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文档简介
专项二压强、浮力综合1.(2023重庆)小俊用弹簧测力计吊着质量为SKIPIF1<0的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为SKIPIF1<0、高为SKIPIF1<0。则圆柱体下降过程中(
)A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小C.浸入一半时弹簧测力计的示数为SKIPIF1<0D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为SKIPIF1<0【答案】C【解析】A.浸没前,圆柱体排开水的体积变大,由F浮=ρ水gV排可知,受到浮力变大,由F=G-F浮可知弹簧测力计的示数逐渐变小,故A不符合题意;B.浸没前,溢水杯中一直是满的,水的深度不变,由p=ρ水gh可知水对容器底部的压强不变,故B不符合题意;C.圆柱体的重力G=mg=1.35kg×10N/kg=13.5N,圆柱体的体积V=Sh=100cm2×5cm=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3,浸入一半时圆柱体受到的浮力SKIPIF1<0,弹簧测力计的示数为F=G-F浮=13.5N-2.5N=11N,故C符合题意;D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa,圆柱体底部受到水的压力F压=pS=500Pa×100×10-4m2=5N,故D不符合题意。故选C。2.(多选)(2023四川泸州)小明在探究沉与浮的条件时,用一根细线连接A、B两个物体,放在盛水的烧杯中,处于悬浮状态,如图甲所示。剪断细线后,A物体处于漂浮状态,B物体沉到烧杯底部,如图乙所示。设甲、乙两图烧杯对桌面的压强分别为p1、p2,水对烧杯底部的压强变化为Δp,甲图中细线的拉力为F,乙图中B物体对烧杯底部的压强为pB。已知B物体的重力为G,体积为V,烧杯的底面积为S,水的密度为ρ。以下关系式正确的有()A.p1>p2 B.F=G﹣ρgVC.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】BC【解析】A.甲、乙图中烧杯对水平桌面的压力不变,都等于烧杯的总重力,受力面积不变,由SKIPIF1<0知道,甲、乙两图烧杯对桌面的压强不变,即p1=p2,故A错误;B.甲图中B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,所以细线的拉力F=G﹣F浮=G﹣ρgV,故B正确;C.甲、乙图浮力的减小量为SKIPIF1<0,排开水的体积减小量为SKIPIF1<0,液面高度的减小量为SKIPIF1<0,水对烧杯底部的压强变化为SKIPIF1<0,故C正确;D.乙图中B物体对烧杯底部的压强为SKIPIF1<0,由于无法算出B的底面积,所以不能算出B物体对烧杯底部的压强,故D错误。故选BC。3.(多选)(2023四川南充)甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精(ρ酒=0.8×103kg/m3),现有质地均匀,不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体,质量之比为3∶1,把它们分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,如图甲、乙所示,若将b置于a上面一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,如图丙,下列说法正确的是(
)A.a的密度为0.4×103kg/m3B.在图甲中a有四分之一的体积露出液面C.在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶5D.a、b的体积之比为4∶1【答案】BD【解析】ABD.a在甲烧杯中处于漂浮状态,则Ga=F浮a=ρ酒gV排a,mag=ρ酒gV排a,ma=ρ酒V排a①b在乙烧杯中处于悬浮状态,则Gb=F浮b=ρ酒gVb,mbg=ρ酒gVb,mb=ρ酒Vb②由①和②的比值得到SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,V排a=3Vba的质量ma=ρ酒V排a=3ρ酒Vb在丙中,a、b漂浮,则Ga+Gb=F浮=ρ酒gVa,mag+mbg=ρ酒gVa,ma+mb=ρ酒Va③由②和③得到SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,Va=4Vba、b的体积之比为4∶1,a的密度SKIPIF1<0a在甲烧杯中处于漂浮状态,则Ga=F浮a=ρ酒gV排a,ρagVa=ρ酒gV排a,SKIPIF1<0在图甲中a露出液面的体积SKIPIF1<0故A错误,BD正确;C.图丙中a的上表面刚好与液面相平,a的下表面到水面的距离等于a的高度,图甲中a排开液体的体积和图丙中a排开液体的体积之比是SKIPIF1<0圆柱体的底面积为S,则SKIPIF1<0由p=ρgh可知图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比SKIPIF1<0,故C错误。故选BD。4.(2023江苏连云港)“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具,距今700多年。如图所示,它上面有三个壶,分别是日壶、月壶和星壶,也叫送水壶,最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口,壶盖上开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件:一个是竖立在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时,其中子时代表23:00~1:00,丑时代表1:00~3:00……以此类推;另一个是浮箭,由小木块上连接一把木尺组成,随着受水壶里水量的增加,浮箭自然同步上升。观看浮箭顶端指示的铜尺刻度,就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问题:(1)如图是14∶00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图,其中正确的是_________。(2)若浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为SKIPIF1<0,则G_________SKIPIF1<0(选填“>”“=”或“<”)。随着受水壶水位的升高,浮箭下部小木块浸没在水中的深度________,受水壶壶底受到水的压强________。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量_________。【答案】(1)C(2)=不变变大浮箭上升的高度【解析】(1)分析可知,14:00在13:00~15:00之间,为未时,所以浮箭指向未。故ABD错误,C正确。