2023 浮力中考训练
一、单选题
1 .如图所示为甲、乙、丙三个物体在水中的情景,下列说法正确的是 ( )
A . 甲物体上浮,不受重力作用
B .乙物体悬浮,所受浮力等于重力
C .丙物体下沉,不受浮力作用
D .三个物体中, 甲的密度最大
2 .分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个体积相等的小球,将它们放入水中,三个
小球静止时位置如图所示, 以下判断正确的是 ( p铜 > p铁 > p水 > p木 ) ( )
A .乙小球一定是空心的
B . 甲小球一定是空心的
C .丙小球所受浮力大于乙小球所受浮力
D .丙小球的质量小于乙小球的质量
3 . 甲乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水放置在水平桌面上,将同一个鸡蛋先
后放入其中。当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示。则 ( )
A . 甲杯底部所受的液体压强较大
B .乙杯对水平桌面的压强较小
C .鸡蛋在乙杯中排开盐水的重力较大
D .乙杯中盐水的密度较大
4 .两个相同的圆柱形容器置于水平桌面上,容器中分别盛有体积相等的甲、乙两种液
体,A、B 是两个质量相等的实心均匀物块,静止时如图所示,下列判断正确的是( )
A .液体的密度p甲 < p乙
B .物块受到的浮力F浮甲 < F浮乙
C .液体对容器底部的压强p甲 > p乙
D .容器底部对桌面的压力F甲 = F乙
5 .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 . 甲下表面受到水的压强等于乙下表面受到水的压强
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D . 甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力
6 .同一支密度计分别放在甲、乙两种不同的液体中,静止后如图所示,密度计受到的
浮力分别为 F 甲、F 乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则 ( )
A.F 甲=F 乙,ρ 甲>ρ乙
B.B .F 甲=F 乙,ρ甲<ρ乙
C.F 甲D.D .F 甲>F 乙,ρ甲=ρ乙
7 .如图所示,小明在家帮助妈妈洗碗时发现,同一只瓷碗既可以漂浮在水面上,也可
以沉入水底.下列说法正确的是 ( )
A .瓷碗漂浮在水面上时,所受浮力大小等于其重力大小
B .瓷碗能漂浮在水面上,说明瓷碗的密度比水小
C .瓷碗沉入水底时所受浮力比漂浮时大
D .瓷碗沉入水底时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积
8 .一薄壁柱型容器重力为 20N ,底面积为 200cm2 ,装有 104cm3 的水。用体积和质量不
计的细线将 A 、B 连在一起,放入水中静止如图。水面上升了 6.5cm ,物体 B 的重力为 6N ,体积为 400cm3 .若把细线剪断后,最终 A 、B 处于静止状态。则下列说法错误的
是 ( )
A .物体 A 的体积为 900cm3
B .细线剪断后,水面又下降 1cm
C .细线剪断前,容器对桌面的压强为 6650Pa
D .细线剪断后,容器对桌面的总压力变化了 2N
9 .如图所示,a 、b 、c 是三个实心小球,其中 a 和 b 质量相等,b 和 c 体积相等,放入 水中后,a 球漂浮,b 球悬浮,c 球沉底,则下列判断正确的是 ( )
A .它们的体积关系是:Va< Vb= Vc
B .它们的重力关系是:Ga=Gb=Gc
C .它们所受的浮力关系是:Fa=Fb=Fc
D .它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc
10.放在水平桌面上的两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的 A、
B 两个实心小球分别放入两液体中, 甲液体中两球沉底,如图 a ,乙液体中两球静止时
的情况如图b ,则下列说法正确的是 ( )
A .A 的质量等于 B 的质量
B . 甲液体的密度p甲 大于乙液体的密度p乙
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C .A 球在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中受到的浮力
D .在甲、乙两种液体中容器对 B 的支持力大小相等
11.弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力 计示数的 ,这个物体的密度是 ( )
A . 103 kg / m3 B . 103 kg / m3 C . 3 103 kg / m3 D . 103 kg / m3
12.如图所示,体积相同、形状不同的木球 A ,铝片 B ,铁块 C ,全都浸没在水中,下 列选项中正确的是 ( )
A .铁的密度大,铁块受到的浮力最大
B .铝片面积大,水对它向上的压力也大,铝片受到的浮力最大
C .由于木球要上浮,所以木球受到的浮力最大
D .三个物体受到的浮力一样大
13.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甲 p乙 p丙
D .三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p甲' p乙' = p丙'
14.如图是“寻梦”学习小组制作的潜水艇模型,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,
就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气,使其从如图所示的位置下沉 (胶管在水中的
体积忽略不计) ,下列分析正确的是 ( )
A .“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
B .“潜水艇”排开水的重力保持不变
C .“潜水艇”顶部受到水的压强保持不变
D .“潜水艇”总重不变
15.如图所示,A 和 B 为由铜和铁制成的实心球,它们的体积相同,此时杠杆恰好水平
平衡,若将它们同时浸没在水中,则 ( )
A .杠杆仍然保持平衡
B .杠杆不能平衡,A 下沉
C .杠杆不能保持平衡,B 下沉
D .无法确定
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16.如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出水口水无法排出,则该小球 ( )
A .仍受水的浮力,但不受水对它的压力
B .不受水的浮力,也不受水对它的压力
C .不受水的浮力,但受水对它的压力
D .无法判断
17.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 = 0.6 103 kg/m3 ,容器的底面积为
200cm2 , g = 10N/kg ,下列说法中正确的是 ( )
A .随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B .容器中的液体可能是水
C .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 3cm
18.如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为 800g , 杯的底面积为 100cm2 。现将一个质量为 600g ,体积为 400cm3 的实心物体 A 用细线吊
着,然后将其一半浸入烧杯的水中 (烧杯厚度不计,水未溢出,g 取 10 N/kg) 。则下列 说法错误的是 ( )
A .物体 A 未放入烧杯前烧杯对台秤的压强为 800Pa
B .物体 A 一半浸入水中后,物体 A 所受到的浮力 2N
C .物体 A 一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压力为 14N
D .物体 A 一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强 1000Pa
19.在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆 B 的下端通过力
传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体 A 固定,不计细杆 B 及连接 处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆 B 的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器 中加水,当水深为 13cm 时正方体 A 刚好浸没,力传感器的示数大小 F 随水深变化的图
像如图乙所示。(g= 10N/kg) ( )
A .物体 A 所受到的重力 10N
B .竖直细杆 B 的长度为 10cm
C .当容器内水的深度为 4cm 时,压力传感器示数为 1N
D .当容器内水的深度为 9cm 时,压力传感器示数为零
20.在水平桌面上放有一薄壁柱形容器,底面积为 100cm2 ,将一个重力为 2.5N ,底面
积为 40cm2 ,高为 10cm 柱形玻璃杯 A 漂浮于水面,底部连接有一个实心金属块 B ,B
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的密度为 2×103kg/m3 ,细线未拉直,如图甲所示。然后向容器中注水,细线拉力随时间 变化图像如图乙所示 (容器无限高,g=10N/kg),最后 A 、B 两物体在水中处于静止状 态 (B 未与底部紧密接触,细线不可伸长且质量体积忽略不计) ,则下列说法错误的是
( )
A .注水前,玻璃杯 A 所受浮力的大小 2.5N
B .注水前,水对玻璃杯 A 底部的压强大小 625Pa
C .向容器中注水时,t1 时刻到 t2 时刻加水的体积为 50cm3
D .B 物体的重力为 2N
21.一个长方体木块通过细线与空杯底部相连,先置于空杯的底部 (不粘连),如图甲 所示;再缓慢注入水,使得木块上浮,最终停留在水中,如图乙所示。已知木块所受浮
力的大小随杯中水的深度变化如图丙所示,则下列说法不正确的是 ( )
A .木块的重力为 1.6N
B .木块完全浸没时受到的浮力为 2N
C .木块的密度为 0.8×103kg/m3
D .细线对木块的最大拉力为 2N
22.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
(容器高度足够),杆上端固定不动。如图甲所示,已知物体底面积为 80cm2 ,若 ρA=0.5g/cm3,现缓慢向容器内注入适量的水,水对容器底部的压强p 与注水体积 V 的变
化关系如图乙所示,下列说法正确的是 ( )
A .容器底面积为 100cm2
B .物体恰好浸没时下底面所受到的压强为 1400Pa
C .物体恰好浸没时杆对物体的力为 5.2N
D .当液体对容器底部的压强为 2000Pa 时,加水体积为 850cm3
23.如图甲所示的力学装置,杠杆 OAB 始终在水平位置保持平衡,O 为杠杆的支点, OB=2OA ,竖直细杆 a 的上端通过力传感器相连在天花板上,下端连接杠杆的 A 点,竖 直细杆 b 的两端分别与杠杆的B 点和物体 M 固定,水箱的质量为 0.8kg,底面积为 200cm2, 不计杠杆、细杆及连接处的重力,力传感器可以显示出细杆 a 的上端受到作用力的大小,
图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像,则 ( )
A .物体 M 的密度为 0.6×103kg/m3
B .当传感器示数为 0N 时,加水质量为 1.4kg
C .当加水质量为 1.8kg 时,容器对桌面的压 强为 1900Pa
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D .加水质量为 2kg 时,水对水箱底部的压力为 31N
三、填空题
