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文檔簡介
第十章浮力
一、選擇題(共12小題)
1.(2023?常州)為拯救瀕危物種中華鰭,生物學家在放養的中華鰭身上拴上定位硬殼膠囊。
數天后,膠囊與潛入水中的中華鰭脫離,最終漂浮于江面發射定位信號。脫離后,膠囊受
到的浮力隨時間變化的關系為下列圖中的()
2.(2023?濟南)把一塊石頭和一個西紅柿同時放入水中,它們靜止時西紅柿漂在水面上,而
石頭沉入了水底,如圖所示。石頭和西紅柿在水中受到的浮力的大小相比較()
A.石頭受到的浮力更大些
B.西紅柿受到的浮力更大些
C.石頭和西紅柿受到的浮力一樣大
D.無法比較石頭和西紅柿受到的浮力大小
3.(2022?山西)如圖所示,是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實質就是海中漂浮的大塊淡水
冰。據科學分析,全球氣候變暖會導致冰山熔化,海平面升高。下列判斷正確的是()
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開水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍會漂浮在水面上
D.冰山熔化一部分后排開水的體積不變
4.(2023?淄博)將乒乓球壓入水底,松手后乒乓球上浮過程中經過位置1和位置2,最終在
位置3靜止,如圖所示。則乒乓球()
A.在位置1時處于懸浮狀態,受到的浮力等于自身重力
B.從位置1至位置2的過程中,受到的浮力逐漸變大
C.從位置1至位置2的過程中,受到水的壓強逐漸變大
D.在位置3時受到的浮力小于在位置1時受到的浮力
5.(2023?郴州)如圖所示,水平桌面上甲、乙兩相同的容器裝有體積相等的不同液體。將同
種材料制成的實心物體A、B分別放入甲、乙兩容器中,靜止時兩容器中的液面保持相平,
貝U()
甲乙
V/////////////////////////////////////.
A.物體A受到的浮力大于物體B受到的浮力
B.甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度
C.甲、乙兩容器的底部受到液體的壓強相等
D.甲容器對桌面的壓力小于乙容器對桌面的壓力
6.(2023?武漢)鐵架臺的水平底座上有一只溢水杯,貼近溢水杯有一底面積為20cm2的圓柱
形小桶(不計側壁厚度)。彈簧測力計的上端掛在鐵架臺的支架上,下端懸掛一重力為L2N、
密度為4X103kg/m3的金屬塊。初始時,金屬塊有g的體積浸在水中,彈簧測力計的示數為
Fi,杯中水面恰好與溢水口相平,小桶中沒有水,如圖所示。接著豎直向上提溢水杯,當
溢水杯剛好離開水平底座時(底座對溢水杯的支持力剛好為零),提繩豎直向上的拉力為
Ti;提著溢水杯豎直向上緩慢移動,當金屬塊剛好浸沒在水中時,水對小桶底部的壓強為
P,彈簧測力計的示數為F2,提繩豎直向上的拉力為T2。已知小桶能全部接住從溢水杯中
A.金屬塊體積為300cm3B.Fi-F2=0.18N
C.p=150PaD.T2=TI
7.(2023?婁底)如圖甲所示,將一圓柱體木塊用細線拴在沒有水的容器底部,然后向容器中
逐漸加水。圖乙是木塊所受浮力隨容器中水的深度變化的圖象。下列說法正確的是()
①木塊的重力為10N
②木塊的底面積為100cm2
③木塊剛好浸沒時,液體對容器底的壓強為1600Pa
④木塊的密度為0.8X103kg/m3
A.①②B.②③C.②④D.③④
8.(2023?泰州)用硬質塑料瓶、透明膠帶、螺母、塑料管、容器和水等,制作如圖所示的潛
水艇模型(不計進排氣管體積),然后將模型放入水中,使其上浮或下沉。下列說法正確
的是()
進排氣管
螺母二
;進排水口
A.當模型漂浮于水面時,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充氣時,瓶內氣體壓強變大,模型將下沉
C.從瓶中抽氣時,模型會下沉,它受到的浮力將變小
D.讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,應使瓶內的水先增加后減少
9.(2022?浙江)學習了物體的浮沉條件后,小舟做了如下實驗:在兩個薄氣球中加滿溫水,
扎緊后剪去多余部分,分別浸沒于盛有冷水與熱水的玻璃杯中(如圖)。若不計氣球自重,
放手后兩氣球的運動情況是(
冷水熱水
A.冷水、熱水中都下沉B.冷水中下沉,熱水中上升
C.冷水、熱水中都上升D.冷水中上升,熱水中下沉
10.(2022?大慶)如圖所示,將一體積為lOcn?的質量分布均勻的正方體木塊輕輕放入一盛
