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文档简介
专题2:压强与浮力重难点突破
一'单选题
1.如图所示,质地均匀、相细相同的实心圆柱A、B放在水平地面上,已知它们的密度之比心;
B
P=1:2,对地面的压强之比pB==1:3.则()
A.它们的高度之比%:hB=3:2
B.它们的受力面积之比SB=4:3一B
C.它们对地面的压力之比FB=1:3
D.它们的质量之比血4;mB=2;3
2.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()
①物体受到的浮力F浮4=F浮B=F浮c
②容器对桌面的压力/尹=F'=F丙
③液体对容器底的压强P?<Pz<P丙
④物体下表面受到液体的压力FA>FB=FC
A.只有①②B.只有②④C.只有①②③D.只有①③④
3.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大
于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度
为P甲,乙容器中液体的密度为P乙。液体内A、B两点到容器底部的距离
X,B
相等,其压强分别为乙、PB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下
列判断正确的是()
甲<甲
A.P2乙,pA<pBB.P<P乙,pA>pB
甲>乙,
C.P甲〉P乙,PA=PBD.PPPA<PB
4.如图所示,容器中装有一定质量的水,先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水
面上(图中细线重力及体积均不计)。设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲
和F乙,水对容器底的压强分别为P甲和P乙,则()
甲乙
甲<乙,p甲=^乙
A.FFB.F甲=F乙,P^=VZ
C.F甲=F乙,p尹<p乙D.F甲>F乙,p甲>p乙
5.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水。将质地均匀、质量不等,且
不吸水的a、b两实心体,分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水
面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的
上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是()
A.a的密度是O.4xlO3kg/m3B.a、b的重力之比为5:3
C.a、b的体积之比为5:2D.b的密度是O.8xlO3kg/m3
6.小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了浮力的课程后,对相关知识有了深刻的理解。爱动脑子
的小科在洗碗时发现,同一只碗既可以漂浮在水面上,也可以沉入水底(如图所示)。对此下列
说法正确的是()
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力小于它排开的水所受的重力
------y
C.碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
7.如图所示,R是滑动变阻器,它的金属滑片垂直固定在等臂杠杆的I—'ll-
0LR
中央且可以随杠杆左右转动。杠杆两端分别悬挂等质量、等体积的铁J'
球,此时杠杆平衡。再分别将铁球同时浸没到密度相同的稀硫酸和硫
酸铜溶液中(小球体积变化忽略不计),反应一段时间后可观察到()左青]Fe-立J(1s0
H,SOd心
A.右边烧杯中铁球表面有一层红色金属附着,整个球质量变小
B.金属滑片向左偏转,连入电路的R阻值变大
C.灯泡L比开始时变暗,电路总功率变小
D.左侧烧杯溶液质量分数变大,右侧烧杯溶液质量分数变小
二'填空题
8.如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面上时对水平地面的压强相等,若分别在
两物体上沿竖直方向截去质量相同的部分并分别放在剩余物体的上方,两物体压力p甲
此时压强P用P/。
9.劳动实践中,小宁把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个重为8N的空桶漂浮
在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的
水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力(选填大于、小于或等于)它的重
力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会(选
填上升、下降或不变)。若此时桶排开水的体积为4.0x10-3m3,则桶内鹅卵石的总质量为
kgo
10.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有:弹簧测力计、带盖的塑料小
瓶(塑料小瓶的质量、厚度均忽略不计),完全相同的圆柱形容器等,其操作步骤如下:
步骤一:在一圆柱形容器中装有深度为h的水,将装满蜂蜜的塑料小瓶悬挂在弹簧测力计下
面,如图甲所示,将一部分小瓶浸入水中,弹簧测力计的示数为
步骤二:如图乙所示,将小瓶浸没在水中,水深变为h2,弹簧测力计的示数为F2,
F1>F2O
说明物体受到的浮力大小与有关;将弹簧测力计继续下降,发现示数不变,
说明物体受到的浮力大小与无关。
步骤三:拿出塑料小瓶,将其中的蜂蜜适量倒入另一相同的圆柱形容器中,不断调试,直到
弹簧测力计的示数为零,如图丙所示:则塑料小瓶在水中的状态是。倒出的蜂蜜在另
一个圆柱形容器中的液面高度为h3,如图丁所示。
步骤四:计算蜂蜜密度,表达式为P峰蜜=(请用p水、hl、h2和113表
示)。
三,实验探究题
11.小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了液体内部压强的特点后,对其有了深刻的理解。为了
巩固知识,小科利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
