1、专项训练5密度、压强、浮力的综合1.如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法正确的是()A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力2.如图所示,航母在海试中的相关说法错误的是()A.航母在海面上匀速航行时,航母受到的重力等于航母受到的浮力B.为了防止发生碰撞,并列航行的护卫舰与航母须保持较远距离,因为流体在流速大的地方压强小C.舰载机飞离航母后,航母受到海水的浮力减小D.舰
2、载机飞离航母后,航母底部受到海水的压强增大3.在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示。若密度计在甲、乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为甲、乙,则()A.F甲F乙C.甲乙D.甲FBFCC.容器对桌面的压力关系:F甲F乙F丙D.小球的质量关系:mA=mBV乙排,由F浮=液gV排可知,甲乙,故C错误,D正确。4.B解析由题图可知,A、B两球排开液体的总体积V排甲VA+VB,V排乙=VA+VB,所以V排甲V乙,即甲容器中液体的体积较大;已知容器中的液体质量相等,根据=mV可知,甲乙,根据阿基米德原理F浮=
3、G排,得B球在甲中和乙中排开液体重力分别为G甲排=甲gVB,G乙排=乙gVB,则G甲排G乙排,故A不符合题意。由题图可知,A在甲液体中漂浮,根据漂浮条件可知FA浮甲=GA,A和B在乙液体中一起悬浮,则A球的受力情况是FA浮乙=GA+F,则FA浮甲FA浮乙,故B符合题意。已知两容器中液面恰好相平,即h甲=h乙,因为甲乙,根据p=gh可知p甲=甲gh甲,p乙=乙gh乙,所以p甲p乙,故C不符合题意。容器对水平面的压力等于容器的总重力,即F压=G液+G容+GA+GB,由于容器和液体质量均相等,A、B两球的质量不变,所以F甲=F乙,即两容器对水平面的压力相等,由于甲、乙是两个完全相同的容器,则水平面的
4、受力面积相等,根据p=FS可知p甲=p乙,即两容器对水平面的压强相等,故D不符合题意。5.A解析由题知,A、B、C三个小球的体积相同;小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=gh可知,容器底部受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,故A正确。由题图可知,A、B、C三个小球排开水的体积关系为VA排VB排=VC排,根据F浮=液gV排可知,浮力的大小关系为FAFC,根据阿基米德原理有FC=GC排,GCGC排,即C球的重力大于C排开水的重力,故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即F乙F丙;综上分析可知,三个容器对桌面压力关系为F甲=F乙FC,由于FAFB=FC,则GAG
5、BGC,所以,mAmB乙;由题图(2)可知,相同木块在a、b中都漂浮,则所受浮力F浮a=F浮b=G木;根据F浮=液gV排可得V排=F浮液g,由题图可知V排ab,则a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,故A正确。因为F浮a=F浮b,所以由阿基米德原理可知G排a=G排b,则m排a=m排b,故B错误。由于两容器中液面相平,且ab,根据p=液gh可知,a容器底部受到液体的压强大,故C错误。木块在a、b两容器中都漂浮,根据浮力产生的原因可知木块下表面受到液体的压力Fa下=F浮a,Fb下=F浮b,则Fa下=Fb下;由于两个木块相同,所以底面积相同,根据p=FS可知,pa下=pb下,故D正确。7.D解析塑
6、料管和水的总重力G=(m管+m水)g=(0.002kg+0.01kg)10N/kg=0.12N,由题知,装有水的塑料管在液体中漂浮,则受到的浮力F浮=G=0.12N,故A正确;因塑料管是直筒状,则橡皮膜受到水的压力F=G水=m水g=0.01kg10N/kg=0.1N,所以水对橡皮膜的压强p=FS=0.1N110-4m2=1000Pa;橡皮膜恰好变平,说明橡皮膜上、下受到的液体压强相等,则管外液体对塑料管底部橡皮膜产生的压强也为1000Pa,故B正确;根据p=gh可得,管内水的深度h水=p水g=1000Pa1103kg/m310N/kg=0.1m=10cm,由题意可得塑料管浸入液体的深度h液体=
