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文档简介
第10章浮力
选择题(共12小题)
1.弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下
降,然后将其逐渐进入水中如图(甲),图(乙)是弹簧测力计示数F与物体下降高度h
变化关系的图象,则下列说法中正确的是()
2
!
二
H:H
甲乙
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是Z.ZSXIoTg/n?
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
2.如图,盛有水的圆柱形小容器漂浮在盛有水的圆柱形大容器中,大容器的底面积是小容
器的4倍(大、小容器壁的厚度均不计)。现将体积相等的小球A、B投入小容器中,投
入后,两容器内的水对各自容器底部压强的增加量相等。小球A的密度的最大值为()
A.4X103kg/m3B.5X103kg/m3C.6X103kg/m3D.7X103kg/m3
3.如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体,把两个完全相同的立方
体A、B分别放入这两种液体中,均处于漂浮状态,静止时两个容器中的液面相平,A、B
在两种液体中所受浮力分别为既、FB,液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则()
B.FA=FBpT=P乙
C.FA=FBp甲Vp乙D.FA=FBp¥>p乙
4.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小
球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析
正确的是()
A.两小球所受浮力F.VFH
B.两种液体的密度P甲Vp乙
C.两种液体对容器底部的压强p单=p^
D.两种液体对容器底部的压力F甲>FL
5.我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板,为亚洲最大。2019
年1月,“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装
载钻井平台的工作过程示意图如图所示,半潜船先通过调整水舱里的压载水量,平稳地
将船身和甲板潜入约30米深的水下,只露出船楼建筑;然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲
板正上方水面,半潜船开始排出水舱里的压载水,上浮到甲板与钻井平台底部接触时,
将钻井平台绑扎固定在甲板上,继续排出水舱里的压载水,半潜船船身连同钻井平台一
起上浮,浮出水面,最后静止。半潜船在上浮过程中()
A.当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮
B.当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮
C.排出的压载水总重大于钻井平台重
D.排出的压载水总重等于钻井平台重
6.如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,物体的底面积
为20CIA杯子的底面积为100cm2,拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确
的是()
①物体的密度为2.5g/cm3
②t=ls时,水对杯底的压力为24N
③物体上升的速度为8cm/s
④当物体有一半露出水面时,受到的浮力为1N
B.①®@C.①③④D.③④
7.如图甲,将塑料球和木球用细线相连放入水中静止时,木球露出的体积是它自身体积的
3/8,当把细线剪断后,如图乙,木球露出的体积是它自身体积的工,这时塑料球受到池
2
底对它的支持力为F,若塑料球与木球的体积比为1:8,则下列计算结果不正确的是
()
甲乙
A.木球重4F
B.塑料球的密度为axiC^Kg/m,
C.塑料球受到的浮力为F
D.细线剪断前后,两球受到的总浮力相差2F
8.如图两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放
入甲液体中,两球沉底如图甲所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,两
容器中液面刚好相平,则下列说法正确的是()
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
D.甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
9.如图所示,水池底部的排水口用重为1N、面积为20cmz的塞子塞住,放水至虚线处。图
甲中,如用弹簧测力计向上逐渐用力拉塞子,当弹簧测力计的示数为6N时,塞子恰好被
