2025年中考备考物理复习之浮力(尖子生版)
2024-08-15
|
41页
|
340人阅读
|
11人下载
内容正文:
2025年中考备考物理复习之浮力
一.选择题(共20小题)
1.(2024•枣庄模拟)将一个边长为4cm的正方体木块轻轻放入盛满水的溢水杯中,木块漂浮在水中静止时,从溢水杯中溢出水的体积为38.4cm3;若将此木块改放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中,待木块静止时,下列说法正确的是( )
A.木块露出酒精的体积为 16cm3
B.木块的密度为 0.6 kg/m3
C.从溢水杯中溢出酒精的体积为 38.4cm3
D.木块浸入水中的体积与浸入酒精中的体积之比为 5:4
2.(2024•广饶县一模)在某次演习时,我海军一艘核潜艇在海水中匀速竖直下潜,此过程说法中正确的是( )(假设海水密度、核潜艇的体积不变)
A.浮力变大,压强变小
B.浮力大于重力,压强不变
C.浮力不变,压强变大
D.浮力小于重力,压强变大
3.(2023•德州)水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大
B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等
D.乙容器对桌面的压力更大
4.(2023•淄博)将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球( )
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
5.(2024•山亭区二模)刘敏帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力等于它受到的重力
B.茄子的密度等于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆排开水的重力大于自身的重力
6.(2024•蒙阴县二模)如图所示,在水平桌面上的两个完全相同的甲、乙容器中装有一定量的水,向其中分别投放由不同材料制成的体积相等的小球A、B,稳定后两容器中水面高度相同,说法正确的是( )
A.小球A的密度小于小球B的密度
B.小球A所受的浮力等于小球B所受的浮力
C.放入小球前,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
D.放入小球后,甲容器底部受到水的压强大于乙容器底部受到水的压强
7.(2024•枣庄模拟)如图是小红帮妈妈洗水果时的情景,她发现不同的水果在水中静止时所处位置不同,下列说法正确的是( )
A.苹果漂浮在水面上,说明它受到的浮力比受到的重力大
B.葡萄沉底时,受到的浮力等于它排开水的重力
C.葡萄在下沉过程中所受水的压强不变
D.葡萄沉底,说明葡萄不受浮力
8.(2021•曲阜市校级模拟)如图所示,用同一只密度计分别放入三个盛有不同液体的容器中,关于三种液体的密度和它受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.ρA>ρB>ρC ;FA>FB>FC B.ρA>ρB>ρC;FA=FB=FC
C.ρA<ρB<ρC;FA<FB<FC D.ρA<ρB<ρC;FA=FB=FC
9.(2024•兰山区二模)水平桌面上有两个完全相同的杯子,杯子内盛有等质量的水。将一个橘子放入左杯,静止后如图甲所示,取出橘子,剥去皮,放入右杯,静止后如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中橘子受到浮力大于它所受重力
B.甲图中橘子受到浮力小于乙图中橘子受到浮力
C.甲图中水对杯底的压强小于乙图中水对杯底的压强
D.甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强
10.(2024•临沂)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是( )
A.两物块底部受到的压力
B.两物块排开液体的质量
C.两液体对烧杯底的压强
D.两烧杯对桌面的压强
11.(2023•济南)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( )
A.石头受到的浮力更大些
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
12.(2022•淄博)小明洗碗时发现,同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
13.(2022•东营)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,h1<h2,且两种液体对容器底的压强相等,则( )
A.两个小球的重力:GA<GB
B.两个小球的浮力:F浮A>F浮B
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲=p乙
14.(2024•东营模拟)2023年7月21日上午,“鲁清101”号货船运载着货物从济南港出发至淄博港高青港区,这是小清河复航后首次半载试航。若“鲁清101”号在高青港区卸下货物后停泊,下列说法正确的是( )
A.航船漂浮时,航船所受的浮力大于航船和货物的总重
B.航船所受浮力不变,将下沉一些,航船所排开的水的体积减小
C.航船所受浮力减小,将上浮一些,航船所排开的水的体积减小
D.航船所受浮力减小,将下沉一些,航船所排开的水的体积不变
15.(2023•兰陵县二模)水平面上有两个相同的溢水杯,分别装满不同的液体,将同一个小球A分别放入溢水杯中静止时(如图所示),从甲杯中溢出了0.6N的液体,从乙杯中溢出了0.4N的液体。下列说法不正确的是( )
A.小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球A的重力等于0.6N,在乙杯中受到的浮力等于0.4N
C.甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
D.小球A放入前,液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
16.(2024•夏津县校级一模)三个相同容器内分别装有不同的液体,现将三个完全相同的物体放入容器中,静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系是F甲>F乙>F丙
B.液体对容器底部的压强关系是p乙=p甲=p丙
C.液体的密度关系是ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.容器对桌面的压强关系是p丙'>p乙'>p甲'
17.(2024•青岛二模)2024年是人民海军成立75周年,为进一步弘扬拥政爱民、拥军优属光荣传统,回应社会对人民海军发展的关切期望,我国海军在青岛市组织了舰艇开放日活动,青岛市民登上石家庄舰,参加军民联欢活动。石家庄舰满载排水量7500吨,设计吃水深度6米,下列说法正确的是(g=10N/kg,海水密度取ρ=1.05×103kg/m3)( )
A.石家庄舰满载时的重力为7.5×108N
B.石家庄舰达到设计吃水深度时,船底受到海水压强为6.3×103Pa
C.当石家庄舰从河水行驶到海洋中后,船身会上浮一些
D.石家庄舰舰载直升机飞离甲板后,舰艇受到的浮力变大
18.(2024•沂源县一模)如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、材料不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1<h2。且两种液体对容器底的压强相等。则( )
A.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
B.两个小球受到的浮力:F浮A=F浮B
C.两个小球受到的重力:GA<GB
D.两个实心球的密度:ρA>ρB
19.(2024•汶上县三模)2024年5月1日8时许,我国第三艘航空母舰“福建舰”赴相关海域开展首次航行试验。“福建舰”满载排水量为80000t,当一架舰载机飞离航母甲板后,航母排开的海水体积改变了26m3。海水的密度,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.满载漂浮时,航母所受浮力为8.0×107N
B.该舰载机的重力为2.6×105N
C.当舰载机飞离航母后,舰底所受海水压强变大
D.舰载机降落的过程中,重力不做功
20.(2024•滕州市二模)如图甲所示,一个柱形容器放在水平桌面上,容器中立放着一个底面积为100cm2,高为15cm,质量为0.9kg均匀实心长方体木块A,A的底部与容器底用一根10cm长细绳连在一起,现慢慢向容器中加水,当加入1.8kg的水时,木块A对容器底部的压力刚好为0,如图乙所示。往容器里继续加水,直到细绳刚刚被拉断立即停止加水,如图丙所示。细绳刚刚被拉断和拉断细绳后A静止时,水对容器压强变化了100Pa。下列说法正确的是( )
A.物体A的密度为0.9g/cm3
B.容器的底面积为200cm2
C.绳子刚断时A受到的浮力为15N
D.绳子断后A静止后水对容器底的压力为63N
二.填空题(共1小题)
21.(2023•威海)如图所示,长方体容器内装有水,将苹果放入后漂浮(水未溢出),则水对容器底增加的压力 苹果的重力,苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强分别pM、pN,则pM pN。
三.计算题(共6小题)
22.(2024•茌平区一模)如图,是我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器,截至2024年2月23日,“蛟龙号”在南大西洋顺利完成23次下潜,并创造九天九潜的下潜新纪录。它的部分参数如表格所示(g取10N/kg)
体积:约80m3
空重:22t
最大载荷:240kg
最大速度:25海里/时(巡航1海里/时)
最大工作设计深度:7000m
当前最大下潜深度:7062.68m
(1)蛟龙号下潜至最大下潜深度时,所受海水的压强和浮力。
(2)设想你在7km深蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,估算海水对脚背的压力相当于多少个人叠起来踩在你的脚上?(估测时ρ海水取1.0×103kg/m3)
23.(2024•临邑县模拟)如图所示,一个薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器中放着一个底面积为200cm3的均匀实心圆柱体M。缓慢向容器中加水,加水过程中圆柱体M对容器底部的压强与容器内水深的关系如图所示。(g取10N/kg)求:
(1)当水深为10cm时,圆柱体受到的浮力;
(2)圆柱体的重力;
(3)圆柱体的密度(保留到小数点后一位)。
24.(2024•聊城)我国的智能船舶“明远”号矿砂船最大载货量为40万吨,这么大的货船通过国际港口时,工作人员通常是通过读取货船没入海水中的深度来测量载质量。物理小组根据这个原理,利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图甲所示,玻璃杯底面积为80cm2,质量为200g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯浸入水中的深度为5.5cm。ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)玻璃杯底面所受水的压强和压力;
(2)铁块的质量;
(3)此装置还可以作为密度计来测量未知液体的密度。如图乙所示,将空玻璃杯放入待测液体中,静止时浸入液体中的深度为2cm,求待测液体的密度。
25.(2024•宁津县二模)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金属块所受的重力;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为3cm时,弹簧测力计的示数;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少?
