G排?F浮?1N,故小球放入水中时杯子对桌面的压力是:
F'?G水?G球?G排?3N?1.8N?1N?3.8N,所以,杯子对桌面的压力的增加是:
VF?F'?F?3.8N?3N?0.8N,即D正确; 综上所述,故选D。
27.重为5牛的小球轻放入盛有水的烧杯中,溢出重为4牛的水。若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知ρ酒<ρ水,则溢出酒精的重力大小( ) A.一定小于4牛 C.一定等于4牛 【答案】B 【解析】 【详解】
假设烧杯的水是满的,溢出重为4牛的水,那么根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力是4牛;假设烧杯的水不是满的,溢出重为4牛的水,那么可知小球排开水的重力大于4牛,小球受到的浮力大于4牛;假设小球的密度小于水的,那么小球会漂浮,小球受到的浮力等于5牛,由上述可知,小球的密度小于水的这种情况有这个可能;若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知ρ酒<ρ水,假设烧杯的酒精是满的,并且小球的密度小于酒精的,那么小球会漂浮,溢出酒精的重力大小等于小球受到的浮力,而这个浮力等于小球的重力5牛,所以说溢出酒精的重力大小可能等于5牛;假设溢出酒精的重力大小大于5牛,那么小球在酒精中受到的浮力应该大于5牛,但是小球自身的重力只是5牛而已,小球在酒精中漂浮、悬浮、沉底,受到的浮力都是小于或等于5牛,浮力不可能大于5牛,所以说溢出酒精的重力大小不可能大于5牛;故选B。
B.可能等于5牛 D.可能大于5牛
28.如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中,静止时木块有1/4的体积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比增大了150Pa;若在木块上放一块铁块,使木块刚好全部压入水中,且木块没接触容器底部.以下说法正确的是
A.木块的密度为0.4g/cm3
B.则铁块的重力与木块重力之比是1:4 C.则铁块的重力与木块重力之比是1:5
D.这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了200Pa 【答案】D 【解析】 【详解】
设木块的体积为V;木块重力为G1,铁块的重力为G2,水的密度为ρ.
由F浮=?水gV排得,当木块单独漂浮在水面上时, 此时木块受到的浮力:F浮1=G木=?水g3V 43V, 4因为木块漂浮,木块受到的重力等于浮力,即?木gV=?水g所以木块密度为 ?木?3?水=0.75?103kg/m3,A错误; 4当在木块上放一铁块,使木块刚好全部压入水中时,此时的木块和铁块整体处于漂浮,排开的水的体积等于木块的体积V,
所以整体受到的浮力等于木块和铁块总重力,即?水gV=?木gV?G铁, 所以G铁?1?gV 4水1G铁4?水gV1?=,BC错误; 则铁块的重力与木块重力之比为:
3G木?水gV343当V排=V时,压强增大了150Pa,
4则当V排=V时压强的增加量为
?p?150PaV?200Pa3,D正确. V4
29.在帮妈妈做家务的时候,小明发现两根相同体积的筷子,甲浮在水面上,乙沉在水底,如图,由此可知甲比乙
A.所受浮力小 B.质量大 C.所受压强大 D.密度大 【答案】A 【解析】
分析:A、由题知,甲浮在水面上,排开水的小于筷子的体积;乙沉在水底,排开水的体积等于筷子的体积;而筷子的体积相同,可知甲乙筷子排开水的体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受浮力关系; B、由题知,
,由A推导F甲与F乙的关系,进而得出G甲与G乙的关
系,最后得出m甲与m乙的关系;
C、根据甲乙所处深度关系判断受液体压强关系;
D、根据甲和乙的浮与沉,判断甲、乙的密度与水的密度关系,得出甲乙的密度关系。 解答:A、因为甲筷子漂浮,所以甲排开水的体积V甲<V;因为乙筷子沉底,所以乙排开
水的体积A正确; B、由题知,
m甲<m乙,故B错;
;由阿基米德原理可知甲受到的浮力小于乙受到的浮力,故
,由A知道F甲<F乙,所以G甲<G乙,因为,所以
C、因为甲处的深度小于乙所处的深度,由故选:A。
可知,甲受到水的压强小,故C错;
D、因为甲漂浮,所以ρ甲<ρ水,因为乙下沉,所以ρ乙>ρ水,所以ρ乙>ρ甲,故D错。 【点睛】本题考查了学生对物体的浮沉条件、液体压强公式、阿基米德原理的掌握和运用,能从甲筷子漂浮在水面上、乙筷子沉入水底得出排开水的体积大小关系是本题的关键。
30.边长为10cm的正方体物块(ρ物<ρ水)放入水平桌面上的圆柱形容器底部,如图甲所示。逐渐向容器内倒入适量水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出物块对应受到 的浮力F浮,并绘制了如图乙(实线)所示的图像;更换一种液体重复上述实验,绘制了 如图乙(虚线)所示的图像。下列选项不正确的是
A.该物块密度为0.8×103 kg/m3
B.未倒水前物块对容器底部的压强为8×102Pa
C.h=6cm时,物块分别在水中和液体中所受浮力之比8:7 D.h=l2cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态 【答案】C 【解析】 【详解】
A.由图象知道,水的深度从h=8cm以后物体受到的浮力8N不再发生变化,又因为ρ物 <ρ水 ,所以,物体处于漂浮状态,即受到的浮力和重力相等,所以,物体的重力是: G=F浮 =8N;
由于正方体物块的边长为10cm,所以,体积是: V=(10cm)3 =1000cm3 =0.001m3 , 由G=mg=ρVg知道,物块的密度是:
??G8N? =0.8×103 kg/m3 ,故A正确; 3Vg0.001m?0N/kgB.未倒水前,物块对容器底部的压力是: F=G=8N,
受力面积是:
S=(10cm)2 =100cm2 =0.01m2 , 所以,对容器底部的压强是:
p?F8N?=8×102 Pa,故B正确; 2S0.01mC.由图象知道,当h=10cm以后物体在液体中受到的浮力是F浮′=7N且不在变化,此时F
浮
′<G,所以,物体处于沉底状态,因为物体完全浸没时排开液体的体积和自身的体积相
等,由F浮′ =ρ水 V排 g 知道,液体的密度是:
?液?F浮?7N? =0.7×103 kg/m3 , 3V排g0.001m?10N/kg当h=6cm时,物块分别在水中和液体中都是部分浸入,即排开水、液体的体积相同,由F
浮
=ρ水 V排 g知道,所受浮力之比是:
?水gV排?水1?103kg/m310==== , F液浮?液gV排?液0.7?103kg/m37F水浮故C错误;
D.由A、C解答知道,当h=12cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态,故D正确。