2025年中考物理二轮复习专题:浮力实验、计算题
2024-12-11
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内容正文:
2025年中考物理二轮复习专题:浮力实验、计算题
一、实验题
1.某实验小组按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出;
(2)由以上步骤可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于 所受的重力;
(3)若溢水杯的水没有装满,则会导致本实验测量的 (选填“>”“<”“=”);
(4)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 (选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论。
(5)小红同学将边长为a的正方体木块A放入装有适量液体的烧杯中,该液体的密度为ρ0 待其静止后用刻度尺测出有的高度露出液面,如图所示,则木块A底部所受液体的压力F= (用ρ0,a等相关的物理量表示)。
2.如下图所示为“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验:
(1)为达成探究,下图步骤中,操作最方便、实验误差最小的操作顺序是 (用相应步骤的字母排序);
A.石块浸没在水中时测力计的读数F1 B.测出石块的重力F2
C. 测出桶和石块排开水的总重力F3 D.测出空桶的重力F4
(2)若图中F1、F2、F3、F4四个力之间满足关系式 ,则可验证阿基米德原理;
(3)同学们将水换成酒精等其它液体再重复几次实验,其主要目的是 (填序号);
A.多次测量求平均值,减小实验中的误差
B.多次测量寻找普遍规律,排除实验的偶然性
(4)另一实验小组在步骤A的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其它步骤操作正确,则 (选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论;
(5)若实验中的数据,,,,则石块的密度 kg/m3。
3.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和小石块的重力;
(2)把小石块浸没在盛满水的溢水杯中,则小石块受到的浮力大小为 N。小石块排开的水所受重力可由 (填代号)两个步骤测出;
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 ;
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将小石块换成体积与其不同的铁块进行实验
4.在某次探究实验中,需要测出实验所用盐水的密度,小玲、小亮分别进行了如下实验:
(1)小玲在使用天平时,先将天平放在水平台上,发现天平的游码未归零,但指针却指在分度盘的中央,如图甲所示,他应该先将游码调到 处,再将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,天平横梁才能在水平位置平衡;
(2)小玲的实验过程如下:
①用已调节好的天平测出空烧杯的质量为20g;
②再往烧杯中倒入适量的盐水,天平平衡时,砝码的质量和游码的位置如图乙所示,则烧杯与盐水的总质量为 g;
③把烧杯中的盐水倒入量筒中,如图丙所示。则盐水的密度为 kg/m3;
④这样测出的盐水密度会 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)小亮用弹簧测力计、小石块、细线、烧杯和水也能测出盐水的密度,请你和小亮一起完成以下实验设计:
①把小石块挂在弹簧测力计挂钩上,在空气中测出石块的重力G;
②把小石块浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F1;
③ ,记下弹簧测力计的示数F2;
④盐水密度ρ盐水= (用测得的物理量和ρ水表示)。
5.小明发现将同一个鸡蛋放在清水中下沉,放在盐水中悬浮。为了弄清楚其原因,小明通过探究“浮力的大小与什么因素有关”,小明先进行了猜想:
猜想一:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想二:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;
猜想三:浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关。
(1)小明根据在游泳池中游泳时,从浅水区向深水区走去的过程中,随着走入水中越深(身体浸没前)会觉得身体越来越轻,推理出猜想 正确;
(2)把弹簧测力计调零后小明进行了如图、图、图所示的实验操作。分析实验数据可知,当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越 ;所以同一个鸡蛋放在清水中下沉,放在盐水中悬浮。根据图中实验数据,还可计算出盐水的密度为 ,重物的密度为 ;
