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【题目】某兴趣小组在实验室(温度为20℃) 进行综合实验。装置如图所示,长为0.6m的绝缘轻质杠杆ab悬挂在高处,可绕O点转动。点O距杠杆b0.2m.杠杆a端的轻质丝线悬挂一体积为2×103m3的实心合金块B,B浸没在烧杯内的液体中。已知该液体热胀冷缩的特性显著。其在温度为20℃时的密度为1.0×103kg/m3.当杠杆b端用轻质金属丝悬吊一质量为2kg的铜柱时,杠杆正好在水平位置平衡。此时,铜柱下的金属探针(重力不计) 正好伸到水银槽的水银面上并且刚好和水银接触。右方电路中,小灯泡发光,导线C和金属丝良好接触但对金属丝和杠杆都不产生力的作用。导线A始终和槽中水银良好接触。已知小灯泡规格为“3V 0.06W”,电源电压为3V.铜柱、探针、水银的电阻均不计。忽略温度对灯丝电阻的影响。求:

(1)若在电路中串联一个量程为0~15mA的电流表,为保证电路安全。定值电阻R的最小阻值是多少___

(2)合金块B的密度是多少_______

(3)除烧杯内的液体外,装置中其他物体的热胀冷缩忽略不计。若实验室温度骤然升高,小灯泡将_____ (选填继续发光熄灭”)。

【答案】 50Ω 1.5×103kg/m3 熄灭

【解析】分析:(1)根据求出小灯泡的电阻;根据电路中的最大电流和欧姆定律求出定值电阻R的最小阻值;

(2)根据杠杆的平衡条件求出拉力的大小;根据阿基米德原理求出浮力大小,根据拉力和浮力求出B的重力;根据求出B的质量,然后根据密度公式求出B的密度;

(3)实验室温度骤然升高,液体的密度减小,根据阿基米德原理判定B受到的浮力的变化以及B的运动情况,从而判断电路的通断和小灯泡的发光情况。

解答:(1)根据 可知,小灯泡的电阻为:;由图和题意可知,此时滑片处于最左端,灯、电阻R串联,电路的总电流不能超过15mA,根据电阻的串联和欧姆定律可得:变形可得带入数据得:,解得:R≥50Ω,即定值电阻的最小阻值为50Ω;

(2)由题知,轻质杠杆ab长为0.6m,点O距杠杆b0.2m,设合金块Ba端的拉力为F,因杠杆正好在水平位置平衡,则由杠杆的平衡条件可知:;则拉力的大小为:;合金块B浸没在液体中,其受到的浮力为:;B受向上的拉力和浮力以及向下的重力,由力的平衡条件可得,B的重力为:;则B的质量为:B的密度为:

(3)实验室温度骤然升高,烧杯中的液体体积变大,根据可知液体的密度减小,根据阿基米德原理可知B受到的浮力变小,则B受到的合力向下,所以B会下沉,则杠杆b端会上升,使右侧电路断开,小灯泡熄灭。

答:(1)定值电阻R的最小阻值是50Ω;

(2)合金块B的密度是1.5×103kg/m3

(3)熄灭。

练习册系列答案
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【题目】小明同学想用“漂浮法”测量一长方体的密度,已知长方体的底面为边长5 cm的正方形,高8 cm。小明将一个底面积是100cm2(筒壁厚度不计),水深10cm的圆柱形容器放在水平地面上,如图所示。他将长方体放入容器内,静止后漂浮在水面上,如图所示,此时有的高度露出水面,请你和小明一起解答以下问题:(水的密度为1.0×l03kg/m3

(1)如图中,水对容器底的压强p;

(2)长方体的密度ρ;

(3)用力将长方体压至恰好浸没(水无溢出)在水中,此过程中长方体重力做的功W。

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【题目】如图所示,世界上第一架3D打印无人驾驶飞机——“SULSA,机身质量仅为3kg,翼展2m,它的主体部分是把尼龙熔化后再凝固的方式层层打印出来的。SULSA被用来协助破冰船在南极破冰,它从破冰船的甲板上起飞,船上工作人员通过笔记本电脑对其进行远程控制,并接收通过机载摄像头拍摄的实时画面,为这艘破冰船探索最佳前行路径,它结束任务后自动在水上降落。SULSA为人们探索南极海域带来极大的便利。请找出一个与以上情景有关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复。

示例:物理信息:笔记本电脑进行远程控制;

物理知识:利用了电磁波。

作答:物理信息:

物理知识:

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【题目】取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。两次牙膏袋的质量m和m的大小关系是m____m;两次排开水的体积 V和V的大小关系是V___V;两次所受的浮力F和F的大小关系是F__________F;两次杯底受到水的压强p和p的大小关系是p_______p

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【题目】在探究浮力大小的实验中,小刚同学使用了弹簧测力计、金属块、两个相同的烧杯(分别装有适量的水、酒精和盐水),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究.如图表示了探究过程及有关数据.

(1)物体受到的最大浮力是 N;

(2)分析图B、C、D,说明浮力大小跟 有关,分析图 说明浮力大小跟液体密度有关;

(3)F图中盐水的密度是

(4)图中能正确反映浮力F和物体下表面在水中深度h关系图象的是

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【题目】如图所示,电源电压恒定,灯L上标有“6V 3.6W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),R为滑动变阻器。先闭合S1、断开S2,将滑动变阻器的滑片P滑到中点时,电流表A1、A2的示数之比为1:2,小灯泡恰好正常发光。后断开S1,将电流表A1换成电压表V1,电流表A2换成电压表V2,滑动变阻器滑片的位置不变,闭合S1、S2.下列说法正确的是(

A. 电源电压为6V

B. 电压表V1、V2的示数之比为2:1

C. 灯泡在后一种情况下的实际功率为0.9W

D. 在后一种情况下调节滑动变阻器,电路消耗的最小功率为0.4W

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【题目】小明为了测量一种液体的密度。利用下列器材进行实验:托盘天平(砝码盒内最小砝码的规格为5g。游码的调节范围为0~5g)、量筒、烧杯、被测液体。主要步骤如下:

(1)把天平放在水平桌面上,将游码放到标尺左端的_____处,调节天平使之平衡。

(2)将图甲量筒中的液体例入一部分到已知质量的烧杯中,剩下的液体体积如图乙所示。则烧杯中液体的体积为_____cm3

(3)把盛有液体的烧杯放在调节好的天平的左盘上,当小明向右盘内放入一定量的砝码后,发现指针偏向分度盘的左侧,此时砝码盒内只到下10g、5g的砝码各一个。当把剩下的10g砝码加入右盘后,指针偏向了分度盘的右侧,为了使天平再次平衡,接下来的操作可能是_____(答出一种操作方法即可 );

当把剩下的10g砝码加入右盘后,指针仍偏向分度盘的左侧,再把剩下的5g砝码加入右盘后,指针偏向了分度盘的右侧。这时应该_____直至天平平衡。

(4)天平平衡后,读出砝码和游码的示数,得出液体的质量为m(g),则该液体的密度为_____g/cm3(用测得的数据、符号表示)。

(5)小明通过多次改变液体的体积得到了几组数据,并画出了烧杯和液体的总质量与液体体积的关系图象,如图丙所示。由图可知烧杯的质量是_____(g)。

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A. B. C. D.

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【题目】探究液体压强与哪些因素有关的实验中,小芳猜想:液体的压强可能与液体的密度、深度等因素有关.

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