26.(2023•青岛)“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示,一艘起重船自身质量m1=10000t,要吊装的重物质量m2=1000t。(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,排开水的体积是多少?
(2)起重机将该重物匀速提升了30m,它的电动机所做的功是7.5×108J,则起重机的机械效率是多少?
(3)为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后,就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡,示意图如图乙所示。
小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为2m2,示意图如图丙所示,其中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时,剩余的水对舱底的压强是多少?
27.(2020•寿光市模拟)一个边长为10cm的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水,如图乙所示。用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度。则图丙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图象。(g取10N/kg)
(1)当F浮=4N时,木块处于 (填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h变化范围?
四.解答题(共1小题)
28.(2023•威海)某大学科研团队研制了一款无人潜航器,如图甲所示,其体积可通过从内部油舱向外部油囊压入油量的多少来改变,从而实现浮沉。(ρ煤油=0.8×103kg/m3,g=10N/kg。ρ海水≈1×103kg/m3)请分析解答下列问题:
(1)当用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时,潜航器总保持水平静止,B点处于潜航器中间位置。请判断潜航器重心在 点位置附近(选填“A”或“B”)。
(2)将潜航器从空中缓慢下放至水下,缆绳的拉力F随下降的高度h变化规律如图乙所示。求潜航器的体积是多少?(油囊没有充油,不计水的阻力)
(3)解开缆绳后潜航器下潜至海底,此时A点距海平面3000m,A点受到海水的压强是多少?若想使潜航器上浮,至少向油囊压入多少kg的煤油?(忽略煤油因水压导致的体积变化)
2025年中考备考物理复习之浮力
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.(2024•枣庄模拟)将一个边长为4cm的正方体木块轻轻放入盛满水的溢水杯中,木块漂浮在水中静止时,从溢水杯中溢出水的体积为38.4cm3;若将此木块改放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中,待木块静止时,下列说法正确的是( )
A.木块露出酒精的体积为 16cm3
B.木块的密度为 0.6 kg/m3
C.从溢水杯中溢出酒精的体积为 38.4cm3
D.木块浸入水中的体积与浸入酒精中的体积之比为 5:4
【分析】(1)木块漂浮在水中静止时,知道从溢水杯中溢出水的体积,根据阿基米德原理求出受到的浮力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据G=mg求出其质量,根据题意公式求出木块的体积,根据密度公式求出木块的密度;
(2)由于物体的密度小于酒精的密度,所以木块在酒精中也是漂浮,根据阿基米德原理求出排开酒精的体积即为溢出酒精的体积;进一步求出木块浸入水中的体积与浸入酒精中的体积之比。
【解答】解:(1)木块受到的浮力:
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×38.4×10﹣6m3=0.384N。
由于漂浮,所以浮力等于自身的重力,故G=0.384N;
故木块的质量是:m===0.0384kg=38.4g;
木块的体积V=4cm×4cm×4cm=64cm3,
所以木块的密度是:ρ===0.6g/cm3;故B错误;
(2)由于物体的密度小于酒精的密度,所以木块在酒精中也是漂浮,故据F浮=G排=ρ水gV排=G物;
V排===0.000048m3=48cm3;从溢水杯中溢出酒精的体积为48cm3
木块露出酒精的体积:
V露=V﹣V浸=64cm3﹣48cm3=16cm3;故A正确,C错误;
木块浸入水中的体积与浸入酒精中的体积之比为:=,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应用,注意:漂浮在水面上的实心物体,物体的体积等于露出水面的体积与浸在水中的体积之和;物体受到的浮力等于它排开水的重力。
2.(2024•广饶县一模)在某次演习时,我海军一艘核潜艇在海水中匀速竖直下潜,此过程说法中正确的是( )(假设海水密度、核潜艇的体积不变)
A.浮力变大,压强变小
B.浮力大于重力,压强不变
C.浮力不变,压强变大
D.浮力小于重力,压强变大
【分析】浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,与物体浸入液体的深度无关。液体内部的压强随深度的增加而增大。当物体处于平衡状态时,所受的力为平衡力。
【解答】解:核潜艇在海水中匀速竖直下潜,深度增加,由p=ρgh可知,受到的海水的压强增大;排开海水的体积不变,由F浮=ρ水gV排可知,其所受浮力不变;核潜艇在海水中匀速竖直下潜,因此受的是平衡力,重力与浮力的大小相等,综上所述,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】此题考查了液体内部压强的特点,阿基米德原理等知识,考查全面,值得我们关注。
3.(2023•德州)水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大
B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等
D.乙容器对桌面的压力更大
【分析】(1)从图可知,密度计放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力,从而可以判断受到浮力的大小关系;
(2)从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系;
(3)先根据题中条件和公式G=mg=ρVg判断两液体的重力关系;因图中烧杯为柱形容器,且放入密度计之后密度计处于漂浮状态,则此时液体对容器底的压力F=G液+G密度计,据此可判断两液体对容器底的压力关系,已知两烧杯的底面积相等,再根据p=判断两液体对容器底的压强关系;
(4)由题知相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,根据m=ρV即可判断液体的质量大小,进而知道重力和压力的大小;密度计、烧杯的重力相同,则知甲烧杯的总重力与乙烧杯的总重力的关系,从而知道甲对桌面的压力与乙对桌面的压力之间的大小关系。
【解答】解:A、同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,则密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,所以F甲=F乙=G,故A错误;
B、由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,由于浮力相等,根据F浮=ρ液V排g可知:ρ甲<ρ乙,乙液体是浓盐水,故B错误;
C、由前面解答可知ρ甲<ρ乙,且原来两烧杯中液体体积相等,根据m=ρV可知m甲液<m乙液,由G=mg可知G甲液<G乙液;
因图中烧杯为柱形容器,且放入密度计之后密度计处于漂浮状态,则此时液体对容器底的压力F=G液+G密度计,
又因为同一密度计的重力不变,两液体的重力关系为G甲液<G乙液,则此时两液体对容器底的压力关系为F甲液<F乙液,已知两烧杯的底面积相等,所以根据p=可知两液体对容器底的压强关系为p甲液<p乙液,故C错误;
D、两烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,根据m=ρV可知,乙中液体的质量大,根据G=mg可知,乙中液体的重力大;密度计、烧杯的重力相同,则烧杯的总重力小于乙烧杯的总重力,甲对桌面的压力小于乙对桌面的压力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好密度计测液体密度时漂浮(F浮=G)是本题的关键。
