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文檔簡介
第10章浮力
選擇題(共12小題)
1.彈簧測力計下掛一長方物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下
降,然后將其逐漸進(jìn)入水中如圖(甲),圖(乙)是彈簧測力計示數(shù)F與物體下降高度h
變化關(guān)系的圖象,則下列說法中正確的是()
2
!
二
H:H
甲乙
A.物體的體積是500cm3
B.物體受到的最大浮力是5N
C.物體的密度是Z.ZSXIoTg/n?
D.物體剛浸沒時下表面受到水的壓力是9N
2.如圖,盛有水的圓柱形小容器漂浮在盛有水的圓柱形大容器中,大容器的底面積是小容
器的4倍(大、小容器壁的厚度均不計)?,F(xiàn)將體積相等的小球A、B投入小容器中,投
入后,兩容器內(nèi)的水對各自容器底部壓強的增加量相等。小球A的密度的最大值為()
A.4X103kg/m3B.5X103kg/m3C.6X103kg/m3D.7X103kg/m3
3.如圖所示,甲、乙兩個完全相同的容器中盛有兩種不同的液體,把兩個完全相同的立方
體A、B分別放入這兩種液體中,均處于漂浮狀態(tài),靜止時兩個容器中的液面相平,A、B
在兩種液體中所受浮力分別為既、FB,液體對燒杯底的壓強分別為p甲、p乙,則()
B.FA=FBpT=P乙
C.FA=FBp甲Vp乙D.FA=FBp¥>p乙
4.水平桌面上兩個底面積相同的容器中,分別盛有甲、乙兩種液體。將兩個完全相同的小
球M、N分別放入兩個容器中,靜止時兩球狀態(tài)如圖所示,兩容器內(nèi)液面相平。下列分析
正確的是()
A.兩小球所受浮力F.VFH
B.兩種液體的密度P甲Vp乙
C.兩種液體對容器底部的壓強p單=p^
D.兩種液體對容器底部的壓力F甲>FL
5.我國10萬噸級的“新光華”號半潛船擁有兩個標(biāo)準(zhǔn)足球場大的甲板,為亞洲最大。2019
年1月,“新光華”號半潛船從巴西運載2.5萬噸的超大型鉆井平臺回到廣州。半潛船裝
載鉆井平臺的工作過程示意圖如圖所示,半潛船先通過調(diào)整水艙里的壓載水量,平穩(wěn)地
將船身和甲板潛入約30米深的水下,只露出船樓建筑;然后將漂浮的鉆井平臺拖拽到甲
板正上方水面,半潛船開始排出水艙里的壓載水,上浮到甲板與鉆井平臺底部接觸時,
將鉆井平臺綁扎固定在甲板上,繼續(xù)排出水艙里的壓載水,半潛船船身連同鉆井平臺一
起上浮,浮出水面,最后靜止。半潛船在上浮過程中()
A.當(dāng)排出的壓載水重大于鉆井平臺重時才開始上浮
B.當(dāng)排出的壓載水重等于鉆井平臺重時才開始上浮
C.排出的壓載水總重大于鉆井平臺重
D.排出的壓載水總重等于鉆井平臺重
6.如圖甲所示,用彈簧測力計將一長方體物體從裝有水的杯子中勻速拉出,物體的底面積
為20CIA杯子的底面積為100cm2,拉力隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示。則下列說法正確
的是()
①物體的密度為2.5g/cm3
②t=ls時,水對杯底的壓力為24N
③物體上升的速度為8cm/s
④當(dāng)物體有一半露出水面時,受到的浮力為1N
B.①?@C.①③④D.③④
7.如圖甲,將塑料球和木球用細(xì)線相連放入水中靜止時,木球露出的體積是它自身體積的
3/8,當(dāng)把細(xì)線剪斷后,如圖乙,木球露出的體積是它自身體積的工,這時塑料球受到池
2
底對它的支持力為F,若塑料球與木球的體積比為1:8,則下列計算結(jié)果不正確的是
()
甲乙
A.木球重4F
B.塑料球的密度為axiC^Kg/m,
C.塑料球受到的浮力為F
D.細(xì)線剪斷前后,兩球受到的總浮力相差2F
8.如圖兩個容器中分別盛有甲、乙兩種不同的液體,把體積相同的A、B兩個實心小球放
入甲液體中,兩球沉底如圖甲所示;放入乙液體中,兩球靜止時的情況如圖乙所示,兩
容器中液面剛好相平,則下列說法正確的是()
A.小球A的質(zhì)量大于小球B的質(zhì)量
B.甲液體的密度大于乙液體的密度
C.小球A在甲液體中受到的浮力大于在乙液體中的浮力
D.甲液體對容器底的壓強小于乙液體對容器底的壓強
9.如圖所示,水池底部的排水口用重為1N、面積為20cmz的塞子塞住,放水至虛線處。圖
甲中,如用彈簧測力計向上逐漸用力拉塞子,當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)為6N時,塞子恰好被
