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文档简介
检测10浮力模拟单元检测卷
一、单选题
1.我国深海滑翔机“海翼”号完成大深度下潜观测任务并安全回收,标志着我国大洋科考装备能力实现新跨
越。“海翼”号回收上浮过程中通过改变自身油囊体体积实现浮沉,如图所示,在回收上浮(未出水面)过
程中,油囊体积变大,对“海翼”号所受浮力尸及海水对它的压强P的变化描述正确的是()
A.尸减小,p减小B.P增大,p减小
C.尸减小,p增大D.F增大,p增大
2.小明为自家盆栽设计了如图所示的“水量提示器”:花盆的底部密封,外侧有三条粗细不同的线,从下到
上线条逐渐变粗,当花盆放置于水中漂浮时,根据盆内土壤不同干湿状况,会导致不同记号线与水面重叠。
合理设计后,当花盆内水分正常时水面与中间的线刚好重叠,关于此花盆下列说法正确的是()
A.当水面与最下面的记号线重叠时,表明盆内土壤偏湿
B.当水面与最上的记号线重叠时,需要给土壤补充水分
C.花盆在水中漂浮时,排开水的重力等于它受到的浮力
D.不同时刻将花盆放入水中,它始终处于漂浮状态,说明它的重力保持不变
3.如图所示,将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液
面相平。下列说法中正确的是()
万77〃〃〃〃,“77777777.
甲乙
A.木块在甲液体中所受浮力较大
B.两容器中木块下表面受到的液体压强相等
C.木块在乙液体中排开液体的质量较大
D.两容器底部受到的液体压强相等
4.妙趣横生的动物世界蕴藏着丰富的物理知识,下列说法错误的是()
A.鱼要下沉时就吐出鱼膘内的空气,减小自身排开水的体积而使浮力变小
B.鸭子的脚掌又扁又平,可以增大压强,从而在松软的烂泥地上行走自如
C.壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,利用大气压在天花板上爬行而不掉下来
D.蝙蝠的视力几乎为零,靠主动发射并接收反射自障碍物的超声波准确定位
5.如图一个空心球,空心部分为总体积的三分之一,放入水中,一半体积浸在水中。若里面注满水,将
其浸没于水中放手,则该球最终将(
A.漂浮B.悬浮D.无法确定
6.三个相同的容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状
态如图所示,以下判断不正确的是()
甲乙丙
A.小球受到的浮力关系是产乙=尸丙>尸甲B.液体的密度关系是乙平丙平甲
C.液体对容器底部的压强关系是p乙丙>0甲D.容器对桌面的压强关系是p%>p'乙扃
7.“海斗一号”是由科技部研制的我国首台作业型全海深自主遥控潜水器,是我国海洋技术装备领域的一个
里程碑,最大下潜深度10907米,刷新了我国潜水器最大下潜深度纪录。潜水器在水面下下潜的过程中,
它受到水的压强和浮力的说法正确的是()
A.压强变大,浮力变大B.压强变大,浮力不变
C.压强不变,浮力变大D.压强不变,浮力不变
8.如图所示,将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液
面相平。下列说法正确的是()
试卷第2页,共8页
TZ77777777777T77777777/.
