为了实现畅通重庆的目标，我市两江流域上需修建多座跨江大桥．在修建某座桥梁时，需安...

为了实现畅通重庆的目标，我市两江流域上需修建多座跨江大桥．在修建某座桥梁时，需安装长20m、宽2m、高0.5m、质量为16t的空心钢箱梁．考虑到运输问题，建筑师们计划将钢箱梁由水中拖运到桥下，再用吊车将钢箱梁吊到需安装的位置．吊装情况及所使用的吊车装置示意图如图所示．通过计算回答当钢箱梁底部离水面0.2m深时：
（1）其底部受到水的压强多大？
（2）钢箱梁在江水中所受浮力多大？
（3）挂钩对钢箱梁的拉力是多少？
（4）钢箱梁脱离水面后，在以1m/s匀速吊起物体的过程中，若吊车的电动机对钢绳的拉力F为5×10⁴N，则拉力F的功率为多大？

（1）钢梁底部受到水的压强较简单，直接利用公式P=ρgh计算即可．（2）计算钢箱梁所受浮力，必须先判断钢梁排开水的体积，然后利用阿基米德原理进行计算．（3）钢箱梁部分在水中时，受到三个力的作用：重力、浮力、挂钩的拉力．其中重力方向向下，浮力和拉力方向都向上，根据平衡关系计算出拉力的大小．（4）使用滑轮组时，电动机拉动钢绳的速度与物体上升的速度不同，两者之间的关系由承担物重的绳子的股数决定，本题中承担物重的绳子有四段，所以电动机拉动钢绳的速度是物体上升速度的4倍．【解析】（1）钢梁底部受到水的压强为 P=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa （2）钢箱梁的体积为 V=abh=20m×2m×0.5m=20m3 钢箱梁在江水中受到的浮力 F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×20m3=1.96×105N （3）钢箱梁受到的重力为 G=mg=16×103kg×9.8N/kg=1.568×105N 钢箱梁底部离水面0.2m深受到水的浮力 F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×20m×2m×0.2m=7.84×104N 挂钩对钢箱梁的拉力是 F=G-F浮=1.568×105N-7.84×104N=7.84×104N （4）因为有四段绳子承担物重，所以电动机拉动钢绳的速度为 v2=4v1=4×1m/s=4m/s 电动机拉动钢绳的功率为 P=Fv2=5×104N×4m/s=2×105W 答：（1）底部受到水的压强为1.96×103Pa．（2）钢箱梁在江水中所受浮力为1.96×105N．（3）挂钩对钢箱梁的拉力是7.84×104N （4）拉力F的功率为2×105W．

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考点分析：

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在如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R₂上标有“50Ω 2A”字样．闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表V₁的示数为2伏，电压表V的示数为12伏，电流表A的示数为0.2安．
求：（1）电阻R₁的阻值．
（2）通电10秒，电流通过电阻R₂所做的功．
（3）在电表量程可以改变的情况下，是否存在某种可能，改变滑片P的位置，使两电压表指针偏离零刻度的角度恰好相同？如果不可能，请说明理由；如果可能，请计算出滑动变阻器连入电路中的阻值．

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2009年12月26日上午8：00武汉和广州之间的首列高铁从广州火车站开出，10：40顺利到达武汉，这标志着中国铁路正式迈入了高速时代．已知武汉和广州的铁路全长1070km，请完成下列问题：
（1）根据以上数据计算出这列高铁从广州到武汉的平均速度为多少km/h？
（2）该车的每节车厢上都配有电热水器，在标准大气压下，用它把10㎏、20℃水烧开，电流至少要做多少功？
（3）若它工作时的电功率为42kW，至少需要多少时间？
[不计热损失，1个标准大气压下c_水=4.2×10³J/]．

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小红和小丽根据如图（a）所示的电路进行“用电流表、电压表测电阻”的实验时发现，通过移动滑动变阻器的滑片P可以改变电路中的电压和电流，为进一步研究，他们又在变阻器R两端接了一个电压表，如图（b）所示．她们将滑片P从右向左移动到不同的位置，并将三次实验数据记录在表一中．然后又将电阻R₂替换R₁接入电路，如图（c）所示，重复刚才的实验，并将实验测得的数据记录在表二中．（其中R₁＜R₂，电源电压恒为6伏）
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表一（电阻R₁）

序号	A表示数（A）	V₁表示数（V）	V₂表示数（V）
1	0.2	2	4
2	0.4	4	2
3	0.6	6

表二（电阻R₂）

序号	A表示数（A）	V₁表示数（V）	V₂表示数（V）
4	0.1	2	4
5	0.2	4	2
6	0.3	6

（1）分析比较表一中的电压表V₁和电流表A示数变化的关系，可归纳得出的结论是：当电阻______不变时（选填“R”、“R₁”或“R₂”），通过该导体的电流跟它两端的电压成正比．
（2）分析比较实验序号1与4（或2与5或3与6）的电压表V₁和电流表A的示数及相关条件，可得的结论是：______．
（3）综合分析比较______中的电压表V₁和电流表A的示数的比值及相关条件，可得出结论是：不同导体，导体两端电压和通过它的电流与的比值是不同的．
（4）小丽分析比较表一或表二中的最后一列数据及滑动变阻器接入电路的阻值情况，可得到的结论是：______．
（5）小红在小丽分析的基础上又进一步分析比较了表一或表二中的电压表V₁和对应的电压表V₂示数变化的量，得到的结论是：在串联电路中，当电源电压一定时，移动滑动变阻器滑片P的过程中，______．

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小明很善于思考，小明想：浮力是液体对物体向上的托力，而物体间力的作用是相互的，所以物体对液体一定有向下的压力，那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢？
（1）小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计，进行了如下探究：
①在烧杯中盛适量水，用天平测出烧杯和水的总质量m₁；
②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G；
③如图所示，将圆柱体部分浸入烧杯的水中，静止在某一深度，
记下弹簧测力计的示数 F，则圆柱体所受水的浮力为______（用弹簧测力计所测得的量来表示）；此时向天平的右盘加上适量的砝码，使天平重新平衡，记下天平的读数m₂，则圆柱体对水的压力为______（用天平所测得的量来表示）．
（2）下表为小明和小红记录的实验数据：（表中h₂＞h₁）

圆柱的位置	圆柱体的重力 G/N	弹簧测力计的示数F/N	烧杯和水的总质量m₁/g	天平的读数m₂/g
圆柱体部分浸入	2.6	2.4	180	200
圆柱体浸没深度h₁	2.6	2.2	180	220
圆柱体浸没深度h₂	2.6	2.2	180	220

①通过分析表格中的数据，可以知道：圆柱体浸没在水中所受的浮力为______N，圆柱体对水的压力为______N．
②通过分析表格中的数据，可以得出：浮力的大小______（选填“大于”、“小于”或“等于”）物体对液体压力的大小；此外他们还发现：物体浸没前浮力与浸入的深度______（选填“有关”、“无关”）．除此以外，你还能发现什么规律______．
③由表格中的数据可知，该圆柱体的密度为______ kg/m³．

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图中所示的各仪器（或装置），它们的用途分别是：
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（A）测______；（B）测______．
（C）可以研究______；（D）可以研究______．

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试题属性

题型：解答题
难度：中等