拔出。圖乙中,如用空心密閉塑料瓶(不計重力)代替彈簧測力計,同樣使池中水位達(dá)
到相同位置時恰好將塞子拔出。下列結(jié)論正確的是()
甲乙
A.圖甲中未拉彈簧測力計之前,塞子受到浮力為1N
B.塞子未拔出前,甲圖中水池的水深最大可達(dá)30cm
C.甲、乙兩圖中在塞子未拔出前,水池底受到水的壓強都為2500Pa
D.圖乙中塑料瓶排開水的體積不少于500cm3才能將塞子拔出
10.如圖所示,圓柱形容器裝有適量的水,將密度為2.5g/ciA體積為40cn?的物體M用一
細(xì)繩提起,使物體M的體積剛好有一半露出液面且保持靜止時,磅砰示數(shù)為70g,如圖
甲所示。接下來將物體M放入水中,如圖乙所示,磅秤示數(shù)將變化80g。下列判斷錯誤
的是()
甲乙
A.兩次臺秤示數(shù)的變化等于物體M兩次所受浮力的變化
B.圖甲中物體M下表面受到的液體壓力為0.2N
C.圖乙中物體M對容器底部的壓力為0.6N
D.圖乙中磅秤的示數(shù)為150g
11.在彈簧測力計下懸掛一個實心小球,彈簧測力計的示數(shù)是8N.把實心小球浸沒在密度
為0.8Xl()3kg/m3的油中,彈簧測力計的示數(shù)是6N,下列說法不正確的是()
A.小球受到的浮力是2N
B.小球的質(zhì)量是0.8kg
C.小球的體積是2.5乂10-%3
D.小球的密度是3.2XjL()3g/cm3
12.如圖所示,在兩個完全相同的容器中裝有甲、乙兩種不同的液體,將體積相等的實心
小球A、B、C分別放入兩個容器中,放入小球后兩個容器中的液體深度相同,且A、C
兩球排開液體體積相同,B球在甲液體中懸浮,在乙液體中下沉。則下列選項錯誤的是
A.甲液體比乙液體對容器底的壓強大
B.三個小球中密度最小的是C球
C.如果把A、C兩球?qū)φ{(diào),A球在乙液體中可能下沉
D.A、C兩球所受的浮力相等
二.多選題(共13小題)
13.如圖甲所示,盛有水的薄壁圓柱形容器放在水平桌面上,容器的底面積為S.彈簧測力
計下懸掛一個長方體金屬塊,從水面開始緩慢浸入水中,在金屬塊未觸底且水未溢出的
過程中,測力計示數(shù)F隨金屬塊浸入水中深度h的關(guān)系圖象如圖乙。下列分析正確的是
()
B.金屬塊的高度為瓦
F
C.金屬塊的密度為一1—P*
Fl』2
F,-Fc
D.金屬塊浸沒后與入水前相比,水平桌面受到的壓強增加>_2.
S
14.水平桌面上兩個相同的燒杯中分別裝有甲、乙兩種不同液體,將兩個不同材料制成的
正方體A、B(VA<VB),按如圖兩種方式放入兩種液體中,待靜止后B剛好浸沒在甲液體
中,A剛好浸沒在乙液體中,兩杯中液面恰好相平。下列說法正確的是()
甲乙
A.甲液體密度小于乙液體的密度
B.甲液體對杯底的壓強等于乙液體對杯底的壓強
C.甲液體對B下表面的壓強小于乙液體對A下表面的壓強
D.裝甲液體的容器對水平桌面的壓力小于裝乙液體的容器對水平桌面的壓力
15.一個質(zhì)量為80g的圓柱形瓶身的空玻璃瓶,內(nèi)裝10cm高的水密封后放在水平地面上,
如圖甲所示,再將玻璃瓶分別倒置在盛有水和某種未知液體的容器中,靜止后,瓶內(nèi)、
外液面的高度差如圖乙和圖丙所示(P水=1*1()31^/1113,8=10*1^,瓶壁厚度忽略不計)。
A.玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液體中受到的浮力
B.玻璃瓶底的面積為50cm2
C.未知液體的密度為0.75g/cm3
D.玻璃瓶在水中受到的浮力為4.8N
16.在底面積為S的薄壁柱形容器內(nèi)注入適量的水,讓空燒杯漂浮在水面上,測出水的深
度為%,如圖所示;再將一金屬球放入燒杯中,此時燒杯仍漂浮在水面上,測出水的深
為瓦,最后將該金屬球取出放入水中(空燒杯仍漂浮在水面上),待金屬球沉底后測出水
的深度為h2.已知水的密度為P水,則()
h2-h0
B.金屬球的密度為一!_2P水
hl-h0
C.金屬球沉底后,它對容器底的壓力為P水g(hi-h2)S
D.金屬球沉底后,它對容器底的壓力為P水g(hi-ho)S
17.如圖甲所示,將密度計插入被測液體中,待靜止后直接讀取液面處的刻度值,即為該
液體的密度。如圖乙、丙所示,在木棒的一端纏繞一些銅絲做成一支簡易密度計,將其
分別放入水平桌面上盛有不同液體的兩個相同的燒杯中,它會豎直漂浮在液體中,靜止
后兩個燒杯的液面相平。下列說法正確的是()
甲乙丙
A.圖甲中液體的密度為1.55g/cm3
B.乙、丙兩圖中木棒底部所受液體的壓力相等
C.圖乙燒杯中液體的質(zhì)量比丙圖的小
D.圖乙中燒杯對桌面的壓強大于圖丙中燒杯對桌面的壓強
