阅读并回答下列问题
浮子流量计
气体的流量一般指单位时间内流过通气管道的气体体积,流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积。生活生产中经常要对气体的流量进行控制,例如医院给病人输氧时,用阀门控制氧气瓶输出氧气的流量,在管道中接入流量计,可以反映流量的大小。
浮子流量计是一种常用的流量计。其结构如图所示,一个上粗下细的锥形管,管内倒放着一个铝制的圆锥体浮子。工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,然后流过圆锥体浮子底面与锥形管之间的环形空隙,从上端流出。如果浮子受到气流的冲力大,就会向上移动,环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高低就反映了气体流量的大小。
(1)浮子流量计使用时,锥形管应处于______;
A.水平方向 B. 竖直方向 C. 斜向上 D. 斜向下
(2)气流对浮子的冲力使浮子运动,说明力能改变______。由于浮子所受气体浮力很小,当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力和浮子重力的关系是______;
(3)对于某个制成的浮子流量计,浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1;气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2;浮子的质量为m。当浮子稳定在高度h时,气体流量Q的表达式为Q=______;
(4)浮子流量计能反映的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计能反映更大的流量,请你提出一条可行的改进措施:______。
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失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验∶用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹黃测力计的示数相同-就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说∶“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台。如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示(已知小勇的实际质量为60kg,g取10N/kg)
课后小勇和同学们查资料还了解到∶当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为零,我们称这种现象为完全失重现象。
(1)电梯静止时,小勇的重力是____ N;
(2)根据图丙分析,小勇在_____段时间内处于失重状态;
(3)物体处于完全失重状态,是指物体的_____(选填∶A质量为零 B重力为零 C受到的支持力或拉力为零);
(4)我国宇航员王亚平利用小球在中太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是(_____)
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
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自行车有公路自行车、山地自行车及休闲自行车。公路有行车是指在公路路面(或人为硬化道路,或砂石路)上使用的自行车车种,可用于公路自行车竞赛。为了使骑行达到高速,要求车身重量较轻而风阻较小。
(1)若车身的材料要求强度高且轻便,则下表中最理想的材料是______________;
材料 | 锰钢 | 铝合金 | 钛合金 | 碳纤维 |
性能(强度) | 强 | 较弱 | 较强 | 强 |
密度(kg/m3) | 7.9×103 | 3.0×103 | 4.5×103 | 1.6×103 |
(2)某品牌公路自行车的质量为14.6kg,其中橡胶占总体积的1/3,其余部分为铝合金。已知自行车所用铝合金的质量为12kg,则橡胶的密度是___________?
(3)若将所用的铝合金换为碳纤维材料,则自行车的质量______-?
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如图所示,银河系是由群星和弥漫物质集合成的一个庞大天体系统。银河系发光部分的直径约(—光年),最大厚度约为,像一个中央凸起四周扁平的旋转铁饼。银河系中有大约颗恒星,太阳只是银河系中的一颗普通恒星。恒星彼此之间相距很远。离太阳最近的比邻星也有之遥。太阳也是一个发光星体,它实质上是—个热气体(严格说是等离子体)球,由里向外分别为太阳核反应层、辐射层、对流层、太阳大气层。
(1)是表示__________(填“时间”“温度”“质量”“密度”或“长度”)的单位;
(2)太阳光到达距太阳的比邻星需要的时间是_________年;
(3)若银河系发光部分的体积约为,则银河系中恒星的密度为________颗/;
(4)目前人类使用的宇宙飞船的最快速度约为,则它从太阳系到最近的比邻星最少需要约_____年。
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2018 年 12 月 9 日,“复兴号”中国标准动车组项目获第五届中国工业大奖。“复兴号”是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权并达到了世界先进水平的中国标准动车组。它全面采用了自动化设计,其车头(“飞龙”)被设计成修长的流线型,可谓颜值爆表,试验速度可达时速 400 公里以上。
