17 微专题六 区分下降高度与浸入深度-【智乐星中考·命题研究】2024年重庆中考物理精练本

微专题六　区分下降高度与浸入深度 1．(2021·杨家坪中学月考)如图所示，一个底面积为300 cm2、足够高的圆柱形容器内装有足量的水，将一个重为 20 N、高为10 cm、底面积为100 cm2的实心长方体A拴在绳子上，把A从接触水面开始竖直向下缓慢下降4 cm，此过程中容器对水平桌面的压力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)，此时绳子对A的拉力大小是________N。 2．如图所示，一个底面积为150 cm2 、足够高的柱形容器内装有15 cm深的液体，现把质量为540 g、高为16 cm、底面积为50 cm2 的圆柱体A放入其中，A处于漂浮状态，浸在液体中的深度为h＝12 cm，则圆柱体A受到的浮力为__________N，用外力将圆柱体A向下压2 cm，则其下表面受到的压强增大了__________Pa。 3．(2017·重庆B卷)一个底面积为100 cm2足够高的柱形容器M装有20 cm深的水，置于水平地面上；一个质量忽略不计的硬塑料瓶固定在轻杆上，内有适量的水，如图甲所示。塑料瓶ABCD部分为柱形，柱形部分高度hAB为16 cm。用手拿住轻杆，将该瓶从图甲中刚接触水面位置，缓慢竖直下降6 cm，杆对瓶的拉力F随下降高度h之间的关系如图乙所示。然后从该位置继续向下，直到水面与AD相平为止。则瓶内所装水的重力为______N；当水面与AD相平时，瓶外的水对容器M底部的压强为______________Pa。 4．(2021·九龙坡区指标到校)为了打捞铁牛，有个名叫怀丙的人让人们用两艘大船装满泥沙，用铁索将铁牛拴到大船上，然后卸掉船里的泥沙，随着船逐渐上浮，铁牛在河底淤泥中被拉了出来，其模型如图甲所示。已知物体B的底面积为0.04 m2，高为0.5 m，质量为10 kg；已知物体A是边长为0.1 m 的正方体。现将A、B用细线连接，细线拉直但无拉力，B漂浮，A沉底，此时水深50 cm，容器的底面积为0.12 m2。之后沿水平方向切物体B，切去的高度Δh与细线的拉力F的关系如图乙所示。(细线不可伸长)求： (1)图甲中物体A受到的浮力； (2)细线拉直但无拉力时，水对物体B下表面的压强； (3)当物体A下表面到容器底的距离为0.1 m 时，切掉B的质量。 参考答案 1．变大　14　2.5.4　270　3.2　2 400 4．解：(1)物体A的体积： VA＝L3＝(0.1 m)3＝0.001 m3， 物体A全部浸入水中，V排＝VA＝0.001 m3， 物体A受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3＝10 N。 (2)物体B漂浮，所受水的浮力与自身重力大小相等， 即F浮B＝GB＝mBg＝10 kg×10 N/kg＝100 N， 物体B所受水的浮力来自水对物体B上下表面的压力差，即F浮B＝F下－F上，F上＝0，因此水对物体B下表面的压力：F下＝F浮B＝100 N，水对物体B下表面的压强： pB＝＝＝2 500 Pa。 (3)由阿基米德原理可得： F浮B＝ρ水gV排B＝ρ水gSBh浸B， 则物体B浸入水中的深度： h浸B＝＝＝0.25 m， 沿水平方向切物体B，B的重力减小，细线上产生拉力，当拉力增大到一定值时，会拉动物体A向上运动。 当物体A下表面到容器底的距离为0.1 m时，物体B上升的高度h＝0.1 m， 则有S容h降＝SB(h＋h降)，即0.12 m2×h降＝0.04 m2×(0.1 m＋h降)， 解得水面下降的高度h降＝0.05 m， 此时物体B浸入水中的体积： V排B′＝SB(h浸B－h－h降)＝0.04 m2×(0.25 m－0.1 m－0.05 m)＝0.004 m3， 此时物体B受到的浮力： F浮B′＝ρ水gV排B′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.004 m3＝40 N， 对物体B进行受力分析，其受到重力、浮力和细线的拉力， 由图乙可知，F＝10 N， 由力的平衡条件得，剩余物体B的重力： GB′＝F浮B′－F＝40 N－10 N＝30 N， 则物体B切去部分的重力： ΔGB＝GB－GB′＝100 N－30 N＝70 N， 切掉B的质量： ΔmB＝＝＝7 kg。 学科网（北京）股份有限公司 $$