(21-23)三年中考物理真題分項(xiàng)匯編專題10 浮力 10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用(含解析)_第1頁(yè)
(21-23)三年中考物理真題分項(xiàng)匯編專題10 浮力 10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用(含解析)_第2頁(yè)
(21-23)三年中考物理真題分項(xiàng)匯編專題10 浮力 10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用(含解析)_第3頁(yè)
(21-23)三年中考物理真題分項(xiàng)匯編專題10 浮力 10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用(含解析)_第4頁(yè)
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資料整理【淘寶店鋪:向陽(yáng)百分百】資料整理【淘寶店鋪:向陽(yáng)百分百】資料整理【淘寶店鋪:向陽(yáng)百分百】專題十浮力10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用——三年(2021—2023)中考真題分項(xiàng)精編一、單選題1.(2023·江蘇泰州·統(tǒng)考中考真題)用硬質(zhì)塑料瓶、透明膠帶、螺母、塑料管、容器和水等,制作如圖所示的潛水艇模型(不計(jì)進(jìn)排氣管體積),然后將模型放入水中,使其上浮或下沉。下列說(shuō)法正確的是()

A.當(dāng)模型漂浮于水面時(shí),它受到的浮力小于重力B.向瓶中充氣時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)變大,模型將下沉C.從瓶中抽氣時(shí),模型會(huì)下沉,它受到的浮力將變小D.讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,應(yīng)使瓶?jī)?nèi)的水先增加后減少【答案】D【詳解】A.當(dāng)模型漂浮于水面時(shí),由浮沉條件可知,它受到的浮力等于重力,故A錯(cuò)誤;B.向瓶中充氣時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)變大,瓶?jī)?nèi)水被排出來(lái),模型重力將變小,小于浮力,模型將上浮,故B錯(cuò)誤;C.從瓶中抽氣時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)變小,水進(jìn)入瓶?jī)?nèi),模型重力將變大,大于浮力,模型會(huì)下沉,此時(shí)排開(kāi)水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理可知,它受到的浮力不變,故C錯(cuò)誤。D.潛水艇是依靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉的,讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,此時(shí)應(yīng)向外抽氣,讓水進(jìn)入瓶中,是模型受到的重力大于浮力,實(shí)現(xiàn)下沉;然后停止抽氣,接著適當(dāng)充氣,向外排水,使模型的重力等于浮力而懸浮,所以瓶?jī)?nèi)氣體是先減少后增加,瓶?jī)?nèi)的水先增加后減少,故D正確。故選D。2.(2023·四川德陽(yáng)·統(tǒng)考中考真題)兩個(gè)完全相同的燒杯中,分別盛有不同密度的液體,將同一物體先后放入甲、乙兩杯中,當(dāng)物體靜止時(shí),兩個(gè)燒杯的液面相平,物體所處的位置如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()

A.甲杯液體密度比乙杯液體密度大B.甲杯液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)比乙杯液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)大C.甲杯中物體受到的浮力比乙杯中物體受到的浮力小D.甲杯中的液體和物體受到的總重力比乙杯中的液體和物體受到的總重力小【答案】D【詳解】AC.將同一物體先后放入甲、乙兩杯盛有不同密度的液體中,當(dāng)物體靜止時(shí),甲杯子中物體處于懸浮狀態(tài),則物體的密度等于液體的密度,即ρ物=ρ甲物體受到的浮力F甲浮=G乙杯中物體處于漂浮狀態(tài),物體的密度小于液體的密度,即ρ物<ρ乙物體受到的浮力F乙浮=G液體的密度關(guān)系ρ甲<ρ乙物體受到的浮力關(guān)系F甲浮=F乙浮=G故AC錯(cuò)誤;B.兩個(gè)燒杯的液面相平,且ρ甲<ρ乙根據(jù)p=ρgh可知甲杯液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)比乙杯液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)小,故B錯(cuò)誤;D.由于靜止時(shí),液面相平,物體排開(kāi)液體的體積關(guān)系V排甲>V排乙則甲液體的體積V甲小于乙液體的體積V乙,且ρ甲<ρ乙根據(jù)G=mg=ρVg可知甲杯中液體的重力小于乙杯中液體的重力,兩個(gè)燒杯的重力相等,所以甲杯中的液體和物體受到的總重力比乙杯中的液體和物體受到的總重力小,故D正確。故選D。3.(2023·山東日照·統(tǒng)考中考真題)小明利用托盤天平、量筒、足量的水、細(xì)線測(cè)量金屬塊的密度,當(dāng)天平平衡時(shí),放在右盤中的砝碼和游碼的位置如圖甲所示,將水倒入量筒,水面如圖乙,再把金屬塊完全浸沒(méi)在量筒的水中,水面如圖丙、下列說(shuō)法正確的是(已知SKIPIF1<0)()

