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第十章浮力

一、选择题(共12小题)

1.(2023•常州)为拯救濒危物种中华鳍,生物学家在放养的中华鳍身上拴上定位硬壳胶囊。

数天后,胶囊与潜入水中的中华鳍脱离,最终漂浮于江面发射定位信号。脱离后,胶囊受

到的浮力随时间变化的关系为下列图中的()

2.(2023•济南)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而

石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较()

A.石头受到的浮力更大些

B.西红柿受到的浮力更大些

C.石头和西红柿受到的浮力一样大

D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小

3.(2022•山西)如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水

冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是()

A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力

B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力

C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上

D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变

4.(2023•淄博)将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在

位置3静止,如图所示。则乒乓球()

A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力

B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大

C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大

D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力

5.(2023•郴州)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同

种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,

贝U()

甲乙

V/////////////////////////////////////.

A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力

B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度

C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等

D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力

6.(2023•武汉)铁架台的水平底座上有一只溢水杯,贴近溢水杯有一底面积为20cm2的圆柱

形小桶(不计侧壁厚度)。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上,下端悬挂一重力为L2N、

密度为4X103kg/m3的金属块。初始时,金属块有g的体积浸在水中,弹簧测力计的示数为

Fi,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,如图所示。接着竖直向上提溢水杯,当

溢水杯刚好离开水平底座时(底座对溢水杯的支持力刚好为零),提绳竖直向上的拉力为

Ti;提着溢水杯竖直向上缓慢移动,当金属块刚好浸没在水中时,水对小桶底部的压强为

P,弹簧测力计的示数为F2,提绳竖直向上的拉力为T2。已知小桶能全部接住从溢水杯中

A.金属块体积为300cm3B.Fi-F2=0.18N

C.p=150PaD.T2=TI

7.(2023•娄底)如图甲所示,将一圆柱体木块用细线拴在没有水的容器底部,然后向容器中

逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是()

①木块的重力为10N

②木块的底面积为100cm2

③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1600Pa

④木块的密度为0.8X103kg/m3

A.①②B.②③C.②④D.③④

8.(2023•泰州)用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜

水艇模型(不计进排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确

的是()

进排气管

螺母二

;进排水口

A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力

B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉

C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小

D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少

9.(2022•浙江)学习了物体的浮沉条件后,小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,

扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,

放手后两气球的运动情况是(

冷水热水

A.冷水、热水中都下沉B.冷水中下沉,热水中上升

C.冷水、热水中都上升D.冷水中上升,热水中下沉

10.(2022•大庆)如图所示,将一体积为lOcn?的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛

满某种液体的

溢水杯中,溢出液体的体积为8cm3;若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻

放入装满该液体的溢水杯中,则该液体会溢出()

C.5cm3D.6cm3

11.(2022•湖州)两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,

轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则()

A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大

B.甲的密度与液体的密度相等

C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到的压力大小不变

D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到液体的压强不变

12.(2022•荆门)如图1所示,水平放置的容器中装有密度为O.gXICPkg/n?的某种液体,体

积为9.6X103m3的长方体漂浮在液体中,排开液体的体积为6.0X103m3o如图2所示,

对长方体施加竖直向下的外力,使其上表面刚好浸没在液体中并保持静止状态。则()

图1图2

A.长方体的密度为0.625X103kg/m3

B.长方体的重力为60N

C.刚好浸没时长方体所受的浮力为36N

D.刚好浸没时长方体所受的外力为28.8N

二、填空题(共6小题)

13.(2023•襄阳)一个小船漂浮在圆柱体水池中(此时为初始状态)。现将体积相等、质量不

同的小球A、B放入小船,小船仍处于漂浮状态,水面相对于初始状态上升了6cm(水未

溢出);再将小球A、B投入水池中后如图所示,水面相对于初始状态上升了1cm;在A、

B球质量差最大时,若只把质量大的小球放入小船中,水面相对于初始状态上升的高度是

14.(2023•云南)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,

如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,

吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12cm,浮力大小为Fi;在煤油中时d为

10cm,浮力大小为F2,则FiF2(选填或"=")。若将密度计放入密

3

度为1.25g/cm3的液体中,则d为emo(p水=l.Og/cn?、pm=0.8g/cm)

