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2025年中考物理二轮精选压轴题复习专题:浮力实验、计算题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.在一次物理兴趣小组的活动中,某小组同学准备用弹簧测力计、烧杯、水、吸盘、滑轮、细线来测量木块(不吸水)的密度。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出木块在空气中的重力为 N。
(2)将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘在 的作用下被紧紧压在烧杯底部,如图乙所示。在烧杯中倒入适量的水,将木块放入水中后,用弹簧测力计将木块全部拉入水中,如图丙所示。
(3)如果不计摩擦和绳重,木块的密度为 。
(4)如果将烧杯中的水换成另一种液体,用弹簧测力计将该木块全部拉入该液体中时,弹簧测力计的示数为1.2N,则该液体的密度为 。
(5)如果实验中先用弹簧测力计将木块全部拉入水中,然后取出木块直接测量木块的重力。从理论上分析,按这样的实验顺序测得的木块密度值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
2.某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 ;
(2)实验步骤如图1所示,甲乙丁戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= ;
(3)以下选项中若 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系;
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F4-F2
C.F3-F2=F1-F4
(4)另一小组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)对实验进行改进,装置如图2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A的示数逐渐 ,B的示数逐渐 ,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
3.如图1是小刚在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)用弹簧测力计吊着合金块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图甲、乙、丙、丁戊所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中。乙步骤中合金块受到的浮力为 N;
(2)分析 三个实验步骤得出,浮力的大小与物体的浸没深度无关;
(3)学习了阿基米德原理,小刚利用实验中的数据计算出合金块的体积为 cm3,盐水的密度为 kg/m3;
(4)从乙到丁的过程中,水对容器底部的压强增加了 Pa(已知平底柱形容器的底面积为100cm2);
(5)实验完成后,小刚想进一步探究浮力大小与排开液体的重力的关系,设计了如图2所示的装置:把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯,在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水里装满水,并且跟金属块、粗铁丝都不接触。
①平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块慢慢浸没水中,在逐渐缓慢浸没的过程中,小刚观察到弹簧测力计示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),因此得到结论:物体浸在液体中所受到的浮力大小与排开液体的重力相等;
②通过实验现象,小刚继续思考发现金属块在逐渐缓慢浸没的过程中,溢水杯对铁架台的支架的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.某实验小组用如图甲所示的实验装置探究“影响浮力大小的因素”,实验器材及弹簧测力计的示数如图甲所示,请根据操作过程回答下列问题:
(1)由图甲中的 三图可得出结论:物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(2)由图甲中的A、C、D三图可得出结论:物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度 ;
(3)由图甲中的A、D、E三图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的 有关;
(4)物体从接触水面开始到浸没在水中,直至浸没到更深位置(未触底),图乙中能表示此过程中物体所受的浮力F与浸入水中的深度h的关系图线是 (选填“①”或“②”);
(5)接着实验小组又利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系;
①操作过程如图丙所示,为了使操作更加简便且能减小误差,合理的顺序是 ;
