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文檔簡介
專題強化訓練二:壓強浮力計算專題技巧歸納、浮力計算四大方法總結(jié):1.示數(shù)差法:F浮=G-F(用彈簧測力計測浮力)2.壓力差法:F浮=F向上-F向下(用浮力產(chǎn)生的原因求浮力)3.漂浮、懸浮時,F(xiàn)浮=G(二力平衡求浮力)4.F浮=G排或F浮=ρ液V排g(阿基米德原理求浮力,知道物體排開液體的質(zhì)量或體積時常用)專題強化試題精選一、單選題1.(2020·重慶·通惠中學八年級期中)如圖甲為盛水的燒杯,上方有彈簧測力計懸掛的圓柱體,將圓柱體緩慢下降,直至將圓柱體全部浸入水中,整個過程中彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關系的圖象如圖乙所示,g取10N/kg,下列說法正確的是()A.圓柱體受到的最大浮力是3NB.圓柱體的高度為8cmC.圓柱體的密度是1.5×103kg/m3D.當圓柱體剛好全部浸沒時,下表面受到水的壓強為800Pa2.(2021·重慶潼南·八年級期末)如圖所示,甲中只有水,乙中有一木塊漂浮于水面上,丙中懸浮著一個小球,三容器內(nèi)水面高度最后完全相同,則下列說法正確的是()A.如果向丙中加入酒精,小球受到的浮力不變B.如果向乙中加入鹽水,木塊受到的浮力不變C.水對三個容器底部的壓力關系:F甲<F乙<F丙D.三個容器對桌面的壓強關系:p甲<p乙<p丙3.(2022·上海楊浦·一模)相同柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器內(nèi)裝有完全相同物塊A、B,物塊A與容器甲底部用一根細繩相連。同時往兩容器內(nèi)注水,直至水面相平,如圖所示。下列判斷正確的是()A.此時物塊受到的浮力F浮A=F浮BB.此時容器對地面的壓力F甲=F乙C.此時容器對地面的壓強p甲>p乙D.此時水對容器底部的壓力F水甲=F水乙4.(2021·重慶十八中兩江實驗中學八年級期中)水平地面上有底面積為300cm2、不計質(zhì)量的薄壁盛水柱形容器A,內(nèi)有質(zhì)量為400g、邊長為10cm、質(zhì)量分布均勻的正方體物塊B,通過一根10cm的細線與容器底部相連,此時水面距容器底30cm(如圖)。計算可得出()A.繩子受到的拉力為4NB.容器對水平地面的壓力是60NC.剪斷繩子,待物塊靜止時液體對容器底的壓強變化了200PaD.剪斷繩子,待物塊靜止后水平地面受到的壓強變化了200Pa5.(2021·重慶實驗外國語學校九年級階段練習)圓柱形薄壁容器放置在水平桌面上,不同材料制成的實心正方體A、B體積相等,并被一根輕繩連接起來放入容器內(nèi)。緩慢向其中加水,當A有體積露出水面時,如圖甲所示,B對容器底壓力恰好為0,容器內(nèi)水深為40cm;圖乙表示整個過程中A所受浮力F浮與容器中水的深度h的關系。則下列說法正確的是()A.繩子長度為10cmB.A的重力為100NC.當水深為40cm時,繩子拉力為20ND.當水深為10cm時,B對容器底壓強為6000Pa6.(2021·山西臨汾·八年級期末)如圖甲所示,將彈簧測力計一端固定,另一端掛一合金塊,合金塊浸沒在裝有水深為、底面積為的圓柱形容器中,容器的質(zhì)量為(容器的厚度忽略不計)。容器底部有個由閥門控制的出水口。打開閥門緩慢放水過程中,彈簧測力計示數(shù)隨放水時間變化的規(guī)律如圖乙所示,整個過程中金屬塊始終不與容器底部接觸。下列說法正確的是(?。ǎ〢.隨著放水時間的增加,合金塊受到的浮力一直減小B.合金塊受到的最大浮力為C.合金塊的密度為D.閥門未打開時容器對水平面的壓強為7.(2019·湖南·長沙市南雅中學九年級開學考試)如圖甲,某工程隊在一次施工作業(yè)中,沿豎直方向向河底以恒定速度投放一圓柱形石料,石料下降的速度為v=0.1m/s,圖乙是直接拉著石料的繩子所受拉力T隨石料高度變化的圖象(從t=0s時刻開始下放石料到石料剛好接觸河底)。