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12.美國建筑師凱文朔普費爾設(shè)計出了一種能漂浮在水中的城市(如圖所示),漂浮城市裝有動力裝置,可以移動.該漂浮城市三角形建筑的主體結(jié)構(gòu)是中空的,強(qiáng)風(fēng)能從中通過,可以確保當(dāng)颶風(fēng)來臨時,把颶風(fēng)對建筑的破壞降至最低.該漂浮城市高達(dá)360m,占地270萬平方米,可容納多達(dá)4萬居民.酒店、商店只要是普通城市有的,這里都一應(yīng)俱全.漂浮城市的表面安裝有太陽能電池板,接收太陽能的功率為8.0×108W,請回答下列問題:
(1)假如某班級有50位中學(xué)生從岸上進(jìn)入漂浮城市參觀,則漂浮城市受到的浮力約增加C
A.2.5×102 N       B.2.5×103N       C.2.5×104 N        D.2.5×105 N
(2)若三角形建筑空洞的面積為2.0×104m2,某次颶風(fēng)正好垂直于空洞的表面吹入,1s流入空洞的空氣質(zhì)量是1.92×106kg,該地的空氣密度是1.2kg/m3.則颶風(fēng)的風(fēng)速是80m/s.
(3)若電池板吸收的太陽能只用來提供推動漂浮城市前進(jìn)所需的能量,漂浮城市在平靜的水面上沿直線運動,運動過程中受到的阻力不變.從某一時刻開始,漂浮城市受到水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關(guān)系如下圖甲所示,漂浮城市的運動速度v與時間t的關(guān)系如下圖乙所示
①漂浮城市運動到第25s時受到的阻力為8×108N.從第50s鐘到100s鐘內(nèi)牽引力做的功為2×1010J.若航行時地球?qū)λ形矬w的引力都突然增大一倍,它露出水面的體積不變(填變大、變小或不變).
②漂浮城市在勻速運動過程中,太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為多少50%.

分析 (1)漂浮城市漂浮在水面上,此時它所受到的浮力等于它的重力,當(dāng)有50位中學(xué)生從岸上進(jìn)入漂浮城市,則漂浮城市增加的浮力就是50位中學(xué)生的重力.
(2)知道1s流入空洞的空氣質(zhì)量和空氣密度,可利用公式V=\frac{m}{ρ}計算出空洞內(nèi)空氣的體積,知道空洞的面積,可利用公式L=\frac{V}{S}計算空氣移動的距離,又知道運動的時間,可利用公式v=\frac{s}{t}=\frac{L}{t}計算風(fēng)速.
(3)①從速度v與時間t圖象乙上看出,當(dāng)50s到100s時物體做勻速直線運動,從F的大小與時間t的關(guān)系圖象甲,根據(jù)二力平衡求出摩擦阻力大小;
在0~50s內(nèi)物體做加速運動,因為在整個運動過程中,摩擦阻力是不變的,漂浮城市運動到第25s時受到的阻力等于漂浮城市勻速運動時的摩擦阻力;
從速度v與時間t圖象乙上看出,50s到100s時物體做勻速直線運動,判斷此時物體的運動速度,知道拉力F的大小,從而可利用公式W=FS=FVt計算拉力F做的功.
質(zhì)量是指物體所含物質(zhì)的多少,是物質(zhì)的基本屬性,不受其他因素影響;
利用物體的密度是本身的特性(不發(fā)生變化),把浮力的表達(dá)式(FgV)和物體重力的表達(dá)式(G=ρgV)代入漂浮條件(F=G)進(jìn)行分析.
②知道接收太陽能的功率,可利用公式Q=Pt計算吸收的太陽能,再利用公式η=\frac{W}{Q}計算太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率.

