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文档简介
一、选择题
1.如图甲所示,木块A的重力为10N,将合金块B放在木块A上方,木块A恰好有五分
之四的体积浸入水中;若将合金块B取下放到水中,如图乙所示,B沉底,木块A露出水
面(的体积)为自身体积的二分之一,此时B受到容器底部的支持力为2N,下列说法正确的是
A:<-L::-:A-1
————.—1——————J—
———-———I'RI——
-----一--——I—1—
甲乙
A.木块A的密度为0.8X103kg/m3
B.图乙中水对A底部的压力为2N
C.合金B的密度为lX103kg/m3
D.从图甲到图乙水对容器底部压力的变化了8N
2.如图所示,底面积为50cm2、高为13cm、质量为100g的平底圆柱形容器(厚度不计),
将一个质量为250g、体积为200cm3的实心小球置于水平桌面上,放入小球之前容器内水
的深度为10cm,将小球放入水中静止后,下列说法正确的是()
A.水对容器底部的压强为1400PaB.小球受到的浮力为2.5N
C.水对容器底部的压力为5ND.容器对桌面的压强为1600Pa
3.如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中,静止时木块有皿的体
积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比增大了150Pa;若在木
块上放一块铁块,使木块刚好全部压入水中,且木块没接触容器底部.以下说法正确的是
A.木块的密度为0.4g/cm3
B.则铁块的重力与木块重力之比是1:4
C.则铁块的重力与木块重力之比是1:5
D.这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了200Pa
4.如图所示,物体M是一个边长为L的正方体,其受到的重力为G,放入水中处于漂浮状
态,M的下表面距液面的高度为h,露出水面的体积为物体体积的工,若用一个竖直向下的
5
力B压物体M,使其浸没在水中静止后,物体M受到的水竖直向上的力为Fz,则下列说法
中正确的是()
二M二二上
A.R与&是一对平衡力
B.物体的密度P物与水的密度P水之比为1:5
C.竖直向下的压力R和物体M的重力GM之比为1:4
D.物体M漂浮时,受到的浮力为LP*gL3
5
5.如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶
瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉。则()
L——人
A,用力捏大瓶,小瓶能实现悬浮
B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变小
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
6.水平桌面上有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等
的正方体物块M、N分别放入两个烧杯中,静止时液面刚好相平,则()
甲乙
A.M的密度小于N的密度
B.M受到的浮力大于N受到的浮力
C.若将M放入乙液体中,静止时M仍漂浮
D.甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强
7.如图所示,水平桌面上放置一底面积为S2的轻质圆柱形容器,容器足够深:在容器中
放入底面积为51,质量为m的圆柱形木块,在容器中缓慢加入水,当木块对容器底部的压
力恰好为零时,容器对桌面的压力大小为()
2g
B.mg
c"mg
D.⑸-公mg
8.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部
露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度人的关系如图乙所示,下列说法
正确的是()
A.圆枉体的体积是400cm3
B.圆柱体的密度是1.5g/cm3
C.圆柱体受到的重力是6N
D.圆柱体的高是5cm
9.水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯,装满不同密度的液体。现将小球A分别放入
两溢水杯中,小球静止时的情景和溢出的液体如图所示,从甲杯中溢出的液体所受重力为
G甲=0.9N,从乙杯中溢出的液体所受重力为G乙=0.8N,小球在甲杯中所受的浮力为FV,
在乙杯中所受的浮力为F乙。则下列说法中正确的是()
A.因为A在乙杯中排开的液体体积较大,所以有
B.A的重力为0.9N,它在乙杯中受到浮力为0.8N
