内容正文:
微专题四 密度、压强、浮力的综合分析与计算
类型一 密度、压强、浮力的综合分析
1.(2024德阳)盛有适量水的柱形容器静置于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中处于漂浮状态如图(甲)所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态如图(乙)所示,下列说法正确的是( )
A.水对碗减少的浮力[(甲)、(乙)图对比]等于(乙)图中水对土豆的浮力
B.(乙)图中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
C.(甲)图容器中的水对容器底部的压强大于(乙)图容器中
的水对容器底部的压强
D.(甲)图容器对地面的压强大于(乙)图容器对地面的压强
C
2.(2024沂南期末)将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.木块在甲、乙两种液体中所受浮力不相等
B.木块在乙液体中排开液体的质量较大
C.甲容器底部受到的液体压强大
D.乙容器对水平桌面压强较大
C
3.(2024夏津期末)三个相同的容器内分别盛有不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,各容器中液面均与容器口相平,下列判断正确的是( )
A.小球受到的浮力F乙>F丙>F甲
B.液体的密度ρ甲>ρ丙>ρ乙
C.液体对容器底部的压强p甲>p乙=p丙
D.容器对桌面的压强p乙′>p丙′>p甲′
D
4.(2024蒙阴二模)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,下列说法正确的是( )
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
A
5.(多选)甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时两容器的液面等高,如图所示,则( )
A.A的重力小于B的重力
B.A受到的浮力大于B受到的浮力
C.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
D.甲杯和乙杯的底部受到的液体压强相等
BC
6.(多选)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
AC
类型二 密度、压强、浮力的综合计算
7.(2024曲阜期末)如图(甲)所示,将一圆柱体木块用细线拴在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图(乙)是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图像。下列说法正确的是( )
①木块的重力为10 N
②木块的底面积为100 cm2
③木块刚好浸没时,木块底部所受液体压强为1 600 Pa
④木块的密度为0.6×103 kg/m3
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
C
8.(2024兰州)一根轻质且不可拉伸的细线将一棱长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图(甲)所示,当水深为30 cm时,绳子刚好伸
直;如图(乙)所示,当水深为36 cm时,物块上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,则此正方体物块的密度为 kg/m3,
(乙)图中细线的拉力为 N。
0.4×103
6
9.(2024凉山)如图(甲)所示,不吸水的石块m叠放在浸在水中的木块M上保持静止,石块的重力为4 N、体积为200 cm3,木块的重力为8 N、底面积为200 cm2,此时木块M排开液体的体积为 cm3。当按图(乙)方式连接静止时,木块M底部受到水的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
1 200
500
答案:(1)8 N
(2)放上石块后水对木块下表面的压强。
解析:(2)由题意可知,放上石块后,木块下表面距离水面0.1 m,
水对木块下表面的压强为
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
答案:(2)1 000 Pa
(3)石块的重力。
解析:(3)由题图(甲)木块漂浮可得,木块的重力为G木=F浮=8 N,
木块刚好全部浸入水中时所受浮力为
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)3=10 N,
对木块受力分析可得F浮′=G木+G石,
则石块的重力为
G石=F浮′-G木=10 N-8 N=2 N。
答案:(3)2 N
解析:(1)已知h=10 cm=0.1 m,水对容器底的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1.0×103 Pa。
答案:(1)1.0×103 Pa
(2)(乙)图正方体A受到的浮力。
答案:(2)6 N
(3)相比(甲)图,(乙)图中水对容器底增大的压强大小。
答案:(3)300 Pa
(4)解开细线,将正方体A缓缓放入水中,正方体A静止后(容器中水未溢出),相比(甲)图,容器对桌面的压强增大了1000 Pa,正方体A的密度。
答案:(4)2×103 kg/m3
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10.(2024临清模拟)将棱长为0.1 m的正方体木块放入水中,静止时木块有的体积露出水面[如图(甲)所示];若将一石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中[如图(乙)所示]。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)未放石块时木块受到的浮力。
解析:(1)未放石块时木块受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)3×(1-)=8 N。
11.(2024竞秀区期末)如图(甲)所示,底面积为200 cm2、重为10 N的薄壁柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有深度为10 cm的水;如图(乙),把棱长为10 cm的实心正方体A(不吸水),用细线悬挂固定在该容器正上方静止时,正方体A有的体积浸入水中(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)(甲)图容器中水对容器底的压强。
解析:(2)正方体A的体积为V=a3=(0.1 m)3=1×10-3 m3;
排开液体的体积V排=V=×1×10-3 m3=6×10-4 m3
根据阿基米德原理得出A物体受到的浮力是
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N。
解析:(3)根据力的作用是相互的,A物体受到向上6 N的浮力,则水就受到A物体向下6 N的压力,所以水对容器底增大的压强是
Δp===300 Pa。
解析:(4)将A物体放入水中后容器对桌面的压强增大了1 000 Pa,则容器对桌面增大的压力是ΔF=Δp′S容=1 000 Pa×200×10-4 m2=20 N,
容器对桌面增大的压力大小等于A物体的重力,即GA=ΔF=20 N,
根据G=mg知,物体A质量为mA===2 kg;
根据ρ=知,物体A的密度ρA===2×103 kg/m3。
$$