一、初中物理浮力类问题
1.如图一个装有石块的小船漂浮在水面,如果将石头投入水中,容器的水位将
A.升高 C.不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
石头在船上,船和石头受到的浮力:
B.降低 D.无法确定
F浮G总G船G石G船石V石g①,
石块放入水中后,船和石头受到的浮力等于船受到的浮力F船加上石头受到的浮力F石,
F浮F船F石,
由于船漂浮:
F船G船,
石头沉入水底:
F石水gV排,
∴F浮F船F石G船水gV石②,
∵石水,
由①②可得:
F浮F浮,
即:石头在船上时,船和石头受到的浮力大,由阿基米德原理可知石头在船上时,船和石头排开水的体积大、水位高,所以把船上的石头投入水中,池内水位下降。故ACD项不符合题意,B项符合题意; 故选B。
2.将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g浓盐水溢出;若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有g煤油溢出(浓盐水密度为1.2×103kg/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3),则以下选项不可能的是( ) A.该物体前后两次所受浮力之比为9:8 B.该物体前后两次排开液体体积之比为3:4
C.该物体的密度为0.9×103kg/m3 D.该物体在煤油中可能沉底或悬浮 【答案】D 【解析】 【详解】
A.因为大烧杯内原来装满浓盐水,所以,由阿基米德原理可知,物体在盐水中受到的浮力
F浮盐水=G排=G溢水=m溢水g=0.072kg×10N/kg=0.72N
物体在煤油中受到的浮力
F浮煤油=G排=G溢煤油=m溢煤油g=0.0kg×10N/kg=0.N
故该物体前后两次所受浮力之比为
0.72N:0.N=9:8
故A不符合题意;
B.该物体前后两次排开液体体积之比为
F浮盐水F浮煤油0.72N0.N:=: =3:4 盐水g煤油g1.2103kg/m310N/kg0.8103kg/m310N/kg故B不符合题意;
D.由F浮=ρ水V排g得排开水的体积
V排水=
F浮盐水g =
0.72N =6×10−5m3 331.210kg/m10N/kgV=V排水=6×10−5m3
假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积
由于煤油的密度小于盐水,所以物体在煤油中一定下沉,则排开煤油的体积
V排煤油=V=6×10−5m3
排开煤油的质量应该为
m排煤油=ρ煤油V排煤油=0.8×103kg/m3×6×10−5m3=0.048kg=48g
因为m排煤油 因为F浮煤油 物体的质量 m= 物体的密度 m溢煤油 煤油 = g3 3 =80cm 0.8g/cmG0.72N= =0.072kg=72g g10N/kgρ= 故C不符合题意。 故选D。 m72g==0.9g/cm3=0.9×103kg/m3 3V80cm 3.甲、乙两个完全相同的烧杯,装满放在水平桌面上。将体积相同的两个小球A、B分别放在甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示,A、B两个小球的密度分别为A和B,甲、乙两杯水对容器底的压强分别为p甲和p乙,A、B两个小球受到的浮力分别是FA和FB,容器对桌面的压力分别为F1和F2,下列判断中正确的是( ) A.A>B 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 B.F1>F2 C.FA A.读图可知A小球在甲杯中漂浮,水A; B小球在乙杯中沉底,则水B,所以有AB,故A错误; B.A小球受到的重力为 GAmAgAVg B小球受到的重力为 GBmBgBVg 因为ρAρB,所以GAGB 因为A漂浮在水面上,以及阿基米德原理,所以有 FAGAG排A 放入A小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即 G总水G排AG水GAG水 因为烧杯在水平桌面上,所以烧杯对桌面的压力等于烧杯、水、小球的总重力,则容器甲对桌面的压力为 F1G容G水GAG容G总水 同理容器乙对桌面的压力为 F2G容G水GB 放入B小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即 G总水G排BG水 根据阿基米德原理,所以有FBG排B,因为B小球沉在容器底,所以有 GBFBG排B 所以有 F2G容G水GBG容G水G排B 即 F2G容G总水 综上分析得,F2F1,故B错误; C.由图可知,A小球在甲杯中排开水的体积小于B小球在乙杯中排开水的体积,即 VAVB,由F浮水gV排得,FAFB,故C正确; D.由图可知,甲乙两杯水面高度相等,根据pgh知,水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强,故D错误。 故选C。 4.