中考冲刺一密度压轴题

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2016 密度压轴题
压轴题一:密度
1.(2016•文登区校级模拟)小刚同学的体重为600N,当他使用如图所示的滑轮组匀速
提升水中的体积为0.01m3的重物A时(重物始终未出水面),他对地面的压强为
8.75×103Pa.已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2.当他用此滑轮组匀速提升空气
中另一个重物B时,滑轮组的机械效率是90%.已知重物A重物B所受重力之比G A:
G B=5:9,若不计绳重和摩擦,g=10N/kg.求:
(1)提升重物A时小文对地面的压力;
(2)物体A的密度;
(3)动滑轮重;
(4)提升重物A时滑轮组的机械效率?
3.(2015•揭阳)小华采用了如下方法来测量两种不同品牌的酱油的密度.
(1)利用弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量.请你将下面操作步骤中的空白处填写完整:
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1;
②在空饮料瓶中装满水把盖子拧紧,用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2,计算水的体积为V=
(用测出物理量的字母表示,水的密度ρ水已知);
③(说出具体做法并用字母表示所测量的物理量);
④计算酱油的密度ρ=.(用测出的物理量的字母表示)
(2)小华还设计了其它实验方法.
将一正方体塑料块先后放入这两种不同品牌的酱油中,让它漂浮在液面上,观察塑料块露出液面的体积,露出液面体积较大的酱油的密度较.
4.(2015•遵义模拟)某型号小轿车油箱的容积是60升,所用的燃料是密度为0.71×103kg/m3的汽油.(1)该车油箱最多能装多少kg的汽油?
(2)如果该车的总质量是1500kg,4个车轮的轮胎对地面的压强都是2×105Pa,求车的总重量是多少?车与地面接触的总面积是多少(g取10N/kg)?
(3)该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg,如果汽油的热值是4.6×107J/kg,汽车发动机的输出功率是12kW,求有用功和发动机的热机效率分别是多少(保留两位有效数字)?
6.(2013•柳州)一正方体塑料块A边长l A=0.2m,密度ρA=0.5×103kg/m3;另一正方体B边长l B=0.1m,密度未知.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)
(1)塑料块A的重力是多少?
(2)A、B分别放在水平地面时,B对地面的压强是A对地面压强的4.5倍,B的密度是多少?
(3)如图所示,将B置于A上表面后放入一个水平放置、底面是正方形(边长l=0.3m)的水槽,向水槽注入多少体积水后A的底面刚好能离开水槽?
7.(2013•天桥区模拟)学习密度知识之后,小明通过实验测量盐水的密度.
(1)小明在使用天平前,先调节天平,使指针尖对准分度标尺中央的刻度线,如图甲所示.同组的刘强提醒有错误,小明马上进行了纠正:他先,然后向(选填“左”或“右”)移动平衡螺母,使横梁平衡.
(2)小明设计实验方案A后,通过分析、思考及与同学交流,改进并设计了实验方案B(如下表所示)方案A 方案B
①用天平测出空烧杯的质量m1
②在空烧杯中倒入适量的盐水,称出它们的总质
量m2
③把烧杯中的盐水倒入量筒中,测出量筒中盐水
的体积V
④求出ρ盐水=
①用天平测出盛有盐水的烧杯的总质量m1
②把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,测出量筒中盐水
的体积V
③称出烧杯和杯中剩下的盐水的总质量m2
④求出ρ盐水=
图乙显示的是按方案B实验时,将烧杯中的部分盐水倒入量筒后,天平重新平衡时的情景,图丙显示的是倒入盐水后量筒的读数.根据图中相关数据帮小明将下表填写完整.
烧杯和盐水的总
质量m1(g)
玻璃杯和所剩盐
水的总质量m2
(g)
量筒中盐水的质
量(g)
盐水的密度ρ
(kg/m3)
150 30
(3)如果使用实验方案A、B测得的盐水的密度分别用ρA和ρB表示,在实验过程正确并且规范的情况下ρAρB(选填“>”、“<”或“=”).
