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文档简介

中考物理章节突破

第十章浮力

中考频度:★★★★☆难易程度:★★★☆☆

考情分析与预测

考情分析预测考点

本章要求学生认识浮力,知道浮

力大小的影响因素,会运用阿基

米德原理。浮力结合液体压强的

综合运算。要就浮力大小与排开液体所受重力的关系,漂

本章中考中涉及考点多,难度浮体模型,利用浮力测密度

大,经常结合前后考点。涉及题

目范围包括选择题、实验题、计

算题。

黄真题再现

_____-

选择题(共13小题)

1.(2020•兰州)质量相等,体积不等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时的情景如图所示,下列说

法正确的是()

A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力

B.甲的密度小于乙的密度

C.甲的下表面受到水的压力比乙的大

D.甲的下表面受到水的压力与乙的相等

【解析】解:

A、甲、乙两实心正方体物块分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知:F浮甲=G,u,F浮乙=G乙,

由于两球质量相等,重力相等,所以浮力相等,故A错误;

B、由图可知,甲物块在水中悬浮,乙物块在水中漂浮,由p物=p液时物体悬浮、p物<p液时物体漂浮或上

浮可知,pip—pz.,故B错误;

CD、根据F;kF向上-F向下可知:F向上=F”F向下,由于甲悬浮,乙漂浮,则F甲向下>0,F乙向下=0,所以,

F,;响上,F乙向上,故C正确,D错误;

【答案】Co

2.(2020•玉林)关于浮力,下列说法正确的是()

A.潜水艇下潜得越深,受到的浮力越大

B.潜水艇是靠改变自身重力来改变浮沉状态的

C.漂浮在液面上的物体所受到的浮力大于它所受到的重力

D.悬浮在空中的热气球所受到的浮力大于它所受到的重力

【解析】解:

A.潜水艇在水中下潜得越深,但排开水的体积不变(等于潜水艇自身的体积),根据F浮=p,kgV排可知,

潜水艇受到的浮力不变,故A错误;

B.潜水艇浸没在海水中受到的浮力不变,是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,故B正确;

C.漂浮在液面上的物体处于平衡状态,其所受到的浮力均等于自身的重力,故C错误;

D.悬浮在空中的热气球处于平衡状态,其所受到的浮力等于它所受到的重力,故D错误。

【答案】Bo

3.(2020•西藏)有两根相同的缠有铜丝的木棒,将它们分别放入装有不同液体的两个烧杯中,会竖直立在

液体中,静止时液面相平,如图所示。下列说法中正确的是()

甲乙

A.液体的密度大小关系p单〉pz.

B.木棒在液体中受到的浮力大小关系F甲VF乙

C.容器底部受到液体的压强大小关系p甲=p1i

D.木棒排开液体的质量大小关系m甲=01乙

【解析】解:ABD、由图可知,密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,F浮=G密,

两个密度计完全相同,则重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;即乙,根据阿基米

德原理F浮=G怵知,排开液体的重力相等,根据G=mg知排开液体的质量也相等,故B错误,D正确;

由图知,甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F浮=pgV排可知,甲液体的密度小于

乙液体的密度,即p,i,<p乙,故A错误;

C、因p甲<p乙,液面高度相同,根据p=pgh可知,两个容器底部所受液体的压强p甲<p乙,故C错误。

【答案】D。

4.(2020•烟台)三个完全相同的烧杯,分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同液体,将烧杯放在同一个

水槽中,静止时如图所示。则下列说法正确的是()

------

A.三个烧杯所受浮力相等B.乙液体的密度最大

C.丙液体的密度比水大D.三种液体的密度相等

【解析】解:

A、由图可知:V中排<\/丙排<V乙徘;由F浮=pgV排可知:烧杯所受的浮力:F乙>Fi*j>F甲,故A错误;

BD、根据F浮=G可知:烧杯与液体的总重力:6乙>6丙>6甲,由于烧杯相同,所以三种液体的重力关系:

G乙浓>G内浓>G甲液,

由G=mg可知,液体的质量关系:m乙iSi>m丙;g>m单滤,

由于三种液体的体积相同,由p=g可得,p乙液〉p丙液〉p甲液,故B正确,D错误;

