2024浙江中考物理二轮复习 专题二 解答题专项训练 (含答案)

这是一份2024浙江中考物理二轮复习 专题二 解答题专项训练 (含答案)，共21页。试卷主要包含了解答题专项训练等内容，欢迎下载使用。
类型1 电路类相关计算
(杭州3考，温州4考，台州2考，绍兴3考)
1. 如图所示的电路，电源电压为6 V保持不变，R1＝4 Ω.开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表的示数为2 V，求：
第1题图
(1)电压表的示数；
(2)电流表的示数；
(3)整个电路的功率；
(4)当滑片滑到b端时，通电1 min电流做的功。
2. 一题多设问 如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220 V的电路中。电热器高温挡的功率为990 W，低温挡的功率为110 W。求：
第2题图
(1)低温挡时通过电路的电流；
(2)电热丝R2的阻值。
拓展设问
(3)如果想让高温挡达到1 210 W的功率，R2应该换成阻值为多少的电阻？
3. 如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝8 Ω，滑动变阻器R2标有“20 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5 A，电压表示数为2 V，灯泡L正常发光，问：
第3题图
(1)电源电压有多大？
(2)灯泡L的额定功率有多大？
(3)断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
4. 如图所示电路，电源电压U＝6 V，定值电阻R1＝10 Ω。
第4题图
(1)当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2 A。求此时定值电阻R3的电功率。
(2)当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3 A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围。
5. 在如图所示的电路中，电源电压U＝6 V，小灯泡L标有“4 V 1.6 W”的字样(电源电压和小灯泡的阻值均保持不变)，R1为定值电阻，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A。求：
第5题图
(1)小灯泡L的电阻RL；
(2)当开关S1闭合S2断开时，电压表的示数为4 V，R1工作5分钟消耗的电能；
(3)当开关S1断开S2闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。
6. 如图所示，电源电压不变，R1＝30 Ω，灯泡标有“3 V 0.3 A”的字样(不考虑温度对灯泡电阻的影响)，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。
第6题图
(1)若闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片移到最右端时，电流表示数为0.5 A，求电源电压；
(2)若闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器滑片移到最左端时，求灯泡的实际功率；
(3)若闭合开关S，断开开关S1、S2，为了保证电路安全，求滑动变阻器的阻值变化范围。
类型2 家用电器类相关计算及电路模型建构
1. 父亲节到了，小明妈妈为爷爷买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220 V，额定功率为605 W。求：
第1题图
(1)该电热足浴盆加热系统是利用电流的________工作的。
(2)小明帮爷爷泡脚前，向足浴盆中加入6 kg初温为20 ℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15 min 将水加热到40 ℃，则此加热过程中水吸收的热量是多少？[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)加热系统的加热电阻正常工作15 min消耗的电能是多少？
(4)当小明家的实际电压是200 V时，加热电阻工作的实际电功率是多少？(忽略温度对电阻的影响)
2. 图甲是小明家的电饭锅及电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡，由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220 V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1 000 W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为440 W。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]根据相关知识，回答下列问题：
第2题图
(1)饭煮熟后，开关S将________(选填“闭合”或“断开”)。
(2)电热丝R的阻值为多少？
(3)用此电饭锅高温挡将质量为1 kg，温度为25 ℃的水加热，使锅中水温升高60 ℃，需用时5 min，求此加热过程中电饭锅的加热效率。