8.(2013•重庆模拟)小明利用弹簧测力计、细线、玻璃杯和水测量石块及木块的密度,他设计了如图所示的实验方案并按顺序完成了甲、乙、丙、丁、戊的实验操作,根据图中内容,完成以下分析:
(1)分析步骤甲中测力计示数,石块受重力N;
(2)对比分析步骤甲和乙的测力计示数,利用所学浮力知识知石块的体积为m3,密度为
kg/m3;
(3)对比两步骤中弹簧测力计的示数可知木块的质量;
(4)分析丁、戊两步骤中弹簧测力计示数,木块浸没在水中所受到的浮力为N,木块的密度为kg/m3;
(5)小勇却认为小明所测木块密度的方案中有缺限,实验中只用完成甲、乙、丙、丁的操作就可以了,且得到的结果更准确.你认为小勇的看法(“合理”或“不合理”).按小勇的方案测出木块的密度将比小明所测得的密度值(“大”或“小”)一些,原因是:小明实验方案中所测得的木块浮力偏(“大”或“小”).
9.(2012•西城区)一个水槽中盛有足够深的水.将一个木块甲放入水中时,木块恰好有
一半体积露出水面;当在木块上面放一个金属块乙时,木块上表面恰好与水面相平;当把
金属块乙用细线系在木块下再放入水中时,木块有的体积露出水面,如图所示.金属块
乙的密度是g/cm3.
10.(2012•徐州)阅读短文,回答文后问题
孔明灯
我国汉代曾发明过一种用做军事信号的“孔明灯”,它其实就是一种灯笼.先用很轻的竹篾扎成框架,再用纸糊严,并在下面留口.在灯笼的下面固定一个小碟,在碟内放入燃料.点燃后,当灯笼内的空气被加热到一定温度时,灯笼就能腾空而起.灯笼受
到的空气浮力可以用阿基米德原理计算,即F
=ρ空气gV (本题g取10N/kg).温度为20℃

时,空气密度为1.2kg/m3,下表给出了一些
空气密度和温度的对应关系.
温度/℃90 100 110 120 130
密度/kg•m﹣30.97 0.94 0.91 0.88 0.85
(1)为了更容易起飞,孔明灯所用燃料选择
的主要依据是()
A.质量B.密度C.热值
D.比热容
(2)根据表格中的数据,在坐标图中作出空气密度和温度关系的图象.
(3)如图a所示的孔明灯体积大约为0.02m3,环境气温为20℃,则孔明灯受到的空气浮力为N.
(4)上题中孔明灯制作材料和燃料总质量为6g ,灯内空气的温度要达到 ℃,孔明灯才能起飞(忽略燃料质量的变化). 13.(2012•温州)小明想测量大米的密度,但由于大米容易吸水,导致体积明显变化,因此用排水的方法测量大米的体积是不合理的,于是小明进行了如下实验和思考.
(1)使用托盘天平称取5克大米,称量过程中发现天平指针偏向右边(如图甲).接下来小明应如何操作? .
(2)由于米粒间存在较大间隙,按图乙的方式用量筒直接测量大米体积,则会导致测得的体积值偏 . 小明思考:能否用排空气的方法测量大米的体积呢?他设想将大米与空气密封在一个注射器内,只要测出注射器
内空气和大米的总体积及空气的体积,其差值就是大米的体积.但如何测出空气的体积呢?
查阅资料得知,温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值.于是进行了实验二:称取5克大米并装入注射器内(如图丙),从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积,通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为P ;而后将注射器内的空气缓慢压缩,当空气压强增大为2P 时,再读出此时的总体积(压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变).整理相关数据记录如表: 注射器内空气压强 注射器内空气和大米的总体积
注射器内空气体积
压缩前 P 23毫升 V 压缩后 2P 13毫升 0.5V (3)由实验二测得大米的密度为 克/厘米3.(计算结果精确到0.01) 14.(2011•徐州)阅读短文,回答文后的问题:
马铃薯,俗名土豆.因其生长适应性强、产量高、烹制方法多样等众多优点而广受人们喜爱.马铃薯富含淀粉,是生产淀粉的重要原料.小明在淀粉厂参加综合实践活动,他跟随师傅一起去采购一批淀粉含量不低于20%的马铃薯.下表是小明收集到的一些反映马铃薯相关信息的数据.在收购点,小明测出一
只马铃薯质量为0.22kg ,体积为200cm 3,准备据此鉴定马铃薯是否符合厂里的采购要求.
