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文档简介
高考材料
专题07浮力(测试)
满分100分时间60分钟
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个选项正确)
1.如图所示,关于压强和浮力的应用,下列说法正确的是()
A.图甲:壶中茶水静止时,壶嘴的液面比壶身的液面低
B.图乙:潜水艇从悬浮到漂浮,排开液体的重力始终相等
C.图丙:液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁:“珠海云”科考船浮在水面上,是采用“空心”的办法增大了排开液体的体积
【答案】D
【详解】A.茶壶是连通器,连通器的原理是静止在连通器中的同种液体的液面是相平的,故A错误;
B.潜水艇从悬浮到漂浮,排开液体的体积变小了,根据/浮=p^gV排可知,所受的浮力变小,因而排
开液体的重力减小了,故B错误;
C.密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,
故c错误;
D.巨轮之所以能够浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,故D正确。
故选D。
2.游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法,质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面
上,如图所示,游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是()
A.5000NB.500NC.50ND.5N
【答案】C
【详解】人在水中漂浮时,大约有1/10的体积露出水面,故游泳圈浸没在水中的体积大概是5xlO-3m3,
则其受到的浮力
忽略游泳圈的自重,则游泳圈对小蓉的作用力大小与游泳圈所受浮力大小相同,即为50N。
故选C。
3.2023年12月,风靡全球的大黄鸭来深圳“上班”了“鸭”!大黄鸭接近6层楼高,下图是游客为大黄
鸭和春笋楼拍的照片。大黄鸭在不充气时已达600kg,鸭身还附带有9t的水泥锚。下列说法错误的是
()
A.大黄鸭能在水面漂浮是因为它在充气后整体的密度较小
B.图中大黄鸭比春笋楼还高是因为大黄鸭本身巨大,已经超过春笋楼的高度
C.图中大黄鸭比春笋楼还高是因为大黄鸭本身巨大,且距离游客较近,视角较大
D.为了使大黄鸭更完整的拍在照片里,需要增大物距,成更小的像
【答案】B
【详解】A.根据物体的沉浮条件,大黄鸭能在水面漂浮,说明它在充气后整体的密度小于水的密度,
故A正确,不符合题意;
BC.大黄鸭接近6层楼高,而春笋楼的层数远远高于6层,之所以图中大黄鸭比春笋楼还高是因为大
黄鸭本身巨大,且距离游客较近,视角较大,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,要成更小的像,使大黄鸭更完整的拍在照片里,需要增大
物距,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.(2024・广东•一模)(新科技)2022年5月15日,我国自主研发的“极目一号”111型浮空艇从海拔4300
米的科考营地顺利升空后达到9032米,超过珠峰高度,创造浮空艇大气科学观测世界纪录。如图所示是“极
目一号,,皿型浮空艇在空中上升的情景,假设浮空艇的体积保持不变,海拔越高空气的密度越小,下列分析
正确的是()
A.浮空艇内所充气体的密度大于空气密度
B.浮空艇上升过程中所受的浮力保持不变
C.浮空艇上升过程中受到的大气压强变大
D.浮空艇受到的浮力等于它排开空气所受的重力
【答案】D
【详解】A.浮空艇从地面由静止升空,受到的浮力大于重力,即尸浮>G
根据阿基米德原理可得
已知浮空艇的体积保持不变,即/排=V物,贝必空气艇内
即浮空艇内充入的气体的密度小于空气的密度,故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,浮空艇受到的浮力为尸浮="空气
又因丫艇即V排大小不变,g不变,空气密度随高度的增加而减小,所以尸浮变小,故B错误;
C.海拔越高,大气压强越小,所以浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越小,故C错误;
D.由阿基米德原理可知f浮=6排
即浮空艇上升过程中受到的浮力等于它排开空气的重力,故D正确。
故选D。
5.两个量筒均装有50mL的水,往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,g取
10N/kg,则()
A.甲排开水的体积为60mL
B.乙排开水的重力小于乙的重力
