内容正文:
物体的浮沉条件
1.(2022·日照)成语“沉李浮瓜”的意思是吃在冰水里浸过的李子和瓜,形容夏天消暑的生活。“李子在水里下沉,瓜浮在水面”,从物理学的角度分析,下列判断正确的是( )
A.李子的质量大于瓜的质量
B.李子的体积小于瓜的体积
C.李子受到的重力大于瓜受到的重力
D.李子的密度大于水的密度,水的密度大于瓜的密度
2.(2023·河北)(多选)柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示,继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力与其重力大小相等
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
3.(2023·辽宁葫芦岛)(多选)在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,均处于悬浮状态且开口朝下,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示。轻触乙液体中的小瓶使其下沉。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
C.下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D.下沉过程中,小瓶所受浮力变小
4.(2022·泰安)两个相同的容器放在同一水平桌面上,分别装有甲、乙两种密度不同的液体,且ρ甲>ρ乙;两个体积相同的实心小球a和b在甲、乙两种液体中静止时的状态如图所示;两容器内c、d两点到容器底部的距离相等。设小球a和b的密度分别为ρa和ρb,质量分别为ma和mb,受到的浮力分别为Fa和Fb,c、d两处的液体压强分别为pc和pd。下列说法中( )
①ρa>ρb ②ma<mb ③Fa>Fb ④pc>pd
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有①③④正确
5.(2021·泰安)两个体积相同的实心正方体A和B,静止在水槽内如图所示位置。正方体A有的体积浸入水中,正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为ρA和ρB,所受浮力分别为FA和FB,所受重力分别为GA和GB,下表面所受水的压强分别为pA和pB,下列说法中( )
①ρA∶ρB=4∶5 ②pA∶pB=4∶9
③FA∶FB=1∶1 ④GA∶GB=5∶4
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①②③正确
6.(2020·威海)用密度为0.4×103 kg/m3的泡沫制作长2 m、宽1.5 m、厚
20 cm的长方体简易浮桥,浮桥在河水中的最大承重为_________kg(ρ河=1×
103 kg/m3,g取10 N/kg);此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,下表面受到的压强分别为p海和p河,则p海________(选填“>”“<”或“=”)p河。
7.(2023·四川广安)“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某科创小组仿效曹冲,制作了一台“浮力秤”,用来测量物体的质量。浮力秤由秤盘和高度为
20 cm、底面积为0.1 m2的圆柱体组成。如图所示,将浮力秤放入水中,静止时浸入水中的深度为8 cm。已知:ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg。求:
(1)当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强;
(2)浮力秤的重力;
(3)浮力秤能测物体的最大质量。
参考答案
1.D 2.AB 3.AD 4.D 5.A 6.360 =
7.解:(1)当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-2 m=800 Pa。
(2)当秤盘不放物体时,浮力秤排开水的体积:
V排=Sh=0.1 m2×8×10-2 m=8×10-3 m3,
浮力秤受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×8×10-3 m3×10 N/kg=80 N,
因为浮力秤漂浮,所以浮力秤受到的重力:
G=F浮=80 N。
(3)圆柱体刚好浸没时,浮力秤排开水的体积增加量:
ΔV排=SΔh=0.1 m2×(20×10-2 m-8×10-2 m)=0.012 m3,
增大的浮力:
ΔF浮=ρ水ΔV排g=1.0×103 kg/m3×0.012 m3×10 N/kg=120 N,
因为浮力秤漂浮,所以增大的浮力等于增大的重力,即ΔG=ΔF浮=120 N,
浮力秤能测物体的最大质量:
Δm===12 kg。
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