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專題08壓強(qiáng)與浮力綜合

1.(2025?天津中考)【跨學(xué)科實(shí)踐】在跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中,同學(xué)們制作了如圖1所示的“浮力秤”,用

來(lái)稱量物體的質(zhì)量。圓柱形薄壁外筒足夠高且內(nèi)裝足量的水,帶有秤盤的圓柱形浮體豎直漂浮在水中,

浮體浸入水中的深度為h0。已知浮體橫截面積為S0,外筒橫截面積為3S0,水的密度為0。

ρ

(1)浮體和秤盤的總質(zhì)量為0S0h0;

(2)秤盤中未放物體,在水面位ρ于浮體的位置標(biāo)為“0”刻度線;秤盤中放質(zhì)量為m1的砝碼,在水面位

于浮體的位置標(biāo)為“m1”刻度線。請(qǐng)推導(dǎo)出這兩條刻度線間的距離Δh的表達(dá)式;

(3)為了測(cè)算該“浮力秤”的最大測(cè)量值,先把帶有秤盤的浮體直立在外筒底部(圖2),再向外筒內(nèi)

緩慢注水,外筒底部受到水的壓強(qiáng)與注入水質(zhì)量的關(guān)系如圖3所示。

當(dāng)外筒底部受到水的壓強(qiáng)至少為p1時(shí),此“浮力秤”能夠達(dá)到最大測(cè)量值,該最大測(cè)量值為

。

解:(1)如圖,帶有秤盤的圓柱形浮體豎直漂浮在水中,浮體浸入水中的深度為h0,則浮體和秤盤的

總重力為G0=F浮0=0gV排0=0gS0h0;則浮體和秤盤的總質(zhì)量為

ρρ

(2)浮力秤始終漂浮,浮力等于重力,則ΔF?。溅;

則有ΔG=m1g=0gS0Δh,解得;

ρ

(3)從浮力秤恰好漂浮到外筒底部受到水的壓強(qiáng)為p1時(shí),加入的水的重力為

ΔG水=ΔF=ΔpS=(p1﹣0gh0)×3S0;

則稱量的物體質(zhì)量最大時(shí),ρ浮力秤深度變化量為

結(jié)合(2)中解析式則有

解得最大測(cè)量值

答案:(1)0S0h0;

(2)兩條刻度ρ線間的距離Δh的表達(dá)式是;

(3)此“浮力秤”能夠達(dá)到最大測(cè)量值為。

2.(2025?天津中考)出行安全尤為重要。公交車上提示“請(qǐng)抓好扶手”,是因?yàn)槌丝途哂袘T性,急

剎車時(shí)易摔倒;高鐵站臺(tái)上提示“候車請(qǐng)勿越過(guò)安全線”,是因?yàn)榱黧w流速大的位置壓強(qiáng)小,越過(guò)

安全線易引發(fā)危險(xiǎn)。

解:(1)人站在汽車上,急剎車前,人和車都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),當(dāng)汽車突然急剎車時(shí),由于腳和車廂底面

間的摩擦力作用,腳底隨車一起做減速運(yùn)動(dòng),人的上身由于慣性還要保持原來(lái)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以會(huì)

向前傾倒。

(2)在高鐵站列車駛過(guò)時(shí)會(huì)帶動(dòng)人和車之間的空氣流動(dòng)速度加快,此時(shí)人外側(cè)的空氣流動(dòng)速度慢,根據(jù)

流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可知,人外側(cè)空氣流速慢、壓強(qiáng)大,而內(nèi)側(cè)流速快、壓強(qiáng)小,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)側(cè)

的壓強(qiáng)差,將人推向列車,因此,若越過(guò)安全線,即使與列車保持一定的距離,也是非常危險(xiǎn)的。

答案:慣性;小。

3.(2024?天津中考)小明對(duì)我國(guó)一些科技成就進(jìn)行了梳理,如下表所示。在“相關(guān)內(nèi)容分析”中存在錯(cuò)

誤的是()

序號(hào)科技成就相關(guān)內(nèi)容分析

①三峽船閘輪船通行時(shí)利用了連通器的特點(diǎn)

②“玉兔號(hào)”月球車車輪寬大可減小對(duì)月球表面的壓強(qiáng)

③神舟飛船返回艙它在地面附近減速下降過(guò)程中機(jī)械能不變

④國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919機(jī)翼獲得升力利用了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系

A.①B.②C.③D.④

解:三峽船閘輪船通行時(shí)利用了連通器的特點(diǎn),故①正確;

在壓力相同時(shí),受力面積越大,壓強(qiáng)越小,月球車車輪寬大可減小對(duì)月球表面的壓強(qiáng),故②正確;

神舟飛船返回艙在地面附近減速下降過(guò)程中動(dòng)能和重力智能均變小,故機(jī)械能變小,故③錯(cuò)誤;

機(jī)翼獲得升力利用了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,故④正確。

答案:C。

4.(2024?天津中考)水平桌面上有一底面積為S1的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面積為S2的實(shí)

心圓柱體(與容器底不密合),圓柱體對(duì)容器底的壓強(qiáng)為p,如圖所示。向容器中注入質(zhì)量為m的液體

后,圓柱體仍直立于容器底且未完全浸沒(méi),則()

A.圓柱體所受浮力為

?1

??

B.圓柱體所受浮力為?1??2

?2

??

C.容器底所受液體壓強(qiáng)?1?可?能2為

??+??2

D.容器底所受液體壓強(qiáng)可能為?1??2

??+??2

解:AB、由密度公式可得,容器內(nèi)?液1體的體積V液,

?

=

圓柱體直立在液體中且與容器底接觸,放入圓柱體后容?器內(nèi)液體的深度為:

h,

?液

?

