我市某中学有一个“温度计探究”综合实践活动小组,开展了有关温度计的专题探究。他们通过查阅资料得知17世纪时,意大利伟大的物理学家伽利略曾设计过一种温度计,其结构为:一根麦秆粗细的玻璃管,一端与鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱,根据管内水柱的高度的变化,可测出相应的环境温度。为了探究“伽利略温度计”的工作过程,课题小组的同学按照资料中描述,自制了如图4示的测温装置,图中A为一给小塑料瓶,B为饮料吸管,通过一个软木塞与A连通,管的下端竖直插在一个大水槽中,使吸管内外的水面有一高度差h。经过讨论,课题组精心设计了一份实验方案,并认真地进行实验探究:
(1)在不同温度下,课题组分别测出了对应的水柱高度h,记录的实验数据如下表所示:
(2)根据表中数据,计算出空格M内的相邻高度的高度差数值为 m,通过表中数据分析,可得出结论:
①水柱高度h随温度的升高而 (填升高、降低或不变);
②若在不同的高度,吸管上刻有对应的温度值,则吸管上温度的数值从上往下看,依次是由 (选填:“由大到小”或“由小到大”);
温度(℃) | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 |
高度h(cm) | 30.0 | 24.9 | 19.7 | 14.6 | 9.4 | 4.2 |
相邻高度的高度差△h(cm) | 5.1 | 5.2 | 5.1 | M | 5.2 |
(3)通过实验探究,课题组同学还发现,若用此“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处是 (至少写出一点)。
在我们的日常生活中,有一种测量人体重 的电子秤,其测量部分的原理如图5中的虚线框所示,它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力的大小而发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质上是电流表)组成。压力传感器表面能承受的最大压强为l×107Pa,且已知压力传感器R的电阻值与所受压力的关系如下表所示。设踏板和压杆的质量忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V,取g=10N/kg。请通过计算回答:
压力F/N | 0 | 250 | 500 | 750 | 1000 | 1250 | 1500 | 1750 | 2000 | …… |
电阻R/Ω | 300 | 270 | 240 | 210 | 180 | 150 | 120 | 90 | 60 | …… |
(1)当压力为0时电流表的示数是多少?
(2)如果某人站在该秤踏板上,电流表的示数为0.02A,这个人的体重有多少?
(3)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2,则该秤的仪表(电流表)量程是多少?
如图6是常见的静脉滴注装置,为了解除冬季输液患者冰凉感觉,小明设想在导管处添加一个电加热器,使药液在流动中加热。他收集了相关数据:药液m=500g,ρ液=1.0×103kg/m3,c液=4.2×103J/(kg・℃),一般滴注时间t=50 min,针头与瓶内液面竖直高度1m。(不考虑其他热损失,g=10N/kg)
(1)若患者血压与针头处液体压强相等,则患者血压相当于多少?
(2)1min内流进病人体内药液的体积称为流量,则输液时流量一般为多少?
(3)若使药液从5℃加热到35℃,该加热器电功率应为多大?
(4)为了解除患者冰凉感觉,请你再提出一种可行的方法。
普通玻璃是由炽热的玻璃液体冷却后形成的,我们教室的窗户玻璃又是由大块的平板玻璃切割下来的。大型平板玻璃生产工艺是著名的玻璃生产商皮尔金顿受到油滴在水面均匀分布开来的启示,组织科研人员攻关而发明的“浮法平板玻璃”工艺流程。(g=10N/kg)(1)该工艺关键是找到了能够浮起玻璃的一种溶液,你认为这种液体应该具备怎样的物理特性(说出一点)。
(2)若一块冷凝后的玻璃板长2m,宽1.5m,厚5mm,密度为2.5×103kg/m3,这块玻璃的质量有多少?
(3)吊运玻璃一般用真空吸盘吊车,若当时大气压为1个标准大气压,则吸盘的面积至少是多少?
(4)若电动机对绳的拉力为250N,玻璃上升的速度是20cm/s求吊车提升玻璃时的机械效率和功率。
小明同学学习了家庭电路知识后,他研究了家中的照明灯具。他家中的灯具有两类,一类是日光灯,另一类是白炽灯。他查有关资料得知:日光灯的玻璃灯管实际上是一种低气压放电管,灯管两端装有电极(俗称灯丝),内壁涂有钨酸镁、硅酸锌等荧光物质。制造时抽去空气,充入少量水银和氩气。通电后,管内因水银蒸气放电而产生紫外线,紫外线激发荧光物质使其发出可见光,即“光致发光”。
(1)光致发光”中的第一个“光”指的是_____________。
(2)边是明亮程度相当的白炽灯和日光灯的对照表,请补充完整表格内容。
灯名称 | 发光原理 | 功率(w) | 工作温度(℃) |
白炽灯 | 150 | 2400 | |
日光灯 | 光致发光 | 40 | 50 |
(3)量角度分析白炽灯发光效率不高的原因______________________________________。
(4)他利用学到的知识设计了一种可调节灯光亮度的电路,如图8所示,将此电路接入家庭电路中时,A接________线(选:“火”“零”)。他所用的电阻R1阻值为200Ω,R2的阻值为284Ω,当开关扳向触点1时,灯泡正常发光。已知灯泡的规格为“220V,100W”,电源电压为220伏,当开关S分别扳向触点1、2、3时灯泡的亮度随之发生变化。问:当开关S扳向哪个触点时,灯变得最暗,此时小灯泡实际消耗的电功率是多少?(设灯泡的电阻不随温度的改变而改变)
(5)指出该同学设计的调光电路还存在什么缺陷,针对存在的缺陷在方框中画出一种改进后的电路图。