滿某種液體的
溢水杯中,溢出液體的體積為8cm3;若將木塊從中間鋸掉一半,將剩余部分再次輕輕
放入裝滿該液體的溢水杯中,則該液體會溢出()
C.5cm3D.6cm3
11.(2022?湖州)兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙,用質量不計的細線連接,
輕輕放入某液體中,靜止后懸浮,細線處于繃緊狀態,如圖所示。則()
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度與液體的密度相等
C.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到的壓力大小不變
D.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到液體的壓強不變
12.(2022?荊門)如圖1所示,水平放置的容器中裝有密度為O.gXICPkg/n?的某種液體,體
積為9.6X103m3的長方體漂浮在液體中,排開液體的體積為6.0X103m3o如圖2所示,
對長方體施加豎直向下的外力,使其上表面剛好浸沒在液體中并保持靜止狀態。則()
圖1圖2
A.長方體的密度為0.625X103kg/m3
B.長方體的重力為60N
C.剛好浸沒時長方體所受的浮力為36N
D.剛好浸沒時長方體所受的外力為28.8N
二、填空題(共6小題)
13.(2023?襄陽)一個小船漂浮在圓柱體水池中(此時為初始狀態)。現將體積相等、質量不
同的小球A、B放入小船,小船仍處于漂浮狀態,水面相對于初始狀態上升了6cm(水未
溢出);再將小球A、B投入水池中后如圖所示,水面相對于初始狀態上升了1cm;在A、
B球質量差最大時,若只把質量大的小球放入小船中,水面相對于初始狀態上升的高度是
14.(2023?云南)科技制作活動中,小明將金屬夾夾在吸管一端使其密閉,制成簡易密度計,
如圖所示。為了給密度計標刻度,他將密度計分別放入水和煤油中,密度計均豎直漂浮,
吸管露出液面的長度為d。密度計在水中時d為12cm,浮力大小為Fi;在煤油中時d為
10cm,浮力大小為F2,則FiF2(選填或"=")。若將密度計放入密
3
度為1.25g/cm3的液體中,則d為emo(p水=l.Og/cn?、pm=0.8g/cm)
15.(2023?成都)如圖甲是我國自主研發的“極目一號”HI型浮空艇,其內部有兩個氣囊,
主氣囊內充滿氮氣(密度小于空氣),副氣囊內充有空氣。當駐空的浮空艇要上浮時,排
出副氣囊內的部分空氣,使浮空艇受到的重力浮力,實現上浮。圖乙是國產
大飛機C919,飛機在空中飛行時,機翼上表面的空氣流速大,壓強,機翼的
上下表面形成壓力差,使飛機獲得升力。
甲乙
16.(2022?襄陽)一質地均勻的長方體放在水中(小部分露出水面,大部分沒入水中),現在
將它露出水面的部分截取走,剩余部分靜止時仍漂浮于水面上。若第二次漂浮時露出水面
4
的體積是物體原體積的不,則此長方體的密度為g/cm3o(p水=1.0g/cm3)
17.(2022?大連)如圖所示,水平桌面上放置兩個溢水杯,分別裝滿甲、乙兩種液體。將一
個密度為po的小球放入甲液體中,小球靜止時,溢出液體的質量為m巾;再將小球放入乙
液體中,小球靜止時,溢出液體的質量為m乙。則m甲m乙(選填“>”“=”或“<”);
乙液體的密度p乙=(用已知條件所給的字母表示)。
甲乙
18.(2022?婁底)如圖甲所示,一個棱長為10cm、重為9N的正方體物塊M,水平放置在一
個方形容器中,M與容器底部不密合。以恒定水流向容器內注水,容器中水的深度h隨時
間t的變化關系如圖乙所示,當t=100s時,物塊M在水中處于(選填“沉
底”、“懸浮”或“漂浮”)狀態,圖乙中a的值為cm(g=10N/kg)o
三、實驗探究題(共2小題)
19.(2023?蘭州)小剛游泳時發現,人從淺水區走向深水區的過程中所受浮力逐漸變大。于
是他猜想浮力的大小可能與物體浸在液體中的深度有關。為了驗證自己的猜想是否正確,
他設計并完成了如圖甲所示的實驗,并將詳細的實驗數據記錄在表格中。
0
000臼三000
1
11h12.2N
24.6N23.4N22.2N2
3333
4
4444
5*555
水水水
BD
甲
物塊下表面所處深度h/cm0123456789
彈簧測力計示數F/N4.64.23.83.43.02.62.22.22.22.2
物塊所受浮力F浮/N00.40.81.62.02.42.42.42.4
(1)表格中所缺數據為,請在圖乙中畫出浮力大小F浮與物塊下表面所處深
度h之間的關系圖像。
(2)分析上述實驗,請解釋人從淺水區走向深水區時浮力為什么會變大?
