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    中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题22 压强与浮力综合试题含解析答案
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    中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题22 压强与浮力综合试题含解析答案

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    这是一份中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题22 压强与浮力综合试题含解析答案,共48页。试卷主要包含了单选题,实验题,填空题,计算题等内容,欢迎下载使用。


    一、单选题
    1.为防止溺水事故的发生,老张研发出了如图所示的救生手环,并在观音湖进行了性能测试。他戴上该手环下潜到湖面下5m处(未接触湖底),打开手环开关,手环瞬间弹出一个体积为33dm3的气囊,随后气囊将老张带出水面。已知老张的质量为63kg,密度是1.05×103kg/m3,不计手环的质量和体积。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg),则下列说法正确的是( )

    A.老张的体积是60cm3
    B.下潜过程中,老张受到的浮力不断变大
    C.气囊完全打开瞬间,老张受到的合力为300N
    D.手环在水下5m深处时,受到水的压强是5.25×104Pa
    2.两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则( )
    A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
    B.甲的密度与液体的密度相等
    C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到的压力大小不变
    D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到液体的压强不变
    3.铁架台的水平底座上有一只溢水杯,贴近溢水杯有一底面积为20cm2的圆柱形小桶(不计侧壁厚度)。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上,下端悬挂一重力为1.2N、密度为4×103kg/m3的金属块。初始时,金属块有的体积浸在水中,弹簧测力计的示数为F1,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,如图所示。接着竖直向上提溢水杯,当溢水杯刚好离开水平底座时(底座对溢水杯的支持力刚好为零),提绳竖直向上的拉力为T1;提着溢水杯竖直向上缓慢移动,当金属块刚好浸没在水中时,水对小桶底部的压强为p,弹簧测力计的示数为F2,提绳竖直向上的拉力为T2。已知小桶能全部接住从溢水杯中溢出的水,则下列说法正确的是( )

    A.金属块体积为300cm3B.F1-F2=0.18N
    C.p=150 PaD.T2=T1
    4.如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为375g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N,整个过程水始终未溢出,请问说法正确的是( )
    A.木块的质量为125g
    B.木块的密度为
    C.从图丙到图丁,瓶底水的压强逐渐增大
    D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8N
    5.如图甲所示,将一圆柱体木块用细线栓在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是( )
    ①木块的重力为10N
    ②木块的底面积为100cm2
    ③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1600Pa
    ④木块的密度为0.8×103kg/m3

    A.①②B.②③C.②④D.③④
    二、实验题
    6.某学习小组,在做“测量小石块密度”的实验时进行了如下操作:

    (1)如图甲,将天平放在水平台面上,指针恰好指在分度盘中央,接下来应该将游码移至零刻度线后向 调节平衡螺母,使指针再次指在分度盘中央;
    (2)正确测量小石块的质量,如图乙所示,则小石块的质量为 g;
    (3)放入小石块前后量筒示数如图丙所示,则小石块的密度为 ;
    (4)另一小组在实验时先测了小石块的体积,接着测量了它的质量,这样会导致测得的小石块密度比真实值偏 ;
    (5)我们也可以利用弹簧测力计、烧杯和水来测量小石块的密度,步骤如下:
    a.将小石块挂在弹簧测力计下静止时,读出弹簧测力计的示数为;
    b.将挂在弹簧测力计下的小石块浸没在烧杯内的水中静止时(小石块未接触烧杯底),弹簧测力计的示数为;
    c.小石块密度的表达式 (用、和表示)。
    7.小华同学学习了密度知识后,想知道家里的一个白色金属摆件是用什么材料制成的,他进行了如下实验:
    (1)如图所示,用弹簧测力计测出摆件的重力G= N;
    (2)将摆件完全浸没在水中(不接触容器底),读出弹簧测力计的读数F=2.9N,则摆件的体积是 m3;
    (3)依据上述数据算出工艺品的密度为 g/cm3(结果保留一位小数);
    (4)根据如表几种金属的密度值,在测量误差范围内,小华同学家里的摆件最有可能是用 制成的。
    8.小华用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋测量酱油的密度.
    (1)测量前,应检查弹簧测力计指针是否指在 刻度线上.
    (2)把适量的酱油装入塑料袋,排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测出重力为3.6 N;然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,如图所示,弹簧测力计示数为 N.
    (3)水的密度为1×103 kg/m3,则可算出酱油的密度为 kg/m3.
    (4)小华想用上述器材继续测量白酒的密度,但白酒的密度比水小.请帮她想出一个可行的办法并简要说明: .
    9.实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。

    (1)要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是 (选填“①→②”或“②→①”);
    (2)计算金属块A浸没在水中的浮力F= N;
    (3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与 (选填“液体密度”或“金属密度”)有关;
    (4)请推导出盐水的密度表达式ρ盐水= (用F1、F2、F3、ρ水表示)。
    10.课外兴趣小组在“测量某液体密度”的实验中,实验步骤如下:
    (1)如图甲所示,把天平放在水平台上,发现天平水平平衡时游码未归零,将游码归零后,为使天平水平平衡,应向 (选填“左”“右”)调节平衡螺母;
    (2)调节水平平衡后,进行以下实验操作:
    ①测得空烧杯的质量m0=33.4g;
    ②向烧杯中倒入适量待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m1,如图乙所示m1= g;
    ③将液体全部倒入量筒中,测出液体体积V,如图丙所示V= cm3;
    ④待测液体的密度ρ= kg/m3;
    (3)实验结束后,爱思考的小敏指出,以上实验过程中,烧杯中会残留部分液体导致所测密度 (选填“偏小”“偏大”“不变”),于是她提出另一种测量液体密度的方案。实验器材有弹簧测力计、细线、金属块(不吸水、不沾水)、两个烧杯、足量的水和待测液体。简要步骤如下:
    ①分别往两个烧杯中倒入适量的水和待测液体;
    ②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时测力计示数记为F1;
    ③将金属块浸没在水中(未接触烧杯底和烧杯壁),静止时测力计示数记为F2;
    ④将金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯底和烧杯壁),静止时测力计示数记为F3;
    ⑤待测液体的密度ρ液= (用ρ水及测得的物理量表示)。
    11.在某次探究实验中,需要测出实验所用盐水的密度,小玲、小亮分别进行了如下实验:
    (1)小玲在使用天平时,先将天平放在水平台上,发现天平的游码未归零,但指针却指在分度盘的中央,他应该先将游码调到 处,再将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,天平横梁才能在水平位置平衡。
    (2)小玲的实验过程如下:
    ①用已调节好的天平测出空烧杯的质量为20g;
    ②再往烧杯中倒入适量的盐水,天平平衡时,砝码的质量和游码的位置如图甲所示,则烧杯与盐水的总质量为 g;
    ③把烧杯中的盐水倒入量筒中,如图乙所示,盐水的体积为 mL,盐水的密度为 ;
    ④这样测出的盐水密度会 (选填“偏大”或“偏小”)。
    (3)小玲在完成了一次测量后,又分别量取不同体积的该种盐水进行多次实验。与小玲在此实验中多次测量目的相同的是 (选填序号):
    A.“伏安法”测电阻实验; B.探究杠杆的平衡条件实验; C.探究电流与电阻关系实验。
    (4)小亮用弹簧测力计、小石块、细线、烧杯和水也能测出盐水的密度,请你和小亮一起完成以下实验设计:
    ①把小石块挂在弹簧测力计挂钩上,在空气中测出石块的重力G:
    ②把小石块浸没在水中,记下弹簧测力计的示数;
    ③ ;
    ④盐水密度 (用测得的物理量和表示)。
    12.小岩同学在学习了盐水选种的知识后,设计了如下的实验来测量种子和盐水的密度。

