4.一底面积是125cm2的圆柱形容器内盛有1kg的水,静止在水平桌面上,如图所示。现将含有石块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了4.8cm(没有水溢出)。当冰块全部熔化后,容器底部所受水的压强改变了44.8pa。容器的质量及厚度可忽略不计,g取10N/kg,ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ=1.0×103kg/m3。求:(1)含有石块的冰块悬浮时,容器对水平桌面的压强;(2)石块的密度。解(1)含石块的冰悬浮时:(G冰+G石)=F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×125×10-4m2×4.8×10-2m=6N根据P====1280PaSFSGG水冰石)G(0125.016m2N(2)因为冰块熔化后体积变小,水深度下降,且容器底部受水压强改变了44.8Pa根据P=ρ水gh,水下降的深度h===4.48×10-3mgP水10N/kg103kg/m318.44Pa冰减小的体积V差=Sh=125cm2×0.448cm=56cm3又M冰=M水,得ρ冰V冰=ρ水V水,即0.9g/cm3V冰=1g/cm3V水0.9g/cm3×V冰=1g/cm3×(V冰-V差),得V冰=560cm3所以,M冰=ρ冰V冰=504g,M石=600g-504g=96gV石=125cm2×4.8cm-560cm3=40cm3Ρ石=M/V=96g/40cm3=2.4g/cm3答:含有石块的冰块悬浮时,容器对水平桌面的压强为1280Pa;石块的密度为2.4g/cm35.为应对日益短缺的石油危机,世界各国正加紧新能源汽车的研制和生产。我国自主研发的“东光牌”油电混合动力汽车(具备内燃机、电动机两种动力装置),每种动力装置的额定功率都是50kW,充电一次可贮存电能100kW·h。求:(1)若该车只由电动机提供动力,每次充电后,可正常工作多少h?(2)目前车用乙醇汽油的热值约为4.0×107J/kg,汽车行驶消耗一次充电的电能,相当于节约多少kg汽油?(3)如果该车动力装置的机械效率为75%,它正常工作1min所做的有用功是多少J?解(1)根据P=,可得t==100KW·h÷50KW=2h.tWPW(2)一次充电能W=100×3.6×106J=3.6×108J;根据Q=mq可得,m=Q/q=(3.6×108J)÷(4.0×107J/kg)=9kg(3)根据η=可得,W有=ηW总=ηPt=50×103W×60s×0.75=2.25×106J总有WW答:6.如图所示为自动测定油面高度的装置原理图,其中R为滑动变阻器,Ro为校准电阻,A为油量表(实际上是一只量程为0—0.6A的电流表)。如果电源电压120V,当油箱内油面高度在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,且油箱内油面达到最低位置时,电流表的示数为0.1A。求:(1)校准电阻R。的阻值应为多大?(2)滑动变阻器的阻值变化范围多大?(3)若油箱内油面最高为1.20m,最低为0.20m,应在电流表上何处刻上最大及最小油量值?若油箱的横截面积为2.0m2,这两个油量值分别是多少?(4)当油箱内油量值为1.4m3时,滑动变阻器的滑片P恰在中点,则这一油量值应对应电流表刻度的何处?AR0RP解:(1)油面达到最高位置时,滑片在变阻器的下端,此时电路中只有R0,此时电流表示数最大为0.6A,R0=U/I=120V/0.6A=200Ω(2)当油面达到最低位置时,滑片在变阻器的最上端,所以R+R0=U/I,得R=U/I-R0=120V/0.1A-200Ω=1000ΩR的阻值变化范围为:0——1000Ω(3)油面最高时对应电流表的0.6A,油面最低时对应电流表的0.1A,最大油量值为1.2×2.0=2.4m3;最小油量值为0.20×2.0=0.40m3。(4)因为滑片P在中点,所以R中=500Ω,此时电流I=U/R0+R中=120V/700Ω=0.17A。即在0.17A处刻上1.4m3答:(1)(2)(3)(4)7.