【題目】某公交車以天然氣(主要成分是甲烷氣體)為燃料,滿載乘客時總質(zhì)量是6000kg,車輪與地面接觸總面積0.6m2.在滿載情況正常行駛100km需要消耗天然氣25m3,行駛中受到的平均阻力為車重的0.06倍。(已知該天然氣的熱值是3.6x107J/m3,g取10N/kg)
(1)為便于儲存,可以通過___________和___________的方式對天然氣進行液化處理?
(2)公交車滿載靜止時對水平地面的壓強有多大_____?
(3)在滿載情況下正常行駛時,公交車發(fā)動機的效率是多大_____?若能將損失掉的能量收集起來加以利用,則正常行駛100km損失掉的能量能將多少噸的水從20℃加熱到沸騰_____?[標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,c水=4.2x103J/(kg℃),結(jié)果保留1位小數(shù)]
【答案】 降低溫度 )壓縮體積 公交車滿載靜止時對水平地面的壓強為1×105Pa 在滿載情況下正常行駛時,公交車發(fā)動機的效率是40% 正常行駛100km損失掉的能量能將1.6t的水從20℃加熱到沸騰
【解析】(1)通過降低溫度和壓縮體積的方式,可以將天然氣由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),便于儲存;(2)公交車滿載時的總重力:G=mg=6000kg10N/kg=60000N;靜止時對水平地面的壓力:F=G=60000N,受力面積S=0.6m2,對地面的壓強:p==1×105Pa.(3)公交車行駛中受到的平均阻力f=0.06G=0.06×60000N=3600N,因為公交車勻速行駛,所以公交車受到的牽引力和阻力是一對平衡力,大小相等,公交車受到的牽引力F=f=3600N,正常行駛100km牽引力做的功:W=Fs=3600N100103m=3.6108J;天然氣完全燃燒放出的熱量:Q放=Vq=25m33.6107J/m3=9108J,公交車發(fā)動機效率:η=100%=40%;損失掉的能量:Q損失=Q放﹣W=9108J﹣3.6108J=5.4108J,由題意可知,水吸收的熱量Q吸=Q損失=5.4×108J,由Q吸=cm△t可得水的質(zhì)量:m=≈1607kg≈1.6t。
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【題目】如圖甲所示,一個柱形容器放在水平桌面上,容器中立放著一個底面積為100cm2,高為12cm,質(zhì)量為900g的均勻?qū)嵭拈L方體木塊A,A的底部與容器底用一根細(xì)繩(細(xì)繩體積忽略不計)連在一起,已知細(xì)繩長度為L=8cm,F(xiàn)慢慢向容器中加水,當(dāng)加入1.8kg的水時,木塊A對容器底部的壓力剛好為0,如圖乙所示,若繼續(xù)緩慢向容器中加水,直到細(xì)繩被拉斷,然后停止加水,如圖丙所示,細(xì)繩拉斷前、后木塊靜止時,水對容器底部壓強的變化量為50Pa,(整個過程中無水溢出),則下列說法正確的是
A. 木塊A的密度為7.5×103kg/m3
B. 容器的底面積為200cm3
C. 細(xì)繩拉斷前物體所受到的浮力為10N
D. 最后容器中水的總質(zhì)量為4.5kg
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【題目】在探究“浮力大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中。
(猜想和假設(shè))
小李同學(xué)猜想:浮力大小可能與液體密度、物體浸在液體中的體積、物體浸在液體中的深度有關(guān)。
(設(shè)計、進行實驗)
為了驗證以上猜想,小李同學(xué)進行了如圖所示的一系列實驗:
(分析與論證)
(1)由①~④實驗現(xiàn)象可以看出:當(dāng)物體浸入液體的過程中,所受的浮力_______,而當(dāng)物體完全浸沒液體中時,所受的浮力_______。(選填“變大”、“變小”或“不變”)說明浮力與_______有關(guān)。
(2)⑤中彈簧測力計的讀數(shù)是_______N,比較④、⑤的實驗數(shù)據(jù)可知:物體浸沒在水中所受的浮力_______(選填“>”、“﹦”或“<”)浸沒在鹽水中所受的浮力,兩者對比可說明浮力與_______有關(guān)。
(評估)
通過實驗分析,小李得出結(jié)論:“物體所受的浮力與液體密度、物體浸在液體中的體積有關(guān),與物體浸在液體中的深度無關(guān)”。這一結(jié)論的不妥之處是:_______。
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【題目】小明和小雨通過實驗探究將物體浸入液體的過程中,容器底部受到液體壓力的變化情況。如圖所示,他們將重力分別為30N和40N的甲、乙兩個柱形物體,先后掛在彈簧測力計下,并將其逐漸浸入同一薄壁柱形容器的液體中(液體不溢出).他們讀出測力計示數(shù)F,并測得容器底部受到液體壓力F底,然后根據(jù)相關(guān)物理量計算出物體所受浮力F浮,將數(shù)據(jù)記錄在表一、表二中。
表一 物體甲的重力為30N
實驗序號 | F(N) | F浮(N) | F底(N) |
1 | 20 | 10 | 30 |