24.一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静 止后饮料瓶的状态如图所示,小明根据饮料瓶在液体中的状态立马就判断出甲、乙两种 液体的密度大小关系为ρ甲>ρ乙,请你分析并推测小明判断的依据是:______ ; 甲液体对 容器底部的压强 P 甲______ (选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体对容器底部的压强 P 乙。
25.完全相同的甲、乙圆柱形容器放在水平桌面上,分别盛有质量相等的两种液体,相 同的小球 A 、B 分别放入两容器中,静止后如图所示,则甲、乙容器中液体的密度关系 为p甲 ______ p乙 ,甲、乙两容器对桌面的压强p甲 ______ p乙 (均选填“大于”“小于”或“等
(
于
”
)
)。
26.如图所示,若两容器中液面相平,A、B 两球体积相同,甲液体对容器底的压强______ 乙液体对容器底的压强;在甲液体中,容器底对小球 A 的支持力______容器底对小球 B 的支持力;盛有甲液体的容器对桌面的压力______盛有乙液体的容器对桌面的压力 (均 选填“大于”“小于”或“等于”)。
27.将同一支密度计分别置于甲、乙两种液体中,静止后如图所示,由密度计在甲液体 中受到的浮力_______在乙液体中受到的浮力,可知甲液体密度________ 乙液体的密度 (前两空均选填“小于”“等于”或“大于”) ,因此密度计的刻度值从上向下逐渐________ (选填“变小”或“变大”)。
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28.如图所示,某圆柱形容器装有适量的水,底面积为 20cm2 ,将用细线悬挂的物体 A 的一半浸入水中且保持静止不动时 (如图甲所示),磅秤示数为 100g;将细线剪断后物 体 A 沉入水中且最后静止在水底 (如图乙所示) ,此时磅秤示数为 180g ,且测得此时 容器内液面比甲图中液面上升了 2cm。则图乙中物体 A 对容器底的压力为_________N。
(g 取 10N/kg)
29.轮船在码头上卸下货物后,受到的浮力与原来相比______ (填“变大”、“变小”或“不 变”) 。在远洋轮船的船舷上,一般都漆着 5 条“吃水线” ,又称“载重线” ,如图所示。其 中标有 W 的是北大西洋载重线,标有 S 的是印度洋载重线,由图可知,北大西洋海水
密度______ (填“大于” 、“小于”或“等于”) 印度洋海水密度。
30.如图甲所示,一重 4N 、底面积为 100cm2 的容器放在水平桌面上,容器上部和下部 都是正方体,底部中央固定有一根沿竖直方向的轻杆(轻杆的体积和质量均不计) ,轻杆 的上端连接着密度为 0.6g/cm3 的圆柱体 A 。现向容器中加水,控制水以 10cm3/s 的速度 流入,同时开始计时直至圆柱体 A 浸没时停止加水,水对容器底的压力 F 随时间 t 变化 的规律如图乙所示。则圆柱体 A 刚好浸没时水对容器底部的压强为_______Pa,当 t=95s
时,容器对桌面的压强为_______Pa。
四、实验题
31.(1) 如图是小亮同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
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①比较图乙和图丙,可以得出结论:同种液体,深度越深,液体的压强越______ (选填 “小”或“大”);
②比较图乙和图丁,得出“液体密度越大,液体的压强越大”的结论,你认为小亮的判断 是______ 的 (选填“合理”或“不合理”);
(2) 小亮还通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验:
①对 A 、C 、D 三图中的实验现象和数据进行分析,得出下列结论:物体浸没后,浮力 的大小与深度______ (选填“有关”或“无关”);
②分析 D 、E 两图中的实验现象和数据,可得出结论:物体受到的浮力大小还与液体的
______有关;
③根据图中的数据计算出物体的密度为______kg/m3 ,如考虑物体具有吸水性,则计算 的结果比物体的真实密度偏______ (选填“小”或“大”)。
32.图 1 是某兴趣小组的同学“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,弹簧
测力计下悬挂的是一个圆柱体,F1、F2、F3、F4,是弹簧测力计的示数,且 F1>F2>F3=F4。
(1) 如图 1 所示,为了探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,应选择________ 两图;
(2) 该小组同学通过比较 F2 和 F3 的大小,得到“浮力大小与物体浸入液体中的深度有 关”的错误结论,原因是_________;
(3) 该小组同学绘制了弹簧测力计对圆柱体的拉力和圆柱体所受浮力随圆柱体下表面
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所处深度变化的图像,如图 2 所示。分析图像可知:图像________ (填“a”或“b”) 是圆 柱体所受浮力随圆柱体下表面所处深度变化的图像,圆柱体所受的重力是_______N , 圆柱体的密度是________kg/m3;
(4) 图丁中容器底对圆柱体的支持力比图丙中容器底对圆柱体的支持力小________N。
五、计算题
33.如图所示,一容器放在水平桌上,容器内装有 30cm 深的水,(p水 = 1.0 103 kg / m3 , g 取 10N/kg) 求:
(1) 水对容器底的压强;
(2) 如果将体积为200 cm3 、密度为0.75 103kg / m 3 的木块放入水中,待木块静止后,
浸在水中的体积有多大?
(3) 取出木块,再将体积为100 cm3 ,重 2.2N 的一块固体放入水中,当固体浸没在水
中静止时,容器底部对它的支持力有多大?
34.如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重 200N,水深为0.6m ,
木块的体积为4dm3 ,木块的密度为0.6 103 kg/m 3 ,试求:(g 取 10N/kg)
(1) 水对容器底部的压强;
(2) 木块受到的浮力;
(3) 若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大。
35.如图所示,正方体 A 的边长为 10cm ,在它的上面放一个重为 2N 的物体 B ,此时
正方体 A 恰好没入水中,已知g = 10N/kg , p水 = 1.0 103 kg/m3 。求:
(1) 正方体 A 底部受到水的压强;
(2) 正方体 A 受到的浮力的大小;
(3) 正方体 A 的密度。
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36.台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为 1000g ,烧杯的底面 积为 100cm2 ,将一个质量为 600g ,体积为 300cm3 的长方体实心物体 A 用细线吊着, 然后将其一半浸入烧杯的水中 (烧杯的厚度忽略不计,杯内水没有溢出,g= 10N/kg) 。 求:
(1) 当物体 A 的一半浸入水中后,细线对物体 A 的拉力有多大?
(2) 此时台秤的示数为多少?
(3) 烧杯对台秤的压强为多大?
37.如图甲所示,底面积为 500cm2 四方体石料,在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒 定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t 变化的图像,若不 计水的阻力,(已知:g= 10N/kg,ρ水= 1×103 kg/m3 ) 求:
(1) 石料全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2) 石料的体积是多少?
(3) 石料的密度是多少?
(4) 石料浸入水中一半时,水对石料底的压强
是多少?
38.如图甲所示,A 、B 为不同材料制成的体积相同的实心正方体、浸没在盛有水的薄 壁圆柱形容器中,容器底面积是正方体下表面积的 4 倍,现在沿竖直方向缓慢匀速拉动 绳子,开始时刻,A 的上表面刚好与水面相平,A 、B 之间的绳子细直,B 在容器底部 (未与容器底部紧密接触),A 上端绳子的拉力是 F,F 随 A 上升的距离 h 变化的图像 如图乙所示,且当 F 刚好等于 41N 时,AB 之间的绳子断掉。绳的质量和体积忽略不计,
求:
(1) 正方体 A 的质量;
(2) 正方体 B 的密度;
(3) 整个过程中,水对容器底部压强的最小值。
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39.如图甲,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,液面距容器底距离为 30cm 。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,已知木块密度
p = 0.5 103 kg/m3 ,容器的底面积为 200cm2,g 取 10N/kg 。根据以上信息,请解决下列
问题:
(1) 第 0 秒时,木块 A 受到的浮力多大?
(2) 容器中液体的密度多大?
(3) 第 50 秒时,液体对容器底的压强多大?
(4) 50 秒内从容器中抽出液体的质量是多少?
40.如图所示,花岗岩石块甲、乙体积之比为 12:3 ,将它们分别挂在轻质硬棒 AB 的两 端,当把石块甲浸没在水中时,硬棒恰能水平位置平衡。然后将甲石块从水中取出,拭
干后浸没在液体丙中,调节石块乙的位置到 C 处时,硬棒在水平位置再次平衡,且 OC
=2OA 。(已知花岗岩的密度ρ=2.6×103kg/m3 ) 。求:
(1) AO:OB;
(2) 液体丙的密度。
41.如图所示,底面积为 200cm2 圆柱形容器中有 1kg 的水,物体 A 是重力为 4N 、高为 10cm 、横截面积为 50cm2 的圆柱体,物体 B 为重 26N ,边长为 10cm 的正方体。用轻质 弹簧将 A 、B 连接,再用一根细线将物体 B 固定在天花板上,此时 A 的下表面刚与水 面接触。已知弹簧的原长为 20cm,弹簧受到 1N 的力时形变量为 1cm。现往容器内缓慢 加水,当所加水的体积为 2000cm3 时,弹簧恰好恢复原长,停止加水。(细线体积忽略 不计且不可伸长,轻质弹簧在弹性限度范围内 A 、B 不吸水) 求:
(1) 此时物体 A 受到的浮力为多少N?
(2) 加水后,水对容器底部的压强增大多少 Pa?
(3) 若将细线剪断,A 、B 在竖直方向运动,静止时,B 有一部分浸在水中。则此时水 试卷第 11页,共 13页
对容器底部的压强为多大?
42.如图甲,高度足够高的圆柱形容器,高处有一个注水口,以 20cm3/s 的速度均匀向 内注水,容器正上方天花板上,有轻质硬细杆 (体积忽略不计) 粘合着实心圆柱体 A,
圆柱体 A 由密度为 0.6g/cm3 的不吸水复合材料制成,体积为 400cm3 。图乙中坐标记录
了从注水开始到注水结束前的 25s 内,水面高度h 的变化情况,根据相关信息,求 (g 取 10N/kg):
(1) 未注水时,轻质细杆对圆柱体 A 的拉力;
(2) 第 15s 时,水面高度 h2;
(3) 轻质细杆对圆柱体 A 的作用力为 0N 时,
水对容器底的压强。
六、综合题
43.在学习了“浮力”的知识后,同学们对浮力在生产、生活中的应用产生了浓厚的兴趣, 纷纷利用课余时间查找资料进行深入了解。以下为小延同学和小安同学的查找到的部分 资料,请根据资料和自己的知识储备回答问题:
小延的收获:半潜船可用来运输超大型货物:
空载时漂浮于海面,如图 1 (a ) 所示;
②装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下,如图 1 (b) 所示;
③待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成 货物装载,如图 1 (c ) 所示。
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(1) 以下选项能正确表示同一艘半潜船从图 1 (a ) 到图 1 (c ) 受到的浮力变化的是
。
________
A .B .C .D .
