深圳大浪街道博恒中英学校浮力单元综合训练
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深圳大浪街道博恒中英学校浮力单元综合训练
一、选择题
1.如图所示,密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。
平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n倍。
若水的密度为ρ,则棒的密度为()
A.
1
1
n
ρ
+
B.
1
n
n
ρ
+
C.2
1
(1)
n
ρ
+
D.
2
2
(1)
n
n
ρ
+
2.如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉.则()
A.用力捏大瓶,小瓶不能实现悬浮
B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变大
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
3.弹簧测力计下挂⼀长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某⼀高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像。则下列说法中不正确的是()
A.物体的体积是400cm3B.物体受到的最大浮力是4N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3D.物体刚浸沉时下表面受到水的压力是5N 4.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。
下列分析正确的是()
A.两小球所受浮力F M=F N B.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙C.两种液体的密度ρ甲=ρ乙D.两种液体对容器底部的压力F甲<F乙5.一弹簧测力计下挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图已经给出整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象.下列说法中错误的是
A.圆柱体的高度为4cm
B.圆柱体的重力为12N
C.圆柱体所受的最大浮力为8N
D.圆柱体的密度为3×103kg/m3
6.已知甲、乙两个实心球密度之比为ρ甲∶ρ乙=1∶2,体积之比V甲∶V乙=2∶3,放入足够深的某种液体自由静止后,所受浮力之比为F甲∶F乙=2∶5,则此两个物体在该液体中自由静止时所处的状态是()
A.甲、乙都漂浮在液面上B.甲漂浮,乙沉底
C.甲、乙都沉底D.甲悬浮在液体中,乙沉底
7.如图甲所示,圆柱形容器装有适量的液体,将密度为2.5g/cm3,体积为40cm3物体B放入液体中时,通过磅秤测得其总质量为150g.用一细绳提起物体B,使物体B的体积刚好有一半露出液面且保持静止不动时,磅砰示数为66g,如图乙所示.(g取10N/kg).下列判断正确的是
A.两次台秤示数的变化等于物体B两次所受浮力的变化
B.图乙中物体B下表面受到的液体压力为0.2N
C.图甲中物体B对容器底部的压力为0.68N
D.物体B受到细绳的拉力为0.8N
8.将一个小球放入盛满酒精的溢水杯中,静止时,小球浸没在酒精中,溢水杯中溢出10g
的酒精。
将这个小球放入盛满水的溢水杯中,静止时,小球漂浮在水中。
已知 酒精=
0.8×103kg/m3,g=10N/kg,则下列判断正确的是()
①若小球在酒精中沉底,它在酒精中所受浮力一定等于0.1N
②若小球在酒精中沉底,它在水中的排水体积一定等于10cm3
③若小球在酒精中悬浮,它在酒精中所受浮力一定大于0.1N
④若小球在酒精中悬浮,它放入水中后,溢水杯中一定溢出10g的水
A.只有①③B.只有②③C.只有②④D.只有①④
9.水平桌面上放有甲乙两个盛水的容器,现把两个形状和体积都相同的物体分别放入两容器中,当物体静止时,两容器中液面刚好相平,如图所示。
下列说法正确的是()
A.两物体受到的浮力相等B.两物体的质量相等
C.乙容器中物体密度较大D.两容器底部所受液体压强相等
10.如下图所示是我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水艇,其空载质量22t,最大负载240kg,体积约84m3,2012年成功挑战7062m深度。