A.金屬塊的質(zhì)量為35g B.金屬塊的體積為SKIPIF1<0C.金屬塊的密度為SKIPIF1<0 D.此金屬塊放入水銀中會(huì)下沉【答案】C【詳解】A.甲中標(biāo)尺的分度值為0.2g,游碼在標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的刻度值為4g,金屬塊的質(zhì)量為m=20g+10g+5g+4g=39g故A錯(cuò)誤;B.量筒的分度值為1mL,水的體積為25mL,金屬塊和水的總體積為30mL,則金屬塊體積為V=30mL-25mL=5mL=5cm3故B錯(cuò)誤;C.金屬塊的密度為SKIPIF1<0故C正確;D.此金屬塊的密度SKIPIF1<0小于水銀的密度SKIPIF1<0,根據(jù)物體的浮沉條件,放入水銀中會(huì)上浮,故D錯(cuò)誤。故選C。4.(2022·內(nèi)蒙古興安盟·統(tǒng)考中考真題)某同學(xué)用鉛筆、細(xì)鐵絲制作了一支簡(jiǎn)易密度計(jì),他將密度計(jì)先后插入盛有不同液體的甲、乙兩個(gè)相同容器中。當(dāng)密度計(jì)靜止時(shí),兩容器中液面恰好相平,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.乙容器中液體密度大 B.乙容器底部受到的液體壓強(qiáng)較小C.乙容器中密度計(jì)受到的浮力較小 D.乙容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)較大【答案】B【詳解】A.密度計(jì)是根據(jù)漂浮條件工作的,由圖可知,同一密度計(jì)在甲、乙液體中受到的浮力相同,但排開(kāi)液體的體積不同SKIPIF1<0根據(jù)阿基米德原理SKIPIF1<0可知,甲容器中液體密度大,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計(jì)算公式SKIPIF1<0可知,密度小的乙容器底部受到液體的壓強(qiáng)較小,故B正確;C.密度計(jì)在兩種液體中受到的浮力相等,都等于密度計(jì)自身的重力,故C錯(cuò)誤;D.兩容器相同,甲中液體密度大于乙中液體密度,兩液體體積相等,則密度大的甲杯中液體的重力大于乙杯中液體的重力,則甲杯對(duì)水平桌面的壓力大于乙杯對(duì)水平桌面的壓力,兩容器底面積相同,由壓強(qiáng)的定義式SKIPIF1<0可知,甲容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)較大,故D錯(cuò)誤。故選B。5.(2021·山東淄博·統(tǒng)考中考真題)課外實(shí)踐活動(dòng)中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中裝入豆粒來(lái)觀察它的承載量,如圖所示。在逐漸裝入豆粒的過(guò)程中(船未沉底)

)A.小船受的浮力不變B.小船排開(kāi)水的質(zhì)量變大C.小船浸在水中的體積變小D.小船受的浮力大于它和豆粒的總重力【答案】B【詳解】ABD.在逐漸裝入豆粒的過(guò)程中,小船漂浮,浮力等于它和豆粒的總重力,總重力增大,浮力增大,由阿基米德原理可知排開(kāi)水的重力增大,由G=mg可知排開(kāi)水的質(zhì)量增大,故B符合題意,AD不符合題意;C.由阿基米德原理可知排開(kāi)水的體積為SKIPIF1<0由于浮力增大,所以小船排開(kāi)水的體積變大,即小船浸在水中的體積變大,故C錯(cuò)誤。故選B。二、多選題6.(2023·遼寧錦州·統(tǒng)考中考真題)裝有不同液體的甲、乙兩個(gè)相同容器放在水平桌面上,將裝有適量水的瓶子(瓶蓋密封)先后置于甲、乙兩容器中,瓶子靜止時(shí)如圖所示,此時(shí)兩容器中液面相平。下列說(shuō)法中正確的是()