小安的收获:港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥,它由桥梁和海底隧道组成,如图 2 所示。
①隧道由钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,沉管两端密封; ②用船将密封沉管拖运到预定海面上,向其内部灌入海水使之沉入海底,并在水中进行 对接;
③当密封沉管中下沉到海底后,其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全 部抽出。
(2) 下沉到海底后并抽出其中海水的密封沉管不会再上浮的原因是:________。
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参考答案:
1 .B
【详解】A .地球附近的一切物体都受重力的作用,因此甲物体上浮时,受重力作用,故 A 错误;
B .根据图示可知,乙物体悬浮,因此所受浮力等于重力,故 B 正确;
C .浸在液体中的物体受浮力的作用,丙物体下沉,是因为所受重力大于浮力,故 C 错误;
D . 甲物体上浮时,物体的密度小于水的密度;乙物体悬浮时,物体的密度等于水的密度;
丙物体下沉时,丙物体的密度大于水的密度,因此丙的密度最大,故 D 错误。 故选 B。
2 .A
【详解】A .乙小球是铜制成,在水中是悬浮,则p乙球 = p水 ,由于p铜 > p水 ,所以,乙小球
一定是空心的,故 A 正确;
B .甲小球是木头制成,在水中是漂浮,则p甲球 < p水 ,由于p水 > p木 。所以,不能判断甲小
球是否是空心,故 B 错误;
C .已知三个小球的体积相等,由图可知:排开水的体积 V 乙排= V 丙排= V 球
根据阿基米德原理F浮 = p液gV排 可知受到水的浮力 F 乙浮=F 丙浮,故 C 错误;
D .由于乙球悬浮、丙球沉底,则根据物体的浮沉条件可知 F 乙浮=G 乙,F 丙浮由于 F 乙浮=F 丙浮,所以,G 乙故选 A。
3 .D
【详解】AD. 由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为p液 > p物 时
物体漂浮,p液 = p物 时物体悬浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,且两杯中 液面相平,由p = pgh 可知,所以乙杯底受到压强大于甲杯底受到压强,故 A 不符合题意, D 符合题意;
B .根据图示可知,V甲 < V乙 ,而乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,由m = pV 可知,
液体乙的质量大于液体甲的质量,因此乙容器的总质量较大,因为桌面受到的压力等于容器、 答案第 1页,共 36页
鸡蛋以及液体的总重力,因此乙容器对桌面的压力较大,又因为受力面积相同,由p = 可
得,乙杯对水平桌面的压强较大,故 B 不符合题意;
C .因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理原理可知, 鸡蛋在甲、乙杯中排开盐水的重力相等,故 C 不符合题意。
故选 D。
4 .C
【详解】B .由图可知,A 、B 两个物体都漂浮在液面上,根据物体的浮沉条件可知,受到 的浮力等于自身的重力,物块 A 、B 的质量相同,则重力相同,所以 A 、B 受到的浮力是相 等的,B 错误;
A .依题意得,两容器相同,液体体积相等,所以两容器原来液面等高,放入物体后,甲液 面低,说明A 排开液体的体积要小于 B 排开液体的体积,AB 浮力相同,根据F浮 = p液 gV排 可
知, 甲液体的密度要大于乙液体的密度,即
p甲 > p乙
A 错误;
C .液体的体积相同,液体密度
p甲 > p乙
根据m = pV 可知,液体的质量
m甲 > m乙
由图可知,该容器为柱形容器,则液体对容器底部的压力等于液体的重力,由于液体的质量
m甲 > m乙
则液体的重力
G甲 > G乙
物块 A 、B 的重力相同,则液体和物块对容器底部的压力
F甲 > F乙
容器底面积相同,根据p = 可知,液体对容器底部的压强
p甲 > p乙
C 正确;
答案第 2页,共 36页
D .容器对桌面的压力等于容器的重力、液体的重力以及物块重力之和,由于液体的重力 G甲 > G乙 、容器的重力相同、物块的重力相同,所以容器底部对桌面的压力F甲 > F乙 ,D 错误。 故选 C。
5 .D
【详解】A .由图可知,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
由于两正方体质量相等,重力相等,所以浮力相等,故 A 错误;
B .物体悬浮时
p物 = p液
物体漂浮时
p物 < p液
甲悬浮在水中,乙漂浮在水面上,所以
p甲 = p水 > p乙
故 B 错误;
C .由图知甲的下表面所处的深度更深,根据p = p液gh 可知, 甲下表面受到水的压强大于乙 下表面受到水的压强,故 C 错误;
D .根据
(
浮
向上 向下
)F = F 一 F
可知物体下表面受到向上的压力
(
向上
浮 向下
)F = F + F
由于甲悬浮,乙漂浮,则
(
甲
向下
,
乙向下
)F > 0 F = 0
所以
(
甲
向上 乙向上
)F > F
故 D 正确。
故选 D
答案第 3页,共 36页
6 .B
【详解】由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,浮力等于重力,由于同一支密度 计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即 F 甲=F 乙;由于甲中密度计排 开液体的体积大于乙中排开液体的体积,所以根据 F 浮=ρgV排可知, 甲液体的密度小于乙液
体的密度,即ρ甲<ρ乙,故 B 符合题意,ACD 不符合题意。
故选 B。
7 .A
【详解】A .瓷碗漂浮在水面上时,由浮沉条件可知,浮力与重力大小相等,所受浮力大小 等于其重力大小,A 正确;
B .瓷碗是中空的,其漂浮在水面上,只能说明瓷碗和内部空气的平均密度比水小,B 错误; C .瓷碗沉入水底时,所受浮力小于其重力,因此瓷碗沉入水底时所受浮力比漂浮时小,C 错误;
D . 由F浮 = p水 gV排 可知,瓷碗浸没后,排开水的体积小于漂浮时排开水的体积,D 错误。
故选 A。
8 .D
【详解】A .已知 AB 悬浮,则
V 排总=S 容h=200cm2 ×6.5cm=1300cm3=1.3×10 ﹣ 3m3
则物体 A 的体积为
V 排总- VB=1300cm3-400cm3=900cm3
故 A 正确,不符合题意;
B .根据
F 浮总=ρ水gV排总=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×1.3×10﹣ 3m3=13N 已知 AB 悬浮,则 AB 受到的总重力等于其浮力,即有
GAB=F 浮总=13N
GA=GAB-GB=13N-6N=7N
则
F 浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×9×10﹣ 4m3=9N
因为 F 浮A>GA ,又
F 浮B=ρ水gV排B=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×4×10﹣ 4m3=4N
答案第 4页,共 36页
因为 F 浮B<GB ,所以细线剪断后,A 上浮,最后漂浮,B 下沉,A 漂浮时,有
F 浮A1=GA=7N
由 F 浮=ρgV排可得,此时排开水的体积为
(
排
A
1
p
水
g
1.0
10
3
kg/m
3
10N/kg
)V = F浮A1 = 7N = 7 10﹣4m3=700cm3
排开水的体积减小值为
V排A=V排A V排A 1=9 10﹣4m3 7 10﹣4m3=2 10 ﹣4m3
水面又下降值为
h 排A = =0.01m=1cm
故 B 正确,不符合题意;
C .水的体积为
V 水=104cm3=1×10 ﹣ 2m3
由ρ = 可得,水的质量为
m 水=ρ水 V 水=1.0×103kg/m3 ×1×10﹣ 2m3=10kg
水的重力为
G 水=m 水g=10kg×10N/kg=100N
细线剪断前,容器对桌面的压力
F 总=G 容+GAB+G 水=20N+ 13N+ 100N=133N
容器对桌面的压强为
p = = = 6650Pa
故 C 正确,不符合题意;
D .细线剪断后,A 上升、B 下沉,容器底部受到的压力为 G 水+GA+GB ,所以容器对桌面 的总压力不变,故 D 错误,符合题意。
故选 D。
9 .C
【详解】A .由图可知,a 漂浮,b 悬浮,则 V 排a< Va ,V 排b= Vb ,因为当物体的重力等于受到 的浮力时物体悬浮或漂浮,所以 Fa=Ga,Fb=Gb ;因为 a 与 b 质量相等,则物体的重力相等, 所以浮力 Fa=Fb ,根据 F 浮=ρgV排可知,V 排a= V 排b ,所以 Va> Vb ,由题干可知:Vb= Vc ,所以
答案第 5页,共 36页
Va> Vb= Vc
故 A 错误;
B .因为 b 悬浮,c 沉入底部,所以 Fb=Gb,FcGa=Gb故 B 错误;
C .由上分析可知:浮力
Fa=Fb=Fc
故 C 正确;
D .因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬 浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,所以根据 a 漂浮、b 悬浮、c 沉入底 部可知
ρa<ρb<ρc
故 D 错误。
故选 C。
10.C
【详解】B .在甲液体中,两球都沉底,所以 A 、B 的密度都比甲液体的大。在乙液体中, A 球漂浮,B 球沉底,比较可知
pB > p乙 , pA < p乙
所以可得两种液体及两球密度关系为
p乙 > p甲 , pB > pA
故 B 错误;
A .两个小球的体积相同,根据m = pV 可知,A 的质量小于 B 的质量,故 A 错误;
C .由图可知,在甲液体中A 球下沉,则GA > FA浮甲 ,在乙液体中A 球漂浮,则 GA = FA浮乙 , 所以FA浮甲 < FA浮乙 ,故 C 正确;
D .B 在甲、乙液体中均下沉,根据F浮 = p液gV排 ,可判断小球 B 在乙液体中受到的浮力大
于在甲液体中受到的浮力FB浮甲 < FB浮乙 ,容器对 B 的支持力为
答案第 6页,共 36页
F支 = GB 一 FB浮
甲液体中容器对 B 的支持力大于乙液体中容器对 B 的支持力,即F支甲 > F支乙 ,故 D 错误。
故选 C。
11.D
【详解】设物体在空气中弹簧测力计示数为 G,根据称重法测浮力和阿基米德原理,则物体
所受浮力
F浮 = p水gV排 = G 一 = G
物体排开水的体积即物体的体积等于
V = V排 = = pg
物体的密度
p = = = g pg = p 水 = 103 kg/m3
故 ABC 不符合题意,D 符合题意。
故选 D。
12.D
【详解】根据阿基米德原理,F 浮=ρ液gV排可知,三个物体浸没在同一种液体中,三个物体体 积相同且全部浸没,所以液体的密度和排开液体的体积都相等,因此三个物体受到的浮力一
样大。故 ABC 错误,D 正确。
故选 D。
13.D
【详解】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
ρ甲>ρ丙>ρ乙
由p = 知道,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,则由图知道排开水的体积关系
答案第 7页,共 36页
V 甲排= V 球
V 乙排<V球
V 丙排= V 球
所以
V 甲排= V 丙排>V 乙排
由F浮 =p液V排g 知道
F 甲=F 丙>F 乙
故 B 错误;
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,由p = pgh 知道,烧杯 底部受到水的压强相等,即
p 甲=p 乙=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
G 排=F 浮
据此知道
F′甲=G 容器+G 水+G 甲-G 排甲=G 容器+G 水+G 甲-F 甲
F′乙=G 容器+G 水+G 乙-G 排乙=G 容器+G'水+G 乙-F 乙
F′丙=G 容器+G 水+G 丙-G 排丙=G 容器+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
G 甲>F 甲
G 乙=F 乙
G 丙=F 丙
所以
F′甲>F′乙=F′丙
由于容器的底面积相同,由p = 知道,烧杯底部对桌面的压强的关系是
(
' '
'
)p甲 > p乙 = p丙
故 D 正确。
答案第 8页,共 36页
故选 D。
14.B
【详解】AD.吸气时,瓶内气压减小,烧瓶外的水进入烧瓶中,烧瓶自重增大,但V排 不变,
由F浮 = p液 gV排 可知,在水的密度不变时,“潜水艇”所受的浮力不变,AD 错误;
B .由阿基米德原理可知“潜水艇”排开水的重力等于“潜水艇”受到的浮力,“潜水艇”所受浮
力不变,排开水的重力不变,B 正确;
C .“潜水艇”下沉过程中,顶部到水面的深度越来越大,根据p = p液gh 可知,顶部受到水的 压强越来越大,故 C 错误。
故选 B.