(3)小明利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计),对课本上探究“浮力的大小与物体排开液体的重力的关系”的实验进行改进,装置如图-4所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。当重物浸没在溢水杯继续下降的过程中(未接触杯底),弹簧测力计A、B的示数不变,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)小明改进后的实验方案具有的优点是 。(选填序号)
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,弹簧测力计固定、示数更稳定
C.一次实验就能得出物理普遍规律
6.在探究浮力的影响因素实验中;
(1)用细线将乒乓球固定在烧杯底,往烧杯里加入足量的水,观察到细线被竖直拉直,如图1甲所示。将烧杯倾斜,发现细线仍在竖直方向被拉直,如图乙。由此可得:浮力的方向是 。
(2)将石块挂在弹簧测力计下,慢慢浸入水中,如图2。当石块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(3)分析图乙、丙可知,石块受到的浮力大小跟 有关。
(4)分析 两图可知,浸在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度有关。
(5)将石块从水中慢慢提起(即:从丙图到乙图),水对杯底的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
7.小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确的进行了如图所示的实验操作:
实验次数
液体种
类
金属块的
重力/N
金属块浸
入情况
金属块在液体中时
测力计的示数/N
金属块所受
浮力/N
1
—
2.7
—
—
—
2
水
2.7
部分
2.0
0.7
3
水
2.7
全部
1.7
1.0
4
浓盐水
2.7
全部
1.5
(1)根据以上实验,把表中数据填写完整;
(2)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块浸在液体中的体积越大,浮力越 ;
(3)分析实验③④可得:金属块浸在液体中的体积相同,液体密度越大,浮力越 ;
(4)结论:浮力的大小与 和 有关;
(5)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的F-h图象(图⑤)。分析图象可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数 ,这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度 (填“有关”或“无关”)。
8.小明利用生活中的物品做物理小实验。他将适量的碎石块装入矿泉水中,在瓶身上绑细线并固定(细线体积、质量忽略不计),细线位置在石头上方,将瓶子挂在弹簧测力计下,如图所示。
(1)由甲、 乙、丙三图能否得出浮力的大小与物体浸入液体的深度有关? 。为进一步验证浮力的大小与物体浸入液体深度的关系。他做了如下实验:
①往图甲所示的瓶中加水,直至 ,拧紧瓶盖,稳定后读出测力计示数 F4;
②将瓶倒置悬挂在测力计上,将瓶缓慢浸入水中,直至 ,稳定后读出测力计示数 F5;
③若实验数据满足关系式 ,则可得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度无关;
(2)他另取一个空矿泉水瓶,将瓶底剪掉后放入适量碎石块,把一次性杯子置于开口处,瓶子倒放入水中,使其漂浮,如图丁所示。瓶子静止时,水面距一次性杯子的杯口 10cm,当在杯中装240g的物体静止时,水面距杯口2cm,求当水面距杯口4cm 时,杯内物体的质量。 (写出必要的文字说明、表达式及最后结果,g取 l0N/kg)
二、计算题
9.浮在水面上的木块,它浸没在水中部分的体积为60cm3,它在水面上的部分是40cm3,求:
(1)木块受到的浮力多大?
(2)木块的质量是多少?
(3)木块的密度多大?
10.如图所示,一个重为G0、底面积为0.01m2的薄壁圆柱形容器放置在水平地面上,内盛有足够多的水。现将两个密度不同、体积均为1×10-3m3的实心光滑柱体A、B分别竖直放入容器中(均没有水溢出),水对容器底部的压强和容器对地面的压强如表所示。求:(=1.0×103kg/m3,g=9.8N/kg)
压强
只放入A
只放入B
/Pa
1470
1960
/Pa
1960
2940
(1)放入A柱体后,容器对水平地面的压力;
(2)判断A在水中的浮沉状态,并说明你的判断依据;
(3)通过计算确定容器的重力;
(4)B的密度。
11.我国“探索一号”科考船携“奋斗者”号载人潜水器于2024年3月11日返抵海南三亚。本航次中,“奋斗者”号总共完成了63次有效下潜作业,载人数量达29人,刷新了我国载人深潜的新纪录。已知“奋斗者”号的总质量为20.8t,某次执行任务时,在它的外部挂好2t的压载铁,辅助完成下潜、悬停、上浮任务。当下潜到最大深度10010.9米时,“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停,当在10010.9米完成工作后,潜航员需要再抛掉剩余的压载铁,才能实现上浮。(已知海水的密度,),根据上述材料,请通过计算回答:
(1)当“奋斗者”号载人潜水器观察窗下潜到水下9km时,观察窗受到海水的压强是多少?
(2)当“奋斗者”号悬停在最大深度10010.9米处时,所受到的浮力是多少?
