④浮力、压强、密度的分析及相关计算-【一战成名新中考】2025安徽中考物理中考必考知识点专题特训

参考答案 1.解：（1）根据阿基米德原理可知，小筒及秤盘的总重等于此时的浮力，即 则小筒及秤盘的总质量是 （2）根据压强公式，秤盘中不放物体时，小筒底部受到水的压强是 （3）根据阿基米德原理可知，当圆柱形小筒刚好浸没在水中时，该秤能称出最大质量，此时 则该秤能称出物体的最大质量是 2.解：（1）装有配重颗粒的圆筒漂浮在水面，圆筒和配重颗粒的总重等于圆筒受到的浮力 （2）将待测物体用细线挂在圆筒下方放入水中静止后，排开水的体积的增加量 待测物体的体积 （3）浮筒和待测物体一起漂浮在水面上，待测物体所受的重力等于圆筒和待测物体所受浮的增加量 由得，待测物体的质量 待测物体的密度 3.解：（1）图a中玻璃管漂浮，根据浮沉条件可知，此时浮力大小等于重力大小，由题意可知，玻璃管的总质量为m，则玻璃管所受浮力的大小 F浮=G=mg （2）由F浮=ρ液gV排可得 ρ水gSh水=G=mg 解得吃水深度h水表达式 （3）由于玻璃管在图a和图b中均漂浮，所以F浮=G，则玻璃管在水和另一种液体中受到的浮力相同，即F浮水=F浮液，已知玻璃管横截面积为S，根据阿基米德原理可得 解得 水的密度是1.0×103kg/m3，液体的密度是0.9×103kg/m3，则 则此时液体的深度大于吃水深度，所以应该是a刻度线. 4.解：（1）海面以下16m处海水的压强为 （2）中央柱形容器和制作网箱材料及铸铁块的总质量为 网箱静止在海水中，整个装置受到的浮力等于它的总重力，即浮力的大小为 根据阿基米德原理可得，排开海水的体积为 空心圆柱体排开海水的体积为 空心圆柱体内海水的体积为 则空心圆柱体内海水的高度为 （3）通过气阀改变空心圆柱体内海水的高度，使整个装置所受的浮力等于它的总重力，该装置能在海面下任意深处进行养殖. 5.解：（1）玻璃筒内的水的质量为 水的重力为 玻璃筒漂浮在水中，则玻璃筒受到的浮力为 （2）此时玻璃筒内的水的质量为 此时水的重力为 玻璃筒漂浮在水中，则玻璃筒受到的浮力为 当外侧待测液体液面恰好与玻璃筒记号线相平时，玻璃筒排开水的体积为 则液体的密度为 6.解：（1）每分钟滴水50滴，每50滴水的总体积为25.0cm3，则经过3h后容器A增加的水的体积 液面升高的高度 即箭头D应指在标尺上的18cm位置. （2）立方体底托的体积为 标尺和底托是处于漂浮状态的，标尺质量可忽略不计，根据漂浮的条件可知 （3）此装置最多能增加的水的体积 根据每分钟滴水50滴，每50滴水的总体积为25.0cm3可知此装置最多能计时的时间 所以此装置最多还能计时 根据可知此装置最多能计时为 由以上可知，此装置的计时总时间要增加一倍，则应将圆柱形容器A的底面积增加为原来的二倍. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1．如图所示为某同学发明的“浮力秤”，可方便地称量物体的质量.已知圆柱形小筒底面积为，高度为20cm，秤盘中不放物体时，小筒浸入水下的高度为6cm，在小筒外壁与水面相平处标记为零刻度线，再在小筒外壁上均匀标出其他一些刻度线，并标上相应的质量值，浮力秤就做好了.求：（已知） (1)小筒及秤盘的总质量； (2)秤盘中不放物体时，小筒底部受到水的压强； (3)该秤能称出物体的最大质量. 2．某同学学习了浮力知识之后，设计了一个测量固体密度的装置（仅用于不吸水、不溶于水的固体）.如图甲所示，将适量的配重颗粒装入横截面积为S的薄壁圆筒中，并封闭筒口；将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中，大容器的横截面积是圆筒的横截面积的5倍.圆筒静止后，测得圆筒底部到水面的距离为h0，用记号笔在圆筒对应水面位置标记“O”，把大容器的水面位置标记为初始水位线.然后将待测物体用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后（细线的质量、体积忽略不计，物体始终不触底）如图乙所示，分别测出圆筒静止后水面到“O”点和到初始水位线的距离h1和h2，水的密度为，g为已知量.求： （1）圆筒和配重颗粒的总重； （2）待测物体的体积； （3）待测物体的密度. 3.密度计构造简单，使用方便，直接从密度计上所标的刻度就可以读出被测液体的密度.如图所示，在一根粗细均匀的圆柱形玻璃管内放一些小铅粒，使它能竖直浮在水中不动，吃水深度（浸入水中的深度）用表示，在玻璃管与水面交接处标记上水的密度值“1.0”.如图b所示，把玻璃管放入不同密度的液体中静止时，浸入液体中的深度用表示，同样可以在玻璃管与液面交接处，标上对应液体的密度值.已知玻璃管横截面积为、玻璃管的总质量为、水的密度为，均为已知量.则： （1）图a中玻璃管所受浮力的大小； （2）图a中吃水深度表达式（用题中已知物理量，、表示）； （3）根据图和图推导与液体密度的关系式成立，在图C中标注“0.9”在a刻度线还是b刻度线处？ 4．深海养殖技术在海洋渔业中被普遍推广.甲图为某深海大黄鱼渔场引进的单柱半潜式养殖网箱，乙图为其简化模型.