2012年某日，太平洋某海域，蛟龙号完成了下潜前的准备，腹部-优题课

题文

2012年某日，太平洋某海域，“蛟龙号”完成了下潜前的准备，腹部挂好压载铁块；舱内科考队员均就位；舱门封闭如图甲所示，此时“蛟龙号”的工作参数如表格所示 $(g$ 取 $10 N / kg)$

状态	满载
整体体积	$22.3 m^{3}$
整体质量	$24.95 t$
海水密度	$1.1 \times 10^{3} kg / m^{3}$

问：（1）在海水中 $1.2 km$ 深处完成科考任务后，发现液压系统故障，无法抛掉压载铁块，只得启动“蛟龙号”两侧的螺旋桨，两侧螺旋桨共同作用使“蛟龙号”获得竖直向上的推力 $F_{推}$ ，帮助“蛟龙号”匀速上升，不计海水对“蛟龙号”的阻力，匀速上升过程中， $F_{推}$ 有多大？

（2）上升过程耗时 $2 h$ ， $F_{推}$ 做功的功率多大？

（3）为保障电动机驱动螺旋桨用电，舱内其他用电器都被关闭，仪表显示上升过程中耗电 $2 kW \cdot h$ ，此过程中，电能转化为 $F_{推}$ 做功的效率有多大

（4）接近水面时，关闭两侧螺旋桨，轮船用滑轮组将“蛟龙号”从水中匀速吊离水面至高处，如图乙、丙所示，已知动滑轮总质量为 $50 kg$ ，不计绳重及轮、轴之间摩擦，此过程中，滑轮组绳端拉力的最大值多大？与之对应的滑轮组机械效率的最大值为多大？

科目物理题型计算题难度中等

知识点：滑轮组绳子拉力的计算机械效率的计算电功率的计算功率的计算

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若滑冰运动员以固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行 $40 m$ 用时 $10 s$ 。已知运动员和滑冰鞋的总质量为 $50 kg$ ，滑行过程中冰面的受力面积为 $2.5 \times 10^{- 4} m^{2}$ 。 $(g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）运动员的滑行速度。

（2）冰面受到的压力。

（3）此时冰面受到的压强。

百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为 $4 Ω$ ，加热电阻正常工作时电功率为 $1 kW$ ，电源电压 $220 V$ 稳定不变。

（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为 $0.1 A$ ，按摩 $20 \min$ ，电动机线圈产生的热量是多少？

（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？

（3）在足浴盆中加入体积为 $4 L$ 、初温为 $20^{°} C$ 的水升高至 $40^{°} C$ ，水吸收的热量为多少？若加热时间为 $420 s$ ，它的电加热效率为多少？ $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})]$

如图甲所示是小明家新购买的电热水壶，他发现水壶有一铭牌如图乙所示。待电热水壶注满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水壶工作，观察到家里的电能表（如图丙所示）的转盘 $1 \min$ 转了50圈，能使壶中水的温度从 $25^{°} C$ 升高到 $35^{°} C$ ．请你结合电热水壶上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息，忽略温度对电阻的影响。求：

（1）电热水壶正常工作的电阻；

（2）电热水壶中水的温度从 $25^{°} C$ 升高到 $35^{°} C$ 吸收的热量； $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C)]$

（3）此时电路的实际电压。

将一未装满水密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示，瓶盖的面积是 $8 c m^{2}$ ，瓶底的面积是 $28 c m^{2}$ ，瓶重和厚度忽略不计 $(g$ 取 $10 N / kg)$ 。求：

（1）倒立放置时瓶盖所受水的压强；

（2）倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力和压强。

搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力 $G = 900 N$ ，独轮车的有关尺寸如图所示。

（1）判断推车时的独轮车是省力杠杆还是费力杠杆；

（2）求推车时，人手向上的力 $F$ 的大小。

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