研究物体的沉浮条件时,一实验小组将一质量为54g的橡皮泥放入盛水的水槽中,橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂浮在水面上呢?他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半球状“小碗”,将碗口朝上轻轻放在水面上,小碗漂浮。( ρ 泥 = 1 . 2 g / c m 3 , ρ 水 = 1 . 0 g / c m 3 ,半球的体积公式是 V = 2 3 π R 3 , π 取 3 , 4 . 5 3 取 1 . 65 )
(1)橡皮泥放入水槽前,水的深度是 0 . 1 m ,求水对水槽底部的压强;
(2)求橡皮泥的体积;
(3)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少?
(4)橡皮泥“小碗”的厚度 d 要满足什么条件,才能够漂浮在水面上?
某货船利用风帆提供辅助动力,使用了包括计算机在内的大量技术,可以实时根据风力大小和风向调整风帆,获得适宜的驱动力。货船从甲港口航行到乙港口,出发和到达的时刻及航程表示数如表所示。
港口
时刻
航程表示数
甲港口
6月15日6:00
4000 k m
乙港口
6月16日6:00
4480 k m
(1)请计算货船的平均速度为多少千米每时?
(2)货船在行驶过程中船壁破损导致海水涌入,需要将修补材料压在漏洞上进行封堵。漏洞在海面下 10 m 处,漏洞面积为 0 . 02 m 2 .请计算至少需要施加多大压力才能将漏洞堵上?(修补材料质量忽略不计, ρ 海水 取 1 . 0 × 10 3 k g / m 3 , g 取 10 N / k g )
(3)请写出利用风帆提供动力的优点和缺点各1条。
音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置,让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上,通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色,呈现美轮美奂的视觉效果。图甲是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。
(1)第 28 s 红灯两端的电压为 100 V ,求此时通过红灯的电流;
(2)请计算 0 ~ 30 s 内红灯和绿灯消耗的总电能;
(3)图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。 A B 两端输入如图丙所示的周期性变化的电压 U A B ,定值电阻 R = 2 Ω , D 为特殊电子元件。当 U A B < 6 V 时, D 两端的电压 U D = U A B ;当 U A B ≥ 6 V 时, U D 恒为 6 V 不变。当通过 R 的电流满足 I ≥ 2 A 时,电路启动喷水,此时 U A B 至少为多少伏?该电路工作 10 m i n ,其中喷水时间有多少秒?
巴陵广场是市民休闲的好去处,广场上有座关于后羿斩巴蛇的雕像,高约 16 m ,质量为 2 × 10 6 k g 。小明从家里出发,以 1 m / s 的速度散步去广场, 600 s 后到达。
(1)求小明从家到广场经过的路程;
(2)求雕像所受的重力大小;
(3)小明估测雕像与水平地面的接触面积约为 100 m 2 ,求雕像对地面的压强。
浮筒法,是海洋沉船打捞技术中常用的方法之一。先让浮筒灌满海水,靠自重自由下沉。到达海底沉船处,将若干个浮筒与沉船固定。给浮筒充气,排出筒内海水,产生向上的上举力,让沉船上浮。已知,每个浮筒质量为 4 . 8 × 10 3 k g ,体积为 160 m 3 ,海水密度为 1 . 03 × 10 3 k g / m 3 。求:
(1)每个浮筒在海底沉船处,充气,海水全部排出后,受到的浮力大小和产生的上举力大小;
(2)若沉船在海平面下方 200 m 处,海平面大气压为 1 . 0 × 10 5 P a ,浮筒排出海水时,充气压强的最小值;
(3)若沉船需要受到向上 4 . 1 × 10 7 N 的上举力,才能上浮,则至少需要多少个浮筒与沉船固定。
林椿同学在疫情居家期间,仔细研究家里照明电路中,一盏白炽灯泡电阻、电功率随电压变化的特点。收集分析数据后,画出了灯泡电流随电压变化图像,如图所示。
(1)由图可知,随电压增大,灯泡的电阻值____(选填“不变”或“增大”或“减小”);
(2)当灯泡正常工作时,其电压为 220 V , 1 m i n 消耗的电能为 2400 J ,求灯泡的额定功率和额定电流;
(3)当灯泡电压为 180 V 时,间接测得其电流为 0 . 16 A 。因为照明电路电压恒为 220 V ,需要给灯泡____(选填“串联”或“并联”)一个电阻,才能实现灯泡电压 180 V ,求该电阻的电阻值。