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中考物理二輪復習重難點題型分類匯編與專項突破專題22 壓強與浮力綜合試題含解析答案
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這是一份中考物理二輪復習重難點題型分類匯編與專項突破專題22 壓強與浮力綜合試題含解析答案,共48頁。試卷主要包含了單選題,實驗題,填空題,計算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
一、單選題
1.為防止溺水事故的發(fā)生,老張研發(fā)出了如圖所示的救生手環(huán),并在觀音湖進行了性能測試。他戴上該手環(huán)下潛到湖面下5m處(未接觸湖底),打開手環(huán)開關,手環(huán)瞬間彈出一個體積為33dm3的氣囊,隨后氣囊將老張帶出水面。已知老張的質量為63kg,密度是1.05×103kg/m3,不計手環(huán)的質量和體積。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg),則下列說法正確的是( )
A.老張的體積是60cm3
B.下潛過程中,老張受到的浮力不斷變大
C.氣囊完全打開瞬間,老張受到的合力為300N
D.手環(huán)在水下5m深處時,受到水的壓強是5.25×104Pa
2.兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙,用質量不計的細線連接,輕輕放入某液體中,靜止后懸浮,細線處于繃緊狀態(tài),如圖所示。則( )
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度與液體的密度相等
C.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到的壓力大小不變
D.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到液體的壓強不變
3.鐵架臺的水平底座上有一只溢水杯,貼近溢水杯有一底面積為20cm2的圓柱形小桶(不計側壁厚度)。彈簧測力計的上端掛在鐵架臺的支架上,下端懸掛一重力為1.2N、密度為4×103kg/m3的金屬塊。初始時,金屬塊有的體積浸在水中,彈簧測力計的示數(shù)為F1,杯中水面恰好與溢水口相平,小桶中沒有水,如圖所示。接著豎直向上提溢水杯,當溢水杯剛好離開水平底座時(底座對溢水杯的支持力剛好為零),提繩豎直向上的拉力為T1;提著溢水杯豎直向上緩慢移動,當金屬塊剛好浸沒在水中時,水對小桶底部的壓強為p,彈簧測力計的示數(shù)為F2,提繩豎直向上的拉力為T2。已知小桶能全部接住從溢水杯中溢出的水,則下列說法正確的是( )
A.金屬塊體積為300cm3B.F1-F2=0.18N
C.p=150 PaD.T2=T1
4.如圖,亮亮同學將盛水的燒杯放在電子臺秤上,臺秤的示數(shù)如圖甲所示;將一個物塊投入水中,漂浮時臺秤示數(shù)為375g(如圖乙),物體上表面始終保持水平,用力將物塊壓入全部浸沒在水中,此時臺秤示數(shù)為425g(如圖丙);將物塊繼續(xù)下壓,從丙到丁物塊下表面受到水的壓力增加了0.8N,整個過程水始終未溢出,請問說法正確的是( )
A.木塊的質量為125g
B.木塊的密度為
C.從圖丙到圖丁,瓶底水的壓強逐漸增大
D.從圖丙到圖丁,物體上表面受到水的壓力增加了0.8N
5.如圖甲所示,將一圓柱體木塊用細線栓在沒有水的容器底部,然后向容器中逐漸加水。圖乙是木塊所受浮力隨容器中水的深度變化的圖象。下列說法正確的是( )
①木塊的重力為10N
②木塊的底面積為100cm2
③木塊剛好浸沒時,液體對容器底的壓強為1600Pa
④木塊的密度為0.8×103kg/m3
A.①②B.②③C.②④D.③④
二、實驗題
6.某學習小組,在做“測量小石塊密度”的實驗時進行了如下操作:
(1)如圖甲,將天平放在水平臺面上,指針恰好指在分度盤中央,接下來應該將游碼移至零刻度線后向 調(diào)節(jié)平衡螺母,使指針再次指在分度盤中央;
(2)正確測量小石塊的質量,如圖乙所示,則小石塊的質量為 g;
(3)放入小石塊前后量筒示數(shù)如圖丙所示,則小石塊的密度為 ;
(4)另一小組在實驗時先測了小石塊的體積,接著測量了它的質量,這樣會導致測得的小石塊密度比真實值偏 ;
(5)我們也可以利用彈簧測力計、燒杯和水來測量小石塊的密度,步驟如下:
a.將小石塊掛在彈簧測力計下靜止時,讀出彈簧測力計的示數(shù)為;
b.將掛在彈簧測力計下的小石塊浸沒在燒杯內(nèi)的水中靜止時(小石塊未接觸燒杯底),彈簧測力計的示數(shù)為;
c.小石塊密度的表達式 (用、和表示)。
7.小華同學學習了密度知識后,想知道家里的一個白色金屬擺件是用什么材料制成的,他進行了如下實驗:
(1)如圖所示,用彈簧測力計測出擺件的重力G= N;
(2)將擺件完全浸沒在水中(不接觸容器底),讀出彈簧測力計的讀數(shù)F=2.9N,則擺件的體積是 m3;
(3)依據(jù)上述數(shù)據(jù)算出工藝品的密度為 g/cm3(結果保留一位小數(shù));
(4)根據(jù)如表幾種金屬的密度值,在測量誤差范圍內(nèi),小華同學家里的擺件最有可能是用 制成的。
8.小華用彈簧測力計、燒杯、水、薄塑料袋測量醬油的密度.
(1)測量前,應檢查彈簧測力計指針是否指在 刻度線上.
(2)把適量的醬油裝入塑料袋,排出空氣后扎緊口,用彈簧測力計測出重力為3.6 N;然后用彈簧測力計提著塑料袋浸沒在水中,如圖所示,彈簧測力計示數(shù)為 N.
(3)水的密度為1×103 kg/m3,則可算出醬油的密度為 kg/m3.
(4)小華想用上述器材繼續(xù)測量白酒的密度,但白酒的密度比水?。垘退氤鲆粋€可行的辦法并簡要說明: .
