王刚同学为了测量袋装“宇航”牌牛奶的密度,用天平、玻璃杯、量筒等器材,设计了如下实验方案:
A、用天平称出玻璃杯的质量m
B、将适量的牛奶倒入玻璃杯中
C、用天平称出玻璃杯和牛奶的总质量M
D、将杯中牛奶倒入量筒中,测出量筒中牛奶的体积V
E、计算牛奶的密度ρ
(1) 写出该实验测出的牛奶的密度的表达式ρ= ;
(2) 为了减小测量牛奶体积的误差,可以通过调整该实验的步骤顺序来实现,试写出调整后的实验步骤顺序(用步骤的序号来表示): ;
(3) 调节天平横梁平衡时,指针偏向分度盘中央红线的右侧,此时应向 (左/右)调节平衡螺母,使天平平衡;用天平称量玻璃杯质量时,游码和所加砝码如图,则玻璃杯的质量为 g.
某小组同学用图甲所示电路“探究通过电阻的电流与其两端电压的关系”.
(1) 请根据甲电路图,用笔画线代替导线把乙图中的滑动变阻器接入电路,要求滑动触头向左移动时,电流表示数减小.
(2) 闭合开关前,滑动变阻器滑动触头应置于 (A/B)端.
(3) 闭合开关,调节滑动变阻器,改变电阻两端的电压,分别记录电压表和电流表的读数,并将数据记录在下表中
U/V | 0.5 | 1.0 | 1 | 2.0 | 2.5 |
I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
请在图丙的坐标中画出I-U图线.
实验中所用电阻的阻值为 .
分析图线,可得出 的结论.
小明学习有关知识后,认识到家庭电路使用的交流电每秒钟完成50个周期性变化,经查阅资料知,这是描述交流电特征的一个物理量,叫做频率,用字母f表示,单位是赫兹(Hz),即家庭电路所使用的交流电的频率为50Hz.为探究某电学元件X对交流电的阻碍作用跟哪些因素有关,小明提出以下两点猜想:①可能跟交流电的电压有关,②可能跟交流电的频率有关.为验证猜想,小明在老师的帮助下用下图电路进行实验,并将实验数据填在下表中.分析表中数据并完成以下问题:
次数 | 电压U/V | 频率f/Hz | 电流 I /A |
① | 10 | 50 | 0.1 |
② | 20 | 50 | 0.2 |
③ | 20 | 100 | 0.4 |
(1) 为研究猜想①应选用 两组数据进行分析,分析这两组数据,可得出在频率一定时,流过X的电流与其两端电压成 (正/反)比的结论;
(2) 在物理学中用物理量Z=来定义电学元件对交流电的阻碍作用,你认为Z的单位是 ,分析表中数据可知,Z与 成正比.
育才中学科技小组按照教材的要求安装了一台直流电动机模型,他们想测量该直流电动机将电能转化为机械能的效率,为此他们想出了如下办法:按图示装置用电动机通过轻绳提升一重物,通过测量,计算出电动机消耗的电能E总和输出机械能E机,用=
×100%来计算电动机的效率.实验步骤如下:
A、用天平测出重物的质量m=100g.
B、闭合开关S后,重物在电动机的牵引下从静止开始上升,用电压表和电流表测量电动机两端电压U和流过电动机的电流I,并测量出从闭合开关S起到断开开关S的时间t表示电流做功的时间,并将数据记录在下列表格中.
电压U/V | 电流I/A | 时间t/s |
2.0 | 0.05 | 10 |
C、在重物右侧固定一竖直放置的刻度尺,从闭合开关S起到断开开关S过程中,每隔1s,记录重物的位置,并将数据记录在如下表格中:
时间t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
位置/cm | 0 | 2.0 | 6.5[ | 13.0 | 21.5 | 30.5 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 | 80.0 |
根据上述实验步骤,回答以下问题:
(1) 10s内重物运动的平均速度是 m/s.(注意单位)
(2) 在计算电动机输出的机械能时出现了两种设计方案:
方案1:电动机输出的机械能转移到重物上,是通过轻绳的拉力做功实现的,因此,电动机输出的机械能等于轻绳拉力所做的功.又因为轻绳对重物的拉力F等于重物的重力mg,用h表示重物在t时间内从静止开始上升的高度,则E机=W=Fh=mgh.
方案2:电动机输出的机械能转移到重物上,增加了重物的机械能(动能和势能),通过查阅资料知,当物体运动的速度为v时动能为Ek=mv2,当物体上升的高度为h时,增加的重力势能为mgh,可计算出E机=E重物=
mv2+mgh.
上述两种方案中,其中某一方案有一明显的错误,请指出有错误的方案,并指明错误.
错误方案是:方案 (填写序号),错误是:
.
(3) 利用你所选择的正确方案计算出电动机将电能转化为机械能的效率.要求写出计算过程.(计算中取g=10N/kg)
(4) 完成了上述探究活动后,他们想对“影响电动机效率的因素”进行探究,他们提出如下猜想:猜想①:可能跟电动机工作时间有关;
猜想②:可能跟所提升重物的质量有关.
关于“影响电动机效率的因素”,你还能提出什么猜想?(只要写一条)
猜想③: .
请你在上述三个猜想中任选一个猜想,简要写出你的探究方案.
用酒精炉将2.0kg的水从20℃加热到70℃,不考虑热量损失.酒精热值3.0×107J/kg;水的比热容4.2×103J/(kg·℃).则:
(1) 水吸收的热量是多少?
(2) 至少需燃烧多少克酒精?