C.液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
D.甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力
10.两个实心小球甲和乙,己知它们的质量之比为10:9,密度之比为2:3。现将甲、乙两
球分别放入盛有足够多水和酒精的烧杯中,当甲、乙两球静止时,两球所受到的浮力之比
为5:3,则下列说法正确的是()
A.甲、乙两物体都漂浮在液面上B.甲、乙两物体都浸没在液体中
C.甲物体的密度是0.8g/cm3D.乙物体的密度是lg/cm3
二、填空题
11.质量为1kg的柱形薄壁容器放在水平面上,底面积为0.01m2,高为0.6m,装有0.5m
深的酒精(Pis«!=0.8xl03kg/m3),如图所示。求:
⑴酒精对容器底部的压强一;
⑵容器对水平面的压强;
⑶在酒精中放入一个固体,保持酒精不溢出,使酒精对容器底部压强的增加量最大的情况
下,同时使容器对水平面压强的增加量最小,请计算固体的质量____,并判断固体密度p
国与酒精密度P酒精之间的大小关系,即PMP泊楮。
12.用质量和体积均忽略不计的相同硬杆把长方体A和B分别固定后放入水中,B物体刚
3
好浸没,如图甲所示。其中,A物体密度PA=0.9g/cm,高度/?A=10cm,B物体底面积
2
SB=100cm,高度/)B=8cm,重力GB=12N,则硬杆对B物体的作用力为N。把物体A、
B取出,用一根不可伸长的轻质细绳连接后,重新放入水中(忽略水量损失),如图乙;
此时,细线拉直,水面比甲图升高0.5cm,若甲图中,硬杆对A的作用力为1.5N,容器底
面积为500cm2,则乙图中,B对容器底部的压强为Pa。
甲乙
13.如图所示,将含有一空心铝球的冰块投入盛有108cm3盐水的容器中,冰块内空心铝球
的体积与冰的体积之比为1:3,当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开盐水的体积
匕H;=40cm3,冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,空心铝球的平均密度为
kg/n?,冰块熔化后液体对容器底部的压力变化了No(已知冰的密度为
3
p冰=O.9xlOkg/m\盐水的密度为外水=L25xl03kg/n?)
14.某校课外科技小组的同学为测量暴雨过后浑浊江水的密度,设计了如图所示的一套装
置:A是弹簧测力计,B是边长为10cm的正方体浮子,C是圆柱形容器,底面积为
200cm,,高为60cm.D是一固定在容器底部的定滑轮.弹簧测力计和正方体浮子之间用一
轻质无伸缩的细线通过滑轮相连接(不考虑滑轮的摩擦和滑轮的体积,取g=10N/kg),B
浸没在清水中,弹簧测力计示数为5N,水的高度为20cm,则B的重力为-;若将容
器中的清水用同体积的浑水替换,容器C对桌面的压强增加了lOOPa,则浑水的密度相比
清水的密度(选填“增大”或“减小”)了kg/m3.
夕t尸
15.质量相等的甲、乙、丙三个实心球,放入某种液体中静止时的情况如图所示,它们所
受的浮力F甲、F乙、F两之间的关系应为:F4F再;它们的密度p甲、p乙、
P内之间的关系是:p.Pp乙p内。(选填">"、“<”或“=”)。
16.(7分)如图所示,弹簧测力计用细线拉着一长方体物块A,从水池中竖直向上做匀
速直线运动,上升到水面以上一定的高度。物块上升的速度为lcm/s,弹簧测力计示数F
随物块上升的时间t变化的图象如右图所示。不计阻力及水面高度的变化,根据图象信息
⑴物块A重______N,高度为cm。
(2)当t=0时,A受到的浮力为N;
(3)物块A的密度为?(要求有详细求解过程)
17.边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有五分之二的体积露出水面,如图甲所
示则木块的密度kg/m3。将木块截去一部分后,再用少许粘合剂(其质量和体积忽
略不计)固定上与截去部分体积相同的合金材料后,投入某种液体中仍漂浮,如图乙所示,
此时液体对它竖直向上的压强为lxl03pa,。合金=2.6xl()3kg/m3,则合金材料的质量是
kg.(g=10N/kg)
18.如图甲所示,在水平桌面上有一个盛水的圆柱形容器,A、B是用相同材料制成的空
心球和实心球,把A、B用细线系住,放入容器中,它们刚好悬浮于水中,此时A、B受到
的总浮力(选填"大于"、"小于"或"等于")A、B受到的总重力;现将细线剪断,
空心球A上浮,至静止时露出水面的体积为200cm3,如图乙所示,空心球A和实心球B的
质量均为300g,则制作空心球A和实心球B的材料密度为kg/m3,空心球A的空
心体积为________cm3.