(4)如图乙所示，电能表上有参数模糊不清， 小明把家中其他用电器断开仅使用电饭锅，调至高温挡烧水5 min，电能表的转盘转了250转，则电能表上模糊的参数应该是多少？
3. 如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。[ρ水＝1×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g＝10 N/kg]
第3题图
(1)开关S1、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据；
(2)求R1、R2的阻值；
(3)在标准大气压下，使用高温挡将初温是12 ℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率为80% ，求烧开一锅水需要的时间。
4. 若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线(每条电阻丝单位长度阻值为r)，将导线连在电阻丝A处模拟输电线短路，如图甲所示。他们把一个电源(电压恒为U0)、一个定值电阻(阻值为R0)和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线B端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表示数，经过计算得知短路处到B端的距离。
第4题图
请你解答如下问题：
(1)在图乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图；
(2)根据你设计的检测电路，推导出AB间距离L与电压表示数U的关系式。
5. 小红为自己家面积为4 m2，高为2.5 m浴室的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个可自动控制温度的装置。如图甲所示，控制电路电压U1恒为12 V，继电器线圈的电阻忽略不计，定值电阻R1为60 Ω，热敏电阻R2的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路额定电压U2为220 V，安装两只标有“220 V 275 W”的灯泡。闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50 mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开。
第5题图
(1)工作电路工作时，A端应与________(选填“B”或“C”)端相连接。
(2)浴霸正常工作时通过灯泡的电流是多少A？浴室里控制的温度t0为多高？
(3)为使利用R2控制的浴室温度t0在30 ℃～42 ℃范围内高低可调，需要对控制电路进行改进，请在图丙的虚线框内画出改进后的部分电路，并在图丙中标出相关元件的电阻值。(此问不要求写出计算过程，虚线框外的元件不能更改)
类型3 生活应用类相关计算
1. 梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%，小聪设计了一款湿度计，从湿度计(由小量程电流表改装而成)指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示，R0为1 000 Ω的定值电阻，电源电压恒为6 V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。当指针所指湿度对应电流表示数为2 mA时。
第1题图
(1)计算电路消耗的总功率。
(2)如果空气湿度不变，求3 min内电阻R0消耗的电能。
(3)求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
2. 酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图甲所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3 V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图乙所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50 Ω。问：
第2题图
(1)当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少？通电10 s电流产生的热量是多少？
(2)我国法律规定，当每100 mL的气体中酒精浓度大于或等于20 mg小于80 mg为酒驾，大于或等于80 mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2 V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
3.一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25 kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4 m的过程中，就可以供一个标有“3.6 V 1 W”字样的LED灯持续正常发光4 min。(g取10 N/kg)
第3题图
