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專題25浮力彈簧加水放水題型題型選擇題填空題作圖題實(shí)驗(yàn)題計(jì)算題總計(jì)題數(shù)101000525一、選擇題(共10小題):1.在一個(gè)足夠深的容器內(nèi)有一定量的水,將一個(gè)長(zhǎng)10cm、橫截面積50cm2的圓柱形實(shí)心塑料塊掛于彈簧秤上,當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí),彈簧秤示數(shù)為4N,如圖甲所示。已知彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比,彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm,g取10N/kg。若往容器內(nèi)緩慢加水,當(dāng)所加水的體積至1400cm3時(shí),彈簧秤示數(shù)恰為零。此過程中水面升高的高度△H與所加水的體積V的關(guān)系如圖乙所示,根據(jù)以上信息,能得出的正確結(jié)論是()A.容器的橫截面積為225cm2B.塑料塊的密度為0.4×103kg/m3C.彈簧秤的示數(shù)為1N時(shí),水面升高9cmD.加水400cm3時(shí),塑料塊受到的浮力為2N2.如圖所示,一邊長(zhǎng)為10cm的實(shí)心正方體塑料塊掛于彈簧測(cè)力計(jì)正下方,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為5N,此時(shí)塑料塊下方剛好與水面接觸,且距底面積為300cm2的容器底部5cm,現(xiàn)往容器中緩慢加水,已知彈簧的形變量與受到的拉力成正比,即彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm。以下說法正確的是()A.塑料塊的密度為5g/cm3B.當(dāng)加入1000cm3水時(shí),正方體物塊所受浮力為5NC.當(dāng)加入3000cm3水時(shí),水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為1500PaD.當(dāng)加水至塑料塊剛好漂浮時(shí)停止加水,然后將容器內(nèi)的水以50cm3/s的速度向外排出,同時(shí)向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使物體以1cm/s的速度向上移動(dòng),則經(jīng)過約2.86s之后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)再次回到5N3.如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)下端掛有邊長(zhǎng)為10cm的正方體物塊,將物塊放入底面積為300cm2且質(zhì)量忽略不計(jì)的圓柱形容器中。當(dāng)物塊浸入水中深度為5cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為15N,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1.5×103Pa?,F(xiàn)向容器中加水至彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為11N時(shí)停止加水,已知彈簧的伸長(zhǎng)量與所受拉力成正比,彈簧受到的拉力每減小1N,彈簧的長(zhǎng)度就縮短0.5cm。則下列說法中正確的是()A.柱形物塊所受重力大小為15NB.停止加水時(shí)水的深度為28cmC.在此過程中向容器中加入水的質(zhì)量為2kgD.加水過程中水對(duì)容器底部增加的壓力為18N4.如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)下端掛有高為12.5cm、橫截面積為100cm2的柱形物塊,將物塊放入底面積為500cm2,質(zhì)量忽略不計(jì)的圓柱形容器中。當(dāng)物塊浸入水中深度為2cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為8N,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1.2×103Pa.現(xiàn)向容器中加水至彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N時(shí)停止加水,已知彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成正比,當(dāng)拉力為1N時(shí)彈簧伸長(zhǎng)1cm。則下列說法中正確的是()A.柱形物塊所受重力大小為8NB.停止加水時(shí)水的深度為15cmC.在此過程中向容器中加入水的質(zhì)量為2.7kgD.加水過程中水對(duì)容器底部增加的壓力等于柱形物塊變化的浮力5.在一足夠高的容器底部固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧原長(zhǎng)10cm,彈簧上方連有正方體木塊A,木塊的邊長(zhǎng)為10cm,容器的底面積為200cm2,如圖,此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為6cm(已知彈簧的長(zhǎng)度每改變1cm,所受力的變化量為1N),現(xiàn)向容器內(nèi)注入某種液體,當(dāng)木塊A有12的體積浸入液體中時(shí),彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài);在木塊A正上方放置一合金塊B,靜止時(shí)液面剛好浸沒B,已知合金塊的體積為100cm3,高為4cm。下列說法中不正確的是()A.木塊A的重力為4NB.液體的密度為0.8×103kg/m3C.放置合金塊B后液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1440PaD.合金塊B的重力為14.8N6.如圖甲所示,在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧上端連有一連長(zhǎng)為0.1m的正方體物塊A,容器中水的深度為40cm時(shí),物塊A剛好完全浸沒在水中,容器側(cè)面的底部有一個(gè)由閥門B控制的出水口,打開閥門B,使水緩緩流出,當(dāng)物塊A有25A.打開閥門前物塊A受到的浮力10NB.物塊A的密度0.6×103kg/m3C.物塊A剛好完全浸沒在水中時(shí),彈簧伸長(zhǎng)了2cmD.彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)3.6×103Pa7.如圖甲所示,在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧上方連有正方體木塊A,容器側(cè)面的底部有一個(gè)由閥門B控制的出水口,此時(shí)木塊A剛好完全浸沒在水中,接著打開閥門B,緩慢放水,直至木塊A完全離開水面時(shí),再關(guān)閉閥門B。這個(gè)過程中,彈簧彈力F與木塊露出水面的體積V的關(guān)系如圖乙所示。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ木=0.7×103kg/m3,木塊體積為V0,不計(jì)彈簧所受浮力)則下列說法中正確的是()A.C點(diǎn)彈簧處于原長(zhǎng)B.CD段彈簧被壓縮C.D點(diǎn)的橫坐標(biāo)d的值為0.3V0D.C點(diǎn)與E點(diǎn)的縱坐標(biāo)c、e的絕對(duì)值之比為2:38.水平桌面上放置一圓柱形容器,其底面積為300cm2,容器側(cè)面近底部的位置有一個(gè)由閥門K控制的出水口,物體A是邊長(zhǎng)為10cm的正方體,用體積不計(jì)的輕質(zhì)彈簧懸掛放入水中靜止,如圖甲所示,此時(shí)物體A有十分之一的體積露出水面,彈簧受到的拉力為9N,容器中水深為12cm。打開閥門K,使水緩慢流出,當(dāng)彈簧受到的拉力為12N時(shí)剪斷彈簧并立即關(guān)閉閥門K。輕質(zhì)彈簧的彈力與長(zhǎng)度關(guān)系如圖乙所示,以下說法正確的是()A.沒放水時(shí)物體A受到的浮力為2NB.剪斷彈簧前,物體A下降高度為2cmC.物體A下落到容器底部穩(wěn)定后,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)900PaD.放掉的水的質(zhì)量為600g9.將一輕質(zhì)彈簧的兩端分別固定在正方體物體A、B表面的中央,構(gòu)成一個(gè)連接體,把正方體物體B放在水平桌面上,當(dāng)物體A、B靜止時(shí),彈簧的長(zhǎng)度比其原長(zhǎng)縮短了1cm,如圖甲所示。現(xiàn)將連接體放入水平桌面上的平底圓柱形容器內(nèi),與容器底始終接觸(不密合),再向容器中緩慢倒入一定量的水,待連接體靜止時(shí),連接體對(duì)容器底的壓力恰好為0。已知物體的邊長(zhǎng)均為10cm,物體A、B的密度之比為1:9,圓柱形容器的底面積為200cm2,彈簧原長(zhǎng)為10cm,彈簧所受力F的大小與彈簧的形變量△L(即彈簧的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)的差值的絕對(duì)值)的關(guān)系如圖乙所示。上述過程中彈簧始終在豎直方向伸縮,不計(jì)彈簧的體積及其所受的浮力,g取10N/kg。則下面說法中錯(cuò)誤的是()A.物體A浸沒在水中時(shí)受到的浮力為10NB.水面剛浸沒A倒入水的深度為0.35mC.連接體放在水平桌面上時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)為2000PaD.連接體對(duì)容器底的壓力恰好為0N時(shí),向容器內(nèi)倒入水的重力為48N10.如圖甲所示,底面積為200cm2的薄壁柱形容器足夠高容器內(nèi),重為12N的柱形物體A與一正方體物體B通過一體積不計(jì)的輕質(zhì)彈簧連接,彈簧伸長(zhǎng)量與所受拉力成正比?,F(xiàn)緩慢向容器中注水至將B浸沒,注水過程中,A對(duì)容器底部的壓力與注水深度變化關(guān)系如圖乙所示(A、B不吸水),則下列說法中錯(cuò)誤的是()A.物塊B的重力為13NB.物塊A的密度為0.8g/cm3C.彈簧所受拉力每變化1N時(shí),彈簧長(zhǎng)度變化0.5cmD.若將A、B位置互換,當(dāng)A剛好浸沒時(shí),水對(duì)容器底部壓強(qiáng)為2700Pa二、填空題(共10小題):11.如圖所示,在一個(gè)底面積為20cm2的足夠深的柱形容器內(nèi)裝有一定量的水。