提高题专题复习第十章浮力练习题及解析
一、选择题
1.如图所示,一边长为10cm 的实心正方体塑料块挂于弹簧测力计正下方,此时弹簧测力计读数为5N ,此时塑料块下方刚好与水面接触,且距底面积为300cm 2的容器底部5cm ,现往容器中缓慢加水,已知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N 的拉力时伸长1cm 。以下说法正确的是( )
A .塑料块的密度为5g/cm 3
B .当加入1000cm 3水时,正方体物块所受浮力为5N
C .当加入3000cm 3水时,水对容器底的压强为1500Pa
D .当加水至塑料块刚好漂浮时停止加水,然后将容器内的水以50cm 3/s 的速度向外排出,同时向上拉动弹簧测力计,使物体以1cm/s 的速度向上移动,则经过约2.86s 之后,弹簧测力计示数再次回到5N
2.如图所示,密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n 倍。若水的密度为ρ,则棒的密度为( )
A .
11n ρ+ B .
1
n n ρ+ C .
21
(1)n ρ+ D .2
2
(1)
n n ρ+ 3.在三个完全相同的杯子中均盛满某种液体后,将一木块放在乙杯中后,木块漂浮在液体中,将另一个完全相同的木块浸没在丙杯中,并用细线将其系在丙杯的杯底,如图所示,此时三个杯子对桌面的压力分别为F 甲、F 乙、F 丙,液体对杯子底部的压强分别为p 甲、p 乙、p 丙,则( )
A .F F F ==甲乙丙
B .p p p >=乙甲丙
C .F F F <=甲乙丙
D .p p p =>乙甲丙
4.如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中,静止时木块有1/4的体积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比增大了150Pa ;若在木块上放一块铁块,使木块刚好全部压入水中,且木块没接触容器底部.以下说法正确的是
A .木块的密度为0.4g/cm 3
B .则铁块的重力与木块重力之比是1:4
C .则铁块的重力与木块重力之比是1:5
D .这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了200Pa
5.如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,将三个完全相同的长方体A 、B 、C 分别放入容器的液体中,静止时三个容器的液面恰好相平.则下列判断正确的是( )
A .物体受到的浮力 F A 浮>F
B 浮>F
C 浮 B .容器对桌面的压力 F 甲=F 乙=F 丙 C .液体对容器底的压强 p 甲>p 乙>p 丙
D .物体下表面受到液体的压力 F A >F B =F C
6.在水平桌面上有一个盛有水的容器,将木块用细线系住没入水中时,情景如图甲所示;将细绳剪断,木块最终漂浮在水面上,且有五分之二的体积露出水面,如图乙所示。下列有关说法不正确的是( )
A .在图甲和图乙中,木块受到的浮力之比是5∶3
B .在图甲中,容器对水平桌面的压力小于图乙中容器对水平桌面的压力
C .在图甲中,细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比为2∶5
D .在图甲和图乙中,水对容器底部的压强大小不相等
7.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部
露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是()
A.圆柱体的体积是400cm3
B.圆柱体的密度是1.5g/cm3
C.圆柱体受到的重力是6N
D.圆柱体的高是5cm
8.如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉.则()
A.用力捏大瓶,小瓶不能实现悬浮
B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变大
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
9.一弹簧测力计下挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图已经给出整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象.下列说法中错误的是
A.圆柱体的高度为4cm