15.(2023•成都)如图甲是我国自主研发的“极目一号”HI型浮空艇,其内部有两个气囊,

主气囊内充满氮气(密度小于空气),副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时,排

出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力浮力,实现上浮。图乙是国产

大飞机C919,飞机在空中飞行时,机翼上表面的空气流速大,压强,机翼的

上下表面形成压力差,使飞机获得升力。

甲乙

16.(2022•襄阳)一质地均匀的长方体放在水中(小部分露出水面,大部分没入水中),现在

将它露出水面的部分截取走,剩余部分静止时仍漂浮于水面上。若第二次漂浮时露出水面

4

的体积是物体原体积的不,则此长方体的密度为g/cm3o(p水=1.0g/cm3)

17.(2022•大连)如图所示,水平桌面上放置两个溢水杯,分别装满甲、乙两种液体。将一

个密度为po的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m巾;再将小球放入乙

液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m乙。则m甲m乙(选填“>”“=”或“<”);

乙液体的密度p乙=(用已知条件所给的字母表示)。

甲乙

18.(2022•娄底)如图甲所示,一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M,水平放置在一

个方形容器中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时

间t的变化关系如图乙所示,当t=100s时,物块M在水中处于(选填“沉

底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,图乙中a的值为cm(g=10N/kg)o

三、实验探究题(共2小题)

19.(2023•兰州)小刚游泳时发现,人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于

是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确,

他设计并完成了如图甲所示的实验,并将详细的实验数据记录在表格中。

0

000臼三000

1

11h12.2N

24.6N23.4N22.2N2

3333

4

4444

5*555

水水水

BD

物块下表面所处深度h/cm0123456789

弹簧测力计示数F/N4.64.23.83.43.02.62.22.22.22.2

物块所受浮力F浮/N00.40.81.62.02.42.42.42.4

(1)表格中所缺数据为,请在图乙中画出浮力大小F浮与物块下表面所处深

度h之间的关系图像。

(2)分析上述实验,请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大?

(3)由图B和表中数据可知,物块下表面受到水的压强为Pao(p水=1.0X

103kg/m3)

(4)为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关,他应该采取的操作是:

20.(2023•苏州)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁

丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。

制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵

住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水

面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定

密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3^1.0g/cm3>l.lg/cn?的位置并标上密度值。

使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。

(1)。位置处的刻度值为g/cm3;

(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=(用

P水、P液、H表示);

(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离(相等/不相等);

(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没

有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果(偏

大/偏小/无变化);

(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将。

四、计算题(共2小题)

21.(2023•北京)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的

瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放

被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度

线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,

如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力

秤的总质量为170g,水的密度为LOg/cn?,gMX10N/kgo

(1)画出图中浮力秤的受力示意图。

(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。

(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。

22.(2023•安徽)“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口

小玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶

内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,

底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2

所示,小瓶内空气柱的高度为h,手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图

3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度

为p水,g为已知量,求:

(1)图2中A所受浮力的大小;

(2)图2中A排开水的体积;

(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。

图1图2图3

第十章浮力(易错真题汇编)

一、选择题(共12小题)

1.(2023•常州)为拯救濒危物种中华鲍,生物学家在放养的中华鲍身上拴上定位硬壳胶囊。

数天后,胶囊与潜入水中的中华鳍脱离,最终漂浮于江面发射定位信号。脱离后,胶囊受

到的浮力随时间变化的关系为下列图中的()

解:当胶囊未露出液面时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理知,该过程胶囊所受浮

力大小不变;