甲乙
A.木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等
B.木块在乙液体中排开液体的质量较大
C.甲液体的密度小于乙液体的密度
D.两容器底部受到的液体压强相等
9.如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个
烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是()
甲乙
A.甲烧杯中小球受到的浮力大B.甲烧杯中液体的密度大
C.乙烧杯中小球排开液体的质量大D.乙烧杯底部受到液体压强大
10.潜水艇在海面下航行时的排水质量为优1,在海面上航行时的排水质量为机2,设海水的密度为小下列
说法中正确的是()
A.潜水艇在海面下航行时所受浮力等于(mi—mi)g
B.潜水艇在海面下航行时所受的压力差(如一〃Z2)g
C.当潜水艇在海面上航行时,水中部分的体积为叫
P
D.要使潜水艇潜入海面下,需要充入重为(如一加2)g的海水
11.a、b两种物质的质量和体积关系图像如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两个实
心物体,浸没在水中,放手待物体稳定后()
nila
A.甲物体密度是2kg/n?B.甲、乙两物体的密度之比是1:3
C.甲漂浮,乙受浮力大D.乙漂浮,甲受浮力大
12.如图所示,用橡皮泥捏成的实心小球沉入水底,而再将同样一块橡皮泥捏成的小船却能漂浮在水面上,
关于橡皮泥受到的浮力,下列说法正确的是()
檬皮泥目Q冒
悻皮泥小球橡皮泥小船
A.橡皮泥小球受到的浮力等于自身的重力
B.橡皮泥小球受到的浮力大于自身的重力
C.橡皮泥小船受到的浮力等于自身的重力
D.橡皮泥小船受到的浮力大于自身的重力
二、填空题
13.将两个完全相同的物块,分别轻轻放入盛满水和盛满酒精的溢水杯中,静止后分别溢出81g水和72g
酒精,已知酒精密度为0.8g/cnP,则可判断物块在水中处于(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态,
物块的密度是g/cm3。
14.晓彤将三块相同的砖分成A、B两组,每块砖的长:宽:高为4:2:1,要使这两组砖对水平地面的
压强相等,请你写出一种摆放方法:;小雪观察到放飞的“热气球”在空中匀速上升(如图乙所示,
不计空气阻力),贝『‘热气球”受到的重力与浮力的关系是o
15.如图所示为一款水下无人机,用于拍摄水下世界的奇妙。无人机体积只有5dm3,最大下潜深度为20m。
当无人机在水中下潜到最大深度时,受到的浮力为N,受到水的压强为Pa。从浸没水中开始
下潜过程中,其排开液体所受的重力(填“变大”、“变小”或“不变”)。(0水"OxlO'kg/n?,g=10N/kg)
16.如图是一款很受顺客欢迎的分层饮品,上层饮料密度"上____下层饮料p下。现给水平桌面上甲、乙
两个完全相同的杯子里而装满这两种饮料,甲杯中二者体积相等,乙杯中二者质量相等,则杯子对桌面的
压力尸甲/乙。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
试卷第4页,共8页
u
17.如图所示,“A”和“8”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在____(填
“江水”或“海水”)中停泊。轮船的排水量为170003在海水中满载时受到的浮力是N;轮船在江水
中,船底处的压强是6xl04pa,船底浸入水中的深度是mo(g取10N/kg,〃江水=IxICPkg/nP,〃海水
=1.03xl03kg/m3)
三、实验题
18.在学习了质量、密度、浮力的知识后,小琳进行以下实验:
2.wg
a
(i)在练习测量小石块的质量实验中,调节天平平衡时,小琳发现指针静止在如图甲所示的位置,此时
应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节;由图乙可知小石块的质量为g;
(2)小琳利用浮力知识测量橡皮泥的密度,实验步骤:
国
ab
A.测出空烧杯的质量机o;
B.将橡皮泥捏成碗状,轻放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥漂浮,用烧杯接住溢出的水(如图a);
C.测出烧杯和水的总质量〃71;
D.将该橡皮泥取出捏成团,放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥沉底,用另一相同的空烧杯接住溢出的水(如
图b);
E.测出烧杯和水的总质量“22。
分析以上实验步骤,橡皮泥密度的表达式为2=(用机0、%1、牝及0水等物理量的符号表示)。