B.圆柱体的重力为12N
C.圆柱体所受的最大浮力为8N
D.圆柱体的密度为3×103kg/m3
10.如图所示,将盛有适量水的容器放在水平桌面上,然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中(水未溢出),观察铁块从刚开始浸入水中到浸没在水中的实验现象,并对一些物理量做出了如下判断:①铁块受到的浮力变大;②弹簧测力计的示数变大;③桌面受到容器的压力变大:④水对容器底部的压强变大,其中正确的是()
A.①④B.②③C.①③④D.①②④
二、填空题
11.如图甲所示,底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着密度为0.6g/cm3、底面积为20cm2的圆柱体A,容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水以50cm3/s流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图(乙)所示,则阀门未打开前水对容器底的压强为
______Pa。当t=52s时,水对圆柱体底面的作用力大小为_____N。
12.用质量和体积均忽略不计的相同硬杆把长方体A和B分别固定后放入水中,B物体刚好浸没,如图甲所示。其中,A物体密度ρA=0.9g/cm3,高度h A=10cm,B物体底面积
S B=100cm2,高度h B=8cm,重力G B=12N,则硬杆对B物体的作用力为_____N。把物体A、B取出,用一根不可伸长的轻质细绳连接后,重新放入水中(忽略水量损失),如图乙;此时,细线拉直,水面比甲图升高0.5cm,若甲图中,硬杆对A的作用力为1.5N,容器底面积为500cm2,则乙图中,B对容器底部的压强为_____Pa。
13.边长为10cm的正方体木块漂浮在水面上,如图(甲)所示,露出水面的高度为
4cm,则木块的密度为___________g/cm3。若在木块上放一金属块,如图(乙)所示,此时木块恰好完全浸没在水中,则金属块的质量为___________g。(g取10N/kg)
14.(7分)如图所示,弹簧测力计用细线拉着一长方体物块A,从水池中竖直向上做匀速直线运动,上升到水面以上一定的高度。物块上升的速度为1cm/s,弹簧测力计示数F 随物块上升的时间t变化的图象如右图所示。不计阻力及水面高度的变化,根据图象信息
(1)物块A重______N,高度为______cm。
(2)当t=0时,A受到的浮力为______N;
(3)物块A的密度为______?(要求有详细求解过程)
15.潜水艇停泊在海面上,它受到的重力为G,潜水艇停泊在海面上时受的浮力
_________G;潜水艇下潜时受到的浮力_________G;潜水艇在水下匀速潜行时受到的浮力_________G。(以上三空选填大于、等于、小于)
16.质量相等的甲、乙两个实心球,它们的密度之比为3:1。若将甲乙都放入水中,静止时它们受到的浮力之比为2:5,则甲、乙两球的体积之比是______;乙球静止时处于
______(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”);甲球的密度是______kg/m3。
17.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则甲容器中液体的密度_____乙容器中液体的密度(选填“>”、“=”或“<”),甲容器中物块受到液体的浮力_____乙容器中的物体受到液体的浮力(选填“>”、“=”或“<”)。
18.边长为 0.1m 的正方体木块,漂浮在水面上时,有五分之二的体积露出水面,如图甲所示则木块的密度_________kg/m3。将木块截去一部分后,再用少许粘合剂(其质量和体积忽
略不计)固定上与截去部分体积相同的合金 材料后,投入某种液体中仍漂浮,如图乙所示,
此时液体对它竖直向上的压强为 1×103Pa ,33
2.610kg/m ρ?合金=,则合金材料的质量是
_______kg .(g =10N/kg)
19.一个底面积为100cm 2、足够高的柱形容器内装有一定量的水,一个质量为1.5kg 的实心物块挂在弹簧测力计下,物块高为20cm 、底面积为50cm 2把物块缓慢进入容器中,当它恰好与容器底接触时,物块浸在水中的深度为6cm ,将弹簧测力计上方固定,如图所示。则图中物体受到的浮力________N ,现向容器中缓慢加水,直到弹簧测力计示数不再发生变化为止,则再往容器中加水的体积至少为_________cm 3. (已知在弹性限度内,弹簧受到的拉力每变化1N ,弹簧的形变量为1cm) .
