F,由于物体对水平地面的压力等于剩余部分的重力,因剩余部分对水平地面的S压强相等,故有:
GA?mgGB?mg = , SASB根据p=即:
GA?mgSA =,
GB?mgSB整理后有:
mA?mSA =,
mB?mSB代入已知量:
4kg?m0.01m2 =,
10kg?m0.04m2故切去的质量:
△m=2kg.
答:(1)物体A的质量mA为4kg (2)物体B对水平地面的压力FB为98N;
(3)在保持物体A. B原有放置方式不变的情况下,现将物体A. B各自沿水平方向在上部切去质量为△m的一部分,使剩余部分对水平地面的压强相等,切去的质量△m=2kg.
8.煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机.某县在冬季利用地热能为用户取暖.县内有一口自喷状态地热井,出水温度为90℃,出水流量为150m3/h. (1)每小时流出的水是多少kg?
(2)求每小时流出的地热水温度降低到50℃,所放出的热量.
(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2× 103J](kg?℃),天然气的热值为4×107J/m3]
l05kg;(2) 2.52×1010J;(3)700m3 【答案】(1) 1.5×【解析】 【详解】
(1)每小时流出水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×l05kg;
(2)水放出的热量
Q水放=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×1.5×105kg×1010J; (90℃-50℃)=2.52×
(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,则
Q有用=Q水放=2.52×1010J,
天然气需要放出的热量
Q放=
天然气的体积
Q有用?Q放2.52?1010J?=2.8×1010J,
90%2.8?1010J?V==700m3. 73q4?10J/ml05kg; 答:(1)每小时流出的水是1.5×
(2)每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J; (3)利用地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。
9.如图所示,是最新一款无人驾驶四轮小汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车质量1.2?10kg,每个轮胎与地面接触面积为2.5?10?2m2,当小车以20m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗的汽油为1.5L。假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,那么,求:
3
(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)在这段运动过程中,该汽车发动机做的有用功是多少?
(3)在这段运动过程中,该汽车的输出功率为多少?发动机提供的牵引力多大? (已知:汽油的密度为0.8?10kg/m,汽油的热值为4.5?10J/kg) 【答案】(1)1.2?105Pa;(2)1.62?107J;(3) 4.05×104W ;2025N 【解析】 【详解】
(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压力
337F?G?mg?1.2?103kg?10N/kg?1.2?104N
受力面积
S?4?2.5?10?2m2?0.1m2
根据压强公式的对地面的压强
F1.2?104N5p???1.2?10Pa 2S0.1m对地面的压强是1.2?105Pa。 (2)消耗汽油的体积
V?1.5L?1.5dm3?1.5?10?3m3
由??m可得,消耗汽油的质量 Vm???V?0.8?103kg/m3?1.5?10?3m3?1.2kg
汽油完全燃烧放出的热量
Q放?m?q?1.2kg?4.5?107J/kg?5.4?107J
由??W?100%得 Q放W??Q放?30%?5.4?107J?1.62?107J
该汽车发动机做的有用功1.62×107J。 (3)由v?s可得,汽车运动的时间 tt?s8000m?=400s v20m/s在这段运动过程中,该汽车的输出功率
W1.62?107JP???4.05?104W
t400s由W?Fs可得
W1.62?107JF????2025N
s8000m该汽车的输出功率2025N。
答:(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压强为1.2×105Pa。 (2)在这段运动过程中,该汽车发动机做的有用功是1.62×107J。
(3)在这段运动过程中,该汽车的输出功率为4.05×104W,发动机提供的牵引力为2025N。
10.如图甲是一款便携式电火锅,图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝,电火锅有加热和保温两个档,加热功率为440W,保温功率为110 W。求:
(1)加热档工作时,电路中的电流是多少? (2)电热丝R2的阻值是多少?
(3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg、初温为20℃的水加热到100℃,需要多少秒?[c水?4.2?10J/?kg?℃?]
3【答案】(1)2A;(2)330Ω;(3)420s
【解析】 【分析】 【详解】
U2(1)根据P?可知,当电阻较小时,电功率较大,这是加热档,从图乙可以看到,开关
R连接1,电路中的电流是
I加热?P加热440W??2A U220VU2(2)根据P?可知,电热丝R1阻值大小是
R220V??U2R1???110Ω
P加热440W2U2当开关连接2时,R1、R2串联接在电路,这是保温档,根据P?可知,电路中的总电
R阻是
220V??U2R总???440Ω
P保温110W可知电热丝R2的阻值是
2R2?R总-R1?440Ω-110Ω?330Ω
(3)根据Q?cmΔt可知,水吸收的热量是
Q吸?c水m?t?4.2?103J/?kg?℃??0.55kg??100℃-20℃??1.848?105J
不计热量损失,那么Q放?Q吸,该电火锅正常工作需要的时间是
t?Q放P加热1.848?105J??420s
440W答:(1)加热档工作时,电路中的电流是2A;(2)电热丝R2的阻值是330Ω;(3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg、初温为20℃的水加热到100℃,需要时间是
420s。
11.如图甲所示是小敏同学在做“探究水的沸腾”实验时的装置,从85℃开始,每隔1 min记录一次温度计的示数,直到水沸腾一段时间为止。
(1)实验中小敏发现温度计示数上升较慢,为了使温度计示数上升得快些,她应_________。
(2)如图乙所示是3 min时小敏小组的温度计示数,则此时烧杯中水的温度为____℃。 (3)小敏的其他实验记录数据如下表: 时间/min 温度/℃ 0 85 1 86 2 87 3 4 91 5 93 6 95 7 97 8 99 9 101 10 101 11 101
分析表中数据可知,水的沸点为_____℃,可以推测水面上方的气压_____于标准大气压。 (4)根据表中数据在图中作出水的温度随时间变化图像。 (____________)
(5)小敏在实验过程中发现如图所示的两种现象,则图 ________是水在沸腾前的情况,图________是水在沸腾时的情况。
(6)通过实验可得:水在加热过程中,吸收热量,温度________;沸腾时,吸收热量,温度________。(选填“升高”“降低”或“不变”)
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