19.小明在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,进行了如图所示的实验操作,其中尸表示弹
簧测力计的示数。
(1)通过实验b和d可知,物体浸没在水中时受到的浮力大小是N;通过(选填字母代号)两次
测量可知物体浸没时排开液体所受重力为0.5N;
(2)通过对实验过程的仔细分析,这次实验也可以用来探究“浮力的大小跟哪些因素有关”。通过分析b、c、
d得出,物体在液体中所受到浮力大小还跟有关;结合补充实验h可知,物体在液体中所受到浮力
大小还跟有关;
(3)比较图d、e可得到的结论是:;
(4)d图中容器底受到水的压强pi与/图中容器底受到水的压强力之比pi:p2=;
(5)从图b一直到图e的过程中,溢水杯对桌面的压强将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、计算题
20.如图,放置在水平桌面上实心均匀物体A、B和薄壁容器C都为正方体,相关数据如表所示。容器C
内装有13.5kg水,忽略物体吸附液体等次要因素,已知「水=L0xl03kg/m3,g=10N/kgo
ABC
试卷第6页,共8页
边长/cm102030
密度/(g/cn?)2.40.6——
(1)求容器c中水的深度加。
(2)若将A、B其中一个在上,另一个在下重叠,保持重心在同一直线上,缓慢竖直放入容器内,静止时,
B对其下方物体的压力不为0,求此时水对容器底部的压强po。
(3)若将A、B整体一起缓慢竖直提升,直到完全离开水面,求水对容器底部的压强p与提升高度x的函
数关系式。(函数分段点可用分数表示)
21.如图所示,底面积为200cm2、重为10N的薄璧柱形容器,放在水平桌面上,装有1.8kg的水,把边长
为10cm的实心正方体A(不吸水),用细线悬挂固定在容器正上方静止时,正方体A有:的体积没入水中,
此时容器内水深12cm,已知正方体A的密度q=3.0xl()3kg/m3。(&uLOx/kg/n?,g=10N/kg)
求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)正方体4受到的浮力大小;
(3)解开细线,将正方体A缓缓放入水中,待正方体A静止后(容器中的水未溢出),容器对桌面的压强。
22.如图甲所示,一个底面积为lOcn?的圆柱体A,其上表面与细线相连,底部贴有压力传感器(不计质
量与体积),连接电脑后可显示传感器所受压力的大小。图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面到匀
速放入容器底部,压力传感器所受压力大小与时间的关系图。已知薄壁柱形容器的重力为1N,底面积为
20cm2,圆柱体A浸入水中时底部始终与水平面相平,且容器中没有水溢出,求:
(1)Uis时,A物体底部所受到的液体压强为多少?
(2)ls~2s的时间内,物体A移动的速度为多少?
(3)第3s时,容器对桌面的压强为多少?
五、综合题
23.阅读材料,回答问题。
绝境重生的372舰艇
海水跃层也称“跃变层”,它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层。如果海水
跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,被称为“海中断崖”潜艇在水下航行中,
如突遭“海中断崖”,急剧掉向海底,称为“掉深”,大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉
到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。
中国海军372潜艇一次远航战备巡逻中,碰见“掉深”的情况。这次潜艇掉的又快又深,潜艇的主机舱管路
发生破损,艇长立即发出命令:“损管警报!向所有水柜供气!不到10秒钟,应急供气阀门打开,所有
水柜开始供气;1分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关闭;2分钟后,全艇各舱室封舱完毕,但“掉
深”依然继续。3分钟后,“掉深”终于停止,深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关,化险为夷,创造
了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。(取海水的密度为lxl03kg/m3,g取10N/kg)
(1)潜艇遇到“海中断崖”时,潜艇所处的海水密度突然(选填“变大”或“变小”),所受的浮力突然
(选填“大于”“小于”或“等于“)重力,潜艇会失去平衡而急剧下沉。
(2)潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强等于标准大气压的倍。(1标准大气压取lxlO5Pa)
