内容正文:
三、力学
专题09 浮力
目 录
中考新趋势 2
五年真题 2
一.浮力 2
二.压强浮力综合计算 3
一年模拟 12
一、单选题 4
二、填空题 10
1.(2025·重庆·三模)【组合工件】如图甲所示,工厂中有一批由两种不同材料粘合而成的组合工件,其中A是正方体,B是高为25cm的长方体,A与B的底面是大小相等的正方形。现沿竖直方向从A的左侧切割边长为△h的部分,并将切割的部分顺时针旋转90°后摆放在右侧的桌面上,如图乙所示。切割部分对地面的压强与每次切割宽度Δh的关系如图丙所示,下列说法中正确的个数是( )
①正方体A的密度为2g/cm3
②长方体B的重力为1056N
③若△h为15cm时,剩余部分对地面的压强为12800Pa
④剩余部分对地面的压强等于切割部分对地面的压强时,△h为39cm
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
一.浮力
1.(2023·重庆·中考真题)小俊用弹簧测力计吊着质量为的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为、高为。则圆柱体下降过程中( )
A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为
二.压强浮力综合计算
2.(2025·重庆·中考真题)小渝同学将重、底面积的薄壁圆柱形溢水杯B放在水平升降台上,如图所示,内装深的水,则溢水杯对升降台的压强为 ;溢水口到杯底的距离,将底面积、高的圆柱体A悬挂于力传感器的挂钩上,示数为。升降台缓慢上升至A刚好浸没,溢出水,静置一段时间后,水面下降并保持不变,再将升降台降低(全过程A无水析出)。此时力传感器的示数为 N。(不考虑细线伸长、水的蒸发和A体积变化)
3.(2023·重庆·中考真题)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h= cm;③用细线连接水杯和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,完成打捞后,如图丙所示。则M与水杯的底面积之比为 。
4.(2023·重庆·中考真题)小天做物理小实验,先向质量为的薄壁柱形容器中倒入深度为的水,放在水平放置的电子秤上,稳定后示数如图甲:然后用细线吊着密度为、不吸水的立方体木块,竖直向下缓慢浸入容器水中,松开手待木块静止后,电子秤示数稳定后如图乙,此时木块对容器底部压强为 ,接着小天拉着细线,将木块竖直向上提升 ,容器对电子秤的压强变化量与木块底部所受水的压强变化量之差为。(不计细线质量和体积,忽略附在木块表面水的影响)
5.(2021·重庆·中考真题)如图所示,质量分布均匀的甲、乙两个正方体叠放在水平地面上,甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍,甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置,正方体乙漂浮且有的体积浸入水中。下列判断正确的是( )
A.甲、乙的质量之比m甲∶m乙=1∶4
B.甲、乙的密度之比甲∶乙=3∶8
C.甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=4∶3
D.甲、乙在水中静止时所受浮力之比F甲∶F乙=5∶12
一、单选题
1.(2025·重庆·三模)如图所示是小明将橡皮泥塞入吸管而制作的密度计,其中刻度A、B、C间距相等,放入盛有两种不同液体的烧杯中静止后的情形如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度大
B.适当增加橡皮泥的质量可以提高密度计的精确程度
C.刻度A、刻度B读数的差大于刻度B、刻度C读数的差
D.甲杯中液体对密度计底部的压强大于乙杯中液体对密度计底部的压强
2.(2025·重庆·一模)疯狂物理实验组利用抽气泵把真空罩内的气体不断抽走,出现了很多有趣的现象,如图所示,下列分析正确的是( )
A.甲图中,抽气后,气球变大可判断其受到的浮力也一定变大
B.乙图中,抽气后,热水会沸腾说明沸点随气压的降低而变小
C.丙图中,抽气后,细线的拉力始终等于吸盘1和2的总重力
D.丁图中,抽气后,依然听到闹钟声音说明真空能够传播声音
3.(2025·重庆·模拟预测)如图甲所示, 一个底面积为20cm2的圆柱体A,其上表面与细线相连,底部贴有压力传感器(不计压力传感器的质量和体积,压力传感器的受力面积等于A的底面积),连接电脑后可显示传感器所受压力的大小。图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面到匀速放入容器底部然后松开细绳,压力传感器所受压力大小与时间的关系图。已知薄壁柱形容器的重力为2N,底面积为50cm2,圆柱体A浸入水中时底部始终与水平面相平,且没有水溢出。下列说法正确的个数有( )
①1~2s, 圆柱体A受到的浮力逐渐增大
②1s时 ,A物体底部所受到的液体压强为1000Pa
③2s时 ,F的大小为3.2N
④3s时,容器对桌面的压强为2360Pa
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.(2025·重庆·三模)如图所示,两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种体积相同的不同液体,将同一小球分别浸没在两容器中,静止时细线对小球均有拉力且拉力相等。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度大于乙液体密度
B.小球在甲液体中所受浮力等于在乙液体中所受浮力
C.放入小球后左边容器对桌面的压力大于右边容器对桌面的压力
D.剪断乙中的细线,液面静止后容器底部受到液体的压强变小
5.(2025·重庆·一模)放在水平面上的两个相同容器甲和乙分别盛有体积相同的水和盐水,现将两个相同的杯子和木块分别以两种方式放在甲、乙两容器中。待稳定后,甲容器中的杯子漂浮,乙容器中的杯子中充满盐水且木块紧贴杯底,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.木块在甲容器和乙容器中均没有受到液体的浮力
B.甲容器中的水面高度大于乙容器中的盐水面高度
C.用力向下压甲容器中的杯子,杯子和木块一定会沉到容器底
D.轻轻向下推乙容器中的杯子,杯子和木块一定会沉到容器底
6.(2025·重庆九龙坡·二模)物理实践课中小赵制作了一个微型密度计用来判断消毒酒精的密度是否合格,如图所示,该密度计由标度杆、浮子和配重构成,合格消毒酒精的密度为0.86-0.88g/cm3之间,测量时液面位于A、B位置之间的酒精都是合格的。下列选项正确的是( )
A.液面位于A位置时酒精密度为0.88g/cm3
B.配重增加后标度杆上A、B间距离将变大
C.标度杆加粗(总质量不变)A、B间距离不变
D.酒精密度越大标度杆底端受到的液体压强越大
7.(2025·重庆大渡口·二模)如图甲所示是一款U型水上机器人,它被誉为“会跑的救生圈”,通过操控手柄可远距离、快速、精准送达,实现对落水人员的快速救援。已知这款机器人的质量为12kg,体积为0.14m3。如图乙所示,若一个被救援的人正怀抱这款机器人一起漂浮在水面上,人的质量为60kg,人有的体积露出水面。则下列说法正确的是( )
A.图甲,漂浮在水面的机器人受到的浮力大于重力
B.图甲,漂浮在水面的机器人排开水的体积为0.14m3
C.图乙,被救援的人和机器人受到的总浮力为480N
D.图乙,被救援人和机器人排开水的总体积为0.072 m3
8.(2025·重庆綦江·一模)如图所示,水平桌面上有一底面积150cm2,高25cm的轻质薄底柱形容器,底部自然放置有边长为5cm的正方体B,其密度为0.8g/cm3,距离水平桌面高30cm的天花板上通过一根长5cm的细线悬挂重5N,边长10cm的正方体A,且B刚好在A的下方。现向容器内加水,则下列判断中正确的是( )
A.B的重力为0.1N
B.当加水质量为2kg时,B与A之间的压力为0
C.B恰好与A接触时,此时水对容器底的压强为1500Pa
D.当细绳拉力为0N时,A底部所受到的液体压力为5N
9.(2025·重庆·模拟预测)如图甲所示, 一个底面积为20cm2的圆柱体A,其上表面与细线相连,底部贴有压力传感器(不计压力传感器的质量和体积,压力传感器的受力面积等于A的底面积),连接电脑后可显示传感器所受压力的大小。图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面到匀速放入容器底部然后松开细绳,压力传感器所受压力大小与时间的关系图。已知薄壁柱形容器的重力为2N,底面积为50cm2,圆柱体A浸入水中时底部始终与水平面相平,且没有水溢出。下列说法正确的个数有( )
①1~2s, 圆柱体A受到的浮力逐渐增大
②1s时 ,A物体底部所受到的液体压强为1000Pa
③2s时 ,F的大小为3.2N
④3s时,容器对桌面的压强为2360Pa
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
