题目内容
如图所示，是某型号自动冲刷厕所所用水箱的内部原理图．图中A是水箱，壁厚不计．浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心圆柱体，其底面积为SB=80cm2．放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，厚度不计．放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻绳与浮筒相连，绳的长度为L=10cm，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3．当水箱中水的深度为H=16.5cm时，放水阀门尚未打开，求：（1）此时浮筒B所受的浮力大小；
（2）此时浮筒B受到绳子的拉力大小．
【答案】分析：（1）知道水箱中水的深度和绳子的长度，可求浮筒B浸入水中的深度，又知道浮筒B的底面积，求出浮筒排开水的体积，利用阿基米德原理求此时浮筒B所受的浮力；
（2）浮筒B受到的浮力等于浮筒B的重力加上绳子的拉力，据此求绳子的拉力．
解答：解：（1）设浮筒B浸入水中的深度为h，
h=H-L=16.5cm-10cm=6.5cm
浮筒B排开水的体积：
V排=SBh=80×10-4m2×6.5×10-2m=5.2×10-4m3，
浮筒B所受的浮力：
F浮=ρ水gSBh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.2×10-4m3=5.2N；
（2）∵F浮=GB+F拉
∴F拉=F浮-GB=5.2N-0.2 kg×10N/kg=3.2N．
答：（1）此时浮筒B所受的浮力为5.2N；
（2）此时浮筒B受到绳子的拉力为3.2N．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理、同一直线上力的合成的了解与掌握，求出浮筒B排开水的体积是本题的突破口，灵活运用公式是关键．
（2）浮筒B受到的浮力等于浮筒B的重力加上绳子的拉力，据此求绳子的拉力．
解答：解：（1）设浮筒B浸入水中的深度为h，
h=H-L=16.5cm-10cm=6.5cm
浮筒B排开水的体积：
V排=SBh=80×10-4m2×6.5×10-2m=5.2×10-4m3，
浮筒B所受的浮力：
F浮=ρ水gSBh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.2×10-4m3=5.2N；
（2）∵F浮=GB+F拉
∴F拉=F浮-GB=5.2N-0.2 kg×10N/kg=3.2N．
答：（1）此时浮筒B所受的浮力为5.2N；
（2）此时浮筒B受到绳子的拉力为3.2N．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理、同一直线上力的合成的了解与掌握，求出浮筒B排开水的体积是本题的突破口，灵活运用公式是关键．
练习册系列答案
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图甲是照相机的成像原理．通常把使用图乙中35毫米有孔胶卷的照相机称为135照相机．“快门“是使胶片获得必要曝光量的时间控制机构．“幕帘快门”是135照相机常用的一种快门，它由前后两个幕帘组成；位于胶片前约3毫米处．图丙是“幕帘快门”的工作原理图．拍摄照片时，先将快门上弦，此时前、后幕帘的首尾部分重叠在一起，从胶片的左端运动到右端（如图丙-（a）），与幕帘连接的弹簧同时被卷紧，为快门的开启提供动力；然后按下快门按钮，快门开启，前帘先向左运动，而后帘依据摄影者设定的曝光时间滞后一段时间和前帘形成合适的缝隙宽度L后再开始运动（如图丙-（b））．这样，缝隙从胶片的右端运动到左端，使整个胶片依次获得曝光（如图丙-（c））．运动结束，胶片又全部被遮住，与幕帘连接的弹簧恢复原状，即松弦（如图丙-（d））．