图3
【实验器材】压强计、橡皮膜、两端开口的玻璃管、玻璃杯、圆柱形容器等。
【实验过程】小科用手指按压橡皮膜,如图1所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液
样的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是O
(2)解决上述问题后,小科按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录
②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差
④换用密度不同的液体,重复上述实验
该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法
是O
(3)【实验结论】液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
【迁移应用】小科将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内
倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图2所示(固
定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为(选填“向下凸起”“向上凸起”
或“相平”);
【拓展提升】图3是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲,乙两种不同的液体,在距离
容器底同一高度处分别有M、N两点。若PM=PN,则两容器底部受到的液体压强大小关系是P甲
P乙(选填或O
12.小科同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
A
▲
NN
kB
lftlt
flT
ltlY
^A
oH
—
□T
甲
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为%、尸2、尸3、F4,
物体受到的浮力/浮=
(2)小科利用三个不同物体a、b,c进行实验探究,实验数据如下表:
物体浸没在桶与排
物重空桶重浮力排开水重
物体水中测力计开水的总
G/NGo/NF浮/NG排/N
的示数F/N重Gi/N
1.20.70.50.61.10.5
a
21.40.60.61.20.6
b
2.41.70.70.61.20.6
c
分析表中物体a、b的实验数据,小科得出的结论
是:O
(3)小科在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水
的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因:
(4)小张利用身边的器材对小科的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水
杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图3)所示。实验时小张逐渐
向下移动水平横杆,使重物缓慢漫人盛满水的温水杯中,观察到弹簧测力计4的示数逐
渐,弹簧测力计B的示数逐渐,若弹簧测力计A的示数变化量为公自,弹簧测
力计B的示数变化量为A%,则它们的大小关系是(选填">"="或"<")。
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是—(填答案标号)。
A.弹簧测力计4的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计4B示数的变化
四'解答题
13.“胜哥”老家的道路加宽工程完成后,检测部门在新修路面适当位置钻取了4个圆柱形
样本进行质量检测(每个样本底面积100cm2,高25cm)。除了水泥标号、砂石比例等指标都
合格外,还要求混凝土的密度标准不得小于2.6xl03kg/m3。质量检测员将取回的所有样本
称得总质量为30kgo求:
(1)所取样本的总重力是多少?
(2)通过样本分析,浇筑的混凝土对地面的压强是多少?
(3)计算分析该项工程混凝土密度标准是否合格?
14.如图所示,质量相等的A、B两个均匀实心正方体放在水平面上,A的边长比B大。要从它
们正中间沿水平或竖直方向打通一个横截面积相同的圆柱形的小孔,使其剩余部分对水平面的压
强相等,设想了下列四种方法:①两个正方体均水平打孔;②两个正方体均竖直打孔;③A竖
直打孔、B水平打孔;④A水平打孔,B竖直打孔。以上方法中,能达到目的的是(填
序号)。请简单说明理由。
15.如图甲所示,用弹簧测力计缓慢将长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,杯子的底面积为
100加2,拉力随时间的变化关系如图乙所示,据此回答下列问题:(P次=1.0xl()3kg/m3,g取10N/kg)
*F/N
5---------/---------
4
3'
甲乙
(1)物体的体积。
(2)物体的密度。
(3)物体离开水面后,水对杯底的压强变化了多少?
16.如图所示,一个重为6N,容积为V,底面积。S=2X10-2nl2的圆柱形容器放在水平地面
上。求:
□
(1)该容器对水平地面的压强P。
(2)向该容器中倒入体积为V水的水后,求水面以下0.1m处的压强p水。
(3)若将一个体积为V物的金属块浸没于水中,讨论水对容器底部压强增加量的变化范围。
17.“胜哥”用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具一密度秤。其中经防腐处理的合金块重
8N,体积100cm3,秤坨重2N,秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块
浸没在待测液体中(不接触容器),调节秤坨位置使秤杆水平平衡,秤坨悬挂处的刻度值为被测液
体密度。请解答下列问题(g=10N/kg):
(1)在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体,测量情况如图,测得OC长34cm。
求秤杆A端受到绳子的拉力大小;
(2)C点刻度表示的待测液体密度多大?
