2021年浙教版八年级上学期水的浮力测试卷
一.浮力产生的原因(共6小题)
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浮力的施力物体只能是液体
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
2.将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中。就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受到浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受到浮力
D.木块和石块都受到浮力
3.如图所示,一块长方体正立静止在水中,已知其前后左右四个表面受到水的压力均为10N,下表面受到水的压力为8N,上表面受到水的压力为3N,则该长方体受到的浮力为( )
A.5N B.11N C.21N D.51N
4.下面实例不能说明物体受到浮力的是( )
A.有水道的地方将砍伐的木材联结成木排使其顺流而下
B.地球同步卫星在高空轨道绕地球做匀速圆周运动
C.航空母舰在大海中航行
D.携带仪器的高空探测气球进行高空气象探测
5.下列物体没有受到浮力作用的是( )
A.漂在水中的树叶 B.在蓝天飞翔的老鹰
C.深海潜游的鲸鱼 D.遨游太空的天宫二号
6.以下情境中没有受到浮力的物体是( )
A.正在下潜的潜水艇 B.空中的热气球
C.地球同步卫星 D.池塘中的睡莲
二.阿基米德原理的应用(共8小题)
7.一铅球,当把它放在水中并在水中向下运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.受到的浮力逐渐变大
B.受到的浮力逐渐变小
C.受到的浮力不变
D.受到的浮力先变大后不变
8.如图所示是体积相等的A、B、C三个小球静止在水中,下列判断正确的是( )
A.A球受到的浮力最大
B.B球受到的浮力最大
C.C球受到的浮力最大
D.三个小球受到的浮力一样大
9.潜水艇潜在水面下从10m处下潜到15m处,对潜水艇所受浮力和压强的判断正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力增大,压强不变
C.浮力不变,压强增大 D.浮力增大,压强增大
10.完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小变化是( )
A.不断变大 B.浮力不变
C.先不变后变小 D.先变大后不变
11.2019年世界游泳锦标赛男子三米板决赛,谢思埸夺得冠军。入水的过程中,他所受浮力F随深度h变化的关系如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
12.水槽中放一个小铁盒,铁盒中放少许细线和一个铝块,总质量为2kg,铁盒漂浮在水面。铁盒所受的浮力为 N,铁盒浸入水中的体积为 m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)现用细线把铝块拴在铁盒下面,铁盒仍漂浮在水面,如图所示,则此时水槽中的水位 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
13.如图所示,水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器,两部分的横截面积分别为S1、S2.质量为m的木球通过细线与容器底部相连,细线受到的拉力为T,此时容器中水深为h(水的密度为ρ0)。下列说法正确的是( )
A.木球的密度为ρ0
B.木球的密度为ρ0
C.剪断细线,待木球静止后水对容器底的压力变化量为T
D.剪断细线,待木球静止后水对容器底的压力变化量为T
14.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
三.浮力大小的计算(共8小题)
15.一重为7.2N的物体挂在已调好的弹簧测力计下,当将物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2N,则物体受到的浮力为( )
A.4N B.3.2N C.7.2 N D.10.4N
16.小岳测得一个石块重7N,然后将石块浸没在水中时弹簧测力计的读数为4N,则石块浸没在水中时受到的浮力为( )
A.4N B.3N C.7N D.11N
17.如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放到水中,从铁块下表面刚刚接触水面开始,直到铁块完全浸入水中且下表面碰到杯底的过程中,下列判断正确的是( )
A.铁块上下表面压力差一直在变大
B.溢水杯底部受到水的压强一直变小
C.弹簧测力计的读数先变小,后不变
D.若铁块重3N,当溢出的水重1N时,铁块受到的浮力为2N
18.如图所示,一个边长为10cm的实心正方体竖直浸没在某种液体中保持静止状态,其上表面受到液体的压强为500Pa,下表面受到的液体压强为1300Pa,(g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.正方体受到的浮力为10N
B.该正方体的质量为1kg
C.正方体上表面的深度h1为5cm
D.液体的密度为0.8×103kg/m3
19.一个物体的重力为10N,体积为2×10﹣3m3,用手将它浸没在水中,物体所受的浮力为 N,放手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),最终静止时物体排开水的重力为 N。
