專題二 密度浮力壓強探究（原卷版）

專題二密度浮力壓強探究[考點導航]密度??浮力??壓強??[例題1][密度]如圖所示，甲、乙為兩個實心均勻正方體，它們的質量相等。若在兩個正方體的上部，沿水平方向分別截去相同高度的部分，并將截去部分疊放在對方剩余部分上，此時它們的質量分別為m′甲和m′乙，下列判斷正確的是（）A．m′甲可能小于m′乙 B．m′甲一定小于m′乙 C．m′甲可能大于m′乙 D．m′甲一定大于m′乙[練習1]小海從旅游勝地帶回一塊玄武巖火山石，如圖甲所示，他通過多種方法測定這塊玄武巖的密度。方法一：（1）將托盤天平放在水平桌面上，把標尺上的游碼移至刻度線處，調節(jié)平衡螺母，直到指針在，表示天平平衡。（2）用天平測量火山石的質量，天平平衡時，游碼和砝碼的示數(shù)，如乙圖，火山石質量為g；（3）在用排水法測的火山石的體積，利用密度公式算得了火山石的密度。方法二：（1）將裝有水的玻璃杯放在電子秤上，電子秤示數(shù)清零，如圖丙；（2）火山石用細線綁住懸掛著浸沒于水中，電子秤示數(shù)為8.6g，如圖??；（3）結合方法一中測得的數(shù)據(jù)，小海算出火山石的密度為g/cm3（保留一位小數(shù)）。[練習2]因研究石墨烯而獲得2010年諾貝爾物理學獎后，安德烈海姆進而研究氧化石墨烯薄膜并獲得新的進展。為探究氧化石墨烯薄膜對一些物質的密封性，他進行了以下一組實驗，如圖所示。①將氧化石墨烯薄膜覆蓋在有刻度的空杯口上，測得總質量m1，見圖①②將薄膜揭開，向杯內倒入酒精與水的混合物蓋緊薄膜，測得其總質量m2，見圖②。③一個月后，杯內液體體積明顯減小但薄膜覆蓋緊密完好又經(jīng)數(shù)個月，杯內液體體積繼續(xù)減小直至杯內液體體積保持不變，測得此時的總質量是m3；見圖③。（1）數(shù)月后，當杯內的液體體積不再變化時此液體的質量是；根據(jù)圖杯上的刻度讀出液體的體積，然后通過計算可知此液體的密度為kg/m3。（2）已知ρ酒精＝0.8×103kg/m3．根據(jù)上述實驗結果分析，氧化石墨烯薄膜會有怎樣的物質特性？（寫出一點即可）。[例題2][浮力]放有適量水的燒杯置于水平桌面上。將一木塊浸沒到水中一定深度后撤去外力，木塊開始上浮，如圖所示，最后漂浮，且有五分之二體積浸入水面。下列敘述中，正確的是（）A．在露出水面之前，木塊所受浮力不變 B．在露出水面之前，木塊所受浮力等于木塊的重力 C．木塊在浸沒和漂浮兩種情況下，水對燒杯底的壓強相同 D．木塊的密度為0.6克/厘米3[練習3]有一質量m＝0.2kg，容積V＝2×10﹣3m3，橫截面積S＝5×10﹣3m2的圓筒形薄壁容器B（壁厚忽略不計），現(xiàn)注入體積為13V的某種液體A后，將其封閉放入水中，且保持豎直漂浮狀態(tài)，如圖甲所示，此時水對容器B底部的壓強p＝3.6×103Pa，（容器B內空氣質量不計）則：（1）液體A的密度為；（2）若要使容器B恰好豎直懸浮在水中（如圖乙所示）注入液體A的體積為。[練習4]2019年12月，我國第一艘國產(chǎn)航空母艦“山東艦”正式交付海軍。殲﹣15部分參數(shù)質量m機1.8×104千克翼總面積S60米2艦上起飛滑跑距離s120米（1）交接入列儀式中，習近平主席檢閱了儀仗隊，艦長與政委同步并列行進在習主席后方（如圖甲）。以艦長為參照物，此時政委是的。（2）山東艦以重油為燃料。在一次補給訓練中，補給艦向山東艦加注了6×103米3的重油，則山東艦浮力將增加牛。（重油密度取0.8×103千克/米3，海水密度取1.0×103千克/米3）（3）殲﹣15是山東艦的艦載機，其部分數(shù)據(jù)如上表。殲﹣15艦載機起飛時升力由機翼獲得，沿水平方向低空飛行時，機翼上、下表面的壓強差p和飛機速度v的關系為P=12ρv2（式中p表示空氣密度）。