=?1??2=?(?1??2)

圓柱體受到的浮力為:

F浮=液gV排=液gS2h=液g,故A錯(cuò)誤,B正確;

??2???2

ρρρ×=

CD、若圓柱體對(duì)容器底部有壓力?,(?則1?容?器2)底受(?到1?液?2體)的壓強(qiáng)為:

p=液gh=液g,

???

ρρ×=

若圓柱體對(duì)容器底?部(的?1壓??力2)剛好?1為?零?2時(shí),即圓柱體漂浮,圓柱體所受的浮力等于重力,此時(shí)容器底所受

液體壓強(qiáng)為:

總柱

p,故C錯(cuò)誤,D正確。

??+

????+??2

答=案?:B=D。?1=?1

5.(2024?天津中考)某小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。

老師提供的器材有壓強(qiáng)計(jì)、大水槽、刻度尺及足量的水,實(shí)驗(yàn)時(shí)將壓強(qiáng)計(jì)的探頭放在水中,U形管左右

兩側(cè)液面高度差的大小可以反映薄膜所受壓強(qiáng)的大小,如圖所示。

該小組同學(xué)利用上述器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并在下表中記錄了實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)探頭浸入水中深度h/cm探頭朝向U形管兩側(cè)液面高度差ΔH/cm

①10向上9

②15向上13

③20向上17

④15向下13

⑤15向左13

請(qǐng)你解答如下問(wèn)題:

(1)分析表中②④⑤(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))三組數(shù)據(jù)可知:在液體內(nèi)部的同一深度,向各個(gè)方向的壓強(qiáng)

都相等;

(2)分析表中①②③三組數(shù)據(jù),可初步得出結(jié)論:在同種液體中,深度越深,壓強(qiáng)越大;

(3)若在以上實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上,再增加足量的食用鹽,還可以探究液體壓強(qiáng)與液體的密度是否

有關(guān)。

解:(1)分析表中②④⑤三組數(shù)據(jù),探頭浸入水中的深度相同,探頭的朝向不同,所以可以得到的結(jié)論

是:在液體內(nèi)部的同一深度,向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等;

(2)分析表中①②③三組數(shù)據(jù),探頭朝向相同,探頭浸入水中的深度不同,液面高度差不同,可初步得

出結(jié)論:在同種液體中,深度越深,壓強(qiáng)越大;

(3)若在以上實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上,再增加足量的食用鹽,還可以探究液體壓強(qiáng)與液體的密度是否有關(guān)。

答案:(1)②④⑤;(2)深度越深,壓強(qiáng)越大;(3)液體的密度。

6.(2023?天津中考)小華利用飲料瓶完成了如圖所示的實(shí)驗(yàn),可以證明大氣壓存在的是()

A.瓶子懸空水不流出B.水從側(cè)孔噴出

C.用手彈開(kāi)紙片D.將瓶按入水中感到費(fèi)力

解:

A、紙片能托住水不流出,是因?yàn)榇髿鈮航o紙片一個(gè)向上的作用力,因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明大氣壓的存在,

故A正確;

B、水從側(cè)孔噴出,水的深度越深,水噴得越遠(yuǎn),說(shuō)明同種液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨著液體深度的增加而增大,

與大氣壓無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;

C、用手彈開(kāi)紙片,鋼球掉入瓶中,鋼球沒(méi)有隨紙片一起運(yùn)動(dòng),說(shuō)明鋼球具有慣性,同時(shí)鋼球掉入瓶中,

是因?yàn)殇撉蚴艿街亓ψ饔?,與大氣壓無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;

D、將瓶按入水中感到費(fèi)力,是因?yàn)槠孔优砰_(kāi)水的體積增大,受到的浮力增大,瓶子給手向上的作用力

增大,與大氣壓無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。

答案:A。

7.(2023?天津中考)在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”時(shí),可用“實(shí)驗(yàn)探究”與“理論探究”兩種方式進(jìn)行研究。

請(qǐng)你完成下列任務(wù):

【實(shí)驗(yàn)探究】

通過(guò)下圖所示的實(shí)驗(yàn),探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系。由實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:F?。紾排。

這就是阿基米德原理。

【理論探究】

第一步:建立模型——選取浸沒(méi)在液體中的長(zhǎng)方體進(jìn)行研究,如下圖所示。

第二步:理論推導(dǎo)——利用浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)阿基米德原理。

請(qǐng)你寫出推導(dǎo)過(guò)程。提示:推導(dǎo)過(guò)程中所用物理量需要設(shè)定(可在下圖中標(biāo)出)。

【原理應(yīng)用】

水平桌面上有一底面積為S1的柱形平底薄壁容器,內(nèi)裝質(zhì)量為m的液體?,F(xiàn)將一個(gè)底面積為S2的金屬

圓柱體放入液體中,圓柱體靜止后直立在容器底且未完全浸沒(méi)(與容器底接觸但不密合),整個(gè)過(guò)程液

體未溢出。金屬圓柱體靜止時(shí)所受浮力F?。?。

?2??

解:【實(shí)驗(yàn)探究】?1??2

由甲、乙兩圖可知F?。紾﹣F示=2N﹣1N=1N,由丙、丁兩圖可知G排=G總﹣G空=1.5N﹣0.5N=1N,

比較可得:F?。紾排;

【理論探究】設(shè)長(zhǎng)方體的底面積為S、高為h,液體密度為,長(zhǎng)方體上、下表面所處的深度及受力情況

如圖:ρ

根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=gh可知液體對(duì)長(zhǎng)方體下表面的壓強(qiáng)大于上表面的壓強(qiáng),

根據(jù)F=pS可知液體對(duì)ρ長(zhǎng)方體向上的壓力大于液體對(duì)它向下的壓力,兩者之差即為浮力,即F浮=F2﹣

F1=gh2S﹣gh1S=g(h2﹣h1)S=ghS=gV排=m排g=G排;

【原ρ理應(yīng)用】ρρρρ

設(shè)圓柱體靜止后液體的高度為h′,

則液體的密度液,

??

