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文档简介
第九讲浮力专题复习卷
例题
1.如图甲所示,盛水容器底部连接一竖直弹簧,弹簧上端连接立方体木块A,木块刚好完全浸没在水中。现打
开容器侧面底部的阀门B,使水缓慢流出,直至木块A完全离开水面。记录得到弹簧弹力大小F与木块顶部露出
水面的高度h的关系如图乙所示。已知水的密度p次=1.0X1。3的/瓶3。下列正确的是()
A.d:e=2:3
B.七:h2=2:5
C.木块的密度等于-13P
D.木块的密度等|3p
2.如图所示,一冰块下面悬吊一物块A,正好悬浮在水中,物块的密度为p,且1.4x103kg/m3<p<2.0x1
()3kg/m3,冰块熔化后,水面下降了1cm。设量筒的内横截面积为50cm2,冰的密度为(0.9X103kg/优水的密度为1
.0x103卜9/63,则可判断物块的质量可能为()
A.0.04kgB.0.08kgC.0.16kgD.0.24kg
3.如图所示,有一个盛水玻璃容器,水中浮着一个倒立的玻璃杯,杯中封有部分空气,处于图示的静止状态,
当小管中水位发生变化时,关于玻璃杯状态的叙述正确的是()
A往小管中加水,玻璃杯将向上运动
B往小管中加水,玻璃杯仍然保持静止状态
C.打开阀门,小管中水位下降,玻璃杯将向上运动
D.不管小管中水位升还是降,玻璃杯永远保持静止
4.某同学在一个较大的锥形瓶内注入水,然后将它放在水平桌面上,如图所示,此时水对锥形瓶底的压力为F
1,锥形瓶对桌面的压力为F2。然后该同学又将一个重为3N的木球放入瓶内,木球漂浮在水面上。放入木球后,
压力Fi和F2的变化情况是()
A.Fi、F2的增量均大于3N
B.Fi、F2的增量均等于3N
C.Fi的增量大于3N,F2的增量等于3N
D.Fi的增量小于3N,F2的增量大于3N
5.如图甲所示边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A上表面齐平。
从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图像如图乙所示。木块密度p=0
2
-5x7n3,容器底部面积为200cm,g=10N/kg0下列说法中正确的是()
O50t/s
乙
A.随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B容器中的液体是酒精
C抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
D.第30s时,木块露出液面的高度是2cm
6.有两种密度不同的液体,两个完全相同的花瓶,花瓶形状如图所示,瓶内原先是空的。若取相等质量的两种
液体倒满甲花瓶,其液体总质量为m甲;若取相等体积的两种液体倒满乙花瓶,其液体总质量为mz(不计液体混
合后体积的变化),则()
A.mm>B.mm<mz
C,m甲二D.无法确定
7.如图所示,容器内装有盐水和冰块,冰块与容器底接触,液面恰好与容器口相平,冰对容器底的压力为F,
当冰熔化后,液体对容器底产生的压强_______(选填“变大”“不变”或“变小”),溢出的液体重力G(选填“大
于”“等于”或“小于”)F。
冰:::
8.把质量为50g的小木块放入底面积为lOOctrf的盛有水的小圆筒内,小木块的一半浮于水面上。再把小圆筒放
入盛有水的大圆筒中,能浮于水面上,此时大圆筒内水深i为20cm,底面积为400cm2,小圆筒底离大圆筒底距离h
2为10cm,如图所示。(g=10N/kg)
上三尹三三九
(1)小圆筒整个装置质量为kg。
(2)若把小木块从小圆筒中取出后放入大圆筒内,稳定后大圆筒中的水对底部的压强为Pa,此时h2为
9.如图所示,装有部分水的试管竖直漂浮在圆柱形竖直透明容器中的水面上,试管内水面与容器底部的距离为
h。现将某物块放入该试管,物块完全浸没在试管的水中,发现此时试管内水面与容器底部的距离恰好又变为h0若
试管排水横截面积与容器横截面积之比为1:5,而试管内、外径之比为5:6。则新放入的物块密度为kg
/m3(已知水的密度等于lx103kg/m3\
10.如图甲所示,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的液体,放在水平桌面上;底面积为60cm2的圆柱形
物体A悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为Fi。将物体A浸没在圆筒形容器内的液体中,静止时,
容器内的液面升高了7.5cm,如图乙所示,此时细绳对物体A的拉力为F2,物体A上表面到液面的距离为上。
然后,将物体A竖直向上移动h2,物体A静止时,细绳对物体A的拉力为F3。已知Fi与F2之差为7.2N,F2