下表是国产DF-1相机（135型）曝光时间与快门缝隙的对应关系
请根据以上资料，回答以下问题．
（1）从DF-1相机曝光时间与快门缝隙的对应关系表可以得出，各档曝光时间对应的幕帘运动速度有何特点？
（2）不同型号照相机的“幕帘快门”的缝隙运动方向是不同的．以摄影者为参照物，有的自左向右，有的自右向左，有的自上而下，有的自下而上，用这些相机拍摄运动物体时都会造成像的畸变．图丁中（a）、（b）分别表示的是：拍摄时相机与汽车位置的示意图和不发生畸变的图象的示意图；图丁（c）、（d）所示的是：使用不同型号相机拍摄高速运动的汽车时形成的像．请根据像的畸变情况，写出快门缝隙的运动方向．（a）______ （b）______（在横线上填上：“自上而下”或“自下而上”或“自左向右”或“自右向左”）
（3）图是用135相机拍摄的某学生（身高1.7米）在试用新标准乒乓球（直径40毫米）的照片．拍摄时选用的快门速度为1/30秒．请估算照片中兵乓球运动的平均速度．
（4）在光照不足的环境下拍摄照片时需要用闪光灯来照明．闪光灯是一种发光时间短（约几毫秒），发光强度高的光源．由于幕帘快门是通过两个幕帘间形成的缝隙使整个摄影画面曝光的，所以要使闪光灯瞬间发出的光全部进入画面，必须在快门全开（前帘已复位，而后帘尚未释放）的瞬间闪亮．DF-1型照相机的闪光灯联动装置是在前帘复位到终点附近时接通闪光灯的电路，使闪光灯工作．从DF-1相机快门缝隙与曝光时间的对应关系表可知，为达到与闪光灯的同步，曝光时间应如何选择？
（5）图是用某台旧的DF-1照相机的1/250，1/125秒快门速度拍摄的，并用闪光灯照明的画面．试根据画面上留下的闪光影像（较深的区域），计算该相机“幕帘快门”的缝隙运动速度．
（6）某摄影爱好者为了在胶片上获得直径约为2毫米的太阳的清晰的像，他应选用多大焦距的摄影物镜来进行拍摄？已知太阳发出的光经8.31分钟射到地球，太阳的直径为1.39×109米．
下表是国产DF-1相机（135型）曝光时间与快门缝隙的对应关系
| T（秒） | 1/1000 | 1/500 | 1/250 | 1/125 | 1/60 | 1/45 | 1/30 | … |
| L（毫米） | 2.5 | 5 | 10 | 20 | 41.5 | 55 | 83 | … |
（1）从DF-1相机曝光时间与快门缝隙的对应关系表可以得出，各档曝光时间对应的幕帘运动速度有何特点？
（2）不同型号照相机的“幕帘快门”的缝隙运动方向是不同的．以摄影者为参照物，有的自左向右，有的自右向左，有的自上而下，有的自下而上，用这些相机拍摄运动物体时都会造成像的畸变．图丁中（a）、（b）分别表示的是：拍摄时相机与汽车位置的示意图和不发生畸变的图象的示意图；图丁（c）、（d）所示的是：使用不同型号相机拍摄高速运动的汽车时形成的像．请根据像的畸变情况，写出快门缝隙的运动方向．（a）______ （b）______（在横线上填上：“自上而下”或“自下而上”或“自左向右”或“自右向左”）
（3）图是用135相机拍摄的某学生（身高1.7米）在试用新标准乒乓球（直径40毫米）的照片．拍摄时选用的快门速度为1/30秒．请估算照片中兵乓球运动的平均速度．
（4）在光照不足的环境下拍摄照片时需要用闪光灯来照明．闪光灯是一种发光时间短（约几毫秒），发光强度高的光源．由于幕帘快门是通过两个幕帘间形成的缝隙使整个摄影画面曝光的，所以要使闪光灯瞬间发出的光全部进入画面，必须在快门全开（前帘已复位，而后帘尚未释放）的瞬间闪亮．DF-1型照相机的闪光灯联动装置是在前帘复位到终点附近时接通闪光灯的电路，使闪光灯工作．从DF-1相机快门缝隙与曝光时间的对应关系表可知，为达到与闪光灯的同步，曝光时间应如何选择？
（5）图是用某台旧的DF-1照相机的1/250，1/125秒快门速度拍摄的，并用闪光灯照明的画面．试根据画面上留下的闪光影像（较深的区域），计算该相机“幕帘快门”的缝隙运动速度．
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