浮力、电学综合提升复习资料【解析】.doc

浮力、电学综合提升复习资料1如图甲所示，用弹簧秤悬挂一物体，保持静止；当物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数如图乙所示（g=10N/kg）求：（1）物体的质量m；（2）物体浸没在水中受到的浮力F浮；（3）物体浸没时排开水的体积V和物体的密度（4）若用细线悬挂一个体积不变的木球（木=0.5g/cm3）使二者悬浮，如图丙所示则木球的体积至少多大？2在课外探究活动中，物理兴趣小组的同学做了如下实验（图1），将一质量为1.6kg、底面积为80cm2的圆筒形容器内装入20cm深的水，放在水平桌面上，再把一底面积为60cm2的实心圆柱体用细线栓好并悬挂在弹簧测力计下，将圆柱体从容器上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，并绘出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象（如图2），求：（1）物体刚好浸没时受到的浮力；（2）物体刚好浸没时，容器对桌面的压强；（3）物体刚浸没时，水对物体下表面的压强？3如图所示，甲为电路的连接情况，R1=20，R2为滑动变阻器，乙为R3的IU图象，电源电 压保持不变当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V求：（1）电源电压（2）滑动变阻器R2的最大阻值（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数4如图所示，电源电压不变，L是标有“12V，6W”的小灯泡，且其电阻不随温度变化，R1=16，滑动变阻器R2的最大电阻值为24，只闭合S，S2时灯L恰能正常发光求：（1）电源电压（2）同时闭合开关S、S1、S2且滑片P位于最下端B时，电流表的示数（3）当闭合开关S时，电路的最小总功率和此时电压表的示数5如图所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15V 45W”，且灯丝电阻不随温度变化电流表量程为“OO6A”和“O3A“，滑动变阻器的规格分别为“25 2A和“1O 3A”（1）将电源电压调到18V，闭合开关，移动P，使灯泡正常发光求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率（2）将电源电压调到l5V，用定值电阻R0替换灯泡，P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置（可能重新选择了电流表量程和变阻器R）然后将P从A移到最左端B，两表示数的IU关系如图所示通过计算判断所用变阻器的规格6如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0103m2的圆柱形薄壁容器，容器中装有质量为0.5kg的水现将一个质量分布均匀、体积为5.0105m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0105m3（g取10N/kg，水的密度水=1.0103kg/m3）（1）求物块受到的浮力大小；（2）求物块的密度；（3）用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）如图乙，求此时水对容器底的压强7如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示（g=10N/kg，水=1.0103kg/m3）求：（1）物体在露出水面前受到水的浮力是多少N？（2）物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N？（3）物体的密度是多少kg/m3？（4）物体在水底时，上表面受到水的压强是多少Pa？8一带阀门的圆柱形容器，底面积是200cm2，装有12cm深的水，正方体M边长为10cm，重20N，用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，如图所示，试求：（1）正方体M的密度；（2）正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强；（3）若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？（g取10N/Kg，水的密度为1.0103Kg/m3）9某同学想测量某种液体的密度，设计了如图所示的实验，已知木块的重力为1.2N，体积为200cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2N，g=10N/kg，求：（1）木块受到的浮力是多少？（2）液体的密度是多少？（3）剪断细绳，木块稳定时处于什么状态，所受浮力又是多大？10图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25103N，滑轮组的机械效率为80%，已知A的重力为2104N，A上升的速度始终为0.1m/s（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响），求：（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；（2）长方体A的密度；（3）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率；（4）把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强浮力、电学综合提升复习资料参考答案与试题解析一计算题（共5小题）1（2016和平区一模）如图甲所示，用弹簧秤悬挂一物体，保持静止；当物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数如图乙所示（g=10N/kg）求：（1）物体的质量m；（2）物体浸没在水中受到的浮力F浮；（3）物体浸没时排开水的体积V和物体的密度（4）若用细线悬挂一个体积不变的木球（木=0.5g/cm3）使二者悬浮，如图丙所示则木球的体积至少多大？