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1、专项综合全练(二)压强和浮力综合压强和浮力综合1.(2018河南南阳内乡一模)将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图1所示,下列说法正确的是()图1A.三个小球的质量大小关系是m甲m乙m丙B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F丙p乙p丙D.三个烧杯对桌面的压强大小关系是p甲p乙=p丙答案答案D甲、丙排开水的体积相同,且大于乙排开水的体积,由阿基米德原理可知,浮力F甲=F丙F乙,B错误。甲沉底,则F甲m丙m乙,A错误。烧杯中均装满水,放入小球排开水后,仍然是满的,因此,三个烧杯底部所受水的压强相等,C错误。烧杯
2、对桌面的压强大小等于总重与烧杯底面积之比;三个烧杯的底面积相同,三个烧杯原来装有相同质量的水,现第一杯增加了甲球的重力,它大于排开水的重力,即总重增大了;第二杯和第三杯各自增加的小球重力均等于排开水的重力,即总重不变,故D正确。2.(2018北京昌平二模)在水平桌面上放置甲、乙两个完全相同的圆柱形容器,容器中分别盛有A、B两种液体,液体的密度分别为A和B。将质量和体积均相同的两个物体M、N分别放到A、B两种液体中,静止时如图2所示,容器中的液面高度相同,M、N两物体所受的浮力分别为FM和FN,A、B两种液体对容器底部的压强分别为pA和pB,甲、乙两容器对桌面的压力分别为F甲和F乙。则下列结论中
3、正确的是()图2A.ABB.FMFNC.F甲pB答案答案C质量和体积均相同的物体M、N分别放入液体A、B中均处于漂浮状态,则FM=FN=G,B错误;由图可知:V排N,根据F浮=液V排g可知:AB,由于两容器中液面等高,根据p=gh可知:pApB,A、D错;两个容器中液面相平,由题图知液体体积VAVB,根据m=V、AB可知液体的质量mAmB,则GAGB,容器对桌面的压力等于容器、物体、液体的总重力,由题意可知容器的重力G甲=G乙,M、N的重力GM=GN,则G甲+GM+GAG乙+GN+GB,所以F甲F乙,C正确。3.(2019四川自贡中考)如图3所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,
4、上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N。下列说法错误的是()图3A.正方体受到的浮力为8NB.液体的密度为0.8103kg/m3C.正方体上表面到液面的距离h=5cmD.液体对正方体下表面的压强为1.3103Pa答案答案C正方体受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N,故A正确;液体的密度=0.8103kg/m3,故B正确;液体对正方体下表面的压强p=1.3103Pa,故D正确;正方体下表面到液面的距离h下=0.1625m=16.25cm,正方体上表面到液面的距离h=h下-L=16.25cm-10cm=6.25cm,故C错误。4.如图4所示,水平桌面上有两个完全
5、相同的溢水杯甲和乙,杯中装满了水,将两个体积相同、材料不同的实心小球A和B分别放入溢水杯中。则下列说法错误的是()图4A.小球A的质量小于小球B的质量B.小球A受到的浮力等于小球B受到的浮力C.甲杯对桌面的压强等于乙杯对桌面的压强D.水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强答案答案B由图知A漂浮,所以A水;B悬浮,所以B=水,则AB,小球A和B的体积相同,则小球A的质量小于小球B的质量,A正确;漂浮和悬浮时,F浮=G物,由于小球A的质量小于小球B的质量,所以小球A受到的浮力小于小球B受到的浮力,B错;由图可知,两溢水杯中水面高度相等,根据p=gh知,水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强;两溢水杯相
6、同,则底面积相同,所以两溢水杯底受到水的压力相等,两溢水杯重力相同,对桌面的压力相同,对桌面的压强也相同,C、D正确。5.如图5甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,下列说法正确的是()图5A.圆柱体受到的重力是6NB.圆柱体受到的最大浮力是3NC.圆柱体的密度是1.5103kg/m3D.当圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强为800Pa答案答案C由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为9N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=9N,故A
7、错误;由图象可知下降高度在810cm段,弹簧测力计拉力不再发生变化,说明此时圆柱体完全浸在水中,此时它受到的浮力最大,F浮=G-F=9N-3N=6N,故B错误;下降高度在810cm段,V物=V排=610-4m3,则圆柱体密度物=1.5103kg/m3,故C正确;下降高度为4cm时,下表面接触水面,下降高度为8cm时,圆柱体刚好浸没在水中,可知圆柱体高为4cm,此时圆柱体下表面距水面距离是4cm,下表面受到水的压强p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.04m=400Pa,故D错误。6.(2018辽宁本溪中考)如图6是我国首艘自主建造完成的航空母舰,它的排水量为67000t,其满载航行