ρ==

?(?1??2)?′

物體受到的浮力F?。紾排=液V排gS2h′g。

??2??

ρ=×=12

答案:【實(shí)驗(yàn)探究】F浮=G排;(?1??2)?′???

【理論探究】

設(shè)長(zhǎng)方體的底面積為S、高為h,液體密度為,長(zhǎng)方體上、下表面所處的深度及受力情況如圖:

ρ

根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=gh可知液體對(duì)長(zhǎng)方體下表面的壓強(qiáng)大于上表面的壓強(qiáng),

根據(jù)F=pS可知液體對(duì)ρ長(zhǎng)方體向上的壓力大于液體對(duì)它向下的壓力,兩者之差即為浮力,

即F?。紽2﹣F1=gh2S﹣gh1S=g(h2﹣h1)S=ghS=gV排=m排g=G排;

【原理應(yīng)用】ρ。ρρρρ

?2??

8.(2022?天津中?1考??)2如圖所示的實(shí)例中利用大氣壓的是()

A.緊固錘頭B.U形“反水彎”

C.用吸管喝飲料D.潛水艇的浮沉

解:A、撞擊中,錘頭和錘柄一塊運(yùn)動(dòng),錘柄受力靜止,而錘頭由于慣性還要繼續(xù)運(yùn)動(dòng),與錘柄結(jié)合的

更結(jié)實(shí),屬于慣性現(xiàn)象,與大氣壓無(wú)關(guān),故A不符合題意;

B、排水管U形“反水彎”是利用連通器來(lái)工作的,不是利用大氣壓,故B不符合題意;

C、用力一吸氣,吸管內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓,飲料在外界大氣壓的作用下,被壓入口腔內(nèi),利用了

大氣壓,故C符合題意;

D、潛水艇依靠改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)沉浮的,利用的是物體的浮沉條件,與大氣壓無(wú)關(guān),故D不符合

題意。

答案:C。

9.(2022?天津中考)小明在研究物體的浮沉問(wèn)題時(shí),制作了一個(gè)空腔“浮沉子”,將其放入一個(gè)底面積

為S、水深為h0的薄壁柱形容器內(nèi)。剛放入水中時(shí),浮沉子恰好懸浮,此時(shí)水深為h1,如圖所示;一段

時(shí)間后,由于滲漏空腔內(nèi)開(kāi)始進(jìn)水,最后空腔充滿了水,浮沉子沉底且完全浸沒(méi),此時(shí)水的深度降為h2。

已知水的密度為0,則所制作的浮沉子()

ρ

A.質(zhì)量為0(h1﹣h0)S

B.質(zhì)量為ρ0(h2﹣h0)S

ρ

C.材料的密度為0

?2??0

12ρ

D.材料的密度為???0

?1??0

解:、浮沉子放入前ρ,水的體積為:=,浮沉子懸浮后,總體積為=,則排開(kāi)水

AB?2??0V水h0SV浮沉子+水h1S

的體積和浮沉子體積相等,即V排=V浮沉子=V浮沉子+水﹣V水=h1S﹣h0S=(h1﹣h0)S;

依據(jù)阿基米德原理可得:F?。剿甐排g=水(h1﹣h0)Sg;

ρρ浮沉子

由浮沉條件可知,懸浮時(shí),F(xiàn)?。紾浮沉子,則浮沉子的質(zhì)量m浮沉子水0(h1﹣h0)

?

10

S,故A正確,B錯(cuò)誤;=?=?(???)?=ρ

CD、浮沉子滲水后,沉底后水深為h2,則浮沉子外殼排開(kāi)水的體積為V排′=(h2﹣h0)S=V浮沉子殼;

浮沉子水

依據(jù)密度公式可得,浮沉子材料的密度,故C錯(cuò)誤,D正確。

浮沉子殼10

??(???)??1??0

ρ===?0

答案:AD。?(?2??0)??2??0

10.(2021?天津中考)水平桌面上有一底面積為5S0的圓柱形薄壁容器,容器內(nèi)裝有一定質(zhì)量的水。將底

面積為S0、高為h0的柱形杯裝滿水后(杯子材料質(zhì)地均勻),豎直放入水中,靜止后容器中水的深度為

h0,如圖1所示;再將杯中的水全部倒入容器內(nèi),把空杯子豎直正立放入水中,待杯子自由靜止后,杯

1

底2與容器底剛好接觸,且杯子對(duì)容器底的壓力為零,容器中水的深度為h0,如圖2所示。已知水的密度

2

為0。求:3

ρ

(1)空杯子的質(zhì)量;

(2)該杯子材料的密度。

解:(1)將杯中的水全部倒入容器后,杯子對(duì)容器底部壓力為零,此時(shí)杯子可視為漂浮狀態(tài),

則有F浮=G=mg=G排=0V排g,即m=0V排;

ρρ

觀察圖像可知,此時(shí)V排=S0h0S0h0;

22

×3=3

將V排S0h0代入m=0V排得m0S0h0;

22

=ρ=ρ

(2)由圖31知,杯子的體積與杯內(nèi)水3的體積之和等于S0×h0,

即V總=V杯+V水=S0h0,則V杯=S0h0﹣V水;

