4．一水井橫截面積為1m2，井內(nèi)有足夠深的水，且水的總體積保持不變．有一水管豎直插在水中，管內(nèi)外水面等高．水管的橫截面積為0.25㎡，有一輕質(zhì)活塞置于管內(nèi)，與水面接觸．現(xiàn)用外力將活塞向上提升15m，問外力做的功為多少？（已知大氣壓100000Pa）

分析 因?yàn)樗苊娣e時(shí)水面積的四分之一，所以水管上升15m，水上升5m，則可求得管中形成的高度差，外力做功等于把井中一部分水移到管子內(nèi)的重力勢能，求的移動那部分水的體積和重心高度差，利用W=mgh即可求得

解答 解：井橫截面積為1m2，水管的橫截面積為0.25㎡，水管面積時(shí)水面積的四分之一
所以活塞上升15m，水上升5m，管中形成的20m高度差，
外力做功等于把井中一部分移到管子內(nèi)的重力勢能；
移到管子內(nèi)的體積為V=（1-0.25）×5m3=3.75m3
重心高度差為$h=\frac{15}{2}+\frac{5}{2}m=10m$
外力做功為W=mgh=ρVgh=3.675×105J
答：外力做的功為3.675×105J

點(diǎn)評 本題涉及到密度公式的應(yīng)用，功的計(jì)算，屬于基礎(chǔ)題

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)化為電能的元件．某同學(xué)利用圖（甲）所示電路探究某硅光電池的路端電壓U與電流I的關(guān)系．圖中定值電阻R0=2Ω，電壓表、電流表均可視為理想電表．

（1）用“筆畫線”代替導(dǎo)線，根據(jù)電路圖，將圖（乙）中的實(shí)物電路補(bǔ)充完整．
（2）實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R的阻值，通過測量得到該電池的U-I曲線a（見圖丙）．則由圖象可知，當(dāng)電流小于200mA時(shí)，該硅光電池的電動勢為2.9V，內(nèi)阻為4.0Ω．
（3）實(shí)驗(yàn)二：減小光照強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，通過測量得到該電池的U-I曲線b（見圖丙）．當(dāng)可調(diào)電阻R的阻值調(diào)到某值時(shí)，若該電路的路端電壓為1.5V，由曲線b可知，此時(shí)可調(diào)電阻R的電功率約為0.083W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．用比值法定義物理量是物理學(xué)中一種很重要的思想方法，下列物理量的表達(dá)式是由比值法定義的是（　　）
A．電流I=$\frac{U}{R}$B．電場強(qiáng)度E=$\frac{F}{q}$C．角速度ω=$\frac{υ}{r}$D．加速度a=$\frac{F}{M}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．在做“測定電池的電動勢和內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)按圖1的電路進(jìn)行連接，他共用6根導(dǎo)線，即aa′，bb′，cc′，dd′，b′e，df由于混進(jìn)了一根內(nèi)部斷開的導(dǎo)線，所以當(dāng)他按下電鍵K后，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電表的指針都不偏轉(zhuǎn)．他用多用表電壓檔測ab′間電壓時(shí)，讀數(shù)約為1.5伏（已知電池電動勢約為1.5伏）

