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中考物理一轮复习基础过关复习集训12《浮力》练习册(含答案)
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这是一份中考物理一轮复习基础过关复习集训12《浮力》练习册(含答案),共21页。
第十章 浮力
(答题时间:____分钟 分值:59分)
1. (成都)将一小石块浸没在水中,放手后小石块沉入水底.在小石块下沉过程中,下列分析正确的是( )
A. 浮力变大 B. 浮力变小
C. 浮力大于重力 D. 浮力小于重力
2. (山西)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉.对此现象,下列说法正确的是( )
A. 西瓜的密度比李子的密度大
B. 西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C. 李子下沉过程中所受水的压强不变
D. 李子浸没后,下沉过程中所受浮力大小不变
3. (盐城)未煮过的汤圆沉在水底,煮熟后漂浮在水面上,则此时汤圆( )
A. 受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的小
B. 受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的小
C. 受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的大
D. 受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的大
4. (哈尔滨)在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( )
第4题图
A. 水对石头的压强比对木头的小
B. 木头受到的浮力大于它自身的重力
C. 鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D. 石头受到的浮力等于它自身的重力
5.(海南)如图所示,将重为G的铝块挂在弹簧测力计上,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F,则铝块所受的浮力大小为( )
第5题图
A. G B. F C. G+F D. G-F
6. (大庆)如图所示,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,用外力F缓慢将A压入其中,h表示木块的下表面到液面的距离,下列关于木块所受浮力F浮和h的关系图像正确的是( )
7. (通辽)如图所示,A、B、C三个完全相同的杯子盛有不同体积的水,现将三个质量相同,材料不同的实心金属球甲、乙、丙分别浸没在A、B、C三个盛水的杯子中(水均未溢出),且各杯中的水面达到同一高度.下列关于甲、乙、丙对杯子底部压力大小的判断正确的是( )
第7题图
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
8. (广东省卷)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( )
第8题图
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′
9. (郴州)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中.物体静止时,A漂浮、B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙.物体A、B所受浮力分别为FA、FB.则( )
第9题图
A. p甲<p乙,FA=FB B. p甲<p乙,FA>FB
C. p甲>p乙,FA=FB D. p甲>p乙,FA<FB
10. (曲靖)将塑料块、铁块、冰块和空心球放入一盛有水的容器中,静止时它们的状态如图所示,下列分析正确的是( )
第10题图
A. 冰完全熔化后,铁块上表面受到的压力增大
B. 冰完全熔化后,空心球的状态不变
C. 在水中加盐,铁块对容器底部的压强不变
D. 在水中加盐,塑料块露出水面的体积会减小
11. (咸宁)质量分布均匀的A、B两个实心正方体(VA>VB),放置在盛水的容器中,静止时如图所示; 现将A、B捞起后放置在水平桌面上.比较A、B在水中受到的浮力FA、FB,和它们对水平桌面的压强pA、pB的大小关系,正确的是( )
第11题图
A. FApB B. FA>FB,pApB
12. (眉山)如图所示,将边长为10 cm的正方体木块放入装有某种液体的圆柱形容器中,木块静止时,有 的体积露出液面,此时液面比放入木块前升高了2 cm,容器底部受到的压强变化了160 Pa(取g=10 N/kg),则下列判断错误的是( )
第12题图
A. 液体的密度是0.8×103 kg/m3
B. 木块的密度是0.6 g/cm3
C. 木块受到的浮力是6 N
D. 使木块完全浸没需要4 N向下的压力
13. (贵阳)将一实心铁球从水面上由静止释放,如图所示.铁球从入水到完全没入的过程中它所受的浮力逐渐变________(选填“大”或“小”),铁球下沉的原因是它受到的浮力________(选填“大于”或“小于”)重力.
第13题图
14. (衡阳)同样重的实心铜块和实心铁块,都浸没在煤油中,这时________(选填“铜”或“铁”)块受到浮力大.同样重的实心铜块和实心铁块,铜块浸没在煤油中,铁块浸没在水中,这时____(选填“铜”或“铁”)块受到浮力大(已知ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ煤油).
15. (郴州)弹簧测力计下挂着一重为12 N的实心小球,小球浸没在水中并静止时,弹簧测力计示数为7 N,则此时小球受到的浮力是______N,其密度是________kg/m3(g=10 N/kg).
