用弹簧测力计竖直拉一个物体浸入水中,当该 - 考试试题及答案解析 - 读趣百科
单选题

用弹簧测力计竖直拉一个物体浸入水中,当该物体体积的$\frac{2}{3}$ 露出水面时,弹簧测力计示数为$4\text{N}$,当该物体体积的$\frac{1}{2}$浸入水中时,弹簧测力计示数为$1\text{N}$,取下该物体放入水中,该物体静止时受到的浮力是(    )

A

$18\text{N}$

B

$14\text{N}$

C

$8\text{N}$

D

$10\text{N}$

题目答案

D

答案解析

设物体的体积为$V$,

物体露出水面$\frac{2}{3}$体积时,则${{V}_{排1}}=\frac{1}{3}V$,

根据物体受力平衡和阿基米德原理可知:$G={{F}_{浮1}}+{{F}_{拉1}}={{\rho}_{水}}g\frac{1}{3}V+4\text{N}$①;

当物体浸入水中$\frac{1}{2}$体积时,则${{V}_{排2}}=\frac{1}{2}V$,

根据物体受力平衡和阿基米德原理可知:$G={{F}_{浮2}}+{{F}_{拉2}}={{\rho}_{水}}g\frac{1}{2}V+1\text{N}$②;

由①②得:${{\rho}_{水}}g\frac{1}{6}V\text{=3N}$,

所以${{\rho}_{水}}gV\text{=18N}$,物体全部浸没在水中时受到的浮力为$18\text{N}$;

物体的重力:$G={{F}_{浮1}}+{{F}_{拉1}}={{\rho}_{水}}g\frac{1}{3}V+4\text{N=}\frac{1}{3}\times 18\text{N}+4\text{N}=10\text{N}$,

当取下物体将它放入水中,物体全部浸没时受到的浮力大于其重力,物体将上浮,最终漂浮,此物体受到的浮力$F_{浮}^{^{\prime}}=G=10\text{N}$.

故选D.

举一反三
单选题

体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是()

A

铅球受到的浮力最大

B

木块受到的浮力最大

C

铜块受到的浮力最大

D

它们受到的浮力一样大

题目答案

D

答案解析

由题图可知,铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,因物体浸没时排开液体的体积相等,所以体积相同的铅球、铜块和木块排开液体的体积相等,由F=G=ρgV可知,它们受到的浮力一样大。

单选题

俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉.对此现象,下列说法正确的是(    )

A

西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力

B

李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小

C

西瓜漂浮时所受的浮力等于自身重力

D

李子下沉过程中受到的浮力大于重力

题目答案

C

答案解析

A选项,C选项,D选项:西瓜漂浮在水面上,浮力等于其重力,即${{F}_{浮西瓜}}={{G}_{西瓜}}$;

李子在水中下沉,浮力小于其重力,即${{F}_{浮李子}}<{}{{G}_{李子}}$;

由于西瓜的重力和李子的重力大小无法比较,所以判断不出西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力,故A错误;

B选项:李子从外部进入水中,排开水的体积变大,而浸没的李子下沉过程中,水的密度不变、排开水的体积不变,故根据${{F}_{浮}}=\rho g{{V}_{排}}$可知,李子下沉过程所受的浮力大小先变大后不变,故B错误;

C选项:西瓜漂浮时浮力等于自身重力,故C正确;

D选项:李子下沉过程中重力大于浮力,故D错误;

故选C.

单选题

一个重为$10\text{N}$的木块在水中上浮,最后漂浮在水面上,这木块受到的浮力(  )

A

上浮时小于$10\text{N}$,漂浮时大于$10\text{N}$

B

上浮时大于$10\text{N}$,漂浮时小于$10\text{N}$

C

上浮时等于$10\text{N}$,漂浮时等于$10\text{N}$

D

上浮时大于$10\text{N}$,漂浮时等于$10\text{N}$

题目答案

D

答案解析

浮力大于重力时,木块上浮,所以上浮时木块受到的浮力大于$10\text{N}$,漂浮时浮力等于重力,等于$10\text{N}$,故选$\text{D}$.