如图所示,甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水,将两个完全相同的小球分别放入两杯中,当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,则( ) A.甲杯中小球受到盐水的浮力大于乙杯中小球受到的浮力 B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度 C.小球在盐水中时,盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强 D.放人小球前后,液体对烧杯底的压强变化量相等 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,根据浮沉条可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故A错误; B.小球在甲杯中漂浮,则 ρ甲>ρ球 在乙杯中悬浮,则 ρ乙=ρ球 所以 ρ甲>ρ乙 故B错误; C.两杯中液面相平,液体深度h相等,ρ甲>ρ乙,由公式p=ρgh可知 p甲>p乙 故C错误; D.由A知,小球在甲、乙中受到的浮力相同,则它们排开液体的重力相同,因为甲、乙两只杯子完全相同且为柱体,故液体对杯子压力的增加量相同,则放人小球前后,液体对烧杯底的压强增加量相等,故D正确。 故选D。 5.测力计上挂一重为8牛的金属块,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛.若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为( ) A.2牛 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 当金属块三分之一浸入水中静止时,它受到重力、拉力、浮力的作用,处于平衡状态,浮力大小为 B.4牛 C.6牛 D.8牛 F浮GF测8N6N2N 根据阿基米德原理F浮水gV1可知,排开水的体积为 V1F浮 水g若将金属块全部浸入水中,那么它排开水的体积为V23V1,此时它受到水的浮力为 F浮'水gV2水g3V13F浮6N 测力计的示数为 F测'GF浮'8N6N2N 故选A. 6.如图所示,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,静止时木块的下表面到液面的距离为h,再用外力F缓慢将木块A压入液体中到刚好浸没,下列说法不正确的是( ) A.不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态 B.木块A的密度大于液体的密度 C.将A压人液体的过程,容器底受到液体的压强将增大 D.将A压人液体的过程,力F不断增大 【答案】B 【解析】 【详解】 A.木块放入液体中,静止时木块的下表面到液面的距离为h,则可知:不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,故A正确,不符合题意; B.不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,则由浮沉条件可知,木块A的密度小于液体的密度,故B错误,符合题意; C.将A压入液体的过程,排开液体的体积增大了,液面上升,深度h变大,根据p=ρ液gh知容器底受到液体的压强将增大,故C正确,不符合题意; D.将A压入液体的过程,所受浮力大小随物体排开液体的体积的增大而增大,重力不变,浮力和重力之差等于对A的压力F,所以力F不断增大,故D正确,不符合题意。 故选B。 7.水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯,装满不同密度的液体。现将小球A分别放入两溢水杯中,小球静止时的情景和溢出的液体如图所示,从甲杯中溢出的液体所受重力为G甲 =0.9N,从乙杯中溢出的液体所受重力为G乙=0.8N,小球在甲杯中所受的浮力为F甲,在乙杯中所受的浮力为F乙。则下列说法中正确的是( ) A.因为A在乙杯中排开的液体体积较大,所以有F乙>F甲 B.A的重力为0.9N,它在乙杯中受到浮力为0.8N C.液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强 D.甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 AB.由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,G甲>G乙,因此F甲> F乙,又因为甲中A漂浮,浮力等于重力为0.9N,乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N,故A错误,B正确; C.由图像可知甲中A漂浮,甲>A,乙中A沉底,乙<A,因此甲>乙,由 pgh可知深度相同时,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故C错误; D.