当潜艇从水下7000m匀速上行至6000m的过程中(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)()
A.浮力在不断变大B.潜艇所受压强不变
C.潜艇自身重力变小D.浮力做功8.652×108J
11.用质量相同的黄金制成大小不同的两个空心金球,放入质量相同的甲、乙两种不同液体中(两个水槽相同),静止时如图所示,不计球内空气的质量。
下列说法中正确的是()
A.小金球受到的浮力较大B.大金球受到的浮力较大
C.甲液体的密度较小D.甲、乙两液体对水槽底部的压强一样大12.如图所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入水中,待A、B静止时,三个容器中木块露出液面部分的体积V甲、V乙和V丙相比较,正确的是()
A.V甲>V乙>V丙B.V甲<V乙<V丙
C.V甲=V乙<V丙D.V甲=V乙=V丙
二、填空题
13.如图所示的薄壁柱形容器,底部有一由阀门B控制的出水口,内盛有30cm深的水,现将弹簧测力计上端固定,另一端拄一个底面积为20cm2,高为7.5cm的柱形物体,把物体从接触水面开始,向下移动4.5cm,物体的上表而刚好与水面相平(水不溢出),此时容器中水对容器底部的压强为_________Pa。
打开阀门B,放出200g水,容器对桌面的压强减小了__________Pa。
(己知弹簧测力计每1N刻度线间的距离为lcm)
14.如图甲所示,底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着密度为0.6g/cm3、底面积为20cm2的圆柱体A,容器的底部安装有阀门。
现打开阀门控制水以50cm3/s流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图(乙)所示,则阀门未打开前水对容器底的压强为
______Pa。
当t=52s时,水对圆柱体底面的作用力大小为_____N。
15.用质量和体积均忽略不计的相同硬杆把长方体A和B分别固定后放入水中,B物体刚好浸没,如图甲所示。
其中,A物体密度ρA=0.9g/cm3,高度h A=10cm,B物体底面积
S B=100cm2,高度h B=8cm,重力G B=12N,则硬杆对B物体的作用力为_____N。
把物体A、B取出,用一根不可伸长的轻质细绳连接后,重新放入水中(忽略水量损失),如图乙;此时,细线拉直,水面比甲图升高0.5cm,若甲图中,硬杆对A的作用力为1.5N,容器底面积为500cm2,则乙图中,B对容器底部的压强为_____Pa。
16.如图所示,把一小球分别放入盛满不同液体的两个溢水杯中,当小球静止时,甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,且小球有的体积露出液面。
小球的质量是_______g ,甲、乙两杯中液体的密度之比p 甲:p 乙=_______。
17.盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上,如图甲所示,容器对桌面的压力为10N ,容器对桌面的压强为p 1;用细线拴一金属球,将金属球浸没在液体中,如图乙所示,容器对桌面的压强为p 2;将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所示,金属球对容器底部的压力为8N ,p 1:p 2=5:7,金属球浸没在水中的浮力为______N ,则金属球的密度为_______kg/m 3
18.质量相同的两个实心物体甲和乙,体积之比:5:4V V =甲乙,将它们放入水中,静止时所受的浮力之比:9:8F F =甲乙。
则漂浮的是物体______,甲物体的密度
=ρ甲______kg/m 3。
19.如图所示, 一个底面积为0.03m 2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中央(容器足够高),内盛有0.2m 深的水,把重为7N,边长为0.1m 的实心正方体木块A 放入圆柱形容器里的水中漂浮.若要木块A 恰能完全浸没在水中,则要在木块上加竖直向下的压力F 为___N;从漂浮到刚好完全浸没的过程中木块的重力做功___J .
20.小海利用浮力的知识测出了他家里所用瓷碗的密度.第一次如图甲所示,他向自制溢水杯中注满水,然后让瓷碗漂浮在水面上,用电子秤测出排开水的质量是270g;第二次如图乙所示,他向溢水杯中注满水,然后让瓷碗沉入水底,用电子秤测出排开水的质量是100g.根据测量数据,可计算出瓷碗的密度是________g/cm3.