4.(2023•淄博)将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球( )
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
【分析】(1)根据题意可知,球在位置1时没有处于静止状态,据此判断球是否处于悬浮状态;
(2)由图可知球在各个位置时排开水的体积关系,根据阿基米德原理可知球在各个位置的浮力大小关系;
(3)根据p=ρgh可知球在1和2位置时受到水的压强关系;
【解答】解:A、根据题意可知,球在位置1时没有处于静止状态,还处于上升的状态,所以球不处于悬浮状态,浮力会大于自身的重力,故A错误;
B、由图可知,球从位置1至位置2的过程中,球排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,球在这个过程中受到的浮力不变,故B错误;
C、从位置1至位置2的过程中,球所处的深度减小,根据p=ρgh可知,球受到水的压强逐渐减小,故C错误;
D、由图可知,球在位置3比在位置1排开水的体积更小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,球在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、阿基米德原理以及液体压强公式的应用,是一道综合题,难度不大。
5.(2024•山亭区二模)刘敏帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力等于它受到的重力
B.茄子的密度等于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆排开水的重力大于自身的重力
【分析】(1)根据物体的漂浮条件判断茄子受到的浮力与它受到的重力大小关系;
(2)根据物体的浮沉条件判断茄子和土豆密度的大小;
(3)根据p=ρgh分析判断放入土豆前后水对盆底的压强的变化;
(4)根据物体的下沉条件和阿基米德原理分析判断土豆排开水的重力与它受到的重力大小关系。
【解答】解:A.茄子漂浮在水面上,根据浮沉条件,受到的浮力等于它受到的重力,故A正确;
B.茄子处于漂浮状态,根据浮沉条件,茄子的密度小于水的密度,土豆沉在水底,土豆的密度大于水的密度,所以,茄子的密度小于土豆的密度,故B错误;
C.放入土豆后,水的深度变大,水对盆底的压强变大,故C错误;
D.土豆沉在水底,土豆受到的浮力小于自身的重力,土豆受到的浮力等于它排开水的重力,所以,土豆排开水的重力小于自身的重力,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了物体浮沉条件、阿基米德原理和液体压强公式的应用,一定要掌握不同状态下(漂浮、悬浮、沉底)物体所受重力与浮力的大小关系。
6.(2024•蒙阴县二模)如图所示,在水平桌面上的两个完全相同的甲、乙容器中装有一定量的水,向其中分别投放由不同材料制成的体积相等的小球A、B,稳定后两容器中水面高度相同,说法正确的是( )
A.小球A的密度小于小球B的密度
B.小球A所受的浮力等于小球B所受的浮力
C.放入小球前,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
D.放入小球后,甲容器底部受到水的压强大于乙容器底部受到水的压强
【分析】(1)根据浮沉条件,进而判断A、B密度的大小;
(2)根据F浮=ρ液gV排可判断A、B小球在不同杯子中受到的浮力的大小,根据F浮=G排=m排g可知A、B排开液体的质量关系;
(3)放入小球前,甲中水的体积大于乙中水的体积,由G=mg=ρVg可知,甲中水的重力大于乙中水的重力,容器对地面的压力等于容器的总重力;
(4)根据p=ρgh判断压强变化。
【解答】解:A、小球A漂浮,小球A的密度比水小,小球B悬浮,小球B的密度等于水,所以小球B的密度大于小球A的密度,故A正确;
B、读图可知,小球A在甲杯中漂浮,小球B在乙杯中悬浮,即小球A排开水的体积小于小球B排开水的体积,由F浮=ρ水gV排可知,小球A所受的浮力小于小球B所受的浮力,故B错误;
C、小球A排开水的体积小于小球B排开水的体积,而放入小球后液面高度相同,所以放入小球前,甲中水的体积大于乙中水的体积,由G=mg=ρVg可知,甲中水的重力大于乙中水的重力,容器对地面的压力等于容器的总重力,由F=G总可知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故C错误;
D、放入小球后,容器中液面等高,由p=ρgh得两容器底部受到的压强相等,故D错误。
故选:A。
【点评】本题的解答需要用到浮沉条件、液体压强公式、阿基米德原理以及压力和重力的关系等,难度较大。
7.(2024•枣庄模拟)如图是小红帮妈妈洗水果时的情景,她发现不同的水果在水中静止时所处位置不同,下列说法正确的是( )
A.苹果漂浮在水面上,说明它受到的浮力比受到的重力大
B.葡萄沉底时,受到的浮力等于它排开水的重力
C.葡萄在下沉过程中所受水的压强不变
D.葡萄沉底,说明葡萄不受浮力
【分析】(1)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等;
(2)根据阿基米德原理分析解答;
(3)葡萄在下沉过程中所处的深度变大,水的密度一定,根据p=ρ液gh可知所受水的压强变化;
(4)物体下沉时受到的浮力小于自身的重力。
【解答】解:
A.因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以苹果漂浮在水面上,说明它受到的浮力等于受到的重力,故A错误;
B.根据阿基米德原理知葡萄沉底时,受到的浮力等于它排开水的重力,故B正确;
C.葡萄在下沉过程中所处的深度变大,水的密度一定,由p=ρ液gh可知,所受水的压强变大,故C错误;
D.因物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,所以葡萄沉底,说明葡萄受到的浮力小于自身的重力,而不是不受浮力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的应用,是一道较为简单的应用题。
8.(2021•曲阜市校级模拟)如图所示,用同一只密度计分别放入三个盛有不同液体的容器中,关于三种液体的密度和它受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.ρA>ρB>ρC ;FA>FB>FC B.ρA>ρB>ρC;FA=FB=FC
C.ρA<ρB<ρC;FA<FB<FC D.ρA<ρB<ρC;FA=FB=FC
【分析】根据密度计在不同液体中都处于漂浮状态,利用物体的浮沉情况,可以得到浮力与重力的关系;根据重力不变,进而可以得到三次所受浮力的大小关系。
利用密度计在三种液体中所受的浮力关系、排开液体的体积关系,根据阿基米德原理公式F浮=ρgV排可以比较液体密度的大小。
【解答】解:密度计在甲、乙、丙三种不同液体中都处于漂浮状态,受到的浮力都等于自身的重力,
由于重力不变,所以密度计在液体中受到的浮力相等,即:FA=FB=FC,
由图示可知:V排A>V排B>V排C,
根据阿基米德原理得:ρ液=,
所以ρA<ρB<ρC。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,解答时首先要利用物体的浮沉条件确定物体受到的浮力关系,然后利用阿基米德原理确定两者的密度大小关系;由此入手结合液体压强的特点确定液体对容器底的大小关系。
9.(2024•兰山区二模)水平桌面上有两个完全相同的杯子,杯子内盛有等质量的水。将一个橘子放入左杯,静止后如图甲所示,取出橘子,剥去皮,放入右杯,静止后如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中橘子受到浮力大于它所受重力
B.甲图中橘子受到浮力小于乙图中橘子受到浮力
C.甲图中水对杯底的压强小于乙图中水对杯底的压强
D.甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强
【分析】根据物体的浮沉条件分析橘子受到的浮力的大小关系;水平桌面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,根据p=分析甲图中杯子对桌面的压强与乙图中杯子对桌面的压强的大小关系;根据浮力的大小分析橘子排开的水的体积的大小关系和水的深度的关系,根据p=ρgh分析杯底受到的压强的大小关系。
【解答】解:A.由甲图可知,橘子处于漂浮状态,浮力大小等于重力,故A错误;
B.放入橘子前两杯中水的质量相等,杯子体积相等,则放入橘子前两杯中水的深度相同,因将甲图中的橘子取出后剥皮再放入右侧杯中,右杯中的橘子重力变小,甲杯中橘子漂浮,所受浮力等于橘子的重力,乙杯中橘子沉底,所受浮力小于重力,则甲图中橘子受到的浮力大,故B错误;
