【題目】如圖甲所示,放在水平桌面上的圓柱形容器的底面積為100cm2 , 裝有20cm深的水,容器的質量為0.02kg,厚度忽略不計.A、B是由密度不同的材料制成的兩實心物塊,已知B物塊的體積是A物塊體積的 .當把A、B兩物塊用細線相連放入水中時,兩物塊恰好懸浮,且沒有水溢出,如圖乙所示,現(xiàn)剪斷細線,A物塊上浮,穩(wěn)定后水對容器底的壓強變化了60Pa,物塊A有 體積露出水面.已知水的密度為1.0×103kg/m3 , g取10N/kg.試求:
(1)如圖甲所示,容器對水平桌面的壓強;
(2)細線被剪斷后水面的高度差;
(3)A、B兩物塊的密度.

【答案】
(1)解:圓柱形容器內水的體積:

V=Sh=100cm2×20cm=2000cm3,

由ρ= 可得,水的質量:

mV=1.0g/cm3×2000cm3=2000g=2kg,

容器對水平桌面的壓力:

F=G=(m+m)g=(0.02kg+2kg)×10N/kg=20.2N,

容器對水平桌面的壓強:

p= = =2020Pa;

答:如圖甲所示,容器對水平桌面的壓強為2020Pa;


(2)解:由p=ρgh可得,細線被剪斷后水面的高度差:

△h= = =6×10﹣3m=0.6cm;

答:細線被剪斷后水面的高度差為0.6cm;


(3)解:細線被剪斷后A漂浮,物塊A有 體積露出水面,則V排A= VA,

因物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等,

所以,由F=ρgV和G=mg=ρVg可得:

ρgV排AAVAg,

則ρA= ρ= ×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3;

物塊A有 體積露出水面,則A露出水面的體積和容器內減少水的體積相等,即 VA=S△h,

則物體A的體積:

VA=4S△h=4×100cm2×0.6cm=240cm3,VB= VA= ×240cm3=30cm3

剪斷細線前,AB兩物塊恰好懸浮,則

ρg(VA+VB)=ρAVAg+ρBVBg,

B物體的密度:

ρB= ρ ρA= ×1.0×103kg/m3 ×0.75×103kg/m3=3×103kg/m3

答:A物塊的密度為0.75×103kg/m3,B物塊的密度為3×103kg/m3


【解析】(1)根據(jù)V=Sh求出圓柱形容器內水的體積,根據(jù)ρ= 求出水的質量,容器對水平桌面的壓力等于容器和水的重力之和,根據(jù)F=G=mg求出其大小,利用p= 求出容器對水平桌面的壓強;(2)知道剪斷細線后水對容器底的壓強變化量,根據(jù)p=ρgh求出細線被剪斷后水面的高度差;(3)細線被剪斷后A漂浮,由物塊A有 體積露出水面可求排開水的體積,根據(jù)漂浮條件和FgV、G=mg=ρVg得出等式即可求出A的密度;物塊A有 體積露出水面,則A露出水面的體積和容器內減少水的體積相等,據(jù)此求出A的體積,進一步求出B的體積;剪斷細線前,AB兩物塊恰好懸浮,根據(jù)FgV、G=mg=ρVg得出等式即可求出B物體的密度.
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解壓強的大小及其計算的相關知識,掌握壓強的計算公式及單位:公式:p =F/s ,p表示壓強,F(xiàn)表示壓力,S表示受力面積壓力的單位是 N,面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡,記作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡單位很小,一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa),以及對阿基米德原理的理解,了解阿基米德原理:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力.這個規(guī)律叫做阿基米德原理,即 F= Ggv

練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】閱讀短文,回答問題。

上周日,學校組織八年級全體同學去南郊風景區(qū)春游,同學們玩得很開心。八年級(3)班的張?zhí)裉裢瑢W回到家后覺得口很渴,倒水時發(fā)現(xiàn)熱水瓶里面已經(jīng)空了,于是她就拿出水壺,倒入小半壺自來水,放到煤氣灶上用大火加熱。幾分鐘后,水開了,壺口處冒出大量白氣。張?zhí)裉耜P掉煤氣灶后取下水壺,水逐漸停止沸騰。當她向水瓶中灌水時,壺口處的水忽然又沸騰了,水花四濺,差點兒濺到自己身上。張?zhí)裉駠樍艘惶⒖虒⑺畨胤畔。過了好一會兒才拿起水壺向水瓶中灌水,這次沒有出現(xiàn)剛才的沸騰現(xiàn)象。張?zhí)裉裢瑢W覺得很奇怪,把這事告訴了在學校教物理的爸爸。爸爸聽了以后,笑著對恬恬說,你已經(jīng)開始學物理了,最好自己來探究這個問題。在爸爸的指導下張?zhí)裉裢瑢W進行了實驗探究,結果如下。

