内容正文:
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重难专项(二)
压强与浮力的综合分析与计算
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1.(2024·苏州)将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是( )
A.加盐可以让鸡蛋悬浮
B.鸡蛋悬浮时液体密度大
C.鸡蛋悬浮时浮力大
D.鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
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2.(2024·龙东地区)将两个完全相同的小球,分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中,小球静止时两烧杯液面相平,如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度小
B.乙烧杯底部受到液体的压强小
C.甲烧杯中小球受到的浮力大
D.甲、乙两烧杯对桌面的压力相等
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3.(2024·临沂临沭二模)质量相等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力
B.甲的密度小于乙的密度
C.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
D.甲排开水的体积大于乙排开水的体积
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4.(2024·兰州)将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积相等但形状不同,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平,下列说法中正确的是( )
A.A物体体积大于B物体体积
B.甲液体密度大于乙液体密度
C.A物体所受浮力小于B物体所受浮力
D.甲、乙两液体对容器底部的压强相等
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5.(2024·德州齐河一模)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则下列说法正确的是( )
A.物体A受到的浮力等于物体B受到的浮力
B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲受到液体的压强大于乙受到液体的压强
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
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6.(2024·泰安岱岳一模)如图所示,两个相同的烧杯中分别装满甲、乙两种不同的液体,把A、B两球(VA>VB)分别轻轻放入两杯液体中,静止后如图所示。如果A、B两球排开液体的重力相等,则下列说法正确的是( )
①甲液体的密度小于乙液体的密度
②乙液体对容器底部的压强较大
③A、B两球所受浮力相等
④若把B球放置在甲液体中,则B球最终将漂浮
A.只有②④正确 B.只有③正确
C.只有①②③正确 D.①②③④都正确
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7.(2024·达州)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρ甲< ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
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【解析】 A.两容器中液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等,根据p=ρgh得ρ甲>ρ乙,故A错误。
B.A小球在甲液体中沉底,B小球在乙液体中漂浮,故两个小球排开液体的体积关系V甲>V乙,又因为ρ甲>ρ乙,则由F浮=ρ液gV排知,A小球所受浮力大于B小球所受浮力,故B错误。
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C.此时液体对容器底部压强相等,因为容器完全相同,故两个容器底部所受液体的压力相等。但由于A球沉底,重力大于浮力,则A球会对容器底部有一个压力,这样甲容器对电子秤的压力将大于乙容器对电子秤的压力,即左侧电子秤示数大于右侧电子秤示数,故C错误。
D.A小球所受浮力大于B小球所受浮力,而A小球所受重力大于其浮力,B小球所受重力等于其浮力,因此两球质量关系mA>mB,故将两球取出后,左侧电子秤示数变化较大,故D正确。
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8.(2024·枣庄)将一底面积为200 cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积为50 cm2、高为20 cm的圆柱体,如图甲所示。缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25 cm时停止,在注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9 cm
B.圆柱体的密度为0.64×103 kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2 500 Pa
D.向容器内注水的总质量为4 200 g
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【解析】A.由图乙可知,当h=16 cm时,圆柱体刚好漂浮,即圆柱体露出水面的高度h露=h物-h=20 cm-16 cm=4 cm,故A错误。
B.圆柱体漂浮时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×16×10-6 m3=8 N,根据物体的浮沉条件可得,圆柱体受到的重力G=F浮=8 N,圆柱体的体积V=50×20×10-6 m3=1×10-3 m3,则圆柱体的密度ρ====0.8×103 kg/m3,故B错误。
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C.注水停止时,圆柱体漂浮,浸入水中的深度h浸=16 cm,则水对圆柱体底部的压强p=ρ水gh浸=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m=1 600 Pa,故C错误。
D.注水停止时,容器中水的深度h'=25 cm,则注水的体积V水=V总-V浸=200 cm2×25 cm-50 cm2×16 cm=4 200 cm3,则注水的总质量m水=ρ水V水=1.0 g/cm3×4 200 cm3=4 200 g,故D正确。
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9.(2024·兰州)一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为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,物体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
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10.(2024·济宁曲阜一模)两个相同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种不
同液体,液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙。现将两个完全相同的小
球分别浸入这两种液体中,小球在如图所示位置静止,此时两液面刚好齐
平,液体对容器底部压力的变化量分别为ΔF甲、ΔF乙,则:p甲__p乙;ΔF甲
____ΔF乙。(均选填“>”“<”或“=”)
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=
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11.(2024·聊城冠县二模)密度为0.5×103 kg/m3、
质量为0.5 kg的正方体木块漂浮在水面上(如图甲
所示),已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)木块漂浮时,浸在水中的体积;
(2)木块漂浮时,底部受到水的压强;
(3)把边长为5 cm的正方体金属块轻轻放在正方体木块的上表面中央,静止后金属块上表面恰好与水面相平(如图乙所示),此时金属块对木块的压强。
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解:(1)图甲中木块漂浮,所以木块受到的浮力:
F浮=G木=m木g=0.5 kg×10 N/kg=5 N,
由F浮=ρ水gV排可得,木块漂浮时,浸在水中的体积:
V浸===5×10-4 m3。
(2)由ρ=可得,木块的体积:V木===0.001 m3,
木块的边长:L===0.1 m,
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木块的底面积:S木=L2=(0.1 m)2=0.01 m2,
木块漂浮时,浸在水中的深度:
h===0.05 m,
木块漂浮时,底部受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m=500 Pa。
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(3)金属块的体积:
V金=(5 cm)3=125 cm3=1.25×10-4 m3,
金属块的底面积:S金=(5 cm)2=2.5×10-3 m2,
金属块受到的浮力:
F浮金=ρ水V排金g=ρ水V金g=1.0×103 kg/m3×1.25×10-4 m3×10 N/kg=
1.25 N,
木块受到的浮力:
F浮木=ρ水V排木g=ρ水V木g=1.0×103 kg/m3×0.001 m3×10 N/kg=10 N,
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图乙金属块和木块悬浮,则:F浮金+F浮木=G金+G木,即1.25 N+10 N=G金+5 N,
金属块的重力:G金=6.25 N,
木块对金属块的支持力:
F支=G金-F浮金=6.25 N-1.25 N=5 N,
金属块对木块的压力F压=F支=5 N,
金属块对木块的压强:p'===2 000 Pa。
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