    (1)将天平放在水平桌面上,把游码移到零刻度线处,发现指针位置偏向分度盘左侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向 移动;
    (2)取一颗种子,用调节好的天平测出其质量如图甲所示,则种子的质量为 g;
    (3)在量筒中倒入的盐水;
    (4)将该种子缓慢放入量筒中,发现种子漂浮在液面上,量筒中液面的高度如图乙所示,则盐水的密度为 ;
    (5)用细长针将种子缓慢压入盐水中直至完全浸没,量筒中液面的高度如图丙所示,则种子的密度为 。
    13.小明利用天平和量筒做了测量液体密度的实验。
    (1)实验时发现放在水平桌面上的天平指针位置如图甲所示,他应该首先确认 ,再调节平衡螺母;
    (2)将装有适量待测液体的烧杯放在调节好的天平上,测出烧杯和液体的总质量154g;然后将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,如图乙所示,量筒中液体的体积为 ;
    (3)把烧杯和剩余液体放在天平上,天平平衡时砝码及游码的位置如图丙所示,则烧杯和剩余液体的质量为 g,根据上述实验数据计算出液体的密度 ;
    (4)小明还想利用一个圆柱形的容器、刻度尺和水,测量小木块(不吸水)的密度,他设计了如下实验:
    ①在圆柱形容器内加入适量的水,用刻度尺测量水的深度记为;
    ②将小木块放入水中漂浮,水未溢出,用刻度尺测量水的深度记为;
    ③用细针将木块完全压入水中,水未溢出, 记为;
    ④则小木块密度表达式为 (用和所测物理量的字母表示)。
    14.某实验小组测量矿石的密度。
    (1)把天平放在水平台面上,把游码移到标尺的 处;
    (2)正确操作后,右盘中砝码及游码在标尺上的位置如图1所示,小矿石的质量为 g;
    (3)将小矿石放入盛有50mL水的量筒中,水面升高到如图2所示的位置,则小矿石的体积为 cm3,密度为 g/cm3;
    (4)实验小组发现用量筒和空瓶也可以测出该矿石的密度:
    ①将空瓶放入盛有适量水的量筒内,稳定后水面位置为V1,如图3所示;
    ②将小矿石放入瓶中,稳定后水面位置为V2,如图4所示;
    ③将小矿石从瓶中取出放入量筒内,稳定后水面位置为V3,如图5所示;
    由图3、4可得矿石的质量m= ,由图3、5可得小矿石的体积,则小矿石密度ρ= (两空均用已知量的字母表示,ρ水已知)。
    15.学习了密度知识之后,鹏鹏利用天平和量筒测量牛奶的密度.
    (1)在量筒中倒入适量的牛奶,如图甲所示,则牛奶的体积为 mL;
    (2)将天平放在水平台上,游码归零后,鹏鹏发现指针静止时的位置如图乙所示, 他应将平衡螺母向 调节,直到天平平衡;
    (3)把量筒中的牛奶全部倒入一个质量为20g的烧杯中,并用天平测出总质量,如图丙所示,则牛奶的质量为 g,牛奶的密度为 kg/m3.
    (4)鹏鹏的测量方法,会导致所测牛奶的密度值偏 (填“大”或”小” ).
    (5)鹏鹏又想知道酸奶的密度,他利用刚测出密度的牛奶(密度用ρ牛表示),两个完全相同的圆柱形玻璃杯、小木块和刻度尺,测出了酸奶的密度.请你将他的实验步骤补充完整并写出酸奶密度的表达式.
    ①测出 高度为h1;
    ②在一个圆柱形玻璃杯中倒满牛奶,将小木块放入其中漂浮,待牛奶不再溢出后,将木块取出,测出此时圆柱形玻璃杯中牛奶的高度为h2;
    ③在另一个圆柱形玻璃杯中倒满酸奶,将小木块放入其中漂浮,待酸奶不再溢出后,将木块取出,测出此时圆柱形玻璃杯中酸奶的高度为h3;
    ④酸奶的密度表达式ρ酸= (用字母表示).
    16.小明和小亮都很喜欢喝绿茶饮料,学完了密度知识后他们分别用不同的方法测量饮料的密度.
    (1)小明的实验操作如下:
    ①把天平放在水平桌面上,将 拨至标尺左端的零刻度线处,并调节 使天平平衡.
    ②把饮料倒入烧杯中一部分,用天平测出烧杯和饮料的总质量是93.8g.
    ③把烧杯中的一部分饮料倒入量筒中,如图甲所示,饮料的体积是 cm3.
    ④用天平测出烧杯和剩余饮料的质量,如图乙所示,量筒内饮料质量是 g,饮料密度是 kg/m3.
    (2)小亮用量筒、小试管、水、记号笔测出了饮料的密度,请将实验步骤补充完整.
    ①在量筒中倒入适量的水,将小试管放入量筒中使其竖直漂浮,读出量筒内水面所对的刻度V1.
    ②在试管内倒入适量的水,先用记号笔记录试管内水面的位置,然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮,读出量筒内水面所对应的刻度V2.
    ③将试管中的水倒尽, ,然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮,读出量筒内水面所对的刻度V3.
    ④饮料密度的表达式:ρ饮料= .(用已知量和测量量符号来表示,已知水的密度为ρ水)
    17.小红妈妈在家里自酿了一些葡萄酒,小红想知道自酿葡萄酒的密度。于是利用天平、量筒进行测量:
    (1)在烧杯中倒入适量葡萄酒,正确使用天平称出烧杯和葡萄酒的总质量,如图甲,其总质量为 g。
    (2)将烧杯中的一部分葡萄酒倒入量筒中,如图乙所示,量筒中酒的体积为 cm3,再用天平称出剩余葡萄酒和烧杯的总质量为116 g,小红所测葡萄酒的密度为 kg/m3。
    (3)小红查阅资料发现不利用天平和量筒,选用两块完全相同的(不吸水)立方体木块(一侧标有刻度)、水、烧杯,也能测出葡萄酒的密度。
    a.烧杯内倒入适量的水,将一个木块缓慢放入烧杯内的水中(有刻度的一面正对小红),待漂浮静止后,记录下木块浸入水中的深度h1;
    b.将另一个相同的木块放入装有适量葡萄酒的烧杯内,待漂浮静止后,记录下木块浸入葡萄酒中的深度h2。
    则葡萄酒的密度ρ酒= 。(用水的密度ρ水及h1、h2表示)
    三、填空题
    18.如图,将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3cm,排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是 Pa,木块受到的浮力是 N,木块的质量是 kg,木块的密度是 kg/m3(,g取10N/kg)。

