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【备考2020.难点直击】科学二轮复习 (物理) 密度、浮力、压强计算
一、密度计算
1.一只烧杯盛满水时的总质量为250克,往该杯中放一小石块,石块沉没于水中,杯中水溢出了一部分。这时杯中水和石块质量是300克,然后再小心取出杯中石块,称得这时杯与水的总质量为200克。求:
(1)溢出水的体积是多少?
(2)石子的质量是多少?
(3)石子的密度是多少?
2.泡沫钢是含有丰富气孔的钢材料,可作为防弹服的内芯,孔隙度(用字母Φ表示)是指泡沫钢中所有气孔的体积占泡沫钢总体积的百分比。已知钢的密度为7.9×103kg/m3 , 一块质量为0.79kg,边长为1dm的正方体泡沫钢。(空气的质量忽略不计)
试求:
(1)这块泡沫钢的体积为多少?
(2)这块泡沫钢的孔隙度是多少?
3.小华家的晒谷场上有一堆稻谷,体积为4.5m3 , 为了估测这堆稻谷的质量,他用一只空桶平平地装满一桶稻谷,测得桶中的稻谷的质量为10kg,再用这只桶装满一桶水,测得桶中水的质量为9kg,求:
(1)桶的容积是多少?
(2)稻谷的密度是多少?(保留小数点后两位小数)
(3)这堆稻谷的总质量约为多少吨?
4.? 2016年9月29日,世界第一辆镁合金轻量化电动客车在山东下线。这辆长8.3米、24座的电动客车车身骨架全部采用镁合金材料。镁合金材料的密度大大小于一般汽车的车身材料。
据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自身质量,汽车自身质量每降低100kg,每百公里油耗可减少0.6L左右,每节约1L燃料可减少CO2排放2.5kg。该款型号汽车原来使用的是质量高达1027kg的钢质外壳(钢的密度为7.9g/cm3),若替换成等体积的镁合金
材质,质量可减小780kg。请计算:
(1)镁合金材料的密度是多少?
(2)改装后的汽车以80km/h的速度正常行驶5h,大约能少排放多少质量的CO2?
5.气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:
①如图甲,将一打足气的足球,放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为426毫升。
②如图乙,将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中,用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,同时调整量筒的位置,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时,停止排气。共排气10次。
③如图丙,拔除气针和乳胶管,把排气后的足球放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为420毫升。
(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是________。
(2)根据测得的数据,计算实验室中空气的密度。
6.如图所示是一个自制密度秤,其外形与杆秤类似。装秤钩的B处吊着一个体积为50cm3、密度为6g/cm3的均匀合金块,提纽位于O处,质量为100g的秤砣放在A处时,秤杆恰好水平平衡(图甲)。把合金块浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
(1)在图示甲位置平衡时,整个装置的总重心位于________。(填“A处”“O处”或“AO之间的某一位置”)
(2)当测量水的密度时,将合金块浸没在水中,秤砣移到C处时密度秤水平平衡,如图乙所示。现在向水中加入一定量的食盐,则秤陀向________(填“左”或“右”)移才能使密度秤再次在水平位置平衡。
(3)若测量液体的密度时,合金块没有完全浸没,则测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)现将合金块浸没于某一种液体中,秤砣移到D位置时密度秤水平平衡,测得OB=20cm,CD=2cm,求该种液体的密度。
7.阅读短文,回答问题
世界上最轻的固体--“碳海绵”
? 2013年3月19日,浙江大学高分子系高超教授的课题组向人们展示了神奇的“碳海绵”。一个由这种材料组成的8立方厘米大小的物体可以放在一朵花上,而花瓣完全不会变形,如图所示。“碳海绵”是世界上最轻的固体。它是一种用石墨烯制造出的气凝胶,每立方厘米的质量只有0.16mg,比氯气还要轻,约是体积同样大小的氢气质量的两倍。
? “碳海绵”可任意调整形状,弹性也很好,体积被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂有超快、超高的吸附力,是已被报道的吸油力最强的材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,但“碳海绵”能吸收250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水。“碳海绵”这一特性可用来处理海上原油泄漏事件-把“碳海绵”撤在海面上,就能把漏油迅速吸进来,因为有弹性,便于把吸进的油挤出来回收,“碳海绵”也可以重新使用,另外,“碳海绵”还可能成为理想的储能保温材料、催化剂载体及高效复合材料,有广阔的应用前景。
?