16. (金华)“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示.该“彩球温度计”是由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成.当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将________.在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为________.
第16题图
17. (铜仁)年5月,我国第一艘自主研发的航母在全世界的瞩目下成功下水,标志着我国的国防军事实力上了一个新的台阶.飞机从航母上滑行起飞时,以航母为参照物,飞机是 ______的;同月,我国“蛟龙号”潜水器下潜深度约6 700 m,在此深度,潜水器受到海水的压强为______Pa,在返程过程中(未露出水面前)它所受的浮力________(选填“增大”、“减小”或“不变”).(取海水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
18. (长春)如图所示,两个完全相同的弹簧测力计,上端固定在同一高度,下端分别悬挂完全相同的柱形金属块,在其正下方同一水平面上放置两个完全相同的柱形容器.分别向甲、乙两个容器中缓慢注入水和盐水,当两个金属块各有一部分浸入液体中,且两个弹簧测力计的示数相等时,两个金属块下表面受到的液体压强的大小关系为p甲________ p乙,两个容器底受到的液体压强的大小关系为p水________ p盐水.
第18题图
19. (十堰)如图所示,边长为a的正方体木块漂浮在密度为ρ的液体中,有 体积露出液面,则木块的密度为________.木块下表面受到液体的压强为________,若把木块露出液面的部分切去时,木块将________(选填“上浮”、“保持不动”或“下沉”).
第19题图
20. (荆州)将一实心物体挂在弹簧测力计上,如图甲所示,待其静止时弹簧测力计的示数为 7.2 N,当把物体的三分之一浸在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数变为5.2 N.此时物体受到的浮力为________N,若把该物体放入密度为1.5×103 kg/m3且足够多的另一液体中待其稳定时,物体所受的浮力为________N.(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
第20题图
21. (营口)某潜水艇总质量为 2.7×103 t,体积为3×103 m3,当它浮在海面上时,受到的浮力是________N,当它需要潜入海水中时,它至少要向水舱充入________m3的海水.潜水艇潜入海中一定深度时,仪表显示海水的压强为2×106 Pa,此时它在海水中的深度为______m.(海水密度按1.0×103 kg/m3计算,g=10 N/kg)
22. (怀化)(5分)某同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素.
第22题图
(1)物体受到的重力为________N.
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是________N.
(3)由________两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关.
(4)由________两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.
(5)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的________有关.
23. (昆明)(9分)中国首艘国产航母001A于年4月26日正式下水(如图所示).下水方式采用了漂浮式下水,这也是现代航母建造中普遍使用的下水方式.漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞(停泊、修理或制造船只的地方),船依靠浮力浮起后驶离船坞.(g取10 N/kg,海水密度取1.0×103 kg/m3)问:
(1)航母001A设计满载排水量约7万吨,那么它满载时受到的浮力是多少?
(2)水面下4 m处海水产生的压强是多少?
(3)一位质量为60 kg的歼15舰载机飞行员来到航母的水平甲板上,若双脚与甲板的接触面积是0.04 m2,则他双脚站立时对甲板的压强是多少?
第23题图
答 案
1. D 【解析】影响浮力大小的因素为液体的密度和物体排开液体的体积.小石块浸没水中后,排开水的体积不变(等于小石块的体积)、水的密度也不变,所以它所受的浮力不变,A、B错误;根据物体的浮沉条件可知,物体下沉时,小石块所受的浮力小于重力,故C错误、D正确.故选D.
2. D 【解析】根据物体的浮沉条件可知,李子在水中下沉,则李子的密度大于水的密度,西瓜在水中漂浮,则西瓜的密度小于水的密度,所以李子的密度大于西瓜的密度,A错误;西瓜漂浮时,它所受的浮力和重力是一对平衡力,大小相等,B错误;李子下沉过程中,深度增加,液体的密度不变,根据液体压强公式p=ρ液gh可知它所受水的压强增加,C错误;由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,影响物体所受浮力大小的因素是液体的密度和排开液体的体积,李子浸没后下沉过程中,李子排开水的体积不变,始终等于李子的体积,水的密度不变,所以它所受的浮力大小不变,D正确.故选D.
