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专题09 浮力
1、(2021·重庆市B卷·T8)如图所示,质量分布均匀的甲、乙两个正方体叠放在水平地面上,甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍,甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置,正方体乙漂浮且有的体积浸入水中。下列判断正确的是( )
A.甲、乙的质量之比m甲∶m乙=1∶4
B.甲、乙的密度之比甲∶乙=3∶8
C.甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=4∶3
D.甲、乙在水中静止时所受浮力之比F甲∶F乙=5∶12
【答案】C
【解析】A.甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,甲对乙的压力
F甲=pS甲
甲的重力
G甲=F甲=pS甲
乙对地面的压力
F乙=pS乙
甲乙的总重力
G总=F乙=pS乙
所以
由G=mg可知甲乙的质量之比
m甲∶m乙=1∶3
故A错误;
B.甲、乙的密度之比
故B错误;
C.正方体乙漂浮且有的体积浸入水中,处于漂浮状态,所以
F浮乙=G乙
ρ水gV=ρ乙gV
ρ乙=ρ水
甲的密度
ρ甲=ρ乙=×ρ水=ρ水
甲的密度小于水的密度,甲漂浮在水中,所以
F浮甲=G甲
ρ水gV排=ρ甲gV甲
V排甲==V甲
甲、乙浸入水中的深度之比
故C正确;
D.甲乙漂浮,所以浮力之比
F浮甲∶F浮乙= G甲∶G乙=1∶3
故D错误。
故选C。
2、(2021·重庆市B卷·T19)小军发现一个质量为1.6kg,不吸水的新型圆台体建筑材料,他只有量程为5N的弹簧测力计,设计了如图所示装置进行实验,重为8N、底面积为100cm2的薄壁容器M内盛有2000cm3的水,容器M置于水平地面,当轻质杠杆在水平位置平衡时竖直向上的拉力F为1.5N,此时材料浸没在水中静止且未触底。求:
(1)材料受到的重力;
(2)材料未放入前容器对水平地面的压强;
(3)材料的密度。
【答案】(1)16N;(2 800Pa;(3)1.6×103 kg/m3
【解析】(1)由 知道,材料受到的重力
(2)由 知道,材料未放入前容器对水平地面的压强
(3)由平衡条件知道,材料对杠杆的拉力
由平衡条件知道,材料受到的浮力
由知道,材料的体积
故材料的密度
答:(1)材料受到的重力16N;
(2)材料未放入前容器对水平地面的压强800Pa;
(3)材料的密度1.6×103 kg/m3。
3、(2020·重庆市A卷·T12)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),静止时木块浸人水中的深度为h1:按图乙竖直放置.静止时木块浸人水中的深度为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人的深度h=_______(用h1、h2、n表示)。
【答案】不变
【解析】[1]甲乙两图中,物体均漂浮在中,所以浮力等于重力,而重力不变,所以浮力不变。
[2]甲乙两图中,工艺品所受浮力不变,由可知,工艺品排开液体体积不变,则合金块B排开液体的体积为
所以由,可知B球的质量为
由图甲可知,工艺品漂浮时,浮力与重力的关系为
即
所以
因粘合处松开导致合金块沉底,木块在水中竖直静止时,木块漂浮,由,可知即
即
浸人的深度为
4、(2020·重庆市B卷·T19)如图所示,底面积为200cm2、重为10N的薄壁柱型容器,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有的体积和浸入水中,此时容器内水深12cm,已知正方体A的密度ρ=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。
【答案】(1)1.2×103Pa;(2)6N;(3)2900Pa
【解析】(1)水对容器底部的压强
(2)正方体A受到的浮力大小
(3)水的体积为
由得,水的质量
水的重力
A的质量
A的重力
容器对桌面的压强
答:(1)水对容器底部的压强是;
(2)正方体A受到的浮力大小6N;
(3) 容器对桌面的压强是。
5、(2019·重庆市A卷·T18)小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究.
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越__________
(2)实验时的情形如图2所示,比较甲图和__________图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)比较图2甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体__________有关;
(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续