9.實驗課上,老師和同學們測量鹽水的密度,他們用彈簧測力計、燒杯、水(密度用ρ水表示)、金屬塊A、鹽水以及不吸水的細線等器材完成了圖中實驗。
(1)要測量金屬塊A浸沒在水中的浮力,合理的測量順序是 (選填“①→②”或“②→①”);
(2)計算金屬塊A浸沒在水中的浮力F= N;
(3)完成圖中各項實驗后分析可知:金屬塊A的浮力大小與 (選填“液體密度”或“金屬密度”)有關;
(4)請推導出鹽水的密度表達式ρ鹽水= (用F1、F2、F3、ρ水表示)。
10.課外興趣小組在“測量某液體密度”的實驗中,實驗步驟如下:
(1)如圖甲所示,把天平放在水平臺上,發(fā)現(xiàn)天平水平平衡時游碼未歸零,將游碼歸零后,為使天平水平平衡,應向 (選填“左”“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母;
(2)調(diào)節(jié)水平平衡后,進行以下實驗操作:
①測得空燒杯的質量m0=33.4g;
②向燒杯中倒入適量待測液體,用天平測出燒杯和液體的總質量m1,如圖乙所示m1= g;
③將液體全部倒入量筒中,測出液體體積V,如圖丙所示V= cm3;
④待測液體的密度ρ= kg/m3;
(3)實驗結束后,愛思考的小敏指出,以上實驗過程中,燒杯中會殘留部分液體導致所測密度 (選填“偏小”“偏大”“不變”),于是她提出另一種測量液體密度的方案。實驗器材有彈簧測力計、細線、金屬塊(不吸水、不沾水)、兩個燒杯、足量的水和待測液體。簡要步驟如下:
①分別往兩個燒杯中倒入適量的水和待測液體;
②將金屬塊掛在彈簧測力計下,靜止時測力計示數(shù)記為F1;
③將金屬塊浸沒在水中(未接觸燒杯底和燒杯壁),靜止時測力計示數(shù)記為F2;
④將金屬塊浸沒在待測液體中(未接觸燒杯底和燒杯壁),靜止時測力計示數(shù)記為F3;
⑤待測液體的密度ρ液= (用ρ水及測得的物理量表示)。
11.在某次探究實驗中,需要測出實驗所用鹽水的密度,小玲、小亮分別進行了如下實驗:
(1)小玲在使用天平時,先將天平放在水平臺上,發(fā)現(xiàn)天平的游碼未歸零,但指針卻指在分度盤的中央,他應該先將游碼調(diào)到 處,再將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),天平橫梁才能在水平位置平衡。
(2)小玲的實驗過程如下:
①用已調(diào)節(jié)好的天平測出空燒杯的質量為20g;
②再往燒杯中倒入適量的鹽水,天平平衡時,砝碼的質量和游碼的位置如圖甲所示,則燒杯與鹽水的總質量為 g;
③把燒杯中的鹽水倒入量筒中,如圖乙所示,鹽水的體積為 mL,鹽水的密度為 ;
④這樣測出的鹽水密度會 (選填“偏大”或“偏小”)。
(3)小玲在完成了一次測量后,又分別量取不同體積的該種鹽水進行多次實驗。與小玲在此實驗中多次測量目的相同的是 (選填序號):
A.“伏安法”測電阻實驗; B.探究杠桿的平衡條件實驗; C.探究電流與電阻關系實驗。
(4)小亮用彈簧測力計、小石塊、細線、燒杯和水也能測出鹽水的密度,請你和小亮一起完成以下實驗設計:
①把小石塊掛在彈簧測力計掛鉤上,在空氣中測出石塊的重力G:
②把小石塊浸沒在水中,記下彈簧測力計的示數(shù);
③ ;
④鹽水密度 (用測得的物理量和表示)。
12.小巖同學在學習了鹽水選種的知識后,設計了如下的實驗來測量種子和鹽水的密度。
(1)將天平放在水平桌面上,把游碼移到零刻度線處,發(fā)現(xiàn)指針位置偏向分度盤左側,要使橫梁在水平位置平衡,應將平衡螺母向 移動;
(2)取一顆種子,用調(diào)節(jié)好的天平測出其質量如圖甲所示,則種子的質量為 g;
(3)在量筒中倒入的鹽水;
(4)將該種子緩慢放入量筒中,發(fā)現(xiàn)種子漂浮在液面上,量筒中液面的高度如圖乙所示,則鹽水的密度為 ;
(5)用細長針將種子緩慢壓入鹽水中直至完全浸沒,量筒中液面的高度如圖丙所示,則種子的密度為 。
13.小明利用天平和量筒做了測量液體密度的實驗。
(1)實驗時發(fā)現(xiàn)放在水平桌面上的天平指針位置如圖甲所示,他應該首先確認 ,再調(diào)節(jié)平衡螺母;
(2)將裝有適量待測液體的燒杯放在調(diào)節(jié)好的天平上,測出燒杯和液體的總質量154g;然后將燒杯中的液體倒入量筒中一部分,如圖乙所示,量筒中液體的體積為 ;
(3)把燒杯和剩余液體放在天平上,天平平衡時砝碼及游碼的位置如圖丙所示,則燒杯和剩余液體的質量為 g,根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)計算出液體的密度 ;
(4)小明還想利用一個圓柱形的容器、刻度尺和水,測量小木塊(不吸水)的密度,他設計了如下實驗:
①在圓柱形容器內(nèi)加入適量的水,用刻度尺測量水的深度記為;
②將小木塊放入水中漂浮,水未溢出,用刻度尺測量水的深度記為;
③用細針將木塊完全壓入水中,水未溢出, 記為;
④則小木塊密度表達式為 (用和所測物理量的字母表示)。
14.某實驗小組測量礦石的密度。
(1)把天平放在水平臺面上,把游碼移到標尺的 處;
(2)正確操作后,右盤中砝碼及游碼在標尺上的位置如圖1所示,小礦石的質量為 g;
(3)將小礦石放入盛有50mL水的量筒中,水面升高到如圖2所示的位置,則小礦石的體積為 cm3,密度為 g/cm3;
(4)實驗小組發(fā)現(xiàn)用量筒和空瓶也可以測出該礦石的密度:
①將空瓶放入盛有適量水的量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V1,如圖3所示;
②將小礦石放入瓶中,穩(wěn)定后水面位置為V2,如圖4所示;
③將小礦石從瓶中取出放入量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V3,如圖5所示;
由圖3、4可得礦石的質量m= ,由圖3、5可得小礦石的體積,則小礦石密度ρ= (兩空均用已知量的字母表示,ρ水已知)。
15.學習了密度知識之后,鵬鵬利用天平和量筒測量牛奶的密度.
(1)在量筒中倒入適量的牛奶,如圖甲所示,則牛奶的體積為 mL;
(2)將天平放在水平臺上,游碼歸零后,鵬鵬發(fā)現(xiàn)指針靜止時的位置如圖乙所示, 他應將平衡螺母向 調(diào)節(jié),直到天平平衡;
(3)把量筒中的牛奶全部倒入一個質量為20g的燒杯中,并用天平測出總質量,如圖丙所示,則牛奶的質量為 g,牛奶的密度為 kg/m3.
(4)鵬鵬的測量方法,會導致所測牛奶的密度值偏 (填“大”或”小” ).
