题目内容
【题目】阅读短文,回答文后的问题
液体的粘滞力
当物体在液体中运动时,物体将会受到液体施加的与运动方向相反的摩擦阻力的作用,这种阻力称为粘滞阻力,简称粘滞力。粘滞阻力并不是物体与液体间的摩擦力,而是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。在一般情况下,半径为R的小球以速度v在液体中运动时,所受的液体阻力可用斯托克斯公式f=6πηRv表示。η称为液体的粘滞系数或粘度,粘滞系数除了因材料而异之外,还比较敏感的依赖温度,例如,蓖麻油的粘滞系数和温度的关系如表所示。
温度(℃) | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
η | 2.42 | 1.51 | 0.95 | 0.62 | 0.45 | 0.31 | 0.23 |
(1)粘滞系数η单位是_____;
(2)两个外形相同的量筒,分别装有体积相同的蓖麻油,甲量筒中蓖麻油温度为t1,乙量筒中蓖麻油温度为t2(t1>t2)现在同时将两个相同的玻璃球从液面处静止释放,投入到量筒中,则_____;
A.甲量筒中的玻璃球先触底;B.同时触底;
C.乙量筒中的玻璃球先触底;D.无法判断
(3)小球在流体中运动时,速度越大,受到的阻力_____;
(4)密度为ρ、半径为R的小球在密度为ρ0、粘滞系数为η的液体中由静止自由下落时的v﹣t图象如图所示,一段时间后,小球趋于匀速运动,此时的速度称为收尾速度。请推导出收尾速度vr的数学表达式:vr=_____。(球体体积公式:V=)。
【答案】Pa·s A 越大
【解析】
(1)[1]根据f=6πηRv可知,因为f的单位为N,R的单位为m,v的单位为m/s,且1N/m2=1Pa,流体的粘滞系数:
η=,
粘滞系数η单位
;
(2)[2]分析表中蓖麻子油的粘滞系数发现,液体的粘滞系数随温度的升高而减小,所以当温度升高时η减小,根据 f=6πηRv 可知f 减小。相同的量筒装有体积相同的蓖麻油,甲量筒中蓖麻油温度为t1,乙量筒中蓖麻油温度为t2(t1>t2),现在同时将两个相同的玻璃球从液面处静止释放,投入到量筒中,甲量筒中蓖麻油温度高,η减小,根据f=6πηRv可知f 减小运动快,先到达容器底部,故选A;
(3)[3]小球在流体中运动时,速度越大,根据 f=6πηRv 可知,受到的阻力越大;
(4)[4]密度为ρ、半径为R的小球的质量
m=ρV=,
它受到的重力
G=mg=,
小球在液体中受竖直向下的重力G,竖直向上的阻力f,竖直向上的浮力
F浮=ρ0g,
小球在液体中下落一定时间后,速度达到最大值vr时,做匀速直线运动而处于平衡状态,由平衡条件得:
G=f+F浮,
=6πηRvr+ρ0g,
vr=。
【题目】微波炉是一种清洁卫生无污染,效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将质量为0.3kg、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min,取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求:
防触电保护类型I类 | 额定容积20L |
型号NN-S313WF | 电源频率50Hz |
额定电压220V | 最大功率1100W |
(1)加热过程中,水吸收的热量是多少?
(2)微波炉加热时,电路中的电流是多少?
(3)微波炉加热过程中的效率是多少?
【题目】一只小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电流约为0.3A。小华同学想测量这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关,电压为6V的电源,滑动变阻器,导线若干;
(1)小华所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(__________)
(2)排除故障后,进行了三次测量,测量数据如下表。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图2所示,此时电流为_______A;小灯泡的额定功率为_______W;
电压U/V | 1 | 2.5 | 2.8 |
电流I/A | 0.18 | 0.28 |
(3)利用所给器材,该实验装置_______(选填“能”或“不能”
)用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系;
(4)完成上述实验后,小华用了一个已知阻值为的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图3所示的电路,测量灯泡的额定功率,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点_______(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为_______V;
②再将开关S2拨到触点_______(选填“1”或“2”),调节滑动变阻器的滑片到最大值的位置,读出此时电压表的示数U;
小华的操作能否测出小灯泡的额定功率,_______(选填“能”或“不能”),若能请写出灯泡额定功率的表达式。若不能请说明错误的原因:_____________________。