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文檔簡介
第九講浮力專題復習卷
例題
1.如圖甲所示,盛水容器底部連接一豎直彈簧,彈簧上端連接立方體木塊A,木塊剛好完全浸沒在水中。現(xiàn)打
開容器側面底部的閥門B,使水緩慢流出,直至木塊A完全離開水面。記錄得到彈簧彈力大小F與木塊頂部露出
水面的高度h的關系如圖乙所示。已知水的密度p次=1.0X1。3的/瓶3。下列正確的是()
A.d:e=2:3
B.七:h2=2:5
C.木塊的密度等于-13P
D.木塊的密度等|3p
2.如圖所示,一冰塊下面懸吊一物塊A,正好懸浮在水中,物塊的密度為p,且1.4x103kg/m3<p<2.0x1
()3kg/m3,冰塊熔化后,水面下降了1cm。設量筒的內橫截面積為50cm2,冰的密度為(0.9X103kg/優(yōu)水的密度為1
.0x103卜9/63,則可判斷物塊的質量可能為()
A.0.04kgB.0.08kgC.0.16kgD.0.24kg
3.如圖所示,有一個盛水玻璃容器,水中浮著一個倒立的玻璃杯,杯中封有部分空氣,處于圖示的靜止狀態(tài),
當小管中水位發(fā)生變化時,關于玻璃杯狀態(tài)的敘述正確的是()
A往小管中加水,玻璃杯將向上運動
B往小管中加水,玻璃杯仍然保持靜止狀態(tài)
C.打開閥門,小管中水位下降,玻璃杯將向上運動
D.不管小管中水位升還是降,玻璃杯永遠保持靜止
4.某同學在一個較大的錐形瓶內注入水,然后將它放在水平桌面上,如圖所示,此時水對錐形瓶底的壓力為F
1,錐形瓶對桌面的壓力為F2。然后該同學又將一個重為3N的木球放入瓶內,木球漂浮在水面上。放入木球后,
壓力Fi和F2的變化情況是()
A.Fi、F2的增量均大于3N
B.Fi、F2的增量均等于3N
C.Fi的增量大于3N,F2的增量等于3N
D.Fi的增量小于3N,F2的增量大于3N
5.如圖甲所示邊長為10cm的立方體木塊A通過細線與圓柱形容器底部相連,容器中液面與A上表面齊平。
從打開容器底部的抽液機勻速向外排液開始計時,細線中拉力F隨時間t的變化圖像如圖乙所示。木塊密度p=0
2
-5x7n3,容器底部面積為200cm,g=10N/kg0下列說法中正確的是()
O50t/s
乙
A.隨著液體的排出,木塊受到的浮力不斷減小
B容器中的液體是酒精
C抽液機每秒鐘排出液體的質量是10g
D.第30s時,木塊露出液面的高度是2cm
6.有兩種密度不同的液體,兩個完全相同的花瓶,花瓶形狀如圖所示,瓶內原先是空的。若取相等質量的兩種
液體倒?jié)M甲花瓶,其液體總質量為m甲;若取相等體積的兩種液體倒?jié)M乙花瓶,其液體總質量為mz(不計液體混
合后體積的變化),則()
A.mm>B.mm<mz
C,m甲二D.無法確定
7.如圖所示,容器內裝有鹽水和冰塊,冰塊與容器底接觸,液面恰好與容器口相平,冰對容器底的壓力為F,
當冰熔化后,液體對容器底產生的壓強_______(選填“變大”“不變”或“變小”),溢出的液體重力G(選填“大
于”“等于”或“小于”)F。
冰:::
