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文档简介
专题21压强与浮力综合
【核心考点讲解】
1、阿基米德原理、浮沉条件与液体压强公式综合应用。
2、结合图象对压强和浮力进行综合分析。
3、根据物体在水中所处状态判断其密度和浮力大小的关系、考查分析推理的能力。
【热点题型精练】
1.(2021•自贡模拟)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,
下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg)。下列说法错误的是()
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8XK^kg/m,
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3Xl()3pa
2.(2021•大连中考)装有水的容器放在水平桌面上。在空塑料瓶的瓶口扎上橡皮膜,用夹子夹住塑料瓶的中央,
将其瓶口朝上压入水中,竖直静止在水面下的某位置,如图所示。若再将塑料瓶瓶口朝下,压入到水中相同位置
静止。贝U()
A.水对橡皮膜的压强变小
B.夹子对塑料瓶向下的力变大
C.水对容器底部的压强变大
D.容器对桌面的压力变小
3.(2021•沈阳中考)如图甲所示,用一个弹簧测力计拉着浸没在水中的小物块A,现将小物块缓缓拉出水面到底
部刚刚脱离水面为止。乙图坐标体现了某些科学量随H(小物块底面到容器底面的距离)的变化情况。有下列选
项①弹簧秤示数②小物块受到的浮力③台秤的示数④容器底部受到的液体压强⑤小物块底面受到的压强,符合图
乙图象变化的是()
某
一
科
学
里
0H
甲乙
A.①②B.③④C.②③④D.只有⑤
4.(2021•永州中考)如图所示,底面积相同的甲、乙两个容器放在水平桌面上,容器内的水面相平。现将a、b两
个体积相同的实心物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时a沉在甲容器底部,b悬浮在乙容器的水中。下列说
法正确的是()
A.a、b两物体的密度pa=pb
B.a、b两物体的质量ma<mb
C.a、b两物体所受的浮力Fa>Fb
D.放入a、b两物体后,甲、乙容器底部所受水的压强p甲>p乙
5.(2021•日照中考)思思用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量大樱桃的密度,烧杯的重力为Go、底面积为S。如
图甲,他用弹簧测力计测出数枚大樱桃的重力为G。如图乙,烧杯内水的深度为h。如图丙,将大樱桃浸没于水
中,弹簧测力计的示数为F,取水的密度为p。下列说法正确的是()
G。
A.乙图中,烧杯对桌面的压强一-
S
「_p
B.这些樱桃的体积为——
P
G-F
C.丙图中,烧杯底受到水的压强为pgh-
S
r_p
D.樱桃的密度为为——p
G
6.(2021•泰安中考)两个体积相同的实心正方体A和B,静止在水槽内如图所示位置。正方体A有士的体积浸入
5
水中,正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为PA和PB,所受浮力分
别为FA和FB,所受重力分别为GA和GB,下表面所受水的压强分别为PA和pB,下列说法中()
①PA:PB=4:5
②pA:PB=4:9
③FA:FB=1:1
@GA:GB=5:4
水面
A.只有①②正确B.只有③④正确
C.只有②④正确D,只有①②③正确
7.(2020•兰州中考)质量相等,体积不等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时的情景如图所示,下列说法
正确的是()
A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
B.甲的密度小于乙的密度
C.甲的下表面受到水的压力比乙的大
D.甲的下表面受到水的压力与乙的相等
8.(2020•河池中考)水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体
A、B(VA<VB)分别放入两种液体中,静止后如图所示。下列说法正确的是()
A.甲液体的密度较大
B.甲液体对容器底的压力较小
C.甲液体中的物体所受的浮力较大
D.两种液体对容器底的压强相等
9.(2021•天水模拟)弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,
然后将其逐渐进入水中如图(甲),图(乙)是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说
法中正确的是()
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25X103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
10.(2021•东莞模拟)将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,
甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是()
A.二个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F丙<F乙
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>pz,>p丙
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p'甲〉p'L=p’丙
11.(2020•南宁中考)将一小球轻放入盛满酒精的大烧杯甲中,小球静止后,溢出酒精的质量是80g,小球在酒精
中受到的浮力为N;将其轻放入未装满水、底面积为lOOcn?的大烧杯乙中,静止后溢出水的质量是45g,
水对容器底部的压强增加了50Pa,则乙杯中水面升高cm;小球的密度是kg/m3.(p酒精=0.8义
103kg/m3,p水=1.0XICP乐g/m)
12.(2021•连云港模拟)如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力小球的