②若、、、之间满足 的关系,则可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力大小的结论;(用图中物理量符号表示)
③小明认为实验过程中只将金属块的一部分浸在水中得不出该实验结论,结合所学知识,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”);若实验过程中溢水杯中的水没有装满,则 (选填“>”“<”或“=”)。
5.某小组同学想探究漂浮在液面上的实心物体浸入液体的体积V浸与物体的密度ρ物、液体的密度ρ液的关系。他们选用了若干体积相同、密度不同的实心圆柱体漂浮在不同液体中进行实验,并将物体的密度ρ物、液体的密度ρ液,以及物体浸入液体的体积V浸记录在下表中。
实验序号
1
2
3
4
5
ρ物(×103千克/米3)
0.2
0.4
0.6
0.6
0.6
ρ液(×103千克/米3)
0.8
0.8
0.8
1.0
1.2
V浸(×10-4米3)
2.5
5
7.5
6
5
(1)分析比较实验序号1与2与3的数据中V浸随ρ物的变化关系及相关条件,可得出:
漂浮在液面上的实心物体,当 相同时, 。
(2)为了研究V浸与ρ液的关系,应分析比较实验序号 中的数据,理由是: 。
(3)有同学提出,根据实验中得到的V浸与ρ液的关系,可以利用实心圆柱体测量未知液体的密度。测量过程中,必须满足的条件是 ,需要测量并记录的物理量是 。
6.游泳的人从河边的浅水区走向深水区的过程中,若河底布满小石头,脚底疼痛感会减弱。针对这一现象,同学们展开讨论,对影响浮力大小的因素猜想如下:
小敏猜想:浮力的大小与深度有关。
小乐猜想:浮力的大小与排开液体的体积有关。
小惠猜想:浮力的大小与排开液体的密度有关。
根据猜想他们进行了如图所示的实验。
(1)分析乙、丙可知,浸在液体中的物体受到的浮力大小与 有关;
(2)分析丙、丁可知,浮力大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)图乙中物块A受到的浮力是 N;
(4)由上述实验步骤可得出,物块A的密度是 kg/m3,盐水密度是 kg/m3。
7.如图所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。
A.B.C.D.
(1)物块的重力为 N,浸没在水中时受到的浮力是 N;
(2)由图甲、乙、丙可得:当液体密度一定时,物体 越大,所受浮力越大;
(3)如图所示,弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中的过程中,以下能表示弹簧测力计F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图像是 。
(4)由甲、丙图可知,物块的体积是 ;戊图中盐水密度是 。
8.小侨在江边捡到一块石头(不吸水),回到实验室开始测量石头密度。()
(1)把天平放在水平桌面上,游码归零,调节平衡螺母使指针指在分度盘的 ;把石头放在天平左盘,往右盘加减砝码、移动游码使天平平衡,所用砝码个数和游码位置如图甲所示,则石头质量为 ;
(2)小侨在实验室中未找到量筒,但是发现了烧杯(利用圆柱体部分)和测质量更为方便的电子秤,进行测量,实验步骤如下:(计算时取)
①测出空烧杯质量;
②用质量和体积均忽略不计的细绳吊着石块浸没水中(石块未接触烧杯),测出此时质量;③剪断细绳,测出杯、水、石头的总质量(水未溅出)。
由图1可知,乙图中空烧杯对电子秤的压力为 N,丙图中细绳拉力为 ,石头密度为 ,丁图中,水对烧杯底部的压力为 N;
(3)小侨想到老师讲过的标记法,想尝试换一种方法测量石头密度,如图2,步骤如下:
①他在丁图的水面处做了个标记,再把石头从水中取出,直接测出石头质量;
②测出烧杯和剩余水的总质量;
③把水加到标记处,测出此时杯和水的总质量;则石头的密度为 (用、、和表示);用这种方法测得的石头密度 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
二、计算题
9.如图所示,有一个密度为500千克/米3的圆柱形木块甲,底面积为0.05米2、高0.6米。另有底面积为0.04米2的圆柱形薄壁容器,内装有某种密度为2000千克/米3的液体乙,深度为0.125米。求:
①木块甲的质量m甲;
②液体乙对容器底部的压强p乙。
③现在将两个完全相同的密度为500千克/米3、底面积为0.03米2的圆柱形A,分别放置在木块甲的上方和浸在液体乙中(液体不溢出)。请判断:能否使木块甲对地面的压强与液体乙对容器底部的压强相等,若能,请求出圆柱体A的高度hA。,若不能,请说明理由。
10.盛有水的柱形容器置于水平地面上,现有一个棱长分别为0.1米、0.1米和0.3米的实心长方体金属块A,将A平放入容器中后,A浸没在水中,如图所示(图中水面位置未画出):
(1)求A所受浮力的大小;
(2)若A的质量为8.1千克,求A的密度;
(3)若容器的内底面积为0.05米2,现将A由原平放改成竖放在水中,求容器底受到水的压强变化量的范围。
11.重为10N,底面积为200cm2、高为20cm的柱形容器放在水平桌面上,容器中装有16cm深的水,如图甲所示,一个实心体与轻质硬杆相连,从水面上方匀速下降,如图乙是硬杆对物体的作用力F与物体下降的高度h的关系图像,不计硬杆的质量和体积以及水的阻力,g=10N/kg。求:
(1)柱体接触水面前容器底部受到水的压强?
