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文档简介
重难专题2密度、压强、浮力的综合分析
母邈学大招1漂浮、悬浮及其拓展模型
1.[2025陕西咸阳一模]如图所示,在水平桌面上,甲、乙两个完全相同的玻璃杯分别装有不同密度的盐水。把
同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中悬浮,在乙杯中漂浮,且放入鸡蛋后液面高度相同。下列说
法正确的是)
A.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
B.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
C.甲杯中盐水对杯底的压强等干乙杯中盐水对杯底的压强
D.鸡蛋在甲杯中所受浮力大于在乙杯中所受浮力
子题练变式
2.12025天津红桥区一模]如图所示,在底面积为目的薄壁圆柱形容器中注入水,把一横截面积为*、高为h、
密度为P物的圆柱体直立在水中,圆柱体静止后,露出水面的高度为%,此时水深为H,则下列说法中正确的是(
A.水对容器底部的压强为水劲
B.水对容器底部的压力为F=pgHS2
C.水对圆柱体底部的压强为p=p^gh
D.圆柱体所受的浮力为正浮物磔小
3.12024江苏苏州二模|检验人员在甲、乙、丙三支相同试管中分别盛放不同密度的硫酸铜溶液,在每支试管内
滴入一滴同一病毒感染者的血液(三滴血液视为完全相同),一段时间后出现了如图所示的情形,此时硫酸铜溶液深
度相同。则下列说法正确的是)
A.病毒感染者的血液的密度和甲试管中硫酸铜溶液的密度相等
B.三支试管中血液所受的浮力大小关系是:嚏浮甲/噎浮乙浮内市
C.丙试管中硫酸铜溶液对试管底部的压强最大
D.丙试管对试管架底座的压力最大
4.如图所示,甲、乙两个轻质薄壁圆柱形容器放置在水平面上(容器足够高)。两容器底面积之比为5:3,甲容
器中装有5千克的水,乙容器中装有某种液体。(g取9.8N/kg)
(1)求水的体积丫水。
(2)若甲的底面积为5x10-3〃月求甲容器对水平面的压强P甲。
(3现将某一物体分别浸入甲、乙两容器的液体中,物体在液体中所处状态、液体对容器底部压强增加量如表所
示。求该物体的密度P物。
物体所处状态浸没在水中漂浮在液面上
液体对容器底部压强增加量(帕)9801960
5J2025湖南长沙模拟]货船通过国际港口时,工作人员通常通过读取货船浸入海水中的深度来测量载重。物理
小组根据这个原理,利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的''浮力秤,如图甲所示,玻璃杯的底面积为100cm
,玻璃杯的高度为15cm,质量未知,将质量为400g的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯浸入水中的深度为6cm。
「水=1.0xl()3检加3取1()N/kg。y
(1)求玻璃杯底面所受水的压强。
(2球该“浮力秤”的测量范围。
⑶此装置还可以作为密度计来测量未知液体的密度,如图乙所示,将空玻璃杯放入待测液体中,静止时浸入液
体中的深度为4cm,求待测液体的密度。
母题学大招2排液、注液模型
6.(2024山东枣庄中考]将一底面积为200口小的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm\高
20cm的圆柱体.如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注
水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示(^l.OxlO\g/w3,
()
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B.圆柱体的密度为664x1()3相/标
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D.向容器内注水的总质量是4200g
子题练变式
