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类型四压强、浮力综合分析与计算(7年5考)
模型1漂浮、悬浮模型(7年3考)
(3)如图乙所示,现将柱体C轻轻地放入容器
【例】(2019新疆)如图所示,盛有水的圆柱形小
B内,容器B仍漂浮在水面上且水未溢
容器漂浮在盛有水的圆柱形大容器中,大
出。求放入C前后,水对容器A底部压强
容器的底面积是小容器的4倍(大、小容器
的增加量。
壁的厚度均不计)。现将体积相等的小球
B
A、B投入小容器中,投入后,两容器内的水
对各自容器底部压强的增加量相等.小球A
的密度最大值为
B
A.4×103kg/m3B.5×103kg/m3
C.6×103kg/m3D.7×103kg/m
思路点拨十十++
(1)通过已知信息大、小容器中水对容器
底部压强的增加量相等可以得出等量关
系,利用阿基米德原理和液体压强公式分
别求出两增加量,进而得出小球与水密度
之间的关系
(2)同时还要注意两小球的浮沉状态,得
到小球隐含的密度条件
(3)综合对比得出小球A的密度最大值
1.如图所示,两个横截面积不同的圆柱形木块黏
合在一起,较粗部分的横截面积是较细部分的
2倍,较细部分的高度是10cm,在水中漂浮
时,较细部分有5cm露出水面。当把较细的
部分都截掉后,较粗的部分有2cm露出水面,
则此时木块下表面受到水的压强为()
A.500 Pa
B.900 Pa
C.1500Pa
D.1800Pa
2.如图甲所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容
器A内盛有0.2m深的水,空薄壁柱形容器B
漂浮在容器A内的水面上。容器A的底面积
为5×10-2m2,容器B的底面积为2×10-2m2,质
量为2kg,体积为1×10-3m3的柱体C放在水
平地面上。求:
(1)水对容器A底部的压强;
(2)柱体C的密度;
抓分卷·新疆物理
33
模型2按压、提拉模型
(2)从小孔向容器A中注水,圆柱体B在水中
3.将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线
始终保持竖直,当注水体积达到200cm
拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加
时,圆柱体B受到的浮力;
水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,
(3)往容器中注满水后,堵住小孔,将其上下
在整个过程中,木块底部受到水的压强随容器
颠倒,稳定后把容器中的水从小孔放出,
中水的深度的变化如图乙所示,则细线对木块
若放水的平均速度为2cm3/s,当放水时间
的最大拉力为
()
为250s时,水对容器A原顶面(小孔所在
tp/Pa
面)的压强。
1600
小孔
1000
h/cm
0
101723
甲
乙
A.8N
B.7N
C.6N
D.5 N
4.如图甲所示,薄壁柱状容器盛有密度为0.8g/cm
的酒精,酒精对容器底部的压强与容器对桌面
的压强之比为4:5。将合金小球通过细线浸
没在酒精中,如图乙所示,酒精对容器底部的压
强为3000Pa,容器对桌面的压强为3600Pa。
将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所
示,容器对桌面的压强为4800Pa。则合金小
球的密度为
丙
A.1.6 g/cm'
B.2.4g/cm3
C.3.0 g/cm
D.3.6 g/cm
模型3注水、排水模型(7年4考)
5.如图甲,把重为G。的鸡蛋缓慢放入盛满水的
溢水杯中,鸡蛋沉底,溢出水的重力为G1,水
对溢水杯底的压强为P1;如图乙,把同一个鸡
蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,
溢出盐水的重力为G2,盐水对溢水杯底的压
强为P2。下列说法正确的是
()
匆
乙
A.G>G2
B.G<G2
C.P1=P2
D.P1>P2
6.如图所示,密闭圆柱形容器A顶面开有一小
孔,容器A的底面积为80cm2,高为18cm,内
部有一个质量为240g、底面积为30cm2、高为
10cm的实心均匀圆柱体B。不考虑小孔面
积、容器厚度、物块吸水等次要因素,求:
(1)圆柱体B的重力;
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抓分卷·新疆物理抓分卷·新疆物理·参考答案及解析
水的质量:
