题目内容
【题目】小云同学在学习了“阿基米德原理”后,发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度,下面是他设计测量盐水密度的实验步骤:
(1)如图甲,把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上,弹簧秤的示数是4.0N,则合金块的重力_____N;合金块的体积_____m3.(ρ合金=8.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(2)如图乙,将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没在盐水中,弹簧秤的示数F=_____N,则合金块浸没在盐水中所受到的浮力F浮=_____N;
(3)根据阿基米德原理计算该盐水的密度ρ=_____kg/m3.(ρ合金=8.0×103kg/m3、g取10N/kg)实验完成后,小云同学继续思考:如果在步骤(2)中合金块只有部分浸入盐水中(如图丙),则按上述步骤测出的盐水密度比真实值要_____(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】4.0 5×10﹣5 3.4 0.6 1.2×103 偏小
【解析】
(1)把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上,物体处于静止状态,受到的重力与挂钩对物体的拉力为平衡力,大小相等;而挂钩对物体的拉力与物体对挂钩的拉力大小为作用力和反作用力,根据力的相互作用性,大小相等,故物体的重力等于测力计的示数4N;
合金块的体积:
;
(2)弹簧测力计的分度值为0.2N,合金块浸没在盐水中,弹簧测力计的示数F=3.4N;
合金块浸没在盐水中所受到的浮力等于物体的重力减去物体在液体中测力计的示数;
即合金块所受浮力:
F浮=G﹣F=4.0N﹣3.4N=0.6N;
(3)合金块的体积即合金块浸没时排开盐水的体积,
根据阿基米德原理:F浮=ρ盐水gV排=ρ盐水gV,
盐水的密度为:
;
由丙图可知:当合金块只有部分浸入盐水中时,测力计示数F增大,根据F浮=G﹣F,测量的浮力F浮偏小,计算过程中合金块的体积大于合金块排开的盐水的体积;
根据可知,则按上述步骤测出的盐水密度比真实值要偏小。
【题目】电水壶具有水沸腾后自动断电、防干烧断电的功能。电水壶工作电路如图甲所示,其中S是双金属片温控开关,双金属片是将两种热膨胀系数差异很大的金属压合在一起制成的,在不同温度下,两面金属的形变差异,导致双金属片会发生弯曲现象,利用这个形变来推动触片与触点A 还是B接触。R1是电热管,R2是限流电阻,工作时忽略两个电阻阻值的变化。当电水壶处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,S 自动切换到另一处,处于保温状态。如表是这种电水壶的部分参数。
最大容量 | 1L |
额定电压 | 220V |
频率 | 50 Hz |
额定加热功率 | 1210W |
(1)双金属片是利用物体具有_____的性质制成的;
(2)加热电阻R1的阻值是多少__________?
(3)关闭家中的其他所有用电器,以最大容量装入25℃的水,6min将水烧开(标准大气压下),在加热过程中家用电能表(如图乙)的转盘转了300转,此过程中电水壶的加热效率是多少________?
(4)在用电高峰期,将第(3)问中同样的水烧开,所花的时间会明显增加,请分析其原因_______。