(1)甲图虚线框内一定有________，它的工作原理是________。
(2)求重物下落时，重力做功的功率。
(3)求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
(4)取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验(设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6 V电压)。R0为标有“5 Ω 0.3 A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50 Ω 1 A”，电流表选择量程为0～0.6 A，电压表选择量程为0～3 V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
类型4 浮力相关计算
考向1 漂浮、悬浮类相关计算(
1.如图，甲、乙两个实心圆柱体，甲的密度小于乙的密度，甲的重力为4 N，乙的重力为6 N。甲的高度为20 cm，乙的高度为10 cm，甲、乙的横截面积均为40 cm2.现将甲、乙两物体用重力可忽略的细线串接起来放入容器的水中，此时容器中的水深h0＝50 cm，甲有一部分浮出水面，(水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 求：
第1题图
(1)水对容器底面产生的压强；
(2)细线对乙物体的拉力大小；
(3)甲浮出水面部分的高度。
2. 一个质量为200 g，底面积为100 cm2的烧杯放在水平桌面上，水深10 cm，如图甲所示。一个正方体金属块在空气中用弹簧测力计称量时，示数如图乙所示；当把该金属全部浸入水中时，弹簧测力计的示数如图丙所示。烧杯玻璃的厚度不计，若水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求：
第2题图
(1)金属块受到的浮力；
(2)水对容器底部的压强增加量；
(3)图丙中烧杯对水平桌面的压强。
3. 如图甲所示，是一圆柱形容器，放在水平桌面上，内装有25 cm深的液体，该液体对容器底部产生的压强为2 000 Pa。求：
第3题图
(1)液体的密度；
(2)若将边长为10 cm的正方体木块放入圆柱形容器中，如图乙所示，木块静止时，有eq \f(1,4)的体积露出液面，此时木块受到的浮力大小；
(3)要使木块完全浸没至少需要施加多大向下的压力。
考向2 注水、排水类相关计算(杭州2考)
4. 如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积S容＝100 cm2，质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住，悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水(每分钟注入100 g)，直至注满容器为止，细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。ρ水＝1 g/cm3，常数g＝10 N/kg，物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其他次要因素。
第4题图
(1)求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离L1；
(2)当细绳的拉力为0.9 N时，求水对物块下表面的压强；
(3)若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体(每分钟注入100 cm3，ρ液＝1.5 g/cm3)，直至9.4 min时停止。求容器底部所受液体压强p与注液时间tx分钟(0≤tx≤9.4)的函数关系式。
5. 如图甲所示，原长x0 ＝16 cm的弹簧，下端固定在容器的底部，上端与一正方体相连，正方体重G＝48 N，向容器中慢慢注入某种液体，弹簧的长度x随液体深度h的变化关系如图乙所示，正方体有一半浸没在液体中时，弹簧恰好处于原长。在弹性限度内，弹簧的弹力F与其形变量Δx间的关系为F＝kΔx，忽略弹簧的质量和体积，g取10 N/kg，求
第5题图
(1)k的值；
(2)正方体的密度；
(3)正方体上表面刚好与液面相平时，容器底部所受液体的压强。
6. 如图，柱状容器下方装有一阀门，容器底面积为S＝200 cm2，另有一边长为L1＝10 cm的正方体木块，表面涂有很薄的一层蜡，防止木块吸水(蜡的质量可忽略)，现将木块用细绳固定在容器底部，再往容器内倒入一定量的水，使木块上表面刚好与水面相平，绳长L2＝20 cm，木块的密度为ρ木＝0.6×103 kg/m3。求：
第6题图
(1)图中水对容器底的压强？
(2)若从阀门放出m1＝300 g的水后，木块受到的浮力多大？
(3)若从阀门继续放出m2＝200 g的水后，细绳的拉力多大？
类型5 杠杆相关计算及模型建构
1. 如图甲所示，铅笔和羊角锤用一根细绳连接恰好能在桌子边缘静止。每次摆动羊角锤，最后都能静止如图甲，此时只有笔尖跟桌面接触，并且铅笔恰好水平，分析时可以把铅笔、羊角锤和绳子组成的整体看成一个杠杆，示意图如图乙(忽略了粗细)。假设锤头重力集中在D点，木柄重力集中在AD中点H处，F点在木柄上且处于O点正下方。羊角锤锤头质量m1＝0.6 kg，木柄的质量m2＝0.4 kg，铅笔和细绳质量不计，测得OB＝15 cm，AD＝30 cm，g取10 N/kg。求：
