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文档简介
试卷第=page88页,总=sectionpages88页2021年中考物理浮力计算专练1.如图所示,弹簧秤下用细线一个高为0.2m的金属圆柱体,静止悬停在空的圆柱形水槽中,水槽的底面积为0.12m2,水槽上方有一水龙头,开启水龙头水匀速注入水槽时开始计时,直到水槽水满溢出为止,金属圆柱体始终保持静止,弹簧秤的示数与时间的关系图线如图2所示,g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,试根据图中数据,求:(1)金属的密度。(2)金属圆柱体的底面积。(3)水龙头每秒流出的水的体积。(4)试画出槽内的水对底的压强p随时间t变化的图像,并在图像中标注特殊点的坐标数值。2.如图甲所示,一个底面积为的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有深的水。现将物体放入其中,物体漂浮于水面上,如图乙所示,此时容器底部受到水的压强比图甲增大了。当再给物体施加一个竖直向下大小为的力以后,物体恰好浸没水中静止(水未溢出),如图丙所示(题中g=10N/kg)。求:(1)容器中水的质量;(2)放入物体后(乙图),水面上升的高度;(3)物体的密度。3.底面积为S0的薄壁圆柱体容器,其底部装有一阀门K,容器内装密度为ρ0的液体。横截面积为S1的圆柱形木块,上端与不可伸长的悬线相连,且部分木块浸入液体中,此时悬线刚好伸直,如图所示。已知悬线所能承受的最大拉力为T,现打开容器底部的阀门K使液体缓慢流出,直到悬线刚好被拉断时立刻关闭阀门K。请解答下列问题:(1)画出悬线刚好伸直时,木块在竖直方向的受力示意图;(2)导出悬线未拉断前,悬线对木块拉力F与流出的液体质量m之间的关系式;(3)求出从悬线断开的瞬间到木块再次漂浮时,容器底部所受液体压强的变化量。4.水平桌面上有一长方体轻质薄壁容器,如图甲所示,底面积为200cm2,高16cm,里面装有2kg的水。将一正方体实心物体A轻放入水中,A的质量为0.8kg,待液面静止后,打开容器底部阀门(阀门未画出),向外匀速放水。容器底部所受液体压强与放出的水的质量关系如图乙所示,图像中Δm1=Δm2,Δp2=2Δp1。(1)求未放入物体前,液体对容器底部的压强?(2)判断未向外放水时正方体A在水中的浮沉状态?放水质量为1.4kg时,液体对容器底部的压强?(3)另有一实心长方体B,底面积为50cm2,高为8cm,质量为0.6kg。向容器中注水,使容器中的水依然为2kg,再将B轻放在A的正上方,AB均不倾倒,待液面静止后,容器底部所受液体压强记为p。将B从A上取下,轻放入旁边水中,A、B和容器内部均不接触,待液面静止后,容器底部所受液体压强变化了多少?5.如图甲所示,重为3N、底面积为2×10-2m2的圆柱形玻璃容器放在水平桌面上,重力为5N、边长为L1=0.1m的正方体木块(不吸水)静止在容器的底部,用一根长为L2=0.05m的细线(质量和体积不计)将木块与容器底部相连.现向容器缓慢注水,直到木块受到的浮力等于6N时停止注水(如图乙所示)。已知水的密度为1.0×103kg/m3、g取10N/kg,容器的厚度不计。求:(1)木块的密度;(2)注水过程浮力对木块所做的功;(3)木块受到的浮力等于6N时容器对桌面的压强。(变式拓展)(4)(剪绳子问题)①剪断绳子,待木块静止后,木块排开液体的体积;②剪断绳子,待木块静止后,容器底部受到液体压强的变化量;③剪断绳子,待木块静止后,将露出水面的部分切去,要使剩余部分木块全部浸入水中,应该在木块上加多大的力。(5)(继续加水问题)继续加水,当木块刚好完全浸没时:①此时木块的浮力;②此时绳子的拉力;③(蓄水池问题)B是质量为m,面积为10cm2的金属硬片,当木块刚好全部浸没时,B片被拉开,此时水对B片的压力。6.如图所示,实心均匀圆柱体A和重30N的薄壁圆柱形容器B置于水平地面上。容器B的底面积为3×10-2m2,其内部盛有0.3m深的水,已知水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。(1)求水对容器底部的压强。(2)若将A浸没在容器B的水中(容器足够高,水未溢出),如图甲所示,水对容器底部压强的增加量为2×103Pa。容器B对水平地面压强的增加量为3×103Pa。求A在水中静止后容器底部对它的支持力。(3)若将A顶部的中心通过一段长10cm的细绳与均匀圆柱体C底部的中心相连,再向容器内缓慢注人一定量的水,一段时间后,当A对容器底的压力刚好为零时停止注水,水面恰好与圆柱体C的上表面相平,如图乙所示,已知A=3C,底面积SA=SC=200cm2,实心圆柱体A和C均不吸水,绳重、体积和形变均不计。