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文档简介
第10章浮力(高频考点精讲)
考点01浮力
【高频考点精讲】
一、浮力
1、定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向上托起的力,这个力叫做浮力。
2、方向:竖直向上,与重力方向相反。
3、产生原因:浸在液体(或气体)中的物体,其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同,存在
二、探究浮力的大小跟哪些因素有关
1、实验方法:控制变量法
2、实验结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大,液
体的密度越大,浮力就越大。
3、注意事项:浸没在液体中的物体受到浮力的大小与深度无关。
【热点题型精练】
1.如图所示将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,它们所受到的()
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
C.长方体水平放置时.,若深度增加则压力差增加
D.向左、向右压强差相等,向左、向右压力差不等
解:AB、长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,
所以长方体物块上下表面受到水的压力差相等;
而长方体物块上下表面受到水的压强差:Ap=竽,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物
块上下表面受到水的压强差不相等,故A错误,BiE确;
CD、长方体物块横放时,物块处于悬浮状态,说明物块左右表面受到水的压力相等,即向左、向右的
压力差为0;同理可知,物块竖放时向左、向右的压力差为0,即两种情况下向左、向右压力差相等(A
F=O);而长方体物块左右表面受到水的压强差:AP=翌,因AF=O,所以Ap=O,即两种情况下向
»J
左、向右压强差相等;若深度增加,浮力大小不变,压力差的大小不变,故CD错误。
答案:B。
2.3个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你
认为鸡蛋所受浮力的方向应是()
A.FiB.F2C.F3D.F4
解:鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同,
这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F3正确;
答案:Co
3.如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部。如果向玻璃缸内轻轻加水,则加水后吸盘
将()
A.因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底
B.因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底
C.因受到水向上的压力而离开玻璃缸底
D.因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底
解:将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部,如果向玻璃缸内轻轻加水,吸盘受到水向下的压力,
但由于水不能进入吸盘内部,不能对吸盘产生向上的压力,根据浮力产生的原因可知,吸盘不受浮力作
用,则加水后吸盘因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底。故选项ABC错误、D正确。
答案:Do
4.M老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注
水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图所示),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起
来了,以下分析正确的是()
A.乒乓球在图中位置静止时没有受到浮力作用
B.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
C.乒乓球上浮过程中,受到的液体压强保持不变
D.乒乓球在图中位置静止时,是由于受到大气压的作用
解:A、图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口流出,但乒乓球下表面没有受到水的压力,所以不受
浮力作用,故A正确;
B、乒乓球上浮过程中至露出水面,排开水的体积变小,根据F浮=p,KgV怵可知,受到的浮力会变小,
故B错误;
C、乒乓球上浮过程中,距离水面的深度h变小,水的密度不变,根据P=Pgh可知,受到的液体压强
变小。故C错误;
D、乒乓球静止时,受重力、水的压力和支持力,在这三个力的作用下处于平衡状态,不是由于受到大
气压的作用。故D错误。
答案:A。
5.如图所示,小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块平放、侧放和竖放,使
其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数大小。该实验探究的是下
列哪个因素对浮力大小的影响()
平放则放竖放
A.液体的密度B.物体的密度
C.物体排开液体的体积D.物体浸入液体的深度
解:他先后将该铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,液体的密度相同,每次水面到达同
一标记处,说明物体排开水的体积相同,物体浸入水的深度不同,比较弹簧测力计示数大小,可以探究
浮力与物体浸入液体的深度的关系,故D正确。
答案:Do
6.利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的,随着α角的改变,悬线与水平面的夹角将保持不
变(选填“改变”或“保持不变”),剪断悬线,小气球将沿竖直向上方向运动。
解:浮力的方向总是竖直向上的,随着a角的改变,悬线与水平面的夹角不会改变(始终为90°);
剪断悬线,由于竖直向上的浮力大于竖直向卜的重力,所以小气球将沿竖直方向向上运动。