15.B
【详解】ABCD.起初杠杆处于平衡状态,铁球的力臂铁l铁 大于铜球的力臂l铜 ;它们同时
浸没水中,由于它们的体积相同,根据阿基米德原理可知,它们受到的浮力F浮 相同,浮力
的方向是竖直向上的, 由于
l铁 > l铜
则
l铁F浮 > l铜F浮
即铁球受到的力与力臂的乘积减小的多,铁球受到的力与力臂的乘积要小于铜球受到的力与 力臂的乘积,根据杠杆平衡条件可知,铁球的一端会上升,即 B 上升,A 下沉,故 ACD 错 误,B 正确。
故选 B
16.C
【详解】浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差;将塑料小球堵在一个水池的 出口处,球的上表面受到水向下的压力,而下表面不受水的压力,所以该小球不受浮力,故
ABD 错误,C 正确。
故选 C。
17.D
【详解】A .物体在细绳的拉力作用下恰好完全浸没,当液体向外排出时,木块受到的浮力 会减小,但当木块恰好漂浮时,再向外抽水,在一段时间内,木块受到的浮力不变,当木块
答案第 9页,共 36页
与容器底接触后,随水的减少,浮力减小,故 A 错误;
B .当 t=0 时,A 与液面的上表面相平,此时 A 受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的 作用,故存在平衡关系
F浮 = G + F拉
因为木块的重力
G = p木gV = 0.6 103 kg/m3 10N/kg (0. 1m)3 = 6N
故木块受到的浮力
(
浮
)F = 6N+6N= 12N
则由阿基米德原理得
(
F
浮
12N
3 3
)p液 = Vg = (0. 1m)3 10N/kg = 1.2 10 kg/m
这种液体不是水,故 B 错误;
C .当绳子的拉力为 0 时的情况,此时木块漂浮
F浮 = G = 6N
此时排开液体的体积为
V' = = =0.5 10一 3
木块浸入液体中的深度为
(
V
'
0.5
10
一
3
m
3
) (
S
(
0. 1m
)
3
) (
h
)= = = 0.5m
故排出液体的质量
m排 =p水V排 = 1.2 103 kg/m3 (200-100) 5 10一6 m3 = 0.6kg=600g
排出液体的时间为 50s ,故每秒钟排出液体的质量是
= 12g/s
故 C 错误;
D .由细线受到拉力和时间的关系图像可知细线拉力与时间关系为
F = 一0. 12t + 6
故当第 30s 时,绳子的拉力为 2.4N ,浮力为
2.4N+6N=8.4N
答案第 10页,共 36页
此时排开液体的体积为
V'排 = = = 0.7 10-3m3
露出液面的体积为
(0. 1m)3 0.7 10 3 m3 = 0.3 10 3 m3
故露出液面的高度为
(
(
0. 1m
)
2
)m3
= 0.03m=3cm
故 D 正确。
故选 D。
18.C
【详解】A .物体 A 未放入烧杯前烧杯对台秤的压强为
G mg 0.8kg 10N/kg
p = S = S = 100 10-4 m2 = 800Pa
故 A 正确,不符合题意;
B .物体 A 一半浸入水中后,物体 A 所受到的浮力
(
3
3
m
3
2
)F浮 = p水gV排 = 1.0 10 kg/m 10N/kg = 2N
故 B 正确,不符合题意;
C .烧杯和水的总质量为 800g ,重为
G = mg = 0.8kg 10N/kg=8N
当物体 A 一半浸入水中后,受到浮力为 2N ,浮力的反作用力向下,大小与浮力相等,也为 2N ,所以烧杯对台秤表面的压力增加到 10N ,故 C 错误,符合题意;
D .物体 A 一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强
p ' = 浮 = = 1000Pa
故 D 正确,不符合题意。
故选 C。
19.D
【详解】A .由图乙可知,当 h0=0cm 时,力传感器的示数为 F0=6N ,由细杆的质量不考虑 可知,细杆对力传感器的压力等于正方体 A 的重力,即正方体 A 的重力
G=F0=6N
答案第 11页,共 36页
故 A 不符合题意;
B .分析题意结合图乙可知,当
h1=3cm=0.03m
时,水面恰好与物体 A 的下表面接触,所以竖直细杆 B 的长度为 3cm ,故 B 不符合题意;
C .当容器内水的深度 h2= 13cm 时,正方体 A 刚好浸没,则正方体 A 的边长 L= 13cm ﹣ 3cm= 10cm=0. 1m
当容器内水的深度为
h3=4cm=0.04m
时,物体 A 排开水的体积为
V 排=L2h 浸1=L2(h3 ﹣h1)=(0. 1m)2 ×(0.04m ﹣ 0.03m)=1×10-4m3 正方体 A 受到的浮力为
F 浮=ρ水gV排= 1.0×103kg/m3 ×10N/kg×1×10-4m3= 1N
物体 A 对细杆的压力为
F 压=G ﹣F 浮=6N ﹣ 1N=5N
即压力传感器示数为 5N ,故 C 不符合题意;
D .当容器内水的深度为
h4=9cm=0.09m
时,物体 A 排开水的体积为
V 排′=L2h 浸2=L2(h4 ﹣h1)=(0. 1m)2 ×(0.09m ﹣0.03m)=6×10-4m3 正方体 A 受到的浮力为
F 浮′=ρ水gV排′= 1.0×103kg/m3 ×10N/kg×6×10-4m3=6N
物体 A 对细杆的压力为
F 压′=G ﹣F 浮′=6N ﹣ 6N=0N
即压力传感器示数为 0N ,故 D 符合题意。
故选 D。
20.C
【详解】A .由于玻璃杯 A 处于漂浮,则受到的浮力
(
浮
A
)F =G = 2.5N
故 A 正确,不符合题意;
答案第 12页,共 36页
B .玻璃杯 A 处于漂浮,根据浮力产生的原因可知:水对玻璃杯 A 底部的压力 F = F浮 =2.5N
则玻璃杯 A 底部受到的压强
p = = 40m 2 = 625Pa
故 B 正确,不符合题意;
C .由图乙可知 t1 时刻到 t2 时刻浮力的变化为
F浮 = 1N 一 0.5N = 0.5N
由F浮 =p水gV排 得玻璃杯 A 增加的浸没水中体积
V浸 =V排= = = 5 10 一 3= 50cm 3
水面升高的高度
h = = = 1.25cm
则加水的体积
V水 =(S-SA )h = (100cm2 一 40cm2 ) 1.25cm = 75cm3
故 C 错误,符合题意;
D.物体 B 处于静止状态,受重力、浮力、拉力,由图知拉力最大为 1.0N ,即 pB gVB = p水gVB +F
代入数据得
2 103 kg/m3 10N/kg VB = 1 103 kg/m3 10N/kg VB + 1.0N 解得VB = 10一4 m3 ,B 物体的重力
GB = pB gVB = 2 103 kg/m3 10N/kg 10一4 m3 = 2N
故 D 正确,不符合题意。
故选 C。
21.D
【详解】图甲中,容器中没有水,木块没有受到浮力作用,对应图丙中的 O 点;缓慢注入
水后,木块受到浮力的作用且浮力随着水的增多而逐渐增大,在其所受的浮力小于其重力的
答案第 13页,共 36页
(
V
F
浮浸没
F
浮浸没
2N
)
情况下,木块不会离开容器底部,对应图丙中的 OA 段;随着水的增多,当木块所受的浮力 等于其重力时,物体开始漂浮在水面上,且随着水面逐渐上升,在细线未拉直的情况下,木 块所受的浮力大小不变,对应图丙中的 AB 段;当细线被拉直后,水面继续上升,但木块不 再上升,浸在水中的体积逐渐增大,所受的浮力也随之增大,对应图丙中的 BC 段;当木块 完全浸没于水中后,木块所受的浮力不再随着水的深度变化而变化,对应图丙中的 CD 段。 A .由以上分析可知,在 AB 段,木块处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,此时木块所 受的浮力等于其重力,则可知木块的重力为 1.6N ,故 A 正确,不符合题意;
B .由以上分析可知,在 CD 段,木块完全浸没,此时木块所受的浮力为 2N ,故 B 正确, 不符合题意;
C .木块完全浸没时所受的浮力为 2N ,则由阿基米德原理可知,木块的体积
(
排
)V=V = F浮浸没
p水g
木块的质量为m = ,则木块的密度为
G
(
p
= = =
p
水
=
1.0
10
kg
/
m
=
0.8
10
kg
/
m
)m g G 1.6N 3 3 3 3
p水g
故 C 正确,不符合题意;
D .木块浸没时细线对木块拉力最大,此时细线对木块的拉力
F=F 浮浸没 ﹣ G=2N ﹣ 1.6N=0.4N
故 D 错误,符合题意。
故选 D。
22.A
【详解】AB. 由图可知,当注水体积为 V1=600cm3 时,水开始接触物体 A ,水对容器底的 压强是p1=600Pa;V2=900cm3 时,A 刚好浸没,水对容器底的压强是p2=2100Pa;
A .由p=ρgh 可得,水开始接触物体 A 时水的深度为
(
1
p
水
g
1
10
3
kg/m
3
10N/kg
)h = p1 = 600Pa =0.06m=6cm
A 完全浸没时水的深度为
(
h
=
p
2
=
2100
Pa
=0.21
m
=21
cm
)2 p水g 1 103kg/m3 10N/kg
A 的高为
答案第 14页,共 36页
hA=h2-h1=21cm-6cm= 15cm
物体 A 恰好浸没时下底面所受到的压强为
pA=ρ水ghA= 1.0×103kg/m3 ×10N/kg×15×10-2m= 1500Pa
A 的体积为
VA=SAhA=80cm2 ×15cm= 1200cm3
水从刚接触物体 A 的下底面到刚好浸没水中,注入水的体积为
V 水=900cm3-600cm3=300cm3
而
V 水=(S 容-SA)hA
即
300cm3=(S 容-80cm2) ×15cm