石料入水前滑輪組的機械效率為83.3%(即),若輪軸間摩擦、空氣阻力不計,水的密度為1×103kg/m3(不計水的摩擦阻力和放入石塊后水面的變化),則()A.全部放入水中后繩子自由端的拉力F1=900N B.石料入水前繩子自由端的拉力功率為168WC.動滑輪重為500N D.河底受到水的壓強為1.2×105Pa8.(2021·重慶市育才中學九年級開學考試)如圖所示,水平桌面上有一底面積為200cm2,重為5N的足夠深的圓柱形容器,里面裝有15cm深的水,現(xiàn)有一輕質(zhì)彈簧,下端固定著邊長為10cm的正方體物塊A。其下表面正好與水面相平,此時彈簧伸長了8cm,已知彈簧的彈力變化1N,彈簧的形變量改變1cm、且彈簧只能沿豎直立方向移動,不考慮物塊A吸水,下列說法正確的是()A.物塊A的重力為4NB.物塊A的密度為0.6g/cm3C.若向容器內(nèi)緩慢加入2400cm3的水,此時容器對桌面的壓強為2950PaD.若向容器內(nèi)緩慢加入2400cm3的水,物塊A克服重力做功為0.64J二、填空題9.(2021·湖南長沙·九年級階段練習)在水平桌面上有一個盛有水的柱狀容器,高10cm的長方體木塊用細線系住沒入水中,如圖甲,細線繃直,長4cm,木塊上表面在水下1cm,已知容器底面積是木塊底面積的4倍,如圖所示。將細線剪斷,木塊最終浮在水面上,且有4cm高度高出水面。木塊與水的密度比是______,剪斷細線前后,木塊受到的浮力之比是______,水對容器底的壓強比是______。10.(2018·重慶綦江·八年級期末)水平地面上放了一個底面積為400cm2的薄壁圓柱形容器,正方體物塊A的重為6N、邊長為10cm,用一根細線與容器底部相連并浸沒于水中,此時水深為30cm。則此時水對容器底部的壓強為___________Pa,剪斷細線,待A靜止后水對容器底的壓強為___________Pa。11.(2020·黑龍江齊齊哈爾·八年級期中)在圖甲中,石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降,直至全部沒入水中。圖乙是鋼繩拉力隨時間t變化的圖像。若不計水的阻力,則該石料的重力是______N,石料所受的浮力為________N,該石料的密度為___________kg/m3。12.(2021·遼寧沈陽·二模)如圖,圓柱形容器的底面積是100,內(nèi)部裝入適量的水。用細線將質(zhì)量為400g的木塊系住使木塊浸沒在水中,木塊靜止時細線對木塊的拉力為1N。木塊的密度是______。剪斷細線木塊靜止后,水不溢出,容器底部受到水的壓強減小了______Pa(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。三、計算題13.(2022·北京順義·八年級期末)如圖所示,水平地面上有一圓柱形容器,容器中裝有一定量的水,水對容器底部的壓強p=5000Pa。一個體積V=1×l0-3m3的正方體物塊A通過一根細線與容器底部相連,細線對物塊的拉力F=4N,g取10N/kg,水的密度ρ=1.0×l03kg/m3,求:(1)畫出A的受力示意圖;(2)容器中水的深度;(3)物塊A受到的浮力;(4)剪斷細線時,判斷物塊A的運動情況,并寫出判斷過程。14.(2021·廣西欽州·八年級期末)重0.05kg、底面積為100cm2的圓柱形薄壁容器放在水平桌面上,如圖甲所示容器內(nèi)盛有2kg的水,現(xiàn)用彈簧測力計將浸沒在水中的長方體物塊A從容器底部緩慢豎直向上提起,彈簧測力計的示數(shù)F與物塊A下表面離容器底部的距離h的關系如圖乙。求:(1)物塊A浸沒在水中受到的浮力;(2)物塊A的密度;(3)物塊A出水前后,水對容器底部壓強的變化量;(4)當彈簧測力計提升物塊A,使其一半體積露出水面時,容器對桌面的壓強。15.(2020·四川·自貢市蜀光綠盛實驗學校八年級期中)如圖所示,容器中裝有水,放在水平桌面上,水中有一個木塊被細線系著沒于水中,已知水重200N,容器重為10N,容器與桌面的接觸面積為1×10-2m2,水深為0.5m,木塊的體積為4×10-3m3,木塊的密度為0.6×103kg/m3,g取10N/kg,(g取10N/kg)求:(1)木塊受到的浮力?