C、对丙进行受力分析可知:F浮=6杯+G丙浓,

由F?*=pgV俳、G=mg和p=giq得:p水gV排=ptfgV杯+pLV丙液,---------------①

因烧杯有一定厚度,且丙液体液面与水面相平,则右边烧杯排开水的总体积等于烧杯自身浸入的体积加上

丙液体的体积,即V排=丫林次+V丙渣,

所以①式可写为p水gV杯浸+p水gV丙浓=pffgV杯+p丙浓gV丙浓,

因为P水,所以P/KgV杯浸<p杯名丫杯,则p水gV丙液>p丙浓gV丙浓,所以p水>p丙波,故C错误。

【答案】B。

5.(2020•河池)水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方

体A、B(VA<VB)分别放入两种液体中,静止后如图所示。下列说法正确的是()

甲乙

A.甲液体的密度较大

B.甲液体对容器底的压力较小

C.甲液体中的物体所受的浮力较大

D.两种液体对容器底的压强相等

【解析】解:

AC、把A、B两物体作为一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,

由漂浮条件可知F浮=GA+GB,所以该整体在两液体中受到的浮力相等,故C错误;

由图知,V排甲=VB,V排Z,=VA,且VA<VB,

所以V排甲>V排乙;

因整体在两液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,

所以,由F浮=p液8\^排可知,两液体的密度关系:p甲Vp乙,故A错误;

BD、已知两液体的深度h相同,且p甲Vp乙,由p=pgh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的

压强,且甲乙容器的底面积相同,根据p=1知甲液体对杯底的压力小于乙液体对杯底的压力,故B正确,

D错误。

【答案】B。

6.(2020•大连)如图所示,两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲,乙两种不同的液体。

a、b是体积相等的两个小球,a球漂浮在液面上,b球沉没在容器底。甲液面高于乙液面,且两种液体对容

器底的压强相等。则()

A.两种液体的密度pw=p乙

B.两种液体的质量m甲=mz,

C.两个小球所受的重力Ga>Gb

D.两个小球所受的浮力FaVFb

【解析】解:A、两种液体对容器底的压强相等,根据p=pgh,因为h,>h乙,所以p甲Vp乙,故A错误。

B、两种液体对容器底的压强相等,受力面积相等,根据F=pS得,所以甲和乙两种液体对容器底的压力相

等,

即F甲=F乙,所以G甲+Ga排=G乙+Gb排,

由于p甲Vp乙,Va排Wb样,

所以P甲Va排Vp乙Vb排,

所以,Ga排VGb排,

故G甲>6乙,

01甲>171乙,故B错误。

CD、a漂浮在甲液面上,Ga=Fa,b在乙液体中沉底,Gb>Fb,又因为F浮=p液gV排,乙液体密度大,b排

开乙液体体积大,所以乙受到的浮力大于甲受到的浮力,即Fb>Fa,所以Gb>Ga,故C错误,D正确。

【答案】Do

7.(2020•常,州)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮

料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为p甲、p乙.则

()

A.F浮甲>F浮乙,p甲>p乙B.F浮甲<F浮乙,p甲<p乙

C.F浮甲=F浮乙,p甲>p乙D.F浮甲=F浮乙,p甲Vp乙

【解析】解:由于饮料瓶漂浮,则F浮=G,所以,饮料瓶在两种液体中受到的浮力相等,都等于饮料瓶受

到的重力G,即F浮甲=F浮乙=G,

由图知,饮料瓶排开液体的体积:V甲排〈V乙排,根据F浮=p;figV排可知液体的密度:p*>p乙。

【答案】Co

8.(2020•郴州)如图所示是甲、乙两种物质的m-V图像,用这两种物质按一定比例混合制成实心小球,

并将其放入水中。下列分析正确的是()

A.若甲、乙物质质量相等,则实心小球将沉入水底

B.若甲、乙物质体积相等,则实心小球静止时漂浮于水面

C.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为5:3

D.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质质量比为3:2

【解析】解:

、由图像可知,当3

Amtp=300g,V1?,=200cm,

m乙=200g时,V乙=300cm3,

则甲、乙两种物质的密度分别为:

m甲300g.-,>3r=ixffi2I3

pv=~~~■=-------2-r=1.5g/cnr,同理,pz,=—g/cm-,

V甲200cm33

若甲、乙物质质量相等(为m),

甲的体积为:V|=」一;

P甲

乙的体积为V2=」一,

P乙

混合制成实心小球的平均密度:

O9Q

__2Q用072PmP2X1.5g/cmX石g/cm

p=2m=2m=92Tmn=/卜甲卜乙=/卜甲2乙=_________________3:

VVi+V2叫出p甲+P乙p甲+P乙1.5g/cm34g/cm3

P甲P乙3

<L0g/cm3;

由物体的浮沉条件,若甲、乙物质质量相等,则实心小球将上浮,最后漂浮在水面上,A错误;

B、若甲、乙物质体积相等(为V),

甲的质量:

mi=p甲V;

乙的质量:

m2=p乙V,

实心的平均密度:

PfflV+P7VP甲+P7L5g/cm34vg/cm313

p=———..........——=———...........-=-------------------------------71.08g/cm3>1.Og/cm3;

2V22

由物体的浮沉条件,若甲、乙物质体积相等,则实心小球将下沉,最后沉在水底;B错误;

C、设甲的体积与总体积之比为X、乙物质与总体积之比为1-x,

小球的平均密度:

m甲+私乙=P甲Vx+P乙V(l-x)”+乙(一),

VV

实心小球悬浮在水中,根据浮沉条件小球的平均密度等于水的密度,

即p甲x+p乙(1-x)=1.5g/cm3Xx+—g/cm3X(1-x)=1.Og/cm3;

3

x=40%,

即甲的体积与总体积之比为40%,乙物质与总体积之比为1-40%=60%,

若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为:

40%:60%=2:3,C错误;

D、设甲物质质量占总质量的比为n,则乙占总质量之比(1-n),根据密度公式,小球的平均密度:

,,-m_-_P甲P乙

V甲'+V乙'1nli“ya-n)nP乙+(l-n)P甲

P甲P乙

PfflP7.

根据悬浮的条件:-------5一——=1.Og/cm3;

nP乙+(l-n)P甲

将p甲=1.5g/cn?和p乙=2g/cn?代入上式得:

3

甲物质质量占总质量的比:n=60%;

乙物质质量占总质量的比:1-n=l-60%=40%,

则甲、乙物质质量比为:

60%:40%=3:2,D正确。

【答案】D。

9.(2020•大庆)一个底部横截面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器静止于水平桌面上,一个物体悬挂于

弹簧秤下端,开始完全浸没在水中处于静止状态,如图甲,此时弹簧秤的读数为5.0N;后来缓慢提起物体,

直到物体的工体积露出水面,如图乙,发现容器底部水的压强减少了lOOPa,已知p*=1.0X103kg/m3,g

4

=10N/kgo则下列说法不正确的是()

B.物体的密度为1.625X1()3kg/n?

C.容器底部对桌面的压力减小2N

D.弹簧秤的读数变为8N

【解析】解:(1)根据p=pgh知,当物体的▲体积露出水面时,减小的深度为:

4

△Ah,=-A卜n-=------------lOOPa------------=0n.0n1im,

p水g1.ox103kg/m3X10N/kg

减小的体积为:

△V=SAh=200X10-4m2X0.01m=2X10-4m3,

物体的体积为:

V=4XAV=4X2X10-4m3=8X10-4m3,

物体浸没在水中时受到的浮力为:

F!?=p*gV=l.OXIO3kg/m3X10N/kgX8X10-4m3=8N,

根据称重法F浮=6-F知,物体的重力为:

G=F浮+F=8N+5.ON=13N,

根据G=mg知,物体的质量为:

m=—=―—=1.3kg,故A正确;

glON/kg

物体的密度为:

p=a=___=i.625X103kg/m3,故B正确;

V8X10-41n3

(2)物体的工体积露出水面时的浮力为:

4

F(?'=p*gV«=p(1-—)V=1.0X103kg/m3XlON/kgX2.X8X10-4m3=6N,

44

根据称重法F浮=6-F知,此时物体的拉力为:

F'=G-F浮'=13N-6N=7N,故D错误;

所以弹簧测力计的拉力增大了△F=F'-F=7N-5N=2N,容器底部对桌面的压力减小了2N,故C正确。

【答案】Do

10.(2020•郴州)小明将两个完全相同的物体A、B,分别放在甲、乙两种液体中,A、B处于如图所示的

漂浮状态,且此时液面处于同一水平高度。由此可判断()