將一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體實(shí)心塑料塊掛于彈簧測(cè)力計(jì)上,當(dāng)?shù)酌鎰偤媒佑|水面時(shí),彈簧秤(0刻度線與1N刻度線之間的間隔為1cm)示數(shù)為8N,則該實(shí)心塑料塊的密度為kg/m3;現(xiàn)往容器里緩緩加水,當(dāng)彈簧秤示數(shù)為7N時(shí),容器底部壓強(qiáng)比原來增大Pa。(g=10N/kg)12.如圖甲所示,一個(gè)底面積為200cm2、重為10N且足夠深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上,現(xiàn)將一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體實(shí)心物體M(不吸水)掛于彈簧下端,并置于柱形容器內(nèi),彈簧上端固定不動(dòng),現(xiàn)在向容器中緩慢注水,彈簧彈力大小與注水體積的變化圖象如圖乙所示,則當(dāng)物塊M剛好漂浮時(shí)加水質(zhì)量為kg,圖乙中從A到B的加水過程中,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量為Pa(不計(jì)彈簧的質(zhì)量和體積,彈簧的伸長(zhǎng)量每變化1cm,彈力變化IN,且彈簧在彈性限度內(nèi)變化)。13.如圖所示,底面積為200cm2、質(zhì)量為400g的柱形容器放置在水平桌面上。在容器底部固定一輕質(zhì)細(xì)彈簧,彈簧上端連有一個(gè)高度為10cm的柱形物體A,水剛接觸物體的下表面,此時(shí)容器內(nèi)裝有10N的水。往容器中緩慢加水,當(dāng)加入1800cm3的水時(shí),彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng),容器底部受到的液體壓強(qiáng)較加水前變化了1200Pa,容器內(nèi)部的水面高度變化了m。繼續(xù)加水直至物體A剛好浸沒,此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為Pa。[已知容器足夠高,加水前后沒有水溢出;彈簧的長(zhǎng)度每改變1cm,產(chǎn)生的彈力變化1N]14.如圖所示,在一個(gè)底面積為150cm2足夠深的柱形容器內(nèi)裝有一定量的水,容器底部固定一根足夠長(zhǎng)的彈簧(在彈性限度以內(nèi),彈簧受到的拉力每變化1N,彈簧的形變量為1cm),將一個(gè)邊長(zhǎng)為0.1m的實(shí)心正方體木塊A(ρ木<ρ水)固定在彈簧頂端,使A剛好浸沒在水中,此時(shí)彈簧產(chǎn)生的拉力為5N.現(xiàn)打開閥門K開始放水,當(dāng)彈簧產(chǎn)生的拉力變?yōu)樨Q直向上的3N時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量為Pa;當(dāng)總的放水量為1200cm3時(shí)木塊受到的浮力為N。15.如圖甲所示,水平地面上有一底面積為400cm2、重力為2N的圓柱形薄壁容器,容器內(nèi)盛有20cm深的水,一個(gè)量程選擇合適的彈簧測(cè)力計(jì)下端用細(xì)線掛著一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的不吸水的正方體物塊緩慢放入水中,物塊的上表面與水面剛好相平,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為8N,如圖乙。已知在彈性限度內(nèi),彈簧受到的拉力每增加1N,彈簧的長(zhǎng)度就伸長(zhǎng)0.5cm。則正方體物塊的密度是kg/m3;圖乙中從容器內(nèi)向外緩慢抽水,直至物塊有一半浸在水中,此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)是Pa。16.如圖所示的薄壁柱形容器,底部有一由閥門B控制的出水口,內(nèi)盛有30cm深的水,現(xiàn)將彈簧測(cè)力計(jì)上端固定,另一端掛一個(gè)底面積為20cm2,高為7.5cm的柱形物體,把物體從接觸水面開始,向下移動(dòng)4.5cm,物體的上表面剛好與水面相平(水不溢出),此時(shí)容器中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為Pa。打開閥門B,放出200g水,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)減小了Pa。(已知彈簧測(cè)力計(jì)每1N刻度線間的距離為1cm)17.如圖所示,重慶八中物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們,在學(xué)習(xí)了浮力壓強(qiáng)后進(jìn)行了如下操作,將邊長(zhǎng)均為10cm的A、B正方體用原長(zhǎng)為10cm的彈簧連接起來放入容器中,A的密度為2.5g/cm3,容器下部分底面積為200cm2,高度20cm.上部分底面積為150cm2,高20cm.向容器中加水至B的下表面時(shí),水深為16cm(彈簧長(zhǎng)度變化1cm,彈力變化2N),則正方體B的密度為kg/m3;繼續(xù)加水9.5N,此時(shí)B受到的浮力為N。18.如圖,一個(gè)底面積為300cm2的溢水杯重為5N,內(nèi)裝有20cm深的水置于升降臺(tái)上,溢水杯中的水到溢水口的距離為3cm,彈簧上端固定,下端掛一個(gè)底面積為100cm2,高為10cm的實(shí)心柱形物體,重為30N,物體下表面剛好接觸液面。升降臺(tái)上移cm,水面剛好到達(dá)溢水口,升降臺(tái)再緩慢上移2cm,(溢出的水不在升降臺(tái)上),此時(shí)容器對(duì)升降臺(tái)的壓力為N(在彈性限度內(nèi),彈簧受力每變化1N,長(zhǎng)度變化為1cm)19.如圖所示,水平升降臺(tái)面上有一個(gè)底面積為400cm2、重為2N且足夠高的薄壁柱形容器中裝有深度為6cm的水,現(xiàn)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)(在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成正比)將一重為12N,高20cm,底面積為100cm2的柱形物體吊著放入容器內(nèi),此時(shí)物體底部剛好和水面接觸?,F(xiàn)將水平升降臺(tái)緩慢向上移動(dòng)9cm時(shí),物體底部剛好和容器底部接觸且無壓力,則此時(shí)物體浸入水中的深度為cm;若此時(shí)向容器內(nèi)緩慢加水直至彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0,則容器對(duì)升降臺(tái)的壓強(qiáng)為Pa。20.重慶八中物理社團(tuán)的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖9甲所示的力學(xué)傳感裝置,豎直細(xì)桿的上端通過力傳感器連接在天花板上,力傳感器可以顯示出細(xì)桿的上端受到作用力的大小,下端與一底面積為200cm2物體相連,且物體下底而與水而相平。水箱質(zhì)量忽略不計(jì),上部底面積400cm2,水箱下部水深15cm,底面積為500cm2,升降臺(tái)將容器緩慢上移,圖9乙是力傳感器的示數(shù)大小隨移動(dòng)距離變化的圖像。由乙圖可知,物體的重力為N,當(dāng)升降臺(tái)上移10cm時(shí),容器對(duì)升降臺(tái)的壓力為N。三、計(jì)算題(共5小題):21.如圖所示,在一個(gè)底面積300cm2足夠深的柱形容器內(nèi)裝有深6cm的水,將一個(gè)長(zhǎng)10cm,橫截面積50cm2的圓柱形實(shí)心塑料塊掛于彈簧秤上,當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí),彈簧秤示數(shù)為4N.已知彈簧的形變量與受到的拉力成正比,即彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm。若往容器內(nèi)緩慢加水。求:(1)該實(shí)心塑料塊的密度;(2)往容器緩緩加水的過程中,當(dāng)塑料塊上浮1cm時(shí),此時(shí)塑料塊所受浮力的大小以及容器底部所受水的壓強(qiáng)變化了多少;(3)當(dāng)加入2000cm3水時(shí),塑料塊所受浮力是多少?22.如圖甲,水平地面上有一底面積為400cm2,重為2N的圓柱形容器(容器重和容器壁厚度不計(jì)),容器內(nèi)盛有20cm深的水,一個(gè)量程選擇合適的彈簧測(cè)力計(jì)下端用細(xì)線掛著一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的不吸水的正方體物塊緩慢放入水中,物塊的上表面與水面剛好相平,此時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為10N,如圖乙。已知在一定范圍內(nèi),彈簧受到的拉力每減少1N,彈簧的長(zhǎng)度就縮短0.6cm。求:(1)圖甲中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)是多少?(2)物體的密度是多少?(3)圖乙中從容器內(nèi)向外緩慢抽掉2700cm3的水后容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)?23.底面積為300cm2、重3N的薄壁圓柱形容器放在水平地面上,用原長(zhǎng)為14cm的彈簧將邊長(zhǎng)為10cm的正方體A的下表面中點(diǎn)與容器底部相連,向容器內(nèi)加水至A剛好浸沒,如圖甲所示,此時(shí)彈簧長(zhǎng)16cm,A對(duì)彈簧的拉力為F1,現(xiàn)打開閥門B緩慢放水,當(dāng)A對(duì)彈簧的作用力大小變?yōu)?F1時(shí)關(guān)閉閥門B,已知彈簧受力F的大小與彈簧長(zhǎng)度的變化量△x間的關(guān)系如圖乙所示。不計(jì)彈簧的體積及其所受的浮力。求:(1)物體A浸沒時(shí)受到的浮力;(2)正方體A的密度;(3)從開始放水到關(guān)閉閥門B,水對(duì)容器底部壓強(qiáng)變化量△p;(4)閥門B關(guān)閉后,若對(duì)物體A施加一個(gè)向下的力FA使A對(duì)彈簧的作用力大小變?yōu)?F1,求FA的大小。24.如圖甲所示水平地面上有一個(gè)底面積為500cm2、高度為50cm的薄壁容器,容器頂部蓋著木板A(上面留有與大氣相通的很多小孔),A下面粘連著正方體B,B與正方體D之間通過一根原長(zhǎng)為10cm的輕質(zhì)彈簧C相連,容器中剛好裝滿水,容器底部的閥門E關(guān)閉,此時(shí)B對(duì)A有向下的作用力,力的大小是40N.