3. D 【解析】汤圆漂浮时浮力等于重力,B、C不正确;汤圆重力不变,沉底时浮力小于重力,漂浮时浮力等于重力,因此汤圆漂浮时所受浮力比沉底时所受浮力大,根据阿基米德原理,漂浮时汤圆排开水的体积大,D正确,A错误.故选D.
4. C 【解析】液体压强随深度的增加而增大,石头的深度比木头的大,则水对石头的压强比对木头的大,A错误;木头漂浮,浮力等于重力,B错误;根据阿基米德原理知鱼受到的浮力等于它排开水的重力,C正确;石头沉底,石头受到的浮力小于它自身的重力,D错误.故选C.
5. D 【解析】物体浸没在水中,受到重力、拉力和浮力,拉力和浮力的方向竖直向上,重力的方向竖直向下,物体静止时,受力平衡,因此受到的浮力等于物体重力的大小减去弹簧测力计的示数.故选D.
6. C 【解析】物体浸没前,深度增加的同时排开液体的体积也增加了,所受浮力大小随物体排开液体的体积的增大而增大;浸没后物体受到的浮力大小不变,故只有C符合题意.故选C.
7. C 【解析】当放入实心金属球前,杯子中水的体积关系为VA<VB<VC,当把三个质量相同的实心金属球浸没在水中时,三个杯子中水和金属球的总体积相同,则三个金属球的体积关系是V甲>V乙>V丙,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,三个球所受的浮力大小关系是:F甲浮>F乙浮>F丙浮,当三个金属球沉入杯底时,有G=F浮+F支,由于重力相等,故F甲支<F乙支<F丙支,又因为金属球对杯底的压力大小等于杯底对金属球的支持力,所以三个金属球对杯底压力的大小关系是:F甲<F乙<F丙,故选C.
8. D 【解析】根据物体浮沉条件可知F甲V乙排,所以F甲=F丙>F乙,B错误,由于G甲>F甲=F丙=G丙>F乙=G乙,所以三者重力的关系为G甲>G丙>G乙,质量关系是m甲>m丙>m乙,A错误;水对烧杯底的压强p=ρ水gh,由于三个烧杯中h相等,所以水对烧杯底的压强相等,C错误;三个烧杯底部对桌面的压力F=G总=G水+G球+G烧杯,且F乙=G乙,F丙=G丙,则乙球和丙球排出水的重力等于球重力,故乙、丙烧杯放入球后对桌面压力不变;F甲F乙′=F丙′,因为三个烧杯相同,故三烧杯底部对桌面的压强p甲′>p乙′=p丙′,D正确.故选D.
9. C 【解析】物体A在甲液体中漂浮,受到的浮力等于物体A的重力,物体B在乙液体中悬浮,受到的浮力等于物体B的重力,因为两物体完全相同,所以两物体受到的浮力相等,即FA=FB;因为物体A在甲液体中漂浮,所以ρ甲>ρA,因为物体B在乙液体中悬浮,所以ρ乙=ρB,因为两物体完全相同,所以ρ甲>ρ乙,由p=ρgh,h相同,可知甲、乙两液体对容器底部的压强:p甲>p乙,A、B、D错误,C正确.故选C.
10. B 【解析】冰块漂浮在水面上,根据平衡条件有:ρ水gV排=m冰g,则冰排开水的体积V排=,因冰熔化成水后质量不变,所以冰熔化成水的体积为V水==,即冰完全熔化成水后,水面高度保持不变,根据p=ρgh可知,铁块上表面受到水的压强不变,由F=pS可知铁块上表面所受水的压力不变,A错误;空心球处于悬浮状态,其密度等于水的密度,冰完全熔化成水后,水的密度不变,故空心球仍然处于悬浮状态,B正确;由F浮=ρgV排可知,当在水中加盐后,液体的密度增大,铁块受到的浮力变大,铁块所受重力不变,对铁块进行受力分析可知F浮+F支=G铁,所以容器底部对铁块的支持力减小,即铁块对容器底部的压力减小,由p=可知铁块对容器底部的压强减小,C错误;塑料块处于漂浮状态,所以F浮=ρgV排=G塑,塑料块的重力不变,当在水中加盐后,液体的密度增大,塑料块排开水的体积变小,露出水面的体积将变大,D错误.故选B.