(3)由圖B和表中數據可知,物塊下表面受到水的壓強為Pao(p水=1.0X
103kg/m3)
(4)為了繼續探究浮力的大小是否與液體密度有關,他應該采取的操作是:
20.(2023?蘇州)綜合實踐活動課上,小明用一根長約20cm的圓柱狀飲料吸管、一段細鐵
絲、石蠟和水等制作了一個簡易密度計。
制作時,小明先將吸管兩端剪平,鐵絲密繞成小團后塞入吸管一端,再用石蠟將該端口堵
住密封;接著,將吸管置于水中使其處于豎直漂浮狀態(圖甲),用筆在吸管上標記此時水
面位置O;取出吸管,量出O點至封口端的距離H,通過分析與計算,在吸管上分別確定
密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3^1.0g/cm3>l.lg/cn?的位置并標上密度值。
使用時,將密度計靜置于待測液體中,讀出吸管壁上液面處的數值即為液體密度。
(1)。位置處的刻度值為g/cm3;
(2)吸管漂浮在其他液體中時(圖乙),液面下方的深度h=(用
P水、P液、H表示);
(3)管壁上標注的4個刻度值,相鄰兩刻度值之間的距離(相等/不相等);
(4)小明突發奇想,將制作好的密度計內鐵絲從吸管上端倒出,纏繞到底部外側,其它沒
有變化(圖丙),他用這樣“改裝”后的密度計測同一液體密度,測量結果(偏
大/偏小/無變化);
(5)若增加塞入吸管中鐵絲的質量,則制作的密度計精確程度將。
四、計算題(共2小題)
21.(2023?北京)某科技小組的同學想制作一個簡易浮力秤來測質量。他們剪掉空塑料瓶的
瓶底,旋緊瓶蓋,在瓶蓋上系一塊質量適當的石塊,然后將其倒置在水桶里,當瓶中不放
被測物體靜止時,在瓶上與水面相平位置標記為零刻度線,再在瓶身上均勻標記其他刻度
線,左側標記的是長度值,若在刻度線右側標上相應的質量值,即可做成一個簡易浮力秤,
如圖所示。已知零刻度線以上瓶身粗細均勻,其橫截面積為50cm2,不放被測物體時浮力
秤的總質量為170g,水的密度為LOg/cn?,gMX10N/kgo
(1)畫出圖中浮力秤的受力示意圖。
(2)求圖中所示狀態浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上2cm刻度線對應的質量值。
22.(2023?安徽)“浮沉子”最早是由科學家笛卡爾設計的。小華用大塑料瓶(大瓶)和開口
小玻璃瓶(小瓶)制作了圖1所示的“浮沉子”;裝有適量水的小瓶開口朝下漂浮在大瓶
內的水面上,擰緊大瓶的瓶蓋使其密封,兩瓶內均有少量空氣。將小瓶視為圓柱形容器,
底面積為S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的體積)。當小瓶漂浮時,簡化的模型如圖2
所示,小瓶內空氣柱的高度為h,手握大瓶施加適當的壓力,使小瓶下沉并恰好懸浮在圖
3所示的位置。將倒置的小瓶和小瓶內的空氣看成一個整體A,A的質量為m,水的密度
為p水,g為已知量,求:
(1)圖2中A所受浮力的大小;
(2)圖2中A排開水的體積;
(3)圖2和圖3中小瓶內空氣的密度之比。
圖1圖2圖3
第十章浮力(易錯真題匯編)
一、選擇題(共12小題)
1.(2023?常州)為拯救瀕危物種中華鮑,生物學家在放養的中華鮑身上拴上定位硬殼膠囊。
數天后,膠囊與潛入水中的中華鰭脫離,最終漂浮于江面發射定位信號。脫離后,膠囊受
到的浮力隨時間變化的關系為下列圖中的()
解:當膠囊未露出液面時,排開水的體積不變,根據阿基米德原理知,該過程膠囊所受浮
力大小不變;
當膠囊露出水面且靜止前,排開水的體積不斷變小,由阿基米德原理知該過程中膠囊所受
浮力不斷變小;
膠囊露出水面且靜止后排開水的體積不變,根據阿基米德原理知,該過程膠囊所受浮力大
小不變。
即ABC錯誤,D正確,
答案:D。
2.(2023?濟南)把一塊石頭和一個西紅柿同時放入水中,它們靜止時西紅柿漂在水面上,而
石頭沉入了水底,如圖所示。石頭和西紅柿在水中受到的浮力的大小相比較()
A.石頭受到的浮力更大些
B.西紅柿受到的浮力更大些
C.石頭和西紅柿受到的浮力一樣大
D.無法比較石頭和西紅柿受到的浮力大小
解:把一塊石頭和一個西紅柿同時放入水中,它們靜止時西紅柿漂在水面上,而石頭沉入
了水底,西紅柿排開的水的體積小于石頭排開的水的體積,根據阿基米德原理F浮=p漬gV
排可知,石頭受到的浮力大。
答案:Ao
3.(2022?山西)如圖所示,是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實質就是海中漂浮的大塊淡水
冰。據科學分析,全球氣候變暖會導致冰山熔化,海平面升高。下列判斷正確的是()
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開水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍會漂浮在水面上
D.冰山熔化一部分后排開水的體積不變
解:AB、冰山漂浮在水面上,根據物體的浮沉條件可知,冰山所受到的浮力一定等于它所
受的重力;根據阿基米德原理可知,冰山受到的浮力等于其排開的水的重力,所以冰山所
受的重力等于它排開水所受的重力,故AB錯誤;
C、冰山熔化一部分后,冰山的密度不變,冰山的密度小于水的密度,所以冰山仍會漂浮
在水面上,故C正確;
D、冰山熔化一部分后,冰山的重力減小,冰山漂浮,浮力等于自身的重力,所以冰山受
到的浮力變小,根據F浮=p^gV排可知,冰山排開水的體積變小,故D錯誤。
答案:Co
4.(2023?淄博)將乒乓球壓入水底,松手后乒乓球上浮過程中經過位置1和位置2,最終在
位置3靜止,如圖所示。則乒乓球()
A.在位置1時處于懸浮狀態,受到的浮力等于自身重力
B.從位置1至位置2的過程中,受到的浮力逐漸變大
C.從位置1至位置2的過程中,受到水的壓強逐漸變大
D.在位置3時受到的浮力小于在位置1時受到的浮力
解:A、根據題意可知,球在位置1時沒有處于靜止狀態,還處于上升的狀態,所以球不
處于懸浮狀態,浮力會大于自身的重力,故A錯誤;
B、由圖可知,球從位置1至位置2的過程中,球排開水的體積不變,根據阿基米德原理F
浮=P"V排可知,球在這個過程中受到的浮力不變,故B錯誤;
C、從位置1至位置2的過程中,球所處的深度減小,根據p=pgh可知,球受到水的壓強
逐漸減小,故C錯誤;
D、由圖可知,球在位置3比在位置1排開水的體積更小,根據阿基米德原理F浮Mp漬gV
排可知,球在位置3時受到的浮力小于在位置1時受到的浮力,故D正確。
答案:D。
5.(2023?郴州)如圖所示,水平桌面上甲、乙兩相同的容器裝有體積相等的不同液體。將同
種材料制成的實心物體A、B分別放入甲、乙兩容器中,靜止時兩容器中的液面保持相平,
貝U()
<
V//////////////7////////7///////7/////.