(3)以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化多少?
18.如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M与
容器底部不密合。现以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系
如图乙所示。请回答下列问题:(g=10N/kg)
ho401401/s
甲乙
(1)当t=140s时,物块M在水中处于(选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态。
(2)当t=140s时,容器中水对底部的压力是多少?
(3)图乙中a的值是多少?
19.小科利用假期参观酒厂,了解到白酒酿制和相关工艺流程、并知道了白酒“度数”的含义,于
是决定和同学一起通过项目化学习,制作一个基于密度计原理测量白酒度数的仪器。(白酒的“度
数”不是质量分数,而是体积分数,例如53。的白酒表示20℃时,100mL白酒中含有53mL酒精。)
(1)如图所示为该项目化学习小组制作的测量白酒“度数”的仪器,制作时发现仪器不能竖直
漂浮在液体中,可采用的方法是O
(2)已知该仪器的总体积为30cm3,若把它置于70。白酒中依然能漂浮于液面,则它的质量
不能大于多少克?
附:20℃时白酒“度数”与密度对照表
白酒的度数V/V5于62°65P7cp
密度g/ml.0.9510.9240.9050.8980.886
(3)标刻度时,须先将它置于水中,待该仪器稳定后,水面与A处相平,此时A处应标注的
刻度为(选填“0”或“1.0”)。
20.如图所示,在一个装满水的容器中,轻质弹簧的一端连着小球,另一端固定在容器底部。已
知小球的体积是500cm3,小球静止时受到弹簧对它的作用力为4N。
(1)此时小球受到的浮力为多少?
(2)如果剪断弹簧后,请分析小球的运动情况,并计算再次静止后小球受到的浮力是多少?
21.如图是浮力秤结构示意图,构造如下:两个底面积不同的圆柱形玻璃容器,大容器底面积是
300cm2,高度是21cm,小容器底面积是250cm2,高度是25cm,质量是250g,小容器漂浮于大
容器的水中,两容器壁厚可忽略不计。问:
被剜物
(1)不放被测物时,小容器受到的浮力为牛。
(2)已知该浮力秤的最大V排为21cmx250cm2,请计算该浮力秤测质量的量程。
(3)分析计算12N的水能否完成该浮力秤最大质量的称量?
22.“胜哥”的家乡金华市开展中学生自制潜水器比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,
其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注
射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水
艇的沉浮。
设计要求:.①潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
②为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。
(1)如图甲位置,要使潜水器下潜,应如何操作。
(2)已知该小组同学采用的材料总质量0.5kg,体积800cm3。他们设计了四种方案的工作舱
和水舱的体积比,如表格所示。请根据设计要求通过计算选择最合适的方案。
n________密封隔断;
国川MI川j工作舱D
塑料软管(足够长)匚二二制!30[水/If
H—三-三-二-二-二if曾二口三--二三二;
甲
方案工作舱体积/厘米3水舱体积厘米3
1450350
2480320
3500300
4520280
(3)图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如
图丙。O点开始向水舱内注水,潜水器开下沉:A点向外排尽水舱中的水:B点潜水艇顶端恰
好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图
丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
乙丙丁
23.小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《浮力的成因》科学视频,对相关知识有了深刻的理解。
如图所示,柱形容器内装有深度大于10cm的某种液体,物体C是一个体积为lOOOcnP的均匀正
方体,质量为480g。在液体中静止时,有|的体积露出液面。则:
(1)图中物体C静止时所受的浮力为多少?
(2)液体的密度为多少?