第1题图
(1)O点处的笔尖受到的支持力；
(2)FD的长度。
2. 大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1＝10 kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5 m，OB长0.5 m，大壮质量m2＝56 kg，g取10 N/kg，求此时：
第2题图
(1)大壮对杆的拉力大小；
(2)地面对大壮的支持力大小。
3. 如图所示，一位同学的质量为60 kg，将木棒支在O点，物体挂在A点，OB＝100 cm，OA＝20 cm。让该同学站在体重秤上用手将木棒抬到图示位置，此时体重秤的读数为76.2 kg。试求(g取10 N/kg)：
第3题图
(1)在测体重时，该同学双脚与体重秤的接触面积为0.04 m2，他对体重秤的压强为多大？
(2)试求物体的质量，若此时该同学用双手竖直向上匀速抬起木棒，体重秤的读数将________(选填“增大”“不变”或“减小”)，试通过推导说明。
4. ABCD为一油桶的截面图，油桶的高AC为80 cm，油桶的直径CD为60 cm，重力为800 N，使该油桶绕D点翻转。
第4题图
(1)请在甲图中依据最大力臂作出最小推力的示意图(画出力臂和力)；
(2)求出这个推力的大小；
(3)这一过程中推力所做的功至少为多少焦？
5. 杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图。使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10 kg，秤砣最远可移至E点、秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示(g取10 N/kg)，求：
第5题图
(1)提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？
(2)秤砣质量为多少？
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时，D与C之间的距离为多少？
6. 如图所示，均匀木棒AB的长L＝10 m，两根竖直钢绳的上端固定在天花板上，下端分别悬在木棒上的CD两点，且AC＝BD，钢绳上连接有测力计a和b，可显示钢绳受到的拉力大小。如图甲所示，当演员站在木棒的中点O时，测力计a、b的示数均为F＝500 N；当演员悬于木棒的最右端时，如图乙所示，测力计a的示数恰为零。已知演员重力G1＝600 N，木棒始终保持水平，g取10 N/kg。求：
第6题图
(1)木棒的重力G2；
(2)BD的长度。
参考答案
类型1 电路类相关计算
1. (1)4 V (2)0.5 A (3)3 W (4)540 J 2. (1)0.5 A (2)55 Ω (3)44 Ω 3. (1)6 V (2)1 W (3)2 Ω～8 Ω
4. (1)0.8 W (2)0～4 V 5. (1)10 Ω (2)240 J (3)0.4 W～1.6 W 6. (1)6 V (2)0 W (3)10～20 Ω
类型2 家用电器类相关计算及电路模型建构
1. (1)热效应 (2)5.04×105 J (3)5.445×105 J (4)500 W 2. (1)断开 (2)61.6 Ω (3)84% (4)3 000 r/(kW·h)
3. 解：(1)由电路图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，此时电路中的总电阻最大，电源电压不变，由P＝eq \f(U2,R)可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡。
(2)由电路图可知，当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，电阻较大，功率较大，电炖锅处于中温挡．则R1的阻值R1＝eq \f(U2,P中)＝eq \f(（220 V）,400 W)2＝121 Ω
当S1闭合，S2接B时，R1、R2并联，总电阻最小，功率最大，电炖锅处于高温挡，则此时R2消耗的功率为：P2＝P高－P中＝1 100 W－400 W＝700 W
则R2的阻值R2＝eq \f(U2,P2)＝eq \f(（220 V）2,700 W)≈69.14 Ω
(3)由ρ＝eq \f(m,V)可得，水的质量为：m＝ρV＝1×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg
水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·C)×
1 kg×(100 ℃－12 ℃)＝3.696×105 J
由η＝eq \f(Q吸,W)×100%得，电炖锅消耗的电能W＝eq \f(Q吸,η)＝eq \f(3.696×105 J,80%)＝4.62×105 J
由P＝eq \f(W,t)得，烧开一锅水需要的时间t＝eq \f(W,P高)＝eq \f(4.62×105 J,1 100 W)＝420 s
4. 解法一：(1)如答图甲所示
(2)由电路图可知，AB间电阻RAB与R0串联，电压表测得AB间电阻两端电压为U，根据串联分压原理可知，eq \f(U,RAB)＝eq \f(U0－U,R0)，解得AB间电阻丝的阻值为RAB＝eq \f(U,U0－U)R0，则L与U之间的关系式为L＝eq \f(1,2)×eq \f(RAB,r)＝eq \f(UR0,2（U0－U）r)
