15.实验小组在两个同样的烧杯中灌满水,加热到相同的温度后分别用厚度相同的1、2两种保温材料包好,定时测量烧瓶中水的温度.实验过程中室温保持不变.他们想用这种方法比较两种材料的保温性能.表中给出了在时刻t(单位是分)测得的两个烧瓶中的水温T1、T2的几组数据,根据这些数据下列判断正确的是( ) t/分 0 5 10 15 20 25 35 45 55 65 80 95 110 125 140 155 22 21 21 20 20 20 T1/℃ 80 72 64 59 55 51 50 41 37 34 30 26 24 T2/℃ 80 65 56 48 43 38 32 28 26 24 22 22 21 A.第一种材料的保温性能较好 B.第二种材料的保温性能较好 C.当时的室温约为20℃
D.所给数据中t=35分时的T1=50℃最可能是测量或记录时的错误
16.塔式起重机的结构如图所示,设机架重P=400kN,悬臂长度为L=10m,平衡块重W=200kN,平衡块与中心线OO′的距离可在1m到6m间变化,轨道A、B间的距离为4m.当平衡块离中心线1m,右侧轨道对轮子的支持力FB是左侧轨道对轮子支持力FA的2倍,下列说法正确的是( )
A.机架重心离中心线的距离为1.5m
B.该起重机最多能吊起的重物不能超过225kN C.起重机的平稳度与轨道的间距无关
D.当起重机挂钩在离中心线OO′的距离为10m处吊起重为G=100kN的重物时,平衡块离OO′的距离为6m,此时轨道B对轮子的作用力FB=450kN
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二、自主探究(17题5分,18题9分)
17.要使管道里的液体作匀速运动,必须在管道两端有一个压强差△p,现有一根长为L,半径为r的水平直圆管,单位时间内通过管道截面的液体体积称为流量Q,已知流量Q与L、r、△p有关,还和液体的黏度η有关,η的单位是Pa?s.
Δp
(1)已知Q=krαηβ(L )γ,其中k是一个没有单位的常数,所有力学量的单位都是由三个基本物理量(质量、长度、时间)的单位组合而成,请根据等式两边单位应相同的原则,则 α= 、β= 、γ= .
π
(2)实验求得(1)题中的k=8 ,设成年人主动脉的半径约为r=1.3×10-2m,主动脉的血流量为100mL/s,血液的黏度为4.0×10-3Pa?s,当患有动脉粥样硬化后,血管内径变小,要维持正常的血流量,需要增加血管两端的压强差,引起高血压,增大心脏负担,还会进一步影响身体其他方面的健康,根据以上信息,在一段0.2m长的主动脉中两端的压强差△p= .
18.图(a)为某同学测量一节理想干电池的电压和R0的电阻的电路图,其中虚线框内是用毫安表和电阻R1、R2改装创新电路.
(1)已知毫安表表头的内阻为10Ω,满偏电流为100mA;R1和R2为固定电阻,阻值分别为R1=0.5Ω,R2=2.0Ω;由此可知,若使用a和b两个接线柱,电表满偏时,电路中总电流为 A;若使用a和c两个接线柱,电表满偏时,电路中总电流为 A;
(2)电压表有两种规格,V1(量程1.5V,内阻约为2kΩ)和V2(量程3V,内阻约为4kΩ);滑动变阻器有两种规格,最大阻值分别为20Ω和500Ω.则电压表应选用 (填“V1”或“V2”),R应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器.
(3)实验步骤如下:
①开关S2拨向b,将滑动变阻器R的滑动片移到 端(选填“左”或“右”),闭合开关S1; ②多次调节滑动变阻器的滑动片,记下电压表的示数U和毫安表的示数I; ③以U为纵坐标,I为横坐标,作U﹣I图线(用直线拟合),如图(b)所示; ④根据图线求得电源的电压E= V(结果保留三位有效数字),内阻R0= Ω(结果保留两位有效数字).
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三、创新应用题(共22分,19题11分,20题11分) 19.(11分)如图所示装置中,杠杆和滑轮的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计,杠杆AB可以绕O点在竖直平面内自由转动,A端通过竖直方向的轻绳与滑轮组相连,在B端用一轻绳沿竖直方向将杠杆拉住,使其始终保持水平平衡.在滑轮组的下方,悬挂一圆柱形的物体,此物体被浸在圆柱形容器内的液体中.已知杠杆O点两侧的长度关系为AO=2OB,圆柱形物体的底面积为10cm2、高为12cm,圆柱形容器的底面积为50cm2.若容器中的液体为水,在水深为20cm时物体的上表面恰与水面相平,此时杠杆B端绳上的拉力为F1;打开圆柱形容器下方的阀门K,将水向外释放,直到物体露出水面的体积为其总体积的2/3时,将阀门K关闭,此时杠杆B端绳上的拉力为F2,且F1:F2=3:4.若容器中液体为某种未知液体,其质量与最初容器中的水的质量相等,此时未知液体的深度为18cm,杠杆B端绳上的拉力为F3.(取g=10N/kg)求: (1)圆柱形物体的密度; (2)未知液体的密度;
(3)作用在B端的拉力F3 大小;
20.(11分)如图,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为L、宽为d、高为h,上下两面是绝缘板.前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻R相连.整个管道置于磁感应强度大小为B、方向沿z轴正方向的匀强磁场中.管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体(有大量的正、负离子),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差的作用下,均以恒定速率v0沿x轴正向流动,液体所受的摩擦阻力不变.已知带电液体流动会产生一个沿y轴方向的电压U0=Bd v0.(液体或固体的l电阻大小r=ρ ,ρ为电阻率,l是导体沿电流方向的长度,s是垂直于电流方向的截面积)
s(1)求开关闭合前后,管道两端压强差的变化△p;
(2)调整矩形管道的宽和高,但保持其它量和矩形管道的横截面积s=dh不变,求电阻R可获得的最大功率P及相应的宽高比d/h的值.
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