重力(选填“大于”、“小于”或“等于"),剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力(选填“变大”、
“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强。
13.(2021•泸州模拟)把重8N,边长为0.1m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中,当物块静止时,处于
状态(选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”),此时物体所受浮力大小为N,物块下表面受到水的压强大小
为Pa.(已知p水=1.0Xl()3kg/m3,取g=10N/kg)
14.(2021•福建模拟)如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。A、B的底面积之比
SA:SB=2:1,液面的高度之比hA:hB=3:2,液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的两小球
分别放入A、B液体未溢出。静止时,A中的小球悬浮,B中的小球(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),
A、B容器底部受到液体的压强之比pA:pB=
15.(2021•重庆模拟)水平升降台面上有一个足够深、底面积为40cm2的柱形容器,容器中水深20cm,则水对容
器底部的压强为Pa,现将底面积为lOcn?、高20cm的圆柱体A悬挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸
入水中,稳定后,A的下表面距水面4cm,弹簧测力计的示数为0.8N,如图所示,然后使升降台上升7cm,再
次稳定后,A所受的浮力为N.(己知弹簧受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm)
16.(2020•重庆模拟)不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的圆柱形容器内,杆上端固
定不动。如图所示。现缓慢向容器内注入适量的水,水对容器的压强p与注水体积V的变化关系如图乙所示。
当p=600Pa时,容器中水的深度为cm;若pA=0.5g/cm3,当注水体积V=880cm3时,杆对A的作用力
大小为No
17cm5
3006009001200
甲乙
17.(2021•达州模拟)小陈同学在老师的指导下完成了以下实验:
①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙所示位置慢慢浸入水中,并根
据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。
(1)装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是No
(2)BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度(选填“有关”、“无关)。
(3)在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为No
(4)小陈认真分析以上实验数据和现象后发现,物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关,其中上浮的条件
是O
(5)若圆柱形容器的底面积为lOOcn?,在乙图中,当玻璃瓶浸没后,水又对容器底的压强增加了Pao
(6)细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖,再用
弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.1N,根据以上数据他算出了铁块的密度为
kg/m3。
18.(2020•达州模拟)小张在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度。
实验器材有:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤如下:
①用刻度尺测出竹筷的长度L
②竹筷的下端缠上适量的细铅丝
③把自制的密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度hi(如图所示)
④把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2
根据上面的步骤回答下列问题:
(1)竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是(选填“降低重心”或“增大支撑面”)使竹筷能竖直漂
浮在液面。
(2)密度计是利用浮力______重力的条件工作的,竹筷下表面受到水的压强竹筷下表面受到盐水的压
强(均选填“大于”、“等于"、或“小于”)
(3)被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积(选填“越小或“越大”)
(4)被测盐水的密度表达式:p盐水=(不计铅丝体积,水的密度为p水)
19.(2020•贺州中考)如图所示,水平放置的平底柱形容器A内装有一些水,不吸水的正方体物块B的边长为10cm,
用细线(重力和体积忽略不计)拉住物块B,细线的另一端固定在容器底部,静止后物块B浸入水中的体积为6
X104m3,此时细线被拉直,长为6cm,物块B所受拉力为IN。求:(p1.0X103kg/m3,g取10N/kg)
(1)物块B受到的浮力;
(2)物块B受到的重力;
(3)水对容器底部的压强。
20.(2021•广元中考)如图所示,图甲是一盛有水的圆柱形容器,置于水平桌面上,容器内水深为0.3m,容器的底
面积为0.04m2,图乙是一质量均匀的塑料球,密度为0.2X103kg/m3(g=10N/kg)o求:
(1)容器中水的质量;
(2)距容器底部0.2m处A点液体的压强;
(3)把塑料球放入该容器中,用了16N的力恰好使其完全浸没在水中(图丙),塑料球的重力多大?
