题目内容

20．某同学在探究物体沉浮条件时，利用一个空心金属球和一个足够大的盛有足够多水的柱形容器（水不溢出），做了如下实验：
①将空心金属球放入容器，当球静止时，露出水面的体积是总体积的五分之二
②将球的空心部分注入体积为V0的水．放入容器，球恰好悬浮于水中．球内水的体积是空心部分体积的四分之三
③将球空心部分注满水，放入容器，球沉在容器底
以下说法正确的是（　　）
A．金属的密度是$\frac{3}{5}$ρ水
B．实验②相比实验①，容器底对桌面的压力增大了ρ水gV0
C．实验③．容器底对金属球的支持力是$\frac{1}{3}$ρ水gV0
D．实验③相比实验②，水对容器底的压力增大了$\frac{14}{15}$ρ水gV0

分析 A、根据①②，根据物体漂浮和阿基米德原理列方程可得出金属密度的表达式，根据V、V实的大小关系，分析金属的密度大小；
B、容器底对桌面的压力属于固体产生的压力，实验②相比实验①，对桌面增加的压力等于注入水重；
C、对比实验②③，根据两次球受到的浮力和悬浮和特点，可知增加水的重力即为球对容器底的压力，根据力的作用是相互的分析；
D、实验③相比实验②，金属球排开水的体积均等于自身的体积，故液面没有上升，据此分析回答．

解答 解：A、球漂浮时，露出水面的体积是它体积的$\frac{2}{5}$，排开水的体积为$\frac{3}{5}$V，由漂浮的条件：
F浮=G，根据阿基米德原理：有
即ρ水g$\frac{3}{5}$V=ρgV实…①，故金属的密度：
ρ=$\frac{3}{5}$×$\frac{V}{{V}_{实}}$ρ水，因V＞V实，故ρ=$\frac{3V}{5{V}_{实}}$ρ水＞$\frac{3}{5}$ρ水
故A错误；
B、在②中，球内水的体积是空心部分体积的四分之三，即V0=$\frac{3}{4}$（V-V实），
容器底对桌面的压力属于固体产生的压力，实验①对桌面的压力等于容器与容器内水的总重和球的重力和；在②中对桌面的压力大小等于容器与容器内水的总重和球的重力和再加上注入体积为V0的水的重力，
故实验②相比实验①，对桌面增加的压力等于ρ水gV0，B正确；
C、在②中，将球的空心部分注入体积为V0的水，放入容器，球恰好悬浮于水中（浮力等于重力），球内水的体积是空心部分体积的四分之三；故在实验③中注入水的体积为$\frac{1}{4}$（V-V实），增加水的重力：
△G=ρ水g$\frac{1}{4}$（V-V实）=$\frac{1}{4}$ρ水gV0，
②③实验中，金属球都沉没在液体中，故受到的浮力不变，在②中因球恰好悬浮于水中（浮力等于重力），故增加水的重力即为球对容器底的压力，根据力的作用是相互的，容器底对金属球的支持力是$\frac{1}{4}$ρ水gV0
故C错误；
D、实验③相比实验②，金属球排开水的体积均等于自身的体积，故液面没有上升，水对容器底的压强增加为0，由△F=△pS，增加的压力为0．故D错误．
故选B．

点评 本题考查力的相互性、物体的浮沉条件、阿基米备原理及密度公式和压力、压强的综合应用，为压轴题，难度较大．

练习册系列答案
相关题目
10．（一）小刚在探究“力与物体运动的关系”的实验中，提出了“运动物体如果不受外力的作用，会一直运动下去吗？”的问题，如图1所示，他让一小球从斜面顶端同一高度从静止开始滑下，并逐渐减小水平木板表面的粗糙程度，然后测量小球的运动距离．