(1)在坐标图中画出马铃薯密度和淀粉含量关系的图象. (2)从图象可以看出,马铃薯中淀粉含量越高,密度越 .
(3)小明测量的这只马铃薯是否符合厂里的采购要求? (填“是”或“否”).
(4)淀粉含量高的马铃薯价格也高.在符合厂里采购要求的马铃薯品种中,价格相对便宜而出粉率又高的是: (填品种号). 15.(2011•常州)江浙两省居民的食用油以大豆油、菜籽油为主.然而有些不法商家为了获取暴利,大量购买地沟油用来加工各种食品,严重危害消费者的身心健康,为探究地沟油的检测方法,同学们进行了多种尝试.
(1)小明查阅资料发现:菜籽油的密度是0.91×103 kg/m 3~0.92×103 kg/m 3,大豆油的密度是0.92×103 kg/m 3~0.94×103 kg/m 3.他质疑:地沟油的密度与大豆油、菜籽油的密度会有明显差异吗?于是,小明利用简易器材展开了实验测量,如图所示:
(a )实验测得地沟油的密度是多少?(请完整书写解题过程)
马铃薯品种
① ② ③ ④ ⑤ 密度/(g •cm ﹣
3)
1.08 1.10 1.12 1.14 1.15 淀粉含量/%
14 18 22.5 26.5 29 收购价(元•千克﹣
1)
0.40 0.42 0.45 0.50 0.60
(b)用密度测量法来检测地沟油是(有效/无效)的.
(2)小华查阅资料发现:菜籽油的凝固点是﹣10℃,大豆油的凝固点是﹣18℃,她质疑:地沟油的凝固点与大豆油、菜籽油的凝固点会有明显差异吗?于是,小华利用实验室制冷设备展开地沟油的冷冻、观察实验,实验数据如下表所示:
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 温度/℃ 2 0 ﹣2 ﹣4 ﹣4 ﹣4 ﹣4 ﹣6 ﹣8 ﹣10 状态液液液固液混合固液混合固液混合固液混合固固固(c)小华在实验室测得地沟油的凝固点是℃.
(d)用凝固点测量法来检测地沟油是(有效/无效)的.
(3)小丽走访有关部门,得知:长期食用地沟油,会明显增加脂肪肝、高血脂、高血压、胆囊炎、胃病、肥胖、心脏病和多种癌症的发病率;不法商贩通常会把地沟油与合格菜籽油、大豆油勾兑,手段更为隐蔽;江苏化工学院已摸索出新型检测方法,能让勾兑于菜籽油、大豆油中的地沟油“暴露踪迹”,只是检测较为繁复、成本也较高;地沟油其实是生产高级润滑油以及清洁柴油的优质原料,关于地沟油的整治和利用,请向有关部门提出合理化建议:(一条即可).
16.(2011•威海)小刚同学想测出一个实心塑料球的密度,但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上,无法测出它的体积.小刚设计了以下实验步骤:
A.用天平测量塑料球的质量,天平平衡时如图a所示.记录塑料球质量为m;
B.把适量的水倒进量筒中如图b所示,记录此时水的体积为V1;
C.用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中,静止时如图c所示,记录此时量筒的示数为V2;
D.把小铁块单独放入水中静止时如图d所示,记录此时量筒的为V3;
E.利用密度公式计算出结果.
根据上述实验过程,回答下列问题.
(1)实验中使用天平测出塑料球的质量m=g,塑料球的体积V=cm3,计算出塑料球的密度ρ=g/cm3.
(2)实验拓展:本实验中若不用天平,只在B、C、D三个步骤中增加一个步骤也可以测出塑料球的密度.请你写出这个操作步骤.
