【题目】小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律,他设计了如图所示的实验.他将弹簧测力计一端固定,另一端挂边长为10cm正方体合金块A,放入底面积为300cm2装有水的圆筒形容器中,开始他将合金块A恰好浸没在水中,容器侧面的底部有一由阀门B控制的出水口,实验时,打开阀门B缓慢放水,放到弹簧测力计的读数不再变化时,立即关闭阀门B,在此过程中金属块始终不与容器底部接触,读出弹簧测力计示数的最小值和最大值分别为22N和32N,已知弹簧测力计每一牛顿刻度间的距离为1cm.求:
(1)在原图上作出关闭阀门B后水面的大致位置
(2)合金块A的重力及受到的最大浮力及其密度;
(3)从容器中排出水的质量.
【答案】
(1)解:当A恰好浸没在水中时,A受到浮力、弹簧测力计拉力和重力,所以F浮+F拉=G,此时A排开水的体积最大,受到浮力最大,所以拉力最小,即F拉=22N;
打开阀门B缓慢放水,A浸在水中的体积减小,浮力减小,当A全部露出水面时,A受到的浮力为0,弹簧测力计的读数不再变化,此时拉力最大,即F拉′=32N;
弹簧测力计示数变化量:△F=F拉′﹣F拉=32N﹣22N=10N,
已知弹簧测力计每一牛顿刻度间的距离为1cm,所以弹簧伸长(A下降的高度):
△L= =
=10cm;
A的边长L=10cm,所以水面下降高度为:h=L+△L=10cm+10cm=20cm.
所以关闭阀门B后水面的大致位置如图所示:
;
(2)解:①弹簧测力计的读数不再变化时,受到的浮力为0,弹簧测力计的示数最大,此时F拉′=G=32N;
②最初合金块A浸没时受到的浮力最大,则最大浮力:
F浮最大=G﹣F拉=32N﹣22N=10N;
③由阿基米德原理可得合金块的体积:
V=V排= =
=10﹣3m3,
合金块的质量:m= =
=3.2kg;
所以合金的密度:ρ= =
=3.2×103kg/m3;
(3)解:关闭阀门时A恰好全部露出水面,所以容器中排出水的体积:
V排出=S容h﹣VA=300cm2×20cm﹣(10cm)3=5000cm3,
所以排出的水的质量:m排出=ρ水V排出=1g/cm3×5000 cm3=5000g=5kg.
【解析】(1)弹簧测力计的读数不再变化时,也就是合金块A不在水中,水面刚好合金块A的下表面相平,由弹簧测力计最小和最大示数计算物体A下降的高度,由此得到水平的大致位置.(2)①弹簧测力计的读数不再变化时,弹簧测力计的读数为合金块A的重力.②合金块A受浮力最大时即弹簧测力计的读数最小时,弹簧测力计的读数等于合金块A的重力减去合金块A的浮力.③根据浮力公式计算合金块A的体积,根据重力公式计算合金块A质量,根据密度公式计算合金块A的密度.(3)由关闭阀门B时,水面情况可知,排出水的总体积V=S容h﹣VA , 再根据m=ρv即可求出排出水的质量.
【考点精析】掌握浮力大小的计算是解答本题的根本,需要知道浮力的公式为:F浮= G排 =ρ液gv排.
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【题目】如图所示是世界上第一支温度计﹣伽利略温度计的原理图.伽利略温度计是利用气体的热胀冷缩性质工作的.A、B两点是将该温度计插入32℃的温水中及水温冷却至28℃时的液面高度.
(1)与现行的液体温度计相比,伽利略温度计的缺陷是: ①________;
②________.
(2)根据气体的热胀冷缩特性可知:A点的温度是________,B点的温度是________.
(3)若将此温度计放入31℃的水中,用摄氏温标的标注方法大致确定细管内液面的高度__________.
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【题目】某同学在探究音调、响度与什么因素有关时,做了以下实验:
(1)如图甲所示,用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动的频率越_____,发出的声音的音调越_____,这说明音调是由_____决定的.
(2)如图乙所示,用一只手将直尺压在桌沿上,用另一只手轻拨直尺一端,听其响度;再用力拨直尺,这时直尺的振幅_____,其响度_____,这说明响度与_____有关.
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【题目】小明学习了密度知识后,选用托盘天平、小刀、刻度尺等器材,测定马铃薯的密度.
(1)用小刀将马铃薯削成正方体.通过刻度尺测量边长如图丙所示,边长cm;
(2)将托盘天平放在水平桌面上,调节横梁平衡时,先将游码移到处.调节天平平衡后,在测量质量过程中,对砝码拿取的操作已经完毕,天平指针静止的位置如图甲所示,接下来应进行的操作是(填写字母代号). A.向右移动游码,使横梁平衡
B.向右移动平衡螺母,使横梁平衡
C.将马铃薯放于左盘,向右盘添加砝码
(3)天平横梁调节平衡后,往左盘放入削好的马铃薯;天平再次平衡时,右盘所加砝码和游码的位置如图乙所示.则马铃薯的质量是g,
(4)如果马铃薯的边长为L,质量为m,则马铃薯的密度为(用含L m的代数式表示)
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【题目】如图,是检查视力时平面镜、被测者和视力表的位置关系示意图.若平面镜距视力表3m远,该视力表要求被测者在5m远处,则人应坐在离视力表 m远处,视力表上其中一个“E”字开口指向纸外,则被测者应向她的 (选填“上方”、“下方”、“左方”或“右方”)指才正确.
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【题目】如图是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A.电冰箱接入三孔插座后电灯与电冰箱是串联
B.断开开关S时,站在地上的人接触A点或B点都不会触电
C.若在图中甲、乙两处分别装电灯或开关,则开关装在甲处或乙处都可以
D.若闭合开关S时,电灯不亮,保险丝未烧断,则可能是电灯断路
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【题目】随着人们生活水平的提高,不少居民小区都配备了健身房.小明每个周末回家都会到健身房锻炼,如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图.如果小明每次向下拉动拉杆时,拉力为F=260N,在0.5s 内使质量 m=22kg的配重匀速升高到h=50cm后放手让其自由落下.(不计拉杆和绳的重力,g取10N/kg)求:
(1)小明拉动拉力器的功率;
(2)小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功;
(3)在小明锻炼过程中拉力器的机械效率.
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【题目】一天橘子林中的气温不断地下降,焦急万分的农场主等待着最新的天气预报.天气预报说,晚上气温将继续下降,严寒的天气可能会毁掉一年的收获.农场主真想提前采摘,可是橘子还没有成熟.没有办法,农场主只好吩咐他的工人把长长的水管拖进来,对着橘子树喷水.随着气温的下降,水结成了冰.意想不到的是,正是这些冰保住了橘子.冰怎么可能保温呢?你能根据所学的知识解释其中的道理吗?
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