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1、模型一水槽模型類（涉及壓強(qiáng)浮力計(jì)算） 1.（廣西、昆明推薦）（2017四川雅安28題7分）如圖所示，體積為 1X103cmi的木塊，用繩子系 在底面積為200 cmf的柱形容器中，當(dāng)完全浸沒(méi)在水中時(shí)，繩子的拉力F=4 N;若不計(jì)繩重，取g=10 N/kg , k=1.0 X103kg/m3。求： (1) (2) (3) 木塊受到的重力； 木塊的密度； 剪斷細(xì)線，待木塊靜止時(shí)，容器底部的壓強(qiáng)的減少量A 解：（1）木塊的體積 7= 1 x 103 cm3= 1 x 10 3 n3 根據(jù)阿基米德原理可知，木塊受到的浮力 F浮= GF,所以 G= F浮一 F= %=水

2、 gV排=1 103 kg/m3 10 N/kg 1 10-3 m3= 10 N 木塊受到豎直向下的重力、豎直向下的拉力以及豎直向上的浮力，則 10 N-4 N = 6 N G （2）木塊的質(zhì)量為m 一 g m 木塊的密度由 IT可得, 6 N 10 N/kg =0.6 kg 0.6 kg 1 10 3 m3 =0.6 103kg/m3 （3）剪斷細(xì)線，木塊受到的浮力大于重力，它會(huì)上浮，并最終漂浮在水面上 根據(jù)二力平衡，此時(shí)木塊受到的浮力為F浮=G= 6N, 根據(jù)阿基米德原理 F浮=p水gV排得， F浮, g 1.0 103 kg/m3 10 N/kg

3、 0.6 103 m3 所以木塊排開(kāi)水的體積變化量為 V=1 10-3m3-0.6M0-3m3= 0.4X10-3m3 容器內(nèi)水面深度白^變化量為 h 容器底面受到水的壓強(qiáng)減小量 V_ S 一 3 3 0.4 10 m 2 ~ 2 10 m =0.02m p= g h= 1.0 103 kg/m3 10N/kg 0.02m = 200Pa 模型二簡(jiǎn)單機(jī)械與壓強(qiáng)浮力的綜合計(jì)算 2.（廣西推薦）（2017四川南充26題8分）如圖所示，杠桿 MObfc水平位置保持靜止，A、B是實(shí) 心柱形物體，他們受到的重力分別是G=13.8N, G=10N, B的底面積

4、SB=40cm2,柱形容器中裝有水， 此時(shí)水的深度hi=12cm,容器的底面積 S容=200cm2, B物體底面離容器底的距離h0=5cm,已知 MO ON2： 3, p 水=1.0 x 103kg/m3, g=10N/kg。 求：(1)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)和水對(duì) B物體的浮力。 (2) A物體對(duì)水平地面的壓力。 (3)若打開(kāi)開(kāi)關(guān)K緩慢放水，當(dāng)A物體對(duì)水平地面壓力剛好為零時(shí)，容器中所放出水的質(zhì)量 有多大？ 解：(1)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為： p水 gh1 1.0 103kg/m3 10N/kg 0.12m 1.2 103Pa. B物體浸沒(méi)在水中的深度為: hBh1 h0 12cm

5、-5cm=7cm=0.07m B物體浸沒(méi)在水中的體積為： VBSBhB 40 10 4m2 0.07m=2.8 10-4m3 B物體受到的浮力為： Fb 浮水 gVB 1.0 103kg/m3 10N/kg 2.8 104m3 2.8N (2)作用在 N端的拉力為 Fn=GB - Fb浮=10N-2.8N=7.2N Fm OM Fn on 匚 Fn ON ON F m F n OM OM A物體對(duì)水平地面的壓力為： Fa 設(shè)作用在M端繩子的拉力為Fm,由杠桿平衡條件可得： 3 7.2N — 10.8N , 2 Ga Fm 13.8N-10.8N=3N (3)若打

