第17讲 密度、压强、浮力的综合计算
A组·基础题
1.[2025仪征]如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙两种不同液体中,静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮,此时两液面相平。则下列说法中正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.小球在甲液体中所受浮力小于在乙液体中所受浮力
C.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D.两容器对地面的压强相等
2.[2025西安模拟]如图甲为我国古代的滴水计时工具——漏刻,图乙为它的模拟示意图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水,受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态,通过受水壶的壶口对应箭尺上的刻度计时(图中箭尺上的刻度未标出)。当受水壶中的液面升高时,下列说法正确的是( )
A.箭尺排开水的体积不变
B.箭尺受到的浮力变大
C.受水壶中的水对壶底的压强不变
D.该装置中,箭尺上的刻度是均匀的
3.(双选)水平桌面上放有两个完全相同的烧杯,两烧杯内分别盛满甲、乙两种不同液体。把两个完全相同小球分别放入两烧杯,两小球静止时的位置如图所示。下列判断正确的是( )
A.液体的密度
B.小球排开液体的质量
C.液体对烧杯底的压力
D.液体对烧杯底的压强
4.[2025湖南模拟]甲、乙两个相同的溢水杯分别盛满不同的液体,将两个完全相同的小球分别放入两个溢水杯中。小球静止后的状态如图所示,则( )
A.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
B.小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C.小球在甲杯中排开液体的质量等于在乙杯中排开液体的质量
D.放入小球后,甲、乙两个溢水杯对桌面的压强均变大
B组·中档题
5.[2025长沙模拟]兴趣小组自制“潜水艇”,将其放入一个底面积为、水深为的薄壁柱形容器内。“潜水艇”放入水中恰好悬浮,如图所示,此时水深为,“潜水艇”受到的重力_ _ _ _ (选填“大于”“等于”或“小于”)受到的浮力。打开进水阀门,空腔内开始进水,“潜水艇”下沉,最终“潜水艇”沉底且空腔充满水,此时容器底部受到水的压强为_ _ _ _ 。(“潜水艇”的材料密度)
6.[2025长沙一模]如图所示,边长为的正方体重为,与底面积为、高为、重为的柱体粘接在一起,底部中央用细线与容器底部相连并浸在容器内的水中,此时刚好浸没,则:
(1) 的密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
(2) 细线的拉力为_ _ _ _ ;
(3) 已知容器的底面积为且足够高,则若细线能承受的最大拉力为。现向容器中加水使细线刚好断裂,立即停止加水,始终竖立,待静止时,水对容器底部的压强比加水前增大_ _ _ _ 。
7.[2025广东模拟]如图所示薄壁透明圆柱形花瓶重,放在水平桌面上,瓶内加入深的水,花瓶的底面积为。鲜花重,鲜花插入后瓶内水面上升了。(,取)请你算出以下物理量:
(1) 鲜花插入后,桌面受到的压强是多大?
(2) 鲜花插入前后,水对花瓶的底部的压力增加了多少?
(3) 鲜花插入后,鲜花对瓶底的压力有多大?
C组·提升题
8.如图甲所示,实心均匀圆柱体和重的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,容器的底面积为,其内部盛有深的水,已知,取。
(1) 求水对容器底部的压强。
(2) 若将浸没在容器的水中(容器足够高,水未溢出),如图乙所示。水对容器底部压强的增加量为,容器对水平地面压强的增加量为。求在水中静止后容器底部对它的支持力。
(3) 如图丙所示,形状与相同的实心圆柱体用细绳与相连,再向容器内缓慢注水,一段时间后,当对容器底的压力刚好为零时停止注水,水面恰好与圆柱体的上表面相平,细绳重、体积均不计,求圆柱体的密度。
第17讲 密度、压强、浮力的综合计算
A组·基础题
1.C 2.A 3.AC 4.C
B组·中档题
5.等于; 1 100
6.(1)
(2) 2
(3) 500
7.(1) 解:,
由可知,水的质量:,
水的重力:,
鲜花插入后水平桌面所受压力:,
鲜花插入后,桌面受到的压强:;
(2) 鲜花插入前后,水面上升了,水对花瓶的底部的压强增加量:,
由可知,鲜花插入前后,水对花瓶的底部的压力增加量:;
(3) 鲜花插入后,鲜花排开水的体积:,
鲜花受到的浮力:,
鲜花插入后,鲜花受到瓶底的支持力:,
根据力的相互作用可知,鲜花插入后,鲜花对瓶底的压力。
C组·提升题
8.(1) 解:水对容器底部的压强:。
(2) 将浸没在容器的水中且水未溢出,水对容器底部压强的增加量为,
则水面上升的高度:,
圆柱体排开水的体积即的体积:,
圆柱体受到的浮力:,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,容器对水平地面压力的增加量即物体的重力:,
因圆柱体静止时受到竖直向上的浮力和支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,
所以,由圆柱体受到的合力为零可得:,
则在水中静止后容器底部对它的支持力:。
(3) 的密度是:,
当对容器底的压力为零时水面恰好与圆柱体的上表面相平,、的整体处于悬浮状态,则,即,
整理可得。