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2020全国物理中考题分类汇编——《浮力》
1.(2020北京市)某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计A,如图甲所示。将A依次放入一系列密度已知的液体中,每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ,并测量木棒浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出ρ-h图象,如图乙中图线①所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计B.将b同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图乙中图线②.他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( )
A. 上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大
B. 密度计B上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
C. 密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量
D. 若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
2.(2020广东省)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法,质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,如图所示,游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是( )
A.5000N B.500N C.50N D.5N
3.(2020山东青岛)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N下列分析正确的是( )
A. 金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N
B. 利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C. 利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D. 利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
4.(2020山西)2020年5月27日,我国8名登山队员成功登峰测极!成功登顶离不开准确的天气预报。如图所示,是气象探测保障服务团队,在珠峰大本营准备释放甲、乙两个探空气球采集气象信息,甲的体积小于乙的体积。在探空气球释放前后的过程中,下列分析正确的是( )
A. 释放前甲受到的浮力一定等于它自身的重力
B. 释放前甲受到的浮力一定大于乙受到的浮力
C. 释放后探空气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力
D. 释放后探空气球上浮过程中受到的浮力一定小于自身重力
5.(2020福建省)如图,体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A有四分之一体积露出水面,细线被拉直。已知A重4N,B受到的浮力为8N,A、B密度之比为2:5.那么( )
A. A、B所受的重力之比为5:2 B. A、B所受的浮力之比为1:2
C. 细线对A的拉力大小为1 N D. B对容器底部的压力为零
6.(2020贵州铜仁)测量液体密度的仪器叫密度计。现将同一支密度计分别放入装有甲、乙两种液体的容器中,如图所示,则( )
A. 密度计在甲液体中所受的浮力较大
B. 密度计在乙液体中所受的浮力较大
C. 甲液体的密度较大
D. 乙液体的密度较大
7.(2020湖北武汉)一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10cm,密度是0.3×103kg/m3,漂浮在液面上,露出液面的体积占物块体积的用手缓慢下压物块,如图所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法错误的是( )
A. 液体的密度是1.2×103kg/m3
B. 手对物块上表面的压力大小是2N
C. 液体对物块下表面的压力大小是12N
D. 物块下表面受到液体的压强是1.2×103Pa
8.(2020天津)(多选)水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器,容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,木块直立在水中且与容器底接触(部分露出水面),如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零,则( )
A.放入木块前水对容器底的压强为
B.放入木块后水对容器底的压强为
C.木块所受的重力为
D.木块所受的重力为
9.(2020河南)(多选)将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示。下列说正确的是( )
A. 木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等
B. 木块在乙液体中排开液体的质量较大
C. 两容器中木块下表面受到的液体压强相等
D. 两容器底部受到的液体压强相等
10.(2020江苏南京)如图所示,两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有质量相等的两种液体,两个相同的小球分别放入容器中,一个漂浮,一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F1和F2,容器对桌面的压强分别为p1和p2.下列说法正确的是( )
A. F1>F2 P1>P2 B. F1>F2 P1<P2
C. F1<F2 P1>P2 D.F1<F2 P1<P2
11.(2020四川自贡)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是( )
A. B. C. D.
12.(2020广州市)图1中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ和水温t关系如图2所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩
如图,把测力计下悬挂的实心金属块M(体积不变)浸没在水中,M处于静止状态,下列选项中能正确反映测力计示数F和水温t关系的是( )
