三、计算题
9.底面积为300cm2不计厚度的平底圆柱形容器装有适量的水,放置于水平桌面上。
现将重为12N,体积为2000cm3的木块A轻轻放入容器内的水中,静止时如图甲所示,若将一重为18N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),忽略绳重及其体积,求:
(1)甲图中物体A受到的浮力;
(2)从图甲到图乙,容器对桌面增加的压强;
(3)物体B的密度。
10.如图甲所示,A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体,浸没在盛有水的薄壁圆柱形容器中,容器底面积是正方体下表面积的4倍,现在沿竖直方向缓慢匀速拉动绳子,开始时刻,A的上表面刚好与水面相平,A、B之间的绳子绷直,B在容器底部(未与容器底部紧密接触),A上端绳子的拉力是F,F随A上升的距离h变化的图像如图乙所示,除了连接A、B间的绳子承受拉力有一定限度外,其它绳子不会被拉断,绳的质量和体积忽略不计,求:
(1)正方体A的体积;
(2)正方体B的密度;
(3)整个过程中,水对容器底部压强的最小值。
11.如图甲所示,原长x0=16cm的弹簧,下端固定在容器的底部,上端与一正方体相连,正方体重G=48N,向容器中慢慢注入某种液体,弹簧的长度x随液体深度h的变化关系如图乙所示,正方体有一半浸没在液体中时,弹簧恰好处于原长。
在弹性限度内,弹簧的弹力F与其形变量x间的关系F=kx,忽略弹簧的质量和体积,g取10N/kg,求:
(1)k的值;
(2)正方体的密度;
(3)正方体上表面刚好与液面相平时,容器底部所受液体的压强。
12.如图所示,不吸水的长方体A和正方体B通过轻质细线连接在一起。
水平桌面上的柱形容器重为8N、底面积为200cm2、高为33cm。
已知GA=10N,GB=15N,A的底面积SA=100cm2,高度hA=20cm;B的边长、连接A和B的细线长以及B的下表面到容器底的距离均为10cm。
求:
(1)A的密度;
(2)向容器中缓慢加入5kg的水,此时容器底部受到水的压强;
(3)在
(2)问的基础上,剪断A上方的细线,将A、B缓慢放入水中,静止后容器对水平桌面的压强。
四、实验题
13.某物理小组想用弹簧测力计、物体、烧杯和水探究“浮力的大小与哪些因素有关”,如图所示。
请根据图示回答问题:
(1)图乙中弹簧测力计的读数是________N,此时物体受到的浮力大小为______N;
(2)由图中的______两幅图可知,物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;由图中的丙、丁两幅图可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);此次实验采取的实验方法是______;
A.模型法B.控制变量法C.等效替代法
(3)在实验探究过程中,小明发现浸没在盐水中弹簧测力计示数为0.9N,他推算出盐水的密度为______;
(4)爱思考的小明认为:
如果在弹簧测力计1N的位置标上水的密度,在弹簧测力计0.9N的位置标上盐水的密度,再把该物体分别浸没在密度不同的液体中,按照上述方法分别标上密度值,就可以把弹簧测力计改成一个液体密度秤,该密度秤测得最大密度值应该是______。
(5)小聪受上面实验的启发,用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签,进行了如图所示的操作。
小聪利用这些数据计算出木块的密度为______,爱思考的小明却提出不同的看法,认为木块浸入水中后会吸水(木块吸水后不考虑其体积变化),所以小聪测得的木块密度值应该比真实值______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
五、填空题
14.如图所示,水中有一支长14cm、底部嵌有铁块的蜡烛,露出水面的长度为1cm。
点燃蜡烛,至蜡烛熄灭时,水对容器底部产生的压强__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
熄灭时蜡烛所剩长度为__________cm。
(蜡的密度为0.9g/cm3)
15.如图所示,底面积100cm2,高为15cm的不计质量的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1000cm3水,将一个重3N,高为10cm的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后竖直浸入水中,当物体A刚好浸没在水中时,弹簧测力计的读数为2N,物体A的密度为_______kg/m3;物体A恰好浸没时,容器对桌面的压力为_______N;把刚好浸没在水中的物体A竖直往上缓慢提升4.5cm后,使物体A保持静止,则此时弹簧测力计的读数为_______N。
16.如图甲所示,一个底面积为200cm2、重为10N且足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上,现将一个边长为10cm的正方体实心物体M(不吸水)挂于弹簧下端并置于柱形容器内,弹簧上端固定不动,现在向容器中缓慢注水,弹簧弹力大小与注水体积的变化图象如图乙所示,则当物块M刚好漂浮时加水质量为_________kg,图乙中从A到B的加水过程中,水对容器底部的压强变化量为______________Pa。
(不计弹簧的质量和体积,弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化1N,且弹簧在弹性限度内变化)。
17.如图所示,为某一校园厕所自动冲厕器的供水水箱,水箱顶部为一个压力传感器开关,A、B为两个配重的圆柱体用细线与压力传感器开关相连。
已知:
水箱底面积为0.5m2,高50cm。
当压力传感器受到竖直向下的拉力为10N时闭合,水泵从进水口向水箱注水;当拉力为4N时断开,停止注水。
两相同圆柱体底面积40cm2,高12cm,重为6N。
要求水箱内储水量为200L时停止注水,当储水量剩余40L时开始注水。
求满足上述条件下,上面绳子长度________cm和下面绳子长度_______cm。
18.如图甲所示,一个金属圆柱体A,上表面与细线相连,底部贴有压力传感器(不计质量和体积),连接电脑后可显示传感器所受压力大小。
图乙是某次将圆柱体A从下表面接触水面到匀速放入容器底部直到触底,压力传感器所受压力F与时间t的关系图像。
则圆柱体A完全浸没时所受浮力为______N,圆柱体A的密度为______kg/m3。
19.如图,甲、乙两个实心圆柱体,甲的重力为4N,乙的重力为6N,甲的高度为20cm,乙的高度为10cm,甲、乙的横截面积均为40cm2,现格甲、乙两物体间用重力可忽略的细线串接起来放入容器的水中,甲有一部分露出面,ρ水=1.0×103kg/m3,取10N/kg则:
细绳对乙物体的拉力是____________N,甲露出水面部分的高度____________cm,剪断中间的细线后,水对容器底部的压强将____________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
20.将一个小物块完全放入容积为200mL的烧杯,向杯中加入128g水或96g酒精都恰好能将烧杯装满,小物块的体积为_______cm3,密度为______kg/m3,在酒精中静止时所受浮力为________N。
(g=10N/kg,酒精的密度为0.8×103kg/m3)
21.有质量相同的两个实心球,其密度分别为水的密度的4倍和5倍,把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端,然后将两球完全浸没在水中,此时两球所受浮力之比为_________,两弹簧测力计的示数之比为_________。
22.如图甲所示,用同种合金