“复兴号”轨道采用无砟轨道(砟:是岩石、煤等碎片的意思),普通铁路上常见的枕木被混凝土取代,枕木下的小石头也不见了,而是直接将铁轨铺在一个高强度的混凝土板上。对于有砟轨道,当列车运行时速达到 250 公里时,那些碎石子就会被掀起来,给列车造成极大的危险。
(1)“复兴号”采用了流线型车头,不仅美观还可以_______;高速行驶时车头对地面的压力_______ ,摩擦力_______;(后两空均选填“增大”或“减小”)
(2)将铁轨铺在枕木上,是为了增大路基的_______,从而减小对路基的_______;
(3)请你用所学物理知识分析,列车快速行驶过有砟轨道时,那些碎石子会被掀起来的原因:______。
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边长为10cm的正方体物块(ρ物<ρ水)放入水平桌面上的圆柱形容器底部,如图1所示。逐渐向容器内倒入适量水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图2(实线)所示的图像。更换一种液体重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图像。根据图中信息,试做出如下判断:
(1)物块质量等于 __________kg,未倒水前它对容器底部的压强为___________Pa。
(2)h=12cm时,物块在水中的状态是_________,在液体中的状态是___________。
(3)物块的密度等于________kg/m 3 ,液体的密度等于____________kg/m3。
(4)h=6cm时,物块分别在水中和液体中所受浮力之比等于__________。
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实验室桌面上有一个纸盒(如图甲所示),盒子前面开有一个方形小孔。
(1)小凯能看到这个盒子,是因为______________。
(2)小凯用小手电筒从小孔照射进去,发现盒子底部有一个平面镜。同时还观察到在盒子内部有一物体(用点A表示)。请在图乙中作图画出小凯从小孔外能观察到物体A的范围。
(______)
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昨天晚上小明和爸爸一起看天气预报:“今天晚上到明天白天,晴,气温-8℃到2℃。”爸爸带着小明在地窖里放了几桶水,防止菜被冻坏。第二天早上,小明到菜窖里,发现桶里水面上结了厚厚的一层冰,且体积比原来大了一些。
(1)在菜窖里放几桶水,是为了利用__________,使菜窖内的温度不会降得过低;小明看到桶里冰的体积比原来水的体积大了一些,是因为:____________;
(2)此时桶内物体的温度最有可能是:_________
A.低于0℃ B.高于0℃ C.等于0℃
(3)假如其中一个桶内装了4.5kg的水,有质量的水结成了冰。此时冰水混合物的总体积比原来水的总体积增大多少_____?(ρ水=1.0×103kg/m3 ,ρ冰=0.9×103kg/m3 )
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沁阳境内沁河桥某段桥头架设了固定测速仪,其原理如图所示,并有如图所示的交通标识牌。汽车向测速仪的方向匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的(超声波)信号,第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.44s,发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s。
(1)图所示的交通标识牌警示的内容为:____;
(2)汽车接收到第一次信号时,距测速仪有多远 _____?
(3)汽车接收到第二次信号时,距测速仪有多远 ___?
(4)汽车的速度是多少千米/时_____?是否超速____?
(5)此时司机应该执行的操作是______。
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风寒温度
人们都有这样的体验:走在街上,穿着的衣服感觉冷暖刚好适宜,这时突然起了一阵大风,顿时感觉周身寒冷,这就是风寒效应。风寒效应会影响人们对冷的感觉,导致人体感觉的温度与温度计的示数有明显的差别。原来,人体的主要散热部位是皮肤,通过皮肤红外辐射、接触传导热量、冷热空气对流和汗液蒸发等方式散热。当无风时,在人体皮肤和周围空气之间,有一个比较稳定的空气层,由于空气是热的不良导体,可以起到保温作用;当刮风时,稳定的空气保温层不断被新来的冷空气所代替,并把热量带走。风速越大,人体散失的热量越快、越多,人也就感觉越寒冷。科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度。并通过大量实验找出了风寒温度和风速的关系,下表是在气温为6℃时,风寒温度和风速的关系。
风速(km/h) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
风寒温度(℃) | 6 | 4 | 2 | 0 | -2 |
(1)下列例子主要是哪种散热方式使人感觉更寒冷的:
① 吹风时人感觉更寒冷,_______;
② 冬天用手摸铁杆时手感觉更寒冷,_______;
选填:A.辐射 B.传导 C.对流 D.汗液蒸发
(2)利用表格给出的数据在图中画出风寒温度—风速图象
(____________);
(3)当气温为6℃,风速为25km/h时,风寒温度为__________;
(4)根据所给数据,用T表示风寒温度,t表示气温,v表示风速,请你写出三者关系的表达式:_____。
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