--三]B二

————————L———J——

甲乙

A.甲液体密度小于乙液体密度

B.物体A、B下表面所受液体压强相等

C.甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强

D.A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力

【解析】解:

AD、两个完全相同的物体A、B,则两物体的重力相同,A、B分别放入两杯中,两物体漂浮,受到的浮力

F=G,故两物体受到的浮力相同,F浮A=F浮B,根据阿基米德原理:Fif=p因B排开液体的体积

大,故为p¥>p乙,故AD错误;

B、因为两个完全相同的物体A、B,则两物体的重力相同,所受的浮力相等,所以上下表面所受的压力差

相等,上表面所受液体压力都为0,因此物体A、B下表面所受液体压强相等,故B正确;

C、静止时甲、乙液面刚好相平(如图所示),即容器底部的深度相同,图中甲乙两种液体的密度分别为pq,

>p乙,根据p=pgh可知,两烧杯底部所受液体的压强分别为p“,>p乙.故C错误。

【答案】Bo

II.(2020•泸州)如图所示,同一个球在A液体中处于漂浮状态,在B液体中处于悬浮状态。下列判断正

确的是()

A.A液体的密度小于B液体的密度

B.A液体的密度大于B液体的密度

C.球在A液体中受到的浮力小于在B液体中受到的浮力

D.球在A液体中受到的浮力大于在B液体中受到的浮力

【解析】解:AB、由图可知,同一小球在A、B两种不同液体中分别处于漂浮和悬浮状态,因为小球在A

液体中漂浮,所以PA>P球,因为小球在B液体中悬浮,所以PB=P球,物体悬浮,所以A液体的密度大于

B液体的密度,故A错误,B正确;

CD、因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,因此A液体中物体受的浮力等于B液体中物

体受的浮力,故CD错误。

【答案】B。

12.(2020•雅安)如图所示,当乒乓球从水里上浮到水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯

底的压强为PA,在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为PB,则它们的大小关系是()

PBB.FA<FBPA<PB

C.FA>FBPA>PBD.FA>FBpA=PB

【解析】解:

由图知,乒乓球在A位置时是浸没,此时VHFA=V球;在B位置时是漂浮,此时V挂B〈V球,所以V拷A

>Vfl:B>

由F浮=p海gV桂可知乒乓球受到的浮力FA>FB;

由于从水里上浮直至漂浮在水面上,排开水的体积减小,水面下降,则hA>hB,

根据P=pgh可知水对杯底的压强PA>PB。

【答案】Co

13.(2020•雅安)预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时,要向江中沉放大量的施工构件。如图

甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,

构件所受浮力Fi、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(g取10N/kg)。下列判断正确的是()

B.构件的密度为3Xl()3kg/m3

C.浮力Fi随h变化的图线是图乙中的①图线

D.当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面受到江水的压强为4Xl()4pa

【解析】解:A、从乙图中可以看出,当构件完全淹没时的高度为2m,则构件边长为2m,故A错误;

BC、由图可知,构件在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大,所以浮力也逐渐变大,则钢丝绳的拉力F2

逐渐减小;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,钢丝绳的拉力F2也不变,因此反映钢丝绳拉

力F2随h变化的图线是①,构件所受浮力随h变化的图线是②,故C错误;

由图线知,构件完全淹没时,拉力F2=1.6X1()5N,

构件体积:V=F=(2m)3=80?

构件完全淹没时,V"F=V=8m3,则有

Fi?=G-F2,即:P*gV4it=pgV-F2

代入数值可得:

1X1o3kg/m3X1ON/kgX8m3=pXlON/kgX8m3-1.6X105N

则构件的密度为:p=3X103kg/m3,故B正确;

D、当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面距江面4m-2m=2m,

构件上表面受到江水的压强为:p=p水gh=lX103kg/m3xi0N/kgX2m=2Xl()4pa,故口错误。

【答案】Bo

二.计算题(共5小题)

14.(2020•贺州)如图所示,水平放置的平底柱形容器A内装有一些水,不吸水的正方体物块B的边长为

10cm,用细线(重力和体积忽略不计)拉住物块B,细线的另一端固定在容器底部,静止后物块B浸入水

中的体积为6X10Ym3,此时细线被拉直,长为6cm,物块B所受拉力为IN。求:(p水=LOXdkg/m3,

g取1ON/kg)