A. B. C. D.
13.(2020黑龙江省哈尔滨)一个小球质量为0.2kg,漂浮在水面上,它受到的浮力是______N,排开水的体积是______m3(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
14.(2020福建省)我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时,受到海水的压强约为______Pa(ρ海水取1.03×103kg/m3,g=10N/kg);在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)自重,从而上浮。
15.(2020辽宁沈阳)人们在端午节会吃粽子,康康把粽子放入盛有适量水的锅中,发现粽子完全浸没水中且沉在锅底,这说明粽子的密度______水的密度,此时粽子对锅底的压力______粽子受到的重力(以上均选填“大于”、“等于”或“小于”),若粽子的体积为150m3,则它受到的浮力为______N.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
16.(2020广西南宁)将一小球轻放入盛满酒精的大烧杯甲中,小球静止后,溢出酒精的质量是80g,小球在酒精中受到的浮力为____N;将其轻放入未装满水、底面积为100m2的大烧杯乙中,静止后溢出水的质量是45g,水对容器底部的压强加了50Pa,则乙杯中水面升高___cm;小球的密度是___kg/m3。(ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
17.(2020江苏苏州)如图所示,重为12N、边长0.1m的正方体物块静置于粗糙的水平桌面上,物块对桌面的压强为______Pa.向右推动物块,在运动过程中,它受到______(向左/向右)的摩擦力。物块掉入水槽中(水足够深),其静止后所受浮力为______N(g取10N/kg)
18.(2020重庆A卷)小明有一个不吸水的工艺品,底座为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B.他将工艺品竖直放置在水中(如图甲),静止时木块浸入水中的深度为h1;按图乙竖直放置,静止时木块浸入水中的深度为h2,工艺品所受浮力与甲图相比______(选填“变大”“变小”或“不变”)。因粘合处松开导致合金块沉底,若不计粘合材料的影响,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直静止时浸入的深度h3=______(用h1、h2、n表示)。
19.(2020江西)如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲______ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙(均选填“>“、“<”或“=”)
20.(2020河南)在通常情况下,许多物质的密度、沸点、凝固点、比热容等都是稳定不变的。这些稳定不变的物理量既是物质的基本属性,也是自然界平衡与和谐的本质反映。假如这些物理量发生改变,我们生产、生活中的许多现象就会发生变化。请仿照示例,就任一物理量发生改变,提出一个相关的物理问题,并做出合理的猜想。
【示例】问题:如果水的密度变小,轮船的吃水深度将如何变化?猜想:轮船的吃水深度将增加。
问题:______。
猜想:______。
21.(2020四川成都)旅游景区的“热气球”升空是利用了空气产生的______;民航客机起飞,是利用机翼上、下表面空气流速不同而产生的______。(两空均选填“升力”或“浮力”)
22.(2020河南)将细线一端固定在烧杯底部,另一端固定在乒乓球上。烧杯加水后静止在斜面上,如图所示。不计乒兵球的重力,请以球心为作用点画出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。
23.(2020广东省)重为G的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部,向水中加入食盐并使其溶解,鸡蛋渐渐浮起,最终漂浮在水面,如图甲所示。请在图乙中画出上述过程中鸡蛋所受的浮力F随时间t变化的大致图象。
24.(2020广东省)受“曹冲称象”的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性笔等,测量小玻璃珠的密度,如图所示,实验步骤如下(请将步骤④补充完整):
①如图甲,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水面的位置;
②如图乙,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1;
③如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2;
④如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面______,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水,表示以下物理量):
(1)小玻璃珠的总体积为V=______;
(2)小玻璃珠的总质量为m=______;
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ=______;
(4)在不改变实验方法的前提下,请提出一条提高测量精度的措施:______(示例:在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗)。
25.(2020广西南宁)盛有液体的容器里,放入物体后容器底部受到液体压力会増大,那么,容器底部受到液体压力的増加量F液与哪些因素有关?某实验创新小组对此问题进行实验探究。
(1)他们猜想∶F液与放入物体的重力G物有关。他们将三个重力不同、体积相同的物体先后放入盛有相等质量水的相同容器中,并測得容器底部受到水的压力増加量F水,实验示意图及相应数据见下表。
①三次实验中,容器中的水面升高的高度_____(选填“相等”或“不相等")。
②分析比较实验1、2与3,可得:F水与G物_____(选填“有关”或“无关”)。
(2)他们提出新的猜想∶F液与放入物体的体积V物有关。于是他们选用不同物体,先后放入盛有相等质量水的相同容器中,待物体静止,测得F水。实验示意图及相应数据见下表。
①分析比较实验4、5与6,得到∶V物越大,F水越___。
②进步分析比较实验6、7与8,发现∶F水与V物____(选填“有关”或“无关)。
③再通过计算比较实验4、5与6,发现∶物体受到的浮力F浮____F水(选填“>”、“=”或“<")。
④综合分析比较实验4-8,可得初步结论∶影响液体对容器底部压力的増加量F液的因素是物体______的体积。
(3)为了使实验结论更有普性,还应_______继续实验。
26.(2020上海)为了研究圆柱体浸入水的过程中水对容器底部的压强情况,某小组同学选用高度H、底面积S均不同的圆柱体A和B进行实验。如图所示,他们设法使圆柱体A逐步浸入水中,测量并记录其下表面到水面的距离h及水对容器底部的压强p,接着仅换用圆柱体B重新实验,并将全部实验数据记录在表一中(实验中容器内水均未溢出)。
表一:
圆柱体