20.如图所示,将物体A 放入水中时悬浮,将物体B 放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A 置于物体B 上再放入水中时,物体B 有三分之一的体积露出水面,则两物体的体积V A :V B =_____,物体B 的密度是_____kg/m 3
三、实验题
21.如右图所示,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G (图 甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F (图乙); ③测出接水后小桶与水所受的总重力G 1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=___________,被排开的水所受的重力G排
=___________。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a)___________;
(b)___________。
(3)物体没有完全浸没在水中,___________(选填“能”或“不能“)用实验验证阿基米德原理。
(4) 实验中釆用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为___________法。
22.在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了如图所示实验。根据信息回答下列问题:
(1)物体全部浸入水中受到的浮力是______N;
(2)在c图中画出重物所受浮力F的示意图;______
(3)根据图a、c、d实验可得出:浮力的大小与______有关;
(4)根据图______实验可得出:浮力的大小与排开液体的体积有关;
(5)由实验数据可知,液体的密度为______kg/m3。
23.小明在学习阿基米德原理时想到“物体受到浮力大小可能与物体的密度有关”。他从实验室找到了一些实验器材和测量仪器:实心铜块、实心铁块、弹簧测力计、烧杯、细绳。请你帮小明完善实验方案。
(1)选体积和形状___________(选填“相同”或“不同”)的实心铜块和实心铁块各一个;
(2)实验步骤:___________(文字、画图均可);
(3)用上述测得的物理量验证小明的猜想是否正确:
①若___________,则他的猜想正确;
②若___________,则他的猜想不正确。
24.在《物体的浮与沉》学习中知道若物体浸没在液体中,处于静止状态,则称为悬浮。不少同学认为只要是平衡状态下也可以称为悬浮状态,大林同学提出如果在水中做匀速直线运动的物体会受到液体阻力的作用不可称为悬浮状态,为此全班同学展开了激烈的讨论,最后认为若做匀速直线运动不能算悬浮状态,同时提出物体在液体中所受阻力的大小
与什么因素有关。同学们上网查询资料了解到同一物体在同一液体中所受阻力与物体的迎流面积(形状)和物体运动速度有关。为了探究在液体中物体所受阻力的大小的影响因素,同学们借助自制潜水艇进行了下列探究。
(1)让自制潜水艇在水中处于悬浮状态如图A,然后再其底部放置一些体积相同质量忽略不计的泡沫小球(如图B),通过不断调整发现自左向右在底部依次黏贴1个、4个、9个泡沫球,然后使其从水底部浮起,当上浮一段时间进入指定竖直砖墙的区域时,用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录潜水艇的运动过程,如图C是其中一段的示意图。对于在底部黏贴泡沫小球而不是其它地方黏贴的目的是_________;
对于图中的这段运动过程,三次潜水艇上浮运动的速度之比是____,他们受到的液体阻力之比是______,由此可以得出的实验结论是:同一物体在同一液体中,当物体的迎流面积(形状)相同时,_______________。
(2)为了研究“阻力与迎流面积(形状)的关系”,同学们提出改变迎流面积(形状),利用如图D所示的潜水艇由水底同时浮出,比较潜水艇浮出水面的先后顺序即可比较所受阻力的大小,这样的方案________(“可行”或“不可行”)。
(3)在一次实际的操作中,某同学让自制潜水艇以5cm/s的速度匀速直线下潜,至杯底后,潜水艇排出100cm3的水,该潜水艇以5cm/s的速度匀速直线上浮,潜水艇的外壳及体积不发生改变,试求该潜水艇在水中匀速上升时受到的阻力约为(___________)
A.1N B.0.5N C.0.25N D.0N
25.为了探究浮力大小的影响因素,小华同学用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。图甲图中物体未放入前溢水杯装满了水,物体浸入后,水全部溢出到旁边的小烧杯中,浸没后将溢出的水全部倒入量筒中,如图戊所示。
(1)如图甲所示,将圆柱体逐渐浸入水中,直至完全浸没,此过程中弹簧测力计示数逐渐变小,说明圆柱体在水中受到的浮力变_________,浮力大小与_______有关
(2)从乙和______图可知,浮力大小还有液体密度有关:
(3)小华通过比较乙、丙两图中F2和F3的大小,得到“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论,此结论是________(选填“正确”或“错误”)的,理由是___________________ (4)如图戊所示,则测出的圆柱体体积为______cm3,物体的重力_____N,图丁中盐水的密度为_______kg/m3. (g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
(5)若圆柱体高为5cm,则圆柱体从图甲图开始下降刚好浸没时,圆柱体重力做功______J
四、作图题
26.如图所示,小球正在水中上浮,请画出此时小球所受力的示意图。
(______)
27.画出漂浮在水面上的小球所受到浮力的示意图。
(_______)
28.某物理小组在探究影响浮力大小的实验中将同一物体A分别按如图所示的步骤放入水中和某种液体中进行实验,分析实验步骤①~⑤可知:
(1)物体A所受重力为________N,物体A浸没在水中时受到的浮力_______N,物体A的密度是____________kg/m3。
(2)将物体A逐渐浸入水中时,发现弹簧测力计的示数逐渐_______,说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而________(两空均选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。
(3)根据已有实验数据,可以知道实验步骤⑤的液体密度是___________kg/m3,若取下物体A放入实验步骤⑤的液体中,静止后它将处于___________(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态。
(4)小明通过比较实验步骤①~③得出结论:“浮力的大小与浸在液体中深度有关”。对此结论你认为是_______(选填“正确”或“错误”)的,理由是__________。
五、计算题
29.如图甲所示,放在水平桌面上的圆柱形容器内装有 12cm 深的水,现有一轻质弹簧,下端固定着一个正方体 A,正方体A的边长为10cm、质量为0.2kg,其下表面正好与水面相平,此时弹簧伸长了1cm.弹簧受到的弹力F跟弹簧的变化量△L的关系如图乙所示.