专题21压强与浮力综合
【核心考点讲解】
1、阿基米德原理、浮沉条件与液体压强公式综合应用。
2、结合图象对压强和浮力进行综合分析。
3、根据物体在水中所处状态判断其密度和浮力大小的关系、考查分析推理的能力。
【热点题型精练】
1.(2021•自贡模拟)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面
受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg)o下列说法错
误的是()
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8X103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3Xl()3pa
解:
A.由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N,故A正确;
B.物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V排=丫=1?=(10cm)3=1000cm3
=lX10-3m3,
F38N
由Fj?=pgV排可得,液体的密度p=-----:—=------------------------------------------=0.8X
gV推10N/kgXIX10-3m3
103kg/m3,故B正确;
C.正方体上、下表面积S=I?=(10cm)2=100cm2=lX10-2m2,
、,士一Fi5N
正方体上表面受到的压强p1=------=-----------------------=500Pa,
S—22
1X10-m-
_Pi
由p=pgh可得,正方体上表面到液面的距禺hi=------=
Pg
500Pa
=0.0625m=6.25cm,故C错误;
0.8X103kg/m3X10N/kg
21O1V、
D.液体对物体下表面的压强P2=—-=-----------------------=1.3X103Pa,故D正确。
S—22
1X10-m-
答案:Co
2.(2021•大连中考)装有水的容器放在水平桌面上。在空塑料瓶的瓶口扎上橡皮膜,用夹
子夹住塑料瓶的中央,将其瓶口朝上压入水中,竖直静止在水面下的某位置,如图所示。
若再将塑料瓶瓶口朝下,压入到水中相同位置静止。则()
A.水对橡皮膜的压强变小
B.夹子对塑料瓶向下的力变大
C.水对容器底部的压强变大
D.容器对桌面的压力变小
解:
A、液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹;由于瓶
口朝上橡皮膜所处的深度浅,由公式p=pgh可知,橡皮膜受到水的压强较小,若再将塑
料瓶瓶口朝下,压入到水中相同位置静止,此时橡皮膜所处的深度变深,由公式p=pgh
可知,橡皮膜受到水的压强较大,故A错误;
B、瓶口朝下时橡皮膜凹陷程度变大,塑料瓶体积变小即V排液变小,由F浮=G排=p液
gV排液可知F浮变小,根据力的平衡条件可得mg+Fjs=F浮,所以F压变小,故B错误。
C、当瓶口朝下时,塑料瓶体积变小,容器内液面下降,由p=pgh可知水对容器底部的
压强减小,故C错误。
D、水对容器底部的压强减小,容器的底面积不变,由F=pS知瓶口朝下时水对容器底
部的压力变小,而容器的重力不变,进而得出容器对桌面的压力变小,故D正确。
答案:D。
3.(2021•沈阳中考)如图甲所示,用一个弹簧测力计拉着浸没在水中的小物块A,现将小
物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面为止。乙图坐标体现了某些科学量随H(小物块
底面到容器底面的距离)的变化情况。有下列选项①弹簧秤示数②小物块受到的浮力③
台秤的示数④容器底部受到的液体压强⑤小物块底面受到的压强,符合图乙图象变化的
是
某
一
科
学
里
1r0H
甲乙
A.①②B.③④C.②③④D.只有⑤
解:
根据图乙得出科学量随小物块底面到容器底面的距离的变化关系--先不变后变小。
将小物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面时:
①物块排开水的体积先不变后变小,由阿基米德原理可知受到的浮力先不变后变小,因
为弹簧秤示数等于重力减去浮力,重力不变,所以弹簧测力计的示数先不变后增大,故
①不符合图象变化;
②物块排开水的体积变小,由阿基米德原理可知受到的浮力先不变后变小,脱离水面后
受浮力为ON,故②不符合图象变化;
③由①得弹簧测力计的示数先不变后增大,台秤的示数等于容器、水、物块的重力之和
减去拉力(弹簧测力计的示数),所以台秤的示数先不变后减小,故③符合图象变化;
④物块排开水的体积先不变后变小,水的深度先不变后变小,由p=pgh可知容器底部受
到的液体压强先不变后变小,故④符合图象变化;
⑤小物块底面所处的深度一直变小,由p=pgh可知小物块底面受到的压强一直变小,故