A.物體A受到的浮力大于物體B受到的浮力
B.甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度
C.甲、乙兩容器的底部受到液體的壓強相等
D.甲容器對桌面的壓力小于乙容器對桌面的壓力
解:
A.根據題意可知,甲、乙兩相同的容器中裝有體積相等的兩種液體,將實心物體A、B
分別放入兩容器中,靜止時液面等高,則甲液體與A排開液體的體積之和等于乙液體與B
排開液體的體積之和,由圖可知,A處于漂浮狀態,A排開液體的體積小于物體的體積,
B處于懸浮狀態,B排開液體的體積等于物體的體積,所以A的體積大于B的體積,實心
物體A、B由同種材料制作,則密度相等,根據m=pV得到A的質量大于B的質量,根
據G=mg可知,A的重力大于B的重力;
由圖可知,A處于漂浮狀態,A受到的浮力等于其重力,A的密度小于甲液體的密度;B
處于懸浮狀態,B受到的浮力等于其重力,B的密度等于乙液體的密度;因為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正確;
B、由圖可知,A漂浮在甲液體中,A的密度小于甲液體的密度;B懸浮在乙液體中,B的
密度等于乙液體的密度,由于實心物體A、B由同種材料制作,則A、B的密度相等,所
以,甲杯中液體的密度大于乙杯中液體的密度,故B錯誤;
C、由于甲杯中液體的密度大于乙杯中液體的密度,靜止時兩容器中的液面保持相平,根
據p=p液gh可知,甲容器底部所受液體壓強大于乙容器底部所受液體壓強,故C錯誤;
D、由題可知甲杯中液體的體積等于乙杯中液體的體積,甲杯中液體的密度大于乙杯中液
體的密度,由m=pV可知甲杯中液體的質量大于乙杯中液體的質量,根據G=mg可知,
甲杯中液體的重力大于乙杯中液體的重力,A的重力大于B的重力,甲杯和乙杯對水平桌
面的壓力等于液體、物體和杯子的總重力,兩個杯子是相同的,重力相同,所以甲杯對水
平桌面的壓力大于乙杯對水平桌面的壓力,兩個杯子的底面積相等,由p=-可知甲杯對水
平桌面的壓強大于乙杯對水平桌面的壓強,故D錯誤。
答案:Ao
6.(2023?武漢)鐵架臺的水平底座上有一只溢水杯,貼近溢水杯有一底面積為20cm2的圓柱
形小桶(不計側壁厚度)。彈簧測力計的上端掛在鐵架臺的支架上,下端懸掛一重力為L2N、
密度為4X103kg/m3的金屬塊。初始時,金屬塊有;的體積浸在水中,彈簧測力計的示數為
Fi,杯中水面恰好與溢水口相平,小桶中沒有水,如圖所示。接著豎直向上提溢水杯,當
溢水杯剛好離開水平底座時(底座對溢水杯的支持力剛好為零),提繩豎直向上的拉力為
Ti;提著溢水杯豎直向上緩慢移動,當金屬塊剛好浸沒在水中時,水對小桶底部的壓強為
P,彈簧測力計的示數為F2,提繩豎直向上的拉力為T2。已知小桶能全部接住從溢水杯中
溢出的水,則下列說法正確的是()
3
A.金屬塊體積為300cmB.Fi-F2=0.18N
C.p=150PaD.T2=TI
解:A、金屬塊的質量m金=W=J;;.=0.12kg,
根據p==可得金屬塊的體積:V金=不=丁器匚;]=3X107m3=30cm3,故A錯誤;
B、初始時,金屬塊有彳的體積浸在水中,受重力G金、浮力F浮和彈簧測力計的拉力Fi的
作用,
-63
此時排開水的體積:V排=金=:x3X107m3=6X10m,
3363
F浮=p水gV排=1.0X10kg/mX10N/kgX6X10m=0.06N,
根據受力平衡可得:G金=F#Fi,
所以,F1=G金-F浮=1.2N-0.06N=1.14N;
當金屬塊浸沒在水中,受重力G金、浮力F/和彈簧測力計的拉力F2的作用,
則排開水的體積:V/二丫金二?又:!。-!!?,
3353
F浮'=p水gV排'=1.0X10kg/mX10N/kgX3X10-m=0.3N,
根據受力平衡可得:G僉=F浮'+F2,
所以,F2=G金-F浮'=1.2N-0.3N=0.9N;
則Fi-F2=1.14N-0.9N=0.24N,故B錯誤;
C、初始時,杯中水面恰好與溢水口相平,小桶中沒有水,當金屬塊浸沒在水中,GS=F
浮'-F浮=0.3N-0.06N=0.24N,
由于水對小桶底部的壓力:F=GLO.24N,則水對小桶底部的壓強p=|=20%4口2=120Pa,
故C錯誤;
D、當溢水杯剛好離開水平底座時(底座對溢水杯的支持力剛好為零),提繩豎直向上的拉
力:Ti=G杯+G水+G排=6杯+G水+F浮=6杯+G水+0.06N;
當金屬塊剛好浸沒在水中時,提繩豎直向上的拉力: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正確。
答案:D。
7.(2023?婁底)如圖甲所示,將一圓柱體木塊用細線拴在沒有水的容器底部,然后向容器中