单选题

有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体,将一个不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是$80\text{g}$;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,当小球静止时,小球有$\frac{4}{5}$的体积浸入液体中,溢出液体的质量仍是$80\text{g}$.已知${{\rho}_{酒精}}=0.8\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}$,下列说法中正确的是(    )

A

小球在甲溢水杯中静止时沉底

B

小球的体积是$80\text{c}{{\text{m}}^{3}}$

C

液体的密度是$0.9\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}$

D

小球的密度是$0.8\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}$

题目答案

D

答案解析

当把小球放在装满酒精的甲溢水杯中时,小球浸没且溢出酒精的质量是$80\text{g}$,则排开酒精的体积${{V}_{排}}=\frac{{{m}_{排}}}{{{\rho}_{酒精}}}=\frac{8\text{0g}}{0.8\text{g/c}{{\text{m}}^{3}}}=100\text{c}{{\text{m}}^{3}}={{V}_{球}}$,可得小球的体积为$\text{100c}{{\text{m}}^{3}}$.

当把小球放入装满某种液体的乙溢水杯中时,它漂浮在液面上且溢出液体$80\text{g}$,说明小球的质量是$80\text{g}$(漂浮状态下,${{F}_{浮}}={{G}_{物}}$,即${{G}_{排}}={{G}_{物}}$,则${{m}_{排}}={{m}_{物}}$),小球的密度为${{\rho}_{球}}=\frac{{{m}_{球}}}{{{V}_{球}}}=\frac{80\text{g}}{100\text{c}{{\text{m}}^{3}}}=0.8\text{g/c}{{\text{m}}^{3}}=0.8\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}$,与酒精的密度相等,所以小球在酒精中悬浮,故AB错误,故D正确;

由于小球在乙溢水杯中时,有$\frac{4}{5}$的体积浸入液体中,即${{V}_{排}}^{\prime}=\frac{4}{5}{{V}_{球}}$,所以${{\rho}_{球}}=\frac{4}{5}{{\rho}_{液}}$,则${{\rho}_{液}}=\frac{5}{4}{{\rho}_{球}}=\frac{5}{4}\times 0.8\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}=1.0\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}$,故C错误;

故选D.

单选题

放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为100cm2,将一物块A用细线与容器底相连浸没水中,如图所示,现剪断细线,A物块上浮,稳定后水对容器底的压强变化了60Pa,物块A14体积露出水面.下列分析是(    )

A

木块的密度0.75×103kg/m3

B

浸没水中时细线对A的拉力为0.6N

C

物块A漂浮时排开水的质量为240g

D

细线剪断前后容器对桌面的压强不变

题目答案

C

答案解析

A选项:细线被剪断后A漂浮,物块A14体积露出水面,则V排A=34VA,因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,由F浮=ρgV排G=mg=ρVg可得:ρ水gV排A=ρAVAg

ρA=V排AVA⋅ρ水=34VAVA×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3,故A正确;

B选项,C选项:由p=ρgh可得,细线被剪断后水面高度的减小量

Δh=Δpρ水g=60Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10−3m=0.6cm,此时物块A14体积露出水面,则A露出水面的体积和容器内减少的体积相等,即:14VA=S容⋅Δh

则物块A的体积:

VA=4S容Δh=4×100cm2×0.6cm=240cm3

A浸没水中时受到的浮力:

F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×240×10−6m3=2.4N

A的质量:mA=ρAVA=0.75×103kg/m3×240×10−6m3=0.18kg

A的重力:GA=mAg=0.18kg×10N/kg=1.8N

A浸没在水中时受到重力、拉力和浮力三个力的作用,则:

F拉=F浮−GA=2.4N−1.8N=0.6N,故B正确;

物体A漂浮时,受到的浮力等于自身的重力,即:

F浮′=GA=1.8N

而由阿基米德原理可知:F浮′=G排=m排⋅g

m排=F浮′g=1.8N10N/kg=0.18kg=180g

即物体A漂浮时排开水的质量为180g,故C错误;

D选项:细线剪断前:桌面受到的压力等于水的重力和A物块的重力;

细线剪断后:桌面受到的压力仍等于水的重力和A物块的重力,

由公式P=FS可知,细线剪断前后容器对桌面的压力不变,容器对桌子的受力面积不变,故容器对桌面的压强不变,故D正确;

故选C.

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