当胶囊露出水面且静止前,排开水的体积不断变小,由阿基米德原理知该过程中胶囊所受

浮力不断变小;

胶囊露出水面且静止后排开水的体积不变,根据阿基米德原理知,该过程胶囊所受浮力大

小不变。

即ABC错误,D正确,

答案:D。

2.(2023•济南)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而

石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较()

A.石头受到的浮力更大些

B.西红柿受到的浮力更大些

C.石头和西红柿受到的浮力一样大

D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小

解:把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入

了水底,西红柿排开的水的体积小于石头排开的水的体积,根据阿基米德原理F浮=p渍gV

排可知,石头受到的浮力大。

答案:Ao

3.(2022•山西)如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水

冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是()

A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力

B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力

C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上

D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变

解:AB、冰山漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,冰山所受到的浮力一定等于它所

受的重力;根据阿基米德原理可知,冰山受到的浮力等于其排开的水的重力,所以冰山所

受的重力等于它排开水所受的重力,故AB错误;

C、冰山熔化一部分后,冰山的密度不变,冰山的密度小于水的密度,所以冰山仍会漂浮

在水面上,故C正确;

D、冰山熔化一部分后,冰山的重力减小,冰山漂浮,浮力等于自身的重力,所以冰山受

到的浮力变小,根据F浮=p^gV排可知,冰山排开水的体积变小,故D错误。

答案:Co

4.(2023•淄博)将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在

位置3静止,如图所示。则乒乓球()

A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力

B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大

C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大

D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力

解:A、根据题意可知,球在位置1时没有处于静止状态,还处于上升的状态,所以球不

处于悬浮状态,浮力会大于自身的重力,故A错误;

B、由图可知,球从位置1至位置2的过程中,球排开水的体积不变,根据阿基米德原理F

浮=P"V排可知,球在这个过程中受到的浮力不变,故B错误;

C、从位置1至位置2的过程中,球所处的深度减小,根据p=pgh可知,球受到水的压强

逐渐减小,故C错误;

D、由图可知,球在位置3比在位置1排开水的体积更小,根据阿基米德原理F浮Mp渍gV

排可知,球在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力,故D正确。

答案:D。

5.(2023•郴州)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同

种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,

贝U()

<

V//////////////7////////7///////7/////.

A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力

B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度

C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等

D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力

解:

A.根据题意可知,甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,将实心物体A、B

分别放入两容器中,静止时液面等高,则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B

排开液体的体积之和,由图可知,A处于漂浮状态,A排开液体的体积小于物体的体积,

B处于悬浮状态,B排开液体的体积等于物体的体积,所以A的体积大于B的体积,实心

物体A、B由同种材料制作,则密度相等,根据m=pV得到A的质量大于B的质量,根

据G=mg可知,A的重力大于B的重力;

由图可知,A处于漂浮状态,A受到的浮力等于其重力,A的密度小于甲液体的密度;B

处于悬浮状态,B受到的浮力等于其重力,B的密度等于乙液体的密度;因为A的重力大

于B的重力,所以A受的浮力大于B受到的浮力,故A正确;

B、由图可知,A漂浮在甲液体中,A的密度小于甲液体的密度;B悬浮在乙液体中,B的

密度等于乙液体的密度,由于实心物体A、B由同种材料制作,则A、B的密度相等,所

以,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,故B错误;

C、由于甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,静止时两容器中的液面保持相平,根

据p=p液gh可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强,故C错误;