已知正方體B的邊長(zhǎng)為0.2m,正方體D的邊長(zhǎng)為0.1m質(zhì)量為0.8kg,彈簧C的伸長(zhǎng)量與受到的拉力關(guān)系如圖乙所示。(所有物體均不吸水,不計(jì)一切摩擦力,整個(gè)過程彈簧軸線方向始終沿豎直方向且兩端都連接牢固,彈簧始終在彈性限度內(nèi))求:(1)圖甲中彈簧的長(zhǎng)度;(2)正方體B的密度;(3)打開閥門E放水,當(dāng)水面從與D上表面相平到剛好與D下表面相平,需要放出多少千克的水?25.如圖所示內(nèi)底面積為500cm2的柱形容器裝有適量的水放在水平桌面上,上端手持一彈簧測(cè)力計(jì)掛著一邊長(zhǎng)10cm,密度為800kg/m3的實(shí)心均勻正方體塑料塊,塑料塊的下表面剛好與水面相平如圖甲所示,向容器內(nèi)緩慢加水,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0N時(shí)停止加水,情況如圖乙所示。彈簧測(cè)力計(jì)量程為10N,彈簧受到拉力每增加1N,彈簧的長(zhǎng)度就增加1cm,塑料塊不吸水。(g=10N/kg)求:(1)如圖乙所示,塑料塊排開水的體積是多少立方厘米?(2)從圖甲到圖乙,加入水的質(zhì)量為多少千克?(3)將如圖乙所示塑料塊浸在水中部分的下面一部分切去(切去部分為浸在水中體積的一半),塑料塊最終靜止后,其上表面相對(duì)于圖乙所在位置移動(dòng)的距離為多少厘米?專題25浮力彈簧加水放水題型題型選擇題填空題作圖題實(shí)驗(yàn)題計(jì)算題總計(jì)題數(shù)101000525一、選擇題(共10小題):1.在一個(gè)足夠深的容器內(nèi)有一定量的水,將一個(gè)長(zhǎng)10cm、橫截面積50cm2的圓柱形實(shí)心塑料塊掛于彈簧秤上,當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí),彈簧秤示數(shù)為4N,如圖甲所示。已知彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比,彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm,g取10N/kg。若往容器內(nèi)緩慢加水,當(dāng)所加水的體積至1400cm3時(shí),彈簧秤示數(shù)恰為零。此過程中水面升高的高度△H與所加水的體積V的關(guān)系如圖乙所示,根據(jù)以上信息,能得出的正確結(jié)論是()A.容器的橫截面積為225cm2B.塑料塊的密度為0.4×103kg/m3C.彈簧秤的示數(shù)為1N時(shí),水面升高9cmD.加水400cm3時(shí),塑料塊受到的浮力為2N【答案】C【解析】解:(1)從圖像可以看出加水的體積V=1400cm3時(shí),彈簧秤示數(shù)恰為零,則F?。紾=4N,△h=12cm,則加入水的體積加上塑料塊浸沒在水中的體積等于容器的底面積和水面升高高度h的乘積,即:V水+V排=△hS;由F?。溅阉甮V排可得,塑料塊排開水的體積:V排=F浮ρ水g=4N則容器的橫截面積:S=V排+(2)當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí),彈簧秤示數(shù)為4牛,可以知道塑料塊的重力G=4N,體積:V=10cm×50cm2=500cm3=5×10﹣4m3,所以,塑料塊的密度:ρ=GgV=4N10N/kg×5×1(3)根據(jù)圖像,當(dāng)所加水的體積至1400厘米3時(shí),△h=12cm,彈簧秤示數(shù)恰為零,F(xiàn)浮=4N。塑料塊浸入水中的高度h1=V塑料塊下面新加入水的深度:h2=△h﹣h1=12cm﹣8cm=4cm,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為F拉=1N時(shí),彈簧向下伸長(zhǎng)1cm,即塑料塊下新加入水的深度h3=3cm,塑料塊受的浮力:F浮′=G﹣F拉=4N﹣1N=3N,由F浮=ρ水gV排=ρ水gS物h浸,此時(shí)塑料塊浸入水中的高度:h4=F此時(shí)水面升高的高度:△h1=h3+h4=3cm+6cm=9cm,故C正確;(4)當(dāng)浮力F浮″=2N時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F拉″=G﹣F浮″=4N﹣2N=2N,這時(shí)彈簧向下伸長(zhǎng)2cm,即塑料塊下新加入水的深度h5=2cm,此時(shí)塑料塊浸入水中的高度:h6=F水面升高的高度:△h2=h5+h6=2cm+4cm=6cm,根據(jù)圖像可以知道,當(dāng)水面升高△h2=6cm時(shí),加水的體積為700cm3,故D錯(cuò)誤。故選:C。2.如圖所示,一邊長(zhǎng)為10cm的實(shí)心正方體塑料塊掛于彈簧測(cè)力計(jì)正下方,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為5N,此時(shí)塑料塊下方剛好與水面接觸,且距底面積為300cm2的容器底部5cm,現(xiàn)往容器中緩慢加水,已知彈簧的形變量與受到的拉力成正比,即彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm。以下說法正確的是()A.塑料塊的密度為5g/cm3B.當(dāng)加入1000cm3水時(shí),正方體物塊所受浮力為5NC.當(dāng)加入3000cm3水時(shí),水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為1500PaD.當(dāng)加水至塑料塊剛好漂浮時(shí)停止加水,然后將容器內(nèi)的水以50cm3/s的速度向外排出,同時(shí)向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使物體以1cm/s的速度向上移動(dòng),則經(jīng)過約2.86s之后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)再次回到5N【答案】D【解析】解:A、塑料塊的體積V=L3=(10cm)3=1000cm3;當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí)。彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N,即G=5N;則塑料塊的質(zhì)量m=G塑料塊的密度ρ=mV=B、設(shè)當(dāng)加入1000cm3水時(shí),塑料塊上浮hm,則彈簧的伸長(zhǎng)將減小hm,由于彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm,則彈簧的拉力減小量為△F1=100hN,此時(shí)塑料塊受到浮力F浮=△F1=100hN。由F?。溅裧V排得此時(shí)塑料塊浸入水中的體積:V排=FS塑料=L2=(10cm)2=100cm2=100×10﹣4m2,則塑料塊浸入水的深度為h浸=V所以,S容器h+(S容器﹣S塑料)h浸=V加水,即:S容器h+(S容器﹣S塑料)100hρ水g所以,300×10﹣4m2×hm+(300×10﹣4m2﹣100×10﹣4m2)×100h1.0×103kg/解得:h=0.02,所以當(dāng)加入1000cm3水時(shí),塑料塊上浮0.02m,塑料塊受到浮力:F浮′=△F1=100hN=100×0.02N=2N;故B錯(cuò)誤;C、當(dāng)加入3000cm3水時(shí),根據(jù)B選項(xiàng)中,同理可得:S容器h′+(S容器﹣S塑料)100h′ρ水g即:300×10﹣4m2×h′m+(300×10﹣4m2﹣100×10﹣4m2)×100h′1.0×103kg/解得:h′=0.06,所以當(dāng)加入3000cm3水時(shí),塑料塊上浮0.06m=6cm,此時(shí)水的深度h水=h0+h′+V加水′?所以,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.17m=1700Pa;故C錯(cuò)誤;D、當(dāng)加水至塑料塊剛好漂浮時(shí),則測(cè)力計(jì)的示數(shù)為零,所以,塑料塊受到浮力F浮″=G=5N,由F?。溅裧V排得塑料塊浸入水中的體積:V排″=F浮″ρ水g=則塑料塊浸入水的深度為:h浸″=V此時(shí)塑料塊底面以上的水的體積V′=(S容器﹣S塑料)h浸″=(300cm2﹣100cm2)×5cm=1000cm3,當(dāng)物體向上移動(dòng)時(shí),塑料塊底面以上周圍的水會(huì)補(bǔ)充到塑料塊下面,則塑料塊移動(dòng)后下面的水的體積與排出的水的體積等于塑料塊周圍水的體積;物體向上移動(dòng)的高度為h物=v物t=1cm/s×t,則塑料塊上移后下面的水的體積:V下=S容器h物=S容器v物t=300cm2×1cm/s×t,排出的水的體積V排出=v排t=50cm3/s×t,所以,V下+V排出=V′,即:300cm2×1cm/s×t+1cm/s×t=1000cm3,解得:t≈2.86s,故D正確。故選:D。3.如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)下端掛有邊長(zhǎng)為10cm的正方體物塊,將物塊放入底面積為300cm2且質(zhì)量忽略不計(jì)的圓柱形容器中。當(dāng)物塊浸入水中深度為5cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為15N,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1.5×103Pa?,F(xiàn)向容器中加水至彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為11N時(shí)停止加水,已知彈簧的伸長(zhǎng)量與所受拉力成正比,彈簧受到的拉力每減小1N,彈簧的長(zhǎng)度就縮短0.5cm。則下列說法中正確的是()A.柱形物塊所受重力大小為15NB.停止加水時(shí)水的深度為28cmC.在此過程中向容器中加入水的質(zhì)量為2kgD.加水過程中水對(duì)容器底部增加的壓力為18N【答案】D【解析】解:A、邊長(zhǎng)為10cm的正方體浸在水中的深度是5cm,橫截面積是100cm2,則受到豎直向上的浮力為:F?。溅阉甮V排=ρ水gSh浸=103kg/m3×10N/kg×100×10﹣4m2×0.05m=5N,由題意可知正方體受到豎直向上15N的拉力,所以由力的平衡條件可得,正方體的重力:G=F浮+F拉=5N+15N=20N,故A錯(cuò)誤;B、由p=ρgh可得容器中水的深度:h=p倒水之前彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)正方體的拉力是15N,倒水之后彈簧測(cè)力計(jì)的對(duì)正方體的拉力是11N,由于彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成正比,彈簧受到的拉力每減小1N,彈簧的長(zhǎng)度就縮短0.5cm,則正方體受到的拉力減小了4N,其受到的浮力增大了4N,即此時(shí)的浮力為F浮′=5N+4N=9N,由F?。