解得 S 容= 100cm2 ,故 A 正确,B 错误;
C .物体恰好浸没时,物体 A 受到的浮力为
F 浮=ρ水V 排g=ρ水 VAg= 1×103kg/m3 ×1200×10-6m3 ×10N/kg= 12N
A 的重力为
GA=mAg=ρA VAg=0.5×103kg/m3 ×1200×10-6m3 ×10N/kg=6N
因为 A 受到的重力、浮力、杆对物体向下的压力而静止,所以 A 受到的重力加上杆对物体
A 的压力等于浮力,杆对物体的压力为
F 压=F 浮-GA= 12N-6N=6N
故 C 错误;
D .当液体对容器底部的压强p3=2000Pa 时,水深为
(
h
=
p
3
=
2000
Pa
=0.2
m
=20
cm
)3 p水g 1 103kg/m3 10N/kg
物体 A 浸入深度为
h 浸=h3-h1=20cm-6cm= 14cm
水从刚接触物体 A 的下底面到物体 A 浸入深度为 14cm ,注入水的体积为
V 水′=(S 容-SA)h 浸=(100cm2-80cm2) ×14cm=280cm3
总共加水的体积为
V 水总= V1+ V 水′=600cm3+280cm3=880cm3
故 D 错误。
答案第 15页,共 36页
故选 A。
23.C
【详解】A .由图乙可知,水箱中没有水时 (m=0) ,力传感器的示数为 F0=6N (即细杆 a 的上端受到的拉力为6N) ,由杠杆的平衡条件可得
F0 ×OA=GM×OB
即
6N×OA=GM×2OA
解得
GM=3N
由图乙可知,当 M 完全浸没时,压力传感器的示数为 24N ,由杠杆的平衡条件可得 FA×OA=FB×OB
即
24N×OA=FB×2OA
解得
FB= 12N
对 M 受力分析可知,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力,则此时 M 受到
的浮力
F 浮=GM+FB=3N+ 12N= 15N
由阿基米德原理,物体排开水的体积即 M 的体积为
V = V = F浮力 = 15N =0.0015m3
排 gp水 10N / kg 103 kg / m3
则 M 的密度
pM = = = 0.2 103 kg/m 3
故 A 不符合题意;
B .设 M 的底面积为 S,压力传感器示数为 0 时 M 浸入水中的深度为h1 ,M 的高度为h , 当压力传感器的压力为零时,M 受到的浮力等于 M 的重力 3N ,由阿基米德原理 F 浮=ρ水gV 排可得
ρ水gSh1=3N ①
由图乙可知,当 M 完全浸没时,压力传感器的示数为 24N,则此时 M 受到的浮力 F 浮= 15N,
答案第 16页,共 36页
由阿基米德原理可得
ρ水gSh=15N ②
由①和②得
h=5h1
由图乙可知,加水 1kg 时水面达到 M 的下表面(此时浮力为 0),加水 2kg 时 M 刚好浸没(此 时浮力为 15N) ,该过程中增加水的质量为 1kg ,浮力增大了 15N ,所以,每加 0. 1kg 水,物 体 M 受到的浮力增加 1.5N ,当向水箱中加入质量为 1.2kg 的水时,受到的浮力为 3N ,此时 传感器的示数为 0N ,故 B 不符合题意;
C .由选项 B 可知,每加 0. 1kg 水,物体 M 受到的浮力增加 1.5N ,加水 1kg 时水面达到 M 的下表面,加水质量为 1.8kg 时,浮力为 12N ,物体 M 受到细杆b 向下的压力
FB′=F 浮′ ﹣ GM= 12N ﹣ 3N=9N
水箱对水平面的压力大小为
F=(m 水箱+m 水)g+GM+FB′=(0.8kg+ 1.8kg) ×10N/kg+3N+9N=38N 容器对桌面的压强为
p = = 4 m2 = 1900Pa
故 C 符合题意;
D .加水质量为 2kg 时,M 刚好完全浸没,由选项 B 可知此时 M 受到的浮力是 15N ,由阿 基米德原理可知排开水的重力是 15N ,水对水箱底部的压力大小为
F 压=G 水+G 排=m 水g+G 排=2kg×10N/kg+ 15N=35N
故 D 不符合题意。
故选 C。
24. 甲、乙两种液体中饮料瓶所受浮力相等,而 V排甲< V 排乙,根据 F 浮=ρgV排可知ρ甲>ρ乙 大 于
【详解】[ 1]由图可知,饮料瓶在甲、乙液体中均漂浮,所以饮料瓶在两液体中受到的浮力 都等于饮料瓶和饮料的总重,即
F 浮甲=F 浮乙=G 总
由图可知,饮料瓶浸在甲液体中的体积小于浸在乙液体中的体积,饮料瓶排开甲液体的体积
小于排开乙液体的体积,即 V 排甲< V 排乙,则由 F 浮=ρgV排可知,ρ甲>ρ乙。
[2]由图可知,此时两容器内液面刚好相平,又因为ρ甲>ρ乙,由液体压强公式p=ρgh 可知,p
答案第 17页,共 36页
甲>p 乙。
25. 大于 等于
【详解】[1]A 球漂浮,B 球悬浮,两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的, 重力相等,则浮力相等,A 球排开液体的体积比 B 球排开液体的体积小,由F浮 = G排 = p液gV排 可知
p甲 > p乙
[2]两容器底面积相等,重力相等,两容器内液体的重力相等,容器对桌面的压力等于容器、
容器内液体和小球的重力之和,所以两容器对桌面的压力相等,根据p = 可知,甲、乙两
容器对桌面的压强相等,即
p甲 = p乙
26. 小于 小于 小于
【详解】[ 1]A 球甲液体中沉底,在乙液体中漂浮,则甲液体的密度小于 A 球的密度、乙液 体密度大于 A 球的密度,则甲、乙液体的密度关系为
ρ甲<ρ乙
两容器中液面相平,即深度相同,根据p=ρ液gh 可知,甲液体对容器底的压强小于乙液体对 容器底的压强。
[2]在乙中,A 球漂浮,B 球沉底,则 B 球的密度大于乙液体的密度,则两球的密度关系为 ρA<ρB
两球体积相等,根据
G=mg=ρVg
可知,A 、B 两球的重力关系为
GA在甲中,A 、B 均沉底,排开液体的体积相等,根据 F 浮=ρ液gV排可知,A 、B 两球所受浮力 相等;两球沉底静止时,受到竖直向上的浮力、支持力和竖直向下的重力作用,根据力的平 衡条件可知 F 支=G-F 浮,则容器底对小球 A 的支持力小于容器底对小球 B 的支持力。
[3]容器对桌面的压力等于容器、液体和两球的重力之和,即
F=G 容+G 液+GAB
由图可知, 甲液体的体积小于乙液体的体积,根据
G=mg=ρVg
答案第 18页,共 36页
可知甲液体的重力小于乙液体的重力,所以盛有甲液体的容器对桌面的压力小于盛有乙液体 的容器对桌面的压力。
27. 等于 大于 变大
【详解】[ 1]同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮, 由漂浮条件得到
F 浮甲=F 浮乙=G
密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等。
[2][3]由图可知密度计排开液体的体积
V 排甲< V 排乙
且
F 浮甲=F 浮乙
根据 F 浮=ρ液V 排g 可得两种液体的密度关系
ρ甲>ρ乙
故密度计的刻度值从上向下应逐渐变大。
28.0.4
【详解】由“将物体 B 全部放入水中时,通过磅秤测得总质量 180g ,此时测得容器内液面上 升了 2cm” ,可得一半物体的体积
V = sh = 20cm2 10一4 0.02m = 4 10一5 m3
全部浸入比一半体积浸入时液面上升了 2cm,物体受到的浮力等于排开的水的重力,即浮力
F浮1 = p水gV排 = 1.0 103 kg/m3 10N/kg 4 10一5 m3 = 0.4N
则将物体 B 全部放入水中时受到的浮力
(
浮
2
)F = 0.8N
第一次此时磅秤示数为 100g ,则
G杯 + G水 + F浮 = m2 g = 0. 1kg 10N/kg = 1N ①
第二次通过磅秤测得总质量 180g ,则
G杯 + G水 + GB = m1g = 0. 18kg 10N/kg = 1.8N ②
由②-①得
GB 一 F浮 = 0.8N ③
将 F浮 = 0.8N 代入③ ,解得
答案第 19页,共 36页
(
B
)G = 1.2N
则物体 B 对容器底壁的压力为
(
B
浮
)F = G 一 F = 1.2N-0.8N=0.4N
29. 变小 大于
【详解】[ 1]因为船漂浮,所以轮船受到的浮力等于轮船受到的重力 G ,即 F浮 =G
当轮船在码头上卸下货物后,重力减小,所以受到的浮力也减小。
[2] 因为船漂浮,所以轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力 G ,设北大西洋与印度洋的海 水密度分别为ρ1 和ρ2 ,轮船排开北大西洋与印度洋的海水的体积分别为 V1 、V2 ,根据阿基米 德原理,则有
ρ1gV1=ρ2gV2
因为标有 W 的是北大西洋载重线,标有 S 的是印度洋载重线,故有
(
1
2
)V < V
所以海水的密度
p1 > p2
即北大西洋海水密度大于印度洋海水密度。
30. 1200 1404
【详解】[ 1]由乙图可知圆柱体 A 刚好浸没时水对容器底部的压力为 12N ,则圆柱体 A 刚好 浸没时水对容器底部的压强为
p = = = 1200Pa
[2]从第 60s 到第 94s 水对容器底部的压力由 6N 变为 10N ,则水对容器底部的增加的压强为
(
p
=
S
=
100
10
-4
m
2
=4
00Pa
)F 10N-6N
该段时间内水面上升的高度为
h = = =0.04m
该段时间内水增加的体积为
V= 10cm3/s×(94s-60s)=340cm3
圆柱体 A 在该部分的体积为
答案第 20页,共 36页
VA1=Sh- V= 100×10-4m2 ×0.04m-340×10-6m3=6×10-5m3
则圆柱体 A 的底面积为
(
A
h
0.