10.(2025·重庆九龙坡·模拟预测)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示(不考虑拉出物体时液面升降)。然后将体积为4000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为20N B.A的底面积为200cm2
C.剪断细线,B露出的体积为2000cm3 D.B的密度为
11.(23-24九年级下·重庆梁平·阶段练习)如图甲所示,正方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是10N
C.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D.该金属块的密度是2.7×103kg/m3
12.(2025·重庆·三模)小明同学利用大饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,如图所示(玻璃瓶口开着并倒置),拧紧大饮料瓶盖,此时玻璃瓶内外水面高度差。小明用手拿起瓶子,逐渐挤压饮料瓶,直至“浮沉子”沉底,下列说法中正确的是( )
A.大饮料瓶受到手的摩擦力变大
B.“浮沉子”内密闭的气体密度不变
C.“浮沉子”所受的浮力先变大后不变
D.挤压大饮料瓶,若玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中变小
13.(2025·重庆·二模)水产生的浮力会大于水的重力吗?如图所示,小燕将重、棱长为的正方体合金块,放在底面积为的薄壁容器中(合金块与容器底部不紧密接触),慢慢向容器中加水,当水的深度为时,下列说法中正确的是( )
A.合金块对容器底部的压强为
B.合金块受到的浮力是水的重力的5倍
C.若将合金块竖直上拉,容器对桌面的压强变化了
D.若想让合金块受到的浮力是水的重力的20倍,可换用底面积为的容器
二、填空题
14.(2025·重庆二十九中·二模)如图甲所示,竖直细杆(质量不计)的上端通过力传感器连在天花板上,力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小;下端与正方体物块M相连。现向底面积为0.02m2、质量为1kg的薄壁空水箱中加水,力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示,(g取10N/kg)。根据图中信息,向水箱内加入水的质量为 kg时,物块所受浮力最大;当传感器示数刚达到6N(C点)时,水箱对桌面的压强为 Pa。
15.(2025·重庆渝北·二模)如图甲所示,水平桌面上放有底面积为、高为20cm的薄壁柱形容器,容器里装有一定质量的水,正方体A漂浮在水面。然后在正方体A上逐个平放上密度均匀的长方体板B,容器底部受到水的压力与所加长方体板B个数的关系如图乙所示。已知所有的长方体板B完全相同,长方体板B的底面积与正方体A的底面积相等,每个长方体板B的厚度,长方体板B的数目足够多;每次放置的时候,长方体板B的下表面与正方体A的上表面完全重合,且整体始终保持直立不倾斜翻转。则正方体A上没有放长方体板B时,水对容器底部的压强为 Pa;A的密度为 。
16.(2025·重庆·一模)如图所示,质量为m0=50g的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲,电子秤的示数为m1=150g;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙,电子秤的示数为m2=171g;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙,电子秤的示数为m3=180g;水均未溢出,不计草莓吸水,不计细针体积。则草莓的质量为 g,草莓的体积为 cm3。
17.(2025·重庆·二模)如图所示,某同学把石块挂在弹簧测力计下,先后浸没在水和盐水中,如图乙、丙所示,则石块在水中受到的浮力大小为 N,丙图中盐水的密度为 kg/m3 。(g取10N/kg)
18.(2025·重庆·三模)如图甲所示,A、B均为正方体,且A的边长为10cm,将A下表面的中心与B上表面的中心用细线相连,放入足够高且底部带放水阀(体积可忽略)的薄壁长方体盛水容器中,阀门处于关闭状态,A的上表面刚好与水面相平,此时细线处于紧绷状态。然后缓慢放出容器中的水直至放完,放水过程中A始终在B的正上方。测得整个放水过程中B对容器内底面的压力F随放出水的体积V变化的图象如图乙所示。细线体积不计,物体A、B不吸水。已知长方体容器的底面积S=200cm2。则细线的长度为 cm;放水2350cm3时,B对容器底部的压强为 Pa。
19.(2025·重庆·三模)如图甲所示,底面积为的薄壁柱形容器中有一个边长为10cm的实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,此时木块露出水面的体积为总体积的一半,然后在木块的上表面放置一个规则的实心金属块。静止后木块上表面刚好与水面相平,如图乙所示。从甲图到乙图的过程中,容器底受到水的压强变化了 Pa。现把实心金属块直接放入水中,金属块沉入水底,此时水面下降了2cm,金属块的密度为 。
20.(2025·重庆·三模)千年凿井技艺传承,盐帮文化浸润巴蜀,非遗焕新赋能生活,小冉决定研究井盐卤水结晶的过程。如图所示,底面积为的容器内原装有9cm深的天然卤水(饱和盐溶液),将一底面积为、高12.5cm的柱体结晶粗盐A浸没在卤水中,使其距容器底部1cm,则此时细线的拉力为 N;蒸发结晶过程中,假设每的卤水能够析出40g结晶粗盐,析出后将全部附着于柱体A的四周,且始终不露出液面,当细线上拉力大小为4N时,剪断细线,待A静止后,卤水对容器底部的压力为 N。(,,)
21.(2025·重庆·三模)我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号于2024年11月17日正式入列,排水量为42600t,则其满载时受到的浮力为 N;台风天气,钻探船可适当 重心来抵御台风。
22.(2025·重庆巴南·二模)如图所示,足够高的轻质柱形容器底面积为200cm2,放在水平桌面上。容器内放有一密度为0.4g/cm3、边长为10cm的正方体木块A,将一物块B放在A的正上方,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于木块底部中心和柱形容器中心。现缓慢向容器中加水,当加入2.8kg的水后停止加水,此时木块A有五分之一的体积露出水面,细绳受到的拉力为1N,则B的重力是 N,容器中水的深度为h1;再将物块B取下并缓慢放入水中直到浸没时,细绳刚好断掉,液面稳定后容器中水的深度为h2,已知细绳能承受的最大拉力为5N,则h1∶h2= 。
23.(2025·重庆·一模)如图所示,质量只有20g的“入水亮冰块”是由食品级PS材料外壳、液体感应器、纽扣电池和LED灯等元件组成。当液体感应器接触水后,“冰块”内的LED灯就会发光,液体感应器相当于电路中的 ,此时“入水亮冰块”漂浮在水面上受到的浮力为 N。
24.(2025·重庆·三模)小飞进行了如下创新实验:如图所示,把体积为1000cm3且带有自动阀门的空心金属盒A(空心部分为真空),放入底面积为500cm2盛有水的薄壁圆柱形容器中,放入后容器对水平桌面的压强变化量为120Pa,则空心金属盒A的重力为 N;然后打开自动阀门,金属盒A的空心部分充满水后沉底,与图相比,容器底部受到水的压强的变化量为90Pa。则金属盒A空心部分的体积为 cm3。(阀门的质量和体积均忽略不计)
25.(2025·重庆·三模)如图所示,甲、乙两个完全相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,两容器底部用一根细管相连,开始时阀门K关闭。容器底面积均为400cm²,甲中盛有深度为0.4m的水,乙中放一底面积为200cm²、高为0.4m的圆柱形木块,且甲中水对容器底部的压强是木块对乙底部压强的2倍。则木块的密度为 kg/m³。打开阀门,水将由甲流向乙,当水不再流动时,流入乙容器中的水的质量 kg。
26.(2025·重庆·三模)小亮老师利用一个不吸水的凸型工件做了一个有关浮力和压强的实验。如图甲所示,将足够高且装有深水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器底面积为。再用一根轻杆(不计体积和质量)倒吊着这个凸型工件,工件由两部分紧密连接组成。两部分均为圆柱体,,。如甲图所示,用手拿住轻杆,开始时工件端下表面刚接触水面,缓慢竖直下降直到工件完全浸没,过程中杆对工件的作用力与工件下降的高度的关系如图乙所示。则刚开始时水对容器底部压强为 ,工件完全浸没时轻杆的作用力为 。
27.(2025·重庆·一模)水平桌面上放有一足够高的轻质薄壁方形底柱状杯,底面积为,内部装有一定量的水。现将一底面积,高10cm,质量400g的不吸水长方体A放入其中,A漂浮在水面上且下表面距离杯底0.6cm,此时A所受的浮力大小为 N。将A沿竖直方向切去一半并取出,将另一底面积,高6cm,质量1200g的不吸水长方体B竖直放入容器中,再用力将余下的A往下压,使其下移2cm并保持静止,此时杯对桌面的压强为 Pa。