18.如圖所示,水平桌面上底面積為S的柱形容器中裝有水,符金屬塊和木塊疊放在水中,
水面恰好與木塊上表面相平;將金屬塊取下放入水中后下沉至底部木塊再次靜止時,水
對容器底壓強減小了P。已知金屬塊的重力為G”木塊的重力為G2,水的密度為P,下
列說法正確的是()
Gl+G2
B.木塊受到的浮力減小pS
C.金屬塊的體積為足
Pg
D.金屬塊的密度為」pGi
G「pS
19.如圖是甲、乙兩種液體的質(zhì)量與體積關(guān)系圖象,將相同的木塊分別放入盛有甲、乙兩
種液體的容器a和b中,待木塊靜止時,兩容器液面相平,下列說法正確的是()
A.a容器盛的是甲液體,b容器盛的是乙液體
B.木塊在a容器內(nèi)排開液體的質(zhì)量較大
C.a、b兩容器底部受到液體的壓強相等
D.a、b兩容器中木塊下表面受到液體的壓強相等
20.水平面上放有甲、乙兩個完全相同的容器,容器中裝有質(zhì)量相等的不同液體。現(xiàn)把質(zhì)
量相等的A、B兩球放入甲容器中后,A漂浮、B沉底;用線把A、B兩球系在一起放入乙
容器中(線的質(zhì)量和體積不計),靜止后的狀態(tài)如圖所示,兩容器中液面恰好相平。下列
說法中正確的是()
A.甲容器中的液體密度比乙容器中的液體密度小
B.A球在甲中所受浮力大于在乙中所受浮力
C.甲容器底所受液體壓強小于乙容器底所受液體壓強
D.甲容器對水平面壓強等于乙容器對水平面壓強
21.如圖甲所示,水平面上有一個底面積為S的薄壁圓柱形容器,容器中裝有質(zhì)量為叫的
水,現(xiàn)將一質(zhì)量m2的物塊放入容器中,物塊漂浮在水面上,物塊浸入水中的體積為物塊
體積的3,如圖乙用力緩慢向下壓物塊直至使物塊恰好浸沒在水中(水未溢出)的過程
5
中,下列說法正確的是(已知水的密度是P*)()
A.物塊所受的浮力不斷增大
B.木塊的密度是水密度的2
5
C.圖乙位置時力F的大小為42g
3
D.圖乙位置時水對容器底部的壓強為(3mi+5m2)g
3S
22.底面積為S的圓柱形駛?cè)萜髦惺⒂忻芏葹镻液的液體,里于水平桌面上,如圖甲所示。
現(xiàn)將一個重為G。的金屬塊用彈簧測力計(未畫出),通過細(xì)線吊著浸沒在液體中,如圖
乙所示,此時彈簧測力計的示數(shù)為用;之后將細(xì)線剪斷,金屬塊沉到容器底部,如圖丙
所示。則下列判斷正確的是()
A.金屬塊的密度P金產(chǎn).匕液Fi)“
G0
B.金屬塊的密度P金腐=?液G0
G0-Fi
C.甲、乙兩種情形相比較,液體對容器底的壓強變化量是△p=£^
S
D.乙、丙兩種情形相比較,容器底對桌面的壓強變化量是△PI=£L
S
23.小華用如圖甲所示進(jìn)行實驗“探究影響浮力大小的因素“,A是實心圓柱體根據(jù)數(shù)據(jù)作
出的彈簧測力計示數(shù)F與物體浸入水中的深度h的關(guān)系圖象如圖乙,從圖乙可知不正確
的()
nz.
A.物體受到的重力為2N
B.當(dāng)物體浸沒在水中時受到的浮力為2N
C.該物體的密度為LOXUfkg/m?
D.浸入液體的物體所受的浮力大小與深度成正比
24.如圖,三個相同容器中分別盛有甲、乙、丙三種液體,將三個完全相同的銅球分別沉
入容器底部,當(dāng)球靜止時,容器底受到球的壓力大小關(guān)系是F甲〉FL>F丙.則三個球受
到的浮力關(guān)系和三種液體的密度關(guān)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、丙三個完全相同的容器,裝有不同的液體,A、B、C是三個相同
的長方體,將它們分別放入三個容器的液體中,靜止時,三個容器內(nèi)的液面相平,如圖
所示,則下列判斷正確的是()
A.物體受到的浮力F浮A>F浮B>F浮c
B.液體對容器底的壓強p用<pz<p丙
C.物體下表面受到液體向上的壓力FA=FB=FC
D.容器對桌面的壓力F單<Fz,VF丙
三.填空題(共10小題)
26.如圖那樣,先秤出木塊重,再把木塊輕輕放入盛滿水的溢水杯的水面上,然后秤出被
漂浮著的木塊從溢水杯排到小桶中的水的重力,測量數(shù)據(jù)記錄在下表,表中尚有部分?jǐn)?shù)
據(jù)沒有填寫,請你補填完整。
物體重力(N)小桶和液體總重(N)小桶重(N)木塊排開水的重力物體所受浮力
(N)(N)
11.50.5
27.曉雯學(xué)習(xí)了浮力知識后進(jìn)一步思考:浮力是液體對物體向上的托力。而物體間力的作
用是相互的,所以物體對液體一定有向下的壓力,那么浮力的大小與物體對液體壓力的
大小有什么關(guān)系呢?
