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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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