28.(2025·重庆渝中·二模)如图所示,水平桌面上有底面积为150cm2,高25cm的轻质柱形容器,底部放置密度为0.5g/cm3,边长为10cm的正方体A。在距离水平桌面高30cm的天花板上通过一长为5cm的细线悬挂重为6N,边长为5cm的正方体B,且B在A的正上方。缓慢向容器中加水,当A恰好漂浮时(还未接触到B),水对容器底部的压强为 Pa。继续向容器中加水,当细绳拉力刚好为0时,A底部受到的液体压力为 N。(g=10N/kg)
29.(2025·重庆潼南·二模)小静在厨房观察到了一个有趣的现象,她把一个苹果放入盛满水的盆子清洗时,从盆中溢出的水流入水槽(A)内。取出苹果后,盆子(B)浮了起来。小静经过思考,建立了以下模型研究盆子浮起来的条件。如图所示,底面积为足够高的圆柱形容器A放在水平面上,内放一个装满水的圆柱形容器B(B厚度不计,且与A底部未紧密结合)。容器B质量为200g,底面积为,高度为20cm。不吸水的正方体木块边长为10cm,密度为。木块轻轻放入容器B中,当木块最终静止时,水对容器B底部的压力是 N;把木块取出(不计取出木块时沾的水),再从B容器中抽出质量为 g的水倒入容器A中时,容器B刚好漂浮。
30.(2025·重庆綦江·一模)2025年4月23日是中国海军成立76周年纪念日。如图所示为075型两栖攻击舰的2号舰,其满载时的排水量约为3.5×104t,是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰。此军舰满载时受到的浮力约为 N,当直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力会 。
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三、力学
专题09 浮力
目 录
中考新趋势 2
五年真题 2
一.浮力 3
二.压强浮力综合计算 4
一年模拟 12
一、单选题 12
二、填空题 27
1.(2025·重庆·三模)【组合工件】如图甲所示,工厂中有一批由两种不同材料粘合而成的组合工件,其中A是正方体,B是高为25cm的长方体,A与B的底面是大小相等的正方形。现沿竖直方向从A的左侧切割边长为△h的部分,并将切割的部分顺时针旋转90°后摆放在右侧的桌面上,如图乙所示。切割部分对地面的压强与每次切割宽度Δh的关系如图丙所示,下列说法中正确的个数是( )
①正方体A的密度为2g/cm3
②长方体B的重力为1056N
③若△h为15cm时,剩余部分对地面的压强为12800Pa
④剩余部分对地面的压强等于切割部分对地面的压强时,△h为39cm
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【解析】由图丙可知开始时切下部分对地面的压强匀增加,当压强增加到突然发生变化,说明此时刚好把正方体A切完,从这里开始切割B,压强继续增大,当Δh为时压强达到最大值,说明此时A、B刚好是一个整体平放在水平面上。
①A与B的底面是大小相等的正方形,切割的总长度为40cm,所以正方体A的边长为,B的底边长为,因为正方体A是柱体,根据可得正方体A的密度为
①正确;
②A的重力为
根据图丙可知达到最大压强时A、B对水平面的压力为
水平面重力与压力大小相等,则
则B的重力为
②错误;
③若为15cm时,则A还剩5cm,则A的剩余重力为
剩余部分对地面的压强
③正确;
④假设为39cm时,B是柱体,则剩余部分对水平面的压强为
切割部分对地面的压强
因为,所以④错误;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
一.浮力
1.(2023·重庆·中考真题)小俊用弹簧测力计吊着质量为的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为、高为。则圆柱体下降过程中( )
A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为
【答案】C
【解析】A.浸没前,圆柱体排开水的体积变大,由F浮=ρ水gV排可知,受到浮力变大,由F=G-F浮可知弹簧测力计的示数逐渐变小,故A不符合题意;
B.浸没前,溢水杯中一直是满的,水的深度不变,由p=ρ水gh可知水对容器底部的压强不变,故B不符合题意;
C.圆柱体的重力
G=mg=1.35kg×10N/kg=13.5N
圆柱体的体积
V=Sh=100cm2×5cm=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3
浸入一半时圆柱体受到的浮力
弹簧测力计的示数为
F=G-F浮=13.5N-2.5N=11N
故C符合题意;
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
圆柱体底部受到水的压力
F压=pS=500Pa×100×10-4m2=5N
故D不符合题意。
故选C。
二.压强浮力综合计算
2.(2025·重庆·中考真题)小渝同学将重、底面积的薄壁圆柱形溢水杯B放在水平升降台上,如图所示,内装深的水,则溢水杯对升降台的压强为 ;溢水口到杯底的距离,将底面积、高的圆柱体A悬挂于力传感器的挂钩上,示数为。升降台缓慢上升至A刚好浸没,溢出水,静置一段时间后,水面下降并保持不变,再将升降台降低(全过程A无水析出)。此时力传感器的示数为 N。(不考虑细线伸长、水的蒸发和A体积变化)
【答案】1750 15.5
【解析】[1]溢水杯中水的重力
溢水杯对水平升降台的压力
根据可得,溢水杯对升降台的压强为
[2]根据题意,A的重力为20N;体积为1000cm3;溢水口到杯底的距离是20cm,内装17cm的水,则当A刚好浸没时,若A不吸水,会溢出水的体积为1000cm3-(20cm-17cm)×200cm2=400cm3
而现在溢出水的重力为3.5N,体积为350cm3。说明A吸收了50cm3的水,即50g的水。静置一段时间后,水面下降0.5cm时,溢水杯中水的体积的减少量为
根据题意可知,圆柱体吸收水的质量为
圆柱体吸收的水的重力为
此时溢水杯B内剩余水的重力为
此时溢水杯B内剩余水的质量为
此时溢水杯B内剩余水的体积为
根据题意,A刚好浸没时,此时A的上表面与B的溢水口相平,A的下表面与B的底部的距离为
当再将升降台降低时,即B的底部下降2cm,由于A的位置不变,所以,此时A的下表面与B的底部的距离为
可得
所以,此时A浸入水的深度为
可得此时A排开水的体积为
根据阿基米德原理可得,此时A受到的浮力为
根据称重法可得,此时力传感器的示数为
3.(2023·重庆·中考真题)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h= cm;③用细线连接水杯和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,完成打捞后,如图丙所示。则M与水杯的底面积之比为 。
【答案】 9 2∶9
【解析】[1]根据甲、乙两图可知,向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,液面上升的距离为
由此可知当加入质量与水杯相同的铁砂液面上升3cm,因为铁砂与柱形薄壁水杯质量相等,因此不加铁砂时,水杯浸入水中的深度为3cm,因此如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度
[2]由图乙可知,装入铁砂后烧杯下降6cm,则增加的浮力为
ΔF浮=ρ水ΔV排g=ρ水g×6cm×S杯
取出铁砂的拉力的增量等于ΔF浮。因铁砂的质量是水杯的2倍,并由甲图可知,烧杯受到的浮力为
F浮=ρ水g×3cm×S杯=G杯
又因为M的质量与水杯的质量相等,因此,M受到的重力大小也为F浮。当铁砂取完后,M恰好可被拉起可知,杯底到M上表面的距离等于M的边长,铁砂产生的浮力刚好的与M正方体的重力和上表面的压力,则
化简得
①
根据甲丙两图可知,增加的排开水的体积是
且增加的浮力等于正方体M的重力与所受浮力之差,则有
化简得
在甲图中,排开水的体积为
则有
②
①②两式联立可得
4.(2023·重庆·中考真题)小天做物理小实验,先向质量为的薄壁柱形容器中倒入深度为的水,放在水平放置的电子秤上,稳定后示数如图甲:然后用细线吊着密度为、不吸水的立方体木块,竖直向下缓慢浸入容器水中,松开手待木块静止后,电子秤示数稳定后如图乙,此时木块对容器底部压强为 ,接着小天拉着细线,将木块竖直向上提升 ,容器对电子秤的压强变化量与木块底部所受水的压强变化量之差为。(不计细线质量和体积,忽略附在木块表面水的影响)
【答案】300 0.8
【解析】[1]由图甲可知,容器和水的总质量m总=450g,则容器中水的质量
m水=m总-m容器=450g-300g=150g
由可知,水的体积
由V=Sh可知,容器的底面积
由图乙可知,容器、水和木块的总质量m总’=1050g,则木块的质量
由可知,木块的体积
由V=L3可知,木块的边长
木块的底面积
图乙中水的深度
此时木块排开水的体积
则木块受的浮力
木块的重力
G木=m木g=600×10-3kg×10N/kg=6N
由力的平衡条件可知,木块对容器底部的压力
F底=G木-F浮=6N-3N=3N
木块对容器底的压强