7.[2025天津中考]在跨学科实践活动中,同学们制作了如图甲所示的“浮力秤”,用来称量物体的质量。圆柱形
薄壁外笥足够高且内装足量的水,带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中,浮体浸入水中的深度为h0o已知浮体
横截面积为So,外筒横截面积为3S.),水的密度为po。匕秤盘
(1)浮体和秤盘的总质量为外筒
甲
(2砰盘中未放物体,在水外筒、面位于浮体的位置标为“0”刻度线;秤盘中放质量为nr的磋码,
在水面位于浮体的位置标为“mi”刻度线。请推导出这两条刻度线间的距离Ah的表达式。
(3)为了测算该“浮力秤••的最大测量值,先把带有秤盘的浮体直立在外筒底部(图乙),再向外筒内缓慢注水,外
筒底部受到水的压强与注入水质量的关系如图丙所示。
当外筒底部受到水的压强至少为P,时,此“浮力秤”能够达到最大测量值,该最大测量值为
乙丙
母迤学大招3入液、出液模型
8.[2025重庆模拟|水平桌面上有一质量为100g、底面积为50cm2的圆柱形容器(不计厚度).容器高20cm.内盛7
50g的水。将一质量为180g,底面积为lOcm?的不吸水的长方体挂在弹簧测力”下,如图甲所示。使长方体缓慢浸
入水中,弹费测力计示数F与长方体浸入深度h的关系如图乙所示。长方体刚浸没时,下列说法不正确的是(g取
10N/kg)()
A.长方体受到的浮力为0.5N
B.水对容器底的压强为1.6x1()3为
C.容器对水平桌面的压强为1.8x10'尸。
D.长方体下表面受到水的压强为400Pa
子题练变式
9,[2025重庆九龙坡区模拟]如图甲所示,悬挂在弹赞测力计下端的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出
水面(忽略圆柱体带出的水,水面变化忽略不计),弹簧测力计的示数F与圆柱体上升的高度h之间的关系图像如图
乙圻示。然后将体积为4000的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好
悬浮。细线的重力和体积忽略不计,〃水=L0xl03〃g/〃?3,g取I()N/kg,下列说法正确的是(细线不吸水)()
A.A浸没在水中所受浮力为20N
B.A的底面积为200cm12
C.剪断细线,B露出水面的体积为2000cm3
D.B的密度为(0.75x103)tg/w3
10.12025安徽合肥一模]如图所示为学校卫生间的自动冲水装置示意图,水箱中有一个重力为1N、底面积S]
为60uni\高为10cm的柱形浮筒A,出水管管口处有一个重力与厚度不计、底面积S2为10tnP的圆形盖子
B盖住出水口,AB之间用一根长度L=30cm的细线相连接(细线长度不变,质量和体积忽略不计,细线不吸水)。
初始时,细线处于松弛状态,当水位达到一定深度时,A将B拉开进行冲水,每次冲水结束后B自动闭合。(p水
=1以1。3烟刑3g取10N/kg)求:
(1初始时浮筒A受到的浮力;
(2)当水箱中水深为35cm时,B受到水的压强;
(3)B刚被拉开时水箱中水的深度.
1.A
2.D
3.B【解析】病毒感染者的血液在甲中漂浮,根据浮沉条件可知,病毒感染者的血液的密度小于甲试管中硫酸
铜溶液的密度。三滴血液的重力相同,甲中血液漂浮,浮力等于重力;乙中血液悬浮,浮力等于重力;丙中血液沉
底,浮力小于重力,所以八一八”…根据浮沉条件,血液在乙中悬浮,则血液的密度与乙试管中硫酸铜溶液的密度
相同;血液在丙中沉底,则血液的密度大于丙试管中硫酸铜溶液的密度,故可知硫酸铜溶液的密度:〃甲邛乙〉〃丙,硫
酸铜溶液的深度相同,由公式p=pgh可得,硫酸铜溶液对试管底部的压强P甲〉〃乙〉〃丙。甲中液体的密度最大,由
图知甲中液体的体积最大,乙、丙中液体的体积相同,由G=mg=pgV知,甲中液体的重力最大,三支试管完全相
同,血液重力相同,则甲试管对试管架底座的压力最大。故选B。
4.(1)5x10-3m3(2)9800Pa(3)1.2>:103Ag/m3
5.(1)6(X)Pa(2)0-13()0g(3)0.5xl()3kg/nP
【樨析】⑴静止时玻璃杯浸入水中的深度为h=6cm=0.06m,则玻璃杯底面所受水的压强P玛―卜内介
