专项训练03　压强、浮力的判断及相关计算.docx

1、专项训练(三)压强、浮力的判断及相关计算(限时:45分钟)一、选择题1.晶晶帮妈妈洗碗时发现,同一只瓷碗既可以漂浮在水面上,也可以沉入水底(如图ZX3-1所示),下列说法正确的是()图ZX3-1A.瓷碗能漂浮在水面上,说明陶瓷的密度比水小B.瓷碗漂浮在水面上时,所受浮力等于其受到的重力C.当漂浮的瓷碗沉入水底后,水对盆底的压力变大D.当漂浮的瓷碗沉入水底后,水对盆底的压强不变2.如图ZX3-2所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面。下列说法正确的是()图ZX3-2A.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变B.乒乓球弹离水面后上升,是由于受到了水的浮力作用C.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强始终

2、不变D.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后减小3.水平桌面上,甲、乙两相同的杯中盛有不同浓度的盐水,现将两相同的物块分别放入杯中,待物块静止时,两杯中液面恰好相平,如图ZX3-3所示,则()图ZX3-3A.甲杯中物块受到的浮力较大B.乙杯底部受到液体的压强较小C.甲杯中物块对杯底的压力等于物块所受重力D.乙杯中物块所受到的浮力等于物块所受重力4.水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,甲容器内盛有适量的A液体,乙容器内盛有适量的B液体。将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器中,苹果静止后的浮沉状况及液体的深度如图ZX3-4所示。下列对图中情景分析正确的是()图ZX3-4A.甲容器对桌面的压强

3、大于乙容器对桌面的压强B.苹果排开A液体的重力小于苹果排开B液体的重力C.A液体对容器底部的压强等于B液体对容器底部的压强D.苹果在A液体中受到的浮力大于苹果在B液体中受到的浮力5.在水平桌面上,有两个完全相同的圆柱形容器甲和乙,内盛相等质量的同种液体。将体积相同、材料不同的两个小球A和B分别放入两容器中,A球漂浮,B球悬浮,如图ZX3-5所示。两球在两容器中所受的浮力分别为F甲和F乙,两容器底部对桌面的压强分别为p甲和p乙,则下列关系中正确的是()图ZX3-5A.F甲F乙p甲p乙 B.F甲p乙C.F甲F乙p甲F乙p甲p乙6.如图ZX3-6甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的

4、压强为1000 Pa;如图乙所示,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80 Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460 Pa。容器的底面积为100 cm2,铝=2.7 g/cm3,g取10 N/kg。下列判断正确的是()图ZX3-6A.铝块浸没在液体中时所受的浮力为0.8 NB.铝块的体积是100 cm3C.铝块沉底时对容器底部的压力是4.6 ND.液体的密度是0.8 g/cm3二、计算题7.2019江西 如图ZX3-7所示,将边长为5 cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1 kg。求:

5、(g取10 N/kg)(1)木块受到的浮力。(2)木块的密度。(3)木块下表面受到水的压强。图ZX3-78.某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为110-3 m3、重6 N的该物体用细线系在底面积为250 cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图ZX3-8所示。(g取10 N/kg,煤油=0.8103 kg/m3)(1)细线受到的拉力是多大?(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?图ZX3-89.如图ZX3-9甲所示,不吸水的长方形物块放在底部水平的容器中,物块的质量为0.2 kg,物块的底面积为50 cm2,物块与容器底部用

6、一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注入水至如图乙所示位置时,停止注水,此时物块上表面距离水面10 cm,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为2 N,已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg,求:(1)物块的重力。(2)物块的密度。(3)注水过程中,绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时,水对物块下表面压强的变化范围。图ZX3-910.在水平台面上放置一个底面积为100 cm2的圆筒形容器,容器内水深20 cm,将一个长方体用细线拴好悬挂在弹簧测力计下,从水面开始逐渐浸入直至浸没到水面下某处停止。此过程中,弹簧测力计的示数F与长方体下表面到水面的距离h的关系图像如图Z

7、X3-10所示。g取10 N/kg,容器厚度、细线重力均不计,容器内的水未溢出。求:(1)长方体浸没在水中时受到的浮力。(2)长方体浸没时,水对容器底的压强。图ZX3-10参考答案1.B解析 瓷碗是空心的,增大了可以利用的浮力,所以瓷碗能漂浮在水面上并不能说明陶瓷的密度比水的密度小,故A错误;瓷碗漂浮时,根据浮沉条件可知:瓷碗受到的浮力等于它所受的重力,故B正确;由于瓷碗浸没时是沉底状态,浮力小于重力,漂浮时瓷碗受到的浮力与其所受重力相等,所以瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小,根据V排=F浮水g可知,瓷碗浸没后,排开的水的体积减小,水面下降,容器底受到水的压强变小,根据F=pS,水对容器底

8、的压力变小,故C、D错误。2.D解析 乒乓球在上浮过程中,先是完全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,由F浮=水V排g可知,受到的浮力不变;然后从刚露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,由F浮=水V排g可知,此过程中受到的浮力变小,所以乒乓球在上浮过程中,受到的浮力先不变,后变小,故A错误;乒乓球弹离水面后不再受浮力作用,故B错误;由以上分析可知,乒乓球在上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后变小,故C错误,D正确。3.D解析 物块在甲杯中沉底,受到的浮力小于物块所受重力,甲甲,两杯中液面恰好相平,由p=gh可知,乙杯底部受到液体的压强较大,故B错误。甲杯中物块静止在容器底部,物块

