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7.一个体积是1.0×103cm3的铁球挂弹簧测力计上,若将铁球浸没在水中,此时弹簧测力计的示数是铁球在空气中示数的$\frac{4}{5}$,求:
(1)铁球受到的浮力.
(2)铁球受到的重力.
(3)这个铁球是空心的还是实心的?(g=10N/kg,P=7.9×l03kg/m3

分析 (1)根据阿基米德原理求出铁球浸没在水中时受到的浮力;
(2)利用称重法结合弹簧秤的示数变化计算出铁球的重力;
(3)先利用密度公式求出铁球中铁的体积,再与铁球的体积相比较,两者相等说明是实心的,否则是空心的.

解答 解:(1)将铁球浸没在水中时,排开水的体积等于球的体积,V=1.0×103×10-6 m3=1×10-3m3,根据阿基米德原理,铁球浸没在水中受到的浮力:
Fgvgv=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N;
(2)因弹簧测力计的示数是铁球在空气中示数的$\frac{4}{5}$,测力计的示数为$\frac{4G}{5}$,
根据物体受到的浮力大小F=G-F=G-$\frac{4G}{5}$=$\frac{G}{5}$,所以
G=5F=5×10N=50N;
(3)铁球的重力G=50N,则其实际的体积
v=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{G}{gρ}$=$\frac{50N}{7.9{×10}^{3}kg{/m}^{3}×10N/kg}$≈0.63×10-3m3<1.0×10-3m3
答:(1)铁球受到的浮力为10N;
(2)铁球受到的重力为50N.
(3)这个铁球是空心的.

点评 本题涉及考查了学生对测量浮力的方法、阿基米德原理、密度公式、重力与质量等公式的理解和应用,综合性较强.

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17.阅读短文,解答问题.
如图甲所示是我国第一艘太阳能混合动力游船“尚德国盛号”.其最具特色的太阳翼采用高效晶硅异型太阳能电池板拼装而成,整艘船最多可容纳170位旅客,排水量为60吨.“尚德国盛号”驾驶室里有一个GPS(全球卫星定位系统)接收器装置,全船照明均采用节能型灯泡及LED灯,大大降低能源损耗,“尚德国盛号”年发电量可达1.7×104kW•h.
相当于每年节约标准煤约6.2×103kg,每年可减少二氧化碳排放量约15.7t.
(1)如果该船满载乘客从东海驶入黄浦江,游船所受到的浮力大小不变,船体排开水的体积将增大(选填“减小”、“增大”或“不变”).(己知ρ海水>ρ江水).
(2)LED灯可以将电能直接转化为光能,小明对LED灯很感兴趣,拆开了自己新买的LED节能手电筒,发现灯头里有2只相同规格的LED灯泡.请你帮小明判断一下2只LED灯泡是怎样连接的,写出判断方法:
操作方法:拧去一支灯泡,观察另一支灯泡是否发光
判断依据:如果发光则是并联,不发光则是串联
(3)某次运行中游船以300kW的恒定功率启动并保持该恒定功率沿直线运行,行驶过程中所受阻力不变,速度由零逐渐增大至最大值后保持匀速直线运动.运动过程中牵引力F与速度的倒数($\frac{1}{v}$)的关系图线如图乙中的实线所示,则游船运动的最大速度为5m/s,游船运行过程中所受阻力为6×104N.

(4)若仅采用标准煤给“尚德国盛号“提供电能,为使其仍达到现行的年发电量,求完全燃烧标准煤产生的内能转化成电能的效率是多大?(已知标准煤的热值为3.0×107J/kg )

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①请用笔画线代替导线把甲图中未完成的实物电路连接完整;
②连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,则电路中发生的故障是小灯泡短路[选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”];
③当灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率是0.6W;
④某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻,并使电压表的示数始终保持2V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值不能大于25Ω.

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