题目内容

13．为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系，小华同学进行了如图所示的实验．

（1）图（B）中用细线将合金块静止挂在弹簧测力计下，其目的是利用转换法测量合金块的重力．
（2）将合金块浸入装满水的溢水杯中，如图（C）所示，合金块所受浮力是0.5N．
（3）比较图（C）和图（D）可知，合金块在水中所受浮力与浸没在液体中的深度无关．
（4）小华同学做完实验总结出规律后，计算合金块的密度是4×103kg/m3．

分析 （1）将合金块静止挂在弹簧测力计下，弹簧测力计测量的是对合金块的拉力，根据物体受力平衡即可得出物体受到的重力；
（2）根据公式F浮=G-F计算合金块受到的浮力；
（3）比较图（C）和图（D）中的区别及浮力的大小变化，得出结论；
（4）根据物体的重力计算出其质量，根据排开水的体积得知金属块的体积，由公式ρ=$\frac{m}{V}$计算出金属块的密度．

解答 解：（1）图B中用细线将合金块挂在弹簧测力计下，此时测力计的示数是对合金块的拉力，由于物体处于静止平衡状态，则拉力与重力时一对平衡力，则测力计的示数等于物体的重力，所以是利用转换法测量合金块重力；
（2）由图B知，金属块的重力G=2.0N，由图C知，金属块受到的拉力F=1.5N，所以F浮=G-F=2.0N-1.5N=0.5N；
（3）由图C、D知，金属块浸没在水中的深度不同，但测力计的示数不变即浮力大小不变，得合金块在水中所受浮力与浸没的深度无关；
（4）由F浮=ρ水gV排得，V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.5×10-4m3；
金属块的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.0N}{10N/kg}$=0.2kg
所以ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.2kg}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×103kg/m3．
故答案为：（1）合金块的重力；（2）0.5；（3）深度；（4）4×103kg/m3．

点评 此题是探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系实验，考查了学生对实验的掌握及理解，并考查了有关浮力及浮力变形公式的应用，同时考查了有关密度的计算．

练习册系列答案
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3．下列事例中利用大气压强的是（　　）
A．用压力锅做饭B．用吸管吸饮料
C．飞机获得向上的升力D．护士给病人注射肌肉针
4．阅读短文，回答问题：
汽车的再生制动器
目前大多数汽车刹车时均采用油压制动．油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉，形成了能源的浪费．而现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存起来，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗、污染物排放和制动器摩擦片的磨损．
汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求．若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如表：
时间t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6
再生刹车阻力f/×103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0
再生制动器只会把一部分的动能再生使用，其余的动能转化为内能．汽车正常行驶时，将发动机关闭直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率．储能效率根据不同的使用环境有所不同．
（1）从能量转化的角度看，汽车再生制动器相当于B
A、电动机          B、发电机          C、汽油机
（2）汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是D
A．逐渐增大                    B．先增大后不变
C．先增大后减小                D．先增大，后不变，再减小
（3）在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0～0.8s内产生的刹车阻力随时间变化的图象．

（4）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，由图甲可知t=0.5s时，油压制动器还需产生1.4×103N的刹车阻力．
（5）某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出了对应的Ek-s 图象如乙图所示．由图象可以求出此次测试中的储能效率为A．
A.40%      B.60%      C.66.7%      D.90%
1．现有30个相同的钢件，总体积为5m3，钢件密度7.8×103kg/m3．求：（g取10N/kg）
（1）这些钢件的总质量为多少吨？
（2）这些钢件的总重为多少N？
（3）某起重机钢丝绳能够承受的最大拉力是105N，用该起重机至少需要几次才能把这些钢件吊完？
（本解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）
8．一头质量为6×103kg的大象，每只脚掌的面积为600cm2．它的重力为6×104N，它四脚着地时对地面的压强为2.5×105Pa．若大象抬起一只腿，它对地面的压强变大（“变大，“变小”或“不变”）．（g取10N/kg）
18．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图a所示．图中电流、电压恒定，小灯泡上只能看到“3.8V”字样．
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．

（2）正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数．其故障原因可能是：小灯泡短路．
（3）故障排除后开始实验，当变阻器滑片滑到图示位置时，电压表的示数为3.0V．接着应将滑片向右滑动，直至灯泡两端电压为额定电压，此时电流表的示数如图b所示．则灯泡的额定功率为1.52W．
（4）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验．于是向老师要了一个阻值为凡的定值电阻（阻值适当）和一个单刀双掷开关（符号为：），借助原有的实验器材，顺利完成了实验．假如由你来做该实验，要求电路只连接一次，请设计实验方案．
①在图c虚线框内画出实验电路图．
②简述实验步骤：a．根据电路图连接实物电路，将滑动变阻器的滑片P调至最大；
b．闭合开关S1、S2接1，调节滑动变阻器的滑片P，直至电压表的示数达到3.8V为止；
c．滑动变阻器的滑片不动，开关S与b相连，读出电压表的示数U．（用相应的字母表示测出的物理量）
③写出灯泡额定功率的表达式P额=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）．
5．小刘和小强在实验室做实验时，发现小灯泡上有“2.5V，***W”的字样，其中额定功率看不清楚，他想要测量该灯泡额定功率，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干．

（1）小刘正确连接电路并检查后，闭合开关，发现电流表有示数，但灯泡不亮，原因可能是灯泡短路．
（2）该实验的原理是P=UI
（3）小刘通过移动滑片P，分别记下了多组对应电压表和电流表的读数，并绘制成了如右图所示的U-I图象．根据U-I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（4）若实验室提供的滑动变阻器有A：“10Ω  1.5A”、B：“20Ω  1A”两种规格，则本实验中应选用滑动变阻器的规格为B（填对应符号）；
（5）小强经过简单思考，觉得利用这个灯泡可以测量未知电阻Rx的阻值，他设计了图丙的电路并进行如下操作：
a．闭合开关S1，断开S2，读取电流表示数I1，b．断开开关S1，闭合S2，读取电流值I2，
c．根据U-I图象，找到灯泡对应压值为U，
则待测电阻的表达式为Rx=$\frac{U}{{I}_{2}}$（利用题中字母表示）．
（6）小刘观察了小强的实验后，觉得还可以改成图丁电路，这样就可以通过调节滑动变阻器来获得多组数据以减小误差，他的做法是错误（选填“正确”“错误”）的，原因是不能保证Rx和小灯泡两端的电压一定相等．
2．如图所示，用重垂线检查相框是否挂正是利用了重力的方向总是竖直向下；许多机器的轴上都装了滚动轴承，这是因为在压力相同的情况下滚动摩擦小于滑动摩擦．
3．滑雪是人们喜爱的一项运动，在滑雪运动中涉及的现象和对应的表述正确的是（　　）
A．滑雪板做的宽大--减小压强
B．人从山顶滑下的过程一受重力作用
C．人到达山脚不能马上停下来--受到惯性作用
D．利用滑雪杖撑地前进--物体间力的作用是相互的

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