【題目】將塑料球和木球用細繩相連放入水中時,木球露出水面的體積為它自身體積的,如圖甲所示,當把細繩剪斷后,塑料球沉底,木球露出水面的體積是它自身體積的,這時塑料球受到池底對它的支持力為F,如圖乙所示若已知塑料球和木球的體積之比是1:8,則( )
A.木球的重力為2F
B.塑料球所受的浮力為2F
C.繩子剪斷前后,兩物體所受的總浮力相差2F
D.塑料球的密度為2.0×103千克/米3
【答案】D
【解析】
試題分析:(1)塑料球和木球處于平衡狀態(tài),根據漂浮條件分別列出等式,利用阿基米德原理即可推導出木球和塑料球的重力和浮力;
(2)把細線剪斷后,根據木球露出水面的體積為自身體積的可知木球排開水的體積,根據物體的漂浮條件和阿基米德原理求出木球的密度,再根據漂浮條件和阿基米德原理表示出細線剪斷前木球、塑料球的重力之和與浮力之間的關系,然后利用密度公式即可求出塑料球的密度.
解:(1)把細線剪斷前,木球和塑料球漂浮,木球受力為:G木,向下的F拉、F木浮1;
則G木+F拉=F木浮1,而F木浮1=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木,
則G木+F拉=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
細線剪斷后,木球受力為:G木,F(xiàn)木浮2;
則G木=F木浮2,而F木浮2=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木,
則G木=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①式﹣②式得:
F拉=F木浮1﹣F木浮2=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
把細線剪斷前,塑料球受力為:G塑料,F(xiàn)拉、F塑料浮;
則G塑料=F拉+F塑料浮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
把細線剪后前,塑料球受力為:G塑料,支持力為F、F塑料浮;
G塑料=F+F塑料浮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
④式﹣⑤式得:F拉=F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由③⑥式可知:ρ水gV木=F,
則ρ水gV木=8F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦
則根據②和⑦式得:
G木=ρ水gV木=×8F=4F,故選項A錯誤;
因為V塑料:V木=1:8,
所以F塑料浮=ρ水gV塑料=ρ水g×V木=×8F=F,
故選項B錯誤;
(2)把細線剪斷后,木球排開水的體積V排=V木﹣V木=V木,
F浮木=ρ水gV排=m木g,即ρ水g×V木=ρ木V木g,
解得:ρ木=ρ水,
把細線剪斷前,木球和塑料球漂浮,則
F浮前=ρ水gV排′=(m木+m塑料)g,即ρ水g(V木+V塑料)=(ρ木V木+ρ塑料V塑料)g,
因為V塑料:V木=1:8,
所以ρ水(×8V塑料+V塑料)=(ρ水×8V塑料+ρ塑料V塑料),
整理可得:ρ塑料=2ρ水=2×1×103kg/m3=2×103kg/m3.故選項D正確;
繩子剪斷前后,兩物體所受的總浮力之差為:
F浮前﹣F浮后=(G木+G塑料)﹣(G木+F塑料浮)=G塑料﹣F塑料浮=F;故選項C錯誤;
故選D.
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【題目】小紅站在學校大廳衣冠鏡前發(fā)現(xiàn)衣領處有一點污漬,便走近鏡子,她在鏡中的像大小是否改變?由于大廳內光線較暗,為了幫助小紅看清楚衣領上的污漬,小明應將光源照向衣領還是衣冠鏡?請回答上述問題并說明理由。
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【題目】如圖所示,滑雪運動員從最高處的A點由靜止開始下滑到最低處B點的過程,下列說法中正確的是( 。
A.滑雪運動員在A點時沒有動能,只有重力勢能
B.滑雪運動員在A點時只有動能,沒有重力勢能
C.滑雪運動員從A點到B點的過程中,機械能不變
D.滑雪運動員從A點到B點的過程中,動能轉化為重力勢能
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【題目】據統(tǒng)計,我國每年大約有5萬多人因溺水意外死亡,其中未成年人溺水的事件最為多見。造成類似溺水事故的原因之一是:由于光的_________(填“直線傳播”“反射”或“折射”),使人感到“看到”的水深度比實際的_________(填“深”或“淺”)。
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【題目】課堂上,教室里各個位置的同學都能看到黑板上的字,這是因為光在黑板上發(fā)生____________(選填“漫”或“鏡面”)反射的緣故:但是教室個別位置的同學,有時候感覺黑板特別亮看不清字,俗稱“反光”,這是由于黑板發(fā)生___________(選填“漫”或“鏡面”)反射的緣故。
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【題目】以下對電和磁相關描述正確的是( )
A.所有電器必須用三孔插座
B.電動機的工作原理是電磁感應
C.地磁場周圍的磁感應線是真實存在的
D.英國物理學家焦耳最先精確地確定了電流產生的熱量與電流、電阻和時間的關系
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【題目】用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸不帶電的驗電器金屬球時,驗電器的金屬泊張角變大,這是由于驗電器____(選填“得到”或“失去”)電子,所帶的__________種電荷相互排斥。
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