溅阉甮V排可得此時(shí)排開水的體積:V排′=F浮′ρ水g=由V=Sh可知,此時(shí)正方體浸入水中的深度:h浸′=V根據(jù)上述分析可知,彈簧縮短2cm,正方體被向上拉動(dòng)2cm,此時(shí)正方體底部距離原來水面3cm,并且物塊還有9cm浸在水中,因此水面上升了6cm,則此時(shí)水的深度為15cm+6cm=21cm;故B錯(cuò)誤;C、倒入水之后水深增加6cm,正方體浸在水中的深度增加量△h浸=9cm﹣5cm=4cm,所以增加水的體積為:△V=S容△h﹣S△h浸=300cm2×6cm﹣100cm2×4cm=1400cm3,所以增加水的質(zhì)量為:△m=ρ水△V=1g/cm3×1400cm3=1400g=1.4kg,故C錯(cuò)誤;D、加水過程中水對(duì)容器底部增加的壓強(qiáng)為:p′=ρ水gh′=103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,水對(duì)容器底部增加的壓力為:F′=p′S容=600Pa×300×10﹣4m2=18N,故D正確。故選:D。4.如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)下端掛有高為12.5cm、橫截面積為100cm2的柱形物塊,將物塊放入底面積為500cm2,質(zhì)量忽略不計(jì)的圓柱形容器中。當(dāng)物塊浸入水中深度為2cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為8N,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1.2×103Pa.現(xiàn)向容器中加水至彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N時(shí)停止加水,已知彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成正比,當(dāng)拉力為1N時(shí)彈簧伸長(zhǎng)1cm。則下列說法中正確的是()A.柱形物塊所受重力大小為8NB.停止加水時(shí)水的深度為15cmC.在此過程中向容器中加入水的質(zhì)量為2.7kgD.加水過程中水對(duì)容器底部增加的壓力等于柱形物塊變化的浮力【答案】C【解析】解:A、圓柱體浸在水中的深度是2cm,橫截面積是100cm2,則受到豎直向上的浮力為:F?。溅阉甮V排=ρ水gS物h浸=103kg/m3×10N/kg×100×10﹣4m2×0.02m=2N,由題意可知圓柱體受到豎直向上8N的拉力,所以由力的平衡條件可得,圓柱體的重力:G=F浮+F拉=2N+8N=10N,故A錯(cuò)誤;B、由p=ρgh可得容器中水的深度:h=p倒水之前彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)圓柱體的拉力是8N,倒水之后彈簧測(cè)力計(jì)的對(duì)圓柱體的拉力是5N,由于彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成正比,當(dāng)拉力為1N時(shí)彈簧伸長(zhǎng)1cm,則圓柱體受到的拉力減小了3N,其受到的浮力增大了3N,即此時(shí)的浮力為F浮′=2N+3N=5N,由F?。溅阉甮V排可得此時(shí)排開水的體積:V排′=F浮′ρ水g=由V=Sh可知,此時(shí)圓柱體浸入水中的深度:h浸′=V根據(jù)上述分析可知,彈簧縮短3cm,圓柱體被向上拉動(dòng)3cm,此時(shí)圓柱體底部比原來水面高1cm,并且物塊還有5cm浸在水中,因此水面上升了6cm,則此時(shí)水的深度為12cm+6cm=18cm;故B錯(cuò)誤;C、倒入水之后水深增加6cm,圓柱體浸在水中的深度增加量△h浸=5cm﹣2cm=3cm,所以增加水的體積為:△V=S容△h﹣S物△h浸=500cm2×6cm﹣100cm2×3cm=2700cm3,所以增加水的質(zhì)量為:△m=ρ水△V=1g/cm3×2700cm3=2700g=2.7kg,故C正確;D、逐漸加水的過程中,浮力逐漸增加,水對(duì)容器底的壓力變化量等于所加水的重力加上彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化量,而浮力的變化量等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化量,因此加水過程中水對(duì)容器底部增加的壓力不等于柱形物塊變化的浮力,故D錯(cuò)誤。故選:C。5.在一足夠高的容器底部固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧原長(zhǎng)10cm,彈簧上方連有正方體木塊A,木塊的邊長(zhǎng)為10cm,容器的底面積為200cm2,如圖,此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為6cm(已知彈簧的長(zhǎng)度每改變1cm,所受力的變化量為1N),現(xiàn)向容器內(nèi)注入某種液體,當(dāng)木塊A有12的體積浸入液體中時(shí),彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài);在木塊A正上方放置一合金塊B,靜止時(shí)液面剛好浸沒B,已知合金塊的體積為100cm3,高為4cm。下列說法中不正確的是()A.木塊A的重力為4NB.液體的密度為0.8×103kg/m3C.放置合金塊B后液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1440PaD.合金塊B的重力為14.8N【答案】D【解析】解:(1)由題意可知,彈簧上方連有正方體木塊A時(shí),其長(zhǎng)度只有L1=6cm,則彈簧的壓縮量△x=L0﹣L1=10cm﹣6cm=4cm,因彈簧的長(zhǎng)度每改變1cm,所受力的變化量為1N,所以,彈簧產(chǎn)生的彈力F=4cm×1N/cm=4N,因物體A靜止時(shí),受到的重力與彈簧產(chǎn)生的彈力是一對(duì)平衡力,所以,物體A的重力GA=F=4N,故A正確;(2)木塊的體積:VA=LA3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,當(dāng)木塊A有12的體積浸入液體中時(shí),彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài),則木塊處于漂浮狀態(tài),木塊受到的浮力F浮由F浮=ρgV排可得,液體的密度:ρ液=F浮gV排(3)當(dāng)木塊A有12的體積浸入液體中時(shí),液體的深度:h=L0+h浸=10cm+此時(shí)容器內(nèi)液體的體積:V液=S容h?12VA=200cm2×15cm?12×在木塊A正上方放置一合金塊B,靜止時(shí)液面剛好浸沒B,則此時(shí)液體的深度:h′=V則放置合金塊B后液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng):p=ρ液gh′=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1440Pa,故C正確;(4)在木塊A正上方放置一合金塊B,靜止時(shí)液面剛好浸沒B時(shí),彈簧的長(zhǎng)度L2=h′﹣LA﹣hB=18cm﹣10cm﹣4cm=4cm,則彈簧的壓縮量△x′=L0﹣L2=10cm﹣4cm=6cm,此時(shí)彈簧產(chǎn)生的向上彈力:F′=6cm×1N/cm=6N,A、B受到的總浮力:F浮總=ρ液g(VA+VB)=0.8×103kg/m3×10N/kg×(1×10﹣3m3+100×10﹣6m3)=8.8N,以A、B整體為研究對(duì)象,整體受到豎直向下A和B的重力、豎直向上整體浮力和向上的彈力處于平衡狀態(tài),由A、B整體受到的合力為零可得:F浮總+F彈=GA+GB,則B的重力:GB=F浮總+F彈﹣GA=8.8N+6N﹣4N=10.8N,故D錯(cuò)誤。故選:D。6.如圖甲所示,在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧上端連有一連長(zhǎng)為0.1m的正方體物塊A,容器中水的深度為40cm時(shí),物塊A剛好完全浸沒在水中,容器側(cè)面的底部有一個(gè)由閥門B控制的出水口,打開閥門B,使水緩緩流出,當(dāng)物塊A有25的體積露出水面時(shí),彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)(即恢復(fù)原長(zhǎng)沒有發(fā)生形變),此時(shí)關(guān)閉閥門B.彈簧受到的拉力F跟彈簧的伸長(zhǎng)量L關(guān)系如圖所示(不計(jì)彈簧所受的浮力,物塊A不吸水)則下列分析不正確的是()A.打開閥門前物塊A受到的浮力10NB.物塊A的密度0.6×103kg/m3C.物塊A剛好完全浸沒在水中時(shí),彈簧伸長(zhǎng)了2cmD.彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)3.6×103Pa【答案】D【解析】解:A、打開閥門前,物塊A剛好完全浸沒在水中,則V排=VA=(0.1m)3=1×10﹣3m3,所以,F(xiàn)?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;故A正確;B、當(dāng)彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài),物塊A是處于漂浮狀態(tài),由F浮=G,即:ρ水gV排=ρAgVA,所以,ρ水×35VA=ρAV則ρA=V排VAρ水=VA?25VAVCD、漂浮時(shí),物塊受平衡力,由題意知:G=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1?25)×1×10﹣3m全部浸沒時(shí),根據(jù)物塊A受平衡力作用可知:彈力F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N,由圖象可知此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)了△L=2cm,所以彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)水深h=40cm?2水對(duì)容器底部壓強(qiáng):p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.34m=3.4×103Pa.故C正確,D錯(cuò)誤。故選:D。7.如圖甲所示,在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧上方連有正方體木塊A,容器側(cè)面的底部有一個(gè)由閥門B控制的出水口,此時(shí)木塊A剛好完全浸沒在水中,接著打開閥門B,緩慢放水,直至木塊A完全離開水面時(shí),再關(guān)閉閥門B。