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物理
第14课时 浮力综合
1.(多选)(2023·南充中考)甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精(ρ酒=0.8×103 kg/m3),现有质地均匀,不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体,质量之比为3∶1,把它们分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,如图甲、乙所示.若将b置于a上面一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,如图丙所示.下列说法正确的是( BD )
A.a的密度为0.4×103 kg/m3
B.在图甲中a有四分之一的体积露出液面
C.在图甲中a的下表面所受液体压强与图丙中a的下表面所受液体压强之比为3∶5
D.a、b的体积之比为4∶1
BD
2.(2023·重庆中考)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示.①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M的棱长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h= 9 cm;③用细线连接水杯和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可以被拉起,完成打捞后,如图丙所示.则M与水杯的底面积之比为= .
9
3.如图甲所示,一个棱长为10 cm、重为9 N的正方体物块M,水平放置在一个方形容器中,M与容器底部不密合.以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,(g取10 N/kg)求:
(1)当t=100 s时,物块M在水中处于“沉底”“悬浮”还是“漂浮”状态,并简单说明理由.
解:(1)正方体物块M的体积V=L3=(10 cm)3=1 000 cm3=0.001 m3.
物块M的质量m===0.9 kg.
物块M的密度ρM===0.9×103 kg/m3,0.9×103 kg/m3<1.0×103 kg/m3,
即物块的密度小于水的密度,物块在水中最终会漂浮.
由图象可知,0~40 s过程中,随着水的深度逐渐增加,物块M排开水的体积也变大,则物块M所受到水的浮力也变大,当t=40 s时,水的深度变化变慢,说明此时物块M刚好处于漂浮状态,因此当t=100 s时,
物块M在水中处于漂浮状态.
(2)图乙中a的值.
解:(2)当t=40 s时,物块M刚好处于漂浮状态,则F浮=G=9 N,
根据F浮=ρ水V排g可得,此时物块M排开水的体积V排===9×10-4 m3=900 cm3.由V排=SMh浸可得,此时水的深度a=h浸===9 cm.
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