C.甲受到的浮力大于甲的重力
D.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
【答案】D
【详解】A.由甲图可知,量筒原来有50mL的水,放入甲物块后,量筒显示液面示数为60mL,故甲
排开水的体积为60mL-50mL=10mL
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故A不符合题意;
B.由乙图可知,乙物块处于悬浮状态,根据阿基米德原理原理可知,物体在液体中受到的浮力等于排
开液体的重力,故B不符合题意;
C.由甲图可知,甲物块处于漂浮状态,物体漂浮时,浮力等于重力,故C不符合题意;
D.由甲图可知,甲排开水的体积为10mL,乙排开水的体积为70mL-50mL=20mL
乙排开水的体积大于甲排开水的体积,根据产浮液g'p可知,甲受到的浮力小于乙受到的浮力,故D
符合题意。
故选D。
6.由我国研发的“奋斗者”号载人潜水器已成功抵达深海10909米。下列有关“奋斗者”号的说法正
确的是()
A.漂浮时,它受到的浮力大于排开水的重力
B.要使悬浮的“奋斗者”号上浮,应对水舱注水
C.浸没后在水中继续下沉的过程中,它受到海水的向上、向下的压力差变大
D.它能自由的浮沉,是通过改变自身的重力来实现的
【答案】D
【详解】A.漂浮时,根据阿基米德原理可知,其受到的浮力等于它排开水受到的重力,故A错误;
B.要使悬浮的“奋斗者”号上浮,则浮力要大于重力,由于排开水的体积不变,由阿基米德原理
产浮液g~E可知,浮力不变,只能减小重力,所以应从水舱向外排水,故B错误;
C.“奋斗者”号潜水器在水面下下潜过程中,排开液体体积不变,液体密度不变,由F浮=;>液gk排知,
受到水的浮力不变,根据浮力产生的原因可知,下潜的越深,潜水器上下表面受到海水的压力差不变,故
C错误;
D.“奋斗者号”浸没在海水中,排开海水的体积不变,根据阿基米德原理尸浮=2液g%排可知,其受到的
浮力不变,在水中自由上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的,故D正确。
故选D。
7.如图所示为一个质量为30g小柑桔被放入水中静止后的情形(g取10N/kg),下列说法正确的是
()
A.放入小柑枯后,瓶子对水平桌面的压强不变
B.放入小柑枯后,水对瓶底的压强不变
C.放入小柑枯后,水中再放入一些盐,搅拌均匀后,小柑桔可能会悬浮在盐水中
D.小柑桔被放入水中静止后,它排开水的重力为0.3N
【答案】D
【详解】A.放入小柑枯后,瓶子对水平桌面的压力变大,受力面积不变,压强变大,故A错误;
B.放入小柑枯后,水的深度变大,根据p=0g〃,水对瓶底的压强变大,故B错误;
C.如图所示,小柑桔被放入水中静止后是漂浮状态,说明水的密度比小柑桔的大,水中再放入一些盐,
搅拌均匀后,液体的密度更大了,小柑桔浮起一些,仍是漂浮状态,故C错误;
D.如图所示,小柑桔被放入水中静止后是漂浮状态,结合物体的沉浮条件与阿基米德原理,它排开水
的重力为G»=F浮=6w=m柑g=O.O3kgxlON/kg=O.3N
故D正确。
故选D。
8.小飞同学把一枚鸡蛋放在一个透明玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉在杯底(见图甲)。他向水里
加盐并缓慢搅拌发现鸡蛋悬浮在液体中(见图乙);他继续加盐并缓慢搅拌,最后发现鸡蛋漂浮在液面上
(图丙)。下列说法正确的是()
A.鸡蛋所受到的浮力尸甲乙<尸丙
B.鸡蛋排开液体的体积V排乙=丫排丙
C.鸡蛋排开液体的重力G排甲<G排乙
D.丙图中鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋的重力
【答案】C
【详解】ACD.由图知,鸡蛋在甲中沉入水底,则鸡蛋受到的浮力小于重力,即尸甲<G鸡蛋
在图乙中悬浮,则其受到的浮力等于其受到的重力,即尸『G鸡蛋
在图丙中漂浮,则其受到的浮力等于其受到的重力,即E丙=G嗝
所以鸡蛋在甲、乙、丙中受到的浮力关系为尸甲〈尸乙=歹丙
根据阿基米德原理可知,鸡蛋受到的浮力等于其排开水受到的重力,即尸浮=3排
则G排甲〈G排乙=G排丙
故AD错误,C正确;
B.鸡蛋在图乙中悬浮,则鸡蛋排开水的体积等于其自身体积,即V排乙=V
在图丙中漂浮,则鸡蛋排开水的体积小于其自身体积,即V排丙
所以鸡蛋在乙、丙中排开液体的体积关系为丫排乙>v排丙
故B错误。故选C。
9.(2023・广东广州•二模)如图,将一支用自制的简易密度计,先后放入盛有不同液体的两个烧杯中,
静止后竖直立在液体中,两液面相平,下列判断不正确的是()
A.密度计上a处的刻度数值比匕处小
B.密度计底部所受液体的压强相等
C.密度计在两种液体中受到的浮力大小相等
D.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
