内容正文:
物理
课后提升练
力学
提分专题3 液面变化相关的浮力、
压强分析与计算(6年4考)
更符合安徽新中考
1.(2025六安霍邱县一模)如图所示,水平桌面上放一个电
子秤,电子秤上有一盛水的溢水杯,杯内水面跟溢水口相
平。用测力计悬挂一个圆柱体铝块,将铝块缓缓地浸入水
中,直到铝块刚好浸没在水中为止,整个过程铝块未接触
杯底和侧壁。从铝块下表面开始接触水面到上表面刚没入水中的过程中,电子秤的示数__________(选填“变小”“不变”或“变大”)。
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第1题图
不变
更符合安徽新中考
2.(2025合肥包河区一模)如图甲所示,底面积S1=200 cm2的长方形水槽中盛有适量的水,现将一个底面积为S2=30 cm2的圆柱体容器轻轻地放入长方形水槽中,圆柱体容器静止时漂浮于水槽中,此时圆柱体容器浸入水中的深度h1=0.05 m(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg)。求:
甲
乙
第2题图
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更符合安徽新中考
(1)圆柱体容器所受的重力G容器大小;
第2题图
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ρ水gS2h1= 1.5 N
更符合安徽新中考
(2)若向圆柱体容器中缓慢注入深度h2=0.125 m 的未知液体,如图乙所示,当圆柱体容器再次静止时,其浸入水的深度h3=0.15 m(此时圆柱体容器未触及水槽底部且水槽中水未溢出),则注入的未知液体密度ρ液为多大?
解:向圆柱体容器中注入某液体后,液体的重力等于圆柱体受到水的浮力的增加量:G液=ΔF浮=(h3-h1)S2ρ水g=(0.15 m-0.05 m)×30×10-4 m2×1.0×103 kg/m3×10 N/kg=3 N
液体的体积:V液=S2h2=30×10-4 m2×0.125 m=3.75×10-4 m3
液体的密度:ρ液====0.8×103 kg/m3
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更符合安徽新中考
(3)注入未知液体前后,长方形水槽底部受到水的压强的变化量Δp大小。
解:注入未知液体前后,水对水槽压力的变化量
ΔF=G液=3 N
水槽底部受到水的压强的变化量:
Δp===150 Pa
第2题图
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更符合安徽新中考
3.(2025山东青岛)小明为了自家花园用水方便,设计了一个
自动储水水箱,其模型如图所示。底面积为0.01 m2,高为
1 m的浮体A(不吸水)通过一轻质细杆与力传感器相连,浮体A
的底面与水箱底的距离为0.1 m,柱形薄壁水箱的底面积为
1 m2。当水箱内水位低于最低水位线a时,注水系统自动往水箱内注水;当水位到达0.6 m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0;当水位到达最高水位线b时,注水系统停止注水。当水位位于a、b水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小均为40 N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
第3题图
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更符合安徽新中考
(1)浮体A的重力;
解:当水位到达0.6 m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0,此时浮体A受到的重力和浮力大小相等。浮体A排开水的体积:
V排=SAh=0.01 m2×(0.6 m-0.1 m)=0.005 m3
浮体A受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.005 m3=50 N
则浮体A的重力G=F浮=50 N
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更符合安徽新中考
(2)当水位位于最低水位线a时,水对浮体A底面的压强;
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解:当水位位于最低水位线a时,此时浮体A的浮力小于重力,轻质细杆受到浮体A向下的拉力,大小为F=40 N,浮体A受到的浮力:
F浮'=G-F=50 N-40 N=10 N
浮体A受到的浮力等于浮体上下底面受的压力差,浮体A上底面在水面上,上底面受的压力为0,因此水对浮体A底面的压力F'=F浮'=10 N
水对浮体A底面的压强:
p===1 000 Pa
更符合安徽新中考
(3)当水位位于最高水位线b时,水箱内水的质量。
解:当水位位于最高水位线b时,此时浮体A的浮力大于重力,轻质细杆受到浮体A向上的压力,大小为F″=40 N,浮体A受到的浮力:
F浮″=G+F″=50 N+40 N=90 N
浮体A浸入液体的体积:
V排″===0.009 m3
浮体A浸入液体的长度:
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更符合安徽新中考
l===0.9 m
水箱内水的深度:h'=0.9 m+0.1 m=l m
水箱内水的体积:
V水=Sh'-V排″=1 m2×1 m-0.009 m3=0.991 m3
水箱内水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×0.991 m3=991 kg
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更符合安徽新中考
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