答案:保持不变;竖直向上。
7.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,
水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F一等于F向右(填“大于”“等于”或
“小于”);当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向F的大小关系
是F向上大于F一(填“大于”、“等于”或“小于”);通过以上探究,你认为浮力产生的原因是液
(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由P=Pgh可知,液体压强相等,又因为受力面
积相等,由p=(可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力FW,和F同右的大小相等,水平方向的合力为
0;
(2)当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于hh,由P=Pgh可知,P向L大于P向下,又因为受力面积相
等,由P=(可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向卜,此时竖直方向的合力不为0,方
向竖直向上;
因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F⅛=F向上-F向下=F*,即浮力产生的
原因是液体对物体上下表面的压力差。
答案:等于;大于;液体对物体上下表面的压力差。
8.如图所示,一个半球形物体浸没在水中,受到水向下的压力40N,半球受到水施加的浮力为80N,则
半球受到水向上的压力为120No
解:由F;?=F上-F卜得,半球受到的水向上的压力:
FL=F浮+Fτ=80N+40N=120No
答案:120。
9.某同学使用同一物体A通过实验来研究影响浮力大小的因素,做了如图所示的一系列实验。
(1)图③时物体A受到的浮力为1N,图⑤时物体A受到的浮力为1.2No
(2)对比分析②③两次实验,得出的结论是当液体密度一定时,物体排开液体体积越大,浮力越大。
(3)对比分析③⑤两次实验,得出的结论是当物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,浮力越
③④⑤
解;(1)由图①所示可知,物体A的重力为4N;由图③所示可知,物体浸没在水中受到的浮力为4N?3N
=IN,由⑤可知,物体浸没在盐水中受到的浮力为4N?2.8N=L2N。
(2)由图②③两所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不
同,且图②中浮力为4N-3.6N=O.4N<1N,由此可知:浸在同种液体中的物体所受到的浮力的大小与
物体排开液体的体积有关,且物体排开液体的体积越大,浮力越大,所以实验结论为:当液体密度一定
时,物体排开液体体积越大,浮力越大。
(3)由图③⑤所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,且图
③中物体受到的浮力IN小于图⑤中物体受到的浮力L2N,由此可得:当物体排开液体的体积一定时,
液体密度越大,浮力越大。
答案:(1)1;1.2;(2)当液体密度一定时,物体排开液体体积越大,浮力越大;(3)当物体排开液体
的体积一定时,液体密度越大,浮力越大。
考点02阿基米德原理
【高频考点精讲】
一、探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1、阿基米德原理内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2、公式:/=G排=∕⅛g/。
3、阿基米德原理同样适用于气体,此时∕¾=p气gVffi.
4、“浸在液体中”的含义
(1)如图甲、乙所示,物体浸没在液体中,此时V排=V物。
(2)如图丙所示,物体只有部分进入液体中,此时丫排<丫物。
5、浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与物体的质量、体积、重力、形状、浸没深度等
无关。
二、浮力的计算
1、称重法:&竽=G物-耳立(弹簧测力计两次的示数差)
A.铅球受到的浮力最大B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大D.它们受到的浮力一样大
解:由图可知,铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,
因物体浸没时排开液体的体积相等,
所以,体积相同的铅球、铜块和木块排开液体的体积相等,
由F浮=G排=PiftgV上可知,它们受到的浮力一样大。
答案:Do
11.某同学利用称重法探究浮力大小与哪些因素有关,选用一柱状铜块和多种密度小于铜的液体,实验装
置如图。记录实验过程中弹簧测力计示数F、浮力大小F浮、排开液体的体积V棒、液体的密度P淞四个
物理量,根据铜块浸在同种液体中的相关数据作出A、B两图像,根据铜块浸没在不同液体中的相关数
据作出C、D两图像,其中正确的是()
解:AB、当铜块排开液体的体积增大时,由F浮=PiftgV"可知,铜块受到的浮力增大,由F浮=G-F
可知,弹簧测力计的示数减小,当铜块全部浸没时,排开液体的体积等于铜块的体积,排开液体的体积
最大,由F浮=p1⅛gV扑可知,此时物体受到的浮力最大,因为液体的密度小于铜块的密度,所以此时
铜块受到的浮力小于铜块的重力,由F浮=G-F可知,此时弹簧测力计的示数大于0,故A错误,B正
确;
CD、由题意可知,铜块浸没在液体中,因此铜块排开液体的体积一定,根据F浮=P浓gV排可知,V排
一定时,F浮与P液成正比,由此可知图像为过原点的一条斜线,故CD错误。
答案:Bo
12.如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为IoCm2、高为5cm,体积为80cn?的均匀对称石鼓,其
下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是
()(取g=10N∕kg)
B.0.3NC.0.5ND.0.8N
解:石鼓排开水的体积:
V怵=80Cm3-1Ocm2X5cm=30cm3=30X106m3,
石鼓受到水的浮力:
3363
F浮=pgV∣∣t=1.0×10kg∕mX1ON/kg×30×10-m=0.3No
