题目内容
在新农村建设中很多楼房顶上装有如图20所示的太阳能热水器，图21是内部水箱的结构示意图。S l是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R开始加热；当水温达到60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×103kg／m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上。当S2受到竖直向下的拉力达到16 N时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S2断开，电动水泵M停止注水。取g=10N／kg。求：
(1)若水箱内有100 kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量。 [C水=4.2×103J／(kg·℃)]
(2)A、B的体积均为500 cm3，A、B的总重力。
(3)正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力。(开关S2下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计。)
【解题思路】（1）水吸收的热量Q=cm⊿t=4.2×103J／(kg·℃)×100kg×20℃=8.4×106J；（2）G=mg=
vg=1.8×103kg／m3×5×10-4m3×10N／kg×2=18N；
（3）当拉力小于等于10N时，S2断开，电动水泵M停止注水，此时水面最高，则A、B受到的总浮力F浮=G—F‘=18N—10N=8N，排开水的体积v排=F浮/水g=8N/（1.0×103kg/m3×10N/kg）=8×10-4m3，则A浸入水中的体积vA=v排—v=8×10-4m3—5×10-4m3=3×10-4m3，A受到的浮力FA=水g vA=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3=3N。
【答案】（1）8.4×106J （2）18N （3）3N
【点评】本题是压轴题，内容涉及热量、重力和浮力的计算，还涉及到电路图，综合性很强。前两问相对简单些，第三小问是拉分的关键，首先要分析得出什么时候水面最高，然后根据称重法求出A、B受到的总浮力，求出排开水的体积，进而求出A浸入水中的体积，最后根据阿基米德原理求出A此时受到的浮力，解题过程复杂，难度较大。
寒假学与练系列答案
（2011?重庆）在新农村建设中很多楼房顶上装有太阳能热水器，如图是内部水箱的结构示意图．Sl是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R开始加热；当水温高60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热．A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×103kg/m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上．当S2受到竖直向下的拉力达到16N时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S2断开，电动水泵M停止注水．取g=10N/kg．求：
（2013?潍坊）在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器，该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热．它的铭牌如表格所示．小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m2．他家所在的地区（晴天）每天接受太阳辐射的时间为8h，太阳光照射地面时的辐射功率为900J/（s．m2），即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J．已知g=10N/kg，C水=4.2×103J、（kg．℃）．ρ水=1.0×103kg/m3．当热水器内蓄满水时，求：