(3)根据你补充的步骤,写出计算塑料球密度的表达式.(用字母表示,水的密度为ρ水)17.(2011•宝应县模拟)某地在湖面上修建一座大桥,图
甲是使用吊车向湖底投放圆柱形石料的示意图.在整个投
放过程中,石料以恒定速度v=0.1m/s下降.图乙是钢丝绳
的拉力F随时间t变化的图象(从开始投放到石料刚好接触
湖底前).t=0时刻吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力
(g取10N/㎏).
求:
(1)湖水的深度和湖底受到水的压强.
(2)圆柱形石料的密度.
18.(2011•延庆县二模)某提升装置中,杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动,水平地面上的配重乙通过细绳竖直拉着杠杆B端.已知AO:OB=2:5,配重乙与地面的接触面积为S且S=200cm2.当在动滑轮下面挂上重1000N的物体甲静止时(甲未浸入水中),竖直向下拉绳子自由端的力为T1,杠杆在水平位置平衡,此时配重乙对地面的压强为P1且P1=3.5×104Pa;如果在动滑轮下挂一个质量为动滑轮质量5倍的物体丙,并把物体丙浸没在水中静止时,如图甲所示,竖直向上拉绳子自由端的力为T2,杠杆在水平位置平衡.此时配重乙对地面的压强为P2且P2=5.6×104Pa.已知物体丙的质量与体积的关系的图象如图乙所示,如果不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦,图中两个滑轮所受重力相同取g=10N/kg.配重乙的体积为5×10﹣2m3,求配重乙的密度.
19.(2011•顺义区一模)在图所示的装置中DC=3m,OD=1m,A、B两个滑轮的质量均为2kg,A是边长为20cm、密度为ρ1的正方体合金块,当质量为60kg的人用F1=80N的力沿竖直方向向下拉绳时,合金块A全部浸没在密度为ρ2的液体中,杠杆恰好在水平位置平衡,此时人对地面的压强为P1=1.3×104Pa;若人缓慢松绳,使合金块下降并与容器底接触(但不密合),当人用F2=60N的力向下拉绳时,人对地面的压强为P2,容器底对A的压强为P3.(杠杆DC的质量不计,ρ1:ρ2=3:1、取g=10N/kg)
求:(1)液体的密度ρ2
(2)P2、P3.
21.(2010•咸宁)某冰块中有一小石块,冰和石块的总质量是55g,将
它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中(如图甲所示).当冰
全部熔化后,容器里的水面下降了0.5cm(如图乙所示),若容器的底面
积为10cm2,已知ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)冰块中冰的体积是多少立方厘米?
(2)石块的质量是多少克?
(3)石块的密度是多少千克每立方米?
22.2010年4月,墨西哥湾的海底石油开采平台发生火灾,泄漏的石油造石油公司和科学家对泄露量上发生争论.小明认为应先测量石油密度才能估算他设计了如图所示的装置.在杯子内盛有适量石油,放入
一个质量是5.6×10﹣3kg,边长是2cm的正方体物块,有的体积浸没在石油中,此时石油深度为
0.1m.(g=10N/kg)
(1)石油的密度为多少?(保留两位小数)
(2)石油对杯底的压强是多少?
23.图是小明用滑轮组从水池中用密闭容器A提取水的装置示意图,当容器A 到达
水面前,在空气中匀速下降过程中,小明对绳子竖直向下的拉力为F1,水平地面对
小明的支持力为N1;当容器A完全浸没在水中(容器A未与水池底接触),且整个
装置处于静止状态时,容器A在水中受到浮力为40N,小明对绳子竖直向下的拉力
为为F2,水平地面对小明的支持力为N2;浸没后容器A仍能继续下沉,当容器A
下沉到一定深度时,容器侧壁的阀门会自动打开,水会注入容器,注满水后,阀门
自动关闭.提升注满水的容器A匀速上升的过程中(容器未露出水面),小明对绳子
竖直向下的拉力为F3,水平地面对小明的支持力为N3.已知小明所受重力为500N,
N1:N2=46:47,N2:N3=47:41.(不计绳重、滑轮与轴的摩擦及水的阻力,g取
10N/kg)
求:容器A盛满水后,所盛水的质量.