甲杯对桌面的压力为 F甲=G杯G液甲GA 乙杯对桌面的压力 F乙=G杯G液乙GA 由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,同时甲的密度大于乙的密度,由 GmgVg 可知 G液甲>G液乙 因此可得 F甲>F乙 故D错误。 故选B。 8.如图所示,两个相同的圆柱形容器被分别盛有甲、乙两种不同液体,液体对容器底部的压强分别为 p甲、p乙,现将两个体积相同的同样材质小球分别浸入这两种液体中,小球在图示位置静止,此时两液面刚好齐平,液体对容器底部压力的变化量分别为ΔF甲、ΔF乙,下列关系式正确的是( ) A.p甲>p乙,ΔF甲>ΔF乙 C.p甲<p乙,ΔF甲<ΔF乙 【答案】B 【解析】 【分析】 B.p甲>p乙,ΔF甲=ΔF乙 D.p甲<p乙,ΔF甲=ΔF乙 【详解】 将两个体积相同的材质相同的小球分别浸入这两种液体中,由图可知,甲中小球漂浮,则 ρ甲>ρ球 乙中小球悬浮,则 ρ乙=ρ球 故 ρ甲>ρ乙 由图可知 V排甲<V排乙 因为放入小球后液面相平,同时可知放入小球前液体的深度 h甲>h乙 所以,根据p=ρgh可知 p甲>p乙 两个体积相同的同样材质的小球,由m=ρV可知小球的质量相等,由G=mg可知小球重力相等,根据漂浮和悬浮可知,浮力都等于球的重力,则将球放入后,容器底部增加的压力都等于球的重力,故增加的压力相等,即 ΔF甲=ΔF乙 故选B。 9.某种材料制成的空心球漂浮在甲液体的液面上,但沉于乙液体中.利用这个信息可得( ) A.该材料的密度一定小于甲液体的密度 B.该材料的密度一定大于乙液体的密度 C.该材料的密度一定等于甲液体的密度 D.该材料的密度一定等于乙液体的密度 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 设该材料的密度为ρ,若ρ<ρ甲,空心球会漂浮在甲液体的液面上;若ρ>ρ甲,若球是实心的,球会下沉;若球是空心的,当球的整体密度小于甲液体的密度时,球会漂浮在甲液体的液面上;故A、C都错,∵空心球沉于乙液体中,∴ρ>ρ球>ρ乙,故B正确,D错。 故选B。 10.如图所示,甲图中圆柱形容器中装有适量的水.将密度均匀的木块A放入水中静止时,有2/5的体积露出水面,如图乙所示,此时水对容器底部的压强比图甲中水对容器底部的压强增加了300 Pa.若在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块,平衡时木块A仍有部分体积露出水面,如图丙所示,此时水对容器底部的压强比图甲中水对容器底部的压强增加了400Pa.若将容器中的水换成另一种液体,在木块A上表面轻放一个质量为m2的 物块,使平衡时木块A露出液面部分与丙图相同,如图丁所示.若m1:m2=5:1,则下列说法中正确的是 A.木块A的质量mA与m1之比为1:3 B.在丁图中,液体的密度为0.9×103kg/m3 C.在丁图中,液体对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了360 Pa D.在图丙中,木块A露出水面的体积与木块A的体积之比是1:5 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 AD.设A的体积为V、容器的底面积为S, A在水中漂浮, 所以: F浮=ρ水V排g=ρ水 甲图和乙图比较,容器底受到的压力差: △F=GA, 比较甲乙两图, 3Vg=GA, 53GA水gV排水gV==△p=5=300Pa,−−−−① SSS同理,比较甲丙图, 'GAm1g水gV排==400Pa,−−−−② △p′= SS比较甲丁图, △p″= GAm2g−−−−③ S①得: ②3水gVGA5300PaS=300Pa,S=, GAm1g'400Pa400Pa水gV排SS解得: mA:m1=3:1, V′排= 此时木块A露出水面的部分占自身体积是1:5,故A错误,D正确. C.②−①得: 4V; 51,即木块A露出水面的体积与木块A的体积之比5m1g=100Pa, Sm1= ③−①得: 100PaS, gm2g=△p″−300Pa, Sm1:m2=5:1, 所以: m2= 解得: △p″=320Pa, 故C错误. B.在丙图中,由于m1和A漂浮,可得: ρ水g 则: m1=ρ水 在丁图中, ρ液g 所以, m2=ρ液 已知m1:m2=5:1, 20PaS, g43V=GA+m1g=ρ水gV+m1g, 551V, 543V= GA +m2g=ρ水gV+ m2g, 5543V-ρ水V , 55所以, (ρ水 解得: ρ液=0.8ρ水=0.8×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3. 故B错误. 143V):(ρ液V-ρ水V)=5:1, 555 11.在三个完全相同的杯子中均盛满某种液体后,将一木块放在乙杯中后,木块漂浮在液体中,将另一个完全相同的木块浸没在丙杯中,并用细线将其系在丙杯的杯底,如图所示,此时三个杯子对桌面的压力分别为F甲、F乙、F丙,液体对杯子底部的压强分别为 p甲、p乙、p丙,则( ) A.F甲F乙F丙 C.F丙F甲F乙 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查物体的浮沉条件、液体压强。 