内容正文:
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类型1 利用压强和浮力公式分析
考法❶ 同一液体,不同物体
1.(2025·潍坊高密二模)质量相等的甲、乙两个实心物块在水中静止时如图所示,下列分析正确的是( )
A.甲的密度小于乙的密度
B.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
C.甲排开水的体积大于乙排开水的体积
D.甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力
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2.(2025·菏泽单县一模)甲、乙是两个体积和形状相同的实心长方体,在水中静止时如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙物体在水中受到的浮力相等
B.甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力
C.甲、乙物体的质量相等
D.甲、乙物体下表面受到水的压强相等
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考法❷ 同一物体,不同液体
3.(2025·烟台福山一模)水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,装有不同的液体,将两个完全相同的长方体A、B分别放入容器中的液体中,静止时位置如图所示,两容器的液面相平。则下列判断正确的是( )
A.甲、乙容器中两种液体的密度ρ甲>ρ乙
B.物体受到的浮力大小FA=FB
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.容器对桌面的压力F甲>F乙
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4.(2025·淄博淄川二模)如图所示,甲、乙两个完全相同的柱形容器分别装有A、B两种不同液体,静止在水平桌面上。将两个完全相同的小球分别放入容器中,小球静止时液面相平。下列判断正确的是( )
A.图乙中小球的密度小于液体B的密度
B.液体对容器底部的压强pA<pB
C.小球在A、B两种液体中排开液体所受到
的重力G排A>G排B
D.甲、乙两个容器对桌面的压力F甲=F乙
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【解析】A.根据浮沉条件可知,ρA>ρ球>ρB,故A错误。
B.已知两容器中液面相平即液体深度h相同,ρA>ρB,根据p=ρgh可知,pA>pB,故B错误。
C.根据浮沉条件可知,G球=F浮A、G球>F浮B,则F浮A>F浮B,G排A>G排B,故C正确。
D.根据题意可知,VA+V排A=VB+V球、V排A<V球,则VA>VB,又因为ρA>ρB,根据m=ρV可知,mA>mB;因为容器对桌面的压力F=G总=(m容+m液+m球)g,所以FA>FB,故D错误。
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考法❸ 不同物体,不同液体
5.(2025·临沂河东二模)水平桌面上甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水。质量相等的冬枣和樱桃(冬枣的体积大于樱桃的体积),在盐水中静止时,两容器中的液面相平,如图所示。则( )
A.向甲容器中加盐后,冬枣会下沉到容器底部
B.甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度
C.冬枣排开盐水的质量等于樱桃排开盐水的质量
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
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【解析】A.加盐前,冬枣悬浮,ρ枣=ρ甲液,加盐后,ρ甲液变大,ρ枣<ρ甲液',
冬枣会上浮最终漂浮,故A错误。
B.已知m枣=m樱、V枣>V樱,根据ρ=可知,ρ枣<ρ樱;由浮沉条件可知,
ρ枣=ρ甲液、ρ樱<ρ乙液,因此ρ甲液<ρ乙液,故B错误。
C.根据阿基米德原理和浮沉条件可知,F浮枣=G排甲=G枣、F浮樱=G排乙=G樱,则m排甲=m枣=m樱=m排乙,故C正确。
D.根据题意可知,V甲液<V乙液,又因为ρ甲液<ρ乙液,根据m=ρV可知,m甲液<m乙液;容器对桌面的压力F=G总=(m容+m液+m物)g,又因为m枣=m樱,所以F甲<F乙,故D错误。
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6.(2025·聊城阳谷二模)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,h1<h2,且两种液体对容器底部的压强相等,则下列说法正确的( )
①两个小球的重力:GA>GB
②两个小球受到的浮力:F浮A>F浮B
③两种液体的密度:ρ甲>ρ乙
④两个容器对桌面的压强:p甲≤p乙
A.只有①② B.只有②③④
C.只有①②④ D.只有①②③
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【解析】③已知液体深度h1<h2,液体对容器底的压强p甲=p乙,根据p=ρgh可知,ρ甲>ρ乙,故③正确。