(5)鵬鵬又想知道酸奶的密度,他利用剛測出密度的牛奶(密度用ρ牛表示),兩個完全相同的圓柱形玻璃杯、小木塊和刻度尺,測出了酸奶的密度.請你將他的實驗步驟補充完整并寫出酸奶密度的表達式.
①測出 高度為h1;
②在一個圓柱形玻璃杯中倒?jié)M牛奶,將小木塊放入其中漂浮,待牛奶不再溢出后,將木塊取出,測出此時圓柱形玻璃杯中牛奶的高度為h2;
③在另一個圓柱形玻璃杯中倒?jié)M酸奶,將小木塊放入其中漂浮,待酸奶不再溢出后,將木塊取出,測出此時圓柱形玻璃杯中酸奶的高度為h3;
④酸奶的密度表達式ρ酸= (用字母表示).
16.小明和小亮都很喜歡喝綠茶飲料,學完了密度知識后他們分別用不同的方法測量飲料的密度.
(1)小明的實驗操作如下:
①把天平放在水平桌面上,將 撥至標尺左端的零刻度線處,并調(diào)節(jié) 使天平平衡.
②把飲料倒入燒杯中一部分,用天平測出燒杯和飲料的總質量是93.8g.
③把燒杯中的一部分飲料倒入量筒中,如圖甲所示,飲料的體積是 cm3.
④用天平測出燒杯和剩余飲料的質量,如圖乙所示,量筒內(nèi)飲料質量是 g,飲料密度是 kg/m3.
(2)小亮用量筒、小試管、水、記號筆測出了飲料的密度,請將實驗步驟補充完整.
①在量筒中倒入適量的水,將小試管放入量筒中使其豎直漂浮,讀出量筒內(nèi)水面所對的刻度V1.
②在試管內(nèi)倒入適量的水,先用記號筆記錄試管內(nèi)水面的位置,然后將試管放入量筒內(nèi)的水中使其豎直漂浮,讀出量筒內(nèi)水面所對應的刻度V2.
③將試管中的水倒盡, ,然后將試管放入量筒內(nèi)的水中使其豎直漂浮,讀出量筒內(nèi)水面所對的刻度V3.
④飲料密度的表達式:ρ飲料= .(用已知量和測量量符號來表示,已知水的密度為ρ水)
17.小紅媽媽在家里自釀了一些葡萄酒,小紅想知道自釀葡萄酒的密度。于是利用天平、量筒進行測量:
(1)在燒杯中倒入適量葡萄酒,正確使用天平稱出燒杯和葡萄酒的總質量,如圖甲,其總質量為 g。
(2)將燒杯中的一部分葡萄酒倒入量筒中,如圖乙所示,量筒中酒的體積為 cm3,再用天平稱出剩余葡萄酒和燒杯的總質量為116 g,小紅所測葡萄酒的密度為 kg/m3。
(3)小紅查閱資料發(fā)現(xiàn)不利用天平和量筒,選用兩塊完全相同的(不吸水)立方體木塊(一側標有刻度)、水、燒杯,也能測出葡萄酒的密度。
a.燒杯內(nèi)倒入適量的水,將一個木塊緩慢放入燒杯內(nèi)的水中(有刻度的一面正對小紅),待漂浮靜止后,記錄下木塊浸入水中的深度h1;
b.將另一個相同的木塊放入裝有適量葡萄酒的燒杯內(nèi),待漂浮靜止后,記錄下木塊浸入葡萄酒中的深度h2。
則葡萄酒的密度ρ酒= 。(用水的密度ρ水及h1、h2表示)
三、填空題
18.如圖,將高為5cm的長方體木塊緩慢放入盛滿水的容器中,靜止時木塊在水面上漂浮,下表面到水面的距離為3cm,排開水的重力為3N。則木塊下表面受到水的壓強是 Pa,木塊受到的浮力是 N,木塊的質量是 kg,木塊的密度是 kg/m3(,g取10N/kg)。
19.某潛水艇總質量為2.7×103t,體積為3×103m3,當它浮在海面上時,受到的浮力是 N,當它需要潛入海水中時,它至少要向水艙充入 m3的海水,潛水艇潛入海中一定深度時,儀表顯示海水的壓強為2×106Pa,此時它在海水中的深度為 m.(海水密度按1.0×103kg/m3計算,g=10N/kg)
20.水平桌面上有一裝滿水的溢水杯,杯底面積為,將重為4.8N的圓柱體A用細線懸掛在彈簧測力計下緩慢浸入水中。當A的一半浸入水中時彈簧測力計的示數(shù)如圖甲所示,此時A受到的浮力為 N。剪斷細線,將A緩慢沉入水底,靜止時如圖乙所示(A與杯底不密合),與圖甲相比,溢水杯對桌面的壓強增加了 Pa。
21.淼淼湘江穿城過,座座橋梁兩岸連,每一座湘江大橋都推動了長沙的發(fā)展。一艘正在湘江某段建橋的浮吊船,要將甲乙兩個實心橋墩構件放入江底。構件甲和構件乙的質量分布均勻且不吸水,它們的密度之比為,構件甲的質量為200t。,g取10N/kg。則:
(1)江水中距水面10m深處水的壓強為 Pa;
(2)構件甲受到的重力為 N;
(3)在浮吊船的甲板上放置構件乙與放置構件甲相比,浮吊船靜止時排開水的體積增加了200。如圖所示,鋼繩提著構件浸沒在水中沿豎直方向勻速下降,鋼繩提著甲構件與提著乙相比,浮吊船排開水的體積變化了250。由此可知構件乙的密度為 。
22.小劉應用圖甲所示器材進行如下探究:升降臺AB上放置輕質薄壁柱形容器,容器底面積為200cm2,內(nèi)裝15cm深的水;將彈簧上端固定在力傳感器上,下端懸掛重20N、高20cm、橫截面積為50cm2的長方體石塊,石塊下表面剛好與水面接觸;已知彈簧伸長量ΔL與受到的拉力F的關系如圖乙所示。將升降臺AB緩慢升高(全過程水不會溢出),當傳感器顯示拉力為12N時(不計彈簧自重),與升降臺升高前相比,容器底部受到的壓強變化了 Pa。升降臺AB升高的高度為 cm。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
四、計算題
23.小華利用氦氣球與探空儀了解空氣狀況。如圖甲所示,質量為0.4kg的探空儀靜止在水平桌面上,與桌面接觸面積為0.02m2。在室內(nèi)測試時,將探空儀固定在充有氦氣的氣球上,釋放后氦氣球恰好能攜帶探空儀懸浮在空中,如圖乙所示。已知球殼質量為0.23kg,球內(nèi)氦氣的密度為0.17kg/m3,室內(nèi)空氣的密度為1.22kg/m3。求:
(1)探空儀所受的重力;
(2)探空儀對水平桌面的壓強;
(3)懸浮時氦氣球的體積(計算浮力時,不計探空儀的體積和球殼的厚度)。
24.某同學受“懷丙打撈鐵?!惫适碌膯l(fā),設計了如下“打撈”過程:如圖甲,金屬塊A部分陷入淤泥內(nèi),輕質小船裝有18N的沙石,細繩將金屬塊A和小船緊連,細繩對小船的拉力為2N,水面與船的上沿相平;將小船內(nèi)所有沙石清除后,金屬塊A被拉出淤泥靜止在水中,如圖乙所示。已知金屬塊A的體積為,,g取,小船的質量忽略不計,細繩的質量和體積忽略不計。
(1)甲圖中,金屬塊A上表面距離水面50cm,求金屬塊A上表面受到的水的壓強;
(2)乙圖中,小船有體積露出水面,求金屬塊A的密度。