A.甲、乙兩容器中,瓶子受到的浮力相等B.甲、乙兩容器中,液體對(duì)容器底部的壓力相等C.甲容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)小于乙容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)D.甲中瓶?jī)?nèi)水對(duì)瓶底的壓力大于乙中瓶?jī)?nèi)水對(duì)瓶蓋的壓力【答案】ACD【詳解】A.瓶子在甲乙兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力,故甲、乙兩容器中,瓶子受到的浮力相等,故A正確;B.由圖可知,甲排開(kāi)液體的體積大于乙排開(kāi)液體的體積,浮力相等,根據(jù)阿基米德原理可知,甲液體的密度小于乙液體的密度,根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式SKIPIF1<0可知,甲液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)小于乙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng),容器底面積相等,由F=pS甲液體對(duì)容器底部的壓力小于乙液體對(duì)容器底部的壓力,故B錯(cuò)誤;C.兩容器的重力和瓶子的重力相同,甲乙兩容器中,液面相平且乙液體的體積大于甲液體的體積,乙液體的密度大于甲液體的密度,由公式SKIPIF1<0可知,乙液體的質(zhì)量大于甲液體的質(zhì)量,則乙容器對(duì)桌面的壓力大于甲容器對(duì)桌面的壓力,受力面積相同,根據(jù)公式SKIPIF1<0可知,甲容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)小于乙容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng),故C正確;D.由圖可知,甲中瓶?jī)?nèi)水對(duì)瓶底的壓力等于瓶?jī)?nèi)水的重力,乙中瓶?jī)?nèi)水對(duì)瓶蓋的壓力一部分分擔(dān)在瓶子側(cè)壁上,因此乙中瓶?jī)?nèi)水對(duì)瓶蓋的壓力小于瓶?jī)?nèi)水的重力,故甲中瓶?jī)?nèi)水對(duì)瓶底的壓力大于乙中瓶?jī)?nèi)水對(duì)瓶蓋的壓力,故D正確。故選ACD。三、填空題7.(2023·寧夏·統(tǒng)考中考真題)如圖是正在訓(xùn)練的我國(guó)某型號(hào)戰(zhàn)略核潛艇,當(dāng)其由圖中所示位置下潛至海面下某深處的過(guò)程中,潛艇水艙充排水情況、受到的浮力及水對(duì)它的壓強(qiáng)變化情況正確的是。

A.水艙排水;浮力變??;水對(duì)它的壓強(qiáng)變小B.水艙充水;浮力變大;水對(duì)它的壓強(qiáng)變大C.水艙充水;浮力先變大,后不變;水對(duì)它的壓強(qiáng)變大D.水艙充水;浮力先變大,后不變;水對(duì)它的壓強(qiáng)變小選擇理由:?!敬鸢浮緾見(jiàn)解析【詳解】[1]潛水艇是靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉的,水艙充水,潛水艇重力變大,大于其所受浮力時(shí),潛水艇下潛;水艙排水,潛水艇重力變小,小于其所受浮力時(shí),潛水艇上浮。潛水艇由圖中所示位置下潛至海面下某深處的過(guò)程中,排開(kāi)海水的體積先變大,后不變,根據(jù)SKIPIF1<0可知,潛水艇所受浮力先變大后不變;潛水艇由圖中所示位置下潛至海面下某深處的過(guò)程中,深度不斷變大,由SKIPIF1<0可知,水對(duì)它的壓強(qiáng)變大。故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選C。[2]潛水艇由圖中所示位置下潛至海面下某深處的過(guò)程中,潛水艇排開(kāi)海水的體積先變大,后不變,所處深度不斷變大。8.(2023·江蘇徐州·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,用輕質(zhì)薄壁的塑料瓶、透明膠帶、鐵質(zhì)螺母和塑料軟管制作潛水艇模型。潛水艇在水中受到浮力的方向是。潛水艇通過(guò)改變來(lái)實(shí)現(xiàn)浮與沉,因此需要選擇質(zhì)量合適的螺母作為配重。如果塑料瓶的容積為V,水的密度為ρ水,鐵的密度為ρ鐵,要讓瓶?jī)?nèi)有一半水時(shí),潛水艇恰能在水中懸浮,則所選螺母質(zhì)量的表達(dá)式為m=。

