初中物理密度公式的应用试题

如图1所示，装有 $0.01m^3$水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为 $0.2m^2$。

桶的质量忽略不计， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

（1）求桶中水的质量。

（2）求这桶水对地面的压强。

（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升 $2m$的过程中，所用拉力为 $40N$．求该滑轮组的机械效率。

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。

在测量液体密度的实验中，小明利用天平和量杯测量出液体和量杯的总质量 $m$及液体的体积 $V$，得到几组数据并绘出如图所示的 $m-V$图象，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．量杯质量为 $40g$B． $40c{m}^3$的该液体质量为 $40g$

C．该液体密度为 $1.25g/c{m}^3$D．该液体密度为 $2g/c{m}^3$

小红利用杠杆制成一种多功能杆秤，使用前，杠杆左端低，右端高，她将平衡螺母向　　调节，直至杠杆处于水平平衡，她取来质量均为 $100g$的实心纯金属块 $a$和 $b$、合金块 $c$（由 $a$、 $b$的材料组成）。她将 $a$挂在 $A$处，且浸没于水中，在 $B$处挂上 $100g$钩码，杠杆恰好处于水平平衡，如图所示，测得 $\mathit{OA}=50\mathit{cm}$， $\mathit{OB}=40\mathit{cm}$，则 $a$的密度为　　 $g/c{m}^3$．接下来，她分别将 $b$、 $c$挂于 $A$处并浸没于水中，当将钩码分别移至 $C$、 $D$处时，杠杆均水平平衡，测得 $\mathit{OC}=30\mathit{cm}$， $\mathit{OD}=34\mathit{cm}$，则合金块 $c$中所含金属 $a$和金属 $b$的质量之比为　　。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

我国科学家研发的固体浮力材料已成功用于万米深海探测，为深潜器提供浮力，技术水平居于世界前列，固体浮力材料的核心是“微球”（直径很小的空心玻璃球）。若用质量为 $60g$，密度为 $2.4g/c{m}^3$的玻璃制成“微球”后和粘合剂黏合制成一块固体浮力材料，其内部结构的放大示意图如图所示。粘剂的密度为 $1.2g/c{m}^3$，粘合剂体积占固体浮力材料总体积的 $20\%$，制成后的固体浮力材料密度为 $0.48g/c{m}^3$．下列说法错误的是 $($　　 $)$

A．“微球”能承受很大的压强

B．这块固体浮力材料能漂浮在水面上

C．这块固体浮力材料中粘合剂的质量为 $24g$

D．这块固体浮力材料中空心部分的体积为 $175c{m}^3$

用天平测量体积为 $30c{m}^3$的实心物块的质量，天平右盘中的砝码及游码的示数如图甲，则物块的密度为　　 $g/c{m}^3$．将物块浸没在水中，物块受到的浮力为　　 $N$． 如图乙所示，把该物块放入盛有另一种液体的烧杯中，液体对杯底的压强将　　；物块恰好处于悬浮状态，则液体的密度为　　 $g/c{m}^3$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

在科技节活动中，有一项挑战项目：如图所示， $A$、 $B$、 $C$、 $D$是装满了某一种材料（细盐铁粉、米粉中的一种）的四个不透明的轻质密闭容器要求在不打开容器的前提下，将其中装有相同材料的两个容器挑选出来提供的器材有：

①与密闭容器同样的空容器各一个；

②天平和水按下列步骤在空白处填上适当的内容。

（1）用天平分别测出图中四个密闭容器的质量 $m_A$、 $m_B$、 $m_C$、 $m_D$；

（2）　              　；

（3）若满足关系式：　　（用测量的物理量表示），则 $A$、 $C$两容器中所装材料相同。

如图所示是一款新型节能装置 $-$空气能热水器，它的制热能效比（制热量和压缩机所耗电能之比）为 $4:1$，用手机通过　　波可以远程遥控。某同学洗一次澡用水 $30L$，则所用水的质量为　　 $\mathit{kg}$，这些水温度由 ${12}^{°}\text{C}$升高到 ${42}^{°}\text{C}$吸收的热量为　　 $J$，若这些热量分别由空气能热水器和电热水器（效率为 $90\%)$提供，则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比，可节约电能　　 $J$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

某型号一次性声呐，其内部有两个相同的空腔，每个空腔的容积为 $2\times {10}^{-3}{m}^3$，每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封，密封盖在海水中浸泡24小时后，将被海水完全腐蚀。

某次公海军事演习，反潜飞机向海中投入该声呐，声呐在海中静止后露出整个体积的 $\frac{1}{4}$，声呐处于探测状态，如图甲所示，24小时后，声呐没入海中处于悬浮状态，声呐停止工作，如图乙所示，再经过24小时后，声呐沉入海底，如图丙所示。已知 ${\rho }_{\mathit{海水}}=1.1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，问：

（1）每个空腔能容纳海水的重量有多大？

（2）声呐整个体积有多大？

（3）图甲中，声呐有多重？

（4）图丙中，海底对声呐的支持力有多大？

我国自行设计的水下滑翔机“海翼”成功下潜至6329米，打破了世界纪录。“海翼”的外形设计成流线型，是为了　　；在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”以减小重力，这是因为碳纤维材料的　　小；“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，使浮力　　重力。

可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源， $1m^3$可燃冰可转化为 $164m^3$的天然气和 $0.8m^3$的水，下列关于可燃冰说法错误的是 $($　　 $)$

A．可燃冰是不可再生能源

B． $1m^3$可燃冰比 $0.8m^3$的水质量小

C．可燃冰形成在压强较大的环境中

D．相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多

如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关 $S$可根据水温自动切换加热和保温两种状态， $R_1$、 $R_2$是发热电阻，热水器主要参数如下表。 $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

额定电压	$220V$	容积	$30L$
加热功率	$2000W$	保温功率	$800W$

（1）开关 $S$跳至　　触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为　　 $\mathit{kg}$。

（2） $R_2$的阻值为多大？

（3）水箱中装满初温为 ${25}^{°}\text{C}$的水，加热使温度升高到 ${55}^{°}\text{C}$，水需要吸收多少热量？

（4）在上述加热状态下，热水器正常工作 $35\mathit{min}$需消耗多少电能？加热效率是多少？

有四个容量均为 $200\mathit{mL}$的瓶子，分别装满酱油、纯水、植物油和酒精，那么装的质量最多的是 $({\rho }_{\mathit{酱油}}>{\rho }_{\mathit{纯水}}>{\rho }_{\mathit{植物油}}>{\rho }_{\mathit{酒精}})($　　 $)$

A．纯水B．酱油C．酒精D．植物油

沙漠集水器

（1）有些沙漠紧邻大海，　　（白天 $/$晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。

（2）伯克利分校的团队设计出一款沙漠集水器 $-\mathit{WaterSeer}$，如图所示，利用风能这种　　（可再生 $/$不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨将讲空气输入金属管中部。

（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的　　（填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。

（4）空气中的水蒸气在金属管中部　　（吸 $/$放热），液化成水滴，水滴在　　力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。

（5） $\mathit{WaterSeer}$每天可以收集约 $37L$饮用水，合　　 $\mathit{kg}$，应用前景十分乐观。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

小明用天平、空杯，水测量酱油的密度，实验过程如图所示。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

问：（1）玻璃瓶的容积有多大？

（2）酱油的密度多大？