25.如圖所示,將重為3N,底面積為裝有水的薄壁(不計厚度)柱形溢水杯放置在水平的壓力傳感器上,此時壓力傳感器的示數(shù)為30N,用輕質細線懸掛一重20N、高15cm、底面積為不吸水的圓柱體。初始時圓柱體底部距水面的豎直高度為4cm,現(xiàn)提住細線緩慢下移,使圓柱體逐漸浸入水中,當圓柱體下降7cm時,水面達到溢水口,已知,求
(1)圓柱體未浸入水中時,溢水杯對壓力傳感器的壓強;
(2)圓柱體未浸入水中時,溢水杯中水的質量;
(3)圓柱體剛好浸沒時,細線對圓柱體的拉力;
(4)圓柱體從初始位置到剛好浸沒,水對溢水杯底部壓強的變化量。
26.用彈簧測力計掛著一個長方體金屬塊,沿豎直方向緩慢浸入盛有適量水的圓柱形平底薄壁容器中,直至完全浸沒(水未溢出),如圖甲所示。通過實驗得出金屬塊下表面浸入水中的深度h與其排開水的體積V排的關系,如圖乙所示。已知金屬塊的質量為0.4kg,容器的底面積與金屬塊的底面積之比為5:1,水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金屬塊所受的重力;
(2)金屬塊的下表面浸入水中的深度為2cm時,彈簧測力計的示數(shù);
(3)金屬塊剛浸沒時,金屬塊底部受到水的壓強;
(4)金屬塊浸沒后與金屬塊浸入之前比較,水對容器底部的壓強增加了多少。
27.如圖所示,是某項目研究小組設計的一自動加水裝置,將一重為12N,底面積為的圓柱體放在水箱底部。從進水口注入水,隨著水面升高,圓柱體豎直上浮。當水面上升到傳感器底端P時,由傳感器控制進水口開關停止注水,此時傳感器底端P對圓柱體有20N的豎直向下的壓力。g取10N/kg,。求:
(1)水箱內(nèi)無水時,圓柱體對水箱底部的壓強;
(2)圓柱體剛好浮起時浸入水中的體積;
(3)停止注水時,圓柱體受到的浮力。
28.“且夫水之積也不厚,則其負大舟也無力。覆杯水于坳堂之上,則芥為之舟;置杯焉則膠,水淺而舟大也?!背鲎詰?zhàn)國莊子的《逍遙游》。從文中大舟與水的關系,我們可以得到這樣的啟示:求大學問,干大事業(yè),必須打下堅實、深厚的基礎。但從物理的角度,“水之積也不厚,則其負大舟也無力?!笔侵杆纳疃冗€是水的質量呢?即物體能否在水中漂?。ㄋ芨×Φ拇笮。烤古c水的深度有關還是與水的質量有關呢?為了探究這一問題,某興趣小組用燒杯、水、圓柱形木塊、刻度尺等器材,進行了如下探究,如圖所示。
將兩個完全相同的底面積為8cm2,高為10cm的圓柱形木塊,分別放入底面積為10cm2和12cm2的甲、乙兩個容器中,分別向兩個容器中加水,觀察和記錄每個容器每次加水的深度和木塊的狀態(tài),實驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄如下表。實驗中,容器足夠高,無水溢出,不考慮木塊吸水,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。根據(jù)實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù),求:
(1)甲容器中木塊剛好浮起時,水對容器底部的壓強;
(2)木塊的密度;
(3)木塊剛好浮起時,甲、乙容器分別加入水的質量。并由計算結果和實驗現(xiàn)象判斷:木塊能否浮起,取決于容器中水的深度還是水的質量?
(4)實驗完成,把木塊從甲容器拿出,甲容器對桌面壓強的變化量。
29.底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如圖所示,將底面積為50cm2、質量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質細線掛在測力計下,由圖示位置緩慢向下浸入水中,直至測力計示數(shù)為0后,只取走測力計,再打開閥門K向外放水。求:
(1)圓柱體的體積;
(2)圓柱體下降過程中,當其浸入水中的深度為2cm時,測力計的示數(shù);
(3)當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時,水對容器底的壓強。
30.在物理課外拓展活動中,力學興趣小組的同學進行了如圖甲的探究。用細線P將A、B兩個不吸水的長方體連接起來,再用細線Q將A、B兩物體懸掛放入圓柱形容器中,初始時B物體對容器底的壓力恰好為零。從t=0時開始向容器內(nèi)勻速注水(水始終未滋出),細線Q的拉力FQ隨時間t的變化關系如圖乙所示。已知A、B兩物體的底面積SA=SB=100cm2,細線P、Q不可伸長,細線P長l=8cm,取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)t=10s時,B物體受到水的浮力;
(2)每秒向容器內(nèi)注入水的體積(單位用cm3);
(3)當FQ=3N時,水對容器底部的壓力。
31.如圖所示,水平地面上放一個底部有閥門K的薄壁柱形容器.現(xiàn)用細線把邊長為0.1m不吸水的正方體物塊懸掛在力傳感器下方(力傳感器連接電腦后可顯示拉力大小),物塊有的體積露出水面且處于靜止狀態(tài),此時細線的拉力為0.5N(細線長度變化忽略不計,水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物塊受到的浮力;
(2)物塊的密度;
(3)打開閥門讓水緩慢流出,當細線拉力為5N時,立即關閉閥門,這時容器底部受到水的壓強與打開閥門前相比減少了多少。
32.如圖為某自動沖水裝置的示意圖,水箱內(nèi)有一個圓柱浮筒A,其重為GA=4N,底面積為S1=0.02m2,高度為H=0.16m。一個重力及厚度不計、面積為S2=0.01m2的圓形蓋片B蓋住出水口并緊密貼合。A和B用質量不計、長為l=0.08m的輕質細桿相連。初始時,A的一部分浸入水中,輕桿對A、B沒有力的作用。水的密度為ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求A所受浮力的大小F浮。
(2)求A浸入水的深度h1。
(3)開始注水后輕桿受力,且桿對A和B的拉力大小相等。當水面升高到某位置時,B剛好被拉起使水箱排水,求此時桿對B的拉力大小F。
(4)水箱開始排水時,進水管停止注水。為增大一次的排水量,有人做如下改進:僅增大B的面積為S2'=0.012m2試通過計算說明該方案是否可行?若可行,算出一次的排水量。(水箱底面積S=0.22m2供選用)