故选C。(2)浮箭漂浮,处于二力平衡状态,浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为F浮,则G=F浮。随着受水壶水位的升高,浮箭也跟着上升,浮力不变,故浮箭下部小木块浸没在水中的深度不变,受水壶壶底受到水的压强变大。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量浮箭上升的高度。5.(2023山东枣庄)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,SKIPIF1<0水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)金属块所受的重力;(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时,弹簧测力计的示数;(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。【答案】(1)4N;(2)3.8N;(3)500Pa;(4)100Pa【解析】(1)由题意可得,金属块受到的重力为G=mg=0.4kg×10N/kg=4N(2)由题图乙可知,当h=2cm时,金属块排开水的体积V排=20×10-6m3,此时金属块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N弹簧测力计的示数为F拉=G-F浮=4N-0.2N=3.8N(3)由题图乙可知,当h=5cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为5cm,此时金属块底部受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa(4)金属块的底面积为SKIPIF1<0容器的底面积为S=5S金=5×10cm2=50cm2增加的压力等于水对金属块的浮力,则△F=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N水对容器底部增加的压强为SKIPIF1<06.(2023新疆)如图所示,一柱状鱼缸(缸底有小石子)放在水平地面上,其内圆底面积为SKIPIF1<0。鱼缸内无水时,鱼缸对水平地面的压强为SKIPIF1<0;在鱼缸内加入质量为42kg的水后鱼缸对水平地面的压强为SKIPIF1<0;在鱼缸内再放入几条鱼后,鱼缸对水平地面的压强为SKIPIF1<0。求:(1)质量为42kg的水的重力;(2)鱼缸内无水时,鱼缸(含缸底小石子)的质量;(3)在鱼缸内放入几条鱼后,水对缸底的某一小石子增加的压强。【答案】(1)420N;(2)7kg;(3)350Pa【解析】解:(1)质量为42kg的水,重力为SKIPIF1<0(2)设容器的底面积为S,则鱼缸内无水时,鱼缸的重力为SKIPIF1<0在鱼缸内加入质量为42kg的水后鱼缸对水平面的压力为SKIPIF1<0此时鱼缸对水平地面的压强为SKIPIF1<0根据题意SKIPIF1<0,带入上式解得SKIPIF1<0,则鱼缸内无水时,鱼缸的重力为SKIPIF1<0鱼缸的质量为SKIPIF1<0(3)鱼缸内放入几条鱼后,此时鱼缸的总重力为SKIPIF1<0则鱼的总重力为SKIPIF1<0因为鱼悬浮,且鱼缸为柱形的规则形状,受到的浮力等于其重力,那么液体对容器底部的压力增加量等于鱼的重力,则增加的压力为SKIPIF1<0则增加的压强为SKIPIF1<07.(2023四川成都)如图所示,薄壁长方体容器A放在水平桌面上,底面积为SKIPIF1<0,高为12cm,质量为SKIPIF1<0。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm,质量分别为SKIPIF1<0,SKIPIF1<0。已知SKIPIF1<0,SKIPIF1<0。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。(1)求容器A对水平桌面的压强。(2)若将B缓慢放入容器中,请分析B平衡时的状态,并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量。(3)若将C放在B上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时C与B的接触面水平,求C对B的压力。【答案】(1)SKIPIF1<0;(2)漂浮状态;SKIPIF1<0;(3)0.208N【解析】(1)容器A对水平桌面的压力SKIPIF1<0容器A对水平桌面的压强SKIPIF1<0(2)B的密度SKIPIF1<0假设B漂浮,受到的浮力SKIPIF1<0排开水的体积SKIPIF1<0B的底面积SB=4cm×4cm=16cm2此时需要的最少水量SKIPIF1<0容器A内装有水的体积SKIPIF1<0因为SKIPIF1<0所以,B一定处于漂浮状态。由体积关系得,水面上升的距离为SKIPIF1<0由SKIPIF1<0得水对容器底部的压强变化量为SKIPIF1<0(3)研究B、C这个整体,假设沉底,C露出水面,则容器内水的深度SKIPIF1<0受到的浮力SKIPIF1<0BC的总重力SKIPIF1<0因为SKIPIF1<0所以假设成立,B、C沉底。此时,C物体浸入水中的深度SKIPIF1<0C受到的浮力SKIPIF1<0所以C对B的压力SKIPIF1<08.(2023山东泰安)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,g取SKIPIF1<0,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计。(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;(2)乙图中,小船有SKIPIF1<0体积露出水面,求金属块A的密度。【答案】(1)SKIPIF1<0;(2)SKIPIF1<0【解析】(1)已知金属块A上表面距离水面50cm,即SKIPIF1<0由SKIPIF1<0可得,金属块A上表面受到的水的压强为SKIPIF1<0(2)由题意知,小船装有18N沙石时,处于漂浮状态,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计,则小船此时受到得浮力为SKIPIF1<0由SKIPIF1<0得,船排开水的体积为SKIPIF1<0当沙石清除后,小船有SKIPIF1<0体积露出水面,此时小船排开水的体积为SKIPIF1<0根据SKIPIF1<0得,此时船受到得浮力为SKIPIF1<0由图乙可知,A完全浸没在水中,根据SKIPIF1<0可得,金属A受到的浮力为SKIPIF1<0金属块A被拉出淤泥静止在水中,则此时小船受到的浮力和金属球受到的浮力等于金属A的重力,则SKIPIF1<0由SKIPIF1<0得,金属球A得质量为SKIPIF1<0根据密度公式SKIPIF1<0可得,金属球A得密度为SKIPIF1<09.(2023天津)在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”
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