第4题答图甲
解法二：(1)如答图乙所示

第4题答图乙
(2)由电路图可知，AB间电阻RAB与R0串联，电压表测得R0两端电压为U，根据串联分压原理可知，eq \f(U,U0－U)＝eq \f(R0,RAB)，解得AB间电阻丝的阻值为RAB＝eq \f(U0－U,U)R0，则L与U之间的关系式为L＝eq \f(1,2)×eq \f(RAB,r)＝eq \f(U0－U,2Ur)R0
5. (1)B
解：(2)浴霸正常工作时通过灯泡的电流为IL＝eq \f(PL,UL)＝eq \f(275 W,220 V)＝1.25 A
当继电器线圈中的电流大于或等于50 mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，由欧姆定律可得，控制电路中的总电阻为R总＝eq \f(U1,I)＝eq \f(12 V,50×10－3 A)＝240 Ω
由串联电路电阻的特点可得热敏电阻的阻值为R2＝R总－R1＝240 Ω－60 Ω＝180 Ω
由图乙知，控制的温度为t0＝38 ℃
(3)如答图所示
第5题答图
类型3 生活应用类相关计算
1. 解：(1)电路中的电流I＝2 mA＝2×10－3 A
电路消耗的总功率P＝UI＝6 V×2×10－3 A＝0.012 W
(2)R0两端的电压U0＝IR0＝2×10－3 A×1 000 Ω＝2 V
3 min内电阻R0消耗的电能W＝U0It＝2 V×2×10－3 A×3×60 s＝0.72 J
(3)此时湿敏电阻的阻值R＝eq \f(UR,I)＝eq \f(6 V－2 V,2×10－3 A)＝2 000 Ω
由图乙可知此时空气的湿度是50%，因为人体感觉比较舒服的湿度范围是40%～60%，所以此时人体感觉舒适。
2. 解：(1)当气体中酒精浓度为0时，由图乙知RP＝250 Ω
又R0＝50 Ω，所以电路中总电阻R总＝RP＋R0＝250 Ω＋50 Ω＝300 Ω
电源电压恒为3 V，所以电路中的电流I＝eq \f(U,R总)＝eq \f(3 V,300 Ω)＝0.01 A
通电10 s电流产生的热量Q＝I2R总t＝(0.01 A)2×300 Ω×10 s＝0.3 J
(2)当电压表的示数为2 V时，
通过报警器的电流为I报＝eq \f(U0,R0)＝eq \f(2 V,50 Ω)＝0.04 A
由于传感器和报警器串联，所以I传＝I报＝0.04 A
而传感器两端的电压为U传＝U－U0＝3 V－2 V＝1 V
所以此时传感器的阻值为RP′＝eq \f(U传,I传)＝eq \f(1 V,0.04 A)＝25 Ω
由图乙可知，此时100 mL的气体中酒精浓度大于80 mg，所以该司机属于醉驾
3. (1)发电机 电磁感应
解：(2)重物的重力G＝mg＝25 kg×10 N/kg＝250 N
重力做的功W总＝Gh＝250 N×2.4 m＝600 J
重力做功的功率P总＝eq \f(W总,t)＝eq \f(600 J,4×60 s)＝2.5 W
(3)小灯泡正常发光4 min消耗的电能W电＝Pt＝1 W×4×60 s＝240 J
所以重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率η＝eq \f(W电,W总)×100%＝eq \f(240 J,600 J)×100%＝40%
(4)由题可知，电路中最大电流为0.3 A，此时电路中接入的电阻最小，根据欧姆定律得I＝eq \f(U,R0＋R1)＝eq \f(3.6 V,5 Ω＋R1)＝0.3 A
解得R1＝7 Ω，即R1最小阻值为7 Ω
电压表最大示数为3 V，滑动变阻器接入的阻值最大，则eq \f(3.6 V,5 Ω＋R1′)×R1′＝3 V
解得R1′＝25 Ω，即R1最大阻值为25 Ω
所以，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围为7～25 Ω
类型4 浮力相关计算
1. 解：(1)由题可知，容器中的水深h0＝50 cm＝0.5 m，水对容器底面产生的压强p＝ρ水gh0＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m＝5×103 Pa
(2)乙物体的体积V乙＝Sh乙＝40 cm2×10 cm＝400 cm3＝4×10－4 m3
乙物体完全浸入液体中时，乙物体受到的浮力F浮乙＝ρ水gV排乙＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10－4 m3＝4 N
以乙物体为研究对象，在液体中静止时受向下重力，向上的浮力和绳子拉力作用，则细线对乙物体的拉力F拉＝G乙－F浮乙＝6 N－4 N＝2 N
(3)以甲物体为研究对象，甲物体受到向下的重力，绳子对甲向下的拉力作用及向上的浮力作用，则甲所受浮力F浮甲＝G甲＋F拉＝4 N＋2 N＝6 N
则甲排开液体体积V排甲＝eq \f(F浮甲,ρ水g)＝eq \f(6 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝6×10－4 m3
则甲浸入液体的深度h浸＝eq \f(V排甲,S)＝eq \f(6×10－4 m3,40×10－4 m2)＝0.15 m＝15 cm
甲浮出水面部分的高度h露＝h甲－h浸＝20 cm－15 cm＝5 cm
2. 解：(1)金属块受到的浮力F浮＝G金属块－F示＝8 N－6 N＝2 N
