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    3．为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念车（如图所示），荣获全国汽车创新设计大赛最高奖项，该车表似蚂蚁，小巧实用，质量仅有400kg，总体积0.75m3，轮胎与地面的总接触面积200cm3，标准乘载100kg．请解答标准乘载时的下列问题（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）：
    （1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强多大？
    （2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时，受到的阻力是车总重的0.4倍，则发动机的输出功率多大？
    （3）科技社团的同学想将此车改造成“水陆两栖蚂蚁车”，若该车密封良好，请通过计算判断它能否浮在水面上？若能，它露出水面的体积是多少？

    分析 （1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压力等于自身和标准承载的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，利用p=$\frac{F}{S}$求出车对水平路面的压强；
    （2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时处于平衡状态，发动机的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出发动机的输出功率；
    （3）根据阿基米德原理求出车完全浸没时受到的浮力，然后与自身的重力相比较确定车漂浮，根据物体的漂浮条件求出受到的浮力，再根据阿基米德原理求出排开水的体积，车的总体积减去排开水的体积即为露出水面的体积．

    解答 解：（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压力：
    F=G总=（m车+m人）g=（400kg+100kg）×10N/kg=5×103N，
    对水平路面的压强：
    p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5×1{0}^{3}N}{200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.5×105Pa；
    （2）因“都市蚂蚁”车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
    所以，发动机的牵引力：F′=f=0.4G总=0.4×5×103N=2×103N，
    发动机的输出功率：
    P=$\frac{W}{t}$=$\frac{F′s}{t}$=F′v=2×103N×5m/s=1×104W；
    （3）“都市蚂蚁”车浸没水中时受到的浮力：
    F浮=ρ水gV车=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.75m3=7.5×103N，
    因F浮＞G总，
    所以，“都市蚂蚁”车可以浮在水面上，
    当“都市蚂蚁”车漂浮时，受到的浮力：F浮′=G总=5×103N，
    由F浮=ρ水gV排得，排开水的体积：
    V排′=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5×1{0}^{3}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.5m3，
    车露出水面的体积：V露=V车-V排′=0.75m3-0.5m3=0.25m3．
    答：（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强是2.5×105Pa；
    （2）发动机的输出功率为1×104W；
    （3）“水陆两栖蚂蚁车”能浮在水面上，它露出水面的体积是0.25m3．

    点评 本题考查了重力公式、压强公式、功率公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用等，知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及公式的灵活应用是关键．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    13．如图所示，在拉力F作用下，物体A在水平桌面上以速度v向右匀速运动了距离s，已知A的重力为G，桌面对A的摩擦力为f（滑轮及绳重不计），则下列说法不正确的是（　　）
    A．装置的效率为$\frac{f}{3F}$B．拉力做功为Fs
    C．拉力做功的功率为3FvD．有用功为Fs

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    14．生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关．下列说法正确的是（　　）
    A．用吸管将饮料吸入口中利用了大气压强
    B．高压锅容易将食物煮熟，利用了大气压强随高度的增加而减小
    C．用力推讲台，讲台不动，是因为推力小于讲台受到的阻力
    D．地面对讲台的支持力是由于讲台发生形变产生的

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    11．在北京举办的第15届科博会上，展示了空气动力大巴：祥天A4-0001，产品展出者介绍这种利用源源不断的空气作为动力源的客车，听上去似乎是完美的交通解决方案；资源取之不尽，排放也是无污染的空气--这非常诱人．
    （1）这辆大巴车功率为240kW，时速可以达到为140km/h，整车质量为16800kg．它以最大速度行驶时动力可达到6171.4N．它配备了2000L的气瓶，气体膨胀时体积将增大为1224倍，常压下空气密度按1.3kg/m3计算，这瓶空气的质量为3182.4kg．
    （2）如果气罐内充满空气，车轮着地面积按800cm2计算时对地面产生的压强为2.2478×106Pa．在气罐内充满空气时，能够对外做功640MJ左右，折合成电能约为177.8kW•h，折合成汽油13.9kg．（汽油的热值是4.6×107J/kg）产品展出者的介绍违背了能量的转化和守恒定律，因为作为动力源的空气所具有的能量就是内能，它必须由其他形式的能通过做功或热传递的方式提供，最后变成供客车运动的机械能．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    18．如表是小强家电热水壶的部分铭牌，他利用所学的知识进行了以下测量和操作．电热水壶内装满水，正常工作5min水温由20℃升高到90℃．请你计算：
    产品型号：KS-12
    最大容量：1kg
    额定电压：220V～
    额定频率：50Hz
    额定功率：1100W
    执行标准：-----
    （1）水吸收的热量是多少？
    （2）电水壶正常工作时的电流多大？
    （3）已知该电热水壶的电源连接线电阻约为0.5Ω，则，烧水过程中，其电源连接线发热多少？
    （4）电水壶正常工作5min消耗多少电能？
    （5）按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源连接线不能过长，横截面积不能过小．小强仔细观察了家里的一些大功率用电器，如空调、电暖气的电源线也有这样的特点，请你一下解释这样规定的原因．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    4．在“凸透镜成像规律”实验中，某同学进行了如下两个探究：
    （1）为研究像距与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验，实验数据记录如表，分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，则所成实像的像距越大（选填：“大”或“小”）．
    u/cmnf/cmv/cm
    10122.5
    2510
    3840
    （2）该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好，且物距调节为6cm时，在光屏上成的像如图乙所示，则他选用的是三个透镜中焦距为5cm的凸透镜；如果只将“E”，换成“R”，并在同一位置观察，光屏上成的像应是图丙中的②（填数字序号），这一成像原理可应用于幻灯机．（选填“照相机”、“幻灯机”和“放大镜”）

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    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    11．如图，小灯泡的规格是“6V  3W”，电源电压为12V，闭合开关S，当滑片P在中点时，灯泡恰好正常发光；不考虑温度的影响，当滑片P在最左端时（　　）
    A．灯泡的电阻为12Ω
    B．灯泡的实际电流为0.5A
    C．滑动变阻器的最大阻值为24Ω
    D．滑片P在最左端时，电路的总功率为4W

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    8．在利用“伏安法”测量定值电阻R阻值的实验中：

    （1）闭合开关S前，应把图甲中滑动变阻器的滑片P置于最左（选填“左”或“右”）端．
    （2）检査电路连接正确后，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示．则电压表的示数为2V，电流表的示数为0.5A，电阻R的阻値为4Ω．

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    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    9．如图所示，木球漂浮在水面上，请画出木球的受力示意图．

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