拔出。图乙中,如用空心密闭塑料瓶(不计重力)代替弹簧测力计,同样使池中水位达
到相同位置时恰好将塞子拔出。下列结论正确的是()
甲乙
A.图甲中未拉弹簧测力计之前,塞子受到浮力为1N
B.塞子未拔出前,甲图中水池的水深最大可达30cm
C.甲、乙两图中在塞子未拔出前,水池底受到水的压强都为2500Pa
D.图乙中塑料瓶排开水的体积不少于500cm3才能将塞子拔出
10.如图所示,圆柱形容器装有适量的水,将密度为2.5g/ciA体积为40cn?的物体M用一
细绳提起,使物体M的体积刚好有一半露出液面且保持静止时,磅砰示数为70g,如图
甲所示。接下来将物体M放入水中,如图乙所示,磅秤示数将变化80g。下列判断错误
的是()
甲乙
A.两次台秤示数的变化等于物体M两次所受浮力的变化
B.图甲中物体M下表面受到的液体压力为0.2N
C.图乙中物体M对容器底部的压力为0.6N
D.图乙中磅秤的示数为150g
11.在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N.把实心小球浸没在密度
为0.8Xl()3kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6N,下列说法不正确的是()
A.小球受到的浮力是2N
B.小球的质量是0.8kg
C.小球的体积是2.5乂10-%3
D.小球的密度是3.2XjL()3g/cm3
12.如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心
小球A、B、C分别放入两个容器中,放入小球后两个容器中的液体深度相同,且A、C
两球排开液体体积相同,B球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉。则下列选项错误的是
A.甲液体比乙液体对容器底的压强大
B.三个小球中密度最小的是C球
C.如果把A、C两球对调,A球在乙液体中可能下沉
D.A、C两球所受的浮力相等
二.多选题(共13小题)
13.如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为S.弹簧测力
计下悬挂一个长方体金属块,从水面开始缓慢浸入水中,在金属块未触底且水未溢出的
过程中,测力计示数F随金属块浸入水中深度h的关系图象如图乙。下列分析正确的是
()
B.金属块的高度为瓦
F
C.金属块的密度为一1—P*
Fl』2
F,-Fc
D.金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压强增加>_2.
S
14.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),按如图两种方式放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体
中,A刚好浸没在乙液体中,两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是()
甲乙
A.甲液体密度小于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体对B下表面的压强小于乙液体对A下表面的压强
D.装甲液体的容器对水平桌面的压力小于装乙液体的容器对水平桌面的压力
15.一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10cm高的水密封后放在水平地面上,
如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、
外液面的高度差如图乙和图丙所示(P水=1*1()31^/1113,8=10*1^,瓶壁厚度忽略不计)。
A.玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力
B.玻璃瓶底的面积为50cm2
C.未知液体的密度为0.75g/cm3
D.玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8N
16.在底面积为S的薄壁柱形容器内注入适量的水,让空烧杯漂浮在水面上,测出水的深
度为%,如图所示;再将一金属球放入烧杯中,此时烧杯仍漂浮在水面上,测出水的深
为瓦,最后将该金属球取出放入水中(空烧杯仍漂浮在水面上),待金属球沉底后测出水
的深度为h2.已知水的密度为P水,则()
h2-h0
B.金属球的密度为一!_2P水
hl-h0
C.金属球沉底后,它对容器底的压力为P水g(hi-h2)S
D.金属球沉底后,它对容器底的压力为P水g(hi-ho)S
17.如图甲所示,将密度计插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值,即为该
液体的密度。如图乙、丙所示,在木棒的一端缠绕一些铜丝做成一支简易密度计,将其
分别放入水平桌面上盛有不同液体的两个相同的烧杯中,它会竖直漂浮在液体中,静止
后两个烧杯的液面相平。下列说法正确的是()
甲乙丙
A.图甲中液体的密度为1.55g/cm3