0
4m
)S = VA1 = 6 10-5m3 = 1.5 10 -3m 2
从第 94s 到第 96s 水对容器底部的压力由 10N 变为 12N ,则水对容器底部的增加的压强为
(
p
'
=
S
=
100
10
-4
m
2
=200
Pa
h
'
=
p
'
=
200Pa
=0.02m
)F' 12N- 10N
水面上升的高度为
p水g 1.0 103 kg/m3 10N/kg
则该部分圆柱体 A 的体积为
VA2=SAh ′= 1.5×10-3m2 ×0.02m=3×10-5m3
圆柱体 A 的质量为
mA=ρA( VA1+ VA2)=0.6×103kg/m3 ×(6×10-5m3+3×10-5m3)=0.054kg 当 t=95s 时,容器中水的体积为
V 水= 10cm3/s×95s=950cm3
容器中水的质量为
m 水=ρ水 V 水= 1.0×103kg/m3 ×950cm3 ×10-6=0.95kg
容器中物体的重力为
G′=(m 水+mA)g=(0.95kg+0.054kg) ×10N/kg= 10.04N
容器对桌面的压力即容器和容器中的物体的重力之和,所以容器对桌面的压强为
(
p
=
S
=
S
=
100
10
-4
m
2
= 1404
Pa
)F' G + G' 4N+ 10.4N
31. 大 不合理 无关 密度
4.0 103 大
【详解】(1) ①[1]液体内部压强的大小是通过液体压强计 U 形管两边液面的高度差来判断 的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有 关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。比较图乙和图丙可知,液体 密度相同,丙中橡皮膜的深度较大,产生的压强较大,故可以得出结论:同种液体,深度越
深,液体的压强越大。
②[2]研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同,图乙和图丁液体的深度不同, 得出“液体密度越大,液体的压强越大”的结论,小亮的判断是不合理的。
答案第 21页,共 36页
(
m
G
4
N
3 3
)
(2) ①[3]根据称重法测浮力
F 浮=G-F 示
比较 C 、D 两图可知,物体浸没在水中的深度不同,而测力计示数相同,由称重法测浮力可 知,C 、D 两图中物体受到的浮力相同,故比较 A 、C 、D 三图中的实验现象和数据进行分
析,得出下列结论:物体浸没后,浮力的大小与深度无关。
②[4]分析 D 、E 两图可知,物体排开液体的密度不同,排开液体的体积相同,根据称重法, 两次实验中物体受到的浮力不同,故分析 D 、E 两图中的实验现象和数据,可得出结论:物 体受到的浮力大小还与液体的密度有关。
③[5]根据 A 、D 可知,物体浸没在水中时受到的浮力为 F 浮=G-F 示=4N-3N= 1N
根据阿基米德原理,物体排开水的体积,即物体的体积为
(
V
=
V
=
F
浮
=
1N
=
1.0
10
-
3
)排 p水g 1.0 103 kg / m 3 10N / kg
物体的密度为
(
V
gV
10N / kg
1.0
10 m
)p = = = -4 3 = 4.0 10 kg/m
[6]如考虑物体具有吸水性,则 D 实验中测力计的示数偏大,根据称重法求出的浮力偏小, 根据阿基米德原理求出的物体积偏小,则计算的结果比物体的真实密度偏大。
32. 甲乙 漏掉了容器底对它的支持力作用 b 3 3 103 0.2
【详解】(1) [ 1]在探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时,应在同一液体中,改变物 体排开液体的体积,所以选择甲乙两个实验情景。
(2) [2]由图乙所示情景知,圆柱体受重力、浮力和弹簧测力计的拉力而处于平衡状态,即
(
2
浮
)F + F = G
所以
(
2
浮
)F = G - F
由图丙所示情景知,圆柱体受重力、浮力、弹簧测力计的拉力和容器底对它的支持力而处于 平衡状态,即
(
3
浮
支
)F + F + F = G
所以
答案第 22页,共 36页
(
3
浮 支
)F = G 一 F 一 F
由阿基米德原理知,浸没在同一液体中的同一物体受到的浮力不变,又圆柱体的重力不变, 所以
(
2
3
)F > F
所以该组同学得出错误结论的原因是对物体受力分析时出现漏力情况,即漏掉容器底对它的
支持力。
(3) [3]实验过程中,圆柱体在弹簧测力计作用下逐渐浸没在水中,圆柱体受弹簧测力计拉 力 F、重力 G 和浮力F浮 作用而平衡,则
F = G 一 F浮
随着浸入水中的深度变化,弹簧测力计示数在减小,受到的浮力在增大,当完全浸没在水中 时 (未接触容器底) 弹簧测力计示数和圆柱体受到的浮力均保持不变,所以图线 a 表示的是 弹簧测力计示数随圆柱体下表面所处深度变化的图像,图线 b 表示的是圆柱体受到的浮力随 圆柱体下表面所处深度变化的图像。
[4]由图线 a 表示的是弹簧测力计示数随圆柱体下表面所处深度变化的图像可知,示数最大 时表示圆柱体下表面刚刚接触水面 (或恰好没有接触水面),此时的示数等于圆柱体的重力, 即为 3N。
[5]由图线 a 可知,圆柱体完全浸没水中时弹簧测力计的示数为 2N ,由图线 b 可知,圆柱体 完全浸没水中时受到的浮力为 1N,由F浮 = p水V排g 得圆柱体的体积等于圆柱体排开水的体积, 即
(
圆柱
排
p
水
g
1.0
10
3
kg
/
m
3
10
N
/
kg
)V = V = F浮 = 1N = 1 10一4 m3
所以由p = 得圆柱体的密度是
p圆柱 = = = 10N/kg 10一4 m3 =3 103 kg/m3
(4) [6]由 (2) 问分析可知,图丙中圆柱体受到弹簧测力计的拉力为
(
3
浮 支
)F = G 一 F 一 F
则容器底对它的支持力为
答案第 23页,共 36页
(
支 浮
3
)F = G 一 F 一 F
同理,图丁中容器底对圆柱体的支持力比图丙中容器底对圆柱体的支持力
(
支
浮
4
)F = G 一 F 一 F
因为盐水的密度比水的大,由F浮 = p水V排g 可知,圆柱体在盐水中受到的浮力大于在水中受到 的浮力,即
F浮 > F浮
又
(
3
4
)F = F
所以
F支 F支
则
F支 一 F支 = (G 一 F浮 一 F3 ) 一 (G 一 F浮 一 F4 ) = F浮 一 F浮 = p盐水gV圆柱 一 p水gV圆柱 = (p盐水 一 p水 )gV圆柱 代入解得
F支 一 F支 = (1.2 103 kg/m3 一 1.0 103 kg/m3 ) 10N/kg 1 10一4 m3 = 0.2N
图丁中容器底对圆柱体的支持力比图丙中容器底对圆柱体的支持力小 0.2N。
33.(1) 3000Pa;(2) 1.5 10一4 m3 ;(3) 1.2N 【详解】解:(1) 水对容器底的压强
p = pgh = 1.0 103 kg / m3 10N / kg 0.3m = 3000Pa
(2) 木块的质量
m木 = p木V木 = 0.75 103 kg / m3 200 10一6 m3 = 0. 15kg
木块在水中静止后处于漂浮状态;木块所受的浮力等于重力
F浮 = G木 = m木g = 0. 15kg 10N / kg = 1.5N
由F浮 = p液 gV排 可得排开水的体积( 浸在水中的体积)
V浸 = V排 = = = 1.5 10一4 m 3
答案第 24页,共 36页
(3) 当固体浸没在水中时,其排开水的体积
(
排 固
体
)V' = V = 100 cm3 = 1 10一4 m3
固体受到的浮力
F浮 = p水gV排 = 1.0 103 kg/ m3 10 N/ kg 1 10一4 m3 = 1N 2.2 N
即: F G固体 ,所以固体在水中静止时沉在容器底部,则容器底部对它的支持力
F支 = G 一 F = 2.2 N一 1N = 1.2 N
答:(1) 水对容器底的压强为 3000Pa;
(2) 待木块静止后,浸在水中的体积为1.5 10一4 m3 ;
(3) 当固体浸没在水中静止时,容器底部对它的支持力为1.2N 。
34.(1) 6×103 Pa;(2) 40N;(3) 24N
【详解】解:(1) 水对容器底部的压强为
p = pgh = 1 103 kg/m3 10N/kg 0.6m = 6 103 Pa
(2) 绳断前,木块完全浸没
(
排
)V = 4dm3 = 0.004m3
木块受到的浮力为
F浮 = G排 = p液gV排 = 1 103 kg/m3 10N/kg 0.004m3 = 40N
(3) 若绳子断了,最终木块漂浮在水面上,根据二力平衡知识
F浮 = G木 = mg = p木gV木 = 0.6 103 kg/m3 10N/kg 0.004m3 = 24N
答:(1) 水对容器底部的压强为 6 103 Pa ;
(2) 木块受到的浮力是40N;
(3) 若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,受到的浮力为 24N。