C.由B可知,甲图中排开水的体积更大,则甲图中水的深度大于乙图中水的深度,根据公式液体压强计算公式p=ρgh可知,甲图中杯底受到水的压强大于乙图中杯底受到水的压强,故C错误;
D.受力面积相同,由于橘子剥皮后的重力变小,水和杯子的重力相同,所以甲杯子的总重力大于乙杯子的总重力,根据公式可知,甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体漂浮条件和压强公式的应用,难度不大。
10.(2024•临沂)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是( )
A.两物块底部受到的压力
B.两物块排开液体的质量
C.两液体对烧杯底的压强
D.两烧杯对桌面的压强
【分析】(1)由图可知物块在液体中的状态,根据物体的浮沉条件可知物体的重力与受到浮力的关系,根据阿基米德原理和G=mg可知两物块排开液体的质量关系;
(2)根据浮力产生的原因可知两物块底部受到的压力关系;
(3)根据物体的浮沉条件可知,物块与液体的密度关系,据可知两烧杯中液体的密度关系,根据p=ρgh可知两液体对烧杯底部的压强关系;
(4)根据液体的密度关系和液体的体积关系,根据密度公式可知两烧杯中液体的质量关系,烧杯对桌面的压力等于烧杯和烧杯内液体的重力之和,根据p=可知两烧杯对桌面的压强关系。
【解答】解:B、由图可知,一个物块在液体中漂浮,一个物块在液体中悬浮,根据物体的浮沉条件可知,物块受到的浮力都等于自身的重力,由于两个物块是完全相同的,所以两个物块受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知,两个物块排开液体受到的质量相等,根据G=mg可知,两个物块排开液体的质量相等,故B正确;
A、由第一幅图可知,物块漂浮在液体中,根据浮力产生的原因可知,物块底部受到液体的压力等于物块受到的浮力,由第二幅图可知,物块悬浮在液体中,根据浮力产生的原因可知,物块底部受到液体的压力等于物块受到的浮力与物块上表面受到液体的压力之和,由于物块受到浮力相等,所以第一幅图中物块底部受到的压力小于第二幅图中物块底部受到的压力,即两物块底部受到的压力不相等,故A错误;
C、根据物体的浮沉条件可知,第一幅图中物块的密度小于液体的密度,第二幅图中物块的密度等于液体的密度,所以第一幅图中液体的密度大于第二幅图中液体的密度,而液体的深度相同,所以第一幅图中液体对烧杯底部的压强大于第二幅图中液体对烧杯底部的压强,故C错误;
D、由图可知,第一幅图中液体的体积大于第二幅图中液体的体积,由以上分析可知,第一幅图中液体的密度大于第二幅图中液体的密度,由ρ=可知,第一幅图中液体的质量大于第二幅图中液体的质量,根据G=mg可知,第一幅图中液体的重力大于第二幅图中液体的重力,由于烧杯对桌面的压力等于烧杯和液体的总重力,所以第一幅图中烧杯对桌面的压力大于第二幅图中烧杯对桌面的压力,两个烧杯与桌面的接触面积相等,由p=可知,第一幅图中烧杯对桌面的压强大于第二幅图中烧杯对桌面的压强,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、液体压强公式以及密度公式的应用,是一道力学综合题,有一定的难度。
11.(2023•济南)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( )
A.石头受到的浮力更大些
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的大小关系。
【解答】解:把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,西红柿排开的水的体积小于石头排开的水的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,石头受到的浮力大。
故选:A。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应用,属于基础题。
12.(2022•淄博)小明洗碗时发现,同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
【分析】(1)物体漂浮时,浮力等于自身的重力;
(2)根据阿基米德原理判断出碗漂浮时所受的浮力与它排开的水所受的重力的关系;
(3)下沉时,物体所受的浮力小于自身的重力,物体漂浮时,浮力等于自身的重力,根据重力的关系判断出漂浮和沉底时浮力放入关系,根据F浮=ρ水gV排判断出碗沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积的关系。
【解答】解:A、碗漂浮时,碗受到的浮力等于自身的重力,故A错误;
B、根据阿基米德原理知碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力,故B正确;
CD、碗沉入水底时,受到的浮力小于它的重力,碗漂浮时,浮力等于自身的重力,由于重力不变,所以漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,根据F浮=ρ水gV排知碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积,故C、D错误。
故选:B。
【点评】本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用,关键是知道碗的重力是不变的。
13.(2022•东营)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,h1<h2,且两种液体对容器底的压强相等,则( )
A.两个小球的重力:GA<GB
B.两个小球的浮力:F浮A>F浮B
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲=p乙
【分析】(1)由图可知,甲、乙两容器内液体的深度关系为h甲液<h乙液,因两容器中的液体对容器底的压强相等,所以,由p=ρ液gh可知两容器内液体的密度关系;
根据阿基米德原理分析两个小球受到的浮力的大小关系;根据物体的浮沉条件分析两个小球的重力的大小关系;
(2)固态对水平桌面的压力等于自身的重力;根据p=分析两个容器对桌面的压强的大小关系。
【解答】解:ABC、两种液体对容器底的压强相等,且h1<h2,由p=ρ液gh可知,两种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙;
A小球完全浸没在甲液体中,排开甲液体的体积等于A小球的体积,B小球漂浮在乙液体中,排开乙液体的体积小于B小球的体积,因为两小球体积相等,所以两小球排开液体的体积关系为V排甲>V排乙,甲液体的密度大于乙液体的密度,由F浮=ρ液gV排可知,两个小球的浮力关系为:F浮A>F浮B;
因为A小球在甲液体中沉底,受到的重力GA大于浮力F浮A,B小球漂浮在乙液体中,受到的重力GB等于浮力F浮B,所以两个小球的重力关系为GA>GB,故B正确,AC错误;
D.两种液体对容器底的压强相等,受力面积相等,根据F=pS可知,甲和乙两种液体对容器底的压力相等,都为F,又因为容器为柱形容器且力的作用是相互的,所以液体对容器底的压力等于液体的重力和物体受到浮力之和,即F=G液+F浮,
所以甲液体的重力为:G甲=F﹣F浮A,
乙液体的重力为G乙=F﹣F浮B,
甲容器对桌面的压力为:F甲=G容+G甲+GA=G容+F﹣F浮A+GA,
乙容器对桌面的压力为:F乙=G容+G乙+GB=G容+F﹣F浮B+GB,
由于F浮B=GB,所以F乙=G容+F;
因为GA>F浮A,所以G容+F﹣F浮A+GA>G容+F,即两个容器对桌面的压力关系为F甲>F乙,由于两个容器底面积相等,由p=可知,两个容器对桌面的压强关系为p甲>p乙,故D错误。
故选:B。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强计算公式、物体浮沉条件、阿基米德原理的理解和掌握,有一定的难度。
14.(2024•东营模拟)2023年7月21日上午,“鲁清101”号货船运载着货物从济南港出发至淄博港高青港区,这是小清河复航后首次半载试航。若“鲁清101”号在高青港区卸下货物后停泊,下列说法正确的是( )
A.航船漂浮时,航船所受的浮力大于航船和货物的总重
B.航船所受浮力不变,将下沉一些,航船所排开的水的体积减小
C.航船所受浮力减小,将上浮一些,航船所排开的水的体积减小
D.航船所受浮力减小,将下沉一些,航船所排开的水的体积不变
【分析】(1)物体的浮沉条件:物体漂浮时,F浮=G;物体悬浮时,F浮=G;物体沉底时,F浮<G;
(2)航船卸下货物后,重力减小,但仍处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知:航船受到的浮力大小等于航船的重力;因航船重力减小,则航船所受浮力减小;