①根据浮沉条件可知,ρA>ρ甲、ρB<ρ乙,又因为ρ甲>ρ乙,所以ρA>ρB,已知VA=VB,根据m=ρV可知,mA>mB,则GA>GB,故①正确。
②由图可知,VA排>VB排,已知ρ甲>ρ乙,根据F浮=ρ液gV排可知,F浮A>F浮B,故②正确。
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④以容器为研究对象,甲容器受到自身向下的重力G容、液体对容器底向下的压力F液甲、A球对容器底向下的压力FA、桌面向上的支持力F支甲,则F支甲=G容+F液甲+FA,同理可得,F支乙=G容+F液乙;已知两种液体对容器底的压强相等,根据F=pS可知,两种液体对容器底的压力F液甲=F液乙,所以F支甲>F支乙;根据力作用的相互性可知,两容器对桌面的压力F压甲>F压乙,则p甲>p乙,故④错误。
综上可知,D正确。
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类型2 利用整体思想分析
7.(2025·淄博周村二模)两个完全相同的容器放在水平桌面上,使其装满水,将一只小鸭子放在甲容器中,一只大鸭子放在乙容器中(m小鸭<m大鸭),两者均处于漂浮状态,如图所示。下列说法正确的是( )
A.两只鸭子在水中受到的浮力一样大
B.两容器底部受到水的压强一样大
C.乙容器对桌面的压强大
D.若把两个容器放到台秤上称量,乙的质量大
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8.(2025·滨州沾化二模)甲、乙两个完全相同的溢水杯放在水平桌面上,甲溢水杯中装满密度为ρ甲的液体,乙溢水杯中装满密度为ρ乙的液体。如图甲所示,将密度为ρ、重力为G的物块A轻轻放入甲溢水杯中,物块A漂浮在液面上。如图乙所示,将物块A轻轻放入乙溢水杯中,物块A沉底,则下列说法中正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.放入物块A后,甲容器对桌面的压力变大
C.放入物块A后,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
D.放入物块A后,甲容器底部所受液体的压强小于乙容器底部所受液体的压强
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类型3 连接体问题分析
9.(2025·临沂兰山二模)装有水的烧杯放置在水平桌面上,用细线将两个半径相同的实心小球A和B(密度分别为ρA、ρB)连接在一起,放入水中,静止后B沉到杯底的状态如图所示,线已绷紧。下列判断正确的是( )
A.F浮A=GA
B.ρA>ρB
C.剪断细线待水静止后液面高度保持不变
D.剪断细线待水静止后容器对桌面的压强大小不变
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【解析】AB.静止后B沉到杯底,线已绷紧,表明B对A有拉力,对实心小球A受力分析可知,F浮A=GA+F,由此可知,F浮A>GA,即没有拉力时小球A应为漂浮状态,根据物体的沉浮条件,ρA< ρ水,ρB>ρ水,故ρA<ρB,故AB错误。
C.剪断细线后,A处于漂浮状态,所受浮力等于重力,即受到的浮力减小,由阿基米德原理知道,排开水的体积减小,而B球排开水的体积不变,所以液面会下降,故C错误。
D.容器对水平面的压力等于容器的总重力,即F压=G液+G容+GA+GB,由于容器和液体质量均不变,A、B两球的质量不变,所以,剪断绳子后容器对桌面的压力不变,根据p=可知,两容器对水平面的压强不变,故D正确。
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10.(2025·青岛市北二模)如图所示,盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,土豆与碗质量相等,先将土豆放于碗中,并将碗放入容器中处于漂浮状态;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗仍处于漂浮状态。下列说法正确的是( )
A.图甲中容器对桌面的压强大于图乙中容器
对桌面的压强
B.甲、乙两图中碗受到的浮力相等
C.图乙中空碗受到的浮力小于土豆受到的浮力
D.图甲中水对容器底部的压强大于图乙中水对
容器底部的压强
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【解析】A.由于杯子对桌面的压力等于杯子、水、土豆的总重力,所以甲、乙两图中杯子对桌面的压力相同,由p=可知杯子对桌面的压强不变,故A错误。
B.由图甲知,碗和土豆整体处于漂浮状态,碗受到的浮力等于碗和土豆的总重力;由图乙知,碗处于漂浮状态,碗受到的浮力等于碗的重力,所以图甲中碗受到的浮力大于图乙中碗受到的浮力,故B错误。
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C.因为碗和土豆的质量相等,则它们的重力相等,图乙中碗漂浮,则水对碗的浮力F浮碗=G,土豆沉底,则F浮土豆<G,所以F浮土豆<F浮碗,故C错误。
D.在图甲中,土豆和碗整体受到的浮力为F甲=2G,在图乙中,土豆和碗整体受到的浮力为F乙=F浮碗+F土豆浮<2G,由F浮=ρ水gV排可知,图乙中土豆和碗整体排开水的体积比甲中的小,则液面高度h甲>h乙,由p=pgh可知图甲中水对容器底部的压强大于图乙中水对容器底部的压强,故D正确。
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