【解答】解：（1）由甲图可知，物体的质量G=6N，由G=mg可得，物体的质量：m=0.6kg；（2）物体受到的浮力：F浮=GF=6N4N=2N；（3）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮=水gV排可得，物体的体积：V=V排=2104m3，则物体的密度：=3103kg/m3；（4）把木球和物体看做整体，受到竖直向上的两者的浮力和竖直向下两者的重力，由力的平衡条件可得：F浮+F浮=G+G木，把F浮=gV排和G=mg=Vg代入可得：F浮+水gV=G+木Vg，则木球的体积：V=8104m3答：（1）物体的质量为0.6kg；（2）物体浸没在水中受到的浮力为2N；（3）物体浸没时排开水的体积为2104m3，物体的密度为3103kg/m3；（4）若用细线悬挂一个体积不变的木球使二者悬浮，则木球的体积为8104m32（2016重庆校级一模）在课外探究活动中，物理兴趣小组的同学做了如下实验（图1），将一质量为1.6kg、底面积为80cm2的圆筒形容器内装入20cm深的水，放在水平桌面上，再把一底面积为60cm2的实心圆柱体用细线栓好并悬挂在弹簧测力计下，将圆柱体从容器上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，并绘出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象（如图2），求：（1）物体刚好浸没时受到的浮力；（2）物体刚好浸没时，容器对桌面的压强；（3）物体刚浸没时，水对物体下表面的压强？【解答】解：（1）读图象可知，物体未浸入水中时，其重力为13.6N，当达到7cm时，弹簧测力计示数保持4N不变，说明此时已完全浸没，则所受的浮力F浮=GF拉=13.6N4N=9.6N，（2）由图象可知，物体实际浸没深度为7cm以下时物体已经浸没，弹簧测力计示数为4N不变，说明物体并未对容器底产生直接压力，所以，容器对水平桌面产生的压力是容器、水的重力与物体对水产生的压力之和，由于物体对水产生的压力与浮力是一对相互作用力，则：F容器=G容器+G水+F浮=mg+水gSh+F浮=1.6kg10N/kg+1.0103kg/m310N/kg80104m20.2m+9.6N=41.6N，则容器对水平桌面的压强：p=5200Pa；（3）读图象可知，物体完全浸没，所受的浮力F浮=9.6N，根据浮力产生的原因可知：下表面受到水的向上的压力F=F浮=9.6N，下表面受到水的压强：p=1600Pa；答：（1）物体浸没在水中所受的浮力为8N；（2）物体刚好浸没时，容器对桌面的压强为5200Pa；（3）物体刚浸没时，水对物体下表面的压强为1600Pa3（2016贵州）如图所示，甲为电路的连接情况，R1=20，R2为滑动变阻器，乙为R3的IU图象，电源电 压保持不变当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V求：（1）电源电压（2）滑动变阻器R2的最大阻值（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数【解答】解：（1）当S1闭合，S2断开时，滑片P在a端，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由I=可得，电源电压：U=IaR1=0.6A20=12V；（2）当S1闭合，S2断开时，滑片P在b端，R2接入电路的电阻最大，电压表测R2两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：U1=UU2=12V8V=4V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：Ib=，即=，解得：R2=40；（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路电流，由图乙可知，当R3两端的电压U3=6V时，通过的电流I3=0.3A，则R3的阻值：R3=20，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R=10，干路电流表的示数：I=1.2A答：（1）电源电压为12V；（2）滑动变阻器R2的最大阻值为40；（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，电流表的示数为1.2A4（2016达州）如图所示，电源电压不变，L是标有“12V，6W”的小灯泡，且其电阻不随温度变化，R1=16，滑动变阻器R2的最大电阻值为24，只闭合S，S2时灯L恰能正常发光求：（1）电源电压（2）同时闭合开关S、S1、S2且滑片P位于最下端B时，电流表的示数（3）当闭合开关S时，电路的最小总功率和此时电压表的示数【解答】解：（1）只闭合S，S2时，电路为灯泡的基本电路；由于灯泡正常发光，所以电源电压等于灯泡的额定电压，即12V；（2）同时闭合开关S、S1、S2且滑片P位于最下端B时，灯L、R1、滑动变阻器并联，并且滑动变阻器的全部阻值接入电路，电流表测得是R1与滑动变阻器两条支路的电流之和；电路的总电阻：R总=9.6；电流表的示数：I=1.25A；（3）当闭合开关S时，R1、滑动变阻器以及灯泡串联；由P=可知，灯丝的阻值：RL=24；电路中最小电流：I最小=0.1875A；电路的最小总功率：P=UI最小=12V0.1875A=2.25W；由欧姆定律可知，电压表的示数：U=I最小RL=0.1875A24=4.5V答：（1）电源电压为12V（2）同时闭合开关S，S1，S2且滑片P位于最下端B时，电流表的示数为1.25A（3）当闭合开关S时，电路的最小总功率和此时电压表的示数分别为2.25W和4.5V5（2016河北）如图所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15V 45W”，且灯丝电阻不随温度变化电流表量程为“OO6A”和“O3A“，滑动变阻器的规格分别为“25 2A和“1O 3A”（1）将电源电压调到18V，闭合开关，移动P，使灯泡正常发光求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率（2）将电源电压调到l5V，用定值电阻R0替换灯泡，P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置（可能重新选择了电流表量程和变阻器R）然后将P从A移到最左端B，两表示数的IU关系如图所示通过计算判断所用变阻器的规格【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流（1）由P=得：RL=5；由P=UI可得，灯的额定电流：IL额=3A，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡能正常发光，所以使用滑动变阻器是“10 