【題目】如圖所示,在河中間固定一個細(xì)長圓管,管內(nèi)有一輕質(zhì)活塞,活塞下端位于水面,面積為1厘米2,質(zhì)量不計,大氣壓強為帕.現(xiàn)將活塞緩慢提高米,則在該過程中外力對活塞做功______.(g取)
【答案】100
【解析】
(1)由于大氣壓強的限制根據(jù)P=ρgh的變形式求出活塞上升時,管內(nèi)、外水位差的最大值,由于河水體積很大且水管的內(nèi)徑很細(xì),故管內(nèi)水位上升時,管外水位的降低量h外可以忽略不計,得出管內(nèi)水面(或活塞)相對于河岸的升高量和真空部分的高度.
(2)水上升階段:以活塞為研究對象,它受到向上的力F、向下的大氣壓力和管內(nèi)的水向上的壓力,根據(jù)力的平衡條件得出任意時刻管內(nèi)、外水位差為h時拉力的表達式,進一步求出力F的平均值,根據(jù)W=Fs求出此階段拉力做的功.
(3)水不上升階段:力F做的功等于活塞克服大氣壓力做的功,根據(jù)F=PS和W=Fs求出此階段拉力做的功;整個過程中,力F做的功等于兩者之和.
(1)由于大氣壓強的限制,活塞上升時,管內(nèi)、外水位差存在一個最大值h0= = =10m,所以管內(nèi)水面(或活塞)相對于河岸的升高量等于管內(nèi)、外水位差,即h1=h0=10m;活塞繼續(xù)上升了h2=Hh1=15m10m=5m時,水面不動,活塞與水之間是真空。
(2)水上升階段:設(shè)任意時刻向下的大氣壓力和管內(nèi)的水向上的壓力為F下、F上,管內(nèi)、外水位差為h,則:則有F下=p0S,F上=(p0ρgh)S,由于活塞始終平衡,故FF下+F上=0,即Fp0S+(p0ρgh)S=0,解得:F=ρghS.可見,力F跟h成正比,F在h1距離上的平均值為F=ρgh1S.
F在h1距離上的功為WF=Fh1=ρgh1Sh1=×1.0×103kg/m3×10N/kg×10m×1×104m2×10m=50J,
(3)水不上升階段:力F做的功等于活塞克服大氣壓力做的功,
故W′F=p0Sh2=1.0×105Pa×1×104m2×5m=50J,
所以整個過程中,力F做的功等于WF+W′F=50J+50J=100J.
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【題目】如圖所示,為了研究液體內(nèi)部壓強的特點,小剛將液體壓強計進行了改進。當(dāng)兩探頭置于空氣中時,U形管液面相平,F(xiàn)將兩探頭分別放在甲、乙容器內(nèi)密度為和的兩種液體中,且兩探頭所處的深度相同時,U形管中的液面位置如圖所示,則____(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,應(yīng)_____(填“增大”或“減小”)乙容器中的探頭在液體中的深度。
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【題目】一輛重6×104N的載重汽車在平直公路上以10m/s的速度勻速行駛1min,發(fā)動機功率48kW,求
⑴、汽車在1min內(nèi)做的功____?
⑵、汽車行駛過程中受到的阻力____。
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【題目】如圖,在水平桌面上豎立著三個柱狀物甲、乙、丙,它們的高度均為h,均為實心勻質(zhì),甲、乙、丙的底面分別是半徑為R的圓面、邊長為a的正方形、半徑為r的圓面。已知:2R>a>2r,它們對桌面的壓強P甲=P乙=P丙,則甲、乙、丙材料的密度比較,正確的是( 。
A. ρ甲>ρ乙>ρ丙
B. ρ甲=ρ乙>ρ丙
C. ρ甲<ρ乙<ρ丙
D. ρ甲=ρ乙=ρ丙
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【題目】如圖為老式電話機的原理圖.炭粒話筒相當(dāng)于一個變阻器,膜片振動把炭粒壓緊和放松時,相當(dāng)于圖中膜片帶動滑動頭左右移動,使滑動變阻器的電阻發(fā)生周期性變化,引起電路中的電流發(fā)生相應(yīng)的周期變化.聽筒中有一個電磁鐵,當(dāng)線圈中的電流周期性變化時,它對旁邊鐵質(zhì)膜片的引力也隨著改變,使膜片來回運動.設(shè)圖示位置話筒膜片.聽筒膜片均靜止.以下說法正確的是( 。
A. 炭粒話筒的作用是通過電磁感應(yīng)原理把聲音信號轉(zhuǎn)換成變化的電流
B. 聽筒中膜片往返運動的頻率跟話筒中膜片運動的頻率不同
C. 鐵膜聽筒的原理相當(dāng)于發(fā)電機,線圈在磁場中受力運動
D. 話筒膜片從圖示位置左移時,對方聽筒膜片應(yīng)會右移
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【題目】2017年朱日和軍事演習(xí)中的各種新武器、新裝備,展示了我國人民軍隊的高科技成果。其中的某型號的兩棲步兵戰(zhàn)車如圖所示,戰(zhàn)車質(zhì)量為22t,履帶著地總面積為4m2.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)該戰(zhàn)車的重力為多少?
(2)該戰(zhàn)車在接受檢閱時,對水平地面的壓強為多少?(不計戰(zhàn)車上人的質(zhì)量)
(3)該戰(zhàn)車具有水上打擊目標(biāo)和運送的功能,在一次水上演習(xí)中,戰(zhàn)車排開水的體積為23m3,則戰(zhàn)車受到水的浮力為多大?