35.(1) 1000Pa;(2) 10N;(3) 0.8 103 kg / m3
【详解】解:(1) 正方体 A 恰好没入水中,正方体 A 底部所处的深度为
h = 10cm=0. 1m
正方体 A 底部受到水的压强为
p = p水gh = 1.0 103 kg/m3 10N/kg 0. 1m = 1000Pa
答案第 25页,共 36页
(
V
0.001
m
)
(2) 如图,正方体 A 浸没在水中
V排 = V = (0. 1m)3 = 0.001m3
正方体 A 受到的浮力的大小为
F浮 = p水V排g = 1.0 103 kg/m3 0.001m3 10N/kg = 10N
(3) 如图 A 和 B 一起处于漂浮状态,所以
(
浮
A
B
)F = G + G
正方体 A 的重力为
GA = F浮 GB = 10N-2N=8N
正方体 A 的质量为
mA = = =0.8kg
正方体 A 的密度为
(
p
A
= =
3
=0.8
10
kg/m
)mA 0.8kg 3 3
答:(1) 正方体 A 底部受到水的压强为 1000Pa;
(2) 正方体 A 受到的浮力的大小为 10N;
(3) 正方体 A 的密度为0.8 103 kg/m3 。
36.(1) 4.5N;(2) 1. 15kg;(3) 1. 15×103Pa 【详解】解:(1) 物体 A 受到的浮力
F 浮=ρ水gV排= 1.0×103kg/m3 ×10N/kg×0.5×300×10-6m3= 1.5N 物体 A 受到的重力
GA=mAg=0.6kg×10N/kg=6N
细线对物体 A 的拉力
F 拉=GA-F 浮=6N- 1.5N=4.5N
(2) 烧杯的重力是
G 烧杯=m 烧杯g= 1kg×10N/kg= 10N
台秤受到的压力
F 压=G 烧杯+GA-F 拉= 10N+6N-4.5N= 11.5N
示数为
答案第 26页,共 36页
m示 = = 1. 15kg
(3) 烧杯对台秤的压强
p = = =1. 15 103 Pa
答:(1) 当物体 A 的一半浸入水中后,细线对物体 A 的拉力为 4.5N;
(2) 此时台秤的示数为为 1. 15kg;
(3) 烧杯对台秤的压强为 1. 15×103Pa。
37.(1) 500N;(2) 5×10-2m3 ;(3) 2.8×103 kg/m3 ;(4) 5×103 Pa
【详解】解:(1) 由图乙所示可知,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即
(
1
)F = G = 1400N
当石块完全浸入后,拉力F2 = 900N ,石料全部没入水中时受到的浮力为
F浮 = G 一 F2 = 1400N-900N=500N
(2) 由F浮 = p水 gV排 可得,石料浸没在水中排开水的体积为
(
V
=
F
浮
=
500
N
=5
×10
-2
m
3
)排 p水g 1.0×103kg/m3 ×10N/kg
因为石料完全浸没,石料的体积为
V石 = V排 = 5×10-2m3
(2) 由G = mg 可得,石料的质量为
m石 = = = 140kg
石料的密度为
(
p
石
= =
-2 3
=2.8×10
kg
/
m
)m石 140kg 3 3
(
石
)V 5×10 m
(4) 石料浸入水中一半时,根据阿基米德原理可知,此时石料受到的浮力等于其完全浸没 在水中受到的浮力的一半,由浮力产生的定义可知,此时水对石料底部受到的压力等于此时
石料受到的浮力,即
(
F
=
F
=
F
=
×500
N
=250
N
)' 1 1
(
2
2
)浮 浮
水对石料底的压强为
答案第 27页,共 36页
(
F
250
N
3
)p = S = 500×10-4 m2 =5×10 Pa
答:(1) 石料浸没水中时受到的浮力为 500N;
(2) 石料的体积为 5×10-2m3;
(3) 石料的密度是 2.8×103kg/m3;
(4) 石料浸入水中一半时,水对石料底的压强是 5×103 Pa。
38.(1) 2.5kg;(2) 2×103kg/m3 ;(3) 2.2×103Pa
【详解】解:(1) 由图乙知,拉力 F 为 41N 时,A 、B 间的绳子断掉,拉力即刻变成 25N, 此时 A 受到拉力和重力的作用,整个过程匀速拉动绳子,A 处于平衡状态,重力与此时的
拉力是一对平衡力,所以 A 的重力
GA=F=25N
正方体 A 的质量
mA = = = 2.5kg
(2) 开始拉动时,拉力 F1=25N ,A 浸没在水中,上表面刚好与水面相平。A 受到竖直向上 的拉力、浮力和竖直向下的重力、B 对 A 的拉力的作用,当拉力 F1=35N 时,拉力保持不变, A 只受到竖直向上的拉力及竖直向下的重力的作用,A 完全离开水面。所以 A 浸没水中受 到的浮力为
F 浮A=F1-F=35N-25N= 10N
据阿基米德原理得,A 的体积
V = V = F浮 = 10N =103 m3
排 p水g 1.0 103 kg/m3 10N/kg
A 的上表面刚好与水面相平时,A、B 都浸没在水中,两者的体积相等,排开水的体积相等, 所以受到的浮力相等,将 A 、B 看成一个整体,此时 AB 受到竖直向上的拉力、AB 的总浮
力及竖直向下 AB 的总重力,处于平衡状态,所以 AB 的总重力
GAB=F1+F 浮AB=F1+F 浮A+F 浮B=25N+ 10N+ 10N=45N
B 的重力
GB=GAB-GA=45N-25N=20N
B 的质量
mB = = = 2kg
B 的密度
答案第 28页,共 36页
pB = = = 2 103 kg/m3
(3) 当 F=41N ,A 、B 间的绳子尚未断开的瞬间,A 受到竖直向上的拉力和竖直向下的重 力和 B 对 A 的拉力的作用,则 B 对 A 的拉力
FBA=F-GA=41N-25N= 16N
B 受到竖直向上的 A 对 B 的拉力、浮力和竖直向下的重力的作用,而 A 对 B 的拉力与B 对
A 的拉力是一对相互作用力,大小相等,所以 B 此时受到的浮力
F 浮B1=GB-FBA=20N- 16N=4N
此时 B 排开水的体积
(
排
1
p
水
g
1.0
10
3
kg/m
3
10N/kg
)V = F浮B1 = 4N = 4 10-4 m3
A 、B 都浸没水中到此时排开水的体积变化量
V排= V 排- V 排1= 10-3m3-4×10-4m3=6×10-4m3
排开水的高度变化量
h = = = = 0.015m
由图乙知,当 A 上升的距离为 13.5m 时,B 的上表面刚好与水面相平,所以 A、B 间绳子及 A 的高度的总和为 13.5cm ,B 的边长
l = = 0. 1m
则 A 、B 都浸没时,水的深度
h=l 总+l=0. 135m+0. 1m=0.235m
水的最小深度
h 最小=h- h=0.235m-0.015m=0.22m
水的最小压强
p = p水gh最小 = 1.0 103 kg/m3 10 N/ kg 0.22m = 2.2 103 Pa
答:(1) 正方体 A 的质量是 2.5kg;
(2) 正方体 B 的密度 2×103kg/m3;
(3) 整个过程中,水对容器底部压强的最小值 2.2×103Pa。
39.(1) 10N;(2) 1.0×103kg/m3 ;(3) 2500Pa;(4) 0.5kg 【详解】解:(1) 木块体积
答案第 29页,共 36页
(
F
浮
10
N
3 3
)
V = (0 . 1m )3 =1 10﹣3 m 3
由p = 可得,木块的质量
m=p木V=0.5 103 kg/m3 1 10﹣3m3 =0.5kg
木块的重力
G = mg = 0.5kg 10N/kg = 5N
当 t=0 时,A 与液面的上表面相平,此时 A 受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的作用,
故存在平衡关系: F浮 = G + F拉 ,因为木块的重力 G=5N ,故木块受到的浮力 F浮=5N+5N=10N
(2) 由F浮 = p液 gV排 得
(
gV
排
10N/k
g
1
10
m
)p液 = = 一3 3 = 1.0 10 kg/m
(3) 由图乙可知:第 50s 时,绳子的拉力为零,即木块处于漂浮状态,则
F浮=G=5N
根据F浮 = p液gV排 得此时的木块浸入液体里的体积为
(
V
=
F
浮
'
=
5
N
=
5
10
﹣
4
m
3
=
500cm
3
)排 p液g 1.0 103 kg/m3 10N/kg
所以,木块浸入液体的深度为
h浸 = ' = = 5cm
此时液体深度
h=h-(L-h浸)=30cm-(10cm-5cm)=25cm=0.25m
液体对容器底的压强
p=pgh=103 kg/m3 10N/kg 0.25m=2500Pa
(4) 当木块恰好漂浮时, F浮 =G 则p水gV排=pgV
得
V排 = V =0 .5 10﹣3 m3
所以排出水的体积为
答案第 30页,共 36页
(
1