【答案】A
【详解】A.密度计漂浮,密度计的重力不变,根据月浮=6可知密度计所受的浮力不变,密度计上。处
与液面相平时排开液体的体积小于密度计上b处与液面相平时排开液体的体积,根据"液=件可知a处对应
的液体密度大于6处对应的液体密度,故密度计上。处的刻度数值比6处大,故A错误,符合题意;
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BC.同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,根据/浮=3可知密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力
相等,根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体下表面和上表面所受压力之差,密度计漂浮,其上表面受到
的压力为0,所以下表面受到的压力相等,密度计底面积一定,由夕=酩可知密度计底部所受液体的压强相
等,故BC正确,不符合题意;
D.由图知密度计排开液体的体积V排甲>/排乙
又因为浮力相等,由尸浮=;>液g啧可知则液体的密度p甲<p乙
因为容器中的液面相平,根据°=0浪g/z知甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小,故
D正确,不符合题意。
故选Ao
10.如图完全相同的甲、乙溢水杯中装满两种不同液体,将一小球先后放入杯中,静止时小球的位置如
图所示,A、B为两个相同的烧杯装着溢出的液体。下列说法正确的是()
A.小球在乙杯中不受到浮力
B.小球放入乙杯的下沉的过程中,杯底受到液体的压强逐渐减小
C.小球静止后,A对桌面的压强大于B对桌面的压强
D.A中的液体密度小于B中的液体密度
【答案】C
【详解】A.小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,浮力是由上下表面的压力差产生的,
因此小球在乙杯中受到浮力,故A错误;
B.小球在乙杯中下沉过程中液体的深度不变,故由p招g〃得,杯底受到液体的压强不变,故B错误;
CD.小球在甲杯漂浮,则"甲斗球,小球在乙杯中沉底,则p乙夕球,两种液体的密度"甲>"乙,故D错
误;由图知,甲剩余液体的体积大于乙剩余液体的体积,且p甲>.乙,则根据G=»?g=〃喋可知,甲容器中剩
余液体重力大于乙容器中剩余液体重力;而容器对桌面的压力等于容器、液体、小球的总重力,所以甲容器
对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,由于容器相同,则底面积相同,所以根据°=极可知,甲杯对桌面
的压强大于乙杯对桌面的压强,故C正确。
故选C。
11.如图是甲、乙两物体的质量与体积关系图象,将体积为V=1cnP的甲、乙两物体分别放入盛满水的
相同溢水杯a和b中,待两物体静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是()
A.a容器中的是甲物体,b容器中的是乙物体
B.物体在b容器内排开水的质量较大
C.a、b两容器底部受到水的压强相等
D.a、b两容器对地面的压强相等
【答案】C
【详解】A.由图象可知,甲、乙的密度为
因为O甲>"水,p乙="水
甲物体在水中会下沉,所以b容器中的是甲物体,乙物体在水中会悬浮,所以a容器中的是乙物体,故
A错误;
B.甲乙两个物体体积相等,全部浸入水中,排开水的体积相等,由F浮干水gV排可知甲乙受到的浮力
相等,由阿基米德原理可知甲乙排开液体的重力相等,由G=mg可知甲乙排开液体的质量相等,故B错误;
C.容器内水的深度相同,根据p="g/z可知,a、b两容器底部受到水的压强相等,故C正确;
D.因为p甲>.乙,甲乙的体积相等,由G=/wg=p次可知甲乙的重力关系G甲〉G乙
原来溢水杯装的水的重力相等,由选项B可知,甲乙排开水的重力相等,所以容器内剩余水的重力相
等,容器是相同的,所以容器的重力相等,容器对地面的压力等于水、物体和容器的总重力,a容器的总
重力大于b容器的总重力,所以a容器对地面的压力较大,容器的底面积相等,由p=FZS可知a容器对地
面的压强较大,故D错误。
故选C。
12.如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块投入水中,漂
浮时台秤示数为375g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤
示数为425g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N,整个过程水始
终未溢出,请问说法正确的是()
A.木块的质量为125g
B,木块的密度为05g/cn?