[2]设提升后,木块浸在水中的深度为h2,此时木块排开水的体积
V排2=S木h2
木块受到的浮力
由力的平衡条件可知,提升时的拉力
提升之前,容器对电子秤的压力
F压秤=G总’
提升后,容器对电子秤的压力
由可知,容器对电子秤的压强变化量
由p=ρgh可知,木块底部所受水的压强变化量
由题意可知
即
解得h2=0.006m=0.6cm
则提升后水和木块浸在水中的总体积
此时容器中水的深度
木块下表面到容器底部的距离
h3=1.4cm-0.6cm=0.8cm
则木块竖直向上提升的高度为0.8cm。
5.(2021·重庆·中考真题)如图所示,质量分布均匀的甲、乙两个正方体叠放在水平地面上,甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍,甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置,正方体乙漂浮且有的体积浸入水中。下列判断正确的是( )
A.甲、乙的质量之比m甲∶m乙=1∶4
B.甲、乙的密度之比甲∶乙=3∶8
C.甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=4∶3
D.甲、乙在水中静止时所受浮力之比F甲∶F乙=5∶12
【答案】C
【解析】A.甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,甲对乙的压力
F甲=pS甲
甲的重力
G甲=F甲=pS甲
乙对地面的压力
F乙=pS乙
甲乙的总重力
G总=F乙=pS乙
所以
由G=mg可知甲乙的质量之比
m甲∶m乙=1∶3
故A错误;
B.甲、乙的密度之比
故B错误;
C.正方体乙漂浮且有的体积浸入水中,处于漂浮状态,所以
F浮乙=G乙
ρ水gV=ρ乙gV
ρ乙=ρ水
甲的密度
ρ甲=ρ乙=×ρ水=ρ水
甲的密度小于水的密度,甲漂浮在水中,所以
F浮甲=G甲
ρ水gV排=ρ甲gV甲
V排甲==V甲
甲、乙浸入水中的深度之比
故C正确;
D.甲乙漂浮,所以浮力之比
F浮甲∶F浮乙= G甲∶G乙=1∶3
故D错误。
故选C。
一、单选题
1.(2025·重庆·三模)如图所示是小明将橡皮泥塞入吸管而制作的密度计,其中刻度A、B、C间距相等,放入盛有两种不同液体的烧杯中静止后的情形如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度大
B.适当增加橡皮泥的质量可以提高密度计的精确程度
C.刻度A、刻度B读数的差大于刻度B、刻度C读数的差
D.甲杯中液体对密度计底部的压强大于乙杯中液体对密度计底部的压强
【答案】B
【解析】A.密度计漂浮在液体中,所以
由此可知,密度计浸入液体排开液体的体积越大,说明液体的密度越小,即密度计越靠近上方的刻度,其相应的密度数值越小,所以甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度小,故A错误;
B.密度计静止时,浮力等于重力,即
则液体的密度为,在同一液体中,适当增加橡皮泥的质量,使m变大,则排开液体的体积变大,根据公式可知,可增大该密度计两条刻度线之间的距离,即可以提高密度计的精确程度,故B正确;
C.密度计靠浮力漂浮,液体密度越大,密度计浮得越高,即露出部分多,浸入部分少,所以刻度从上到下对应的液体密度逐渐增大,而密度计的刻度是非均匀的,随着液体密度增大(刻度下移),相同高度差对应的密度差逐渐变大,所以刻度A、刻度B读数的差小于刻度B、刻度C读数的差,故C错误。
D.密度计受到的浮力相同,根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体下表面和上表面所受压力之差,而密度计漂浮,其上表面受到的压力为0,所以甲和乙液体中密度计下表面受到的压力相等,根据公式可知,因为同一根密度计,底部面积相同,所以甲杯中液体在密度计底部处的压强等于乙杯中液体在密度计底部处的压强,故D错误。
故选B。
2.(2025·重庆·一模)疯狂物理实验组利用抽气泵把真空罩内的气体不断抽走,出现了很多有趣的现象,如图所示,下列分析正确的是( )
A.甲图中,抽气后,气球变大可判断其受到的浮力也一定变大
B.乙图中,抽气后,热水会沸腾说明沸点随气压的降低而变小
C.丙图中,抽气后,细线的拉力始终等于吸盘1和2的总重力
D.丁图中,抽气后,依然听到闹钟声音说明真空能够传播声音
【答案】B
【解析】A.抽气后,气球变大是因为罩内气压减小,气球内部压强大于外部压强,所以气球膨胀。而根据阿基米德原理,浮力等于排开气体的重力,抽气后罩内空气密度减小,气球排开空气的重力减小,即浮力减小,故A错误;
B.液体的沸点随气压的降低而降低,抽气后真空罩内气压减小,水的沸点降低,所以热水会沸腾,故B正确;
C.抽气前,吸盘受到大气压力、细线拉力和自身重力,处于平衡状态,此时细线拉力等于吸盘重力。抽气后,真空罩内气压减小,大气对吸盘的压力减小,吸盘受到的摩擦力也会减小,当摩擦力小于吸盘和物体的总重力时,吸盘会下滑,此时细线拉力小于吸盘和物体的总重力,故C错误;
D.声音的传播需要介质,真空不能传声。在抽气过程中,如果还能听到闹钟声音,是因为真空罩内还没有被抽成完全真空,仍有少量空气作为介质传播声音,故D错误。
故选B。
3.(2025·重庆·模拟预测)如图甲所示, 一个底面积为20cm2的圆柱体A,其上表面与细线相连,底部贴有压力传感器(不计压力传感器的质量和体积,压力传感器的受力面积等于A的底面积),连接电脑后可显示传感器所受压力的大小。图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面到匀速放入容器底部然后松开细绳,压力传感器所受压力大小与时间的关系图。已知薄壁柱形容器的重力为2N,底面积为50cm2,圆柱体A浸入水中时底部始终与水平面相平,且没有水溢出。下列说法正确的个数有( )
①1~2s, 圆柱体A受到的浮力逐渐增大
②1s时 ,A物体底部所受到的液体压强为1000Pa
③2s时 ,F的大小为3.2N
④3s时,容器对桌面的压强为2360Pa
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【解析】①由图乙可知, 当t=1s时,物体A刚好完全浸没,在1~2s,圆柱体A浸没在液体中的深度增加,但排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,圆柱体受到的浮力不变,故①错误;
②由图乙可知,1s时A物体底部所受到的液体压力为2N,则A物体底部所受到的液体压强为
故②正确;
③圆柱体完全浸没时受到的浮力
由可得,浸没时排开水的体积为
则圆柱体的高度为
圆柱体刚好浸没在水中,物体上表面与液面相平,液面上升的高度
圆柱体实际向下移动的距离s=h-Δh=0.1m-0.04m=0.06m
圆柱体A下降的速度
由图乙可知,在2s时,圆柱体A到达容器底部,则原来容器中水的深度为hˊ=vt=0.06m/s×2s=0.12m
2s时,容器中水的深度
此时圆柱体A底部所受到的液体压强
此时圆柱体A底部受到的压力
故③正确;
④水的体积为V水=S容hˊ=50×10-4m2×0.12m==6×10-4m3
水的重力G水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N
由图乙可知物体刚到达容器底部时,水对传感器的压力为F´=3.2N,第3s时,物体已沉底,传感器受到的压力为F压=5N。因为此时传感器受到的压力为水对传感器的压力和容器底部对传感器的支持力之和,即F压=F´+F支
则此时圆柱体受到的支持力F支=F压-F´=5N-3.2N=1.8N
此时圆柱体A处于静止状态,则GA=F支+F浮=1.8N+2N=3.8N
则第3s时容器对桌面的压力为F压ˊ=G水+GA+G容=6N+3.8N+2N=11.8N
容器对桌面的压强
故④正确。
综上②③④正确,①错误,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(2025·重庆·三模)如图所示,两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种体积相同的不同液体,将同一小球分别浸没在两容器中,静止时细线对小球均有拉力且拉力相等。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度大于乙液体密度
B.小球在甲液体中所受浮力等于在乙液体中所受浮力
C.放入小球后左边容器对桌面的压力大于右边容器对桌面的压力
D.剪断乙中的细线,液面静止后容器底部受到液体的压强变小
【答案】D
【解析】AB.如图所示,对小球进行受力分析可知,在甲液体中,小球受到重力、竖直向上的浮力以及竖直向上的绳的拉力的作用,因为小球静止,处于平衡状态,根据力的平衡条件可知,三者之间的关系为F浮甲+F拉=G球,在乙液体中,小球受到重力、竖直向上的浮力以及竖直向下的绳的拉力的作用,根据力的平衡条件可得F浮乙=G球+F拉,因为两种情况下的拉力相等,则可得F浮甲<F浮乙,在甲、乙液体中小球都是浸没,排开液体的体积相等,由阿基米德原理及公式F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,故AB错误;