实验序号
h(米)
p(帕)
圆柱体
实验序号
h(米)
p(帕)
A
H为0.4米
S为0.03米 2
1
0
7000
B
H为0.3米
S为0.05米 2
7
0
7000
2
0.10
7200
8
0.12
7400
3
0.20
7400
9
0.18
7600
4
0.40
7800
10
0.24
7800
5
0.50
7800
11
0.30
8000
6
0.60
7800
12
0.40
8000
①分析比较实验序号______数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h<H时,p随h的增大而增大。
②分析比较实验序号4、5与6或11与12数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,______。
③由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件,发现两圆柱体浸入水的过程中,存在h不同而p相同的现象。若用圆柱体A、B进一步实验,请在表二中填入拟进行实验的数据,使每一组实验中水对容器底部的压强p相同。
表二
实验组号
hA(米)
hB(米)
第Ⅰ组
0.10
第Ⅱ组
0.18
27.(2020江苏苏州)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是______(填序号)。
常识
猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底
常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些
常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻
猜想1:与浸入液体的深度有关
猜想2:与液体的密度有关
猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①根据A、B、C的结果,可得猜想1是______(正确/错误)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是______(正确/错误)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与______有关,与浸入液体的深度______;
②接下来根据A、D和E______(能/不能)对猜想2进行验证;
③为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于1.8N,便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是______。
28.(2020青海)如图所示,是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在盐水中时,受到的浮力是______N。
(2)分析图乙、丙可知,浮力的大小跟______有关。
(3)分析______两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关。
(4)由实验可知,该金属块的密度是______kg/m3。
29.(2020吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示,其中弹簧测力计示数的大小关系是:F1>F2>F3,F3<F4,水的密度用ρ水表示。
(1)比较______两图可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)比较丙、丁两图可知,浮力的大小跟______有关。
(3)分析甲、丙两图可得,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=______,物体的密度ρ物=______。
(4)深入分析丙、丁两图,水对烧杯底的压强P水,液体对烧杯底的压强P液的大小关系,则P水___ P液。
30.(2020天津)“停课不停学”期间,小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后,想用家中可用器材(如图所示),测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为,请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量:______;
(2)写出鸡蛋密度的数学表达式______(用已知量和测量量表示)。
31.(2020贵州毕节)如图所示是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验。
(1)把物体慢慢浸入水中直到全部没入的过程中,物体受到的浮力逐渐变______(填“大”或“小”),
(2)物体浸没在装满水的溢水杯后,水会流入空桶中,各步骤中弹簧测力计的示数已在图中标明,通过实验可得:F浮 = G排 = N。
32.(2020内蒙古呼和浩特)2020年6月20日,我国自主设计和建造的“海斗号”载人潜水器,成功下潜到太平洋“马里亚纳海沟”10000米深处。创造了载人潜水器海水深潜的世界纪录。潜水器由双层船壳构成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金作主材,潜水器在上浮和下潜时,其体积是一定的。潜水器近似可以看做长方体,其规格:长9m、宽3m、高3.4m。该潜水器悬浮在海水中时总质量为25t。(海面大气压 1.0×105Pa) 。
(1)假设海水密度不随深度变化,质量不变的潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)“海斗号”悬浮在海水中,求所受到的浮力;
(3)载人潜水器在10000米深处,其上表面受到的压力约为 2.78×109N,求海水的密度。
33.(2020安徽省)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1=10cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。已知容器的底面积S=25cm2,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求水对容器下表面的压强;
(2)求容器受到的浮力;
(3)从容器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
34.(2020内蒙古包头)如图甲,水平桌面上的容器(厚度不计)底部固定一轻质弹簧(质量和受到的浮力均不计),弹簧上端连有正方体铁块A,铁块A上表面中心与不吸水的正方体木块B下表面中心用长为0.1m的轻质细绳拴接(细绳质量不计,长度不可伸长),A、B处于静止状态。已知铁块A和木块B的边长均为0.1m,mA=8kg,mB=0.5kg,容器底面积0.1m2、质量1kg。弹簧的弹力每变化1N,弹簧的形变量改变1mm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)图甲中,容器对水平桌面的压强;
(2)向容器中缓慢注水,直到细绳恰好伸直(细绳不受力),如图乙所示。弹簧对铁块A的支持力是多大?
