物理兴趣小组设计了一个水下压力测量仪，它的主要部件是一个数据接收端和一个金属探头A。探头A是一个装配有压敏电阻和无线通电设备的圆柱体，压敏电阻所受压力等于圆柱体底部所受压力，圆柱体体积为、重16N。探头A中的压力数据收集电路如图甲所示，电源电压恒为12V，是阻值为的定值电阻。正常工作时，压敏电阻阻值随压力F变化的关系如图乙所示。如图丙所示，现探头A通过不可伸长的细线挂在弹簧下端，放入足够高的容器中，向容器中加水直到A刚好浸没。（弹簧在弹性限度内每拉伸1cm，弹力变化1N，）

1. 物理兴趣小组设计了一个水下压力测量仪，它的主要部件是一个数据接收端和一个金属探头A。探头A是一个装配有压敏电阻 $\text{[math]}$ 和无线通电设备的圆柱体，压敏电阻 $\text{[math]}$ 所受压力等于圆柱体底部所受压力，圆柱体体积为 $\text{[math]}$ 、重16N。探头A中的压力数据收集电路如图甲所示，电源电压恒为12V， $\text{[math]}$ 是阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻。正常工作时，压敏电阻 $\text{[math]}$ 阻值随压力F变化的关系如图乙所示。如图丙所示，现探头A通过不可伸长的细线挂在弹簧下端，放入足够高的容器中，向容器中加水直到A刚好浸没。（弹簧在弹性限度内每拉伸1cm，弹力变化1N， $\text{[math]}$ ）

(1) 求探头A的平均密度。

(2) 从探头A刚接触水面直到浸没，弹簧缩短了多少cm？

(3) 若从A浸没时开始，继续向容器中加水，直到数据接收端显示电压表示数为9V，求此时A下表面所受的压力大小。

【考点】

力学;

【答案】

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解答题普通

1. 小阳学完浮力以后在实验室自制一个浮力秤，他找来了如图甲所示质地均匀且不吸水的圆柱体木块A，已知A的密度为 $\text{[math]}$ ，高为20cm，底面积为 $\text{[math]}$ ，小阳把木块放入水中后发现木块很难竖立，他在木块的底部插入一个铁块后，再把木块放入水中，木块能竖立在水中，且静止时露出水面的高度为6cm；小阳在木块的顶部放上轻质托盘，他的浮力秤就制作完成了。求：（g取10N/kg，不考虑木块体积的变化）

(1) 甲图中A对水平台面的压强；

(2) 插入铁块的质量；

(3) 浮力秤的最大称量；

(4) 为增大浮力秤的称量，请提出一条改进意见。

解答题普通

2. 超声测速仪向障碍物发射时间极短的脉冲超声波，根据接收到的反射信号时间关系可以测量物体速度。如图所示，测速仪B向迎面匀速行驶的汽车A发射两次脉冲波的时间间隔为5.5s。发射第一个脉冲后1.6s收到反射信号，发射第二个脉冲后0.6s收到反射信号，（超声波在空气中传播的速度为340m/s）。求：

（1）汽车在两次接收到超声波之间行驶的距离；

（2）汽车行驶速度。

解答题普通

3. 如图甲所示是某饮水机自动注水装置的模型，底面积为 $\text{[math]}$ 的柱形水箱内装有质量为9kg的水，一质量和体积不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定，下端与不吸水的、底面积为 $\text{[math]}$ 的实心长方体A连接，打开水龙头，水箱中的水缓慢排出，细杆对力传感器作用力的大小F随排出水的质量m变化的关系如图乙所示，当排水质量为6kg时，长方体A刚好全部露出水面，由传感器控制开关开始注水，求：

(1) 长方体A浸没时的浮力；

(2) 长方体A上表面恰好露出水面时，水对水箱底的压力；

(3) 当力传感器示数为3N时，水对水箱底部的压强。

解答题困难