如圖所示,某同學在薄壁平底試管中裝入一些沙子,管口密封,制成一個“土密度計”.當把它放入水中豎直漂浮時,試管露出水面的高度為5cm;當把它放入某液體中豎直漂浮時,試管露出液面的高度為7cm.若試管和沙子的總質(zhì)量為30g,試管的橫截面積為1.5cm2,水的密度為1×103kg/m3.求:
(1)在水中漂浮時,水對試管底部的壓強.
(2)某液體的密度.(取g=10N/kg,保留兩位小數(shù))

【答案】分析:(1)根據(jù)物體的漂浮條件可以求試管受浮力;有了浮力,①可以依據(jù)浮力產(chǎn)生的原因F=F-F求下表面的壓力(F=0),再利用壓強公式求試管下表面受到的壓強;②利用阿基米德原理求排開水的體積,再利用V=sh求浸入的深度,利用液體壓強公式求試管下表面受到的壓強.
(2)由(1)知道試管的長度l,則可以求出浸入水中和某液體中的深度、體積,然后利用阿基米德原理分別求浮力,聯(lián)立方程組求某液體密度.
解答:解:(1)試管和沙子的總重G=mg=30×10-3kg×10N/kg=0.3N
由于試管漂浮在水面,F(xiàn)=G=0.3N
設試管長為l,則在水中浸入深度為l-0.05m
∵Fg(l-l1)S=1.0×103kg/m3×10N/kg×(l-0.05m)×1.5×10-4m2=0.3N
∴l(xiāng)=0.25m;
解法一:
根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,試管底部受到向上的壓力為F=F=G=0.3N
水對試管底部的壓強為p==2×103Pa;
解法二:∵浸入水中深度:
l1=l-0.05m=0.25m-0.05m=0.2m
∴水對試管底部的壓強.
p=ρgh=ρgl1
=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(2)當試管漂浮于水面時,F(xiàn)=G=ρgl1S-------①
當試管漂浮于某液體時,l2=l-0.07m=0.25m-0.07m=0.18m
F′=G=ρgl2S-------②
由①②兩式得ρ=×1×103kg/m3
=1.11×103kg/m3
答:(1)在水中漂浮時,水對試管底部的壓強為2×103Pa;
(2)某液體的密度1.11×103kg/m3
點評:此題考查學生對液體壓強的計算、浮力產(chǎn)生的原因、物體的浮沉條件、阿基米德原理的使用;此題的關鍵是根據(jù)浮力求排開液體的體積,進而求浸入深度,這是此題的突破點.
練習冊系列答案
相關習題

科目:初中物理 來源: 題型:

18、為了研究物質(zhì)的某種特性,某小組同學先做如圖所示的實驗:在三只完全相同的杯子中分別放入100克水、200克水和200克沙子,各插入一支溫度計,并在杯口上蓋上一薄塑料片,觀察到溫度計的示數(shù)均為20℃.將三只杯子同時放置在太陽光下,過一段相同時間后,觀察到溫度計的示數(shù)如圖(a)、(b)、(c)所示.請根據(jù)實驗現(xiàn)象及相關條件,歸納得出初步結論.

(1)比較圖(a)和(b)兩圖可得:
質(zhì)量不同的水(同一物質(zhì)組成的物體),吸收相同的熱量后,質(zhì)量小的水(物體)升高的溫度多

(2)比較圖(b)和(c)兩圖可得:
質(zhì)量相等的水和沙子(不同物質(zhì)組成的物體),吸收相同的熱量后,沙子升高的溫度比水升高的溫度多

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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

如圖所示,某同學在做探究平面鏡成像特點的實驗時,將一塊玻璃板架在直尺的上面,再取兩段等大等長的蠟燭A、B一前一后豎直放在直尺上,實驗過程中眼睛始終在蠟燭A的一側進行觀察.

(1)為了便于觀察,該實驗最好在
較黑暗
較黑暗
(較明亮/較黑暗)的環(huán)境中進行.
(2)為了保證實驗效果,他們應選擇
較薄
較薄
(較薄/較厚) 的平板玻璃做實驗.
(3)選擇合適的玻璃板后,點燃蠟燭A,并調(diào)節(jié)蠟燭B的位置,該同學發(fā)現(xiàn)無論怎樣在刻度尺上移動蠟燭B,都不能使其與蠟燭A的像重合,這是由于
玻璃板沒有豎直放置
玻璃板沒有豎直放置
造成的.
(4)刻度尺的作用是便于比較物與像到玻璃板
距離
距離
的關系,兩段等長的蠟燭是為了比較物與像
大小
大小
的關系.
(5)移去后面的蠟燭B,并在其所在位置上放一光屏,小明透過玻璃板觀察光屏,發(fā)現(xiàn)光屏上有一個蠟燭的像,從而得出了一個錯誤的結論:平面鏡所成的像是
實像
實像
(“實像”或“虛像”).請問小明應怎樣做才能得出正確的結論
直接觀察光屏
直接觀察光屏

