如图所示,一轻质杠杆AB长1m,支点在它中点O。将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杆杆的B点和C点,已知OC:OB=1:2,M的边长l=0.1m。
(1)在图中画出N受力的示意图;
(2)求此时M对地面的压强;
(3)若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分,然后将C点处系着N的细绳向右移动h时,M对地面的压强减小了60Pa,求h为多少。
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国际泳联规定,泳池的温度应控制在25℃-27℃之间。如图甲是泳池水温自动控制电路,热敏电阻作为感应器探测水温,其阻值与水温之间满足关系:R1=-5t+500(0°C<t<50°C),定值电阻R0阻值为4Ω,R2为给水加热的发热电阻,衔铁只有在不小于5N的作用力下才能动作。电磁铁产生的吸引力与电磁铁中电流关系如图乙。
(1)工作电路部分的MN接线柱应分别与触点______相连接;
(2)给池水加热的过程中,要求发热电阻用4min给池水提供1.2×1010J的热量,则工作电路R2的功率为________W;
(3)为把水温控制在26.5°C -26.9°C之间,设水温低于26.8°C时自动加热,水温到达26.8°C时停止加热,则控制电路中电源电压至少为________V。(不计电磁铁电阻)
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方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系,绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图,如图乙。
(1)实线表示的是______(选填“R”或“R0”)的功率与电流的关系;
(2)求R0的阻值______;(写出计算过程)
(3)当电流表示数为0.5安时,求R消耗的功率______。(写出计算过程)
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阅读短文,回答文后问题。
电水壶
如图所示是常见的电水壶,它的工作原理是:接通电源加热后,水温逐步上升到100℃,水开始沸腾,水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关,从而使电水壶在水烧开后自动断电(下次烧水需重新闭合蒸汽开关)。如果蒸汽开关失效,壶内的水会一直烧下去,直到水被烧干,发热元件温度急剧上升,位于发热盘底部也有一个双金属片开关,会因为热传导作用温度急剧上升,膨胀变形,断开电源。
若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防治因为干烧而出现的着火危险。PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成。PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的,它靠的是PTC材料的电阻变化而控制温度,而不是依靠任何触点控制,所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件。
(1)如图甲所示的电水壶,其蒸汽开关与双金属片开关______ (串联/并联)连接。
(2)它的工作电路如图乙所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻,它的电阻值与温度的关系如图丙所示。
①防干烧的保护原理:当水烧干后,RT随温度的升高而电______(变大/变小/不变),电路的总功率______ (变大/变小/不变),产生的热量随之______(变大/变小/不变),使产生的热量小于(或等于)其向周围空间散发的热量时,其温度下降(或不再升高)。
②由电阻值与温度的关系图像可知,当温度为______℃时电路的实际功率最大。
③该电热水壶在RT设定的温度工作时,电路消耗的总功率1100W,则R0的阻值为______Ω。
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我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图)对印度洋进行深海探矿,海底高精度地形测量。“蛟龙号”的外壳选择了钛合金板作主材,其主要技术参数如下表。蛟龙号挂有适当数量的压载铁,可通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮。并采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术,即声纳通信。
体积/m3 | 50 | 最大速度/节 | 25 |
质量/kg | 2.2×104 | 最大载荷(不包括乘员体重)/kg | 220 |
最大下潜深度/m | 7000 | 乘员人数(每人体重不超过80kg) | 3 |
(1)钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点。航空发动机用钛合金制造低压压气机盘和叶片主要是利用钛合金______的特点,“蛟龙号”的外壳选择钛合金板,使其能更好地在海水中工作,主要是利用钛合金______的特点;
(2)“蛟龙号”在下潜的过程中受到海水的压强______(变大/变小/不变);
(3)加速下沉的“蛟龙号”,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,则其将______
A.继续加速下沉 B.减速下沉 C.匀速下沉 D.立即静止
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,它是靠改变压载铁的数量,实质上就是通过改变______来实现浮沉。当它处于1000m深工作区时,“蛟龙号”自身所受的浮力为______N。(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
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请阅读短文回答问题。
按压式瓶盖