(1)“碳海绵”是世界上最轻的固体这里的“轻”实际上是指它的________小。
(2)“碳海绵”可任意调整形状,体积被压缩80%后仍可恢复原状。说明它具有很________(选填“高”或“低”)的弹性。
(3)“碳海绵”可用来处理海上原油泄漏事件,是因为它具有________这一特性。
(4)请计算出这种“碳海绵”的密度?
(5)请计算出图中花上“碳海绵”的质量?
二、浮力计算
8.有一个足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体,底面积0.8米2 , 高5米,密度0.7×103千克?米3。(g取10牛/千克)
(1)未向池内注水,圆木对池底的压力和压强分别为多大?
(2)向水池内注水,在水位到达1米时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大?
(3)当向水池内注水深度达到4米时,圆木受到的浮力又为多大?
9.?如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体.弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示:(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体始终没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
10.某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置,它的底部较重,可以竖直漂浮在水面,总质量为0.21kg、底面积为3×10-3m2 , 不放物体时,在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线,如图。请解答下列问题:(g取10N/kg)
(1)不放物体时,该装置所受的浮力是多大?
(2)如图所示,在该装置中放入一个体积为1.5×10-5 m3的物块A,它的底部在水面下的深度h=0.11 m。此时,该装置受到的浮力是多大?与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克?
(3)物块A的密度是多少?
11.小明同学对一个金属块进行了两次测量:第一次如图(甲)所示,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为2.7N。第二次如图(乙)所示,让金属块浸没在盛水的杯子中,这时弹簧测力计的读数为1.7N。(g取10N/kg)
金属 金 铜 铁 铝
密度(×103kg/m3 19.3 8.9 7.9 2.7
(1)求金属块在水中受到的浮力。
(2)求金属块的体积;
(3)通过进一步计算,结合下表所列的“某些金属的密度”,说明金属块是何种金属。
12.已建成的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成,隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示。建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设某一节密封的长方体沉管的长、宽、高分别是180m、35m和10m。(海水的密度取1.0×103kg/m3)
(1)在对密封沉管灌水使其下沉到海底的过程中,其下表面受到海水的压强大小将________(选填“变小”、“不变”或”变大”)
(2)在对密封沉管灌水使其下沉过程中,当上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水为3×106kg,计算整个密封沉管受到的浮力是多少?原沉管的质量是多少?
13.如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为6N、边长为10cm的立方体物块M(开始时容器内无水)。已知容器高20cm,物块M与容器底部不密合,且M底部与容器底部之间用一段5cm长的细线相连,假设细线足够牢固。现以5ml/s的恒定水流向容器内注水,当注水时间t=130s时,可画出容器中水的深度h随注水时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题:
(1)当t=130s时,物块在水中的状态是________。(选填“完全浸没”或“部分浸入”)
(2)当t=130s时,水对容器底部的压力大小是________N.
(3)图乙中a的值是多少?(要求写出计算过程)
(4)持续以原来的流速向容器内注水,则当t=________s时容器恰被注满。
(5)上述过程中容器内的深度h与注水时间t的关系最符合下列哪个选线(假设物块始终保持水平)?________(选填字母代号)
14.如图是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D,物体A、B以及轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连,物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在水平位置平衡,且MO:MN=1:3。物体B受到的重力为100N,A的底面积为0.04m2 , 高1m。当物体A恰好浸没在水中时,物体B对电子秤的压力为F1;若水位下降至物体A恰好完全露出水面时,物体B对电子秤的压力为F2 , 已知:F1﹕F2=6﹕1。滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求:
(1)物体A完全浸没时,A受到的浮力F浮。________
(2)物体A的密度ρA。________
(3)当物体A有部分浸入水中时,如果把细绳由N端向左移动到N′处,电子秤的示数恰好为零,NN′:MN=1﹕6,此时物体A浸在水中的体积V浸。________
15.小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度.(g取10N/kg)
①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号.
②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中.
③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中.
④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中.问:
(1)铁皮罐的体积有多大?
(2)铁皮罐和沙石的总重有多大?
(3)盐水的密度有多大?
上周学校购买了一批水龙头,据商家说其材料铜质的,实验室的老师组织九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。他们把一个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上,在空气中测得它的重力为1.6N,再把这个水龙头浸没在水中,如图所示,这时弹簧测力计的读数为1.4N(ρ铜=8.9×103kg/m3, g=10N/kg)。求:
每个水龙头的质量是多少?
(2)这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大?
(3)这批水龙头的密度是多少?商家的说法是否正确?