20.如图甲所示,弹簧测力计下端悬挂着一个质量分布均匀的小圆柱体物块,物块浸没在盛水的大水槽中。现将测力计缓缓提升,直到物块全部露出水面一段距离,在该过程中测力计示数F随物块上升高度h的关系如图乙所示。已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,水槽内水面的变化可忽略不计,则下列判断中正确的是( )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力是1.5N
B.圆柱体受到的重力是2.0N
C.圆柱体的高度是5cm
D.圆柱体的密度是2.5×103kg/m3
21.如图甲所示,长方体实心金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做缓慢的匀速直线运动,上升到离开水面一定的高度处。如图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息,下列判断中错误的是( )
A.该金属块的质量大小为5.4kg
B.该金属块的密度大小是3.4×103kg/m3
C.金属块浸没在水中受到的浮力大小是20N
D.金属块从t1到t2时间段在水中受到的浮力逐渐减小
22.如图甲所示,盛水的烧杯的底面积为250cm ,弹簧测力计下端悬挂一长方体物体。使它缓慢下降直至全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F随长方体物体下降高度A变化关系的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.长方体物体的高是8cm
B.长方体物体的体积是1000cm3
C.长方体物体受到的最大浮力是12N
D.长方体物体的密度是1.5×103kg/m3
四.浮力的利用(共5小题)
23.将一鸡蛋投入水中浸没后,鸡蛋在不断地下沉过程中,说法正确的是( )
A.鸡蛋受到水的压强不变
B.鸡蛋所受浮力的方向竖直向上
C.在水中越深,鸡蛋所受浮力越大
D.水对鸡蛋向下的压力大于水对它向上的压力
24.埃及时间2021年3月23日上午8时,中国台湾长荣集团旗下巴拿马籍货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅.为了帮助长赐号脱困,下列方案最可行的是( )
A.增大河水的密度
B.深挖河道,增大河水的深度
C.直接使用机械牵引
D.一点点卸载货物,减少自重
25.下列列举的物体中,利用空气浮力而升空的物体是( )
A.人造卫星 B.飞机 C.风筝 D.氢气球
26.体育、娱乐活动用到的热气球,充的是被燃烧而体积膨胀的热空气。要使已经升空的热气球下降,下列说法正确的是( )
A.加大火力对热空气加热,使浮力变小
B.加大火力对热空气加热,使重力变大
C.减小火力对热空气加热,使浮力变小
D.减小火力对热空气加热,使重力变大
27.下列关于浮力利用的说法正确的是( )
A.气球在空中上浮,是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
B.宇航员能“行走”太空,是因为宇航员受到了浮力的作用
C.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船受到的浮力逐渐减小
D.悬浮在水中的潜水艇,若水舱中的水位在上升,则潜水艇一定上浮
五.探究影响浮力大小因素的实验(共12小题)
28.如图是某同学进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时其中的一次实验情景。根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究浮力与液体质量的关系
B.探究浮力与液体体积的关系
C.探究浮力与液体密度的关系
D.探究浮力与液体深度的关系
29.小明利用图中所示的器材探究“浮力大小与排开液体的关系”。实验操作步骤如图所示,在步骤 中有错误(选填“a”、“b”、“c”、“d”或“e”)。纠正错误操作之后,分析所测得的物理量,发现 (用图中字 表示),得出浮力大小与排开液体重力的关系。
30.物理兴趣小组的同学们在探究“影响浮力大小的因素”实验中,按如图所示的步骤进行实验:
(1)该实验主要运用的科学探究方法是 。
(2)比较①②③三次实验数据,可得出结论:浮力的大小与 有关,分析①③④三次实验的数据,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)要探究浮力大小与液体密度的关系,应该选择 三次实验进行探究。(填实验序号)
(4)物体A浸没在水中时,受到的浮力是 N,物体A的体积是 m3。
(5)用图中实验数据计算盐水的密度是 kg/m3。
31.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,实验器材:一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水)。实验操作如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体的重为 N。
(2)分析图1、2、3三次实验可知:浮力的大小与 有关。
(3)分析图 三次实验可“探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关”。
(4)分析图1、4、5三次实验可知:其他条件相同时, 越大,物体受到的浮力越大。