將杯中的水倒入容器中,容器中增加水的體積就是杯中水的體積,

即V水=ΔV=(5S0﹣S0)×Δh=4S0×(h0h0)S0h0;

212

?2=3

將V水S0h0代入V杯=S0h0﹣V水得V杯=3S0h0S0h0S0h0;

221

=3?3=3

由密度公式可得杯子的密度2。

20

?3?0?0?0

ρ==1=ρ

?3?0?0

答:(1)空杯子的質(zhì)量是0S0h0;

2

ρ

(2)該杯子材料的密度是320。

ρ

11.(2025?河北區(qū)模擬)如圖所示,兩個(gè)相同容器中分別盛有體積相等的A、B兩種不同液體。將甲、乙

兩個(gè)完全相同的厚底玻璃杯杯口向下,沿豎直方向緩慢放入兩種液體中,靜止后,兩玻璃杯杯口壓在容

器底部,甲杯內(nèi)的液面低于乙杯內(nèi)的液面,下列說(shuō)法正確的是()

A.甲杯內(nèi)的氣體壓強(qiáng)大于乙杯內(nèi)的氣體壓強(qiáng)

B.液體A的密度小于液體B的密度

C.容器底部上表面a點(diǎn)的壓強(qiáng)小于b點(diǎn)的壓強(qiáng)

D.甲杯對(duì)容器的壓力大于乙杯對(duì)容器的壓力

解:A、原來(lái)兩玻璃杯內(nèi)空氣質(zhì)量相同,沿豎直方向緩慢放入兩種液體中,甲杯內(nèi)的液面低于乙杯內(nèi)的

液面,則甲杯內(nèi)氣體體積大于乙杯內(nèi)氣體體積,一定質(zhì)量的氣體,溫度不變,氣體體積減小時(shí),氣體的

壓強(qiáng)增大,則甲杯內(nèi)的氣體壓強(qiáng)小于乙杯內(nèi)的氣體壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;

B、杯內(nèi)空氣增大的壓強(qiáng)等于杯內(nèi)外的液面高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng),由圖可知,乙杯內(nèi)外的液面高度差小,

但是壓強(qiáng)大,由P=gh可知,液體A的密度小于液體B的密度,故B正確;

C、由于最初體積相等ρ。最初的液面兒是相平的。后期進(jìn)入杯中的水量不同,所以外面兒的液面高度不

同。本題C選項(xiàng)應(yīng)該用。杯內(nèi)所有壓強(qiáng)等于杯外所有壓強(qiáng),甲杯內(nèi)氣體壓強(qiáng)小,a選項(xiàng)以證,甲杯內(nèi)液

體密度小。液面兒低,所以甲杯內(nèi)所有的壓強(qiáng)加起來(lái)比乙杯內(nèi)所有壓強(qiáng)加起來(lái)要小。所以甲杯外,大氣

壓強(qiáng)加液體壓強(qiáng)要小于乙杯外大氣壓強(qiáng)加液體壓強(qiáng)。而大氣壓強(qiáng)均相等,所以甲杯外液體壓強(qiáng)小于乙杯

外液體壓強(qiáng),故C正確;

D、玻璃杯對(duì)容器的壓力等于玻璃杯的重力減去液體對(duì)其向上的壓力。已知甲杯內(nèi)的液體的壓強(qiáng)小于乙

杯內(nèi)的液體壓強(qiáng),所以甲杯受到的向上的壓力小于乙杯受到的向上壓力,兩杯重力相等,給甲杯對(duì)容器

的壓力大于乙杯對(duì)容器的壓力,故D正確。

答案:BCD。

12.(2025?和平區(qū)模擬)水平桌面上有一個(gè)底面積為S的薄壁圓柱形容器,內(nèi)盛密度為0的某種液體,將

質(zhì)量均為m,密度分別為A、B的實(shí)心小球A、B放入液體中,A球漂浮,B球沉底ρ,如圖所示,下列

選項(xiàng)正確的是()ρρ

A.小球A受到的浮力大小為

B.小球B受到的浮力大小為

C.只取出A球,液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了

D.只取出B球,液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了

解:由圖可知,小球A漂浮,小球B沉底。

A、因物體漂浮時(shí)受到的浮力和自身的重力相等,則小球A受到的浮力大小為:F=G=mg,故A錯(cuò)誤;

B、小球B排開(kāi)液體的體積:VB排=VB=,則小球B受到的浮力大小為

FB?。?gVB排=0g×=,故B正確;

ρρ

C、只取出A球時(shí),由于圓筒形容器容器底部壓力變化量等于減少A球的重力,則液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)

的減小量:Δp==,故C正確;

D、原來(lái)小球B沉底,只取出B球,容器中液面降低的高度:Δh===

則液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)的減小量:Δp′=0gΔh=0g×=,故D錯(cuò)誤。

ρρ

答案:BC。

13.(2025?河?xùn)|區(qū)模擬)兩個(gè)相同燒杯里裝有同種液體,將甲、乙兩個(gè)體積相同的長(zhǎng)方體物塊,分別放入

燒杯中,物塊靜止時(shí)如圖所示(h1<h2),此時(shí)兩個(gè)燒杯中液面高度相同,下列說(shuō)法正確的是()

A.兩個(gè)燒杯內(nèi)液體對(duì)杯底的壓強(qiáng)相等

B.物塊甲乙下表面受到液體的壓力相等

C.兩個(gè)燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等

D.物塊甲的密度小于物塊乙的密度

解:A.液體的密度相同,深度相同,根據(jù)p=gh可知,兩個(gè)燒杯內(nèi)液體對(duì)杯底的壓強(qiáng)相等,故A正確;

