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18.小明用彈簧測力計拉著一圓柱體從水中勻速豎直向上運動.圖乙和圖丙分別記錄的是圓柱體恰好運動到圖甲所示位置以后的0~6s時間內,彈簧測力計的示數隨時間變化的F-t圖象和圓柱體運動的路程隨時間變化的s-t圖象(不計水的阻力和柱體表面沾水的影響,g取10N/kg)求:

(1)圓柱體浸沒在水中時受到的浮力大小;
(2)圓柱體的體積;
(3)圓柱體的密度;
(4)圓柱體豎直放置在水平桌面時對桌面的壓強.

分析 (1)由圖甲、乙知,當t=2s時,圓柱體剛好離開水面,此時彈簧測力計的示數等于圓柱體的重力;當t=0s時,圓柱體剛好浸沒水中,此時彈簧測力計的示數等于重力減去浮力,可求圓柱體受到的浮力;
(2)求出了圓柱體隱沒水中受到的浮力,利用阿基米德原理求排開水的體積(圓柱體的體積);
(3)知道了圓柱體的重,求出圓柱體的質量,再利用密度公式求圓柱體的密度;
(4)由圖丙得出,在2s內圓柱體上升的路程,即圓柱體的高,利用V=Sh求底面積(受力面積),再利用壓強公式求出圓柱體豎直放置在水平桌面時對桌面的壓強.

解答 解:
(1)由圖甲、乙知,當t=2s時,圓柱體剛好離開水面,此時彈簧測力計的示數等于圓柱體的重力,則G=F=5N;
當t=0s時,圓柱體剛好浸沒水中,此時彈簧測力計的示數F′=G-F=1N,圓柱體受到的浮力F=G-F′=5N-1N=4N;
(2)由FVg得圓柱體的體積:
V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10-4m3
(3)圓柱體的質量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{5N}{10N/kg}$=0.5kg,
圓柱體的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.5kg}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.25×103kg/m3
(4)由圖丙得出,在2s內圓柱體上升的路程為0.2m,
即圓柱體的高h=0.2m,
圓柱體的底面積(受力面積):S=$\frac{V}{h}$=$\frac{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}{0.2m}$=2×10-3m2
圓柱體對水平桌面的壓力:
F=G=5N,
圓柱體對水平桌面的壓強:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2500Pa.
答:(1)圓柱體浸沒在水中時受到的浮力大小為4N;
(2)圓柱體的體積為4×10-4m3
(3)圓柱體的密度為1.25×103kg/m3
(4)圓柱體豎直放置在水平桌面時對桌面的壓強為2500Pa.

點評 本題為力學綜合題,考查了重力公式、密度公式、壓強公式、阿基米德原理的應用,會識圖并從中得出相關信息是本題的關鍵,屬于難題!

練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

8.如圖所示,電源電壓為6V,圖甲為伏安法測電阻的電路圖;圖乙為連接不完整的實物圖.

(1)對照電路圖甲,用筆畫線代替導線將圖乙中未連接部分連接起來.
(2)完成電路連接、閉合開關時,發現電流表有示數、電壓表示數為0V,該故障可能是C.
A.電壓表的量程選小了   B.電壓表的正、負接線柱接反
C.電阻Rx發生了短路       D.把滑動變阻器下端兩接線柱連入電路
(3)排除故障后,閉合開關,將滑片P向左移動時,電壓表示數變大(選填“變大”、“變小”或“不變”).
(4)實驗過程中,電流表和電壓表的示數如圖丙所示,此時測得的Rx=5Ω.
(5)實驗中把電流表電壓表均看做理想元件,而實際上電壓表有微弱的分電流作用,對實驗結果帶來誤差,導致測出的電阻值偏小.(選填“偏大”或“偏小”).

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

9.如圖所示是小明“探究電流與電壓關系”的實驗中所連接的實物圖,各元件及連接均完好.
(1)將圖中的滑動變阻器阻值調到最大,試觸開關時,會看到的現象是電壓表有示數,電流表無示數.
(2)圖中只有一根導線的一個接頭接錯,請在錯誤的導線上打“×”,并在圖上改正.
(3)改好電路后,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移到最右端(填“左”或“右”).
(4)將圖中的定值電阻換成小燈泡,還可以測量小燈泡的電阻和電功率.若在小燈泡正常發光時,電流表的示數為0.2A,電壓表的示數為2.5V,則小燈泡的額定功率是0.5W,燈泡的電阻是12.5Ω.(不計溫度對燈泡電阻的影響)

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6.某物體重為7.9N,將它掛在彈簧測力計下端,浸沒在一個盛滿水的溢水杯中,被物體排出水的體積是100cm3.求:
(1)這個物體排出的水的重力是多少?
(2)這個物體浸沒在水中所受的浮力是多少?
(3)這時彈簧測力計的示數是多少.(g取10N/kg)

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13.如圖所示,電源電壓12V保持不變,小燈泡L的規格為”6V 3W”,滑動變阻器的規格為“24Ω 1A”,電流表的量程為0~3A.
(1)當開關S1、S2都斷開時,小燈泡L恰能正常發光,R1的阻值為多大?在10min內電流通過R1所產生的熱量是多少?
(2)當開關 S1、S2均閉合時,要使電路安全使用,變阻器接入電路的阻值不得小于多少?R2的電功率的變化范圍是多少?

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

3.人們佩戴智能運動手環,用來測量記錄人的運動情況.以佩戴者手腕為參照物,手環是靜止(選填“運動”或“靜止”) 的;它還可通過電磁波(選填“超聲波”或“電磁波”)以無線方式向手機發送運動數據.該佩戴者在操場上進行慢跑鍛煉,智能手表記錄情況如圖所示,則慢跑過程中消耗的熱量可使質量為1.44kg的水溫度升高50℃(“kcal”也是熱量的單位,1kcal=4.2×103J).

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10.要求同時滿足電磁鐵磁性有無可以控制;能改變電磁鐵磁性的強弱;電路接通后使小磁針靜止時在如圖所示的位置.請在虛線框將電路補充完全.

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7.摩拜單車設計感較強,采用軸轉動,不會“掉鏈子“.單車后輪傳動部分設計如圖甲所示,騎行時后輪傳動部分轉動時會產生電能,其原理是電磁感應現象.如圖乙所示是單車智能一體化設計原理圖,如果單車被盜,這樣的一體化功能會被破壞,GPS就會通過電磁波(選填“超聲波“或“電磁波“)向服務器傳遞報警信息.

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(1)調節電阻的阻值;
(2)電源電壓.

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