三、实验题
21.刚刚学习完有关浮力的知识,小将同学通过网络解到“远征号”潜水艇在东海执行任务时是潜行在海水中,执行完任务回到长江后又会浮出水面,小将同学想:潜水艇的下潜和上浮应满足什么条件呢?于是,他找来如图1所示器材,进行了如下探究:
(1)探究物体上浮的条件:
A.在量筒中注入适量水,读出量筒中水的体积V1;
B.将适量小螺丝钉放入塑料瓶中,旋紧瓶盖,放入水中,使塑料瓶能够漂浮在水面上,读出此时水面刻度V2;
C.取出塑料瓶,擦干净水,用弹簧测力计测出塑料瓶和小螺丝钉的总重力G;
D.根据______原理可求得塑料瓶受到的浮力F浮=______(用已知的物理量和直接测量的物理量表示);
E.分析比较______的大小关系即可得出物体上浮的条件;
(2)探究物体下沉的条件
A.取出塑料瓶,向塑料瓶中继续添加小螺丝钉,直至旋紧瓶盖放入水中后,可观察到塑料瓶下沉;
B.取出塑料瓶,用抹布擦干净水,将其挂在弹簧测力计下,如图2(a)所示,测出其重力G 为______N;
C.将塑料瓶浸没水中,此时弹簧测力计的示数如图2(b)所示,则塑料瓶受到的浮力F浮为______N;
D.分析比较数据可得出物体下沉的条件是______。
探究讨论:①小塑料瓶本身就能浮在水面,而小明在探究物体上浮条件时,却向塑料瓶中
放入了适量的小螺丝钉,他这样做的好处是______;
②小将在探究物体上浮的条件时存在的问题是______。
22.徐亮同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止,如图甲所示。
(1)圆柱体的重力G=______N;
(2)圆柱体浸没在水中后所受浮力F浮=______N;
(3)比较a、b、c三图可得:浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟______有关;
(4)比较______图可得:当圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中,受到的浮力不变;
(5)徐亮完成如图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体下降高度h的F-h图象。
那么物体浸没在这种液体中受到的浮力F浮'=______N。
实验表明,浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟
______有关。
另一种液体的密度ρ液=______kg/m3。
23.(8分)下面几幅图(以序号来区分)都是做探究“影响浮力大小的因素”这一实验过程中的几个重要步骤.
(1) 要探究浮力与物体排开液体体积的关系应选择的操作除了①还有:______(填图中的序号),探究的结论是______。
(2)要探究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系,应选择的操作除了①还有:______(填图中的序号),探究的结论是______。
(3)该实验中当它全部浸没在盐水中时受到的浮力大小F=______N.若要选用一个能漂浮在
图⑤中盐水面上的物体,该物体的密度大小应______(填“大于”、“小于”或“等于”)______。
(填具体密度值)
24.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明将铁块挂在弹簧测力计下端,依次完成如图所示实验:
(1)从实验可知:物体的重力为________N;铁块浸没在水中时,受到的浮力是________ N; (2)比较实验 ________可知:浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟液体的密度有关;由此可求盐水的密度为________kg/m3;
(3)比较实验丙、丁可知:物体受到的浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”);
(4)小明还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用牙膏铝皮代替铁块,再进行实验,步骤如下:
步骤一:将牙膏铝皮做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,“碗”漂浮在水面上;
步骤二:把牙膏铝“碗”从水中取出,并将“碗”捏成团,再次放入盛水的烧杯中,铝团下沉至杯底。
①通过分析可知,第一次牙膏铝“碗”受到的浮力________(选填“大于“、”等于“或“小于”)第二次铝团受到的浮力;
②由此小明认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是:他只关注了牙膏铝皮形状的改变,而忽略了 ________对浮力大小的影响。
25.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作了简易密度计.取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口.
(1)为了给密度计标上刻度,他进行了如下操作:
a.将其放入水中,竖立漂浮后,在密度计上与水面相平处标上1.0 g/cm3;
b.将其放入密度0. 9 g/cm3植物油中,用同样的方法在密度计上标上0.9 g/cm3;
c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1 g/cm3,将整个饮料吸管均匀标上刻度;
①如图甲所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9 g/cm3应该在______点(选填“p”或“q”).
②如图乙所示,若被测液体的密度为ρ液、密度计浸入被测液体的深度为h、自制密度计的
质量为m,横截面积为S,用给定的字母推导出ρ液与h的关系式为____________.通过关系式可知:小明这样均匀标注刻度是__________的(选填“正确”、“错误”).