C.从图丙到图丁,瓶底水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8N
【答案】D
【详解】A.将盛水的烧杯放在电子台秤上,示数为300g,则烧杯和水的质量为300g,将物块投入水
中,漂浮时台秤示数为375g,则烧杯、水和物体的质量为375g,所以物体的质量
m=375g-300g=75g,故A错误;
B.用力将物块压入浸没在水中,此时台秤示数为425g,则排开水的质量初排=425g-300g=125g
则物体的体积
则物体的密度
故B错误;
C.从图丙到丁,物体始终浸没在水中,水面不再升高,由°=/努/知,瓶底水的压强不变,故C错误;
D.从图丙到图丁,物块下表面受到水的压力增加了0.8N,由于物体上表面和物块下表面变化的深度
相同,所以物体上表面受到水的压力也增加了0.8N,故D正确。
故选D。
二、作图、填空题(每空1分,共28分)
13.如图所示,在图中画出漂浮在水面上的苹果所受力的示意图。
【答案】见右图。
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【详解】苹果漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线
上,大致确定苹果的重心,然后过重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,注意两条线段
长度要相等。如图所示。
14.如图所示是我国的大连舰,它的满载排水量有1.4万吨,则其满载时受到的浮力为N;舰载直升
机降落后,大连舰受到的浮力(选填“变大”、“变小”或“不变”);若该舰艇由长江驶入大海,舰艇
的船身将会(选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。(g取10N/kg)
【答案】1.4X108变大上浮一些
【详解】由阿基米德原理可知,其满载时受到的浮力等于排开水的重力,即
舰载直升机降落后,大连舰总重力变大,但仍然处于漂浮状态,受到的浮力等于总重力,因此受到的
浮力变大。
若该舰艇由长江驶入大海,仍然处于漂浮状态,受到的浮力不变,等于自身重力,但海水的密度大于
江水密度,由尸浮=2液g~g可知,排开水的体积减小,因此船身会上浮一些。
15.某潜艇在高密度海水区域内沿水平方向潜航进行军事演练(如图所示)。潜航时,不慎全部驶入
低密度海水区域,导致浮力(选填“增大”、“减小”或“不变”),使潜艇加速下沉。已知该地的海水
密度为1.02X103kg/m3,当仪表显示海水压强为5.1X106pa时,潜艇距离海面的竖直距离约为m,此时达
到潜艇承受的极限,官兵紧急对舱内的水箱进行(选填“注水”或“排水”),潜艇最终转危为安。(g
取10N/kg)
【答案】减小500排水
【详解】当它从海水密度大的海域进入海水密度小的海域,液体的密度变小,但潜艇的体积不变、排
开海水的体积不变,由阿基米德原理F浮=o海V排g可知潜艇受到的浮力减小。
根据p=P海水gh得潜艇距离海面的竖直距离为
为避免潜艇继续下沉,根据物体的悬浮条件,需要减小潜艇的自重,官兵紧急对舱内的水箱进行排
水,潜艇最终转危为安。
16.维修“中国天眼”时,为避免压坏反射面板,用氧气球将维修人员吊起,如图1所示。小海利用
气球A和一个重为5N的物体B模拟氢气球在地面上的充气过程,如图2所示,气球充入氢气过程中,体
积变大,受到的浮力(选填“变大”、“变小”或“不变”);当气球体积为O.ln?时,受到的浮力为
N,此时地面对物体的支持力为N(细线、气球和氢气的重力均忽略不计,取"空气=1.29kg/m3,g=
10N/kg)o
【答案】变大1.293.71
【详解】当充入适量氢气过程中,气球A的体积变大,其排开空气的体积变大,根据/浮="空气gV排
知,A受到的浮力变大。
当气球体积为O.lnP时,受到的浮力为
Fn—p空气gV排=1.29kg/m3xlON/kgxO」m3=L29N
B对A的拉力等于浮力,由于物体间力的作用是相互的,所以,A对B的拉力等于B对A的拉力,
等于1.29N,A通过细线拉着B物体静止在水平地面上,B受力平衡,B受到的重力等于加上支持力,所
以,此时地面对物体的支持力为
F^=G-/拉=5N-1.29N=3.71N