(3)若在C上表面放置一个物体A,使C恰好完全浸没于液体中,则物体A的质量应为多
少?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】重力的大小;压强的大小及其计算
【解析】【分析】A.根据p=q=£=n^=^=^=pgh求出实心圆柱体A、B的高度之
比;
B.根据粗细相同可知它们底面积的关系;
C.根据F=pS求出它们对地面的压力之比;
D.实心圆柱体A、B放在水平地面上,它们对地面的压力等于自身的重力,据此可知实心圆柱体
A、B的重力关系,根据G=mg求出它们的质量之比。
【解答】4由口=q=3=曜=喀=嘤=。皿可知,实心圆柱体A、B的高度之比:%=
翱:瑞=落然祟X然叱=|,故A错误;
PA9PB9PAPBPAPB5X1$
B.实心圆柱体A、B的粗细相同,所以它们的底面积相等,即底面积之比为1:1,故B错误;
C.由F=pS可知,它们对地面的压力之比:祟=胧=黑=上故C正确;
卜BPB、PB3
D.实心圆柱体A、B放在水平地面上,它们对地面的压力等于自身的重力,所以实心圆柱体A、
B的重力之比GA:GB=FA:FB=1:3,
根据G=mg可知,它们的质量之比:暮=字;第=舁是,故D错误。
故选c。
2.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】①根据物体的浮沉条件判断;
②根据图片分析长方体排开液体的体积关系,根据浮力大小关系结婚阿基米德原理Fs=pagV排
可知三种液体的密度关系;由图可知三种液体的体积大小关系,根据G=mg=pVg可知三种液体
的重力关系;此时容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和;
③根据p=p液gh分析液体对容器底的压强关系;
④物体受到的浮等于物体上、下表面受到液体的压力差,根据F产F浮+F上可知长方体下表面受
到的液体压力关系。
【解答】①根据图片可知,A在水中悬浮,B、C在水中漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重
力相等,故F滓A=F浮B=F浮c,故①正确;
②根据图示可知,物体排开的液体的体积关系为:V甲排>V乙排>V丙排,
由于F浮A=F浮8=尸浮。,根据F浮=piggV排可矢口,p?<pi<pH,
根据图示可知,三种液体的体积大小关系:丫丙>丫乙>丫甲,
根据G=mg=pVg可知三种液体的重力关系:6丙>6乙>6甲,且A、B、C三个物体完全相同,
因为容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和,所以丙容器对桌面的压力最大,
其次是乙,最小的是甲,即容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙,故②错误;
③因为P甲<pz.<p丙,并且液体的深度相同,因此由p=p液gh可知,容器底所受的压强p甲<pz,
<p丙,故③正确;
④物体受到的浮等于物体上、下表面受到液体的压力差,由F产F浮+F上可知,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,由于乙、丙的浮力
相等,所以乙、丙下表面受到的压力相等,即FA>FB=FC,故④正确。
那么正确的是①③④。
故选D。
3.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】两容器底部受到的液体压强相等,由液体压强公式p=p液体gh判断出甲、乙液
体密度的关系;液体内A、B两点到容器底部的距离相等,根据p=p液体gh判断出A、B以下部
分压强的关系,由p=p±+p下且pv=p乙判断出AB两点压强的关系。
【解答】根据题意可知,两容器底部受到的液体压强相等p产p乙,
根据图片可知,甲液体的深度小于乙液体的深度,
由P=P液体gh可知,液体程?度p¥>pZ,;
由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,
根据p=p液体gh可知,两点到容器底部的压强pAT>pBT»
由于p,=pA+pA下,pz1=pB+pB下,且p,=pz.,
所以PA<PB,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
4.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
F
【解析】【分析】根据浮沉条件比较浮力大小,根据阿基米德原理/辨=总比较排开水的体积
P游
大小,进而比较水面的高度大小,最后根据p=p滋gh比较水对容器底部的压强大小。
【解答】将物体A和玻璃杯看作整体,它们始终在水面上漂浮,因此它们受到的浮力等于重力,
即浮力F,=F乙。根据阿基米德原理了播=可知,它们排开水的体积相等,因此水面高度相同。
根据p=p浪gh可知,水对容器底部的压强相等,即p>?=p乙。