2 | 16 | 14 | 34 |
3 | 12 | 18 | 38 |
4 | 8 | 22 | 42 |
5 | 4 | 22 | 42 |
表二 物體乙的重力為40N
實驗序號 | F(N) | F浮(N) | F底(N) |
6 | 30 | 10 | 30 |
7 | 25 | 15 | 35 |
8 | 18 | 22 | 42 |
9 | 10 | 30 | 50 |
10 | 8 | 30 | 50 |
(1)小明分析比較實驗序號_____后得出結(jié)論:不同柱形物體浸入液體中,物體所受浮力相同,容器底部受到液體壓力相同。
(2)小雨分析比較實驗序號1、2、3、4或6、7、8、9后得出初步結(jié)論:同一柱形物體浸入液體中,_____越大,容器底部受到液體壓力越大。
(3)分析實驗序號4與5(或9與10)的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)測力計示數(shù)F不同,物體所受浮力F浮和容器底部受到液體壓力F底均相同,出現(xiàn)這種情況的原因是:_____。
(4)兩位同學(xué)仔細(xì)分析表一(或表二)的數(shù)據(jù),并通過一定的計算,可知容器內(nèi)液體的重力為_____N。
(5)分析實驗序號2和7可以得出,容器底部受到液體壓力的增加量分別為_____N和_____N。
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【題目】如圖所示裝置是老師制作的“杠桿力臂演示儀”。杠桿自身質(zhì)量和摩擦可忽略不計,O為支點,A、D為左右兩端點。AO=0.6m,OB=0.2m。在作為豎直背景面的白紙上作有以O為圓心、OB長為半徑的圓(圖中虛線圓所示),在圖中末畫出作為背景的白紙。
(1)實驗時在A點掛上重物G,為使杠桿在水平位置平衡,需在B點沿豎直向下方向施加15N的拉力FB,則G為___________N。
(2)保持A點所掛重物不變,撤去拉力FB,在BD間的C點(如圖)施加一個大小也為15N的拉力F,為使杠桿仍在水平位置平衡,試在圖上準(zhǔn)確畫出此力F的方向____。
(3)在上述(2)中,保持拉力F大小15N不變。當(dāng)在BD間任一位置施加該拉力時,為使杠桿始終能在水平位置平衡,發(fā)現(xiàn)拉力方向延長線均需要滿足___________的要求,表明使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效果的因素,除了與力的大小有關(guān),還與___________有關(guān)。
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【題目】如圖所示,水平桌面上玻璃杯中裝有適量的水。將重12N的金屬球掛在彈簧測力計的掛鉤上,手提彈簧測力計使金屬球沒入水中(玻璃杯中水未溢出),靜止時彈簧測力計的示數(shù)為9.6N,水深23cm.已知玻璃杯的內(nèi)底面積為80cm2.求:
(1)金屬球受到的浮力;
(2)金屬球排開水的體積;
(3)金屬球的密度;
(4)把金屬球從水中取出后,水對玻璃杯底的壓強和壓力。
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【題目】為了給立方體工件表面均勻地涂上某種油,需要用豎直向下的力F把漂浮在油面上的工件緩緩地壓入油內(nèi),如圖甲所示。工件的下底面與油面的距離為h,力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示。小科覺得圖中CB的延長線BA段是沒有意義的,老師告訴他,力F為負(fù)值時,表明它的方向與原來的方向相反了。
(1)分析BC段:隨著h的增大,工件所受的浮力大小將_______,油對工件下底面的壓強大小將_______(選填“變大”、“變小”或“不變”);
(2)若A點的坐標(biāo)為(﹣a,0),則a=_______,從圖象分析,a表示了工件一個物理量的值,這個量就是工件的_______;
(3)工件在D點時受到的浮力為_______N。
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【題目】跳繩是一種簡便易行的鍛煉方式。如圖所示描繪了小明同學(xué)某次跳繩時重心移動的高度h隨時間t 變化的圖象。按圖象中的規(guī)律跳繩,小明1min能完成的跳繩個數(shù)為_____個,若他質(zhì)量為50kg,則在此過程中,他跳一次做功_____J,他克服重力做功的功率為_____W.(g取10N/kg)
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【題目】小蘭同學(xué)用托盤天平和量簡測量一小石塊的密度,圖甲是調(diào)節(jié)天平時的情形,圖乙和圖丙分別是測量石塊質(zhì)量和體積時的情形,下列說法正確的是
A. 甲圖中應(yīng)將平衡螺母向左調(diào),使橫梁平衡
B. 乙圖中測石塊質(zhì)量時,天平的讀數(shù)是44.8g
C. 由兩圖量簡的示數(shù)測得石塊的體積是20
D. 計算出石塊的密度是2.2×103kg/m3
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