(1)曉雯利用燒杯、水、天平、金屬圓柱體、細(xì)線和測力計,進(jìn)行了如下探究:
①在燒杯中盛適量水,用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量mi=136g;
②用測力計測出圓住體的重力G=0.54N;
③如圖所示,將圓住體部分沒入水中,記下測力計的示數(shù)F,則圓柱體所受水的浮力
為;保持圓柱體浸入水中的部分不變,向天平的右盤加上適量的核碼。使天平重
新平衡。記下天平的讀數(shù)IU2,則圓柱體對水的壓力為o
(2)下表為曉雯記錄的實驗數(shù)據(jù):(表中h2>%)
圓柱體的位置測力計的示數(shù)F/N圓柱體侵入后天平的讀數(shù)
m2/g
圓柱體部分浸入0.44146
圓柱體浸沒深度比0.34156
圓柱體浸沒深度h20.34156
通過分析表格中的數(shù)據(jù),可以得出:浮力的大小物體對液體壓力的大小;你還可
以得出什么結(jié)論?(寫出一條即可)
28.在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”時,同學(xué)們提出了如下的猜想
①可能跟物體浸入液體的深度有關(guān);
②可能跟物體的重力有關(guān);
③可能跟物體的體積有關(guān);
④可能跟物體浸入液體的體積有關(guān);
⑤可能跟液體的密度有關(guān)。
為了驗證上述猜想,小明做了如圖所示的實驗;他在彈簧測力計下端掛一個鐵塊,依次
把它緩緩地浸入水中不同位置,在這一實驗中:
(1)鐵塊分別在水中1、2、3的位置,彈簧測力計的示數(shù)怎樣變化?o這可能
使我們誤認(rèn)為越大越大,在位置3、4中,彈簧測力計的示數(shù)又怎樣變
化?,說明了?
(2)比較實驗的整個過程,分析彈簧測力計的示數(shù)的變化規(guī)律,可以總結(jié)出什么結(jié)論。
證明上述猜想是正確的。
29.某興趣小組利用同一物體“探究浮力大小等于什么?”的實驗過程如圖甲所示。
(1)物體所受的重力為No
(2)利用水進(jìn)行探究記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表,請將表中空缺的數(shù)據(jù)補充完整。
實驗過程彈簧測力計的示排開液體的體積排開液體的重力物體所受的浮力
數(shù)F(N)V(cm3)G(N)F(N)
A4000
B3.5500.5
C10011
D310011
(3)利用另一種液體進(jìn)行實驗(如圖E所示),則所用液體的密度是kg/m3;
(4)當(dāng)測力計吊著物體,從接觸水面開始緩慢完全浸入水中,到與底部剛好接觸的過程
中,能正確表示物體所受浮力F與浸入水中深度h關(guān)系的圖象(如圖乙)是
(5)分析實驗數(shù)據(jù)可知,物體所受浮力大小等于
30.兩個相同的圓柱形容器中分別裝有體積相等的甲、乙兩種液體,圖示是同一只雞蛋在
兩種液體中靜止時的情景。圖中兩種液體的密度分別為P甲和P乙,雞蛋所受浮力分別
為F甲和F乙,容器底部所受液體壓強分別為p單和p乙,則它們的大小關(guān)系是:P甲P
F甲F乙,p甲p乙,以下三種方案:①在雞蛋上開小孔,用注射器抽取雞蛋
內(nèi)蛋清,再用膠帶封好小孔;②在雞蛋上開小孔塞入大頭針,用膠帶封好小孔;③在容
器中加入比原液體密度更大的液體,若想使雞蛋在乙液體中下沉,可行的方案有
(填序號)。
二-甲一乙
31.有木球、鋁球、銅球各一個,它們在水中靜止時的情況如圖所示,則球一定是
空心的。
IX1
32.質(zhì)量相等的甲、乙兩個實心球,它們的密度之比為5:3.若將甲、乙都放入水中,靜
止時它們受到的浮力之比為2:3,則乙球的密度是。
33.將一輕質(zhì)彈簧的兩端分別固定在正方體物體A、B表面的中央,把正方體物體B放在水
平桌面上,當(dāng)物體A、B靜止時,彈簧的長度比其原長縮短了5cm,如圖甲所示。則物體
A的質(zhì)量為kg.現(xiàn)將物體A、B上下倒置,并將它們放入水平桌面上的平底圓柱
形容器內(nèi),使物體A與容器底接觸(不密合),再向容器中緩慢倒入一定量的某種液體,
待物體A、B靜止時,物體B上表面與液面平行,且有1/4體積露出液面,此時容器底對
物體A的支持力為1N.已知物體A、B的邊長分別為5cli1、10cm,物體A、B的密度之比
為16:1,圓柱形容器的底面積為150cm,,彈簧原長為10cm,彈簧所受力F的大小與彈
簧的形變量Ax(即彈簧的長度與原長的差值的絕對值)的關(guān)系如圖乙所示。上述過程中
彈簧始終在豎直方向伸縮,且撤去其所受力后,彈簧可以恢復(fù)原長。不計彈簧的體積及
其所受的浮力,g取10N/kg,則物體B的密度為kg/m3;容器內(nèi)倒入液體的質(zhì)量
是kgo
34.將某物體放入裝滿水的容器中溢出30g水,放入裝滿煤油的容器中溢出24g煤油,該
物體在水中靜止時受到的浮力為N,在水中靜止時可能處于狀態(tài)。(P煤
^=0.8X10^^,g=10N/kg)
35.在彈簧測力計下掛一圓柱體。從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼
續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力
計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象。求:
(1)分析圖象可知,圓柱體浸沒在水中時,受到的浮力是N;
(2)分析圖象BC段,可得結(jié)論:物體越大,所受到的浮力越大。
四.實驗探究題(共8小題)
36.如圖所示,把一個底面積為S,高為1的長方體浸沒在密度為P的液體中,上、下表
面分別距液面為%和h2,因為液體內(nèi)部存在壓強,所以長方體各表面都受到液體的壓力。
(1)分析圖中長方體的受力情況,其受到浮力的原因是,浮力的方向是.