12.如图所示,这是一种简易温度计,在不同环境温度下容器内的液体密度会变化,因此小球浸没在液体中的位置和悬挂的金属链条长度会发生改变,指针指示温度值,已知温度计中小球重为1.6 N,体积为200cm3(小球体积变化可忽略),金属链条受到的浮力忽略不计,30℃时容器内液体密度为0.8×103kg/m3,g取10 N/kg。
(1)30 ℃时小球受到的浮力为多少?
(2)在某一温度时,链条对小球的拉力为0.6N,此时液体的密度为多少?
(3)已知容器的底面积为200cm2,在(2)中温度下,链条在外力作用下与小球分离,小球漂浮在液面上(处于静止状态)求液体对容器底部的压强与未分离前相比变化了多少?
13.取两个相同的溢水杯,都装满水,将一块橡皮泥捏成碗状放在其中一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为;拿出橡皮泥团成实心球状,放入另一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为60mL,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)图甲中橡皮泥受到的浮力;
(2)橡皮泥的密度;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小。
14.如下图所示,物体在空气中时,弹簧测力计示数为2N,物体浸没在水中时,弹簧测力计示数为1N,已知ρ水=1.0×10³kg/m³,g=10N/kg。求:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力;
(2)物体排开水的体积;
(3)物体的密度。
15.参观研学,提高学生社会实践能力。小明随班级前往一桥梁部件加工基地参观研学,看到一检验工件装置如图甲所示,装置中容器原本装有2m深的水,底面积为5m2,放入一质地均匀,底面积为1m2工件A(如图乙)后,水位上升了0.2m,此时工件A恰好完全浸没且无水溢出,如图丙所示。工件A上用细钢缆和力传感器相连,可通过力传感器显示拉力的大小。打开阀门,水始终以0.3m3/s的速度流出,力传感器示数与时间关系图像如图丁所示。细钢缆重力、水的阻力不计。试求:
(1)未放入工件A时,水对容器底部的压强;
(2)放入工件A后,工件A完全浸没时,工件A所受的浮力;
(3)工件A的密度。
16.如图甲所示,均匀且不吸水的圆柱体A重为10N,高为20cm,底面积。如图乙所示是一个质量不计的薄壁圆柱形容器B放在水平桌面上,容器底面积为,高为32cm。现将圆柱体A下表面中央与容器B的底部用一根6cm长的细线连在一起(细线的质量、体积等忽略不计)如图丙,A置于容器B中央并静止。每分钟注入的水(恒定不变),第一次缓慢向容器B中注水12min后暂停注水。(忽略物体吸附液体等次要因素,已知,g取10N/kg)
(1)求图丙中未加水时容器对桌面的压强;
(2)第一次注水后,再将A竖直向上缓慢提升2cm,求A静止时受到的浮力;
(3)放手后待A重新静止,第二次注水,从第二次注水开始计时到A刚好浸没,求水对容器底的压强p与注水时间(min)的函数关系式。
试卷第10页,共10页
试卷第1页,共11页
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参考答案:
1. 1.4 AD 物体排开液体 > 能
【详解】(1)[1][2]把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为
则石块受到的浮力大小为1.4N;石块排开的水所受的重力可由排开水的总重即水和桶的总重减去空桶的重力,即AD两个实验步骤。
(2)[3]从AD可知,排开液体的重力为
故填排开物体的重力。
(3)[4]若溢水杯的水没有装满,则排开水的重力会偏小,而浮力不变,故填大于。
(4)[5]只将石块的一部分浸在水中,石头所受到的浮力仍然等于排开水的重力。故能够得出此结论。
(5)[6]木块A所受到的浮力为
而木块漂浮,,木块A底部所受液体的压力
则木块A底部所受液体的压力为。
2. DBAC F2-F1=F3-F4 B 能 2.8×103
【详解】(1)[1]为达成探究,以上步骤中,操作最方便、实验误差最小的操作顺序:D.测出空桶所受的重力;B.测出物块所受的重力;A.把物块浸没在装满水溢水杯中,测出物块所受的浮力,收集物块排开的水;C.测出桶和排开的水所受的重力,故合理的顺序为:DBAC。
(2)[2]F2-F1是物体所受浮力,F3-F4是排开的液重,浮力等于排开的液重,即
F2-F1=F3-F4
