题目内容

4．据报道，某市图书馆白天停水，由于管理人员的疏忽，水龙头处于打开状态，排水口被塞子堵住，夜里水通了，水池里的水很快溢出，漫延至图书馆各处，造成很大的损失．小明同学是学校图书馆的义务管理员，看了这则报道后，动手自制“自动拔塞器”．该装置能够在类似情况下，自动拨开塞子排水．小明首先在水池底40cm处做记号，作为警戒线；然后将塞子堵住排水口，打开水龙头放水至警戒线，用弹簧测力计向上拉塞子，当弹簧测力计的示数为5N时，塞子被拔出；接着把水池中的水放掉，选择合适的空心密闭塑料瓶，调节塑料瓶与塞子间绳子的长度，向水池中重新放水，使得当水涨至警戒线时，塑料瓶就能把塞子拔出，如图所示．已知塑料瓶的质量为30g，总体积为750mL，问：

（1）当水达到警戒线时，水池底受到水的压强是多少？
（2）塞子的横截面积是多少？（不考虑塞子的重力和厚度）
（3）塑料瓶露出水面的体积为多大时就能将塞子拔出？

分析 （1）已知水达到警戒线40cm，根据液体压强的公式p=ρgh，可得水池底受到水的压强；
（2）已知压力和压强，根据p=$\frac{F}{S}$可得S=$\frac{F}{p}$可求塞子的横截面积；
（3）通过力的平衡条件求出浮力的大小，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得塑料瓶排开水的体积，进而求得塑料瓶露出水面的体积．

解答 解：（1）由液体压强公式p=ρgh可得
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103pa
（2）根据题意可知，塞子即将拔出时，水对塞子的压力F=5N，
根据p=$\frac{F}{S}$可得，塞子的横截面积S=$\frac{F}{p}$=$\frac{5N}{4×1{0}^{3}Pa}$=1.25×10-3m2
（3）当绳子拉力为5N时，能把塞子拔起，此时塑料瓶受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力，
所以塑料瓶到的浮力：F浮=F拉+G=5N+30×10-3kg×10N/kg=5.3N，
根据F浮=ρv排g可得，塑料瓶排开水的体积：
V排=$\frac{{F}_{浮}}{ρg}$=$\frac{5.3N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/Kg}$=5.3×10-4m3=530cm3
塑料瓶露出水面的体积：V露=V-V排=750cm3-530cm3=220cm3
答：（1）水池底受到水的压强是4×103Pa；
（2）塞子的横截面积是1.25×10-3m2；
（3）塑料瓶露出水面的体积为220cm3．

点评 阿基米德原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力；浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关；压强公式p=$\frac{F}{S}$的利用；内容较多，难度较大．

练习册系列答案
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10．某校共有30个教室，每个教室有40W的日光灯11盏，500W的电子白板系统一套，70W的吊扇2个．
（1）求教室中的用电器都正常工作时，通过30个教室的总电流是多大？
（2）为了用电安全，需要在每一个教室都安装保险丝，请你从下面所提供的保险丝中选取一种合适的，并说出你选择的依据．
  直径/mm额定电流/A熔断电流/A
 甲 0.81 3.757.5 
 乙 0.985  10
（3）若这30个教室平均每天用电5h，当地电价为0.56元/度，则30个教室的用电器全都正常工作时，每天需要付电费多少？
（4）请你写出节约用电的合理化措施．（写出一条即可）
15．通过煎、炒、蒸、拌烹调的美食中所包含的物理知识，认识正确的是（　　）
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12．（1）如图甲，杠杆在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1是力F1的力臂，请在图中作出F2的力臂L2和力F1的示意图．
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（3）在图丙所示的电路中，请用笔线代替导线将定值电阻R与滑动变阻器以某种方式连接．要求：闭合开关S后，不移动变阻器滑片P的位置，使得电流表的示数最小．
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16．在科学探究中，常把直接测量有困难的量转换成便于测量的量来研究，这种方法称为转换法．例如在探究物质吸热升温的特性时，沙子和水吸收热量的多少不便直接测量，可以通过测量加热时间的长短来比较吸热的多少．下述实验中采用了转换法的是（　　）
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13．下列表述正确的是（　　）
A．
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判断通电螺线管的磁极
C．
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电磁感应现象
14．如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．同时吊车两侧伸出支架，并在下面垫有宽大的木块．下列说法正确的是（　　）
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D．支架下面垫木块是为了减小对地面的压强

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