(3)细绳恰好伸直后继续向容器内缓慢注水,直到木块刚好全部被水浸没,水面又升高了多少?
35.(2020北京市)排水量是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量为2000t的轮船,装满货物在河水中航行。河水密度取ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)装满货物时,轮船和货物受到的总重力;
(2)轮船排开水的体积。
36.(2020广西贵港)如图甲所示,柱形薄壁容器的底面积为500cm2,内装深度大于10cm的某种液体。物体C是一个体积为1000cm3的均匀正方体,质量为600g,在液体中静止时,有25体积露出液面。另有A、B两个实心长方体,其中A的重力为2N;B的重力为5.4N,体积为200cm3,底面积为50cm2,g取10N/kg求:
(1)物体C受到的重力是多少?
(2)液体的密度是多少?
(3)把A单独放在物体C上表面中心位置,物体C静止时如图乙所示。放置物体A前后,容器底受到液体压强的变化量是多少?(此过程中液体没有溢出)
(4)把B单独放在物体C上表面中心位置,当物体C静止时,物体B对物体C的压强是多少?
37.(2020海南)如图甲所示,用电动机和滑轮组把密度为3.0×103kg/m3,体积为1m3的矿石,从水底匀速整个打捞起来,g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3求:
(1)矿石的重力;
(2)矿石浸没在水中受到的浮力;
(3)矿石露出水面前,电动机对绳子拉力的功率为2.5kW,矿石上升过程中的s-t图象如图乙所示,求滑轮组的机械效率;
(4)如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦,矿石露出水面后与露出水面前相比,滑轮组机械效率会如何改变?为什么?
38.(2020山东青岛)如图所示,盛有水的圆柱形容器,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为100cm3、重力为0.6N的实心小球,此时水对容器底产生的压强为3.0×103Pa求:
(1)容器中水的深度;
(2)挡板对小球的压力;
(3)撒去挡板,小球静止后,水对容器底压力的变化量。
39.(2020河北)边长为20cm的薄壁正方形容器(质量不计)放在水平桌面
上,将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部,其横截面积为200cm2,高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体,圆柱体始终直立,圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。(g取10N/kg)
(1)判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系,并写出判断依据;
(2)当圆柱体刚被浸没时,求它受到的浮力;
(3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,求容器内液体的质量。
40.(2020湖北黄石)如图,甲、乙两个实心圆柱体,甲的密度小于乙的密度,甲的重力为4N,乙的重力为6N,甲的高度为20cm,乙的高度为10cm,甲、乙的横截面积均为40cm2,现将甲、乙两物体用重力间忽略的细线串接起来放入容器的水中,此时容器中的水深h0=50cm,甲有一部分浮出水面,(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3
,g取10N/kg)求:
(1)水对容器底面产生的压强;
(2)细线对乙物体的拉力大小;
(3)甲浮出水面部分的高度。
41.(2020湖南长沙)有两个不吸水的圆柱体A和圆柱体B、A的顶部系有一根轻质细线,已知A的质量为1.32kg,密度为1.1×103kg/m3,高为12cm,B的底面积为60cm2,(g取10N/kg)
(1)求A的重力;
(2)将B竖直放在水平桌面上,再将A竖直放在B的正上方,求A对B的压强;
(3)将A竖直放入薄壁柱形容器中,向容器中缓慢加入液体直至加满,液体体积与深度的关系如图所示。用细线将A竖直向上提升2cm时,细线的拉力为3.6N,求液体的密度。(圆柱体A始终处于竖直状态)