则可验证阿基米德原理。
(3)[3]为了使实验结论更为可信,将水换成酒精等其它液体再进行几次实验,其主要目的是:多次测量找规律、排除偶然性,故选B。
(4)[4]只将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出F浮=G排。
(5)[4]石块的浮力
F浮=F2-F1=5.6N-3.6N=2N
石块浸没在水中,石块的体积
石块的密度
3. 1.4 甲丁 物体排开水所受的重力 A
【详解】(2)[1]如图,弹簧测力计的分度值为0.2N,小石块受到的重力为3.8N,小石块受到的浮力大小为
[2] 小石块排开的水被收集在小桶中,小桶的重力由甲步骤测出,小桶和小石块排开的水受的总重力由丁步骤测出,所以,小石块排开的水所受重力可由甲丁两个步骤测出。
(3)[3] 由以上步骤可得出,小石块受到的浮力大小为
小石块排开的水所受重力
初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于物体排开水所受的重力。
(4)[4] 用原来的方案和器材多次测量取平均值,只能减小测量误差,但是不能寻找普遍规律,所以不合理。
4. 标尺左端的零刻度线 右 42 1.1×103 偏大 把小石块浸没在盐水中
【详解】(1)[1][2]先将游码归零后,再调节平衡螺母,将将游码调到标尺左端的零刻度线;左端重,需要将平衡螺母向右调节。
(2)②[3]如图乙所示,则烧杯与盐水的总质量为
③[4]如图丙所示, 盐水的体积为20cm3,则盐水的质量为
盐水的体积为
④[5]把烧杯中的盐水倒入量筒中,由于倒不干净,导致体积的测量偏小,密度偏大。
(3)③[6]利用浮力求盐水的密度,可以先测量石头的重力,再将把小石块浸没在水中,测量出石头在水中所受的浮力为
①
再将把小石块浸没在盐水中,记下弹簧测力计的示数,则在盐水中的浮力为
②
④[7]将两式一比,则
则盐水的密度为
5. 二 大 相等 无关 B
【详解】(1) [1]当人在游泳池中游泳时,从浅水区向深水区走去的过程中,随着走入水中越深身体全部浸没前,排开液体体积变大,觉得身体越来越轻,说明受到的浮力越来越大,根据这一经验合理猜想浮力大小应与物体排开液体体积有关,推理出猜想二正确。
(2)[2]弹簧测力计使用前要先进行调零,然后小明进行了如图、图、图所示的实验操作,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,分析实验数据可知物体浸没在水中后所受浮力
物体浸没在盐水中后所受浮力
据此可得实验结论:当物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
[3]由如图、图,根据称重法知重物浸没在水中时受到的浮力大小是
由图、图,根据称重法知重物浸没在盐水中时受到的浮力大小是
因重物完全浸没在水中,根据可得重物的体积
[4]根据可得盐水的密度为
(3)[5]如图4所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法可知弹簧测力计A的示数变小,重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
[6]当重物浸没在溢水杯继续下降的过程中,弹簧测力计A、B的示数不变,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)[7] A.比较两种实验方案可知,改进后,由称重法可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A不符合题意;
B.由图乙的实验装置和器材两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋可知,实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定,故B符合题意;
C.一次实验得出的结论具有偶然性,故C不符合题意。
故选B。
6. 竖直向上 2 排开水的体积 丙丁 减小
【详解】(1)[1]在甲、乙图中,细线都是在竖直方向被拉直,乒乓球受到竖直向下的重力和绳子竖直向下的拉力及向上的浮力作用,小球处于静止状态,由力的平衡,小球受到竖直向下力的合力与浮力为一对平衡力,由二力平衡,这个合力与受到的浮力大小相等,方向相反,故乒乓球受到的浮力方向竖直向上。
(2)[2]由图甲可知,石块的重力是5.2N,由图丙可知,当石块浸没在水中时,弹簧测力计的示数是3.2N,由称重法测浮力,此时石块受到浮力大小
F浮=G-F=5.2N-3.2N=2N
