Question

【題目】某汽油儲油罐的缺油提示器的工作原理如圖所示：油罐中輕彈的上端固定在頂部，下端與一正方體浮塊相連，浮塊內(nèi)有水平放置的磁鐵。僅當(dāng)浮塊處于圖中虛線位置時(shí)，固定在油罐側(cè)壁處的開關(guān)S才能閉合，缺油指示燈L熄滅；當(dāng)浮塊低于虛線位置時(shí)，開關(guān)S斷開，缺油指示燈L發(fā)光。

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將指示燈L接入電路：

（______）

(2)當(dāng)儲油罐內(nèi)汽油量充足時(shí)，浮塊應(yīng)處于圖中_____（選填“虛線位置”、“虛線位置上方”或“虛線位置下方”）；

(3)當(dāng)向油罐內(nèi)緩慢加汽油使浮塊上升至圖中虛線位置時(shí)，彈簧長度h=35cm；已知彈簧原長為30cm；彈簧長度每增加1cm，彈力增加1N，浮塊（含磁鐵）的質(zhì)量為1.2kg，g取10N/kg。

①求此時(shí)浮塊受到的浮力_____；

②求該浮塊的體積_____：

③缺油指示燈剛熄滅時(shí)；浮塊下表面到罐內(nèi)油面的距離為_____cm；

(4)如果用該油罐儲存比汽油密度更小的另一種油，則指示燈L的亮、滅情況為_____，請簡述理由_____。

Answer 1

【答案】 虛線位置 7N 1×10-3m3 10 一直亮 浮塊浸沒時(shí)所受浮力小于7N，則彈簧的彈力大于5N，彈簧伸長更多；加油后及時(shí)油量充足也無法上升到虛線位置，S無法閉合，缺油指示燈一直亮

【解析】

(1)[1]當(dāng)浮塊處于圖中虛線位置時(shí)，固定在油罐側(cè)壁處的開關(guān)S才能閉合，缺油指示燈L熄滅，故指示燈和開關(guān)并聯(lián)。連接電路如圖所示：

(2)[2]當(dāng)儲油罐內(nèi)汽油量充足時(shí)，浮塊應(yīng)處于圖中虛線位置，指示燈L熄滅。

(3)①[3]當(dāng)向油罐內(nèi)緩慢加汽油使浮塊上升至圖中虛線位置時(shí)，彈簧長度h=35cm；已知彈簧原浮塊長為30cm，則彈簧伸長量為5cm，又因?yàn)閺椈砷L度每增加1cm，彈力增加1N，即此時(shí)拉力為5N。而浮塊的質(zhì)量為1.2kg，浮塊的重力為

所以此時(shí)浮塊所受浮力為

②[4]則浮塊的排開汽油的體積為

浮塊上升至圖中虛線位置后，再裝油時(shí)，指示燈不亮，即浮塊位置不變，浮力，拉力都不在改變，也就是說此位置是臨界位置，此時(shí)浮塊是完全浸沒的。此時(shí)浮塊完全浸入則浮塊體積為1×10-3m3。

③[5]缺油時(shí)，即上表面剛露出液面，指示燈剛熄滅，浮塊下表面到罐內(nèi)油面的距離即為浮塊的高度，浮塊體積為1×10-3m3，則正方體浮塊的邊長為0.1m，所以浮塊下表面到罐內(nèi)油面的距離10cm。

(4)[6][7]該油罐儲存比汽油密度更小的另一種油，浮塊浸沒時(shí)所受浮力小于7N，則彈簧的彈力大于5N，彈簧伸長更多；加油后及時(shí)油量充足也無法上升到虛線位置，S無法閉合，缺油指示燈一直亮。