦力变大,理由是___________ ;
猜想2:考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”,导致标志牌杆拔出铁夹过程中,受到铁夹的摩擦力变小;
同学们讨论后,认为猜想1、猜想2都合理,为确定哪一种猜想起主导作用,同学们找来3个护学岗,先采用原始方案,测量时发现超出测力计的量程,于是设计出改进方案1、改进方案2,如图所示,每个滑轮重均为0.4N,不计绳重及滑轮处摩擦,应采用改进方案___________ 进行探究,实验时,匀速拔出标志牌杆过程及拔出后静止时,弹簧测力计记录的数据如表所示;
由上述数据可知,淋湿后标志牌1重为___________ N;雨天,对标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力的变化起主导作用的是猜想___________ 。
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(1)遇到大风天气时,护学岗的固定装置易损坏,针对这一问题,你认为在大风天气时可将护学岗标志牌的牌面
(2)放学时,值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出,若标志牌重4N,此过程中,标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向
(3)雨天,标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化?同学们展开合理猜想。
猜想1:考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”,导致标志牌杆拔出铁夹过程中,受到铁夹的摩擦力变大,理由是
猜想2:考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”,导致标志牌杆拔出铁夹过程中,受到铁夹的摩擦力变小;
同学们讨论后,认为猜想1、猜想2都合理,为确定哪一种猜想起主导作用,同学们找来3个护学岗,先采用原始方案,测量时发现超出测力计的量程,于是设计出改进方案1、改进方案2,如图所示,每个滑轮重均为0.4N,不计绳重及滑轮处摩擦,应采用改进方案
标志牌 测力计示数 | 标志牌1 | 标志牌2 | 标志牌3 | |||
干燥 | 淋湿 | 干燥 | 淋湿 | 干燥 | 淋湿 | |
匀速拔出过程 | 4.4N | 4.2N | 5.0N | 4.9N | 4.2N | 4.0N |
拔出后静止 | 1.6N | 1.7N | 1.7N | 1.8N | 1.4N | 1.5N |
由上述数据可知,淋湿后标志牌1重为
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