(2)大量的實驗結(jié)果表明:“浸在液體中的物體受到浮力的大小等于它排開液體所受的
重力請從浮力產(chǎn)生原因的角度推導(dǎo)出這一結(jié)論。
37.如圖所示,小李在實驗室中做了如下實驗:
N
一h
二-
巳
三
-一2N
二
二
二-
卻
圖2圖3
川|1巾|巾1|周|巾
012345g
圖4
①用彈簧測力計測出物體A受到的重力;
②用彈簧測力計測出物體A浸沒在水中時受到的拉力;
③用天平稱量出酒精和容器的總質(zhì)量;
④物體A仍然掛在彈簧測力計下,浸沒在酒精中,但不觸底,容器中的酒精也未溢出,
通過增減硅碼和移動游碼,仍使天平保持平衡。根據(jù)以上實驗步驟回答下列問題:
(D物體浸沒在水中所受的浮力好=N;浸設(shè)在酒精中所受的浮力F2=N;
(2)當(dāng)物體A浸沒在酒精中,天平仍保持平衡時,右盤中只有兩個祛碼,其質(zhì)量分別
為、g,此時游碼在標(biāo)尺上指示的質(zhì)量值是g.(已知酒精的密度
為0.8X103kg/m3,g取10N/kg)
38.小明同學(xué)在探究浮力的實驗中:
(1)如圖甲,把半徑為3cm、密度均勻的實心小球A用細(xì)線掛在彈簧測力計上,測得其
重力為N,他用手豎直向上輕輕托起小球,彈簧測力計示數(shù)將變o
(2)他又將小球A緩慢放入盛有適量水的燒杯中,彈簧測力計的示數(shù)逐漸變小,說明小
球受浮力作用且浮力的方向是豎直向,當(dāng)小球頂部距水面7cm時,彈簧測力計示
數(shù)為1.9N,如圖乙,小球受到的浮力大小是No
(3)為進(jìn)一步研究浮力產(chǎn)生的原因,小明自制了薄壁實驗箱,左右分別是柱形箱B和C,
B箱下部有一圓孔與C箱相通,他將上下表面是橡皮膜的透明空心立方體M放在圓孔上
緊密接觸,并向B箱中加入適量的水使M浸沒且沉在箱底,如圖丙。現(xiàn)往C箱加水至與
M下表面相平時,M下表面橡皮膜(選填“受到”或“不受”)水的壓力作用;繼
續(xù)向C箱中加水至M上下表面橡皮膜形變程度相同時,則M上下表面受到水的壓力
(選填“相等”或“不相等”);再向C箱中加一定量的水,M上下表面形變程度如圖丁,
則下表面受到水的壓力(選填“大于”“小于”或“等于“”)上表面受到水的壓
力。這就是浮力產(chǎn)生的真正原因。
(4)同組小斌同學(xué)根據(jù)第(2)小題中小球受到的浮力大小和第(3)小題探究浮力產(chǎn)生
的原因巧妙地計算出圖乙中小球A受到水對它向下的壓力是N.(圓面積公式S=
nr2,取”=3)
39.在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)
猜想2:浮力的大小可能與物體的重力有關(guān)
猜想3:浮力的大小可能與物體的形狀有關(guān)
猜想4:浮力的大小可能與排開液體的體積有關(guān)
(1)如圖1所示,用手把飲料罐按入水中,飲料料罐浸入水中越深,手會感到越吃力。
這個事實可以支持以上猜想(選填序號)
(2)為了研究猜想1和猜想2,運用了體積相同的A、B、C三個圓柱體,測得重力分別
為4N,4.5N和5N.然后進(jìn)行如圖2所示的實驗。
①在序號a的實驗中物所受的浮力為N.
②比較序號,,e的三次實驗,可得出初步結(jié)論:浮力大小與液體密度
有關(guān)。
③進(jìn)一步分析可知:液體的密度越大,物體所變的浮力越;
④比較序號a、b、c的三次實驗,可得出結(jié)論:浮力的大小與物體的重力關(guān)。
(3)為了研究猜想3,小明用兩塊相同的橡皮泥分別捏成圓錐體和圓柱體進(jìn)行如圖3所
示的實驗、由此小明得出的結(jié)論是:浮力的大小與物體的形狀有關(guān),小珍認(rèn)為這結(jié)論不
可靠,主要原因是圖3
圖1
40.某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材,按照圖所示的步驟,探究浮力
的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。
(1)先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力,其中石塊的重力大小為N?
(2)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中,石塊受到的浮力大小為N.石塊排開的水
所受的重力可由(填字母代號)兩個步驟測出。
(3)由以上步驟可初步得出結(jié)論:浸在水中的物體所受浮力的大小等于.
