(3)已知密度为1.0?103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm,则密度为0.8?103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为 cm。 (4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些,应选择 规格的空桶(选填“100mL”或“200mL” )。
【解答】解:(1)将杠杆在O点悬挂起来,空桶悬挂在B点,质量为m的物体A悬挂在C点时,杠杆水平平衡,此时桶中没有放液体,即液体的密度为0;
(2)在B点悬挂空桶时,杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件可得: G桶?l?GA?l0,即:G桶?l?mg?l0??????????①
在B点的空桶内注满液体,空桶容积为V,则液体的重力G液?m液g??液Vg, 由于此时移动物体A至C1位置,杠杆在水平位置平衡,则根据杠杆的平衡条件可得:
?G桶?G液??l?GA?l1,即:?G桶??液Vg??l?mg?l1?????????????????②
由①②可得:?液?。 Vl(3)当测量密度为1.0?103kg/m3的液体时,由于1.0?103kg/m3的刻度线与零刻度线之间的距离为4cm,即此时的物体A的力臂为:l??l0?4cm, 根据杠杆的平衡条件可得:?G桶?G???l?GA?l?,
即:G桶?1.0?103kg/m3?Vg?l?mg??l0?4cm???????????????????③ 当测量密度为0.8?103kg/m3的液体时,即此时的物体A的力臂为l???l0?△l, 根据杠杆的平衡条件可得:?G桶?G????l?GA?l??,
即:G桶?0.8?103kg/m3?Vg?l?mg?(l0?△l)??????????????????④
解①③④可得:△l?3.2cm。
(4)设物体A对杆秤的力为动力,则液体和桶对杆秤的力为阻力,根据杠杆平衡的条件F1L1?F2L2可得:
FL“增大液体的重力,即通过增大空桶的容积”,则L1变大,L1?22,在动力F1和阻力臂L2不变的情况下,
F1即该密度秤的精确度会增大。
所以,应选择200mL规格的空桶。 故答案为:
m(l?l)(1)0;(2)10;(3)3.2;(4)200mL。
Vl31.(2024?无锡)如图所示,在科普节目《加油,向未来》中,有一项对抗性实验,甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动,并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg,乙的质量为45kg。平衡板质量为900kg,且质量分布均匀,重心在点O.(g取10N/kg)。
(1)当平衡板在水平地面上时,甲静止站在平衡板上,与板的接触面积为0.05m2,则甲对平衡板的压强为多大?
(2)甲、乙两人竖直站在平衡板上,滑轮组将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处,提升过程中平衡板始终保持水平平衡,拉力F为6250N,求在此过程中: ①平衡板提升两人所做的功为多少?
②在提升平衡板和人的过程中,滑轮组的机械效率为多少?
(3)当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时,平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左,右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时,平衡板也恰好处于水平平衡,则两人挪动的距离AC和BD之比为 9:11 。
m?l1?l0?????
【解答】解:
(1)当平衡板在水平地面上时,甲静止站在平衡板上对板的压力: F甲?G甲?m甲g?55kg?10N/kg?550N, 则甲对平衡板的压强:
F550Np甲?甲??1.1?104Pa; 2S乙0.05m(2)①乙的重力:
G乙?m乙g?45kg?10N/kg?450N, 平衡板提升两人所做的功:
W??G甲?G乙?h??550N?450N??5m?5000J; ②平衡板的重力:
G板?m板g?900kg?10N/kg?9000N,
在提升平衡板和人的过程中,拉力做的有用功:
W有??G甲?G乙?G板?h??550N?450N?9000N??5m?5?104J, 由图可知,n?2,则拉力做的总功:
W总?Fs?Fnh?6250N?2?5m?6.25?104J, 滑轮组的机械效率:
W有5?104J???100%??100%?80%; 4W总6.25?10J(3)当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时,平衡板在空中处于水平平衡, 由杠杆的平衡条件可得:G甲?OA?G乙?OB????????①
当甲、乙两人分别位于C、D竖直站立时,平衡板也恰好处于水平平衡, 由杠杆的平衡条件可得:G甲??OA?AC??G乙??OB?BD?????????② ①OAOB可得:, ?②OA?ACOB?BDACOA整理可得:???????③
BDOBACG乙450N9由①③可得:???。
BDG甲550N11
由
答:(1)甲对平衡板的压强为1.1?104Pa;
(2)①平衡板提升两人所做的功为5000J;②在提升平衡板和人的过程中,滑轮组的机械效率为80%; (3)9:11。
五.计算题(共4小题) 32.(2024?常州)创新小组自制简易“浸没式液体密度计”,过程为: ①将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,示数如图甲所示; ②将小球浸没在水中,弹簧测力计示数如图乙所示;
③将小球浸没在某未知液体中,弹簧测力计示数如图丙所示;
已知?水?1?103kg/m3,取10N/kg,问:
(1)该小球的密度有多大? (2)未知液体的密度有多大?