(2)柱体的密度?
(3)从柱体接触水面前到硬杆对物体的作用力F为0时,水对容器底部压强的变化量是多少?
(4)柱体刚好浸没时,容器对水平桌面的压力?
12.如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克,它采用100马力V型水冷涡轮增压柴油机,安装了先进的火控系统和多种光电技术应用,使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡(即坦克在河床上行走,沿河床从水下通过)功能,坦克质量为42t,高2m,每条履带与地面的接触面积为2m2。(水的密度,g取10N/kg)求:
(1)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强?
(2)坦克在深为5m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力?
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床的压力为105N,该坦克的体积是多大?
13.《解放军报》报道:2014年某日,南海舰队372潜艇急速坠入伸手不见五指的海底深渊,主机舱管路破损进水,官兵精确完成一项项操作,险情成功化解.372潜艇的脱困被认为是创造了中国乃至世界潜艇史上的奇迹!372潜艇潜航排水量约3000吨,任务潜航深度约240m,最大潜航深度约300m.(海水密度近似取1.0×10 3 kg/m 3 , g 取10N / kg)
求:(1)它在潜入到水下执行任务时所受浮力;
(2)当它潜入到水下200m 时,它的一个面积为1.2m 2的舱盖所受海水的压力.
14.一块金属在空气中称得其重力为7.9N,浸没在水中称时,弹簧秤的读数为6.9N。求:
(1)此金属块的浮力;
(2)此金属块的体积;
(3)此金属块的密度;
(4)若将此金属块浸没在另一种液体中,弹簧秤的读数为7.1N,则该液体的密度是多少?
15.如图甲,一边长为10cm的立方体塑料块A,A下表面中心处与长方体金属块B上表面中心处用细线相连,A在上B在下一起放在长方体水箱底部的出水口正上方,B完全覆盖出水口,水箱足够高.现向容器中缓慢加水,直到细线刚好拉直,水箱中水的深度h与加水质量m之间的函数关系如图乙所示.忽略细线的质量、体积及受到拉力时的形变,且金属块B与出水口边缘有挤压时,水不能从出水口流出.已知金属块B上、下表面积均为SB=20cm2,水箱底部的面积(含出水口)为S=200cm2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)加水360g时,水对水箱底部的压强p水.
(2)塑料块A的重力GA及细线的长度L;
(3)塑料块A刚好被浸没时,水恰能从出水口流出.则金属块B的重力GB是多大?
16.我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器,已经顺利完成了下潜7062m深度,“蛟龙号”满载时自重22240kg,体积83.64m3,(,g取10N/kg。)求:
(1)“蛟龙号”潜水器满载时受到的重力是多少?
(2)“蛟龙号”潜水器浸没在水中时,受到的浮力是多少?
(3)“蛟龙号”潜水器下潜到7000m处时受到海水的压强为多少帕?