這個(gè)過程中,彈簧彈力F與木塊露出水面的體積V的關(guān)系如圖乙所示。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ木=0.7×103kg/m3,木塊體積為V0,不計(jì)彈簧所受浮力)則下列說法中正確的是()A.C點(diǎn)彈簧處于原長(zhǎng)B.CD段彈簧被壓縮C.D點(diǎn)的橫坐標(biāo)d的值為0.3V0D.C點(diǎn)與E點(diǎn)的縱坐標(biāo)c、e的絕對(duì)值之比為2:3【答案】C【解析】解:A、由圖乙可知,C點(diǎn)木塊A剛好完全浸沒在水中,因?yàn)棣阉睛涯荆源藭r(shí)木塊所受的浮力大于木塊的重力,即F?。綠木,則彈簧對(duì)木塊有豎直向下的拉力,彈簧被拉伸,處于伸長(zhǎng)狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B、在D點(diǎn)時(shí),彈簧彈力F=0N,彈簧處于原長(zhǎng),所以CD段彈簧被拉伸,故B錯(cuò)誤;C、在D點(diǎn)時(shí),彈簧彈力F=0N,彈簧處于原長(zhǎng),此時(shí)木塊漂浮在水面上,F(xiàn)?。紾木,即ρ水gV排=ρ木gV0,ρ水g(V0﹣V)=ρ木gV0,則木塊露出水面的體積:V=(1?ρ木ρ水)V0=(1?0.7×1即D點(diǎn)的橫坐標(biāo)d的值為0.3V0,故C正確;D、在C點(diǎn)木塊完全浸沒時(shí),木塊排開水的體積V排=V0,此時(shí)彈簧彈力F=F浮﹣G木=ρ水gV0﹣ρ木gV0=(ρ水﹣ρ木)gV0;在E點(diǎn)木塊A完全離開水面時(shí),彈簧被壓縮,此時(shí)彈簧彈力等于木塊的重力,即F′=G木=ρ木gV0,則FF′即點(diǎn)C與點(diǎn)E的縱坐標(biāo)c、e的絕對(duì)值之比為3:7,故D錯(cuò)誤。故選:C。8.水平桌面上放置一圓柱形容器,其底面積為300cm2,容器側(cè)面近底部的位置有一個(gè)由閥門K控制的出水口,物體A是邊長(zhǎng)為10cm的正方體,用體積不計(jì)的輕質(zhì)彈簧懸掛放入水中靜止,如圖甲所示,此時(shí)物體A有十分之一的體積露出水面,彈簧受到的拉力為9N,容器中水深為12cm。打開閥門K,使水緩慢流出,當(dāng)彈簧受到的拉力為12N時(shí)剪斷彈簧并立即關(guān)閉閥門K。輕質(zhì)彈簧的彈力與長(zhǎng)度關(guān)系如圖乙所示,以下說法正確的是()A.沒放水時(shí)物體A受到的浮力為2NB.剪斷彈簧前,物體A下降高度為2cmC.物體A下落到容器底部穩(wěn)定后,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)900PaD.放掉的水的質(zhì)量為600g【答案】C【解析】解:(1)沒放水時(shí),物體A有十分之一的體積露出水面,此時(shí)物體浸入水中的體積V排1=0.1m×0.1m×0.1m×0.9=0.9×10﹣3m3,F(xiàn)浮=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×0.9×10﹣3m3=9N,故A錯(cuò)誤;(2)根據(jù)圖乙可知,彈簧受到拉力每增加3N,彈簧長(zhǎng)度增加1cm,則當(dāng)彈簧受到拉力為12N時(shí),比受到拉力為9N增加了3N,彈簧長(zhǎng)度增加Δl=1cm,即物體A下降高度為1cm,故B錯(cuò)誤;(3)GA=F浮1+F拉1=9N+9N=18N,物體A的質(zhì)量mA=G物體A的密度ρA=mAVA=沒放水時(shí)物體A浸入水中的高度h1=0.1m×0.9=0.09m,容器中水的體積V0=Sh0﹣V排1=3×10﹣2m2×0.12m﹣0.1m×0.1m×0.1m×0.9=2.7×10﹣3m3,當(dāng)彈簧受到拉力為12N,剪斷彈簧前,物體A受到水的浮力F?。紾A﹣F拉2=18N﹣12N=6N,浸入水中的體積V排2=F浮ρ水g浸入水中深度h2=V此時(shí)容器中水面高度下降Δh=Δl+(h1﹣h2)=0.01m+(0.09m﹣0.06m)=0.04m,容器中剩余水的體積為容器底面積與剩余水深度的乘積減去物體A浸入水中的體積,即V1=S(h0﹣Δh)﹣V排2=3×10﹣2m2×(0.12m﹣0.04m)﹣0.6×10﹣3m3=1.8×10﹣3m3,關(guān)閉閥門剪斷彈簧,由于物體A密度比水大,物體A沉入容器底部,此時(shí)容器內(nèi)底部到底部向上10cm空間橫截面積為容器底面積與物體A底面積的差,即S1=S0﹣S物=3×10﹣2m2﹣0.1m×0.1m=2×10﹣2m2,此時(shí)容器內(nèi)水面高度h3=V1S1=1.8×10?3m3(4)放掉水的體積為放水前水體積與關(guān)閉閥門后水體積的差,V放=V0﹣V1=2.7×10﹣3m3﹣1.8×10﹣3m3=0.9×10﹣3m3,故D錯(cuò)誤。故選:C。9.將一輕質(zhì)彈簧的兩端分別固定在正方體物體A、B表面的中央,構(gòu)成一個(gè)連接體,把正方體物體B放在水平桌面上,當(dāng)物體A、B靜止時(shí),彈簧的長(zhǎng)度比其原長(zhǎng)縮短了1cm,如圖甲所示?,F(xiàn)將連接體放入水平桌面上的平底圓柱形容器內(nèi),與容器底始終接觸(不密合),再向容器中緩慢倒入一定量的水,待連接體靜止時(shí),連接體對(duì)容器底的壓力恰好為0。已知物體的邊長(zhǎng)均為10cm,物體A、B的密度之比為1:9,圓柱形容器的底面積為200cm2,彈簧原長(zhǎng)為10cm,彈簧所受力F的大小與彈簧的形變量△L(即彈簧的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)的差值的絕對(duì)值)的關(guān)系如圖乙所示。上述過程中彈簧始終在豎直方向伸縮,不計(jì)彈簧的體積及其所受的浮力,g取10N/kg。則下面說法中錯(cuò)誤的是()A.物體A浸沒在水中時(shí)受到的浮力為10NB.水面剛浸沒A倒入水的深度為0.35mC.連接體放在水平桌面上時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)為2000PaD.連接體對(duì)容器底的壓力恰好為0N時(shí),向容器內(nèi)倒入水的重力為48N【答案】B【解析】解:(1)由圖乙可知,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度比其原長(zhǎng)縮短了1cm時(shí)彈簧的壓力為:1cm×2N/cm=2N,則GA=2N;根據(jù)G=mg=ρVg,在體積相同時(shí),重力與密度成正比,物體A、B的密度之比為1:9,故GB=9×GA=9×2N=18N,放在水平桌面上時(shí),連接體對(duì)桌面的壓力:F連=GB+GA=18N+2N=20N,受力面積即物體的底面積:S=L2=(0.1m)2=1×10﹣2m2,放在水平桌面上時(shí),連接體對(duì)桌面的壓強(qiáng):p連=F連S故C正確;(2)物體的體積為:V=L3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,當(dāng)物體A、B浸沒在水中時(shí),根據(jù)阿基米德原理A或B受到浮力為:F′A?。紽B?。溅阉甮V=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;故A正確;因B的重力為18N,大于其浸沒時(shí)受到的浮力,待連接體靜止時(shí),連接體對(duì)容器底的壓力恰好為0,根據(jù)力的平衡,B受到豎直向上的彈簧的拉力F作用,如圖1所示:其大小為:F=GB﹣FB?。?8N﹣10N=8N,根據(jù)力的作用是相互的,B拉彈簧的力為8N,即彈簧對(duì)A施加的豎直向下的力為:F′=8N,根據(jù)圖乙故彈簧伸長(zhǎng)了4cm,A還受到重力和豎直向上的浮力作用,如圖2所示:根據(jù)力的平衡和阿基米德原理,F(xiàn)A?。紾A+F′=2N+8N=10N=F′A?。淮藭r(shí)水面剛浸沒A,此時(shí)倒入水的深度為:h=2L+L原長(zhǎng)=2×10cm+10cm+4cm=34cm=0.34m;故B錯(cuò)誤;倒入水的體積:V倒=hS容器﹣2V=0.34m×200×10﹣4m2﹣2×10﹣3m3=4.8×10﹣3m3;需要向容器內(nèi)倒入水的質(zhì)量:m加=ρV倒=1×103kg/m3×4.8×10﹣3m3=4.8kg,加入水的重力G加=m加g=4.8kg×10N/kg=48N;故D正確。故選:B。10.如圖甲所示,底面積為200cm2的薄壁柱形容器足夠高容器內(nèi),重為12N的柱形物體A與一正方體物體B通過一體積不計(jì)的輕質(zhì)彈簧連接,彈簧伸長(zhǎng)量與所受拉力成正比?,F(xiàn)緩慢向容器中注水至將B浸沒,注水過程中,A對(duì)容器底部的壓力與注水深度變化關(guān)系如圖乙所示(A、B不吸水),則下列說法中錯(cuò)誤的是()A.物塊B的重力為13NB.物塊A的密度為0.8g/cm3C.彈簧所受拉力每變化1N時(shí),彈簧長(zhǎng)度變化0.5cmD.若將A、B位置互換,當(dāng)A剛好浸沒時(shí),水對(duì)容器底部壓強(qiáng)為2700Pa【答案】D【解析】解:A、由圖乙可知,在未注水時(shí),A、B兩物體對(duì)容器底部的壓力為25N,這個(gè)壓力等于兩個(gè)物體的總重力;已知物體A重12N,則物體B的重力GB=G總﹣GA=25N﹣12N=13N,故A正確;B、讀圖乙可以知道,當(dāng)水恰好將A浸沒時(shí),兩個(gè)物體對(duì)容器底部的壓力變?yōu)?0N,則物體A受到的浮力為:F浮A=F1﹣F2=25N﹣10N=15N,根據(jù)阿基米德原理F?。溅岩篻V排可得:VA=VA排=F浮Aρ水g根據(jù)G=mg=ρVg可得:A的密度為ρA=GAgVA=12NC、讀圖乙可以知道,當(dāng)深度為10cm時(shí),A物體剛剛浸沒,則A的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)A=10cm,當(dāng)深度從10cm到12cm壓力不變,說明此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=12cm﹣10cm=2cm;當(dāng)深度為12cm時(shí),B物體剛剛開始浸入水中;從B開始接觸水到B浸沒,容器底部受到的壓力變化了10N,說明B受到的向上的浮力為10N,則B對(duì)彈簧的壓力變化了10N,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得:VB=VB排=F浮Bρ水g由于B是正方體,則B的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)B=3則B浸沒時(shí),彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=27cm﹣LA﹣LB=27cm﹣10cm﹣10cm=7cm;所以,彈簧長(zhǎng)度的變化量為△L=L2﹣L1=7cm﹣2cm=5cm,則當(dāng)彈簧所受拉力變化1N,其伸長(zhǎng)量變化為5cm10D、B在上方時(shí),B重13N,B浸沒時(shí)容器底部受到的壓力減小了10N,則B浸沒時(shí)受到的浮力為10N,此時(shí)B對(duì)彈簧有向下的壓力。