逐漸加水。圖乙是木塊所受浮力隨容器中水的深度變化的圖象。下列說法正確的是()
①木塊的重力為10N
②木塊的底面積為100cm2
③木塊剛好浸沒時,液體對容器底的壓強為1600Pa
④木塊的密度為0.8X103kg/m3
C.②④D.③④
解:①由題意和圖象可知,當容器中水的深度在6cm?12cm時,木塊處于漂浮狀態,受到
的浮力和重力大小相等,因此木塊的重力G=F浮=6N,故①錯誤;
②由圖象可知,木塊全部浸沒時,受到的浮力為10N,
由Fyp水gV推可知,木塊的體積V=V戶—=時京氣==1X10%
1000cm3.
由圖象知物體在0-6cm和12-16cm時浮力改變,即浸入深度改變,因而物體的高度為
6cm+(16-12)cm=10cm;
木塊的底面積S=£=T*J=100cm2.故②正確;
③木塊剛好浸沒時,h=16cm=0.16m,
液體對容器底的壓強p=pgh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.16m=1600Pa,故③正確;
④木塊的重力G=6N,木塊的質量m=二=為—=0.6kg;
V=lX10-3m3;
P=H=7^F^=0-6X1°3ks/m3;故④錯誤。
綜上所述,②③正確。
答案:Bo
8.(2023?泰州)用硬質塑料瓶、透明膠帶、螺母、塑料管、容器和水等,制作如圖所示的潛
水艇模型(不計進排氣管體積),然后將模型放入水中,使其上浮或下沉。下列說法正確
的是()
A.當模型漂浮于水面時,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充氣時,瓶內氣體壓強變大,模型將下沉
C.從瓶中抽氣時,模型會下沉,它受到的浮力將變小
D.讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,應使瓶內的水先增加后減少
解:A、當模型漂浮于水面時,它受到的浮力等于重力,故A錯誤;
B、向瓶中充氣時,瓶內氣體壓強變大,瓶內的水將變少,總重力變小,模型將上浮,故B
錯誤;
C、從瓶中抽氣時,瓶內氣體壓強變小,瓶內的水將變多,總重力變大,模型會下沉;此
時它排開水的體積不變,根據阿基米德原理可知它受到的浮力不變,故C錯誤;
D、潛水艇是靠改變自身的重力實現浮沉的,讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸
浮,此時應向外抽氣,使瓶內氣體減少,氣壓減小,讓水進入瓶中,使潛艇受到的重力大
于浮力,實現下沉,然后停止抽氣,再適當充氣,再向外排水使重力等于浮力而懸浮,使
潛水艇下潛至更深的位置懸浮,則瓶內氣體先減少后增加,應使瓶內的水先增加后減少,
故D正確。
答案:Do
9.(2022?浙江)學習了物體的浮沉條件后,小舟做了如下實驗:在兩個薄氣球中加滿溫水,
扎緊后剪去多余部分,分別浸沒于盛有冷水與熱水的玻璃杯中(如圖)。若不計氣球自重,
放手后兩氣球的運動情況是()
冷水熱水
A.冷水、熱水中都下沉
B.冷水中下沉,熱水中上升
C.冷水、熱水中都上升
D.冷水中上升,熱水中下沉
解:溫水的密度小于冷水的密度,由物體的浮沉條件可知,裝溫水的氣球在冷水中上浮;
溫水的密度大于熱水的密度,由物體的浮沉條件可知,裝溫水的氣球在熱水中下沉,故D
正確。
答案:D。
10.(2022?大慶)如圖所示,將一體積為lOcn?的質量分布均勻的正方體木塊輕輕放入一盛
滿某種液體的
溢水杯中,溢出液體的體積為8cm3;若將木塊從中間鋸掉一半,將剩余部分再次輕輕
放入裝滿該液體的溢水杯中,則該液體會溢出()
解:將正方體木塊輕輕放入一盛滿某種液體的溢水杯中,溢出液體的體積為8cm3,根據阿
基米德可得:F浮=Gjf=piggV排;
由圖知木塊漂浮,所受浮力等于木塊的重力,即:F浮=G木,故p液gV推=6木=111木g,貝U:
P液V排=m木;
若將木塊從中間鋸掉一半,將剩余部分再次輕輕放入裝滿該液體的溢水杯中,由于木塊和
液體的密度不變,木塊仍處于漂浮狀態,則有:p液V排'=m/,當木塊的質量變為原來
的一半時,排開液體的體積也變為原來的一半,為4cm3,故B正確。
答案:Bo
H.(2022?湖州)兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙,用質量不計的細線連接,
輕輕放入某液體中,靜止后懸浮,細線處于繃緊狀態,如圖所示。則()
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度與液體的密度相等
C.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到的壓力大小不變
