题目内容
【题目】水平地面上有一质量为1千克的薄壁柱形容器,另有一个质量为4千克的圆柱体甲,甲的底面积是容器底面积的一半。容器中盛有水,将甲放入水中,分别测出甲放入容器前后,容器对水平桌面的压强p容、水对容器底部的压强p水,如下表所示。求:
容器对桌面、水 对容器底压强 | 甲放入前 | 甲放入后 |
p容(帕) | 2450 | 4410 |
p水(帕) | 1960 | 2450 |
①圆柱体甲放入容器前水的深度。
②容器的底面积。
③(Ⅰ)请判断甲在水中的状态并说明理由(提示:漂浮、浸没、未浸没等)(Ⅱ)圆柱体甲的密度
【答案】(1)0.2m(2)2×10﹣2m2(3)浸没(4)4×103kg/m3
【解析】
①由表中数据,甲放入前水对容器底的压强为:
p水=1960Pa,
圆柱体甲放入容器前水的深度:
h=
=
=0.2m;
②容器对水平桌面的压力等于容器和水的重力和:
F容桌=G容器+G水,
容器对水平桌面的压强:
p容=
=
;
因为柱形容器,故水对容器底部的压力大小等于物体的重力:
F水容=G水,
水对容器底部的压强:
p水=
;
故p容﹣p水=
=
=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
由表中数据得出:
容器的底面积:
S=
=
=2×10﹣2m2;
③(I)根据p=
,容器对桌面增加的压力:
△F=△p容S=(4410Pa﹣2450Pa)×2×10﹣2m2=3.92N,
而甲的重力:
G甲=m甲g=4kg×9.8N/kg=3.92N,
因△F=G甲,
故没有水溢出,
容器对桌面的压强增大量:
△p容=1960Pa;
水对容器底部的压强增大量:
△p水=2450Pa﹣1960Pa=490Pa;
△p容>△p水,
即△p容S>△p水S
即△F容>△F水,
容器对桌面增加的压力△F容即圆柱体甲的重力G甲,
水对容器底部增加的压力△F水即圆柱体甲排开水的重力G排水,由阿基米德原理,即圆柱体甲受到的浮力F浮甲,因G甲>F浮甲,
由物体的浮沉条件,甲物体下沉在容器底部;
由阿基米德原理,甲排开水的体积:
V排=
=
=
=10﹣3m3;
故甲浸在水中的深度:
h排=
=
=0.1m,
而原来的水的就为0.2m(不包括上升的高度)>0.1m,且甲一定沉在容器底部,故说明甲在水中一定是浸没的;
()甲在水中一定是浸没的,甲的体积等于排开水的体积:
V甲=10﹣3m3,
圆柱体甲的密度:
ρ甲=
=
=4×103kg/m3。
【题目】如图是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,热水器主要参数如下表。[水的比热容为4.2×103J/(kg℃)]
额定电压 | 220V | 容积 | 30L |
加热功率 | 2000W | 保温功率 | 800W |
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(1)开关S跳至_____触点位置时,热水器进入保温状态,水箱内装满水时,水的质量为_____kg。
(2)R2的阻值为多大_______?
(3)水箱中装满初温为25℃的水,加热使温度升高到55℃,水需要吸收多少热量__________?
(4)在上述加热状态下,热水器正常工作35min需消耗多少电能______?加热效率是多少_______?
【题目】以下是小红“探究通过导体的电流与电阻的关系”的部分实验过程。
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(1)按图的电路图连接实物时,电键应_____(选填“断开”或“闭合”)。
(2)实验开始时,应把滑动变阻器的滑片P移至_____(选填“左端”、“中间”或“右端”)处。
(3)实验中,小红分别把5Ω、10Ω、20Ω的电阻接入电路做三次实验,每次闭合电键后,调节滑动变阻器,使_____保持不变,记录电流表示数,如表格。
试验次数 | 电阻R/Ω | 电流I/A |
1 | 5 | 0.48 |
2 | 10 | 0.24 |
3 | 20 | 0.12 |
(4)分析表格数据得出结论:_____。
【题目】某微电脑电热壶具有温度可调,自动抽水等优点,下表是该电热水壶的名牌,求
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产品 | EH-22 |
额定电压 | 220V |
加热功率 | 1200W |
容量 | 1.2L |
(1)如图所示,小电动机将质量为1.2kg的水从桶中提升了0.5m,电动机对水做的功至少是多少?(g取10N/kg)
(2)电热水壶在额定电压下工作时的电流(保留一位小数)
(3)电热水壶正常工作时,将1.2kg水从20℃加热到100℃时,加热时间为7min求电热水壶的热效率。c水=4.2×103J/(kg℃)