B.乙、丙两图中木棒底部所受液体的压力相等
C.图乙烧杯中液体的质量比丙图的小
D.图乙中烧杯对桌面的压强大于图丙中烧杯对桌面的压强
18.如图所示,水平桌面上底面积为S的柱形容器中装有水,符金属块和木块叠放在水中,
水面恰好与木块上表面相平;将金属块取下放入水中后下沉至底部木块再次静止时,水
对容器底压强减小了P。已知金属块的重力为G”木块的重力为G2,水的密度为P,下
列说法正确的是()
Gl+G2
B.木块受到的浮力减小pS
C.金属块的体积为足
Pg
D.金属块的密度为」pGi
G「pS
19.如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两
种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是()
A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体
B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等
D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强相等
20.水平面上放有甲、乙两个完全相同的容器,容器中装有质量相等的不同液体。现把质
量相等的A、B两球放入甲容器中后,A漂浮、B沉底;用线把A、B两球系在一起放入乙
容器中(线的质量和体积不计),静止后的状态如图所示,两容器中液面恰好相平。下列
说法中正确的是()
A.甲容器中的液体密度比乙容器中的液体密度小
B.A球在甲中所受浮力大于在乙中所受浮力
C.甲容器底所受液体压强小于乙容器底所受液体压强
D.甲容器对水平面压强等于乙容器对水平面压强
21.如图甲所示,水平面上有一个底面积为S的薄壁圆柱形容器,容器中装有质量为叫的
水,现将一质量m2的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为物块
体积的3,如图乙用力缓慢向下压物块直至使物块恰好浸没在水中(水未溢出)的过程
5
中,下列说法正确的是(已知水的密度是P*)()
A.物块所受的浮力不断增大
B.木块的密度是水密度的2
5
C.图乙位置时力F的大小为42g
3
D.图乙位置时水对容器底部的压强为(3mi+5m2)g
3S
22.底面积为S的圆柱形驶容器中盛有密度为P液的液体,里于水平桌面上,如图甲所示。
现将一个重为G。的金属块用弹簧测力计(未画出),通过细线吊着浸没在液体中,如图
乙所示,此时弹簧测力计的示数为用;之后将细线剪断,金属块沉到容器底部,如图丙
所示。则下列判断正确的是()
A.金属块的密度P金产.匕液Fi)“
G0
B.金属块的密度P金腐=♦液G0
G0-Fi
C.甲、乙两种情形相比较,液体对容器底的压强变化量是△p=£^
S
D.乙、丙两种情形相比较,容器底对桌面的压强变化量是△PI=£L
S
23.小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素“,A是实心圆柱体根据数据作
出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象如图乙,从图乙可知不正确
的()
nz.
A.物体受到的重力为2N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C.该物体的密度为LOXUfkg/m?
D.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
24.如图,三个相同容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体,将三个完全相同的铜球分别沉
入容器底部,当球静止时,容器底受到球的压力大小关系是F甲〉FL>F丙.则三个球受
到的浮力关系和三种液体的密度关系是()
A.F浮甲>F浮乙>F浮丙B.F浮甲VF浮乙VF浮丙
C.P甲>P乙>P丙D.P甲VP乙VP丙
25.水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,A、B、C是三个相同
的长方体,将它们分别放入三个容器的液体中,静止时,三个容器内的液面相平,如图
所示,则下列判断正确的是()
A.物体受到的浮力F浮A>F浮B>F浮c
B.液体对容器底的压强p用<pz<p丙
C.物体下表面受到液体向上的压力FA=FB=FC
D.容器对桌面的压力F单<Fz,VF丙
三.填空题(共10小题)
26.如图那样,先秤出木块重,再把木块轻轻放入盛满水的溢水杯的水面上,然后秤出被
漂浮着的木块从溢水杯排到小桶中的水的重力,测量数据记录在下表,表中尚有部分数
据没有填写,请你补填完整。
物体重力(N)小桶和液体总重(N)小桶重(N)木块排开水的重力物体所受浮力
(N)(N)
11.50.5
27.晓雯学习了浮力知识后进一步思考:浮力是液体对物体向上的托力。而物体间力的作
用是相互的,所以物体对液体一定有向下的压力,那么浮力的大小与物体对液体压力的
大小有什么关系呢?