【详解】 B.p丙p乙p甲 D.p丙p乙p甲 三个完全相同的杯子,杯子中均装满同种液体,设杯子中液体的重力为G液,则甲杯与乙杯相比较:甲杯对桌面的压力: F甲G容G液, 乙杯对桌面的压力: F乙G容G液G排乙G木, 因为木块在乙杯中漂浮, G排乙F浮乙G木, 所以 F乙G容G液,F甲F乙; 丙杯与乙杯相比较:丙杯对桌面的压力: F丙G容G液G排丙G木, 木块在丙杯中用细线将其系在杯底上, G排丙F浮丙F拉G木, 所以G排丙G木,则F乙F丙.综上所述,可知 F丙F甲F乙; 三杯中液体的深度相同,由pgh得p丙p乙p甲,A、B、D错误,C正确。故选C。 【点睛】 较难题。 选项 AC BD 失分的原因 有绳子拉着物体浸没在液体中时不会分析物体的受力情况 忽略题中“液体的密度和高度均相同”这一隐含条件 12.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中(密度为0.810kg/m),金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( ) 33 A.在水中受到的浮力为2N B.在酒精中受到的浮力比较大 C.体积为10cm3 D.密度为3.0103kg/m3 【答案】D 【解析】 【详解】 A.金属块浸没在液体中受到重力、浮力、拉力的作用,这个关系是 GF浮F拉 浸没在水中时,可得到 GF浮F拉 即 G-水gV排2N 浸没在酒精中时,可得到 ''GF浮F拉 即 G-酒gV排2.2N 由上述可得到V排110m,G3N,那么在水中受到的浮力是 -43F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg110-4m31N A错误; B.由于酒精水,根据F浮B错误; C.由上述可知 gV排可知,在酒精中受到的浮力比较小; V金属V排110-4m3100cm3 C错误; D.该金属块的质量是 m金属可知该金属块的密度是 G3N0.3kg g10N/kg金属D正确。 故选D。 m金属V金属0.3kg3103kg/m3 -43110m 13.桌面上容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。如图所示,现将小球取出,放入水中,下沉容器底部,试管仍浮在水面上,则( ) A.液面下降 C.容器底受到水的压强不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 AB.当小球在试管中时,试管处于漂浮状态,浮力等于试管和小球的总重力;当将小球取出并放入杯内水中时,小球下沉,试管仍竖直漂浮在水面上,小球受到的浮力小于重力,试管受到的浮力等于其重力,即总浮力减小;由F浮水gV排可知,排开水的体积减小,即大烧杯中的水面降低,故A符合题意,B不符合题意; B.液面上升 D.桌面受到的压强变小 C.烧杯中的水面降低,由pgh可知,大烧杯底部受到的液体的压强变小,故C不符合题意; D.将小球取出,放入水中,烧杯、水、试管、小球的总重力不变,对桌面的压力不变,根据pF知桌面受到的压强不变,故D不符合题意。 S故选A。 14.如图(1)所示,边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图像如图(2)所示。木块密度ρ = 0.5×103kg/m3,容器底部面积为200 cm2,g = 10N/kg。下列说法中正确的是( ) A.随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小 B.容器中的液体是酒精 C.抽液机每秒钟排出液体的质量是10g D.第 30s 时,木块露出液面的高度是 2cm 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.随着液体的排出,液面下降,浮力减小,绳子的拉力减小,但减小到0以后,再随着液体的排出,木块所受到的浮力就不变了,故A错误; B.当t=0时,A与液面的上表面相平,此时A受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的作用,故存在平衡关系 因为木块的重力 故木块受到的浮力 由 得液体的密度 这种液体是水,故B错误; C.当绳子的拉力为0时,木块漂浮 由 求出此时排开液体的体积 木块浸入液体中的深度为 故排出液体的质量 排出液体的时间为50s,故每秒钟排出液体的质量10g,故C正确; D.第30s时,抽出水的质量为 故露出液面的高度为 故D错误。 故选C。 【点睛】 二力平衡、浮力及阿基米德原理的综合计算。 15.相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,如图所示,则下列判断中正确的是 A.容器对地面的压力F甲>F乙 C.液体对容器底部的压强p甲=p乙 【答案】A 【解析】 【详解】 AB.因为物体在甲液体中漂浮,所以 B.