(2)繩子對木塊的拉力?(3)當繩子斷了,木塊最終漂浮在水面上時,求容器對桌面的壓強?16.(2020·黑龍江牡丹江·八年級期末)如圖,重為10N的長方體木塊靜止在水面上,已知浸在水中的體積占木塊總體積的。(g取10N/kg)求:(1)木塊的質(zhì)量?(2)木塊浸在水中受到的浮力?(3)若木塊下表面所處水的深度為0.2m,木塊下表面受到水的壓強?(4)這個木塊的密度是多少?(5)若使木塊全部浸沒在水中,需要在木塊的上表面向下施加多少牛頓的壓力?17.(2020·湖南師大附中博才實驗中學三模)如圖甲所示,A、B為不同材料制成的體積相同的實心正方體、浸沒在盛有水的薄壁圓柱形容器中,容器底面積是正方體下表面積的4倍,現(xiàn)在沿豎直方向緩慢勻速拉動繩子,開始時刻,A的上表面剛好與水面相平,A、B之間的繩子細直,B在容器底部(未與容器底部緊密接觸),A上端繩子的拉力是F,F(xiàn)隨A上升的距離h變化的圖像如圖乙所示,且當F剛好等于41N時,AB之間的繩子斷掉。繩的質(zhì)量和體積忽略不計,求:(1)正方體A的質(zhì)量;(2)正方體A的體積(3)正方體B的密度(4)整個過程中,水對容器底部壓強的最小值。18.(2021·湖南益陽·八年級期末)水平桌面上放置一底面積為800cm2,重為7.2N的柱形容器,容器內(nèi)裝有20cm深的某液體;將一底面積為80cm2,高為5cm的物體A懸掛在彈簧測力計上,彈簧測力計示數(shù)為8N;讓物體從液面上方逐漸浸入直到浸沒在液體中后(如圖),彈簧測力計示數(shù)變?yōu)?.2N。(柱形容器的厚度忽略不計,筒內(nèi)液體沒有溢出,物體未接觸容器底;g=10N/kg),求:(1)物體的質(zhì)量;(2)筒內(nèi)液體密度;(3)物體浸沒時,容器對桌面的壓強。19.(2021·江蘇常州·八年級期末)密度為0.8×103kg/m3、質(zhì)量為0.8kg的正方體木塊,漂浮在水面上靜止(如圖甲所示)。當把密度為4.0×103kg/m3、底面積與木塊相同的薄金屬塊輕輕放在正方體木塊上時,木塊剛好浸沒在水中(如圖乙所示)。水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)圖甲中木塊浸在水中的體積;(2)金屬塊的質(zhì)量;(3)金屬塊對木塊的壓強。20.(2021·山東煙臺·八年級期末)如圖甲所示,一個底面積為4×10﹣2m2的薄壁圓柱形容器置于水平地面上,裝有0.3m深的水?,F(xiàn)將質(zhì)量為1.6kg的物體A放入其中,物體A漂浮于水面,有的體積露出水面,如圖乙所示,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:(1)容器中水的質(zhì)量(2)物體A的密度(3)放入A后如圖乙,容器底部受到水的壓強比圖甲增大多少(4)給物體A施加一個豎直向下的力F使物體A恰好浸沒水中靜止,如圖丙所示求力F的大小。21.(2021·云南昆明·八年級期末)如圖甲所示,將一重為10N的物體A放在裝有適量水的杯中,物體A漂浮于水面,浸在水中的體積占總體積的,此時水面到杯底的距離為30cm;如果將小球B用體積和重力不計的細線系于A下方后,再輕輕放入該杯水中,靜止時A上表面與水面剛好相平,如圖乙;已知ρB=1.5×103kg/m3;求:(1)在圖甲中杯壁上距杯底5cm處O點受到水的壓強;(2)物體A的密度;(3)小球B的體積。22.(2021·河北唐山·八年級期末)如圖所示,水平地面上有一底面積為的正方形容器,容器中水深,一個邊長為的正方體物塊通過一根細線與容器底部相連,細線受到的拉力為4N。(,)求:(1)此時容器底受到水的壓強和壓力。(2)此時物塊受到的浮力。(3)細線剪斷后,容器中水面下降的高度。23.(2021·廣東廣州·八年級期末)為了緩解城市交通擁堵,某大學兩位研究生設計出“都市螞蟻”概念車(如圖所示),榮獲全國汽車創(chuàng)新設計大賽最高獎項。該車外表似螞蟻,小巧實用,質(zhì)量僅有400kg,總體積0.75m3,輪胎與地面的總接觸面積200cm2,標準乘載100kg。