圖乙是滿載燃油的殲﹣15艦載機正飛離甲板，若此時飛機速度v為90米/秒，飛行員的質量為60千克，則該艦載機裝載燃油的最大質量是多少千克？（空氣密度為1.2千克/米[例題3][壓強]如圖所示，水平桌面上放有底面積和質量都相同的甲、乙兩平底容器，分別裝有深度相同、質量相等的不同液體。下列說法正確的是（）①液體的密度：ρ甲＝ρ乙②液體對容器底部的壓強：p甲＞p乙③液體對容器底部的壓力：F甲＝F乙④容器對桌面的壓強：p′甲＝p′乙A．只有①和② B．只有①和④ C．只有②和③ D．只有②和④[練習3]如圖所示，質量相同的實心均勻正方體甲、乙分別放置在水平地面上，若沿水平方向切去相同的比例，則此時甲、乙對地面的壓力F甲、F乙和壓強p甲、p乙的關系是（）A．F甲＝F乙，p甲＞p乙 B．F甲＞F乙，p甲＜p乙 C．F甲＜F乙，p甲＜p乙 D．F甲＝F乙，p甲＜p乙

[猜押題專練]一．選擇題（共4小題）1．將體積不同、材料不同的甲乙兩實心小球，分別輕輕放在水中，兩球靜止時如圖所示，甲浮在水面，乙沉底，已知甲的體積比乙小，則下列說法正確的是（）A．甲的質量比乙大 B．甲受到的浮力等于重力 C．甲的密度比乙大 D．乙受到的浮力等于重力2．如圖所示，兩個完全相同的圓柱形容器內分別盛有不同的液體A和B，現(xiàn)從兩容器內抽出相同體積的液體后，兩容器內剩余液體對容器底部的壓強相等，則原來未抽出液體前兩容器內液體對容器底部的壓力FA、FB和壓強pA、pB的關系是（）A．FA＞FB，pA＞pB B．FA＝FB，pA＞pB C．FA＜FB，pA＜pB D．FA＜FB，pA＝pB3．如圖所示，兩個完全相同的量筒分別盛有質量相等的水和煤油（ρ水＞ρ油），A，B兩點到液面的距離相等，A，C兩點到容器底面的距離相等，則有（）A．兩個容器底面受到的液體壓強不相等 B．A，B兩點的液體壓強相等 C．A點的液體壓強大于C點的液體壓強 D．A點的液體壓強小于C點的液體壓強4．在一個足夠深的容器內有一定量的水，將一個長10cm、橫截面積50cm2的圓柱形實心塑料塊掛于彈簧秤上，當塑料塊底面剛好接觸水面時（塑料塊沒有離開水面），彈簧秤示數(shù)為4N，如圖甲所示。已知彈簧的伸長與受到的拉力成正比，彈簧受到1N的拉力時伸長1cm，g取10N/kg。若往容器內緩慢加水，當彈簧秤的示數(shù)為2N時，水面升高6cm。此過程中水面升高的高度△H與所加水的體積V的關系如圖乙所示。根據(jù)以上信息，能得出的正確結論是（）A．所加水的體積至1400cm3時，彈簧秤示數(shù)恰為零 B．塑料塊的密度為0.6×103kg/m3 C．容器的橫截面積為125cm2 D．加水1000cm3時，塑料塊受到的浮力為1N二．填空題（共4小題）5．已知食鹽在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)如下表所示。在20℃的實驗室中，小明挖去新鮮冬瓜的瓤，將底部尚有晶體存在的食鹽水倒入其中，現(xiàn)將一木塊放入這一溶液中，木塊處于漂浮狀態(tài)，如圖甲所示。經(jīng)過tl分鐘，觀察到僅有部分晶體恰好溶解，此時，食鹽水的溶質質量分數(shù)是；經(jīng)過t2分鐘后，才發(fā)現(xiàn)木塊下沉。請在圖乙中畫出木塊所受浮力隨時間變化的趨勢。溫度0℃10℃20℃30℃40℃溶解度（克）35.735.83636.336.66．如圖所示，將密度為0.6克/厘米3、高度為10厘米、底面積為20厘米2的圓柱體放入底面積為50厘米2的容器中，并向容器內加水（g取10牛/千克）（1）圓柱體的重力為牛；（2）水的深度為3厘米時，圓柱體所受的浮力是牛；（3）水的深度為8厘米時，圓柱體露出部分的長度是厘米。