B.物塊甲、乙下表面受到液體的壓力:F=pSρ=ghS,甲、乙下表面的深度不同,所以物塊甲、乙下表

面受到液體的壓力不同,故B錯(cuò)誤;ρ

C.兩個(gè)燒杯的重力相同,兩個(gè)物體漂浮,則F?。紾物=G排=G浸可知,物體所受的重力等于浸入部分

體積的液體的重力,而放入物體后,液面高度相同,液體和物體的總重力相同,受力面積相同,根據(jù)p

=可知,兩個(gè)燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等,故C正確;

D.根據(jù)F?。絞V排可知,甲物體所受的浮力小于乙物體所受的浮力,由于物體漂浮,浮力等于物體的

重力,故甲物體ρ的重力小于乙物體的重力,而兩個(gè)物體的體積相同,故甲物體的密度小于乙物體的密度,

故D正確。

答案:ACD。

14.(2025?西青區(qū)模擬)將一小球放入盛滿酒精的大燒杯甲中,小球靜止后,溢出酒精的質(zhì)量是80g;將

3333

其放入裝滿水的大燒杯乙中,靜止后溢出水的質(zhì)量是95g(酒精=0.8×10kg/m,水=1.0×10kg/m)。

則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()ρρ

A.小球在酒精中受到的浮力是0.8N

B.小球的體積為0.95×101m3

C.小球的密度為0.95×103kg/m3

D.小球在酒精中漂浮,在水中沉底

解:根據(jù)阿基米德原理,小球在酒精中受到的浮力:

;

根據(jù)阿基米德原理,小球在水中受到的浮力:

;

若小球在兩種液體中均浸沒(méi),則所受浮力之比:

;

與實(shí)際所受浮力不相符。若小球在兩種液體中均漂浮,則所受浮力相等,與實(shí)際也不相符。則小球在酒

精中浸沒(méi),在水中漂浮。所以小球的重力:G球=F浮2=0.95N;

小球的質(zhì)量:;

小球的體積:,

小球的密度:。

故BD錯(cuò)誤;AC正確,不符合題意。

答案:BD。

15.(2025?紅橋區(qū)模擬)在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒(méi)

后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)隨圓

柱體下降高度h變化的圖象。則()

A.分析圖象可知,圓柱體重力是12N

B.圓柱體浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力是8N

C.圓柱體的密度是1.5×103kg/m3

D.分析圖象BC段:物體浸沒(méi)液體之前,浸入液體的深度越深,受到的浮力不變

解:(1)由圖象可知,當(dāng)h=0時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N,

此時(shí)圓柱體在空氣中,根據(jù)二力平衡條件可知,G=F示=12N,故A正確;

(2)從h=7cm開(kāi)始,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變,說(shuō)明此時(shí)圓柱體已經(jīng)浸沒(méi)在水中,對(duì)圓柱體受力分析可知,

F?。紾﹣F示=12N﹣4N=8N,故B正確;

(3)由阿基米德原理F浮=液V排g得:

﹣43

V排==ρ=8×10m,

﹣43

因?yàn)槲矬w是全部浸沒(méi),所以V物=V排=8×10m,

由公式G=mg可求出物體的質(zhì)量:

m===1.2kg,

33

物===1.5×10kg/m,故C正確;

ρ

(4)分析圖象BC段,物體在液體中的深度逐漸增加,測(cè)力計(jì)讀數(shù)在減小,

說(shuō)明物體在慢慢浸入水中,V排在逐漸增大,物體受到的浮力也在逐漸增大,故D錯(cuò)誤。

答案:ABC。

16.(2025?河?xùn)|區(qū)模擬)如圖所示,裝有適量水(水的密度為0)的柱形容器放在水平桌面上,容器的底

面積為S0,將重為G1的金屬塊A和重為G2的木塊B疊放在ρ水中,水面恰好與木塊上表面相平;將金

屬塊取下放入水中,金屬塊下沉到容器底部,當(dāng)木塊再次靜止時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)減小了p0。下列

判斷正確的是()

A.木塊B的體積為

B.金屬塊A的體積為

C.木塊B再次靜止時(shí)露出水面的體積為

D.沉到容器底部的金屬塊A受到的支持力為p0S0

解:

A、金屬塊和木塊疊放在水中時(shí),此時(shí)水面恰好與木塊上表面相平,并且它們處于漂浮狀態(tài),

則浮力F?。紾1+G2,

由阿基米德原理可得,木塊的體積:V=V排==,故A錯(cuò)誤;

B、金屬塊和木塊疊放在水中時(shí),處于漂浮狀態(tài),木塊受到總浮力等于木塊和金屬塊的總重力,

即F?。紾1+G2,

將金屬塊取下放入水中,木塊漂浮,金屬塊沉底,總浮力等于木塊的重力加上金屬塊的浮力,

即F浮′=G2+F浮金,

所以,總浮力的減小量:ΔF?。紽浮﹣F浮′=G1+G2﹣(G2+F浮金)=G1﹣F浮金﹣﹣﹣﹣﹣①

由題知,金屬塊沉底后,減小的浮力ΔF?。?gΔV排=0gΔhS0=p0S0,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,

結(jié)合①②可得,減小的浮力:ΔF浮=G1﹣Fρ浮金=p0S0,ρ

即:G1﹣0gV金屬=p0S0,

ρ

所以,V金屬=,故B正確;

C、金屬塊和木塊疊放在水中時(shí),木塊受到的浮力等于木塊和金屬塊的總重力,即:F浮=G1+G2,

將金屬塊取下放入水中,木塊漂浮在水面上,木塊的浮力等于木塊的重力,即F浮木′=G2,

所以木塊受到浮力的減小量:ΔF浮木=F浮﹣F浮木′=G1+G2﹣G2=G1,

由阿基米德原理可得木塊B再次靜止時(shí)露出水面的體積:V木露==,故C正確;