求此时容器B对水平地面的压强。7.如图所示,甲、乙两个薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,两容器底部用一根细管相连,开始阀门K关闭。甲容器底面积为300cm2,甲盛有深度为0.2m的水,乙容器的底面积为200cm2乙中放一底面积为100cm2、高为0.2m的圆柱形木块。求:(1)甲中水的质量;(2)甲中水对容器底部的压强是木块对乙底部压强的2倍,求木块的密度;(3)打开阀门,当乙容器中的木块恰好漂浮,乙容器中的水深;(4)打开阀门,直到水不再流动时,整个过程进入乙容器中水的质量。8.如图所示,均匀圆柱体A和盛有适量水的轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面上,A的底面积为50cm2,高10cm;容器高30cm,底面积为200cm2。将质量为400g的正方体木块B放入容器后有2/5的体积浸在水中,此时液面深度为25cm。求:(1)图乙中水对容器底部的压强大小;(2)若用力将木块向下压2cm,此时木块受到的浮力;(3)若将A竖直放在B上面,B能够浸没且水未溢出,圆柱体A密度的取值范围。9.如图甲所示的薄壁容器放置在水平桌面上,两侧容器上端开口,底部通过一阀门连通。其中左侧容器的上半部分和下半部分的横截面积分别为150cm2和250cm2,上半部分足够高,下半部分容器高12cm,容器右侧底面积为50cm2,里面装有足量的液体。在左侧容器内放一个底面积为100cm2,质量为500g的正方体木块A,木块A底部中心通过一段轻质细线与容器底部相连。打开阀门后,右侧容器内液体深度变化量h和木块A底部所受液体压强的关系如图乙所示。(不计两侧容器之间连接部分水的体积)求:(1)未打开阀门时,木块A对容器底部的压强;(2)液体的密度是多少kg/m3;(3)当h=97cm时,液体对左边容器底的压强。10.如图甲所示,底面积为的圆柱形容器的侧壁有溢出口,容器内盛有适量的水,另有底面积为的实心圆柱体A漂浮在水中,其中没入水中的高度为,现用一向下的外力缓慢地将A压入水中,(A的底部未触底),这一过程中外力随A相对于容器下降的高度的变化关系如图乙所示。求:(1)圆柱体的底面积为多少?(2)容器的底面积为多少?(3)圆柱体的平均密度是多少?11.如图甲所示,柱形容器A的底面积为400cm2。容器内放有一密度为0.75×103kg/m3,边长为10cm的正方体木块B,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于木块底部中心和柱形容器的中心。往容器A中缓慢注水,当水深20.5cm时,如图乙所示,此时木块处于漂浮,细绳刚好拉直,但对木块没有拉力。细绳能承受的最大拉力为2N。求:(1)木块的重力;(2)在乙图的基础上继续向容器内缓慢注水(水未溢出),细绳对木块的拉力刚好达到最大值时,木块排开水的体积;(3)当细绳上的拉力刚好达到最大值时,剪断细线,当木块最后静止时,容器底部受到水的压强为多少。12.小侨学习了浮力、压强知识后,回家做了如下小实验,如图甲所示将足够高且装有20cm深水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积是,用一根轻杆(不计体积和质量)吊着由A、B两部分组成的工件AB(硬质工件A、B材料相同,中间紧密连接,均不吸水)。A、B部分为均匀的实心圆柱体,B的高为,用手拿住轻杆,将AB工件从图甲中刚接触水面位置缓慢竖直下降直到刚好接触容器底部,杆对AB工件的作用力F随AB工件下降高度h的关系如图乙所示,求:(1)工件AB的总质量:(2)B浸没时水对容器底部的压强;(3)工件A的底面积SA。13.有一个质量为m、密度为ρ、高为h、不吸水的圆柱体A,其顶部系有一根轻质细线。(1)将A竖直放入薄壁柱形容器中,求A对容器底的压强;(2)向容器中缓慢加入某种液体直至加满,液体体积V与液体深度h的关系如图所示。用细线将A竖直向上提升(<0.5h)时,细线的拉力为F,求液体的密度。(圆柱体A始终处于竖直状态)(温馨提示:推导计算过程中需要的物理量,请提前设定!)14.底面积为100cm2的圆柱形容器放在电子台秤上,图甲是向装有水的容器缓慢放入圆柱形金属块的示意图。在放入过程中,金属块以恒定速度v=0.01m/s下降。图乙是细绳的拉力F随时间变化的图像,从t=0时开始到金属块刚好接触容器底部且水未溢出,忽略水的阻力。