已知浮力减小、水的密度不变,由阿基米德原理可知:航船排开水的体积减小,航船将上浮一些。
【解答】解:A、航船漂浮时,根据物体的浮沉条件可知:航船受到的浮力大小等于航船和货物的总重力,故A错误;
BCD、航船卸下货物后,航船的重力减小,航船仍处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知:航船受到的浮力大小等于航船的重力,则航船所受浮力减小,故B错误;航船所受浮力减小,而水的密度不变,由阿基米德原理可知:航船排开水的体积减小,航船将上浮一些,故C正确、D错误。
故选:C。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、阿基米德原理的定性分析。解题关键是掌握物体的浮沉条、阿基米德原理。
15.(2023•兰陵县二模)水平面上有两个相同的溢水杯,分别装满不同的液体,将同一个小球A分别放入溢水杯中静止时(如图所示),从甲杯中溢出了0.6N的液体,从乙杯中溢出了0.4N的液体。下列说法不正确的是( )
A.小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球A的重力等于0.6N,在乙杯中受到的浮力等于0.4N
C.甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
D.小球A放入前,液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
【分析】(1)根据阿基米德原理可知小球在甲、乙两杯中受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理可知小球在甲、乙两杯中受到的浮力,根据物体漂浮条件可得物体的重力;
(3)根据物体浮沉条件得出两种液体的密度关系;
(4)根据p=ρgh分析杯底受到的压强大小。
【解答】解:A、根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力大小等于其排开液体的重力,由于甲杯中溢出的液体重力是0.6N,乙杯中溢出的液体重力是0.4N,故小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力,故A正确;
B.根据物体在液体中的沉浮条件可知,小球A在甲杯中漂浮,其重力等于浮力,即0.6N,在乙杯中沉底,受到的浮力等于0.4N,故B正确;
C.根据物体在液体中的沉浮条件可知,物体在乙液体中沉底,则物体密度大于液体乙的密度,而物体在甲液体中漂浮,则物体的密度小于液体甲的密度,故甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度,故C正确;
D.根据液体压强公式p=ρgh知,小球A放入前,两个相同的溢水杯液位高度相同,因为甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度,故液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件,重力、密度公式和液体压强公式的应用,关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件(密度关系)得出两液体的密度关系。
16.(2024•夏津县校级一模)三个相同容器内分别装有不同的液体,现将三个完全相同的物体放入容器中,静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系是F甲>F乙>F丙
B.液体对容器底部的压强关系是p乙=p甲=p丙
C.液体的密度关系是ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.容器对桌面的压强关系是p丙'>p乙'>p甲'
【分析】(1)根据物体浮沉条件,结合图示得出三种液体的密度大小关系,然后利用液体压强公式分析判断三种液体对容器底的压强关系;
(2)当物体漂浮或悬浮时,其浮力等于自身的重力;
(3)烧杯对桌面的压力等于烧杯、容器内液体和小球的总重力,受力面积相同,根据p=比较压强大小。
【解答】解:
三个完全相同的小球,其质量、重力、体积和密度都相同;
A、由图知,物体在甲容器中漂浮,乙容器中悬浮,所以物体所受的浮力与自身的重力相等;在丙容器中下沉,浮力小于其重力,所以物体受到的浮力大小关系是F甲=F乙>F丙,故A错误;
BC、物体在甲中漂浮,故ρ甲>ρ物,在乙容器中漂浮,故ρ物=ρ乙,在丙中沉底,故ρ物>ρ丙,所以三种液体的密度关系为:ρ丙<ρ乙<ρ甲,故C正确;
静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于甲液体的密度最大,根据p=ρgh可知,甲容器底受到的液体压强最大,丙容器底受到的液体压强最小,即p甲>p乙>p丙;故B错误;
D、由图知液体的体积V甲>V乙=V丙,由于ρ丙<ρ乙<ρ甲,故m丙<m乙<m甲,G丙<G乙<G甲;
容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的物体,则物体的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和物体的重力之和,即F丙<F乙<F甲;
由于受力面积相同,由p=可得容器对桌面的压强关系是p甲'>p乙'>p丙,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较,根据物体浮沉条件,结合图示得出三种液体的密度大小关系是解答此题关键。
17.(2024•青岛二模)2024年是人民海军成立75周年,为进一步弘扬拥政爱民、拥军优属光荣传统,回应社会对人民海军发展的关切期望,我国海军在青岛市组织了舰艇开放日活动,青岛市民登上石家庄舰,参加军民联欢活动。石家庄舰满载排水量7500吨,设计吃水深度6米,下列说法正确的是(g=10N/kg,海水密度取ρ=1.05×103kg/m3)( )
A.石家庄舰满载时的重力为7.5×108N
B.石家庄舰达到设计吃水深度时,船底受到海水压强为6.3×103Pa
C.当石家庄舰从河水行驶到海洋中后,船身会上浮一些
D.石家庄舰舰载直升机飞离甲板后,舰艇受到的浮力变大
【分析】(1)根据阿基米德原理求出石家庄舰满载时受到的浮力,根据物体的浮沉条件可知石家庄舰自身的重力;
(2)根据p=ρgh求出石家庄舰达到设计吃水深度时,船底受到海水压强;
(3)根据物体的漂浮条件和阿基米德原理分析船排开水的体积变化,据此分析船身是上浮还是下沉;
(4)石家庄舰舰载直升机飞离甲板后,舰的总重力减小,根据物体的浮沉条件判断舰艇受到浮力变化。
【解答】解:A、根据阿基米德原理可知,石家庄舰满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=7500×1000kg×10N/kg=7.5×107N,
由于舰艇处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,石家庄舰自身的重力:G舰=F浮=7.5×107N,故A错误;
B、石家庄舰达到设计吃水深度时,船底受到海水压强:p=ρgh=1.05×103kg/m3×10N/kg×6m=6.3×104Pa,故B错误;
C、当石家庄舰从河水行驶到海洋中后,根据物体的浮沉条件可知,舰艇受到浮力始终等于自身的重力,由于舰艇的重力不变,则舰艇受到放浮力不变,
由于海水的密度大于河水的密度,根据F浮=ρ液gV排可知,舰艇排开液体的体积变小,所以船身会上浮一些,故C正确;
D、石家庄舰舰载直升机飞离甲板后,舰的总重力减小,根据物体的浮沉条件,舰艇受到的浮力变小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查重力公式、液体压强公式、阿基米德原理以及物体浮沉条件的应用,是一道综合题,有一定的难度。
18.(2024•沂源县一模)如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、材料不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1<h2。且两种液体对容器底的压强相等。则( )
A.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
B.两个小球受到的浮力:F浮A=F浮B
C.两个小球受到的重力:GA<GB
D.两个实心球的密度:ρA>ρB
【分析】(1)由图可知,甲、乙两容器内液体的深度关系为h1<h2,因两容器中的液体对容器底的压强相等,所以,由p=ρ液gh可知两容器内液体的密度关系;
(2)根据阿基米德原理分析两个小球受到的浮力的大小关系;
