题目内容

20．如图甲所示，均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定速度下降，直至全部没入水中，最终沉底并与钢绳脱离．图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象．若不计水的阻力，g=10N/kg，则下列说法正确的是（　　）
A．石料受到的重力为1400N
B．石料的密度为1.8×103kg/m3
C．石料沉底后水平池底对石料的支持力为900N
D．石料沉底后水平池底对石料的支持力为500N

分析 （1）根据图象乙判断物体的重力及全部浸没时所受的浮力；
（2）根据浮力公式F浮=ρ液gV排求出物体的体积，然后根据密度公式求出石料的密度；
（3）根据F=G-F浮即可求出石料沉底后水平池底对石料的支持力．

解答 解：A、由图象乙知，AB段拉力大小不变，此时石料未接触水面，重力与拉力平衡，所以石料的重力G=1400N，故A正确；
B、BC段钢绳拉力逐渐减小，说明石料慢慢浸入水中，且浸入水中的体积逐渐变大，受到的浮力逐渐变大；
在C点恰好完全浸没，此时钢绳拉力为900N；
所以，浸没时石料受到的浮力：F浮=G-F=1400N-900N=500N；
由F浮=ρ液gV排可得，石料的体积：V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{500N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.05m3；
则石料的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{1400N}{10N/kg×0.05{m}^{3}}$=2.8×103kg/m3，故B错误；
CD、石料沉底后共受到三个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的浮力，还有一个是竖直向上的支持力，
根据力的平衡可得，水平池底对石料的支持力：F支=G-F浮=1400N-500N=900N，故C正确，D错误．
故选AC．

点评 此题通过拉力与深度的关系图象，考查了对图象的分析，浮力公式的应用，浮力、拉力与重力的关系，同时考查了有关密度的计算，根据图象确定物体的重力及全部浸没时所受的浮力是解决此题的关键．

练习册系列答案
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10．下列工具：①羊角锤  ②钓鱼杆  ③筷子  ④镊子  ⑤开酒瓶用的起子，其中在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．①②③B．②③④C．①③⑤D．②③⑤
11．下列事例中，能增大压强的是（　　）
A．在铁路的钢轨下铺上枕木B．刀、斧、剪的刃磨得很薄
C．把书包带做得宽些D．在坦克的轮子上安装履带
8．有两只相同的烧杯，分别盛有体积相同的水和酒精，但没有标签，小明采用闻气味的方法判断出无气味的是水．小华则采用压强计进行探究：
（1）如图甲，用手按压强计的橡皮膜，U型管内水面出现高度差；将橡皮膜放入酒精中一定深度处，U型管内水面也出现相等的高度差，这说明手对橡皮膜的压强等于酒精中一定深度处的压强；下列研究事例中也是用这种研究方法的是A；
A、平面镜成像的实验利用两个完全相同的蜡烛，验证物与像的大小相同
B、牛顿对大量的实验事实进行深入研究，总结出牛顿第一定律
C、在研究压力作用效果与压力大小的关系时，要控制受力面积相同
（2）若在使用压强计前，发现U型管内水面己有高度差，通过B方法可以进行调节．
A．从U型管内向外倒出适量水；B．拆除软管重新安装；C．向U型管内加适量水；
（3）小华把金属盒分别浸入到两种液体中，发现图乙中U形管两边的液柱高度差较小，认为图乙烧杯中盛的是酒精．她的结论是不可靠的，因为没有控制金属盒在液体中的深度相同．
（4）小华还发现在同种液体中，金属盒距液面的距离相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差不变．表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强相等．
15．如图所示，小华在喝牛奶时发现装牛奶的纸盒变瘪了，她疑惑不解：“自己并未用力捏，纸盒怎么会变瘪呢？”请你解释纸盒变瘪的原因．
5．如图所示，人造地球卫星在大气层外环绕地球运行，离地球最远的一点叫远地点，离地球最近的一点叫近地点，以下关于卫星的说法中正确的是（　　）
A．卫星在远地点时，势能最大
B．卫星在近地点时，动能最大
C．卫星在运行过程中机械能逐渐减小
D．卫星从近地点向远地点运动时，动能转化为势能
12．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用电路如图甲所示，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V （灯丝电阻约为12Ω）．

（1）连接电路时，开关应断开．
（2）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B（填序号）．
      A．“l0Ω     0.5A”的滑动变阻器      B．“50Ω    0.5A”的滑动变阻器
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表无示数，电流表有示数，若电路只有一处故障，则故障原因是灯泡短路（只发生在灯泡和滑动变阻器之间）．
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是2.2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B（选填“A”或“B”）端 移动．
（5）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙 所示）．分析图象可知：
①小灯泡的额定功率为0.5W；
②实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是小灯泡的实际功率太小了．
（6）完成上述实验后，小华在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图象，设计出了一个测未知定值电阻的电路，如 图 丁所示．请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤：
①断开S2、闭合S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.2A；
②断开S1、闭合S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出此时电流表的示数I．
则未知定值电阻的表达式：Rx=$\frac{2.5V}{I-0.2A}$．
9．某同学探究影响滑动摩擦力大小的因素的主要实验过程如图1：


（一）用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；
（二）改变放在木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此种情况下的滑动摩擦力；
（三）换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的滑动摩擦力．
请完成下列问题：
（1）通过甲、乙两图，可以研究滑动摩擦力的大小跟接触面所受压力有关；
（2）通过乙、丙两图，可以研究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关；
（3）每一次拉动木块时，都必须保证匀速拉动，为什么？
（4）实际操作时，匀速拉动是比较困难的，可以利用如图2所示的装置，向右拉动木板，无需匀速得到的测量结果也相同，小明认为这能说明摩擦力的大小与相对滑动的快慢无关，小明的观点正确吗？
（5）小明想知道滑动摩擦力的大小与接触面所受压力大小的具体关系，在进行实验过程（二）时改变了多次砝码的大小，得到的实验数据见表，请根据表中记录的数据，在坐标系中作出摩擦力的大小Ff与接触面受到的压力大小FN之间的关系图象．
FN/N0.51.01.52.02.5
Ff/N0.20.40.60.81.0
（6）从图象可以看出滑动摩擦力的大小跟接触面受到的压力大小之间有什么关系？
10．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置．

（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，其拉力为2.4N，若每个钩码重2N，则滑轮组的机械效率为83.3%．
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动有关系，接在她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据丙绘制出如图乙的图象．由图象可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．

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