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作业


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专项训练四
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 ZX4-1 所示),下列说法正 确的是( )

图 ZX4-1 A.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 ZX4-2 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 ZX4-2 A.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 中液面恰好相平,如图 ZX4-3 所示,则( )

图 ZX4-3A.甲杯中物块受到浮力较大 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 ZX4-4 所示.下列对图中情景分析 正确的是( )

图 ZX4-4 A.甲容器对桌面的压强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
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个小球 A 和 B 分别放入两容器中,A 球漂浮,B 球悬浮,如图 ZX4-5 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 ZX4-5 A.F 甲>F 乙 p 甲<p 乙 B.F 甲<F 乙 p 甲>p 乙 C.F 甲<F 乙 p 甲<p 乙 D.F 甲>F 乙 p 甲>p 乙 6.如图 ZX4-6 所示,相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中 悬浮着一个小球,则下列说法正确的是( )

图 ZX4-6 A.三个容器对水平桌面的压力相等 B.三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大 C.如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大 D.如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变 二、计算题 7.[2017· 丽水]“童话云和”盛产木制玩具,是著名的木玩之城.小科同学从某玩具厂得到三块相同的积木,利用 该积木和简单的器材在家里进行了“科学小实验” ,请分析回答: (1)小科称得一块积木的质量为 144 g,测得该积木长 10 cm、宽 6 cm、高 4 cm,则积木的密度为______g/cm3. (2)当将积木搭成如图 ZT4-7 所示的三种形式时,积木对水平地面的压强大小关系为________(用 p 甲、p 乙、p 丙表 示). (3)把一块积木放入水中,若要使积木的上表面恰好浸没,则在积木上至少要施加多大的力?(g 取 10 N/kg,ρ 水= 1.0×103 kg/m3)

图 ZT4-7

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8.有一个足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木.圆木可近似看作一个圆柱体,底面积 0.8 m2、高 2 m、 密度为 0.7×103 kg/m3.(g 取 10 N/kg) (1)未向池内注水时,圆木对池底的压强为多大? (2)向水池内注水,在水位到达 1 m 时圆木对池底的压力为多大?(假定在注水时圆木始终处于竖立状态,圆木与池 底也不紧密接触) (3)当向水池内注水深度达到 2 m 时,圆木受到的浮力为多大?

图 ZX4-8

9.一实心正方体放在水平地面上.已知该物体密度ρ =2.5×103 kg/m3,g 取 10 N/kg. (1)如图 ZX4-9 所示,用刻度尺测出正方体的边长是______cm. (2)该正方体对水平地面的压强是多大? (3)工人师傅将该正方体铸造成一个体积为 25 cm3 的工艺品,若将该工艺品放入水中,静止时受到的浮力是多大? (ρ 水=1.0×103 kg/m3)

图 ZX4-9

10.如图 ZX4-10 甲所示,一实心圆柱体静止在水平桌面上,用弹簧测力计挂着此圆柱体从盛水的烧杯上方某一 高度处缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止.整个过程所用时间为 10 s.图乙是 圆柱体下降过程中弹簧测力计示数 F 随圆柱体下降高度 h 变化的图像,求:(g 取 10 N/kg,ρ 水=1.0×103 kg/m3) (1)圆柱体在整个运动过程中的平均速度. (2)圆柱体浸没在水中时受到的浮力. (3)圆柱体的密度. (4)该圆柱体静止在水平桌面上时,对桌面的压强.