金屬
銀
鋼、鐵
鋁
密度(g/cm3)
10.5
7.9
2.7
實驗次數(shù)
容器中水深(h/cm)和木塊的狀態(tài)
甲容器
甲容器中木塊
乙容器
乙容器中木塊
1
4cm
不能浮起
4cm
不能浮起
2
5cm
不能浮起
5cm
不能浮起
3
6cm
剛好浮起
6cm
剛好浮起
4
7cm
浮起
7cm
浮起
參考答案:
1.C
【詳解】A.老張的體積
故A錯誤;
B.在老張沒有完全浸沒前,老張排開水的體積變大,由F浮=ρ水gV排知老張受到的浮力變大,完全浸沒后,在下潛過程中,老張排開水的體積不變,由F浮=ρ水gV排知老張受到的浮力不變,故B錯誤;
C.老張的重力
G老張=m老張g=63kg×10N/kg=630N
氣囊完全打開瞬間,老張和氣囊浸沒在水中受到總浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×(0.06m3+33×10-3m3)=930N
老張受到的合力的大小
F=F浮-G=930N-630N=300N
故C正確;
D.手環(huán)在水下5m深處時受到水的壓強
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
故D錯誤。
故選C。
2.C
【詳解】A.由于甲乙體積相同且浸沒,根據(jù)知, 甲受到的浮力等于乙受到的浮力。故A不符合題意;
B.由于甲在繩子拉力的作用下浸沒與液體中,根據(jù)物體浮沉條件知,其密度應小于液體。故B不符合題意;
C.柱形容器中,容器底部受到的壓力大小等于液體與物體的總重力,細線剪斷后,液體與物體的總重力不變,則容器底部受到的壓力大小不變,故C符合題意;
D.將細線剪斷后,甲、乙再次靜止后,根據(jù)以上分析可知整體所受浮力變小,液體密度一定,物體排開液體體積減小,液面下降,容器底部受到液體的壓強變小。故D不符合題意。
故選C。
3.D
【詳解】A.金屬塊的重力為1.2N,其質量為
根據(jù)密度公式,金屬塊體積為
故A錯誤;
B.根據(jù)阿基米德原理,金屬塊有的體積浸在水中,此時的浮力為
根據(jù)稱重法,此時拉力F1為
F1=G物-F浮1
金屬塊剛好浸沒在水中時,此時的浮力為
根據(jù)稱重法,此時拉力F2為
F2=G物-F浮2
因此
F1-F2=(G物-F浮1)-(G物-F浮2)= F浮2-F浮1=0.3N-0.06N=0.24N
故B錯誤;
C.金屬塊從有的體積浸在水中到剛好浸沒在水中,增加的排開水體積為
底面積為20cm2的圓柱形小桶水深為
水對小桶底部的壓強為
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.012m=120Pa
故C錯誤。
D.提繩的拉力等于桶的重力、水的重力及金屬塊對水的壓力(金屬塊受到的浮力)之和,金屬塊浸沒前后浮力的增加量等于水重力的減少量,因此前后提繩的拉力不變,因此T2=T1,故D正確。
故選D。
4.D
【詳解】A.將盛水的燒杯放在電子臺秤上,示數(shù)為300g,則燒杯和水的質量為300g,將物塊投入水中,漂浮時臺秤示數(shù)為375g,則燒杯、水和物體的質量為375g,所以物體的質量
m=375g-300g=75g
故A錯誤;
B.用力將物塊壓入全部浸沒在水中,此時臺秤示數(shù)為425g,則排開水的重力
m排=425g-300g=125g
則物體的體積
則物體的密度
故B錯誤;
C.從圖丙到圖丁,物體始終浸沒在水中,水面不再升高,由p=ρgh可知,瓶底水的壓強不變,故C錯誤;
D.從圖丙到圖丁,物塊下表面受到水的壓力增加了0.8N,由于物體上表面和物塊下表面變化的深度相同,所以物體上表面受到水的壓力也增加了0.8N,故D正確。
故選D。
5.B
【詳解】①由題意和圖像可知,當容器中水的深度在6cm~12cm時,木塊處于漂浮狀態(tài),受到的浮力和重力大小相等,因此木塊的重力
G=F浮=6N
故①錯誤;
②由圖像可知,木塊全部浸沒時,受到的浮力為10N,由F浮=ρ水gV排可知,木塊的體積
由圖像知物體在0~6cm和12~16cm時浮力改變,即浸入深度改變,因而物體的高度為
6cm+(16﹣12)cm=10cm
木塊的底面積
故②正確;
③木塊剛好浸沒時
h=16cm=0.16m
液體對容器底的壓強
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
故③正確;
④木塊的重力G=6N,木塊的質量
已求得木塊的體積V=1×10﹣3m3,則木塊的密度
故④錯誤。
綜上所述,②③正確,故B正確,A、C、D錯誤。
故選B。
6. 右 62.4 大
【詳解】(1)[1]將天平放在水平臺面上,指針恰好指在分度盤中央,說明此時天平平衡,把游碼移到零刻度線處后,橫梁右邊上翹,要使橫梁平衡,應將橫梁上的平衡螺母向右調(diào),直至天平平衡。
(2)[2]由圖乙可知,石塊的質量等于砝碼的質量加游碼的示數(shù)
(3)[3]由圖丙可知,石塊放入量筒前的示數(shù)為60mL,石塊浸沒后量筒的示數(shù)為84mL,則石塊的體積為
石塊的密度為
(4)[4]若先測量體積,由于石塊沾有液體,會導致測得的質量偏大,根據(jù)密度公式可知,質量偏大,體積正常,則密度偏大。
(5)[5]由題意根據(jù)稱重法可知
F浮=F1-F2
又因為,所以石塊的體積為
又因為,所以石塊的密度為
7. 3.2 3×10-5 10.7 銀
【詳解】(1)[1]由圖可知,彈簧測力計的分度值為0.2N,其示數(shù)為3.2N,由二力平衡條件可知,擺件的重力
G=F0=3.2N
(2)[2]將擺件完全浸沒在水中后彈簧測力計的示數(shù)F=2.9N,則擺件受到的浮力
F浮=G-F=3.2N-2.9N=0.3N
因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,所以由F浮=ρ液gV排可得,擺件的體積
(3)[3]由G=mg可得,擺件的質量
擺件的密度
(4)[4]由表中幾種金屬的密度值可知,擺件的密度10.7g/cm3與銀的密度10.5g/cm3相差不大,所以在測量誤差范圍內(nèi),小華同學家里的擺件最有可能是用銀制成的。
8. 0 0.6 1.2×103 將適量水裝入塑料袋用彈簧秤提著浸沒在白酒中.
