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20.“奋斗者号”是我国自行研制的世界领先的深海潜水器，若在某次工作过程中该潜水器下潜深度为9 000 m，此时潜水器受到的海水压强为
$9×10^7$
Pa；若“奋斗者号”舱门面积约为0.6 m²，则舱门所受液体压力为$5.4×10^7$
N。(g取10 N/kg，$\rho_{海水}$≈1.0×10³ kg/m³)答案
20.$9×10^7$ $5.4×10^7$
解析
【分析】本题考查液体压强和液体压力的计算，解题时需先利用液体压强公式计算潜水器受到的海水压强，再根据压强与压力的关系计算舱门所受的液体压力，需准确代入题目给出的已知量，正确运用公式。
【解析】1. 计算海水压强：根据液体压强公式 $ p = \rho_{海水}gh $，代入已知条件 $ \rho_{海水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $，$ g=10\ \mathrm{N/kg} $，$ h=9000\ \mathrm{m} $，可得：$ p = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 9000\ \mathrm{m} = 9×10^7\ \mathrm{Pa} $。2. 计算舱门所受液体压力：根据压力公式 $ F = pS $，代入压强 $ p=9×10^7\ \mathrm{Pa} $，舱门面积 $ S=0.6\ \mathrm{m}^2 $，可得：$ F = 9×10^7\ \mathrm{Pa} × 0.6\ \mathrm{m}^2 = 5.4×10^7\ \mathrm{N} $。
【答案】$ 9×10^7 $；$ 5.4×10^7 $
【知识点】液体压强计算、压力计算
【点评】本题为初中物理基础应用题，直接套用液体压强和压力的公式即可求解，考查学生对基础公式的掌握程度，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】1. 计算海水压强：根据液体压强公式 $ p = \rho_{海水}gh $，代入已知条件 $ \rho_{海水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $，$ g=10\ \mathrm{N/kg} $，$ h=9000\ \mathrm{m} $，可得：$ p = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 9000\ \mathrm{m} = 9×10^7\ \mathrm{Pa} $。2. 计算舱门所受液体压力：根据压力公式 $ F = pS $，代入压强 $ p=9×10^7\ \mathrm{Pa} $，舱门面积 $ S=0.6\ \mathrm{m}^2 $，可得：$ F = 9×10^7\ \mathrm{Pa} × 0.6\ \mathrm{m}^2 = 5.4×10^7\ \mathrm{N} $。
【答案】$ 9×10^7 $；$ 5.4×10^7 $
【知识点】液体压强计算、压力计算
【点评】本题为初中物理基础应用题，直接套用液体压强和压力的公式即可求解，考查学生对基础公式的掌握程度，难度较低。
【难度系数】0.8
21.生活处处有科学。
(1)中国第一艘国产航空母舰是山东舰。据了解，山东舰满载时排水量可达65 000吨(g取10 N/kg)。它满载时所受的浮力为
(2)煮饺子的时候会看到这样的现象:生饺子刚入锅要沉下去，烧熟时会浮起来，饺子冷了又会沉下去。原因是:生饺子密度比水大，受到的浮力
(1)中国第一艘国产航空母舰是山东舰。据了解，山东舰满载时排水量可达65 000吨(g取10 N/kg)。它满载时所受的浮力为
$6.5×10^8$
N。山东舰航行的过程中，两侧的护卫舰不能靠它太近是因为护卫舰与航空母舰之间的水流速度大，压强小