17.下表为硫酸密度与硫酸溶液中的溶质的质量分数对照表(20℃)
密度(g/ml) 1.01 1.07 1.14 1.22 1.30 1.40 1.50 1.61 1.73 1.81 1.84
质量分数(%) 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 98
有一物块A,其体积为250cm3,密度为1.30g/cm3。一只容器中盛有某硫酸溶液5千克,将物块A放入该溶液中静止后如图所示,此时物块A有2/15的体积露出液面。
(1)求物块A静止时受到的浮力大小?
(2)求这种硫酸溶液的溶质质量分数是多少?
(3)要使物块A全部浸入溶液中,至少需要往容器中加水多少千克?(容器足够大,加水后溶液不溢出。)
三、压强计算
18.小柯将轻质塑料挂钩(质量不计)的吸盘压在玻璃餐桌的下表面,测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为5厘米2,同时将盛水塑料桶挂到挂钩上,如图所示。
(1)在塑料吸盘未挂塑料桶时,若吸盘是紧压在玻璃餐桌下表面的,则吸盘所受的力是________和________。
(2)若当时大气压强为1.0×105帕,则吸盘最多能挂多重的盛水塑料桶?
(3)实际操作中,当小明把重为40牛的水桶挂到挂钩上时,吸盘却被拉掉了。你认为是什么原因造成的呢?
19.高压锅的锅盖上有一个排气管,排气管上戴着一个“帽子”为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小,从而保证其安全使用。小明家有一高压锅,部分参数如下表:
锅盖直径 排气管横截面积 锅内气体的最大压强
24cm 10mm2 2.01×105Pa
昨天(标准大气压下),奶奶准备做饭时,却一时找不到限压阀,于是从邻居家借来一个限压阀。小明想能否这样做呢?于是进行了有关分析,他测得邻居家限压阀的质量为80克,请你通过计算帮小明分析:(g=10N/kg)
(1)如果用邻居家限压阀,则高压锅内气体可能达到的最大压强为多大?
(2)如果你是小明,你觉得能否选用邻居家的限压阀?并说明理由。
(3)小明家高压锅的限压阀质量应是多少?
20.家庭常用的高压锅(图甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好,图乙是高压锅的结构示意图,它的盖子上有三个气孔,带有活塞的气孔 1 使锅内与外界连通,此时锅内气压与外界大气压相等(外界大气压为 1.0×10 5Pa)。当锅内温度升高至 100℃时,锅内气体会把气孔 1 的活塞顶起,这时锅被密封。锅内温度继续升高,气体压强增大,当压强增至最大值时,气体就会冲开气孔 2 上的限压阀。气孔 3 正常情况下无作用,图乙未画出。设锅内气压每增加 5×10 3Pa,水的沸点相应增加 1℃。(g=10N/kg)
(1)此高压锅限压阀的质量为 100g,气孔 2 的面积为 10mm2 , 则锅内的最高温度可达到多少?
(2)经商品质量检验部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过 1.8×10 5Pa,要使此高压锅能继续安全使用,应配一个质量为多大的限压阀?
21.如图所示,高为 0.3 米、底面积为 0.02 米2的薄壁圆柱形容器 A 置于水平地面上,容器内装有重为39.2牛、深度为0.2米的水。
(1)求水对容器底的压强p水 ;
(2)若容器重为10牛,求容器对水平地面的压强p容;
(3)现将底面积为 0.01 米2的实心圆柱体 B 竖直放入容器 A 中,水恰好不溢出,此时容器 A 对地面的压强增加量 Δp 容恰好等于水对容器底的压强增加量 Δp 水,求圆柱体 B 的质量 m。
22.如图1,一只底小口大的杯子(上下底均密封),底面积S1为20厘米2 , 底面积S2为30厘米2。杯内盛有质量为230克,深h为10厘米的水。此时杯底S1受到水的压力为F1 , 杯底S1受到水的压强为p1。已知液体内部压强大小可用公式p=ρgh计算,其中ρ为液体密度(单位为千克/米3),h为处于液体中的深度(单位为米)。
(1)F1的大小为________牛。
(2)请对F1与杯内水的重力G之间的大小关系作一对比,并对它们之间的大小关系作出合理的解释。________
(3)如果将该杯子倒置(如图2),杯底S2受到水的压力为F2 , 杯底S2受到水的压强为p2 , 则p1________p2 , F1________F2。(以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)
23.传统的电车要由两条“辫子”供电,行驶中容易掉“辫子”,已逐渐被淘汰。我国最新研发的超级电容储能式新型电车,没有传统电车的“辫子”,可在乘客上下车的短时间内充满电,还可以把刹车时减小的机械能转化成电能回收储存再利用。
某型号新型电车的有关技术参数如下表:
空车质量(千克),10000,???????????? 满载乘员数(人),80
满载时轮胎与地面接触总面积(厘米2),5000,??? 最大车速(千米/时),80
(1)大型客车的轮胎都较宽,其目的是________。
(2)假设每位乘员的质量为60千克,新型电车满载停在水平路面时,对路面的压强有多大?(g取10牛/千克)
24.实心长方体甲和长方体乙分别放置在水平地面上(如图1)。甲的质量为12千克,密度为0.6×103千克/米3 , 底面积为4×10-2米2。乙的质量为5.4千克,底面积为6×10-2米2。
求:
(1)图1中,长方体中对水平地面的压力。
(2)图1中,长方体乙对水平地面的压强。
(3)若在甲的上方水平截去一段,并将截下部分叠放在乙的正上方后(如图2),甲剩余部分对水平地面的压强恰好等于此时乙对水平地面压强,则甲截下部分的高度为多少米?
