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九年级物理选择题一般
题目
如图所示,质量分布均匀、底面积为200cm2200cm^{2}的长方体甲和质量未知的薄壁柱形容器乙放置于水平地面上,已知容器乙的高度为hh,其内装有一定量的水.现将甲沿水平方向切去一定的厚度Δh\Delta h,并将甲切下的部分保持竖直轻放入乙容器中,甲、乙对地面的压强随切去厚度Δh\Delta h的变化情况如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A.
甲的密度为200kg/m3200kg/m^{3}
B.
乙容器的质量为2.4kg2.4kg
C.
图丙中aa的值为21cm21cm
D.
Δh=20cm\Delta h=20cm时,乙容器对桌面的压强为3100Pa3100Pa
知识点:密度的计算、液体的压强的计算、探究液体压强的特点实验章节:未标注

答案与解析

答案

D

解析

AA.有图丙可知,物体甲的高度h=40cmh_{甲}=40cm
物体甲的重力G=F压甲=pS=8000Pa×200×104m2=160NG_{甲}=F_{压甲}=pS_{甲}=8000Pa\times 200\times 10^{-4}m^{2}=160N
物体甲的体积V=Sh=200×104m2×40×102m=8×103m3V_{甲}=S_{甲}h_{甲}=200\times 10^{-4}m^{2}\times 40\times 10^{-2}m=8\times 10^{-3}m^{3}
物体甲的密度ρ=mV=GVg=160N8×103m3×10N/kg=2×103kg/m3\rho _{甲}=\frac{{m}_{甲}}{{V}_{甲}}=\frac{{G}_{甲}}{{V}_{甲}g}=\frac{160N}{8×1{0}^{-3}{m}^{3}×10N/kg}=2\times 10^{3}kg/m^{3}
AA错误;
BB.当Δh1=10cm\Delta h_{1}=10cm时,切去物体AA的重力G1=SΔh1ρg=200×104m2×10×102m×2×103kg/m3×10N/kg=40N\triangle G_{1}=S_{甲}\Delta h_{1}\rho _{甲}g=200\times 10^{-4}m^{2}\times 10\times 10^{-2}m\times 2\times 10^{3}kg/m^{3}\times 10N/kg=40N
此时乙容器压强的变化量Δρ=p2p1=2600Pa1600Pa=1000Pa\Delta \rho =p_{2}-p_{1}=2600Pa-1600Pa=1000Pa
容器乙的底面积S=ΔF1Δp=ΔG1Δp=40N1000Pa=4×102m2=400cm2S_{乙}=\frac{Δ{F}_{1}}{Δp}=\frac{Δ{G}_{1}}{Δp}=\frac{40N}{1000Pa}=4\times 10^{-2}m^{2}=400cm^{2}
从图丙可知容器乙的高度为h=20cmh_{乙}=20cm
在没有放物体甲前乙容器中水的深度h=hΔh1SS=20cm10cm×200cm2400cm2=15cmh_{水}=h_{乙}-\frac{Δ{h}_{1}{S}_{甲}}{{S}_{乙}}=20cm-\frac{10cm×200c{m}^{2}}{400c{m}^{2}}=15cm
原容器中水的质量m=Shρ=400cm2×15cm×1.0g/cm=6000g=6kgm_{水}=S_{乙}h_{水}\rho _{水}=400cm^{2}\times 15cm\times 1.0g/cm=6000g=6kg
未放物体甲时乙容器和水的中重力G=F乙压=p1S=1600Pa×4×102m2=64NG=F_{乙压}=p_{1}S_{乙}=1600Pa\times 4\times 10^{-2}m^{2}=64N
未放物体甲时乙容器和水的质量m=Gg=64N10N/kg=6.4kgm_{总}=\frac{G}{g}=\frac{64N}{10N/kg}=6.4kg
所以容器BB的质量m=mm=6.4kg6kg=0.4kgm_{乙}=m_{总}-m_{水}=6.4kg-6kg=0.4kg
BB错误;
CC.设图中aa对应的高度为Δh1\Delta h_{1},乙容器中的中重力等于对地面的总压力
F乙总=G乙总=G+(SS)hρg+Δh1SρgF_{乙总}=G_{乙总}=G_{乙}+(S_{乙}-S_{甲})h_{乙}\rho _{水}g+\Delta h_{1}S_{甲}\rho _{甲}g
甲物体切去Δh1\Delta h_{1}后甲对地面的压强和容器乙此时对地面的压强相等,
(hΔh1)ρg=F乙总S(h_{甲}-\Delta h_{1})\rho _{甲}g=\frac{{F}_{乙总}}{{S}_{乙}}
将数据代入求得Δh1=23cm\Delta h_{1}=23cm
CC错误;
D.Δh=20cmD.\Delta h=20cm时,乙容器对桌面的压强
p\’=FS=GS=G+(SS)Δhρg+SΔhρgS{p\’}=\frac{{F}′}{{S}_{乙}}=\frac{{G}′}{{S}_{乙}}=\frac{{G}_{乙}+({S}_{乙}-{S}_{甲})Δh{ρ}_{水}g+{S}_{甲}Δh{ρ}_{甲}g}{{S}_{乙}}
=0.4kg×10N/kg+(400200)×104m2×20×102m×1×103kg/m3×10N/kg+200×104m2×20×102m×2×103kg/m3×10N/kg400×104m2=\frac{0.4kg×10N/kg+(400-200)×1{0}^{-4}{m}^{2}×20×1{0}^{-2}m×1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg+200×1{0}^{-4}{m}^{2}×20×1{0}^{-2}m×2×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}{400×1{0}^{-4}{m}^{2}}
=3100Pa=3100Pa
DD正确
故选:DD

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