(1)物块B受到的浮力;

(2)物块B受到的重力;

(3)水对容器底部的压强。

【解析】解:

(1)物块B受到的浮力:F浮=p,kgV持=1.0X103kg/n?X10N/kgX6X10“m3=6N;

(2)物块受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和向下的拉力,

根据力的平衡条件可得,物块所受的重力为:G=F浮-F捡=6N-1N=5N;

6X104ir3

(3)物块浸入水中的深度为:ha=Z^-==0.06m;

S0.lmX0.Im

则水的深度为:h'=h浸+L线=0.06m+0.06m=0.12m;

水对容器底部的压强为:p=p水gh,=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.12m=1200Pa«

答:(1)物块B受到的浮力为6N;

(2)物块B受到的重力为5N;

(3)水对容器底部的压强为1200Pa»

15.(2020•雅安)如图所示,水平桌面上放置底面积为lOOcn?、质量为500g的圆桶,桶内装有30cm深的

某液体。弹簧测力计下悬挂底面积40cm?、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没液体中,在

圆柱体未进入液体中时,弹簧测力计示数为18N,圆柱体浸没液体中时,弹簧测力计示数为12N.(可以忽

略圆桶的厚度,过程中液体没有从桶中溢出,g取10N/kg)。求:

(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;

(2)桶内液体密度;

(3)当圆柱体完全浸没时,圆桶对桌面的压强。

【解析】解:

(1)由题可知,物体重G柱=18N,完全浸没液体中时,圆柱体受到的拉力Fti=12N,

圆柱体受到的浮力:F浮=G|^-F拉=18N-12N=6N;

(2)因为圆柱体浸没,则有

VV枇=5柱h=40cir)2x10cm=400cm3—4X104m3,

由阿基米德原理可得,F浮=pi«gV排,

6N=p液X10N/kgX4X10-4m3,

解得液体的密度为:pis=l.SX103kg/m\

3363

(3)液体的质量:mffiV«=1.5X10kg/mX100X30X10-m-4.5kg,

液体的重力:G;«=niiftg=4.5kgX10N/kg=45N,

圆桶的重力:Gffi=m桶g=0.5kgX10N/kg=5N,

则总重力:G.&=G浓+Gffi+G柱=45N+5N+18N=68N,

圆桶放在水平桌面上,圆桶对桌面的压力:F=G总-F拉=68N-12N=56N,

此时圆桶对桌面的压强:p=L=.56N...=5600Pa»

S10-2m2

答:(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力6N;

(2)桶内液体密度是IXl^kg/n?;

(3)当圆柱体完全浸没时,圆桶对桌面的压强5600Pa。

16.(2019•贺州)如图甲所示,是一圆柱形容器,放在水平桌面上,内装有25cm深的液体,该液体对容器

底部产生的压强为2000Pa(g取10N/kg).求:

(1)液体的密度;

(2)若将边长为10cm的正方体木块放入圆柱形容器中,如图乙所示,木块静止时,有工的体积露出液面,

4

此时木块受到的浮力大小;

(3)要使木块浸没至少需要施加多大向下的压力。

【解析】解:

(1)已知液体的深度为:h=25cm=0.25m,

根据液体压强公式p=pgh可知,液体的密度为:

2000Pa33

P液=P=0.8X10kg/m;

gh10N/kgX0.25m

(2)木块的体积为:V《=(0.1m)3=O.OOlm3,

木块浸在液体中排开液体的体积为:

Vj|P=(1-A)V木=-lx0.001m3=0.00075m3=0.75X10-3m3,

44

根据阿基米德原理可知,此时木块受到的浮力为:

Fj?=piftgV排=0.8义103kg/m3X1ON/kgX0.75X10-3m3=6N:

(3)假设物体全部浸没到水中,此时排开液体的体积为:

丫徘'=丫木=0.0011113,

根据阿基米德原理可知,此时木块受到的浮力为:

F浮'=piftgVflf'=0.8X103kg/m3X1ON/kgX0.0()1m3=8N;

所以需要施加的压力为:

F=F浮F浮=8N-6N=2N。

答:

(1)液体的密度为0.8Xl()3kg/m3;

(2)木块受到的浮力大小是6N;

(3)要使木块浸没至少需要施加向下的压力为2N。

17.(2019♦鄂州)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速

下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数

F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示(忽略此过程中水面的高度变化)。求:

(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;

(2)物块的密度;

(3)从物块刚好浸没水中到h=10cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少Pa?