在標準乘載時,請通過計算回答:(g取10N/kg,水的密度為1.0×103kg/m3)(1)“都市螞蟻”車靜止時對水平路面的壓強多大?(2)科技社團的同學想將此車改造成“水陸兩棲螞蟻車”,若該車密封良好,請判斷它能否浮在水面上?24.(2021·四川成都·八年級期末)如圖甲所示,輕質(zhì)杠桿可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動,;不計繩重和摩擦的滑輪組,滑輪上所有繩子都是豎直的,繩子拉在小明的手上。小明兩只腳與地面接觸的總面積為,小明不拉繩子站立在水平面上的時候?qū)Φ孛娴膲簭姙?;當小明通過該裝置提起重為的重物并保持杠桿水平靜止時,人對地面的壓強改變了;將如圖乙的底面積為的柱形容器移動到重物正下方并讓重物完全浸沒在容器的液體中(液體未溢出);此時人對地面的壓強再次改變了。求:(1)小明的質(zhì)量;(2)動滑輪的重力;(3)容器中液體對杯底的壓強變化量。25.(2021·重慶巴南·八年級期末)如圖所示,水平地面上放有兩個完全相同的柱形容器,中間通過很細的導管相連,此時閥門K處于關閉狀態(tài),容器底面積均為200cm2、高均為40cm。左側(cè)容器中盛滿水,且放有底面積為100cm2、高為30cm、密度為4.0××103kg/m3的圓柱體A,A已沉底但未與容器底緊密接觸。右側(cè)容器內(nèi)懸吊有底面積為140cm2、高為20cm、重36N的圓柱體B,它的下表面到容器底部的距離為10cm。A和B通過質(zhì)量可忽略的細繩分別懸吊在輕質(zhì)杠桿MN的兩端,已知ON=2OM,杠桿MN始終保持水平平衡。求:(1)物塊A受到的浮力大?。唬?)容器底部對物塊A的支持力大??;(3)打開閥門,待液面靜止后,與閥門打開前相比,圓柱體A對容器底部壓強的變化量。參考答案:1.C【解析】【詳解】為了便于分析,彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關系的圖象線段標上A、B、C、D四個點如下圖:A.由圖象可知,當h=0時,彈簧測力計示數(shù)為9N,此時圓柱體處于空氣中,圓柱體重力G=F拉=9N圖象中CD段圓柱體完全浸入水中,排開水的體積不再改變,受到的浮力不再改變,圓柱體受到的拉力F=3N,則圓柱體受到的最大浮力F浮=G-F=9N-3N=6N故A錯誤;B.圓柱體從B點開始下表面接觸水面,到C點剛好浸沒水中,圓柱體的高度為h=8cm-4cm=4cm故B錯誤;C.圓柱體完全浸沒時,其體積等于排開水的體積,物體的體積圓柱體密度故C正確;D.由圖可知,物體從接觸水面到剛好浸沒時,物體下降了4cm,但同時水面會上升,由于容器底面積未知,所以不能確定圓柱體下表面所處的深度,也就不能確定下表面受到水的壓強,故D錯誤。故選C。2.B【解析】【詳解】A.小球懸浮在丙容器中,則ρ物塊=ρ水如果向丙容器中加入酒精,則液體密度減小,由F浮=ρgV排可知,物塊受到的浮力變小,故A錯誤;B.乙中木塊漂浮水面上,向乙容器中加入鹽水,液體密度增大,小球仍然漂浮在液面上,那么小球受到的浮力等于木塊的重力,小球的重力沒變,小球受到的浮力不變,故B正確;C.水的密度與深度都相同,由液體壓強公式p=ρgh可知水對三個容器底部的壓強p甲=p乙=p丙對容器底的壓力F=pS,由于壓強與容器底面積都相同,則水對容器底的壓力F甲=F乙=F丙故C錯誤;D.在甲容器中,甲容器對于桌面的壓力F甲=G水+G容-------①在乙容器中,由于木塊漂浮,所以F浮木=G木=G排則乙容器對桌面的壓力F乙=G水′+G木+G容=G水′+G排+G容三個相同的容器內(nèi)水面高度相同,所以G水′+G排=G水F乙=G水′+G排+G容=G水+G容------②在丙容器中,由于小球懸浮,所以F浮球=G球=G排′則丙容器對桌面的壓力F丙=G水″+G球+G容=G水″+G排′+G容因為G水″+G排′=G水所以F丙=G水″+G排′+G容=G水+G容-------③所以F甲=F乙=F丙三個容器的底面積相等,由可知,三個容器對桌面的壓強相等,故D錯誤。故選B。3.D【解析】【詳解】A.