题目内容
【题目】如图所示,底面积为200cm3的圆柱形容器中装有水,圆柱体A、B通过质量、体积可忽略不计的弹簧相连置于容器中,此时A有1/5的体积浸在水中。已知弹簧的原长为10cm,弹簧所受拉力或压力每改变1N,弹簧的长度改变0.5cm。圆柱体A的密度为0.4g/cm3,底面积为100cm2,高为20cm,圆柱体B的底面积为50cm2,高为10cm,如图所示,此时B对容器底部的压强为2.8×103Pa。
(1)圆柱体A所受的浮力;
(2)圆柱体B的密度;
(3)若容器足够高,向容器中加水至B对容器底部压力刚好为0N时,水对容器底部的压强增大了多少?
【答案】(1) 4N;(2) 2.08103kg/m3;(3) 210Pa
【解析】
(1)圆柱体A排开水的体积:
VA排=SAhA=10010-4m20.2m=410-4m3;
圆柱体A所受的浮力:
FA浮=水gVA排=1.0103kg/m310N/kg410-4m3=4N;
(2)圆柱体A的重力:
GA=AgVA=0.4103kg/m310N/kg10010-4m20.2m=8N;
圆柱体A受力平衡,故圆柱体A受到的拉力为:
FA拉=GAFA浮=8N4N=4N;
力的作用是相互的,因此B受到的拉力为:
FB拉= FA拉=4N;
圆柱体B排开水的体积:
VB排=VB=SBhB=5010-4m20.1m=510-4m3,
圆柱体B所受的浮力:
FB浮=水gVB排=1.0103kg/m310N/kg510-4m3=5N;
B对容器底部的压强为2.8×103Pa,则B对容器底部的压力为:
F=pSB=2.8×103Pa510-4m3=1.4N,
力的作用是相互的,因此B受支持力:
F支=F=1.4N;
B受重力、支持力、浮力和拉力,四个力平衡,即:
GB= F支+ FB浮+FB拉=1.4N+5N+4N=10.4N;
圆柱体B的密度:
B====2.08103kg/m3;
(3)B对容器底部压力刚好为0N时,B受重力、拉力和浮力,此时B受到的拉力增加1.4N:
此时弹簧受到的拉力增加:
F=5.4N-4N=1.4N,
由题知,弹簧所受拉力或压力每改变1N,弹簧的长度改变0.5cm,故弹簧的长度增加:
L=0.5cm/N1.4N=0.7cm=0.007m,
圆柱体A受到的浮力增加了:
FA浮=1.4N,
则圆柱体A在水中的体积增加量为:
VA排===1.410-4m3,
圆柱体A在水中的长度增加量为:
h===0.014m,
因此水的深度增加:
h水=h+L=0.014m+0.007m=0.021m,
水对容器底部的压强增大了:
p=水gh水=1.0103kg/m310N/kg0.021m=210Pa。
答:(1)圆柱体A所受的浮力为4N;
(2)圆柱体B的密度为2.08103kg/m3;
(3)若容器足够高,向容器中加水至B对容器底部压力刚好为0N时,水对容器底部的压强增大了210Pa。
【题目】如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,下表中给出了可供选择的几种导体,分别用A、B、C、D四个字母代表。问:
导体代号 | 长度(m) | 横截面积(mm2) | 材料 |
A | 0.6 | 0.4 | 镍铬合金 |
B | 1.0 | 0.4 | 镍铬合金 |
C | 0.6 | 0.6 | 镍铬合金 |
D | 0.6 | 0.6 | 锰铜 |
(1)通过对_____和_____导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系。
(2)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的_____有关。这种通过比较电流大小来判断电阻大小的实验方法叫_____。
(3)若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、N两端,会发现电流表示数变得更小,说明两导体串联后的电阻值将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)生活中,通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的_____有关。
【题目】用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在 较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为__________N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为__________%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:______________________________。
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两 点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数 | 钩码 悬挂点 | 钩码总重 G/N | 钩码移动距离 h/m | 拉力 F/N | 测力计移动距离 s/m | 机械效率 /% |
1 | A点 | 1.5 | 0.10 | 0.7 | 0.30 | 71.4 |
2 | B点 | 2.0 | 0.15 | 1.2 | 0.30 | 83.3 |
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:_____________________________;
【题目】在“探究并联电路的电流规律”的实验中:小明用两个规格相同的灯泡按照图甲的电路图连接的电路,在测量A点的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示;在排除故障后电流表的示数如图丙所示,接着再改接电流表,分别测出B、C点的电流后填入下表并得出了结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等,请你解答下列问题。
A点的电流/A | B点的电流/A | C点的电流/A |
0.18 | 0.36 |
(1)连接电路之前,开关应_____。 电流表_____( 选填“串联”或“并联”)在被测电路中;若要测量干路电流,则电流表应接在图甲中的_____点。
(2)发生图乙现象的原因是_____ ; 图丙中的读数为_____A;
(3)上述实验设计存在的问题之一是_____。