D.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到液體的壓強不變
解:A、甲和乙兩個正方體棱長相同,則根據體積公式可知其體積相等,兩個正方體都浸
沒在同一液體中,則其排開液體的體積相等,根據F浮=p/gV排可知,甲受到的浮力等于
乙受到的浮力,故A錯誤;
B、把甲和乙作為一個整體,甲和乙在液體中靜止時懸浮,根據物體浮沉條件可知,甲和
乙的平均密度等于液體的密度,而甲和乙由不同材料制成,其密度不同,所以甲的密度與
液體的密度不相等,故B錯誤;
C、柱形容器中,容器底部受到的壓力大小等于容器內液體和物體的總重力,如果將細線
剪斷,甲、乙再次靜止后,容器內液體和物體的總重力不變,則容器底部受到的壓力大小
不變,故C正確;
D、根據題意可知,細線處于繃緊狀態,如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,甲將漂浮
在液面上,則甲和乙排開液體的總體積變小,液體深度變小,根據p=p液gh可知,容器底
部受到液體的壓強變小,故D錯誤。
答案:Co
12.(2022?荊門)如圖1所示,水平放置的容器中裝有密度為O.gXICPkg/n?的某種液體,體
積為9.6X10W的長方體漂浮在液體中,排開液體的體積為6.0X10-3m3o如圖2所示,
對長方體施加豎直向下的外力,使其上表面剛好浸沒在液體中并保持靜止狀態。則()
圖1圖2
A.長方體的密度為0.625X103kg/m3
B.長方體的重力為60N
C.剛好浸沒時長方體所受的浮力為36N
D.剛好浸沒時長方體所受的外力為28.8N
解:B、長方體漂浮在液體中,由物體的浮沉條件可知,長方體的重力等于其受到的浮力,
即GMFjjMpisgVj^MO.gXlOSkg/mSxiON/kgXG.OXlOimSndgN,故B錯誤;
33
C、剛好浸沒時,Vas=V=9.6XWm,
長方體所受的浮力:
F浮'=p懣gV浸沒=0.8Xl()3kg/m3><10N/kgX9.6X103m3=76.8N,故C錯誤;
A、長方體的質量m=-=不^—=4.8kg,
33
長方體的密度p長方體=,—3=0.5X10kg/m,故A錯誤;
r□9.6x10口,0
D、在外力作用下,長方體浸沒在液體中,由F+G=F/,則外力大小F=F/-G=76.8N
-48N=28.8N,故D正確。
答案:Do
二、填空題(共6小題)
13.(2023?襄陽)一個小船漂浮在圓柱體水池中(此時為初始狀態)。現將體積相等、質量不
同的小球A、B放入小船,小船仍處于漂浮狀態,水面相對于初始狀態上升了6cm(水未
溢出);再將小球A、B投入水池中后如圖所示,水面相對于初始狀態上升了1cm;在A、
B球質量差最大時,若只把質量大的小球放入小船中,水面相對于初始狀態上升的高度是
解:設圓柱體水池底面積為S,現將體積相等、質量不同的小球A、B放入小船,小船處
于漂浮狀態,水面相對于初始狀態上升了6cm,A、B的重力應等于增加的浮力,
即G=F浮=p水8丫排=p水gShi;
再將小球A、B投入水池中后,水面相對于初始狀態上升了1cm,因A、B完全浸沒在水
中,則A、B的總體積等于排開水的體積,
即丫=5112,A、B體積相等,故VA=VB=gv=觸2;
A、B的平均密度為:
□□□水口口口1口水口口、6口口
P=E=-=^ET=DDX/DD=6P*;
要使A、B球質量差最大,假設B球的質量最小,則B球的密度應最小,由題意可知,B
球最小密度應等于水的密度,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;
若只把質量大的小球放入小船中,即A球放入小船中,A球處于漂浮狀態,根據浮沉條件
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球完全浸沒在水中,丫排8=丫13=?112,
此時A、B排開水的總體積為:
V排總=V排A+V排8=_SI12+;Sh2=6Sh2,
則水面相對于初始狀態上升的高度為:
h==6h2=6Xlcm=6cmo
答案:6o
14.(2023?云南)科技制作活動中,小明將金屬夾夾在吸管一端使其密閉,制成簡易密度計,
如圖所示。為了給密度計標刻度,他將密度計分別放入水和煤油中,密度計均豎直漂浮,
吸管露出液面的長度為d。密度計在水中時d為12cm,浮力大小為Fi;在煤油中時d為
10cm,浮力大小為F2,則Fi=F2(選填或"=")。若將密度計放入密度
為1.25g/cm3的液體中,則d為13.6cm。(p水=1.0g/cm3、p煤油=O.8g/cm3)
