24.超高压水切割机又称“水刀”,它是将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出一束高速“水箭”,对切割表面产生108-109Pa的压强.工业上常用“水刀”切割大理石、牛皮、钢板等坚硬的物体。下表是某高压水切割机技术参数:
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型号 |
压强 |
喷嘴横截面积 |
排量 |
油泵电机功率 |
换向方式 |
电源 |
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2230 |
300 MPa |
50×10-8 m2 |
2.7 L/min |
22.5 kW |
电子 |
380 |
表中“排量2.7 L/min”(即流量)表示每分钟从喷嘴中喷出体积为2.7升的水,1 MPa=106Pa,1L=1×10-3m3。求:
(1)“水刀”有纯水切割和加磨料切割(磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂)两种。高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的_________________,加入磨料后切割能力大大提高是因为_________________________________。(4分)
(2)若不考虑从水嘴喷出后横截面积的变化,高压水流对切割面的压力为多大?( 3分)
23.在物理实践活动中,小明探究一个电热杯正常工作时烧水的效率。下表是记录的实验数据。
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时间/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
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水温/℃ |
8 |
11 |
16 |
22 |
30 |
38 |
48 |
58 |
67 |
76 |
86 |
95 |
95 |
请对表中的实验数据作分析论证:
(1)在整个加热过程中,每分钟电热杯内水温升高的值是否相同?(2分)
(2)0-5min和5-10min内水吸收的热量分别为Q1和Q2,电热杯在这两段时间内产生的热量均为Q,烧水的效率分别为η1、η2。请比较Q1、Q2以及η1、η2的大小。(4分)
(3)要测出某一段时间内电热杯烧水的效率值,除表格内的数据外,还应知道哪些物理量?(2分)
(4)小明发现问这个电热杯烧水的效率总是小于1,这是为什么?(2分)
22.小明用一台天平、一个量筒、一个带盖的小瓶、一些沙子和水,探究物体的浮与沉的问题。实验装置如图5所示,实验数据如下表:
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实验序号 |
操作过程 |
观察小瓶沉浮情况 |
用天平测得小瓶和装入沙子的总质量,求得重力/N |
用量筒测得小瓶排开水的体积/㎝3 |
求得小瓶所受浮力/N |
浮力跟重力的大小关系 |
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1 |
把拧紧瓶盖的空瓶放入量筒的水中 |
漂浮 |
0.2 |
20 |
0.2 |
F=G |
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2 |
依次往小瓶中加入适量沙子,拧紧瓶盖放入量筒的水中 |
漂浮 |
0.35 |
35 |
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3 |
悬浮 |
0.4 |
40 |
0.4 |
F=G |
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4 |
下沉 |
0.45 |
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F<G |
(1)请你填写表中的四个空格。(8分)
(2)小明把拧紧瓶盖的小空瓶整体压入水中某深度后放手,小空瓶上浮并最终静止在水面的过程中,浮力大小如何变化?(2分)