与F3之比为5:8,hi为3cm,h2为5cm。不计绳重,g取ION/kg。则液体的密度是kg/itf,物体A的密度
3
是________kg/mo
甲乙
11.美国建筑师凯文・朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市(如图所示),漂浮城市装有动力装置,可以移动。
该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至
最低。该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民。酒店、商店等只要是普通城市有的,这
里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0X108W,请回答下列问题:
⑴假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力约增加。
A.2.5X102yV
B.2.5x103N
C.2.5x104N
D.2.5x105N
(2)若三角形建筑空洞的面积为2.0X104nl2,某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入,1s流入空洞的空气质量是
1.92X106kg,该地的空气密度是L2kg/m3,则飓风的风速是________m/s。
12.如图所示,B、C是体积均为10crrf的实心铜块。当B浸没在酒精中时,木块A恰能在水平桌面上向左匀
速运动。若用铜块D替换C使A在桌面上向右匀速运动,则D的质量应为_________go(p铜=8.95/cm3,p=
0.8g/ca3,铜块B始终浸没在酒精中且不与酒精反应,酒精与B之间的摩擦以及滑轮处的摩擦均忽略不计)
0团0
由|||匾
13.如图甲所示,一圆柱形容器竖直放置在水平桌面上,其侧壁有一溢水口C,容器内的液面恰好与溢水口C
齐平。先将一个有匀质材料制成的船形物A开口向上放入容器中,船形物A漂浮在液面上时,如图乙所示,从溢
水口溢出液体的体积为V;然后使船形物A反转90°,当它浸没在液体中后容器内的液面下降了h(在船形物由漂浮
到浸没的过程中,容器内的液体未溢出)。已知圆柱形容器的底面积为S,液体的密度为p,则
|_AI
至三三三「ilc
l建三三II1三三三图
甲乙
⑴船形物A的质量g=_。
(2)组成船形物A材料的密度(pA=
14.如图所示,有一量杯,注入体积为500mL的水,然后将一个体积为50cm3,质量为55g的新鲜鸡蛋放在
水中,鸡蛋下沉。现陆续向水中加盐并轻轻搅拌,最后鸡蛋悬浮在水中,若此时量杯示数为552mL,则所加盐的
质量为go((p次=1x103刖/底)
15.研究性学习小组的同学们在研究浮力与排开液体体积的关系时做了一个实验:一块质量为800g的长方体木
块浮在水面上,然后在木块上面放祛码,当祛码的总质量为200g时,木块恰好浸没在水中(如图甲所示)。小蒋同学
想用细线把这些磋码系在木块下面,也使木块恰好浸没在水中(如图乙所示),试了几次都不成功。你能否帮助小蒋
同学设计该用g祛码系于木块下面才会使木块恰好浸没在水中。你能算出木块的密度是_________o(水的密
度是LOg/cnP,祛码的密度是8.0g/cnP,g取JQN/kg)
甲乙
34
16.某溶液的密度p随溶液深度h按照规律p=po+kh变化,p0=lg/cm,k=O.Ol5/cm.用不可伸长、长
3
度为5cm的细线将A、B两个立方块连在一起并放进溶液内。已知VA=VB=1cm,mA=1.2g,mB=1.4g,则平衡
时立方块A中心所在的深度为cm,细线上的拉力为N.(假设溶液足够深,g取10N/kg)
17.如图所示,粗细均匀的蜡烛长10,它底部粘有一质量为m的小铁块。现将它直立于水中,它的上端距水面
h。如果将蜡烛点燃,假定蜡烛燃烧时油不流下来,且每分钟烧去蜡烛的长为△1,则从点燃蜡烛时开始计时,经—
时间蜡烛熄灭(设蜡烛的密度为P,水的密度为Pi,铁的密度为p2)。
18.如图甲所示底面积为50cm?、高为10cm的平底圆柱形容器和一个质量为100g、体积为40cn?的小球
置于水平桌面上(容器厚度不计)。容器内盛某种液体时,容器和液体的总质量与液体的体积关系如图乙所示。求:
(1)液体的密度是多少;
(2)容器内盛满这种液体后,容器底部受到液体的压强是多少;
(3)容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球静止后,容器对桌面的压强是多少。
19.如图所示,正方体木块漂浮在氢氧化钠溶液里,有总体积|5露出液面,不可伸长的悬绳处于松弛状态已知
绳子能承受的最大拉力为5N,木块边长为0.1n容器底面积为0.03m2容器底有阀门K。(g取10N/kg,溶液的密
度为1.2x103kg/nA计算结果,保留两位小数)
(1)木块的密度是多少?