(3)“向所有的水柜供气”的目的是。
(4)潜艇“掉深”有所减缓,但不会立即停止,这是因为潜艇具有0
(5)某潜水艇总质量为2.6xl03t,体积为3xl03m3,要使它从海面潜入海水中,至少要向水柜充入m3
的海水。
试卷第8页,共8页
参考答案
1.B
【解析】由于在回收上浮(未出水面)过程中,油囊体积变大,则“海翼”号排开水的体积变大,由
F浮=pgy#
可知,“海翼”号所受浮力增大;“海翼”号上浮时,深度减小,由
P=Pgh
可知,它所受压强减小,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.C
【解析】A.当水面与最下面的记号线重叠时,则花盆排开水的体积最小,即所受的浮力最小,所以
Fff=G,j>=Ga+G++G'水
水较小,表示盆中含水最少,故A错误;
B.当水面与最上的记号线重叠时,花盆排开水的体积最大,即所受的浮力最大,即
尸浮=G<i、=Gs:+G±+G水
G水较大,表示盆中含水最多,不需要补充水分,故B错误;
C.当花盆放置于水中漂浮时,由阿基米德原理可知排开水的重力等于它受到的浮力,故C正确;
D.不同时刻将花盆放入水中,它始终处于漂浮状态,花盆内水分不同,重力不同,故D错误。
故选Co
3.B
【解析】A.两个木块均漂浮,所以受到的浮力等于重力,且木块完全相同,重力相同,故浮力相同,故
A错误;
F
B.两木块上表面均未浸没,故下表面压力等于浮力,且下表面底面积相等,根据可知,下表面受
到的液体压强相等,故B正确;
G
C.木块受到的浮力相同,根据阿基米德原理,排开液体重力相等,根据〃?=一可知,木块排开液体质量
g
也相等,故c错误;
D.两木块受到的浮力相等,但甲液体中木块浸入液体的体积小于乙液体中木块浸入液体的体积,根据阿
基米德原理可知,甲液体密度大于乙液体的密度,当液面高度相同时,根据p=0g/z可知,甲容器底部受到
的液体压强较大,故D错误。
故选B。
4.B
答案第1页,共14页
【解析】A.鱼在水中上浮和下沉,靠改变自身体积来改变自身浮力,下沉时,自身体积减小,浮力减小,
故A正确,不符合题意;
B.鸭子的脚掌又扁又平,可以减小对陆地的压强,从而在松软的烂泥地上行走自如,故B错误,符合题
思;
C.吸盘吸住天花板后,里面的空气被排出,大气压将壁虎的脚压在了天花板上,不至于掉下来,故C正
确,不符合题意;
D.蝙蝠就是靠主动发射并接收自障碍物反射回来的超声波来判断物体的位置,即回声定位,故D正确,
不符合题意。
故选B。
5.A
【解析】没有注入水时,球漂浮,浮力
%=G球==
注入水浸没水中后,浮力为
Fn=p水Vg
球总重力为
G=G球+G水=g。水gV+0水g.gy=|。水独
即尸一>G,所以把球的空心部分注满水浸没水中静止释放后将漂浮,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选Ao
6.D
【解析】三个完全相同的小球,其质量、体积和密度都相同;
A.由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲容器
中下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小关系是
F乙二尸内,尸中
故A正确,不符合题意;
B.小球在甲中下沉,故
P球甲
在乙容器中漂浮,故
P球V"乙
在丙中悬浮,故
P球二2丙
答案第2页,共14页
所以三种液体的密度关系为
P乙平丙甲
故B正确,不符合题意;
C.静止时三个容器的液面恰好相平,即深度。相等,由于乙液体的密度最大,根据夕〃可知,乙容器
底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,即
P乙〉P丙邛甲
故C正确,不符合题意;
D.开始时,液体的体积
丫甲=^乙=^丙
放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体体积
Vv'=Vlt,'
由于
P甲丙
故
m甲V"z丙
重力
G甲VG丙
乙液体溢出的体积最少,故剩余液体体积V/最大;又因为"乙最大,根据
G=mg=pgV
可知,乙的重力最大,故
G甲VG丙VG乙
容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、
容器内的液体和球的重力之和,即
F甲〈尸丙〈尸乙
由于受力面积相同,由0=土可得
S
。'乙>。'丙沙甲
故D错误,符合题意。
故选D。
7.B
【解析】液体压强和液体密度和深度有关系,当潜水器下潜时,液体密度不变,深度变大,所以压强变大;
答案第3页,共14页
物体在液体中所受浮力和液体密度、物体浸入液体的体积有关,因为潜水器浸没所以浸入液体的体积不变,
液体密度不变,所以所受浮力不变。
故选B。
8.A