42.(2020上海)如图所示,有一薄壁柱形容器置于水平地面上,容器中装有水。现将一只质量为2千克的实心小球浸没在容器的水中,水不溢出,分别测出小球浸入前和浸没后水对容器底部的压强P水、小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强P地,如下表所示。求:
①小球浸入前,容器中水的深度h水。
②容器中水的重力G水。
③实心球的密度ρ球。
浸入前
浸没后
p水(帕)
1960
2352
P地(帕)
2450
3430
43.(2020云南)如图甲所示,水平桌面上有个质量为2.5kg,底面边长为0.5m的正方体水槽,水槽内有一实心球。逐渐往水槽内加水,球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示,水深h=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的压强;
(2)实心球的密度;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。
44.(2020四川成都)如图所示,实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C,三者高度均为H=10cm,都放置在水平桌面上。容器B内装有油,容器C内装有水,相关数据如表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,常数g取10N/kg。
圆柱A
油
水
质量/g
90
54
120
密度/(g/cm3)
0.6
0.9
1
深度/cm
2
6
(1)求A的底面积。
(2)若将A竖直缓慢放入B内,释放后静止时,求油对容器底部的压强。
(3)若将A竖直缓慢放入C内,释放并稳定后,再将A竖直向上缓慢提升0.5cm,求静止时水对容器底部的压力。
45.(2020四川自贡)如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示。(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
46.(2020浙江杭州)如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g=10N/kg。
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为10cm,求金属块对容器底部的压力。(取大气压强P0=1.0×105Pa)
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图象(需标注相应的数据)。
47.(2020重庆A卷)水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,它的重为3N、底面积为300cm2、溢水口距杯底20cm,内装水的深度为18cm。将一体积为1000cm3、密度为0.9g/cm3的正方体木块缓慢放入水中,不计溢水杯厚度,求:
(1)木块的质量;
(2)木块放入前,水对溢水杯底的压力F;
(3)木块放入水中静止后,溢水杯对桌面的压强p。
48. (2020重庆B卷)如图所示,底面积为200cm2、重为10N的薄壁柱形容器,放在水平桌面上,把边长为10cm的实心正方体A(不吸水),用细线悬挂固定在容器正上方静止时,正方体A有35的体积漫入水中,此时容器内水深12cm,已知正方体A的密度ρA=3.0g/cm3求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)正方体A受到的浮力大小;
(3)解开细线,将正方体A缓缓放入水中,待正方体A静止后(容器中的水未溢出),容器对桌面的压强。
参考答案
1.【答案】C
【解析】解:
A、由于密度计A在不同液体中静止时都处于漂浮,则F浮=G,即密度计A在不同液体中受到的浮力相等,都等于密度计A受到的重力G,故A错误;
B、由于缠绕的细铜丝在木棒的底部,所以,密度计B上越靠近铜丝的位置,密度计B浸没的深度越小,则排开液体的体积越小,由于密度计B受到的浮力相同,根据F浮=ρ液gV排可知:排开液体的体积越小,对应的液体密度值越大,即:其刻度线对应的密度值越大,故B错误;
C、B与A是完全相同的木棒,由图知,木棒浸入液体的深度相同时,即密度计排开液体的体积相同,由图知,B测量的液体的密度大,根据F浮=ρ液gV排可知:密度计B受到的浮力大,根据漂浮条件可知:密度计B的重力大于A的重力,所以,密度计A上缠绕铜丝的重力小于密度计B上缠绕铜丝的重力,则度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量,故C正确;