D、由题可知甲杯中液体的体积等于乙杯中液体的体积,甲杯中液体的密度大于乙杯中液

体的密度,由m=pV可知甲杯中液体的质量大于乙杯中液体的质量,根据G=mg可知,

甲杯中液体的重力大于乙杯中液体的重力,A的重力大于B的重力,甲杯和乙杯对水平桌

面的压力等于液体、物体和杯子的总重力,两个杯子是相同的,重力相同,所以甲杯对水

平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力,两个杯子的底面积相等,由p=-可知甲杯对水

平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强,故D错误。

答案:Ao

6.(2023•武汉)铁架台的水平底座上有一只溢水杯,贴近溢水杯有一底面积为20cm2的圆柱

形小桶(不计侧壁厚度)。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上,下端悬挂一重力为L2N、

密度为4X103kg/m3的金属块。初始时,金属块有;的体积浸在水中,弹簧测力计的示数为

Fi,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,如图所示。接着竖直向上提溢水杯,当

溢水杯刚好离开水平底座时(底座对溢水杯的支持力刚好为零),提绳竖直向上的拉力为

Ti;提着溢水杯竖直向上缓慢移动,当金属块刚好浸没在水中时,水对小桶底部的压强为

P,弹簧测力计的示数为F2,提绳竖直向上的拉力为T2。已知小桶能全部接住从溢水杯中

溢出的水,则下列说法正确的是()

3

A.金属块体积为300cmB.Fi-F2=0.18N

C.p=150PaD.T2=TI

解:A、金属块的质量m金=W=J;;.=0.12kg,

根据p==可得金属块的体积:V金=不=丁器匚;]=3X107m3=30cm3,故A错误;

B、初始时,金属块有彳的体积浸在水中,受重力G金、浮力F浮和弹簧测力计的拉力Fi的

作用,

-63

此时排开水的体积:V排=金=:x3X107m3=6X10m,

3363

F浮=p水gV排=1.0X10kg/mX10N/kgX6X10m=0.06N,

根据受力平衡可得:G金=F#Fi,

所以,F1=G金-F浮=1.2N-0.06N=1.14N;

当金属块浸没在水中,受重力G金、浮力F/和弹簧测力计的拉力F2的作用,

则排开水的体积:V/二丫金二?又:!。-!!?,

3353

F浮'=p水gV排'=1.0X10kg/mX10N/kgX3X10-m=0.3N,

根据受力平衡可得:G佥=F浮'+F2,

所以,F2=G金-F浮'=1.2N-0.3N=0.9N;

则Fi-F2=1.14N-0.9N=0.24N,故B错误;

C、初始时,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,当金属块浸没在水中,GS=F

浮'-F浮=0.3N-0.06N=0.24N,

由于水对小桶底部的压力:F=GLO.24N,则水对小桶底部的压强p=|=20%4口2=120Pa,

故C错误;

D、当溢水杯刚好离开水平底座时(底座对溢水杯的支持力刚好为零),提绳竖直向上的拉

力:Ti=G杯+G水+G排=6杯+G水+F浮=6杯+G水+0.06N;

当金属块刚好浸没在水中时,提绳竖直向上的拉力:T2=G^G水-G流+G排'=6杯+6水

一G溢+F浮'=G杯+G水-0.24N+0.3N=G杯+G水+0.06N;

所以,TI=T2,故D正确。

答案:D。

7.(2023•娄底)如图甲所示,将一圆柱体木块用细线拴在没有水的容器底部,然后向容器中

逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是()

①木块的重力为10N

②木块的底面积为100cm2

③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1600Pa

④木块的密度为0.8X103kg/m3

C.②④D.③④

解:①由题意和图象可知,当容器中水的深度在6cm〜12cm时,木块处于漂浮状态,受到

的浮力和重力大小相等,因此木块的重力G=F浮=6N,故①错误;

②由图象可知,木块全部浸没时,受到的浮力为10N,

由Fyp水gV推可知,木块的体积V=V户—=时京气==1X10%

1000cm3.