(2)金属块浸没时排开水的体积V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(2 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝2×10－4 m3
烧杯中水面升高Δh＝eq \f(V排,S)＝eq \f(2×10－4 m3,1×10－2 m2)＝0.02 m
水对容器底部的压强增加量Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m＝200 Pa
(3)烧杯的重力G杯＝m杯g＝0.2 kg×10 N/kg＝2 N
烧杯中水的重力G水＝m水g＝ρ水V水g＝1.0×103 kg/m3×1×10－2 m2×0.1 m×10 N/kg＝10 N
金属块放入烧杯后，烧杯对桌面压力的变化量ΔF＝ΔpS＝200 Pa×1×10－2 m2＝2 N
烧杯对水平桌面的压力F＝G杯＋G水＋ΔF＝2 N＋10 N＋2 N＝14 N
图丙中烧杯对水平桌面的压强p＝eq \f(F,S)＝eq \f(14 N,1×10－2 m2)＝1 400 Pa
3. 解：(1)已知液体深度为h＝25 cm＝0.25 m，根据液体压强公式p＝ρgh可知，
液体的密度ρ＝eq \f(p,gh)＝eq \f(2 000 Pa,10 N/kg×0.25 m)＝0.8×103 kg/m3
(2)木块的体积V木＝(0.1 m)3＝0.001 m3
木块浸在液体中排开液体的体积V排＝(1－eq \f(1,4))V木＝eq \f(3,4)×0.001 m3＝0.000 75 m3＝0.75×10－3 m3，根据阿基米德原理，木块受到的浮力F浮＝G排＝ρ液gV排＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.75×10－3 m3＝6 N
(3)假设物体全部浸没到液体中，此时排开液体的体积为V排＝V木＝0.001 m3，根据阿基米德原理可知，此时木块受到的浮力F浮′＝ρ液gV木＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝8 N
所以需要施加的压力F＝ F浮′－G木＝8 N－6 N＝2 N
4. 解：(1)分析图像可知，第4 min时，水面刚好接触物块下表面。注入水的质量为400 g，水的深度即为L1。
注入水的体积V1＝eq \f(m水,ρ水)＝eq \f(400 g,1 g/cm3)＝400 cm3
物块下表面到容器底部的距离L1＝eq \f(V1,S容)＝eq \f(400 cm3,100 cm2)＝4 cm
(2)物块的重力等于开始时的拉力，即G物＝2.4 N，则m物＝eq \f(G物,g)＝eq \f(2.4 N,10 N/kg)＝0.24 kg
第7 min时水面刚好与物块的上表面相平，根据称重法可知，物块受到的浮力F浮＝G物－F＝2.4 N－0.4 N＝2 N
物块的体积V物＝V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(2 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝2×10－4 m3＝200 cm3
从第4 min到第7 min注入水的质量为300 g，注入水体积V2＝eq \f(m水′,ρ水)＝eq \f(300 g,1 g/cm3)＝300 cm3
细绳拉力不为零，说明细绳一直处于拉直状态，细绳的拉力不再发生变化，说明物块完全浸入水中，且第7 min时物块上表面与水面相平，由此可得，
V物＋V2＝S容h物，代入数据解得h物＝5 cm
物块的底面积S物＝eq \f(V物,h物)＝eq \f(200 cm3,5 cm)＝40 cm2＝4×10－3 m2
当细绳拉力为0.9 N时，F浮′＝G物－F′＝2.4 N－0.9 N＝1.5 N，即为水对物块下表面的压力F压
故水对物块下表面的压强p下＝eq \f(F压,S物)＝eq \f(1.5 N,4×10－3 m2)＝375 Pa
(3)分析图像可知，第7 min至第9 min注入水的质量为200 g，注入水的体积V3＝200 cm3
物块的上表面距容器口距离L3＝eq \f(V3,S容)＝eq \f(200 cm3,100 cm2)＝2 cm
容器的高度h容＝L1＋h物＋L3＝4 cm＋5 cm＋2 cm＝11 cm
由于每分钟注水和注液的体积是相同的，所以第4 min时液体刚好接触物块下表面
当0≤tx≤4 min时，p＝eq \f(F压,S容)＝eq \f(G液,S容)＝eq \f(ρ液V液g,S容)＝150tx Pa，第4 min时，p＝600 Pa
ρ物＝eq \f(m物,V物)＝eq \f(0.24 kg,2×10－4 m3)＝1.2×103 kg/m3＝1.2 g/cm3，由于ρ液>ρ物，所以继续注液到某一时刻，物块刚好漂浮，此时V排′＝eq \f(F浮′,ρ液g)＝eq \f(G物,ρ液g)＝eq \f(2.4 N,1.5×103 kg3/m3×10 N/kg)＝1.6×10－4 m3＝160 cm3，物块下表面浸入深度h浸＝eq \f(V排′,S物)＝eq \f(160 cm3,40 cm2)＝4 cm，从第4 min到这一时刻注入的液体的体积V4＝(S容－S物)h浸＝(100 cm2－40 cm2)×4 cm＝240 cm3，则注入液体的时间为2.4 min，当4 min