【解析】A.两个木块均漂浮,所以浮力等于重力,且木块完全相同,重力相同,故浮力相同,故A正确;
B.木块受到的浮力相同,根据阿基米德原理,所以排开液体重力相等,根据小=£可知,木块排开液体
g
质量也相等,故B错误;
CD.两木块浮力相等,但甲液体中木块浸入的体积小于乙液体中木块浸入的体积,根据尸浮=回忆排可知,
甲液体密度大于乙液体,当液面高度相同时,根据p=2g/z可知,甲容器底部受到的液体压强大,故CD错
误。
故选A„
9.B
【解析】A.由于物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,且两个小球完全相同,即重力相等,
所以,两小球受到的浮力相等,故A错误;
B.由图知道,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。由浮沉条件知道,
0甲淑球,p乙海=p球
所以
P甲淑〉〃乙淑
故B正确;
C.由于小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,根据/浮=6排=机排g知道,两小球在两杯中排
开液体的质量相等,故C错误;
D.两杯中液面相平,pz,s,由0=2液g/?知道,烧杯底受到液体的压强
P甲液>P乙液
故D错误。
故选Co
10.D
【解析】AB.根据浮力产生的原因可知,潜水艇在海面下航行时所受的压力差即浮力。根据阿基米德原理,
潜水艇在海面下航行时所受浮力为
F浮水下=G排水下=:〃排水下g=〃zig
故AB错误;
答案第4页,共14页
C.当潜水艇在海面上航行时,水中部分的体积等于此时排开水的体积,即
故c错误;
D.根据浮沉条件,潜水艇的自身重力等于在海面上航行时的浮力,即
G艇=_F滓水面=G排水面排水面2g
要使潜水艇潜入海面下,需要增大自身重力到与水面下的浮力相等,即
G艇+AG=F浮水下
则需要充入的海水重力为
^G=F浮水下-G艇二帆18-血2g=(m1一mi)g
故D正确。
故选D。
11.D
【解析】A.由图象可知当侬=2.0g时,14=1.0cm3,a密度
2=誓=37=2g/cm3=2?103kg/m3
Va1cm
故A不符合题意;
B.当〃Zb=2.0g时,Vb=3.0cm3,b密度
3
pb=—=2g3»0.67g/cm
入H3cm3S
甲、乙两物体的密度之比是3:1,故B不符合题意;
CD.甲乙体积相同,p>p水,所以甲浸没在水中放手后会下沉,最后沉底,受到的浮力外=。水g%理,乙
密度等于b密度,所以外<°水,所以乙浸没在水中放手后会上浮,最后漂浮在水面,受到的浮力比=0kg腺乙,
因为%等,%%,所以甲浮力大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.C
【解析】AB.用橡皮泥捏成的实心小球沉入水底,小球受到的浮力小于自身的重力,故AB错误;
CD.同样一块橡皮泥捏成的小船能漂浮在水面上,处于漂浮状态,橡皮泥小船受到的浮力等于自身的重力,
故C正确,D错误。
故选C。
・1视频厂
答案第5页,共14页
13.漂浮0.9
【解析】口]物块在水中受到的浮力为
冷水=G排水=/水g=0.081kg?10N/kg=0.81N
物块在酒精中受到的浮力为
与酒精=G排酒精=叫卜酒精g=0.072kg?10N/kg=0.72N
若物块在水和酒精中均漂浮,则受到的浮力均等于物块的重力,而物块的重力不变,则它在水中和酒精中
受到的浮力应该相等,故假设不成立;若物块在水和酒精中都是浸没的,则它们受到的浮力之比为
一水2KISlO'g/m:=5一E浮水
3
F谆2夕酒精g%。酒精0.8?10kgm44孚酒精
故假设不成立,因为水的密度大于酒精的密度,所以物块在水中处于漂浮状态,在酒精中浸没。
⑵因为物块在水中处于漂浮状态,所以它受到的重力为
G=/水=0.81N
物体的质量为
G0.81N30
m=——=---------=0.081kg
g10N/kg
因为物块在酒精中是浸没的,所以物体的体积为
V=V=-----------------------------=9?10ri]
排0酒精g0.8?1()kgh3xlON/kg
物块的密度为
'=。。81kg=0如蝇/m3=o.9g/cm3
V$0m53
14.将两组砖平放在水面地面上,不垒在一起等于
【解析】[1]三块相同的砖分成A、B两组,则密度相同,静止放在水面上的物体对地面的压力等于物体的
重力,由
可知,当两组砖的高度相同时,则对地面的压强相等,故可以将两组砖平放在水面地面上,不垒在一起。
[2]“热气球”在空中匀速上升,热气球受平衡力,受到一个竖直向上的浮力和一个竖直向下的重力,此时
浮力等于重力。
15.502x105不变
答案第6页,共14页
【解析】[1]无人机体积为5dm3,合5x10-31n3,当无人机在水中下潜到最大深度时,排开水的体积等于自
