Question

（2011•仙桃）今年长江中下游遭遇了50年以来最长时间的干旱，各地都在抽水抗旱．如图是某村抽水抗旱的示意图，水泵的流量

Answer 1

解题思路：（1）1标准大气压=1.01×10⁵Pa，它能支持的水柱高及所求，利用p=ρgh计算；

（2）知道每小时流出管口的水的体积，利用密度公式和重力公式求每小时提升的水重，利用W=Gh求每小时机械装置所做有用功，再利用功率公式求该机械装置所做有用功的功率；

（3）利用Q_放=qm=qρv求1.25L柴油完全燃烧产生的热量（总能量），再利用效率公式求整个机械装置的效率．

（1）∵p₀=ρ_水gh，

∴水泵的轴心距水面的最大高度：

h=

p0

ρ水g=

1.01×105Pa

1×103kg/m3×10N/kg=10.1m；

（2）1小时机械装置所做有用功：

W_有用=GH

=ρ_水vgH

=1×10³kg/m³×180m³×10N/kg×12m

=2.16×10⁷J，

有用功率：

P_有=

W有用

t=

2.16×107J

3600s=6000W；

（3）1.25L柴油完全燃烧产生的热量：

Q_放=qm

=qρ_柴油v_柴油

=4×10⁷J/kg×0.8×10³kg/m³×1.25×10^-3m³

=4×10⁷J，

整个机械装置的效率：

η=

W有用

Q放×100%=

2.16×107J

4×107J×100%=54%．

答：（1）水泵的轴心距水面的高度h最大为10.1m；

（2）该机械装置所做有用功的功率为6000W；

（3）整个机械装置的效率为54%．

点评：

本题考点： 液体的压强的计算；密度公式的应用；重力的计算；功的计算；功率的计算；热量的计算；燃料的热值．

考点点评： 本题为力学和热学的综合计算题，知识点多、公式多，要求平时学习时，要记好各个公式以及各物理量的含义．