【答案】豎直向上自重SKIPIF1<0【詳解】[1]浸在液體中的物體受到向上的力,叫做浮力,浮力的方向是豎直向上的。[2]圖示潛水艇浸沒(méi)在水中,排開(kāi)水的體積不變,所受的浮力不變,是通過(guò)改變塑料瓶中的水的重力來(lái)改變浮力和重力的大小關(guān)系而實(shí)現(xiàn)沉浮的,所以是通過(guò)改變自重來(lái)實(shí)驗(yàn)沉浮的。[3]設(shè)螺母的體積為V螺母,塑料瓶浸沒(méi)在水中,排開(kāi)水的體積等于塑料瓶與螺母的總體積,受到的浮力SKIPIF1<0塑料瓶中水的體積SKIPIF1<0瓶中水的質(zhì)量SKIPIF1<0瓶中水的重力SKIPIF1<0潛水艇懸浮,所受的浮力等于自身的總重,有F浮=G總=G水+G螺母即SKIPIF1<0解得,螺母的質(zhì)量SKIPIF1<09.(2023·湖北宜昌·統(tǒng)考中考真題)如圖重為0.5N的雞蛋漂浮在裝有淡鹽水的玻璃杯中,雞蛋受到的浮力是N,若再往玻璃杯中加鹽,雞蛋受到的浮力將(選填“變大”、“不變”或“變小”)。

【答案】0.5不變【詳解】[1]雞蛋漂浮在裝有淡鹽水的玻璃杯中,雞蛋受到的浮力F浮=G=0.5N[2]若再往玻璃杯中加鹽,鹽水的密度變大,雞蛋仍然處于漂浮狀態(tài),受到的浮力等于重力,雞蛋的重力不變,浮力不變。10.(2023·黑龍江齊齊哈爾·統(tǒng)考中考真題)有甲、乙兩個(gè)溢水杯,甲溢水杯中盛滿酒精,乙溢水杯中盛滿某種液體。將一個(gè)不吸收任何液體的小球輕輕地放入甲溢水杯中,小球浸沒(méi)在酒精中,溢出酒精的質(zhì)量是SKIPIF1<0;將小球從甲溢水杯中取出后擦干,再輕輕地放入乙溢水杯中,溢出液體的質(zhì)量是SKIPIF1<0,小球露出液面的體積與浸入液體中的體積之比為SKIPIF1<0。已知SKIPIF1<0,則小球的密度是SKIPIF1<0;乙溢水杯中液體的密度是SKIPIF1<0。【答案】SKIPIF1<0SKIPIF1<0【詳解】[1][2]小球浸沒(méi)在酒精中,溢出酒精的質(zhì)量是SKIPIF1<0,根據(jù)密度公式可知溢出酒精的體積即小球的體積為SKIPIF1<0已知小球露出液面的體積與浸入液體中的體積之比為SKIPIF1<0,則排開(kāi)液體的體積為SKIPIF1<0溢出液體的質(zhì)量是SKIPIF1<0,乙溢水杯中液體的密度是SKIPIF1<0小球在乙溢水杯中處于漂浮狀態(tài),小球的重力等于浮力,由阿基米德原理有F浮=G=m液g=0.08kg×10N/kg=0.8N小球的密度是SKIPIF1<011.(2022·湖北襄陽(yáng)·統(tǒng)考中考真題)一質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體放在水中(小部分露出水面,大部分沒(méi)入水中),現(xiàn)在將它露出水面的部分截取走,剩余部分靜止時(shí)仍漂浮于水面上。若第二次漂浮時(shí)露出水面的體積是物體原體積的SKIPIF1<0,則此長(zhǎng)方體的密度為g/cm3。(ρ水=1.0g/cm3)【答案】0.8【詳解】長(zhǎng)方體放在水中小部分露出水面,大部分沒(méi)入水中,說(shuō)明長(zhǎng)方體處于漂浮狀態(tài),且長(zhǎng)方體的密度與水的密度比較接近;漂浮時(shí)長(zhǎng)方體受到的浮力等于重力,即SKIPIF1<0,根據(jù)SKIPIF1<0和SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0整理可得SKIPIF1<0則SKIPIF1<0