答案解析部分
一、密度计算
1.【答案】(1)溢出水的质量:m溢=m1-m3=250g-200g=50g,溢出水的体积: ;
(2)石子的质量:m石=m2-m3=300g-200g=100g;
(3)∵石子完全浸没水中,∴石子的体积V石=V排=50cm3 , 石子的密度: .
2.【答案】 (1)由密度公式可得泡沫钢的体积V钢=m/ρ=0.79kg/7.9×103kg/m3=1×10-4m3
正方体泡沫钢的体积为V=(0.1m)3=1×10-3m3
(2)气孔的体积为V孔=1×10-3m3-1×10-4m3=9×10-4m3
孔隙度为V孔/V=9×10-4m3/1×10-3m3×100%=90%
3.【答案】 (1)解:根据ρ= 可得桶的容积为:
V=V水= = =9×10﹣3m3答:该桶的容积为9×10﹣3m3
(2)解:桶中稻谷的体积为V0=V=9×10﹣3m3 ,
稻谷的密度:
ρ= = ≈1.11×103kg/m3
答:这堆稻谷的密度为1.11×103kg/m3
(3)解:这堆稻谷的总质量:
m总=ρV总=1.11×103kg/m3×4.5m3=4.995×103kg=4.995t
答:这堆稻谷的总质量为4.995t
4.【答案】 (1)m(镁合金)=1027kg-780kg=247kg,(2)汽车减轻的质量为:
改装后的汽车行驶400km,减少的油耗为:780kg÷100kg×0.6L×(400km÷100km)=18,72L;
少排放的二氧化碳的质量为:18.72L×2.5kg/L=46.8kg;
5.【答案】 (1)使量筒内的气压等于外界气压
(2)解:G1=F浮1=ρ水gV排1=1×103千克/米3×10牛/千克×426×10-6米3=4.26牛
G2=F浮2=ρ水gV排2=1×103千克/米3×10牛/千克×420×10-6米=4.2牛
排出空气的质量m气=G气/g=(G1-G2)/g
=(4.26牛-4.2牛)/10牛/千克=6×10-3千克
排出空气的体积V气=10×500毫升=5000毫升=5×10-3米3
ρ气=m气/V气=6×10-3千克/5×10-3米3=1.2千克/米3
答:实验室中空气的密度为1.2千克/米3。
6.【答案】 (1)O处(2)左(3)小于
(4)解:秤砣移到C处时密度秤水平平衡,根据杠杆平衡条件可得:
?
? ? 代入数据得
现将合金块浸没于某一种液体中,秤砣移到D位置时密度秤水平平衡,根据杠杆平衡条件可得:
①若D在C左侧????
?? 代入数据得
①若D在C右侧????
??