9、对杯底的压力等于物块所受重力与浮力之差,故C错误。物块在乙杯中悬浮,根据浮沉条件可知,此时物块受到的浮力等于物块所受重力,故D正确。4.A解析 由题图可知,苹果在A液体中漂浮,所以苹果的密度小于A液体的密度;苹果在B液体中悬浮,所以苹果的密度等于B液体的密度,因此A液体的密度大于B液体的密度。因为甲、乙为两个完全相同的容器,待苹果静止后容器内液面高度相同,由图可知,甲容器内A液体体积大于乙容器内B液体体积,且A液体的密度大于B液体的密度,所以A液体重力大于B液体重力,则甲容器对桌面的压力较大,由p=FS可知,甲容器对桌面的压强较大,由p=gh可知,A液体对容器底部的压强较大,故A正确、C错误。

10、苹果在A液体中漂浮,则苹果受到的浮力等于苹果的重力;苹果在B液体中悬浮,则苹果受到的浮力也等于苹果的重力;因此在A液体和B液体中苹果所受浮力相等,根据阿基米德原理可知:苹果排开A液体的重力等于苹果的重力等于苹果排开B液体的重力,故B、D错误。5.C解析 由F浮=液V排g可知,决定浮力大小的因素有两个,一是液体的密度,二是物体排开液体的体积;甲、乙容器中为等质量的同种液体,A、B两球的体积相等,而V排不同,V甲排V乙排,所以F甲F乙。根据漂浮、悬浮条件F浮=G可知:GAGB,甲、乙容器中液体质量相等,则G甲=G乙,则放入小球后G甲总G乙总,因此桌面受到的压力大小关系是F甲压F乙压,则p甲p乙,故

11、选C。6.D解析 题图乙中,铝块的一半浸在液体中,所受浮力F浮1=p1S=80 Pa10010-4 m2=0.8 N,则完全浸没在液体中所受浮力为1.6 N,故A错误。铝块沉底时,压强变化了80 Pa+460 Pa=540 Pa,桌面所受压力变化量F1+2=p1+2S=540 Pa10010-4 m2=5.4 N,即铝块重力G铝=5.4 N,则铝块的体积V铝=G铝铝g=5.4N2.7103 kg/m310N/kg=210-4 m3=200 cm3,故B错误。铝块浸没时,所受浮力为1.6 N,重力为5.4 N,则支持力F支=G-F浮=5.4 N-1.6 N=3.8 N,F压=F支=3.8 N,故

12、C错误。液体密度液=F浮V排g=1.6N210-4 m310N/kg=0.8103 kg/m3=0.8 g/cm3,故D正确。7.解:(1)F浮=G排=m排g=0.1 kg10 N/kg=1 N。(2)木块漂浮,则G木=F浮,木=m木V木=G木gV木=F浮gV木=1N10N/kg(510-2 m)3=0.8103 kg/m3。(3)F浮=F向上-F向下=F向上-0=F向上,则p=F向上S=F浮S=1N(510-2 m)2=400 Pa。8.解:(1)物体浸没在煤油中时,V排=V=1.010-3 m3,受到的浮力F浮=煤油V排g=0.8103 kg/m31.010-3 m310 N/kg=8 N

13、,因为G+F拉=F浮,所以物体受到的拉力F拉=F浮-G=8 N-6 N=2 N。(2)漂浮时,F浮=G=6 N,此时排开煤油的体积V排=F浮煤油g=6N0.8103 kg/m310N/kg=7.510-4 m3,V排=110-3 m3-7.510-4 m3=2.510-4 m3,煤油深度变化量h=V排S=2.510-4 m325010-4 m2=0.01 m,p=煤油gh=0.8103 kg/m310 N/kg0.01 m=80 Pa。9.解:(1)物块的重力G=mg=0.2 kg10 N/kg=2 N。(2)由题意可知F浮=G+F=2 N+2 N=4 N,根据F浮=水V排g,=mV物,V物=

14、V排,可得=m水gF浮=0.2kg1.0103 kg/m310N/kg4N=0.5103 kg/m3。(3)绳子刚好被拉直时物块恰好漂浮,下表面所受压强为p1=mgS=0.2kg10N/kg5010-4 m2=400 Pa,物块上下表面高度差h=V物S=F浮水gS,停止注水时下表面与水面的高度差为H=h+h0,压强为p2=水gH,联立解得p2=1800 Pa。故压强的变化范围为4001800 Pa。10.解:(1)当h=0时,长方体未进入水中,此时弹簧测力计的示数等于长方体的重力,由题图可知,G=9 N;当h10 cm时,弹簧测力计的示数不变,说明此时浮力不变,长方体完全浸没,此时F示=5 N;所以长方体浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=9 N-5 N=4 N。(2)长方体浸没时排开水的体积V排=F浮水g=4N1103 kg/m310 N/kg=410-4 m3,容器内水的体积V水=S容h=100 cm220 cm=2019 cm3=210-3 m3,长方体浸没时,水和长方体的总体积V=V水+V排=210-3 m3+410-4 m3=2.410-3 m3,则此时容器内水的深度h=VS容=2.410-3 m310010-4 m2=0.24 m,水对容器底的压强p=水gh=1103 kg/m310 N/kg0.24 m=2400 Pa。