D、由B知,減小的浮力ΔF?。紾1﹣F浮金=p0S0,又因?yàn)镕浮金=0gV金屬,

所以G1﹣0gV金屬=p0S0,ρ

則金屬塊沉ρ底時(shí),其受到的支持力:F支=G1﹣F浮金=ΔF浮=p0S0,故D正確。

答案:BCD。

17.(2025?西青區(qū)模擬)如圖所示,兩個(gè)相同的盛滿水的甲、乙容器放在水平地面上,甲容器中漂浮一物

塊,物=0.9水,下列說(shuō)法中正確的是()

ρρ

A.甲容器對(duì)水平地面的壓力大于乙容器對(duì)水平地面的壓力

B.將物塊全部壓入水中時(shí),兩容器底部受到水的壓力相等

C.漂浮的物塊,受的重力與浮力平衡,且有的物塊體積露出水面

D.將物塊緩慢下壓至浸沒(méi)的過(guò)程中,物塊受到的壓力和浮力的合力不變

解:A、因?yàn)槲矬w漂浮,所以浮力與重力相等,而浮力也等于排開(kāi)水的重力,則兩容器的總重力相等,

因此兩容器對(duì)水平地面的壓力相等,故A錯(cuò)誤;

B、因?yàn)閮扇萜鞫际M水,由p=水gh得,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)相等,又兩容器的底面積相同,由公式F

=pS得,壓力相等,故B正確;ρ

C、物體漂浮,所以F?。紾,即水gV排=物gV,

則V排=V=V,所以露ρ出水面的體ρ積為V,故C錯(cuò)誤;

D、將物塊緩慢下壓至浸沒(méi)的過(guò)程中,排開(kāi)水的體積不斷增大,有阿基米德原理可知,浮力不斷增大;

豎直方向上物體受到向上的浮力和向下的壓力,浮力增大多少,則壓力應(yīng)增大多少,所以其合力不變,

故D正確。

答案:BD。

18.(2025?濱海新區(qū)模擬)在底面積為S的薄壁柱形容器內(nèi)注入適量的水,讓空燒杯漂浮在水面上,測(cè)出

水的深度為h0,如圖所示;再將一金屬球放入燒杯中,此時(shí)燒杯仍漂浮在水面上,測(cè)出水的深為h1,最

后將該金屬球取出放入水中(空燒杯仍漂浮在水面上),待金屬球沉底后測(cè)出水的深度為h2.已知水的

密度為水,則()

ρ

A.金屬球的密度為水

ρ

B.金屬球的密度為水

ρ

C.金屬球沉底后,它對(duì)容器底的壓力為水g(h1﹣h2)S

D.金屬球沉底后,它對(duì)容器底的壓力為ρ水g(h1﹣h0)S

解:ρ

(1)當(dāng)裝有金屬球的燒杯漂浮在盛有水的大容器的水面上,排開(kāi)液體體積的增加量為ΔV排=S(h1﹣h0),

則由漂浮條件可得:G球=ΔF浮=水ΔV排g=水S(h1﹣h0)g,

ρρ

所以,m球==水S(h1﹣h0),

ρ

金屬球投入水中后沉底,則V球=V排′=S(h2﹣h0),

所以,球===水;故A正確,B錯(cuò)誤;

ρρ

(2)將該金屬球取出放入水中后沉底,金屬球受到的浮力:F?。剿甐排′g=水S(h2﹣h0)g,

則它對(duì)容器底的壓力:ρρ

F=G球﹣F?。剿甋(h1﹣h0)g﹣水S(h2﹣h0)g=水g(h1﹣h2)S;故C正確,D錯(cuò)誤。

答案:AC。ρρρ

19.(2025?南開(kāi)區(qū)三模)如圖甲所示,水平面上有一個(gè)底面積為S的薄壁圓柱形容器,容器中裝有密度為

、質(zhì)量為m1的液體,一個(gè)質(zhì)量分布均勻、體積為V的正方體物塊(不吸該液體)放入容器中,物塊漂

浮ρ在液面上,露出液面的體積是物塊體積的?,F(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m2的鐵塊輕輕放在物塊上表面的中間位

置(圖乙),物塊恰好浸沒(méi)在液體中(液體未溢出)。下列分析正確的是()

A.物塊的密度是液體密度的

B.鐵塊的質(zhì)量m2,滿足m2=V

ρ

C.圖甲位置時(shí)液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為

D.圖乙位置時(shí)液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為

解:A、圖甲中物塊受到的浮力為F?。絞(1﹣)V=gV,由于物塊漂浮在液體上,則物塊的重力

ρρ

等于物塊受到的浮力,即G=F浮,

則物塊的密度物====,故A正確;

ρρ

B、圖乙中物塊受到的浮力為F浮′=gV,由于物塊和鐵塊整體漂浮在水面上,則物塊的重力與鐵塊的

重力之和等于物塊此時(shí)受到的浮力,即ρG+G2=F浮′,

則鐵塊的質(zhì)量m2====V,故B正確;

ρ

C、圖甲位置時(shí)液體對(duì)容器底部的壓力等于物塊的重力與液體的重力之和,則液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為:

p====,故C錯(cuò)誤;

D、圖乙位置時(shí)液體對(duì)容器底部的壓力等于物塊的重力、鐵塊的重力與液體的重力之和,

則液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為:p′==+=,故D正確。

答案:ABD。

20.(2025?河西區(qū)三模)底面積不同的兩個(gè)容器,放在水平桌面上。分別裝入質(zhì)量相等的甲、乙兩種不同

液體,液面相平(如圖所示)?,F(xiàn)有兩個(gè)體積相同的不同小球A和B,A球放入甲液體中,B球放入乙

液體中,兩球均處于懸浮狀態(tài),液體均未溢出。下列說(shuō)法中正確的是()