液体密度ρ甲<ρ乙 D.物体排开液体的质量m甲 物体在乙液体中悬浮,所以 ρ乙=ρ物, 所以 ρ甲>ρ乙, 由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据m=ρV可知甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G=mg可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,又因为容器的重力相等、物体重力相等,且在水平面上压力大小等于重力大小,所以 F甲>F乙, 故A正确,B错误; C.因为p=ρgh,h相同,ρ甲>ρ乙,所以对容器底部的压强p甲>p乙,故C错误; D.物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重力;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重力,所以物体受到的浮力相等,即 F甲=F乙; 根据阿基米德原理可知, G甲排=G乙排, 根据G=mg可知物体排开液体的质量 m甲=m乙, 故D错误。 16.底面积为的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上. 现将体积为500cm3、重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止时如图甲所示. 若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使A恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积. 则( ) A.物体B的密度为1.5×103kg/m3 C.容器对桌面的压强增加800Pa 【答案】A 【解析】 【分析】 B.物体B的体积为150cm3 D.绳子受到的拉力为4N 本题综合考查压强,浮力综合应用能力,选取合适的研究对象分析受力,结合浮力、压强有关知识求解。 【详解】 AB.如图乙所示,A恰好浸没在水中是,物体AB悬浮,物体AB所受浮力等于重力,即 F浮GAGB 水gV排GAGB 排开水的总体积为 V排GAGB3N+6N=9104m3900cm3 33水g1.010kgm10Nkg又因为物体A的体积为500cm3, 所以物体B的体积为 VBV排VA900cm3500cm3400cm3 物体B的质量为 mB物体B的密度为 GB6N0.6kg=600g g10NkgB=mB600g1.5gcm31.5103kgm3 3VB400cm故A项符合题意,B项不符合题; C.放上B物体后,桌面对容器的压力增大了 F压=GB=6N 容器对桌面的压强增加 p故C项不符合题; F6N=600Pa S100104m2D.以B物体为研究对象,B物体受到向上的浮力和绳子对它的拉力作用,受到向下的重力作用,即 F浮F拉G 又因为B物体所受浮力为 F浮B水gVB1.0103kgm310Nkg400106m3=4N 则绳子对B物体的拉力为 F拉GF浮6N4N=2N 绳子对B物体的拉力与B物体对绳子的拉力是一对相互作用力则 绳子受到的拉力为2N,故D选项不符合题意。 故选A。 17.如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球1、2、3 分别放入两个容器中,放入小球后两个容器中的液面高度相同,且 1、3 两球排开液体体积相同,2 球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉。则下列选项正确的是( ) A.1、3 两球所受的浮力相等 B.甲液体比乙液体对容器底的压强大 C.三个小球中密度最小的是 2 球 D.把 1、3 两球对调,1 球在乙液体中不会下沉 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图可知,2 球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉,则 2=甲,甲>乙 1、3 两球排开液体体积相同,由 F浮液gV排 可知1球在甲液体中所受浮力大于3球在乙液体中所受的浮力,故A项错误; B.两容器中的液体深度相同,又因为 甲>乙 所以对容器底部的压强关系 p甲>p乙 故B项正确; C.1球在甲液体中漂浮,2球在甲液体中悬浮,所以有 甲=21 3球在乙液体中漂浮,2球在乙液体中沉底所以有 2乙3 所以三个小球中密度最大的是2球,故C项错误; D.因为21,2乙,而1与乙的关系不能确定,把 1、3 两球对调,1 球在乙液体的沉浮情况不能确定,故D项错误。 故选B。 18.先把一个重为0.5N的木块放人装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态;再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒人浓盐水并观察现象。本实验下列判断错误的是( ) A.