(4)為了得到更普遍的結(jié)論,下列繼續(xù)進(jìn)行的操作中不合理的是。
A.用原來的方案和器材多次測量取平均值
B.用原來的方案將水換成酒精進(jìn)行實驗
C.用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進(jìn)行實驗
(5)另一實驗小組在步驟C的操作中,只將石塊的一部分浸在水中,其他步驟操作正確,
則(選填“能”或“不能”)得到與(3)相同的結(jié)論。
D
41.科學(xué)社團(tuán)的同學(xué)們進(jìn)行了各種特殊方法測量的展示活動,下面就是他們設(shè)計的一個實
驗:小軍同學(xué)把一礦泉水瓶底剪掉,瓶蓋擰緊并吊一重物可以做成一個簡易密度計,其
重力G=4N.在水中漂浮時液面對應(yīng)瓶上的某一刻度線此處可標(biāo)記為1(g/cm3),在酒精
中液面對應(yīng)另一刻度線處,此處可標(biāo)記為0.8(g/cm),貝!!:
(1)1(g/m3)的刻度線位置是(選填"a”或"b”)處;
(2)兩次操作中,簡易密度計在水中和酒精中的G持之比是;
(3)如果在甲圖瓶中放入一物體后液面正好與刻度線b相平,如圖丙所示,則物體重力
為N,這樣可以把密度計改裝成一個測量重力的工具。
Q
42.由如圖所示實驗中觀察到的數(shù)據(jù),計算相應(yīng)的物理量。(P水=103kg/m3)
(1)物體受到的浮力為No
(2)物體排開水的體積是m3?
(3)物體排開的水重為No
黑
甲乙
43.某同學(xué)在“探究浮力大小與什么因素有關(guān)”時,做了如下圖所示的實驗。根據(jù)要求完
成下列探究過程:
甲在空氣中乙石塊浸入水丙測石塊排開
測石塊所受中后,彈簧測的水所受的
的重力G力計的示數(shù)G'重力G推
(1)石塊的重力G=N?
(2)石塊浸沒在水中后測力計的示數(shù)G'=N,由此可得石塊所受浮力F浮=
N?
(3)石塊排開水所受到的重力G)?=N?
(4)比較F浮和G拌的大小,可以發(fā)現(xiàn):F浮G#?
3
(5)該物體的密度是kg/m(P水MlXlO—g/m1g=10N/kg)o
五.計算題(共7小題)
44.某型號一次性聲吶,其內(nèi)部有兩個相同的空腔,每個空腔的容積為2X10-3m3,每個空
腔的側(cè)上方都用輕薄易腐蝕材料制成的密封蓋密封,密封蓋在海水中浸泡24小時后,將
被海水完全腐蝕。
某次公海軍事演習(xí),反潛飛機向海中投入該聲吶,聲吶在海中靜止后露出整個體積的工,
4
聲吶處于探測狀態(tài),如圖甲所示,24小時后,聲吶沒入海中處于懸浮狀杰,聲吶停止工
作,如圖乙所示,再經(jīng)過24小時后,聲吶沉入海底,如圖丙所示。已知P海水=1.1X
lO^g/m3,gMlON/kg,問:
(1)每個空腔能容納海水的重量有多大?
(2)聲吶整個體積有多大?
(3)圖甲中,聲吶有多重?
(4)圖丙中,海底對聲吶的支持力有多大?
45.某次物理活動舉行了“造船”比賽,他們用的材料是密度為LSXloTg/m?的橡皮泥,
其中王強同學(xué)選了一塊豎立在水平桌面上的圓柱體橡皮泥,它的底面積為1.0XU)-3m2
高為0.2m,最后造出了最大排水體積為6.0乂10一%3的小船。(p*=1.0X103kg/m3,g
取lONkg)求:
(1)王強同學(xué)所選橡皮泥的質(zhì)量
(2)橡皮泥對桌面產(chǎn)生的壓強。
(3)王強同學(xué)造的船在水中最大排水時受到的浮力。
46.如圖甲所示,拉力F通過滑輪組,將正方體金屬塊從水中勻速拉出至水面上方一定高
度處。圖乙是拉力F隨時間t變化的關(guān)系圖象。不計動滑輪的重力、摩擦及水和空氣對
金屬塊的阻力,g=10N/kg,求:
(1)金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力大?。?/p>
(2)金屬塊的密度;
(3)如果直接將金屬塊平放在水平地面上,它對地面的壓強大小。
47.在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件,示數(shù)是2.7N.當(dāng)把零件浸沒在水中時,彈簧測力
計的示數(shù)是L7N.現(xiàn)把該零件浸沒在另一種液體中時,彈簧測力計的示數(shù)是L9N,求:
(1)該零件浸沒在水中時受到的浮力F浮
(2)該金屬零件的密度P金;
(3)另一種液體的密度P?