A.甲液體的密度大于乙液體的密度

B.未放入小球時(shí),甲液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)小于乙液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)

C.懸浮時(shí)小球A所受浮力大于小球B所受浮力

D.若把小球B放入甲液體中,靜止時(shí)小球B所受浮力等于在乙液體中所受的浮力

解:A、由圖可知:甲容器中液體的體積小于乙容器中液體的體積,已知甲、乙兩容器裝入質(zhì)量相等的

不同液體,根據(jù)=可知:甲>乙,故A正確;

ρρρ

B、未放入小球時(shí),由圖可知:容器中液體的深度相同,甲>乙,根據(jù)p=gh可知:p甲>p乙,故B錯(cuò)

誤。ρρρ

C、已知兩球體積相同,均處于懸浮狀態(tài),則排開(kāi)液體的體積相同,根據(jù)F浮=液gV排可知:F浮A>F球

B,故C正確。ρ

D、小球B在乙液體中懸浮,說(shuō)明小球B的密度等于乙液體的密度,且F乙B=GB,由A知甲>乙,所

以若把小球B放入甲液體中,小球B靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài),受到的浮力等于小球B的重力,ρ所以ρ若把小

球B放入甲液體中靜止時(shí)小球B所受浮力等于在乙液體中所受的浮力,故D正確。

答案:ACD。

21.(2025?紅橋區(qū)三模)一質(zhì)量為900g、底面積為100cm2、高為12cm的不吸水圓柱體放在盛有4.2kg水

的薄壁(厚度不計(jì))柱形容器內(nèi),容器底面積為300cm2,如圖所示。打開(kāi)閥門K,放出3kg的水后關(guān)閉

閥門()。下列說(shuō)法正確的是()

A.圓柱體的密度為0.75×103kg/m3

B.放水前水面距容器底部的高度為14cm

C.放水后水對(duì)容器底部的壓力為21N

D.放水后水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為600Pa

解:

23﹣33

A、由題意得:圓柱體的體積為:V柱=Sh=100cm×12cm=1200cm=1.2×10m,

33

圓柱體的密度:柱===0.75×10kg/m,故A正確;

ρ

B、放水前,由圖所示,圓柱體漂浮在水里,所以F?。紾柱=m柱g=0.9kg×10N/kg=9N,

﹣43

排開(kāi)水的體積為:V排===9×10m,

所以液面上升的高度為h′===0.03m=3cm,

﹣33

沒(méi)放圓柱體之前水的體積為:V0===4.2×10m,

水的高度為h0===0.14m=14cm,

所以放水前水面距容器底部的高度為:h=h0+h′=14cm+3cm=17cm,故B錯(cuò)誤;

CD、放水前圓柱體浸在水中的深度為:h浸柱===0.09m=9cm,

圓柱體下面水的高度為:h前水=17cm﹣9cm=8cm,

33﹣42

圓柱體下面水的質(zhì)量為:m0=水S容器h前水=1.0×10kg/m×300×10m×0.08m=2.4kg,

則當(dāng)放水2.4kg,圓柱體剛好漂ρ浮,

現(xiàn)在放水3kg,所以圓柱體沉底,此時(shí)水面下降的高度為:

Δh===0.03m=3cm,

現(xiàn)在水的高度為h后水=9cm﹣3cm=6cm,

33

所以放水后水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為:p水=水h后水g=1.0×10kg/m×0.06m×10N/kg=600Pa,

﹣42

則放水后水對(duì)容器底的壓力為:F′=p水ρS容器=600Pa×300×10m=18N,故C錯(cuò)誤,故D正確。

答案:AD。

22.(2025?紅橋區(qū)模擬)在“天宮課堂“中,航天員王亞平用吸管把乒乓球輕輕壓入水中,取出吸管后,

觀察到乒乓球懸停在水中,如圖1所示,這是由于在中國(guó)空間站中,乒乓球不再受到重力和浮力的原因

而懸停不動(dòng)。在地面課堂的同學(xué)們也做同樣的實(shí)驗(yàn):用吸管把乒乓球輕輕壓入水中,取出吸管后,觀察

到乒乓球會(huì)迅速上浮直至漂浮,如圖2所示,乒乓球露出水面前,浮力大于(填“大于”、“小

于”或“等于”)重力且浮力大小不變。(選填“變大”、“變小”或“不變”)

解:乒乓球露出水面前,受到豎直向上的浮力大于豎直向下的重力;露出水面前,乒乓球排開(kāi)水的體積

不變,根據(jù)F?。揭篻V排可知,浮力不變。

答案:大于;不變?chǔ)选?/p>

23.(2025?南開(kāi)區(qū)二模)圓滿完成中國(guó)南極考察任務(wù)的“雪龍2”號(hào)搭載考察隊(duì)員返回中國(guó),“雪龍2”

號(hào)設(shè)計(jì)排水量約為13990t,所受浮力為1.399×108N;當(dāng)“雪龍2”號(hào)吃水深度為7m時(shí),船底受到