……①將它露出水面的部分截取走,剩余部分的體積為V排,同理可得第二次漂浮時(shí)SKIPIF1<0則SKIPIF1<0……②第二次漂浮時(shí)露出水面的體積是物體原體積的SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0

……③將①②代入③,化簡(jiǎn)解得SKIPIF1<0(不符合題意,舍去)或0.8g/cm3,即此長(zhǎng)方體的密度為0.8g/cm3。四、實(shí)驗(yàn)題12.(2023·遼寧錦州·統(tǒng)考中考真題)下面是小明測(cè)量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)。

(1)小明將天平放在水平桌面上,把游碼移至標(biāo)尺左端零刻度線處,發(fā)現(xiàn)指針指在如圖甲所示位置,此時(shí)他應(yīng)將平衡螺母適當(dāng)向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使天平平衡;再將裝有鹽水的燒杯放在天平的左盤,在右盤中放入50g、20g、10g砝碼各一個(gè)時(shí),天平剛好再次平衡;(2)將杯中的一部分鹽水倒入量筒中,鹽水的體積如圖乙所示為cm3;(3)用天平測(cè)出剩余鹽水和燒杯的總質(zhì)量如圖丙所示為g,則所測(cè)鹽水的密度是kg/m3;(4)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明利用剛剛測(cè)出了密度的鹽水和其他一些工具,又想測(cè)量一個(gè)木塊的密度,請(qǐng)幫他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:①用調(diào)好的天平測(cè)出木塊的質(zhì)量m1;②容器內(nèi)裝有適量的鹽水,將木塊和一個(gè)空瓶疊加在一起漂浮,如圖丁所示;③向瓶中倒入適量的水,直到木塊,用天平測(cè)出瓶和水的總質(zhì)量m2;④木塊密度表達(dá)式SKIPIF1<0。(用字母表示,鹽水密度用SKIPIF1<0表示)【答案】右40381.05×103剛好浸沒(méi)在鹽水中SKIPIF1<0【詳解】(1)[1]小明將天平放在水平桌面上,把游碼移至標(biāo)尺左端零刻度線處,發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的左側(cè),此時(shí)他應(yīng)將平衡螺母適當(dāng)向右調(diào)節(jié);鹽水和燒杯的總質(zhì)量為m總=50g+20g+10g=80g(2)[2]量筒中鹽水的體積V=40mL=40cm3(3)[3][4]由圖可知,天平標(biāo)尺的分度值為0.2g,游碼對(duì)應(yīng)的刻度值為3g,剩余鹽水與燒杯的質(zhì)量m剩=20g+10g+5g+3g=38g量筒中鹽水的質(zhì)量m=m總-m剩=80g-38g=42g鹽水的密度SKIPIF1<0(4)③[5]向瓶中倒水,直到木塊剛好浸沒(méi)在鹽水中,用天平測(cè)出瓶和水的總質(zhì)量m2。④[6]木塊剛好完全浸沒(méi)在鹽水中時(shí),木塊排開(kāi)鹽水的體積等于木塊的體積,即SKIPIF1<0因?yàn)槟緣K和瓶整體漂浮,所以整體受到的浮力等于空瓶、瓶中的水和木塊的總重力,所以SKIPIF1<0由此可得木塊的密度SKIPIF1<013.(2022·湖南湘潭·統(tǒng)考中考真題)某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量礦石的密度。(1)把天平放在水平臺(tái)面上,把游碼移到標(biāo)尺的處;(2)正確操作后,右盤中砝碼及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖1所示,小礦石的質(zhì)量為g;(3)將小礦石放入盛有50mL水的量筒中,水面升高到如圖2所示的位置,則小礦石的體積為cm3,密度為g/cm3;(4)實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)用量筒和空瓶也可以測(cè)出該礦石的密度:①將空瓶放入盛有適量水的量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V1,如圖3所示;②將小礦石放入瓶中,穩(wěn)定后水面位置為V2,如圖4所示;③將小礦石從瓶中取出放入量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V3,如圖5所示;由圖3、4可得礦石的質(zhì)量m=,由圖3、5可得小礦石的體積,則小礦石密度ρ=(兩空均用已知量的字母表示,ρ水已知)?!敬鸢浮苛憧潭染€1243ρ水(V2﹣V1)SKIPIF1<0【詳解】(1)[1]將天平放在水平臺(tái)面上,把游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處,然后調(diào)節(jié)天平平衡。(2)[2]由圖1可知,礦石的質(zhì)量為m′=10g+2g=12g(3)[3][4]放入礦石前量筒中水的體積為V0=50mL=50cm3由圖2可知,放入礦石后量筒中的水體積和礦石的總體積為V總=54mL=54cm3則礦石的體積為V=54cm3-50cm3=4cm3所以礦石的密度為SKIPIF1<0(4)[5]將空瓶放入盛有適量水的量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V1;將小礦石放入瓶中,穩(wěn)定后水面位置為V2;空瓶和礦石處于漂浮狀態(tài),根據(jù)物體的浮沉條件和阿基米德原理可知,漂浮時(shí)受到的浮力等于自身的重力,多排開(kāi)的水的重力為礦石的重力,所以礦石的重力為G=ΔF?。溅阉甮(V2﹣V1)則礦石的質(zhì)量為SKIPIF1<0[6]將小礦石從瓶中取出放入量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V3,則礦石的體積為V石=V3﹣V1小礦石密度為SKIPIF1<0五、計(jì)算題14.(2023·四川瀘州·統(tǒng)考中考真題)科創(chuàng)小組設(shè)計(jì)了水庫(kù)自動(dòng)泄洪控制裝置,將其制成頂部開(kāi)有小孔的模型,如圖所示。其中A為壓力傳感器,B是密度小于水且不吸水的圓柱體,能沿固定的光滑細(xì)桿在豎直方向自由移動(dòng)。當(dāng)模型內(nèi)水深h0=15cm時(shí),B與模型底面剛好接觸且壓力為零。水面上漲到設(shè)計(jì)的警戒水位時(shí),圓柱體對(duì)壓力傳感器的壓力為2N,觸發(fā)報(bào)警裝置,開(kāi)啟泄洪閥門。已知圓柱體B的底面積SB=50cm2,高h(yuǎn)B=25cm,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3。(1)當(dāng)B對(duì)模型底面壓力F1=2.5N時(shí),模型內(nèi)水深h1為多少cm?(2)剛觸發(fā)報(bào)警裝置時(shí),B浸入水中的深度h2為多少cm?(3)為了提高防洪安全性,警戒水位需要比原設(shè)計(jì)低5cm,在B的上方加上與B同材質(zhì)同底面積的圓柱體C,則圓柱體C的高度h3應(yīng)為多少cm?

