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
建议用时:30分钟
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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
D
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题序
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2.(2024·黑龙江龙东地区)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
B
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题序
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3.(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
A
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题序
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4.(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
C
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题序
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5.(2024·德州禹城一模)水平桌面上两个相同的容器中分别装有甲、乙两
种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式
放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,
两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是( )
①甲液体密度小于乙液体密度
②甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
③正方体B受到的浮力大于正方体A受到的浮力
④装甲液体的容器对桌面的压力小于装乙液体的容器对桌面的压力
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
D
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题序
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6.(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
D
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题序
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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。
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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题序
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7.(2024·宜宾)(多选)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长
的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接
触,细线被拉直。已知甲的重力为4 N,甲受到的浮力为8 N,甲、乙的体积
之比为 2∶1,甲、乙的密度之比为1∶6,水的密度为 1.0×103 kg/m3,g取
10 N/kg。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为4 N
B.乙受到的浮力为4 N
C.甲的密度为0.25×103 kg/m3
D.容器底部对乙的支持力为4 N
AC
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题序
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【解析】 A.由题知,甲的重力为4 N,甲受到的浮力为8 N,且细线被拉直,则
甲受到向上的浮力、向下的重力和拉力而处于平衡状态,所以满足F浮甲=
G甲+F拉,则细线对甲的拉力F拉=F浮甲-G甲=8 N-4 N=4 N,故A正确。
B.甲、乙的体积之比为2∶1,甲有一半的体积露出水面,则甲排开水的体积
是甲体积的一半,所以甲、乙排开水的体积相等,根据F浮=ρ水gV排可知,甲、
乙受到的浮力相等,即乙受到的浮力F浮乙=8 N,故B错误。
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题序
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C.已知F浮甲=8 N,由阿基米德原理可得ρ水gV排=8 N。甲的重力为4 N,根据G=mg=ρVg可得ρ甲gV甲=4 N。此时V排=V甲,解得ρ甲=ρ水=0.25×103 kg/m3,故C正确。
D.甲、乙的密度之比为1∶6,甲、乙的体积之比为2∶1,由密度公式可知,甲、乙的质量之比为==×=,则m乙=3m甲,根据G=mg可知,G乙=3G甲=3×4 N=12 N,已知乙与容器底部接触,则乙受到向上的支持力、浮力、拉力和向下的重力而处于平衡状态,所以F支+F浮乙+F拉'=G乙,细线对乙的拉力F拉'=F拉=4 N,则乙受到的支持力F支=G乙-F浮乙-F拉'=12 N-8 N-4 N=0,故D错误。
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8.(2024·云南)(多选)一质量为900 g、底面积为100 cm2、高为12 cm的不吸
水圆柱体放在盛有4.2 kg水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为
300 cm2,如图所示。打开阀门K,放出3 kg的水后关闭阀门(ρ水=1.0×103 kg/m3,
g=10 N/kg)。下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度为0.75×103 kg/m3
B.放水前水面距容器底部的高度为14 cm
C.放水后水对容器底部的压力为21 N
D.放水后水对容器底部的压强为600 Pa
AD
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9.(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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10.(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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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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【答案】 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=V排===5×10-4 m3。
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(2)由ρ=可得,木块的体积:V木===0.001 m3,
木块的边长:L===0.1 m,
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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