19.利用图所示的装置测量盐水的密度,木块的质量为0.3kg,体积为5xl0/m3,在水中静
止时弹簧测力计的示数为2.45N,则盐水的密度是kg/m3;若剪断细绳,木块向上运
动过程中所受的浮力先后变小,静止时木块所受的浮力是N(g取10N/kg,
不计一切摩擦与阻力).
20.如图所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,
将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,则两物体的体
积VA:VB=,物体B的密度是kg/m3
三、实验题
21.在探究影响浮力大小因素时,小明做了如图甲所示的实验,请你根据小明的实验探究
研究浮力与物体浸入液体中的深度是否有关,则需要分析A图与两图的数据。
(2)实验结束后,小明绘制了弹簧测计对金属体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深
度变化的图线,如图乙所示,分析图象可知:
①曲线(选填或“b”)描述的是金属体所受浮力的变化情况。
②由图乙数据可知金属体的密度为kg/m3,
22.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
⑴为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个不同材料的圆柱体,测得重
力分别为4N、4.5N和5N。然后进行如图1所示的abcde五次实验。
①比较序号的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
②进一步分析可知:液体的密度越大物体所受的浮力越;
③比较序号abc的三次实验,可得结论:浮力的大小与物体的重力关。
(2)如图2所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事
实可以支持以上猜想;(选填序号)
图2图3
⑶如图3所示。回家后爱动脑筋的小明想继续探究,在喝有瓶盖的饮料时,当喝到不同程
度放入水中出现了如图所示的A、B、C、D四种情况。该四种情况都处于静止状态,四种
情况所受到浮力关系正确的是。
A.FA=FB=FC=FD
B.FA二FB=Fc>FD
C.FA>FB>FC>FD
D.FA<FB<FQ<FD
23.初二物理社团的同学们在探究“影响浮力大小的因素”实验中,按如图所示的步骤进
行实验:
ABCDE
图1
甲乙图2丙
⑴通过比较B、C、D三幅图,小田得出结论:浮力的大小与有关,通过比较D、E
两福图可以得出浮力大小还与有关。
(2)物体的质量为kg,物体浸没在水中受到的浮力N.
⑶根据已有条件,请你求出E图中弹簧测力计的示数是N(p河柿
=0.8xl03kg/m3)o
⑷同组的小佳在工地上找到一金属块B,他决定测量其密度,但是测量工具仅有刻度尺。
所以他设计了以下实验方法:
①小佳找了一个圆柱形的烧杯A,让其在大水槽中漂浮,如图甲所示,A露出水面的高度
为为
②然后将金属块B吊在烧杯A下方,如图乙所示。A露出水中水的高度为电,水槽中水的
深度为“2;
③将金属块B放入烧杯A中,如图丙所示,A露出水面的高度为加,水槽中水的深度为
%,通过比较,小佳发现水槽中水的高度为出“3(选填“大于”“小于”或“等
于”),已知水的密度为p,k。则小佳测量出金属块B的密度用物理量表示为pia
小泓同学提出在实验步骤乙丙中,将沾有水的金属块B放入烧杯A中,测出金属块的密度
将(选填“偏大"、“偏小”或“无影响”).