8.把質量為50g的小木塊放入底面積為lOOctrf的盛有水的小圓筒內,小木塊的一半浮于水面上。再把小圓筒放
入盛有水的大圓筒中,能浮于水面上,此時大圓筒內水深i為20cm,底面積為400cm2,小圓筒底離大圓筒底距離h
2為10cm,如圖所示。(g=10N/kg)
上三尹三三九
(1)小圓筒整個裝置質量為kg。
(2)若把小木塊從小圓筒中取出后放入大圓筒內,穩(wěn)定后大圓筒中的水對底部的壓強為Pa,此時h2為
9.如圖所示,裝有部分水的試管豎直漂浮在圓柱形豎直透明容器中的水面上,試管內水面與容器底部的距離為
h?,F(xiàn)將某物塊放入該試管,物塊完全浸沒在試管的水中,發(fā)現(xiàn)此時試管內水面與容器底部的距離恰好又變?yōu)閔0若
試管排水橫截面積與容器橫截面積之比為1:5,而試管內、外徑之比為5:6。則新放入的物塊密度為kg
/m3(已知水的密度等于lx103kg/m3\
10.如圖甲所示,底面積為80cm2的圓筒形容器內裝有適量的液體,放在水平桌面上;底面積為60cm2的圓柱形
物體A懸掛在細繩的下端靜止時,細繩對物體A的拉力為Fi。將物體A浸沒在圓筒形容器內的液體中,靜止時,
容器內的液面升高了7.5cm,如圖乙所示,此時細繩對物體A的拉力為F2,物體A上表面到液面的距離為上。
然后,將物體A豎直向上移動h2,物體A靜止時,細繩對物體A的拉力為F3。已知Fi與F2之差為7.2N,F2
與F3之比為5:8,hi為3cm,h2為5cm。不計繩重,g取ION/kg。則液體的密度是kg/itf,物體A的密度
3
是________kg/mo
甲乙
11.美國建筑師凱文?朔普費爾設計出了一種能漂浮在水中的城市(如圖所示),漂浮城市裝有動力裝置,可以移動。
該漂浮城市三角形建筑的主體結構是中空的,強風能從中通過,可以確保當颶風來臨時,把颶風對建筑的破壞降至
最低。該漂浮城市高達360m,占地270萬平方米,可容納多達4萬居民。酒店、商店等只要是普通城市有的,這
里都一應俱全。漂浮城市的表面安裝有太陽能電池板,接收太陽能的功率為8.0X108W,請回答下列問題:
⑴假如某班級有50位中學生從岸上進入漂浮城市參觀,則漂浮城市受到的浮力約增加。
A.2.5X102yV
B.2.5x103N
C.2.5x104N
D.2.5x105N
(2)若三角形建筑空洞的面積為2.0X104nl2,某次颶風正好垂直于空洞的表面吹入,1s流入空洞的空氣質量是
1.92X106kg,該地的空氣密度是L2kg/m3,則颶風的風速是________m/s。
12.如圖所示,B、C是體積均為10crrf的實心銅塊。當B浸沒在酒精中時,木塊A恰能在水平桌面上向左勻
速運動。若用銅塊D替換C使A在桌面上向右勻速運動,則D的質量應為_________go(p銅=8.95/cm3,p=
0.8g/ca3,銅塊B始終浸沒在酒精中且不與酒精反應,酒精與B之間的摩擦以及滑輪處的摩擦均忽略不計)
0團0
由|||匾
13.如圖甲所示,一圓柱形容器豎直放置在水平桌面上,其側壁有一溢水口C,容器內的液面恰好與溢水口C