    19.某潜水艇总质量为2.7×103t,体积为3×103m3,当它浮在海面上时,受到的浮力是 N,当它需要潜入海水中时,它至少要向水舱充入 m3的海水,潜水艇潜入海中一定深度时,仪表显示海水的压强为2×106Pa,此时它在海水中的深度为 m.(海水密度按1.0×103kg/m3计算,g=10N/kg)
    20.水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为,将重为4.8N的圆柱体A用细线悬挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中。当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时A受到的浮力为 N。剪断细线,将A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示(A与杯底不密合),与图甲相比,溢水杯对桌面的压强增加了 Pa。

    21.淼淼湘江穿城过,座座桥梁两岸连,每一座湘江大桥都推动了长沙的发展。一艘正在湘江某段建桥的浮吊船,要将甲乙两个实心桥墩构件放入江底。构件甲和构件乙的质量分布均匀且不吸水,它们的密度之比为,构件甲的质量为200t。,g取10N/kg。则:
    (1)江水中距水面10m深处水的压强为 Pa;
    (2)构件甲受到的重力为 N;
    (3)在浮吊船的甲板上放置构件乙与放置构件甲相比,浮吊船静止时排开水的体积增加了200。如图所示,钢绳提着构件浸没在水中沿竖直方向匀速下降,钢绳提着甲构件与提着乙相比,浮吊船排开水的体积变化了250。由此可知构件乙的密度为 。

    22.小刘应用图甲所示器材进行如下探究:升降台AB上放置轻质薄壁柱形容器,容器底面积为200cm2,内装15cm深的水;将弹簧上端固定在力传感器上,下端悬挂重20N、高20cm、横截面积为50cm2的长方体石块,石块下表面刚好与水面接触;已知弹簧伸长量ΔL与受到的拉力F的关系如图乙所示。将升降台AB缓慢升高(全过程水不会溢出),当传感器显示拉力为12N时(不计弹簧自重),与升降台升高前相比,容器底部受到的压强变化了 Pa。升降台AB升高的高度为 cm。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)

    四、计算题
    23.小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示,质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为0.02m2。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg,球内氦气的密度为0.17kg/m3,室内空气的密度为1.22kg/m3。求:
    (1)探空仪所受的重力;
    (2)探空仪对水平桌面的压强;
    (3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳的厚度)。

    24.某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为,,g取,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计。
    (1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;
    (2)乙图中,小船有体积露出水面,求金属块A的密度。

    25.如图所示,将重为3N,底面积为装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N,用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,已知,求
    (1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
    (2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
    (3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
    (4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
    26.用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
    (1)金属块所受的重力;
    (2)金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时,弹簧测力计的示数;
    (3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
    (4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。

    27.如图所示,是某项目研究小组设计的一自动加水装置,将一重为12N,底面积为的圆柱体放在水箱底部。从进水口注入水,随着水面升高,圆柱体竖直上浮。当水面上升到传感器底端P时,由传感器控制进水口开关停止注水,此时传感器底端P对圆柱体有20N的竖直向下的压力。g取10N/kg,。求:
    (1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压强;
    (2)圆柱体刚好浮起时浸入水中的体积;
    (3)停止注水时,圆柱体受到的浮力。

    28.“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干大事业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢?即物体能否在水中漂浮(所受浮力的大小),究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢?为了探究这一问题,某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了如下探究,如图所示。
    将两个完全相同的底面积为8cm2,高为10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为10cm2和12cm2的甲、乙两个容器中,分别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态,实验数据及现象记录如下表。实验中,容器足够高,无水溢出,不考虑木块吸水,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。根据实验现象和实验数据,求:
    (1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强;
    (2)木块的密度;
    (3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度还是水的质量?
    (4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量。

    29.底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50cm2、质量为450g、密度为0.9g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0后,只取走测力计,再打开阀门K向外放水。求:
    (1)圆柱体的体积;
    (2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数;
    (3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,水对容器底的压强。
    30.在物理课外拓展活动中,力学兴趣小组的同学进行了如图甲的探究。用细线P将A、B两个不吸水的长方体连接起来,再用细线Q将A、B两物体悬挂放入圆柱形容器中,初始时B物体对容器底的压力恰好为零。从t=0时开始向容器内匀速注水(水始终未滋出),细线Q的拉力FQ随时间t的变化关系如图乙所示。已知A、B两物体的底面积SA=SB=100cm2,细线P、Q不可伸长,细线P长l=8cm,取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
    (1)t=10s时,B物体受到水的浮力;
    (2)每秒向容器内注入水的体积(单位用cm3);
    (3)当FQ=3N时,水对容器底部的压力。
    31.如图所示,水平地面上放一个底部有阀门K的薄壁柱形容器.现用细线把边长为0.1m不吸水的正方体物块悬挂在力传感器下方(力传感器连接电脑后可显示拉力大小),物块有的体积露出水面且处于静止状态,此时细线的拉力为0.5N(细线长度变化忽略不计,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
    (1)物块受到的浮力;
    (2)物块的密度;
    (3)打开阀门让水缓慢流出,当细线拉力为5N时,立即关闭阀门,这时容器底部受到水的压强与打开阀门前相比减少了多少。
    32.如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个圆柱浮筒A,其重为GA=4N,底面积为S1=0.02m2,高度为H=0.16m。一个重力及厚度不计、面积为S2=0.01m2的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。A和B用质量不计、长为l=0.08m的轻质细杆相连。初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用。水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
    (1)求A所受浮力的大小F浮。
    (2)求A浸入水的深度h1。
    (3)开始注水后轻杆受力,且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水箱排水,求此时杆对B的拉力大小F。
    (4)水箱开始排水时,进水管停止注水。为增大一次的排水量,有人做如下改进:仅增大B的面积为S2'=0.012m2试通过计算说明该方案是否可行?若可行,算出一次的排水量。(水箱底面积S=0.22m2供选用)
    金属