7、h水+h=10cm+2cm=12cm=0.12m,则管外液体密度液体=pgh液体=1000Pa10N/kg0.12m=0.83103kg/m3,故C正确;在管上方施加力时,管将下沉一段深度,此时橡皮膜发生形变,无法计算排开液体的体积,因此无法求出增加的深度,故D错误。8.AC解析由题图甲可知,当圆柱体全部浸入水中时,弹簧测力计的示数F=0.4N,则圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=2.4N-0.4N=2N,A正确。圆柱体的体积V=V排=F浮水g=2N1.0103kg/m310N/kg=210-4m3,由图甲可知,圆柱体的高度为2cm,则圆柱体的底面积S=Vh=210-4m30.02m=
8、0.01m2,B错误。圆柱体在液体中弹簧测力计的示数F示=G-F浮,由题图乙可知,当h=1.6cm水,所以合金块B将沉底,排开水的体积和自身的体积相等,此时合金块B受到的浮力F浮B=水gVB=1.0103kg/m310N/kg25010-6m3=2.5N;木块A静止时处于漂浮状态,则木块A受到的浮力F浮A=GA=12N;木块A和合金块B受到的浮力的减少量F浮=F浮-F浮A-F浮B=16N-12N-2.5N=1.5N,排开水体积的减少量V排=F浮水g=1.5N1.0103kg/m310N/kg=1.510-4m3,水深度的变化量h=V排S=1.510-4m310010-4m2=0.015m,水对
9、容器底部的压强比取下合金块B前减小了p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.015m=150Pa。答案1.610315011.解析(1)由题可知,物体重G柱=18N,浸没液体中时,圆柱体受到的拉力F拉=12N圆柱体受到的浮力F浮=G柱-F拉=18N-12N=6N。(2)圆柱体浸没时,V排=V柱=S柱h=40cm210cm=400cm3=410-4m3由F浮=液gV排可得液=F浮gV排=6N10N/kg410-4m3=1.5103kg/m3。(3)液体的质量m液=液V液=1.5103kg/m31003010-6m3=4.5kg液体的重力G液=m液g=4.5kg10N/kg=45N圆筒的
10、重力G筒=m筒g=0.5kg10N/kg=5N则总重力G总=G液+G筒+G柱=45N+5N+18N=68N圆筒放在水平桌面上,圆筒对桌面的压力F=G总-F拉=68N-12N=56N此时圆筒对桌面的压强p=FS=56N10-2m2=5600Pa。答案(1)6 N(2)1.5103 kg/m3(3)5 600 Pa12.解析(1)图甲中,容器、铁块、木块的总重力G=(mA+mB+m)g=(8kg+0.5kg+1kg)10N/kg=95N容器对水平面的压强p=FS=GS=95N0.1m2=950Pa。(2)图乙中,铁块A所受的浮力F浮A=水gV排=1.0103kg/m310N/kg110-3m3=1
11、0N此时细绳恰好伸直且不受力,那么弹簧对铁块A的弹力FA=GA-F浮A=8kg10N/kg-10N=70N。(3)再次注水前,木块B处于漂浮状态,据阿基米德原理有GB=F浮B=水gV排B所以木块B排开水的体积V排B=GB水g=0.5kg10N/kg1.0103kg/m310N/kg=510-4m3则木块B被浸的高度h浸=V排BSB=510-4m30.01m2=0.05mh1=h-h浸=0.1m-0.05m=0.05m再次注水,直到木块刚好浸没,此时F弹变=F浮增=F浮B-GB=1.0103kg/m310N/kg110-3m3-0.5kg10N/kg=5N弹簧弹力减少了5N,弹簧的压缩量减少了0.005m,即h2=0.005m水面又升高的高度h总=h1+h2=0.05m+0.005m=0.055m。答案(1)950 Pa(2)70 N(3)0.055 m