將A、B互換位置后,A在上方,A重12N,A浸沒時(shí)受到浮力為15N,此是A對(duì)彈簧有向上的拉力。A、B互換前后且二者浸沒時(shí),上方物體對(duì)彈簧的力的方向發(fā)生了變化。因此,A、B互換前后,二者全部浸沒時(shí)彈簧的長(zhǎng)度是不同的(A在下方時(shí),彈簧被壓縮;A在上方時(shí),彈簧被拉伸),而A、B的高度不變,故A、B互換前后,二者全部浸沒時(shí),水深是不同的。A在下方時(shí),水深27cm,根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式計(jì)算出此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為2700Pa,則互換后,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)大于2700Pa,故D錯(cuò)誤。故選:D。二、填空題(共10小題):11.如圖所示,在一個(gè)底面積為20cm2的足夠深的柱形容器內(nèi)裝有一定量的水。將一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體實(shí)心塑料塊掛于彈簧測(cè)力計(jì)上,當(dāng)?shù)酌鎰偤媒佑|水面時(shí),彈簧秤(0刻度線與1N刻度線之間的間隔為1cm)示數(shù)為8N,則該實(shí)心塑料塊的密度為kg/m3;現(xiàn)往容器里緩緩加水,當(dāng)彈簧秤示數(shù)為7N時(shí),容器底部壓強(qiáng)比原來增大Pa。(g=10N/kg)【答案】0.8×103;200?!窘馕觥拷猓海?)當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí),彈簧秤示數(shù)為8N,可以知道塑料塊的重力G=8N,所以塑料塊的質(zhì)量為:m=G塑料塊的體積為:V=10cm×10cm×10cm=100cm3=1×10﹣4m3,塑料塊的密度:ρ=mV=0.8kg1×10(2)當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為F示=7N時(shí),塑料塊受到浮力F?。紾﹣F示=8N﹣7N=1N,因?yàn)镕?。溅阉甮V排,所以塑料塊浸入水中的體積:V排=F浮ρ水g=1N則塑料塊浸入水的深度為h=V彈簧秤示數(shù)減小1N,彈簧縮短1cm,兩種情況下的高度之和就是水面變化的高度,即△h=1cm+1cm=2cm;容器底部所受壓強(qiáng)增大為△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m=200Pa。故答案為:0.8×103;200。12.如圖甲所示,一個(gè)底面積為200cm2、重為10N且足夠深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上,現(xiàn)將一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體實(shí)心物體M(不吸水)掛于彈簧下端,并置于柱形容器內(nèi),彈簧上端固定不動(dòng),現(xiàn)在向容器中緩慢注水,彈簧彈力大小與注水體積的變化圖象如圖乙所示,則當(dāng)物塊M剛好漂浮時(shí)加水質(zhì)量為kg,圖乙中從A到B的加水過程中,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量為Pa(不計(jì)彈簧的質(zhì)量和體積,彈簧的伸長(zhǎng)量每變化1cm,彈力變化IN,且彈簧在彈性限度內(nèi)變化)?!敬鸢浮?.8;1600?!窘馕觥拷猓海?)當(dāng)物塊M剛好漂浮時(shí),受到的浮力和自身的重力相等,此時(shí)彈簧的彈力為零,由圖乙可知,注水的體積V水=3800cm3,由ρ=mV可得,加水質(zhì)量:m水=ρ水V水=1.0g/cm3×3800cm(2)因彈簧的伸長(zhǎng)量每變化1cm,彈力變化1N,所以,彈簧的彈力為GM時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量x1=GMcm/N,當(dāng)物塊M剛好漂浮時(shí),受到的浮力和自身的重力相等,此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為0,由F?。溅裧V排可得,物體M排開水的體積:V排=F浮ρ水g=GMρ水g物體M浸入水的深度:h=V排S則彈簧的彈力從GM減小到0的過程中,物體M上升的高度為x1,所以,注水的體積:V水′=S容x1+(S容﹣SM)h=3800cm3﹣2000cm3=1800cm3,即200cm2×GMcm/N+[200cm2﹣(10cm)2]×GMcm/N=1800cm3,解得:GM=6N;由圖乙可知,從A到B的加水過程中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)先減小后增加,且B點(diǎn)后彈簧的彈力不變,所以,A點(diǎn)彈簧的彈力是豎直向上的,B點(diǎn)彈簧的彈力是豎直向下的,且B點(diǎn)后物體M浸沒時(shí)水中,因物體浸沒時(shí)排開水的體積和自身的體積相等,所以,物體M浸沒后受到的浮力:F浮B=ρ水gVM=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,B點(diǎn)時(shí)M受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、彈簧的彈力作用處于平衡狀態(tài),所以,由M受到的合力為零可得:F浮B=GM+F彈,則彈簧的彈力:F彈=F浮B﹣GM=10N﹣6N=4N,把容器和水、物體M看做整體,則整體受到豎直向上的支持力和豎直向下總重力、彈簧的彈力處于平衡狀態(tài),所以,F(xiàn)支持B=G容+G水B+GM+F彈=G容+G水B+6N+4N=G容+G水B+10N,因容器對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)容器的支持力是一對(duì)相互作用力,所以,容器底部對(duì)桌面的壓力:F壓B=F支持B=G容+G水B+10N,A點(diǎn)時(shí)M受到豎直向上的浮力、彈簧的彈力和豎直向下的重力作用處于平衡狀態(tài),且此時(shí)彈簧的彈力等于4N,所以,由M受到的合力為零可得:F浮A+F彈=GM,此時(shí)物體M受到的浮力:F浮A=GM﹣F彈=6N﹣4N=2N,由F?。溅裧V排=ρgSMhA可得,此時(shí)物體M浸沒的深度:hA=F把容器和水、物體M看做整體,則整體受到豎直向上的支持力、彈簧的彈力和豎直向下總重力處于平衡狀態(tài),所以,F(xiàn)支持A=G容+G水A+GM﹣F彈=G容+G水A+6N﹣4N=G容+G水A+2N,此時(shí)容器底部對(duì)桌面的壓力:F壓A=F支持A=G容+G水A+2N,從A到B的過程中,物體M上升的高度hAB=2F彈N/cm=2×4cm=8cm,則增加注水的體積:V水″=S容hAB+(S容﹣SM)(LM﹣hA)=200cm2×8cm+[200cm2﹣(10cm)2]×(10cm﹣2cm)=2400cm3,增加注水的質(zhì)量:m水AB=ρ水V水″=1.0g/cm3×800cm3=2400g=2.4kg,增加注水的重力:G水AB=m水ABg=2.4kg×10N/kg=24N,從A到B的加水過程中,容器底部對(duì)桌面的壓力的變化量:ΔF壓=F壓B﹣F壓A=(G容+G水B+10N)﹣(G容+G水A+2N)=(G水B﹣G水A)+8N=G水AB+8N=24N+8N=32N,容器底部對(duì)桌面的壓強(qiáng)變化量:Δp=ΔF容器為柱狀,所以容器底部所受壓強(qiáng):p內(nèi)=F薄壁容器:S內(nèi)=S容,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量為:Δp內(nèi)=Δp=1600Pa。故答案為:3.8;1600。13.如圖所示,底面積為200cm2、質(zhì)量為400g的柱形容器放置在水平桌面上。在容器底部固定一輕質(zhì)細(xì)彈簧,彈簧上端連有一個(gè)高度為10cm的柱形物體A,水剛接觸物體的下表面,此時(shí)容器內(nèi)裝有10N的水。往容器中緩慢加水,當(dāng)加入1800cm3的水時(shí),彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng),容器底部受到的液體壓強(qiáng)較加水前變化了1200Pa,容器內(nèi)部的水面高度變化了m。繼續(xù)加水直至物體A剛好浸沒,此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為Pa。[已知容器足夠高,加水前后沒有水溢出;彈簧的長(zhǎng)度每改變1cm,產(chǎn)生的彈力變化1N]【答案】0.12;2.5×103。【解析】解:(1)由p=ρgh可知,Δp=ρgΔh,所以Δh=△p(2)加入第一次水時(shí),加入水的體積和柱形物體A排開水的體積之和:ΔV=S?Δh=200×10﹣4m2×0.12m=2.4×10﹣3m3,第一次加水的體積:V加水=1800cm3=1.8×10﹣3m3,所以物體排開水的體積:V排=ΔV﹣V加水=2.4×10﹣3m3﹣1.8×10﹣3m3=6×10﹣4m3,物體受到浮力:F?。溅阉甮V排=1×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N,因?yàn)榇藭r(shí)彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng),所以彈簧對(duì)物體沒有作用力,物體A剛好漂浮,根據(jù)物體的漂浮條件可知:GA=F?。?N,彈簧的形變量:Δh彈=6N物體浸入的高度:h浸=Δh﹣Δh彈=0.12m﹣0.06m=0.06m,因?yàn)镕?。溅阉甮V排=ρ水gS物h排,液體的密度ρ水和物體的橫截面積S物不變,所以浮力與浸入的高度成正比,物體浸入高度為0.06m時(shí)受到的浮力為6N,則物體完全浸沒h浸'=h物=10cm=0.10m時(shí)增加排開水的高度:h排增=h浸'﹣h浸=0.10cm﹣0.06m=0.04m,此時(shí)彈簧受到的拉力增加:ΔF彈=F浮增=?排增?浸彈簧的伸長(zhǎng)量增加:h彈增=4N則物體剛好浸沒時(shí)液面增加的高度:h水增=h排增+h彈增=0.04m+0.04m=0.08m,物體完全浸沒時(shí)排開水的體積:V物=V排'=?浸′?浸V排=0.10m0.06m×6×10則物體的橫截面積:S物=V物?