初中物理物质计算题

如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为 $10\mathit{cm}$。弹簧没有发生形变时的长度为 $10\mathit{cm}$，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度△ $L$与拉力 $F$的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深 $24\mathit{cm}$。求：

（1）物体受到的水的浮力。

（2）物体的密度。

（3）打开出水孔，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量。

学习了密度后，张磊尝试利用身边的器材测量盐水和小石块的密度。他找到一个圆柱形的硬质薄壁塑料茶杯，杯壁上标有间距相等的三条刻度线，最上端刻度线旁标有 $600\mathit{mL}$，接下来的操作是：

（1）他用刻度尺量出最上端刻度线距离杯底的高度如图所示，则刻度尺读数为　　 $\mathit{cm}$，将空茶杯放在电子体重计上显示示数为 $0.10\mathit{kg}$；

（2）向杯中注入配制好的盐水直到液面到达最下端刻度线，此时体重计显示示数为 $0.32\mathit{kg}$，则可求得液体密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（3）向杯中轻放入小石块，小石块沉到杯底，继续放入小石块，直到液面到达中间刻度线处，此时小石块全部在水面以下，体重计显示示数为 $0.82\mathit{kg}$，则小石块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（4）根据以上操作还可求得放入小石块后茶杯对体重计的压强为　　 $\mathit{Pa}$，盐水在杯底处产生的压强为　　 $\mathit{Pa}$。

用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数 $F$与物块下表面浸入水中的深度 $h$的关系如图乙所示（忽略此过程中水面的高度变化）。求：

（1）物块完全浸没在水中受到的浮力；

（2）物块的密度；

（3）从物块刚好浸没水中到 $h=10\mathit{cm}$过程中，水对物块下表面的压强变化了多少 $P_a$？

绍兴市获得2015年度全省“五水共治”工作优秀市并被授予大禹鼎，“五水共治”是指治污水、防洪水、排涝水、保洪水、抓节水，还社会一个蓝天碧水，为百姓创造美好的生活环境。

修建山区水库既可以防洪水，还能发电和灌溉，其发电过程简化如图。

①水库大坝修建时，下部 $B$比上部 $A$宽的原因是　　。

②汛期时，开闸排水，水的流量是60米 ${}^3/$秒，每小时排水　　吨。

③汛期时，开闸排出的水冲击水轮机，使发电机组发电，若此时每秒钟释放的机械能为 $1.2\times {10}^6$焦，能量利用的效率为 $25\%$，该水库发电机的发电功率多大？

某物理兴趣小组为检测学校附近某条河的水质，需要测量河水的密度。取样后，他们利用天平和量筒进行了测量，实验过程如下：

【实验步骤】

（1）用已调平衡的天平测出空烧杯的质量为 $18g$；

（2）向烧杯中倒入适量的河水，测出烧杯和河水的总质量，如图甲所示；

（3）将烧杯中的河水全部倒入量筒中，读出量筒中河水的体积，如图乙所示。

【实验数据处理】

在下表中填入上述实验数据及计算结果。

烧杯的质量 $m_1/g$	烧杯与河水的质量 $m_2/g$	河水的质量 $m/g$	河水的体积 $V/c{m}^3$	河水的密度 $\rho /(g\cdot c{m}^{-3})$
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【实验评估】

按该实验方案测出的河水密度比实际值　　（选填“偏大”或“偏小” $)$。

一壁很薄的透明瓶子，瓶身部分为圆柱形，瓶子的底面积为 $40c{m}^2$，瓶中装有高度为 $28\mathit{cm}$的水（如图甲所示），将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮（如图乙所示），此时瓶子露出水面的高度为 $4.5\mathit{cm}$，瓶子内外水面的高度差为 $2.5\mathit{cm}$。求：

（1）瓶子（含瓶盖）的重力。

（2）瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量。

如图所示，是小普同学利用自制的简易天平在家实验时的情景，请仔细观察，并根据图中信息，求：

（1）该液体的密度；

（2）若烧杯的底面积为 $20c{m}^2$，装有此液体的烧杯对天平托盘的压强。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

