【題目】如圖甲是小楓同學(xué)家衛(wèi)生間新裝的一種智能抽水馬桶,該馬桶有坐墊加熱和自動(dòng)沖水功能。坐墊加熱原理如圖乙。 R1R2是表示電熱絲的定值電阻,單刀雙擲開關(guān)S可接ab,通過開關(guān)S1S2的不同接法組合,實(shí)現(xiàn)“高、中、低”三檔加熱功能,其中低溫檔和中溫檔功率分別為22W44W。沖水原理如圖丙。出水閥打開,水箱中的水減少,空心銅球就在重力作用下,隨著水位下降而向下運(yùn)動(dòng),通過金屬桿ABO點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),向上拉動(dòng)進(jìn)水管閥門,使水能通過進(jìn)水管進(jìn)入水箱;當(dāng)出水閥關(guān)閉,隨著不斷進(jìn)水,水箱中的水位不斷上升,空心銅球隨著向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬桿處于水平位置時(shí),空心銅球恰好浸沒,把進(jìn)水管閥門堵嚴(yán),不再進(jìn)水。下表為馬桶的相關(guān)參數(shù):

(1)如果進(jìn)水管的閥門的受力面積是24mm2,設(shè)計(jì)能承擔(dān)的壓強(qiáng)是 5×105Pa (超過該壓強(qiáng),閥門就關(guān)嚴(yán),不再進(jìn)水)。金屬桿AB能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),其質(zhì)量及形變可忽略不計(jì)。重力和浮力認(rèn)為作用在銅球重心,C為銅球重心,空心銅球體積為220cm3,AB長(zhǎng)216mmAO長(zhǎng)24mm。

①空心銅球浸沒時(shí)所受的浮力是多少N?

②空心銅球的質(zhì)量最多是多少g?

(2)坐墊加熱高溫檔功率為多大?若坐墊質(zhì)量為500g,讓坐墊的溫度升高4℃,用此加熱檔需要時(shí)間為多少s 若電熱絲發(fā)熱全部被坐墊吸收,坐墊材料的比熱容c=0.44×103J/ kg!妫

項(xiàng)目

內(nèi)容

適用水壓

0.2-0.7MPa

水箱容積

1.8L

【答案】(1)2.2;②70;(2) 88W10。

【解析】

(1)①受力如圖:

A處受到水向上的壓力:

F1=pS=5×105Pa×24×106m2=12N;

由杠桿平衡條件可得:F1×OA=FB×OB,則:

FB== =1.5N,

銅球完全浸沒時(shí)受到的浮力:

F=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×220×106m3=2.2N;

②浮球受三個(gè)力作用平衡,即F=FB+G,則銅球的重力:

G=FFB=2.2N1.5N=0.7N,

空心銅球的質(zhì)量:

m== =0.07kg=70g

(2)由圖乙可知,當(dāng)斷開S1,S2a時(shí),R1R2串聯(lián)接入,電路總電阻最大,由P=可知,此時(shí)處于低溫檔;即:

22W=

由圖可知,當(dāng)閉合S1S2a時(shí),電路中只有R1接入,由P=可知,此時(shí)處于中溫檔;即:

44W=

由①②可得:

R1=1100Ω,

R2=1100Ω;

當(dāng)閉合S1,S2b時(shí),R1R2并聯(lián)接入,此時(shí)電路總電阻最小,由P=可知,此時(shí)處于高溫檔;由電阻的并聯(lián)可得:

=+=Ω,

解得:

R=550Ω,

高溫檔的功率:

P= = =88W;

由題可知,電熱絲發(fā)熱全部被坐墊吸收,由Q=W=Pt可得加熱時(shí)間:

t====10s

答:(1)①空心銅球浸沒時(shí)所受的浮力是2.2N;

②空心銅球的質(zhì)量最多是70g

(2)坐墊加熱高溫檔功率為88W;若坐墊質(zhì)量為500g,讓坐墊的溫度升高4℃,用此加熱檔需要時(shí)間為10s。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置,除了圖中器材外,還需要__________;除鉤碼重外,還要測(cè)出的數(shù)據(jù)有_____、__________;彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向應(yīng)_____,鉤碼應(yīng)_____上升;將圖中鉤碼減少一個(gè),則滑輪組的機(jī)械效率將_____。

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【題目】下圖是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情景。乙、丙圖中的燒杯裝有等體積的水和鹽水。實(shí)驗(yàn)甲、乙和丙中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為4.0N、3.0N2.9N,薄壁燒杯底面積100cm2。則下列結(jié)論正確的是( )

A.物體逐漸浸入水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸變小,說明浮力隨其排開液體的體積增大而減小,浸沒后示數(shù)保持不變,說明浮力與浸沒在液體中的深度無關(guān)