底面积为50cm2的平底圆柱形容器内盛满某种液体后,置于水平桌面中央(容器壁厚度不计),液体的压强与深度的关系如图15所示。现将一个质量为0.08kg的金属块A用轻质细线悬挂在弹簧测力计下,再缓慢浸没于容器内的液体中,待金属块静止后,擦干容器外壁,弹簧测力计的示数如图16所示。求:(1)液体的密度是多少?(2)金属块排开液体的质量是多少?图16图15P(×102Pa)h(cm)(3)剪断细线,金属块下沉到容器底部,此时容器对桌面的压强比只盛满液体时对桌面的压强增大了多少?图16图15P(×102Pa)h(cm)解:(1)由p=ρ液gh得,ρ液=P/gh=4Pa/10N/kg×0.04m=1.0×103kg/m3(取其他数据也可).(2)G金=m金g=0.08kg×10N/kg=0.8NF浮=G-F金=0.8N-0.5N=0.3N,因为F浮=G排所以m液=F浮/g=0.3N/10N/kg=0.03kg(3)增加压力△F=G金-F浮=0.8N-0.3N=0.5N,增大的压强P=△F/50×10-4m2=100pa答:8.如图甲所示的滑轮组,每个滑轮等重。不计绳重和摩擦,物体重G1从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。求:(1)每个滑轮重多少N?(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?(3)当滑轮组的机械效率为80%时,物体重多少N?解:(1)根据图像数据可知,一共4根绳子吊着动滑轮当G1=200N时,机械效率为50%根据公式η=W有/W总η=G1h/(G1+G轮)h50%=G1/(G1+G轮)0.5=200/(200+G轮)G轮=200N每个滑轮的重量G=G轮/2=100N(3)η=W有/W总80%=Gh/(Gh+G轮h)80%=G/(G+G轮)0.8=G/(G+200)0.2G=160G=800N(2)当物体重量大于1800N的时候,绳子就会拉断此绳子承受的拉力F=(G物+G轮)/4F=(1800N+200N)/4=500N9.如图2所示,一圆柱形容器底面积为4×10-2m2,重为10N,把它放在水平桌面上。容器内放置一边长为0.1m,密度为0.6×103kg/m3的立方体木块,求:(1)桌面受的压强;(2)向容器内慢慢注水,恰好使木块对容器底的压力为零,此时木块下底面受到的压强多大?容器内水深多少?(g=10N/kg)解:(1)G木=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×(0.1m)3×10N/kg=6N桌面受到的压强P====400PaSF容容木SGG22104106mNN(2)当G木=F浮时,即木块处于漂浮状态时,木块对容器底压力为零。此时F浮=F下-F上,即F下=F浮=6N。木块底面受到的压强P===600PaSF0.1m1.06mN又P=ρ水gh,得h===0.06mgP水kgNmkgmN/10/101/600332答:(1)(2)10.某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计,图甲是其原理图.放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R2接触良好且不计摩擦).已知物体A的质量为100kg,定值电阻R1=6Ω,R2是一根长为6cm的均匀电阻线(阻值与其长度成正比),其最大阻值为24Ω,电源电压为6V,电流表的量程为0~06A.当不拉拉环是时,金属滑片P刚好处于a端.已知该弹簧伸长的长度△l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示,问:(1)要把电流表的表盘改为拉力计的表盘,则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处?(2)闭合开关,当电流表示数为0.6A时,R2接入电路中的电阻为多少?(3)在保证电路安全的条件下,物块A对地面的压力范围是多少?