24.小聪在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计,实
心题柱体金属块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。
ABCDF
⑴小聪进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为N;用弹簧测力
计桂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢
出),井将其示数记录在表格中;
实验步骤BCDEF
弹簧测力计示数/N2.62.21.71.71.5
⑵在实验步骤D中金属块所受浮力F*=N,金属块的体积为m3,金属块
的密度为kg/m3;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟有关:分析实验步
骤A、E、F,可以说明浮力大小跟有关;
⑷小聪用表格中的数据还算出了某种液体的密度是g/cm3。
25.为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台
上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端
放一小杯。在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟
金属块、粗铁丝都不接触。
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲一乙一丙),在此过
程中。弹簧测力计示数:F甲F玄(选填“大于”、“等于”或“小于”)。由此可
知浸入液体中的物体所受浮力的大小等于。
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁)。可以计算出图丙
中金属块所受到的浮力约为N,此时浮力的测量数值比真实数值将(选填“偏
大”或“偏小”)。
26.如图所示,鸡蛋悬浮在盐水中,请画出鸡蛋受到的重力G和浮力产的示意图。
27.如图铁球从A点下沉至C点的过程,作出铁球在B点时受力的示意图
28.如图所示,把一个装有水,水面上浮一个小球的烧杯,放在斜面上,请作出小球所受
力的示意图。
29.小英同学得到两个外形相同的均匀实心正方体物块A和B,先将它们的中心点用轻质
细线G连接起来,再用另一条相同长度的细线A将B的中心点与容器底部相连接。最开始
容器中注满了水,A、B的状态如图甲所示,之后从容器底部的阀门缓慢匀速地将水放完,
随着水的放出,两条细线所受拉力发生了变化,小英同学由两条细线所受拉力F随水面到
容器底部的距离h的变化关系,绘制出了从开始放水到AB恰好接触之间的函数图像(如
图乙)。(g取1ON/kg)求:
(2)当物块A、B刚接触时水对容器底部的压强。
(3)请通过计算GB、上等信息,补充完成图乙中缺少的部分函数图像。
30.底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水,重为12N的木块A漂浮在水面
2
上,露出水面的体积为总体积的不,如图甲所示:现将一体积为250cm3的合金块B放在
木块A上方,木块A恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示。求:(。水=1.0xl03kg/m3)
⑴木块A的密度;
⑵合金块B的密度;
⑶图乙中,若将合金块B取下直接放人水中,当材料A和金块B静止后,水对容器底的压
强变化了多少?
31.如图所示,将质量为140g,底面积为lOOcrr?,高为20cm的薄壁柱形容器置于水平
地面上,逐渐倒入3cm深的水。现用手将一系有细绳的圆柱体A缓慢向下浸入水中,圆
柱体A的质量为360g,底面积为40cm2,高为10cm,最终当圆柱体A静止后松开手。整
个过程中圆柱体不吸水,细绳质量不计。求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)圆柱体A最终静止时容器对地面的压强;
(3)圆柱体A最终静止时水对容器底的压力。
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一、选择题
1.C
解析:C
【详解】
AB.甲图中,AB为整体
%=GAB=GH+GA=GII+ION
4
FAB=%=x《x匕
图乙中
用2=GA=10N
图乙水对A底部的压力为A受到的浮力等于10N
%2=夕水g/2=0Kgxgx%
由受力分析
GB=FB+F支持=fg+2N
根据阿基米德原理得
FB~P水8匕e
夕水gx;x5=10N
解得匕=2x10-0?,
由G=mg得
GION
gA=10N/kg=lNkg
0=/3=0-5x10kg/m
VA2x10kg/m
故AB错误;
C.由题意可知
4
33-33
FM=P水=1xiokg/mxlON/kgx-x2xlOm=16N
G8=%-GA=16N—10N=6N
GB=FB+2N
可得4=4N,由1FB=WVB>得匕=4xl()Tm3,由6=〃电可得
G6N
m=-B-=---------=0.6kg
Rg1ON/kg
二如_=_3=1.5x1()3kg/m,
1143
VB4xl0-m
故C正确;
D.由甲图容器底受到的压力等于水和A、B的总重力,乙图容器底受到的压力小于水和
A、B的总重力,由于B受到容器底部支持力为2N,所以减小2N,故D错误。
故选C。
2.D
解析:D
【详解】
A.小球的密度为
250g
=1.25g/cm3
200cm'
由于小球的密度大于水,故放在容器中时会沉底;假设无水溢出时,将小球放入水中静止
后,水面上升高度为
%200cm'
A/z==4cm
S容50cm,
此时容器中水的高度为
/?'=〃+M=0.lm+0.04m=0.14m
由于容器高为0.13m,故溢出水的高度为0.01m;根据液体压强公式,可知水对容器底部
的压强为
p=pgh=1.0xl0,kg/m,x1ON/kgx0.13m=l300Pa
故A错误;
B.根据阿基米德浮力公式,可知小球受到的浮力为
3363
F=pgVi!f=1.0xl0kg/mx1ON/kgx200x10-m=2N
故B错误;
C.由液体压强公式可知,水对容器底部的压力为
3
F'=pS=l300Pax50xl(T」m=6.5N
故C错误;
D.容器对桌面的压力等于容器重力、水的重力与小球的重力之和,即
/=6容+G水+G球
而
G容=m容g=O.lkgxlON/kg=1N
G水=(V-^)=1.0x103kg/m3x1ON/kgx(0.13mx0.005m2-200x10^m3)=4.5N
G球=m^g=0.25kgx1ON/kg=2.5N
即
金=1N+4.5N+2.5N=8N
则容器对桌面的压强为
plt=—=---处^--=1600Pa
"SSOxlO^m2
故D正确。
故选D。
3.D
解析:D
【解析】
【详解】
设木块的体积为,;木块重力为G,铁块的重力为G,水的密度为4
由F浮二p水gV排得,当木块单独漂浮在水面上时,
此时木块受到的浮力:冷|=6木=「水8:/
3
因为木块漂浮,木块受到的重力等于浮力,即夕木gV^^g^V,
所以木块密度为「木水=0.75x103版/〃?3,八错误;
当在木块上放一铁块,使木块刚好全部压入水中时,此时的木块和铁块整体处于漂浮,排
开的水的体积等于木块的体积V,
所以整体受到的浮力等于木块和铁块总重力,即夕水gV=0,gV+G快,
所以G铁=;0"丫
则铁块的重力与木块重力之比为:笑二丁遥二,BC错误;
G木沁丫3
当%F=时,压强增大了150Pa,
_150PQ
则当%F=V时压强的增加量为=",D正确.