齊平。先將一個有勻質材料制成的船形物A開口向上放入容器中,船形物A漂浮在液面上時,如圖乙所示,從溢
水口溢出液體的體積為V;然后使船形物A反轉90°,當它浸沒在液體中后容器內的液面下降了h(在船形物由漂浮
到浸沒的過程中,容器內的液體未溢出)。已知圓柱形容器的底面積為S,液體的密度為p,則
|_AI
至三三三「ilc
l建三三II1三三三圖
甲乙
⑴船形物A的質量g=_。
(2)組成船形物A材料的密度(pA=
14.如圖所示,有一量杯,注入體積為500mL的水,然后將一個體積為50cm3,質量為55g的新鮮雞蛋放在
水中,雞蛋下沉?,F(xiàn)陸續(xù)向水中加鹽并輕輕攪拌,最后雞蛋懸浮在水中,若此時量杯示數(shù)為552mL,則所加鹽的
質量為go((p次=1x103刖/底)
15.研究性學習小組的同學們在研究浮力與排開液體體積的關系時做了一個實驗:一塊質量為800g的長方體木
塊浮在水面上,然后在木塊上面放祛碼,當祛碼的總質量為200g時,木塊恰好浸沒在水中(如圖甲所示)。小蔣同學
想用細線把這些磋碼系在木塊下面,也使木塊恰好浸沒在水中(如圖乙所示),試了幾次都不成功。你能否幫助小蔣
同學設計該用g祛碼系于木塊下面才會使木塊恰好浸沒在水中。你能算出木塊的密度是_________o(水的密
度是LOg/cnP,祛碼的密度是8.0g/cnP,g取JQN/kg)
甲乙
34
16.某溶液的密度p隨溶液深度h按照規(guī)律p=po+kh變化,p0=lg/cm,k=O.Ol5/cm.用不可伸長、長
3
度為5cm的細線將A、B兩個立方塊連在一起并放進溶液內。已知VA=VB=1cm,mA=1.2g,mB=1.4g,則平衡
時立方塊A中心所在的深度為cm,細線上的拉力為N.(假設溶液足夠深,g取10N/kg)
17.如圖所示,粗細均勻的蠟燭長10,它底部粘有一質量為m的小鐵塊?,F(xiàn)將它直立于水中,它的上端距水面
h。如果將蠟燭點燃,假定蠟燭燃燒時油不流下來,且每分鐘燒去蠟燭的長為△1,則從點燃蠟燭時開始計時,經—
時間蠟燭熄滅(設蠟燭的密度為P,水的密度為Pi,鐵的密度為p2)。
18.如圖甲所示底面積為50cm?、高為10cm的平底圓柱形容器和一個質量為100g、體積為40cn?的小球
置于水平桌面上(容器厚度不計)。容器內盛某種液體時,容器和液體的總質量與液體的體積關系如圖乙所示。求:
(1)液體的密度是多少;
(2)容器內盛滿這種液體后,容器底部受到液體的壓強是多少;
(3)容器內盛滿這種液體后,再將小球輕輕地放入容器中,小球靜止后,容器對桌面的壓強是多少。
19.如圖所示,正方體木塊漂浮在氫氧化鈉溶液里,有總體積|5露出液面,不可伸長的懸繩處于松弛狀態(tài)已知
繩子能承受的最大拉力為5N,木塊邊長為0.1n容器底面積為0.03m2容器底有閥門K。(g取10N/kg,溶液的密
度為1.2x103kg/nA計算結果,保留兩位小數(shù))
(1)木塊的密度是多少?
(2)打開閥門使溶液緩慢流出,當細繩斷裂前一瞬間關閉閥門,此時木塊排開溶液的體積為多少?
(3)在細繩斷后,木塊再次漂浮時,與繩斷前的瞬間相比,容器底受到液體的壓強改變了多少?