17.如图所示,将重为2N的木块放入烧杯中,静止时木块所受浮力的大小为N,浮力的方向。木块排
开水的体积为m3o(g取10N/kg)
【答案】2竖直向上2X10-4
【详解】木块静止时漂浮在水面上,所以浮力为尸滓=G=2N
浮力的方向与重力方向相反,是竖直向上的。
由/浮=0海gV排得,排开水的体积为
18.在弹簧测力计下挂一正方体(如图甲所示),从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,图乙所示是正
方体下降过程中弹簧测力计读数F随正方体下降高度h变化的图像。(g取10N/kg,不考虑水位变化)则
正方体浸没在水中时受到的浮力是N;正方体刚浸没在水中时,底部受到的水的压强为Pa;该正方体的密
度为kg/m3o
【答案】84001.5X103
【详解】由图像可知,段,弹簧测力计示数为12N,此时正方体处于空气中,根据二力平衡条件
可知,正方体的重力为G=/拉=12N
CD段,弹簧测力计示数不变为4N,说明此时正方体已经浸没在水中,受到的浮力为
■BC段,正方体逐渐浸入水中,所以正方体的高度为/7=7cm-3cm=4cm=0.04m
正方体刚浸没在水中时,底部受到的水的压强为
由阿基米德原理厂浮=0海gV排得正方体的体积为
正方体的质量为
G12N
m=—=—―--=1.2ks
g1ON/kg
正方体的密度为
m1.2kg
=1.5xl03kg/m3
v8xi(r4m3
19.如图甲所示,圆柱体在水中悬浮,其上、下表面受到水的压力分别为3N、5No
(1)圆柱体受到的浮力大小等于N,依据是;
(2)圆柱体受到的重力大小等于N,依据是;
(3)若把此圆柱体浸没在装满某种液体的溢水杯中(不触底,如图乙所示),静止时弹簧测力计示
数为0.4No
①以表示圆柱体,在图丙中画出圆柱体此时的受力示意图;
②圆柱体排开的液体的重力为No
【答案】(1)2,物体受到的浮力等于上下表面受到的压力差;(2)2,物体悬浮时受到的浮力和
自身的重力相等;(3)见下图,1.6。
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【详解】(1)根据浮力产生的原因可知,物体受到的浮力等于上下表面受到的压力差,所以,圆柱
体受到的浮力为/浮尸&-~=5N-3N=2N
(2)根据物体的浮沉条件可得,物体悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,圆柱体受到的重
力为G=尸浮i=2N
(3)①由图可知,弹簧测力计的拉力尸拉=0.4N,由称重法可得,圆柱体受到的浮力为
F^G-F拉=2N-0.4N=1.6N
圆柱体此时的受力示意图,如图所示
②由阿基米德原理可知,圆柱体排开的液体的重力为G看尸浮=L6N
20.在综合实践活动中,小明制作了简易密度计,如图甲、乙所示。他利用一根饮料吸管,在其下
端加适当的配重并用石蜡封口,再将此饮料吸管置于被测液体中进行液体密度的测量实验。
(1)密度计在液体中处于状态,受到的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于")重力;
(2)将密度计放到水中的情景如图甲所示,测得浸入水中的长度为H;放到另一液体中的情景如图
乙所示,浸入液体中的长度为九已知/?<",则"p水(选填或“="),请用”、h及水
的密度p水表示被测液体的密度:.后;
(3)小明根据液体的密度.浓与浸入液体中的长度力的对应关系作出"滋一图像,如图丙所示。据此
分析,这种简易密度计从上到下示数依次变(选填“大”或“小”),刻度线分布(选填“均匀”或“不均
匀”)。
【答案】漂浮等于水大不均匀
【详解】(1)在吸管的下端加适当的配重并用石蜡封口,能降低吸管的重心,这样做为了让吸管能
够竖直漂浮在液体中。
密度计在液体中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,密度计受力平衡,其受到的浮力等于重
力。
(2)由于同一密度计在甲、乙两图中均漂浮,所以浮力都等于重力,即密度计在水和液体中受到的
浮力相等,由图可知则两次排开液体的体积%卜水〉%卜液,根据阿基米德原理厂浮=0液gF•排可知,p浪
>P水。