由圖可知,物體排開水的體積的關系VA排>VB排根據(jù)F浮=ρ水gV排可知物塊受到的浮力F浮A>F浮B故A錯誤;BC.相同的容器內(nèi)水面相平,因為VA排>VB排所以容器內(nèi)水的體積大小關系V甲<V乙根據(jù)m=ρV可知,水的質(zhì)量m甲<m乙物塊和容器的質(zhì)量都相同,總質(zhì)量等于容器、物塊和水的質(zhì)量之和,所以總質(zhì)量的關系m總甲<m總乙由G=mg可知總重力的關系G總甲<G總乙容器對地面的壓力等于總重力,所以此時容器對地面的壓力F甲<F乙容器的底面積相等,由可知,此時容器對地面的壓強p甲<p乙故BC錯誤;D.相同的容器內(nèi)水面相平,根據(jù)p=ρ水gh可知水對容器底部的壓強p水甲=p水乙容器的底面積相等,根據(jù)F=pS可知水對容器底部的壓力F水甲=F水乙故D正確。故選D。4.C【解析】【分析】【詳解】A.由重力的計算公式可得,正方體物塊B的重力G=mBg=400×10-3kg×10N/kg=4N正方體物塊B浸沒在水中,則V排=VB=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3物塊浸沒時受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N繩子的拉力為F=F浮-G=10N-4N=6N故A不符合題意;B.容器內(nèi)水的體積V=Sh-VB=300cm2×30cm-1000cm3=8000cm3=8×10-3m3由可得,水的質(zhì)量m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×8×10-3m3=8kg因不計質(zhì)量的薄壁盛水柱形容器,則容器對水平地面的壓力F=G總=(m水+mB)g=(8kg+0.4kg)×10N/kg=84N故B不符合題意;C.因為物塊浸沒在水中受到的浮力大于重力,因此剪斷繩子后,物塊靜止時,處于漂浮,則F浮′=G=4N由F浮=ρ液gV排得,木塊漂浮時排開水的體積待物塊靜止時物塊露出液面的體積為V露=V-V排′=1×10-3m3-(4×10-4m3)=6×10-4m3=600cm3則水面變化的高度剪斷繩子,待物塊靜止時液體對容器底壓強的變化量故C符合題意;D.剪斷繩子前后,容器對桌面的壓力等于容器、水和物塊B的總重力,所以容器對桌面的壓力不變,受力面積不變,由可知,剪斷繩子,待物塊靜止后水平地面受到的壓強沒有變化,故D不符合題意。故選C。5.C【解析】【分析】【詳解】A.由圖知,當水深為40cm時,A所受浮力為50N,即正方體A、B體積相等,故則正方體A、B的邊長為aA=aB=0.2m=20cm因當A有體積露出水面時,A浸入水中的體積為,浸入水中的深度繩子長度為L=40cm-20cm-12.5cm=7.5cm故A錯誤;B.由圖知,當水深在27.5cm~35cm范圍內(nèi)時,A的浮力不變,可見,A處于漂浮狀態(tài),故A的重力為GA=F浮A′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×20×(27.5-20)×10-6m3=30N故B錯誤;C.當水深為40cm時,繩子拉力為F=F浮A-GA=50N-30N=20N故C正確;D.當水深為40cm時,B對容器底壓力恰好為0,則A、B受到的總浮力等于總重力,即GA+GB=F浮A+F浮B=50N+ρ水gVB=50N+1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=130N當水深為10cm時,B受到的浮力F浮B′=ρ水gV排B′=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×20×10×10-6m3=40NB對容器底壓部的壓力F=GA+GB-F浮B′=130N-40N=90NB對容器底壓強為故D錯誤。故選C。6.C【解析】【詳解】A.由圖乙可知,隨著放水時間的增加,彈簧測力計的示數(shù)F先不變后增加再不變,由F浮=G-F可知,合金塊A受到的浮力先不變后減小,故A錯誤;B.