【題目】電子地磅在實際生活中用途越來越廣,某常用的電子地磅的一種工作電路簡化如圖所示,顯示質量大小的儀表V(實質是電壓表)。
為了探究電子地磅的奧秘,小李在實驗室找到了電源電壓為6V的電源,一個定值電阻R0,一個壓敏電阻,其說明書上寫著電阻R的阻值與所受壓力F變化的關系部分數(shù)據(jù)如下表所示。
壓力F/N | 0 | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 |
電阻R/Ω | 50 | 40 | 25 | 15 | 10 | 5 |
他按照如圖(1)連接了地磅工作原理的電路。閉合開關后,他將厚度不計,重1N,底面積為50cm2,裝有8cm深水的直柱形容器置于壓敏電阻上,如圖(2)甲所示,讀出電壓表此時示數(shù)為3V。他又用一根輕質細線系了一個小球,將球浸沒在水中靜止且不接觸燒杯的底和側壁,如圖(2)乙,讀出電壓表示數(shù)為3.6V;他輕輕將球放下,如圖(2)丙,讀出電壓表示數(shù)為4.5V。求:
(1)小球未放入時,水對容器底部的壓力;
(2)電阻R0的阻值;
(3)小球的密度為多少?
【答案】(1) 4N;(2) 15Ω;(3) 2.5103kg/m3
【解析】
(1)小球未放入時,水對容器底部的壓強
p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.08m=800Pa
水對容器底部的壓力
F=pS=800Pa5010-4m2=4N
水對容器底部的壓力為4N。
(2) 因直柱形容器中水對容器底的壓力等于水的重力,所以容器內水的重力
G水=F=4N
則小球未放入壓敏電阻受到的壓力
F=G水+G容=4N+1N=5N
由表格數(shù)據(jù)可知,壓敏電阻的阻值R=15Ω,此時電壓表的示數(shù)U0=3V,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,壓敏電阻兩端的電壓
UR=U-U0=6V-3V=3V
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,電路中的電流
I==
即
=
解得R0=15Ω。
(3) 小球浸沒在水中靜止且不接觸燒杯的底和側壁時,電壓表示數(shù)U0′=3.6V,此時壓敏電阻兩端的電壓
UR′=U- U0′=6V-3.6V=2.4V
此時電路中的電流
I′==
即
=
解得R′=15Ω,由表中數(shù)據(jù)可知,壓敏電阻受到的壓力F′=7N,因水對小球的浮力和小球對水的壓力是一對相互作用力,所以,壓敏電阻受到的壓力
F=G水+G容+F浮=4N+1N+F浮=7N
解得F浮=2N,因物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等,所以,由F浮=gV排可得,小球的體積
V=V排=
他輕輕將球放下時,電壓表示數(shù)U0"=4.5V,此時壓敏電阻兩端的電壓
UR"=UU0"=6V-4.5V=1.5V
此時電路中的電流
I"==即=
解得R"=5Ω,由表中數(shù)據(jù)可知,壓敏電阻受到的壓力F"=10N,因此時壓敏電阻受到的壓力等于容器和水、小球的重力之和,所以
F"= G水+ G容+G=4N+1N+G=10N
解得G=5N,則小球的密度
===ρ水=1.0103kg/m3=2.5103kg/m3
小球的密度為2.5103kg/m3。
答:(1)小球未放入時,水對容器底部的壓力為4N;
(2)電阻R0的阻值為15Ω;
(3)小球的密度為2.5103kg/m3。
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【題目】為治理霧霾天氣,環(huán)保部門加強了對PM2.5的監(jiān)控。如圖是某興趣小組設計的監(jiān)測PM2.5的四個電路圖,其中R是氣敏電阻,阻值隨PM2.5濃度增大而減小,是保護電阻,F(xiàn)要求PM2.5濃度越大,電表的示數(shù)就越大,則符合要求的電路圖是(__________)
A. B. C. D.
理由: ______。
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【題目】如圖所示,動滑輪重3N,用彈簧測力計豎直向上勻速拉動繩子自由端,1s內將重為27N的物體提高0.2m,如果不計繩重及摩擦,則下列計算結果正確的是( )
A.繩子自由端移動的速度為0.2m/s
B.滑輪組的機械效率為90%
C.提升物體所做的有用功為6J
D.彈簧測力計的示數(shù)為9N
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【題目】隨著2022北京冬奧會的臨近,冰雪運動持續(xù)升溫。如圖所示是我國運動健兒在冰雪賽場上的英姿。下列有關說法中正確的是( )
A.甲圖中速度滑冰運動員在加速滑行的過程中,受到的摩擦力逐漸增大
B.乙圖中運動員從高處滑下的過程中,重力勢能越來越大
C.丙圖中運動員將冰壺推出后,冰壺繼續(xù)滑行,是因為冰壺受到慣性
D.丁圖中運動員站在最高領獎臺上,運動員受到的重力和支持力是一對平衡力
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【題目】小紅同學在做“探究不同物質的吸熱能力”的實驗時,使用相同的電加熱器給甲、乙兩種液體加熱,如下圖所示,得到的實驗數(shù)據(jù)如下表:
物質 | 次數(shù) | 質量m/kg | 升高溫度△t/℃ | 加熱時間t/min |
甲 | 1 | 0.1 | 10 | 2 |
2 | 0.2 | 10 | 4 | |
乙 | 3 | 0.1 | 10 | 1 |
4 | 0.2 | 10 | 2 |
(1)分析第1、2次或第3、4次實驗數(shù)據(jù),可以得出同種物質升高相同的溫度時,吸收熱量的多少與物質的___________有關;
(2)進一步分析數(shù)據(jù)可以得出________(選填“甲”或“乙”)物質的吸熱能力較強。
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【題目】如圖所示,以下關于物理量之間關系的圖像描述錯誤的是
A. 晶體熔化溫度隨時間變化圖像
B. 勻速運動的物體速度隨時間變化圖像
C. 同種物質質量與體積關系圖像
D. 定值電阻中電流與兩端電壓的關系圖像
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【題目】按要求完成填空:
(1)如圖甲所示,用天平測得物塊的質量為_____;
(2)如圖乙所示,該實驗探究的是_____對滑動摩擦力大小的影響;
(3)如圖丙所示,四沖程汽油機在這一沖程過程中能量轉化方式為_____;
(4)如圖丁所示,兩個氣球分別與毛皮摩擦后相互靠近,圖示現(xiàn)象表明了_____。
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【題目】如圖是電阻A、B的I-U圖象。B的阻值是_______Ω;將電阻A、B串聯(lián)后接入電路,當通過A的電流為0.3A時,A和B兩端的總電壓是 ________V;將電阻A、B并聯(lián)后接入某電路,當通過B的電流為0.2A時,則A兩端的電壓是 _________V。
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【題目】在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中,小麗同學設計了如圖所示甲、乙、丙三次實驗。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動,然后與放在水平面上的紙盒相碰,鐵球與紙盒在水平面上共同移動一段距離后靜止。
(1)要探究動能大小與物體質量的關系應選用________兩圖;實驗中應保證___________相同,為了達到這一目的所采取的具體操作方法是_____________________________。
(2)選用甲、丙兩次實驗可以得出的結論是________________。
(3)該實驗是通過觀察___________來比較鐵球動能的大小。
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