题目内容

1．如图所示，弹簧测力计下方挂一实心圆柱体，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．右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．下列计算中错误的是（　　）
A．圆柱体的重力为12N
B．圆柱体浸没时受到的浮力为8N
C．圆柱体的密度为1.5×103kg/m3
D．圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强为700Pa

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．
（4）物体在液体中受到的压强与物体浸入液体的深度有关，根据浸入液体的深度计算液体压强的大小．

解答 解：A、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．故A正确；
B、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．故B正确；
C、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．故C正确
D、由图象可知，不考虑水面上升，圆柱体在刚浸没时，物体又下降4cm，则下表面所处的深度为h=4cm=0.04m，
因此刚浸没时下表面受到的液体压强P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa．故D错误．
故选D．

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．

练习册系列答案
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11．阅读短文，回答问题：
  浩瀚的海洋占据了地球表面积的71%，深度丰富的石油蕴藏、堆积着无数的锰团以及其他资源吸引着一些工业发达国家相进行海洋开发事业，深潜技术是进行海洋开发的必要手段，它是由深潜器、工作母船（水面支援船）和陆上基地所组成的一个完整的系统，深潜器是其关键部分．
“蛟龙号”载人潜水器是一艘由中国自行设计的深潜器，“蛟龙号”载人潜水器主要技术指标包括：长宽高为8.2米×3.0米×3.4米；空气中质量不超过22吨；有效负载220公斤（不包括乘员质量）；最大下潜深度7000米，速度为最大25节，巡航1节；载员3人；生命支持，正常：3×12人时，应急：3×84人时，正常水下工作时间：12小时．
  中国是继美、法、俄、日之后世界上第五个掌握大深度载人深潜技术的国家．在全球载人潜水器中，“蛟龙”号属于第一梯队．
“蛟龙号”载人潜水器主要技术特点有四：一是在世界上同类型的载人潜水器中具有最大下潜深度7000米，这意味着该潜水器可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域使用；二是具有针对作用目标稳定的悬停定位能力，这为该潜水器完成高精度作用任务提供了可靠保障；三是具有先进的水声通信和海底微地形地貌探测能力，可以高速传输图象和语言，探测海底的小目标；四是配备多种高性能作用工具，确保载人潜水器在特殊的海洋环境或海底地质条件下完成保真取样和潜钻取芯等复杂任务．
（1）常规潜艇外壳绝大部分选用钢材，而载人深潜艇器的球壳则采用钛合金，可见钛合金比钢材具有更高的强度（填物质的一种物理属性）．
（2）载人潜水器在水下行驶的过程中，利用声纳系统对目标进行探测、定位和通信，声纳系统是利用超声波实现通讯的．
（3）已知1节=1海里/时=1.852公里/小时，则“蛟龙号”潜水器的最大速度为12.86米/秒（保留小数点后两位）
（4）当“蛟龙号”潜水器在下潜过程中，“蛟龙号”受到海水对它的压强不断增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）若正在水下匀速下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22吨，请你由此估算潜水器的体积约为22m3（海水密度近似取1.0×103kg/m3）．
（6）在需要紧急上浮时，潜水器可以抛掉随身携带的压载铁，试分析匀速下潜的“蛟龙号”潜水器抛掉压载铁后，潜水器在水中的运行情况．潜水器抛掉压载铁后先向下减速下降，当潜水器下潜到速度减为零后又加速上升．
12．如图是一个上肢力量健身器示意图，D是动滑轮，重为200N；柱形配重A的质量为270kg，底面积是800cm2；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH=2：5．当运动员将配重A匀速提升0.1m时（忽略杠杆重、绳重及摩擦，取g取10N/kg）．求：
（1）配重A受到的重力．
（2）人对杠杆做的功．
（3）当人用260N的拉力向下拉杠杆时，配重A对地面的压强．
9．在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.6N，当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数是6.4N，求该零件的体积．
16．关于足球受力与运动的关系，下列说法正确的是（　　）
A．足球只有受力才能运动
B．足球受平衡力，一定处于静止状态
C．足球的运动状态改变，一定受力的作用
D．足球静止在地面时，对地面的压力与地面对足球的支持力是一对平衡力
6．一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为1500N，速度为72km/h．
（1）求牵引力在10min内所做的功．
（2）若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率P=Fv．
13．2014年5月17日，国外媒体报道了我国最先进的“翼龙”无人机出口沙特的消息，引起了人们对中国无人机的关注．翼龙无人机机身重量1.1吨，翼展14米，机长9米，最大升空高度5300米（16400英尺），其他参数如表格所示．
最大飞行速度280千米/时
正常巡航速度160千米/时
最大续航时间20小时
最大续航航程4000千米
最大载荷量200千克
最大载燃油量300千克
（1）翼龙无人机头部设计成流线型，且表而复合材料极其光滑，目的是什么？
（2）翼龙无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上蓄势待发，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04米2，无人机对水平跑道的压强多大？
10．你知道吗？茶文化中有许多的物理知识（如图）例如：
（1）壶嘴与壶身相通，构成一个连通器；
（2）茶壶的盖子上有一个小孔，大气压通过这个小孔作用到壶内的液面上，壶中的水便容易倒出来；
（3）茶夹（木制镊子）是费力杠杆．（填“省力”或“费力”）
11．“绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘．水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香．”这是唐代诗人高骈的诗作《山亭夏日》，堪称文学与科学完美结合的典范，全诗四句皆与物理知识有关．请你分别写出下面每句的重点画线字词所对应的物理知识．
诗句相应的物理知识
绿树阴浓夏日长
水晶帘动微风起
满架蔷薇一院香

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