都截掉后,较粗的部分有2cm露出水面,此时浮力
m1=Pk[S1×(h2+h4)-S3×h4]=1.0×103kg/m3×
等于重力,即p水g2S(L-0.02m)=p*×g×2SL,
[500×10-4m2×(0.06m+0.07m)-100×10-4m2×
解得较粗部分的长度L=0.02p选
0.07m]=5.8kg
P水一P木
②若杆为拉力,则物体受到的浮力:
0.02×1.0×103kg/m3
F浮3=G+F3=9N+2N=11N
1.0x103kgm-0.9×10kg/m=0.2m,此时木
此时物体浸在水中的深度:
块下表面受到水的压强p=P水g(L-0.02m)=1.0
×103kg/m3×10N/kg×(0.2m-0.02m)=1800Pa。
h
P水gS3
故选D。
11N
2.解:(1)水对容器A底部的压强:
=1.0×10'kg/mx10N/kgx1×102m=0.11m
P水=p水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m
水的质量:
=2000Pa
m2=p*[S1×h1+S2×(h+h2-h)-S3×h]=
(2)柱体C的密度:
1.0×103kg/m3×[500×10-4m2×0.14m+300×
10-4m2×(0.11m+0.06m-0.14m)-100×10-4
货1x。2x0kwm
m2×0.11m]=6.8kg
(3)将柱体C放在容器B中,B仍漂浮在水面上,水
类型四压强、浮力综合分析与计算
未溢出,容器B受到水的浮力变化量:
【例】D【解析】体积相等的小球A、B投入小容器中,
AF浮=△G=Gc=mcg=2kg×10N/kg=20N
重
容器A中水的高度增加了△h,则有△hSAP*g=Gc
设球的体积为V,由于A、B两个小球浸没在水中,
则排开水的体积V=2V;所以,小容器中水面上
=20N
题
20N
升的高度Ah=S本
排=,则小容器中的水对其底
Ah =5x10-m2 x1x10'kg/m'x10 N/kg
突破
部压强的增加量4p=p,8A,=P:g×:由于小
=4×10-2m
水对容器A底部压强的增加量:
容器漂浮在圆柱形大容器中,所以A、B投入小容器
△p水=△hp水g=4×10-2m×1×103kg/m3×10N/kg=
后,水对大容器底部压力的增加量△F=G4+GB=
400Pa
P4gV+PgV,则大容器底部压强的增加量p大
AF=
3.C【解析】由图乙知,容器中水的深度在第10cm
Sx
时,木块刚好漂浮,水的深度h=10cm=0.1m,此
PagV +pagV
;由题意可知,△p大=△p小,所以,
时水对木块下表面的压强为1000Pa;由压强公式
Sx
pgV+p8Y=0g×2Y.…①,已知S大=4S小…②,联
DS得,木块下表面受到水的压力P=pS=1000
S大
一=P水8×
S小
Pa×0.01m2=10N,此时木块刚好漂浮,F浮=F=
立①②可得,PpA+PB=8p水…③;由于B球是需要浸
10N;根据漂浮条件得,木块的重力G=F浮=10N;
没在水中的,所以B球的最小密度PB小=P水;则由
当容器中水的深度是23cm时,木块刚好浸没,木
③可得,小球A的最大密度PA最大=8P水一PB最小=
块下表面受到水的压强是1600Pa,由压强公式p=
8p水-p水=7p水=7×103kgm3。故选D。
1.D【解析】设细木块的横截面积为S,则粗木块的
专得,此时木块下表面受到水的压力P"=S
横截面积为2S,木块始终漂浮在水面上,所以浮力
1600Pa×0.01m2=16N,则F浮'=F'=16N,此时
始终等于其重力。由于截去一部分后,重力减小,
木块受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和细线
所以浮力减小,减小的浮力大小等于截去木块的重
对木块的拉力作用,这三个力合力为0,故细线对木
力,则细木块在水中的长度h,=0.1m-0.05m=
块的最大拉力F拉=F浮'-C=16N-10N=6N。
0.05m,根据浮沉条件P水g(V1+V2)=G细,即1.0×
故选C。
103kg/m3×10NVkg×(S×0.05m+2S×0.02m)=p*
4.B【解析】设容器的底面积为S,在图乙中,酒精对
×10N/kg×S×0.1m,解得p*=0.9×103kg/m3=
容器底部的压强P3=3000Pa,容器对桌面的压强
0.9gcm3;设较粗部分的长度为L,把较细的部分
P4=3600Pa,故容器重力对桌面产生的压强P容=