(4)在這次水上演習(xí)中,戰(zhàn)車某處在受到水的壓強為1.5×104Pa,則該處的深度為多少?
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【題目】(題文)電 磁 爐
電能作為一種清潔和便宜的能源在人們的生活中日益得到廣泛的使用.利用電能的炊具有電爐、電飯鍋、電水壺、電烤箱、微波爐、電磁爐(如圖)等.它們的工作原理有所不同,電爐、電飯鍋是利用電流的熱效應(yīng)在電爐絲將電能轉(zhuǎn)化為熱能,效率較低;微波爐利用磁控管將電能轉(zhuǎn)化為微波輻射能,微波輻射引起食物內(nèi)部的水分子振動摩擦,從而產(chǎn)生熱量,效率較高但用途較少;而電磁爐作為高效安全而用途廣泛的廚房家電廣泛走進人們的生活.
電磁灶是現(xiàn)代家庭烹飪食物的先進電子炊具,使用非常方便,可用來進行煮、炸、煎、蒸、炒等各種烹調(diào)操作.并且有效率高、體積小、無明火、無煙塵、重量輕、噪音小、省電節(jié)能、不污染環(huán)境、安全衛(wèi)生的特點,烹飪時加熱均勻、能較好地保持食物的色、香、味和營養(yǎng)素,是實現(xiàn)廚房現(xiàn)代化不可缺少的新型電子炊具.電磁灶的功率一般在700﹣1800W左右.
電磁爐是采用磁場感應(yīng)渦流加熱原理,利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場,當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過含鐵質(zhì)鍋底部時,即會產(chǎn)生無數(shù)的小渦流,使鍋體本身自行高速發(fā)熱,然后再加熱鍋內(nèi)食物. 電磁爐工作時產(chǎn)生的電磁波,完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收,不會泄漏,對人體健康絕對無危害.
實用電磁爐時,鍋具一般要求是鐵磁性的材料,如鐵鍋,不銹鋼鍋,搪瓷鍋.因為鍋具要接受電磁爐的磁力線切割,所以,要求鍋底是平的.又因為鍋底的大小會影響磁力線的強弱,進而影響到電磁爐內(nèi)部控制電路的取樣值,所以,對鍋底的大小也是有一定要求的.就目前來說,只要符合上述對鍋具的要求,大多電磁爐的鍋都能通用.
請回答下列問題
(1)在使用電磁爐加熱食物時,電磁爐加熱食物過程中消耗電能轉(zhuǎn)化為________;
(2)電磁爐采用感應(yīng)電流(渦流)的加熱原理,是通過電子線路產(chǎn)生交變磁場,把鐵鍋放在爐面上時,在鐵鍋底部產(chǎn)生交變的電流.它具有升溫快、效率高、體積小、安全性好等優(yōu)點.下列關(guān)于電磁爐的說法中正確的是______
A.電磁爐面板可采用陶瓷材料,發(fā)熱部分為鐵鍋底部
B.電磁爐可以用陶瓷器皿作為鍋具對食品加熱
C.可以通過改變電子線路的頻率來改變電磁爐的功率
D.電磁爐面板可采用金屬材料,通過面板發(fā)熱加熱鍋內(nèi)食品
(3)寫出電磁爐在使用過程中所涉及到的2個物理知識______(只寫名稱不寫內(nèi)容例如:電流的磁效應(yīng))
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【題目】半導(dǎo)體材料簡介
自然界的物質(zhì)按導(dǎo)電能力大小可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類.按化學(xué)組成進行分類,可將半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體、無機化合物半導(dǎo)體、有機化合物半導(dǎo)體和非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體.不同材料制成的半導(dǎo)體元器件具有不同的物理特性,例如某些元素的氰化物是制做熱敏電阻的主要材料,而某些元素的化合物是制做溫差電阻的重要材料.在單質(zhì)中,鍺(Ge)和硅(Si)的應(yīng)用最為廣泛,是制做晶體二極管和晶體三極管的主要材料.
晶體二極管最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過.當(dāng)二極管兩端外加正向電壓時,如果正向電壓很小,正向電流也幾乎為零,當(dāng)正向電壓大于某個值以后,二極管正向?qū),電流隨電壓增大而迅速上升.當(dāng)二極管兩端外加反向電壓不超過一定范圍時,通過二極管的電流幾乎為零,二極管處于截止?fàn)顟B(tài).外加反向電壓超過某一數(shù)值時,反向電流會突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿.因而使用時應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高.
請根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1)下列對半導(dǎo)體材料及其應(yīng)用,敘述中正確的是_______
A.半導(dǎo)體材料只可能是單質(zhì)B.半導(dǎo)體材料不可能是有機物
C.半導(dǎo)體材料不可能是無機物D.半導(dǎo)體材料制成的元件具有特殊的物理特性
(2)如圖所示,為一個晶體二極管中的電流隨它兩端電壓變化的曲線(二極管的伏安特性曲線).以下判斷中正確的是_______
A.當(dāng)二極管兩端的正向電壓為0.2V時,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)
B.當(dāng)二極管兩端的正向電壓為0.8V時,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)
C.當(dāng)二極管兩端的反向電壓為10V時,二極管處于截止?fàn)顟B(tài)
D.當(dāng)二極管兩端的反向電壓為50V時,二極管將會被擊穿.
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