假设密度计的底面积为S,密度计在水和液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理巧孚="液排可知
_H_
则液体密度为'液h「水
(3)综上所述,液体的密度越大,密度计放入液体中排开液体的体积越小,浸入液体中的长度越
小,若在密度计上标上示数,则这种简易密度计从上到下示数依次变大。
根据阿基米德原理尸浮=2液g。;可知
丸与"液是反比例函数,所以刻度分布不是均匀的,根据图像可知,密度值越小,相邻刻度线之间的距
离越大。
三、计算题(共15分)
23.如图甲所示是伽利略彩球温度计,它的外部为一根密封的玻璃管,内部装有密度随环境温度升高
而减小的液体。液体中装有体积均为2xl(y6m3,质量不同且标有温度值的小球。图乙所示,是伽利略温度
计的简化示意图,表格是各小球上标有的温度值及相应小球的质量。若环境温度等于小球上标示的温度
时,小球会悬浮;环境温度超过这个玻璃球上标示的温度后,则该玻璃球会下沉,反之会上浮。g取
10N/kg,求:
(1)当外界温度为22。(3时,图乙中C球受到的浮力;
(2)当外界温度为22。(3时,温度计内液体密度;
(3)请你比较图乙中C、D两球所受浮力大小,写出判断依据。
标注温度(。020222426
小球质量(克)2.32.22.12.0
【答案】(1)0.022N;(2)l.lxlO3kg/m3;(3)见解析
【详解】(1)依题意得,当环境温度等于小球上标示的温度时,小球会悬浮。由图乙得,当外界温
度为22。(3时,图乙中C球悬浮,C球受到的浮力为
(2)当C球悬浮在液体中时,C球排开液体的体积等于C球的体积,为
由F浮=2液g%排得,液体密度为
(3)依题意得,C、D两球体积相等,图乙中C、D两球均浸没在液体中,则CD两球排开液体体积
相同,由尸浮^液名监上得,图乙中C、D两球所受浮力大小相等。
答:(1)当外界温度为22。(3时,图乙中C球受到的浮力0.022N;
(2)当外界温度为22。(2时,温度计内液体密度l.lxl()3kg/m3。
24.如图所示,底面积为Si=50cm2的圆柱形容器中装有适量的水,将一金属球放入底面积为S2=10cm2
的长方体塑料盒中,塑料盒竖直漂浮在水面上,其底部浸入水中的深度/7i=10cm。若把金属球从塑料盒中
取出,放入水中,金属球沉到容器底部,塑料盒仍竖直漂浮在水面上,其底部浸入水中的深度//2=4.6cm。
从容器底部将金属球取出,容器中水面下降了/7=0.4cm。g取10N/kg,求:
(1)塑料盒底部浸入水中深度//i=10cm时,水对塑料盒底部的压强;
(2)将金属球从塑料盒取出后,水对容器底的压强减小了多少;
(3)金属球的密度。
【答案】(1)lxlO3Pa;(2)68Pa;(3)2.7x103kg/m3
【详解】(1)水对塑料盒底部的压强N>=2g/z=lxlo3kg/m3xi0N/kgxO.lm=lxl()3pa
(2)分析得,金属球的重力等于塑料盒浮力的变化量,为
=x33-422
G^=M^^=pgS2x(A1-/?2)110kg/mx1ON/kgx10xl0mx5.4xl0-m=0.54N
从容器底部将金属球取出,容器中水面下降了〃=0.4cm,则球的体积为
所以,将金属球从塑料盒取出后,排开水的总体积减少量为
高考材料
则将金属球从塑料盒取出后,水面下降高度为
所以将金属球从塑料盒取出后,水对容器底的压强减小量为
(3)由(2)知球的重力为体积为20cm3,重力为0.54N,所以球的质量为
所以球的密度为
答:(1)塑料盒底部浸入水中深度5=10cm时,水对塑料盒底部的压强为lOOOPa;
(2)将金属球从塑料盒取出后,水对容器底的压强减小了68Pa;
(3)金属球的密度2.7xl03kg/m3。
四、实验、探究题(每空1分,共14分)
25.(2024・广东•二模)小闽同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量
的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。探究过程及有关数据如图所示。
(1)金属块浸没在水中所受的浮力是N;
(2)观察A、B、C、D四个图(填图的序号)可得出金属块受到的浮力大小与有关;
(3)小闽还想在实验室中验证阿基米德原理;