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理二轮精选压轴题复习专题:浮力实验、计算题》参考答案
1.(1)3.6
(2)大气压
(3)
(4)
(5)偏大
【详解】(1)图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N,木块在空气中的重力即弹簧测力计的示数为3.6N
(2)将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘内的气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,吸盘被压在烧杯底部
(3)图丙中弹簧测力计的拉力
木块受到的浮力
由阿基米德原理可得
木块的重力为3.6N,根据可得
浸没时,解得
(4)如果将烧杯中的水换成另一种液体,用弹簧测力计将该木块全部拉入该液体中时,弹簧测力计的示数为1.2N,此时木块受到的浮力
水中浮力6N,由阿基米德原理可得
液体中浮力,由阿基米德原理可得
排开液体的体积不变,故解得
(5)如果实验中先用弹簧测力计将木块全部拉入水中,然后取出木块直接测量木块的重力,因为附带水,使得重力变大,体积一定时,所测的密度变大。
2. 校零 F1-F3 B 变小 变大 相等
【详解】(1)[1]弹簧测力计使用前,指针要指向零刻度线,如果没有指向零刻度线,需要校零。
(2)[2]由图甲可知,物体的重力G=F1;由图丁可知,物体浸没时弹簧测力计的示数是F3。由称重法测浮力知,物体受到的浮力
F浮=G-F3=F1-F3
(3)[3]由图乙知,空烧杯的重力为F2,由图戊可知,物体浸没时排开的液体与烧杯的总重力为F4,则物体浸没时排开液体的重力为
G排=F4-F2
当
F1-F3=F4-F2
时,可以得出浮力的大小与排开液体所受重力是相等关系。
(4)[4][5][6]如图2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,此时重物排开水的体积变大,由F浮=ρ液V排g可知,重物所受浮力变大,由称重法
F浮=G-F示
可知,则弹簧测力计A的示数逐渐变小。重物排开的水溢出到薄塑料袋中,所以薄塑料袋中水的重力增大,则弹簧测力计B的示数变大。由阿基米德原理可知,物体所受浮力大小等于排开液体受到的重力,所以弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
3. 2.4 甲、丙、丁 380 1.1×103 140 不变 不变
【详解】(1)[1]根据称重法,由甲图知,合金块的重力为4.8N;根据称重法,乙步骤中合金块受到的浮力为
(2)[2]根据控制变量法,比较甲、丙、丁三次实验,物体排开液体体积相同,浸入水中深度不同,弹簧测力计示数相同,可知浮力的大小与物体的浸没深度无关。
(3)[3]比较甲、丙步骤可知合金块浸没在水中时所受浮力为
根据阿基米德原理得合金块排开液体体积
即合金块的体积为380cm3。
[4]比较甲、戊步骤可知合金块浸没在盐水中时所受浮力为
根据阿基米德原理得盐水的密度为
(4)[5]从乙到丁的过程中,水对容器底部的压力的增加量等于物体受到的浮力的增加量,即
水对容器底部的压强增加量为
(5)①[6]平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块慢慢浸没水中,在逐渐缓慢浸没的过程中,物体浸在液体中所受到的浮力大小与排开液体的重力相等,则根据称重法,弹簧测力计示数不变。
②[7]通过实验现象,小刚继续思考发现金属块在逐渐缓慢浸没的过程中,物体浸在液体中所受到的浮力大小与排开液体的重力相等,容器对铁架台的支架的压力的增加量等于物体受到的浮力的增加量,根据知,溢水杯对铁架台的支架的压强不变。
4. A、B、C 无关 液体的密度 ② dabc 不正确 >
【详解】(1)[1]为了探究物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积的关系,需要控制液体的密度不变,只改变物体排开液体的体积。观察图甲中的A、B、C、三图,可以看到,物体在三种情况下排开液体的体积不同(从B到C逐渐增大)。同时,弹簧测力计的示数逐渐减小,说明物体受到的浮力逐渐增大。因此,我们可以得出结论:物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力越大。