    钢、铁

    密度(g/cm3)
    10.5
    7.9
    2.7
    实验次数
    容器中水深(h/cm)和木块的状态
    甲容器
    甲容器中木块
    乙容器
    乙容器中木块
    1
    4cm
    不能浮起
    4cm
    不能浮起
    2
    5cm
    不能浮起
    5cm
    不能浮起
    3
    6cm
    刚好浮起
    6cm
    刚好浮起
    4
    7cm
    浮起
    7cm
    浮起
    参考答案:
    1.C
    【详解】A.老张的体积
    故A错误;
    B.在老张没有完全浸没前,老张排开水的体积变大,由F浮=ρ水gV排知老张受到的浮力变大,完全浸没后,在下潜过程中,老张排开水的体积不变,由F浮=ρ水gV排知老张受到的浮力不变,故B错误;
    C.老张的重力
    G老张=m老张g=63kg×10N/kg=630N
    气囊完全打开瞬间,老张和气囊浸没在水中受到总浮力
    F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×(0.06m3+33×10-3m3)=930N
    老张受到的合力的大小
    F=F浮-G=930N-630N=300N
    故C正确;
    D.手环在水下5m深处时受到水的压强
    p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
    故D错误。
    故选C。
    2.C
    【详解】A.由于甲乙体积相同且浸没,根据知, 甲受到的浮力等于乙受到的浮力。故A不符合题意;
    B.由于甲在绳子拉力的作用下浸没与液体中,根据物体浮沉条件知,其密度应小于液体。故B不符合题意;
    C.柱形容器中,容器底部受到的压力大小等于液体与物体的总重力,细线剪断后,液体与物体的总重力不变,则容器底部受到的压力大小不变,故C符合题意;
    D.将细线剪断后,甲、乙再次静止后,根据以上分析可知整体所受浮力变小,液体密度一定,物体排开液体体积减小,液面下降,容器底部受到液体的压强变小。故D不符合题意。
    故选C。
    3.D
    【详解】A.金属块的重力为1.2N,其质量为
    根据密度公式,金属块体积为
    故A错误;
    B.根据阿基米德原理,金属块有的体积浸在水中,此时的浮力为
    根据称重法,此时拉力F1为
    F1=G物-F浮1
    金属块刚好浸没在水中时,此时的浮力为
    根据称重法,此时拉力F2为
    F2=G物-F浮2
    因此
    F1-F2=(G物-F浮1)-(G物-F浮2)= F浮2-F浮1=0.3N-0.06N=0.24N
    故B错误;
    C.金属块从有的体积浸在水中到刚好浸没在水中,增加的排开水体积为
    底面积为20cm2的圆柱形小桶水深为
    水对小桶底部的压强为
    p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.012m=120Pa
    故C错误。
    D.提绳的拉力等于桶的重力、水的重力及金属块对水的压力(金属块受到的浮力)之和,金属块浸没前后浮力的增加量等于水重力的减少量,因此前后提绳的拉力不变,因此T2=T1,故D正确。
    故选D。
    4.D
    【详解】A.将盛水的烧杯放在电子台秤上,示数为300g,则烧杯和水的质量为300g,将物块投入水中,漂浮时台秤示数为375g,则烧杯、水和物体的质量为375g,所以物体的质量
    m=375g-300g=75g
    故A错误;
    B.用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g,则排开水的重力
    m排=425g-300g=125g
    则物体的体积
    则物体的密度
    故B错误;
    C.从图丙到图丁,物体始终浸没在水中,水面不再升高,由p=ρgh可知,瓶底水的压强不变,故C错误;
    D.从图丙到图丁,物块下表面受到水的压力增加了0.8N,由于物体上表面和物块下表面变化的深度相同,所以物体上表面受到水的压力也增加了0.8N,故D正确。
    故选D。
    5.B
    【详解】①由题意和图像可知,当容器中水的深度在6cm~12cm时,木块处于漂浮状态,受到的浮力和重力大小相等,因此木块的重力
    G=F浮=6N
    故①错误;
    ②由图像可知,木块全部浸没时,受到的浮力为10N,由F浮=ρ水gV排可知,木块的体积
    由图像知物体在0~6cm和12~16cm时浮力改变,即浸入深度改变,因而物体的高度为
    6cm+(16﹣12)cm=10cm
    木块的底面积
    故②正确;
    ③木块刚好浸没时
    h=16cm=0.16m
    液体对容器底的压强
    p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
    故③正确;
    ④木块的重力G=6N,木块的质量
    已求得木块的体积V=1×10﹣3m3,则木块的密度
    故④错误。
    综上所述,②③正确,故B正确,A、C、D错误。
    故选B。
    6. 右 62.4 大
    【详解】(1)[1]将天平放在水平台面上,指针恰好指在分度盘中央,说明此时天平平衡,把游码移到零刻度线处后,横梁右边上翘,要使横梁平衡,应将横梁上的平衡螺母向右调,直至天平平衡。
    (2)[2]由图乙可知,石块的质量等于砝码的质量加游码的示数
    (3)[3]由图丙可知,石块放入量筒前的示数为60mL,石块浸没后量筒的示数为84mL,则石块的体积为
    石块的密度为
    (4)[4]若先测量体积,由于石块沾有液体,会导致测得的质量偏大,根据密度公式可知,质量偏大,体积正常,则密度偏大。
    (5)[5]由题意根据称重法可知
    F浮=F1-F2
    又因为,所以石块的体积为
    又因为,所以石块的密度为
    7. 3.2 3×10-5 10.7 银
    【详解】(1)[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为3.2N,由二力平衡条件可知,摆件的重力
    G=F0=3.2N
    (2)[2]将摆件完全浸没在水中后弹簧测力计的示数F=2.9N,则摆件受到的浮力
    F浮=G-F=3.2N-2.9N=0.3N
    因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以由F浮=ρ液gV排可得,摆件的体积
    (3)[3]由G=mg可得,摆件的质量
    摆件的密度
    (4)[4]由表中几种金属的密度值可知,摆件的密度10.7g/cm3与银的密度10.5g/cm3相差不大,所以在测量误差范围内,小华同学家里的摆件最有可能是用银制成的。
    8. 0 0.6 1.2×103 将适量水装入塑料袋用弹簧秤提着浸没在白酒中.
    【详解】第一空.使用弹簧测力计前,首先要调零,即检查指针是否指在0刻度线上;
    第二空.由图可知,该弹簧测力计得分度值为0.2N,指针指在0刻度线下方3格,因此示数为0.6N;
    第三空.装入酱油的塑料袋浸没在水中,忽略塑料袋的体积,则酱油的体积等于排开水的体积,
    即V酱油=V排,
    酱油的重力G酱油=mg=酱油gV酱油=3.6N-------------①-;
    酱油浸没在水中时受到的浮力,F浮=G-F拉=3.6N-0.6N=水gV排-------------②,
    联立①②解得,酱油= 1.2×103 kg/m3;
    第四空.白酒的密度比水小,可以用塑料袋装水,烧杯装白酒,将装水的塑料袋浸没在白酒中,从而测出白酒的密度.
    9. ①→② 1. 3 液体密度
    【详解】(1)[1]要测量金属块A浸没在水中的浮力,先测量金属块A的重力,在测量金属块A浸没在水中弹簧测力计的示数,合理的测量顺序是①→②。
    (2)[2]计算金属块A浸没在水中的浮力为
    F=G-F示= F1-F2=4.5N-3.2N=1.3N
    (3)[3]如图所示,改变了金属块A浸没入液体的密度,故金属块A的浮力大小与液体密度有关。
    (4)[4]在水中金属块A受到的浮力为
    F浮水=F1-F2
    在盐水中金属块A受到的浮力为
    F浮盐水=F1-F3
    因为金属块A都是浸没在两种液体之中,排开液体的体积和金属块A的体积相同,即
    VA=V排
    根据公式F浮=ρ液gV排可知
    则盐水的密度为。
    10. 右 66.4 30 1.1×103 偏大 ρ水
    【详解】(1)[1]移动游码相当于向右盘添加砝码,所以将游码归零后,右盘将上升,因此,应将调节螺母向右移动。
    (2)[2]烧杯和液体的总质量为
    m=50g+10g+5g+1.4g=66.4g
    [3]量筒的分度值为2mL,故量筒中液体的体积为30mL。
    [4]待测液体的密度为
    (3)[5]若烧杯中液体有残留,则用量筒测出的体积只是部分液体的体积,即此过程中体积的测量值偏小,根据可知,密度的测量值偏大。
    [6]同一金属块浸没时,排开的水和排开的液体体积是相等的,都等于金属块的体积,根据浮力的测量及阿基米德原理可以知道