故选Bo
5.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】ABC.根据浮沉条件,结合密度公式G=mg=pgV和阿基米德原理F浮力=p,&gV
排,针对三图情形列出三个平衡关系时,然后三者联立计算即可;
D.当物体处于悬浮状态时,它的密度等于液体密度。
【解答】ABC.根据题意可知,在甲图中,a漂浮在水面,有五分之二的体积露出水面,
则Fffa=Ga;
pagVa=P»gV排a;
PagVa=|p水gVa...①
解得:pa=0.6xl03kg/m3,故A错误;
在乙中,b在水里悬浮,根据浮沉条件得到:Gb=F浮b=p水gVb……②
在丙中,a、b漂浮,贝UGa+Gb=F滓=p水gVa……③
由①②③可得:2Ga=3Gb,即:Ga:Gb=3:2,故B错误;
2Va=5Vb,即:Va:Vb=5:2,故C正确;
D.b悬浮在水中,所以b的密度等于水的密度,为L0xl()3kg/m3,故D错误。
故选C。
6.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】AC.根据浮沉条件分析判断;
BD.根据阿基米德原理F钎Gj#=piggV排分析判断。
【解答】A.根据漂浮条件可知,碗漂浮时所受的浮力等于它所受的重力,故A错误;
B.根据阿基米德原理F"G排可知,碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力,故B错误;
C.碗沉底时,它受到的浮力小于重力,而漂浮时浮力等于重力。比较可知,碗沉底时所受的浮力
小于漂浮时所受的浮力,故C正确;
D.碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力,根据阿基米德原理F,¥=G^=p液gV排可知,碗沉
底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积,故D错误。
故选c。
7.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化;溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】铁球在稀硫酸中会逐渐溶解而变小,稀硫酸的密度则会因铁的溶解而增大,即
左边铁球将上升;而铁球在硫酸铜溶液中则会在铁球溶解的同时,生成质量更大的金属铜,使铁
球质量增大,溶液密度减小,即右端铁球将下沉,据此结合欧姆定律分析判断即可。【解答】
A.铁能和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,红色的铜附着在铁的表面。56份铁进入溶液,置
换出64份铜,整个球质量变大,故A错误;
B.球在稀硫酸中会逐渐溶解而变小,稀硫酸的密度则会因铁的溶解而增大,即左边铁球将上升;
而铁球在硫酸铜溶液中则会在铁球溶解的同时,生成质量更大的金属铜,使铁球质量增大,溶液
密度减小,即右端铁球将下沉。金属滑片向右偏转,故B错误;
C.因滑动变阻器向右滑动后,电阻减小,灯泡变亮,故C错误;
D.球在稀硫酸中会逐渐溶解而变小,稀硫酸的液质量分数则会因铁的溶解而增大,而铁球在硫酸
铜溶液中则会在铁球溶解的同时,生成质量更大的金属铜,使铁球质量增大,右侧烧杯溶液质量
分数变小,故D正确。
故选D。
8.【答案】<;>
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】根据图片比较物体底面积大小,再根据F=G=mg比较对地面的压力大小。然后
通过截取质量与原来质量的比确定剩余部分受力面积的减小量的大小,进而确定剩余部分对地面
的压强大小。
【解答】在截取前甲对地面的压强「尹=『,
甲
mg
乙对地面的压强P乙=广,
乙
因为P甲二P乙,
m申gmg
所以:e二^,
甲乙
因为s甲Vs乙,
所以m甲Vm乙,
甲、乙被切去并叠加后,对水平表面的压力仍然等于重力,即压力不变,
根据F=G=mg可知,两个物体对地面的压力F甲<Fz.;
此时甲减少的质量与总质量的百分比大于乙减少的质量占总质量的百分比,
因此甲减小的面积大于乙减小的面积,物体对地面的压力不变,面积减小越多,压强增加越大,
故p甲大于P乙。
9.【答案】(1)小于
(2)上升;3.2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的浮沉条件解答;
(2)①根据浮沉条件比较出鹅卵石被捞出前后所受浮力的关系,再根据F浮np濯gV排知排开水
体积的变化,进而判断出水池水面高度的变化;
②根据排算出鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力,由平衡力的知识G;B=F--G桶算出桶
内鹅卵石的重力,最后根据血=多算出鹅卵石的质量。
【解答】(1)根据浮沉条件可知,鹅卵石在水池底部时,则它受到的浮力小于它的重力;