【答案】(1)10cm;(2)19cm;(3)12.5cm【詳解】解:(1)當(dāng)模型內(nèi)水深h0=15cm時(shí),B排開(kāi)水的體積V0=SBh0=50cm2×15cm=750cm3由B與模型底面剛好接觸且壓力為零可知,此時(shí)B處于漂浮狀態(tài),由物體的漂浮條件可知,B的重力GB=F0浮=ρ水gV0=1×103kg/m3×10N/kg×750×10-6m3=7.5N由G=mg可知,B的質(zhì)量SKIPIF1<0B的體積VB=SBhB=50cm2×25cm=1250cm3則B的密度SKIPIF1<0由力的平衡條件可知,當(dāng)B對(duì)模型底面壓力,F(xiàn)1=2.5N時(shí),B受到的浮力F1浮=GB-F1=7.5N-2.5N=5N由F浮=ρ液gV排可知,B排開(kāi)水的體積SKIPIF1<0由V=Sh可知,B浸入水中的深度SKIPIF1<0(2)剛觸發(fā)報(bào)警裝置時(shí)圓柱體對(duì)壓力傳感器的壓力為2N,由力的平衡條件可知,此時(shí)B受到的浮力F2浮=GB+F2=7.5N+2N=9.5N由F浮=ρ液gV排可知,B排開(kāi)水的體積SKIPIF1<0由V=Sh可知,B浸入水中的深度SKIPIF1<0(3)由

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