8、时受到的浮力为N,水面下5m深的舰体某处受海水压强为Pa(取g=10N/kg,海水密度=1.0103kg/m3)。图6答案答案6.71085104解析解析航空母舰满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=67000103kg10N/kg=6.7108N;舰体某处受到的压强p=gh=1.0103kg/m310N/kg5m=5104Pa。7.(2018湖南衡阳中考)我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器的艇体由双层船壳构成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金做主材。潜水器在上浮和下潜时,其体积是一定的。潜水器规格:长8.2m、宽3.0m、高3.4m。该潜水器悬浮在海水中时总质量为22t。图72017年6
9、月23日,“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7062.68m海底,创造了深潜水的世界纪录。在这一深度,海水对潜水器1m2表面产生的压力为7.3107N。(下列答案用科学计数法表示)(1)潜水器的外壳选择了钛合金板做主材,这主要是因为这种合金的硬度(选填“大”或“小”)。(2)假设海水密度不随深度变化,潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力(选填“变小”“不变”或“变大”)。(3)“蛟龙号”悬浮在海水中,所受到的浮力为N。(4)“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062.68m海底时,海水对其表面的压强为Pa。答案答案(1)大(2)不变(3)2.2105(4)7.3107解析解析(1)潜水器要下潜到
10、较深的海水中,外壳要能承受较大的压强,选择钛合金板做主材,主要是因为这种合金的硬度大;(2)潜水器在上浮且未浮出水面过程中,排开海水的体积不变,海水的密度不变,由F浮=海水V排g可知浮力不变;(3)该潜水器悬浮在海水中时受到的浮力F浮=G=mg=22103kg10N/kg=2.2105N;(4)海水对其表面的压强p=7.3107Pa。8.(独家原创试题)如图8甲所示,在一个圆柱形的玻璃筒内放入一个圆柱体铝块,铝块的横截面积为10cm2,现以恒定的速度向筒内注水4min将玻璃筒注满,筒内水的高度与注水时间关系图象如图乙所示(铝=2.7103kg/m3,g取10N/kg)。求:(1)当注水2min
11、时,刚好将铝块浸没,则此时水对筒底的压强是多少帕?铝块受到的浮力是多少牛?(2)分析图象可知玻璃筒的底面积是铝块底面积的几倍?注满水时筒内水的总质量是多少千克?图8答案答案(1)1000Pa1N(2)20.2kg解析解析(1)注水2min,筒内水深0.1m,p=gh=1103kg/m310N/kg0.1m=1000Pa;V排=V铝=Sh=1010-4m20.1m=110-4m3,铝块受到的浮力F浮=gV排=1103kg/m310N/kg110-4m3=1N;(2)由于均匀地注水,故前2min注入水的体积与后2min注入水的体积相等,从图象可以看出,前2min水升高的高度是后2min升高的2倍,
12、故容器的底面积为铝块底面积的2倍。V水总=S容h总-V铝=21010-4m20.15m-110-4m3=210-4m3,水的质量m=V水总=1103kg/m3210-4m3=0.2kg。9.(2018广东深圳中考)在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12cm的水(如图9甲)。某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从液面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。当圆柱体下表面距液面为10cm时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出),如图丙所示(g取10N/kg)。求:图9(1)圆柱体浸没在水中时
13、所受到的浮力;(2)圆柱体的体积;(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强。答案答案(1)1N(2)100cm3(3)1.3103Pa解析解析(1)由图乙可知,圆柱体未浸入水中时弹簧测力计读数F1=3N,圆柱体浸没在水中后弹簧测力计读数F2=2N,由称重法可得,圆柱体浸没在水中时所受到的浮力:F浮=F1-F2=3N-2N=1N;(2)由F浮=水gV排得,圆柱体浸没时排开水的体积:V排=110-4m3=100cm3,因圆柱体浸没在水中,则圆柱体体积:V=V排=100cm3;(3)圆柱体未浸入水中时水的体积:V水=S容h=100cm212cm=1200cm3,圆柱体沉入水底后,圆柱体与水的总体积
14、:V总=V水+V=1200cm3+100cm3=1300cm3,则圆柱体沉底后水的深度为:h=13cm=0.13m,此时水对容器底部的压强:p=水gh=1103kg/m310N/kg0.13m=1.3103Pa。10.(2017山东威海中考)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110-3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图10所示。(g=10N/kg,煤油=0.8103kg/m3)请解答下列问题:(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10答案答案(1)2N(2)80Pa解析解析(1)由题知,物体浸没在煤油中,V=V排=1.010-3m3,受到的浮力:F浮=煤油gV排=0.8103kg/m310N/kg1.010-3m3=8N;因为G+F拉=F浮,物体受到的拉力:F拉=F浮-G=8N-6N=2N,因为物体受到的拉力与细线受到的拉力是一对相互作用力,故细线受到的拉力等于物体受到的拉力,为2N。(2)漂浮时,F浮=G=6N,由F浮=煤油gV排得:V排=7.510-4m3,V排=110-3m3-7.510-4m3=2.510-4m3;深度变化:h=0.01m,p=煤油gh=0.8103kg/m310N/kg0.01m=80Pa。