①方案一,小闽用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知,石块排开水的重力G^N,发
现厂浮户7排,造成这种结果的原因不可能是(填字母);
A.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
B.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
②方案二,如图乙,小闽将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度。当小闽
逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数(选填“增大”“减小”
或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量(选填“大于”“小于”或“等于")B的示数变化量,从
而证明了尸浮=G排。
【答案】4排开液体体积0.4A减小等于
【详解】(1)由图A可知,金属块的重力G=10N,由图D可知金属块浸没时弹簧测力计的示数
F=6N,则金属块浸没在水中所受的浮力
尸浮=G-尸=10N-6N=4N
(2)由A、B、C、D四个图可知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力
不同,据此可得出金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)小闽用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知,石块的重力品=2N,石块浸没时弹
簧测力计的示数F3=1.5N,则石块浸没在水中受到的浮力
FS=FI-F3=2N-1.5N=O.5N
空小桶的重力/2=0.5N,空小桶和排开水的总重力居=0.9N,则排开水的重力
GS=F4-F2=0.9N-0.5N=0.4N
A.发现尸4G排,若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那
么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故A符合题意;
B.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,测的B偏小,则利用产浮
=同于3偏大,故B不符合题意。
故选Ao
如图乙,小闽将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度。当小闽逐渐调高升
降台,重物浸入水中的体积变大,排开水的体积变大,根据P浮干液gV排可知,重物受到的浮力变大,所
以弹簧测力计A的示数F'=G-F»
弹簧测力计A的示数减小。
又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力
变大,所以弹簧测力计B的示数变大;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相
等,所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等,从而证明了^^=G排。
26.小明利用如图的装置测量蜡块("蜡夕水)的密度,并进行了如下操作:
(1)如图甲,蜡块静止时,读出弹簧测力计的示数为尸产N;
(2)如图乙,用细线将金属球系在蜡块下方,将它们浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为&;
(3)如图丙,将蜡块拉出水面静止时,弹簧测力计的示数为6,请根据以上操作回答下列问题:
①该蜡块密度的表达式为p蜡=(用尸1、Fz、E及水的密度.水表示);
②以上操作顺序会使测得的密度比实际密度(选填“偏大”或“偏小”),为使测量值更准确,图中
甲、乙、丙的合理顺序应为。
耳
----x0水
【答案】4.6鸟一乙偏小甲、丙、乙
【详解】(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为Q=4.6N。
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