图 ZX4-10

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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 F浮 小,根据 V 排= 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, ρ 水g 水对容器底的压力变小,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=ρ 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=ρ 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,ρ 甲<ρ 物;在乙杯中悬浮,物体受到的浮力 等于物块所受重力,ρ 乙=ρ 物;因此甲杯中物块受到浮力较小,故 A 错误.由以上分析可知,ρ 乙>ρ 甲,两杯中 液面恰好相平,由 p=ρ 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.物块在乙中悬浮,根据浮沉条件可知,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,由题图可知,甲容器内液体体积大于乙容器内液体体积,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=ρ gh 可知,A 液体对容器底部的压强 较大,故 A 正确、C 错误.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 体的重力等于苹果排开 B 液体的重力,故 B、D 错误. 5.C [解析] 由 F 浮=ρ 液 gV 排可知,决定浮力大小的因素有两个,一是液体的密度,二是物体排开液体体积 V 排;甲、乙容器中为同种液体,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 知:GA<GB,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. 6.A [解析] 在乙容器中,根据作用力与反作用力可知,水给木块一个竖直向上的浮力 F 浮,木块会反过来施加 给水一个竖直向下的压力 F 压,而且 F 压=F 浮.这个压力会通过水、容器传递给桌面.在题图甲中,甲容器对桌面 的压力 F 压甲=G 水+G 杯.乙容器中木块漂浮,所以 F 浮乙=G 木=G 排;乙容器对桌面的压力 F 压乙=G′水+G 木+G 杯=G′水+G 排+G 杯,因为三容器中水面高度相同,则 G′水+G 排=G 水,所以甲容器对桌面的压力等于 乙容器对桌面的压力;同理甲容器对桌面的压力等于丙容器对桌面的压力,故 A 正确、B 错误.木块漂浮在乙容器中, 所以向乙容器中加入盐水后,液体密度增大,木块仍然漂浮在液面上,木块受到的浮力等于木块的重力,木块的重力 不变,所以木块受到的浮力不变,故 C 错误.小球悬浮在丙容器中,所以ρ 球=ρ 水,如果向丙容器中加入酒精,则 液体密度减小,所以小球将沉底,即小球受到的浮力变小,故 D 错误. 7.解:(1)0.6 (2)p 乙>p 甲=p 丙 (3)方法一:G=mg=0.144 kg×10 N/kg=1.44 N, V 排=V=10 cm×6 cm×4 cm=240 cm3=2.4×10-4 m3, F 浮=ρ 水 gV 排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.4×10-4 m3=2.4 N, F 压=F 浮-G=2.4 N-1.44 N=0.96 N. m 0.144 kg 方法二:积木漂浮时,mg=ρ 水 gV1, V1= = =1.44×10-4 m3, ρ 水 1.0×103 kg/m3 F 压=ρ 水 g(V-V1)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(2.4×10-4 m3-1.44×10-4 m3)=0.96 N.

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F 11200 N 圆木对池底的压强 p= = =14000 Pa. S 0.8 m2

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8.解:(1)圆木对池底的压力 F=G=mg=ρ Vg=ρ Shg=0.7×103 kg/m3×0.8 m2×2 m×10 N/kg=11200 N,

(2)注水后, 圆木所受浮力 F 浮=G 排=ρ 水 gV 排=ρ 水 gSh′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.8 m2×1 m=8000 N, 圆木对池底的压力 F′=G-F 浮=11200 N-8000 N=3200 N. (3)由于圆木的密度小于水的密度,当水足够深时,圆木在水中漂浮,排开水的体积小于圆木体积,所以当水深为 2 m 时,圆木一定处于漂浮状态,则 F′浮=G=11200 N. 9.解:(1)2.00 m (2)由ρ = 得,物体的质量 m=ρ V=2.5×103 kg/m3×(2×10-2m)3=0.02 kg, V 物体对地面的压力 F=G=mg=0.02 kg×10 N/kg=0.2 N, F 0.2 N 物体对地面的压强 p= = =500 Pa. S (2×10-2 m)2 (3)假设工艺品浸没在水中 则 F 浮=ρ 水 V 排 g=1.0×103 kg/m3×25×10-6 m3×10 N/kg=0.25 N>G, 所以工艺品静止时漂浮在水面上,则 F 浮=G=0.2 N. 10.解:(1)由题图乙可知圆柱体下降的高度为 20 cm=0.2 m, s 0.2 m 圆柱体在整个运动过程中的平均速度 v= = =0.02 m/s. t 10 s (2)由图乙可知,当 h=0 时,弹簧测力计示数为 18 N, 此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体重 G=F=18 N, 从 h=10 cm 开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体进行受力分析可知,浸没时 的浮力 F 浮=G-F 示=18 N-8 N=10 N. G 18 N (3)圆柱体的质量 m= = =1.8 kg, g 10 N/kg F浮 10 N 由阿基米德原理得圆柱体的体积 V=V 排= = =10-3 m3, ρ 水g 1.0×103 kg/m3×10 N/kg m 1.8 kg 圆柱体的密度ρ = = =1.8×103 kg/m3. V 10-3 m3 (4)由图乙可知圆柱体的高 h=10 cm-5 cm=5 cm=0.05 m, V 10-3 m3 圆柱体的底面积 S= = =0.02 m2, h 0.05 m 圆柱体对地面的压力 F 压=G=18 N, F压 18 N 圆柱体对地面的压强 p= = =900 Pa. S 0.02 m2

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