48.如圖1所示,小明用彈簧測力計吊著一重為3.2N的實心圓柱體,將它豎直逐漸浸入水
中,記下圓柱體下表面浸入水中的深度h和對應(yīng)的浮力F浮,并畫出F浮-h的圖象(如
圖2所示),g取10N/kg。求:
(1)圓柱體的質(zhì)量;
(2)圓柱體浸入水中的深度h=10cm處,靜止時彈簧測力計的示數(shù);
(3)圓柱體的密度。
圖1圖2
49.一均勻的長方體浸沒在密度為P液的液體中,如圖所示。已知它的底面積為S,上表面
所處的深度為h”下表面所處的深度為h2,請根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,推導(dǎo)出此時長方體
受到液體浮力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
50.如圖所示,一個均勻的長方體物塊在液體中靜止時處于漂浮狀杰。已知它的底面積為S,
下表面處受到液體的壓強為P,請完成下列問題(計算結(jié)果均用題中所給的字母表示):
(1)求長方形物塊受到的浮力F浮大小;
(2)若長方體物塊靜止時,露出液面的高度為h,液體密度為P,求長方體物塊的密度
P物;
(3)若要使該長方體恰好能完全浸沒液體中保持靜止?fàn)顟B(tài),求要在其上底面施加的壓力
F的大小。
參考答案與試題解析
一.選擇題(共12小題)
1.彈簧測力計下掛一長方物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方高水面某一高度處緩緩下
降,然后將其逐漸進(jìn)入水中如圖(甲),圖(乙)是彈簧測力計示數(shù)F與物體下降高度h
變化關(guān)系的圖象,則下列說法中正確的是()
A.物體的體積是500cm3
B.物體受到的最大浮力是5N
C.物體的密度是2.25XlO'kg/m^
D.物體剛浸沒時下表面受到水的壓力是9N
【分析】AB、根據(jù)圖象,分析出物體的重力G,完全浸沒時的拉力F,從而可根據(jù)F浮=G
-F求出完全浸沒時的浮力,即最大浮力;由浮力公式計算出完全浸沒時排開液體的體
積;
C、由物體的重力求出質(zhì)量,根據(jù)密度公式得出物體的密度;
D、根據(jù)阿基米德原理,物體剛浸沒時下表面受到的壓力等于物體受到的浮力。
【解答】解:AB、由圖象知,G=9N,當(dāng)物體完全浸沒時,拉力F=5N,則完全浸沒時的
浮力為F浮=G-F=9N-5N=4N,此時物體完全浸沒,所以浮力最大,故B錯誤;
由F浮=「液gV排得,V=V排=F'季=----------綱小---------=4X10'4m3,A
P水g1.OX103kg/m3XlQN/kg
錯誤;
C、物體的質(zhì)量m=9=———=0.9kg;
glON/kg
9k
則p=11=—0-g—=2.25X103kg/m3.C正確;
V4X10-4m3
D、物體剛浸沒時,下表面受到的壓力F下=F浮=4N,故D錯誤。
故選:Co
【點評】本題用到的知識點有重力、質(zhì)量、密度、阿基米德原理、壓強的計算等,考查
學(xué)生結(jié)合圖象對所學(xué)知識進(jìn)行綜合分析的能力,難度較大。
2.如圖,盛有水的圓柱形小容器漂浮在盛有水的圓柱形大容器中,大容器的底面積是小容
器的4倍(大、小容器壁的厚度均不計)?,F(xiàn)將體積相等的小球A、B投入小容器中,投
入后,兩容器內(nèi)的水對各自容器底部壓強的增加量相等。小球A的密度的最大值為()
A.4X103kg/m3B.5X103kg/m3C.6X103kg/m3D.7X103kg/m3
【分析】由題知,兩容器內(nèi)的水對各自容器底部壓強的增加量相等;根據(jù)p=Pgh可知:
兩容器內(nèi)的水的深度的增加量相等;
所以,根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理分別得出深度的變化量。然后得出等式,求出A、B
球的密度與水的密度關(guān)系;
要想小球A的密度的最大,則B球的密度應(yīng)為最小,由于B球是需要自己能浸沒在水中
的,所以B球的最小密度是等于水的密度,據(jù)此即可求出球A的最大密度。
【解答】解:
體積相等的小球A、B投入小容器中,設(shè)球的體積為V,由于A、B兩個小球浸沒在水中,
則排開水的體積為V排i=2V;
所以,小容器中水面上升的高度:△乩=①_=型,
s小S小
則小容器中的水對其底部壓強的增加量為:△p〃=p*gAh1=P水gX型;
由于小容器漂浮在圓柱形大容器中,
所以A、B投入小容器后,水對大容器底部壓力的增加量為:△F=GA+GB=PAgV+pBgV,
P°gV+P口gV
則大容器底部壓強的增加量為:Ap大=A"R=,------J;
S大S大
由題意可知:小,
所以,PAgV+PBgV=pe里------------------------------①
S大S小
已知:S大=4S小一————————————②
聯(lián)立①②可得:PA+PB=8P*-______________③;
由于B球是需要浸沒在水中的,所以B球的最小密度為PB*4>=P水;
則由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\
故選:Do
【點評】本題可知液體壓強公式、阿基米德原理、物體浮沉條件的應(yīng)用,關(guān)鍵是根據(jù)題
目要求,得出A、B球要浸沒在水中的條件是球的密度必須大于或等于水的密度。
3.如圖所示,甲、乙兩個完全相同的容器中盛有兩種不同的液體,把兩個完全相同的立方