(2)①鹅卵石捞出前沉底,浮力小于重力。将鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石与小桶都处于
漂浮状态,此时鹅卵石的浮力等于重力,即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大,根据F
覆gV排知排开水的体积变大,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升;
②鹅卵石捞出放置在桶内时的总浮力为:
33-33
F浮'=p水gV-1.0x10kg/mx10N/kgx4.0x10m=40N,
桶内鹅卵石的重力为:G石二尸/・G桶=40N-8N=32N,
G
鹅卵石的质量为:7n=二=高[=3.2kg。
10.【答案】排开液体的体积;物体浸没的深度;悬浮;壶&P次
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(2)①根据图片确定哪个因素不同即可;
②根据描述分析继续下降时哪个因素发生改变即可;
(3)对小瓶受力分析,根据平衡力的知识比较浮力和重力大小,从而确定浮沉状态;
(4)根据悬浮状态计算出蜂蜜的重力,再根据液面高度得出蜂蜜的体积表达式,再根据p蜂蜜=符
计算密度。
【解答】步骤二:①如图乙所示,将小瓶浸没在水中,水深变为h2,此时改变了物体排开液体
的体积,则说明浮力的大小与排开液体的体积有关;
②物体浸没后继续增大塑料瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,即它受到的浮力不变,说明
物体所受浮力的大小与浸没的深度无关;
(3)拿出塑料小瓶,将其中的蜂蜜适量倒入另一相同的圆柱形容器中,不断调试,直到弹簧测
力计的示数为零,如图丙所示,此时小瓶的重力与浮力相等,丙图的浮力与乙图浮力相等,则塑
料小瓶在水中的状态是悬浮;
(4)塑料小瓶在水中的状态是悬浮,因而瓶中蜂蜜的重力G=p水gV排=p,kgS(h2-hi);
倒出的蜂蜜在另一个圆柱形容器中的液面高度为h3,则瓶中蜂蜜的体积V=S(h2-h「h3);
则蜂蜜的密度明二导赋M=筌悬。
11.【答案】(1)装置漏气
(2)转换法
(3)向上凸起;>
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)在使用U形管压强计的过程中,如果装置漏气,那么橡皮膜上受到压强
时,里面的气体会溢出,导致U形管两侧液面没有明显的高度差;
(2)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的
现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法;
(3)根据液体压强公式p=p滋gh比较液体压强大小即可;
(4)首先根据p=p液gh比较两点以下液体压强大小,再与上面液体压强相加比较底部液体压强
大小。
【解答】(1)根据描述可知,出现这种情况的原因可能是装置漏气;
(2)该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是转
换法;
(3)水的密度大于酒精的密度,且液面相平。根据液体压强公式p=p浪gh可知,水的压强大于
酒精的压强,即橡皮膜向上凸起。
(4)甲中液面高度较大,若PM=PN,根据p=p浪gh可知,液体密度p甲邛乙。MN以下部分
的高度相同,根据p=p/gh可知,这部分液体对底部的压强p甲>p乙1。两容器底部受到的液体
的压强等于上、下两部分的压强之和,所以两容器底部受到的液体压强大小关系是p4p乙。
12.【答案】(l)Fi—也
(2)物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力
(3)将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水
(4)变小;变大;=
(5)B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据称重法求出物体受到的浮力;
(2)分析比较表中的浮力与排开水的重力关系得出结论;
(3)在实验中,排除测量误差因素的影响,从溢出水的体积小于排开水的体积考虑;
(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积
变大,受到的浮力变大,根据称重法F,,=G-F可知弹簧测力计A的示数变化;重物排开水的体
积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,
根据阿基米德原理可知弹簧测力计A、B示数的变化量关系;
(5)改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