答案:Bo
13;在海簧测力计下挂一长方体物块,将物块从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后
将其逐渐浸入水中(如图甲),图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,水的密度
为1.0X103kg∕n√,g取10N∕kg,忽略液面的变化,则下列说法中正确的是()
万
°48Cjn
A.物体受到的最大浮力是5N
B.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
C.物体的体积是4.0XO>m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压强是8×IO3Pa
解:A.由图像可知,当h<4cm时,弹簧测力计示数为9N不变,此时物体在空气中,由二力平衡条
件可知,物体重力G=F=9N,
当h>8cm时,弹簧测力计示数为5N不变,此时物体浸没在水中受到的浮力最大,则物体受到的最大
浮力F浮=G-F,=9N-5N=4N,故A错误;
B.物体刚浸没时上表面受到水的压力为零,由浮力产生的原因F3=F向上-F向卜可得,下表面受到水
的压力F向上=F浮+F向下=F浮=4N,故B错误;
C.因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以由F浮=P液gV排可得,物体的体积V=V排
=4×10'4m3,故C正确;
P型~1.0×103kg∕m3×10N∕kg
D.由图乙可知,物体从h=4cm时卜表面与水面接触,到h=8cm时刚好浸没,忽略水面的变化,则
物体的高度H=4cm=0.04m,
物体刚浸没时下表面受到水的压强p=p,κgh=1.0×103kg∕m3×10N∕kg×0.04m=400Pa,故D错误。
答案:C»
14.如图所示,当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的1时,弹簧测力计的示数为5.0N;
当物体浸在水中的体积为物体体积的;时,弹簧测力计的示数为3.5N.从弹簧测力计上取下物体将其缓
慢的放入水中(容器足够大,水足够多),则物体静止时受到的浮力为()
A.9.0NB.8.5NC.8.OND.7.5N
解:(1〉山“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的1时,弹簧测力计的示数为5.0N√,
可得:
F浮ι=G-Fu1,
即P⅛g∣V=G-5.0N∙∙∙φ;
由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的1时,弹簧测力计的示数为3.5N:”可得:
P水g∣V=G-3.5N∙∙•②
由①-②,解得V=—ɪ-O
P减
(2)当从弹簧测力计上取下物体将其缓慢的放入水中,假设其全部浸没,那么它受到的浮力:
3333
F;?=pgVj⅛=1.0×10kg∕m×g×V=1.0XɪOkg∕m×g×-ɪ-=9N,
P型
Q1
将V==一代入P,Kg-V=G-5.0N…①;
P疤3
解得G=8N,
浮>G,
取卜.物体将其缓慢的放入水中,物体漂浮,
,物体静止时受到的浮力为8.ONO
答案:Co
15.2022年6月17日,我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰下水,命名为“福建舰”。该舰满载
时排水量为8X10%其满载航行时,所受浮力的大小为8×108N(g=10N∕kg),方向为竖直向
±_。
解:由阿基米德原理可得,“福建舰”满载航行时,所受浮力的大小为:
438
F浮=G推=mjl∣g=8×IOXɪ0kg×1ON∕kg=8×ION;
方向为竖直向上。
答案:8×108;竖直向上。
16.小新同学将调好的电子秤放在水平桌面上,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,再用细线系住一个体积为20cn?铝块,将其缓慢浸没在溢水杯中如图所示的位置并保持静止,
同时用小烧杯将溢出的水收集起来。图示的情况与铝块未浸入水中时相比,溢水杯底受到水的压强
变,电子秤示数不变(均选填“变大不“变小”或“不变”)。小烧杯所收集到的水的重力为0.2
3,g=10N∕kg)o
解:(1)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=P,κ
gh可知,水对溢水杯底的压强不变;
(2)由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开
的水重,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子秤示数不变;
(3)将铝块浸没在水中,排开水的体积等于铝块的体积,所以将溢出的水倒入量筒中,读出量筒中水
33
的体积就是铝块的体积,为20cπ?,小烧杯所收集到的水的重力G"=m拌g=p⅛gVf∣h=1.0×10kg∕m
×1ON/kg×20×106m3=0.2N。
答案:不变;不变;0.2»
17.如图所示,水平地面上有底面积为450Cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器,内有质量为600g、体积
为1.5Xl0Tm3、质量分布均匀且不吸水的物体A,通过一根长18Cm的细线与容器底部相连,水面距
容器底45cm,则物体A所受的浮力大小为15N:若剪断绳子,待物体A静止后水对容器底的压
33
强变化了200Pao(p⅛=1.0×10kg∕m,gIR1ON/kg)
解:(1)由图示可知,物体A浸没在水中,排开水的体积:Vft=V=I.5Xlθ-ɪɪʌ
此时物体A所受水的浮力:F浮=P水gV排=LoX103kg∕m3×10N∕kg×1.5×10^3m3=15N;
(2)物体A的重力:G=mg=0.6kg×10N∕kg=6N,
因为G<F浮,所以剪断绳子时,物体A将上浮,待其静止后处于漂浮状态,
A漂浮时所受浮力:F浮=G=6N,
漂浮时,物体A排开水的体积:际彘际90",
AVVrfV,
ʌ.V排排N排1.5,10?3G3?0.6)<10?3加3
剪断绳子后,水面下降的高度:=0.02m,
Ah=TT-=-^—450×1074m2
容容
水对容器底的压强变化:AP=P⅛<g∆h=l.θ×103kg∕m3×10N∕kg×0.02m=200Pa..