(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)求:(1)完全浸没后金属块所受的浮力;(2)金属块的密度;(3)若金属块完全浸没后剪断绳子,物块下沉并最终静止在容器底部,求此时与剪断绳子前容器底对台秤压强的变化量为多大?此时水对容器底的压强为多大?15.如图甲所示,一个底面积为300cm2的柱形容器放在水平桌面上,容器中立放着一个底面积为100cm2,高为12cm均匀实心长方体木块A,A的底部与容器底用一根细绳连在一起,现慢慢向容器中加水,如图乙所示,当加入水的深度为9cm,木块A对容器底部的压力刚好为0。已知细绳长度为L=8cm,ρ水=1.0×103kg/m3。求:(1)当木块A对容器底部的压力刚好为0,A受到的浮力;(2)木块A的密度;(3)若继续缓慢向容器中再加水2.7kg后,停止加水,如图丙所示,此时将与A相连的细绳剪断,求细绳剪断前、剪断后木块静止时,水对容器底部压力的变化量。(整个过程中无水溢出)16.水平桌面上放置一个底面半径为、高为的圆柱形薄壁开口容器如图所示,将高为h、半径为r的圆柱体木块竖直放在容器中,木块的密度是液体密度的,然后向容器内注液体,若要使木块竖直漂浮(木块吸液忽略不计),求:向容器中注入液体的质量范围。17.如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量相同的密度为ρ水的水和密度ρ酒精的酒精(ρ水>ρ酒精),甲、乙容器的底面积分别为S、1.5S。求:(1)甲容器中深度为h处的水的压强p水;(2)现有质量均为m,密度分别为ρA和ρB的两个物体A、B(ρA>ρ水>ρ酒精>ρB),请在物体A、B和容器甲、乙中各选一个,当把物体放入容器中后(液体不会溢出,液面足够高),可使液体对容器底部的压强增加量Δp液与容器对地面的压强增加量Δp容的比值最小,求出最小比值。18.如图所示,甲、乙两轻质圆柱形容器放置在水平地面上,甲中盛有水,甲容器的底面积为1×10﹣2米2且比乙容器的底面积大,乙中盛某液体,且两液体的体积相等。将一体积为1.0×10﹣3米3小球放入甲容器内,待其静止后如图所示,此时甲、乙两容器底部受到的液体压强大小相等。求:(1)小球放入甲容器后,容器的底部受到水的压强增加量p水。(2)未放小球时,甲、乙两容器底部液体压强的大小之差。(3)如果将小球从甲容器中取出并放入乙容器液体中,待小球静止后(无液体溢出),试比较此过程中两容器底部受到液体压强的变化量p甲和p乙的大小。(要求写出分析过程)19.六一儿童节,同学送给小明一个透明密闭容器做的礼物。容器中盛有两种分层的液体,一只小熊悬浮在两种液体的交界处。热爱物理的小明同学找来一个正方体木块A、一个电子台秤、刻度尺、底面积为200cm2的薄壁容器等对两种液体进行了以下探究:①将密闭容器顶部打开,将液体全部倒入容器中,并将容器放在台秤上,记下容器和液体的总质量;②用刻度尺测出A木块边长为10cm,并用一根不计质量和体积的细杆固定在A的顶部正中央,再将木块放入容器中,如图所示,此时杆的作用力为0。放入物体A后,台秤的读数增加了1080g,此时,甲液体的深度为10cm,乙液体的深度为6cm,A浸入乙液体的深度为4cm;③将A提升,使A全部浸入甲液体中,发现台秤读数减小280g,求:(1)物体A的重力;(2)物体A的密度;(3)使A全部浸入甲液体中时,液体对容器底的压强;(4)将物体A上下移动,在保证物体A浸没的情况下,A处在最高点和最低点时杆的作用力之比(A与容器可接触但不挤压)。20.如图,底面积为150cm2的圆柱薄壁容器放置在水平地面上,底面积为100cm2的轻质圆柱薄壁塑料瓶内装有若干小石块,质量为800g的铁块沉在容器底部(没有紧密接触),塑料瓶和铁块通过细绳相连,细绳刚好拉直。为了拉起铁块,需要把瓶内的部分小石块投入水中。求铁块刚好被拉起时:(已知ρ石=3g/cm3、ρ铁=8g/cm3)。求:(1)铁块的重力;(2)绳子对铁块的拉力至少为多少;(3)至少需要把多少克的小石头投入水中。答案1.(1)2.5×103kg/m3;(2)2×10-2m2;(3)2×10-4m3;(4)2.(1)12kg;(2)0.04m;(3)3.(1);(2)F=m;(3)4.(1)1000Pa;(2)漂浮,600Pa;(3)50Pa5.(1)0.5×103kg/m3;(2)0.25J;(3)1.2×103Pa;(4)①5×10-4m3;②50Pa;③1.25N;(5)①10N;②5N;③1.5N6.(1)3000Pa;(2)3
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