(1)求正方体 A 的重力:
(2)向容器内缓慢加水,直至正方体 A 刚好完全浸没在水中(水未溢出),立即停止加水,求此时正方体 A 受到的浮力;
(3)求正方体 A 刚好完全浸没在水中时,弹簧对正方体 A 的作用力(弹簧只能沿竖直方向移动);
(4)求正方体 A 刚好完全浸没在水中时,水对容器底部压强的变化量.
30.2018年10月24日连通香港珠海澳门的港珠澳大桥正式通车,港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成,隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示,建造隧道时,现将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设某一节密封的长方体沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,总质量为6×107kg(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F浮。
(2)灌水后密封沉管完全浸没在水中匀速下降,则需要向密封管中灌入水的质量。 (3)当密封沉管灌水下沉到海底后,将其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出,此时空心密封沉管不会再上浮,请应浮力的知识来解释其原因。
31.木块A 的体积为500 cm 3,质量为300g ,用细线拉着浸没于盛水的圆柱形烧杯中,烧杯的底面积为100 cm 2,烧杯内水面高度为30cm ,如图所示,(g 取10N/kg )求:
(1)物体受到的重力; (2)物体受到的浮力; (3)绳子的拉力T 。
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一、选择题 1.D 解析:D 【详解】 A .塑料块的体积
()3
3-330.1m =1?10m V l ==
塑料块的质量
5N =0.5kg 10N kg
G m g =
= 塑料块的密度
333-330.5kg =0.5?10kg m 0.5g cm 1?10m
m V ρ=
== 故A 错误;
B .由以上计算可知,塑料块的密度小于水的密度,当水足够多时,塑料块可漂浮于水面。当塑料块受到的浮力为5N 时,浮力和重力平衡,此时弹簧测力计拉力为0。根据题意可知,此时弹簧将缩短5cm ,即塑料块将上升5cm 。此时,塑料块排开水的体积
-433
335N =5?10m 500cm 1.0?10kg /m ?10N /kg
F V g ρ=
==浮排水 塑料块排开水的体积为自身体积的一样,故它浸入水中的深度5cm 。 故,加入水的体积
()233300cm ?5cm+5cm -500cm =2500cm V Sh V =-=水排
故B 错误;
C .容器中原来水的深度为5cm ,由以上计算知,当加入32500cm 水时,水的深度为
'=5cm+5cm+5cm=15cm=0.15m h
水对容器底的压强
331.0?10kg /m ?10N /kg?0.15m=1500Pa p gh ρ'==水
故C 错误;
D .弹簧测力计示数重新回到5N ,即塑料块脱离水面。如果单独放水,水面相对于塑料块下降速度
312
50cm s =0.25m 200cm v =
如果单独使塑料块向上移动,根据塑料块和容器横截面积的关系可知,水面相对于原来位置会以0.5m s 的速度下降,故水面相对于塑料块下降的速度
21m +0.5m =1.5m v =
如果同时物体向上移动,则水面相对于物体下降速度
120.25m +1.5m =1.75m s v v v =+=
物体脱离水面所需要时间
5cm 2.86s 1.75m /s
h t v =
=≈浸 故D 正确。 故选D 。
2.C
解析:C 【详解】
设棒的横截面积为S ,水中的棒长度为L ,则露出的长度为nL ,整个棒的长度为(n +1)L ,由=
m
V
ρ可得,棒的质量 m 棒=ρ棒V 棒=ρ棒S (n +1)L
棒的重力
