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下图是八浮子(编号为1-8)波浪发电机的俯视图。当浮子随着海面波浪向上浮动时,会...

下图是八浮子(编号为1-8)波浪发电机的俯视图。当浮子随着海面波浪向上浮动时,会通过传动装置带动发电机发电。已知每个浮子的重力为20N,体积为0.016m3,若它在水中上浮带动发电机发电时,露出水面的体积为0.004m3,则:

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(1)每个浮子上浮带动发电机发电时,受到的浮力是多少牛?

(2)当海浪的波高为3m,起伏周期为6s时,假设浮子沿竖直方向运动,平均每秒每个浮子带动发电机发电时匀速上浮的高度为0.8m,传动装置和发电机的总效率为30%,求:

①每个浮子对与之相连的硬杆产生的竖直向上的推力是多少牛?

②波浪发电机的输出功率是多少瓦?

 

【解析】 (1)当每个浮子上浮带动发电机发电时,排开水的体积为V排=0.016m3-0.004m3=0.012m3; 由阿基米德原理可得F浮=r水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.016m3-0.004m3)=120N。 (2)①由于一个浮子的浮力是120N,其重力为20N,对浮子进行受力分析可知,硬杆对浮子的竖直向下的作用力F=F浮-G=120N-20N=100N;由于力的作用是相互的,故浮子对硬杆竖直向上的推力F'=F=100N。 ②每秒内8个浮子对硬杆竖直向上的推力所做的总功W总=F's×8=100N×0.8m×8=640J; 故波浪发电机输出的电能W电=ηW总=30%×640J=192J; 波浪发电机输出功率W=192W 【解析】 考点:二力平衡,浮力,功率。 分析:(1)该题的题意较新颖,好多条件都隐含在题意中,需要我们去挖掘,欲求每个浮子上浮带动发电机发电时,受到的浮力,由于已知每个浮子的体积,又已知发电时露出水面的体积,故可求出排开水的体积,然后利用阿基米德原理进行求解;(2)由于整个装置有许多的浮子,每个浮子的浮力减去重力,就是硬杆对浮子的作用力,方法向下,由于力的作用是相互的,故浮子对硬杆的作用力的大小与之相等,方向与之相反,它们是相到作用力;(3)波浪发电机的输出功率就是有用功率,它等于发电机的总效率与总功率的乘积,而总功就用浮子对硬杆作用力乘在向上的方向上升的高度而得出,别忘记装置有8个浮子,要用每个浮子的总功乘以8,才是整个装置的总功率。
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考点分析:
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下图是一种调温型电热毯的电路示意图,R1R2是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关,“三刀”(即ABCDEF三个滑片)只能同时并排向左或向右滑动,使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上。当开关处于“4”档时,电热毯不发热;当开关处于其他三档中的某一档位时,电热毯的最小发热功率为30W。

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(1)电热毯以最小发热功率工作时,流过电路中的电流为      A。(结果保留两位小数)

(2)开关分别处于“1”、“2”档时,电热毯的发热功率分别为      W、      W。

(3)开关分别处于“3”档时,电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦?

 

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图甲是测量小灯泡(U=2.5V)电阻的电路。电源电压恒为4V。

(1)请将图甲中的电路连接完整。(要求滑片P向右滑动时电灯变亮,导线不允许交叉)

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(2)实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还可以                             

(3)下表是记录的部分实验数据,图乙是第1次实验中电流表的示数,该示数为        A。这5次实验中,灯泡电阻的最大值为       Ω(结果保留两位小数)。为了完成这5次实验,应该选取最大阻值不小于       Ω的滑动变阻器。

实验次数

1

2

3

4

5

电压U/V

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

电流I/A

 

0.22

0.19

0.16

0.10

 

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某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。

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(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度         

(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究                       

(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是         

A.酒精(r酒精=0.8×103kg/m3

B.植物油(r植物油=0.9×103kg/m3

C.盐水(r盐水=1.1×103kg/m3

(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为        Pa。(r红墨水≈1.0×103kg/m3

 

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某同学用如图所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板,让小车从斜面上的同一位置由静止滑下,在小车停下的位置分别做上标记。

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(1)标记③是小车在          表面上停下的位置。

(2)分析可知:水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越    。推理可知:运动小车如果不受阻力作用,它将以恒定不变的速度永远运动下去。

(3)若让同一小车从不同高度处滑下,则不仅可以探究小车的重力势能与     的关系,还可以探究小车的动能与         的关系。

 

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某同学利用两支同样的蜡烛等实验器材探究平面镜成像的特点。

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(1)实验时,在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块        ,作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置,把一支点燃的蜡烛放在镜前,可以看到它在镜后的像。再拿一支       的蜡烛,竖立着在镜后移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像          

(2)他在白纸上记下了两支蜡烛的位置,如图所示,AB分别表示两支蜡烛,请画出该同学在S处看到蜡烛在平面镜中所成像的光路图(保留作图痕迹)

 

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