答案:15;200»
18.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液
体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为3.8N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为1.4N.石块排开的水所受的重力可
由AD(填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力。
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是A。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则能(选
填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
解:(1)由图B可知,弹簧测力计的示数为3.8N,即物体对弹簧测力计的拉力为3.8N,
因为物体间力的作用是相互的,弹簧测力计对物体的拉力也为3.8N;
因为物体处于平衡状态,受拉力和重力是一对平衡力,大小相等,故物体的重力是3.8N:
(2)由称重法:知:F浮=G-F小=3.8N-2.4N=1.4N;
液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力,由图中AD两个步骤测出;
(3)根据(2)知Ffj=1.4N;排开液体的重力:Gjt=F耐咏-Fwj=2.6N-L2N=1.4N,故可以得出浸
在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力,即F浮=G“;
(4)本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究型实验,多次测量找普遍规律。
A.测量型实验多次测量取平均值减小误差,此实验为探究型,不能求平均值,故A不合理;
B.用原来的方案将水换成酒精进行多次实验,找出普遍规律,故B合理;
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验,找出普遍规律,故C合理;
故选A;
(5)只将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出;F浮
=G钵。
答案:
(1)3.8;(2)1.4;AD;(3)排开液体的重力;(4)A;(5)能。
19.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2000Pa0求:
(1)液体的密度;
(2)若将边长为IOCm的正方体木块放入圆柱形容器中,如图乙所示,木块静止时,有一半的体积露
出液面,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。
25cm
甲乙
解:(1)已知液体的深度为:h=25cm=0.25m,
根据P=Pgh可知,液体的密度为:
p*=-⅛—-=0.8×103kg∕m3;
V砍g?10N∕kg×0.25m6
(2)木块的体积为:V木=(0.1m)3=0.001m3,
木块浸在液体中排开液体的体积为:
333
Vit=ɪv木=ɪ×0.001m=0.5×10-m,
此时木块受到的浮力为:
3333
F;?=p⅛gVrt=0.8×10kg∕m×1ON/kg×0.5×10'm=4N;
(3)木块原来漂浮,所以木块的重力为:G=F浮=4N;
木块全部浸没在液体中,此时排开液体的体积为:V储=V木=SOOIn?,
此时木块受到的浮力为:
333
F滓'=pjsgV£=0.8X10kg∕m×1ON/kg×0.001m=8N;
木块受到竖直向上的浮力和竖宜向下的压力、重力的作用,由力的平衡条件可得,
压力为:F=F浮'-F浮=8N-4N=4N°
答:(1)液体的密度为OSXl()3kg∕m3;
(2)木块受到的浮力大小是4N;
(3)要使木块浸没至少需要施加向下的压力为4N。
考点03物体的浮沉条件及应用
【高频考点精讲】
一、物体的浮沉条件
1、物体的浮沉取决于所受浮力与重力之间的大小关系
(1)如图甲所示,物体浸没在液体中,如果Z⅛>G物,物体上浮,最终处于漂浮状态,此时Z¾=G物;
(2)如图乙所示,物体浸没在液体中,如果∕¾=G物,物体悬浮。
(3)如图丙所示,物体浸没在液体中,如果Fn<G物,物体下沉,最终处于沉底状态,此时∕¾+%=G物。
甲乙丙
2、物体的浮沉取决于物体密度与液体密度之间的大小关系