⑤不符合图象变化。
可见,符合图乙图象变化的是③④。
答案:B=
4.(2021•永州中考)如图所示,底面积相同的甲、乙两个容器放在水平桌面上,容器内的
水面相平。现将a、b两个体积相同的实心物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时a沉
在甲容器底部,b悬浮在乙容器的水中。下列说法正确的是()
A.a>b两物体的密度pa=pb
B.a、b两物体的质量ma<mb
C.a、b两物体所受的浮力Fa>Fb
D.放入a、b两物体后,甲、乙容器底部所受水的压强p甲>p乙
解:A、将a、b两个物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时a沉在甲容器底部,b悬
浮在乙容器的水中。由物体浮沉条件知:pa>p水,pb=p水。故A错误;
B,由上知,pa>p水,pb=p水。所以pa>pb。已知a、b体积相同,由公式m=pV知,
ma>mbo故B错误;
C、已知a、b体积相同,静止时a沉在甲容器底部,b悬浮在乙容器的水中。所以两个
物体排开水的体积V排相同。由F浮=pisgV排知,两个物体受到的浮力相同,即Fa=Fb。
故C错误;
D、已知a、b体积相同,甲、乙两个容器的底面积相同且容器内的水面相平。将两个物
体分别放入甲、乙两个容器内,甲容器内水面上升幅度更大,也就是增加的深度更大。
由p=pgh知:放入a、b两物体后,甲、乙容器底部所受水的压强p¥>p乙。故D正确。
答案:Do
5.(2021•日照中考)思思用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量大樱桃的密度,烧杯的重力
为Go、底面积为S。如图甲,他用弹簧测力计测出数枚大樱桃的重力为G。如图乙,烧
杯内水的深度为鼠如图丙,将大樱桃浸没于水中,弹簧测力计的示数为F,取水的密度
为Po下列说法正确的是()
G。
A.乙图中,烧杯对桌面的压强一-
S
「_p
B.这些樱桃的体积为一二
P
C_p
C.丙图中,烧杯底受到水的压强为pgh十一^
S
D.樱桃的密度为为一「一二Fp
G
解:A、由题意得,烧杯中水的质量:
m水=pV水=pSh,
烧杯中水的重力:
G水=111水g=pShg,
乙图中,烧杯放在水平桌面上,烧杯对桌面的压力:
F乙=6水+Go=pShg+Go,
乙图中,烧杯对桌面的压强:
F乙pShg+G°G0
P乙=——=-------------=phg+
SSS
故A错误;
B、由二次称重法得,樱桃受到的浮力:
F浮=G-F,
樱桃浸没在水中,樱桃的体积:
F浮G-F
v樱桃=丫排=———=------,
pgpg
故B错误;
C、丙图中,烧杯底受到水的压力大小:
F丙=6水+F浮=「5118+6-F,
烧杯底受到水的压强:
F丙pShg-j-G-FG-F
P丙=——----------------=phg+--------,
SSS
故c正确;
D.樱桃的质量:
G
m樱桃=,
g
樱桃的密度:
G
m嗤视gG
P樱桃=-------=-7-7-=-------p
VG-FG-F
DS
故D错误。
答案:Co
6.(2021•泰安中考)两个体积相同的实心正方体A和B,静止在水槽内如图所示位置。正
4
方体A有一的体积浸入水中,正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。
5
设两正方体密度分别为PA和PB,所受浮力分别为FA和FB,所受重力分别为GA和GB,
下表面所受水的压强分别为PA和PB,下列说法中()
①PA:PB=4:5
②PA:PB=4:9
③FA:FB=1:1
@GA:GB=5:4
水面
■"S/—
A.只有①②正确B.只有③④正确
C.只有②④正确D.只有①②③正确
解:
4
(1)两个体积相同的实心正方体A和B,假设体积为V,A漂浮有一浸入水中、B悬
5
浮可知甲乙的浮力都等于重力,
p7
由阿基米德原理可得:FA:FB==------------------=4:5;
P七gv
GA:GB=FA:FB=4:5;
mAgpAVg
(2)GA:GB=------=--------=pA:pB=4:5;
m
BsPBVg
(3)假设正方体的棱长为L,A漂浮有士浸入水中可知,A下表面的深度为±L,B下
55
49
表面的深度为L+—L=—L,
55
P大g二L
大5
由液体压强公式p=p液gh得,PA:PB=----------=4:9,故只有①②正确。
P^S—L
x5
答案:Ao
7.(2020•兰州中考)质量相等,体积不等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时的情
景如图所示,下列说法正确的是()
A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
B.甲的密度小于乙的密度
C.甲的下表面受到水的压力比乙的大