(3)根据物体的浮沉条件分析两个小球的重力的大小关系;
(4)由于实心球A、B的体积相同,根据重力关系,利用ρ=可分析实心球的密度的大小关系。
【解答】解:
A.根据题意可知,两种液体对容器底的压强相等,由题知,h1<h2,由p=ρgh可知,两种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙,故A错误;
B.A小球完全浸没在甲液体中,排开甲液体的体积等于A小球的体积,B小球漂浮在乙液体中,排开乙液体的体积小于B小球的体积,因为两小球体积相等,所以两小球排开液体的体积关系为V排甲>V排乙,由阿基米德原理F=ρ液gV排可知,两个小球的浮力关系为:FA浮>FB浮,故B错误;
C.因为A小球在甲液体中悬浮,根据物体浮沉条件可知,GA=F浮A;B小球漂浮在乙液体中,根据物体浮沉条件可知,受到的重力GB=F浮B,所以两个小球的重力关系为GA>GB,故C错误;
D.由于实心球A、B的体积相同,GA>GB,根据ρ=可知,两个实心球的密度:ρA>ρB,故D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强计算公式、物体浮沉条件、阿基米德原理的理解和掌握,有一定的难度。
19.(2024•汶上县三模)2024年5月1日8时许,我国第三艘航空母舰“福建舰”赴相关海域开展首次航行试验。“福建舰”满载排水量为80000t,当一架舰载机飞离航母甲板后,航母排开的海水体积改变了26m3。海水的密度,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.满载漂浮时,航母所受浮力为8.0×107N
B.该舰载机的重力为2.6×105N
C.当舰载机飞离航母后,舰底所受海水压强变大
D.舰载机降落的过程中,重力不做功
【分析】(1)根据阿基米德原理计算满载漂浮时航母所受浮力;
(2)根据物体的浮沉条件和阿基米德原理计算该舰载机的重力;
(3)根据物体的浮沉条件与阿基米德原理判断排开水的体积变化,然后根据p=ρgh判断舰底所受海水压强的变化;
(4)做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可。
【解答】解:A.满载时,据阿基米德原理得,航母所受的浮力为:F浮=G排=m排g=80000×103kg×10N/kg=8×108N,故A错误;
B.舰载机起飞前,与航母一起漂浮在水面,航母所受浮力等于舰载机和航母的总重力,起飞后航母所受浮力等于航母的重力,所以,舰载机重力等于起飞后航母所受浮力的变化,即该舰载机的重力为:,故B正确;
C.当舰载机飞离航母后,航母的重力变小,仍漂浮在水面,所受的浮力变小,排开水的体积变小,舰底所处的深度变浅,据p=ρgh知,舰底所受海水的压强变小,故C错误;
D.舰载机降落过程中,所受的重力竖直向下,在重力的方向上移动了距离,所以重力做了功,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、阿基米德原理和液体压强特点的应用,以及力是否做功的判断,具有较强的综合性,属于中考热点题型,有一定难度。
20.(2024•滕州市二模)如图甲所示,一个柱形容器放在水平桌面上,容器中立放着一个底面积为100cm2,高为15cm,质量为0.9kg均匀实心长方体木块A,A的底部与容器底用一根10cm长细绳连在一起,现慢慢向容器中加水,当加入1.8kg的水时,木块A对容器底部的压力刚好为0,如图乙所示。往容器里继续加水,直到细绳刚刚被拉断立即停止加水,如图丙所示。细绳刚刚被拉断和拉断细绳后A静止时,水对容器压强变化了100Pa。下列说法正确的是( )
A.物体A的密度为0.9g/cm3
B.容器的底面积为200cm2
C.绳子刚断时A受到的浮力为15N
D.绳子断后A静止后水对容器底的压力为63N
【分析】(1)根据V=Sh求出物体A的体积,利用ρ=求出物体A的密度;
(2)当加入1.8kg的水时,木块A对容器底部的压力刚好为0,此时木块恰好漂浮,根据物体浮沉条件和阿基米德原理求出木块排开水的体积,根据V=Sh求出容器内水的深度,根据ρ=求出容器内加入水的体积,利用V水=(S容﹣SA)h水求出容器的底面积;
(3)细绳拉断前、后木块静止时,根据p=ρgh求出容器内水深度的变化量,根据ΔV排=S容Δh求出木块排开水体积的减少量,然后求出剪断细绳前木块排开水的体积,根据阿基米德原理求出木块受到的浮力;
(4)根据V=Sh求出细绳拉断前木块浸入水中的深度,然后根据绳长和水的变化求出容器内水的深度,利用p=ρgh求出容器底部受到水的压强,再结合p=求出绳子断后A静止后水对容器底的压力。
【解答】解:A、木块A的体积:VA=SAhA=100cm2×15cm=1500cm3,
物体A的密度:ρA===0.6g/cm3,故A错误;
B、当加入1.8kg的水时,木块A对容器底部的压力刚好为0,此时木块恰好漂浮;
因木块受到的浮力和自身的重力相等,所以,由阿基米德原理可得:F浮=GA,即:mAg=ρ水gV排,
则木块排开水的体积:V排===900cm3,
容器内水的深度:h水===9cm,
容器内加入水的体积:V水===1.8×10﹣3m3=1800cm3,
由V水=(S容﹣SA)h水可得,容器的底面积:
S容=+SA=+100cm2=300cm2,故B错误;
C、细绳拉断前、后木块静止时,由p=ρgh可得,容器内水深度的变化量:
Δh===0.01m=1cm,
木块排开水体积的减少量:ΔV排=S容Δh=300cm2×1cm=300cm3,
则剪断细绳前木块排开水的体积:V排′=V排+ΔV排=900cm3+300cm3=1200cm3=1.2×10﹣3m3,
木块受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣3m3=12N,故C错误;
D、细绳拉断前木块浸入水中的深度:h水′===12cm,
最后容器中水的深度:h′=L+h水′﹣Δh=10cm+12cm﹣1cm=21cm=0.21m,
底部受到的压强:p=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.21m=2.1×103Pa,
由p=可得水对容器底的压力为:
F容=pS容=2.1×103Pa×300×10﹣4m2=63N。故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了密度公式和物体浮沉条件、阿基米德原理、液体压强公式的应用等,正确的从题干中获取有用的信息是关键和难点。
二.填空题(共1小题)
21.(2023•威海)如图所示,长方体容器内装有水,将苹果放入后漂浮(水未溢出),则水对容器底增加的压力 等于 苹果的重力,苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强分别pM、pN,则pM 等于 pN。
【分析】(1)由于是长方体容器,则水对容器底的压力等于水的重力,当苹果放入后漂浮时,由于水未溢出,则水对容器底增加的压力等于苹果排开的水的重力,根据阿基米德原理即可判断水对容器底增加的压力与苹果的重力的大小关系;
(2)根据液体压强公式即可判断苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强的大小关系。
【解答】解:(1)由于是长方体容器,则水对容器底的压力等于水的重力,当苹果放入后漂浮时,由于水未溢出,则水对容器底增加的压力等于苹果排开的水的重力;
根据漂浮条件和阿基米德原理可知苹果排开的水的重力等于苹果的重力;
所以,水对容器底增加的压力等于苹果的重力;
(2)由于M点与N点的深度相同,根据液体压强公式p=ρgh可知苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强相等,即pM=pN。
故答案为:等于;等于。
【点评】本题考查了液体压强公式、物体漂浮条件、阿基米德原理的应用,关键是知道M点与N点的深度相同。
三.计算题(共6小题)
22.(2024•茌平区一模)如图,是我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器,截至2024年2月23日,“蛟龙号”在南大西洋顺利完成23次下潜,并创造九天九潜的下潜新纪录。它的部分参数如表格所示(g取10N/kg)
体积:约80m3
空重:22t
最大载荷:240kg
最大速度:25海里/时(巡航1海里/时)
最大工作设计深度:7000m
当前最大下潜深度:7062.68m
(1)蛟龙号下潜至最大下潜深度时,所受海水的压强和浮力。
(2)设想你在7km深蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,估算海水对脚背的压力相当于多少个人叠起来踩在你的脚上?(估测时ρ海水取1.0×103kg/m3)
【分析】(1)由液体压强的计算公式计算得最大下潜深度时海水的压强;根据阿基米德原理计算浮力;