D、密度计A分别测量液体ρ1、ρ2、ρ3时,根据漂浮条件和F浮=ρ液gV排可知密度计A浸入液体的深度分别为:
h1=GAρ1Sg;h2=GAρ2Sg;h3=GAρ3Sg;
则密度计A上ρ2与ρ1刻度线的间距:△h21=h1-h2=GAρ1Sg-GAρ2Sg=GASg×ρ2-ρ1ρ1ρ2;
密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距:△h32=h2-h3=GAρ2Sg-GAρ3Sg=GASg×ρ3-ρ2ρ2ρ3;
由图知:ρ1<ρ2<ρ3,若ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则:
△h32△h21=GASg×ρ3-ρ2ρ2ρ3GASg×ρ2-ρ1ρ1ρ2=ρ1ρ3<1,
所以,△h32<△h21,
即:密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ2与ρ1刻度线的间距,故D错误。
故选:C。
(1)同一密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度计受到的重力;
(2)根据F浮=ρ液gV排可知分析解答;
(3)B与A是完全相同的木棒,放入密度相同的液体中时,根据V=Sh判断出排开液体的体积的关系,由图知两液体密度的关系,根据F浮=ρ液gV排和浮沉条件可分析解答;
(4)根据漂浮条件和F浮=ρ液gV排得出密度计A浸入不同液体的深度;然后得出分知ρ3与ρ2刻度线的间距与ρ2与ρ1刻度线的间距的表达式,最后根据已知比较判断即可。
本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键,本题难点就是密度计上密度的刻度线之间距离的计算。
2.【答案】C
【解析】
游泳圈浸没在水中的体积大概是5×10-3m3,则其受到的浮力
忽略游泳圈的自重,则游泳圈对小蓉的作用力大小与游泳圈所受浮力大小相同,即为50N。
故选C。
3.【答案】D
【解析】解:
A、金属块a浸没在水中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为F浮=G-F乙=1.6N-1.0N=0.6N,故A错误;
B、根据甲、乙可知,物体浸在液体的体积不同,排开的液体的体积不同,所以可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,故B错误;
C、根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,测力计示数不同,探究浮力与密度关系时,需要控制物体的体积相同(排开液体的体积相同),物体的密度不同,故C错误;
D、根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故D正确。
故选:D。
浮力的大小与物体排开的液体的体积和液体的密度有关;探究影响浮力因素时采用的是控制变量法;
利用称重法测浮力可以求出物块浸没在液体中受到的浮力。
本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度,看学生能否掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象,只要基本知识掌握扎实,题目不难做出。
4.【答案】C
【解析】解:
A、根据物体的浮沉条件,释放前甲受到的浮力一定大于它自身的重力,甲球才能上浮,A错误;
B、甲的体积小于乙的体积,根据阿基米德原理:F浮=ρ气gV排,释放前甲受到的浮力一定小于乙受到的浮力,B错误;
C、由阿基米德原理,物体在气体中受到的浮力等于物体排开气体的重力,C正确;
D、释放后探空气球开始上浮过程中,气球受到浮力一定大于重力,气球升到一定的高度后,空气密度减小,若气球的体积不变,气球所受浮力减小,上升到一定高度时浮力等于重力,由于惯性气球继续向上运动,D错误。
故选:C。
A、根据物体的浮沉条件分析;
B、甲的体积小于乙的体积,根据阿基米德原理分析;
C、由阿基米德原理,物体在气体中受到的浮力等于物体排开气体的重力;
D、释放后探空气球开始上浮过程中,分析气球受到浮力变化回答。
本题结合实际考查物体的浮沉条件和阿基米德原理的运用,阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
5.【答案】D