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抓分卷·新疆物理·参考答案及解析
P4-P3=3600Pa-3000Pa=600Pa;在图甲中,设
×2cm3/s=500cm3
酒精对其底部的压强p1=4p,则容器对桌面的压强
漂浮后放出水的体积:
P2=5p,则容器对桌面的压强与酒精对容器底部的
V'=500cm3-100cm3=400cm3
压强之差为容器重力对桌面产生的压强,即P容=
圆柱体B漂浮后液面继续下降的高度:
5p-4p=p=600Pa,所以图甲中,酒精对容器底部
h==400 cm=5 cm
的压强P1=4p=2400Pa,故原来酒精对容器底部
=S:=80om
的压力,即容器内酒精的重力G酒=F甲=PS=
故此时的液体深度:
2400Pa×S,图乙中,酒精对容器底部的压力,即容
H=18cm-2cm-5cm=11cm=0.11m
器内酒精的重力和小球受到的浮力之和G酒+F浮
此时水对容器A原顶面的压强:P=P本gH=1.0×
=Fz=P3S=3000Pa×S,故小球受到的浮力F浮=
103kg/m3×10N/kg×0.11m=1100Pa
Fz-G=3000Pa×S-2400Pa×S=600Pa×S,
专题突破五动态电路综合分析与计算
所以小球的体积Y。=y4=-600PaxS,图丙
1.B【解析】先闭合S1,电路为只有L,的简单电路,
P酒精8P酒精8
电流表测电路中的电流,电压表测电源电压;再闭
中,容器对桌面的压强为p5=4800Pa,故容器对桌
合S2,两灯泡并联,电流表测通过L,的电流,电压
面的压力,即容器内酒精、小球及容器重力之和,则
表测电源电压,根据并联电路电压特点可知,L,两
F总=G酒+G容+G球=P5S=4800Pa×S;又因为G容
端电压不变,因此通过L,的电流大小不变,所以电
=F容=P容S=600Pa×S,所以G球=F总-G箱-G容
流表和电压表的示数均不变。故选B。
重
=4800Pa×S-2400Pa×S-600Pa×S=1800Pa
2.D【解析】由图可知,当两开关都闭合时,电阻R
专
×S,由G=mg=pVg可知,合金小球的密度p球=
被短路,电阻R2与R并联,电压表测电源电压U;
C生=1800xS=3p#=3×0.8g/em=2.4
当两开关都断开时,电阻R1与R2串联,电压表测
Va600 Paxx
电阻R2两端的电压U2。当两开关都断开时,由于
P洒精8
串联电路中各处电流相等,结合欧姆定律可得【=
g/cm㎡3。故选B。
5.B
U。-,当两开关都闭合和都断开时,两次电
R1+R,=E,
6.解:(1)圆柱体B的重力:
压表的示数之比为U:U,=3:1,所以有r,+R
3
Gg=mg=240×10-3kg×10N/kg=2.4N
(2)假设注水体积达到200cm3时,圆柱体B没有
,解得R,=2R,。当两开关都闭合时,由于并联电
1
浮起来,浸入的深度:
200cm
路干路中的电流I等于各支路中的电流之和,结合
=S-5-80 cm30 cm4 cm
欧蝇定律可得1=名+觉①:当两开关都新开时。
则F浮=P水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30×
电阻R,与R,串联,此时电路中的电流,=R,+R
U
104m2×4×10-2m=1.2N<2.4N,故是沉底的,
物体B没有浮起来,假设正确,圆柱体B受到的浮
力为1.2N
U②:联立①②可得1
(3)当圆柱体B恰好漂浮时,假设浸入的深度为
3R2
U
=7,当两开关都闭
3R,
h水,由阿基米德原理知F浮'=P水gV排=1.0×10kgm
合和都断开时,两次电流表的示数之比为:1,=
×10N/kg×30×10-4m2×h*=Gg=2.4N
11
解得h水=8cm
十
圆柱体B恰好漂浮时露出水面的高度:
41,可得尼尾4
1
1,解得R,=3R。故有R:R:
hs =ha -hx=10 cm-8 cm=2 cm
3R2
R=2R2:R23R2=2:1:3。故选D。
往容器中注满水后,堵住小孔,将其上下颠倒,稳定
3.C【解析】只闭合开关S时,两只灯泡串联,设电
后把容器中的水从小孔放出,当放出水的体积为V
=(S -S2)ha =(80 cm -30 cm)x2 cm=100 cm
源电压为U,此时总功率P:=18W,根据P-可
时,圆柱体B恰好处于漂浮状态,若放水的平均速
度为2cm3/s,当放水时间为250s时,共放出水250s
符道电配R=片=已知一只灯态的阻位是
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