解答 解:
(1)因為漂浮城市漂浮在水面上,
所以漂浮城市增加的浮力就是50位中學(xué)生的重力,
一個中學(xué)生的質(zhì)量約為50kg,則G=50kg×10N/kg=500N,
漂浮城市增加的浮力為:
F=50G=50×500N=2.5×104N;
(2)已知m=1.92×106kg,ρ=1.2kg/m3,
根據(jù)ρ=\frac{m}{V}可得空洞內(nèi)空氣的體積為:V=\frac{m}{ρ}=\frac{1.92×1{0}^{6}kg}{1.2kg/{m}^{3}}=1.6×106m3
而空洞的面積為S=2.0×104m2,
空氣移動的距離為:
L=\frac{V}{S}=\frac{1.6×1{0}^{6}{m}^{3}}{2.0×1{0}^{4}{m}^{2}}=80m,
又因為t=1s,
颶風(fēng)的風(fēng)速為:v=\frac{s}{t}=\frac{L}{t}=\frac{80m}{1s}=80m/s;
(3)①從速度v與時間t圖象乙上看出,50s到100s時物體做勻速直線運動,物體處于平衡狀態(tài),
即物體所受到的摩擦力大小與拉力F大小相等,
從F的大小與時間t的關(guān)系圖象甲,50s到100s時,拉力F=8×108N,
因為在整個運動過程中,摩擦力是不變的,即漂浮城市運動到第25s時受到的阻力為8×108N;
由速度與時間圖象甲可知,50s到100s時物體做勻速直線運動,v=0.5m/s,
而t=100s-50s=50s,
牽引力F做的功為:
W=Fs=Fvt=8×108N×0.5m/s×50s=2×1010J.
若航行時地球?qū)λ形矬w的引力都突然增大一倍,物體所含的物質(zhì)沒有變化,所以質(zhì)量也不變;
因為FgV,G=ρgV
由阿基米德原理知:F=G;
即:ρVV
所以,如果地球?qū)λ形矬w的引力發(fā)生變化時,而物體和水的密度都沒有變化,則V不變,物體露出水面的部分也不變;
②太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率η=\frac{W}{Q}=×100%=\frac{Fs}{Pt}×100%=\frac{Fvt}{Pt}×100%=\frac{Fv}{P}×100%=\frac{8×1{0}^{8}N×0.5m/s}{8.0×1{0}^{8}W}×100%=50%.
故答案為:(1)C;(2)80;(3)①8×108;2×1010;不變;②太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為50%.

點評 此題考查了物體漂浮時浮力的計算、速度的計算、阻力的計算,并且考查了學(xué)生對圖象問題的分析能力,能從圖象中得出相關(guān)的信息,然后結(jié)合功的計算公式進(jìn)行計算求解,是中考的熱點考題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

2.關(guān)于彈力,下列表述正確的是( �。�
A.杯子放在桌面上,杯和桌均不發(fā)生形變
B.杯子放在桌面上,杯和桌之間沒有彈力作用
C.杯子放在桌面上,杯對桌的壓力是因為桌面發(fā)生的形變
D.杯子放在桌面上,杯對桌的壓力是因為杯子發(fā)生的形變

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

3.如圖所示,水平傳送帶上的物體正在向右加速運動,分析物體受到的力有( �。�
A.重力、對傳送帶的壓力
B.重力、傳送帶的支持力、向左的摩擦力
C.重力、傳送帶的支持力、向右的摩擦力
D.重力、傳送帶的支持力、對傳送帶的壓力

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

20.裝有一定量的水的細(xì)玻璃管斜放在水平桌面上,如圖所示,則此時水對玻璃管底部的壓強(qiáng)為800Pa.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

7.某天文臺接收到周期為8×10-7s的神秘電磁波,信號源居然是隔壁的微波爐,該微波爐泄漏的電磁波頻率是1.25×106Hz.在能量的利用過程中,大量向外散失的能量不會自動再匯集回來,這說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性.發(fā)明了藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)”的三位發(fā)明者獲得了諾貝爾物理學(xué)獎,在此之前,紅色、綠色發(fā)光二極管已經(jīng)面世,人類終于可以利用這三種發(fā)光二極管產(chǎn)生白色光源.LED是由半導(dǎo)體(填“超導(dǎo)體”或“半導(dǎo)體”)制成的.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

17.假如水的比熱容變得比砂石、干泥土還要小,則可能的是( �。�
A.同體積的水質(zhì)量會變小B.沿海地區(qū)的夏季比內(nèi)陸地區(qū)涼快
C.沿海地區(qū)晝夜溫差會變大D.北方裝水的暖氣里取暖效果更好

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,長方體木塊甲和裝有適量水的輕質(zhì)薄壁圓柱形容器乙置于水平地面上,木塊甲的底面積為S1,足夠高的容器乙的底面積為S2,若將物塊A放在木塊甲上表面中央,甲對地面的壓強(qiáng)增大了p1;將物塊A放入乙容器的水中,水對容器底部壓強(qiáng)增大了p2;容器底對地面的壓強(qiáng)增大了p3.已知S1:S2=2:1,物塊A的密度和水的密度分別為ρA和ρ,則下列判斷一定正確的是( �。�
A.若p1:p2=1:1,則ρA:ρ=1:2B.若p1:p2=1:2,則ρA:ρ=1:1
C.若p2:p3=1:1,則ρA:ρ=1:1D.若p2:p3=1:2,則ρA:ρ=2:1

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

1.下列物品中,通常情況下屬于導(dǎo)體的是(  )
A.鋼尺B.橡膠手套C.陶瓷碗D.塑料筆桿

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

2.如圖1所示的電路,當(dāng)開關(guān)S閉合后,燈L1和L2的連接方式是并聯(lián)(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)電流表測量的是通過L2(選填“電源”、“L1”或“L2”)的電流,電流表的指針偏轉(zhuǎn)如圖2所示,電流表的示數(shù)為0.2A.若L1和L2的規(guī)格完全相同,則通過開關(guān)S的電流是0.4A.

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同步練習(xí)冊答案
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