由图象知物体在0-6cm和12-16cm时浮力改变,即浸入深度改变,因而物体的高度为

6cm+(16-12)cm=10cm;

木块的底面积S=£=T*J=100cm2.故②正确;

③木块刚好浸没时,h=16cm=0.16m,

液体对容器底的压强p=pgh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.16m=1600Pa,故③正确;

④木块的重力G=6N,木块的质量m=二=为—=0.6kg;

V=lX10-3m3;

P=H=7^F^=0-6X1°3ks/m3;故④错误。

综上所述,②③正确。

答案:Bo

8.(2023•泰州)用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜

水艇模型(不计进排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确

的是()

A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力

B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉

C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小

D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少

解:A、当模型漂浮于水面时,它受到的浮力等于重力,故A错误;

B、向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,瓶内的水将变少,总重力变小,模型将上浮,故B

错误;

C、从瓶中抽气时,瓶内气体压强变小,瓶内的水将变多,总重力变大,模型会下沉;此

时它排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知它受到的浮力不变,故C错误;

D、潜水艇是靠改变自身的重力实现浮沉的,让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬

浮,此时应向外抽气,使瓶内气体减少,气压减小,让水进入瓶中,使潜艇受到的重力大

于浮力,实现下沉,然后停止抽气,再适当充气,再向外排水使重力等于浮力而悬浮,使

潜水艇下潜至更深的位置悬浮,则瓶内气体先减少后增加,应使瓶内的水先增加后减少,

故D正确。

答案:Do

9.(2022•浙江)学习了物体的浮沉条件后,小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,

扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,

放手后两气球的运动情况是()

冷水热水

A.冷水、热水中都下沉

B.冷水中下沉,热水中上升

C.冷水、热水中都上升

D.冷水中上升,热水中下沉

解:温水的密度小于冷水的密度,由物体的浮沉条件可知,装温水的气球在冷水中上浮;

温水的密度大于热水的密度,由物体的浮沉条件可知,装温水的气球在热水中下沉,故D

正确。

答案:D。

10.(2022•大庆)如图所示,将一体积为lOcn?的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛

满某种液体的

溢水杯中,溢出液体的体积为8cm3;若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻

放入装满该液体的溢水杯中,则该液体会溢出()

解:将正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为8cm3,根据阿

基米德可得:F浮=Gjf=piggV排;

由图知木块漂浮,所受浮力等于木块的重力,即:F浮=G木,故p液gV推=6木=111木g,贝U:

P液V排=m木;

若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中,由于木块和

液体的密度不变,木块仍处于漂浮状态,则有:p液V排'=m/,当木块的质量变为原来

的一半时,排开液体的体积也变为原来的一半,为4cm3,故B正确。

答案:Bo

H.(2022•湖州)两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,

轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则()

A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大

B.甲的密度与液体的密度相等

C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到的压力大小不变

D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到液体的压强不变

解:A、甲和乙两个正方体棱长相同,则根据体积公式可知其体积相等,两个正方体都浸

没在同一液体中,则其排开液体的体积相等,根据F浮=p/gV排可知,甲受到的浮力等于

乙受到的浮力,故A错误;

B、把甲和乙作为一个整体,甲和乙在液体中静止时悬浮,根据物体浮沉条件可知,甲和

乙的平均密度等于液体的密度,而甲和乙由不同材料制成,其密度不同,所以甲的密度与

液体的密度不相等,故B错误;

C、柱形容器中,容器底部受到的压力大小等于容器内液体和物体的总重力,如果将细线

剪断,甲、乙再次静止后,容器内液体和物体的总重力不变,则容器底部受到的压力大小

不变,故C正确;

D、根据题意可知,细线处于绷紧状态,如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,甲将漂浮

在液面上,则甲和乙排开液体的总体积变小,液体深度变小,根据p=p液gh可知,容器底

部受到液体的压强变小,故D错误。

答案:Co

12.(2022•荆门)如图1所示,水平放置的容器中装有密度为O.gXICPkg/n?的某种液体,体

积为9.6X10W的长方体漂浮在液体中,排开液体的体积为6.0X10-3m3o如图2所示,

对长方体施加竖直向下的外力,使其上表面刚好浸没在液体中并保持静止状态。则()