(2)根据公式F=pS得脚背受的压力,用脚背所受压力除以一个成年人所的重力即得人数。
【解答】解:(1)深度h=7062.68m处海水的压强:
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7062.68m=7.27×107Pa;
体积为V=80m3受海水的浮力:F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×80m3=8.24×105N。
(2)脚背面积大约为S=100cm2=0.01m2。
在7km深受到的压力F=pS=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m×0.01m2=7×105N;
相当于人数:
n===1167人。
答:(1)蛟龙号下潜至最大下潜深度时,所受海水的压强7.27×107Pa;
浮力为8.24×105N。
(2)海水对脚背的压力相当于1167个人叠起来踩在你的脚上。
【点评】本题考查浮力与压强公式应用,以及估算问题,属于中档题。
23.(2024•临邑县模拟)如图所示,一个薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器中放着一个底面积为200cm3的均匀实心圆柱体M。缓慢向容器中加水,加水过程中圆柱体M对容器底部的压强与容器内水深的关系如图所示。(g取10N/kg)求:
(1)当水深为10cm时,圆柱体受到的浮力;
(2)圆柱体的重力;
(3)圆柱体的密度(保留到小数点后一位)。
【分析】(1)根据阿基米德原理计算浮力;
(2)根据图像分析圆柱体的高度;根据浸没时的压强计算压力,结合浸没时的浮力与压力计算重力;
(3)根据重力G=mg=ρVg可得密度。
【解答】解:(1)底面积S=200cm2;当水深为10cm时,V排=Sh=200cm2×10cm=2000cm3;
圆柱体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000×10﹣6m5=20N;
(2)根据图像知,h'=15cm后的压力不再减小,说明物体浸没,
此时V'排=Sh'=200cm2×15cm=3000cm3;
受到的浮力F'浮=ρ水gV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3000×10﹣6m5=30N;
压力F=pS=500Pa×200×10﹣4m2=10N。
圆柱体的重力G=F+F'浮=10N+30N=40N;
(3)根据重力G=mg=ρ物Vg有:40N=ρ物×10N/kg×3000×10﹣6m5;
圆柱体的密度ρ物=1.3×103kg/m3。
答:(1)当水深为10cm时,圆柱体受到的浮力20N;
(2)圆柱体的重力是40N;
(3)圆柱体的密度1.3×103kg/m3。
【点评】本题考查阿基米德原理、压强、密度的计算,属于中档题。
24.(2024•聊城)我国的智能船舶“明远”号矿砂船最大载货量为40万吨,这么大的货船通过国际港口时,工作人员通常是通过读取货船没入海水中的深度来测量载质量。物理小组根据这个原理,利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图甲所示,玻璃杯底面积为80cm2,质量为200g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯浸入水中的深度为5.5cm。ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)玻璃杯底面所受水的压强和压力;
(2)铁块的质量;
(3)此装置还可以作为密度计来测量未知液体的密度。如图乙所示,将空玻璃杯放入待测液体中,静止时浸入液体中的深度为2cm,求待测液体的密度。
【分析】(1)已知静止时玻璃杯浸入水中的深度和水的密度,由液体压强公式可求玻璃杯底面所受水的压强;知道压强、受力面积,由公式F=pS可求玻璃杯底面所受水的压力;
(2)已知玻璃杯的质量,由重力公式可求空玻璃杯的重力;
知道玻璃杯上、下表面受到水的压力,由压力差法可求玻璃杯受到水的浮力;
装有铁块的玻璃杯在水中处于漂浮状态,由物体的浮沉条件求出玻璃杯和铁块的总重力,进一步求出铁块的重力,再由重力公式求出铁块的质量;
(3)放入待测液体的空玻璃杯处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件求出此时玻璃杯受到的浮力大小;知道玻璃杯静止时浸入液体中的深度,利用体积公式求出空玻璃杯排开待测液体的体积,最后根据阿基米德原理即可求出待测液体的密度。
【解答】解:(1)静止时玻璃杯浸入水中的深度为5.5cm,
则玻璃杯底面所受水的压强:;
由p=可知玻璃杯底面所受水的压力:F=pS=550Pa×80×10﹣4m2=4.4N;
(2)空玻璃杯的重力:G杯=m杯g=200×10﹣3kg×10N/kg=2N;
因玻璃杯上表面受到水的压力为零,下表面受到的压力F=4.4N,则由压力差法F浮=F向上﹣F向下可知,玻璃杯受到水的浮力:F浮=F=4.4N,
由图甲可知,装有铁块的玻璃杯在水中处于漂浮状态,
根据物体的浮沉条件可知,玻璃杯和铁块的总重力:G总=F浮=4.4N;
则铁块的重力:G铁=G总﹣G杯=4.4N﹣2N=2.4N,
由G=mg可得铁块的质量:;
(3)将空玻璃杯放入待测液体中,空玻璃杯处于漂浮状态,
由物体的浮沉条件可知,此时玻璃杯受到的浮力:F浮′=G杯=2N;
此时玻璃杯排开待测液体的体积:V排=Sh1=80×10﹣4m2×2×10﹣2m=1.6×10﹣4m3,
由阿基米德原理可知待测液体的密度:
。
答:(1)玻璃杯底面所受水的压强为550Pa,所受水的压力为4.4N;
(2)铁块的质量为0.24kg;
(3)待测液体的密度为1.25×103kg/m3。
【点评】本题考查了液体压强和压力的计算、物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用;解题的关键是掌握物体的浮沉条件,熟练运用相关公式。
25.(2024•宁津县二模)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金属块所受的重力;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为3cm时,弹簧测力计的示数;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少?
【分析】(1)已知金属块的质量,根据G=mg求出金属块的重力;
(2)由图乙可知,当金属块的下表面浸入水中的深度为3cm时排开水的体积,根据F浮=ρ液gV排求出金属块受到浮力的大小,从而求出弹簧测力计的示数;
(3)根据p=ρgh求出金属块底部受到的压强;
(4)根据图乙可求出金属块的底面积,从而求出容器的底面积,根据容器底部压力的增大量,利用p=求出水对容器底部的压强增加量。
【解答】解:(1)由题意可得,金属块受到的重力为:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N;
(2)由题图乙可知,当h=3cm时,金属块排开水的体积V排=30cm3=30×10﹣6m3,根据阿基米德原理可知,此时金属块受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10﹣6m3=0.3N;
弹簧测力计的示数为:
F拉=G﹣F浮=4N﹣0.3N=3.7N;
(3)由题图乙可知,当h=5cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为5cm,此时金属块底部受到水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣2m=500Pa;
(4)金属块的底面积为:S金===10cm2;
容器的底面积为:S=5S金=5×10cm2=50cm2;
增加的压力等于水对金属块的浮力,则:△F=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣6m3=0.5N;
水对容器底部增加的压强为:Δp===100Pa。
答:(1)金属块的重力为4N;
(2)示数为3.7N;
(3)水的压强为500Pa;
(4)压强增加了100Pa。
【点评】本题考查压强、重力、浮力的有关计算问题,综合性较强,有一定难度。
26.(2023•青岛)“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示,一艘起重船自身质量m1=10000t,要吊装的重物质量m2=1000t。(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,排开水的体积是多少?