3A”则当滑动变阻器连入的电阻最大阻值为10，电路中的电流最小，电功率最小；总电流I=1.2A，灯泡消耗的最小功率：P灯小=I2R灯=（1.2A）25=7.2W（2）将电源电压调到l5V，用定值电阻R0替换灯泡，当滑动变阻器P置于中点A时，根据电阻的串联和欧姆定律可得：IA=；当滑动变阻器P置于B时，滑动变阻器连入的电阻为0，则根据电阻的串联和欧姆定律可得：IB=；由图乙可知：IA=IB，即：=；解得：R=R0；由于P置于中点A，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置；即IA的可能值为0.4A或2A；根据IA=IB可知：IB的可能值为0.6A或3A；所以，由I=得：R与R0可能值为：R01=25；R02=5；根据题干可知；滑动变阻器的规格为“25 2A”答：（1）灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率分别为5、7.2W（2）所用变阻器的规格为“25 2A”二解答题（共5小题）6（2015潍坊）如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0103m2的圆柱形薄壁容器，容器中装有质量为0.5kg的水现将一个质量分布均匀、体积为5.0105m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0105m3（g取10N/kg，水的密度水=1.0103kg/m3）（1）求物块受到的浮力大小；（2）求物块的密度；（3）用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）如图乙，求此时水对容器底的压强【解答】解：（1）已知V排=4.0105m3，则F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg4105m3=0.4N（2）由于物块漂浮在水面上，则物块的重力G=F浮=0.4N，则质量m=0.04kg；物块的密度=0.8103kg/m3；（3）由=得水的体积为V水=5104m3，物块使其恰好完全浸没在水中，水和物块的总体积V=V水+V物=5104m3+5105m3=5.5104m3则水的深度为h=0.11m，所以水对容器底的压强：p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.11m=1.1103Pa答：（1）物块受到的浮力大小为0.4N；（2）物块的密度为0.8103kg/m3；（3）此时水对容器底的压强1.1103Pa7（2014遂宁）如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示（g=10N/kg，水=1.0103kg/m3）求：（1）物体在露出水面前受到水的浮力是多少N？（2）物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N？（3）物体的密度是多少kg/m3？（4）物体在水底时，上表面受到水的压强是多少Pa？【解答】解：（1）F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg（1m）3=104N；（2）由图象可知露出水面后绳子的拉力即物体的重力G=3104N，当重物未露出水面时，拉力F1=GF浮=3104N104N=2104N；（3）物体的质量m=3103kg，密度=3103kg/m3；（4）从上表面离开水面到下表面离开水面用时10s，所以运动速度：v=0.1m/s，上表面从水底上升至表面用时30s，所以物体据液面深度：h=vt=0.1m/s30s=3m，p=gh=1.0103kg/m310N/kg3m=3104Pa答：（1）物体在露出水面前受到水的浮力是104N；（2）物体在露出水面前受到绳子的拉力是2104N；（3）物体的密度是3103kg/m3；（4）物体在水底时，上表面受到水的压强是3104Pa8（2015贵港）一带阀门的圆柱形容器，底面积是200cm2，装有12cm深的水，正方体M边长为10cm，重20N，用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，如图所示，试求：（1）正方体M的密度；（2）正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强；（3）若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？（g取10N/Kg，水的密度为1.0103Kg/m3）【解答】解：（1）正方体M的质量mM=2kg，体积为VM=L3=（10cm）3=1000cm3=1103m3，所以，密度M=2103kg/m3；（2）由于用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，则：V排1=（1）VA=1103m3=8104m3，受到的浮力为：F浮1=水gV排1=1.0103kg/m310N/kg8104m3=8N；设M放入水中后水深为h，则有Sh=Sh+V排1，则h=h+=0.12m+=0.16m此时水对容器底部的压强：p=水gH=1.0103kg/m310N/kg0.16m=1.6103Pa（3）原来石块M浸入水中深度为h1=（1）L=10cm=8cm，水面下降2cm时正方体M浸入水中深度为h2=h12cm=8cm2cm=6cm，则V排2=h2L2=6cm（10cm）2=600cm3=6104m3，F浮2=水gV排2=1.0103kg/m310N/kg6104m3=6N；当绳子刚被拉断时有：Fm+F浮2=G，所以细绳能承受的最大拉力Fmax=GF浮=20N6N=14N答：（1）正方体M的密度为2103kg/m3；（2）正方体M受到的浮力为8N；此时水对容器底部的压强为1.6103Pa；（3）当容器中水面下降了2cm时，细绳刚好被拉断，细绳能承受的最大拉力是14N9（2015兰州）某同学想测量某种液体的密度，设计了如图所示的实验，已知木块的重力为1.2N，体积为200cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2N，g=10N/kg，求：（1）木块受到的浮力是多少？（2）液体的密度是多少？（3）剪断细绳，木块稳定时处于什么状态，所受浮力又是多大？【解答】解：（1）木块受到的浮力为F浮=F+G=2N+1.2N=3.2N；（2）因为F浮=液gV排，所以液体的密度为液=1.6103kg/m3；（3）因为G=mg，所以木块的质量为m=0.12kg，木块的密度为=0.610