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9. [2024·汕头潮阳区一模]一枚重力为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐(盐水未到饱和),鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能的是 ( )


答案:
A
10. [2024·重庆长寿区期末]将同一个小球先后放入甲、乙两杯液体中,小球在液体中均处于漂浮状态,如图所示。下列判断中正确的是 ( )

A. 小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B. 小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C. 甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
D. 甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
A. 小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B. 小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C. 甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
D. 甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
答案:
C 点拨:由图可知,小球在甲、乙杯中都漂浮,根据浮沉条件可知,小球所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同;由图可知,小球排开甲杯中液体的体积小于排开乙杯中液体的体积,根据$F_{浮}=\rho_{液}V_{排}g$知,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度。
11. [2024·南充顺庆区模拟]一个体积为100 cm³的小球,轻轻放入盛满水的溢水杯中,小球静止后排出水的质量为80 g,此时小球所受的浮力为________N;将小球取出,放入盛有足够多的密度为0.8×10³ kg/m³的酒精的杯中,松手后,它将会________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。(g取10 N/kg)
答案:
0.8;悬浮 点拨:小球轻轻放入盛满水的溢水杯中静止时,根据阿基米德原理可得,小球受到的浮力$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g = 80×10^{-3}kg×10N/kg = 0.8N$,假如小球是浸没水中,则小球受到的浮力$F_{浮}'=\rho_{水}V_{排}g = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×100×10^{-6}m^{3}×10N/kg = 1N$,由于$F_{浮}<F_{浮}'$,所以小球在水中静止时处于漂浮状态,则小球的重力$G = F_{浮}=0.8N$;小球的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{G}{Vg}=\frac{0.8N}{100×10^{-6}m^{3}×10N/kg}=0.8×10^{3}kg/m^{3}$,则小球的密度等于酒精的密度,所以,小球会悬浮在酒精中。
12. 如图甲所示,一棱长为0.2 m,密度为0.8×10³ kg/m³的质地均匀的正方体实心木块,用细线置于容器内的水中。ρ水 = 1.0×10³ kg/m³,g取10 N/kg,求:
(1)木块所受的浮力大小。
(2)当细线被剪断后,木块最终静止在水面如图乙所示,计算木块下表面距离水面的深度。
(1)木块所受的浮力大小。
(2)当细线被剪断后,木块最终静止在水面如图乙所示,计算木块下表面距离水面的深度。
答案:
解:
(1)木块排开水的体积$V = V_{排}=(0.2m)^{3}=8×10^{-3}m^{3}$,木块受到的浮力$F_{浮}=\rho_{水}V_{排}g = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×8×10^{-3}m^{3}×10N/kg = 80N$。
(2)木块的质量$m=\rho V = 0.8×10^{3}kg/m^{3}×8×10^{-3}m^{3}=6.4kg$,木块所受的重力$G = mg = 6.4kg×10N/kg = 64N$;当细线被剪断后,木块最终静止时处于漂浮状态,木块所受的浮力$F_{浮}'=G = 64N$,木块排开水的体积$V_{排}'=\frac{F_{浮}'}{\rho_{水}g}=\frac{64N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=6.4×10^{-3}m^{3}$;木块的底面积$S = 0.2m×0.2m = 0.04m^{2}$,木块下表面距离水面的深度$h=\frac{V_{排}'}{S}=\frac{6.4×10^{-3}m^{3}}{0.04m^{2}}=0.16m$。
(1)木块排开水的体积$V = V_{排}=(0.2m)^{3}=8×10^{-3}m^{3}$,木块受到的浮力$F_{浮}=\rho_{水}V_{排}g = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×8×10^{-3}m^{3}×10N/kg = 80N$。
(2)木块的质量$m=\rho V = 0.8×10^{3}kg/m^{3}×8×10^{-3}m^{3}=6.4kg$,木块所受的重力$G = mg = 6.4kg×10N/kg = 64N$;当细线被剪断后,木块最终静止时处于漂浮状态,木块所受的浮力$F_{浮}'=G = 64N$,木块排开水的体积$V_{排}'=\frac{F_{浮}'}{\rho_{水}g}=\frac{64N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=6.4×10^{-3}m^{3}$;木块的底面积$S = 0.2m×0.2m = 0.04m^{2}$,木块下表面距离水面的深度$h=\frac{V_{排}'}{S}=\frac{6.4×10^{-3}m^{3}}{0.04m^{2}}=0.16m$。
13.(立德树人 环境保护)目前全球200多个国家达成了《格拉斯哥气候公约》,一致决定在未来减少碳排放,缓解全球气候变暖。全球气候变暖会导致南极洲冰川(为淡水冰川)大面积熔化,海面上出现大量浮冰,现有一块质量为51 t的浮冰漂浮在海面上,若当地海域海水的密度为1.02×10³ kg/m³,浮冰的密度为0.9×10³ kg/m³。请解决下列问题:(g取10 N/kg)
(1)浮冰受到的浮力是多少?
(2)浮冰在海面以下的体积是多少?
(3)如果海面所有浮冰全部熔化后,请结合相关公式推理说明是否会对海平面水位造成影响。
(1)浮冰受到的浮力是多少?
(2)浮冰在海面以下的体积是多少?
(3)如果海面所有浮冰全部熔化后,请结合相关公式推理说明是否会对海平面水位造成影响。
答案:
解:
(1)浮冰的重力$G_{冰}=mg = 51×10^{3}kg×10N/kg = 5.1×10^{5}N$;由于浮冰漂浮,则$F_{浮}=G_{冰}=5.1×10^{5}N$。
(2)根据阿基米德原理可知,浮冰在海面以下的体积$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{5.1×10^{5}N}{1.02×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=50m^{3}$。
(3)因为浮冰漂浮在海面上,所以$F_{浮}=\rho_{海水}V_{排}g = G_{冰}$① 又因为浮冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,所以$G_{水}=\rho_{水}V_{水}g = G_{冰}$②;由①②可得,$\rho_{海水}V_{排}g=\rho_{水}V_{水}g$,又知$\rho_{海水}>\rho_{水}$,所以$V_{排}<V_{水}$,即浮冰熔化为水的体积大于浮冰排开水的体积,所以浮冰全部熔化后,海平面水位上升。
(1)浮冰的重力$G_{冰}=mg = 51×10^{3}kg×10N/kg = 5.1×10^{5}N$;由于浮冰漂浮,则$F_{浮}=G_{冰}=5.1×10^{5}N$。
(2)根据阿基米德原理可知,浮冰在海面以下的体积$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{5.1×10^{5}N}{1.02×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=50m^{3}$。
(3)因为浮冰漂浮在海面上,所以$F_{浮}=\rho_{海水}V_{排}g = G_{冰}$① 又因为浮冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,所以$G_{水}=\rho_{水}V_{水}g = G_{冰}$②;由①②可得,$\rho_{海水}V_{排}g=\rho_{水}V_{水}g$,又知$\rho_{海水}>\rho_{水}$,所以$V_{排}<V_{水}$,即浮冰熔化为水的体积大于浮冰排开水的体积,所以浮冰全部熔化后,海平面水位上升。
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