(2)[2]为了探究物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,需要控制液体的密度和物体排开液体的体积不变,只改变物体浸没的深度。观察图甲中的A、C、D三图,物体完全浸没在液体中,但浸没的深度不同,弹簧测力计的示数保持不变,说明物体受到的浮力没有变化。因此,可以得出结论:物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)[3]为了探究物体受到的浮力大小与液体的密度的关系,需要控制物体排开液体的体积和浸没的深度不变,只改变液体的密度。观察图甲中的A、D、E三图,物体浸没在液体中,且浸没的深度相同,但液体的密度不同。同时,弹簧测力计的示数不同,说明物体受到的浮力不同。因此,我们可以得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关,液体的密度越大,浮力越大。
(4)[4]当物体从接触水面开始到浸没在水中时,随着浸入深度的增加,物体排开液体的体积逐渐增大,因此受到的浮力也逐渐增大。当物体完全浸没后,再增加浸入深度,排开液体的体积不再变化,因此浮力也不再变化。所以,此过程中物体所受的浮力F与浸入水中的深度h的关系图线应该是先上升后水平的。观察图乙中的两条图线,我们可以看到图线②符合这一特点。
故选②。
(5)①[5]在探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系的实验中,为了使操作更加简便且能减小误差,我们应该先测量出空桶的重力和金属块的重力,然后将金属块浸没在装满水的溢水杯中,最后测量出桶和水的总重力。因此,合理的顺序是dabc。
②[6]根据阿基米德原理和实验步骤,如果金属块受到的浮力F浮等于金属块在空气中的重力F1减去金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数F2;而金属块排开水的重力G排则等于桶和水的总重力F3减去空桶的重力F4。如果F浮和G排相等,那么就可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力大小的结论。因此,需要满足的关系是
F1−F2=F3−F4③[7]无论金属块是部分浸没还是完全浸没在水中,只要它排开了水并受到了向上的浮力作用,那么我们就可以通过测量和计算来验证浮力与排开液体所受重力的关系。
[8]若实验过程中溢水杯中的水没有装满,则金属块排开的水由一部分留在溢水杯内,会使测得的排开水的重力偏小,测得的浮力会大于测得的溢出的水的重力。
5. 体积、液体密度ρ液 V浸与ρ物成正比 3与4与5 序号3、4、5的实验中控制了ρ物相同,ρ液不同 圆柱体漂浮在液体中 V浸
【详解】(1)[1][2]分析比较实验序号1与2与3的数据及相关条件知
故可得出的初步结论是:漂浮在同一液体中(相同)的实心物体,当物体的体积相同时,浸入液体的体积与物体密度成正比。
(2)[3][4]为了研究V浸与ρ液的关系,应控制物体密度相同,改变液体密度,再分析。即分析比较实验序号3与4与5。
(3)[5][6]数据处理时,要测量V浸,所以圆柱体要漂浮在液体中。
6. 物体排开液体的体积 无关 0.4 4×103 1.2×103
【详解】(1)[1]比较图乙、丙可知,液体的密度相同,物体排开水的体积不同,物块A完全浸没后受到的浮力比部分没入受到的浮力增大了,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[2]比较丙和丁可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则物体受到的浮力相同,说明浮力的大小与物体浸没的深度无关。
(3)[3]由图甲可知A物体的重力
由图乙可知弹簧测力计的示数
则乙图中A物体受到的浮力
(4)[4]当物体A完全浸没时,受到的浮力为
由 可得圆柱体的体积为
圆柱体的密度
[5]物体A在盐水中受到的浮力为
由题意知,在水和盐水中排开液体的体积相等,则
解得
7. 2.4 1 排开液体的体积 C 1×10-4 1.1×103
【详解】(1)[1]甲图为用弹簧测力计测量物体重力,图中测力计的分度值为0.1N,则物体的重力为2.4N。
[2]丙图中物体完全浸没在水中,根据称重法可得,物体受到的浮力为
(2)[3]甲、乙、丙图中随物体排开液体体积的增加,物体受到的浮力越大,因此可知当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大。
(3)[4]弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中的过程中,随物体 排开液体体积的增加,物体受到的浮力增加,则弹簧测力计的示数会变小,当物体完全浸没后,排开液体的体积不变,则浮力不变,弹簧测力计的示数不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[5]因为物体浸没,则物体排开液体的体积等于物体的体积为
[6]由甲戊两图可知,物体浸没在盐水中受到的浮力为
则盐水的密度为
8. 中央刻度线处 32.8 0.228 0.168 0.732 偏小