由乙圖可知,當合金塊A全部露出水面后,測力計的示數(shù)即合金塊A的重力為F=G=32N合金塊全部浸入水中時的示數(shù)為F'=22N,則合金塊A最大的浮力為F浮=G-F'=32N-22N=10N故B錯誤;C.由G=mg可得,合金塊A的質(zhì)量m===3.2kg由F浮=ρ水gV排可得V排===1×10-3m3=1000cm3因為此時合金塊A浸沒在水中,所以合金塊A的體積V=V排=1×10-3m3則合金塊A的密度ρ===3.2×103kg/m3故C正確;D.由題意可知,閥門B未打開時容器中水的體積V水=Sh=100cm2×10cm=1000cm3=1×10-3m3所以容器中水的重力G水=m水g=ρ水V水g=1×103kg/m3×1×10-3m3×10N/kg=10N容器的重力G容=m容g=200×10-3kg×10N/kg=2N由圖乙可知閥門B未打開時合金塊全部浸入水中時的示數(shù)為F'=22N,則容器對水平面的壓力F壓=G容+G水+G-F'=2N+10N+32N-22N=22N所以此時容器對水平面的壓強p===2.2×103Pa故D錯誤。故選C。7.B【解析】【分析】【詳解】ABC.因為滑輪組繩子的有效股數(shù),,所以則石料入水前,吊車繩子自由端的拉力石料入水前繩子自由端的拉力功率為石料入水前,分析得解得全部放入水中后,對滑輪,由平衡條件得則故B正確,AC錯誤;D.由圖象可知:石料從接觸水面到沉入水底用時根據(jù)可得,河水的深度河底受到水的壓強故D錯誤。故選B。8.D【解析】【分析】【詳解】A.物塊A的下表面正好與水面相平,此時物塊A受到重力和拉力,此時彈簧伸長了8cm,所以彈簧測力計對物塊A的拉力為8N,所以物塊A的重力為8N,故A錯誤;B.物塊A的邊長為10cm,則物塊A的密度故B錯誤;C.物塊A的密度小于水的密度,所以當加水時,物塊A受到的拉力會減小,彈簧長度會縮短,當物塊A剛好漂浮時,此時物塊A的重力等于受到的浮力,此時物塊A浸入水中的體積則物塊A此時浸入水中的深度為因為此時彈簧測力計的拉力減小了8N,所以彈簧測力計的長度減小了8cm,則物體A剛好漂浮時的注水量為所以若向容器內(nèi)緩慢加入2400cm3的水,此時物塊A剛好漂浮,容器內(nèi)原有水的體積為容器內(nèi)水的總體積為容器內(nèi)水的總重力則容器對桌面的壓強為故C錯誤;D.因為物體A上升了8cm,則物塊A克服重力做功為故D正確。故選D。9.
3︰5
5︰3
15︰14【解析】【詳解】[1]將細線剪斷,木塊最終浮在水面上,浮力等于重力,即F?。紾木根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排G木=m木g=ρ木gV木則ρ液gV排=ρ木gV木木塊有4cm高度高出水面,故代入得[2]剪斷細線前木塊排開水的體積V排′=V木根據(jù)F?。溅岩篻V排可知剪斷細線前后,木塊受到的浮力之比[3]由甲圖可知,將細線剪斷前,水的深度為h前=1cm+10cm+4cm=15cm設木塊的底面積為S,
剪斷細線后,木塊排開水的體積與浸沒時相比減小了ΔV=S×4cm已知容器底面積是木塊底面積的4倍,故水面下降的深度故將細線剪斷后,水的深度為h后=15cm﹣1cm=14cm故剪斷細線前后,水對容器底的壓強比10.
3000
2900【解析】【詳解】[1]水面距容器底的深度為30cm,則容器底部所受水的壓強[2]正方體物塊A浸沒于水中時排開水的體積:則物塊A受到的浮力所以剪斷細線,待物塊A靜止后處于漂浮狀態(tài),則物塊A漂浮時所受浮力;漂浮時木塊漂浮時排開水的體積木塊漂浮時水的深度待A靜止后水對容器底的壓強11.
1400
500
2.8×103kg/m3【解析】【詳解】[1]由圖像知,AB段拉力大小不變,此時石料未接觸水面,且石料以恒定的速度下降,所以拉力與重力是一對平衡力,所以故該石料的重力是。[2]BC段拉力逐漸減小,說明石料慢慢浸入水中,且浸入水中的體積逐漸變大,受到的浮力逐漸變大;CD段拉力不變,說明石料受浮力不變,所以在C點恰好完全浸沒,此時測力計的示數(shù)為900N,所以故浮力為500N。[3]根據(jù)F浮=ρ液gV排,石料的體積所以石料的密度故石料的密度為。12.