4
4.C
解析:C
【解析】
试题分析:(1)明确使物体M浸没在水中静止后受到的水的竖直向上的力就是此时物
体M的浮力,如何对物体M受力分析,即受到三个力的作用:重力G、浮力Fz、竖直向下
的压力根据物体静止在水中,可以得到压力与重力、浮力的等量关系,最后把压力H
和浮力程进行比较;
(2)据漂浮条件和阿基米德原理分析即可判断;
(3)物体M浸没在水中时是静止的,根据所受合力为零即可判断,水对它作用力的合力
(即物体所受的浮力)与重力的大小关系;
(4)物体M漂浮时,受到的浮力F潞根据阿基米德原理计算即可;
解:A、物体完全浸没时,受到的水竖直向上的力就是此时物体M的浮力,
因为物体M受到三个力的作用:竖直向上的浮力R、竖直向下重力G和压力F”
所以物体静止在水中,所受合力为零,
所以Fz=G+R-----------------------------①
故R与F?不是一对平衡力,故此选项错误,A不符合题意;
B、因为漂浮,所以F所GM
即F浮=P水gAv;
5
G:»=P物gV;故p*g—V=P«gV;
5
故可得:P物:P*=4:5;故B不符合题意;
C、物体漂浮在水中时,露出水面的体积为物体体积的工,
5
:l
所以Gv=F漂=GJIFP*gVa=P*g(VM-A.VM)=p*gX-lL,
55
物体完全浸没时,受到的水竖直向上的力F2=P水g%=p水gi;,
33
由①式得:F,=F2-GM=P*gL-P水gx9t3=Lp*gL,
55
所以竖直向下的压力Fi和物体M的重力G”之比为:
Fi:GM=—P*gl?:—P*gL-l:4.此选项正确,C符合题意;
55
D、物体漂浮在水中时,因为丫排=1;11=91;,所以根据阿基米德原理得:所受浮力F斫G排
5
=P*gV«=P*gWj」,故D不符合题意;
5
故选:C.
