第 10 章 浮力实验、计算题 1．（2022·四川乐山·模拟预测）端午节家庭聚会后，小鹏的父亲将喝剩的白酒交给他，要他利用所学的 物理知识测出白酒的密度。家中没有量筒，只找到了一个弹簧测力计和一个废旧的铁块，于是他在两只 玻璃杯中分别装入水和白酒，进行了如下操作: ① 将铁块悬挂在弹簧测力计下方，读出测力计的示数 F1，如图甲所示； ② 把铁块浸没在水中，读出测力计示数 F2； ③ 把铁块浸在白酒中，读出测力计示数 F3。请你回答下列问题: （1）弹簧测力计示数 F1=______N； （2）图中他有操作错误的是图_______（选填“甲”、“乙”、“丙”），请指出错误之处______； （3）更正错误操作后，测力计的示数变成 F4，请你帮小鹏推导出创洒密度的表达式 ρ 酒=______。（用字 母符号表示，水的密度为 ρ 水） 2．（2022·四川·江油外国语学校模拟预测）小明等几位同学设计不同实验探究浮力。 (1)他们找了一段较细的红线，将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部，再向烧杯缓慢注水，直到水 将乒乓球浸没，发现红线在竖直方向被拉直，如图甲所示；然后，将大烧杯倾斜，发现红线仍旧在竖直 方向被拉直，如图乙所示。根据两次观察到的现象，小明他们认为：乒乓球受到的浮力_______（选填序 号）。 A．大小与乒乓球的体积有关 C．方向可能竖直向上也可能斜向上 B．大小与水的密度有关 D．方向竖直向上 (2)在弹簧测力计下悬挂一个铝块，弹簧测力计示数是 4.0N。然后，将铝块慢慢浸入水中，当铝块部分浸 入水中，弹簧测力计示数如图丙所示，弹簧测力计示数是_______N；当铝块全部浸没在水中，弹簧测力 计示数如图丁所示，此时铝块受到浮力大小是_________N。实验结果表明：铝块浸在水中的体积越大， 受到浮力越大。 3．（2022·四川·成都七中二模）壮壮同学是一个爱钻研的孩子，他制作了如图甲所示装置。A、B 为不同 材料制成实心长方体，通过细线悬挂在薄壁容器中，连接 A、B 的细绳长度、A 上表面到下方容器项部以 及 B 下表面到下方容器底的距离均为 10cm，A、B 的高度也均为 10cm，A、B 及容器下部分、上部分的 底面积分别为 SA=50cm2，SB=50cm2，S 下=？cm2，S 上=60cm2，上方足够高。现向容器中缓慢加人某种液体， 天花板上绳子端拉力 F 随加入液体体积 V 的变化图像如图乙所示，其中 6V0=1000cm3，壮壮虽然爱钻研， 但还是有点粗心，实验时不小心将后面数据漏记了。细绳的质量形变、体积等次要因素都忽略不计。物 体不吸水，g 取 10N/kg。 （1）下方容器的底面积为多少 cm2； （2）物体 B 的密度； （3）加入液体体积 V 为 4600cm3 时，求液体对容器底部的压力与物体 A 的质量 mA（克）的关系。 4．（2022·四川成都·一模）如图甲所示为一圆柱形容器纵剖面图，其下部高度为 5cm，横截面积为 30cm2，上部高度为 10cm，一质量为 120g 的圆柱形物块静置于容器中。现用一装置以每分钟 20cm3 的速 度向容器中注入水，容器底部受到水的压强随时间变化情况如图乙所示，整个过程中圆柱形物块未离开 容器底且始终保持竖直，圆柱形物体不吸收液体，ρ 水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求： （1）圆柱形物块的底面积为多少？ （2）圆柱形物块的密度？ （3）若将液体换成 ρ 液=1.5×103kg/m3 的某种液体，仍然按照原来的速度注入容器中，直至 13.5min 时停止。 求容器底部所受液体压强 p 与注液时间 tx 分钟（0≤tx≤13.5）的函数关系式。 5．（2022·四川成都·二模）如图甲所示，质量不计的薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积 S容  200cm2 ，重为 8N 的均匀圆柱体物块，下表面中央用细绳系住，放置于容器中，以恒定速度向容器 中缓慢注水（每分钟注入 100cm3 ），直至注满容器为止，细绳所受拉力 F拉 和注水时间的关系图像如图乙 所示。注水过程中物块上表面始终与水面平行，忽略物块吸水、细绳体积、液体扰动等其它次要因素。 （ 水  1g/cm3 ， g  10N/kg ） （1）求未注水之前，容器对桌面的压强 p； （2）求细绳的长度 L； （3）若改为以另一恒定速度向容器中缓慢注入别的液体，直至 8min 时停止，容器底部所受液体压强与注 入液体的时间关系图像如图丙所示，求注入液体的密度。 6．（2022·四川广安·二模）如图甲所示，弹簧测力计下悬挂一实心物块，将其缓慢浸入平静的游泳池水 中，在此过程中弹簧测力计示数 F 随物块下表面下降高度 h 变化的关系图象如图乙所示。已知水的密度 为 1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg，忽略水面高度的变化，求： （1）物块浸没时所受浮力大小； （2）物块刚好浸没时水对物块下表面的压强； （3）物块的密度。 7．（2022·四川广安·一模）如图所示，一底面积为 4.0×10-3m2 的圆柱体，用弹簧测力计挂着圆柱体从盛水 的烧杯上方某一高度缓慢下降，烧杯中原来水的深度为 20cm，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。图中是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数 F 随圆柱体下降高度 h 变化的图像，求： （1）此圆柱体的重力是多少？ （2）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是多少？ （3）圆柱体的体积是多少？ 、 8．（2022·四川成都·二模）如图所示，正方体 A 的质量为 600g，边长为 0.1m，圆柱体 B 的质量为 3 2 1.5kg，底面积为 8 �10 m ，高为 0.15m，A、B 均为不吸水的复合材料制成。薄壁圆柱形容器足够高， 2 2 底部安装一阀门 K，容器底面积为 4 �10 m ，容器底部通过一根 0.12m 不可伸长的细线与 A 的底部中心 相连，此时水深 0.2m，A 受到的浮力为 拉力为 F2 F1 。先将 B 从 A 的旁边浸入水中，待 A、B 静止时，细线对 A 的 。再将 B 取出竖直叠放在 A 的上表面（忽略 B 带出的水），待 A、B 静止后打开阀门排水，直 3 至容器中的水排完，此过程中水对容器底部的压强为 p，排出水的体积为 V（单位为 m ），整个过程中 A、B 始终保持竖直。求： （1）正方体 A 所受浮力 （2）细线对 A 的拉力为 F1 F2 的大小； 的大小； （3）水对容器底部的压强 p 随排出水的体积 V 变化的函数关系式。 9．（2022·四川绵阳·一模）如图甲，在水平桌面上有一薄壁圆柱体容器足够深，容器底面积为 350cm2， 容器内放有边长为 0.1m 的均匀正方体物块 M（不吸水），随后慢慢向容器中加水，在加水的过程中，物 体 M 对容器底的压强 p 与所加水的质量 m 的关系如图乙所示，在整个过程中没有水溢出，且物体 M 的底 面始终与容器中的水面平行，ρ 水=1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg。求： （1）物块 M 的密度； （2）加水 1.5kg 时，物体 M 受到的浮力； （3）若向容器内加水 2.7kg 时，容器底部受到水的压强。 10．（2022·四川泸州·三模）我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机 AG600 首飞成功，可为“海上丝绸之 路”航行提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为 560km/h ，最大航程为 4500km ，巡航速 度（经济、节油的飞行速度）为 500km/h 。某次起飞前，飞机静止在水平跑道上，总质量为 51t ，轮胎与 2 跑道的总接触面积为 0.6m ，  水 =1.0×103 kg/m3，g =10N/kg  。求： （1）飞机静止在跑道上时对跑道的压强； （2）起飞后，飞机在空中直线飞行 1400km ，所需要的最短时间； （3）飞机到达目的地降落后，漂浮在水面上，排开水的质量为 46t ，此时飞机受到的重力； 4 （4）舱底某处受到水的压强是1.5×10 Pa ，该处的深度。 11．（2022·四川成都·一模）图甲是一个不计外壁厚度且足够高的圆柱形容器放在水平桌面上，容器底面 积为 S1，容器中放着一个底面积 S2=100cm²、高 H=18cm 的均匀圆柱体物块 A，A 的底部与容器底用一根 细绳连在一起。现慢慢向容器中注水，且每分钟注入水的质量为 300g，当向容器中注水 6min 时，物块 A 对容器底部的压力恰好为 0，如图乙所示，此时容器中水的深度 h1=9cm。细绳长度 L=8cm，能承受最大 拉力为 6N，ρ 水=1.0×103kg/m³，g=10N/kg，物块不吸水，忽略细绳的体积、液体扰动等其它次要因素。求； （1）注水 6min 时，水对容器底部的压强； （2）物块 A 的密度； （3）若缓慢向容器中注水，当注水时间为 t 时，停止注水，如图丙所示，此时将与 A 连接绳剪断，细绳 剪断前、剪断后物块静止时，水对容器底的压强变化了 100Pa，求注水时间 t。 12．（2022·四川绵阳·模拟预测）底面积为 100cm2 的平底圆柱形容器内装有适量的水，放置于水平桌面上。 现将体积为 500cm3，重为 3N 的木块 A 轻放入容器内的水中，静止后水面的高度为 8cm，如图甲所示，若 将一重为 6N 的物体 B 用细绳系于 A 的下方，使其恰好浸没在水中，如图乙所示（水未滥出），不计绳重 及其体积，求： （1）图甲中木块 A 静止时所受的浮力； （2）图乙中物体 B 所受的浮力； （3）物体 B 的密度； 13．（2022·四川·江油外国语学校模拟预测）质量 5kg、底面积 0.05m2 的薄长方体水缸放在水平桌面上； 原长为 0.35m 的轻质弹簧下端固定在水缸内底部，上端连接一个底面积 0.01m2、高 0.1m 的圆柱体木块， 竖直放置，静止时弹簧长度为 0.3m。缓慢往水缸内加水，当木块一半体积在水面之上时，弹簧长度恰好 为原长；停止加水，用竖直向下的外力压木块，弹簧长度为 0.3m 时保持木块不动。已知水的密度 ρ=1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg，认为水缸内横截面积与底面积相等，足够高。求： (1)木块的质量； (2)最后木块不动时外力的大小； (3)最后木块不动时水缸对桌面的压强。 14．（2022·四川·树德中学一模）如图，甲、乙两个实心圆柱体，甲的密度小于乙的密度，甲的重力为 4N，乙的重力为 6N。甲的高度为 20cm，乙的高度为 10cm，甲、乙的横截面积均为 40cm2.现将甲、乙两 物体用重力可忽略的细线串接起来放入容器的水中，此时容