图1图2

A.长方体的密度为0.625X103kg/m3

B.长方体的重力为60N

C.刚好浸没时长方体所受的浮力为36N

D.刚好浸没时长方体所受的外力为28.8N

解:B、长方体漂浮在液体中,由物体的浮沉条件可知,长方体的重力等于其受到的浮力,

即GMFjjMpisgVj^MO.gXlOSkg/mSxiON/kgXG.OXlOimSndgN,故B错误;

33

C、刚好浸没时,Vas=V=9.6XWm,

长方体所受的浮力:

F浮'=p懑gV浸没=0.8Xl()3kg/m3><10N/kgX9.6X103m3=76.8N,故C错误;

A、长方体的质量m=-=不^—=4.8kg,

33

长方体的密度p长方体=,—3=0.5X10kg/m,故A错误;

r□9.6x10口,0

D、在外力作用下,长方体浸没在液体中,由F+G=F/,则外力大小F=F/-G=76.8N

-48N=28.8N,故D正确。

答案:Do

二、填空题(共6小题)

13.(2023•襄阳)一个小船漂浮在圆柱体水池中(此时为初始状态)。现将体积相等、质量不

同的小球A、B放入小船,小船仍处于漂浮状态,水面相对于初始状态上升了6cm(水未

溢出);再将小球A、B投入水池中后如图所示,水面相对于初始状态上升了1cm;在A、

B球质量差最大时,若只把质量大的小球放入小船中,水面相对于初始状态上升的高度是

解:设圆柱体水池底面积为S,现将体积相等、质量不同的小球A、B放入小船,小船处

于漂浮状态,水面相对于初始状态上升了6cm,A、B的重力应等于增加的浮力,

即G=F浮=p水8丫排=p水gShi;

再将小球A、B投入水池中后,水面相对于初始状态上升了1cm,因A、B完全浸没在水

中,则A、B的总体积等于排开水的体积,

即丫=5112,A、B体积相等,故VA=VB=gv=触2;

A、B的平均密度为:

□□□水口口口1口水口口、6口口

P=E=-=^ET=DDX/DD=6P*;

要使A、B球质量差最大,假设B球的质量最小,则B球的密度应最小,由题意可知,B

球最小密度应等于水的密度,即pB=p水;

口口口口+口□□口

因p=--二6p水,

U口口+口口口口+口口

解得:pA=llp水;

若只把质量大的小球放入小船中,即A球放入小船中,A球处于漂浮状态,根据浮沉条件

可知,

GA=F浮A,即pAgVA=p水8丫排A,;pzKgSh2=p水8丫排A,

解得:V排A=ySh2;

因B球完全浸没在水中,丫排8=丫13=«112,

此时A、B排开水的总体积为:

V排总=V排A+V排8=_SI12+;Sh2=6Sh2,

则水面相对于初始状态上升的高度为:

h==6h2=6Xlcm=6cmo

答案:6o

14.(2023•云南)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,

如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,

吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12cm,浮力大小为Fi;在煤油中时d为

10cm,浮力大小为F2,则Fi=F2(选填或"=")。若将密度计放入密度

为1.25g/cm3的液体中,则d为13.6cm。(p水=1.0g/cm3、p煤油=O.8g/cm3)

解:密度计在煤油和水中都处于漂浮状态,由物体沉浮条件可知,FI=F2=G;

设吸管的底面积(横截面积)为S,吸管和金属夹的总体积为V总,密度计的总重力为G,

由题知,p煤油=0.8p水,另一种液体的密度p液=L25p水,

小明将该密度计放入水中,密度计静止时吸管露出液面的长度di为12cm,

由F1=G和阿基米德原理可得:p水g(V总-Sdi)=G------------------------①,

小明将该密度计放入煤油中,密度计静止时吸管露出液面的长度d2为10cm,

由F2=G可得:P煤油gV排煤油=G,

即:0.8p水g(V总-Sd2)=G--------------②,

联立①②,代入di、d2的值解得V.B=SX20cm;