5.A
解析:A
【详解】
A.用力捏大瓶,水进入小瓶,使小瓶重力增大,逐渐下沉,所以小瓶能实现悬浮,故A
符合题意;
B.用力捏大瓶,水进入小瓶,小瓶内气体体积变小,密度变大,故B不符合题意:
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶,水不能进入小瓶,小瓶重力不变,不能下沉,故C不符合题
意;
D.打开大瓶瓶盖,与外界大气压相通,捏大瓶时,水中压强不变,水不能进入小瓶,不
能使小瓶下沉,故D不符合题意。
故选A
6.D
解析:D
【详解】
A.物块M、N质量相等,且M的体积小于N的体积,因此M的密度大于N的密度,故A
错误;
B.物块M、N质量相等,则重力相等,且物块M和N都处于漂浮状态,因此M受到的浮
力等于M的重力,N受到的浮力等于N的重力,综上可知M受到的浮力等于N受到的浮
力,故B错误;
C.由图可知,M的密度小于甲液体的密度,N的密度等于乙液体的密度,因此M的密度
大于乙液体的密度,若将M放入乙液体中,静止时M将沉底,故C错误;
D.M、N两物体放入两烧杯中,静止时液面刚好相平,说明两液面到烧杯底部的深度相
同,根据p=pgh可知,甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强,故D正确。
故选Do
7.A
解析:A
【详解】
在容器中缓慢加入水,当木块容器底部的压力恰好为零时,说明木块恰好漂浮(但木块与
容器底仍接触),根据漂浮条件可得F,?=G木,即
。水g%=mg
则
根据题意可得在木块两侧加水部分的横截面积
S/K=-S]
且$木=S]
又因为
%:V水=S木〃:S水h=S木:S水
其中万为水的深度,所以加入水的体积
所以加入水的质量
则轻质容器对桌面的压力大小为
尸=(加水+机木)g=2卢./n+,〃]g=怨&
故选Ao
8.A
解析:A
【分析】
⑴由图像可知,圆柱体上升高度在0~2cm时,圆柱体浸没水中,知道此时弹簧测力计示
数,此时圆柱体受到的浮力最大,利用称重法求最大浮力;
⑵⑶当圆柱体上升高度在5cm以上,圆柱体脱离水面,由图像可知此时弹簧测力计示数,
此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数;利用F;产p水gV#可求圆
柱体的体积,利用G=mg求圆柱体的质量,最后利用密度公式求圆柱体的密度;
⑷当圆柱体上升高度在2cm以内,圆柱体在水中;当圆柱体上升高度在5cm以上,圆柱
体脱离水面;若水位不变,圆柱体的高度等于3cm,现在不知道水位变化,无法确定圆柱
体的高度是多少。
【详解】
由图乙可知,圆柱体上升高度在0~2cm时,弹簧测力计的示数较小,此时圆柱体浸没水
中;上升高度从2cm到5cm,弹簧测力计的示数逐渐变大,此时圆柱体逐渐露出水面;上
升高度为5cm以后圆柱体脱离水面。
A.由图像可知,圆柱体上升高度在0~2cm时,圆柱体浸没水中,此时弹簧测力计示数
F示2=6N
此时圆柱体受到的浮力最大,其大小为
F;7=G-F示2=10N-6N=4N
由F浮可得,圆柱体的体积
V-V.,,-=屈=---;——---------=4x104m3-400cm3
"0Kglxl03kg/m3xl0N/kg
故A正确;
BC.当上升高度在5cm以上,圆柱体脱离水面,弹簧测力计示数
F,1;1=1ON
此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力
G=F示i=10N
圆柱体的质量
圆柱体密度
夕=9:=2.5x1()3kg/m,=2.5g/cm3
V4x10m
故BC错误;
D.若水位不变,则圆柱体的高度等于3cm,现在不知道水位变化,则无法确定圆柱体的
高度是多少,故D错误。
故选Ao
9.B
解析:B
【详解】
AB.由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,G“,>Gs因此F心又因为甲
中A漂浮,浮力等于重力为0.9N,乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N,故A错误,B正
确;
C.由图像可知甲中A漂浮,P\\>PA,乙中A沉底,p产pz,因此0>只乙,由
p=Qg/?可知深度相同时,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故C错误;
D.甲杯对桌面的压力为
F甲=。杯+。液甲+G*
乙杯对桌面的压力
七=6杯+G液乙+GA
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,同时甲的密度大于乙的密度,由