20.密度均勻、體積相同的甲、乙兩個實心小球,其密度之比為p用:「乙=12:5,將它們均放入水中,靜止后兩
33
球所受到的浮力之比為2:1,求甲、乙兩球的密度。(P次=1X10fc5/m)
21.如圖所示是自沖水裝置,柱形水箱截面積為0.2m2,箱內浮筒P是圓柱形,底面積為200cm%質量不計),
出水口有厚度不計、質量為0.5kg的蓋板Q,面積為50cm2,與P底部用細線相連,當連線恰好被拉直時,水箱底
與浮筒P的底部距離L為20cm,若進水管的進水量為0.54nP/h,請計算:
(1)水箱中的水的深度為多少;
(2)每兩次放水的時間間隔為多少分鐘。
22.底面積為400cnf的圓柱形水槽內盛有適量的水,把質量為1kg、高為12cm、橫截面積為lOOcitf的柱形物
塊用彈簧秤懸掛后浸入水中,柱形體下底面距水面2cm,如圖所示。經觀察彈簧秤的稱量范圍為。至10N,且刻度
盤0N到10N之間長為10cm。(在此過程中彈簧秤是固定不動的)求:
(1)此時彈簧秤的示數(shù);
⑵向水槽內還要注入多少體積的水,彈簧秤的示數(shù)恰好為零。
23.容器水平底面上有一個大小為axb的長方形洞。用半徑為a,長度為b的圓柱體蓋住此洞(如圖所示為其側視
圖)?,F(xiàn)往容器里慢慢注入密度為p的液體,試分析說明圓柱體的質量m應該多大,才能使它在任何液位下不會浮
起。
24.如圖甲所示,一個圓柱形容器置于水平桌面上,容器重G=5N,容器高h容=33cm。容器內放入一個實心
長方體A,底面積.SA=200cm2、高%=10“i,A底部的中心通過一段細繩與容器底部相連,向容器內緩慢注入
水,一段時間后停止了注水,然后把一實心長方體B放在A的正上方,水面恰好與B的上表面及容器口相平如
圖乙所示,且pB=3pA。已知在整個過程中細線對物塊的拉力F隨水深度h的變化關系如圖丙所示。(繩重、體積
33
和形變均不計,P底=\乂10kg/m,g-10N/kgo)求:
(1)繩子的長度;
(2)當停止加水,還未加上物體B時,容器底部對水平桌面的壓力;
⑶物體A和B的位置如圖乙所示,若將細繩剪斷,求細繩剪斷前后,物體靜止時,水對容器底部壓強的變化
量。
25.將一只有底圓柱形筒開口朝下慢慢壓入水中,筒受到的浮力F隨筒口深度x的變化如圖中的曲線所示,圖
中直線表示筒的重力不隨深度x變化,兩線交于A、B兩點。若用圖乙表示筒在起始點O時的正視圖,則請你用
類似的圖形分別表示出筒在A、B點的正視圖。并畫出桶底所受壓強p隨深度x的變化情況。
1.D2.C3.C4.C5.C6.B
7.變小大于
8.(1)1(2)200010.5
9.1800
10.12002800
ll.(l)C(2)80
12.73
13?⑴PV⑵段
14.52.2
15.228.60.8g/cm3
16.277x10-4
17plh
,(Pi-P)i
18.解:(1)由乙圖可知,容器的質量為m容二100g。液體體積為匕%=200613時,容器和液體的總質量01總=
300g,
;?液體的質量m=m-m=300g-100g=200g,
濃zfc?有用
m
2::3
液體的密度為p=▽=焉=lg/cmo
(2)容器內盛滿這種液體后,液體深度h=10cm=0.1m
濃o
333
容器底部受到的液體壓強為:p=「液gh液=lx10kg/mx10N/kgx0.10m=10Pao
m
(3)小球的密度為:P球=▽=趣?=2.5g/cm3
球
小球的密度大于液體的密度,所以小球靜止后應浸沒在液體中,則小球排開液體的重力為:
?字=G濃=p超濃=1x103kg/m3x10N/kgx40x10-6m3=OAN,
容器內盛滿這種液體后,液體質量為m=p濃=0放S/i=1x103kg/m3x50X10-4m2x0.1m=0.5kg,容
器對桌面的壓強為:p=C。和=(aiW+0.1W+0.5"x;0N、g-0.4N=乂1Q3p^
S50x10TIT
19.解:⑴木塊漂浮,則F浮=伉,因為尸兩=。//,G衣=p*V妙
所以,,P//=2衣匕0因為木塊總體積會露出面,所以,V和=三了水