解:密度計在煤油和水中都處于漂浮狀態,由物體沉浮條件可知,FI=F2=G;
設吸管的底面積(橫截面積)為S,吸管和金屬夾的總體積為V總,密度計的總重力為G,
由題知,p煤油=0.8p水,另一種液體的密度p液=L25p水,
小明將該密度計放入水中,密度計靜止時吸管露出液面的長度di為12cm,
由F1=G和阿基米德原理可得:p水g(V總-Sdi)=G------------------------①,
小明將該密度計放入煤油中,密度計靜止時吸管露出液面的長度d2為10cm,
由F2=G可得:P煤油gV排煤油=G,
即:0.8p水g(V總-Sd2)=G--------------②,
聯立①②,代入di、d2的值解得V.B=SX20cm;
設該密度計上對應密度值為1.25g/cm3的刻度線到密度計頂端的距離為d3,
同理可得p液gV排液=G,即L25p水g(V.a-Sd3)=G------------------------③,
將V,&=SX20cm分別代入①和③,并聯立①③可解得d=13.6cm。
答案:=;13.6o
15.(2023?成都)如圖甲是我國自主研發的“極目一號”HI型浮空艇,其內部有兩個氣囊,
主氣囊內充滿氫氣(密度小于空氣),副氣囊內充有空氣。當駐空的浮空艇要上浮時,排
出副氣囊內的部分空氣,使浮空艇受到的重力小于浮力,實現上浮。圖乙是國產大
飛機C919,飛機在空中飛行時,機翼上表面的空氣流速大,壓強小,機翼的上下表
面形成壓力差,使飛機獲得升力。
甲乙
解:當駐空的浮空艇要上浮時,排出副氣囊內的部分空氣,飛艇所受浮力不變,重力減小,
使浮空艇受到的重力小于浮力,實現上浮;
飛機機翼表面呈明顯的弧度結構,可使飛機在運動過程中機翼上表面的空氣流速大,壓強
小,而下方空氣流速小,壓強大,從而形成向上的升力;
答案:小于;小。
16.(2022?襄陽)一質地均勻的長方體放在水中(小部分露出水面,大部分沒入水中),現在
將它露出水面的部分截取走,剩余部分靜止時仍漂浮于水面上。若第二次漂浮時露出水面
4
的體積是物體原體積的三,則此長方體的密度為0.8g/cn?。笄水=1.(^/(:]113)
解:長方體放在水中小部分露出水面,大部分沒入水中,說明長方體處于漂浮狀態,且長
方體的密度與水的密度比較接近;
漂浮時長方體受到的浮力等于重力,即F浮=G,
根據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’
則V排=i.on/nn3XV①,
將它露出水面的部分截取走,剩余部分的體積為V排,
□□
同理可得第二次漂浮時:—L次1.0口/口口3’
Q排
則排排=-------77
V-1-.0--口-/-口--口-3-xV排1.0口/口口3x1-.-0-口--/-口--口-3XV②,
第二次漂浮時露出水面的體積是物體原體積的£,即空=上至=£-----------③,
25□□25
將①②代入③,化簡解得p=0.2g/cm3(不符合題意,舍去)或0.8g/cm3,即此長方體的密
度為0.8g/cm3o
答案:0.80
17.(2022?大連)如圖所示,水平桌面上放置兩個溢水杯,分別裝滿甲、乙兩種液體。將一
個密度為po的小球放入甲液體中,小球靜止時,溢出液體的質量為m甲;再將小球放入乙
液體中,小球靜止時,溢出液體的質量為m乙。則m用小m?,(選填“〉”“=”或“<”);
乙液體的密度p乙=_二口0_(用已知條件所給的字母表示)。
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,根據阿基米德原理可知,小球在甲中排開
的液體的重力要大于在乙中排開的液體的重力,根據G=mg可知,溢出的液體質量m甲
>m乙;
(2)由于小球在甲液體中漂浮,由F浮=G排=G可得:m排甲g=mg,
則小球的質量m=m甲,
r□□田
由p=-可得,小球的體積v=-=一,
口口口。
□田
小球在乙液體中排開液體的體積V排=v=—,
根據阿基米德原理可知,小球在乙液體中受到的浮力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,乙液體的密度p乙=~~———=--口0。
口口郁口二口尹
口0
、口7
答案:》;—□0。
□尹
18.(2022?婁底)如圖甲所示,一個棱長為10cm、重為9N的正方體物塊M,水平放置在一
個方形容器中,M與容器底部不密合。以恒定水流向容器內注水,容器中水的深度h隨時
間t的變化關系如圖乙所示,當t=100s時,物塊M在水中處于漂浮(選填“沉底”、
“懸浮”或“漂浮”)狀態,圖乙中a的值為9cm(g=10N/kg)o
解:
(1)正方體物塊M的體積:V=I?=(10cm)3=1000cm3=0.001m3;