在乙图中，中央的柱形容器是由横截面积为、高20m的镀锌铁皮（铁皮体积不计）制成的空心圆柱体，可进水或充气，使整个网箱按要求上浮或下沉（进出水口始终打开）；网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与圆柱体固定在一起；网箱的底部悬挂质量为20t的铸铁块（不与海底接触），起稳定作用.已知中央柱形容器和制作网箱材料的总质量为10t，网箱材料和铸铁块能够排开海水的最大体积为，海水的密度按计算，g取10N/kg.求： (1)海面以下16m处海水的压强； (2)当网箱的底部下沉到海面下16m处静止时（网箱浸没），空心圆柱体内海水的高度； (3)该装置能否在海面下30m深处进行悬浮养殖，请用文字简要说明理由. 5．某科技小组的同学想制作一个简易的密度计来测量液体的密度.他们取了一个上端开口，底部有配重的薄壁玻璃筒，侧壁标有0~80mL体积刻度，将空玻璃筒开口向上放入水中，玻璃筒竖直漂浮.向玻璃筒内加水至50mL刻度线时，在玻璃筒与外侧水面相平处做记号线，如图甲所示.将空玻璃筒开口向上放入待测液体中，向玻璃筒内加水至30mL刻度线时，外侧待测液体液面恰好与玻璃筒记号线相平，如图乙所示.已知玻璃筒重0.5N，水的密度为1.0g/cm3，g取10N/kg. 求：（1）甲图玻璃筒受到的浮力的大小. （2）简易密度计上30mL刻度线对应的密度值. 6．如图所示是漏刻的简单模型.图中容器A是底面积为250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸，容器顶盖上有大小两个孔；B是用密度为0.5×103kg/m3的塑料制作的棱长为10cm的立方体底托；C为质量可忽略不计、总长度为60cm的塑料标尺，标尺的一端与底托相连，标尺上均匀的刻有厘米刻度；D为固定于容器盖口处的指示箭头.模拟计时实验前，同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态，并测得水龙头每分钟滴水50滴，总体积为25.0cm3，现给容器A中加入适量水，将底托B放入水中，使其浮于水面上，此时标尺C呈竖直状态且与大孔齐平，指示箭头D恰好指示标尺的顶端零刻度处，此时开始滴水计时，假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态，经过3h后（g取10N/kg），求： （1）指示箭头D在标尺上的位置； （2）标尺和底托所受的浮力； （3）此装置最多还能计时多久，若要使此装置的计时总时间增加一倍，最简单的办法是什么？简要说明理由. 参考答案： 1.解：（1）根据阿基米德原理可知，小筒及秤盘的总重等于此时的浮力，即 则小筒及秤盘的总质量是 （2）根据压强公式，秤盘中不放物体时，小筒底部受到水的压强是 （3）根据阿基米德原理可知，当圆柱形小筒刚好浸没在水中时，该秤能称出最大质量，此时 则该秤能称出物体的最大质量是 2.解：（1）装有配重颗粒的圆筒漂浮在水面，圆筒和配重颗粒的总重等于圆筒受到的浮力 （2）将待测物体用细线挂在圆筒下方放入水中静止后，排开水的体积的增加量 待测物体的体积 （3）浮筒和待测物体一起漂浮在水面上，待测物体所受的重力等于圆筒和待测物体所受浮的增加量 由得，待测物体的质量 待测物体的密度 3.解：（1）图a中玻璃管漂浮，根据浮沉条件可知，此时浮力大小等于重力大小，由题意可知，玻璃管的总质量为m，则玻璃管所受浮力的大小 F浮=G=mg （2）由F浮=ρ液gV排可得 ρ水gSh水=G=mg 解得吃水深度h水表达式 （3）由于玻璃管在图a和图b中均漂浮，所以F浮=G，则玻璃管在水和另一种液体中受到的浮力相同，即F浮水=F浮液，已知玻璃管横截面积为S，根据阿基米德原理可得 解得 水的密度是1.0×103kg/m3，液体的密度是0.9×103kg/m3，则 则此时液体的深度大于吃水深度，所以应该是a刻度线. 4.解：（1）海面以下16m处海水的压强为 （2）中央柱形容器和制作网箱材料及铸铁块的总质量为 网箱静止在海水中，整个装置受到的浮力等于它的总重力，即浮力的大小为 根据阿基米德原理可得，排开海水的体积为 空心圆柱体排开海水的体积为 空心圆柱体内海水的体积为 则空心圆柱体内海水的高度为 （3）通过气阀改变空心圆柱体内海水的高度，使整个装置所受的浮力等于它的总重力，该装置能在海面下任意深处进行养殖. 5.解：（1）玻璃筒内的水的质量为 水的重力为 玻璃筒漂浮在水中，则玻璃筒受到的浮力为 （2）此时玻璃筒内的水的质量为 此时水的重力为 玻璃筒漂浮在水中，则玻璃筒受到的浮力为 当外侧待测液体液面恰好与玻璃筒记号线相平时，玻璃筒排开水的体积为 则液体的密度为 6.解：（1）每分钟滴水50滴，每50滴水的总体积为25.0cm3，则经过3h后容器A增加的水的体积 液面升高的高度 即箭头D应指在标尺上的18cm位置. （2）立方体底托的体积为 标尺和底托是处于漂浮状态的，标尺质量可忽略不计，根据漂浮的条件可知 （3）此装置最多能增加的水的体积 根据每分钟滴水50滴，每50滴水的总体积为25.0cm3可知此装置最多能计时的时间 所以此装置最多还能计时 根据可知此装置最多能计时为 由以上可知，此装置的计时总时间要增加一倍，则应将圆柱形容器A的底面积增加为原来的二倍. 学科网（北京）股份有限公司 $$