(1)晓雯利用烧杯、水、天平、金属圆柱体、细线和测力计,进行了如下探究:
①在烧杯中盛适量水,用天平测出烧杯和水的总质量mi=136g;
②用测力计测出圆住体的重力G=0.54N;
③如图所示,将圆住体部分没入水中,记下测力计的示数F,则圆柱体所受水的浮力
为;保持圆柱体浸入水中的部分不变,向天平的右盘加上适量的核码。使天平重
新平衡。记下天平的读数IU2,则圆柱体对水的压力为o
(2)下表为晓雯记录的实验数据:(表中h2>%)
圆柱体的位置测力计的示数F/N圆柱体侵入后天平的读数
m2/g
圆柱体部分浸入0.44146
圆柱体浸没深度比0.34156
圆柱体浸没深度h20.34156
通过分析表格中的数据,可以得出:浮力的大小物体对液体压力的大小;你还可
以得出什么结论?(写出一条即可)
28.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想
①可能跟物体浸入液体的深度有关;
②可能跟物体的重力有关;
③可能跟物体的体积有关;
④可能跟物体浸入液体的体积有关;
⑤可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明做了如图所示的实验;他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次
把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:
(1)铁块分别在水中1、2、3的位置,弹簧测力计的示数怎样变化?o这可能
使我们误认为越大越大,在位置3、4中,弹簧测力计的示数又怎样变
化?,说明了»
(2)比较实验的整个过程,分析弹簧测力计的示数的变化规律,可以总结出什么结论。
证明上述猜想是正确的。
29.某兴趣小组利用同一物体“探究浮力大小等于什么?”的实验过程如图甲所示。
(1)物体所受的重力为No
(2)利用水进行探究记录的实验数据如下表,请将表中空缺的数据补充完整。
实验过程弹簧测力计的示排开液体的体积排开液体的重力物体所受的浮力
数F(N)V(cm3)G(N)F(N)
A4000
B3.5500.5
C10011
D310011
(3)利用另一种液体进行实验(如图E所示),则所用液体的密度是kg/m3;
(4)当测力计吊着物体,从接触水面开始缓慢完全浸入水中,到与底部刚好接触的过程
中,能正确表示物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象(如图乙)是
(5)分析实验数据可知,物体所受浮力大小等于
30.两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体,图示是同一只鸡蛋在
两种液体中静止时的情景。图中两种液体的密度分别为P甲和P乙,鸡蛋所受浮力分别
为F甲和F乙,容器底部所受液体压强分别为p单和p乙,则它们的大小关系是:P甲P
F甲F乙,p甲p乙,以下三种方案:①在鸡蛋上开小孔,用注射器抽取鸡蛋
内蛋清,再用胶带封好小孔;②在鸡蛋上开小孔塞入大头针,用胶带封好小孔;③在容
器中加入比原液体密度更大的液体,若想使鸡蛋在乙液体中下沉,可行的方案有
(填序号)。
二-甲一乙
31.有木球、铝球、铜球各一个,它们在水中静止时的情况如图所示,则球一定是
空心的。
IX1
32.质量相等的甲、乙两个实心球,它们的密度之比为5:3.若将甲、乙都放入水中,静
止时它们受到的浮力之比为2:3,则乙球的密度是。
33.将一轻质弹簧的两端分别固定在正方体物体A、B表面的中央,把正方体物体B放在水
平桌面上,当物体A、B静止时,弹簧的长度比其原长缩短了5cm,如图甲所示。则物体
A的质量为kg.现将物体A、B上下倒置,并将它们放入水平桌面上的平底圆柱
形容器内,使物体A与容器底接触(不密合),再向容器中缓慢倒入一定量的某种液体,
待物体A、B静止时,物体B上表面与液面平行,且有1/4体积露出液面,此时容器底对
物体A的支持力为1N.已知物体A、B的边长分别为5cli1、10cm,物体A、B的密度之比
为16:1,圆柱形容器的底面积为150cm,,弹簧原长为10cm,弹簧所受力F的大小与弹
簧的形变量Ax(即弹簧的长度与原长的差值的绝对值)的关系如图乙所示。上述过程中
弹簧始终在竖直方向伸缩,且撤去其所受力后,弹簧可以恢复原长。不计弹簧的体积及
其所受的浮力,g取10N/kg,则物体B的密度为kg/m3;容器内倒入液体的质量
是kgo
34.将某物体放入装满水的容器中溢出30g水,放入装满煤油的容器中溢出24g煤油,该
物体在水中静止时受到的浮力为N,在水中静止时可能处于状态。(P煤
^=0.8X10^^,g=10N/kg)
35.在弹簧测力计下挂一圆柱体。从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,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,如图所示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变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是N;
(2)分析图象BC段,可得结论:物体越大,所受到的浮力越大。
四.实验探究题(共8小题)
36.如图所示,把一个底面积为S,高为1的长方体浸没在密度为P的液体中,上、下表
面分别距液面为%和h2,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力。
(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是,浮力的方向是.