【详解】(1)[1]根据天平使用规则,称量前调节天平平衡时,先把天平放在水平桌面上,游码归零,在调节平衡螺母使指针指在分度盘的中央刻度线处。
[2]由图甲可知,石头质量为
(2)③[3]由图1可知,乙图中空烧杯对电子秤的压力为
[4]由丙、丁两图得,细绳拉力为
[5]石头的重力
石头浸没在丙图中受的浮力为
石头的体积
石头的密度
[6]比较丁图和丙图可知,两图中水的深度相同,因此丁图中水对烧杯底部的压力与丙图中水对烧杯底部的压力相等,丁图中,水对烧杯底部的压力为
(3)③[7]石头的体积等于加入的水的体积,即
石头的密度
[8]石头从水中取出,石头上带有水,直接测出质量m1为石头和少量水的质量;此时测出的密度为石头中含少量水的混合物的密度,该混合物的密度小于石头密度,所以用这种方法测得的石头密度偏小。
9.①15千克;②2450帕;③能,0.67米
【详解】①木块甲的质量
②液体乙对容器底部的压强
③因为物体A的密度小于乙液体的密度,物体A将漂浮在液面上,若木块甲对地面的压强与液体乙对容器底部的压强相等
乙为规则容器,液体对容器底压力等于总重力,则
即
解得
10.(1)29.4牛;(2)2.7×103千克/米3;(3)0~490pa
【详解】(1)长方体金属块的体积
因A浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以A所受的浮力为
(2)A的密度为
(3)若原来水面的高度≥0.3m时,将A由原平放改成竖放在水中时(A仍然浸没),水的深度不变,则容器底受到水的压强不变,即
当原来水面恰为0.1m时,将A由原平放改成竖放在水中时,水面的深度变化量最大,设竖放后水的深度为,因水的体积不变,所以
即
解得
则容器内水深度的最大变化量为
容器底受到水压强的最大变化量为
所以,容器底受到水的压强变化量的范围为0~490Pa。
答:(1)A所受浮力的大小为29.4N。
(2)A的密度为2.7×103kg/m3。
(3)容器底受到水的压强变化量的范围为0~490Pa。
11.(1)1600Pa;(2)0.6×103kg/m3;(3)300Pa;(4)52N
【详解】解:(1)容器中水的深度为
h1=16cm=0.16m
柱体接触水面前容器底部受到水的压强
p=ρ水gh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
(2)由图像可知,柱体从第4s开始浸入水中,到第10s完全进入水中,由图知,柱体没有进入水中时,物体所受拉力与重力平衡,则
G=F=6N
由图像可知,当柱体刚好全部浸入水中时,硬杆对物体的作用力F方向向下,此时柱体受到竖直向下的重力、硬杆向下的压力和向上的浮力,则柱体受到的浮力为
F浮=G+F1=6N+4N=10N
根据F浮=ρ水gV排知,物体的体积为
根据G=mg知物体的质量为
柱体的密度为
(3)当硬杆对物体的作用力F为0时,物体所受浮力大小等于重力,即
F浮′=G=6N
根据F浮=ρ水gV排知物体排开水的体积为
根据V=Sh知水面升高的高度为
水对容器底部压强的变化量为
Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
(4)柱体刚好浸没时浮力为F浮=10N,根据物体间力的作用是相互的知,物体对水向下的压力为
F压=F浮=10N
容器中水的重力为
G水=m水g=ρ水gV水=ρ水gSh1=1×103kg/m3×10N/kg×200×10-4m2×0.16m=32N
容器对水平桌面的压力为
F桌=F压+G水+G容=10N+32N+10N=52N
答:(1)柱体接触水面前容器底部受到水的压强为1600Pa;
(2)柱体的密度为0.6×103kg/m3;
(3)从柱体接触水面前到硬杆对物体的作用力F为0时,水对容器底部压强的变化量是300Pa;
(4)柱体刚好浸没时,容器对水平桌面的压力为52N。
12.(1);(2);(3)32m3
【详解】解:(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压力
受力面积
坦克对地面的压强
(2)坦克舱门所处的深度
坦克舱门受到水的压强
舱门受到水的压力
(3)坦克所受的浮力
根据阿基米德原理可知坦克的体积
答:(1)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强为;
(2)坦克在深为5m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为的舱门受的河水的压力为;
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床的压力为,该坦克的体积是。
13.(1)3×107N;(2)2.4×106N
【详解】试题分析:
(1)它在潜入到水下执行任务时所受浮力:;
(2)当它潜入到水下200m 时,舱盖所受海水的压强:
;
它的一个面积为1.2m 2的舱盖所受海水的压力:.