11. D 【解析】A悬浮,B漂浮,所以FA=GA,FB=GB,根据F浮=ρ水gV排,A排开的水的体积多,所以FA>FB;A悬浮,B漂浮,ρA=ρ水、 ρBρB;因为实心正方体VA>VB,所以hA>hB,质量分布均匀的实心正方体对水平地面的压强p=====ρgh,所以pA>pB.故选D.
12. D 【解析】物体的体积为V物=(0.1 m)3=0.001 m3,物体排开液体的体积为V排=V物=×0.001 m3=7.5×10-4 m3,由公式p=ρgh得,液体的密度为:ρ液===0.8×103 kg/m3,A正确;木块受到的浮力:F浮=ρ液gV排=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×7.5×10-4 m3=6 N,C正确;由于物体处于漂浮状态,所以物体受到的浮力等于重力,故重力G物=F浮=6 N,物体的密度为ρ物===0.6×103 kg/m3=0.6 g/cm3,B正确;使木块完全浸没在液体中的力为:F=ρ液gV物=0.8×103 kg/m3×10 N/kg××10-3 m3=2 N,D错误.故选D.
13. 大 小于 【解析】铁球从刚入水到完全没入水中的过程中,铁球排开水的体积逐渐变大,水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,铁球受到的浮力逐渐变大;铁球受到浮力小于重力,所以铁球下沉.
14. 铁 铁 【解析】由题意知,铜块和铁块质量相同,ρ铜>ρ铁,由ρ=可得V铜<V铁,浸没时,V物=V排,则根据阿基米德原理F浮=ρgV排,可知铁块受到的浮力大;又因为浸没时V排=V物,V铜”、“”、“p2.故选A.
2. B 【解析】把A和容器看作一个整体,即A和容器的总重力不变,由图可知,甲、乙中物体都是漂浮在水面上,所以甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力都等于物体A和小玻璃杯的总重力,故F甲=F乙;因为两种情况下的浮力相等即F甲=F乙,由阿基米德原理可得,F浮=ρ水gV排,所以V排甲=V排乙,因此甲、乙两图中,水面的高度是相同的,由p=ρgh可知,当ρ一定时,若h相等,则p相等,即p甲=p乙.故选B.
3. 1.6 2.4 = V乙,由G=mg=ρVg,可得,G甲液>G乙液,则G甲′>G乙′,F甲压>F乙压,又由F=pS得,S一定,p甲>p乙,B正确,C错误.故选B.
6. D 【解析】由于小球在甲液体中沉底,所以ρ甲<ρ球,F浮甲<G球,而在乙液体中悬浮,所以ρ乙=ρ球,F浮乙=G球,可以得到ρ甲<ρ乙,F浮甲<F浮乙,A错误、D正确;由于杯中原液体体积相同,小球在两个烧杯中排开的液体体积相同,所以放入小球后,甲、乙两杯中的液面高度相同,由于ρ甲<ρ乙,根据液体压强公式p=ρ液gh可以得出,p甲<p乙,B错误;由于杯中液体体积相同,ρ甲<ρ乙,所以m甲<m乙,因此甲杯对水平面的压力小于乙杯对水平面的压力,在受力面积相同的情况下,甲杯对水平面的压强小于乙杯对水平面的压强,C错误.故选D.
7. 甲 丙 【解析】据题图可知,甲图中圆柱体悬浮,即ρ物=ρ甲;乙图中圆柱体漂浮,即ρ物<ρ乙;丙图中漂浮的程度更大,故ρ物<ρ丙,且ρ乙<ρ丙;因为物体的密度相同,说明丙液体的密度最大,甲液体的密度最小;由于液体的深度相同,根据p=ρgh可知,由于丙液体的密度最大,所以丙图中液体对容器底的压强最大.
8. D 【解析】根据a和b的体积相同,即可知排开水的体积相同,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,体积相同的两个正方体a、b所受的浮力Fa=Fb;液体压强的特点:深度越深压强越大,由题图可知b的上表面距离液体表面比a的上表面距离液体表面深;因此两个正方体上表面受到水的压强pa<pb.故选D.
