【题目】在底面积为S的薄壁柱形大容器中注入少量的水,再将一高为h、内底面积为S1。外底面积为S2的薄底柱形小容器放入大容器中,小容器与大容器底刚好接触且不挤压,测得此时大容器中水深为h0(如图所示);已知水的密度为ρ水。小容器一直保持竖直状态,请解答下列问题:
(1)画出此时小容器受力示意图;
(2)求小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的压强;
(3)向小容器中注满水后,若使小容器对大容器底的压力最小,求应再向大容器中至少注入的水的质量。
【答案】(1) (2) ρ水g;(3) ρ水(S-S2)
【解析】
(1)小容器受到重力和水的浮力,小容器与大容器底刚好接触且不挤压,它们之间没有力的作用,如图所示:
(2)由图可知,大容器中水的体积
V水=Sh0-S2h0
小容器放入大容器之前,水的深度
h=
小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的压强
p=ρ水gh=ρ水g
(3)原来小容器放入大容器中,小容器与大容器底刚好接触且不挤压,处于漂浮状态
G小容=F浮=ρ水gS2h0
向小容器中注满水后,小容器内水的重力
G小容水=ρ水gS1h
向小容器中注满水后,若使小容器对大容器底的压力最小,小容器处于漂浮时,压力最小,所以
F浮总=G总= G小容+ G小容水=ρ水gS2h0+ρ水gS1h
排开水的体积
V排==S2h0+S1h
此时水的深度
h1==h0-
再向大容器中至少注入水的体积
V注=(S-S2)(h1-h0)= (S-S2)
再向大容器中至少注入水的质量
m注=ρ水V注=ρ水(S-S2)
答:(1)见解析;
(2)小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的压强是ρ水g;
(3)向小容器中注满水后,若使小容器对大容器底的压力最小,求应再向大容器中至少注入的水的质量是ρ水(S-S2)。
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【题目】在新农村建设和精准扶贫中,市政府为某贫困山区甲村打了一口深井,如图所示。已知圆柱形金属水桶质量为1kg,容积为8.6L,井深h1=5m,水深h2=2m,村民将水桶从井底以速度v=0.06m/s匀速竖直向上提升(不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦,桶的厚度不能忽略,g=10N/kg)。求:
(1)井底受到水的压强
(2)桶未露出水面时,绳的拉力F拉=6N,桶受到的浮力
(3)已知水桶底面积为3dm2,桶高h3=3dm,以水桶口刚露出水面开始计时,到桶底刚离开水面的过程中,请写出绳的拉力F随时间t变化的函数式
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【题目】小明按图所示的电路图连接电路进行实验。开关S1闭合,开关S2断开时,电压表和电流表的示数如图所示;当开关S2闭合后,电压表和电流表的示数如图所示、相比于开关S2闭合之前,S2闭合后定值电阻R两端的电压U和电流I变化,判断正确的是( )
A.U变大,I变大B.U变小,I变大
C.U 不变,I 变小D.U不变,I不变
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【题目】按压桌面会使桌面发生微小的形变,如图所示,如果在桌面上架一支激光笔,激光照射到远处墙上的光点就会发生较大的偏移,从而反映出桌面的形变,下列测量工具中设计思想与上述实验相同的是( )
A.刻度尺
B.超声波测距仪
C.液体温度计
D.弹簧测力计
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【题目】如图甲电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻。a、b为滑动变阻器R2的两个端点,c为中点。滑片P从中点c滑到最右端b的过程中,电流从Ic变到Ib,且R1的功率变化了0.5W,电压表的示数U随R2变化的图像如图乙。则在整个过程中( )
A.电流表示数变化了0.1A
B.电流表示数之Ib∶Ic=1∶2
C.R1阻值为10Ω
D.电路总功率变化了0.6W
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【题目】在探究凸透镜成像规律时,小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源,又用同样的白色方格板做成光屏,实验使用的凸透镜焦距为10cm,实验装置如图甲所示。
(1)实验时,首先调节光源、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度上,其目的是______;
(2)凸透镜固定在光具座零刻度线上,小明将光源移至40cm刻度线处,在光屏上出现倒立、______(选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像;
(3)凸透镜固定在光具座零刻度线上,光源“F”放在15cm刻度线处,其大小如图乙所示。如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像可能是下图中的______(选填序号);
A.B.C.D.
(4)同学们对小明使用的实验装置进行如下评价,其中错误的是______。
A.与烛焰相比,实验使用的光源不会晃动,光屏上所成的像比较稳定
B.光源镶嵌在白色方格板上,用同样的白色方格板做光屏,便于比较像与物的大小
C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接测出物距和像距
D.若凸透镜的焦距未知,则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距
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【题目】在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小峻同学进行了如下实验。
(1)按如图甲所示操作,测出本实验所用凸透镜的焦距为______cm;
(2)接着小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示,发现光屏上得到一个倒立______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,生活中的______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理。
(3)保持图乙中凸透镜的位置不变,当向右移动蜡烛时,应该向______(选填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到清晰的像。
(4)保持凸透镜的位置仍然不变,小峻继续向右移动蜡烛至45cm刻度线处,移动光屏,发现______(选填“能”或“不能”)得到蜡烛清晰的像。
(5)实验中,若把老师的眼镜放在凸透镜的左侧,需要向右移动光屏,才能接收到清晰的像,请你判断镜片的类型和老师是哪种视力缺陷。
镜片类型:______视力缺陷:______
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【题目】2020年3月9日,我国西昌卫星发射中心发射场里,一枚火箭拔地而起,直冲云天——长征三号乙运载火箭将北斗三号系统第54颗导航卫星成功送入太空。北斗卫星进入轨道后通过______将信息传送到地面;火箭拔地而起,以地面为参照物火箭是______的,火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小且______比较大。
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【题目】节能减排,绿色环保,新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表:g=10N/kg假如汽车上只有司机一人,质量为60kg,汽车以60km/h的速度在水平路面匀速行驶36km,耗电9kWh,汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。
空车质量 | 1380kg | 最大功率 | 100kW |
轮胎与地面总接触面积 | 0.03m2 | 最高时速 | 120km/h |
电池容量 | 42kWh | 最大续行里程 | 260km |
(1)电动汽车前进和倒退的切换是通过改变_______来改变电动机转动方向的。电动汽车要限制行车速度的根本目的是要限制车的_______(选填“动能”或“惯性”);
(2)电动汽车对水平地面的压强是多少____ ?
(3)电动汽车牵引力所做的功是多大____?
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