考点:浮沉条件的应用;液体压强公式的应用;压力的计算
14.(1)1N;(2)1.0×10﹣4m3;(3)7.9×103kg/m3;(4)0.8×103kg/m3
【详解】解:(1)金属块受到水的浮力为
(2)由得金属块的体积为
(3)金属块的质量为
则金属的密度为
(4)若将此金属块浸没在另一种液体中,弹簧秤的读数为7.1N,金属块所受的浮力为
物体排开液体的体积仍然为,则该液体的密度是
答:(1)此金属块的浮力为1N;
(2)此金属块的体积为1.0×10﹣4m3;
(3)此金属块的密度为7.9×103kg/m3;
(4)该液体的密度是0.8×103kg/m3。
15.(1)200Pa;(2)4N, 10cm;(3)2N
【详解】(1)当加水360g时,根据重力G=mg可得,此时水的重力
由于“缓慢”加水,故水对容器底的压力等于水的重力,即
此时水的受力面积是
由于水箱和金属块B都是长方体,故此时水对箱底的压强,所以水对水箱底部的压强
p水 =
(2)根据液体压强可得,此时水的高度
由乙图知道,在m<360g时,水箱中水的深度h与加水质量m成正比,说明当加水360g时,物体B恰好完全浸没。由此可知,物体B的高度
由乙图知道,当加水760g时,物体A恰好开始漂浮,如图所示:
此时液面与B的上表面间水的质量
液面与B的上表面间水的体积
液面与B的上表面间水的深度
即物体A排开水的体积
所以,物体A受到的浮力
由于物体A开始漂浮,所以浮力等于重力,即
此后,直到细线被拉直,物体A收到的浮力不变,排开的水的体积不变,浸没的深度不变。由图乙可知,细线刚好拉直时,水的深度应是16cm,如图所示:
所以线的长度L等于水的最大深度减去A和B的高度
(3)由于B下表面没有水,所以B应该不受到水的浮力,由于塑料块A刚好被浸没时,水恰能从排水口流出,此时A排开的水的体积
此时物体A受到的浮力
物体A受到的拉力
由于物体B上表面所处深度
物体B上表面受到的压力
所以,金属块B的重力
答:(1)加水360g时,水对水箱底部的压强是;
(2)塑科块A的重力是,细线的长度是;
(3)金属块B的重力是。
16.(1);(2);(3)
【详解】(1)“蛟龙号”潜水器满载时受到的重力是
(2)潜水器浸没在水中时,受到的浮力
(3)水器下潜到7000m处时受到海水的压强为
答:(1)“蛟龙号”潜水器满载时受到的重力是;
(2)潜水器浸没在水中时,受到的浮力为;
(3)水器下潜到7000m处时受到海水的压强为。
答案第1页,共2页
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