代入数据得
答:该种液体的密度为1.2×103kg/m3或0.8×103kg/m3
7.【答案】 (1)密度(2)高(3)吸油力强
(4)解:
(5)解:
二、浮力计算
8.【答案】(1)解:F压=G=mg=ρVg=ρShg=0.7×103千克/米3×0.8米2×5米×10牛/千克=2.8×104牛p= = =3.5×104帕
(2)解:V排=Sh′=0.8米2×1米=0.8米3F浮=ρ水gV排=1×103千克/米3×10牛/千克×0.8米3=8×103牛F′压=G-F浮=2.8×104牛-8×103牛=2×104牛
(3)解:V′排=Sh=0.8米2×4米=3.2米3F″浮=ρ水gV′排=1×103千克/米2×10牛/千克×3.2米3=3.2×104牛
因为F″浮>G,所以圆木上浮直至漂浮
根据漂浮条件,此时圆木受到浮力等于其重力2.8×104牛
9.【答案】(1)解:由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=18N;
当h≥10cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F=13.2N;
所以F浮=G﹣F=18N﹣13.2N=4.8N
答:圆柱体浸没在液体中所受浮力是4.8N
(2)解:物体排开液体的体积V排=V物=60×10×10﹣6m3=6×10﹣4m3
由F浮=ρ液gV排得:
答:筒内液体的密度是0.8×103kg/m3
(3)解:液体的质量m液=ρ液V液=0.8×103kg/m3×100×20×10﹣6m3=1.6kg
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对地面的压力F′=(m液+m筒)g+G物﹣F拉=(1.6kg+0.5kg)×10N/kg+18N﹣13.2N=25.8N
p===2.58×103Pa.
答: ?圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是2.58×103Pa
10.【答案】 (1)解:该装置的重力:G0=mg=0.21kg×10N/kg=2.1N,
∵装置漂浮,∴F浮=G0=2.1N
答:不放物体时,该装置所受的浮力是2.1N
(2)解:放入A后,该装置排开水的体积:V=Sh=3×10?3m2×0.11m=3.3×10?4m3 ,
所受浮力:F浮′=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.3×10?4m3=3.3N,
∵该装置仍漂浮,∴G总=F浮′=3.3N物块A的重力:GA=G总?G0=3.3N?2.1N=1.2N,
物块A的质量:mA= = =0.12kg
(3)解:物块A的密度:ρA= = =8×103kg/m3。
答:物块A的密度是8×103kg/m3。
11.【答案】(1)解:F浮=G﹣F示=2.7N﹣1.7N=1N
(2)解:∵金属块浸没水中,F浮=ρ水gV排∴金属块的体积:
(3)解:∵G=mg=ρVg∴;查表可知,这种金属是铝;
12.【答案】 (1)变大
(2)密封沉管灌水,当上表面刚好水平浸没在海水中时受到的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kgx(180mx35m×10m)=6.3×108N|沉管受到的浮力等于沉管整体的重力,因此原沉管的质量是:
m= =6×107kg
13.【答案】 (1)部分浸入
(2)12.5
(3)解:物块M漂浮时F浮=G物=6N此时,F浮=ρ水gV排=ρ水gSha=6N
所以,ha= ?=0.06m=6cm
答:a的值为6。(4)300(5)D
14.【答案】 (1)由阿基米德原理可知:F浮=ρ水gSh=1000kg/m3×10N/kg×0.04m2×1m=400N;答:A受到的浮力为400N
(2)当A恰好完全浸没在水中时,根据杠杆平衡条件得:FM×OM=FN×ON
1/4(GA-F浮)×OM=FN×2OM
FN=1/8(GA-F浮)
物体B对电子秤的压力为:100N–1/8(GA-F浮)
同理,当A恰好完全露出水面时,物体B对电子秤的压力为:100N-1/8GA
[100N–1/8(GA-F浮)]÷[100N-1/8GA]=6
解得:GA=720N;
∴ρA= =720N÷(10N/kg×0.04m2×1m)=1.8×103kg/m3;
答:物体A的密度为1.8×103kg/m3
(3)当把N移到N′处时:1/4(720N-F浮‘)×OM=100N×3/2OM
解得:F浮‘=120N;
∴V排=F浮‘/ρ水g=120N/(1000kg/m3×10N/kg)=0.012m3;
答:物体A浸在水面的体积为0.012m3
15.【答案】(1)解:由②图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g,
在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F浮2=ρ水V排2g=ρ水×V罐g,
由于铁皮罐处于漂浮,则F浮1=G罐 , F浮2=G罐+G砝码1 ,
所以,F浮2﹣F浮1=G砝码1 ,
即ρ水×V罐g﹣ρ水×V罐g=G砝码1 ,
答:铁皮罐的体积有1×10﹣3m3
(2)解:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g=1.0×103kg/m3××1×10﹣3m3×10N/kg=5N,由于铁皮罐漂浮在水面上, ? 则G总=F浮1=5N.