G 棒=m 棒g =ρ棒S (n +1)L g
棒受到的浮力
F 浮=ρgV 排=ρgSL
如图,是棒所受重力和浮力的示意图,其中点A 为重力的作用点,为棒的几何中心位置,CE 为重力的力臂;其中点B 为浮力的作用点,是浸在水中部分的几何中心位置,CD 为浮力的力臂。
由相似三角形对应边成比例可得
()12+12
n L
CE CA
n L CD CB
+===
以C 为支点,由杠杆的平衡条件可得
G 棒×CE =F 浮×CD
即
ρ棒S (n +1)L g ×CE =ρgSL ×CD
则
()2
1111=
1111(1)
CD CD CE n CE n n n n ρρρρρ=?=?=+++++棒 故选C 。
3.C
解析:C 【分析】
本题考查物体的浮沉条件、液体压强。 【详解】
三个完全相同的杯子,杯子中均装满同种液体,设杯子中液体的重力为G 液,则甲杯与乙杯相比较:甲杯对桌面的压力:
F G G =+甲液容,
乙杯对桌面的压力:
F G G G G =+-+乙液木容排乙,
因为木块在乙杯中漂浮,
G F G ==浮乙木排乙,
所以
F G G =+乙液容,F F =甲乙;
丙杯与乙杯相比较:丙杯对桌面的压力:
F G G G G =++-丙液木容排丙,
木块在丙杯中用细线将其系在杯底上,
G F F G ==+浮丙拉木排丙,
所以G G >木排丙,则F F >乙丙.综上所述,可知
F F F <=甲乙丙;
三杯中液体的深度相同,由p gh ρ=得p p p ==乙甲丙,A 、B 、D 错误,C 正确。故选C 。 【点睛】 较难题。
4.D
解析:D 【解析】 【详解】
设木块的体积为V ;木块重力为G 1,铁块的重力为G 2,水的密度为ρ. 由=浮水排F gV ρ得,当木块单独漂浮在水面上时, 此时木块受到的浮力:13=G =4
F g
V ρ浮木水 因为木块漂浮,木块受到的重力等于浮力,即3
gV=4
g V ρρ木水, 所以木块密度为 333
=0.7510/4
kg m ρρ=
?木水,A 错误; 当在木块上放一铁块,使木块刚好全部压入水中时,此时的木块和铁块整体处于漂浮,排开的水的体积等于木块的体积V ,
所以整体受到的浮力等于木块和铁块总重力,即gV=gV G ρρ+水木铁, 所以1
4
G gV ρ=
铁水 则铁块的重力与木块重力之比为:
1
1
4=33
4gV G G gV ρρ=水铁木水
,BC 错误; 当3
=4
V V 排时,压强增大了150Pa ,
则当=V V 排时压强的增加量为
15020034
Pa
p V Pa V ?=
=,D 正确. 5.D
解析:D 【详解】
A .根据图示可知,A 悬浮,
B 、
C 漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故F A 浮=F B 浮=F C 浮;
B .由阿基米德原理可得F V g
ρ=
浮
液排 ,因为F A 浮=F B 浮=F C 浮,V A 排>V B 排>V C 排,因此可得ρ丙>ρ乙>ρ甲,根据图示可知,V A 液<V B 液<V C 液,由公式G =mg =ρVg 可知G 液甲<G 液乙<G 液丙,且A 、B 、C 三个物体相同,容器重力相同,又因为在水平桌面上容器对桌面的压力F =G 液
+G 物+G 杯,故容器对桌面的压力F 甲<F 乙<F 丙;
C .因为液体密度ρ丙>ρ乙>ρ甲,且液体的深度相同,因此由p =ρgh 可知,液体对容器底的压强:p 甲<p 乙<p 丙;
D .因为物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,因此甲下表面受到的压力大于浮力,乙丙上表面受到的压力为零,因此乙丙下表面受到液体的压力等于浮力,且相等,即F A >F B =F C .
6.B
解析:B 【分析】
A.根据=F gV ρ浮液排判断浮力的关系;
B.以整体为研究对象进行分析;
C.根据浮力、拉力、重力的关系判断拉力的大小;
D.根据p gh ρ=判断水对容器底部的压强关系 【详解】 A .甲图中
F gV ρ=浮甲水
乙图中
23155F g V gV ρρ??
=-= ???