D.甲的下表面受到水的压力与乙的相等
解:
A、甲、乙两实心正方体物块分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知:F浮甲
=G甲,F浮乙=G乙,由于两球质量相等,重力相等,所以浮力相等,故A错误;
B、由图可知,甲物块在水中悬浮,乙物块在水中漂浮,由p物=pjS时物体悬浮、p物<p
液时物体漂浮或上浮可知,p甲=p水>p乙,故B错误;
CD、根据FJJ=F向上-F向下可知:F向上=F?¥+F向下,由于甲悬浮,乙漂浮,则F甲向下>0,
F乙向下=0,所以,F甲向上>F乙向上,故C正确,D错误;
答案:C»
8.(2020•河池中考)水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个
不同材料制成的正方体A、B(VA<VB)分别放入两种液体中,静止后如图所示。下列
说法正确的是()
rrir»"
rrr:rzr-----___耳.卜二
甲乙
A.甲液体的密度较大
B.甲液体对容器底的压力较小
C.甲液体中的物体所受的浮力较大
D.两种液体对容器底的压强相等
解:
AC、把A、B两物体作为一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,
由漂浮条件可知F浮=GA+GB,所以该整体在两液体中受到的浮力相等,故C错误;
由图知,V排甲=VB,V排乙=VA,且VA<VB,
所以V排甲〉V排乙;
因整体在两液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,
所以,由F浮=pjggV排可知,两液体的密度关系:p甲<p乙,故A错误;
BD、已知两液体的深度h相同,且p甲<p乙,由p=pgh可知,甲液体对杯底的压强小
F
于乙液体对杯底的压强,且甲乙容器的底面积相同,根据p=——知甲液体对杯底的压力
S
小于乙液体对杯底的压力,故B正确,D错误。
答案:Bo
9.(2021•天水模拟)弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面
某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐进入水中如图(甲),图(乙)是弹簧测力计示数F
与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是()
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25X103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
解:AB、由图象知,G=9N,当物体完全浸没时,拉力F=5N,则完全浸没时的浮力为
F浮=G-F=9N-5N=4N,此时物体完全浸没,所以浮力最大,故B错误;
F等4N
由F浮=p液gV排得,V=V排=---:—=----------------------------------=4X10
p^g1.0X103kg/m3X10N/kg
4m3,A错误;
G
C、物体的质量m=——==0.9kg;
S
,m0.9kg,,“
则p==----------------------=2.25X103kg/m3,C正确;
v4X10-4/
D、物体刚浸没时,下表面受到的压力F下=Fj?=4N,故D错误。
答案:Co
10.(2021•东莞模拟)将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个
装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正
确的是()
A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F丙<F乙
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p(?>pz,>p丙
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p'T>p'乙=p'丙
解:A、甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,所以甲球的密度大于水的密度,乙
球的密度小于水的密度,丙球的密度等于水的密度,因此三个小球的密度大小关系是:p
甲>p丙>「乙,根据m=pV可知:质量大小关系是m甲>m丙>m乙.故A错误。
B、由于甲乙丙三个实心小球体积相同,则根据图可知排开水的体积关系:V甲排=V球,
V乙排<丫球,V丙排二丫球,所以V甲排=V丙排>V乙排,根据F浮=p排g可知:F甲=Fpj
>F乙,故B错。
C、因为三个相同烧杯中都装满水,放入球后烧杯中液面高度不变,根据p=pgh可知烧
杯底部受到水的压强相等,即:PT=pz=p丙;故C错误。