9. D 【解析】由于a、b两个实心球是由同种材料制成的,所以两个小球的密度相同,又由于a球的体积大于b球的体积,所以有ma>mb,Ga>Gb,由于a球处于漂浮,所以a球受到的浮力等于a球受到的重力,即Fa=Ga;由于b球处于悬浮,所以b球受到的浮力等于b球受到的重力,即Fb=Gb,所以Fa> Fb;由于甲、乙两种液体的质量相等,a球比b球重,所以甲烧杯杯底受到的总压力比乙烧杯杯底受到的总压力大,又由于两个烧杯的底面积相同,由压强公式p=可知,p甲>p乙.故选D.
压强、浮力的综合计算专练
(南宁2012.30、钦州2考、防城港.27)
1. (湖州改编)取一根内部横截面积为1平方厘米的直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜后,称得质量为2 g.向管内倒人10 g液体,再将它放入水中,放手后,观察到橡皮膜恰好变平,如图所示.(g=10 N/kg)请回答:
(1)管内倒入液体后,它受到的重力.
(2)水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小.
(3)装有液体的塑料管受到的浮力大小.
第1题图
2. (广安)如图所示,一个底面积为100 cm2的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1 000 g的水.将一个重3 N的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后竖直浸入水中,当A有一半浸在水中时,弹簧测力计的读数为2 N.(g取10 N/kg)
(1)此时,A物体受到的浮力为多少?
(2)物体A的体积是多少?
(3)当物体A浸没在水中时(容器中的水并未溢出),水对容器底的压强是多大?
第2题图
3. (潍坊)边长为0.1 m的正方体木块,漂浮在水面上时,有 的体积露出水面,如图甲所示.将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为2 N的石块.静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示.取g=10 N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3.求:
(1)图甲中木块受到的浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强.
第3题图
4. (莱芜)如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为 0.1 m 的正方体物块A,容器中水的深度为 40 cm时,物块A刚好完全浸没在水中.容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,打开阀门B,使水缓慢流出,当物块A有 的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门B.弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量ΔL关系如图乙所示.(已知g取10 N/kg,水的密度为ρ水=1.0×103 kg/m3,不计弹簧所受的浮力,物块A不吸水).求:
第4题图
(1)打开阀门前物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强.
5. 如图所示,是小明为防止家中停水而设计的贮水箱.当水箱中水深达到1.2 m时,浮子A恰好堵住进水管,使其停止向箱内放水,此时浮子A有 体积露出水面(浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动).若进水管口水的压强为1.2×105 Pa,管口横截面积为2.5 cm2,贮水箱底面积为0.8 m2,浮子A重10 N,g取10 N/kg.求:
(1)贮水箱底面受到水的最大压强;
(2)浮子A受到的浮力;
第5题图
(3)浮子A的密度.
6. (重庆B卷)如图甲所示为中国首艘国产航母001A 下水时的情景.某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程,他们将一个质量为2 kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为6 kg,底面积为0.03 m2,高为0.4 m,如图乙所示.现在向容器中加水,当加水深度为0.1 m时,模型刚好离开容器底部,如图丙所示.继续加水直到深度为0.38 m,然后将一质量为0.9 kg的舰载机模型轻放在航母模型上,静止后它们一起漂浮在水面,g取10 N/kg.求:
(1)图丙中水对容器底的压强为多少帕?
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米?
(3)放上舰载机后整个装置静止时,相对于水深为0.38 m时,容器对水平地面的压强增加了多少帕?