(1)如图甲所示,物体浸没在液体中,如果「液>「物,物体上浮,最终处于漂浮状态;
(2)如图乙所示,物体浸没在液体中,如果∕¾=∕⅛,物体悬浮。
(3)如图丙所示,物体浸没在液体中,如果夕液<0物,物体下沉,最终处于沉底状态。
二、浮力的应用
1、轮船
(1)原理:密度大于水的钢铁做成空心,增大排开水的体积,从而增大浮力。
(2)排水量:轮船满载时排开水的质量。
2、潜水艇:浸没在水中的潜水艇排开水的体积不变,潜水艇所受浮力不变,通过改变自身重力来实现上
浮和下沉。
3、气球和飞艇:使内部气体的密度小于空气的密度。
4、密度计
(1)原理:物体漂浮时所受浮力等于自身重力。
(2)特点:测量液体密度时浸入待测液体的体积越大,待测液体密度越小。
【热点题型精练】
20.“我劳动,我快乐!”晓马同学养成了良好的劳动习惯,坚持每天在家洗碗,既为父母减轻了家务负担
又锻炼了自己。在洗碗过程中,他发现同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。结合
浮力的有关知识,比较两种情况下碗受到的浮力,下列说法正确的是()
A.沉入水底时碗受到的浮力较大
B.漂浮在水面时碗受到的浮力较大
C.两种情况碗受到的浮力大小相等
D.条件不足,无法比较浮力的大小
解:根据浮沉条件可知,碗沉入水底时,受到的浮力小于它的重力,碗漂浮时,浮力等于自身的重力,
由于重力相同,所以碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力小,故B正确。
答案:B»
21.两不相同的实心小球,分别放入水平桌面上甲、乙两个装有不同液体的相同容器中,小球静止后两容
器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是()
甲乙
A.容器甲中小球受到的浮力小于容器乙中小球受到的浮力
B.容器甲底部受到液体的压强大于容器乙底部受到液体的压强
C.将容器乙中的液体及小球倒入容器甲中,充分混合后两小球悬浮
D.容器甲中液体的密度小于容器乙中液体的密度,且容器甲对桌面的压力等于容器乙对桌面的压力
解:
A、由图可知,小球在甲、乙两液体中分别处于漂浮和悬浮状态,故两球受到的浮力都等于小球的重力
大小,相同的小球,重力相等,所以容器甲中小球受到的浮力等于容器乙中小球受到的浮力,故A错
误;
B、根据物体的浮沉条件可知,甲容器中液体的密度大于球的密度,乙容器中液体的密度等于球的密度,
即pψ>p球,p乙=P球,所以p甲>p乙,
小球静止后两容器的液面相平,即两液体的深度相同,根据P=Pgh可知,甲容器中液体对容器底的压
强大于乙容器中液体对容器底的压强,故B正确;
C、由于pq,>ps当将容器乙中的液体及小球倒入容器甲中,充分混合后,混合液体的密度一定大于
乙容器中液体的密度,即混合后的液体密度大于球的密度,由物体的浮沉条件可知,两球均漂浮,故C
错误;
D、容器甲中液体的密度大于容器乙中液体的密度:两个容器完全相同,小球静止后两容器的液面相平,
说明液体体积与小球排开液体体积之和相等;由图知,小球在甲液体中排开液体的体积较小,则可知甲
液体的体积较大;因甲液体的密度较大,根据G=mg=pVg可知,甲液体的重力大,即G>m>G乙池,
由于容器对桌面的压力等于容器的重力、液体的重力及小球的重力之和,故容器甲对桌面的压力大于容
器乙对桌面的压力,故D错误。
答案:BO
22:小明参观了中国科技馆“探索与发现”展厅A区后,用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了“浮沉子”如图所
示。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧
瓶盖使其密封。当用力挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误
A.“浮沉子”漂浮时,所受重力等于它受到的浮力
B.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
C.“浮沉子”上浮时,玻璃瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”都不可能悬浮在水中
解:A、“浮沉子”漂浮时,所受重力等于它受到的浮力,故A正确;
BCD、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,这
时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。松开手,小瓶内水面上的空气