貝!1p*=[p濃=(x1.2x103kg/m3—0.96x103kg/m3;
⑵如圖,當細繩斷裂時,F(xiàn)道'+7*=G次設此時木塊排開溶液的體積為V排,貝hX
p/'g+"pM''中
即:1.2xW3kg/m3xVjxWN/kg+5N=0.96x103kg/m3x(0.1m)3x1ON"0解得:V'?3愉x
10-4m3;
⑶在細繩斷開后木塊再次漂浮時,浮力增加5N,排開水體積增加:
4F、「
VT^=-=-------1等-----=0.00042nA
球P/1.2X103kg/m3xlON/kg
液面上升:H=—==0.014m,p=p沈gH-1.2x103kg/m3xION/kgx0.014m==168Pa
S0.03Tfl/P"*'o
即:容器底受溶液的壓強增大了168Pa。
答:⑴木塊的密度為0.96X103kg/m3;
⑵當細繩斷裂前一瞬間關閉閥門,此時木塊排開溶液的體積為3.83x10-W;
(3)在細繩斷開后木塊再次漂浮時,容器底受到水的
壓強與斷繩前的瞬間相比,容器底受水的壓強增大了168Pa。
20.解:因為兩球體積相同,密度之比為p田:=12:5,則其質量之比也是12:5,若兩球均漂浮,其浮力等于
自身重力,則浮力之比為12:5,與題干給出的“靜止后兩球所受到浮力之比為2:1”不符,故不可能;若兩球均沉
入水底,由阿基米德原理可知,二者排水體積相同,則浮力之比為1:1,同樣與題干給出的“靜止后兩球所受到浮
力之比為2:1”不符,故不可能;
因此,一定是甲球沉入水底,乙球漂浮在水面。
因為兩球的浮力之比為2:1,由阿基米德原理可得:p/U=等,尸動=P型V,
333
解得:p乙-0,5x1。3kg/m,p甲=1,2x10kg/mo
3333
答:甲、乙兩球的密度分別為:1.2xWkg/m,0.5x10kg/mB
21.解:⑴設浮筒浸入水的深度為a,把浮筒P、擋板Q看作一個整體,
200cm2Xa,
解得:a=10cm,水箱內水的深度:
h=a+L=10cm+20cm=30cm;
(2)當水下沖時,蓋板被翻起,壓力消失。當浮子P的浮力和Q的重力平衡時,蓋板又自動蓋下。
答:(1)水箱中的水的深度為30cm;
(2)每兩次放水的時間間隔為1.5min。
22.解:(1)物體的重力G=mg=lkgxlON/kg=10N;物體在水中受到的浮力
所以彈簧秤的示數(shù)即拉力為2N=8N;
(2)當物體所受的浮力與重力相等時,彈簧秤的示數(shù)為零,則
貝UV'=—=-------------------------=10-3機3則木塊的下底面與水面的距離為%=3=10-3?n3A=o.lm
z排p,F1.0X103kg/m3xlON/kg,八」/1'皿1JZSlOOxlO_4m2
所以物體在水中的深度增加了△H=0.1m-0.02m=0.08m
原來測力計的示數(shù)為8N,現(xiàn)在為0N,所以物體上升了8cm=0.08m;
所以水面上升的高度為hx=0.08m+0.08m=0.16m
所以1聞
VsM+—sJxh=400x10-4m2x0.08m+(400—100)x10-4m2x0.08m=0.0056m3
答:⑴此時彈簧秤的示數(shù)為8N;
(2)向水槽內還要注入0.0056rtf的水。
23.解:首先,圓柱的高度為b,則圓柱的體積九=na2b廠:
三角形面積=乎,120度弓形的面積
434
當液體淹沒圓柱體時,圓柱體所受的浮力最大,最大浮力為:一
則%=2x管—率)bog,m應該至少為寮=(等-率)通
答:圓柱體的質量m應為(等-零)班,才能使它在任何液位下不會浮起。
24.解:⑴如圖丙所示,當深度為h2=25cni時,繩子處于拉直狀態(tài),A剛好浸沒。繩子的長度為:L=h2\h
A=25cm-10cm=15cm;
(2)如圖丙所示,當水的深度為鼠=20cm時,繩子剛好被拉直且沒有力的作用,此時A浸在水中的深度為:h
A浸=h1—L=20cm—15cm=5cm,
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