第6题图
答 案
1. 解:(1)G总=m总g=(2+10)×10-3 kg×10 N/kg=0.12 N
(2)塑料管底部橡皮膜受到液体的压力F=G=mg=0.01 kg×10 N/kg=0.1 N
所以液体对塑料管底部橡皮膜产生的压强p===1 000 Pa
因为橡皮膜恰好变平,说明水对橡皮膜的压强与液体对橡皮膜的压强相等为1 000 Pa
(3)因为塑料管漂浮,所以塑料管受的浮力F浮=G总=0.12 N
2. 解:(1)物体A的重力G=3 N,当A有一半浸在水中时,弹簧测力计的示数为2 N,所以此时物体A受到的浮力
F浮=G-F=3 N-2 N=1 N
(2)因为弹簧测力计的示数为2 N,即物体A受到的浮力为1 N时,物体A刚好有一半的体积浸入水中,所以物体的体积:即VA=V排===1×10-4 m3,所以VA=2×1×10-4 m3=2×10-4 m3
(3)当物体A浸没在水中时,容器底受到的压力F=G水+F浮′=G水+ρ液gVA=1 kg×10 N/kg+1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-4 m3=10 N+2 N=12 N,水对容器底的压强p===1 200 Pa
3. 解:(1)木块排开水的体积为:V排=V浸=V物=a3=×(0.1 m)3=6×10-4 m3
题图甲中木块所受的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N
(2)由题图甲知,木块漂浮,即G木=F浮=6 N,在题图乙中物体的总重力为:G总=G木+G石=6 N+2 N=8 N
因为在图乙中,物体漂浮在液面上,则物体的总重力G总=F浮2=8 N
根据公式F浮=ρ液gV排可得液体的密度为:
ρ液====0.8×103 kg/m3
(3)木块下表面受到的压强为:p=ρ液gh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=800 Pa
4. 解:(1)打开阀门前,物体A刚好浸没在水中,物体排开水的体积就是物体的体积,所以V排=V物=L3=(0.1 m)3=10-3 m3,由阿基米德原理,物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3=10 N
(2)当物体的体积露出水面时,弹簧处于自然状态,即物体漂浮在水面上,由物体的浮沉条件得G物=G排=F浮′=ρ水g V排=×1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3=6 N;所以物体的质量m===0.6 kg,所以物体的密度ρ===0.6×103 kg/m3
(3)当水深为40 cm时,对物块进行受力分析,如解图所示
第4题解图
所以F浮=G物+F拉,所以F拉=F浮-G物=10 N-6 N=4 N,由图像知弹簧的伸长量ΔL=2 cm,所以弹簧的原长L=40 cm-10 cm -2 cm =28 cm.当物体的体积露出水面时,弹簧处于自然状态,此时水的深度h=28 cm+×0.1×100 cm=34 cm=0.34 m,此时水对容器底部产生的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.34 m=3 400 Pa
5. 解:(1)当水箱中水深达到1.2 m时,浮子A恰好堵住进水管,此时水箱内水的高度达到最大.水箱底部受到的最大压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2 m=1.2×104 Pa
(2)浮子堵住进水口时:进水管口水对浮子A的压力F=p水S进水口=1.2×105 Pa×2.5×10-4 m2=30 N,浮子A处于静止状态,所以浮子A受到的浮力F浮=F+G=30 N+10 N=40 N
(3)根据阿基米德原理可知F浮=ρ水gV排,则浮子A排开水的体积V排===4×10-3 m3,浮子A有 体积露出水面,浮子的体积V===5×10-3 m3,浮子质量m===1 kg,浮子的密度ρ===0.2×103 kg/m3
6. 解:(1)p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa
(2)因为航母模型漂浮,所以浮力与重力相等:F浮=G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N
V排===2×10-3 m3
(3)航母模型一直处于漂浮状态,所以放上舰载机后,航母模型所受浮力的增加量应等于舰载机的重力,即ΔF浮=G机=m机g=0.9 kg×10 N/kg=9 N,故ΔV排===9×10-4 m3=900 cm3
放上舰载机之前容器中剩余的体积为ΔV=0.03 m2×(0.4 m-0.38 m)=6×10-4 m3=600 cm3<ΔV排
所以放入舰载机后水会溢出
溢出水的体积为V水溢=ΔV排-ΔV=900 cm3-600 cm3=300 cm3=3×10-4m3
溢出水的质量为m水溢=ρ水V水溢=1.0×103 kg/m3×3×10-4m3=0.3 kg
溢出水的重力为G水溢=m水溢g=0.3 kg×10 N/kg=3 N
所以放上舰载机后相对水深为0.38 m时,容器对水平面增加的压力为舰载机的重力与溢出水的重力之差,即ΔF=G机-G水溢=9 N-3 N=6 N
容器对水平面的压强增加了Δp===200 Pa
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