【解答】(1)根据图甲可知,物体的重力G=Fi,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数F拉
=F3,则物体受到的浮力FS=G-FMF1-F3;
(2)由表中可知,物体a、b的实验数据中物体受到浮力大小与物体排开水的重力相等,因此可
得结论:物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力;
(3)在实验中,若溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积,则排开水的重力
明显小于所受的浮力(或排开的水没有全部流入小桶);
(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积
变大,受到的浮力变大,根据公式可知,弹簧测力计A的示数变小。随着进入小桶内
水的重力逐渐增大,则测力计B的示数逐渐变大。
测力计A的变化量等于物体受到的浮力,测力计B的变化量等于排开水的重力。根据阿
基米德原理F浮力=6排可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等,即AFA=AFB;
(5)比较两种实验方案可知,改进后:
A.由称重法F;¥=G-F可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误;
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化,故B正确。
故选B。
13.【答案】(1)G=300N
(2)p=7500Pa
(3)p=3x103kg/m3p=3x103kg/m3>2,6x103kg/m3合格
【知识点】密度公式的应用;重力的大小;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)已知样本的总质量,根据G=mg可求样本的总重力;
(2)样本对地面的压力等于自身的重力,利用p=*求出浇筑的混凝土对地面的压强;
(3)根据体积公式计算混凝土样本的总体积,根据密度公式计算混凝土的密度,比较大小可知
是否合格。
【解答】(1)已知样本的总质量:m=30kg,则样本的重力:G=mg=30kgx10N/kg=300N;
(2)样本对地面的压力等于自身的重力,
则浇筑的混凝土对地面的压强:p=(=£=——3001=7500Pa;
334x100x10m2
23
(3)混凝土样本的总体积:V=4Sh=4xl00xl0-4mx0.25m=0.01m,
则混凝土样本的密度p=爷==3x103kg/m3>2,6x103kg/m3,
故混凝土样本的密度高于标准的密度,
故该项工程混凝上的密度合格。
_SS
14.【答案】①③;①A小孔的重力为G[=WG,B小孔的重力为GB=^G,贝1JGAVGB,
由于剩余部分对水平面的压力F2=G-G\则F,A>FB;由于A、B的底面积不变,SA>SB,根据p="
可知,剩余部分对水平面的压强p:可能会与以相等。②柱状体对水平面产生的压强P=*=等=
P^_=pShg=pghj当竖直打孔时,由于物体仍是柱状体且高度不变,根据p=pgh可知剩余部
分对水平面压强不变,所以两个正方体均竖直打孔时剩余部分对水平面压强仍是pap=*可知B
剩余部分对水平面的压强P'B减小,则剩余部分对水平面的压强可能会与p,A相等。④A水平打
孔,由于重力减小,底面积不变,根据p=(可知,A剩余部分对水平面的压强p入减小,B竖
直打孔,B剩余部分对水平面的压强不变,则剩余部分对水平面的压强p,A<p旨
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】知A、B两个正方体的质量相等,且放在水平面上,由于正方体对地面的压力
等于自身的重力,根据公式p=pgh或p=*即可判断对地面的压强变化。
【解答】③A竖直打孔,A剩余部分对水平面压强不变;B水平打孔,由于重力减小,底面积
不变,根据p=(可知,B剩余部分对水平面压强PB,减小,则剩余部分对水平面压强可以达到相
等,故A竖直打孔、B水平打孔可行。
15.【答案】(1)由图像可知,露出水面后测力计的拉力
F拉=SN
未露出水面时,物体受到的拉力/发=3N
所以浸没时物体受到的浮力F浮=5N-3N2N
_________2N_________2x10-4m3
物体的体积U排l.OxlO3kg/m3xlON/kg
(2)物体的质量m=枭=io薪g=0.5kg
物体的密度P=圻滥出=23x1。33/一
(3)物体离开水面后,排开水的体积变化量4曝=2*10-4血3
AV—4o
杯内水的深度变化量Ah2x10=0,02m
S100X10-m2
水对杯底的压强变化量=P水gAh=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.02m=200Pa