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的
重力请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。
37.如图所示,小李在实验室中做了如下实验:
N
一h
二-
巳
三
-一2N
二
二
二-
却
图2图3
川|1巾|巾1|周|巾
012345g
图4
①用弹簧测力计测出物体A受到的重力;
②用弹簧测力计测出物体A浸没在水中时受到的拉力;
③用天平称量出酒精和容器的总质量;
④物体A仍然挂在弹簧测力计下,浸没在酒精中,但不触底,容器中的酒精也未溢出,
通过增减硅码和移动游码,仍使天平保持平衡。根据以上实验步骤回答下列问题:
(D物体浸没在水中所受的浮力好=N;浸设在酒精中所受的浮力F2=N;
(2)当物体A浸没在酒精中,天平仍保持平衡时,右盘中只有两个祛码,其质量分别
为、g,此时游码在标尺上指示的质量值是g.(已知酒精的密度
为0.8X103kg/m3,g取10N/kg)
38.小明同学在探究浮力的实验中:
(1)如图甲,把半径为3cm、密度均匀的实心小球A用细线挂在弹簧测力计上,测得其
重力为N,他用手竖直向上轻轻托起小球,弹簧测力计示数将变o
(2)他又将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明小
球受浮力作用且浮力的方向是竖直向,当小球顶部距水面7cm时,弹簧测力计示
数为1.9N,如图乙,小球受到的浮力大小是No
(3)为进一步研究浮力产生的原因,小明自制了薄壁实验箱,左右分别是柱形箱B和C,
B箱下部有一圆孔与C箱相通,他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体M放在圆孔上
紧密接触,并向B箱中加入适量的水使M浸没且沉在箱底,如图丙。现往C箱加水至与
M下表面相平时,M下表面橡皮膜(选填“受到”或“不受”)水的压力作用;继
续向C箱中加水至M上下表面橡皮膜形变程度相同时,则M上下表面受到水的压力
(选填“相等”或“不相等”);再向C箱中加一定量的水,M上下表面形变程度如图丁,
则下表面受到水的压力(选填“大于”“小于”或“等于“”)上表面受到水的压
力。这就是浮力产生的真正原因。
(4)同组小斌同学根据第(2)小题中小球受到的浮力大小和第(3)小题探究浮力产生
的原因巧妙地计算出图乙中小球A受到水对它向下的压力是N.(圆面积公式S=
nr2,取”=3)
39.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图1所示,用手把饮料罐按入水中,饮料料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。
这个事实可以支持以上猜想(选填序号)
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别
为4N,4.5N和5N.然后进行如图2所示的实验。
①在序号a的实验中物所受的浮力为N.
②比较序号,,e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度
有关。
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所变的浮力越;
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力关。
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图3所
示的实验、由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为这结论不
可靠,主要原因是图3
图1
40.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N„
(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N.石块排开的水
所受的重力可由(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.
