题目内容
12．
如图所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处．如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象．已知ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg．求：（1）圆柱体的重力为12N．
（2）圆柱体浸没时受到的浮力是4N．
（3）圆柱体的密度是多少？将此圆柱体自由放入该盛水的容器中时，它对容器底部的压强是多少？
分析 为了便于分析，给线段标上A、B、C、D四个点，如下图，根据图象分析如下：
（1）由图可知AB段圆柱体未浸入液体，测力计的示数即为圆柱体的重力，所以从图中可读出圆柱体的重力大小．
（2）由题意可知图中CD段是圆柱体完全浸入水后的情况，由图可知圆柱体完全浸入水后测力计对圆柱体的拉力为4N，再利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力．
（3）利用阿基米德原理求得圆柱体的体积，利用密度公式求得圆柱体的密度．
然后可知将此圆柱体自由放入该盛水的容器中时，物体沉底，此时对容器的压力等于重力减去浮力，再根据图象求得圆柱体的底面积，然后利用p=$\frac{F}{S}$可求得它对容器底部的压强．
解答 解：（1）由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=F拉=12N；
（2）图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力F=4N，
则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N．
（3）圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得：
V物=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10-4m3，
由公式G=mg可求出物体的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg，
则圆柱体密度ρ物=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{1.2kg}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×103kg/m3．
由于圆柱体密度ρ物＞ρ水，则将此圆柱体自由放入该盛水的容器中时，圆柱体沉底，
此时对容器底的压力F压=G-F浮=12N-8N=4N，
由图象可知，当水的深度由3cm上到7cm时，拉力不在变化，说明圆柱体的高度h=7cm-3cm=4cm=0.04m．
则圆柱体的面积S=$\frac{{V}_{物}}{h}$=$\frac{8×1{0}^{-4}{m}^{3}}{0.04m}$=0.02m2，
它对容器底部的压强p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{4N}{0.02{m}^{2}}$=200Pa．
故答案为：（1）12；（2）4；（3）圆柱体的密度是1.5×103kg/m3；将此圆柱体自由放入该盛水的容器中时，它对容器底部的压强是200Pa．
点评 本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理、压强的计算等，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大．
小强涮火锅时，涮好的肉片香味扑鼻，是因为分子在不停地做无规则运动，他使用的筷子（如图）是一种费力（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆．| A． | 托起两个鸡蛋所用的力大约为10N | |
| B． | 一名中学生从一楼走到三楼所做的功约为3000J | |
| C． | 中学生站立时对水平地面的压强约为500Pa | |
| D． | 泰山山顶的大气压约为2×105Pa |
如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N．圆柱体M高为3m，底面积为0.02m2，密度为4.5×103kg/m3．在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为η，钢架对定滑轮的拉力为T．在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下表面受到水的压强为p．不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg．| A． | 冰雪熔化 | B． | 草上的露珠 | C． | 瓦片上的霜 | D． | 山间的浓雾 |
如图所示是甲乙两种固体的熔化实验图象，固体甲是晶体（晶体或非晶体），固体甲第2分钟的是固状态，由图象可知甲乙两种固体的区别是甲有熔点，乙没有熔点．
（凸透镜成像）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明同学进行了如下操作：| 实验 次数 | 物体到凸透 镜的距离/cm | 光屏上像到凸透 镜的距离/cm | 光屏上像 的大小 |
| 1 | 40 | 13.5 | 缩小 |
| 2 | 30 | 15 | 缩小 |
| 3 | 20 | 20 | 等大 |
| 4 | 15 | 30 | 放大 |
| 5 | 10 | 光屏上没有像 | |
| 6 | 8 | 光屏上没有像 | |
【进行猜想】凸透镜成像的大小可能与…有关
【设计并进行实验】
（1）小明在刚才调整好的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，获得实验数据如上表所示；
【结论与应用】
（2）分析数据可知物体到凸透镜的距离越近，光屏上像的大小就越大．
（3）小明继续探究近视眼的成因与矫正，把自己的近视眼镜放在蜡烛和透镜之间且靠近透镜位置，光屏上原来清晰的像变模糊了，通过调节光屏的位置，使光屏上出现清晰的像，取下眼镜后，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向远离凸透镜的方向移动（选填“远离”或“靠近”），才能使像变清晰．此实验说明近视眼通过配戴合适的近视眼镜能矫正视力的原因是通过使得光线发散，使像距变大，使像会聚在视网膜上．
（4）在前一次实验光屏上得到清晰像后，接着小勇同学用焦距为20cm的凸透镜乙替代刚才小明的凸透镜甲（此时物距为45cm），若不改变蜡烛与凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像，应将光屏向右移动（选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”）；如果光屏不动只移动蜡烛的位置，则光屏上不可以（选填“可以”或“不可以”）出现清晰的像．