（1）实验时小球每次都从斜面顶端同一高度从静止开始下滑，其目的是小球达到斜面底部的速度是相同的．
（2）根据这个实验可以得出的结论是：水平面越光滑，小球受到的摩擦阻力越小，运动状态改变越慢，小球运动越远
（二）小刚同学为了参加体育考试，想测试一下他穿橡胶底和牛筋底的运动鞋时哪个鞋底得摩擦力大．
（1）如图2甲所示，他首先用弹簧测力计水平拉动橡胶底运动鞋在水平桌面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为4N，紧接着用同样的芳芳拉动牛筋底运动鞋．
（2）在拉动过程中小刚发现，匀速直线拉动鞋实际很难控制，于是他将这两种鞋均放在水平放置的木板上，将弹簧测力计固定，改为拉动木板，如图2乙所示，当他水平向左拉动木板时，鞋受到的摩擦力的方向为水平向左（填“水平向左”或“水平向右”）
（3）小刚在实验中存在着一个明显的缺陷，该缺陷是没有保持两次实验压力相等．
11．用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”实验，记录的部分数据及现象见表：
 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
 1 60 12 倒立缩小实像
 2 30 15 
 3 15  倒立放大实像
 4 20 20 倒立等大实像
（1）该实验所用凸透镜的焦距f=10cm
（2）上表中空白处，像的性质是倒立缩小的实像，像距v=30cm
（3）当u与f的大小关系满足u＜f时，光屏上接收不到像．
8．用如图甲所示的装置探究二力平衡的条件．
（1）卡片的重力可能对实验造成了影响．如果这个卡片无法更换，我们可以把这个卡片剪得小一点以减小重力，或者通过增加钩码的重力的方法来减小卡片重力对实验的影响．
（2）小明进行实验时，在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度（如图乙所示），你认为能不能用小明的装置进行实验．答：能．
15．如图所示对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能减少
5．小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱内部，当水温低于设定温度t℃时自动闭合，达到t℃时自动断开；Rl和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝．使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作．电热水器部分参数如表所示：[水的比热容为4.2×l03J/（kg℃）]．
额定电压220 V
频率50 Hz
保温功率110 W
加热功率1 870 W
水箱容量50 L
设定温度t℃
（1）将初温20℃的一满箱水加热至设定温度，水吸收的热量是4.2×l06 J，则设定温度是多少？
（2）假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min，则电热水器的效率是多少？
12．下列关于光现象的说法中，正确的是（　　）
A．光与镜面成30度角射到平面镜上时，其反射角为30度
B．荧光验钞是利用可见光中的蓝光使钞票升高那的荧光物质发光从而辨别真伪的
C．小孔成像是光的直线传播引起的
D．筷子斜插入装满水的碗中，我们可以观察到筷子在水中的部分会向下偏折
9．如图是一种电热暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及加热元件等．使用前要先给暖手宝通电加热，假设所消耗的电能有70%转化为水的内能，则在额定电压下，水由15℃加热至自动断电，此过程中消耗的电能是3×105J，所需要的加热时间为600s．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]．
10．市环保局研究表明：机动车的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”．“减少污染排放，还我一片蓝天”成为每一个公民的责任．
措施一：有关部门针对“节能减排”采取引进太阳能路灯，分布在部分绿地和大街两旁．如图所示的路灯用新型环保（无汞）LED节能灯，又称冷光灯，将电能直接转化为光能
（1）从能的转化角度分析 LED灯较白炽灯节能的原因是LED灯将电能直接转化为光能，减小能量损耗，而白炽灯将电能转化为光能和热能．
（2）根据“路灯系统说明”计算：电池充满电后可以工作12小时，这期间消耗多少电能？

措施二：将汽车由燃烧汽油、柴油等改为使用电力，是从源头减少“霾”的重要措施．某款以磷酸铁锂电池为动力的电动汽车，其电池部分技术参数如表所示．
电池类型电池标准容量/安•时充电电压/伏充电时间/时
磷酸铁锂2003803.8
（3）给这款电动汽车充电，则充电机的正常输出功率为多少？
（4）若电动车以54千米/时的正常速度匀速行驶时的输出功率是36千瓦，计算此时的阻力．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网