在水中静止时,木块受到的浮力为0.5N B.加入盐水后,木块受到的浮力将变大 C.加入盐水后,木块排开盐水的体积将变小 D.加入盐水后,木块排开盐水的质量将不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.静止时漂浮,浮力大小等于重力为0.5N,故A正确,A不符合题意; B.加入盐水后,木块仍然漂浮,所以浮力大小等于重力,保持不变,故B错误,B符合题意; C.加入盐水后,浮力不变,根据公式V排=小,故C正确,C不符合题意; D.加入盐水后,浮力不变,根据阿基米德原理,浮力大小等于排开液体的重力,所以排开盐水的重力不变,质量不变,故D正确,D不符合题意。 故选B。 F浮 可知,液变大,所以排开盐水的体积变液g 19.如图所示,在盛有水的圆柱形容器内,体积为100cm3实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,木块受的浮力为F1,水对容器底部的压强为p1;现将甲取下并浸没水中,静止时,容器对甲的支持力为N,木块静止时受的浮力为F2,水对容器底部的压强为p2,水面深度变化5cm。已知木块乙的质量为400g,圆柱形容器的底面积为200cm2(g取10N/kg),则下列说法中正确的是( ) A.p1 A.甲和乙漂浮可知 G甲G乙F1 将物块甲取下并沉入水中静止时,木块乙仍漂浮,可知 甲水乙 此时乙所受浮力 F乙G乙m乙g0.4kg10N/kg=4N 此时甲所受浮力 33-63F甲110kg/m10N/kg10010m=1N 甲浮水gV甲放在实心木块乙上是排开液体的体积 V排1GG乙F1甲 水g水g甲取下并浸没水中,静止时排开液体的体积 V排2V甲V乙排比较两个式子可得 G甲G乙 甲g水gV排1V排2 故水面下降,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强 p1p2 故A选项错误; B.排开液体体积的变化量 V排1V排2Sh200cm25cm=1000cm=110-3m3 即 G甲G乙水g因此 G甲G乙G甲--V甲1103m3 ggg水水甲G甲水gV甲110-3m3=1103kg/m310N/kg10010-6m3+110-3m3=11N 甲静止容器底时容器对甲的支持力为 FNG甲-F浮甲11N-1N=10N 故B选项错误; C.甲的密度为 故C选项错误; D.F1与F2的差值 G甲11N33=1110kg/m V甲g1001-6m310N/kgF1F2G甲G乙G乙G甲11N 故D选项正确。 故选D。 20.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,容器中水的深度为40cm时,物块A刚好完全浸没在水中,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,打开阀门B,使水缓缓流出,当物块A有2/5的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门B弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量ΔL关系如图所示(不计弹簧所受的浮力,物块A不吸水)则下列分析不正确的是( ) A.打开阀门前物块A受到的浮力10N B.物块A的密度0.6×10kg/m3 C.物块A刚好完全浸没在水中时,弹簧伸长了2cm D.弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部的压强3.6×103Pa 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.打开阀门前,物块A刚好完全浸没在水中,则 V排=VA=(0.1 m)3=1×10−3m3 所以 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3=10N 故A正确; B.当弹簧恰好处于自然伸长状态,物块A是处于漂浮状态,故F浮=G得 ρ水gV排=ρAgVA 所以 ρ水× 则 3VA=ρAVA 53V排VA3ρA=ρ水=5ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3 VA5VA故B正确; CD.漂浮时,物块受平衡力,由题意知 G=F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1− 全部浸没时,根据物块A受平衡力作用可知:弹力 F=F浮−G=10N−6N=4N 由图象可知此时弹簧伸长了ΔL=2cm,所以弹簧处于自然状态时水深 h=40cm−25×10cm−2cm=34cm=0.34m 水对容器底部压强 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.34m=3.4×103Pa 故C正确,D错误。 故选D。 3)×1×10−3m3=6N 5
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