    11. 标尺左端的零刻度 右 42 20 1.1×103 偏大 A 见解析 ρ水
    【详解】(1)[1][2]小玲在使用天平时,先将天平放在水平台上,发现天平的游码未归零,但指针却指在分度盘的中央,游码移到标尺左端的零刻度后,相当于右盘减小了砝码,所以左端下降,平衡螺母向右端移动,使天平的横梁平衡。
    (2)②[3]烧杯和盐水的总质量为
    m'=20g+20g+2g=42g
    ③[4]倒入量筒中盐水的体积为
    V=20mL=20cm3
    [5]倒入量筒中盐水的质量为
    m=m'-m0=42g-20g=22g
    盐水的密度为
    ρ==1.1g/cm3=1.1×103kg/m3
    ④[6]烧杯中的盐水没有全部倒入量筒,导致烧杯中盐水体积测量值偏小,质量是准确的,根据得盐水的密度测量值偏大。
    (3)[7]小玲在完成了一次测量后,又分别量取不同体积的该种盐水进行多次实验,多次测量目的是求平均值来减小误差。
    A.“伏安法”测定值电阻阻值实验是多次测量求平均值来减小误差,符合题意。
    B.探究杠杆的平衡条件实验进行多次实验使实验结论具有普遍性,不符合题意。
    C.探究电流与电阻关系实验,进行多次实验使实验结论具有普遍性,不符合题意。
    故选A。
    (4)③[8]把小石块浸没在盐水中,记下弹簧测力计的示数F2。
    ④[9]小石块在水中受到的浮力
    F浮水=G-F1
    小石块在水中排开水的体积
    V排水=
    小石块在盐水中受到的浮力
    F浮盐水=G-F2
    小石块在盐水中排开盐水的体积
    V排盐水=
    小石块浸没在水中和盐水中,所以小石块排开的体积都等于小石块的体积,所以
    V排水=V排盐水
    ρ盐水=ρ水
    12. 右 8.8 1.1 0.88
    【详解】(1)[1]指针偏向分度盘的左侧,应向右调节平衡螺母,使天平平衡。
    (2)[2]由图甲可知,种子的质量为
    m=5g+3.8g=8.8g
    (4)[3]由图乙可知,总体积是
    38mL=38cm3
    种子排开盐水的体积
    V排=38cm3-30cm3=8cm3
    种子漂浮在液面上,种子的浮力
    F浮=G=mg=0.0088kg×10N/kg=0.088N
    由阿基米德原理得到盐水的密度
    (5)[4]用细长针将种子缓慢压入盐水中直至完全浸没,量筒中液面的高度如图丙所示,种子和盐水的总体积
    40mL=40cm3
    种子的体积
    V=40cm3-30cm3=10cm3
    种子的密度
    13. 游码是否在零刻度线处 40 106 用刻度尺测出杯中水的深度
    【详解】(1)[1]使用天平时,要将托盘天平放在水平桌面上,调节天平平衡时,把游码移到标尺左端的“0”刻度线处,图中指针偏右,说明右侧偏重,所以在调节平衡螺母前,应先确认是否已将游码归零。
    (2)[2]量筒的分度值是2mL,示数为。
    (3)[3]如图丙所示,则烧杯和剩余液体的总质量是
    烧杯和液体的总质量为,所以该液体的密度是
    (4)[4][5]①将适量的水倒入烧杯中,测出烧杯中水的深度;
    ②将木块轻放入玻璃杯中,待它漂浮时,用刻度尺测出杯中水的深度为;
    ③用细针缓慢地把木块压入水中,使之完全浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为。
    设烧杯的底面积为S,木块漂浮时,其排开水的体积为
    因为木块漂浮在水面上受到的浮力等于重力,所以
    则木块的质量
    当木块压入烧杯中,用刻度尺测出此时烧杯中水的深度,小木块的体积为
    小木块的密度
    14. 零刻度线 12 4 3 ρ水(V2﹣V1)
    【详解】(1)[1]将天平放在水平台面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,然后调节天平平衡。
    (2)[2]由图1可知,矿石的质量为
    m′=10g+2g=12g
    (3)[3][4]放入矿石前量筒中水的体积为
    V0=50mL=50cm3
    由图2可知,放入矿石后量筒中的水体积和矿石的总体积为
    V总=54mL=54cm3
    则矿石的体积为
    V=54cm3-50cm3=4cm3
    所以矿石的密度为
    (4)[5]将空瓶放入盛有适量水的量筒内,稳定后水面位置为V1;将小矿石放入瓶中,稳定后水面位置为V2;空瓶和矿石处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件和阿基米德原理可知,漂浮时受到的浮力等于自身的重力,多排开的水的重力为矿石的重力,所以矿石的重力为
    G=ΔF浮=ρ水g(V2﹣V1)
    则矿石的质量为
    [6]将小矿石从瓶中取出放入量筒内,稳定后水面位置为V3,则矿石的体积为
    V石=V3﹣V1
    小矿石密度为
    15. 50 右 57 1.14×103 小 圆柱形玻璃杯
    【详解】第一空.由甲图可知,量筒分度值为2mL,则其中牛奶的体积为50mL.
    第二空.将天平放在水平台上,游码归零后,发现指针左偏,说明天平左侧重、右侧轻,则应将平衡螺母向右调节.
    第三空.由丙图可知,天平游码标尺的分度值为0.2g,则游码读数为2g,右盘中砝码质量为:
    50g+20g+5g=75g,
    则牛奶和烧杯的总质量为:
    75g+2g=77g.
    空烧杯质量为20g,则牛奶的质量为:
    m=77g-20g=57g.
    第四空.牛奶密度为:
    ρ牛===1.14g/cm3=1.14×103kg/m3.
    第五空.从量筒中将牛奶倒入烧杯的过程中,量筒壁上还附着一部分牛奶,这些牛奶的质量没有被测到,导致所测牛奶的质量偏小,根据ρ牛=可知,所测的牛奶密度偏小.
    第六空.在第②、③步骤中要将圆柱形玻璃杯倒满牛奶和酸奶,所以第①步应测出圆柱形玻璃杯的高度记为h1.