(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.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(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
D
41.科学社团的同学们进行了各种特殊方法测量的展示活动,下面就是他们设计的一个实
验:小军同学把一矿泉水瓶底剪掉,瓶盖拧紧并吊一重物可以做成一个简易密度计,其
重力G=4N.在水中漂浮时液面对应瓶上的某一刻度线此处可标记为1(g/cm3),在酒精
中液面对应另一刻度线处,此处可标记为0.8(g/cm),贝!!:
(1)1(g/m3)的刻度线位置是(选填"a”或"b”)处;
(2)两次操作中,简易密度计在水中和酒精中的G持之比是;
(3)如果在甲图瓶中放入一物体后液面正好与刻度线b相平,如图丙所示,则物体重力
为N,这样可以把密度计改装成一个测量重力的工具。
Q
42.由如图所示实验中观察到的数据,计算相应的物理量。(P水=103kg/m3)
(1)物体受到的浮力为No
(2)物体排开水的体积是m3»
(3)物体排开的水重为No
黑
甲乙
43.某同学在“探究浮力大小与什么因素有关”时,做了如下图所示的实验。根据要求完
成下列探究过程:
甲在空气中乙石块浸入水丙测石块排开
测石块所受中后,弹簧测的水所受的
的重力G力计的示数G'重力G推
(1)石块的重力G=N«
(2)石块浸没在水中后测力计的示数G'=N,由此可得石块所受浮力F浮=
N„
(3)石块排开水所受到的重力G)»=N»
(4)比较F浮和G拌的大小,可以发现:F浮G#»
3
(5)该物体的密度是kg/m(P水MlXlO—g/m1g=10N/kg)o
五.计算题(共7小题)
44.某型号一次性声呐,其内部有两个相同的空腔,每个空腔的容积为2X10-3m3,每个空
腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封,密封盖在海水中浸泡24小时后,将
被海水完全腐蚀。
某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐在海中静止后露出整个体积的工,
4
声呐处于探测状态,如图甲所示,24小时后,声呐没入海中处于悬浮状杰,声呐停止工
作,如图乙所示,再经过24小时后,声呐沉入海底,如图丙所示。已知P海水=1.1X
lO^g/m3,gMlON/kg,问:
(1)每个空腔能容纳海水的重量有多大?
(2)声呐整个体积有多大?
(3)图甲中,声呐有多重?
(4)图丙中,海底对声呐的支持力有多大?
45.某次物理活动举行了“造船”比赛,他们用的材料是密度为LSXloTg/m?的橡皮泥,
其中王强同学选了一块竖立在水平桌面上的圆柱体橡皮泥,它的底面积为1.0XU)-3m2
高为0.2m,最后造出了最大排水体积为6.0乂10一%3的小船。(p*=1.0X103kg/m3,g
取lONkg)求:
(1)王强同学所选橡皮泥的质量
(2)橡皮泥对桌面产生的压强。
(3)王强同学造的船在水中最大排水时受到的浮力。
46.如图甲所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高
度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图象。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对
金属块的阻力,g=10N/kg,求:
(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小;
(2)金属块的密度;
(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小。
47.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7N.当把零件浸没在水中时,弹簧测力
计的示数是L7N.现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是L9N,求:
(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮
(2)该金属零件的密度P金;
(3)另一种液体的密度P»
48.如图1所示,小明用弹簧测力计吊着一重为3.2N的实心圆柱体,将它竖直逐渐浸入水
中,记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮,并画出F浮-h的图象(如
图2所示),g取10N/kg。求:
(1)圆柱体的质量;
(2)圆柱体浸入水中的深度h=10cm处,静止时弹簧测力计的示数;
(3)圆柱体的密度。
图1图2
49.一均匀的长方体浸没在密度为P液的液体中,如图所示。已知它的底面积为S,上表面
所处的深度为h”下表面所处的深度为h2,请根据浮力产生的原因,推导出此时长方体
受到液体浮力的数学表达式。
50.如图所示,一个均匀的长方体物块在液体中静止时处于漂浮状杰。已知它的底面积为S,