物理是一门注重实验的自然科学，请同学们根据自己掌握的实验操作技能，解答下列问题

（1）如图1所示的钟表，其分度值为　　，显示的时刻为 $15h$　　 $\mathit{min}$　　 $s$。

（2）在练习使用量筒时，为了使测量结果更准确，应选用如图2所示的　　量筒，其量程是　　。

（3）在练习用天平测物体质量的实验中

①取出天平，观察称量和感量

②将天平（砝码）放在水平桌面上，如图3所示，接下来的操作是　　。

③调节天平平衡，并完成下列实验步骤。

王慧同学利用所学知识，测量一件用合金制成的实心构件中铝所占比例。她首先用天平测出构件质量为 $374g$，用量杯测出构件的体积是 $100c{m}^3$．已知合金由铝与钢两种材料合成，且铝的密度为 $2.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，钢的密度为 $7.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．如果构件的体积等于原来两种金属体积之和。求：

（1）这种合金的平均密度；

（2）这种合金中铝的质量占总质量的百分比。

容积为 $1L$的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为 $1000W$，保温时功率为 $121W$，简化电路如图乙所示， $S$为加热和保温自动转换开关，在一个标准大气压下，该电热壶正常工作，将一壶初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开，此过程中电热壶的效率为 $70\%$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$求：

（1）电阻 $R_2$的阻值；

（2）在此过程中，水吸收的热量；

（3）烧开一壶水，需要的加热时间。

如图所示，矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑，碑身高 $37.94m$，由423块花岗岩石块砌成，碑心石是一块竖立的整块花岗岩，高 $14.7m$、宽 $2.9m$、厚 $1.0m$、质量 $119.3t$，求：

（1）碑心石体积；

（2）碑心石密度；

（3）若碑心石单独静止竖立于水平地面上，它对水平地面的压强。

2015年3月9日，全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）从阿联酋首都阿布扎比起程，开始环球飞行。将用时四到五个月穿越海洋陆地，完成人类史上首次太阳能环球飞行计划。“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。它的翼展达到 $72m$，比波音 $747-8$型的翼展还要宽 $3.5m$；机长 $22.4m$，接近一个篮球场的长度；而质量仅有 $2300\mathit{kg}$，跟一辆中型轿车相差无几。它的起飞速度为 $35\mathit{km}/h$，最大速度约 $140\mathit{km}/h$。“阳光动力2号”的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17248片 $135\mathit{\mu m}$厚的单晶硅薄膜太阳能电池。这些电池可以产生最大 $70\mathit{kW}$的功率，这些电力可以输出给四台单台功率 $13.5\mathit{kW}$的电动机带动四扇 $4m$直径的双叶螺旋桨给飞机提供动力。“阳光动力2号”白天会爬升到 $9000m$的高度以避开气流并最大化利用太阳能，此时的温度急剧升高，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 $1500m$高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

（1）“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。“极轻”的物理含义是　        　。

（2）“阳光动力2号”吸收　     　能转化为电能，电能转化为飞机需要的其他形式能。

（3）在狭小的机舱内，两名瑞士飞行员将轮流驾驶，每次连续飞行5个昼夜，速度按 $80\mathit{km}/h$计算，每次连续飞行的距离是　      　 $\mathit{km}$。

（4）阳光动力2号从夜晚航行转为白天航行过程中，飞机的重力势能逐渐　     　。

小明准备用空矿泉水瓶做一个“救生衣”。已知小明的质量是 $50\mathit{kg}$，身体平均密度约等于水的密度，为确保安全至少他的头部要露出水面，头部的体积约占身体总体积的 $1/10$．（不计空矿泉水瓶的质量和塑料的体积）

（1）求小明头部的体积。

（2）请你帮小明计算一下，制作“救生衣”至少需要多少个图示的空矿泉水瓶。

小刚做“测量蜡块密度”的实验。

（1）将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺的　　处，若此时指针的位置如图甲所示，应将平衡螺母向　　移动，使天平平衡。

（2）将蜡块放在天平　　盘中，另一盘所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平平衡，蜡块的质量为　　 $g$。

（3）将蜡块放入盛有 $50\mathit{mL}$水的量筒中，用铁丝将其压入水中，读得量筒的示数为 $60.0\mathit{mL}$，则该蜡块的体

积为　　 $c{m}^3$。

（4）计算得出蜡块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

汉代一些墓室、祠堂里有雕刻着画像的石头。现有一块汉画像石，质量为 $500\mathit{kg}$，体积为 $0.2m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）这块汉画像石受到的重力；

（2）汉画像石的密度。