答:铁皮罐和沙石的总重有5N
(3)解:将该铁皮罐放入盐水中,铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮,则根据漂浮条件可得:
F浮3=G罐+G砝码2 ,
即:ρ盐水V罐g=G罐+G砝码2 ,
?
答:盐水的密度有1.2×103kg/m3
16.【答案】(1)每个水龙头的质量是0.16kg
(2)这个水龙头浸没在水中时受到的浮力是0.2N
(3)这批水龙头的密度是8×103kg/m3,商家的说法是错误的
17.【答案】 (1)解:因为物体漂浮
所以F浮=G物=ρVg=1.30×103kg/m3×2.50×10-6m3×10N/kg=3.25N
(2)F浮=ρgV排
所以ρ液=F浮/gV排=3.25N/(10N/kg×13/15×250×10-6m3)=1.5×103kg/m3=1.5g/cm3
查表为这种硫酸溶液的溶质质量分数60%
(3)解:物块A全浸,则ρ液=ρ物=1.30g/cm3 , p%=40%
5kg×60%=(5kg+m)×40%
m=2.5kg
三、压强计算
18.【答案】 (1)吸盘受到大气向上的压力;玻璃板对它向下的弹力作用
(2)解:吸盘与玻璃的接触面积为S=5cm2=0.0005m2;
吸盘受到的大气压力: F=pS=1.0×105 Pa×0.0005m2=50N;
对于吸盘来说,当筒重等于大气压力时,吸盘刚好不下落,故得G=F=50N;
(3)解:当小明把重为40N的水桶挂到挂钩上时,吸盘却被拉掉了。说明吸盘内有向外的气压,可能是由于吸盘内的空气没有完全挤出,或吸盘的气密性不好,实验过程中有外部的空气进入吸盘所致。
19.【答案】 (1)邻居家80g的限压阀自重产生的压强;
那么高压锅内达到的最大压强为:p内=p0+p=105Pa+8×104Pa= 1.8×105Pa ;
(2)因为 1.8×105Pa< 2.01×105Pa?,所以不能使用邻居家的限压阀;
(3)限压阀自重产生的压强p=p内-p0=2.01×105Pa-105Pa=1.01×105Pa;
那么限压阀的重力为:G=F=pS=1.01×105Pa×10×10-6m2=1.01N;
那么限压阀的质量为:。
20.【答案】(1)大气对它向下的压强 po , 自重产生向下的压强 p1 , 锅内的气体对它向上的压强 p2 , 当三个压强平衡时,锅内压强达最大。p2=po+p1=po+mg/S=1.0×10 5Pa+0.1kg×10N/kg/10×10 -6m2=2×10 5Pa(2×10 5Pa-1×10 5Pa )/5×10 3Pa/℃=20℃,锅内最高温度可达 100℃+20℃=120℃
(2)p2>1.8×10 5 帕,原来的限压阀不能用。p2′=po+p1=po+m′g/S1.8×10 5Pa=1.0×10 5Pa+m′×10N/kg/10×10 -6m2m′=0.08kg=80g,应配一个 80g 的限压阀。
21.【答案】 (1)水对容器底部的压强;
(2)容器对桌面的压力:F'=G+G水=10N+39.2N=49.2N;;
(3)水恰好不溢出,说明水面高度为0.3m,
水对容器底部增加的压强:;
B的重力为:G=△F=△pS=1000Pa×0.02m2=20N;
B的质量
22.【答案】 (1)2
(2)F1(3)大于;小于
23.【答案】 (1)增大受力面积来减小压强
(2)解:G乘员=m乘员g=80×60千克×10牛/千克=4.8×104牛,G车=m车g=10000千克×10牛/千克=1.0×105牛,
电车静止在水平路面上,则F压=G乘员+G车=4.8×104牛+1.0×105牛=1.48×105牛,
所以p= = =2.96×105帕。
24.【答案】 (1)F甲=G甲=12千克×10牛/千克=120牛
(2)F乙=G乙=5.4千克×10牛/千克=54牛
P乙=F乙/S乙=54牛/6×10-2米2=900帕
(3)设从甲上截下部分的重量为G??????? (G甲-G)/S甲=(G乙-G)/S乙
(120牛-G)/4×10-2米=(54牛+6)/6×10-2米2???????? 解得G=50.4牛
甲截去的体积V=G/ρg=50.4牛/(600千克/米3×10牛/千克)=8.4×10-3米3
甲截去的高度h=V/S=8.4×10-3米3/0.04米2=0.21米
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