物塊M的質量:m=-=J[=0.9kg;
3333
物塊M的密度:pM=-=券斤=0.9X10kg/m<1.0X10kg/m;
即物塊的密度小于水的密度,物塊在水中最終會漂浮,
由圖象可知,0?40s過程中,隨著水的深度逐漸增加,物塊M排開水的體積也變大,則
物塊M所受到水的浮力也變大,
當t=40s時,水的深度變化變慢,說明此時物塊M剛好處于漂浮狀態,因此當t=100s時,
物塊M在水中處于漂浮狀態;
(2)當t=40s時,物塊M剛好處于漂浮狀態,貝ljFkGM=9N,
根據F浮=p水gV排可得此時物塊M排開水的體積:
V排=二=---,-2---------=9X10-4m3=900cm3,
口求口/.Ox/O,□□/口%/0口/口口
由Va:=SMh浸可得,此時水的深度:
口排900口出
a=h=9cm。
(/0口口)2
答案:漂浮;9o
三、實驗探究題(共2小題)
19.(2023?蘭州)小剛游泳時發現,人從淺水區走向深水區的過程中所受浮力逐漸變大。于
是他猜想浮力的大小可能與物體浸在液體中的深度有關。為了驗證自己的猜想是否正確,
他設計并完成了如圖甲所示的實驗,并將詳細的實驗數據記錄在表格中。
」
_o<O
=-
1=1
=-
2=262N
=-
3=3
=-
4=4
=-
5且5
物塊下表面所處深度h/cm0123456789
彈簧測力計示數F/N4.64.23.83.43.02.62.22.22.22.2
物塊所受浮力F浮/N00.40.81.62.02.42.42.42.4
(1)表格中所缺數據為L2,請在圖乙中畫出浮力大小F浮與物塊下表面所處深度h
之間的關系圖像。
(2)分析上述實驗,請解釋人從淺水區走向深水區時浮力為什么會變大?物體浸入水中
的體積變大。
33
(3)由圖B和表中數據可知,物塊下表面受到水的壓強為300Pao(p水=1.0X10kg/m)
(4)為了繼續探究浮力的大小是否與液體密度有關,他應該采取的操作是:將物體完全
浸沒在裝有鹽水的溢水杯中,觀察彈簧測力計的示數,與D圖比較。
解:(1)根據稱重法可知,物體受到的浮力等于物體的重力減去浸在液體中彈簧測力計的
示數,由圖A知,G=4.6N,由圖B知,浸入水中時F=3.4N,則浸入在水中受到的浮力:
F浮=G-F=4.6N-3.4N=1.2N;
由表格數據,描點作圖連線如下:
乙
(2)分析表中的實驗數據知,物體浸入水中的體積越大,測力計示數越小,由稱重法測浮
力:F浮=G-F,物體受到的浮力越來越大,從淺水區走向深水區時浮會變大是因為物體
浸入水中的體積變大;
(3)由表格數據可知,B圖中彈簧測力計示數為3.4N,對應的物體下表面的所處深度h
=3cm=0.03m,
下表面受到水的壓強:
p=p水gh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.03m=300Pa;
(4)探究浮力的大小是否與液體密度的關系要保證物體排開液體體積一定,改變液體的密
度,將物體完全浸沒在裝有鹽水的溢水杯中,觀察彈簧測力計的示數,與D圖比較得出結
論。
答案:(1)1.2;如上圖所示;(2)物體浸入水中的體積變大;(3)300;(4)將物體完全
浸沒在裝有鹽水的溢水杯中,觀察彈簧測力計的示數,與D圖比較。
20.(2023?蘇州)綜合實踐活動課上,小明用一根長約20cm的圓柱狀飲料吸管、一段細鐵
絲、石蠟和水等制作了一個簡易密度計。
制作時,小明先將吸管兩端剪平,鐵絲密繞成小團后塞入吸管一端,再用石蠟將該端口堵
住密封;接著,將吸管置于水中使其處于豎直漂浮狀態(圖甲),用筆在吸管上標記此時水
面位置O;取出吸管,量出O點至封口端的距離H,通過分析與計算,在吸管上分別確定
密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3^1.0g/cm\l.lg/cnr5的位置并標上密度值。
使用時,將密度計靜置于待測液體中,讀出吸管壁上液面處的數值即為液體密度。
(1)。位置處的刻度值為1.0g/cn?;
(2)吸管漂浮在其他液體中時(圖乙),液面下方的深度h=-(用p水、p液、H表
一□浚一
示);
(3)管壁上標注的4個刻度值,相鄰兩刻度值之間的距離不相等(相等/不相等);
(4)小明突發奇想,將制作好的密度計內鐵絲從吸管上端倒出,纏繞到底部外側,其它沒
有變化(圖丙),他用這樣“改裝”后的密度計測同一液體密度,測量結果偏大(偏
大/偏小/無變化);
(5)若增加塞入吸管中鐵絲的質量,則制作的密度計精確程度將提高。
解:(1)如圖甲所示,小明將吸管置于水中使其處于豎直漂浮狀態,用筆
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