【詳解】第一空.使用彈簧測力計前,首先要調(diào)零,即檢查指針是否指在0刻度線上;
第二空.由圖可知,該彈簧測力計得分度值為0.2N,指針指在0刻度線下方3格,因此示數(shù)為0.6N;
第三空.裝入醬油的塑料袋浸沒在水中,忽略塑料袋的體積,則醬油的體積等于排開水的體積,
即V醬油=V排,
醬油的重力G醬油=mg=醬油gV醬油=3.6N-------------①-;
醬油浸沒在水中時受到的浮力,F(xiàn)浮=G-F拉=3.6N-0.6N=水gV排-------------②,
聯(lián)立①②解得,醬油= 1.2×103 kg/m3;
第四空.白酒的密度比水小,可以用塑料袋裝水,燒杯裝白酒,將裝水的塑料袋浸沒在白酒中,從而測出白酒的密度.
9. ①→② 1. 3 液體密度
【詳解】(1)[1]要測量金屬塊A浸沒在水中的浮力,先測量金屬塊A的重力,在測量金屬塊A浸沒在水中彈簧測力計的示數(shù),合理的測量順序是①→②。
(2)[2]計算金屬塊A浸沒在水中的浮力為
F=G-F示= F1-F2=4.5N-3.2N=1.3N
(3)[3]如圖所示,改變了金屬塊A浸沒入液體的密度,故金屬塊A的浮力大小與液體密度有關。
(4)[4]在水中金屬塊A受到的浮力為
F浮水=F1-F2
在鹽水中金屬塊A受到的浮力為
F浮鹽水=F1-F3
因為金屬塊A都是浸沒在兩種液體之中,排開液體的體積和金屬塊A的體積相同,即
VA=V排
根據(jù)公式F浮=ρ液gV排可知
則鹽水的密度為。
10. 右 66.4 30 1.1×103 偏大 ρ水
【詳解】(1)[1]移動游碼相當于向右盤添加砝碼,所以將游碼歸零后,右盤將上升,因此,應將調(diào)節(jié)螺母向右移動。
(2)[2]燒杯和液體的總質量為
m=50g+10g+5g+1.4g=66.4g
[3]量筒的分度值為2mL,故量筒中液體的體積為30mL。
[4]待測液體的密度為
(3)[5]若燒杯中液體有殘留,則用量筒測出的體積只是部分液體的體積,即此過程中體積的測量值偏小,根據(jù)可知,密度的測量值偏大。
[6]同一金屬塊浸沒時,排開的水和排開的液體體積是相等的,都等于金屬塊的體積,根據(jù)浮力的測量及阿基米德原理可以知道
即
故
11. 標尺左端的零刻度 右 42 20 1.1×103 偏大 A 見解析 ρ水
【詳解】(1)[1][2]小玲在使用天平時,先將天平放在水平臺上,發(fā)現(xiàn)天平的游碼未歸零,但指針卻指在分度盤的中央,游碼移到標尺左端的零刻度后,相當于右盤減小了砝碼,所以左端下降,平衡螺母向右端移動,使天平的橫梁平衡。
(2)②[3]燒杯和鹽水的總質量為
m'=20g+20g+2g=42g
③[4]倒入量筒中鹽水的體積為
V=20mL=20cm3
[5]倒入量筒中鹽水的質量為
m=m'-m0=42g-20g=22g
鹽水的密度為
ρ==1.1g/cm3=1.1×103kg/m3
④[6]燒杯中的鹽水沒有全部倒入量筒,導致燒杯中鹽水體積測量值偏小,質量是準確的,根據(jù)得鹽水的密度測量值偏大。
(3)[7]小玲在完成了一次測量后,又分別量取不同體積的該種鹽水進行多次實驗,多次測量目的是求平均值來減小誤差。
A.“伏安法”測定值電阻阻值實驗是多次測量求平均值來減小誤差,符合題意。
B.探究杠桿的平衡條件實驗進行多次實驗使實驗結論具有普遍性,不符合題意。
C.探究電流與電阻關系實驗,進行多次實驗使實驗結論具有普遍性,不符合題意。
故選A。
(4)③[8]把小石塊浸沒在鹽水中,記下彈簧測力計的示數(shù)F2。
④[9]小石塊在水中受到的浮力
F浮水=G-F1
小石塊在水中排開水的體積
V排水=
小石塊在鹽水中受到的浮力
F浮鹽水=G-F2
小石塊在鹽水中排開鹽水的體積
V排鹽水=
小石塊浸沒在水中和鹽水中,所以小石塊排開的體積都等于小石塊的體積,所以
V排水=V排鹽水
ρ鹽水=ρ水
12. 右 8.8 1.1 0.88
【詳解】(1)[1]指針偏向分度盤的左側,應向右調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平平衡。
(2)[2]由圖甲可知,種子的質量為
m=5g+3.8g=8.8g
(4)[3]由圖乙可知,總體積是
38mL=38cm3
種子排開鹽水的體積
V排=38cm3-30cm3=8cm3
種子漂浮在液面上,種子的浮力
F浮=G=mg=0.0088kg×10N/kg=0.088N
由阿基米德原理得到鹽水的密度
(5)[4]用細長針將種子緩慢壓入鹽水中直至完全浸沒,量筒中液面的高度如圖丙所示,種子和鹽水的總體積
40mL=40cm3
種子的體積
V=40cm3-30cm3=10cm3
種子的密度
13. 游碼是否在零刻度線處 40 106 用刻度尺測出杯中水的深度
【詳解】(1)[1]使用天平時,要將托盤天平放在水平桌面上,調(diào)節(jié)天平平衡時,把游碼移到標尺左端的“0”刻度線處,圖中指針偏右,說明右側偏重,所以在調(diào)節(jié)平衡螺母前,應先確認是否已將游碼歸零。