，外部的水会把它们挤在一起。(2)煮饺子的时候会看到这样的现象:生饺子刚入锅要沉下去，烧熟时会浮起来，饺子冷了又会沉下去。原因是:生饺子密度比水大，受到的浮力
小于
(选填“大于”“等于”或“小于”)重力，所以沉下去了;当饺子在沸水中被煮熟时，内部的水分发生汽化产生了水蒸气，饺子体积增大，受到的浮力变大
(选填“变大”“变小”或“不变”)，使它浮出水面。答案
21.(1)$6.5×10^8$ 护卫舰与航空母舰之间的水流速度大，压强小 (2)小于 变大
解析
【分析】
本题考查浮力和流体压强的应用，解题思路如下：(1) 求航母满载时的浮力，利用阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，需先将排水量单位换算为千克，再代入公式计算；护卫舰不能靠太近，依据流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，两舰间压强小于外侧压强会产生向内的压力差。(2) 生饺子下沉，根据浮沉条件，浮力小于重力；熟饺子体积增大，排开水的体积变大，由阿基米德原理可知浮力变大，从而上浮。
【解析】
(1) 根据阿基米德原理，航母满载时所受浮力等于排开海水的重力，即 $ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g $。已知排水量 $ m_{排}=65000\ \mathrm{吨}=65000×10^3\ \mathrm{kg}=6.5×10^7\ \mathrm{kg} $，$ g=10\ \mathrm{N/kg} $，代入得：
$ F_{浮}=6.5×10^7\ \mathrm{kg} ×10\ \mathrm{N/kg}=6.5×10^8\ \mathrm{N} $。
当护卫舰与航空母舰靠得太近时，两舰之间的水流速度大于两舰外侧的水流速度，根据流体压强与流速的关系：流体流速越大的位置，压强越小，因此两舰之间的压强小于外侧压强，会产生向内的压力差，将两舰挤在一起，故不能靠太近。
(2) 生饺子刚入锅时，密度大于水的密度，根据物体浮沉条件：当物体受到的浮力小于自身重力时，物体会下沉，因此生饺子受到的浮力小于重力；饺子煮熟后，内部水分汽化产生水蒸气，使饺子体积增大，排开水的体积 $ V_{排} $ 变大，根据阿基米德原理 $ F_{浮}=\rho_{水}gV_{排} $，水的密度 $ \rho_{水} $ 和 $ g $ 不变，$ V_{排} $ 变大，所以饺子受到的浮力变大，当浮力大于重力时，饺子上浮。
【答案】
(1) $ 6.5×10^8 $；护卫舰与航空母舰之间的水流速度大，压强小 (2) 小于；变大
【知识点】
阿基米德原理、流体压强与流速的关系、物体的浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的物理现象，考查初中物理核心知识点，注重理论联系实际，难度适中，能有效检验学生对基础物理知识的掌握情况。
【难度系数】
0.6
本题考查浮力和流体压强的应用，解题思路如下：(1) 求航母满载时的浮力，利用阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，需先将排水量单位换算为千克，再代入公式计算；护卫舰不能靠太近，依据流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，两舰间压强小于外侧压强会产生向内的压力差。(2) 生饺子下沉，根据浮沉条件，浮力小于重力；熟饺子体积增大，排开水的体积变大，由阿基米德原理可知浮力变大，从而上浮。
【解析】
(1) 根据阿基米德原理，航母满载时所受浮力等于排开海水的重力，即 $ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g $。已知排水量 $ m_{排}=65000\ \mathrm{吨}=65000×10^3\ \mathrm{kg}=6.5×10^7\ \mathrm{kg} $，$ g=10\ \mathrm{N/kg} $，代入得：