(2)小红为了让测量结果更准确,想使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,请为小红设计一种改进方法:________________________.
(3)小虎将制作好的密度计放入某液体中,出现如图丙所示的现象,为顺利完成实验任务,你的解决办法是____________.(合理即可)
26.小聪同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如下图所示的实验。
(1)小聪对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度无关。
对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而________,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度________。
(2)小聪利用浮力和杠杆的知识。
发明了一个密度秤:如图,轻质扛杆可绕O点转动,杠杆上用细绳悬挂两个的正方体M、N(边长为10cm,重力为20N);OA长度为10cm,OE长度为8cm。
小聪向容器中倒入不同密度的液体,每次都将M浸没于液体中,移动物体N。
使杠杆在水平位置平衡,OE上便可刻上不同液体的密度值。
当物体M浸没于水中时,物体N移动到B点时杠杆恰好水平静止,那么OB的长度为_________cm。
在B点标上ρ水;这个密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m3。
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一、选择题
1.C
解析:C
【详解】
设棒的横截面积为S,水中的棒长度为L,则露出的长度为nL,整个棒的长度为(n+1)
L,由=m V
可得,棒的质量
m棒=ρ棒V棒=ρ棒S(n+1)L 棒的重力
G棒=m棒g=ρ棒S(n+1)L g 棒受到的浮力
F 浮=ρgV 排=ρgSL
如图,是棒所受重力和浮力的示意图,其中点A 为重力的作用点,为棒的几何中心位置,CE 为重力的力臂;其中点B 为浮力的作用点,是浸在水中部分的几何中心位置,CD 为浮力的力臂。
由相似三角形对应边成比例可得
()12+12n L CE CA n L CD CB
+===
以C 为支点,由杠杆的平衡条件可得 G 棒×CE =F 浮×CD
即
ρ棒S (n +1)L g ×CE =ρgSL ×CD
则
()2
1111=
1111(1)CD CD CE n CE n n n n ρρρρρ=⨯=⨯=+++++棒 故选C 。
2.B
解析:B
【详解】
AB .将装有适量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,小瓶内气体密度会变大,这时小玻璃瓶里进入一些水,瓶内水的质量增加,重力大于浮力时,小玻璃瓶下沉,当用力大小合适时,小玻璃瓶会悬浮,故A 错误,B 正确; C .盖上小瓶盖后,用力捏大瓶,水不会进入小瓶内,小瓶的总重力不会改变,故小瓶不会下沉,所以C 错误;
D .打开大瓶瓶盖,捏大瓶时不会增加瓶内空气的压强,水不会进入小瓶中,故小瓶不会下沉,所以D 错误.
3.D
解析:D
【详解】
AB .由图像可知,当物重力是9N ,体完全浸没时,拉力是5N ,则物体受到的浮力
==9N-5N=4N F G F -浮拉
根据阿基米德原理=F gV ρ浮液排得
433
334N =
410m 400cm 1.010kg /m 10N /kg
F V g ρ-==⨯=⨯⨯浮排液 因为完全浸没所以物体的体积等于排开水体积等于3400cm ,A 和B 正确; C .根据
G mg gV ρ==
物得物体的密度
33439N =
2.2510kg /m 10N /kg 410m
G gV ρ-==⨯⨯⨯物 ,C 正确; D .物体刚浸沉时下表面受到水的压力即为浮力,所以由图可知
==4N F F 下浮
D 错误。
故选D 。
4.A
解析:A 【详解】
A .小球M 在甲液体中漂浮,则浮力F M =G M ,小球N 在乙液体中悬浮,则浮力F N =G N ,由于小球M 、N 完全相同,即G M =G N ,则有F M =F N ,故A 正确;
