题目:
一个底面积为400cm²的圆柱形容器装有20cm深的水。将一密度为0.8g/cm³、边长为10cm的正方体木块轻轻放入水中。求:
1. 木块静止时受到的浮力;
2. 容器底部受到的压强变化量;
3. 若将木块全部压入水中,需施加多大的力?(g=10N/kg)
解析:
1. 浮力计算:
木块密度小于水,故漂浮。浮力等于重力:
( F_{
ext{浮}} = G = rho_{
ext{木}} V_{
ext{木}} g = 0.8
imes 10^3 ,
ext{kg/m}^3
imes (0.1 ,
ext{m})^3
imes 10 ,
ext{N/kg} = 8 ,
ext{N} )。
2. 压强变化:
排开水的体积 ( V_{
ext{排}} = frac{F_{
ext{浮}}}{rho_{
ext{水}} g} = frac{8}{1000
imes 10} = 0.0008 ,
ext{m}^3 = 800 ,
ext{cm}^3 )。
水面上升高度 ( Delta h = frac{V_{
ext{排}}}{S_{
ext{容}}} = frac{800}{400} = 2 ,
ext{cm} ),
压强变化量 ( Delta p = rho_{
ext{水}} g Delta h = 1000
imes 10
imes 0.02 = 200 ,
ext{Pa} )。
3. 需施加的力:
完全浸没时浮力 ( F'_{
ext{浮}} = rho_{
ext{水}} V_{
ext{木}} g = 1000
imes 0.001
imes 10 = 10 ,
ext{N} ),
需施加的力 ( F = F'_{
ext{浮}}
题目:
如图电路,电源电压恒为9V,R₁=12Ω,R₂为标有“50Ω 1A”的滑动变阻器。求:
1. 当S闭合,滑片P移至a端时,电流表的示数;
2. 当P移至b端时,电压表的示数;
3. R₂的功率最大时,其阻值及最大功率。
解析:
1. P在a端:
R₂接入阻值为0,电流 ( I = frac{U}{R₁} = frac{9}{12} = 0.75 ,
ext{A} )。
2. P在b端:
R₂=50Ω,总电阻 ( R_{
ext{总}} = R₁ + R₂ = 62Ω ),
电流 ( I = frac{9}{62} ≈ 0.145 ,
ext{A} ),
电压表示数 ( U₂ = I R₂ = 0.145
imes 50 ≈ 7.25 ,
ext{V} )。
3. 最大功率:
当 ( R₂ = R₁ = 12Ω ) 时功率最大,
电流 ( I = frac{9}{12+12} = 0.375 ,
ext{A} ),
最大功率 ( P_{
ext{max}} = I² R₂ = 0.375²
imes 12 = 1.6875 ,
ext{W} )。
题目:
某燃气灶效率为40%,用它将2kg初温为20℃的水加热至沸腾(当地气压为1标准大气压)。已知燃气热值 ( q = 4
imes 10^7 ,
ext{J/m}^3 )。求:
1. 水吸收的热量;
2. 消耗的燃气体积。
解析:
1. 水吸收的热量:
( Q_{
ext{吸}} = cmDelta T = 4200
imes 2
imes (100-20) = 672000 ,
ext{J} )。
2. 燃气体积:
燃气放热 ( Q_{
ext{放}} = frac{Q_{
ext{吸}}}{eta} = frac{672000}{0.4} = 1.68
imes 10^6 ,
ext{J} ),
体积 ( V = frac{Q_{
ext{放}}}{q} = frac{1.68
imes 10^6}{4
imes 10^7} = 0.042 ,
ext{m}^3 )。
备考建议:
1. 强化公式应用:熟记各板块核心公式,注意单位统一。
2. 画图分析:对复杂问题画出受力图、电路图或光路图,理清思路。
3. 分步计算:将综合题拆解为多个小问题,逐步解决。
4. 真题演练:结合历年真题训练答题速度和准确度。
祝考试顺利!
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