(3)[3]由乙和丙可知,同种液体,石块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力大小不同,说明石块受到的浮力大小跟排开水的体积有关。
(4)[4]探究浸在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度的关系,保持排开液体的体积不变,改变液体的密度,选择图丙和图丁。
(5)[5]将石块从水中慢慢提起(即:从丙图到乙图),石块排开水的体积变小,水的深度变小,由p=ρgh可知水对杯底的压强变小。
7. 1.2 大 大 物体排开的液体的体积 液体密度 不变 无关
【详解】(1)[1]由图、可知,金属块的重力为,在浓盐水中弹簧测力计的示数为,则金属块在浓盐水中受到的浮力为
(2)[2]分析实验可知,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,即液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)[3]分析实验可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大,即金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越大。
(4)[4][5]由(2)、(3)可知,浮力的大小与物体排开的液体的体积和液体密度有关。
(5)[6][7]由图像可知,当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数不变,说明当金属块完全浸没在水中后继续下降过程中浮力不变,即浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度无关。
8. 不能 水面到绑线处 烧杯中水面与瓶子中水面相平 F1-F2=F4-F5 见解析
【详解】(1)[1]探究浮力和深度的关系,要控制其他变量不变,甲、乙、丙三图中浸没时,排开液体体积不同,没有控制单一变量,故不能得出浮力的大小与物体浸入液体的深度有关。
①[2]实验中探究物体所受浮力大小与其浸入液体的深度关系,应使甲a中的碎石浸没在水中,即水面到绑线处,使两次浸入液体体积相等。
②[3]已知图甲a中水和碎石的总重力为F4,将瓶倒置悬挂在测力计上(石块仍浸没于水中),将瓶缓慢浸入水中,直到烧杯中水面与瓶子中水面相平。
③[4]待弹簧测力计示数稳定后,拉力为F5,则浮力为F4-F5,当F1-F2=F4-F5时,说明物体所受浮力大小与其浸入液体的深度无关。
(2)[5]由漂浮时F浮=G和G=mg知道
由知道
杯内物体的质量
9.(1)0.6N;(2)0.06kg;(3)0.6×103kg/m3
【详解】(1)由题意可知,物体排开液体的体积
由 得木块受到的浮力
(2)木块漂浮在水面上,浮力等于重力,即物块的重力
物块的质量
(3)由题意可知,物块的体积
物块的密度
10.(1)19.6N;(2)A处于漂浮状态,依据见解析;(3)4.9 N ;(4)1.5×103kg/m3
【详解】解:(1)由表中数据可知,当只把A放入容器中时,容器对地面的压强为1960Pa,容器底面积为0.01m2,所以放入A柱体后,容器对水平地面的压力为
(2)由表中数据可知,只把A放入容器中水对容器底部的压强小于只把B放入容器中水对容器底部的压强,由可知,只把A放入容器中水的深度小于只把B放入容器中水的深度,所以A排开液体的体积小于B排开液体的体积,又因为A和B的体积相等,所以物体A在水中没有完全浸没,所以A处于漂浮状态。
(3)因为A漂浮在水面上,所以把A放入容器中是,液体对容器底部的压力等于液体和A的总重力,即
容器对地面的压力
则
所以容器的重力为
(4)若B在水中悬浮或漂浮,则液体对容器底部的压力等于液体和B的总重力,即
容器对地面的压力
则
所以容器的重力为
所以B在水中处于沉底状态,由表中数据可知,只放入B和A液体对容器底部产生的压强差为
由可知,只把B和只把A放入容器中,液面的高度差为
所以A排开液体的体积为
A漂浮,所以
由因为
所以
所以
物体B的质量为
所以物体B的密度为
答:(1)放入A柱体后,容器对水平地面的压力为19.6N;
(2)A处于漂浮状态;
(3)容器的重力为4.9N;
(4)B的密度为。
11.(1);(2)
【详解】解:(1)观察窗受到海水的压强
(2)当“奋斗者”号悬停在最大深度10010.9米处时,“奋斗者”号的质量为
总重力为
因为“奋斗者”号抛掉0.8t的压载铁悬停,浮力等于重力,所以所受到的浮力