下表面处受到液体的压强为P,请完成下列问题(计算结果均用题中所给的字母表示):
(1)求长方形物块受到的浮力F浮大小;
(2)若长方体物块静止时,露出液面的高度为h,液体密度为P,求长方体物块的密度
P物;
(3)若要使该长方体恰好能完全浸没液体中保持静止状态,求要在其上底面施加的压力
F的大小。
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方高水面某一高度处缓缓下
降,然后将其逐渐进入水中如图(甲),图(乙)是弹簧测力计示数F与物体下降高度h
变化关系的图象,则下列说法中正确的是()
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25XlO'kg/m^
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
【分析】AB、根据图象,分析出物体的重力G,完全浸没时的拉力F,从而可根据F浮=G
-F求出完全浸没时的浮力,即最大浮力;由浮力公式计算出完全浸没时排开液体的体
积;
C、由物体的重力求出质量,根据密度公式得出物体的密度;
D、根据阿基米德原理,物体刚浸没时下表面受到的压力等于物体受到的浮力。
【解答】解:AB、由图象知,G=9N,当物体完全浸没时,拉力F=5N,则完全浸没时的
浮力为F浮=G-F=9N-5N=4N,此时物体完全浸没,所以浮力最大,故B错误;
由F浮=「液gV排得,V=V排=F'季=----------纲小---------=4X10'4m3,A
P水g1.OX103kg/m3XlQN/kg
错误;
C、物体的质量m=9=———=0.9kg;
glON/kg
9k
则p=11=—0-g—=2.25X103kg/m3.C正确;
V4X10-4m3
D、物体刚浸没时,下表面受到的压力F下=F浮=4N,故D错误。
故选:Co
【点评】本题用到的知识点有重力、质量、密度、阿基米德原理、压强的计算等,考查
学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
2.如图,盛有水的圆柱形小容器漂浮在盛有水的圆柱形大容器中,大容器的底面积是小容
器的4倍(大、小容器壁的厚度均不计)。现将体积相等的小球A、B投入小容器中,投
入后,两容器内的水对各自容器底部压强的增加量相等。小球A的密度的最大值为()
A.4X103kg/m3B.5X103kg/m3C.6X103kg/m3D.7X103kg/m3
【分析】由题知,两容器内的水对各自容器底部压强的增加量相等;根据p=Pgh可知:
两容器内的水的深度的增加量相等;
所以,根据漂浮条件和阿基米德原理分别得出深度的变化量。然后得出等式,求出A、B
球的密度与水的密度关系;
要想小球A的密度的最大,则B球的密度应为最小,由于B球是需要自己能浸没在水中
的,所以B球的最小密度是等于水的密度,据此即可求出球A的最大密度。
【解答】解:
体积相等的小球A、B投入小容器中,设球的体积为V,由于A、B两个小球浸没在水中,
则排开水的体积为V排i=2V;
所以,小容器中水面上升的高度:△乩=①_=型,
s小S小
则小容器中的水对其底部压强的增加量为:△p〃=p*gAh1=P水gX型;
由于小容器漂浮在圆柱形大容器中,
所以A、B投入小容器后,水对大容器底部压力的增加量为:△F=GA+GB=PAgV+pBgV,
P°gV+P口gV
则大容器底部压强的增加量为:Ap大=A"R=,------J;
S大S大
由题意可知:小,
所以,PAgV+PBgV=pe里------------------------------①
S大S小
已知:S大=4S小一————————————②
联立①②可得:PA+PB=8P*-______________③;
由于B球是需要浸没在水中的,所以B球的最小密度为PB*4>=P水;
则由③可得,小球A的最大密度:
PA*大=8P水-PB最小=8P*-P*=7P*=7X1X103kg/m3=7X103kg/m\
故选:Do
【点评】本题可知液体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,关键是根据题
目要求,得出A、B球要浸没在水中的条件是球的密度必须大于或等于水的密度。
3.如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体,把两个完全相同的立方
体A、B分别放入这两种液体中,均处于漂浮状态,静止时两个容器中的液面相平,A、B
在两种液体中所受浮力分别为&、FB,液体对烧杯底的压强分别为PhPL,则()
甲乙
A.FA<FBp甲=p乙B.FA=FBp甲=p乙
C.R=FBp甲Vp乙D.FA=FBp单>p乙
【分析】(1)A、B是两个完全相同的立方体,漂浮时受到的浮力都等于重力,由此可知
两立方体受浮力大小关系;
(2)由于浮力相等,由图可知排开液体的体积关系,根据F浮=P浓gV排可得两种液体
的密度关系,已知两个容器中的液面相平利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强
的大小关系
【解答】解:
(1)由图可知,立方体A、B都处于漂浮,所以受到的浮力都等于各自的重力,而两立