【解析】解:
A、由题知,A、B密度之比ρA:ρB=2:5,VA:VB=1:1,
由G=mg=ρVg可得A、B所受的重力之比:
GA:GB=ρAVAg:ρBVBg=ρA:ρB=2:5,故A错误;
B、已知A、B的体积相同,设均为V,A有四分之一体积露出水面,则A排开水的体积V排A=34V,B排开水的体积V排B=V,
则A、B所受的浮力之比:
F浮A:F浮B=ρ水V排Ag:ρ水V排Bg=34V:V=3:4,故B错误;
C、由题知,B受到的浮力F浮B=8N,
因F浮A:F浮B=3:4,
则A受到的浮力:F浮A=34F浮B=34×8N=6N,
A受到向上的浮力、向下的重力和拉力,
由力的平衡条件可得细线对A的拉力大小:
F拉=F浮A-GA=6N-4N=2N,故C错误;
D、因为GA:GB=2:5,且GA=4N,
所以GB=52GA=52×4N=10N,
B对容器底部的压力:
F压=GA+GB-F浮A-F浮B=4N+10N-6N-8N=0N,故D正确。
故选:D。
(1)由题知,A、B密度之比ρA:ρB=2:5,VA:VB=1:1,利用G=mg=ρVg求A、B所受的重力之比;
(2)A、B的体积相同,都为V,A有四分之一体积露出水面,则A排开水的体积V排A=34V,B排开水的体积V排B=V,利用阿基米德原理求A、B所受的浮力之比;
(3)知道B受到的浮力,根据A、B所受的浮力之比可求A受到的浮力,细线对A的拉力大小等于A受到的浮力减去A的重力;
(4)上面求出了A、B的重力之比,知道A的重力,可求B的重力,B对容器底部的压力等于A、B的总重力减去A、B受到的总浮力。
本题力学综合题,考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理、力的平衡知识的应用,对A、B进行正确的受力分析是关键。
6.【答案】D
【解析】解:
AB、现将同一支密度计分别放入装有甲、乙两种液体的容器中,都处于漂浮状态,根据漂浮的特点,F浮=G,
故密度计在甲、乙液体中所受的浮力相等,A、B错误;
CD、由图知,甲中密度计排开液体的体积较大,V排甲>V排乙,根据阿基米德原理:
F浮=ρ液gV排,ρ液=F浮V排g,
故ρ液甲<ρ液乙,
即乙液体的密度较大,C错误,D正确。
故选:D。
AB、同一支密度计在甲、乙两种液体都处于漂浮状态,根据漂浮的特点回答;
CD、由图知,甲中密度计排开液体的体积较大,结合阿基米德原理分析。
本题考查漂浮特点及阿基米德原理的运用。明确密度计在两液体中受到的浮力相同是关键。
7.【答案】B
【解析】解:
A.物块漂浮时排开水的体积V排=(1-13)V=23V,
物块受到的浮力F浮=ρ液gV排=23ρ液gV,
物块的重力G=mg=ρ物gV,
因物块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以可得:
23ρ液gV=ρ物gV,
解得液体的密度:
ρ液=1.5ρ物=1.5×0.8×103kg/m3=1.2×103kg/m3,故A正确;
B.当物块上表面与液面刚好相平时,排开水的体积V排'=V,物块受到的浮力F浮'=ρ液gV排'=ρ液gV,
因此时物块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、手对物块上表面的压力F作用处于平衡状态,
所以,由物块受到的合力为零可得:
F浮'=G+F,
压力:
F=F浮'-G=ρ液gV-ρ物gV=(ρ液-ρ物)gV=(1.2×103kg/m3-0.8×103kg/m3)×10N/kg×(0.1m)3=4N,故B错误;
CD.液体对物块下表面的压强:
p=ρ液gL=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.2×103Pa,故D错误;
由p=FS可得,液体对物块下表面的压力:
F'=pS=1.2×103Pa×(0.1m)2=12N,故C正确。
故选:B。
(1)根据题意求出物块漂浮时排开水的体积,根据F浮=ρ液gV排求出物块受到的浮力,物块的重力G=mg=ρgV,根据物体漂浮条件求出液体的密度;
(2)当物块上表面与液面刚好相平时,排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出物块受到的浮力,分析物块受到的力,根据物块受到的合力为零求手对物块上表面的压力;
(3)根据p=ρgh求出液体对物块下表面的压强,利用p=FS求出液体对物块下表面的压力
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