【題目】據報道某列車遭遇特大沙塵暴,列車從第1節車廂到第11節車廂相繼被吹翻。某研究小組為探索沙塵暴的威力,進行了模擬研究。如圖為測定沙塵暴風力的實驗裝置圖,其中AB是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲,電阻絲阻值較大,一質量和電阻都不計的細長金屬絲一端固定于O點,另一端懸掛球P,無風時細金屬絲豎直,恰與電阻絲在B點接觸,有風時細金屬絲將偏離豎直方向,細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸。研究小組的同學對此裝置分析中,知道金屬球單位面積上所受到的水平風力大小與電壓表的讀數成正比,空氣密度為1.3kg/m3,沙的密度為2.5×103kg/m3.他們對決定金屬球單位面積上所受到的風力大小的因素,進行了如下的實驗研究:
表1:含沙量相同,不同風速下電壓表的示數
風速(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 |
電壓表示數(V) | 0.6 | 2.4 | 5.4 | 9.6 |
表2:風速大小相同,不同含沙量下電壓表的示數
含沙量(kg/m3) | 2.2 | 3.3 | 4.4 | 5.5 |
電壓表示數(V) | 3.4 | 4.6 | 5.8 | 7.0 |
(1)上述實驗裝置中,當無風時電壓表示數為______V;有風時,電路中的電流將______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。本次實驗他們采用的研究方法是______;
(2)由上述數據可得,單位面積風力與風速、含沙量之間有何定量關系(______)
A.與風速成正比、與含沙量成正比
B.與風速成一次函數關系、與含沙量成反比
C.與風速的平方成正比、與含沙量成正比
D.與風速成反比、與含沙量成反比
(3)若車廂的縱向截面為一長方形(如圖),車廂的高度h為3m,鐵軌間距d為1.5m,車廂質量m為50t,風力方向如圖所示,則吹翻車廂的風力為多大______?若車廂的長度為l,沙塵暴是空氣含沙量為ρ,(2)中所列式子的系數為k,請用題中所給的符號寫出此時風速的表達式______。
【答案】0 不變 控制變量法 C
【解析】
(1)[1]由圖可知,無風時,電壓表測量導線兩端電壓,所以電壓表的示數為0。
[2][3]有風時,接入電路中的電阻不變,只改變了電壓表兩個接線柱之間的電阻,電壓表的示數變化,而電源電壓不變,所以電路中電流不變,則本次實驗他們采用的研究方法是控制變量法。
(2)[4]分析數據可看出風速每增加5m/s,電壓表的示數增加量分別是1.8V、3V、4.2V,也就是說,在這里,風速和壓力并不是呈一次函數關系,可以假設一個方程,即
把表中實驗數據代入表達式,解得
a=0,b=0.024,c=0,d=0
即U=0.024v2;分析含沙量與電壓表示數的數據,含沙量每增加1.1kg/m3,電壓增量即為1.2V,也就是說,含沙量與壓力成正比。
故選C。
(3)[5][6]車廂可以看做杠桿,由杠桿平衡條件得
則風力為
風力越大,導線的偏移量與電壓成正比,單位面積所受壓力即壓強,則,則風力為
則風速的表達式為
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【題目】某同學在“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”的實驗中,將蹄形磁體放在水平桌面上,將導體棒懸掛在蹄形磁體的兩磁極之間,按如圖所示將導體棒、開關和靈敏的電流計連接起來。已知電路器件均完好:
(1)如圖甲所示,該同學閉合開關后將導體棒水平向右快速運動,靈敏電流計指針 ____(選填“會”或“不”)偏轉;
(2)將實驗裝置如圖乙所示擺放,該同學在將導體棒水平向左快速移動時,發現電流表的指針偏轉的方向_____(選填“會”或“不會”)改變,原因是_____________。
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【題目】隨著人們生活水平的提高,小汽車已經進入普通百姓家庭,如圖關于小汽車的知識正確的是( 。
A.汽車高速行駛時對地面的壓力小于靜止時對地面的壓力
B.前擋風玻璃采用傾斜安裝主要是為了減小空氣阻力
C.輪胎上做有凹凸不平的花紋是為了減小與地面接觸面積,從而減小摩擦力
D.使用安全帶和安全氣囊是為了減小慣性
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【題目】如圖所示,將邊長為5 cm的實心正方體木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中,木塊靜止時,從杯中溢出水的質量為0.1 kg.(g取10N/kg)求:
(1)木塊受到的浮力;
(2)木塊的密度;
(3)若將木塊直接放在水平桌面上時,求木塊對桌面的壓強.
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【題目】物理老師課堂上組織大家做了有趣的“搖繩發電”實驗。如圖,他們將多股導線擰成了長約10米的跳繩,將跳繩的兩端與固定在地面上的靈敏電流計相連,當圖中搖繩的男女同學按______(選填“東西”、“南北”或“任意”)方向站位搖繩時,靈敏電流計的指針左右擺動的幅度較大。本實驗的原理是______現象,間接說明了地球周圍存在______。
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【題目】如圖所示,電源電壓不變,閉合開關S,燈L正常發光,將滑動變阻器的滑片P向右滑動,則下列說法中正確的是()
A.電流表示數變小,燈L變暗B.電流表
示數變大,燈L變亮
C.電壓表V示數變小,燈L正常發光D.電壓表V示數不變,燈L正常發光
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【題目】為了測量某種液體的密度,小亮取適量這種液體的樣品進行了如下實驗
(1)將天平、量筒放在___________臺面上。將盛有適量液體的燒杯放在調節好的天平左盤內,改變右盤中砝碼的個數和游碼的位置,使天平橫梁在水平位置重新平衡,此時砝碼質量和游碼在標尺上的位置如圖 甲所示,則燒杯及杯內液體的總質量為________g。
(2)將燒杯中的一部分液體倒入量筒中,如圖乙所示,則量筒中液體的體積為_______cm3;再用天平測出燒杯和剩余液體的總質量為 106g。
(3)根據上述實驗數據計算此種液體的密度為_________g/cm3。
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【題目】對如圖中所示光現象的描述正確的是
A. 圖甲中,漫反射的光線雜亂無章不遵循光的反射定律
B. 圖乙中,人配戴的凹透鏡可以矯正遠視眼
C. 圖丙中,光的色散現象說明白光是由各種色光混合而成的
D. 圖丁中,平面鏡成像時進入眼睛的光線是由像發出的
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【題目】為了控制疫情,全國很多地方實行疫區封閉管理,并使用無人機進行常態化安全巡查。如圖所示,是正在巡查的無人機。無人機起飛前,放在地面上時要確!八哪_”著地;啟動后,利用遙控器可控制它運動和工作。無人機的部分參數如表。(g 取 10N/kg)求:
機身質量kg | 24 | “四腳”著地的總面積/cm2 | 10 |
電池充滿電后儲存電能/J | 36000 | 最大水平速度/ (m/s) | 5 |
機身尺寸/mm | 400×300×200 | 最大上升速度/ (m/s) | 1 |
(1)無人機停放在水平地面上時對地面的壓強是多少?
(2)無人機從地面飛到離地30m 高處,再以最大水平速度勻速水平飛行20m,此過程中 重力做的功是多少?
(3)無人機充滿電后在水平方向上以最大速度勻速飛行時一次可飛行5km,且電能轉化為 機械能的效率為60%,求無人機以最大水平速度沿水平方向勻速飛行過程中受到的推力是多少?
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