在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图甲所示,内部结构如图乙所示,其中进液阀门和出液阀门是塑料小球,进液阀门位于弹簧下端,出液阀门位于活塞上端。使用的时候,通过手向下按压,活塞向下移动,弹簧被压缩使得进液阀门关闭,出液阀门打开,储液筒里的液体从出液管流出瓶外;当手松开时,弹簧恢复原来的自然状态,使得活塞向上移动,出液阀门关闭,进液阀门打开,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把液体“吸”出瓶外。
(1)洗手液能被“吸”上来是利用了______,按压式瓶盖的工作原理和______原理相同。
A. 活塞式抽水机 B. 马桶 C. 微小压强计 D. 汽油机
(2)向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压______储液筒中气压。(选填大于/小于/等于)
(3)如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖,______挤出洗手液。(选填能/不能)
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今年春节,小周家买了一台太阳能热水器,如图所示。相关参数如下表所示,小周同学想利用自己学习过的物理知识对太阳能热水器进行研究与计算。
太阳照射时间/h | 吸收板面积/m2 | 太阳辐射功率/J·(m2·h)-1 | 装水量/L | 水的初温/℃ | 水的末温/℃ |
10 | 3.0 | 1.68×106 | 200 | 20 | 50 |
(1)太阳能是________(选填“可再生”或“不可再生”)能源,太阳能来自于太阳内部发生的核________;
(2)水在10 h内吸收的热量是多少____?如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少立方米的天然气_____?[c水=4.2×103 J/(kg·℃);天然气的热值为8.4×107 J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收]
(3)该太阳能热水器的能量转化效率_____。(太阳能辐射功率指的是1 h内投射到1 m2面积上的太阳能)
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如图甲为家用电热饮水机,图乙为它的电路原理图,下表为它的铭牌数据。
水桶容量 | 20L |
热水箱容量 | 1L |
额定电压 | 220V |
加热功率 | 400W |
保温功率 | 44W |
(1)当S1闭合,S2断开时,电热饮水机处于_____状态(填“加热”或“保温”),此时电路中的电流是多大_______?
(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,求:水吸收的热量是多少_____?(水的比热容4.2×103J/(kg•℃))
(3)电热饮水机正常工作时加热效率为80%.求:将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为多少秒___?
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在今年抗击新冠疫情的过程中,负压式救护车发挥了重要作用。所谓负压,就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,这样空气在自由流动时只能由车外流向车内,并且可以利用真空泵将车内的空气通入特制的电热器内进行高温消毒后排出,在救治和转运传染病人时可以最大限度地减少交叉感染的几率。车上安装了消毒灯、中心供氧接口等,还配备了呼吸机、除颤仅等系列抢救设备,这在普通救护车上是难以实现的。
根据以上信息,请回答下列问题:
(1)相较于普通救护车,负压式救护车的好处之一是空气自由流动的方向只能由______,从而可以大大减少交叉感染的几率;
(2)在利用电热器高温消毒的过程中,能量的转化情况是______;负压救护车内的消毒灯是利用______(选填“红外线”或“紫外线”)进行消毒的;
(3)负压空间的产生主要是通过排风机向车外空间主动排风,以及舱室的密封处理实现的。若某款救护车车内气压为外界标准大气压的90%。车顶的面积大约为5m2,求车顶受到的内外压力差(______)(标准大气压p=1.01×105Pa)。
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康康家有一台动感单车,结构如图所示。使用时人可以像骑自行车一样骑行,由于车轮不接触地面,所以在骑行时整车的位置不发生移动。
(1)康康骑车时,车轮转动发出“唰唰”声,分析表明,声音是由物体的______产生的;
(2)关于动感单车,下列说法正确的是______
A.单车的脚踏、曲柄和齿轮共同组成轮轴
B.车座下方的弹簧受力越大其弹性形变越小
C.移动单车时,让车前端小轮着地,用滚动代替滑动来增大摩擦
D.单车静止在水平地面上时,地面对单车的支持力和单车对地面的压力是一对平衡力
(3)如图所示是某次康康移动单车时的操作图,请在图中画出他在A点所施加动力F1的力臂______;
(4)单车的骑行阻力可调节。如图所示,在车轮上方有一个摩擦片,逆时针旋转“刹车球头”,与之相连的摩擦片上移;顺时针旋转“刹车球头”,摩擦片下移。通过调节“刹车球头”就可以方使调节骑行阻力。如果想增大阻力,你将如何调节“刹车球头”______;
(5)如图所示是动感单车的扶手。按压电子仪表的“开始按钮”同时将双手握住“手握感应片”,电子仪表的显示屏就可以显示骑行人的心率;若双手没握或握不紧“手握感应片”时,显示屏就不显示骑行人的心率。你认为这个“手握感应片”在电路中的作用相当于一个______(选填“开关”或“电源”);
(6)康康受显示屏可以显示心率的启发,想设计一个体重秤,当人坐在车座上,身体其它部位不接触车体时,就可粗略显示骑行者受到的重力。图中是其工作原理的部分示意图。他所选用的压敏电阻R的电阻值会随压力增大而减小,他将电压表的示数转换为相应的重力值,当人的体重越大时,电压表的示数就越大,则他应在图中所示的A、B、C、D四个点中选择______两个点将电压表接入电路。
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