设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为d3,

同理可得p液gV排液=G,即L25p水g(V.a-Sd3)=G------------------------③,

将V,&=SX20cm分别代入①和③,并联立①③可解得d=13.6cm。

答案:=;13.6o

15.(2023•成都)如图甲是我国自主研发的“极目一号”HI型浮空艇,其内部有两个气囊,

主气囊内充满氢气(密度小于空气),副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时,排

出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力小于浮力,实现上浮。图乙是国产大

飞机C919,飞机在空中飞行时,机翼上表面的空气流速大,压强小,机翼的上下表

面形成压力差,使飞机获得升力。

甲乙

解:当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,飞艇所受浮力不变,重力减小,

使浮空艇受到的重力小于浮力,实现上浮;

飞机机翼表面呈明显的弧度结构,可使飞机在运动过程中机翼上表面的空气流速大,压强

小,而下方空气流速小,压强大,从而形成向上的升力;

答案:小于;小。

16.(2022•襄阳)一质地均匀的长方体放在水中(小部分露出水面,大部分没入水中),现在

将它露出水面的部分截取走,剩余部分静止时仍漂浮于水面上。若第二次漂浮时露出水面

4

的体积是物体原体积的三,则此长方体的密度为0.8g/cn?。笄水=1.(^/(:]113)

解:长方体放在水中小部分露出水面,大部分没入水中,说明长方体处于漂浮状态,且长

方体的密度与水的密度比较接近;

漂浮时长方体受到的浮力等于重力,即F浮=G,

根据F浮=「液gV排和G=mg=pVg可得:p水gVfl.=pVg,

口排□□

整理可得:

□□水7.0口/口口3’

则V排=i.on/nn3XV①,

将它露出水面的部分截取走,剩余部分的体积为V排,

□□

同理可得第二次漂浮时:—L次1.0口/口口3’

Q排

则排排=-------77

V-1-.0--口-/-口--口-3-xV排1.0口/口口3x1-.-0-口--/-口--口-3XV②,

第二次漂浮时露出水面的体积是物体原体积的£,即空=上至=£-----------③,

25□□25

将①②代入③,化简解得p=0.2g/cm3(不符合题意,舍去)或0.8g/cm3,即此长方体的密

度为0.8g/cm3o

答案:0.80

17.(2022•大连)如图所示,水平桌面上放置两个溢水杯,分别装满甲、乙两种液体。将一

个密度为po的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m甲;再将小球放入乙

液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m乙。则m用小m?,(选填“〉”“=”或“<”);

乙液体的密度p乙=_二口0_(用已知条件所给的字母表示)。

解:(1)小球在甲中漂浮,浮力等于自身重力,小球在乙中下沉,浮力小于重力,所以小

球在甲中受到的浮力要大于在乙中受到的浮力,根据阿基米德原理可知,小球在甲中排开

的液体的重力要大于在乙中排开的液体的重力,根据G=mg可知,溢出的液体质量m甲

>m乙;

(2)由于小球在甲液体中漂浮,由F浮=G排=G可得:m排甲g=mg,

则小球的质量m=m甲,

r□□田

由p=-可得,小球的体积v=-=一,

口口口。

□田

小球在乙液体中排开液体的体积V排=v=—,

根据阿基米德原理可知,小球在乙液体中受到的浮力F浮乙=G推乙=m排乙g=m乙g,

口汨7口/口口7

由F浮=「液gV排可得,乙液体的密度p乙=~~———=--口0。

口口郁口二口尹

口0

、口7

答案:》;—□0。

□尹

18.(2022•娄底)如图甲所示,一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M,水平放置在一

个方形容器中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时

间t的变化关系如图乙所示,当t=100s时,物块M在水中处于漂浮(选填“沉底”、

“悬浮”或“漂浮”)状态,图乙中a的值为9cm(g=10N/kg)o

解:

(1)正方体物块M的体积:V=I?=(10cm)3=1000cm3=0.001m3;

物块M的质量:m=-=J[=0.9kg;

3333

物块M的密度:pM=-=券斤=0.9X10kg/m<1.0X10kg/m;

即物块的密度小于水的密度,物块在水中最终会漂浮,

由图象可知,0〜40s过程中,随着水的深度逐渐增加,物块M排开水的体积也变大,则

物块M所受到水的浮力也变大,

当t=40s时,水的深度变化变慢,说明此时物块M刚好处于漂浮状态,因此当t=100s时,

物块M在水中处于漂浮状态;

(2)当t=40s时,物块M刚好处于漂浮状态,贝ljFkGM=9N,

根据F浮=p水gV排可得此时物块M排开水的体积:

V排=二=---,-2---------=9X10-4m3=900cm3,

口求口/.Ox/O,□□/口%/0口/口口

由Va:=SMh浸可得,此时水的深度:

口排900口出

a=h=9cm。

(/0口口)2

答案:漂浮;9o

三、实验探究题(共2小题)

19.(2023•兰州)小刚游泳时发现,人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于

是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确,

他设计并完成了如图甲所示的实验,并将详细的实验数据记录在表格中。

_o<O

=-

1=1

=-

2=262N

=-

3=3

=-

4=4

=-

5且5

物块下表面所处深度h/cm0123456789

弹簧测力计示数F/N4.64.23.83.43.02.62.22.22.22.2

物块所受浮力F浮/N00.40.81.62.02.42.42.42.4

(1)表格中所缺数据为L2,请在图乙中画出浮力大小F浮与物块下表面所处深度h

之间的关系图像。

(2)分析上述实验,请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大?物体浸入水中

的体积变大。

33

(3)由图B和表中数据可知,物块下表面受到水的压强为300Pao(p水=1.0X10kg/m)

(4)为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关,他应该采取的操作是:将物体完全

浸没在装有盐水的溢水杯中,观察弹簧测力计的示数,与D图比较。

解:(1)根据称重法可知,物体受到的浮力等于物体的重力减去浸在液体中弹簧测力计的

示数,由图A知,G=4.6N,由图B知,浸入水中时F=3.4N,则浸入在水中受到的浮力:

F浮=G-F=4.6N-3.4N=1.2N;

由表格数据,描点作图连线如下:

(2)分析表中的实验数据知,物体浸入水中的体积越大,测力计示数越小,由称重法测浮

力:F浮=G-F,物体受到的浮力越来越大,从浅水区走向深水区时浮会变大是因为物体

浸入水中的体积变大;

(3)由表格数据可知,B图中弹簧测力计示数为3.4N,对应的物体下表面的所处深度h

=3cm=0.03m,

下表面受到水的压强:

p=p水gh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.03m=300Pa;

(4)探究浮力的大小是否与液体密度的关系要保证物体排开液体体积一定,改变液体的密

度,将物体完全浸没在装有盐水的溢水杯中,观察弹簧测力计的示数,与D图比较得出结

论。

答案:(1)1.2;如上图所示;(2)物体浸入水中的体积变大;(3)300;(4)将物体完全

浸没在装有盐水的溢水杯中,观察弹簧测力计的示数,与D图比较。

20.(2023•苏州)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁

丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。

制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵

住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水

面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定

密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3^1.0g/cm\l.lg/cnr5的位置并标上密度值。

使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。

(1)。位置处的刻度值为1.0g/cn?;

(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=-(用p水、p液、H表

一□浚一

示);

(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离不相等(相等/不相等);

(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没

有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果偏大(偏

大/偏小/无变化);

(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将提高。

解:(1)如图甲所示,小明将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,用笔

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