C.对甲图进行受力分析可知,容器对桌面的压力为F甲压=G甲+G容器+G球-F拉,对乙图进行受力分析可知容器对桌面的压力为F乙压=G乙+G容器+G球,因为甲液体的密度小于乙液体的密度,且两者体积相同,则可知G甲<G乙,所以放入小球后左边容器对桌面的压力小于右边容器对桌面的压力,故C错误;
D.因为在乙液体中小球受到的浮力大于其重力,所以剪断乙中的细线后小球会上浮直至漂浮,排开液体的体积减小,液面高度下降,根据液体压强公式p液=ρ液gh可知,液面静止后容器底部受到液体的压强变小,故D正确。
故选D。
5.(2025·重庆·一模)放在水平面上的两个相同容器甲和乙分别盛有体积相同的水和盐水,现将两个相同的杯子和木块分别以两种方式放在甲、乙两容器中。待稳定后,甲容器中的杯子漂浮,乙容器中的杯子中充满盐水且木块紧贴杯底,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.木块在甲容器和乙容器中均没有受到液体的浮力
B.甲容器中的水面高度大于乙容器中的盐水面高度
C.用力向下压甲容器中的杯子,杯子和木块一定会沉到容器底
D.轻轻向下推乙容器中的杯子,杯子和木块一定会沉到容器底
【答案】B
【解析】A.木块在甲容器中没有排开液体,其所受重力与支持力平衡,浮力为0,即木块在甲容器中没有受到液体的浮力;在乙容器中浸没在盐水中,根据阿基米德原理可知,木块受到的浮力为F浮=ρ盐水gV木块,故A错误。
B.将杯子和木块看成一个整体,整体所受重力相同,且各自等于浮力,因此两容器中整体所受浮力相等。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV可知,密度更大的盐水中的排开体积更小,又由于,两容器底面积相同,因此盐水中液面上升量小,甲容器液面上升的高度大于乙容器液面上升的高度,故B正确。
C.用力向下压甲容器中的杯子,杯子的密度大于水的密度,杯子可能会沉底,但木块的密度小于水的密度,木块会漂浮在水面上,故C错误;
D.盐水是均匀的,上下密度相同,根据阿基米德原理,被向下推动后周围液体密度不变,浮力不变,应仍然保持悬浮,故D错误。
故选B。
6.(2025·重庆九龙坡·二模)物理实践课中小赵制作了一个微型密度计用来判断消毒酒精的密度是否合格,如图所示,该密度计由标度杆、浮子和配重构成,合格消毒酒精的密度为0.86-0.88g/cm3之间,测量时液面位于A、B位置之间的酒精都是合格的。下列选项正确的是( )
A.液面位于A位置时酒精密度为0.88g/cm3
B.配重增加后标度杆上A、B间距离将变大
C.标度杆加粗(总质量不变)A、B间距离不变
D.酒精密度越大标度杆底端受到的液体压强越大
【答案】B
【解析】A.微型密度计始终漂浮在液面上,受到的浮力等于重力,即受到的浮力不变,由可知,密度计排开液体的体积越大,液体的密度越小;合格消毒酒精的密度为0.86-0.88g/cm3之间,测量时液面位于A、B位置之间的酒精都是合格的,所以液面位于A位置时酒精密度为0.86g/cm3,故A错误;
B.配重增加后,密度计的重力增大,则受到的浮力变大,由可知,液体密度一定时,密度计排开液体的体积增大,所以标度杆上A、B间距离将变大,故B正确;
C.密度计排开液体的体积一定时,标度杆加粗,标度杆的高度变化减小,所以A、B间距离变小,故C错误;
D.微型密度计始终漂浮在液面上,受到的浮力不变,由浮力的产生原因可知,酒精密度改变,标度杆底端受到的液体压强不变,故D错误。
故选B。
7.(2025·重庆大渡口·二模)如图甲所示是一款U型水上机器人,它被誉为“会跑的救生圈”,通过操控手柄可远距离、快速、精准送达,实现对落水人员的快速救援。已知这款机器人的质量为12kg,体积为0.14m3。如图乙所示,若一个被救援的人正怀抱这款机器人一起漂浮在水面上,人的质量为60kg,人有的体积露出水面。则下列说法正确的是( )
A.图甲,漂浮在水面的机器人受到的浮力大于重力
B.图甲,漂浮在水面的机器人排开水的体积为0.14m3
C.图乙,被救援的人和机器人受到的总浮力为480N
D.图乙,被救援人和机器人排开水的总体积为0.072 m3
【答案】D
【解析】A.图甲,漂浮在水面的机器人,由二力平衡得,机器人受到的浮力等于重力,故A错误;
B.图甲,漂浮在水面的机器人,受到的浮力为
由得,机器人排开水的体积为
故B错误;
C.图乙,被救援的人和机器人一起漂浮在水面上,被救援的人和机器人受到的总浮力为
故C错误;
D.图乙,由得,被救援人和机器人排开水的总体积为
故D正确。
故选D。
8.(2025·重庆綦江·一模)如图所示,水平桌面上有一底面积150cm2,高25cm的轻质薄底柱形容器,底部自然放置有边长为5cm的正方体B,其密度为0.8g/cm3,距离水平桌面高30cm的天花板上通过一根长5cm的细线悬挂重5N,边长10cm的正方体A,且B刚好在A的下方。现向容器内加水,则下列判断中正确的是( )
A.B的重力为0.1N
B.当加水质量为2kg时,B与A之间的压力为0
C.B恰好与A接触时,此时水对容器底的压强为1500Pa
D.当细绳拉力为0N时,A底部所受到的液体压力为5N
【答案】B
【解析】A.B的边长为5cm,体积为
正方体B的质量为
故B的重力,故A错误;
B.由于B的密度小于水的密度,所以B是漂浮,所受的浮力等于重力,大小为1N,根据阿基米德原理知,B在水中排开水的体积为
当A恰好与B接触时,B与A之间的压力为0,B浸入水中的深度大小为
B露出水面的高度
距离水平桌面高30cm的天花板上通过一根长5cm的细线悬挂重5N的正方体A,水深度
则水的体积
水的质量,故B正确;
C.B恰好与A接触时,此时水的深度为0.14m,所以水对容器底的压强,故C错误;
D.当细绳拉力为0时,A、B的整体处于漂浮状态,浮力等于总重力,所以此时的浮力为
根据阿基米德原理知,A、B作为整体,共排开水的体积
所以此时A排开水的体积
A浸入水中的深度
A下表面所受液体压强
A下表面所受液体压力,故D错误。
故选B。
9.(2025·重庆·模拟预测)如图甲所示, 一个底面积为20cm2的圆柱体A,其上表面与细线相连,底部贴有压力传感器(不计压力传感器的质量和体积,压力传感器的受力面积等于A的底面积),连接电脑后可显示传感器所受压力的大小。图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面到匀速放入容器底部然后松开细绳,压力传感器所受压力大小与时间的关系图。已知薄壁柱形容器的重力为2N,底面积为50cm2,圆柱体A浸入水中时底部始终与水平面相平,且没有水溢出。下列说法正确的个数有( )
①1~2s, 圆柱体A受到的浮力逐渐增大
②1s时 ,A物体底部所受到的液体压强为1000Pa
③2s时 ,F的大小为3.2N
④3s时,容器对桌面的压强为2360Pa
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【解析】①由图乙可知, 当t=1s时,物体A刚好完全浸没,在1~2s,圆柱体A浸没在液体中的深度增加,但排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,圆柱体受到的浮力不变,故①错误;
②由图乙可知,1s时A物体底部所受到的液体压力为2N,则A物体底部所受到的液体压强为
故②正确;
③圆柱体完全浸没时受到的浮力
由可得,浸没时排开水的体积为
则圆柱体的高度为
圆柱体刚好浸没在水中,物体上表面与液面相平,液面上升的高度
圆柱体实际向下移动的距离s=h-Δh=0.1m-0.04m=0.06m
圆柱体A下降的速度
由图乙可知,在2s时,圆柱体A到达容器底部,则原来容器中水的深度为hˊ=vt=0.06m/s×2s=0.12m
2s时,容器中水的深度
此时圆柱体A底部所受到的液体压强
此时圆柱体A底部受到的压力
故③正确;
④水的体积为V水=S容hˊ=50×10-4m2×0.12m==6×10-4m3
水的重力G水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N
由图乙可知物体刚到达容器底部时,水对传感器的压力为F´=3.2N,第3s时,物体已沉底,传感器受到的压力为F压=5N。因为此时传感器受到的压力为水对传感器的压力和容器底部对传感器的支持力之和,即F压=F´+F支
则此时圆柱体受到的支持力F支=F压-F´=5N-3.2N=1.8N
此时圆柱体A处于静止状态,则GA=F支+F浮=1.8N+2N=3.8N
则第3s时容器对桌面的压力为F压ˊ=G水+GA+G容=6N+3.8N+2N=11.8N
容器对桌面的压强
故④正确。
综上②③④正确,①错误,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.(2025·重庆九龙坡·模拟预测)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示(不考虑拉出物体时液面升降)。然后将体积为4000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为20N B.A的底面积为200cm2
C.剪断细线,B露出的体积为2000cm3 D.B的密度为
