Question

14．作图和填空．
（1）如图甲所示，一行驶的汽车突然刹车，车内桌子上放置的一物体向前翻倒的瞬间，请作出此时杯子受力的示意图．
（2）如图乙所示，物体AB在光屏上成一个清晰的像，完成光路．
（3）受通电螺线管产生磁场的作用，小磁针静止时处于如图丙所示的状态，请画出螺线管导线的绕向．
（4）用最小刻度是毫米的刻度尺，测量一木块的长度，如图丁所示，则此木块长度是1.85cm．
（5）2011年7月28日，我国首台自主设计、自主集成的“蛟龙号”载人潜水器创造了5188m的我国载人深潜新纪录．
①潜水器下潜得较快时，10min下潜了420m，这段时间内潜水器下潜的平均速度为0.7m•s^-1．
②此次试验到达最大下潜深度时，潜水器受到海水的压强约为5.188×10⁷Pa．
③质量约为22t的“蛟龙号”潜水器匀速下潜时，受到的浮力约为2.2×10⁵N．到达最大下潜深度时，潜水器抛弃压载铁，潜水器减小的重力大于它减小的浮力，潜水器开始上浮．

Answer 1

分析 （1）先对杯子进行受力分析：杯子在竖直方向上受到重力和支持力的作用，因为杯子有向前滑动的趋势，所以水平方向上还会受到摩擦力的作用．
（2）在作透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（3）由磁极间的相互作用规律得出通电螺线管NS极，再由右手螺旋定则得出线圈的绕法．
（4）在用刻度尺测量物体的长度时，首先要看清刻度尺的零刻线是否完整，然后认准分度值，并估读到分度值的下一位，其记录结果由准确值、估读值和单位组成；
（5）①知道下潜深度和所用时间，利用速度公式求潜水器下潜平均速度；
②知道“蛟龙号”下潜最大深度，利用液体压强公式求海水对“蛟龙号”外壳的压强；
③“由于“蛟龙号”匀速下潜，受到的浮力等于潜水器重；
压载铁的重力大于受到的浮力，匀速下潜的“蛟龙号“抛掉压载铁后，潜水器所受重力的减小大于浮力的减小，故潜水器所受浮力大于重力，潜水器开始上浮．

解答 解：（1）杯子杯子在竖直方向上受到重力和支持力的作用，因为杯子有向前滑动的趋势，在水平方向上还会受到静摩擦力的作用．
重力的方向竖直向下，支持力的方向竖直向上，静摩擦力的方向水平向后．此时杯子受力的示意图如下图：

（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过光心的光线其传播方向不变；如图所示：

（3）由磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，可知通电螺线管的左端为N极，右端为S极，再由右手螺旋定则得出线圈的绕法．如下图所示

（4）由图可知，刻度尺的最小分度值是1mm，被测物体的起始刻度值为：6.00cm，终了刻度值为：7.85cm，所以物体的长度为：7.85cm-6.00cm=1.85cm．
（5）①潜水器下潜平均速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{420m}{10×60s}$=0.7m/s；
②“蛟龙号”到达h=5188m深的海底时，海水对“蛟龙号”外壳的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5188m=5.188×10⁷Pa；
③“蛟龙号”匀速下潜时，
F_浮=G=mg=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N；
当抛掉压载铁后，潜水器所受重力的减小大于浮力的减小，使潜水器所受浮力大于重力，潜水器开始上浮．
故答案为：（1）见上图；（2）见上图；（3）见上图；（4）①0.7；②5.188×10⁷；③2.2×10⁵；大于．

点评 此题考查的是力的示意图，刻度尺的最小刻度和读数，磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则的作用，求平均速度、海水压强、浮力的计算，考查的点较多，属于难题．