$ F_{浮}=6.5×10^7\ \mathrm{kg} ×10\ \mathrm{N/kg}=6.5×10^8\ \mathrm{N} $。
当护卫舰与航空母舰靠得太近时，两舰之间的水流速度大于两舰外侧的水流速度，根据流体压强与流速的关系：流体流速越大的位置，压强越小，因此两舰之间的压强小于外侧压强，会产生向内的压力差，将两舰挤在一起，故不能靠太近。
(2) 生饺子刚入锅时，密度大于水的密度，根据物体浮沉条件：当物体受到的浮力小于自身重力时，物体会下沉，因此生饺子受到的浮力小于重力；饺子煮熟后，内部水分汽化产生水蒸气，使饺子体积增大，排开水的体积 $ V_{排} $ 变大，根据阿基米德原理 $ F_{浮}=\rho_{水}gV_{排} $，水的密度 $ \rho_{水} $ 和 $ g $ 不变，$ V_{排} $ 变大，所以饺子受到的浮力变大，当浮力大于重力时，饺子上浮。
【答案】
(1) $ 6.5×10^8 $；护卫舰与航空母舰之间的水流速度大，压强小 (2) 小于；变大
【知识点】
阿基米德原理、流体压强与流速的关系、物体的浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的物理现象，考查初中物理核心知识点，注重理论联系实际，难度适中，能有效检验学生对基础物理知识的掌握情况。
【难度系数】
0.6
22.请按照要求完成下列作图。
(1)如图所示是进入球门前在空中运动的足球,画出此时足球受到重力的示意图。
(2)如图所示,静止在水平地面上的物体,请在图中画出该物体所受的重力G和地面对它的支持力F。
(1)如图所示是进入球门前在空中运动的足球,画出此时足球受到重力的示意图。
(2)如图所示,静止在水平地面上的物体,请在图中画出该物体所受的重力G和地面对它的支持力F。
答案
22.(1)如图所示
(2)如图所示
解析
【分析】
要完成力的示意图作图，需明确：力的示意图需确定作用点、方向，标注力的符号。重力方向始终竖直向下，作用点在物体重心（规则物体重心在几何中心）；支持力方向垂直于接触面（水平面上竖直向上），作用点也在重心。
(1) 空中的足球，重心在球心，重力竖直向下，据此画重力示意图；
(2) 水平地面静止的物体，重力竖直向下、支持力竖直向上，两力作用点都在重心，据此画出两个力的示意图。
【解析】
(1) 画足球重力示意图：①确定重心：足球的重心在其几何中心（球心）；②确定方向：重力方向竖直向下；③作图：从球心沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，在线段末端标注力的符号“G”，即完成重力示意图。
(2) 画物体的重力和支持力示意图：①确定重心：物体的重心在其几何中心（图中已标注的点）；②画重力G：从重心沿竖直向下方向画带箭头的线段，标注“G”；③画支持力F：从同一重心沿竖直向上方向画带箭头的线段，标注“F”，两力在同一直线上，符合二力平衡的特点。
【答案】
22.(1)如图所示
(2)如图所示
【知识点】
重力示意图、支持力示意图、力的示意图作图
【点评】
本题考查基础力的示意图作图，核心是掌握重力、支持力的方向和作用点的确定，属于初中物理力学的基础题型，需注意作图的规范性。
【难度系数】
0.3
要完成力的示意图作图，需明确：力的示意图需确定作用点、方向，标注力的符号。重力方向始终竖直向下，作用点在物体重心（规则物体重心在几何中心）；支持力方向垂直于接触面（水平面上竖直向上），作用点也在重心。
(1) 空中的足球，重心在球心，重力竖直向下，据此画重力示意图；
(2) 水平地面静止的物体，重力竖直向下、支持力竖直向上，两力作用点都在重心，据此画出两个力的示意图。
【解析】
(1) 画足球重力示意图：①确定重心：足球的重心在其几何中心（球心）；②确定方向：重力方向竖直向下；③作图：从球心沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，在线段末端标注力的符号“G”，即完成重力示意图。