0.8×103
100【解析】【分析】【詳解】[1]木塊的重力由受力分析得,木塊浸沒在水中受到的浮力為木塊的體積木塊的密度[2]剪斷細線木塊靜止后,水不溢出,物體受到的浮力減小了1N,由里的相互作用得,容器底部受到的壓力大小減小了1N,容器底部受到水的壓強減小了13.(1);(2)0.5m;(3)10N;(4)見解析【解析】【詳解】解:(1)正方體物塊受豎直向下的重力和沿繩的豎直向下的拉力,豎直向上的浮力,如圖所示:(2)容器中水的深度(3)物塊A全部浸入水中,排開水的體積等于物塊A的體積,受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N(4)物塊A的重力G=F浮-F=10N-4N=6N因為F浮>G剪斷細線時,物塊A上浮。答:(1)如上圖所示;(2)容器中水的深度是0.5m;(3)物塊A受到的浮力是10N;(4)剪斷細線時,物塊A上浮。14.(1)2N;(2)2.8×103kg/m3;(3)200Pa;(4)2150Pa【解析】【詳解】解:(1)由圖乙知,物塊A在未露出水面前彈簧測力計的示數(shù)F1=3.6N物塊A露出水面后彈簧測力計的拉力F2=5.6N則物塊A的重力G=F2=5.6N物塊A浸沒在水中受到的浮力F浮=G-F1=5.6N-3.6N=2N(2)因物體浸沒時排開液體水的體積和自身的體積相等,由F?。溅岩篻V排可得,物塊A的體積由G=mg可得,物塊A的質(zhì)量則物塊A的密度(3)從開始提到物塊A完全離開水面時,水面高度變化量水對容器底部壓強的變化量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa(4)當彈簧測力計提升物塊A,使其一半體積露出水面時,物塊A排開水的體積物塊A此時受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N容器的重力G容=m容g=0.05kg×10N/kg=0.5N水的重力G水=m水g=2kg×10N/kg=20N物塊A對水的壓力等于物塊A受到的浮力,故容器對桌面的壓力F=G容+G水+F浮=0.5N+20N+1N=21.5N容器對桌面的壓強答:(1)物塊A浸沒在水中受到的浮力為2N;(2)物塊A的密度為2.8×103kg/m3;(3)物塊A出水前后,水對容器底部壓強的變化量為200Pa;(4)當彈簧測力計提升物塊A,使其一半體積露出水面時,容器對桌面的壓強為2150Pa。15.(1)40N;(2)16N;(3)2.34×104Pa【解析】【詳解】解:(1)依題意得,木塊浸沒在水中,木塊排開水的體積為木塊受到的浮力(2)由得,木塊的質(zhì)量為木塊的重力為木塊在豎直向下的重力、拉力和豎直向上的浮力的作用下保持靜止,因此繩子對木塊的拉力(3)當繩子斷了,木塊最終漂浮在水面上時,容器對桌面的壓力容器對桌面的壓強答:(1)木塊受到的浮力為40N;(2)繩子對木塊的拉力為16N;(3)當繩子斷了,木塊最終漂浮在水面上時,容器對桌面的壓強為2.34×104Pa。16.(1)1kg;(2)10N;(3)2000Pa;(4)0.8×103kg/m3;(5)2.5N【解析】【詳解】解:(1)根據(jù)重力公式,木塊的質(zhì)量(2)根據(jù)物體的浮沉條件,木塊漂浮在水面上,受到的浮力F?。紾=m木g=10N(3)根據(jù)液體壓強公式p=ρgh又已知木塊下表面所處的深度為0.2m,則物塊下表面受到水的壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa(4)排開水的體積根據(jù)題意已知可得則木塊的密度(5)木塊全部浸沒時受到水的浮力F'?。溅阉甮V排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N木塊浸沒時,根據(jù)力的平衡條件有F'?。紾木+F則需要在木塊上表面施加的壓力F=F'浮﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N答:(1)木塊的質(zhì)量為1kg;(2)木塊浸在水中受到的浮力為10N;(3)若木塊下表面所處的深度為0.2m,則物塊下表面受到水的壓強為2000Pa;(4)這個木塊的密度為0.8×103kg/m3;(5)若使木塊全部浸沒在水中,需要在木塊上表面施加2.5N的壓力。17.(1)2.5kg;(2)1×10-3m3;(3)2×103kg/m3;(4)2.2×103Pa【解析】【詳解】解:(1)由圖可知,D點時F剛好等于41N,AB之間的繩子斷掉,只有物體A在繩子上,故解得正方體A的質(zhì)量為(2)由圖可知,AB段是物體A出水面的過程,BC段中物體B處于浸沒狀態(tài),CD段是物體B出水面的過程,由稱重法知道,在A點時(GA+GB)-(FA浮+FB浮)=FA=25N在B點時(GA+GB)-FB浮=FB=35N由以上兩式解得FA浮=10N;由知道,物體A的體積(3)因為A、B兩物體的體積相同,所以物體A、B浸沒時受到的浮力相等,即物體B浮力為FB浮=FA浮=10N將FB浮
