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8.如图所示,某工人站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3,重360N的正方体物体.已知容器的底面积为24dm2.(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力;
(2)物体浸没在水中时,水对容器底部的压强增加了多少;
(3)提起物体时滑轮组的机械效率.

分析 (1)据阿基米德原理计算出物体全部浸没时的浮力即可;
(2)据物体的体积和容器的底面积,计算出容器内液体升高的高度,而后据液体内部压强的计算公式计算即可;
(3)假设物体上升的高度是h,则绳子自由端移动的距离是3h,故结合有用功、总功和效率的计算方法计算即可;

解答 解:(1)石块浸没在水中,所受浮力:
FVg=1×103kg/m3×1.2×10-2m3×10N/kg=120N;
(2)当物体浸没时,液面上升的高度是:
△h=$\frac{{V}_{排}}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{-2}{m}^{3}}{24×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=0.05m;
物体浸没在水中时,水对容器底部的压强增加了
△p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
(3)据题目可知,此时的有用功是:
W=(G-F)×h=(360N-120N)×h=240N×h
此时的总功是:W=Fs=100N×3h
提起物体时滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{240N×h}{100N×3h}$×100%=80%;
答:(1)物体浸没在水中时受到的浮力为150N;
(2)物体浸没在水中时,水对容器底部的压强增加了500Pa
(3)提起物体时滑轮组的机械效率为80%.

点评 本题为力学综合题,考查了压强、浮力、机械效率的计算,本题易错点在第三问,关键是求出对滑轮组的拉力F=G-F

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题

11.质量相等的两个均匀实心球甲和乙,它们的密度之比ρ:ρ=2:3,则它们的体积之比V:V=3:2;现将甲、乙两球放入盛有足够多的水的容器中,当它们静止时水对两球的浮力之比为F:F=6:5,则甲球静止时处于漂浮(选填“漂浮”、“悬 浮”或“沉底”),乙球的密度ρ=1.2×103kg/m3(已知ρ=1.0×103kg/m3).

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19.用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为2.52×105J.(c=4.2×103J/(kg•℃))

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16.如图所示,用弹簧测力计水平匀速拉动重为5N的木块,使它沿水平方向在10s内移动了1m,则在这个过程中木块受到的摩擦力是2.2N,水平拉力的功率是0.22W.

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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

3.小华选取一块石子,准备在实验室测定它的密度

(1)用已调好的天平测石子的质量,当盘中所加砝码和游码位置如图(甲)所示时,天平平衡,则此石子的质量为38.4g.在量筒内装有一定量的水,该石子放入前、后的情况如图(乙)所示,则石子的体积是15cm3,此石子的密度是2.56×103kg/m3
(2)他在实验室测量了石块的密度,老师拿出一件图甲所示的工艺品让他测量.小华用天平测出质量后,在测体积时发现工艺品不能放入量筒中,他想出了如下测量体积的方法:把工艺品浸没在装有适量水的大烧杯中,在水面处做好记号.取出工艺品,用装有200mL水的量筒缓慢向烧杯中加水至记号处.量筒中剩余水的体积如下图C所示,则工艺品的体积为70cm3.他这样测得的工艺品的密度偏小(大/小).

(3)聪明的小明利用已经测出的工艺品质量m,采用如下方法更准确地测出了工艺品的密度,请将小明的实验步骤补充完整:
①用天平测出烧杯和适量水的总质量为m1
②用细线吊住工艺品,将工艺品浸没在水中,在水面处做一个记号,再取出工艺品.
③向烧杯中缓慢加水至记号处,测出烧杯和水的总质量m2
④工艺品密度的表达式;ρ工艺品=$\frac{m{ρ}_{水}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$(用ρ和以上物理量的符号表示).

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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

13.小明用“伏安法”测量小灯泡的电功率中,提供的实验器材有:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(二节新干电池)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干.
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接.
(2)检查电路连接无误后,闭合开关S,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动.产生这一现象的原因可能是小灯泡断路.
(3)故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的I-U图象.据图象可知小灯泡的额定功率为0.75W.
(4)小华利用小明的实验器材,只增加了一个阻值为10Ω定值电阻R1、电阻箱R2,来测量小灯泡的额定功率.如图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图.则以下判断正确的是A(填字母).

A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案能,丁方案不能
D.丙方案不能,丁方案能
(5)实验结束后,小明将该小灯泡单独与一个10Ω的定值电阻R0串联后接入电压为3V的电源两端,此时R0的功率是0.4W.

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

20.如图所示,小铁球从斜槽上滚下的过程中,下列分析正确的是(  )
A.小铁球从斜槽上滚下,运动状态不改变
B.小铁球从斜糟上滚下,重力势能转化为动能
C.小铁球在水平桌面上滚动时,重力对小铁球做功
D.小铁球在水平桌面上滚动时,水平方向上受到平衡力的作用

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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

17.在测量灯泡功率的实验中,电源电压为 3V,灯泡上标有“2.5V”的字样,灯泡正常发光时的电阻约为 10Ω.

序号U/VI/A
110.14
20.2
32.50.24
(1)请将电路补充完整,使滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数减小.连接电路时,开关应处于断开(选填“闭合”或“断开”)状态.
(2)闭合开关后,小明发现电压表有示数,电流表无示数,灯泡不发光.左右移动滑片,现象没有变化.据此判定,可能是灯泡断路、灯座接触不良或导线b(选填图中编号)断路.
(3)排除故障后,小明测量出三组数据如表,其中第二次实验时电压表示数如图乙所示,读数为1.8V.三次实验中,灯泡的亮度逐渐变亮(暗/亮),正常发光时的功率为0.6W.
(4)小华准备借助以上器材完成“探究电流与电压关系”的实验,小明提出了不同意见.他的理由是灯丝电阻随温度的升高而增加.

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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

18.在年级“实验小能手竞赛”中,亮亮小组抽到的任务是“测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率”.领到实验器材时,发现只有学生电源、小灯泡、两块电压表、一个阻值为R0的定值电阻、滑动变阻器、开关和足够的导线,经过思考,他们设计了所需的实验电路(其中的部分连线如图所示),完成了实验任务.
(1)用笔画线代替导线,完成电路连接.
(2)将滑动变阻器的滑片P移至右端.闭合开关,调节滑片P,使得V1的示数为2.5V,记录电压表V1的示数U1,电压表V2的示数U2,断开开关.
(3)请写出小灯泡的额定功率P=U1×$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}$..(结果用U1、U2和R0表示)

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