浮乙水水
则
53
35gV
F F gV ρρ=
=
浮甲水浮乙
水
故A 正确,A 不符合题意;
B .以整体为研究对象,甲、乙对桌面的压力都等于容器、水和木块的总重力,而容器、水和木块的总重不变,所以容器对水平桌面的压力等于图乙中容器对水平桌面的压力,故B
错误,B 符合题意; C .由乙图知,木块的重力
3
5
G F gV ρ==浮乙水
甲图中,木块受重力、浮力和细绳的拉力作用,则
32
55
F F
G gV gV gV ρρρ=-=-=浮甲水水水
则
2
::2:55F F gV gV ρρ=
=浮甲水
水 故C 正确,C 不符合题意;
D .由于将细绳剪断木块最终漂浮在水面上,木块排开的水的体积减小,则乙图水面下降,水的深度变小,由于p gh ρ=水得,甲图水对容器底的压强大于乙图水对容器底的压强,故D 正确,D 不符合题意。 故选B 。
7.A
解析:A 【分析】
(1)由图像可知,圆柱体上升高度在0~2cm 时,圆柱体浸没水中,知道此时弹簧测力计示数,此时圆柱体受到的浮力最大,利用称重法求最大浮力;
(2)(3)当圆柱体上升高度在5cm 以上,圆柱体脱离水面,由图像可知此时弹簧测力计示数,此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数;利用F 浮=ρ水gV 排可求圆柱体的体积,利用G =mg 求圆柱体的质量,最后利用密度公式求圆柱体的密度; (4)当圆柱体上升高度在2cm 以内,圆柱体在水中;当圆柱体上升高度在5cm 以上,圆柱体脱离水面;若水位不变,圆柱体的高度等于3cm ,现在不知道水位变化,无法确定圆柱体的高度是多少。 【详解】
由图乙可知,圆柱体上升高度在0~2cm 时,弹簧测力计的示数较小,此时圆柱体浸没水中;上升高度从2cm 到5cm ,弹簧测力计的示数逐渐变大,此时圆柱体逐渐露出水面;上升高度为5cm 以后圆柱体脱离水面。
A .由图像可知,圆柱体上升高度在0~2cm 时,圆柱体浸没水中,此时弹簧测力计示数
F 示2=6N
此时圆柱体受到的浮力最大,其大小为
F 浮=
G -F 示2=10N -6N=4N
由F 浮=ρ水gV 排可得,圆柱体的体积
433
334N 410m 4m 11g 000k /m 1g
c 0N/k F V V g ρ-==
==?=??浮排水 故A 正确;
BC .当上升高度在5cm 以上,圆柱体脱离水面,弹簧测力计示数
F 示1=10N
此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力
G =F 示1=10N
圆柱体的质量
10N 1kg 10N/kg
G m g =
== 圆柱体密度
333431kg 2.510kg/m 2.5g/cm 410m
m V ρ-=
==?=? 故BC 错误;
D .若水位不变,则圆柱体的高度等于3cm ,现在不知道水位变化,则无法确定圆柱体的高度是多少,故D 错误。 故选A 。
8.B
解析:B 【详解】
AB .将装有适量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,小瓶内气体密度会变大,这时小玻璃瓶里进入一些水,瓶内水的质量增加,重力大于浮力时,小玻璃瓶下沉,当用力大小合适时,小玻璃瓶会悬浮,故A 错误,B 正确; C .盖上小瓶盖后,用力捏大瓶,水不会进入小瓶内,小瓶的总重力不会改变,故小瓶不会下沉,所以C 错误;
D .打开大瓶瓶盖,捏大瓶时不会增加瓶内空气的压强,水不会进入小瓶中,故小瓶不会下沉,所以D 错误.
9.D
解析:D 【详解】
A 、由图象可知,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为7cm-3cm=4cm h =,因此圆柱体的高度为4cm ,故A 选项说法正确;
B 、由图象可知,当h =0时,弹簧测力计示数为12N ,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,12N G F ==拉 ,故B 选项说法正确;
C 、由图象C
D 段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力12N 4N 8N F G F =-=-=浮,故C 选项说法正确;
D 、图象中CD 段是圆柱体完全浸入水中的情况,则圆柱体受到的浮力8N F =浮, 又F gV 浮水排ρ=, 4333
8N
810m 110kg/m 10N/kg
F V V g ρ-==
==???浮物排水,由公式G mg =可求出圆柱体的质量12N 1.2kg 10N/kg
G m g =
==,则圆柱体密度
33431.2kg 1.510kg/m 810m
m V ρ-=
==??物物,故D 选项说法错误. 10.C
解析:C 【详解】
①据题意可知,铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中,铁块排开液体的体积越来越大,因此受到的浮力变大,①正确;