體A、B分別放入這兩種液體中,均處于漂浮狀態(tài),靜止時兩個容器中的液面相平,A、B
在兩種液體中所受浮力分別為&、FB,液體對燒杯底的壓強分別為PhPL,則()
甲乙
A.FA<FBp甲=p乙B.FA=FBp甲=p乙
C.R=FBp甲Vp乙D.FA=FBp單>p乙
【分析】(1)A、B是兩個完全相同的立方體,漂浮時受到的浮力都等于重力,由此可知
兩立方體受浮力大小關(guān)系;
(2)由于浮力相等,由圖可知排開液體的體積關(guān)系,根據(jù)F浮=P濃gV排可得兩種液體
的密度關(guān)系,已知兩個容器中的液面相平利用液體壓強公式分析兩種液體對容器底壓強
的大小關(guān)系
【解答】解:
(1)由圖可知,立方體A、B都處于漂浮,所以受到的浮力都等于各自的重力,而兩立
方體完全相同,則重力相等,所以FA=FB=G,故A錯誤;
(2)由于R=FB,根據(jù)F浮=P濃gV排可得:p甲gV推單=p乙gV排乙;
由圖可知丫排甲<丫揉乙;所以,P?>P乙;
兩個容器中的液面相平(即深度相同),根據(jù)p=P濃gh可得:p單〉p乙;故BC錯誤,D
正確。
故選:Do
【點評】本題考查液體壓強公式公式和浮力的應(yīng)用,關(guān)鍵知道物體漂浮時浮力等于重力,
物體密度小于液體密度;由于本題中物體都是處于漂浮狀杰,所以應(yīng)根據(jù)排開液體的體
積利用阿基米德原理判斷液體的密度。
4.水平桌面上兩個底面積相同的容器中,分別盛有甲、乙兩種液體。將兩個完全相同的小
球M、N分別放入兩個容器中,靜止時兩球狀態(tài)如圖所示,兩容器內(nèi)液面相平。下列分析
正確的是()
A.兩小球所受浮力RVFN
B.兩種液體的密度P甲VP乙
C.兩種液體對容器底部的壓強p甲=pa
D.兩種液體對容器底部的壓力F甲>FL
【分析】(1)由圖可知:M在甲液體中漂浮,N在乙液體中懸浮,則根據(jù)漂浮和懸浮的條
件來即可判斷浮力大小關(guān)系。
(2)根據(jù)浮沉條件即可判斷液體密度的大??;
(3)根據(jù)p=P誠gh比較容器底面受到的壓強大??;
(4)根據(jù)F=pS比較容器底面受到的壓力大小。
【解答】解:
A、小球M在甲液體中漂浮,則浮力FM=GM,小球N在乙液體中懸浮,則浮力FN=GN,
由于小球M、N完全相同,即GM=GN,則有R=FN,故A錯誤;
B、小球M在甲液體中漂浮,則密度PM<P甲,小球N在乙液體中懸浮,則密度PN
=P乙,由于小球M、N完全相同,即PM=PN,則有P?>Pz.,故B錯誤;
C、由B選項分析可知:p¥>p乙,兩容器液面相平即容器底部深度h相同,根據(jù)液體
壓強計算公式p=Pgh可知,p甲〉p乙,故C錯誤;
D、由C選項分析得容器底部液體壓強p¥>p乙,兩容器底面積相同,由壓力計算公式F
=pS得,容器底部受到液體壓力F甲>F乙,故D正確。
故選:Do
【點評】此題綜合考查了阿基米德原理、物體浮沉條件及其應(yīng)用、壓強的大小比較等知
識點,是一道綜合性較強的題目,本題也可以利用物體浮沉條件比較兩種液體的密度關(guān)
系。
5.我國10萬噸級的“新光華”號半潛船擁有兩個標(biāo)準(zhǔn)足球場大的甲板,為亞洲最大。2019
年1月,“新光華”號半潛船從巴西運載2.5萬噸的超大型鉆井平臺回到廣州。半潛船裝
載鉆井平臺的工作過程示意圖如圖所示,半潛船先通過調(diào)整水艙里的壓載水量,平穩(wěn)地
將船身和甲板潛入約30米深的水下,只露出船樓建筑;然后將漂浮的鉆井平臺拖拽到甲
板正上方水面,半潛船開始排出水艙里的壓載水,上浮到甲板與鉆井平臺底部接觸時,
將鉆井平臺綁扎固定在甲板上,繼續(xù)排出水艙里的壓載水,半潛船船身連同鉆井平臺一
起上浮,浮出水面,最后靜止。半潛船在上浮過程中()
A.當(dāng)排出的壓載水重大于鉆井平臺重時才開始上浮
B.當(dāng)排出的壓載水重等于鉆井平臺重時才開始上浮
C.排出的壓載水總重大于鉆井平臺重
D.排出的壓載水總重等于鉆井平臺重
【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理原理和浮沉條件分析排開壓載水重時半潛船的運動狀態(tài);
(2)物體漂浮時,浮力等于重力;物體的重力增加,浮力增加,增加的物體的重力等于
其排開的液體的重力。
【解答】解:半潛船在上浮過程中分為3個狀態(tài),如下:
圖1是半潛船的船身和甲板潛入約30米深的水下的狀態(tài)(此時漂?。?;
圖2是上浮到甲板與鉆井平臺底部剛剛接觸時的狀態(tài);
圖3是半潛船船身連同鉆井平臺一起上浮,浮出水面,最后處于靜止?fàn)罱?
圖1圖2
AB、圖1中,半潛船在水下約30米深的位置處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力;
由圖1到圖2,將壓載水排出水艙,則半潛船的重力減小,重力小于浮力,則半潛船會
上浮,所以只要排出壓載水,半潛船就會上浮,故AB錯誤;
CD、圖1中:F浮i=G半潛加,圖3中:F浮3=G半潛超-G排總+G拈(其中G推息為整個過程中排
出的壓載水總重),
由圖可知:V#i>V#3;
由于都是在水中,則由F滓=P波丫或g可知,F(xiàn)浮1>F浮3,
即:G半浮船>G半浮船-G排總+G拈,
所以,G年息〉G姑,故C正確,D錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查了物體的浮沉條件和阿基米德原理的應(yīng)用
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