24.(2008•延庆县二模)测固体的密度.
一个固体A的密度小于水的密度.小宁同学在已知水的密度ρ水
的情况下,想用下列方法测出它的密度.器材有:待测固体A(密
度小于水的密度),金属块B(密度大于水的密度),一个毫米刻
度尺,圆柱形水杯一个(水杯里面装入适量的水),细线.
实验步骤:
(1)把金属块B放入水杯中,如图甲所示.用刻度尺测出水杯内水面到杯底的高度,记为h1
(2)把固体A轻轻放入水杯中.静止时如图乙所示.用测出水面到水底的高度,记
为.
(3)用一段长度适当的细线,把固体A和金属块B分别系在细线的两端,并放入水杯中,静止时如图丙所示.用,记为.
(4)固体的密度是:ρ=.
25.(2013•衡阳)如图是一个上肢力量健身器示意图.D是动滑轮;配重A的底面
积为5×10﹣2m2,放在水平地面上对地面的压强P0为2.4×104Pa.杠杆EH可绕O点
在竖直平面内转动,OE:OH=2:5.此人受到的重力为600N,他通过细绳在H点
施加竖直向下的拉力T1时,杠杆在水平位置平衡,他对地面的压力为F1,配重A对
地面的压力为F A1,配重A受到的拉力为T A1.配重A对地面的压强P1为6×103Pa;
他在H点施加竖直向下的拉力T2时,杠杆仍在水平位置平衡,他对地面的压力为
F2,配重A对地面的压力为F A2,配重A受到的拉力为T A2,配重A对地面的压强P2为4×103Pa.已知
F1:F2=20:19,杠杆EH和细绳的质量均忽略不计.求:
(1)配重A受到的重力G A.
(2)拉力T A1和T A2.
(3)动滑轮D受到的重力G D.
26.(2013•贵港)A、B、C是由密度为ρ=3.0×103kg/m3的某种合金制成的三个实心球.A球的质量m A=90g;甲和乙是两个完全相同的木块,其质量m甲=m乙=340g;若把B和C挂在轻质杠杆两端,平衡时如图1所示,其中MO:ON=3:1.若用细线把球和木块系住,放入底面积为400cm2的圆柱形容器中,在水中静止时如图2所示.在图2中,甲有一半体积露出水面,乙浸没水中(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,杠杆、滑轮与细线的质量以及它们之间的摩擦忽略不计).
(1)甲木块的体积是多少?
(2)求B和C的质量各为多少kg?
(3)若将A球与甲相连的细线以及C球与B球
相连的细线都剪断,甲和乙重新静止后,水对容
器底部的压强变化了多少?
27.(2013•湖州)如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测
量液体密度的“密度天平”.其制作过程和原理如下:选择一根长l米的杠
杆,调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡.在左侧离中点10厘米的A 位
置用细线固定一个质量为150克、容积为80毫升的容器.右侧用细线悬
挂一质量为50克的钩码(细线的质量忽略不计).测量时往容器中加满待
测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体
的密度.
(1)该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O厘米处.
(2)该“密度天平”的量程为多大?
(3)若将钩码的质量适当增大,该“密度天平”的量程将(选填“增大”“减小”或“不变”).28.(2013•乌海)如图所示,轻质杠杆OP长1m,能绕O点转动,P端用细绳
悬于N点.现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点(滑环和绳子的质量
可忽略),OM的长度为0.1m,由于杆OP与水平方向成30°角倾斜,滑环刚好
能由M向P端匀速滑动,滑动速度为0.02m/s,细绳能承受的最大拉力为9N.(g
取10N/kg)求:
(1)滑环从M点开始滑动,经过多长时间后细绳会断裂;
(2)从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时,A所受重力做的功;
(3)上述过程中,A所受重力做功的功率.