身体积,则受到的浮力为
F衍p水gV排=1.0xl03kg/m3xl0N/kgx5xl0-3m3=50N
⑵无人机在水中下潜到最大深度时,受到水的压强为
p=p水gh=1.0x103kg/m3x1ON/kgx20m=2x105Pa
[3]从浸没水中开始下潜过程中,其排开液体的体积不变,受到的浮力不变,根据阿基米德原理可知,其排
开液体所受的重力不变。
16.小于大于
【解析】口]根据题意,由物体的浮沉条件,上层饮料密度〃上小于下层饮料〃下。
⑵设乙杯中液体的质量为7%,因乙杯中二者质量相等,故每种液体的质量为0.5叱,根据密度变形公式
y=一,乙杯中液体的的体积
p
v=Vt+y年必外+0上)
上下2kPy2/?上°下
甲杯中二者体积相等,甲杯中每种液体的体积为0.5V,根据密度公式,后。丫,甲杯中液体的质量
叫=(/?上+/?下)0.5V
则甲杯中液体的质量
%=(.上+0下)x0.5x收(叫+夕上)=%(叫+/上)2
2P04。上夕下
甲、乙两杯中液体质量之比
叫=(一下+。上)2=(一下一夕上甘+彳0上一下=(。下一。上I+1>1
%%上夕下4月上月下例上夕下,
根据
故有
㈣g>m乙g
杯子对桌面的压力等于杯子的重力与两杯中液体的重力和
居J=G杯+nifpg
心=6杯+”
答案第7页,共14页
故尸甲大于F乙。
17.海水1.7X1086
【解析】[1]轮船在海水或江水中,都处于漂浮状态,受到的浮力的大小等于轮船受到的总重力,即耳浮=
G,由于总重力G不变,即轮船受到的浮力尸浮不变,由尸浮="gV排可知,P海水>/>江水,则V排海水<丫排江水,
因此图中8位置时,表示轮船在海水中。
⑵轮船满载漂浮时,受到的浮力
38
产浮=G排=加排g=17000x10kgx1ON/kg=1.7xlON
[3]由p=pgh可得
,P6xlO4Pa,
h~~oo——'6m
33
0江水g1.0xl0kg/z77xl0N/kg
【解析】(1)[1]由图得,调节天平平衡时,指针指向刻度盘右边,此时应将平衡螺母向左调节,使指针指
在刻度盘中间。
⑵由图乙可知小石块的质量为
20g+10g+2g=32g
(2)[3]将橡皮泥捏成碗状,轻放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥漂浮,用烧杯接住溢出的水,橡皮泥漂浮,
受到的浮力等于橡皮泥的重力。由阿基米德原理得,物体受到的浮力等于排开液体的重力。依题意得,橡
皮泥排开的水的质量为
mni=m}-m0
所以
m
G橡皮泥==9iS
由G=〃zg得
7M橡皮泥=叫“
将该橡皮泥取出捏成团,放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥沉底,用另一相同的空烧杯接住溢出的水,橡皮
泥受到的浮力小于橡皮泥的重力,橡皮泥排开水的体积等于橡皮泥的体积。依题意得,此时橡皮泥排开的
水的质量
施排2=7%一〃"
因为橡皮泥浸没,所以橡皮泥的体积等于排开水的体积,由。=歹得,橡皮泥的体积为
答案第8页,共14页
唳皮泥二%F2=叫E2二色一外
「水Q水
橡皮泥的密度
%皮泥.一.电一恤
。水
19.0.5a、g排开液体体积大小排开液体的密度浮力大小与浸入液体中的深度无关
1:1不变
【解析】(1)[口根据称重法,通过实验b和d可知物体浸没在水中时受到的浮力大小
FS=F2-F4=2N-1.5N=0.5N
⑵浸没时排开液体所受重力等于小桶和排开水的重力之和与空桶的重力差,故通过a、g两次测量可知物
体浸没时排开液体所受重力是
G#=ft-Fa=l,0N-0.5N=0.5N
⑵⑶[4]通过分析b、c、d得出,物体排开液体的体积不同,测力计示数不同,根据称重法知,受到的浮
力不同,故物体在液体中受到浮力大小跟排开液体体积大小有关;比较实验e、h实验可知,物体排开液
体的体积相同,但排开液体的密度不同,两图中,测力计示数不同,根据称重法可知,受到的浮力不同,
故得出物体在液体中受到浮力大小还跟排开液体的密度有关。
(3)[5]比较图d、e,液体密度和排开液体的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知
浮力相同,说明浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(4)⑹d图和f图中物体全部浸入液体中,排开液体的体积相同,液体的深度相同,由0=0g/7可知d图中容
器底受到水的压强与f图中容器底受到水的压强相等,即
P1:。2=1:1
(5)[7]从图b一直到图e的过程中,物体受到的浮力始终等于溢出水的重力,即物块对水的压力始终等于溢
出水的重力,因此整个溢水杯对桌面的压力不变,压强也不变。
20.(1)15cm;(2)2300Pa;(3)(2300—x)Pa
【解析】解:(1)容器C内水的体积为
_13.5kg
=1.35xIO-n?