7．流量表示單位時間內通過某一橫截面的流體的體積，用字母Q表示。流量在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應用，如每到汛期，監(jiān)測長江的流量是抗洪防汛的重要工作。（1）如圖甲所示，水流在粗細均勻的水平管道內向右勻速流動，設水流速度為v，管內通道的橫截面積為S．取一段管道AB，水從B端流到A端所用時間為t，則AB間水柱的長度l＝，體積V＝（要求用S、v、t表示）。根據(jù)流量的定義Q＝V/t可得Q＝vS，它表示流量等于流速與橫截面積的乘積；（2）打開水龍頭，自來水通過導管流過如圖乙所示的玻璃管。待水流穩(wěn)定后，比較圖中1、2兩處的流速，處的流速較大；比較C、D玻璃管中的水面高度，管中的水面較高；（3）打開水龍頭后，只要水流不散開，就可以觀察到水柱越來越細，如圖丙所示。請你指出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因：。8．如圖所示，輕質杠桿OB可繞固定軸O自由轉動（AB＝2AO）。將棱長為10cm的正方體合金塊，用輕繩掛在A點處，合金的質量是9kg，在B點施加豎直向上的力F1＝時，杠桿在水平位置平衡，此時合金塊對水平地面的壓強恰好為0．若撤去F1，在B點施加力F2＝52N的力時，合金塊對地面的壓強為Pa。三．實驗探究題（共9小題）9．實驗是學習科學重要的手段和方法，也是科學的重要內容。養(yǎng)成實驗后再思考、再發(fā)現(xiàn)，能使我們更好地學習科學。（1）如圖是研究阿基米德原理實驗的器材，其中量筒和溢杯的作用是。（2）實驗中，小明同學發(fā)現(xiàn)物體在水面下做上、下移動時，彈簧測力計讀數(shù)與靜止時不一致，這一現(xiàn)象用阿基米德原理解釋（選填“能”或“不能”）。（3）小紅認為，小明的實驗現(xiàn)象主要是沒有勻速運動造成的。小紅的說法是否正確？并簡述理由。。10．大氣壓的存在使生活中出現(xiàn)很多有趣的現(xiàn)象：（1）觀察甲乙兩幅圖的實驗現(xiàn)象可以說明。甲：下垂的兩張紙，向中間吹氣，這兩張紙相互靠攏。乙：向飲料管A吹氣，飲料管B中的液體會上升并從管口溢出。（2）小明也做了一個有趣的實驗：用細線吊起一個空的飲料瓶，并用手帶動飲料瓶繞對稱軸線旋轉，轉動的塑料瓶帶動四周的空氣同向旋轉。如果這時用電扇向它吹風，由于瓶的轉動，它兩側的風速將不一樣。根據(jù)第（1）小題中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，請在圖中標出，你認為旋轉著的飲料瓶應當向哪個方向移動？（3）乒乓球運動員在29屆奧運會上獲得驕人戰(zhàn)績，其中變化多端的旋球讓對手防不勝防，在乒乓球前進過程中由于不同的旋轉方向會使球沿不同的軌跡運動。運動員用三種不同的擊球方法把乒乓球擊出，請判斷，圖甲中1、2、3三條球的運動軌跡中第條曲線是表示下旋球（球沿逆時針方向旋轉）的。11．如圖所示，兩個相同的彈簧測力計分別懸掛兩個相同的金屬圓柱體，圓柱體的質量為0.5kg，向甲、乙兩個相同的燒杯內加入水和另外一種未知液體。當加入液體達到一定量時，兩彈簧測力計示數(shù)都為3N，請回答下列問題：（1）當燒杯內的液體逐漸增加時，彈簧測力計的示數(shù)逐漸，液體對容器底部的壓強（填“增大”、“減小”或“不變”）。（2）待彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定時，求此時金屬圓柱體所受浮力。（3）若浸入的深度h甲：h乙＝5：2，求另一種未知液體的密度。（4）試比較兩圓柱體底部受到的液體壓力F1F2（填“＜”、“＞”或“＝”）。