    第七空.小木块在牛奶中漂浮时受到的浮力等于其重力.设圆柱体玻璃杯的底面积为S,则小木块排开牛奶的体积为:
    V排牛=Sh1-Sh2= S(h1-h2),
    则小木块在牛奶中漂浮时受到的浮力为:
    F浮牛=ρ牛g V排牛=ρ牛g S(h1-h2);
    小木块在酸奶中漂浮时受到的浮力也等于其重力.小木块排开酸奶的体积为:
    V排酸=Sh1-Sh3= S(h1-h3),
    则小木块在酸奶中漂浮时受到的浮力为:
    F浮酸=ρ酸g V排酸=ρ酸g S(h1-h3).
    因小木块两次受到的浮力都等于其重力,即两次浮力相等,则:
    ρ牛g S(h1-h2)=ρ酸g S(h1-h3),
    解得酸奶的密度为:
    ρ酸=.
    16. 游码 横梁两端的平衡螺母 60 62.4 1.04×103 再向试管中倒入饮料直到标记处
    【详解】(1)①[1][2]把天平放在水平桌面上,将游码拨至标尺左端零刻度处,再调节横梁上的平衡螺母使天平平衡;
    ③[3]量筒中液体的体积为:V=60mL=60cm3;
    ④[4]剩余饮料和烧杯的质量为:
    m2=20g+10g+1.4g=31.4g,
    量筒内饮料质量:
    m=m1﹣m2=93.8g﹣31.4g=62.4g,
    [5]饮料的密度是:
    ρ==1.04g/cm3=1.04×103kg/m3;
    (2)实验过程中,没有天平,利用原来的量筒和水以及小试管测出了饮料的密度;
    ①在量筒中倒入适量的水,将小试管放入量筒中使其竖直漂浮,读出量筒内水面所对的刻度V1.
    ②在试管内倒入适量的水,先用记号笔记录试管内水面的位置,然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮,读出量筒内水面所对应的刻度V2.
    ③[6]将试管中的水倒尽,再向试管中倒入饮料直到标记处,然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮,读出量筒内水面所对的刻度V3.
    ④[7]试管内饮料的体积
    V=V2﹣V1,
    饮料的质量等于排开的水的质量
    m=ρ水(V3﹣V1),
    所以的饮料密度的表达式为:
    ρ饮料=ρ水.
    17. 161 50 0.9×103 ρ水
    【详解】解:(1)烧杯和葡萄酒的总质量为:
    m1=150g+50g+10g+1g=161g;
    (2)量杯中葡萄酒的体积为:
    V=50mL=50cm3;
    烧杯和剩余葡萄酒的总质量为m2=116g,则量筒中葡萄酒的质量:
    m=m1﹣m2=161g﹣116g=45g;
    则葡萄酒的密度:
    ρ0.9g/cm3=0.9×103kg/m3;
    (3)设木块的底面积为S,
    在烧杯中装入适量水,待木块漂浮静止后,记录下木块浸入水中的深度h1,则木块受到的浮力为F1=ρ水gV排1=ρ水gSh1,
    将木块放入葡萄酒中,待木块漂浮静止后,记录下木块浸入水中的深度h2,则木块受到的浮力为F2=ρ酒gV排2=ρ酒gSh2,
    根据漂浮条件,木块受到的浮力等于木块的重力,所以木块在水中和在葡萄酒中的浮力相等,则有:
    F1=G木=F2,
    ρ水gSh1=ρ酒gSh2,
    葡萄酒的密度:
    ρ酒ρ水。
    答案:(1)161;(2)50;0.9×103;(3)ρ水。
    18. 300 3 0.3 6×102
    【详解】[1]木块下表面受到水的压强为
    [2]由阿基米德原理可知,木块受到的浮力
    [3]木块漂浮在水中,由物体的浮沉条件可知,木块的重力
    G=F浮=3N
    由G=mg可得,木块的质量为
    [4]木块漂浮在水中,排开水的体积
    木块的底面积
    木块的体积
    木块的密度为
    19. 2.7×107 300 200
    【详解】当潜水艇漂浮在海面上时,它受到的浮力
    F浮=G潜水艇=mg=2.7×103×103kg×10N/kg=2.7×107N
    潜水艇潜入水中时受到的浮力
    F浮′=ρ水gV排=ρ水gV潜水艇=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×103m3=3×107N
    要使潜水艇下潜
    G潜水艇+G水≥F浮′
    所以至少要向水舱充入海水的重力
    G水=F浮′﹣G潜水艇=3×107N﹣2.7×107N=3×106N
    根据G=mg和ρ=可得,至少要向水舱充入海水的体积
    V水==300m3
    根据p=ρgh可得,此时它在海水中的深度为
    h==200m
    20. 1 280
    【详解】[1]由题可知圆柱体重4.8N,当圆柱体A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,弹簧测力计分度值为0.2N,此时的示数为3.8N,则此时圆柱体A受到的浮力为
    [2] 当圆柱体A的一半浸入水中时受到的浮力为1N,根据可知,则当圆柱体A的全部浸入水中时受到的浮力为2N。如图乙所示,圆柱体A对溢水杯底的压力为
    根据阿基米德原理可知,圆柱体受到浮力等于排开水的重力,所以圆柱体A浸没在水中时对溢水杯底部的压力就等于溢水杯对桌面增加的压力,则溢水杯对桌面增加的压强为
    21.
    【详解】(1)[1]江水中距水面10m深处水的压强为
    (2)[2]构件甲的质量为
    构件甲的重力为
    (3)[3]浮吊船的甲板上放置构件乙与放置构件甲,浮吊船都是漂浮,浮力都等于总重力,放置构件乙与放置构件甲相比,浮吊船静止时排开水的体积增加了200m3,则浮力增加了
    乙的重力比甲的重力增加了
    则乙的重力为
    则乙的质量为
    钢绳提着构件浸没在水中沿竖直方向匀速下降时,钢绳提着甲构件与提着乙相比,浮吊船排开水的体积变化了,浮力的变化等于排开水的重力的变化,则有
    甲乙对浮吊船拉力的变化量为
    分析有,则
    代入解得