p*1.0xl03kg/m3
容器C的底面积为
品==(30xl0-2m)2=0.09m2
则容器C中水的深度为
答案第9页,共14页
二3——]5m=15cm
2
Sc0.09m
(2)若A在下,B在上的方式重叠,因为A的密度大于水的密度,且A的边长小于水的深度,所以A会
完全浸没在水中,由于B的密度小于水的密度,B会漂浮在水面上,B对A的压力为0,与题意不符,故
应该是B在下,A在上的方式重叠;这里将AB看为一个整体,可以计算出AB的总重力为
333333
Ge=GA+GB=mAg+m^g=PfVAg+=2.4xl0kg/mx(0.1m)xlON/kg+0.6x10kg/mx(0.2m)x10N/kg=72N
假设AB静止时的状态刚好如下图甲,此时B刚刚浸没,可以计算出此时AB整体所受浮力为
%=L°xl03kg/m3xl0N/kgx(0.2m)3=80N
因为
F*>G总
我们据此可以得知,B没有浸没到水中,AB整体应该处于如下图乙的漂浮状态。根据漂浮时物体受力平
衡可知,图乙中AB物体此时所受到的实际浮力为
$=G"72N
设B沉入水中的深度为生,根据
F<=0水g%排=1.0x1()3kg/m,x10N/kgx(0.2m)2x%
计算得到
%=0.18m=18cm
根据
匕排+Kk=S容罂〃
可以计算出水深为
h=嗫-腺=(02m)2"0』8m+;.35xlHm3=023m=23cm
S容器0.09m2
则此时水对容器底部的压强为
33
Po=P水gh=1.0x10kg/mx10N/kgx0.23m=2300Pa
答案第10页,共14页
(3)AB整体一起缓慢竖直提升时,B浸入水中的体积会发生变化,此时B排开水的体积为
23
匕排,=(0.2m)x(%-x)m=0.04x(0.18—x)m
设新的水深为“,根据
匕排,+以=S容器〃
可以计算出新的水深为
323
..%排'+以0.04x(0.18-x)m+1.35xl0-m2.07-4%.
h=-----------=---------------;----------=(-------)m
S容器0.09帆29
则水对容器底的压强为
332,04x
p=/,7j.g//=1.0xl0kg/mxl0N/kgx(^-)=(2300-^^y^x)Pa
答:(1)容器C中水的深度15cm;
(2)水对容器底部的压强2300Pa;
(3)水对容器底部的压强p与提升高度x的关系为(2300-等x)Pa。
21.(1)1.2xlO3Pa;(2)6N;(3)2.9xl03Pa
【解析】解:(1)水对容器底部的压强
p=pgh=1x103kg/m3x10N/kgx0.12m=l.2x103Pa
(2)A的体积
VA=l3=(10cm)3=1000cm3=lxl0-3m3
正方体A受到的浮力大小
33
=^=79^^=lxlO3kg/m3xlON/kgx-xlO-,m3=6N
(3)水的重力
G水=m水g=1.8kgxlON/kg=18N
正方体A的质量
答案第11页,共14页
3333
mA=pAVA=3x10kg/mx1x1O^m=3kg
正方体A的重力
GA=m\S=3kgxlON/kg=30N
容器对桌面的压强
_FG水+GA+G容器18N+30N+10N
容器=2900Pa
P=飞O.O2m20.02m2
答:(1)水对容器底部的压强是1.2xl()3pa;
(2)正方体A受到的浮力大小6N;
(3)容器对桌面的压强是2900Pa。
22.(1)2000Pa;(2)O.lm/s;(3)7000Pa
【解析】(1)图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面到匀速放入容器底部,压力传感器所受压力大小
与时间的关系图,当圆柱体A慢慢下降时,由于深度在变深,且水面会上升,故压力变化比较快,当圆柱
体A全部浸没时,仅仅是深度在下降,水面不会上升,故压力的变化小一些,故当His时,圆柱体A全
部浸没,此时下表面的压力为2N,所以A物体底部所受到的液体压强为
F2N
»=——=---------------=2000Pa
SlOxlO^m2
(2)分析题意可知,ls~2s的时间内,A由完全浸没到接触容器底部,由关系图可知,A下表面的压力由
2N变到3N,所以下表面所受到的压强变化量为
AF3N-2N…八
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