G=mg=pVg
可知
G液甲>G液乙
因此可得
故D错误。
故选Bo
10.C
解析:C
【详解】
己知两个实心小球甲和乙的质量之比为10:9,密度之比为2:3则他们的体积之比为
%1_A1_四乂2乙_10乂3_5
七久,生小923
PL
根据耳孚=05g。可求得甲、乙小球排开水的体积之比为
■浮
%排_夕水且_晶浮/酒精_5OWg/cn?_4
吃排心浮七浮PH3lg/cm3
夕酒精g
且长=|,可以推导出?4
⑴若乙浸没在液体中时吃排=吃,由告且。根据
丫乙排3
物体浸入液体的体积与总体积之比等于物体密度和液体密度之比,可得出
-夕水=±x1.Og/cn?=0.8g/cm3
45
那么乙物体的密度为
33
夕乙二不知二jx0.8g/cm3=1.2g/cm'
⑵若乙漂浮时,甲也漂浮,则由物体的浮沉条件可知,浮力和重力相等,即
£丑浮_一平g_叫
F乙浮m乙gm乙
由题意知,它们的质量之比为10:9;两球所受到的浮力之比为5:3,质量之比不等于浮力
之比。故排除条此种情况。
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题
11.3920Pa4900Pa0.8kg
【详解】
(1)[1]酒精对容器底部的压强为
p=P酒精gh=0.8X103kg/m3X9.8N/kgX0.5m=3920Pa
(
解析:3920Pa4900Pa0.8kg<
【详解】
⑴⑴酒精对容器底部的压强为
p=p酒楼g/7=0.8xlC)3kg/m3x9.8N/kgx0.5m=3920Pa
(2)[2]容器的重力
Gi=mig=lkgx9.8N/kg=9.8N
容器中水重
G2=rri2g=p酒精Vg=piinaS/ig=0.8xl03kg/m3x0.01m2x0.5x9.8N/kg=39.2N
容器对水平面压力
F=GI+G2=9.8N+39.2N=49N
所以容器对桌面的压强为
F49N
p=—=--------7=4900Pa
⑶⑶酒精对容器底部压强会增加主要是因为放入固体后液面会上升,要使增加量最大,即
液体的深度最大,依题意知液面上升最大为0.1m;要使容器对水平面压强的增加量最小,
即容器对水平面压力的增加量最小,即固体的质量与放入固体后排开酒精的质量相等。
固体的质量为
m=A/?如精=p=0.8xl03kg/m3x0.0Im2x0.1m=0.8kg
⑷固体的质量与放入固体后排开酒精的质量相等说明:所放固体处于漂浮或悬浮状态,根
据浮沉的条件:此时满足P闷湘格。
12.300
【详解】
[1]图甲中,物体B排开水的体积
物体B受到的浮力
因,所以,物体B受到竖直向上的浮力和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力
作用处于平衡状态,由物体B受到的合力为零可得
解析:300
【详解】
⑴图甲中,物体B排开水的体积
23
峪=%=SB&=l(X)cmx8cm=800cm'=8xl()^m
物体B受到的浮力
%==1.0xl03kg/m3xl0N/kgx8xl0-4m3=8N
因GB>/,所以,物体B受到竖直向上的浮力和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力作
用处于平衡状态,由物体B受到的合力为零可得
GB+R支持B=GB
则
^^B=GB一。B=12N-8N=4N
硬杆对B物体的作用力是4N。
⑵由图甲可知,A浸入水中的深度
h-h^=8cm
物体A受到的浮力
与A=0kg%FA=%gS/
物体A的重力
GA==PNA8=PASJ"
因
32
p让i=1.Og/cmx8cm=8g/cm
32
pA/iA-0.9g/cmx1Ocm=9g/cm
即「水〃<夕A%,所以
/A-GA=P水gSzh-pASJhg=(p水h-PA%)g§Av。
即耳孚A〈GA,则硬杆对A的作用力为支持力,其大小为1.5N,此时A物体受到竖直向上
的浮力、和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由物体A受到的合力
为零可得
6A+7持A=GA
图乙中,物体A和B受到的浮力增加量
生享=夕水84%=「水gS容M=l.Oxl()3kg/m3xlON/kgx5(X)xl0Tm2x().5xl()-2m=2.5N
把A和B看作一个整体,则B对容器底部的压力
F=GA+GB-F浮人-七B-
=E浮A+G持A+琮B+G持B一七A—E浮B一A琮
=G持A+尸支持B一△4
=1.5N+4N-2.5N
=3N
根据压强公式
F3N
