题目内容
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如图为科学考察船打捞海中一封闭仪器箱的装置，已知仪器箱体积为0.6m3，重7200N，动滑轮总重800N，声音在海水中的传播速度为1500m/s．在海上用超声波测位仪向海底垂直发射声波，经过0.04s后收到声波．（不计绳重、摩擦和水流，海水密度取1.0×103kg/m3，g=10Nkg，不计仪器箱的高度）求：①仪器箱在水下的深度为多少m？海水对仪器箱产生的压强是多少Pa？
②要将仪器箱从海底处匀速吊到上表面刚露出水面的过程中，拉力F做功多少J？
③仪器箱离开水面匀速上升过程中，滑轮组的机械效率是多少？
分析 （1）已知声音在海水中的传播速度1500m/s和经过0.04s后收到声波，利用v=$\frac{s}{t}$公式变形可求得仪器箱在水下的深度；根据p=ρgh可求得海水对仪器箱产生的压强；
（2）已知动滑轮上绳子段数为4段，根据F=$\frac{1}{n}$（G物+G动）；利用阿基米德原理求货箱在水中受到的浮力，利用W=Fs求拉力F做功；
（3）货箱出水后，克服重力做的功是有用功，克服动滑轮重是额外功，已知货箱和动滑轮重，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{0}}$×100%可以得到滑轮组的机械效率．
解答 解：（1）声波从海面到海底用的时间t=$\frac{1}{2}$×0.04s=0.02s，
由v=$\frac{s}{t}$可得，仪器箱在水下的深度：h=s=vt=1500m/s×0.02s=30m．
海水对仪器箱产生的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10Nkg×30m=3×105Pa；
（2）已知动滑轮上绳子段数为4段，F=$\frac{1}{4}$（G物+G动）=$\frac{1}{4}$（7200N+800N）=2000N，
仪器箱在水中受到水的浮力：
F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1×103kg/m3×0.6m3×10N/kg=6000N，
F=$\frac{1}{4}$（G滑轮+G货-F浮）=$\frac{1}{4}$（7200N+800N-6000N）=500N，
拉力移动的距离：
s′=2h=4×30m=120m，
拉力做功：
W=Fs′=500N×120m=6×104J；
（3）货箱出水后滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{0}}$×100%=$\frac{7200N}{7200N+800N}$×100%=90%；
答：（1）仪器箱在水下的深度为30m．海水对仪器箱产生的压强是3×105Pa；
（2）拉力F做功6×104J；
（3）仪器箱离开水面匀速上升过程中，滑轮组的机械效率是90%．
点评 本题考查了路程、功率、总功、有用功和机械效率的计算，主要是考查各种公式及其公式变形的灵活运用．
阅读快车系列答案
如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的金属箔片会张开，下列说法正确的是（ ）| A． | 电子从橡胶棒转移到了验电器金属球上 | |
| B． | 正电荷从验电器金属球转移到了橡胶棒上 | |
| C． | 瞬间的电流方向是从橡胶棒到验电器金属球 | |
| D． | 验电器的两金属箔片因带正电荷相互排斥而张开 |
如图所示，A、B两个正方体挂在杠杆的两端，已知物块A的边长a为1dm，物块B的边长为2dm，它们的密度分别为ρA=3×103kg/m3，ρB=2×103kg/m3，当杠杆水平平衡时，物块B对地面的压力为100N．求：
如图所示是家庭或办公室常用的一种加湿器，它是利用超声波来工作的．加湿器工作时，由于超声波对水的振荡，就将加湿器水箱里的水变成了“白气”，内置风机将“白气”从其顶部吹出，就会调节干燥房间的湿度．那么下列解释错误的是（ ）| A． | “白气”将水经过凝华的物态变化而形成的霜 | |
| B． | “白气”是最终液化形成的雾状小水滴 | |
| C． | 超声波通过振荡水分子，将水变成“白气”，说明超声波具有能量 | |
| D． | 房间里弥漫着“白气”，说明分子在不停地运动 |
如图所示为两位杂技演员表演“跷板飞人”节目，左边重600N的男演员从2m高跳台处跳下，并落在跷板的左边，将站在跷板右边（着地）重为200N的小女孩弹到4.8m高处．若不计空气阻力，则小女孩刚好被弹起瞬间获得的初始动能是960J；跷板的机械效率是80%．
如图所示，当电源电压为4V，电压表的示数为1V，当电源电压增加到12V时，电流表的示数为1A，则此时电路消耗的电功率是12W，电阻R1=9Ω，R2=3Ω．
电动自行车已成为大众化的一种交通工具，在使用时人们经常遇到的问题是：一次充满电后行驶不能达到说明书的里程数．为探明原因，小明用家里的电动自行车进行了测试．他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度和牵引力随时间变化的关系图象．（1）由图可知电动自行车7～12s它受到的摩擦力是35N．匀速行驶100m克服摩擦力做功是3500J．
（2）小明又在不同负重情况下沿同一路面进行了测试，得到了一次充满电的最大行驶里程如表，由此可以看出负重与最大行驶里程关系是电动自行车负重越大、最大行驶里程越小．你认为产生这种现象的原因是电动自行车负重越大，摩擦力越大．
| 负重（kg） | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 |
| 一次充满电连续行驶最大里程（km） | 20 | 16.7 | 14.3 | 12.5 | 11.1 |
A．电能利用效率增大，里程增大 B．电能利用效率降低，里程增大
C．电能利用效率增大，里程减小 D．电能利用效率降低，里程减小
（4）除了以上的两个原因外，你认为还有哪些因素会影响电动自行车充满电后的最大行驶里程．路面的粗糙程度．（写出一条）
| A． |  小孔成像 | B． |  放大镜把图案放大 | ||
| C． |  桥在水中形成“倒影” | D． |  天空中出现的彩虹 |