- 扬州2022高三物理二模
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相关例题：
题目：
【题目描述】
一个水槽中有一些水，水槽的截面积为S，水的高度为h。现在要从水槽中抽取一部分水，使得水的高度下降到原来的一半，同时要保证抽取的水量不超过原来水量的10%。请设计一个抽水机，并说明如何使用它来抽取这部分水。
【相关物理量】
初始水槽中的水量为Q，初始水槽中的水密度为ρ。
【解题思路】
1. 确定抽水机的抽水速率；
2. 画出抽水机的工作原理图；
3. 按照抽水机的操作步骤进行操作。
【答案】
抽水机：虹吸管（如图所示）
1. 将虹吸管的一端插入水中，另一端放在一个空桶中；
2. 启动抽水机，使虹吸管中的水面下降，直到达到目标水位；
3. 停止抽水机，虹吸管中的水流回水槽中。
【解析】
抽水机的抽水速率为：
Q = ρV = ρSH
其中，V是水的体积，S是水槽的截面积，H是水的高度。
为了抽取一部分水，使得水的高度下降到原来的一半，同时要保证抽取的水量不超过原来水量的10%，需要抽取的水量为原来水量的5%。因此，抽水机的抽水速率应该为原来水量的5%。
根据上述公式，可以得出虹吸管的长度应该为：
L = (5/100) × S × H = (5/100) × Q/ρS
其中，L是虹吸管的长度。
在实际操作中，需要将虹吸管的一端插入水中，另一端放在一个空桶中。启动抽水机后，随着虹吸管的不断下降，水位逐渐下降到目标水位。当水位达到目标水位时，停止抽水机，虹吸管中的水流回水槽中。这样就可以完成抽取一部分水的操作。
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