BC .小球M 在甲液体中漂浮,则密度ρM <ρ甲,小球N 在乙液体中悬浮,则密度ρN =ρ乙,由于小球M 、N 完全相同,即ρM =ρN ,则有ρ甲>ρ乙,因为ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h 相同,根据液体压强计算公式p =ρgh 可知,p 甲>p 乙,故BC 错误; D .由上面分析得容器底部液体压强p 甲>p 乙,两容器底面积相同,由压力计算公式F =pS 得,容器底部受到液体压力F 甲>F 乙,故D 错误。
故选A 。
5.D
解析:D 【详解】
A 、由图象可知,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为7cm-3cm=4cm h =,因此圆柱体的高度为4cm ,故A 选项说法正确;
B 、由图象可知,当h =0时,弹簧测力计示数为12N ,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,12N G F ==拉 ,故B 选项说法正确;
C 、由图象C
D 段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力12N 4N 8N F G F =-=-=浮,故C 选项说法正确;
D 、图象中CD 段是圆柱体完全浸入水中的情况,则圆柱体受到的浮力8N F =浮, 又F gV 浮水排ρ=, 4333
8N
810m 110kg/m 10N/kg
F V V g ρ-==
==⨯⨯⨯浮物排水,由公式G mg =可求出圆柱体的质量12N 1.2kg 10N/kg
G m g =
==,则圆柱体密度
33431.2kg 1.510kg/m 810m
m V ρ-=
==⨯⨯物物,故D 选项说法错误. 6.B
解析:B 【详解】 A .由
12ρρ=甲乙∶∶;23V V =甲乙∶∶
根据m V ρ=,两球的质量比为
13m m =甲乙∶∶
假设两球漂浮或乙球悬浮:浮力都等于重,重力与质量成正比,所以浮力比为质量比,即
13F F G G m m ===甲乙甲乙甲乙∶∶∶∶
不符合题意,故A 错误;
CD .假设两球都沉底或甲悬浮在液体中,乙沉底,则两种情况的V 排都等于自身体积,则浮力比为
23F F V g V g V V ρρ===甲乙甲乙甲乙液液∶∶∶∶
不符合题意,故CD 错误;
B .所以两球只能是一个沉底,一个漂浮的状态,且乙的密度大,故一定为甲漂浮,乙沉底,B 正确。
故选B 。
7.C
解析:C 【详解】
A .第一次物体沉底,通过磅秤测得总质量150g ,则容器对磅秤的压力:
10.15kg 10N/kg 1.5N B F G G G m g =++==⨯=杯水----①
第二次用一细绳提起物体B ,使物体B 的体积刚好有一半露出液面,此时磅秤示数为66g ,则此时容器对磅秤的压力:
20.066kg 10N/kg 0.1
2
66N F G G F m g '=++==⨯=浮杯水----②
由①-②得:
0.41
2
8N B G F -=浮----③
并不是物体B 两次所受浮力的变化,故A 项错误; B .物体B 的质量:
332.5g/cm 40cm 100g 0.1kg B B m V ρ==⨯==
物体B 的重力:
0.1kg 10N/kg 1N B B G m g ==⨯=
由③可得,图乙中物体B 受到的浮力:
0.84N 1N 0.84N 0.11
6N 2
B F G =-=-=浮 则:
20.16N 0.32N F =⨯=浮
即图甲中物体B 受到的浮力为0.32N ;根据浮力产生的原因可知:
F F F -=浮向上向下,当B 一半浸入液体中时,B 下表面受到的液体压力等于浮力
01
16N 2
.F =浮 故B 项错误;
C .在甲图中物体全部浸没,物体B 受重力、浮力、和支持力,物体受到的支持力为:
1N 0.32N 0.68N B F G F =-=-=浮支
因为容器底对物体B 的支持力和物体B 对容器底的压力是一对相互作用力,大小相等,所以图甲中物体B 对容器底部的压力为0.68N ,故C 项正确;
D .在乙图中物体一半浸没,物体B 受重力、浮力、和拉力,则物体B 受到细绳的拉力为:
1N 0.16N 0.841
2
N B F G F =-=-=浮拉
故D 项错误.