【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)当物体完全露出水面时,它不受浮力,此时物体的重力等于测力计的拉
力。当物体完全浸没时,它排开水的体积最大,则受到的浮力最大,此时测力计的示数最小,据
此确定浸没时物体受到拉力,接下来根据尸浮=G-F我计算浸没时受到的浮力,最后根据^=
F浮
稀=—计算物体的体积。
P娥
(2)首先根据m=^计算物体的质量,再根据p=£计算物体的密度;
AV
(3)物体离开水面后,排开水的体积的减下量等于物体的体积,再根据/h=」计算杯内水
深度的减小量,最后根据=P水9皿计算水对杯底压强的减小量。
16.【答案】⑴sp一三p=G葛=一匚6N『=300Pa
S52x10zm2
(2)解:p*=pgh=1xlO^kg/m3xION/kgx0.1m=1000Pa
(3)解:若叱^=匕,则金属块浸没后水面高度不变,水对容器底部的压强增量△p=0。
若V水<V,当U物2U—V次时水面上升的距离最大,此时up=pg/[=竺二£
故压强的增量范围为0次)
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】根据P=pgh可知,当容器足够深时水未溢出,此时水深度的变化量最大,根据
△P=P水gAh求出压强的最大变化量;当容器装满液体时放入甲物体后液体的深度不变、压强不
变,即AP=0,然后结合压强的最大变化量和压强的最小变化量求出水对容器底部压强增加量的
变化范围。
【解答】
pQ6N
义
(1)容器对水平地面的压强:P地面=W210_4n2=300Pa。
(2)P水=p水gh=1x103kg/m3xION/kgx0.1m=lOOOPa。
(3)若容器中装满水,则放入物块后,因水的溢出,水对容器底部的压强不变,水对容器底部
的压强增量△P=0o
若容器中未装满水,当U物2V-,次时,水面上升的距离最大,水对容器底部的增加量最大。
廿时。皿一次)
止匕盯4p=pgAh=---------1---------
故压强的增量范围为0w/pW竺二£。
17.【答案】(1)由杠杆平衡条件
FAxOA=G坨xOC
可得
FAx10cm=2Nx34cm
解得FA=6.8N0
(2)合金块受到的浮力
F浮=6全—FA=8N—6.8N=1.2N
因合金块浸没,则物体排开液体的体积
V排=V全=100cm3=10-4m3
由F浮=P液gV排可得待测液体密度
F浮1.2N3a
P病=~TT—=----------------A----=L2X10kg/m
"gV排lON/kgx10-4m3
(3)因容器成柱状,合金块放入液体后对容器底增大的压力
△F=F浮=1,2N
增大的压强
△F1.2N
=120Pa
S100x104m2
答:(1)A端受到绳子的拉力大小是6.8N;(2)C点刻度表示的待测液体密度是1.2xl03kg/m3;(3)
以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化是120Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)根据图片确定动力臂和阻力臂,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算
即可;
(2)首先根据平衡力的知识F浮=6全-FA计算合金块受到的浮力,然后根据V排=丫全计算
F浮
合金块排开液体的体积,最后根据P液=萨计算待测液体的密度。
g排
(3)当容器为上下粗细一致的柱体时,合金块放入后液体增大的压力等于它受到的浮力,据此
根据△p=M计算增大的压强即可。
18.【答案】(1)漂浮
(2)当t=140s时,容器中水重
G水=p“〈gV水=1000kg/m3xION/kgx5x10-6m3/sx140s=7N
F=7N+8N=15N
(3)由图像分析可知,当t=40s时,物块M刚好处于漂浮状态,则
F浮=G=8N,
F,廿
可得忆挑=——=------------------=800cm3,
排P赭1000kg/m3xWN/kg
10cmx10cmxacm=800cm3,解得a=8
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据乙图确定140s时容器中的水面高度,再与正方体的高进行比较即可;
(2)当t=140s时,首先用加水速度x时间计算从加入水的体积,然后根据G次=。次。,水计算
加入水的重力,而容器中水对底部的压力等于水和物块的总重力。
(3)由图像分析可知,当t=40s时,物块刚好处于漂浮状态,根据漂浮状态计算物体受到的浮
F浮
力,再根据阿基米德原理匕胡=—计算此时物体排开水的体积,最后根据长方体的体积公式
P肥
V=abc计算此时的水面高度。
【解答】(1)根据图乙可知,当t=40s时,水面上升的速度减小,应该是物块跟随水面不断上
升所致,即此时物体开始漂浮,因
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