【题目】小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计。密度计能在液体中竖直漂浮,如图所示,根据它在液体中浸入的深度可得知这种液体的密度。小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计浸在纯水中的深度h的表达式。
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中的深度,在管上画上纯水的密度值线A。
请你根据上述的内容完成下列问题:
(1)设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d。请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h=_____,根据表达式发现这种密度计的刻度是_____(选填“均匀”或“不均匀”)。
(2)若把密度计放在密度为0.8×103kg/m3的酒精中,液面的位置在A刻度线的_____(选填“上方”或“下方”)理由是_____。
(3)为了提高该密度计的精确程度,请你写出一条改进措施:_____。
【答案】 不均匀 上方 浮力相同,密度变小,排开液体的体积变大 用更细的玻璃管
【解析】
(1)玻璃管底面直径为d,则玻璃管的底面积S=,
密度计浸入水中的深度为h时,排开水的体积V排=Sh=h,
此时密度计受到的浮力:F浮=ρgV排=ρgh,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,即F浮=G物,
所以,ρgh=mg,则h=;
当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时,
因密度计始终漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,
所以,F浮=F浮液,即ρgh=ρ液gh液,
整理可得:h液=h,
由表达式可知,h液和ρ液是反比例函数,所以这种密度计的刻度是不均匀;
(2)因ρ水>ρ酒精=0.8×103kg/m3,
所以,由h液=h可知,h液>h,
则密度计放在酒精中,液面的位置在A刻度线的上方;
(3)为了使测量结果更准确,应使简易密度计上两刻度线之间的距离大一些,
由△V=V排1﹣V排2=S△h可知,要使△h变大,应减小S即可,即具体做法是:用更细的玻璃管做密度计。
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【题目】阅读短文,并回答问题.
第四代电光源——LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源.LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同,是直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源.图乙是LED的元件实物及符号.
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态.利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如丁所示.
(1)LED灯主要由半导体材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯__________(高/低);
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED___________(能/不能)发光
(3)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED不能发光;此时两电表的示数为__________。
A.4.5V 20mA B.3V 20mA C.4.5V 0mA D.3V 0mA
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【题目】如图所示是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。小谦同学实际探究时,在下表记录了实验情况。
实验序号 | 磁场 方向 | ab中 电流方向 | ab 运动方向 |
1 | 向下 | 无电流 | 静止不动 |
2 | 向下 | 由a向b | 向左运动 |
3 | 向上 | 由a向b | 向右运动 |
4 | 向下 | 由b向a | 向右运动 |
(1)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与________有关;比较实验__________和____________,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(2)小谦通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的物理学方法是____________(选填下列选项对应的符号)。
A.类比法 B.控制变量法 C.转换法
(3)小谦想在这个实验的基础上进行改造,来探究“哪些因素影响感应电流的方向”。为了观察到明显的实验现象,他应把图中的电源换成很灵敏的___________(选填“电流表”或者“电压表”)。
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【题目】将一底面积为S cm2 的长方体木块用细线栓在空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,
(1)求木块所受到的最大浮力为?
(2)细线对木块的最大拉力为?(设水的密度为ρ0)
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【题目】有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体.将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列计算正确的是( )
①小球的质量是40g
②小球的体积是50cm3
③液体的密度是1.1×103kg/m3
④小球的密度是0.9×103kg/m3.
A.只有①②正确 B.只有②③正确 C.只有②④正确 D.只有①③正确
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【题目】小明按如图甲所示的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针完全一样,如图乙如示,则L1两端电压为________V,L2两端电压为________V。
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【题目】小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35cm刻度线处,如图所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是( )
A. 光屏上呈现的是烛焰的虚像 B. 光屏上呈现的是烛焰正立的像
C. 光屏上呈现的是烛焰放大的像 D. 该实验现象能说明照相机的成像特点
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【题目】在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小致同学按如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A、B、C为同一木块,D为重物,甲和乙两图中木板接触面相同,丙图为较粗糙的木板表面。
(1)实验开始,该同学用较小的力拉木块,大块没动,此时摩擦力_____拉力(选填“大于”、“小于”或“等于”);小致要知道滑动摩擦力的大小,他应该使木块在水平木板上做_____运动;由甲、乙两图可知,滑动摩擦力大小与_____有关。
(2)此实验的难处恰恰是很难保证本决做这样的运动,若在丙装置中木块已经运动过程中,速度突然变大,滑动摩擦力将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
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【题目】灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的字样,图线甲、乙分别为通过灯泡L1、L2中的电流随两端电压变化关系的图象。开关闭合后要使其中一只灯正常发光,另一只灯泡不会烧坏,甲图中电压表示数为_____V;乙图中,电流表示数为_____A。
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