体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因
此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中;故BC正确,D错误。
答案:Do
23.甲、乙两物体的密度相同,甲的体积是乙的2倍。将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表
面相平,如图所示。现将乙物体取下,当甲物体静止时,甲物体将()
A.沉在水槽的底部
B.悬浮在原位置
C.漂浮,水下部分高度与甲的高度之比为I:2
D.漂浮,露出水面部分的体积与甲的体积之比为1:3
解:由图可知:甲、乙处于漂浮,V排=V甲,
则由物体的漂浮条件可知:F3=G,,1+G乙,
即:P水gV排=P物gV用+P物gV乙,
已知V甲=2V乙,
_1
所以,P水gV甲=P物gV∣∣ι+p,⅛g^V甲,
解得:P物=ɜp水,
则当乙物体取下,由物体的浮沉条件可知:甲物体会漂浮,故A、B错误;
甲漂浮时,由物体的漂浮条件可知:F浮甲=G中,
即:P水gV排I=P物gV甲,
?浸ɪV排、2
由V=Sh得:卢=ɪ=产=不故C错误;
2甲FV甲3
S
V露V稗排、V
已知V霸=VrP-V排1,则TT-=—-------=17-jτ-=1?ɔ=ɔ:故D正确。
V甲V甲V甲SS
答案:D。
24.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢
水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯
ɪ
中,小球漂浮且有五的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知P酒精=0.8Xl(pkg/nʌ下列计算
正确的是()
①小球的质量是40g
②小球的体积是50Cm3
③液体的密度是1.1X103kg∕m3
33
④小球的密度是0.9X10kg∕mo
A.只有①②正确B.只有②③正确C.只有②④正确D.只有①③正确
解:由题意知小球放入乙液体中处于漂浮状态,故F浮乙=G=G用故m=m捧=50g;
由题知,在甲中小球下沉,小球的体积就等于排开酒精的体积,所以据P=弓可得:
40gUC3
V—V酒,产万m=诵正布=50CnT;
所以小球的密度是:
Pkvf=黑=IgZcm3=1000kg∕m3;
因为小球在乙中漂浮,所以
F浮=G本身
根据阿基米德原理有,F浮=m扑g=p乙*V①;
且G本身=P球gV②;
故将①②带入F浮=G本身可得:
10
P乙gγ[V=P球gV
所以P乙=IIP球=⅛X1OOOkgZm3=I.I×103kg∕m3
故②③正确;
答案:Bo
25.质量相同的两个实心物体甲和乙,体积之比V甲:V乙=2:3,将它们轻轻放入水中,静止时所受的浮
力之比F甲:F乙=8:9,p*=l×103kg∕m3,下列说法正确的是()
A.甲,乙两物体都漂浮在水面上
B.甲物体漂浮在水面上,乙物体浸没于水中
33
C.乙物体的密度p乙=0.75×10kg∕m
33
D.乙物体的密度pz,=0.85×10kg∕m
解:设甲、乙两物体质量都为m,甲、乙两物体的体积分别为2V、3V°
①若甲、乙均漂浮,
因漂浮时物体受到的浮力和自身的重力相等,且甲、乙两物体的质量相等,
所以,甲、乙受到的浮力相等,即F,:F4=I:1,与题意不符,故该可能被排除,A错误:
②若甲、乙均浸没,
则物体排开液体的体积和自身的体积相等,由Fif=PgV徘可知,它们受到的浮力之比:
P^x2v
F浮甲:F浮乙=°次§而=2:3,与题意不符,故此种情况不可能;
③由①②可知,只能是“甲、乙中一个物体漂浮,另一个物体浸没在水中”,
因甲乙的质量相等,且甲的体积小于乙的体积,
由P=与可知,甲的密度大于乙的密度,
则甲物体浸没于水中,乙物体漂浮在水面上,故B错误;
此时甲受到的浮力:F甲=P水gV甲=P水gX2V,乙受到的浮力:Fz.=G乙=m乙g=p乙V乙g=p乙X3Vg;
己知F甲:F乙=8:9,
F甲P次gx2V8
所以有:
F乙一p^×3Vg-9'
3333
解得:PΔ=∣p*=∣×lθ×10kg∕m=0.75×10kg∕m,故C正确,D错误。
答案:Co
26.饺子是中国的传统美食之一,在包、煮、吃的过程中包含许多物理知识。生饺子刚放入开水中时沉底,
是因为饺子受到的浮力小于(选填“大于”“小于”或“等于")重力;煮熟的饺子会浮起,主要
是因为饺子的体积(选填“质量”“体积”或“密度”)变大了。
解:煮饺子时,饺子刚放入水中,由于饺子所受的重力大于浮力,所以饺子会沉入锅底;