D、三个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力G水相等,由于烧杯底部对桌面的压力等
于容器的总重力,则放入物体后对桌面的压力变化为:F=G容器+G水+G球-G排和G排=
F浮,据此可得:
F'T=G容器+G水+G甲-G排甲=G容器+G水+G甲-F甲;
F'乙=6容器+G水+G乙-G排乙=G容器+G水+G乙-F乙;
F‘丙=6容器+G水+G丙-G排丙=G容罂+G水+G丙-F丙;
由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,则GQF甲;G^=F乙;Gp?=F丙;
,
所以F'甲〉F'i=F丙;
F
由于容器的底面积相同,根据P=—可得:
S
烧杯底部对桌面的压强的关系是p'甲〉p'乙=p'丙;故D正确。
答案:D。
11.(2020•南宁中考)将一小球轻放入盛满酒精的大烧杯甲中,小球静止后,溢出酒精的质
量是80g,小球在酒精中受到的浮力为0.8N;将其轻放入未装满水、底面积为100cm2
的大烧杯乙中,静止后溢出水的质量是45g,水对容器底部的压强增加了50Pa,则乙杯
中水面升高0.5cm;小球的密度是O.95X1()3kg/n?.(p酒精=0.8XItPkg/nr3,p水
=1.0X103/kg/m)
解:
(1)小球在酒精中受到的浮力:
F浮i=G排=111排g=m溢g=0.08kgX10N/kg=0.8N;
(2)由p=pgh可得乙杯中水面升高的高度:
“Ap50Pa-3
△h=---------=----------------------------------------------------=5义103m=0.5cm;
33
P丈gl.OX10kg/mX10N/kg
(3)升高的那部分水的质量:
△m=p水水SZ\h=lg/cm3义100cm2X0.5cm=50g,
排开水的总质量:
m排总=45g+50g=95g=0.095kg,
其重力:
G排总=m排总g=0.095kg义10N/kg=0.95N,
受到的浮力F浮2=G排总=0.95N,
小球放入酒精与水中受到的浮力之比:
F浮1:F浮2=0.8N:0.95N=80:95;
若小球在酒精、水中都漂浮,受到的浮力都等于小球的重力,F浮1:F浮2=1:1,假设
不成立;
若小球在酒精、水中都浸没,受到的浮力F浮=p液V排g=p液Vg,贝I」:
F浮1:F浮2=p酒精:p水=0.8Xl()3kg/m3:1X103kg/m3=80:100,假设不成立;
可见小球在酒精、水中,一漂一沉,即在水中漂浮、在酒精中下沉;
小球是漂浮在水中,小球的重力G=F浮2=0.95N,
小球的质量:
G0.95N
m==----------------=0.095kg,
g10N/kg
小球在酒精中下沉,小球的体积:
F浮]0.8N-43
V=V排=-------=----------------------------------=1X104m3,
0.8X103kg/m3X10N/kg
小球的密度:
m0.095kgqq
p=-----=-----------------------=0.95X103kg/m3o
vixio_4m3
答案:(1)0.8;(2)0.5;(3)0.95X103。
12.(2021•连云港模拟)如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受
的浮力大于小球的重力(选填“大于”、“小于”或“等于"),剪断绳子后,小球上
升过程中所受的浮力变小(选填“变大"、"变小"或“不变”,下同),水对烧杯底
部的压强变小。
解:
(1)小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮
力作用,此时在竖直向下的拉力作用下处于静止,则根据物体受力平衡可知:F浮=G+F;
所以,小球所受的浮力大于小球的重力。
(2)剪断绳子后,小球会上升,由于原来小球恰好浸没在水中,所以上升后就会露出水
面,则上升过程中排开水的体积变小,根据阿基米德原理可知所受的浮力变小,水的液
面下降,根据p=pgh可知水对烧杯底部的压强变小。
答案:大于;变小;变小。
13.(2021•泸州模拟)把重8N,边长为0.1m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中,
当物块静止时,处于漂浮状态(选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”),此时物体所受
浮力大小为8N,物块下表面受到水的压强大小为800Pa.(已知p水=L0X
103kg/m3,取g=10N/kg)
解:物块的体积V=(0.1m)3=0.001m3;
G
物块的质量:m=——==0.8kg;
g
物块的密度p=—=—-=0.8X103kg/m3<1.0X103kg/m3;
V0.001m3