【答案】D
【解析】A.由图乙知,实心圆柱体A上升高度从0到10cm,浸没水中,10到20cm,逐渐露出水面,20cm后,离开水面。所以A的高度为h=20cm-10cm=10cm=0.1cm
A离开水面后的拉力和重力大小相等,即A的重力为20N,浸没水中,测力计的示数为10N,浸没水中受到的浮力,故A错误;
B.A浸没水中,排开水的体积即为A的体积
A的底面积,故B错误;
CD.A的质量
A和B悬浮在水中,将两者看成一整体,则F浮AB=GAB,据阿基米德原理及G=mg得,即
解得B的质量。B的密度
B的密度小于水的密度,剪断细线,B漂浮在水面,此时B所受的浮力等于自身的重力,排开水的体积
B露出的体积,故C错误,D正确。
故选D。
11.(23-24九年级下·重庆梁平·阶段练习)如图甲所示,正方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是10N
C.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D.该金属块的密度是2.7×103kg/m3
【答案】D
【解析】A.当金属块完全露出水面时,此时拉力等于重力,该金属块重力为,故A错误;
B.当金属块浸没在水中时,此时绳子的拉力,则浸没在水中时金属块受到的浮力,故B错误;
C.由图象中的BC段可知至时间段绳子的拉力逐渐变大,而金属块的重力不变可知,金属块受到的浮力逐渐变小,故C错误;
D.金属块浸没在水中时可得金属块的体积,,该金属块的密度是,故D正确。
故选D。
12.(2025·重庆·三模)小明同学利用大饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,如图所示(玻璃瓶口开着并倒置),拧紧大饮料瓶盖,此时玻璃瓶内外水面高度差。小明用手拿起瓶子,逐渐挤压饮料瓶,直至“浮沉子”沉底,下列说法中正确的是( )
A.大饮料瓶受到手的摩擦力变大
B.“浮沉子”内密闭的气体密度不变
C.“浮沉子”所受的浮力先变大后不变
D.挤压大饮料瓶,若玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中变小
【答案】C
【解析】A.瓶子握在手中,手和瓶子之间产生摩擦力,瓶子静止在手中,竖直方向受到重力和摩擦力的作用,两个力是平衡力,大小相等,重力不变,故此时大塑料瓶受到手的摩擦力不变,故A错误;
B.用力挤压矿泉水瓶时,瓶内空气被压缩,气压变大,将水压入小玻璃瓶,将瓶体中的空气压缩,体积变小,而气体质量不变,由可知密度变大,故B错误;
C.“浮沉子”下潜过程中,浸没之前浮力越来越大(排开水的体积变大),浸没后浮力不再发生改变(排开水的体积不变),即整个过程中浮力先增大、后不变,故C正确;
D.设浮沉子浸入水中的深度为h′,用力挤压饮料瓶,瓶内气体的体积减小,气压变大,将水压入小玻璃瓶,将瓶中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,浮沉子所受重力大于它受到浮力,于是向下沉,h′增大,最终还是漂浮,开始时ρ水gV排=ρ水gV水+m瓶g
即ρ水gSh2=ρ水gS(h′-h)+m瓶g
所以ρ水Sh2=ρ水S(h′-h)+m瓶
解得ρ水hS=m瓶①
后来ρ水gV排′=ρ水gV水′+m瓶g
即ρ水gS(h′+Δh)=ρ水gS(h′+Δh-h″)+m瓶g
所以ρ水gSh′+ρ水gSΔh=ρ水gSh′+ρ水gSΔh-ρ水gSh″+m瓶g
解得ρ水h″S=m瓶②
由①②知h=h″
所以由于水进入玻璃瓶,但h不变,故D错误。
故选C。
13.(2025·重庆·二模)水产生的浮力会大于水的重力吗?如图所示,小燕将重、棱长为的正方体合金块,放在底面积为的薄壁容器中(合金块与容器底部不紧密接触),慢慢向容器中加水,当水的深度为时,下列说法中正确的是( )
A.合金块对容器底部的压强为
B.合金块受到的浮力是水的重力的5倍
C.若将合金块竖直上拉,容器对桌面的压强变化了
D.若想让合金块受到的浮力是水的重力的20倍,可换用底面积为的容器
【答案】C
【解析】A.合金块排开水的体积为
合金块受到的浮力为
合金块对容器底部的压力
合金块对容器底部的压强为
故A错误;
B.水的体积为
水的重力为
则合金块受到的浮力是水的重力的
故B错误;
C.若将合金块竖直上拉,合金块浸入水中的深度为
合金块受到的浮力变为
容器对桌面的压力减小
容器对桌面的压强变化了
故C正确;
D.若换用容器,想让合金块受到的浮力是水的重力的20倍,由于水的重力保持3N不变, 则水的重力G水=m水g=ρ水V水g=ρ水(S容′-S合金)h′g
已知此时合金块受到的浮力是水的重力的20倍,则F浮′=20G水, 即ρ水gS合金h′=20ρ水(S容′-S合金)h′g
所以,
则容器的底面积为,故D错误。
故选C。
二、填空题
14.(2025·重庆二十九中·二模)如图甲所示,竖直细杆(质量不计)的上端通过力传感器连在天花板上,力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小;下端与正方体物块M相连。现向底面积为0.02m2、质量为1kg的薄壁空水箱中加水,力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示,(g取10N/kg)。根据图中信息,向水箱内加入水的质量为 kg时,物块所受浮力最大;当传感器示数刚达到6N(C点)时,水箱对桌面的压强为 Pa。
【答案】2 2000
【解析】[1]根据题意,由图乙可知,物块M的重力为G=4N,根据题意及力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像图乙分析可知,在向水箱中逐渐加水到m1=1kg过程中,物块M受到竖直向下的重力和细杆给的竖直向上的拉力,此时细杆的拉力
F=G=4N
继续向水箱中加水,从A点到B点过程中,细杆的拉力逐渐减小,故在A点处时物块M开始接触到水面,从A点到B点过程中,物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力F浮和细杆给的拉力F,至到B点拉力F为0,此时F浮=G;从B点到C点过程中,随着水箱中水继续增加,物块M在水中的体积V排逐渐增大,物块M所受浮力F浮逐渐增大,此过程物块M受到竖直向下的重力G、细杆施加的竖直向下的压力F和竖直向上的浮力F浮,物块M静止,受力平衡,则有
F=F浮-G
因此,随着物块M所受浮力F浮逐渐增大,细杆施加的竖直向下的压力F也逐渐增大,至到C点物块M刚好浸没在水中时,F浮不再增大,此时细杆给的竖直向下的压力F也不再增大,故此时物块M所受到的浮力为
F浮=G+F=4N+6N=10N
综上可知,当水恰好浸没物块M时,物块M所受到的浮力为10N,由F浮=ρ液V排g得出浸没物块M的体积V物为
由物块M为正方体,可求出物块M的边长a为
由物块M恰好浸没且为正方体可知,物块M下表面到液面的深度h为0.1m,故物块M底面以上水和物块M的总体积V总为
V总=Sh=0.02m2×0.1m=2×10-3m3
因此,物块M底面以上水的体积V1为
V1=V总-V物=2×10-3m3-1×10-3m3=1×10-3m3
物块M底面以上水的质量m2为
m2=ρ水V1=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水箱中水的总质量为
m水=m1+m2=1kg+1kg=2kg
[2]水箱中水的重力为
G水=m水g=2kg×10N/kg=20N
水箱的重力为
G水箱=m水箱g=1kg×10N/kg=10N
将水箱、水、物块M看成一个整体,则这个整体受到竖直向下的重力G总,细杆施加的向下的压力F,桌面施加的向上的支持力F支,整体处于静止状态受力平衡,则有
F支=G总+F
其中G总等于水箱、水、物块M的重力之和,即
G总=G水+G水箱+G=10N+20N+4N=34N
水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力是一对相互作用力,则有
F压=F支= G总+F=34N+6N=40N
水箱对桌面的压强为
15.(2025·重庆渝北·二模)如图甲所示,水平桌面上放有底面积为、高为20cm的薄壁柱形容器,容器里装有一定质量的水,正方体A漂浮在水面。然后在正方体A上逐个平放上密度均匀的长方体板B,容器底部受到水的压力与所加长方体板B个数的关系如图乙所示。已知所有的长方体板B完全相同,长方体板B的底面积与正方体A的底面积相等,每个长方体板B的厚度,长方体板B的数目足够多;每次放置的时候,长方体板B的下表面与正方体A的上表面完全重合,且整体始终保持直立不倾斜翻转。则正方体A上没有放长方体板B时,水对容器底部的压强为 Pa;A的密度为 。
【答案】1200 0.8×103
【解析】[1]由图乙可知,当N=0时,容器底部受到水的压力,根据压强公式,已知容器底面积,则水对容器底部的压强
[2]当放入2个长方体板后,再放入长方体板,水对容器底部的压力增加变小,说明放入第2个后,A完全浸没在液体中;当放入第1个长方体板后,水对容器底部的压力为26N,相比没放时增大了
因为物体漂浮时浮力等于重力,所以一个长方体板的重力。
当放入第3个长方体板后,水对容器底部的压力增大了