(3)该密度计的最大测量值是 5?103 kg/m3 (4)在测量范围内,某待测液体的密度?与弹簧测力计示数F的关系式为 ,则该“浸没式液体密度计”的刻度值分布 (均匀/不均匀)。
【解答】解:(1)由图甲可知:金属球的重力G?5N,则小球的质量m?由图乙可知:弹簧测力计的示数为F1?4N,
根据称重法可知小球在水中受到的浮力F浮1?G?F1?5N?4N?1N; 由于小球处于浸没状态,则根据F浮??液gV排可得: 小球的体积V?V排1?F浮11N?1?10?4m3, 31?10kg/m?10N/kg3G5N??0.5kg; g10N/kg?水gm0.5kg小球的密度????5?103kg/m3; ?43V1?10m(2)由图丙可知:弹簧测力计的示数为F2?3N,
根据称重法可知小球在液体中受到的浮力F浮2?G?F2?5N?3N?2N;
由于小球处于浸没状态,则根据F浮??液gV排可得:
2N?2?103kg/m3; ?43Vg1?10m?10N/kg(3)当测力计的示数为零时,所测的液体密度最大,则小球在密度最大的液体中受到的浮力F浮最大?G?0?5N?0N?5N;
F浮2?液体的密度?液??则根据F浮??液gV排可得: 液体的最大密度?液最大?F浮最大Vg?5N?5?103kg/m3; 31?10m?10N/kg?4(4)在测量范围内,根据F浮?G?F和F浮??液gV排可得: 液体的密度表达式:?待测液体?F浮Vg?G?F5N?F; ??4Vg1?10m3?10N/kg
因?待测液体与F成一次函数,所以该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀。 答:(1)该小球的密度为5?103kg/m3; (2)未知液体的密度为2?103kg/m3; (3)5?103; (4)?待测液体?5N?F;均匀。
1?10?4m3?10N/kg33.(2024?盐城)小华买了一只圆形平底玻璃杯,放在水平桌面上。玻璃杯的质量为0.3kg,底面积为20cm2,最多能装300g的水(g取10N/kg)求: (1)玻璃杯的重力; (2)玻璃杯的容积;
(3)装满水时玻璃杯对桌面的压强。 【解答】解:
(1)玻璃杯的质量为0.3kg,玻璃杯的重力 G?mg?0.3kg?10N/kg?3N;
(2)玻璃杯最多能装300g的水,其容积即水的体积:
m300gV杯?V水?水??300cm3; 3?水1g/cm(3)玻璃杯中水的重力为3N,装满水时玻璃杯对桌面的压力 F?G总?G?G水?3N?3N?6N;
装满水时玻璃杯对桌面的压强
F6Np???3?103Pa。 ?42S20?10m答:(1)玻璃杯的重力是3N; (2)玻璃杯的容积是300cm3;
(3)装满水时玻璃杯对桌面的压强是3?103Pa。 34.(2024?扬州)为打赢疫情防控阻击战,建设者仅用了10天建成火神山医院。医院大量采用了PVC塑胶板。某活动小组用规格为“1000mm?1000mm?4mm”(长?宽?高)的这种塑胶板铺设活动室地面。使用时,同学们感觉塑胶板比较轻。就选取了表面是正方形的样品,用天平测出它的质量为6g,再用刻度尺测量样品的边长如图
(1)样品的边长为 5.00 cm。 (2)塑胶板的密度多大?
(3)平铺的塑胶板对地面的压强多大(g取10N/kg)? 【解答】解:(1)此刻度尺的分度值是1mm,样品的边长: L?5.00cm?0.00cm?5.00cm; (2)样品的体积:
V?L2d?(5.00cm)2?0.4cm?10cm3,
m6g塑胶板的密度????0.6g/cm3?0.6?103kg/m3; 3V10cm(3)塑胶板平铺时地面的受力面积S?L2?(5.00cm)2?25cm2?2.5?10?3m2,
对地面的压力F?G?mg?6?10?3kg?10N/kg?0.06N,
F0.06N则压强p???24Pa。
S2.5?10?3m2答:(1)5.00。
(2)塑胶板的密度为0.6?103kg/m3;
(3)平铺的塑胶板对地面的压强为24Pa。 35.(2024?连云港)随着科技的发展,无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过车载激光雷达、摄像头等传感器实现自动驾驶。一质量为1.2t的无人驾驶汽车,静止时四个轮子与地面的总接触面积为0.12m2,在平直道路上以36km/h的速度匀速行驶,受到的牵引力大小为4?103N.某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号,经3?10?7s激光雷达接收到障碍物反射回的信号(该时间内汽车行驶的距离忽略不计)。已知光速为 3?108m/s,g取10N/kg。求该汽车: (1)静止时对水平地面的压强大小; (2)此刻车头到障碍物的距离;
(3)以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率。 【解答】解:(1)汽车不载人时对地面的压力: F?G?mg?1.2?103kg?10N/kg?1.2?104N, 对地面的压强:
F1.2?104Np???1?105Pa; 2S0.12m1(2)光束到达障碍物的时间t??3?10?7s?1.5?10?7s,
2s由v?可得,车头到障碍物的距离s?vt?3?108m/s?1.5?10?7s?45m;
t(3)匀速行驶时速度v?36km/h?10m/s,
WFs牵引力的功率P???Fv?4?103N?10m/s?4?104W。
tt答:(1)静止时对水平地面的压强大小为1?105Pa; (2)此刻车头到障碍物的距离为45m;
(3)以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率为4?104W。 六.解答题(共5小题) 36.(2024?南通)小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强。他找到一些与其材质相同的小石块,用测力计、烧杯、水、细线和卷尺等进行如下实验。(g取10N/kg) (1)使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在 刻度盘的零刻度线上 。 (2)由图示操作,测出小石块受到的浮力F浮 N。 (3)计算出小石块的密度?石 kg/m3。
(4)测出校训石的长、宽、高分别为5m,1m,2m,则校训石对水平地面的压强p? Pa。 (5)校训石与地面接触的右下角是缺损的,则他测算出的压强比实际压强 。(忽略校训石质量的变化)
2024年江苏省物理中考试题分类(5)——压强和浮力(解析版)