饺子煮熟后,饺子内的水受热汽化后形成水蒸气,使饺子膨胀、体积变大,使饺子所受浮力变大,当浮
力大于饺子的重力时,饺子上浮。
答案:小于;体积。
27.某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图所示)要使潜水艇下潜,应对水舱
水(选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,潜水艇受到的浮力不变,潜水艇受到的液体压
强变大(后两空选填“变大”“变小”或“不变
解:潜水艇是通过改变自身的重力来达到沉浮目的,潜水艇悬浮时,受到的浮力等于重力,要使潜水艇
下沉必须满足G>F浮,由此应对水舱注水;
潜水艇下潜过程中,排开水的体积不变,海水的密度不变,根据F浮=P海水gV”"J■知,潜水艇受到的浮
力不变;
潜水艇下潜过程中,深度增大,海水的密度不变,根据P=P①kgh可知,潜水艇受到的液体压强变大。
答案:注水;不变;变大。
28.边[长为1(km的我立方体木块,漂浮在水面上时,有五分之二的体积露出水面,如图甲所示。将木块
截去一部分后,再用少许粘合剂(其质量和体积忽略不计)固定上与截去部分体积相同的合金材料后,
投入某种液体中仍漂浮,如图乙所示,此时液体对它竖直向上的压强为IXPa,p合金=2.6Xl()3kg/m3,
则合金材料的质量是0.52kg.(g=10N∕kg)
甲乙
解:木块的体积:
V=0.lm×0.lm×0.1m=0.001m3,
∙.∙木块漂浮在水面上,有m本积露出水面,
∙,∙F浮=G木,
3
「F浮=P水V排g=p水gVg,G木=P4;Vg,
3
∙∙P4<~Vg=p木Vg,
Λp4;=∣p水二焉XlX103kg∕m3=0.6×103kg∕m3,
设截去木块的体积为V,,
Y在某种液体中仍漂浮,
・,・剩余木块的重加上合金重等于受到液体的浮力,
即G木+G金=P木(V-V')g+p金V'g=F浮',-----------------①
Y木块受到液体的浮力:F/=F下表面-F上表面=F下表而=PS=1×IO3PaXO-Olm2=ION,-----------②
二由①②可得:
P木(V-V,)g+p⅛V,g=10N,
即:0.6×103kg∕m3×(0.001m3-V,)×10N∕kg+2.6×IO3kg∕m3×V,×IONZkg=ION,
解得:
V,=2×10-4m3,
m⅛=p金V'=2.6×IO3kg∕m3×2X10-4m3=0,52kg>.
答案:0.52,
29:小明按照t教材中“综合实践活动”的要求制作了简易密度计。取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端
塞入适量金属丝并用石蜡封口。(如图所示)
(1)为了给密度计标上刻度,他进行了如下操作:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上LOgZcn?;
b.将其放入密度0.9g∕cm3植物油中,用同样的方法在密度计上标上0.9g∕cm3;
c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1g∕cπ?,将整个饮料吸管均匀标上刻度;
d.将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g∕cn?刻度处。
①如图甲所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在P点(选填“p”或"q”)。
②在实验步骤C中,小明这样均匀标示刻度是错误(选填“正确”、“错误”
③若被测液体的密度为Pift密度计浸入被测液体的深度为h(如图乙)、自制密度计的质量为m,横截面
积为S,用给定的字母推导出p液与h的关系式为。/=奋
④若所测的酒精的实际密度为0.8g∕cnΛ将此密度计放在核酒精中,则实际酒精液面处在此密度计
0.8g∕cm3刻度线的上(选填“上”、“下”)方。
(2)小红为了让测量结果更准确,想使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,请为小红设计一
种改进方法:用更细的吸管做密度计。
(3)小虎在吸管中的放入金属丝并封口后,将其放入液体中,出现如图丙所示的现象,为顺利完成实
验任务,你的解决办法是减少吸管下端的一些金属丝。
甲乙丙
解:(1)①因为酒精的密度小于水的密度,浸在水中的酒精中时,V怵水<Vt⅛,
所以密度计放在酒精中,液面的位置在水密度值
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