(2)[2]量筒的分度值是2mL,示數(shù)為。
(3)[3]如圖丙所示,則燒杯和剩余液體的總質量是
燒杯和液體的總質量為,所以該液體的密度是
(4)[4][5]①將適量的水倒入燒杯中,測出燒杯中水的深度;
②將木塊輕放入玻璃杯中,待它漂浮時,用刻度尺測出杯中水的深度為;
③用細針緩慢地把木塊壓入水中,使之完全浸沒,用刻度尺測出杯中水的深度為。
設燒杯的底面積為S,木塊漂浮時,其排開水的體積為
因為木塊漂浮在水面上受到的浮力等于重力,所以
則木塊的質量
當木塊壓入燒杯中,用刻度尺測出此時燒杯中水的深度,小木塊的體積為
小木塊的密度
14. 零刻度線 12 4 3 ρ水(V2﹣V1)
【詳解】(1)[1]將天平放在水平臺面上,把游碼移到標尺左端的零刻度線處,然后調(diào)節(jié)天平平衡。
(2)[2]由圖1可知,礦石的質量為
m′=10g+2g=12g
(3)[3][4]放入礦石前量筒中水的體積為
V0=50mL=50cm3
由圖2可知,放入礦石后量筒中的水體積和礦石的總體積為
V總=54mL=54cm3
則礦石的體積為
V=54cm3-50cm3=4cm3
所以礦石的密度為
(4)[5]將空瓶放入盛有適量水的量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V1;將小礦石放入瓶中,穩(wěn)定后水面位置為V2;空瓶和礦石處于漂浮狀態(tài),根據(jù)物體的浮沉條件和阿基米德原理可知,漂浮時受到的浮力等于自身的重力,多排開的水的重力為礦石的重力,所以礦石的重力為
G=ΔF?。溅阉甮(V2﹣V1)
則礦石的質量為
[6]將小礦石從瓶中取出放入量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V3,則礦石的體積為
V石=V3﹣V1
小礦石密度為
15. 50 右 57 1.14×103 小 圓柱形玻璃杯
【詳解】第一空.由甲圖可知,量筒分度值為2mL,則其中牛奶的體積為50mL.
第二空.將天平放在水平臺上,游碼歸零后,發(fā)現(xiàn)指針左偏,說明天平左側重、右側輕,則應將平衡螺母向右調(diào)節(jié).
第三空.由丙圖可知,天平游碼標尺的分度值為0.2g,則游碼讀數(shù)為2g,右盤中砝碼質量為:
50g+20g+5g=75g,
則牛奶和燒杯的總質量為:
75g+2g=77g.
空燒杯質量為20g,則牛奶的質量為:
m=77g-20g=57g.
第四空.牛奶密度為:
ρ牛===1.14g/cm3=1.14×103kg/m3.
第五空.從量筒中將牛奶倒入燒杯的過程中,量筒壁上還附著一部分牛奶,這些牛奶的質量沒有被測到,導致所測牛奶的質量偏小,根據(jù)ρ牛=可知,所測的牛奶密度偏?。?br>第六空.在第②、③步驟中要將圓柱形玻璃杯倒?jié)M牛奶和酸奶,所以第①步應測出圓柱形玻璃杯的高度記為h1.
第七空.小木塊在牛奶中漂浮時受到的浮力等于其重力.設圓柱體玻璃杯的底面積為S,則小木塊排開牛奶的體積為:
V排牛=Sh1-Sh2= S(h1-h2),
則小木塊在牛奶中漂浮時受到的浮力為:
F浮牛=ρ牛g V排牛=ρ牛g S(h1-h2);
小木塊在酸奶中漂浮時受到的浮力也等于其重力.小木塊排開酸奶的體積為:
V排酸=Sh1-Sh3= S(h1-h3),
則小木塊在酸奶中漂浮時受到的浮力為:
F浮酸=ρ酸g V排酸=ρ酸g S(h1-h3).
因小木塊兩次受到的浮力都等于其重力,即兩次浮力相等,則:
ρ牛g S(h1-h2)=ρ酸g S(h1-h3),
解得酸奶的密度為:
ρ酸=.
16. 游碼 橫梁兩端的平衡螺母 60 62.4 1.04×103 再向試管中倒入飲料直到標記處
【詳解】(1)①[1][2]把天平放在水平桌面上,將游碼撥至標尺左端零刻度處,再調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母使天平平衡;
③[3]量筒中液體的體積為:V=60mL=60cm3;
④[4]剩余飲料和燒杯的質量為:
m2=20g+10g+1.4g=31.4g,
量筒內(nèi)飲料質量:
m=m1﹣m2=93.8g﹣31.4g=62.4g,
[5]飲料的密度是:
ρ==1.04g/cm3=1.04×103kg/m3;
(2)實驗過程中,沒有天平,利用原來的量筒和水以及小試管測出了飲料的密度;
①在量筒中倒入適量的水,將小試管放入量筒中使其豎直漂浮,讀出量筒內(nèi)水面所對的刻度V1.
②在試管內(nèi)倒入適量的水,先用記號筆記錄試管內(nèi)水面的位置,然后將試管放入量筒內(nèi)的水中使其豎直漂浮,讀出量筒內(nèi)水面所對應的刻度V2.
③[6]將試管中的水倒盡,再向試管中倒入飲料直到標記處,然后將試管放入量筒內(nèi)的水中使其豎直漂浮,讀出量筒內(nèi)水面所對的刻度V3.
④[7]試管內(nèi)飲料的體積
V=V2﹣V1,
飲料的質量等于排開的水的質量
m=ρ水(V3﹣V1),
所以的飲料密度的表達式為:
ρ飲料=ρ水.