(2) 画物体的重力和支持力示意图：①确定重心：物体的重心在其几何中心（图中已标注的点）；②画重力G：从重心沿竖直向下方向画带箭头的线段，标注“G”；③画支持力F：从同一重心沿竖直向上方向画带箭头的线段，标注“F”，两力在同一直线上，符合二力平衡的特点。
【答案】
22.(1)如图所示
(2)如图所示
【知识点】
重力示意图、支持力示意图、力的示意图作图
【点评】
本题考查基础力的示意图作图，核心是掌握重力、支持力的方向和作用点的确定，属于初中物理力学的基础题型，需注意作图的规范性。
【难度系数】
0.3
三、实验与计算
23.陕西西安种植的万亩大樱桃喜获丰收,小明想知道大樱桃的密度,他用天平和量筒进行了如下实验。
(1)把天平放到水平台上,将游码移至标尺左端的
(2)天平平衡后,小明同学按图乙所示的方法称量大樱桃的质量,请指出一处错误:
(3)老师纠正了错误,正确操作后,天平再次平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示,则大樱桃的质量是
(4)将用细线拴好的大樱桃放入装有20 mL水的量筒中,水面上升到如图丁所示位置,量筒读数时,视线应在
(5)回家后,小明又设计了如下测量大樱桃密度的实验方案:
①用天平测出大樱桃的质量为$m$;
②将大樱桃浸没到装满水的溢水杯中,溢出的水流入质量为$m_1$的空烧杯中;
③测得烧杯和溢出水的总质量为$m_2$;
④求出大樱桃的密度$\rho=$
23.陕西西安种植的万亩大樱桃喜获丰收,小明想知道大樱桃的密度,他用天平和量筒进行了如下实验。
(1)把天平放到水平台上,将游码移至标尺左端的
零刻度线
处,发现指针在分度盘的位置如图甲所示,应该向右
旋动平衡螺母,使横梁平衡。(2)天平平衡后,小明同学按图乙所示的方法称量大樱桃的质量,请指出一处错误:
用手拿砝码
。(3)老师纠正了错误,正确操作后,天平再次平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示,则大樱桃的质量是
10.6
g。(4)将用细线拴好的大樱桃放入装有20 mL水的量筒中,水面上升到如图丁所示位置,量筒读数时,视线应在
B
(选填"A""B"或"C")处。大樱桃的体积是10
cm³,根据测量结果可知大樱桃的密度为1.06
g/cm³。(5)回家后,小明又设计了如下测量大樱桃密度的实验方案:
①用天平测出大樱桃的质量为$m$;
②将大樱桃浸没到装满水的溢水杯中,溢出的水流入质量为$m_1$的空烧杯中;
③测得烧杯和溢出水的总质量为$m_2$;
④求出大樱桃的密度$\rho=$
$\frac{m\rho_水}{m_2 - m_1}$
。(用$m$、$m_1$、$m_2$、$\rho_水$表示)答案
23.(1)零刻度线 右 (2)用手拿砝码 (3)10.6 (4)B 10 1.06 (5)$\frac{m\rho_水}{m_2 - m_1}$
解析
【分析】
本题是测量大樱桃密度的实验题，需结合天平、量筒的正确使用方法及密度公式逐步分析：
1. 天平调节：使用前需放置在水平台，游码移至标尺左端零刻度线；指针偏左时，平衡螺母向右调节。
2. 天平称量：需遵循“左物右码”原则，且用镊子取砝码，避免腐蚀砝码影响精度。
3. 质量计算：物体质量等于砝码质量与游码对应刻度值之和，需明确游码分度值。
4. 量筒读数：视线需与液体凹液面底部相平，物体体积为量筒两次示数之差，密度公式为$\rho=\frac{m}{V}$。
5. 溢水法测密度：溢出水的体积等于大樱桃体积，先求溢出水质量，再推导体积，最终计算大樱桃密度。
【解析】
(1) 天平使用前，需将游码移至标尺左端的零刻度线处；图甲中指针偏左，说明左侧偏重，应向右旋动平衡螺母，使横梁平衡。
(2) 图乙中错误操作：用手直接拿砝码（或物体和砝码的位置放反了，应为左盘放物体、右盘放砝码），其中用手拿砝码会腐蚀砝码，影响测量准确性。