29.(2015•昌平区一模)某工厂设计了一个蓄水池,如图所示,水源A罐的液面高度h1=3m,且保持不变.罐底有一个小出水口,面积为S1,S1=0.1m2.孔下通过一个截面积为S2活塞与杠杆BC相连,S2=0.24m2.杠
杆可绕B端上下转动,另一端有一个中空的圆柱体浮子,横截面积为S3,S3=0.8m2,BO是杠杆总长.原
设计打算当杠杆水平时,浮子浸入水深为h2,h2=0.7m,活塞恰好能堵住出水口,但在使用时发现,活塞离出水口尚有一小段距离时,浮子便不再上浮,此时浮子浸入水深为h3,h3=1m,为了使活塞自动堵住出水口,只得将浮子的质量减去一部分,设减去的质量为m′.(g取10N/kg,杠杆水平时,认为BO仍是杠
杆总长,活塞及连杆和杠杆的质量均不计,杠杆所受浮力不计,浮子浸入水中体积变化引起的蓄水池液
面变化忽略不计.)试求
(1)活塞应上升的高度是多少;
(2)浮子应减去质量m′是多少.
30.(2015•随州)一根粗细均匀,长度为1m的木棒AB,将其浸没在水中,并使其可绕B端的水平轴自由转动.为使A端不上浮且维持木棒AB始终水平静止.在A端对其施加一个(方
向待求的)力F A=25N,已知木棒重G=100N,木棒的密度和水的密度关系为:ρ
=0.8ρ水,ρ水=1×103kg/m3.

求:(1)木棒所受浮力的大小;
(2)力F A的力臂大小;
(3)力F A的可能方向(推导后将相关角度标在图中)
2016年密度压轴题
参考答案与试题解析
一.解答题(共30小题)
1.(2016•文登区校级模拟)小刚同学的体重为600N,当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.75×103Pa.已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2.当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时,滑轮组的机械效率是90%.已知重物A 重物B所受重力之比G A:G B=5:9,若不计绳重和摩擦,g=10N/kg.求:
(1)提升重物A时小文对地面的压力;
(2)物体A的密度;
(3)动滑轮重;
(4)提升重物A时滑轮组的机械效率?
【分析】(1)由压强的计算公式变形后可求得小文受地面的支持力,由力的相互性可知人对地面的压力;(2)对人受力分析,由力的合成可求得人受绳子的拉力,则可知人对绳子的拉力;由浮力公式可求得物体A所受浮力,则对动滑轮及物体A由力的合成可求得物体A及动滑轮的重力之和;
由提升物体B时的机械效率可得关于物体B及动滑轮重力的表达式,由题意可得A、B重力的关系;则联立以上关系式可得出物体A的重量,进而求出动滑轮重;
(3)求出物体A的质量,利用密度公式可求其密度;
(4)根据重物A的重力和动滑轮重力的比,利用公式ηA=求出滑轮组提升重物A时滑轮
组的机械效率.
【解答】解:
(1)由p=得,人受地面的支持力:
F支=F压=p人S人=8.75×103Pa×400×10﹣4m2=350N;
则人对地面的压力为350N.
(2)人对绳子的拉力:F拉=G人﹣F支=600N﹣350N=250N,
A所受浮力为:F浮=ρ水gV A=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N,
则物体及动滑轮的重力之和:G A+G动=2F拉+F浮=2×250N+100N=600N,
即:G A+G动=600N ①
B在空气中:ηB====90% ②
G A:G B=5:9 ③
由①②③式可得:
物体A的重力:G A=500N,G动=100N;
(3)物体A的质量m A===50kg;
物体A的密度ρA===5×103kg/m3;
(4)使用滑轮组提升重物A时,滑轮组的机械效率ηA===80%;
答:(1)提升重物A时小文对地面的压力为350N;
(2)物体A的密度为5×103kg/m3;
(3)动滑轮重为100N;
(4)提升重物A时滑轮组的机械效率为80%.
【点评】此题考查的是有关密度、浮力和机械效率的综合计算,解答此题的关键是物体重力的计算,先根据滑轮组机械效率的计算公式η=求出物体重力和动滑轮重力的比值,然后根据F拉=(G A﹣F浮+G动)求出物体的重力.
