19.一彈簧測力計下掛一圓柱體,將圓柱體從盛水的燒杯上方離水面某一高度處緩慢下降,然后將圓柱體逐漸浸入水中.如圖是整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的圖象.(g取10N/kg)下列說法正確的是( 。
A.當圓柱體剛好全部浸沒時,下表面受到水的壓強為700Pa
B.圓柱體受到的重力是4N
C.圓柱體受到的最大浮力是8N
D.圓柱體的密度是1.2×103kg/m3

分析 為了便于分析,給線段標上A、B、C、D四個點,如下圖,根據(jù)圖象分析如下:

(1)下降高度3cm時,下表面接觸水面,下降7cm時,圓柱體剛好浸沒水中,這時水面上升,圓柱體下表面距水面距離是4cm,由p=ρgh可計算,下表面受到水的壓強.
(2)由圖可知AB段圓柱體未浸入液體,測力計的示數(shù)即為圓柱體的重力,所以從圖中可讀出圓柱體的重力大。
(3)由圖象CD段可知物體完全浸沒后排開水的體積不再改變,受到的浮力不再改變,為最大值.
(4)由題意可知圖中CD段是圓柱體完全浸入水后的情況,由圖可知圓柱體完全浸入水后測力計對圓柱體的拉力為4N,再利用力的平衡條件求出圓柱體受到的浮力,利用阿基米德原理求得圓柱體的體積,利用密度公式求得圓柱體的密度.

解答 解:
A、由圖象可知,當圓柱體剛好全部浸沒時,圓柱體下表面距水面距離是4cm,則下表面受到水的壓強p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故A錯誤;
B、由圖象可知,當h=0時,彈簧測力計示數(shù)為12N,此時圓柱體處于空氣中,根據(jù)二力平衡條件可知,G=F=12N,故B錯誤;
C、由圖象CD段可知物體完全浸沒后排開水的體積不再改變,受到的浮力不再改變,則圓柱體受到的浮力F=G-F=12N-4N=8N.故C正確;
D、由FgV可知:V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10-4m3
由公式G=mg可求出物體的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg,
則圓柱體密度ρ=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{1.2kg}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×103kg/m3.故D錯誤.
故選C.

點評 本題用到的知識點有重力、質(zhì)量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理、壓強的計算等,考查學生結(jié)合圖象對所學知識進行綜合分析的能力,難度較大.

練習冊系列答案
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A.人拉繩做功的功率為100WB.動滑輪重為150N
C.繩子自由端移動的速度為 0.4m/sD.滑輪組此時的機械效率為60%

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8.閱讀短文,回答問題.
汽車防凍液     汽車在行駛時,發(fā)動機的溫度會升得很高.為了確保安全,可用水循環(huán)進行冷卻.實際上,水中往往還要加入不易揮發(fā)的防凍液(原液),加入防凍液后的混合液冬天不容易凝固,長時間開車也不容易沸騰.
有關(guān)資料表明,防凍液與水按不同的比例混合,混合液的凝固點、沸點不同,具體數(shù)值參見下表(表中防凍液含量是指防凍液在混合液中所占體積的百分比).
防凍液含量/%30405060708090
混合液的凝固點/℃-17-28-37-49-48-46-28
混合液的沸點/℃103104107111117124141
在給汽車水箱中加防凍液時,宜使混合液的凝固點比本地常年最低氣溫低10~15℃.考慮到混合液比熱容的減小會影響散熱效果,因此,混合液中防凍液的含量不宜過高.
(1)汽車發(fā)動機用水來冷卻,這是因為水的比熱容較大.
(2)在混合液中,如果防凍液含量由30%逐漸增大到90%,則混合液凝固點的變化情況是D.
A.逐漸升高                   B.逐漸降低
C.先升高后降低               D.先降低后升高
(3)若某地常年最低氣溫為-15℃,對該地區(qū)汽車來說,在下列不同防凍液含量的混合液中,宜選B.
A.30%        B.40%        C.60%       D.90%
(4)請在圖2中作出混合液沸點與防凍液含量的關(guān)系圖象;由圖象可以推知,防凍液的含量達到75%時,混合液的沸點大約是120℃.

(5)長時間使用后,汽車水箱中的混合液會減少.與原來相比,混合液的沸點升高(選填“升高”、“降低”或“不變”),其原因是防凍液在混合液中所占體積的百分比增大.

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9.請寫出下列“熱”的物理含義:
(1)摩擦生熱,這里的“熱”是指:內(nèi)能;
(2)物體吸熱升溫,這里的“熱”是指:熱量;
(3)這杯水很熱,這里的“熱”是指:溫度.

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