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科学小组设计了一个给工件镀膜的电路模型,通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度。如图,电源电压恒定,R0为定值电阻,在压敏电阻RX上放有托盘,托盘上放有容器(不计托盘和容器的质量),容器内装有40N的水。闭合开关,用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件,将工件两次浸入水中(均未浸没且不触底,水未溢出),第一次工件下表面距水面2cm,电压表示数为6V,杆的作用力为10N;第二次工件下表面距水面6cm,电压表示数为4V,杆的作用力为6N.压敏电阻上表面的受力面积为20cm2,其电阻值RX随压力F的变化关系如表。g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3,求:

F/N

42

44

46

48

62

64

RX

28

22

18

16

9

8

(1)工件未浸入水中时,压敏电阻所受的压强。

(2)工件下表面距水面2cm时,其下表面所受水的压强。

(3)为使工件浸入镀膜液中的深度越深(未浸没),电压表的示数越大,从而控制镀膜情况,你认为应该怎样利用现有元件改进电路?

(4)在原设计电路中,如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa,求该电路的电源电压。

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
知识点: 压强的大小及其计算 液体的压强的计算 欧姆定律的应用 阿基米德原理的应用 浮力大小的计算
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用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过6s后收到回波。如果海水中声音的平均传播速度为1500m/s ,此处海水约有多深?

小宇和同学们做了下面几个力学实验,请你和他们共同完成下列实验过程(g=10N/kg):

(1)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,小宇使用的是如图甲所示的实验装置,实验结束后,根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与物体A的下表面浸入水中的深度h的关系图象(如图乙),根据图象回答下列问题:
①物体A浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随A的下表面浸入水中深度的增加而减小,说明浮力与(选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关.物体A浸没在水中后,所受的浮力为N,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度(选填“有关”或“无关”).
②物体A的密度为kg/m3
③物体A下表面所受液体压强P与其浸入水中深度h的关系图象应该是丙图中的
(2)小宇和同学们采用如下方法测量B液体的密度,请你将实验数据补充完整;
①用天平测出烧杯和B液体的总质量为150.4g;
②将B液体倒入量筒中一部分,读出体积为10mL;
③测量烧杯和剩余B液体的总质量时,天平平衡后,砝码和游码在标尺上所对的刻度值如图丁,
质量为g,则B液体的密度为g/cm3
(3)小宇将弹簧测力计挂着的物体A浸没在B液体中,此时弹簧测力计的示数(选填“大于”、“小于”或“等于”)物体A浸没在水中时弹簧测力计的示数,说明浸在液体中的物体受到的浮力还与有关.

如图甲是某学校使用的电开水器,乙图是简化电路(R1、R2都是加热电阻).当加入冷水后,开关接1位置,电开水器处于加热状态,将水烧开后,开关自动跳转到2位置,电开水器处于保湿状态,电开水器额定电压为220V,容量为50L,加热功率为5.5kW.[c=4.2×103J/(kg•℃)],求:

(1)R1的电阻;
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夏天,公园内的草坪都要定期使用如图所示的草坪修剪机进行修剪,它底盘刀具的动力靠汽油机提供.修剪机总重为200N,四个轮子与地面的接触面积为20cm2,修剪机正常工作时,刀具每秒钟通过的距离为23m,匀速运动时受到的平均阻力为20N,在一次修剪过程中,所用时间为5000s,耗油0.2kg(q汽油=4.6×107J/kg),求:

(1)使用前修剪机静止时对水平地面的压强;
(2)修剪机克服阻力做功的功率;
(3)汽油机的效率.

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