②由F=G -F 浮可知,由于铁块受到的浮力变大,所以测力计的示数变小,②错误; ③整个过程中,铁块受到的浮力变大,根据力的作用的相互性,铁块会给水向下的压力,所以容器对桌面的压力变大,③正确;
④铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中,铁块排开液体的体积越来越大,水的深度越来越大,由p=ρg h 可知,水对容器底的压强变大,④正确; 由上分析可知,②错误,①③④正确。 故选C 。
二、填空题
11.2.5 【详解】
[1]由图乙可知,当t=0时,水对容器底部的压力为50N ,则阀门未打开前谁对容器底部的压强为
[2]由图乙可知,在0~40s ,40s ~64s ,64s ~84s 三个阶段,水对
解析:2.5 【详解】
[1]由图乙可知,当t=0时,水对容器底部的压力为50N ,则阀门未打开前谁对容器底部的压强为
42
50N 5000pa 10010m F p s -=
==? [2]由图乙可知,在0~40s ,40s ~64s ,64s ~84s 三个阶段,水对容器底部的压力随时间变化分别为一直线,则第一阶段流出的水量
33140s 50cm /s 2000cm V =?=
第二阶段流出的水量
33224s 50cm /s 1200cm V =?=
第三阶段流出的水量
33320s 50cm /s 1000cm V =?=
根据V
h S
=
,可分别求出第1、3阶段水下降的高度分别为
3
112
2000cm 20cm 100cm V h S ===容 3
332
1000cm 10cm 100cm V h S ===容
因在放水前,对容器底部的压强为5000Pa ,故容器盛满水时的深度为
33
5000Pa
0.5m 50cm 1.010kg/m 10N/kg
p
h g
ρ=
=
==??容水 则圆柱体A 的高度为
A 1350cm 20cm 10cm 20cm h h h h =--=--=容
从第40s 到第52s 流出水的体积为
331212s 50cm /s 600cm V =?=
此时水下降高度即物体A 露出水面高度为
3
1222
A 600cm 7.5cm 100cm 20cm V h S S '===--容
则A 排开水的体积为
()()23A A 20cm 20cm 7.5cm 250cm V S h h '=-=?-=排
此时圆柱体A 的上表面已露出水面,水对A 上表面的压力为零,则水对圆柱A 体底面的作用力即为A 此时受到的浮力,由阿基米德原理可得
33631.010kg/m 10N/kg 25010m 2.5N F gV ρ-==????=浮水排
12.300 【详解】
[1]图甲中,物体B 排开水的体积
物体B 受到的浮力
因,所以,物体B 受到竖直向上的浮力和硬杆对B 的支持力、竖直向下的重力
作用处于平衡状态,由物体B 受到的合力为零可得
解析:300 【详解】
[1]图甲中,物体B 排开水的体积
2343B B B 100cm 8cm 800cm 810m V V S h -===?==?排
物体B 受到的浮力
3343B 1.010kg/m 10N/kg 810m 8N F gV ρ-==????=浮水排
因B G F 浮>,所以,物体B 受到竖直向上的浮力和硬杆对B 的支持力、竖直向下的重力作
用处于平衡状态,由物体B 受到的合力为零可得
B B B F F G +=浮支持
则
B B B 12N-8N=4N F G F =-=浮支持
硬杆对B 物体的作用力是4N 。 [2]由图甲可知,A 浸入水中的深度
B 8cm h h ==
物体A 受到的浮力
A A A F gV gS h ρρ==浮水排水
物体A 的重力
A A A A A A A G m g V g S h g ρρ===
因
321.0g/cm 8cm 8g/cm h ρ=?=水
32A A 0.9g/cm 10cm 9g/cm h ρ=?=
即A A h h ρρ水<,所以
A A A A A A A A A )(0F G gS h S h g h h gS ρρρρ-=-=-浮水水<
即A A F G 浮<,则硬杆对A 的作用力为支持力,其大小为1.5N ,此时A 物体受到竖直向上的浮力、和硬杆对B 的支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由物体A 受到的合力为零可得
A A A F F G +=浮支持
图乙中,物体A 和B 受到的浮力增加量
334221.010kg/m 10N/kg 50010m 0.510m 2.5N F g V gS h ρρ--?=?==??????=?浮水排水容
把A 和B 看作一个整体,则B 对容器底部的压力
A B A B A B A B A B A B 1.5N 4N 2.5N 3N
F G G F F F F F F F F F F F F F =+---?=+++---?=+-?=+-=浮浮浮
浮浮浮浮浮支持支持浮支持支持
根据压强公式
42
B 3N 300Pa 10010m F p S -=
==? 可得B 对容器底部的压强是300Pa 。
13.6 400 【详解】
[1]当木块漂浮于水面时,露出水面高度为4cm ,则浸入水中高度为6cm ,则木