方体完全相同,则重力相等,所以FA=FB=G,故A错误;
(2)由于R=FB,根据F浮=P浓gV排可得:p甲gV推单=p乙gV排乙;
由图可知丫排甲<丫揉乙;所以,P?>P乙;
两个容器中的液面相平(即深度相同),根据p=P浓gh可得:p单〉p乙;故BC错误,D
正确。
故选:Do
【点评】本题考查液体压强公式公式和浮力的应用,关键知道物体漂浮时浮力等于重力,
物体密度小于液体密度;由于本题中物体都是处于漂浮状杰,所以应根据排开液体的体
积利用阿基米德原理判断液体的密度。
4.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小
球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析
正确的是()
A.两小球所受浮力RVFN
B.两种液体的密度P甲VP乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲=pa
D.两种液体对容器底部的压力F甲>FL
【分析】(1)由图可知:M在甲液体中漂浮,N在乙液体中悬浮,则根据漂浮和悬浮的条
件来即可判断浮力大小关系。
(2)根据浮沉条件即可判断液体密度的大小;
(3)根据p=P诚gh比较容器底面受到的压强大小;
(4)根据F=pS比较容器底面受到的压力大小。
【解答】解:
A、小球M在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球N在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,
由于小球M、N完全相同,即GM=GN,则有R=FN,故A错误;
B、小球M在甲液体中漂浮,则密度PM<P甲,小球N在乙液体中悬浮,则密度PN
=P乙,由于小球M、N完全相同,即PM=PN,则有P?>Pz.,故B错误;
C、由B选项分析可知:p¥>p乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体
压强计算公式p=Pgh可知,p甲〉p乙,故C错误;
D、由C选项分析得容器底部液体压强p¥>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式F
=pS得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D正确。
故选:Do
【点评】此题综合考查了阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较等知
识点,是一道综合性较强的题目,本题也可以利用物体浮沉条件比较两种液体的密度关
系。
5.我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板,为亚洲最大。2019
年1月,“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装
载钻井平台的工作过程示意图如图所示,半潜船先通过调整水舱里的压载水量,平稳地
将船身和甲板潜入约30米深的水下,只露出船楼建筑;然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲
板正上方水面,半潜船开始排出水舱里的压载水,上浮到甲板与钻井平台底部接触时,
将钻井平台绑扎固定在甲板上,继续排出水舱里的压载水,半潜船船身连同钻井平台一
起上浮,浮出水面,最后静止。半潜船在上浮过程中()
A.当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮
B.当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮
C.排出的压载水总重大于钻井平台重
D.排出的压载水总重等于钻井平台重
【分析】(1)根据阿基米德原理原理和浮沉条件分析排开压载水重时半潜船的运动状态;
(2)物体漂浮时,浮力等于重力;物体的重力增加,浮力增加,增加的物体的重力等于
其排开的液体的重力。
【解答】解:半潜船在上浮过程中分为3个状态,如下:
图1是半潜船的船身和甲板潜入约30米深的水下的状态(此时漂浮);
图2是上浮到甲板与钻井平台底部刚刚接触时的状态;
图3是半潜船船身连同钻井平台一起上浮,浮出水面,最后处于静止状杰;
图1图2
AB、图1中,半潜船在水下约30米深的位置处于漂浮状态,浮力等于重力;
由图1到图2,将压载水排出水舱,则半潜船的重力减小,重力小于浮力,则半潜船会
上浮,所以只要排出压载水,半潜船就会上浮,故AB错误;
CD、图1中:F浮i=G半潜加,图3中:F浮3=G半潜超-G排总+G拈(其中G推息为整个过程中排
出的压载水总重),
由图可知:V#i>V#3;
由于都是在水中,则由F滓=P波丫或g可知,F浮1>F浮3,
即:G半浮船>G半浮船-G排总+G拈,
所以,G年息〉G姑,故C正确,D错误。
故选:Co
【点评】本题考查了物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用
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