即物块的密度小于水的密度,根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮;
根据漂浮条件可知,物块受到的浮力F浮=G=8N;
F&N
物块排开水的体积V排=—―=----------------------------------=8义10-4m3;
1.0X103kg/m3X10N/kg
%8X10-4mS
浸入的深度h=一—=-----------------=0.08m;
S0.1mX0.1m
物块下表面所受水的压强:
p=p水gh=1OOOkg/m3X1ON/kgX0.08m=800Pa。
答案:漂浮;8;800o
14.(2021•福建模拟)如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。
A、B的底面积之比SA:SB=2:b液面的高度之比hA:hB=3:2,液体对两个容器底
部的压力大小相等。现将完全相同的两小球分别放入A、B液体未溢出。静止时,A中
的小球悬浮,B中的小球漂浮(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),A、B容器底部
受到液体的压强之比PA:PB=1:2
VA_SAhA_2X3_3
解:(1)液体的体积之比为:
VBSBhB1X21
由于液体对两个容器底部的压力大小相等,则根据F=G=mg可知:mA=mB,
mA
叱1X11
所以液体密度之比为:—
PB的f1X33
e1
贝I」PA=—PB;
3
由于A中的小球悬浮,根据悬浮条件可知:p球=pA;
所以p球<PB,根据物体的浮沉条件得出B液体的漂浮;
(2)将完全相同的两小球分别放入A、B液体未溢出,则液体对容器底部的压力等于液
体的重力和小球的重力之和,
所以液体对容器底部的压力相等;即FA=FB;
F
根据p=—可得:
S
FE_FA/S
PA:pB=-------X1:2o
F
s.SBDBsA*.
答案:漂浮;1:2。
15.(2021•重庆模拟)水平升降台面上有一个足够深、底面积为40cm2的柱形容器,容器中
水深20cm,则水对容器底部的压强为2000Pa,现将底面积为lOcn?、高20cm的圆
柱体A悬挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸入水中,稳定后,A的下表面距水面4cm,
弹簧测力计的示数为0.8N,如图所示,然后使升降台上升7cm,再次稳定后,A所受的
浮力为1.2N.(已知弹簧受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm)
解:(1)水对容器底部的压强:
p=p水gh=LOXICpkg/n?X10N/kgX0.2m=2000Pa;
(2)物体A下表面距水面4cm时受到的浮力:
F浮=p水gV排=1.0X103kg/m3X10N/kgX4X10X10-6m3=0.4N,
根据力的平衡,物体的重力:
G=F浮+T=0.4N+0.8N=L2N;
如图所示,然后使升降台上升7cm,再次稳定后,可等效为将容器下部切去7cm,将切
去的7cm水再倒入,则加入水的体积:
V加=7cmX40cm2=280cm3;
而AV加=Ah弹S容+Ahg(S容-S柱);
(△h浸为圆柱体在水中增加的深度,弹簧缩短的量为Ah弹)
代入已知量:280cm③=△h弹义40cm,Ah浸X(40cm2-10cm2)------①
因浮力的变化量等于弹簧弹力的变化量,△F浮=△F弹,即
P水g△h浸S物=1<Ah弹
代入已知量:
1.0X103kg/m3X10N/kgX△h浸X10X10-4m2=100X△h弹
△h漫=10Ah弹-----②
由①②得:
△h弹心0.82cm,已知弹簧受到的拉力每减小IN,弹簧的长度就缩短1cm,故增加的浮力
为0.82N,
原来弹簧测力计的示数为0.8N,弹簧伸长0.8cm;
因0.82cm>0.8cm;故物体漂浮,
故F'浮=6=1.2?4。
答案:2000;1.2o
16.(2020•重庆模拟)不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的
圆柱形容器内,杆上端固定不动。如图所示。现缓慢向容器内注入适量的水,水对容器
的压强p与注水体积V的变化关系如图乙所示。当p=600Pa时,容器中水的深度为
cm;若pA=0.5g/cm3,当注水体积丫=880«1?时,杆对A的作用力大小为5.2N。
解:(1)由p=pgh可得水的深度;
P600pa
h=-----=------------------------------------------------=0.06m=6cm;
pgIX103kg/m3X10N/kg
(2)当注水体积为600cm3时,水开始接触物体A,900cHi3时,A完全浸没,
900cm3时,水的压强是2100Pa,
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