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【题目】【2016·西宁卷】图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体,密度为2×103kg/m3,悬挂在水箱顶部的压力传感开关S上。当S受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合,电动水泵M开始向水箱注水;当拉力等于10N时,S断开,电动水泵M停止注水,此时水箱水位最高为12m。g取10N/kg。求:

1若水箱内有100 kg的水,该太阳能热水器将水从20加热到50时水吸收的热量。 [C=42×103J/kg·]

2停止注水后水箱底部受到的水的压强。

3若A、B的体积均为400 cm3,A、B受到的总重力。

4正常情况下水箱中的水位最高时如图所示,A受到的浮力开关S下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计

【答案】1126×107J 212×104Pa 316N42N

【解析1Q=cmΔt=42×103J/kg·×100 kg×50-20=126×107J

2P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×12m=12×104Pa

3G=mg=ρVgVA+VBg

=2×103kg/m3×4×10-4m3+4×10-4m3×10N/kg=16N

4正常情况下,当水位最高时,绳子受到的拉力最小,此时F总浮 = G-F=16N-10N=6N

FB浮gVB=10×103kg/m3×4×10-4m3×10N/kg=4N

FA浮= F总浮-FB浮=6N-4N=2N

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