2.(2015•舟山)2015年3月,全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”(如图所示)开始首次环球航行,途径我国重庆和南京两个城市,此行的重要目的是传播新能源理念.
(1)该机白天利用高效太阳能电池板将电磁能(太阳能)转化成电能;夜间飞行时,利用其超轻薄锂离子电池储备的化学能转化成电能,首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油.
(2)为降低飞行时的能量消耗,该机选用新型轻质材料.取面积为1平方米、厚度为1毫米的新型材料,测得其质量为250克,则该材料的密度为多少?
(3)该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷,是此次环球航行中最具挑战性的一段行程,飞行时间长达120小时.飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力,其消耗的能量全部由太阳能电池板吸收的太阳能提供,则此段航行中至少需吸收多少太阳能?(太阳能电池板的转化效率约为30%)
【分析】(1)发电机是根据电磁感应原理制成的,判断其能量转化,要看清该过程中的初始能量和最终形成的能量,进而判断出能量的转化过程.
(2)根据V=Sh求得新型材料的体积,已知质量,利用密度公式求解;
(3)已知飞机飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力,利用P=可求得其消耗的能量,已
知其消耗的能量全部由电池板吸收的太阳能提供,太阳能电池板的转化效率约为30%,然后可求此段航行中至少需要吸收多少太阳能.
【解答】解:(1)电池板白天将太阳能转化为电能,夜间飞行时,利用其超轻薄锂离子电池储备的化学能转化成电能;
(2)材料的体积V=Sh=1m2×0.001m=1×10﹣3m3,m=250g=0.25kg,
该材料的密度ρ===0.25×103kg/m3.
(3)由P=可得,飞机飞行消耗的能量W=Pt=10000W×120×3600s=4.32×109J,
则此段航行吸收的太阳能W′===1.44×1010J.
答:(1)化学;
(2)该材料的密度为0.25×103kg/m3;
(3)则此段航行中至少需要吸收1.44×1010J太阳能
【点评】本题以太阳能飞机为背景,考查了能量的转化、密度的计算、电功的计算等多个知识点,是一道综合性较强的题目,关键是密度公式、功率公式和效率公式的应用.
3.(2015•揭阳)小华采用了如下方法来测量两种不同品牌的酱油的密度.
(1)利用弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量.请你将下面操作步骤中的空白处填写完整:①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1;
②在空饮料瓶中装满水把盖子拧紧,用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2,计算水的体积为V=
(用测出物理量的字母表示,水的密度ρ水已知);
③在空饮料瓶中装满酱油,用弹簧测力计测出瓶和酱油的总重力G3(说出具体做法并用字母表示所测量的物理量);
④计算酱油的密度ρ=.(用测出的物理量的字母表示)
(2)小华还设计了其它实验方法.
将一正方体塑料块先后放入这两种不同品牌的酱油中,让它漂浮在液面上,观察塑料块露出液面的体积,露出液面体积较大的酱油的密度较大.
【分析】(1)利用题目中所方法测酱油密度,遇到的关键困难是要解决如何测酱油的体积,这里是借助了水来进行等效替代.因此,按照这一思路结合密度的公式可完成本实验;
(2)根据浮沉条件可确定塑料块受到的浮力,再根据阿基米德原理可判断在不同密度液体中V排的大小,由此判断体积的浸与露的大小;
由液体内部的压强规律可知,在深度相同时,液体的密度越大,其受到的压强也越大,由此可判断不同酱油的密度大小.
【解答】解:(1)②水的体积V===;
③为了测出与水同体积的酱油,还需用这只瓶子再装满酱油进行测量,具体操作为:在空饮料瓶中装满酱油,用弹簧测力计测出瓶和酱油的总重力G3;
④酱油的密度ρ===.
(2)塑料块能漂浮在两种酱油中,说明所受的浮力都等于塑料块自身的重力.根据浮力的公式F浮=ρ液gV ,谁的密度大,谁排开的液体体积就小,因此,露出液面体积较大的酱油的密度较大.
排。

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