6、開(kāi)開(kāi)關(guān)K緩慢放水，當(dāng) A物體對(duì)水平地面壓力剛好為零時(shí)，由杠桿平衡條件可得: Fm' OM Fn' ON , Fm' OM ON OM ON Ga OM ON 13.8 N - 9.2N, 3 此時(shí)受到的浮力為 Fb浮'Gb Fn 10 N 9.2 N 0.8 N, 放出水的重量為：GFB浮FB浮'2.8N 0.8N 2N ‘ 一一 一 G 2N 放出水的質(zhì)量為：m=0.2kg . g 10N/kg 模型三 實(shí)際應(yīng)用型電路類 3 .（河南、廣西推薦）（2017四川資陽(yáng)15題9分）如圖所示，甲是小聰設(shè)計(jì)的一種測(cè)定風(fēng)力的裝 置示意圖。一根由絕緣材料制成的輕質(zhì)

7、彈簧穿在光滑的金屬桿上，金屬桿左端 M通過(guò)導(dǎo)線連入電路, 彈簧右端與迎風(fēng)板連接，導(dǎo)線接在迎風(fēng)板上 N點(diǎn)并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動(dòng)且與金屬桿接觸良好。 均勻金屬桿的阻值隨長(zhǎng)度均勻變化，測(cè)量時(shí)讓迎風(fēng)板正對(duì)風(fēng)吹來(lái)的方向，電壓表示數(shù)會(huì)隨風(fēng)力大小 而變化。小聰聽(tīng)物理老師講過(guò)電源內(nèi)部其實(shí)是有電阻的，于是他把電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析成如圖乙所 示，若已知電源電壓 E=4.5V,定值電阻 R=0.5 ◎，電源內(nèi)阻 r=0.5 ◎，金屬桿接入電路中的電阻 R與迎風(fēng)板所承受風(fēng)力 F的關(guān)系如圖丙所示。求： 丙 （1）無(wú)風(fēng)時(shí)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 Pr； （2）若要把電壓表改為風(fēng)力表，電壓為 U=1.5V刻度處所標(biāo)

8、風(fēng)力 Fi的值。 解：（1 ）無(wú)風(fēng)時(shí)，F(xiàn)=0 ,由圖像可知 R=3.5 此時(shí) R、R與r串聯(lián)在電路中 I = —U— R R+ r 電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 （2）當(dāng) U=1.5V 時(shí)， 4.5V 3.5Q+0.5Q+0.5Q =1A P=I2r=(1A) 2x 0.5 a=0.5W; R與r兩端的電壓為： U=UU=4.5V-1.5V=3V ,電流 I U2 R+ r 3V 0.5Q+0.5Q =3A 迎風(fēng)板接入電路中的電阻 Rx'= U1 _1.5V I ' 3A 0.5 由圖像知，此時(shí) F=600N. 模型四家用電器類 4 .（廣西、云南、遼寧

9、推薦）（2017山東臨沂34題9分）現(xiàn)代居家生活中，水族箱已成為室內(nèi)裝 飾的一個(gè)亮點(diǎn)，某品牌水族箱（如圖）的玻璃容器內(nèi)盛有50L水，內(nèi)置一根“ 220V 100W”的自動(dòng) 溫控棒。冬天養(yǎng)熱帶魚(yú)時(shí)，水族箱內(nèi)水的溫度要求控制在26C~28c之間（溫控棒在水溫低于 26 C 時(shí)開(kāi)始工作，水溫達(dá)到 28c時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)）。 (1)求水族箱中水的質(zhì)量。 (2)在某次溫控中，溫控棒正常工作了87.5min ,求該次溫控棒的溫控效率【水的比熱容為 4.2 X 103J/ (kg ? C)】。 (3)如用電高峰時(shí)，家庭電路的實(shí)際電壓僅為217.8V,求此時(shí)溫控棒的工作電流(溫控棒阻值不 變)。

10、 解：(1)水族箱內(nèi)水的體積 V=50L=0.05m3,由 m 二v得,水族箱內(nèi)水的質(zhì)量 m= p V=1.0 x 103kg/m3 x 0.05m3=50kg (2) 一次溫控中水吸收的熱量 Q?=cn( 12-11)=4.2 X 103J/(kg - C)X 50kg X (28 C -26 C )=4.2 X 105J 該次溫控中通電時(shí)間t=87.5min=5 250s , 該次溫控中消耗的電能W=Pt=100W< 5 250s=5.25 X 105J 該次溫控棒的溫控效率 100% = 5 4.2 105 J 5.25 105J 100% =80% (3)由 P U2 "R"得， U2 _ (220V)2 P - 100W 二484 此時(shí)溫控棒的實(shí)際電流 217.8V 一 484 =0.45A