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    20．如图1所示为某农庄灌溉工程的示意图，地面与水面的距离为H．用水泵从水池抽水（抽水过程中H保持不变），龙头离地面高h，水管横截面积为S，水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力．

    （1）水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出，水落地的位置到管口的水平距离为10h．设管口横截面上各处水的速度都相同．求：
    a．每秒内从管口流出的水的质量m0；
    b．不计额外功的损失，水泵输出的功率P．
    （2）在保证水管流量不变的前提下，在龙头后接一喷头，如图2所示．让水流竖直向下喷出，打在水平地面上不反弹，产生大小为F的冲击力．由于水与地面作用时间很短，可忽略重力的影响．求水流落地前瞬间的速度大小v．

    分析 （1）a、水从龙头喷出，做平抛运动，根据平抛运动的知识求出喷水龙头喷出水的初速度，每秒内从管口流出的水的体积V=Sv，质量mo=ρV；
    b、根据动能定理求解水泵正常工作时间t内对水做的功W；电动机输出的机械功乘以水泵的效率等于水泵对水所做的功．再由功率公式P=$\frac{W}{t}$求出输出功率P；
    （2）根据动量定理由水撞击地面所产生的压力大小，即可求出落到水平地面上的水流的速度大小．

    解答 解：（1）a、水从龙头喷出，做平抛运动，则有：
    $h=\frac{1}{2}g{t^2}$…①
    10h=v0t…②
    解得，v0=5$\sqrt{2gh}$
    由几何关系每秒内从管口流出的水的体积为：V=Sv0，••③
    水的质量为：m0=ρV=$5ρS\sqrt{2gh}$
    b、在单位时间内，由动能定理得：
    W-m0g（H+h）=$\frac{1}{2}{m}_{0}{v}_{0}^{2}$…④
    解得：W=m0g（H+26h）…⑤
    依题意可知：带动水泵的电动机的输出功率为：$P=\frac{W_总}{t}$…⑥
    解得：P=$\frac{W}{1}$=m0g（H+26h）=$5\sqrt{2gh}•ρSg（H+26h）$ …⑦
    （2）取与地面作用的一小块水△m为研究对象，根据动量定理：F•△t=△mv
    由题意可知：△m=m0△t
    解得：v=$\frac{F}{5ρS\sqrt{2gh}}$
    答：（1）a、每秒内从管口流出的水的质量是$5ρS\sqrt{2gh}$；b、不计额外功的损失，水泵输出的功率P是$5\sqrt{2gh}•ρSg（H+26h）$．
    （2）水流落地前瞬间的速度大小v是$\frac{F}{5ρS\sqrt{2gh}}$．

    点评 该题结合平抛运动考查功能关系，解答本题关键要掌握平抛运动的规律，还要熟练运用动能定理和能量守恒定律．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示，在水平转动的圆盘上，两个完全一样的木块A、B一起随圆盘做匀速圆周运动，旋转的角速度为ω，已知A、B两点到圆盘中心O的距离为RA和RB，则两木块的向心力之比为（　　）
    A．RB：RAB．RA：RBC．$\frac{1}{{R}_{A}}$：$\frac{1}{{R}_{B}}$D．$\frac{1}{{{R}_{A}}^{2}}$：$\frac{1}{{{R}_{B}}^{2}}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    11．（1）如图甲所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果g=10m/s2，那么：

    ①照相机的闪光频率是10Hz；
    ②小球输出的初速度的大小是1.5m/s；
    ③小球经过B点时的速度大小是2.5m/s；
    （2）某同学获得了如图乙所示的平抛运动的轨迹，并在图上建立了直角坐标系，坐标原点O为小球的抛出点．若在轨迹上任取一点，测得坐标为（x、y），则还可以利用图象求出小球抛出时的初速度v0=$\frac{x\sqrt{2gy}}{2y}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    8．如图所示是研究断电自感实验的电路图，线圈的自感系数很大，其直流电阻为R1，小灯泡A的电阻为RA，先闭合电键S，使灯泡发光，然后断开电键S，发现灯泡A闪亮一下才熄灭，A闪亮的原因是R1＜RA（填“＞”、“＜”或“=”），通过A灯的感应电流方向是向左（填“左”或“右”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    15．2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德•博伊尔和乔治•史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件（CCD）图象传感器．他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理．如图所示电路可研究光电效应规律．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是（　　）
    A．光电管阴极K射出的光电子是具有瞬时性的
    B．光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
    C．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零
    D．若用光子能量为12eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大
    E．若用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．一条河宽100m，水流速度是3m/s，船在静水中的速度为4m/s，则（　　）
    A．该船过河的实际位移可以是100m
    B．船过河所用的时间可能是20s
    C．当船头垂直河岸航行时，船的位移最小，是100m
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

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    A．vA：vB=1：2
    B．tA：tB=1：2
    C．α＞β
    D．B球离斜面最远的位置在A点的正上方

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

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    C．EpN＞W-$\frac{3}{2}$μmgL
    D．当滑块运动到O点时，滑块的动能一定小于W-μmgL

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