2007年2月28日,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后,某研究小组为探索沙尘暴的威力,进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图,其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大,一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在B点接触,有风时细金属丝将偏离竖直方向,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中,知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比,空气密度为1.3kg/m3,沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素,进行了如下的实验研究:
①在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如下:
风速(m/s) |
5 |
10 |
15 |
20 |
电压表示数(V) |
0.6 |
2.4 |
5.4 |
9.6 |
②在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量下电压表的示数如下:
含沙量(kg/m3) |
1.1 |
2.2 |
3.3 |
4.4 |
电压表示数(V) |
2.3 |
3.5 |
4.6 |
5.8 |
(1)根据上述实验结果,试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式?(设比例系数为k)
(2)若(1)中的比例系数k的大小为0.5,已知:车厢的高度为3m,车厢的长度为25m,车厢质量为50t,铁轨间距为1.5m,1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg,请根据(1)中的关系式计算当时的风速至少为多大?
下表是在“探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”的实验中记录的数据:
实验次数 |
斜面的倾斜程度 |
物体重G/N |
斜面高度H/cm |
沿斜面的拉力F/N |
斜面长S/cm |
机械效率η |
1 |
较缓 |
2.0 |
10 |
0.8 |
50 |
50% |
2 |
较陡 |
2.0 |
20 |
1.2 |
50 |
67% |
3 |
最陡 |
2.0 |
30 |
1.5 |
50 |
(1)请你根据表中数据,求出第三次实验的有用功为J,总功为J,机械效率为;
(2)通过对上述实验数据的分析可得,斜面越陡,机械效率越(选填“高”或“低”)。
(3)进一步分析中数据,你还可以得到斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:;
(4)在分析讨论时,有同学提出:“斜面的机械效率还与其他因素有关呢?”请你任写一种猜想:。
某同学在利用天平、刻度尺测一个正方体金属块密度的实验中进行了以下操作:
(1)用刻度尺测量金属块边长如图甲所示,则金属块的边长为cm,体积为m3。
(2)将天平放置在水平桌面上,然后将游码移至横梁标尺的零刻线处,发现天平的指针偏向分度盘的右侧,他应该向_________调节横梁上的__________,直至指针指在分度盘的中央。
(3)用调节好的天平称量时,加最小的砝码都不能使横梁恢复平衡,这位同学接下来的操作是。
(4)盘内所加砝码及游码在标尺的位置如下图所示,则金属块的质量为___________。
(5)金属块的密度为__________kg/m3。
(6)该同学测完后与其他同学讨论,发现还有多种方法测金属块的密度,请你再写一种方法使用的实验器材。
在“测小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡标有“2.5V”字样,请你将甲图所示实验电路连接完整,使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变大。
(1)如图实验时电源由干电池组成,至少需要节干电池。
(2)闭合开关S前,应将滑片P滑至(选“A“或”B“)端。闭合开关S后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表的指针偏转到最大刻度之外,则出现的故障可能是()
A.小灯泡断路 | B.小灯泡短路 | C.电流表损坏 | D.滑动变阻器接触不良 |
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是W,小灯泡正常发光时,电阻为Ω。(保留一位小数)
一个额定电压是2.5V的小灯泡,其正常工作时电阻约10Ω。小明想测定这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:
电流表、电压表、开关各一个,三个规格分别为A:“5Ω 1A”,B:“20Ω 0.5A”,C:“lkΩ 1A”的滑动变阻器,导线若干,电源(电压为6V)。
(1)小明设计了如图甲所示电路图,通过分析你认为小明应选用规格为_____(选填A/B/C)的滑动变阻器。
(2)图乙已连接了部分电路。请你根据图甲所示电路图.用笔画线代替导线,将电路连接完整。(2分
(3)小明正确选择了滑动变阻器,按图26甲的电路图连接好电路,闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数.任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零)且小于2.5V。具体原因是。
(4)小明排除故障后,继续实验。当电压表的示数为2.5V时.电流表的示数(如图丙所示),小灯泡的额定功率是W。
(5)小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据,作出了I—U图象,如图所示。
结果发现图线不是直线,这表明灯泡的电流与电压(填“成”或“不成”)正比,这是因为 _________________。
如图13所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。接导电路后,观察到小磁针偏转。
(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在 ______ 。
(2)改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也发生改变,表明 __________ 。
(3)实验中小磁针的作用是 ________ 。
(4)实验中用到的一种重要科学研究方法是 _________ 。
A.类比法 | B.转换法 |
C.控制变量法 | D.等效替代法 |