    又因
    解得 ②
    由①②得,
    所以构件乙的密度为
    22. 400 20
    【详解】[1]如乙图所示,由题可知,升降台AB缓慢升高,当传感器显示拉力为12N时,弹簧伸长量为12cm,此时石块受到的浮力为
    根据阿基米德原理可知,排开水的体积为
    因为全过程水不会溢出,则容器中水上升的高度为
    物体浸入的高度为
    则石块底部到容器底部的距离为
    即石块不接触容器底,则与升降台升高前相比,容器底部受到的压强变化量为水对容器底部压强的变化量,即
    [2]由题可知升降台没有上升前力传感器到容器底的距离为
    升降台上升后力传感器到容器底的距离为
    则升降台AB升高的高度为
    23.(1)4N;(2)200Pa;(3)0.6m3
    【详解】解:(1)探空仪的重力
    (2)探空仪对水平桌面的压力
    探空仪对水平桌面的压强
    (3)气球悬浮

    氦气球受到浮力

    由①和②得到悬浮时氦气球的体积
    答:(1)探空仪所受的重力是4N;
    (2)探空仪对水平桌面的压强是200Pa;
    (3)悬浮时氦气球的体积是0.6m3。
    24.(1);(2)
    【详解】解:(1)已知金属块A上表面距离水面50cm,即
    由可得,金属块A上表面受到的水的压强为
    (2)由题意知,小船装有18N沙石时,处于漂浮状态,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计,则小船此时受到得浮力为
    由得,船排开水的体积为
    当沙石清除后,小船有体积露出水面,此时小船排开水的体积为
    根据得,此时船受到得浮力为
    由图乙可知, A完全浸没在水中,根据可得,金属A受到的浮力为
    金属块A被拉出淤泥静止在水中,则此时小船受到的浮力和金属球受到的浮力等于金属A的重力,则
    由得,金属球A得质量为
    根据密度公式可得,金属球A得密度为
    答:(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强为
    (2)乙图中,小船有体积露出水面,求金属块A的密度为
    25.(1);(2);(3)11N;(4)200Pa
    【详解】解:(1)根据题意可知,圆柱体未浸入水中时,压力传感器的示数为30N,由可得,溢水杯对压力传感器的压强为
    (2)圆柱体未浸入水中时,压力传感器的示数为30N,由于传感器受到的压力等于水的重力加上溢水杯的重力,即有
    而溢水杯的重力为1N,则水的重力为
    又,故溢水杯中水的质量为
    (3)圆柱体刚好浸没时,排开水的体积等于圆柱体自身的体积,即
    根据可得,圆柱体刚好浸没时,受到的浮力为
    细线对圆柱体的拉力为
    (4)因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm。现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度为
    h下=7cm-4cm=3cm
    设此过程中水面上升的高度为∆h,则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水中的深度为
    h浸=h下+∆h=3cm+∆h
    根据V排的两种计算方法可得
    V排=S杯∆h=S物h浸=S物×(3cm+∆h)
    代入数据可得为
    150cm2×∆h=60cm2×(3cm+∆h)
    解得∆h=2cm;此时圆柱体浸入水中的深度为
    h浸=h下+∆h=3cm+2cm=5cm当圆柱体继续下降直至刚好浸没过程中,虽然有水溢出,但溢水杯内水的深度不变,所以圆柱体从初始位置到刚好浸没,溢水杯内水面上升的高度为
    ∆h=2cm=0.02m
    则整个过程中水对溢水杯底部压强的变化量为
    ∆p=p水g∆h=1.0×l03kg/m3×l0N/kg×0.02m=200Pa
    答:(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强为;
    (2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量为2.7kg;
    (3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力为11N;
    (4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量为200Pa。
    26.(1)4N;(2)3.8N;(3)500Pa;(4)100Pa
    【详解】解:(1)由题意可得,金属块受到的重力为
    G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
    (2)由题图乙可知,当h=2cm时,金属块排开水的体积V排=20×10-6m3,此时金属块受到的浮力为
    F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N
    弹簧测力计的示数为
    F拉=G-F浮=4N-0.2N=3.8N
    (3)由题图乙可知,当h=5cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为5cm,此时金属块底部受到水的压强为
    p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa
    (4)金属块的底面积为
    容器的底面积为
    S=5S金=5×10cm2=50cm2
    增加的压力等于水对金属块的浮力,则
    △F=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N
    水对容器底部增加的压强为
    答:(1)金属块的重力为4N;
    (2)示数为3.8N;
    (3)水的压强为500Pa;
    (4)压强增加了100Pa。
    27.(1)1200Pa;(2)1.2×10-3m3;(3)32N
    【详解】解:(1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压力
    F=G=12N
    圆柱体对水箱底部的压强
    (2)根据物体的浮沉条件可知,当圆柱体刚好浮起时受到的浮力
    F浮=G=12N
    由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,圆柱体浸入水中的体积
    (3)停止注水时,圆柱体受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力以及传感器底端P对圆柱体有20N的竖直向下的压力,根据力的平衡条件可知,此时圆柱体受到的浮力
    F浮′=G+FP=12N+20N=32N
    答:(1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压强为1200Pa;
    (2)圆柱体刚好浮起时浸入水中的体积为1.2×10-3m3;
    (3)停止注水时,圆柱体受到的浮力为32N。
    28.(1);(2)0.6×103kg/m3;(3)木块能否浮起,取决于容器中水的深度;(4)480Pa
    【详解】解:(1)由题意知木块刚好浮起时,甲容器水深6cm,根据可得,水对容器底部的压强为
    (2)在甲容器水深6cm时,物块刚好浮起,此时木块排开水的体积等于浸入水的体积为
    此时木块受到得浮力等于其自身重力,根据可得
    根据可得木块质量为
    已知木块底面积为8cm2,高为10cm,可得其体积为
    又得,木块的密度为
    (3)由题意知,甲容器水深6cm时,物块刚好浮起时,水的体积为
    同理,乙容器中,水的体积为
    根据密度公式可得,甲中水的质量为
