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压强浮力综合题

发布时间:2013-10-17 13:01:28  

压 强 浮 力 综 合 题

1.(2012?随州)如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B,液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3.由此可判断A与B的密度比为( )

2.(2012?孝感)如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面中央,杯内水中漂浮着一冰块.若冰融化前、后水对杯底的压强分别为P1、P2,杯底对桌面的压强分别为P3、P4,已知ρ水>ρ冰块,则下列关系式中正确的是( )

一个橡皮泥做的小船放入乙后,小船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面刚好相平.然后把它们分别放在台秤上,则台秤的示数( )

4.(2012?河南)图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象.若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )

5..(2012?襄阳)将一个物体放入足够多的水中静止时,排开水的体积为90cm;再将其放入足够多的酒精中静止时,排开了80g的酒精.那么物体的密度为 0.9×103 kg/m3(ρ酒精=0.8×103kg/m3).

部时,物体对水池底部产生的压强为104Pa.取出物体后,再将7.2t的水全部注入水池中,然后将物体再次轻轻放入水池中(g=10N/kg).

求:(1)物体的密度;

(2)物体在水中静止以后所受浮力;

(3)物体在水中静止以后,水对水池底部所产生的压强比只装水时增加了多少?

平洋海域成功完成5000m深海探测.2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg).

(1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2×107Pa,则它能下潜的最大深度是多少?(不考虑大气压)

(2)“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口:在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少?

(3)“蛟龙号”完成任务后.漂浮在海面上,由起重装置将其匀速竖直吊离水面,起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图2所示,图中P2=2P1.起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨,求t1时刻“蛟龙号”的排水体积(不考虑水的阻力).

****8.(2012?宁波)在一个足够深的容器内有一定量的水,将一个长10厘米、横截面积50厘米2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹资秤示数为4牛,如图甲所示.已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧受到1牛的拉力时伸长1厘米,g取10牛/千克.若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400厘米3时,弹簧秤示数恰为零.此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示.根据以上信息,能得出的正确结论是( )

A.容器的横截面积为225厘米2 B.塑料块的密度为0.4×103千克/米3 C.弹簧称的示数为1牛时,水面升高9厘米 D.加水400厘米3时,塑料块受到的浮力为2牛 考点: 弹簧测力计的使用与读数;阿基米德原理。

专题: 计算题。

分析: (1)若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400厘米3时,弹簧秤示数恰为零.此时塑料块受的重力等于浮力;

(2)塑料块的重力G=4N,求出其体积,根据公式ρ= 计算出其密度;

(3)根据图象中的水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系,计算出容器的横截面积.

(4)根据公式F浮=ρ水gV排,已知浮力,求出排开水的体积,再根据公式h= 求出水面升高的高度.

解答: 解:(1)从图象可以看出加水的体积V=700cm3时,△h=6cm,容器的横截面积S= = =117cm2,故A错误;

(2)当塑料块底面刚好接触水面时,弹资秤示数为4牛,可以知道塑料块的重力G=4N,体积V=10cm×50cm2=500cm3=5×10﹣4m3,所以,塑料块的密度ρ= = =0.8×103kg/m3,故B错误;

(3)根据图象,当所加水的体积至1400厘米3时,△H=12cm,弹簧秤示数恰为零,F浮=4N.

塑料块浸入水中的高度h1= = =0.08m=8cm

塑料块下面新加入水的深度h2=12cm﹣8cm=4cm

当弹簧测力计的拉力为F拉=1N时,弹簧向下伸长1cm,即塑料块下新加入水的深度h3=3cm 塑料块受的浮力F浮=G﹣F拉=4N﹣1N=3N.

此时塑料块浸入水中的高度h4= = =0.06m=6cm

此时水面升高的高度△h1=3cm+6cm=9cm

故C正确;

(4)当浮力F浮=2N时,弹簧测力计的拉力F拉=G﹣F浮=4N﹣2N=2N,这时弹簧向下伸长2cm,即塑料块下新加入水的深度h4=2cm

此时塑料块浸入水中的高度h5= = =0.04m=4cm

此时此时水面升高的高度△h2=2cm+4cm=6cm

根据图象可以知道,当水面升高△h2=6cm时,加水的体积为700cm3,故D错误. 故选C

点评: 此题主要考查学生对图象的认识能力和对有关浮力的计算能力,需要认真仔细分析,并且注意有关深度和高度的区别和联系,对学生的计算能力要求较高.

9 .(2012?天津)如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h,密度为ρ(ρ<ρ水).半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中,然后向容器内注水,则( )

压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制.如图所示,某高压锅锅体的内底面积为S,侧壁竖直,出气孔横截面积为S0,限压阀质量为m0,限压锅顶部面积为St(已知大气压强p0)

(1)写出液体沸点与气压的关系;

(2)求使用高压锅时锅内气体的最大压强;

(3)为保证使用安全,不可随意增加限压锅质量.如果限压阀的质量增加m,请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少.

调控两根伸缩杆,使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止,然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器.

处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆,OB表示“∩”形架,CD表示两根伸缩杆,O到CD的距离为2m,OD、OE的长度分别为3m、6m.不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力.

(1)请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图

(2)深潜器的质量为25t,总体积为24.5m3.在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中,两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛?

12.(2012?咸宁)如图,甲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水对容器底部的压强增加了300Pa.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,ρ水=1.0×103kg/m3. 求:(1)在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块平衡时,如图丙所示,木块A露出水面

的部分占自身体积的多少?

(2)另一种液体的密度为多少kg/m3?

答案: (1) 设A的体积为V、容器的底面积为S,由于容器为圆柱形容器,在水中放入木块A后,A在水中漂浮,容器底受到的压力的变化值等于木块A的重力;

而木块受到的浮力等于木块的重力,则压强变化值△P=GA/S=ρ水gV排S=ρ水g3/5V/S;同理,比较甲丙图,压强变化值△P′=GA+mgS=ρ水gV′排/S,知道△P、△P′的大小,可求丙图排开水的体积大小,进而求出木块A露出水面的部分占自身体积比值;

(2)在丙图中,由于m1和A漂浮,根据漂浮条件可得ρ水g4/5V=GA+m1g,求出m1的大小;在丁图中,由于m2和A漂浮,根据漂浮条件可得ρ液g4/5V=GA+m2g,求出m2的大小;由题知m1:m2=5:1,据此求出另一种液体的密度. 解:(1)设A的体积为V、容器的底面积为S,∵A在水中漂浮,

∴F浮=ρ水V排g=ρ水3/5Vg=GA, 甲图和乙图比较,容器底受到的压力差: △F=GA,

比较甲乙两图,△P=GA/S=ρ水gV排/S=ρ水g3/5V/S=300Pa,----①

同理,比较甲丙图,△P′=GA+m1g/S=ρ水gV′排/S=400Pa, ----②

由 ① ②得:V排′=4/5V; 此时木块A露出水面的部分占自身体积15;

(2)在丙图中,由于m1和A漂浮,可得:

ρ水g4/5V=GA+m1g=ρ水g3/5V+m1g,

∴m1=ρ水1/5V, 在丁图中,ρ液g4/5V=GA+m2g=ρ水g3/5V+m2g,

∴m2=ρ液4/5V-ρ水3/5V, ∵m1:m2=5:1,

即:(ρ水15V):(ρ液45V-ρ水35V)=5:1,

解得: ρ液=0.8ρ水=0.8×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3.

答:(1)木块A露出水面的部分占自身体积的1/5;

(2)另一种液体的密度为0.8×103kg/m3.

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