(2)打开阀门使溶液缓慢流出,当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时木块排开溶液的体积为多少?
(3)在细绳断后,木块再次漂浮时,与绳断前的瞬间相比,容器底受到液体的压强改变了多少?
20.密度均匀、体积相同的甲、乙两个实心小球,其密度之比为p用:「乙=12:5,将它们均放入水中,静止后两
33
球所受到的浮力之比为2:1,求甲、乙两球的密度。(P次=1X10fc5/m)
21.如图所示是自冲水装置,柱形水箱截面积为0.2m2,箱内浮筒P是圆柱形,底面积为200cm%质量不计),
出水口有厚度不计、质量为0.5kg的盖板Q,面积为50cm2,与P底部用细线相连,当连线恰好被拉直时,水箱底
与浮筒P的底部距离L为20cm,若进水管的进水量为0.54nP/h,请计算:
(1)水箱中的水的深度为多少;
(2)每两次放水的时间间隔为多少分钟。
22.底面积为400cnf的圆柱形水槽内盛有适量的水,把质量为1kg、高为12cm、横截面积为lOOcitf的柱形物
块用弹簧秤悬挂后浸入水中,柱形体下底面距水面2cm,如图所示。经观察弹簧秤的称量范围为。至10N,且刻度
盘0N到10N之间长为10cm。(在此过程中弹簧秤是固定不动的)求:
(1)此时弹簧秤的示数;
⑵向水槽内还要注入多少体积的水,弹簧秤的示数恰好为零。
23.容器水平底面上有一个大小为axb的长方形洞。用半径为a,长度为b的圆柱体盖住此洞(如图所示为其侧视
图)。现往容器里慢慢注入密度为p的液体,试分析说明圆柱体的质量m应该多大,才能使它在任何液位下不会浮
起。
24.如图甲所示,一个圆柱形容器置于水平桌面上,容器重G=5N,容器高h容=33cm。容器内放入一个实心
长方体A,底面积.SA=200cm2、高%=10“i,A底部的中心通过一段细绳与容器底部相连,向容器内缓慢注入
水,一段时间后停止了注水,然后把一实心长方体B放在A的正上方,水面恰好与B的上表面及容器口相平如
图乙所示,且pB=3pA。已知在整个过程中细线对物块的拉力F随水深度h的变化关系如图丙所示。(绳重、体积
33
和形变均不计,P底=\乂10kg/m,g-10N/kgo)求:
(1)绳子的长度;
(2)当停止加水,还未加上物体B时,容器底部对水平桌面的压力;
⑶物体A和B的位置如图乙所示,若将细绳剪断,求细绳剪断前后,物体静止时,水对容器底部压强的变化
量。
25.将一只有底圆柱形筒开口朝下慢慢压入水中,筒受到的浮力F随筒口深度x的变化如图中的曲线所示,图
中直线表示筒的重力不随深度x变化,两线交于A、B两点。若用图乙表示筒在起始点O时的正视图,则请你用
类似的图形分别表示出筒在A、B点的正视图。并画出桶底所受压强p随深度x的变化情况。
1.D2.C3.C4.C5.C6.B
7.变小大于
8.(1)1(2)200010.5
9.1800
10.12002800
ll.(l)C(2)80
12.73
13•⑴PV⑵段
14.52.2
15.228.60.8g/cm3
16.277x10-4
17plh
,(Pi-P)i
18.解:(1)由乙图可知,容器的质量为m容二100g。液体体积为匕%=200613时,容器和液体的总质量01总=
300g,
;•液体的质量m=m-m=300g-100g=200g,
浓zfc?有用
m
2::3
液体的密度为p=▽=焉=lg/cmo
(2)容器内盛满这种液体后,液体深度h=10cm=0.1m
浓o
333
容器底部受到的液体压强为:p=「液gh液=lx10kg/mx10N/kgx0.10m=10Pao
m
(3)小球的密度为:P球=▽=趣?=2.5g/cm3
球
小球的密度大于液体的密度,所以小球静止后应浸没在液体中,则小球排开液体的重力为:
?字=G浓=p超浓=1x103kg/m3x10N/kgx40x10-6m3=OAN,
容器内盛满这种液体后,液体质量为m=p浓=0放S/i=1x103kg/m3x50X10-4m2x0.1m=0.5kg,容
器对桌面的压强为:p=C。和=(aiW+0.1W+0.5"x;0N、g-0.4N=乂1Q3p^
S50x10TIT
19.解:⑴木块漂浮,则F浮=伉,因为尸两=。//,G衣=p*V妙
