题目内容

11．适当进行足浴对身体很有好处，如图所示是小澜同学给奶奶买的家用电热足浴盆，其加热电功率为1000W，最大容水量是5L，自重5kg，限定最高温度是50℃，盆与地面的接触面积是8cm2．已知水的比热容是4.2×l03J/（kg•℃），g取10N/kg．求：
（1）足浴盆工作过程中若有气泡从底部冒出，在上升过程中气泡所受的浮力变大，所受的压强变小．
（2）足浴盆装满水后对水平地面的压强多大？
（3）若加热效率为84%，则把最大水量的水从室温（20℃）加热到最高温度需要多长时间？

分析 （1）在水中上浮过程中，气泡所处的深度减小，由液体压强公式分析气泡内压强的变化；气泡的体积变大，由阿基米德原理分析气泡受到浮力的大小变化．
（2）先根据G=mg求出足浴盆注满水后的重力，然后根据足浴盆对水平地面的压力等于重力，最后根据p=$\frac{F}{S}$求出足浴盆注满水后对水平地面的压强；
（3）根据Q吸=cm（t-t0）即可求出水吸收的热量；根据Q=W可知发热体产生的热量，利用t=$\frac{W}{P}$求出需要的时间．

解答 解：（1）因为气泡上升时，深度变小，则由P=ρgh可知，气泡所受的压强变小，因此气泡的体积变大；
因为气泡体积变大，所以排开水的体积变大；
由F浮=ρ水V排g可得，气泡受到水的浮力变大；
（2）足浴盆装满水后对水平地面的压力：
F=G总=m总g=（5kg+1×103kg/m3×5×10-3m3）×10N/kg=100N，
对水平地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{100N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.25×105Pa；
（3）若把最大水量的水从20℃加热到最高温度水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（50℃-20℃）=6.3×105J；
由于足浴盆消耗的电能与水吸收热量的关系为：ηW=Q吸，则有：
84%×W=6.3×105J；
W=7.5×105J；
由P=$\frac{W}{t}$可得：
加热时间为：t=$\frac{W}{P}$=$\frac{7.5×1{0}^{5}J}{1000W}$=750s．
答：（1）大；小；
（2）足浴盆装满水后对水平地面的压强为1.25×105Pa；
（3）若加热效率为84%，则把最大水量的水从室温（20℃）加热到最高温度需要的时间为750s．

点评 本题考查了压强和热量的计算，以及影响浮力大小的因素等多个物理知识点，考查物理知识在各种机械中的应用．

练习册系列答案
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13．在一本用电常识的书中，列出了使用白炽灯泡的常见故障与检修方法，其中一项故障现象如下：
故障现象可能原因检修方法
灯泡不亮灯泡的灯丝断了换新灯泡
灯头内的电线断了连接好
灯头、开关等处的接线松动检查加固
从电路的组成来看，上述故障现象的原因可以概括成（　　）
A．开路B．短路C．通路D．开路或短路
14．如图所示的是a、b两种物质的质量m与体积V的关系图象．由图象可知，a、b两种物质的密度ρa、ρb和水的密度ρ水之间的关系是（　　）
A．ρb＞ρ水＞ρaB．ρb＞ρa＞ρ水C．ρ水＞ρa＞ρbD．ρa＞ρ水＞ρb
11．学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、干电池（电压恒为1.5V）各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如表．

根据实验数据，回答下列问题：
（1）图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中．
连接方式一根两根串联三根串联两根并联三根并联
电流表读数/A0.150.10.60.9
（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系．
A．电阻的大小与长度的关系是：材料和横截面积相同，导体的电阻跟长度成正比；
B．电阻的大小与横截面积的关系是：材料和长度相同，导体的电阻跟横截面积成反比．
（3）分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系：导体两端的电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（4）实验中一根合金丝的电阻为5Ω，若该合金丝的横截面积为1mm2，则一根合金丝的长度是5m．（已知该合金丝长1m，横截面积1mm2的阻值为1Ω）
6．如图所示，是小轿车汽油机工作时的能量转化示意图，消耗2kg汽油，可获得的动能是多少？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
16．在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热记录相关数据，并绘制出如图所示的图象（不计热量损失）．
（1）实验时，选用初温和质量均相等的甲、乙两种液体．
（2）加热10min，甲吸收的热量等于（选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量．
（3）若甲、乙两种液体吸收的热量相等，甲液体升高的温度大些．
（4）甲、乙两种液体中，乙液体的比热容较大．
3．冰壶运动是冬奥会的比赛项目，如图甲所示（g取10N/kg）．

（1）用刻度尺测量冰壶的高度AB如图乙所示，其测量值为11.10cm．
（2）冰壶由花岗岩制成，质量为20kg，体积为8×10-3m3，这种花岗岩的密度为2.5g/cm3，停在水平冰面上的冰壶与冰面的接触面积为200cm2，冰壶对冰面的压强为10000Pa．
（3）比赛时运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，擦冰时利用做功的方式改变物体的内能，使一些冰熔化成薄薄的一层水，从而减小（增大/减小）滑动摩擦力．若以运动的冰壶为参照物，则座位上观看冰壶比赛的观众是运动（运动/静止）的．
20．下列现象中，不属于惯性现象的是（　　）
A．汽车急刹车时，乘客的身体会向前倾
B．起跑时运动员用脚向后使劲蹬地
C．将锤柄在地面上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上
D．拍打被子去掉灰尘
1．如图所示，是某城市地下通道的结构设计图，请你利用所学知识解释这样设计对通道内气流方向影响的原因．

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