根据阿基米德原理,浮力增大了1N,且长方体板的体积等于增加的排开水的体积,所以
已知长方体板B的厚度
可得长方体板B的底面积
因为长方体板B的底面积与正方体A的底面积相等,即
则正方体A的体积。
当放入第1个长方体板后,水对容器底部的压力增大了2N,增加的排开水的体积等于物体A开始时露出水面的体积
正方体A上没有放长方体板时处于漂浮状态,根据漂浮条件
此时
则
可得A的质量
根据可知,则A的密度
16.(2025·重庆·一模)如图所示,质量为m0=50g的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲,电子秤的示数为m1=150g;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙,电子秤的示数为m2=171g;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙,电子秤的示数为m3=180g;水均未溢出,不计草莓吸水,不计细针体积。则草莓的质量为 g,草莓的体积为 cm3。
【答案】21 30
【解析】[1]杯子和水的质量m1=150g,杯子、水和草莓的质量m2=171g,则草莓的质量
[2]草莓完全浸没在水中时排开水的体积
草莓的体积
17.(2025·重庆·二模)如图所示,某同学把石块挂在弹簧测力计下,先后浸没在水和盐水中,如图乙、丙所示,则石块在水中受到的浮力大小为 N,丙图中盐水的密度为 kg/m3 。(g取10N/kg)
【答案】1 1.2×103
【解析】[1]由图甲可知,石块重力为2N,根据称重法,石块在水中受到的浮力大小为
[2]石块排开水的体积为
石块在盐水中受到的浮力大小为
则丙图中盐水的密度为
18.(2025·重庆·三模)如图甲所示,A、B均为正方体,且A的边长为10cm,将A下表面的中心与B上表面的中心用细线相连,放入足够高且底部带放水阀(体积可忽略)的薄壁长方体盛水容器中,阀门处于关闭状态,A的上表面刚好与水面相平,此时细线处于紧绷状态。然后缓慢放出容器中的水直至放完,放水过程中A始终在B的正上方。测得整个放水过程中B对容器内底面的压力F随放出水的体积V变化的图象如图乙所示。细线体积不计,物体A、B不吸水。已知长方体容器的底面积S=200cm2。则细线的长度为 cm;放水2350cm3时,B对容器底部的压强为 Pa。
【答案】5 4200
【解析】[1]分析图乙,开始时AB整体漂浮,且刚好处于浸没状态,当放出水的体积250cm3时,绳子的拉力刚好为0;当放出水的体积1250cm3时,A刚好与B接触,此时AB间无挤压作用。可知当放出水的体积从250cm3到1250cm3时,A下降高度即绳子的长度,根据,可得细线的长度
[2]当放出水的体积250cm3时,绳子的拉力刚好为0,可算出液面下降高度为
根据物体漂浮状态,物体密度与浸没深度的关系,可计算A的密度为
则A的质量
则A的重力
当放出水的体积从250cm3到1250cm3时,B对容器底的压力为F0,即
当放出水的体积为V3时(第3个转折点),B对容器底的压力为4F0,即
当放出水的体积为V4时(第4个转折点),即放完水,B对容器底的压力为4.5F0,即
联立可得,,,
又,所以,
根据可知,B的体积
因此得到B的边长为5cm。
当放出水的体积使A全部露出水面,A下降高度即为绳子的长度和A的高度,则放出水的体积为
放水2350cm3时,则液面继续下降,
此时B受到的浮力为
则B对容器底部的压力为
所以B对容器底部的压强为
19.(2025·重庆·三模)如图甲所示,底面积为的薄壁柱形容器中有一个边长为10cm的实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,此时木块露出水面的体积为总体积的一半,然后在木块的上表面放置一个规则的实心金属块。静止后木块上表面刚好与水面相平,如图乙所示。从甲图到乙图的过程中,容器底受到水的压强变化了 Pa。现把实心金属块直接放入水中,金属块沉入水底,此时水面下降了2cm,金属块的密度为 。
【答案】250 5
【解析】[1]正方体木块始终漂浮,浮力等于总重力,所以实心金属块的重力等于增加的浮力,则实心金属块的重力
则容器底受到水的压力变化量,则容器底受到水的压强变化量为
[2]金属块的重力
则金属块质量
已知金属块沉入水底,水面下降了2cm,则
已知从甲图到乙图,木块露出水面的体积为总体积的一半到全部浸入液体,即则金属块的体积为
则金属块的密度
20.(2025·重庆·三模)千年凿井技艺传承,盐帮文化浸润巴蜀,非遗焕新赋能生活,小冉决定研究井盐卤水结晶的过程。如图所示,底面积为的容器内原装有9cm深的天然卤水(饱和盐溶液),将一底面积为、高12.5cm的柱体结晶粗盐A浸没在卤水中,使其距容器底部1cm,则此时细线的拉力为 N;蒸发结晶过程中,假设每的卤水能够析出40g结晶粗盐,析出后将全部附着于柱体A的四周,且始终不露出液面,当细线上拉力大小为4N时,剪断细线,待A静止后,卤水对容器底部的压力为 N。(,,)
【答案】2N 4.6N
【解析】[1]结晶粗盐的体积
结晶粗盐的质量
结晶粗盐受到的重力
结晶粗盐浸没时排开液体体积
结晶粗盐浸没时受到的浮力
结晶粗盐受到的拉力
[2]整个过程中,由于析出结晶粗盐始终没有露出液面,故拉力从2N变成4N时,两种状态下的受力分析与一些假设的物理量如图所示:
细线拉力为2N时,结晶粗盐浸没后液面上升的高度
此时液面的高度
柱体结晶粗盐的高为12.5cm,其距容器底部1cm,则
……………(1)
……………………(2)
所以……………(3)
蒸发结晶过程中,卤水体积的变化量等于液面降低后减少的体积与析出的结晶粗盐的体积()之和,即……(4)
因为每的卤水能够析出40g结晶粗盐,则蒸发结晶过程中析出的结晶粗盐的质量…………(5)
蒸发结晶过程中析出的结晶粗盐的质量还可以表示为…………(6)
蒸发结晶过程中析出的结晶粗盐受到的重力……………………………(7)
此时结晶粗盐排开液体的体积……………………………………(8)
此时结晶粗盐受到的浮力………………………………………(9)
此时结晶粗盐受到的总重力………………………………………(10)
细线拉力为4N时,总重力、拉力与浮力的关系…………………(11)
由(1)~(11)式和以上数据解得
剪断细线后,液面上升的高度
剪断细线后,液面到容器底部的深度
卤水对容器底部的压强
卤水对容器底部的压力
21.(2025·重庆·三模)我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号于2024年11月17日正式入列,排水量为42600t,则其满载时受到的浮力为 N;台风天气,钻探船可适当 重心来抵御台风。
【答案】4.26×108 降低
【解析】[1]根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力。排水量42600t即排开水的质量,故浮力
[2]降低重心可提高物体的稳定性,因此台风天气需适当降低钻探船重心以增强抗风浪能力。
22.(2025·重庆巴南·二模)如图所示,足够高的轻质柱形容器底面积为200cm2,放在水平桌面上。容器内放有一密度为0.4g/cm3、边长为10cm的正方体木块A,将一物块B放在A的正上方,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于木块底部中心和柱形容器中心。现缓慢向容器中加水,当加入2.8kg的水后停止加水,此时木块A有五分之一的体积露出水面,细绳受到的拉力为1N,则B的重力是 N,容器中水的深度为h1;再将物块B取下并缓慢放入水中直到浸没时,细绳刚好断掉,液面稳定后容器中水的深度为h2,已知细绳能承受的最大拉力为5N,则h1∶h2= 。
【答案】3 12∶11
【解析】[1]根据题意可求正方体木块A的重力为
正方体木块A受到的浮力为
对正方体木块A进行受力分析可知,受到竖直向下的重力、竖直向下的压力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力,由平衡力可得,B对A的压力为
B对A的压力与B的重力大小相等,则B的重力为3N。
[2]加入2.8kg的水,水的体积为
图中容器内水和木块A浸入部分的总体积为
此时容器中水的深度为
此时木块A浸入水中的深度为
可求绳子的长度为
细绳刚好断掉时,此时正方体木块A受到的浮力为
此时正方体木块A排开液体的体积为
木块A浸入水中的深度为
此时容器中水的深度为
可得B物体的体积为
当细绳刚好断掉,液面稳定后正方体木块A漂浮在水面上,受到的浮力与其重力相等,浮力为
此时正方体木块A排开液体的体积为
容器内水和B及A排水的总体积为
液面稳定后容器中水的深度为
则
23.(2025·重庆·一模)如图所示,质量只有20g的“入水亮冰块”是由食品级PS材料外壳、液体感应器、纽扣电池和LED灯等元件组成。当液体感应器接触水后,“冰块”内的LED灯就会发光,液体感应器相当于电路中的 ,此时“入水亮冰块”漂浮在水面上受到的浮力为 N。
【答案】开关 0.196
【解析】[1]当液体感应器接触水后,电路接通,LED灯发光,其功能与开关相似,所以液体感应器相当于电路中的开关。
[2]“入水亮冰块”漂浮在水面上,根据物体漂浮时浮力等于重力的原理,可得“入水亮冰块”受到的浮力为