的最大壓強(qiáng)為7.21×104Pa。

38

解:根據(jù)阿基米德原理知,浮力:F?。紾排=m排g=13990×10kg×10N/kg=1.399×10N。

334

水深7m處的壓強(qiáng):p=水gh=1.03×10kg/m×10N/kg×7m=7.21×10Pa。

答案:1.399×108;7.21ρ×104。

24.(2025?河?xùn)|區(qū)二模)如圖所示是我國(guó)自主研制的氣墊兩棲登陸艇。它的質(zhì)量約為2.0×105kg,底面積

約為500m2,它漂浮在海面上時(shí)受到的浮力為2.0×106N,登陸艇靜止在水平海灘上時(shí),對(duì)海灘的

壓強(qiáng)為4000Pa(g取10N/kg)。

解:登陸艇受到的重力:G=mg=2.0×105kg×10N/kg=2.0×106N,因?yàn)榈顷懲≡诤C嫔希?/p>

6

所以它受到的浮力:F?。紾=2.0×10N;

登陸艇靜止在水平海灘上時(shí),對(duì)海灘的壓力大小等于其重力的大小,故登陸艇對(duì)海灘的壓強(qiáng)為:

答案:2.0×106;4000。

25.(2025?河西區(qū)三模)一艘輪船排水量為1000t,滿載時(shí)船身受到的浮力為9.8×106N。從海里駛

入河里,它受到的浮力不變;它排開(kāi)水的體積變大。(后兩空均選填“變大”“變小”或

“不變”)

3

解:根據(jù)阿基米德原理可得,輪船滿載時(shí)受到的浮力為F?。紾排=m排g=l000×10kg×9.8N/kg

=9.8×106N。

因輪船始終漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,輪船受到的浮力不變,所以輪船從海里駛?cè)牒永铮?/p>

受到的浮力不變。

從海里駛?cè)牒永?,它受到的浮力不變,但水的密度變小,則由F?。絞V排可知,輪船排開(kāi)水的體積變大。

答案:9.8×106;不變;變大。ρ

26.(2025?和平區(qū)模擬)水平桌面上有一柱形容器,內(nèi)有一個(gè)重力為G、底面積為S的實(shí)心圓柱體A,底

部用細(xì)線連接一個(gè)重力為2G、底面積為S實(shí)心圓柱體B,開(kāi)始向容器中緩慢注水,某時(shí)刻如圖1所示,

細(xì)線未被拉直,B未與容器底部緊密接觸。已知水的密度為0,A的密度為0,B的密度為20,細(xì)線

ρρρ

的長(zhǎng)度為L(zhǎng),請(qǐng)解答如下問(wèn)題:

(1)圖1中物體A浸入水中的深度;

(2)在圖2中畫出一直向容器中注水的整個(gè)過(guò)程中,細(xì)線拉力F隨容器中水深h變化關(guān)系圖象。(寫出

必要的分析過(guò)程,細(xì)線足夠結(jié)實(shí),柱形容器足夠高)

解:

(1)由題意可知,甲中圓柱體A處于漂浮狀態(tài),由物體的漂浮條件可知,其受到的浮力和自身的重力

相等,

所以,圓柱體A受到的浮力:F?。紾A=G;

由F?。揭篻V排可知,A排開(kāi)水的體積:VA排==,

ρ

則物體A浸入水中的深度:hA浸===;

(2)①由G=mg=Vg可知,A、B的體積分別為:

ρ

VA===,VB===,

A、B的高度分別為:hA===,hB===,

則AB整體的平均密度:=====0,

ρρ

即AB整體的平均密度等于水的密度,因此加水足夠多時(shí),AB整體處于懸浮狀態(tài),

由物體的懸浮條件可知:F浮總=G總=GA+GB=G+2G=3G,

此時(shí)AB整體浸沒(méi)在水中,則AB整體浸入水中的深度:h總=hA+hB=+=,

此時(shí)細(xì)線被拉直,且細(xì)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng),所以,AB整體剛好懸浮時(shí),容器中水的深度:h=h總+L=+L;

整體懸浮時(shí)A排開(kāi)水的體積:V整懸A排=VA=,

則此時(shí)A受到的浮力:F整懸A浮=液gV整懸A排=0g×=2G,

ρρ

由力的平衡條件可知,此時(shí)細(xì)線的拉力:F拉=F整懸A浮﹣GA=2G﹣G=G;

②由題意可知,B的密度大于水的密度,A的密度小于水的密度,因此加水至B浸沒(méi)時(shí),B沉底,繼續(xù)

加水,A開(kāi)始浸入水中,當(dāng)加水至A剛好漂浮時(shí),A上升,直至細(xì)線剛好拉直時(shí),A都處于漂浮狀態(tài),

此過(guò)程中細(xì)線的拉力為0;

由(1)可知,A處于漂浮狀態(tài)時(shí),A浸在水中的深度:hA浸=,

則細(xì)線剛好拉直時(shí),容器中水的深度:h1=hB+L+hA浸=+L+=+L;

③當(dāng)加水深度為+L時(shí),細(xì)線開(kāi)始有拉力,

在加水深度為+L至+L之間時(shí),細(xì)線的拉力:F=FA浮﹣GA=0gVA排′﹣G=0ghA浸′

ρρ

﹣G,緩慢注水時(shí),hA浸′均勻增大,所以,此過(guò)程中細(xì)線的拉力與水的深度為一次函數(shù)關(guān)系,則細(xì)線拉

力F與水深的關(guān)系圖線一條傾斜直線;

當(dāng)加水深度為+L時(shí),細(xì)線的拉力達(dá)到最大,最大為G,繼續(xù)加水,AB整體仍然處于懸浮狀態(tài),

細(xì)線的拉力不變;

由此可知,一直向容器中注水的整個(gè)過(guò)程中,細(xì)線拉力F隨容器中水深h變化關(guān)系圖象如圖所示:

答:(1)圖1中物體A浸入水中的深度為

(2)分析過(guò)程見(jiàn)解答,圖象見(jiàn)解答

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