(取g=10N/kg)解:(1)当不拉拉环时,R2=24Ω,由欧姆定律知,电路中电流I===0.2A.故拉力计的零刻度应标在电流表表盘上示数为0.2A处.RU6ΩΩ246V(2)根据欧姆定律R===10Ω,所以R’=10Ω-6Ω=4Ω。所以,当电流表示数为0.6A时,R2接入电路中的电阻为4Ω。IUAV6.06(3)R2总长度为6cm,总电阻为24Ω,所以R2电阻值为4Ω/cm。由题意要保证电路的安全,则电路中最大电流不能超过0.6A,当电流为0.6A时,拉环上拉力最大。由第(2)问知R2‘=4Ω,又因为R2的阻值与长成正比,所以此时连入电路中的电阻线长度为l=1cm,则弹簧伸长的长度△l=6cm-1cm=5cm;据乙图知,此时拉环拉力最大为F最大=750N由平衡知识得,F拉+FN=G,当F拉=F最大时,地面对A的支持力FN最小,其值为FN=G-F最大=mg-F最大=100kg×10N/kg-750N=250N;当F拉=0时,地面对A的支持力FN最大,其值为FN‘=G=mg=100kg×10N/kg=1000N,由作用力与反作用力大小相等可得,物体A对地面的压力F压=FN故A对地面的压力F压的范围为250N~1000N.答:略11.丽达洗衣机的铭牌如图19所示,根据铭牌提供的信息回答下列问题:(1)1标准大气压下,洗衣机内装有40kg、14℃的水,使水温升高25℃,水至少吸收多少热量?(2)洗衣机的洗涤功能和加热功能是同时工作并同时停止的,若连续洗涤用时40min,机内水温达到第(1)问的情况,求洗衣机加热水的效率为多少?(保留到整数位)(3)洗衣机后来甩干又用了10min。若仅有此洗衣机工作的整过过程中,家中电能表的表盘示数从3246.8kwh变成多少?防触电保护类别额定洗涤容量5kg额定电压220V~电源频率50Hz洗涤功率450W甩干功率600W水加热功率1950W最大工作电流12A自来水压力0.06Mpa≤P≤1Mpa重量72kg出厂日期1997年8月28日出厂编号970829253解:(1)Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/kg.℃×40kg×25℃=4.2×106J(2)Q电热=Pt=1950w×40×60s=4.68×106J洗衣机加热水的效率η==%100电热吸QQ%1001068.4102.466JJη=90%(3)W=W洗+W热+W甩=450w×40×60s+1950w×40×60s+600w×10×60s=6.12×106J=1.7Kw.h电能表示数变化为:3246.8kwh+1.7kwh=3248.5kwh答:略12.如图20甲所示,当开关S接a时,移动滑动变阻器的滑片P,根据测出的电流、电压值,画出了定值电阻R0的U—I图像;当开关S接b时,同样根据测出的电流、电压值,画出了灯泡L的U—I图像,如图20乙所示。(1)求定值电阻R0的阻值;(2)将R0与灯L串联接在6V的电源两端时,求灯丝的实际电阻值;(3)将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压,当R0消耗的电功率为4.9W时,灯L恰好正常发光,求灯L的额定电功率。图200.4RLR00.20.60.82468U/VI/A0甲LR0SP解:(1)由图像可知:当U0=2V时,流过R0的电流I0=0.2A。102.02000AVIUR(2)由图像可知:当UL=2V时,流过灯L的电流IL=0.4A。54.02AVIURLLLVPR,U。RUP)(7109.430020可知根据∵由于R0与灯L并联,且灯正常发光,∴U灯=U0=7V。由图像可知,当灯L的电压UL=7V的时候,通过它的电流IL=0.75A故PL=ULIL=7V×0.75A=5.25w答:略提示:有图像的题,一定要根据图像的数据来计算。切记13.电磁炉是种新型炊具,它具有加热快,效率高,节能环保,使用方便等特点,其工作原理是利用感应线圈通以交流电产生交变磁场,在其烹饪锅体内产生涡流,使运动电子与金属正离子发生频繁碰撞,从而产生大量的热,这种热直接发生于锅体本身,故热能损耗小,热效率高达80%且加热均匀,烹调迅速,节能省电。小华在一次课外活动中,对家用电磁炉进