8.D
解析:D 【详解】
①小球在酒精中沉底,由阿基米德原理可得,小球在酒精中所受浮力
F 酒精浮=
G 排酒精=m 排酒精g =0.01kg×10N/kg=0.1N
故①正确;
②若小球在酒精中沉底,根据物体浮沉条件可知
G >F 酒精浮=0.1N
当小球漂浮在水中时,在水中所受浮力
F 水浮=
G >0.1N
根据F 浮=ρ水gV 排得排开水的体积
533
330.1N 110m 10cm 1.010kg /m 10N /kg
F V g
ρ-=
=
=⨯=⨯⨯浮水
排水水
故②错误;
③若小球在酒精中悬浮,由阿基米德原理可得,小球在酒精中所受浮力
F 酒精浮=
G 排酒精=m 排酒精g =0.01kg×10N/kg=0.1N
故③错误;
④若小球在酒精中悬浮,根据浮沉条件可知
G =F 酒精浮=0.1N
当小球漂浮在水中时,在水中所受浮力
F 水浮=
G =0.1N
根据阿基米德原理可知
F 水浮=
G 排=0.1N
则此时溢出水的质量
0.1N
0.01kg 10g 10N/kg
G m g =
===排排 故④正确。
综上所述,①④正确,②③错误。
故选D 。
9.D
解析:D 【详解】
ABC .两个物体放入水中后,乙漂浮,即乙的密度小于水的密度;甲悬浮,说明甲的密度等于水的密度,所以甲的密度大于乙的密度;由于两个物体的体积相同,据m
V
ρ=
可知,m V ρ=,故甲的质量大于乙的质量;据公式G mg =可知,甲的重力大于乙的重力,所
以甲悬浮,故其所受的浮力等于自身的重力,乙漂浮,乙所受的浮力等于自身的重力,故甲所受的浮力大于乙所受的浮力,故ABC 错误;
D .由于两杯中液体高度相同,所以据p gh ρ=可知,两杯中杯底所受水的压强相同,故D 正确。
故选D 。
10.D
解析:D 【详解】
A .当潜艇从水下7000m 匀速上行至6000m 的过程中,排开海水的体积不变,海水的密度不变,根据阿基米德原理F gV ρ=浮海排,潜艇受到的浮力大小不变,A 项不合题意;
B .根据液体压强公式p gh ρ=海,潜艇上升过程中,深度在变小,那么潜艇所受压强在变小,B 项不合题意;
C .由于潜艇匀速上升,处于平衡状态,重力大小等于浮力大小,浮力不变,那么重力大小也不变,C 项不合题意;
D .根据阿基米德原理计算得浮力大小
33351.0310kg/m 10N/kg 84m 8.65210N F gV ρ==⨯⨯⨯=⨯浮海排
根据W Fs =可得浮力做功
588.65210N 1000m 8.65210J W F s ==⨯⨯=⨯浮
选项D 符合题意。
故选D 。
11.D
解析:D
【详解】
AB .两球质量相等且都处于悬浮状态,由沉浮条件可知,浮力等于球的重力,故浮力相等,故AB 错误;
C .由图可知左侧球体积小于右侧球,即排开液体体积左侧小于右侧,又由阿基米德原理可知,当浮力相同时,排开液体体积越小,液体密度越大,故甲密度大于乙密度,故C 错误;
D .甲、乙两液体对水槽底部的压强都为G G S
+球液
,故压强相等,故D 正确。
故选D 。
12.B
解析:B 【详解】
由图可知木块A 和金属块B 作为整体在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,图丙中木块A 处于漂浮状态、金属块B 沉底,所以A 、B 两物体受到的浮力
F 甲AB =
G A +G B F 乙AB =G A +G B F 丙AB =G A +F B 浮
因为金属块B 在水中会下沉,则G B >F B 浮,所以
F 甲AB =F 乙AB >F 丙AB
根据阿基米德原理可知
F
V g
ρ=
排液
则V 甲AB =V 乙AB >V 丙AB ,因为乙中B 全部浸没,故三个容器中木块浸入液面部分的体积V
甲A
>V 乙A >V 丙A ,即三个容器中木块露出液面部分的体积V 甲<V 乙<V 丙。
故选B 。
二、填空题
13.600 【详解】