p=——=——二,=3OOPa
SBlOOxlO^m12
可得B对容器底部的压强是300Pa。
13.3X1030.11
【解析】
【详解】
第一空.因当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开盐水的体积,则冰块(含空心铝球)
的总重力等于浮力,为:
G总=F浮===0.5N;
设空心铝球的平均
解析:3x1030.11
【解析】
【详解】
第一空.因当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开盐水的体积%p=40cm3,则冰块(含空心铝
球)的总重力等于浮力,为:
G&=F浮=水g%=1.25x1(I’kg/m,x1ON/kgx40xl0-6m34*=0.5N;
设空心铝球的平均密度为p,且空心铝球的体积与冰的体积之比为1:3,冰块(含空心铝球)
的总体积等于其排开盐水的体积,则空心铝球的体积为冰的体积为则冰块
(含空心铝球)的总重力为:
G总g
=(m铝+m冰)g
=(pV铝+。冰/冰)g
13
=)g
13
=(px-x40xl0-6m3+0.9xl03kg/m3x-x40xl0-6m3)xiON/kg,
44
因G总二0.5N,即:
13
(px—x40x10-6m?+0.9x103kg/m3x—x40x10-6m3)xiON/kg=O.5N,
44
解得空心铝球的平均密度为:p=2.3xlO3kg/m3。
第二空.冰块熔化前,盐水、冰、空心铝球的三者的重力都由容器底部承担,冰块熔化
后,空心铝球沉底,盐水、冰、空心铝球的三者的重力也是都由容器底部承担,但此时三
者对容器底部的压力分为两部部分,一部分是液体的,另一部分是空心铝球的,所以冰块
熔化后液体对容器底部的压力变化量就等于空心铝球对容器底部的压力,即等于容器底部
对空心铝球的支持力。
空心铝球的重力为:
G铝=m铝g=ps',VK;g=p铝;%pg=2.3xlO3kg/m3xx40x10-6m3xl0N/kg=0.23No
原来冰的质量为:
33
m冰==p冰V冰=p冰w匕作=0.9x1O'kg/m'xax40x106m3=0.027kg,
冰熔化成水后水的体积为:
加水_团冰_0027kg
V=2.7x10-3,
P水一「水-IxUkg/m'
原来盐水的质量为:
33
ma*==p庇水vtt*=1.25xl0kg/mx108x104m'=0.135kg,
冰块熔化后,盐水的密度将改变,为:
/%:水+小冰0135kg+0.027kg
=1.2xl03kg/m\
%水+相~108xl0-6m3+2.7xl0-5m3
则空心铝球沉底时受到的浮力为:
1331,,
F浮制=pt^'gVK:=Pmkg-^=1.2x10kg/mxlON/kgx-x40xl0m=0.12N,
4
铝球沉底时静止,则有G*”,=F浮相+F支,则:
F支=Gig-F浮铝=0.23N-0.12N=0.1:LN,
即冰块熔化后液体对容器底部的压力变化了O.llNo
14.增大100
【详解】
浮子B受到的浮力:F浮=P水8丫排=「水gVB=lX103kg/m3XION/kgX
(0.Im)3=10N,
根据图示可知,浮子B受到竖直向下的拉力加上重力等于
解析:增大100
【详解】
333
浮子B受到的浮力:F-^-p,KgV^=p*gl/B=lxlOkg/mxlON/kgx(0.1m)=10N,
根据图示可知,浮子B受到竖直向下的拉力加上重力等于竖直向上的浮力,即:尸1+6,=尸浮
1,浮子B的重力:G8=Fi?.i-Fi=10N-5N=5N;
3333
B的体积l/B=(0.1m)=lxl0-m=1000cm,
水的体积l/=S/7-\/B=200cm2x20cm-1000cm3=3000cm3=3xl0-3m3,
定滑轮质量不计,图中装清水时,弹簧测力计的示数Fi=F浮I-GB,
容器对桌面的压力:FKi=G容+G水+GB-FI=G*+p加四+GB-(F浮I-GB)=G容+p木Ug+2GB-F咨I,—
--©
将容器中的清水换为同体积的浑水,容器对桌面的压力:
Fi£2=G容+G浑水+GB-FZ=G容+p浑水Vg+Gs-(F滓2-GB)=G容+p浑水(/g+2GB-F浮2,-------②
因为浑水的密度大于清水的密度,且容器中液体的体积大于木块排开液体的体积,
所以由①②可知「厌2大于Fna,
则压力变化量:
△F压=「11-2-FIE1
=G容+p浑水Vg+2GB-F浮2・(G容+。水Vg+2GB-F浮i)
-p浑水V
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