题目内容
【题目】足够高的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,底面积为2×103m2,盛有质量为0.4千克的水。将一横截面积为4×104m2的圆柱形玻璃管,装入一定量的水后竖直放入容器中,玻璃管处于漂浮状态,如图(a)所示。
(1)求容器内水的体积V水.
(2)求容器中离水面0.1米深处的液体压强p.
(3)再将一实心均匀物块浸没在玻璃管的水中后,玻璃管仍旧漂浮在水面上,如图(b)所示。若物块投入前后,管内的水对玻璃管底部压强的变化量是△p1,容器内的水对容器底部压强的变化量是△p2,已知△p1=2△p2,求物块的密度ρ物.
【答案】(1)4×104 m3 (2)980Pa(3)2.5×103 kg/m3
【解析】
(1)由ρ=可得,容器内水的体积:
V水= =4×104m3;
(2)容器中离水面0.1米深处的液体压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
(3)设物块的体积为V物,其密度为ρ物,物块投入玻璃管的水中后,物块沉底,则玻璃管中水面上升的高度:
△h=;
则管内的水对玻璃管底部压强的变化量为:
△p1=ρ水g△h=ρ水g;
因为将一实心均匀物块浸没在玻璃管的水中后,玻璃管仍旧漂浮在水面上,所以,容器内的水对容器底部增大的压力:
△F=G物=ρ物V物g,
则容器内的水对容器底部压强的变化量:
△p2==ρ物V物gS容,
已知△p1=2△p2,所以有:
ρ水g=2×ρ物V物gS容,
整理可得:
ρ物=ρ水=×1.0×103kg/m3=2.5×103kg/m3。
答:(1)容器内水的体积V水为4×104m3;
(2)容器中离水面0.1米深处的液体压强p为980Pa;
(3)物块的密度ρ物为2.5×103kg/m3。
【题目】张宇同学家的客厅有一台彩电和一盏LED灯.
(1)彩电的相关参数如下表,假设平均每天只播放节目2h,其余时间处于待机状态(没有切断电源).则该彩电平均每天待机消耗的电能 ___ J.
牌 | 型号 | 屏幕尺寸 | 电源功率 | 待机功率 |
创维 | 32英寸 |
(2)LED灯(如图)的额定电压220V,额定功率4.4W,该灯泡正常工作时的电流是__A.若将该彩电平均每天待机消耗的电能,可供这盏LED灯正常工作约为___________h.
(3)与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约90%的电能,那么这个LED灯与______W白炽灯的亮度相当.