物=物體完全浸沒時(shí)排開水的增加量:ΔV排增=V排'﹣V排=1×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=4×10﹣4m3,所以物體完全浸沒時(shí)需要增加的水量:ΔV加水=Sh水增﹣ΔV排增=200×10﹣4m2×0.08m﹣4×10﹣4m3=1.2×10﹣3m3,則兩次增加水的體積:V總加水=1.8×10﹣3m3+1.2×10﹣3m3=3×10﹣3m3,所以兩次增加水的重力:G總加水=m總加水g=ρ水V總加水g=1×103kg/m3×3×10﹣3m3×10N/kg=30N,容器的重力:G容=m容g=400×10﹣3kg×10N/kg=4N,此時(shí)容器對(duì)水平桌面的壓力:F=G總加水+G水+GA+G容=30N+10N+6N+4N=50N,所以容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng):p=FS=故答案為:0.12;2.5×103。14.如圖所示,在一個(gè)底面積為150cm2足夠深的柱形容器內(nèi)裝有一定量的水,容器底部固定一根足夠長(zhǎng)的彈簧(在彈性限度以內(nèi),彈簧受到的拉力每變化1N,彈簧的形變量為1cm),將一個(gè)邊長(zhǎng)為0.1m的實(shí)心正方體木塊A(ρ木<ρ水)固定在彈簧頂端,使A剛好浸沒在水中,此時(shí)彈簧產(chǎn)生的拉力為5N.現(xiàn)打開閥門K開始放水,當(dāng)彈簧產(chǎn)生的拉力變?yōu)樨Q直向上的3N時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量為Pa;當(dāng)總的放水量為1200cm3時(shí)木塊受到的浮力為N。【答案】1600;4?!窘馕觥拷猓海?)木塊A剛好完全浸沒在水中排開水的體積:V排1=VA=(hA)3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,此時(shí)木塊受到的浮力:F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,此時(shí)木塊受到豎直向下的重力和彈簧產(chǎn)生的豎直向下的拉力F1、豎直向上浮力作用下處于平衡狀態(tài),由物體受力平衡時(shí)合力為零可得:G+F1=F浮1,所以,木塊A的重力:G=F浮1﹣F1=10N﹣5N=5N,因在彈性限度以內(nèi),彈簧受到的拉力每變化1N,彈簧的形變量為1cm,所以,此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量:△L1=5N打開閥門K開始放水,當(dāng)彈簧產(chǎn)生的拉力變?yōu)樨Q直向上的3N時(shí),木塊受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和彈簧產(chǎn)生的豎直向上的作用力F2作用處于平衡狀態(tài),由物體受力平衡時(shí)合力為零可得:G=F浮2+F2,則此時(shí)木塊受到的浮力:F浮2=G﹣F2=5N﹣3N=2N,由F?。溅裧V排可得,此時(shí)木塊排開水的體積:V排2=F浮2ρ水g則木塊浸入水中的深度:h1=V此時(shí)由于彈簧產(chǎn)生的豎直向上的作用力F2,則彈簧的縮短量:△L2=3N所以,水面下降的高度:△h=(△L1+△L2)+(hA﹣h1)=(5cm+3cm)+(10cm﹣2cm)=16cm=0.16m,則水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量:△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa;(2)當(dāng)木塊A恰好漂浮時(shí),受到的浮力F浮3=G=5N,此時(shí)木塊排開水的體積:V排3=F浮3ρ水g=5N則木塊浸入水中的深度:h2=V此時(shí)水面下降的高度:△h′=△L1+h2=5cm+5cm=10cm,此時(shí)放水量:V水=S△h′﹣V排3=150cm2×10cm﹣500cm3=1000cm3<1200cm3,所以,當(dāng)總的放水量為V放=1200cm3時(shí),彈簧處于壓縮狀態(tài),設(shè)彈簧的壓縮量為△L3,水的深度下降△h″,木塊浸入水中的深度為h3cm,則此時(shí)水面下降的高度:△h″=(△L1+△L3)+(hA﹣h3)=(5cm+△L3)+(10cm﹣h3)﹣﹣﹣①則總的放水量:V放=S△h″﹣S木(hA﹣h3),即1200cm3=150cm2×△h″﹣(10cm)2×(hA﹣h3)﹣﹣﹣﹣②此時(shí)彈簧產(chǎn)生的支持力F3=△L3×1N/cm,木塊受到的浮力F浮4=ρ水gS木h3=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×(h3×10﹣2)m,因木塊受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和彈簧產(chǎn)生的豎直向上的作用力F3作用處于平衡狀態(tài),由物體受力平衡時(shí)合力為零可得:G=F浮4+F3,即5N=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×(h3×10﹣2)+△L3×1N/cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③可得:h3=4cm,△L3=1cm,此時(shí)木塊受到的浮力:F浮4=ρ水gS木h3=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×4×10﹣2m=4N。故答案為:1600;4。15.如圖甲所示,水平地面上有一底面積為400cm2、重力為2N的圓柱形薄壁容器,容器內(nèi)盛有20cm深的水,一個(gè)量程選擇合適的彈簧測(cè)力計(jì)下端用細(xì)線掛著一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的不吸水的正方體物塊緩慢放入水中,物塊的上表面與水面剛好相平,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為8N,如圖乙。已知在彈性限度內(nèi),彈簧受到的拉力每增加1N,彈簧的長(zhǎng)度就伸長(zhǎng)0.5cm。則正方體物塊的密度是kg/m3;圖乙中從容器內(nèi)向外緩慢抽水,直至物塊有一半浸在水中,此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)是Pa?!敬鸢浮?.8×103;1550?!窘馕觥拷猓海?)物塊的上表面與水面剛好相平時(shí)排開水的體積:V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=0.001m3,物塊受到水的浮力:F?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N,由F浮=G﹣F′可得,物體的重力:G=F浮+F′=10N+8N=18N,物體的密度為:ρ=mV=GgV(2)圖乙容器內(nèi)水的深度:h乙=V物塊有一半浸在水中時(shí),由F浮=ρgV排可知,F(xiàn)浮′=12F浮由F?。紾﹣F′可知,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):F″=G﹣F浮′=18N﹣5N=13N,即彈簧的拉力增加了5N,因在一定范圍內(nèi),彈簧受到的拉力每增加1N,彈簧的長(zhǎng)度就伸長(zhǎng)0.5cm。所以,彈簧伸長(zhǎng)了0.5cm/N×5N=2.5cm,即物體下降了2.5cm,而新的液面在物體高的中點(diǎn)位置,液面下降了2.5cm+5cm=7.5cm,剩余部分水的深度為22.5cm﹣7.5cm=15cm,剩余部分水的體積:V水剩=S容h剩?12V=400cm2×15cm?12×則剩余的水的質(zhì)量:m水剩=ρ水V水剩=1.0g/cm3×5500cm2=5500g=5.5kg,剩余的水的重力:G水剩=m水剩g=5.5kg×10N/kg=55N,因物塊受到水的浮力和物塊對(duì)水的壓力是一對(duì)相互作用力,二力大小相等,所以,容器對(duì)桌面的壓力:F壓=G容+G剩水+F?。?N+55N+5N=62N,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng):p=F故答案為:1.8×103;1550。16.如圖所示的薄壁柱形容器,底部有一由閥門B控制的出水口,內(nèi)盛有30cm深的水,現(xiàn)將彈簧測(cè)力計(jì)上端固定,另一端掛一個(gè)底面積為20cm2,高為7.5cm的柱形物體,把物體從接觸水面開始,向下移動(dòng)4.5cm,物體的上表面剛好與水面相平(水不溢出),此時(shí)容器中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為Pa。打開閥門B,放出200g水,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)減小了Pa。(已知彈簧測(cè)力計(jì)每1N刻度線間的距離為1cm)【答案】3300;600?!窘馕觥拷猓海?)由于物體從接觸水面開始向下移動(dòng)4.5cm,物體的上表面剛好與水面相平(水不溢出),則:當(dāng)物體全部浸沒時(shí),水的深度為:h=30cm﹣4.5cm+7.5cm=33cm=0.33m,則水對(duì)容器底部的壓強(qiáng):p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.33m=3300Pa;(2)設(shè)物體的重力為G,當(dāng)物體全部浸沒時(shí),F(xiàn)拉1+F浮1=G,即:F拉1+ρ水gS物h物=G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,當(dāng)物體全部浸沒時(shí),V排=V物=S物h物=20cm2×7.5cm=150cm3=1.5×10﹣4m3,液面升高的高度為△h=h﹣h0=33cm﹣30cm=3cm,則容器的底面積S容=V排△?根據(jù)ρ=mV可得放出的200g水的體積為:V放=m設(shè)彈簧再伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為△L,則:物體液面下降后受到的拉力:F拉2=F拉1+△L此時(shí)物體浸入水的深度h浸=h物?V則物體受到的浮力:F浮2=ρ水gS物h浸=ρ水gS物(h物?V而又因?yàn)镕拉2+F浮2=G,即:F拉2+ρ水gS物(h物?V聯(lián)立①②③可得:△L1cm/N?