题目内容

18．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中．如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变化关系的图象．（g取10N/kg）下列说法正确的是（　　）
A．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为700Pa
B．圆柱体受到的重力是12N
C．圆柱体受到的最大浮力是4N
D．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3

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）下降高度3cm时，下表面接触水面，下降7cm时，圆柱体刚好浸没水中，这时水面上升，圆柱体下表面距水面距离是4cm，由p=ρgh可计算，下表面受到水的压强．
（2）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．
（3）由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，为最大值．
（4）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，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．

解答 解：A、下表面受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa，故A错误；
B、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B正确；
C、由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N．故C错误；
D、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．
又∵F浮=ρ水gV排
∴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D正确．
故选BD．

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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6．上海地区家庭电路的电压为220伏，电视机与空调是并联连接的（选填“串联”或“并联”）；额定功率为1千瓦的空调正常工作2小时，耗电2度．
13．实验室购买了一批规格为“2.5V  0.8W”的小灯泡，小明同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，小明同学设计了如图甲所示的电路图．实验中各元件完好，电源电压保持不变．

（1）请根据小明设计的电路图把图乙实物图连接完整．
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是C（选填字母序号）．
A．检查电路是否断路
B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）小明移动滑动变阻器得到了一组电压和电流的数据，填入他自己设计的表格
次数电压U/V电流I/A电功率P/W平均电功率P/W
120.34
22.50.4
330.44
①请指出这个表格设计不合理的地方设计了平均电功率一栏．
②分析这组数据，小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是电压为2.5V时的实际功率为1W大于额定功率0.8W．
③假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度小于（选填“大于”或“小于”）合格产品小灯泡钨丝的长度．
3．如图所示的四幅实验装置图，能反映发电机工作原理的是（　　）
A．B．C．D．
10．为了探究“浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开的液体所受的重力”的关系，某同学设计了如图所示的探究过程，请根据图形提示，完成下列填空：

（1）与A图比较，C图中弹簧秤的示数会变小，其原因是金属块受到水的浮力，浮力的方向是竖直向上．
（2）图C和图D中金属块所受的浮力不同，这是由于排开水的体积不同或排开水的重力不同的原因引起的．
（3）选用其他液体多次实验后，可得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力大小等于物体排开液体所受的重力或G排．
（4）浸没在水中的金属块匀速向下运动过程中，金属块所受的浮力不变（选填“变小”、“变大”或“不变”），该实验还可以说明浮力与物体浸没的深度无关．
（5）金属块的密度是4×103kg/m3．
7．下列估测值最接近实际的是（　　）
A．九年级物理课本长约26cmB．某中学生体重约为50N
C．人步行速度约5m/sD．人的正常体温约40℃
8．人沿水平方向拉牛，但没有拉动．下列说法正确的是（　　）
A．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
B．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
C．绳拉牛的力小于牛拉绳的力
D．绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力

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