24.(2025·重庆·三模)小飞进行了如下创新实验:如图所示,把体积为1000cm3且带有自动阀门的空心金属盒A(空心部分为真空),放入底面积为500cm2盛有水的薄壁圆柱形容器中,放入后容器对水平桌面的压强变化量为120Pa,则空心金属盒A的重力为 N;然后打开自动阀门,金属盒A的空心部分充满水后沉底,与图相比,容器底部受到水的压强的变化量为90Pa。则金属盒A空心部分的体积为 cm3。(阀门的质量和体积均忽略不计)
【答案】6 850
【解析】[1]如图把金属盒A放入容器中后,容器对水平桌面的压强变化量为120Pa,由压强公式得,容器对水平桌面的压力的变化量
压力的变化量来源于金属盒A,所以金属盒A的重力为
[2]金属盒A处于漂浮状态,根据二力平衡可知,金属盒A受到的浮力,根据可知,排开水的体积
因为排开水的重力等于金属盒A的重力,金属盒A在水中沉底,所以金属盒A排开水的体积要大于金属盒A的体积,它们浸入水中后,液面会下降,已知水对容器的压强的变化量为90Pa,根据可知,水面下降的高度
体积的减小量为
则金属盒A的实心部分体积
所以金属盒A空心部分的体积为
25.(2025·重庆·三模)如图所示,甲、乙两个完全相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,两容器底部用一根细管相连,开始时阀门K关闭。容器底面积均为400cm²,甲中盛有深度为0.4m的水,乙中放一底面积为200cm²、高为0.4m的圆柱形木块,且甲中水对容器底部的压强是木块对乙底部压强的2倍。则木块的密度为 kg/m³。打开阀门,水将由甲流向乙,当水不再流动时,流入乙容器中的水的质量 kg。
【答案】0.5×103 6
【解析】[1]甲对容器底的压强为p甲=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa
所以木块对乙底部的压强为
木块对乙底部的压力为F乙=p乙S木=2000Pa×200×10-4m2=40N
木块的质量为
木块的体积为V木=S木h木=200×10-4m2×0.4m=8×10-3m3
木块的密度为
[2]由于木块的密度小于水的密度,所以木块刚好在水中漂浮时,受到的浮力等于木块的重力,即F浮=G木=40N
由F浮=ρ水gV排知,排开水的体积为
此时木块浸入水中的深度为
即此时乙中水的高度为h乙水=h浸=0.2m
此时乙中水的体积为V乙水=h浸(S乙-S木)=20cm×(400cm2-200cm2)=4000m3
水的总体积为V水=Sh=400cm2×0.4×100cm=16000cm3则甲中水的体积为V水甲=V水-V乙水=16000cm3-4000m3=12000cm3
此时甲中水深度为由连通器原理可知,当水不再流动时,两侧水面相平,故此时水仍在流动。当水不再流动时,木块最终处于漂浮状态,由于容器底面积相同,所以甲中水的体积等于乙中水和木块排开水的体积之和,则乙中水的体积为
乙容器中水的质量为Δm水=ρ水V乙水′=1×103kg/m3×6×10-3m3=6kg
26.(2025·重庆·三模)小亮老师利用一个不吸水的凸型工件做了一个有关浮力和压强的实验。如图甲所示,将足够高且装有深水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器底面积为。再用一根轻杆(不计体积和质量)倒吊着这个凸型工件,工件由两部分紧密连接组成。两部分均为圆柱体,,。如甲图所示,用手拿住轻杆,开始时工件端下表面刚接触水面,缓慢竖直下降直到工件完全浸没,过程中杆对工件的作用力与工件下降的高度的关系如图乙所示。则刚开始时水对容器底部压强为 ,工件完全浸没时轻杆的作用力为 。
【答案】 28.5
【解析】[1]刚开始时水对容器底部压强为
[2]由力的平衡条件可知,工件未浸入水中时,受到的拉力大小等于重力,由图乙可知此时工件受到的拉力为,即的总重力为,由图乙可知浸没时对应的拉力为,则此时受到的浮力
由可知,物体的体积
由图乙可知,当下降高度为时,拉力为零,说明此时恰好处于漂浮状态,整体受到的浮力等于重力
整体排开水的体积
由可知,此时薄壁圆柱形容器内液面上升的高度
此时排开水的体积
此时浸在水中的深度
则下降的高度
由图乙可知,当下降的高度为时,整体刚好浸没,此时下降的高度为
刚开始时的上表面距容器的底部的距离
则整体刚好浸没时,的上表面距容器的底部的距离
由于浸入前后,水和的总体积不变,因此有
即
代入有
解得
则的体积为
刚好浸没时,整体排开水的体积
此时整体受到的浮力为
由力的平衡条件可知,此时轻杆的作用力
27.(2025·重庆·一模)水平桌面上放有一足够高的轻质薄壁方形底柱状杯,底面积为,内部装有一定量的水。现将一底面积,高10cm,质量400g的不吸水长方体A放入其中,A漂浮在水面上且下表面距离杯底0.6cm,此时A所受的浮力大小为 N。将A沿竖直方向切去一半并取出,将另一底面积,高6cm,质量1200g的不吸水长方体B竖直放入容器中,再用力将余下的A往下压,使其下移2cm并保持静止,此时杯对桌面的压强为 Pa。
【答案】4 910
【解析】[1]A漂浮在水面上,A受到的浮力F浮A=GA=mAg=0.4kg×10N/kg=4N。
[2]A排开水的体积
A浸入水中的深度
A漂浮在水面上且下表面距离杯底0.6cm,水的深度为h=hA浸+h下=4cm+0.6cm=4.6cm
容器中水的体积V水=S容h-V排A=250cm2×4.6cm-400cm3=750cm3
容器中水的质量m水=ρ水V水=1g/cm3×750cm3=750g
容器中水的重力G水=m水g=0.75kg×10N/kg=7.5N
A竖直切去一半后易知,A此时浸没的深度是4cm,排开水体积
物体B的密度
所以B是沉底的。假设B放入后浸没,则
所以假设成立,B沉底浸没。用力将余下的A往下压,使其下移2cm,假设水面不上升,A增加的排开液体的体积是水面上升的高度
A浸入水中的深度为
此时排开水体积
受到浮力
此时杯对桌面的压力
此时杯对桌面的压强为
28.(2025·重庆渝中·二模)如图所示,水平桌面上有底面积为150cm2,高25cm的轻质柱形容器,底部放置密度为0.5g/cm3,边长为10cm的正方体A。在距离水平桌面高30cm的天花板上通过一长为5cm的细线悬挂重为6N,边长为5cm的正方体B,且B在A的正上方。缓慢向容器中加水,当A恰好漂浮时(还未接触到B),水对容器底部的压强为 Pa。继续向容器中加水,当细绳拉力刚好为0时,A底部受到的液体压力为 N。(g=10N/kg)
【答案】500 14
【解析】[1]正方体A的体积
A的质量
A的重力
A的密度0.5g/cm3小于水的密度,所以A漂浮在水面,所受的浮力等于自身的重力,为5N,排开水的体积
A的底面积
A浸入水中的深度
容器中的水深为5cm,水对容器底部的压强
[2]续向容器中加水,当细绳拉力刚好为0时,B物体对A物体的压力等于B物体的重力6N,即FB=6N
此时A物体的重力和FB与A物体受到的浮力平衡,即
此时两物体需要排开水的体积
故A浸没在水中,A浸入水中的深度
B物体有一部分浸入水中,B物体浸入水中的体积
B的底面积
B浸入水中的深度
A和B浸入水中的深度
A底部的液体压强
A底部受到的液体压力
29.(2025·重庆潼南·二模)小静在厨房观察到了一个有趣的现象,她把一个苹果放入盛满水的盆子清洗时,从盆中溢出的水流入水槽(A)内。取出苹果后,盆子(B)浮了起来。小静经过思考,建立了以下模型研究盆子浮起来的条件。如图所示,底面积为足够高的圆柱形容器A放在水平面上,内放一个装满水的圆柱形容器B(B厚度不计,且与A底部未紧密结合)。容器B质量为200g,底面积为,高度为20cm。不吸水的正方体木块边长为10cm,密度为。木块轻轻放入容器B中,当木块最终静止时,水对容器B底部的压力是 N;把木块取出(不计取出木块时沾的水),再从B容器中抽出质量为 g的水倒入容器A中时,容器B刚好漂浮。
【答案】40 900
【解析】[1]木块轻轻放入容器B中,当木块最终静止时,容器B中水的深度不变,仍为20cm,则水对容器B底部的压强为
则水对容器B底部的压力
[2]容器B中原本水的质量为
由于正方体木块密度小于水的密度,所以木块轻轻放入容器B中,当木块最终静止时,木块漂浮,则重力等于浮力,即,根据和则有,则溢出水的质量为
把木块取出(不计取出木块时沾的水),设再从B容器中抽出质量为的水倒入容器A中时,容器B刚好漂浮,对于容器B也有,即
即
解得。
30.(2025·重庆綦江·一模)2025年4月23日是中国海军成立76周年纪念日。如图所示为075型两栖攻击舰的2号舰,其满载时的排水量约为3.5×104t,是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰。此军舰满载时受到的浮力约为 N,当直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力会 。
【答案】3.5×108 减小
【解析】[1]由阿基米德原理可知,此军舰满载时受到的浮力为
[2]直升机从军舰上飞走后,军舰仍漂浮,但军舰的总重力减小,根据漂浮条件可知,浮力等于重力,则军舰所受浮力减小。
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