【題目】如圖甲所示，在圓形水池正上方，有一半徑為r的圓形儲(chǔ)水桶。水桶底部有多個(gè)水平小孔，小孔噴出的水在水池中的落點(diǎn)離水池中心的距離為R，水桶底部與水池水面之間的高度差是h。為了維持水桶水面的高度不變，用水泵通過(guò)細(xì)水管將灑落的水重新抽回到高度差為H的水桶上方。水泵由效率為η1的太陽(yáng)能電池板供電，電池板與水平面之間的夾角為α，太陽(yáng)光豎直向下照射（如圖乙所示），太陽(yáng)光垂直照射時(shí)單位時(shí)間、單位面積接受的能量為E0．水泵的效率為η2，水泵出水口單位時(shí)間流出水的質(zhì)量為m0，流出水流的速度大小為v0（不計(jì)水在細(xì)水管和空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力）。求：

（1）水從小孔噴出時(shí)的速度大��；

（2）水泵的輸出功率；

（3）為了使水泵的工作能維持水面的高度不變，太陽(yáng)能電池板面積的最小值S。

【答案】（1） （2）m0gh+m0v02（3）

【解析】

（1）水從小孔噴出時(shí)速度沿水平方向，只受重力作用，做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水噴出時(shí)的速度大小為v，有

R﹣r=vt

h=gt2；

水噴出的速度 ；

（2）水泵做功，既改變水的勢(shì)能，又改變水的動(dòng)能。由功能關(guān)系得

Pt=m0tgh+m0tv02；

功率P=m0gh+m0v02．

（3）考慮單位時(shí)間內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化及利用效率，太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)能的其中一部分轉(zhuǎn)變成電能E1，電能通過(guò)水泵將其中的部分轉(zhuǎn)變成水的勢(shì)能與動(dòng)能E2，有

E1=η1E0cosθ

E2=η2E1

E2=m0gH+m0v02

解得最小面積 ；

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某位工人師傅用如圖所示的裝置，將重物從地面沿豎直方向拉到樓上，在此過(guò)程中，工人師傅沿地面以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)質(zhì)量為m的重物上升高度為h時(shí)輕繩與水平方向成α角，（重力加速度大小為g，滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì)）在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是

A. 人的速度比重物的速度小

B. 輕繩對(duì)重物的拉力小于重物的重力

C. 重物的加速度不斷增大

D. 繩的拉力對(duì)重物做功為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖 所示的電路，a、b、c 為三個(gè)相同的燈泡，其電阻大于電源內(nèi)阻，當(dāng)變阻器 R 的滑片 P 向上移動(dòng)時(shí)，下列判斷中正確的是

A. a、b 兩燈變亮，c 燈變暗

B. a、c 兩燈變亮， b 燈變暗

C. 電源輸出功率先增大后減小

D. b 燈中電流變化值大于 c 燈中電流變化值

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖 所示，在一個(gè)傾角 θ=30°的斜面上建立 x 軸，O 為坐標(biāo)原點(diǎn)，在 x 軸正向空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小 E= 4.5×106 N/C，方向與 x 軸正方向相同，在 O 處放一個(gè)電荷量，質(zhì)量 m=1 kg 帶負(fù)電的絕緣物塊。物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ= ，沿 x 軸正方向給物塊一個(gè)初速度 v0=5 m/s，如圖所示(g 取 10 m/s2)。求：

(1)物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的最大距離為多少?

(2)到物塊最終停止時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱共為多少?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 同一電源接入不同的電路，電動(dòng)勢(shì)會(huì)發(fā)生變化

B. 電動(dòng)勢(shì)公式E＝中的W與電勢(shì)差公式U＝中的W是一樣的，都是電場(chǎng)力做的功

C. 電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量

D. 通常1號(hào)干電池比7號(hào)干電池的體積大，所以1號(hào)干電池比7號(hào)干電池的電動(dòng)勢(shì)大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“嫦娥”一號(hào)探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球，在距月球表面200 km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車制動(dòng)”后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ繞月飛行，如圖所示．之后，衛(wèi)星在P點(diǎn)經(jīng)過(guò)幾次“剎車制動(dòng)”，最終在距月球表面200 km的圓形軌道Ⅲ上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．用T1、T2、T3分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ、Ⅱ和圓形軌道Ⅲ的周期，用a1、a2、a3分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度，則下面說(shuō)法正確的是（ ）

A．T1 >T2 >T3 B．T1 <T2 <T3 C．a(chǎn)1 > a2 >a3 D．a(chǎn)1 < a2 <a3

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h處由靜止釋放。以小球開始下落的位置O為原點(diǎn)，沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox，在小球開始下落到向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，小球所受彈簧彈力F的大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示，x0為已知量。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。求：

（1）剛要接觸彈簧時(shí)，小球的速度大小v；

（2）彈簧的勁度系數(shù)k；

（3）小球下落過(guò)程中的最大動(dòng)能Ek。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在質(zhì)量為的小車上，固定著一個(gè)質(zhì)量為、電阻的矩形單匝線圈（各邊單位長(zhǎng)度電阻完全相同），其中邊水平，邊豎直，邊長(zhǎng)為，邊長(zhǎng)為．小車載著線圈在光滑水平面上一起以的速度運(yùn)動(dòng)，隨后進(jìn)入一水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)寬度大于小車長(zhǎng)度）．磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直并指向紙內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小．已知線圈與小車之間絕緣，小車長(zhǎng)度與線圈邊長(zhǎng)度相同．求：

(1)若小車一直保持的速度勻速運(yùn)動(dòng)，直至從磁場(chǎng)中再次穿出，已知磁場(chǎng)寬度為，以邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，至邊剛穿出磁場(chǎng)計(jì)時(shí)結(jié)束，在圖4.2中畫出線框兩點(diǎn)間的電勢(shì)差隨時(shí)間變化的圖象，要求標(biāo)出各段電勢(shì)的值和電勢(shì)變化的時(shí)刻．

(2)若小車在水平方向不受安培力以外的其他作用力，求．

(3)小車進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中流過(guò)線圈橫截面的電量；

(4)小車完全進(jìn)入磁場(chǎng)后的速度；

(5)設(shè)小車完全穿出磁場(chǎng)后的速度為，證明無(wú)論磁感應(yīng)強(qiáng)度為何值，、和間都滿足關(guān)系：．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩金屬導(dǎo)體M和N之間的等勢(shì)線如圖中實(shí)線所示現(xiàn)有一個(gè)帶電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，P和Q是運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)，不計(jì)帶電粒子對(duì)原電場(chǎng)的影響下列說(shuō)法正確的是

A. 粒子所帶電性與導(dǎo)體M所帶電性相反

B. P和Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系為

C. 粒子在P點(diǎn)的受力方向?yàn)閳D中F方向

D. P和Q兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為

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