表一

表二

發(fā)現(xiàn)原來已經(jīng)不沸騰的水發(fā)生突然沸騰的現(xiàn)象,只有在同時滿足以下條件時才會出現(xiàn):水量比較少(半壺水);②用大火燒開水,水開后立即灌入水瓶。張?zhí)裉裢瑢W根據(jù)實驗結果并結合液體沸騰的條件,終于得到了水在灌入水瓶時再次沸騰的原因。通過這次活動,張?zhí)裉裾J識到物理與生活實踐聯(lián)系很密切。聯(lián)系生活實際,多觀察,多實驗,不但可以解決實際問題,而且能培養(yǎng)自己的學習興趣。

(1)“幾分鐘后,水開了,壺口處冒出大量白氣’!其中的白氣________(選填氣態(tài)液態(tài)”)的;白氣的形成先后經(jīng)過的物態(tài)變化是先________________。

(2)液體沸騰需要滿足的條件是________________、________________。液體沸騰后,繼續(xù)加熱,液體溫度將________。

(3)原來已經(jīng)不沸騰的水在灌入水瓶時再次沸騰的原因是什么?___________________。

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【題目】如圖所示的電路中,電源電壓不變,將滑片P向左移動的過程中,示數(shù)始終不變的電表是 . 當滑片P移至左端時,斷開電鍵S,電壓表V示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值將(選填“變大”、“不變”或“變小”).

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【題目】如圖所示,高為0.3m的圓柱形容器內盛有0.1m深的水.現(xiàn)將一密度為2×103kg/m3 , 底面積為S0m2 , 高為0.15m的圓柱形物塊豎直放入水中,已知容器底面積為物塊底面積的5倍,則物塊靜止在水中時(物塊與容器底不密合),物塊受到的浮力為N,水對容器底的壓力為N(水的密度為1.0×103kg/m3 , g取10N/kg).

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【題目】“可燃冰”是未來潔凈的新能源.2017年5月,我國首次可燃冰試采成功.可燃冰具有熱值大,能直接點燃等特點,她的熱值約為5.9×109J/m3 . 問完全燃燒1m3的可燃冰能使質量約為多少kg的20℃的水溫度升高到100℃?(水的比熱容為4.2×103J/(kg℃))

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【題目】某導體兩端的電壓為9伏,10秒內通過該導體橫截面積的電荷量為6庫,通過該導體的電流為安,這段時間內電流做功為焦.若將該導體兩端的電壓調整為12伏,其電阻為歐.

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【題目】在“探究平面鏡成像的特點”實驗中,玻璃板應放置在水平桌面上;為得到像與物體到鏡面的距離關系,物體需放在位置多次實驗(選填“同一”或“不同”),如圖所示,在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗中,凸透鏡置于光具座的A點處,蠟燭、應置于凸透鏡的兩側,若蠟燭置于B點處,得到縮小的實像,則該凸透鏡的焦距10厘米(選填“大于”、“等于”或“小于”).

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【題目】如圖所示的情景,是研究蒸發(fā)快慢與哪些因素有關的探究過程,這個探究方案中

①圖A.是研究蒸發(fā)快慢與液體表面積大小的關系

②圖B.是研究蒸發(fā)快慢與溫度高低的關系

③圖C.是研究蒸發(fā)快慢與液體表面附近氣流的快慢關系

④整個過程中是利用“控制變量法”和“對比法”進行探究的

以上說法正確的是( )

A. 只有①② B. 只有③④ C. 只有①②③ D. ①②③④均正確

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,薄壁圓柱形容器置于水平地面,容器的底面積S=8×10﹣3m2 , 容器高0.2m,內盛0.17m深的水.A1和A2為兩個均勻實心立方體物塊(不吸水),A1的質量為0.185kg,A2的體積為3.2×10﹣4m3 , (已知ρ=1.0×103kg/m3 , g取10N/kg).
(1)水對容器底部的壓力為多少?
(2)將A1釋放,沉浸在水中,靜止后受到容器底對它的支持力為0.6N,求A1的體積.
(3)只將A2緩慢浸入在水中,當水對容器底部的壓強最大時,A2的密度至少為多少?

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