初中物理能源与可持续发展计算题

为了让游客充分体验“彩色梦幻般的水上之旅”，黄河湿地公园购进一批旅游观光艇，其部分技术参数如下表所示：

商品名称	×××观光艇
空船质量	800kg
发动机额定功率	45 kw
最多载人数量	15人
最大航速	45km/h

请根据上表回答下列问题：（已知柴油的密度ρ=0.8×10³kg/m³;热值q=4.3×10⁷J/kg；g=10N/kg；水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（1）某旅游团队从码头乘坐观光艇（满载）以最大航速匀速行驶1小时的路程是多少？
（2）假设每位游客的平均质量为60kg,观光艇满载乘客时所受浮力是多少？
（3）观光艇满载时以最大航速匀速行驶，此时受到水的平均阻力是多少？
（4）若这次航行共消耗柴油15L，则柴油发动机的效率是多大？

科学家常用带有无线电转播器的浮筒对海洋进行观测（如图）。这种浮筒漂浮在海水中时，浸入海水中的体积为0.1m³，则它受到海水的浮力是多大？（写出计算过程。海水的密度取1×10³ kg/m³，g取10 N/kg）

如图，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V_铝=10cm³，当冰块（含空心铝球）悬浮时，排开水的体积V_排=45cm³．冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度ρ_冰=0.9×10³kg/m³，求：

（1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力；
（2）空心铝球最终对水槽底部的压力大小．

钓鱼岛自古以来就是中国国有领土，早在明朝1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛．如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛巡航的示意图（海水密度取1.02×10³kg/m³，g取10N/kg）

（1）若该船的声呐探头距海面深度为8m，则该声呐探头受到海水的压强是多少？
（2）该船满载时排水量为3400t，则船受到的重力和浮力各为多少？
（3）当该公务船以45km/h的速度匀速航行6h，若航行时受到阻力为船重的0.05倍，则这一过程中动力所做的功是多少？

有一质量m=0.1kg，容积V＝1×10^－3m³，横截面积S＝2.5×10^－3m²的圆筒形薄壁容器B（壁厚忽略不计），现注入体积为1/3V的某种液体A后，将其封闭放入水中，且保持竖直漂浮状态，如图甲所示，此时水对容器底部的压强p＝2.8×10³Pa，（容器B内空气质量不计，g取10N/kg）求：

（1）液体A的密度；
（2）若要使容器B恰好竖直悬浮在水中（如图乙所示）注入液体A的体积是多少？

如图所示，底面积为1×10^-3m²的塑料杯子放在水平面上，向杯中倒入300g的水，水深20cm；再轻轻放入质量为40g的木块，木块静止后漂浮，水面升高了4cm（水未溢出，已知：ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）。求此时：

（1）水对杯子底部的压强为多少？
（2）水对杯子底部的压力为多少？
（3）木块受到的浮力为多少？

将质量为3kg的木块，放入盛有水的水槽中，如图20所示，待木块静止时，其下表面距水面0.06m（g=10N/kg），求：

（1）木块下表面受到的水的压强是多少？
（2）木块受到的浮力是多少？

2015年，南通建造的世界首座海洋生活平台“希望7号”出海试航。若试航中平台的排水量为2.5×10⁴t，以5m/s的速度匀速直线航行5km，所受阻力是平台重的0. 016倍。取g=10N/kg，q_燃油=4×10⁷J/kg。求：
(1)平台受到的浮力；
(2)平台所受牵引力的功率；
(3)若平台燃油机动力系统效率为40%，该试航过程至少需要燃烧的燃油质量。

如图所示，将质量为2kg的正方形物块，放入盛有水的水槽内，待物块静止时，其下表面距水面6cm。求：

（1）物块受到水的浮力大小；
（2）水对物体下表面的压强大小。

一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均匀实心圆柱体M。现慢慢向容器中加水，加入的水对容器底的压强p_水与所加水的质量m的关系如图丙所示，在整个过程中无水溢出，M的底面始终与容器中的水面平行。当加入的水等于3kg时，物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm，如图乙所示（已知ρ_水=1.0×10kg/m³）。求：

（1）圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h；
（2）圆柱体M的密度ρ；
（3）圆柱形容器的内底面积S。

如图甲所示，有一种圆柱形薄壁烧杯，它的底面积为50cm²，烧杯自重1.2N，置于水平桌面上，在烧杯内倒入200mL的盐水时，杯底所受盐水的压强为440pa。（g=10N/kg）。求：

（1）烧杯内盐水的密度；
（2）烧杯对桌面的压强；
（3）如图乙所示，把一个鸡蛋轻轻放入盐水中，鸡蛋刚好悬浮，液面上升到250mL刻线处，求鸡蛋的重力。

在弹簧测力计下悬挂一个小球，示数为4.2N。当把小球的一半体积浸在水中时，弹簧测力计的示数为1.7N。已知ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg。问：
（1）小球所受的浮力为多大？
（2）小球的总体积为多大？
（3）把小球从弹簧测力计取下，浸没在水中后放手，请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中。

如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的4/5（g取10N/kg）。

（1）求木块所受到的浮力大小；
（2）若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；
（3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力。

将一边长是0.1m的实心正方体，缓慢放入盛满水的烧杯内，待它静止时，从杯中溢出0.6kg的水。（g取10N/kg，ρ_水=1.0×l0³kg/m³）
（1）求正方体受到的浮力；
（2）求正方体排开水的体积；
（3）判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底，并写出判断依据；
（4）求正方体的密度。

2014年10月为黄石市“中小学科技体育艺术月”，某中学九年级兴趣小组进行了三项物理实践，请根据所给的条件进行计算。
（1）小红同学想估测自己站立时对地面的压强，她双脚站立在一放方格纸上，整个脚印范围都与纸面接触，其中一只鞋底的轮廓如图甲所示，已知图中方格的变成为2cm，小红同学的质量为40kg，g取10N/kg，请估算小红同学站立时对地面的压强。

（2）小明同学想测量自己快速上楼时克服重力做功的功率，他快速的从一楼到到五楼，共用时21S，已知小明同学的质量为50kg，每层楼高为3cm，g取9.8N/kg，请计算小明同学快速上楼过程中克服重力做功的功率。
（3）大鹏同学想研究浮力问题，如图乙，一只粗细均匀的圆柱体蜡烛，长度L为17cm，底部粘有小石块，将它竖直放入水中静止，露出水面的长度h为1cm，现点燃蜡烛。问：蜡烛是否能够烧完，若能，请说明理由；若不能，请求出最后剩余的长度。（已知ρ_蜡=0.9×10³kg/m³，ρ_水=1.0×10³kg/m³）