    同理可得,乙中水的质量为
    可知,容器甲和乙中,木块刚好浮起时,加入水的质量不相等,可以判断,木块能否浮起,取决于容器中水的深度。
    (4)由题意知,木块从甲容器拿出,容器中水得体积减少,其减少的体积就是木块浮起时,浸入水的体积,即
    可得,拿出木块后,容器水的液面变化量为
    根据得,甲容器对桌面压强的变化量为
    答:(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强为。
    (2)木块的密度为0.6×103kg/m3。
    (3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度。
    (4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量为480Pa。
    29.(1)500cm3;(2)3.5N;(3)450Pa
    【详解】解:(1)由题意可知,圆柱体的质量为m=450g,密度为ρ=0.9g/cm3,故由可得,圆柱体的体积为
    (2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,则其排开水的体积为
    V排=S柱h0=50cm2×2cm=100cm3=1×10-4m3
    故由F浮=ρ液gV排可得,此时圆柱体所受浮力为
    F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
    圆柱体的重力为
    G=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N
    故由称重法可得,此时弹簧测力计的示数为
    F=G-F浮=4.5N-1N=3.5N
    (3)当容器对桌面的压强为p容=800Pa时,由可得,容器对桌面的压力为
    F压=p容S容=800Pa×1.5×10-2m2=12N
    由受力分析可知,容器对桌面的压力F压等于容器、圆柱体与水的重力之和G总,即
    F压=G总=G容+G+G水=12N
    解得此时容器内的水的重力为
    G水=G总-G容-G=12N-3N-4.5N=4.5N
    由G=mg可得,此时水的质量为
    由可得,水的体积为
    设此时圆柱体下端与容器底端接触,圆柱体浸入水中的深度为h水,可得
    S容h水=S柱h水+V水
    解得
    此时圆柱体排开水的体积为
    V′排=S柱h水=50cm2×4.5cm=225cm3=2.25×10-4m3
    由阿基米德原理可知,此时圆柱体所受浮力为
    F′浮=ρ水gV′排=1×103kg/m3×10N/kg×2.25×10-4m3=2.25N
    可知此时圆柱体所受浮力小于其重力,则圆柱体在水中处于下沉状态,故假设成立,则此时容器中的水面深度为
    h′水=h水=0.045m
    故由p=ρgh可得,水对容器底的压强为
    p水=ρ水gh′水=1×103kg/m3×10N/kg×0.045m=450Pa
    答:(1)圆柱体的体积为500cm3;
    (2)测力计的示数为3.5N;
    (3)水对容器底的压强为450Pa。
    30.(1)6N;(2)120cm3;(3)69N
    【详解】解:(1)初始时B物体对容器底的压力恰好为零。由图乙知,当t=0时,FQ0=18N。t=10s时,细线Q的拉力FQ1=12N。则B物体受到水的浮力为
    F浮=ΔFQ=FQ0-FQ1=18N-12N=6N
    (2)由阿基米德原理可知,此时B物体排开液体的体积为
    由图乙中,在10s内,细线Q的拉力FQ是均匀减小的,说明物体B始终与容器底部接触,则t=10s时容器中的水深为
    从10s到30s细线Q的拉力FQ不变,说明在t=10s时,水恰好与物体B的最上端平齐,那么物体B的高度为6cm。在t=30s时,水恰好与物体A的下端平齐。设容器的底面积为S,注水速度为v,则有
    h(S-SB)=10s×v
    lS=(30s-10s)×v
    代入数据得
    0.06m×(S-100×10-4m2)=10s×v
    0.08m×S=(30s-10s)×v
    解得
    S=300×10-4m2=300cm2
    v=1.2×10-4m3/s=120cm3/s
    所以每秒向容器内注入水的体积是120cm3。
    (3)当FQ=3N时,此时物体A受到的浮力为
    F浮A=ΔF'Q=FQ1-FQ=12N-3N=9N
    此时排开液体的体积为
    物体A浸入水的深度为
    则此时水深共计为
    h总=hB+l+hA=6cm+8cm+9cm=23cm=0.23m
    水对容器底部的压强为
    p=ρ水gh总=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.23m=2.3×103Pa
    水对容器底部的压力是
    F=pS=2.3×103Pa×300×10-4m2=69N
    答:(1)t=10s时,B物体受到水的浮力是6N;
    (2)每秒向容器内注入水的体积是120cm3;
    (3)当FQ=3N时,水对容器底部的压力是69N。
    31.(1)7.5N;(2)0.8×103kg/m3;(3)450Pa
    【详解】解:(1)物块的体积
    物块有的体积露出水面时受到的浮力
    (2)细线受到的拉力
    则物块受到的重力
    物块的质量
    物块的密度
    (3)当细线受到的拉力
    此时物块受到的浮力
    浮力的变化量
    由阿基米德原理可得,物块浸入水中体积的减小量
    水面下降的高度
    容器底部水的压强的减小量
    答:(1)物块受到的浮力是7.5N;
    (2)物块的密度是0.8×103kg/m3;
    (3)容器底部受到水的压强与打开阀门前相比减少了450Pa。
    32.(1)4N;(2)0.02m;(3)20N;(4)见解析
    【详解】解:(1)由于轻杆对A没有力的作用,此时浮筒A漂浮在水中,A在竖直方向受到重力以及浮力的作用,是一对平衡力,大小相等,故A所受浮力的大小为
    (2)根据阿基米德原理可知,圆筒A排开水的体积即为圆筒A浸入在水中的体积,故有
    所以圆筒A浸入在水中的体积为
    由V=sh可得,A浸入水的深度h1为
    (3)当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水箱排水,设此时的水深为h2,B在竖直方向受到水的压力F水B以及杆对它的拉力F,则有

    此时B受到水的压强为
    则B受到水的压力为

    此时A受到浮力、重力和杆对它的拉力F,受力分析可有

    根据阿基米德原理,此时A受到的浮力为

    由①②③④解得
    h2=0.2m,F=20N
    (4)改进前,初始时水的深度为
    那么,改进前一次的排水量为
    改进后,假设当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水箱排水,设此时的水深为,B在竖直方向受到水的压力以及杆对它的拉力,则有

    此时B受到水的压强为
    则B受到水的压力为

    此时A受到浮力、重力和杆对它的拉力,受力分析可有

    根据阿基米德原理,此时A受到的浮力为

    由⑤⑥⑦⑧解得,
    因为
    此时,浮筒A是完全浸没在水中,计算出来水对B的压力为,即杆的拉力为30N时,B才会被提起。因为此时A浸没在水中,根据阿基米德原理,A受到的浮力为
    杆对A的拉力
    因此,改进后杆对B的拉力不足以使得B起来,故该方案不可行。
    答:(1)A所受浮力的大小F浮为4N;
    (2)求A浸入水的深度h1为0.02m;
    (3)此时杆对B的拉力大小F为20N;
    (4)该方案不可行。
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