10N、代入解得GB=20N;因為A、B兩物體的體積相同,所以,物體B的體積VB=VA=1×10-3m3正方體B的密度(4)A、B邊長為由圖乙知道,從B到C的過程中拉力的大小不變,由此可知,B點是物體A的下表面剛好離開水面的時候,C點是物體B的上表面剛好到達水面的時候,C點時水的深度h′=13.5cm+10cm=23.5cm=0.235m設在D處時物體B受到的浮力為FB浮′,在D點時,有(GA+GB)-FB浮′=FD=41N將GA=25N、GB=20N代入,解得FB浮′=4N,則此時物體B的排水量根據(jù)題意知道,容器內(nèi)部底面積S容=4S正=4l2=4×(0.1m)2=4×10-2m2則物體B露出體積VB露=VB-VB排′=1×10-3m3-4×10-4m3=6×10-4m3從C處到D處時液面下降的高度水的最小深度水對容器底部最小壓強答:(1)正方體A的質(zhì)量為2.5kg。(2)正方體A的體積為1×10-3m3。(3)正方體B的體積為1×10-3m3。(4)對底部壓強的最小值為。18.(1)0.8kg;(2)1.2×103kg/m3;(3)2550Pa【解析】【分析】【詳解】解:(1)由G=mg可得,物體質(zhì)量m==0.8kg(2)物體受到的浮力為F浮=G﹣F拉=8N﹣3.2N=4.8N因為物體浸沒,所以物體排開液體的體積V排=V物=Sh=80cm2×5cm=400cm3=4×10-4m3由F?。溅岩篻V排得液體的密度為ρ液==1.2×103kg/m3(2)液體的體積V液=800cm2×20cm=16000cm3=1.6×10-2m3液體的重力G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/m3×1.6×10-2m3×10N/kg=192N容器對桌面的壓力F=(G液+G容器+G)﹣F拉=(192N+7.2N+8N)﹣3.2N=204N受力面積S=800cm2=0.08m2容器對桌面的壓強為p==2550Pa答:(1)物體的質(zhì)量為0.8kg;(2)筒內(nèi)液體密度為1.2×103kg/m3;(3)物體浸沒時,容器對桌面的壓強為2550Pa。19.(1)8×10﹣4m3;(2)0.2kg;(3)200Pa【解析】【分析】【詳解】解:(1)在圖甲中,木塊漂浮,則木塊受到的浮力F?。紾木=m木g=0.8kg×10N/kg=8N浸在水中的體積V浸=V排==8×10﹣4m3(2)木塊全部浸沒時排開水的體積V排′=V木==1×10﹣3m3木塊全部浸沒時所受浮力F浮′=ρ水V排′g=1×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=10N此時木塊和金屬塊的整體漂浮,總重力G總=F浮′=10N則金屬塊的重力G金屬=G總﹣G木=10N﹣8N=2N金屬塊的質(zhì)量m金屬==0.2kg(3)正方體木塊的邊長L==0.1m由題知金屬塊的底面積等于木塊的底面積,為S=0.1m×0.1m=0.01m2金屬塊對木塊的壓力F=G金屬=2N金屬塊對木塊的壓強p==200Pa答:(1)圖甲中木塊浸在水中的體積是8×10﹣4m3;(2)金屬塊的質(zhì)量是0.2kg;(3)金屬塊對木塊的壓強是200Pa。20.(1)12kg;(2)0.8×103kg/m3;(3)400Pa;(4)4N【解析】【分析】【詳解】解:(1)薄壁圓柱形容器底面積S=4×10-2m2,裝有0.3m深的水,水的體積V水=Sh=4×10-2m2×0.3m=1.2×10-2m3由密度公式可得,水的質(zhì)量m水=ρ水V水=1×103kg/m3×1.2×10-2m3=12kg(2)物體A漂浮于水面,則F浮=G物根據(jù)阿基米德原理和G=mg=ρVg可得ρ水gV排=ρAgVA即ρ水g(1﹣)VA=ρAgVA所以ρA=ρ水=×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3(3)物體A的體積VA==2×10-3m3物體A漂浮在水中,則V排=(1﹣)VA=×2×10-3m3=1.6×10-3m3所以,液面上升的高度Δh==4×10-2m則容器底增大的壓強Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m=400Pa(4)物體A恰好浸沒水中靜止,則A受到的浮力F浮′=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20NA受到的重力G=mg=1.6kg×10N/kg=16N物體A在水中靜止,則受力平衡,所以F浮′=G+F壓所以F壓=F浮′﹣G=20N﹣16N=4N答:(1)容器中水的質(zhì)量為12kg;(2)物體A的密度為0.8×103kg/m3;(3)放入A后如圖乙,容器底部受到水的壓強比圖甲增大400Pa;(4)給物體A施加一個豎直向下的力F使物體A恰好浸沒水中靜止,力F的大小為4N。21.(1)2500Pa;(2)0.8×103kg/m3;(3)5×10﹣4m3【解析】【分析】【詳解】解:(1)O點的深度為h=30cm﹣5cm=25cm=0.25m則O點受到的水的壓強為pO
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