【解析】解:

(1)由图像可知,弹簧测力计的最大示数F最大=8N,此时物块未浸入水中,则物块重力G=F最大=8N;

物块全浸入时弹簧测力计的示数F示=4N,

受到的浮力:

F浮=G-F示=8N-4N=4N;

(2)由F浮=p水gV排得物块的体积:

\T\TF,学_AY1八_4~3

V—V排-----------------------------------4X10m,

P水gix103Kg/m3XlON/Kg

物块的质量:

m=9=————=0.8kg,

glON/kg

p物=典=—哒空一=2X103kg/m3;

V4X10-4m3

(3)由图乙可知,hi=4cm时物块刚好浸没水中,从物块刚好浸没水中到h2=10cm过程中,

物块下表面变化的深度△h=h2-hi=10cm-4cm=6cm=0.06m,

水对物块下表面的压强变化:

△p=p水g4h=l义103kg/m3X1ON/kgX0.06m=600Pa«

故答案为:(1)物块完全浸没在水中受到的浮力为4N;

(2)物块的密度2Xl()3kg/m3;

(3)从物块刚好浸没水中到h=10cm过程中,水对物块下表面的压强变化了600Pa。

18.(2018•贵港)如图所示,正方形物块边长为10cm,漂浮于足够高的底面积为So的盛有足量水的圆柱形

容器中,有工体积露出水面。g取10N/kg。求:

5

(1)该物块受到浮力;

(2)该物块的密度;

(3)若未投入物块时,水对容器底部的压力为Fo.试求出物块漂浮时,水对容器底部的压力Fi并求出物

块浸没时水对容器底部的压强;

(4)若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了200Pa,物块浸没时与物块漂浮时水

对容器底部的压力之比为30:29,则未投入物块时容器中水的深度是多少?

【解析】解:

(1)正方体的体积:V=L?=(0.1m)3=0.001m3;

工体积露出水面时木块受到的浮力:

5

F浮=「水8丫排=lXl()3kg/m3xi0N/kgX(1-A)X0.001m3=8N;

5

(2)因为木块漂浮,

所以G=F浮=8N,

木块的密度:

G_

p=—=^-=-^-=-----------------=0.8X103kg/m3;

VVgVlON/kgX0.001m3

(3)由于容器为圆柱形容器,木块漂浮时,木块受到的浮力等于木块重力,水对容器底部的压力:

F1=Fo+G=F()+8N;

木块浸没时,水对容器底部的压力:

333

F2=Fo+p水gV=F()+1X1okg/mX0.001mXlON/kg=F()+1ON;

物块浸没时水对容器底部的压强:

Fn+10N

P=—-----:

Sos0

(4)物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比:Fg+10N=毁,

F0+8N29

解得Fo=5ON,

FF+8N

物块漂浮时,水对容器底部的压强pi=_L=_L_,

2oS0

F

未投入物块时,水对容器底部的压强P2=w&,

根据题意可知,p-p2=*-%=%逊.-驷=2OOPa,

S°SQSQSQ

解得So=O.O4m2,

未投入物块时水对容器底部的压强:P2='=50N]250Pa,

S00.04m2

由p=pgh得:

未投入物块时容器中水的深度:

h=^-^-=--------125%---------=0.125m=12.5cm。

PglX103kg/m3X10N/kg

答:(1)木块受到的浮力为8N;

(2)木块的密度为O.8XK)3kg/m3;

(3)物块漂浮时,水对容器底部的压力Fi为Fo+8N;物块浸没时水对容器底部的压强为包吧L;

S0

(4)未投入物块时容器中水的深度是12.5cm。

等改演练文

一.选择题(共n小题)

I.水平桌面上有一个圆柱形容器,现将一个物块A放入容器中,物块有工的体积露出水面,如图甲所示;

5

当用0.1N的力向下压物体,物块A刚好与水面相平,如图乙所示;把A、B用细线相连放入水中时,两物

体恰好悬浮,且B体积是A体积的噌,如图丙所示•(g取10N/kg,水的密度p水=1.0Xl()3kg/m3)则下

列说法正确的是()

A.物体A的密度是0.2Xl()3kg/m3

B.物体A浸没时受到的浮力是0.4N

C.绳对B的拉力大于0.1N

D.物体B的密度是3Xl()3kg/m3

【解析】解:A.由题意可知,物块A放入容器中时,有工的体积露出水面,

5

则物块排开水的体积:丫排=(1-1)VA=1VA.