6 3 3 3
2
)V = (S容 -S木 ) h露 = (200-100) 10 10﹣ m =0 .5 10﹣ m
m=p水V=103 kg/m3 5 10﹣4m3 =0.5kg
答:(1) 第 0 秒时,木块 A 受到的浮力为 10N;
(2) 容器中液体的密度为 1.0×103kg/m3;
(3) 第 50 秒时,液体对容器底的压强为 2500Pa;
(4) 50 秒内从容器中抽出液体的质量是 0.5kg。
40.(1) 13 ∶32;(2) 1.3×103kg/m3
【详解】解:(1) 设甲的体积为 12V,乙的体积为 3V。当把石块甲浸没在水中时,硬棒恰 能水平位置平衡。则根据杠杆的平衡条件,有
(G 甲 ﹣F 浮) ×AO=G 乙×OB
即
(ρg12V﹣ρ水g12V) ×AO=ρg3V×OB
代入数据得
(2.6×103kg/m3 ×g×12V ﹣ 1.0×103kg/m3 ×g×12V) ×OA=2.6×103kg/m3 ×g×3V×OB
解得
AO ∶OB=13 ∶32
(2) 将甲浸没在液体丙中,硬棒在水平位置再次平衡,则根据杠杆的平衡条件得
(ρg12V﹣ρ水g12V) ×AO=ρg3V×OC
代入数据得
(2.6×103kg/m3 ×g×12V﹣ρ液×g×12V) ×OA=2.6×103kg/m3 ×g×3V×OC ① 根据已知条件得:OC=2OA ②
由①②得,液体丙的密度为ρ液=1.3×103kg/m3。
答:(1) AO ∶OB=13 ∶32;
(2) 液体丙的密度是 1.3×103kg/m3。
41.(1) 4N;(2) 1200Pa;(3) 2.2×103Pa
【详解】解:(1) 当物体 A 刚要与水面接触时,A 受到两个力,一个是重力,一个弹簧的 拉力,此时弹簧的拉力为 4N ,由二力平衡条件可得,物体 A 的重力为 4N 。当加水的体积 到了 2000cm3 的时候,弹簧的拉力为 0 ,所以,此时物体 A 受到两个力,一个是重力,一个 是浮力, 由二力平衡条件可得,此时物体 A 受到的浮力
答案第 31页,共 36页
(
浮
A
)F = G = 4N
(2) 由题意可知,圆柱形容器底面积为
(
容
)S = 200cm2
当加入 2000cm3 的水的时候,弹簧的拉力为 0 ,此时物体 A 受到的浮力
(
浮
A
)F = G = 4N
由F浮 = p液 gV排 可得,物体 A 排开水的体积
(
排
p
g
10
3
kg
/
m
3
10
N
/
kg
)V = F浮 = 4N =4 10一4 m3 =400cm3
根据
(
加
排 容
)V + V = S h
可得
2000cm3 + 400cm3 = 200cm2 h
解得,水面升高的高度
h = 12cm = 0. 12m
加水后,水对容器底部的压强增大为
p = pgh = 103 kg/m3 10N/kg 0. 12m = 1200Pa
(3) 将细线剪断,A 、B 在竖直方向运动,静止时 B 有一部分没在水中,则此时 A 浸没在 水中;假设 AB 的整体在水中漂浮,则整体受到的浮力
(
浮总
A
B
)F = G + G = 4N+ 26N = 30N
整体排开水的体积
(
排
总
p
g
10
3
kg
/
m
3
10
N
/
kg
)V = F浮总 = 30N =3 10一3 m3 =3000cm3
而 A 、B 的总体积
VA + VB = SAhA +(hB )3 = 50cm2 10cm+ (10cm )3 = 1500cm3 < 3000cm3
所以,AB 的整体在水中不可能漂浮,则一定是 A 沉底,且静止时 B 有一部分没在水中,如 图所示 (红线表示水面的大致位置):
答案第 32页,共 36页
容器中原来水的质量为 1kg ,由p = 得,原来水的体积
(
V
=
m
=
1
kg
=
1
m
3
=
100
0cm
3
)水 p 103 kg/m3
往容器中加水的体积为 2000cm3 ,则
(
水
总
)V = 1000cm3 + 2000cm3 = 3000cm3
设 B 浸入水中的深度为h 浸,则 B 浸入水中的体积
VB 浸 = SB h浸 = 100cm2 h浸
此时容器中的总体积
(
总 水总
A
B
浸
浸 浸
)V = V + V + V = 3000cm3 + 50cm2 10cm + 100cm2 h = 3500cm3 + 100cm2 h
设此时弹簧的长度为 L ,则由图可知此时水的深度为
H = hA + L + h浸 = 10cm + L + h浸
容器为柱形容器,所以
(
总 容器
)V = S H
即
3500cm3 + 100cm2 h浸 = 200cm2 (10cm + L + h浸)
整理化简可得
7.5cm = L + 0.5h浸 ①
此时 B 所受的浮力
F浮B = p水gVB浸 = 103 kg/m3 10N/kg 100 10﹣4 m2 h浸 10﹣2 m = h浸(N)
由题意可得弹簧给 B 的弹力
F弹 = 1N/cm (20cm L)
以 B 为研究对象,此时 B 受到向上的浮力、向上的弹力和向下的重力而处于平衡状态,
答案第 33页,共 36页
则
(
B
浮
B
弹
)G = F + F
所以
26N = h浸(N)+ 1N/cm(20cm L)
整理化简可得
6cm = h浸 L ②
联立①②解得
h浸 = 9cm
L = 3cm
则此时水的深度为
(
A
浸
)H = h + L + h = 10cm +3cm +9cm = 22cm = 0.22m
此时水对容器底部的压强
p ' = pgH = 103 kg/m3 10N/kg 0.22m = 2.2 103 Pa
答:(1) 物体 A 受到的浮力为 4 牛;
(2) 加水后,水对容器底部的压强增大 1200Pa;
(3) 此时水对容器底部的压强为 2.2×103pa。
42.(1) 2.4N;(2) 14cm;(3) 1×103Pa
【详解】解:(1) 圆柱体 A 的质量为
mA = pAVA = 0.6g/cm3 400cm 3 = 240g = 0.24kg
则圆柱体 A 所受的重力为
GA = mA g = 0.24kg 10N/kg = 2.4N
未注水时,根据二力平衡条件可得,细杆对圆柱体 A 的拉力为
(
A
)F = G = 2.4N
(2) 由图乙可知,当注水的时间为 10s 时,水面高度为
(
h
) = 4cm 1
此时注入水的体积刚好是圆柱体 A 底面下容器的容积,即
答案第 34页,共 36页
(
注
水
)V = 20cm3 /s 10s = 200cm3
由V注水 = S容器 h1 可得容器底面积为
S V注水 200cm3 50cm2
容器 = h1 = 4cm =
注水 15s 时,注水量与圆柱体的体积之和等于 h2 高处容器的容积 (水面刚好浸没圆柱体时 容器的容积) ,则
S容器 h2 = V注水 + VA
即
(
2
)50cm2 h = 20cm3 /s 15s+ 400cm3 = 700cm3
解得
(
h
) = 14cm 2
同时说明圆柱体 A 的高度为
(
A
2 1
)h = h 一 h = 14cm 一 4cm = 10cm
(3) 因为圆柱体 A 的体积为
(
A
)V = 400cm3
圆柱体 A 的高度为
(
h
) = 10cm A
则圆柱体 A 的底面积为
S = VA = 400cm3 = 40cm2
A hA 10cm
轻质细杆对圆柱体 A 的作用力为 0N 时,圆柱体所受浮力刚好等于其重力,即 F浮 = p水 V排g = GA
则
(
排
p
水
g
1.0
10
3
kg
/
m
3
10
N
/
kg
)V = GA = 2.4N = 2.4 10一4 m3 = 240cm3
则圆柱体 A 浸入水中的深度为
答案第 35页,共 36页
h浸 = = = 6cm此时容器中水的深度为
(
水
浸
1
)h = h + h = 6cm+ 4cm = 10cm = 0. 1m
水对容器底的压强为
p = p水gh水 = 1 .0 103 kg/m3 10N/kg 0 . 1m = 1 103 Pa
答:(1) 未注水时,轻质细杆对圆柱体 A 的拉力为 2.4N;
(2) 第 15s 时,水面高度h2 = 14cm ;
(3) 轻质细杆对圆柱体 A 的作用力为 0N 时,水对容器底的压强为 1×103Pa。
43. C 见解析
【详解】(1) [ 1]如图 1 所示,(b) 中半潜船排开水的体积最大,其次是 (c ) ,( a ) 中排开水 的体积最小,液体的密度是相同的,所以根据 F 浮=ρ液gV排可知,(b) 中船受到的浮力最大, 其次是 (c ) ,再次是 ( a ) ,即浮力关系是
Fb>Fc>Fa
从 ( a ) 到 (c ) 的过程中浮力先变大后变小,故 ABD 不符合题意,C 符合题意。
故选 C。
(2) [2]物体浸在液体中所受浮力是由物体上下表面的压强差所引起的,当密封沉管灌水下 沉到海底后,将其下半部分埋入海底的泥沙中,此时下表面不再受到液体的压力作用,因此 不会上浮。
答案第 36页,共 36页