如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图．A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为2×103kg/m3，悬挂在...

问题详情：

如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图．A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为2×103kg/m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S上．当S受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力等于10N时，S断开，电动水泵M停止注水，此时水箱水位最高为1.2m．g取10N/kg．求：

（1）若水箱内有100kg的水，该太阳能热水器将水从20℃加热到50℃时水吸收的热量．[C水=4.2×103J/（kg•℃）]

（2）停止注水后水箱底部受到的水的压强．

（3）若A、B的体积均为400cm3，A、B受到的总重力．

（4）正常情况下水箱中的水位最高时如图所示，A受到的浮力（开关S下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计）．

【回答】

【分析】（1）由吸热公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量；

（2）由p=ρgh计算停止注水后水箱底部受到的水的压强；

（3）由G=mg和ρ=计算A、B受到的总重力；

（4）正常情况下水箱中的水位最高时拉力F=10N，由此计算A、B受到总的浮力，根据F总浮=FA浮+FB浮和F浮=ρ水gV排计算A受到的浮力．

【解答】解：

（1）100kg的水，从20℃加热到50℃时水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100 kg×（50℃﹣20℃）=1.26×107J；

（2）电动水泵M停止注水时水箱水位最高为1.2m，水箱底部受到的水的压强：

p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa；

（3）由G=mg和ρ=可得A、B的总重力：

G总=m总g=ρV总g=ρ（VA+VB）g=2×103kg/m3×（4×10﹣4m3+4×10﹣4m3）×10N/kg=16N

（4）正常情况下，当水位最高时，S断开，电动水泵M停止注水，拉力等于10N时，

此时：F总浮=G总﹣F=16N﹣10N=6N，

B浸没在水中，由F浮=ρ水gV排可得B受到的浮力：

FB浮=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg=4N，

FA浮=F总浮﹣FB浮=6N﹣4N=2N．

答：（1）若水箱内有100kg的水，该太阳能热水器将水从20℃加热到50℃时水吸收的热量为1.26×107J；

（2）停止注水后水箱底部受到的水的压强1.2×104Pa；

（3）A、B受到的总重力为16N；

（4）正常情况下水箱中的水位最高时，A受到的浮力2N．

【点评】本题考查了吸热、液体压强、密度、阿基米德原理公式的应用以及平衡力的应用，考查知识点多，综合*强，属于一道中等题．关键是知道水位最高时，浮力、拉力和重力是平衡力．

知识点：压强和浮力单元测试

题型：计算题