55

物块受到的浮力:F浮=paV产p水gX‘VA,

5

因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,即F浮=GA,

所以,由6=018=「\^可得:p水gX_lvA=PAVAg,

5

则物体A的密度:PA=-|Pl.ox103kg/m3=0.8X103kg/m3,故A错误;

B.当用O.1N的力向下压物体,物块A刚好与水面相平,此时排开水的体积:V/=VA,

则物体A浸没时受到的浮力:F;/=p,kgV/=p,kgVA,

因物块A受到竖直向上的浮力、竖直向下重力、压力的作用下处于平衡状态,

所以,由物块A受到的合力为零可得:F浮'=Fj*+G,即p水gVA=F压+pAVAg,

-53

则VA=7—————-----------------------------------------------=5X10m,

(P水-PA%(1.0X103kg/m3-0.8X103kg/m3)XION/kg

3353

物体A浸没时受到的浮力:F浮'=p*gVA=l.OX10kg/mX10N/kgX5XIO-m=O.5N,故B错误;

3353

C.物块A的重力:GA=pAVAg=O.8X10kg/mX5X10-mX10N/kg=0.4N,

把A、B用细线相连放入水中时,两物体恰好悬浮,

此时物块A受到竖直向上的浮力、竖直向下重力和绳的拉力处于平衡状态,

由物块A受到的合力为零可得:F浮'=GA+F绳,

,

则绳子的拉力:F^=F3-G=0.5N-0.4N=0.1N,故C错误;

D.由B体积是A体积的-L可得,VB=」-VA=」~X5XlO_5m3=5><io6m3,

101010

物体B受到的浮力:F浮B=P水gVB=1.0X103kg/m3X1ON/kgX5X10-6m3=0.05N,

因物体B受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下重力作用下处于平衡状态,

所以,由物体B受到的合力为零可得:GB=F浮B+F纯=0.05N+0.1N=0.15N,

G

则物体B的质量:ITIB=-^~=0。15N.=o.()]5kg,

g10N/kg

物体B的密度:PB=%~=8015kg=3Xi03kg/m3,故D正确。

VB5X10~6m3

【答案】D。

2.三个相同的容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态

如图所示,以下判断不正确的是()

甲乙丙

A.小球受到的浮力关系是F乙=F丙>F甲

B.液体的密度关系是pz.>p丙>p邛

C.液体对容器底部的压强关系是pi>p,Aj>p申

D.容器对桌面的压强关系是p'¥>pZ>p'内

【解析】解:

三个完全相同的小球,其质量、体积和密度都相同;

A、由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲容器中

下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙〉F甲,故A正确;

B、小球在甲中下沉,故p球>p甲,在乙容器中漂浮,故p球<p乙,在丙中悬浮,故p球=p丙;所以三种液

体的密度关系为:p乙>「丙>p甲,故B正确;

C、静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙液体的密度最大,根据p=pgh可知,乙容器

底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,即pz,>ppq>p甲;故C正确;

D、开始时,液体的体积V,=V4=V丙,放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体体积

=丫丙';

由于pqjVp丙,故m单<01百,重力G单<G丙,乙液体溢出的体积最少,故剩余液体体积V/最大;

又因为p乙最大,根据G=mg=pgV可知,乙的重力最大,故GipVG丙VG乙;

容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、

容器内的液体和球的重力之和,即F甲VFpjVF乙;

由于受力面积相同,由p=g•可得,pZ>p'内〉p'甲,故D错误。

【答案】D。

3.实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,如图所示,此时浸入水中的体积为6Xl(/4m3,然后在其上表

面放置一个重4N的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平(g取10N/kg,p水=1.0Xl()3kg/m3),则该木

块()

①木块的重力是10N;

②木块的体积是0.6X10-3m3;

③木块的密度是0.6X103kg/m3;

④放置铝块后,木块下表面受到水的压强增大了400pa»

A.只有①②B.只有②③C.只有③④D.只有②④

【解析】解:①未放置铝块前,木块受到的浮力:F浮=pzkgV怵=lX103kg/m3xi0N/kgX6XM4m3=6N,

因木块漂浮,所以木块的重力:G木=F浮=6N;