10'kgiWx1ON/左gx0.06/〃=600R7。(2)由P=,可知玻璃杯底面所受水的压力为F=pS=6()()Pax100x1(尸"/=6乂因玻璃
杯上表面受到水的压力为零,则由压力差法产浮"加上了向下可知,玻璃杯受到水的浮力/浮=F=6M由图甲可知,
装有铁块的玻璃杯在水中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,玻璃杯和铁块的总重力为G总引•浮=6M铁块的
重力G铁初铁所400、10-3310%/依可玻璃杯的重力为G稀=G「G铁=6N-4N=2N,由G=mg可得扳璃杯的质量
6稀2N
〃宜丁=*=°2320°&当液面与杯口齐平时所测物体的质量最大,此时玻璃杯仍然漂浮,此时玻璃杯受到的浮
力最大,最大浮力为产浮=夕水四排=10、10%加、iON"gxlOOxi()7"jxo15,〃=15M则此时玻璃杯和物体的总重力
G,
G总吗=15乂则此时玻璃杯和物体的总质量为噎=*=蒜=1.531500g,则此,浮力秤..的最大测量值为
外以=%-〃?稀=1500g-200g=1300g该,浮力秤、、的测量范围为(0〜]300%(3)由图乙可知,空玻璃杯处于漂浮状态,由物
体的浮玩条件可知,此时玻璃杯受到的浮力A=G稀=2M此时玻璃杯排开待测液体的体积/排=
F
=汤_2N_
叫=100x10-4/H2X4X10-2/n=4x1O&H由阿基米德原理可知待测液体的密度"浓一gy排~ION做…[。川标~
0.5x103起加3。
6.D【解析】由图乙知,当注水高度为16cm时,圆柱体恰好漂浮,此时圆柱体浸入水中的深度为16cm,露出
水面的高度为h=h向侬hl=2()c〃L16cm=4°〃,故A错误;圆柱体漂浮时,所受的浮力等于自身重力,此时排开水
国谁秋1!1J1r
的体积噎=SL“h=50c〃?2xi6c〃『S00a〃3=8xl(T%3圆柱体的重力G=F=p^gV=l.Ox103kg/myx1ON/kg^x1
徘圆锥侧浮水徘
o%3=8N,圆柱体的质量皿=9=焉~=0.8格,圆柱体的体积P=Sh=50。??2、20°〃=1000。〃3=000]〃?3,圆
g10M相d圆锥侧I圆任.怠军数
柱体的密度p=>黑J=0.8xl()3仅加3故B错误;圆柱体恰好漂浮时,圆柱体浸入水中的深度为16cm,即圆柱体
底部所处的深度为16cm,之后圆柱体底部所处的深度不变,当停止注水时,圆柱体底部所处的深度仍为16cm=0.
16m,则水对圆柱体底部的压强水gh]=LOx1x1ON/kg^O.16m=1600Ptz,故C错误;停止注水时,水的体
-433333
积Vu=5h1-rH=200c7/rx25cw-8x10w=4.2x10-3m3水的总质量nj=nr=1.0x10ylg/wx4.2x10-w
=4.2依=4200,故D正确。
7.(I)PoSoho(2)Ah=pi(3)35。(p.p,ph2)
8.D
9.D【解析】由图乙知,实心圆柱体A上升高度从O到10cm时,A浸没在水中上升高度从10cm到20cm时.
A逐渐露出水面,20cm后,A离开水面,所以A的高度为以=20亦1(^=105=0.15;将A缓慢拉出水面厕将
A拉出水面后A受力平衡,A离开水面后所受的弹簧测力计的拉力和A的重力大小相等,由图乙知,A的重力为
20N,A浸没水中时,测力计的示数为10N,则A浸没在水中时受到的浮力F=G-F=2(W-1()A^=1(W;^4浸没在
水中时,排开水的体积等于A的体积,即%=%=&=WO』加八的底面积s=F=噌Q
3
排"水耳1.0*10-kg/niX1ON/kghj0.1/w
22
=O.O1/M=1OOC,H;A的质量mA=-=-^-=2ko,A和B悬浮在水中,将两者看成一整体,则噎,尸GAB,根据阿
siu八aAb
基米德原理及(G二mg得“水(嗫+%ig=(〃u+mB)g,即LOX"?像加3x(1。3加3+4oooxio6"/)=2Agiv即,解得B的质
量,〃户棺,B的密度〃/篇=4ooo:::-%3=075xl0%g/,〃3Q的密度小于水的密度,剪断细线,D最终漂浮在水面上,
此时B所受的浮力等于自身的重力,此时B排开水的体积^
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