(2)起重机将该重物匀速提升了30m,它的电动机所做的功是7.5×108J,则起重机的机械效率是多少?
(3)为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后,就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡,示意图如图乙所示。
小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为2m2,示意图如图丙所示,其中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时,剩余的水对舱底的压强是多少?
【分析】(1)根据F浮=G=(m1+m2)g得出起重船带着重物漂浮在水面上时所受浮力;利用阿基米德原理可求出起重船带着重物排开水的体积;
(2)根据W有=Gh=m2gh求出起重机做的有用功,利用η=求出起重机的机械效率;
(3)由图丁可知,当抽出的水位4m3后,力传感器的示数等于C的重力GC=200N,且保持不变,则抽出4m3水时,C的下表面露出水面,由此计算剩余的水的深度;
根据图丁当水舱中装有4.2m3的水时,C对传感器的向上压力为300N,分析C的受力情况,计算C受到的浮力,由阿基米德原理计算C的体积,求出C的截面积;
当力传感器示数为0时,水对C的浮力等于C的重力,由此根据阿基米德原理计算C浸在水中的深度;再根据p=ρ水gh计算水对舱底的压强。
【解答】解:(1)船漂浮时浮力等于重力,起重船自身质量m1=10000t,要吊装的重物质量m2=1000t,则起重船带着重物一起漂浮在水面上时所受浮力为:
F浮=G=(m1+m2)g=(10000×103kg+1000×103kg)×10N/kg=1.1×108N,
排开水的体积为:
V排===1.1×104m3;
(2)起重机将该重物匀速提升了30m过程中做的有用功为:
W有=Gh=m2gh=1000×103kg×10N/kg×30m=3×108J,
则起重机的机械效率是为:
η==×100%=40%;
(3)由图丁可知,当抽出的水位4m3后,力传感器的示数等于C的重力GC=200N,且保持不变,则抽出4m3水时,C的下表面露出水面,
则C的下表面距离舱底的深度:h0====0.1m;
由丁图可知,当水舱中装有4.2m3的水时,C对传感器的压力为300N,
F压=F浮大﹣GC,所以F浮大=F压+GC=300N+200N=500N,
此时C浸没在水中,由阿基米德原理可得:VC=V排大===0.05m3,
C的横截面积:SC===0.025m2,
当力传感器示数为0时,水对C的浮力等于C的重力,
根据阿基米德原理可得,V排====0.02m3,
C浸在水中的深度:h1===0.8m,
此时水舱中水的深度:h=h0+h1=0.1m+0.8m=0.9m,
水对舱底的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.9m=9×103Pa。
答:(1)排开水的体积是1.1×104m3;
(2)起重机的机械效率是40%;
(3)剩余的水对舱底的压强是9×103Pa。
【点评】本题考查了阿基米德原理和液体压强公式的综合应用,从图像中获取有用的信息和正确判断A受到作用力的方向是关键。
27.(2020•寿光市模拟)一个边长为10cm的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水,如图乙所示。用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度。则图丙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图象。(g取10N/kg)
(1)当F浮=4N时,木块处于 漂浮 (填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h变化范围?
【分析】(1)结合图丙将木块的各个状态分解出来,即可知当F浮=4N时对应木块在水中的位置是处于什么状态;
(2)先根据重力公式和几何公式求出木块质量和体积,利用ρ=可求出木块的密度;
(3)先根据(1)可知物体刚好漂浮时浮力的大小,然后根据F浮=ρ水gV排=ρ水gSh即可求出水的深度,再由图丙可知:木块在浮力作用下上升的高度,进一步可得出容器内水的最大高度。
【解答】解:(1)我们结合图丙将木块的各个状态分解出来,当F浮=4N时就是水面上升到木块刚好对底部无压力,
而此时线对木块没有拉力,由此可知,此时为漂浮状态(F浮=G)。
(2)由G=mg得,木块的质量:
m===0.4kg,
木块体积:V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
则木块的密度:
ρ===0.4×103kg/m3。
(3)根据(1)可知,当F浮=4N时,木块受重力和浮力的作用,木块漂浮;
由F浮=ρ水gV排=ρ水gSh可知,此时水的深度:
h===0.04m=4cm,此时细线的高度为0cm;
由图丙可知,当h=25cm时木块浸没,则细线的长度为:L=25cm﹣10cm=15cm,
因此细线刚好伸直时水的深度:h'=15cm+0.04 m=19cm,容器中水的深度h变化范围为4cm~19cm。
答:(1)漂浮;(2)木块的密度为0.4×103kg/m3;(3)木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h变化范围为4cm~19cm。
【点评】本题考重力公式、密度公式、阿基米德原理等,关键是根据图象找出有用的信息,尤其是一些拐点是解题的关键,难度较大。
四.解答题(共1小题)
28.(2023•威海)某大学科研团队研制了一款无人潜航器,如图甲所示,其体积可通过从内部油舱向外部油囊压入油量的多少来改变,从而实现浮沉。(ρ煤油=0.8×103kg/m3,g=10N/kg。ρ海水≈1×103kg/m3)请分析解答下列问题:
(1)当用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时,潜航器总保持水平静止,B点处于潜航器中间位置。请判断潜航器重心在 A 点位置附近(选填“A”或“B”)。
(2)将潜航器从空中缓慢下放至水下,缆绳的拉力F随下降的高度h变化规律如图乙所示。求潜航器的体积是多少?(油囊没有充油,不计水的阻力)
(3)解开缆绳后潜航器下潜至海底,此时A点距海平面3000m,A点受到海水的压强是多少?若想使潜航器上浮,至少向油囊压入多少kg的煤油?(忽略煤油因水压导致的体积变化)
【分析】(1)当用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时,潜航器总保持水平静止,此时拉力和重力平衡,根据二力平衡条件可知潜航器重心位置;
(2)由图乙可知潜航器的重力和浸没时受到的拉力,根据称重法计算潜航器受到的浮力,根据V=V排=计算潜航器的体积;
(3)根据液体压强公式p=ρ海水gh计算A点受到海水的压强;
潜航器刚好上浮时,受到的浮力等于总重力,根据G=mg可得G=F浮+F浮油,根据阿基米德原理和V=可得G=F浮+ρ海水g,代入数据解方程可得煤油的质量。
【解答】解:(1)当用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时,潜航器总保持水平静止,此时拉力和重力平衡,根据二力平衡条件可知重力和拉力作用在同一直线上,则重力作用线通过A点,所以潜航器重心在A点位置附近;
(2)由图乙可知潜航器的重力G=5000N,浸没时受到的拉力F=500N,
根据称重法可知潜航器受到的浮力:F浮=G﹣F=5000N﹣500N=4500N,
潜航器的体积:V=V排===0.45m3;
(3)A点受到海水的压强:p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3000m=3×107Pa;
潜航器刚好上浮时,受到的浮力等于总重力,即G=F浮+F浮油,
根据阿基米德原理和V=可得G=F浮+ρ海水g,
代入数据可得5000N=4500N+1×103kg/m3×10N/kg×,
解方程可得m煤油=40kg。
答:(1)A;
(2)潜航器的体积是0.45m3;
(3)A点受到海水的压强是3×107Pa;
若想使潜航器上浮,至少向油囊压入40kg的煤油。
【点评】本题考查二力平衡条件、阿基米德原理、称重法、液体压强公式、物体浮沉条件、重力公式、密度公式的灵活运用,综合性强。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2024/8/14 10:59:37;用户:组卷16;邮箱:zyb016@xyh.com;学号:41418979
第1页(共1页)
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。