（1）為了確定哪一根導(dǎo)線的內(nèi)部是斷開的，可以用多用表的電壓檔測量aa′兩點(diǎn)間的電壓，如果約為1.5伏，則一定是aa′導(dǎo)線斷開；如果是0伏，則一定是bb′導(dǎo)線斷開．
（2）另一位同學(xué)按上圖把電路連接正確后，通過改變滑動變阻器接觸點(diǎn)的位置，測出了6組U、I的數(shù)據(jù)，圖2是根據(jù)6組數(shù)據(jù)畫出的點(diǎn)和相應(yīng)的U～I(xiàn)圖線．根據(jù)這一圖線，可求出電池的電動勢 ?=1.40伏，內(nèi)電阻r=0.94歐．如果他不利用這一圖線，而只是利用任意兩組U、I數(shù)據(jù)，那么當(dāng)他選擇4、5兩組數(shù)據(jù)時(shí)，求出的ε、r值誤差最大．
若將電壓表由b′點(diǎn)移到c′點(diǎn)，得到的電動勢值等于真實(shí)值（填“大于”、“小于”或“等于”，下同，
得到的內(nèi)阻值大于真實(shí)值，這種電路不合理（填“合理”或“不合理”）
（3）某同學(xué)要測量一個(gè)阻值為60Ω的未知電阻，實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：
A．電流計(jì)G（內(nèi)阻Rg=50Ω，量程200μA）
B．電阻箱R1（0～9999Ω）
C．電阻箱R2（0～99999Ω）
D．兩節(jié)干電池（電動勢略為3V，內(nèi)阻忽略不計(jì)）
E．開關(guān)兩個(gè)
F．導(dǎo)線若干，電鍵一個(gè)
該同學(xué)經(jīng)過分析后，設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路來完成實(shí)驗(yàn)，請您完成下列問題：
①實(shí)驗(yàn)時(shí)電阻箱應(yīng)選擇B；
②正確連接電路后，閉合電路S1，斷開電鍵S2，調(diào)節(jié)R，記下電流計(jì)G的讀數(shù)I1，在保證滑動變阻器滑片不動的條件下，閉合電路S2，記下電流計(jì)G的讀數(shù)為I2
電阻Rx的計(jì)算式為Rx=$\frac{{I}_{1}{R}_{G}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；
④電阻Rx的測量值比真實(shí)值偏大（選填“偏大”或“偏小”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

19．人類利用的大部分能量都是直接或間接來自于太陽能．在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生核聚變，釋放出巨大的能量．今天我們開采化石燃料來獲取能量，實(shí)際上是在開采上億年前地球所接收的太陽能．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖1所示，一根直桿AB與水平面成某一角度固定，在桿上套一個(gè)小物塊，桿底端B處有一彈性擋板，桿與板面垂直，現(xiàn)將物塊拉到A點(diǎn)靜止釋放，物體下滑與擋板第一次碰撞前后的v-t圖象如圖2所示，物塊最終停止在B點(diǎn)．重力加速度為g=10m/s2，求：
（1）物塊與桿之間的動摩擦因數(shù)μ；
（2）物塊滑過的總路程s．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．在光滑絕緣的水平面上建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，現(xiàn)使質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從坐標(biāo)系的原點(diǎn)以v0的速度沿y軸正方向射出并進(jìn)入一由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，小球?qū)⒀貓A弧運(yùn)動到水平面上的P點(diǎn)，P點(diǎn)坐標(biāo)為（a，-b），已知點(diǎn)電荷固定在水平面上，靜電力常量為k，求：
（1）點(diǎn)電荷在水平面上的位置坐標(biāo)；
（2）點(diǎn)電荷的電荷量．

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科目：高中物理 來源：2016-2017學(xué)年福建省四地六校高二上學(xué)期第一次月考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，在某一真空空間，有一水平放置的理想平行板電容器充電后與電源斷開，若正極板A以固定直線00’為中心沿豎直方向作微小的緩慢上下移動時(shí)，恰有一質(zhì)量為m帶負(fù)電荷的粒子（不計(jì)重力）以速度沿垂直于電場方向射入平行板之間，則帶電粒子在電場區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的軌跡是（設(shè)負(fù)極板B固定不動，帶電粒子始終不與極板相碰） （ ）

A．直線

B．正弦曲線

C．拋物線

D．向著電場力方向偏轉(zhuǎn)且加速度作周期性變化的曲線

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上，若A和B沿水平方向以相同的速度Vo一起向左做勻速直線運(yùn)動，則A和B之間的相互作用力大小為（　�。�
A．masinθB．mgC．mgcosθD．0

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同步練習(xí)冊答案