17. 161 50 0.9×103 ρ水
【詳解】解:(1)燒杯和葡萄酒的總質量為:
m1=150g+50g+10g+1g=161g;
(2)量杯中葡萄酒的體積為:
V=50mL=50cm3;
燒杯和剩余葡萄酒的總質量為m2=116g,則量筒中葡萄酒的質量:
m=m1﹣m2=161g﹣116g=45g;
則葡萄酒的密度:
ρ0.9g/cm3=0.9×103kg/m3;
(3)設木塊的底面積為S,
在燒杯中裝入適量水,待木塊漂浮靜止后,記錄下木塊浸入水中的深度h1,則木塊受到的浮力為F1=ρ水gV排1=ρ水gSh1,
將木塊放入葡萄酒中,待木塊漂浮靜止后,記錄下木塊浸入水中的深度h2,則木塊受到的浮力為F2=ρ酒gV排2=ρ酒gSh2,
根據(jù)漂浮條件,木塊受到的浮力等于木塊的重力,所以木塊在水中和在葡萄酒中的浮力相等,則有:
F1=G木=F2,
ρ水gSh1=ρ酒gSh2,
葡萄酒的密度:
ρ酒ρ水。
答案:(1)161;(2)50;0.9×103;(3)ρ水。
18. 300 3 0.3 6×102
【詳解】[1]木塊下表面受到水的壓強為
[2]由阿基米德原理可知,木塊受到的浮力
[3]木塊漂浮在水中,由物體的浮沉條件可知,木塊的重力
G=F浮=3N
由G=mg可得,木塊的質量為
[4]木塊漂浮在水中,排開水的體積
木塊的底面積
木塊的體積
木塊的密度為
19. 2.7×107 300 200
【詳解】當潛水艇漂浮在海面上時,它受到的浮力
F浮=G潛水艇=mg=2.7×103×103kg×10N/kg=2.7×107N
潛水艇潛入水中時受到的浮力
F浮′=ρ水gV排=ρ水gV潛水艇=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×103m3=3×107N
要使?jié)撍聺?br>G潛水艇+G水≥F浮′
所以至少要向水艙充入海水的重力
G水=F浮′﹣G潛水艇=3×107N﹣2.7×107N=3×106N
根據(jù)G=mg和ρ=可得,至少要向水艙充入海水的體積
V水==300m3
根據(jù)p=ρgh可得,此時它在海水中的深度為
h==200m
20. 1 280
【詳解】[1]由題可知圓柱體重4.8N,當圓柱體A的一半浸入水中時彈簧測力計的示數(shù)如圖甲所示,彈簧測力計分度值為0.2N,此時的示數(shù)為3.8N,則此時圓柱體A受到的浮力為
[2] 當圓柱體A的一半浸入水中時受到的浮力為1N,根據(jù)可知,則當圓柱體A的全部浸入水中時受到的浮力為2N。如圖乙所示,圓柱體A對溢水杯底的壓力為
根據(jù)阿基米德原理可知,圓柱體受到浮力等于排開水的重力,所以圓柱體A浸沒在水中時對溢水杯底部的壓力就等于溢水杯對桌面增加的壓力,則溢水杯對桌面增加的壓強為
21.
【詳解】(1)[1]江水中距水面10m深處水的壓強為
(2)[2]構件甲的質量為
構件甲的重力為
(3)[3]浮吊船的甲板上放置構件乙與放置構件甲,浮吊船都是漂浮,浮力都等于總重力,放置構件乙與放置構件甲相比,浮吊船靜止時排開水的體積增加了200m3,則浮力增加了
乙的重力比甲的重力增加了
則乙的重力為
則乙的質量為
鋼繩提著構件浸沒在水中沿豎直方向勻速下降時,鋼繩提著甲構件與提著乙相比,浮吊船排開水的體積變化了,浮力的變化等于排開水的重力的變化,則有
甲乙對浮吊船拉力的變化量為
分析有,則
代入解得
①
又因
解得 ②
由①②得,
所以構件乙的密度為
22. 400 20
【詳解】[1]如乙圖所示,由題可知,升降臺AB緩慢升高,當傳感器顯示拉力為12N時,彈簧伸長量為12cm,此時石塊受到的浮力為
根據(jù)阿基米德原理可知,排開水的體積為
因為全過程水不會溢出,則容器中水上升的高度為
物體浸入的高度為
則石塊底部到容器底部的距離為
即石塊不接觸容器底,則與升降臺升高前相比,容器底部受到的壓強變化量為水對容器底部壓強的變化量,即
[2]由題可知升降臺沒有上升前力傳感器到容器底的距離為
升降臺上升后力傳感器到容器底的距離為
則升降臺AB升高的高度為
23.(1)4N;(2)200Pa;(3)0.6m3
【詳解】解:(1)探空儀的重力
(2)探空儀對水平桌面的壓力
探空儀對水平桌面的壓強
(3)氣球懸浮
①
氦氣球受到浮力
②
由①和②得到懸浮時氦氣球的體積
答:(1)探空儀所受的重力是4N;
(2)探空儀對水平桌面的壓強是200Pa;
(3)懸浮時氦氣球的體積是0.6m3。
24.(1);(2)
【詳解】解:(1)已知金屬塊A上表面距離水面50cm,即
由可得,金屬塊A上表面受到的水的壓強為
(2)由題意知,小船裝有18N沙石時,處于漂浮狀態(tài),小船的質量忽略不計,細繩的質量和體積忽略不計,則小船此時受到得浮力為
由得,船排開水的體積為
當沙石清除后,小船有體積露出水面,此時小船排開水的體積為
根據(jù)得,此時船受到得浮力為
由圖乙可知, A完全浸沒在水中,根據(jù)可得,金屬A受到的浮力為
金屬塊A被拉出淤泥靜止在水中,則此時小船受到的浮力和金屬球受到的浮力等于金屬A的重力,則
由得,金屬球A得質量為
根據(jù)密度公式可得,金屬球A得密度為
答:(1)甲圖中,金屬塊A上表面距離水面50cm,求金屬塊A上表面受到的水的壓強為
(2)乙圖中,小船有體積露出水面,求金屬塊A的密度為
25.(1);(2);(3)11N;(4)200Pa
【詳解】解:(1)根據(jù)題意可知,圓柱體未浸入水中時,壓力傳感器的示數(shù)為30N,由可得,溢水杯對壓力傳感器的壓強為
(2)圓柱體未浸入水中時,壓力傳感器的示數(shù)為30N,由于傳感器受到的壓力等于水的重力加上溢水杯的重力,即有
而溢水杯的重力為1N,則水的重力為
又,故溢水杯中水的質量為
(3)圓柱體剛好浸沒時,排開水的體積等于圓柱體自身的體積,即
根據(jù)可得,圓柱體剛好浸沒時,受到的浮力為
細線對圓柱體的拉力為
(4)因為初始時圓柱體底部距水面的豎直高度為4cm?,F(xiàn)提住細線緩慢下移,使圓柱體逐漸浸入水中,當圓柱體下降7cm時,水面達到溢水口,則圓柱體從接觸水面到水面上升到溢水口過程中下降的高度為
h下=7cm-4cm=3cm
設此過程中水面上升的高度為?h,則水面上升到溢水口時圓柱體浸入水中的深度為
h浸=h下+?h=3cm+?h
根據(jù)V排的兩種計算方法可得
V排=S杯?h=S物h浸=S物×(3cm+?h)
代入數(shù)據(jù)可得為
150cm2×?h=60cm2×(3cm+?h)
解得?h=2cm;此時圓柱體浸入水中的深度為
h浸=h下+?h=3cm+2cm=5cm
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