(6)如表是該組記錄的有關數(shù)據(jù):
鏡后蠟燭和像是否重合 物體到鏡面的距離/cm 像到鏡面的距離/cm
重合 5 5
由表中數(shù)據(jù)能否得出:“像物到鏡面的距離相等”的結論,寫出理由.
(7)鏡前觀像:如圖2請找一找,小宇同學(如圖甲)在平面鏡中的像應是圖中乙哪一個
D
D

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

如圖所示,某同學在做探究平面鏡成像特點的實驗時,將一塊玻璃板架在直尺的上面,再取兩段等大等長的蠟燭A、B一前一后豎直放在直尺上,實驗過程中眼睛始終在蠟燭A的一側進行觀察.

(1)為了便于觀察,該實驗最好在________(較明亮/較黑暗)的環(huán)境中進行.
(2)為了保證實驗效果,他們應選擇________(較薄/較厚) 的平板玻璃做實驗.
(3)選擇合適的玻璃板后,點燃蠟燭A,并調(diào)節(jié)蠟燭B的位置,該同學發(fā)現(xiàn)無論怎樣在刻度尺上移動蠟燭B,都不能使其與蠟燭A的像重合,這是由于________造成的.
(4)刻度尺的作用是便于比較物與像到玻璃板________的關系,兩段等長的蠟燭是為了比較物與像________的關系.
(5)移去后面的蠟燭B,并在其所在位置上放一光屏,小明透過玻璃板觀察光屏,發(fā)現(xiàn)光屏上有一個蠟燭的像,從而得出了一個錯誤的結論:平面鏡所成的像是________(“實像”或“虛像”).請問小明應怎樣做才能得出正確的結論________.
(6)如表是該組記錄的有關數(shù)據(jù):
鏡后蠟燭和像是否重合物體到鏡面的距離/cm像到鏡面的距離/cm
重合55
由表中數(shù)據(jù)能否得出:“像物到鏡面的距離相等”的結論,寫出理由.
(7)鏡前觀像:如圖2請找一找,小宇同學(如圖甲)在平面鏡中的像應是圖中乙哪一個________.

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科目:初中物理 來源:2011-2012學年江蘇省南通市海安縣紫石中學九年級(上)段考物理試卷(解析版) 題型:解答題

如圖所示,某同學在做探究平面鏡成像特點的實驗時,將一塊玻璃板架在直尺的上面,再取兩段等大等長的蠟燭A、B一前一后豎直放在直尺上,實驗過程中眼睛始終在蠟燭A的一側進行觀察.

(1)為了便于觀察,該實驗最好在______(較明亮/較黑暗)的環(huán)境中進行.
(2)為了保證實驗效果,他們應選擇______(較薄/較厚) 的平板玻璃做實驗.
(3)選擇合適的玻璃板后,點燃蠟燭A,并調(diào)節(jié)蠟燭B的位置,該同學發(fā)現(xiàn)無論怎樣在刻度尺上移動蠟燭B,都不能使其與蠟燭A的像重合,這是由于______造成的.
(4)刻度尺的作用是便于比較物與像到玻璃板______的關系,兩段等長的蠟燭是為了比較物與像______的關系.
(5)移去后面的蠟燭B,并在其所在位置上放一光屏,小明透過玻璃板觀察光屏,發(fā)現(xiàn)光屏上有一個蠟燭的像,從而得出了一個錯誤的結論:平面鏡所成的像是______(“實像”或“虛像”).請問小明應怎樣做才能得出正確的結論______.
(6)如表是該組記錄的有關數(shù)據(jù):
鏡后蠟燭和像是否重合物體到鏡面的距離/cm像到鏡面的距離/cm
重合55
由表中數(shù)據(jù)能否得出:“像物到鏡面的距離相等”的結論,寫出理由.
(7)鏡前觀像:如圖2請找一找,小宇同學(如圖甲)在平面鏡中的像應是圖中乙哪一個______.

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科目:初中物理 來源:2007-2008學年滬科版八年級(下)期末物理試卷2(解析版) 題型:填空題

為了研究物質(zhì)的某種特性,某小組同學先做如圖所示的實驗:在三只完全相同的杯子中分別放入100克水、200克水和200克沙子,各插入一支溫度計,并在杯口上蓋上一薄塑料片,觀察到溫度計的示數(shù)均為20℃.將三只杯子同時放置在太陽光下,過一段相同時間后,觀察到溫度計的示數(shù)如圖(a)、(b)、(c)所示.請根據(jù)實驗現(xiàn)象及相關條件,歸納得出初步結論.

(1)比較圖(a)和(b)兩圖可得:   
(2)比較圖(b)和(c)兩圖可得:   

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