B.乙圖中物體從剛接觸水面到?jīng)]入水中后水對(duì)燒杯底部的壓強(qiáng)增大了100Pa

C.實(shí)驗(yàn)丙中,鹽水的密度為1.2x10 3kg/m3

D.圖丙中燒杯底部對(duì)桌子的壓力比圖乙增大了0.1N

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把一根兩端開口的細(xì)玻璃管,通過橡皮塞插入裝有紅色水的玻璃瓶中,從管口向瓶?jī)?nèi)吹入少量氣體后,瓶?jī)?nèi)的水沿玻璃管上升的高度為h。把這個(gè)自制氣壓計(jì)從1樓帶到5樓的過程中(對(duì)瓶子采取了保溫措施),觀察到管內(nèi)水柱的高度發(fā)生了變化,如下表所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象下列判斷錯(cuò)誤的是(

樓層

1

2

3

4

5

管內(nèi)與瓶?jī)?nèi)水面的高度差/cm

5

5.3

5.7

6

6.3

A.根據(jù)表中的數(shù)據(jù),可以知道四樓大氣壓比此時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)小600Pa

B.水柱高度h增大,說明大氣壓降低了

C.上樓的過程中,給瓶子保溫是為了避免溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

D.玻璃管內(nèi)水柱的高度變大,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變小

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【題目】如圖所示實(shí)驗(yàn),在試管內(nèi)裝些水,用橡膠塞塞住,將水加熱,試管里的水沸騰后,會(huì)看到塞子受到水蒸氣的壓力而沖出去,塞子飛出以后其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為__________能;如下圖所示的甲、乙、丙、丁是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程,本實(shí)驗(yàn)的“塞子受到水蒸氣的壓力而沖出去”的過程跟圖示中的四個(gè)沖程的_____圖原理是一樣的;酒精的熱值是3×107J/kg,若完全燃燒0.001kg的酒精,共放出________的熱量。

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【題目】如圖所示為小排量汽車,在lh的時(shí)間內(nèi),在水平路面上勻速行駛了72 km,消耗汽油6 kg。若已知該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率(即牽引力的功率)為23 kW,汽車(包括車上的人和物品)質(zhì)量為1.5t,汽油的熱值為4.6×107 J/kg。則關(guān)于上述lh的行駛過程,試求:

(1)若汽車單輪與地面的接觸面積為0.05m2,汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)

(2)該汽車的牽引力

(3)該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率

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【題目】某工廠科研人員研制生產(chǎn)的四沖程汽車專用柴油發(fā)動(dòng)機(jī),采用了很多新技術(shù),這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有8個(gè)氣缸,活塞面積為12000mm2,活塞行程為135mm,當(dāng)轉(zhuǎn)速為2500r/min時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)功率為220kW,最低油耗可達(dá)260g/kW·h),(1kW·h3.6×106J),柴油的熱值為4.3×107J/kg。請(qǐng)回答下列問題:

(1)該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少?

(2)在做功沖程中氣缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)是多少?

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】天平和彈簧測(cè)力計(jì)是常用到的測(cè)量工具。

(1)甲讀數(shù)為_________N

(2)測(cè)量一個(gè)質(zhì)量約7g的蠟塊的重力

小明設(shè)計(jì)的方案:用圖甲中的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出蠟塊的重力;

小華設(shè)計(jì)的方案:用圖乙中的天平測(cè)出蠟塊的質(zhì)量,求出重力。

你支持__________(選填“小明”或“小華”)的方案;原因是__________________

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】2017年11月30日,中國(guó)4500米載人潛水器一一“深海勇士”號(hào)正式驗(yàn)收交付,4500米深度已經(jīng)覆蓋整個(gè)南海的探測(cè),下潛、開發(fā)等方面需求。這個(gè)消息激發(fā)了小芳對(duì)“探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)”的興趣,她進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作如圖1所示。請(qǐng)依據(jù)所學(xué)知識(shí)解決下面幾個(gè)問題:

(1)實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)調(diào)整壓強(qiáng)計(jì)(甲圖),使U型管左右兩邊的液面____。

(2)比較丙、丁兩圖是探究液體壓強(qiáng)與____的關(guān)系

(3)比較乙丙兩圖可以得出的結(jié)論是____

(4)請(qǐng)舉出生活中應(yīng)用該實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一個(gè)事例:____。

(5)小芳完成上述實(shí)驗(yàn)后,用一“T“形玻璃管對(duì)著形管左邊管口吹氣,如圖2所示,可以看到____(填“左”或“右”)管中的液面較高,該實(shí)驗(yàn)說明了_____。

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