在新农村建设中很多楼房顶上装有如图20所示的太阳能热水器.图是内部水箱的结构示意图.S l是自动温控开关.当水温低于20℃时闭合.辅助加热电阻R开始加热,当水温高60℃时断开.辅助加热电阻R停止加热.A.B是水箱中两个相同的实心圆柱体.密度为1.8×103kg／m3.悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上.当S2受到竖直向下的拉力达到16 N� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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在新农村建设中很多楼房顶上装有如图20所示的太阳能热水器，图是内部水箱的结构示意图。S l是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R开始加热；当水温高60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×103kg／m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上。当S2受到竖直向下的拉力达到16 N寸闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S2断开，电动水泵M停止注水。取g=10N／kg。求：
(1)若水箱内有100 kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量。 [C水=4.2×103J／(kg·℃)]
(2)A、B的体积均为500 cm3，A、B的总重力。
(3)正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力。(开关S2下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计。)

解：(1)Q吸="CmΔt=4.2×103J／(kg·℃)×100" kg×20℃=8.4×106J
(2)G总=m总g=ρV总g=ρ（VA+VB）g=1.8×103kg／m3×（5

×10-4m3+5×10-4m3）×10N／kg=18N
(3)正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力最小，

此时
F总浮 = G总－F=18N－10N=8N
FB浮=ρ

水gVB=1.0×103kg／m3×5×10-4m3×10N／kg=5N
FA浮= F总浮－FB浮=8N－5N=3N
答：(1)若水箱内有100 kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的

热量为8.4×106J
(2)A、B的体积均为500 cm3

，A、B的总重力为18N。
(3)正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力为3N

略

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（3）如果配重M的重力为1000N，动滑轮的重力不能忽略，石料在水中时滑轮组的机械效率是η₁，石料完全离开水面后滑轮组的机械效率是η₂，η₁：η₂=64:65，求配重M对地面的压力为350N时，石料露出水面的高度。

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