所以,,P//=2衣匕0因为木块总体积会露出面,所以,V和=三了水
贝!1p*=[p浓=(x1.2x103kg/m3—0.96x103kg/m3;
⑵如图,当细绳断裂时,F道'+7*=G次设此时木块排开溶液的体积为V排,贝hX
p/'g+"pM''中
即:1.2xW3kg/m3xVjxWN/kg+5N=0.96x103kg/m3x(0.1m)3x1ON"0解得:V'«3愉x
10-4m3;
⑶在细绳断开后木块再次漂浮时,浮力增加5N,排开水体积增加:
4F、「
VT^=-=-------1等-----=0.00042nA
球P/1.2X103kg/m3xlON/kg
液面上升:H=—==0.014m,p=p沈gH-1.2x103kg/m3xION/kgx0.014m==168Pa
S0.03Tfl/P"*'o
即:容器底受溶液的压强增大了168Pa。
答:⑴木块的密度为0.96X103kg/m3;
⑵当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时木块排开溶液的体积为3.83x10-W;
(3)在细绳断开后木块再次漂浮时,容器底受到水的
压强与断绳前的瞬间相比,容器底受水的压强增大了168Pa。
20.解:因为两球体积相同,密度之比为p田:=12:5,则其质量之比也是12:5,若两球均漂浮,其浮力等于
自身重力,则浮力之比为12:5,与题干给出的“静止后两球所受到浮力之比为2:1”不符,故不可能;若两球均沉
入水底,由阿基米德原理可知,二者排水体积相同,则浮力之比为1:1,同样与题干给出的“静止后两球所受到浮
力之比为2:1”不符,故不可能;
因此,一定是甲球沉入水底,乙球漂浮在水面。
因为两球的浮力之比为2:1,由阿基米德原理可得:p/U=等,尸动=P型V,
333
解得:p乙-0,5x1。3kg/m,p甲=1,2x10kg/mo
3333
答:甲、乙两球的密度分别为:1.2xWkg/m,0.5x10kg/mB
21.解:⑴设浮筒浸入水的深度为a,把浮筒P、挡板Q看作一个整体,
200cm2Xa,
解得:a=10cm,水箱内水的深度:
h=a+L=10cm+20cm=30cm;
(2)当水下冲时,盖板被翻起,压力消失。当浮子P的浮力和Q的重力平衡时,盖板又自动盖下。
答:(1)水箱中的水的深度为30cm;
(2)每两次放水的时间间隔为1.5min。
22.解:(1)物体的重力G=mg=lkgxlON/kg=10N;物体在水中受到的浮力
所以弹簧秤的示数即拉力为2N=8N;
(2)当物体所受的浮力与重力相等时,弹簧秤的示数为零,则
贝UV'=—=-------------------------=10-3机3则木块的下底面与水面的距离为%=3=10-3?n3A=o.lm
z排p,F1.0X103kg/m3xlON/kg,八」/1'皿1JZSlOOxlO_4m2
所以物体在水中的深度增加了△H=0.1m-0.02m=0.08m
原来测力计的示数为8N,现在为0N,所以物体上升了8cm=0.08m;
所以水面上升的高度为hx=0.08m+0.08m=0.16m
所以1闻
VsM+—sJxh=400x10-4m2x0.08m+(400—100)x10-4m2x0.08m=0.0056m3
答:⑴此时弹簧秤的示数为8N;
(2)向水槽内还要注入0.0056rtf的水。
23.解:首先,圆柱的高度为b,则圆柱的体积九=na2b厂:
三角形面积=乎,120度弓形的面积
434
当液体淹没圆柱体时,圆柱体所受的浮力最大,最大浮力为:一
则%=2x管—率)bog,m应该至少为寮=(等-率)通
答:圆柱体的质量m应为(等-零)班,才能使它在任何液位下不会浮起。
24.解:⑴如图丙所示,当深度为h2=25cni时,绳子处于拉直状态,A刚好浸没。绳子的长度为:L=h2\h
A=25cm-10cm=15cm;
(2)如图丙所示,当水的深度为鼠=20cm时,绳子刚好被拉直且没有力的作用,此时A浸在水中的深度为:h
A浸=h1—L=20cm—15cm=5cm,
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