答:(1)当“奋斗者”号载人潜水器观察窗下潜到水下9km时,观察窗受到海水的压强是;
(2)当“奋斗者”号悬停在最大深度10010.9米处时,所受到的浮力是。
12.(1)1.6N;(2)1.1×103kg/m3;(3)30Pa
【详解】解:(1)30℃时小球受到的浮力
(2)小球静止时处于悬浮状态,因此小球悬浮时受到的浮力等于自身重力和链条的拉力之和,所以小球受到的浮力
液体的密度
(3)小球在(2)中温度下的液体中所受的浮力大于小球自重,链条与小球分离后小球将漂浮在液面上,静止时受到的浮力等于小球自重,此时小球排开液体的体积
小球静止在液面上时的液面高度对比分离前液面的高度变化
压强的变化量
答:(1)30℃时小球受到的浮力为1.6N;
(2)在某一温度时,链条对小球的拉力为0.6N,此时液体的密度为1.1×103kg/m3;
(3)已知容器的底面积为200cm2,在(2)中温度下,链条在外力作用下与小球分离,小球漂浮在液面上(处于静止状态)液体对容器底部的压强与未分离前相比变化了30Pa。
13.(1)0.72N;(2)1.2g/cm3;(3)0.12N
【详解】解:(1)图甲中橡皮泥受到的浮力
F浮=ρ水V排甲g=1.0×103kg/m3×72×10-6m3×10N/kg=0.72N
(2)图甲中橡皮泥漂浮,所受重力
G=F浮=0.72N
橡皮泥的质量
橡皮泥的体积
V=V排乙=60mL=60cm3
橡皮泥的密度
(3)图乙中橡皮泥受到的浮力
F浮'=ρ水V排乙g=1.0×103kg/m3×60×10-6m3×10N/kg=0.6N
图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小
F压=F支=G-F浮'=0.72N-0.6N=0.12N
答:(1)图甲中橡皮泥受到的浮力为0.72N;
(2)橡皮泥的密度为1.2g/cm3;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小为0.12N。
14.(1)1N;(2)1×10-4m3;(3)2×103kg/m3
【详解】解:(1)物体浸没在水中时受到的浮力
F浮=G-F=2N-1N=1N
(2)物体排开水的体积
(3)物体浸没在水中,物体的体积
V=V排=1×10-4m3
物体的密度
答:(1)物体浸没在水中时受到的浮力是1N;
(2)物体排开水的体积是1×10-4m3;
(3)物体的密度是2×103kg/m3。
15.(1)2×104Pa;(2)1×104N;(3)2×103kg/m3
【详解】解:(1)未放入工件A时,水对容器底部压强
(2)放入工件A后,工件A完全浸没时,工件A所受的浮力
(3)工件A下部分高度
工件A下部分体积
工件A下部分所受浮力
工件A重力
工件A质量
工件A的密度为
答:(1)未放入工件A时,水对容器底部的压强为2×104Pa;
(2)放入工件A后,工件A完全浸没时,工件A所受的浮力为1×104N;
(3)工件A的密度为2×103kg/m3。
16.(1)500Pa;(2)6N;(3)见解析
【详解】解:(1)薄壁圆柱形容器B的质量不计,图丙中未加水时容器对桌面的压力
图丙中未加水时容器对桌面的压强
(2)依题意得,第一次注水后,注入的水的体积为
假设柱体A与容器B的底部仍接触,则容器内水的深度为
此时A排开水的体积为
根据阿基米德原理可得,A受到的浮力为
因为
所以第一次注水后A漂浮,即假设不成立,此时A受到的浮力为
此时A排开水的体积为
此时容器内水的深度为
此时A浸入水中的深度为
此时A下表面距容器底的距离为
将A竖直向上缓慢提升2cm后,A下表面距容器底的距离为
2cm+1cm=3cm<6cm
此时细线还没拉直,设此过程中水面下降的高度为Δh降,则
所以水面下降的高度为
此时A浸入水中的深度为
此时A排开水的体积为
则A此时A受到的浮力为
(3)由(2)可知,放手后待A重新静止,A的底部到容器底部的距离为1cm,则第二次注水到细线恰好拉直时,柱体A仍处于漂浮状态,其浸入水中深度不变,需注入水的体积为
需注水的时间为
则当0<tx≤10min时,容器内水的深度为
此时水对容器底的压强为
从细线拉直到A刚好浸没,A刚浸没时,需注入水的体积为
需注水的时间为
则当10min<tx≤20min时,容器内水的深度为
此时水对容器底的压强为
答:(1)图丙中未加水时容器对桌面的压强500Pa;
(2)第一次注水后,再将A竖直向上缓慢提升2cm,A静止时受到的浮力6N;
(3)见解析。
答案第14页,共14页
答案第13页,共13页
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