[1]把物体从接触水面开始,向下移动4.5cm ,物体的上表而刚好与水面相平,水面上升的高度 Δh=7.5cm -4.5cm=3cm 容器中水的深度 h=h1+Δh=30cm+
解析:600 【详解】
[1]把物体从接触水面开始,向下移动4.5cm ,物体的上表而刚好与水面相平,水面上升的
高度
Δh =7.5cm-4.5cm=3cm
容器中水的深度
h =h 1+Δh =30cm+3cm=33cm
此时容器中水对容器底部的压强为
p =ρgh =1×103kg/m 3×10N/kg×0.33m=3300Pa
[2]水面上升的体积等于物体的体积,即
20cm 2×7.5cm=S ×3cm
S =50cm 2
从物体下表面到水面中水的体积
V 下=(50cm 2-20cm 2)×7.5cm=225cm 3
打开阀门B ,放出200g 水,放出水的重力
G 放=m 放g =0.2kg×10N/kg=2N
放出水的体积
V 放=
3200g =
1g/cm
m ρ放
水
=200cm 3
V 放<V 下
物体没有全部露出水面,假设弹簧没有伸长,水面下降的高度
Δh =3
2
200cm 50cm
V S =放
=4cm 假设弹簧没有伸长,物体浮力减小量
ΔF 浮=G 放=2N
由称重法可知弹簧测力计的示数增大2N ,弹簧测力计每1N 刻度线间的距离为lcm ,物体会下降2cm ,容器内水对底部压力减小量
ΔF =ΔG =Δmg =ρ水ΔVg =1×103kg/m 3×50×(4+2)×10-6m 3×10N/kg=3N
薄壁柱形容器,忽略容器重力,容器对桌面的压强减小量
-423N
=600Pa 5010m
F p S ∆∆=
=⨯ 14.2.5 【详解】
[1]由图乙可知,当t=0时,水对容器底部的压力为50N ,则阀门未打开前谁对
容器底部的压强为
[2]由图乙可知,在0~40s ,40s ~64s ,64s ~84s 三个阶段,水对
解析:2.5 【详解】
[1]由图乙可知,当t=0时,水对容器底部的压力为50N ,则阀门未打开前谁对容器底部的压强为
42
50N 5000pa 10010m F p s -=
==⨯ [2]由图乙可知,在0~40s ,40s ~64s ,64s ~84s 三个阶段,水对容器底部的压力随时间变化分别为一直线,则第一阶段流出的水量
33140s 50cm /s 2000cm V =⨯=
第二阶段流出的水量
33224s 50cm /s 1200cm V =⨯=
第三阶段流出的水量
33320s 50cm /s 1000cm V =⨯=
根据V
h S
=
,可分别求出第1、3阶段水下降的高度分别为 3
1122000cm 20cm 100cm V h S ===容
3
332
1000cm 10cm 100cm
V h S ===容 因在放水前,对容器底部的压强为5000Pa ,故容器盛满水时的深度为
335000Pa
0.5m 50cm 1.010kg/m 10N/kg
p
h g
ρ=
=
==⨯⨯容水
则圆柱体A 的高度为
A 1350cm 20cm 10cm 20cm h h h h =--=--=容
从第40s 到第52s 流出水的体积为
331212s 50cm /s 600cm V =⨯=
此时水下降高度即物体A 露出水面高度为
3
1222
A 600cm 7.5cm 100cm 20cm
V h S S '===--容 则A 排开水的体积为
()()23A A 20cm 20cm 7.5cm 250cm V S h h '=-=⨯-=排
此时圆柱体A 的上表面已露出水面,水对A 上表面的压力为零,则水对圆柱A 体底面的作用力即为A 此时受到的浮力,由阿基米德原理可得
33631.010kg/m 10N/kg 25010m 2.5N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=浮水排
15.300 【详解】
[1]图甲中,物体B 排开水的体积
物体B 受到的浮力。