(3) 大樱桃的质量为砝码质量加游码示数：砝码质量为10g，游码对应刻度为0.6g，故总质量$m=10g+0.6g=10.6g$。
(4) 量筒读数时，视线应与液体凹液面底部相平，故视线在B处；原来水的体积为20mL，放入樱桃后总体积为30mL，因此大樱桃体积$V=30mL-20mL=10mL=10cm^3$；根据密度公式，大樱桃密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{10.6g}{10cm^3}=1.06g/cm^3$。
(5) 溢出水的质量$m_{溢}=m_2 - m_1$，溢出水的体积即大樱桃体积$V=V_{溢}=\frac{m_{溢}}{\rho_水}=\frac{m_2 - m_1}{\rho_水}$，则大樱桃密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{m}{\frac{m_2 - m_1}{\rho_水}}=\frac{m\rho_水}{m_2 - m_1}$。
【答案】
(1) 零刻度线；右 (2) 用手拿砝码（或物体和砝码的位置放反了） (3) 10.6 (4) B；10；1.06 (5) $\frac{m\rho_水}{m_2 - m_1}$
【知识点】
天平的使用；量筒的使用；密度的计算
【点评】
本题考查密度测量的基础实验操作，涵盖天平、量筒的规范使用及密度公式的应用，是力学实验核心考点，需掌握基本操作规则和计算逻辑。
【难度系数】
0.7
本题是测量大樱桃密度的实验题，需结合天平、量筒的正确使用方法及密度公式逐步分析：
1. 天平调节：使用前需放置在水平台，游码移至标尺左端零刻度线；指针偏左时，平衡螺母向右调节。
2. 天平称量：需遵循“左物右码”原则，且用镊子取砝码，避免腐蚀砝码影响精度。
3. 质量计算：物体质量等于砝码质量与游码对应刻度值之和，需明确游码分度值。
4. 量筒读数：视线需与液体凹液面底部相平，物体体积为量筒两次示数之差，密度公式为$\rho=\frac{m}{V}$。
5. 溢水法测密度：溢出水的体积等于大樱桃体积，先求溢出水质量，再推导体积，最终计算大樱桃密度。
【解析】
(1) 天平使用前，需将游码移至标尺左端的零刻度线处；图甲中指针偏左，说明左侧偏重，应向右旋动平衡螺母，使横梁平衡。
(2) 图乙中错误操作：用手直接拿砝码（或物体和砝码的位置放反了，应为左盘放物体、右盘放砝码），其中用手拿砝码会腐蚀砝码，影响测量准确性。
(3) 大樱桃的质量为砝码质量加游码示数：砝码质量为10g，游码对应刻度为0.6g，故总质量$m=10g+0.6g=10.6g$。
(4) 量筒读数时，视线应与液体凹液面底部相平，故视线在B处；原来水的体积为20mL，放入樱桃后总体积为30mL，因此大樱桃体积$V=30mL-20mL=10mL=10cm^3$；根据密度公式，大樱桃密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{10.6g}{10cm^3}=1.06g/cm^3$。
(5) 溢出水的质量$m_{溢}=m_2 - m_1$，溢出水的体积即大樱桃体积$V=V_{溢}=\frac{m_{溢}}{\rho_水}=\frac{m_2 - m_1}{\rho_水}$，则大樱桃密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{m}{\frac{m_2 - m_1}{\rho_水}}=\frac{m\rho_水}{m_2 - m_1}$。
【答案】
(1) 零刻度线；右 (2) 用手拿砝码（或物体和砝码的位置放反了） (3) 10.6 (4) B；10；1.06 (5) $\frac{m\rho_水}{m_2 - m_1}$
【知识点】
天平的使用；量筒的使用；密度的计算
【点评】
本题考查密度测量的基础实验操作，涵盖天平、量筒的规范使用及密度公式的应用，是力学实验核心考点，需掌握基本操作规则和计算逻辑。
【难度系数】
0.7