ρ水gS物代入數(shù)據(jù)可得:△L1cm/N?1.0×103kg/m3×10N/kg×(20cm2×200c解得:△L=1cm,h露=V排開水的體積:△V排=S物h露=20cm2×5cm=100cm3=1×10﹣4m3,物體受到的浮力變化量:△F浮=ρ水△V排g=1.0×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=1N,從容器內(nèi)向外緩慢抽掉200g的水后圖乙中容器內(nèi)水的容器的總重力減小量為:△G=G放=m放g=0.2kg×10N/kg=2N,桌面受到的壓力變化量:△F壓=△G+△F?。?N+1N=3N,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)減小量:△p=△故答案為:3300;600。17.如圖所示,重慶八中物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們,在學(xué)習(xí)了浮力壓強(qiáng)后進(jìn)行了如下操作,將邊長(zhǎng)均為10cm的A、B正方體用原長(zhǎng)為10cm的彈簧連接起來放入容器中,A的密度為2.5g/cm3,容器下部分底面積為200cm2,高度20cm.上部分底面積為150cm2,高20cm.向容器中加水至B的下表面時(shí),水深為16cm(彈簧長(zhǎng)度變化1cm,彈力變化2N),則正方體B的密度為kg/m3;繼續(xù)加水9.5N,此時(shí)B受到的浮力為N?!敬鸢浮?.8×103;6?!窘馕觥拷猓海?)由題意可知,向容器中加水至B的下表面時(shí),B受到的浮力為零,只受到重力和彈簧的彈力,且處于平衡態(tài),因彈簧原長(zhǎng)為10cm,正方體A邊長(zhǎng)均為10cm,水深為16cm,所以,此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度是L=16cm﹣10cm=6cm,即此時(shí)彈簧長(zhǎng)度的變化量是△L=10cm﹣6cm=4cm,又因彈簧長(zhǎng)度變化1cm,彈力變化2N,所以,此時(shí)彈簧的彈力F彈=8N,由二力平衡條件知道,正方體B的重力GB=F彈=8N,由G=mg可得,正方體B的質(zhì)量mB=G正方體A、B的體積VA=VB=(10cm)3=1×10﹣3m3,則正方體B的密度ρB=mV=0.8kg1×1(2)①正方體A的重力GA=ρAgVA=2.5×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=25N,由于物體A處于浸沒狀態(tài),則F浮A=ρ水gV排A=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,假設(shè)物體B處于浸沒狀態(tài),則F浮B=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,則:F浮A+F浮B=10N+10N=20N,GA+GB=25N+8N=33N,所以,F(xiàn)浮A+F浮B<GA+GB,即:正方體A不會(huì)浮起.②由G=mg=ρVg可得,注入水體積V水=Gρ水g=9.5N1.0×1假設(shè)彈簧的恢復(fù)原長(zhǎng),即彈力對(duì)正方體B沒有作用力,由于此時(shí)正方體B的下表面乙上部分容器的底部相平,則水在上部分容器里的深度為h′=V所以正方體B浸入水的體積V浸=SBh′=(10cm)2×3cm=300cm3=3×10﹣4m3,則F浮B=ρ水gV浸=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=3N<GB,所以,假設(shè)錯(cuò)誤,彈簧的長(zhǎng)度還處于壓縮狀態(tài),即:正方體B的底面積在容器的下部分里,如圖:設(shè)B沒入水中的高度是h1,此時(shí)B下表面高出最初水位h2,即此時(shí)高出最初水位(h1+h2),此時(shí)正方體B受到的浮力F浮=ρ水gVB排=ρ水gSBh1,由于彈簧彈力方向是豎直向上,則彈簧的彈力的大?。篎彈′=2N/cm×(10cm﹣6cm﹣h2),由平衡條件可得:F浮+F彈′=GB,所以,ρ水gSBh1+2N/cm×(10cm﹣6cm﹣h2)=GB,即:1×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×h1×0.01m+2N/cm×(10cm﹣6cm﹣h2)=8N整理可得:h1﹣2h2=0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,又因?yàn)槔^續(xù)加水9.5N時(shí),如圖中:根據(jù)幾何知識(shí)可得:V水+VB排=(S下﹣S上)×(h﹣L)+S上(h1+h2),即:V水+SBh1=(S下﹣S上)×(20cm﹣16cm)+S上(h1+h2),所以,950cm3+(10cm)2×h1=(200cm2﹣150cm2)×4cm+150cm2×(h1+h2),整理可得:h1+3h2=15cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,由①②可得:h1=6cm,h2=3cm,所以,正方體B浸沒的體積VB排=SBh1=(10cm)2×6cm=600cm3=6×10﹣4m3,則正方體B受到的浮力F?。溅阉甮VB排=1×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N.故答案為:0.8×103;6。18.如圖,一個(gè)底面積為300cm2的溢水杯重為5N,內(nèi)裝有20cm深的水置于升降臺(tái)上,溢水杯中的水到溢水口的距離為3cm,彈簧上端固定,下端掛一個(gè)底面積為100cm2,高為10cm的實(shí)心柱形物體,重為30N,物體下表面剛好接觸液面。升降臺(tái)上移cm,水面剛好到達(dá)溢水口,升降臺(tái)再緩慢上移2cm,(溢出的水不在升降臺(tái)上),此時(shí)容器對(duì)升降臺(tái)的壓力為N(在彈性限度內(nèi),彈簧受力每變化1N,長(zhǎng)度變化為1cm)【答案】15;74?!窘馕觥拷猓海?)由題知水面上升到溢水口時(shí),物體浸入的體積為:V浸=V排=S溢h=300cm2×3cm=900cm3,物體浸入的深度為:?′=V若彈簧不縮短,容器底上升的高度為:Δh1=20cm﹣(20cm+3cm﹣9cm)=6cm,物體受到的浮力為:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×900×10﹣6m3=9N,彈簧測(cè)力計(jì)縮短:Δh2=1cm/N×9N=9cm,故升降臺(tái)上移:Δh=Δh1+Δh2=6cm+9cm=15cm;(2)容器上升1cm時(shí),若彈簧不縮短,則物體被浸沒,浮力增大9N9cm此時(shí)杯子內(nèi)水的重力為:G水=ρ水gV水﹣G排=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×20×10﹣6m3﹣1N=59N,由力的相互作用可知,物體對(duì)水的壓力大小等于物體受到的浮力大小,故容器對(duì)升降臺(tái)的壓力為:F=G杯+G水+F浮′=5N+59N+10N=74N。故答案為:15;74。19.如圖所示,水平升降臺(tái)面上有一個(gè)底面積為400cm2、重為2N且足夠高的薄壁柱形容器中裝有深度為6cm的水,現(xiàn)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)(在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成正比)將一重為12N,高20cm,底面積為100cm2的柱形物體吊著放入容器內(nèi),此時(shí)物體底部剛好和水面接觸。現(xiàn)將水平升降臺(tái)緩慢向上移動(dòng)9cm時(shí),物體底部剛好和容器底部接觸且無壓力,則此時(shí)物體浸入水中的深度為cm;若此時(shí)向容器內(nèi)緩慢加水直至彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0,則容器對(duì)升降臺(tái)的壓強(qiáng)為Pa?!敬鸢浮?;1400?!窘馕觥拷猓海?)柱形容器中裝有深度為6cm的水,容器中水的體積:V水=S容器h水=400cm2×6cm=2400cm3,當(dāng)物體底部剛好和容器底部接觸時(shí),容器內(nèi)水的深度:h水'=V則物體沒有浸沒在水中,此時(shí)物體浸入水中的深度為8cm;(2)將水平升降臺(tái)緩慢向上移動(dòng)9cm時(shí)(容器底部也向上移動(dòng)9cm),物體底部剛好和容器底部接觸,則物體A向上移動(dòng)的距離d=9cm﹣6cm=3cm,即彈簧長(zhǎng)度的縮短量為3cm(Δx1=3cm),圖甲中彈簧的彈力(拉力)F1=G=12N,由阿基米德原理可得,物體底部剛好和容器底部接觸時(shí)(圖乙),物體受到的浮力為:F?。溅阉甮V排=ρ水gS物h水'=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣4m2×0.08m=8N,則此時(shí)彈簧的彈力:F2=G﹣F浮=12N﹣8N=4N,從圖甲到圖乙,彈力的變化量為ΔF=F1﹣F2=12N﹣4N=8N,且彈簧的縮短量為3cm,向容器內(nèi)緩慢加水直至彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0(圖丙),從圖乙到圖丙,彈力的變化量為ΔF′=F2﹣0=4N,因在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成正比,設(shè)此過程中彈簧的縮短量為Δx2,所以ΔF′ΔF=Δx2圖丙中彈簧的彈力為0,物體恰好漂浮,則物體受到的浮力:F浮'=G=12N,由阿基米德原理可知,此時(shí)物體排開水的體積:V排'=F浮′ρ水g=此時(shí)物體浸在水的深度:h浸=V則此時(shí)容器中水的深度:H=h浸+Δx2=12cm+1.5cm=13.5cm,所以容器內(nèi)水的體積:V=S容器H﹣V排'=400cm2×13.5cm﹣1200cm3=4200cm3,由ρ=mV可知,此時(shí)容器內(nèi)水的質(zhì)量:m水=ρ水V=1g/cm3×4200cm此時(shí)容器內(nèi)水的總重力為:G水=m水g=4.2kg×10N/kg=42N,此時(shí)容器對(duì)升降臺(tái)的壓力為:F=G容+G水+G物=2N+42N+12N=56N,所以容器對(duì)升降臺(tái)的壓強(qiáng)為:p=F故答案為:8;1400。20.重慶八中物理社團(tuán)的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖9甲所示的力學(xué)傳感裝置,豎直細(xì)桿的上端通過力傳感器連接在天花板上,力傳感器可以顯示出細(xì)桿的上端受到作用力的大小,下端與一底面積為200cm2物體相連,且物體下底而與水而相平。水箱質(zhì)量忽略不計(jì),上部底面積400cm2,水箱下部水深15cm,底面積為500cm2,升降臺(tái)將容器緩慢上移,圖9乙是力傳感器的示數(shù)大小隨移動(dòng)距離變化的圖像。由乙圖可知,物體的重力為N,當(dāng)升降臺(tái)上移10cm時(shí),
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