12．下面是凱凱為了“測量小鐵塊密度”所設計的實驗方案的部分內容實驗序號彈簧測力計示數(shù)F1彈簧測力計F2小鐵塊密度ρ12實驗器材彈簧測力計（分度值0.2N量程0～5N、小鐵塊（10cm）、細線、燒杯、水）實驗步驟：①測量前將彈簧測力計的指針對準零刻度線；②將小鐵塊浸沒在水中，讀出彈簧測力計示數(shù)值F1；③將小鐵塊懸掛在彈簧測力計下讀出彈簧測力計的示數(shù)值F2；④再做一次實驗，將兩次得的數(shù)據(jù)填入表中。（ρ水已知）（1）實驗的正確順序是：ρ鐵＝（用實驗測得的量和已知量表示）；（2）實驗中測量小鐵塊重力的依據(jù)是。13．如圖所示，小麗利用天平、玻璃杯、體積為20cm3的金屬塊、細線等器材測量蜂蜜的密度。（1）將天平放在水平臺上，將游碼放到標尺左端的零刻度線上，調節(jié)橫梁平衡；（2）在玻璃杯中倒入適量的蜂蜜如圖甲所示，用天平稱出蜂蜜和玻璃杯的總質量m0，其示數(shù)如圖乙所示，m0＝g；（3）將金屬塊浸沒在蜂蜜中，金屬塊不接觸玻璃杯并保持靜止且蜂蜜無溢出，如圖丙所示。天平平衡后，砝碼總質量加上游碼在標尺上對應的刻度值為m＝150.4g，則蜂蜜密度ρ＝g/cm3；（4）小明用天平測出同種蜂蜜和玻璃杯的總質量后，將濃稠粘滯的蜂蜜沿量筒壁緩緩倒入量筒內測量體積，再用天平測出剩余蜂蜜和玻璃杯總質量。對比小麗的測量方法，小明所測得的密度值（選填“偏大”或“偏小”）。14．小樂借用小風車完成了2個實驗，如圖所示。請回答：（1）如圖甲，打開冰箱門，把小風車放在圖中（選填“A”或“B”）位置，可以借助風車的運動反映冷空氣的流動方向。（2）如圖乙，把小風車穿在一根細鐵絲上，置于兩端開口的瓶中。在左端用風扇平行于瓶口吹風?？梢杂^察到小風車一邊轉動，一邊向（選填“左”或“右”）移動，原因是。15．甲、乙兩同學分別用量筒測量一個小石塊的體積。甲同學的做法是先將石塊置于量筒中，同時往量筒中注入水，使水全部浸沒石塊記下水的體積V1，然后取出石塊，記下取出石塊后水的體積V2，計算石塊的體積為V1﹣V2．乙同學是先在量筒里注入適量的水，記下水的體積V1，然后輕輕放入石塊，使量筒里的水完全浸沒石塊，記下此時水及石塊的體積V2計算石塊的體積為V2﹣V1。比較這兩種方法回答下列問題：（1）為了使實驗結果（如圖1所示）更準確你將選擇哪種方法。（填“甲”或“乙”）（2）實驗后兩同學對測量結果進行了討論，以下操作屬于導致乙同學測量結果偏小的是A．注入一定量水后俯視讀數(shù)，其余讀數(shù)正確B．待小石塊浸沒后仰視讀數(shù)；其余讀數(shù)正確C．在浸入小石塊時不慎有水滴濺出，讀數(shù)均正確D．捆綁小石塊的繩太粗，讀數(shù)均正確（3）甲同學提出量筒也可以測量氣體的體積（如圖2所示），利用等效替代法。通過讀取液體的體積來測量氣體體積，如圖a、b、c三個裝置中能實現(xiàn)這一目的是。（4）小明在實驗室里測量一塊形狀不規(guī)則、體積較大的礦石的體積，因礦石體積較大，放不進量筒，因此他利用一只燒杯，如圖所示方法進行測量，那么礦石的體積是厘米3．16．氣體的密度與壓強有關。為測量實驗室內空氣的密度，小明在實驗室按如圖所示步驟進行實驗：①如圖甲，將一打足氣的足球，放入裝滿水的容器中，測得溢出水的體積為426毫升。②如圖乙，將500毫升裝滿水的量筒倒置于水槽中，用氣針和乳膠管將足球中的氣體慢慢排入該量筒，同時調整量筒的位置，當量筒內外水面都與500毫升刻度線相平時，停止排氣。共排氣10次。③如圖丙，拔除氣針和乳膠管，把排氣后的足球放入裝滿水的容器中，測得溢出水的體積為420毫升。（1）圖乙中，當量筒內外水面都與500毫升刻度線相平時停止排氣，其目的是。（2）根據(jù)