②放置铝块后,因为整体漂浮,所以此时木块受到的浮力:F浮'=G木+G铝=6N+4N=10N;

因为放置铝块后,木块上表面刚好与水面相平即木块正好完全浸没;则木块的体积(木块排开水的体积):

V*=V排——-----------------------=1X103m3:

P水gIX103kg/m3XlON/kg

③由G=mg得木块的质量:m木=臼1=—胆—=0.6kg;

g10N/kg

则木块的密度:p木="=―”^空一=0.6X103kg/m3;

V木IXIO'V

④因实心正方体木块的体积为1x10rm3,则边长为0.1m,

底面积:S=0.1mX0.1m=0.01m2;

根据浮力产生的原因,放入铝块后,木块下表面受到压力的增大量等于增大的浮力,即△F=Z\F浮=4N,

则木块下表面受到水的压强增大:△p="=—也J=400Pa。

S0.01m2

综上分析可知,只有③④正确。

【答案】Co

4.如图所示,甲容器内只有水,乙容器内有冰块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,三个相同的容

器内水面高度相同,则下列说法正确的是()

A.冰块的密度大于球的密度

B.三个容器中,甲容器对水平桌面的压力最小

C.水对三个容器底的压力不同

D.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力变小

【解析】解:

A、由图可知,乙容器内有冰块漂浮在水面上,冰的密度小于水的密度;丙容器中悬浮着一个小球,小球的

密度等于水的密度,则冰块的密度小于球的密度,故A错误;

BC、在乙容器中,根据作用力和反作用力可知,水给木块一个竖直向上的浮力F浮,木块会反过来施加给

水一个竖直向下的压力FtE,而且FIE=F浮.这个压力会通过水、容器传递给桌面:

在甲图中,甲容器对于桌面的压力=6水+6杯,乙图,木块漂浮,所以F浮=G木=G排.乙容器对桌面的压

力=6'水+6木+Gff=G',k+G排+G杆,因为G',K+Gjit=G水,所以甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压

力;同理甲容器对于桌面的压力等于丙容器对桌面的压力;故BC错误;

D、若向丙容器中加入酒精,则液体的密度减小,排开的液体的体积不变,根据阿基米德原理可知,小球受

到的浮力变小。故D正确。

【答案】D。

5.如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变

作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉。则()

A.用力捏大瓶,小瓶能实现悬浮

B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变小

C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉

D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉

【解析】解:

AB、挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,小瓶内

的气体密度变大,这时小瓶里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;浸没时,就处

于悬浮状态,故B错误、A正确;

C、盖上小瓶瓶盖,挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,水不能压入小瓶中,小瓶的重力不变,浸入水里的体

积不变,故C错误;

D、松开大瓶瓶盖,用力捏大瓶,大瓶上方的气压不变,水不能进入小瓶中,所以小瓶不会下沉松开手,故

D错误。

【答案】A。

6.为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作

规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水

杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是()

A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大

B.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力

C.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,电子秤示数不变

D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小

【解析】解:AD、铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,

根据公式p=pgh可知,水对溢水杯底的压强不变,

根据公式F=pS可知,水对溢水杯底的压力不变,故AD错误;

B、根据阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于排开水的重力,

铝块浸没在水中静止时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力作用,

绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差,

F拽=G-F浮=pfljgV铝-p水gV第=(p(g-p水)gV铝;G排=「水8丫铝,月.p铝-p水Wp水,

所以绳对铝块的拉力不等于铝块排开水的重力,故B错误;

C、由于溢水杯中装满水,铝块浸入水中静止时,由阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开水的重力(溢

出水的重力),而铝块对水的压力大小与浮力相等(即该压力等于溢出水的重力),

F—GH;+G水,F=G«;+G水-G排+F浮,

所以溢水杯对电子秤的压力不变,则电子秤示数不变,故C正确。

【答案】Co

7.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正

方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是()

A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC

B.三个物体的密度大小关系为PA>PB>PC

C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲〉F6>F丙

D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙

【解析】解:

A、由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排

<VB排<Vc推,根据F『p"V怵可知,浮力的大小关系为:FAVFBVFC,故A错误;

B、由图可知,A和B处于漂浮,C处于

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