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电梯是高层住宅必备的交通工具.如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重...

电梯是高层住宅必备的交通工具.如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成.电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反.对重的质量为400kg,空轿厢的质量是500kg,额定载重量是1000kg,某次电梯满载上升时的v﹣t图象如图乙所示.不计钢丝绳重力和一切摩擦.(g=10N/kg)

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(1)电梯匀速上升的高度是多少?

(2)电梯匀速运动阶段,对重的重力做的功是多少?

(3)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少?

(4)简述对重的作用.(至少两条)

 

(1)电梯匀速上升的高度是12m; (2)电梯匀速运动阶段,对重的重力做的功是4.8×104J; (3)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是2.2×104W; (4)对重的作用:以其自身重力去平衡轿厢侧所悬挂的重力,减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力,减小电动机的功率,延长钢丝绳寿命等. 【解析】 试题分析:(1)根据图象可知电梯匀速上升的速度和时间,利用v=公式变形可求得电梯匀速上升的高度; (2)已知对重的质量,可求得其重力,由轿厢与对重的运动方向始终相反可知,对重下降高度,再利用W=Gh对重的重力做的功; (3)根据平衡条件求得电动机钢丝绳对轿厢的拉力,再利用P===Fv可求得电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率. (4)从减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力,减小电动机的功率等角度分析. 【解析】 (1)由图象可知v=2m/s,匀速运动的时间t=6s, 由v=得,电梯匀速上升的高度:h=vt=2m/s×6s=12m;可求得 (2)对重的重力G对重=m对重g=400kg×10N/kg=4×103N, 对重下降高度h=12m, 对重的重力做的功W对重=G对重h=4×103N×12m=4.8×104J; (3)由平衡条件知,G对重+F=G轿厢+G额定载重,故电动机钢丝绳对轿厢的拉力: F=G轿厢+G额定载重﹣G对重=(1000+500﹣400)kg×10N/kg=1.1×104N; 电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率: P===Fv=1.1×104N×2m/s=2.2×104W; (4)对重的作用:以其自身重力去平衡轿厢侧所悬挂的重力,减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力,减小电动机的功率,延长钢丝绳寿命等. 答:(1)电梯匀速上升的高度是12m; (2)电梯匀速运动阶段,对重的重力做的功是4.8×104J; (3)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是2.2×104W; (4)对重的作用:以其自身重力去平衡轿厢侧所悬挂的重力,减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力,减小电动机的功率,延长钢丝绳寿命等. 【点评】此题涉及到速度公式变形的应用,功的计算,功率的计算,平衡条件的应用等多个知识点,是一道综合性较强的题目.  
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小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部.当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝.使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作.电热水器部分参数如表所示:

额定电压

220V

频率

50Hz

保温功率

220W

加热功率

1980W

水箱容量

50L

设定温度

40℃

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(1)电热丝R1的阻值是多少?

(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?

(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),ρ=1.0×103kg/m3]

 

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在“测定小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:小灯泡(额定电压为2.5V,电阻约为10Ω)、电流表(0~0.6A  0~3A)、电压表(0~3V  0~15V)、开关、电压为4V的电源、滑动变阻器、导线若干.

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(1)根据图甲提供的电路,用笔画线代替导线,将图乙的实物图连接成实验电路.

(2)根据实验中需要测量的物理量.请在图丁方框内画出记录实验数据的表格.

(3)实验过程中,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表没有示数,电流表指针有明显的偏转,分析电路故障的原因可能是     

A.小灯泡断路

B.只有小灯泡短路

C.只有滑动变阻器短路

D.滑动变阻器断路

(4)电路故障排除后,某次实验中,电流表示数是0.2A,电压表示数如图丙所示,示数是      V,此时小灯泡的功率是      W.

 

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在“探究凸透镜成像的规律”实验中,某同学的实验如图甲所示:

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(1)要使蜡烛的像成在光屏的中央,应将光屏向      (选填“上”或“下”)调整.

(2)若此凸透镜的焦距为10cm,蜡烛放在距离凸透镜15cm处,调节另一侧光屏的位置可得到烛焰清晰、倒立、      (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的      (选填“实”或“虚”)像;

(3)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进,将蜡烛换成LED灯、光屏换成带有方格的光屏,如图乙所示.

①蜡烛换成LED灯的优点是     

②光屏换成带有方格光屏的优点是     

 

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在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,同学们提出了以下猜想:

a:与物体速度的大小有关

b:与接触面的粗糙程度(即表面状况)有关

c:与压力的大小有关

(1)为了验证上述猜想是否正确,同学们采取上图所示的装置.实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做      运动.

(2)经过几次实验,记录下相关数据如下表

实验次数

表面状况

压力/N

摩擦力/N

木块速度/m•s﹣1

1

木块﹣﹣﹣木板

2.0

0.6

0.1

2

木块﹣﹣﹣木板

4.0

1.2

0.1

3

木块﹣﹣﹣木板

6.0

1.8

0.2

4

木块﹣﹣﹣砂纸

2.0

1.0

0.1

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①分析3、4两次实验记录,      (选填“能”、“不能”)验证猜想a.

②分析      两次实验记录,可以初步验证猜想b.

③分析      两次实验记录,可以初步验证猜想c.

 

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如图所示是两个磁极之间的磁感线,请在图中标出两个磁极的名称和小磁针静止时的N极.

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