(5)由图中实验数据可知,圆柱体的密度是 kg/m3;盐水的密度为 kg/m3。
32.小聪利用如图所示的器材对“浮力大小与哪些因素有关”进 了以下探究:
(1)选择器材 可以探究“浮力大小是否与物体的体积有关”。
(2)选择器材a、b、d、e可以探究“浮力大小是否与 有关”。
(3)在探究“浮力大小与物体浸在液体中的体积关系”时,小聪 先把铁块挂在弹簧测力计下端,然后再将其慢慢地浸入水中,在实验中会观察到弹簧测力计的示数将 ,判断的依据是: 。
(4)请你为小聪写出探究“浮力大小与液体的密度关系”的实验思路。
33.某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景,根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系
B.说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关
C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
D.探究物体所受浮力大小与物体形状的关系
34.为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某小组的同学用同一圆柱形物体进行了如下所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数,图中物体放入前溢水杯均装满液体,物体浸没后用量筒测出溢出液体的体积,如图戊所示。下列说法正确的是( )
A.比较图甲、乙、丙,说明物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度有关
B.比较图甲、丙、丁,说明物体受到的浮力大小与液体密度有关
C.丙图中,物体受到的浮力为0.5N
D.根据图中数据可计算出物体的密度是1.1×103kg/m3
35.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,用弹簧测力计提着物体A缓慢浸入水中。他根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中的深度h的关系图象如图乙,下列几种说法中,错误的是( )
A.当物体浸没时受到的浮力为2N
B.圆柱体A的高为8cm
C.该物体的密度为2.0×103kg/m3
D.浮力的大小与h成正比
36.如图是小明在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验①②和③中,弹簧测力计的示数分别为2.2N、1.4N和1.5N,下列说法错误的是( )
A.物体A的密度为2.75×103kg/m3
B.实验中酒精的密度是0.875g/cm3
C.实验②中物体A上下表面受到水施加的压力差为1.4N
D.实验③物体A全部没入酒精中后烧杯底部所受的压力增大了0.7N
37.图示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验,其中a是塑料块,b是金属块,它们的重力和体积均不相等。根据图示中实验结果,一定能得出浮力的大小与以下哪个量有关( )
A.物体浸在液体中的深度 B.物体浸在液体中的体积
C.液体的密度 D.物体的密度
38.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。图中三个烧杯均放在水平桌面上,物体A均处于静止状态。如图甲、丙和丁所示中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N。若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论中( )
①图甲中,物体A的密度为4×103kg/m3
②图乙中,物体A受到的拉力为1.0N
③图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
④图丁中,物体A对容器底部的压力为0.3N
A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有①④正确 D.只有②④正确
39.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
①物体A的密度为4×103kg/m3
②实验乙中,物体A受到的拉力为3N
③实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
④实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
A.只有①②③ B.只有①②④ C.只有①③④ D.只有②③④
六.物体的浮沉条件及其应用(共12小题)
40.A、B、C三个体积相同的小球放入水中时,发现它们在水中的位置如图所示。关于小球受到的浮力,下列说法中正确的是( )
A.C球受到的浮力大
B.B球受到的浮力大
C.A球受到的浮力大
D.三个球受到的浮力一样大
41.气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好静止在水中(如图)。若气球重为G,则它受到的浮力F浮与G的关系是( )
A.F浮=G B.F浮>G
C.F浮<G D.以上都有可能
42.因强风吹袭,“长赐号”巨型货轮在通过苏伊士运河时,船身偏离航道、导致船头触底搁浅,堵塞造成运河双向断航。下列对船头触底搁浅巨轮的分析中,正确的是( )
A.巨轮受到的浮力等于它的重力
B.巨轮受到的浮力大于它的重力
C.巨轮受到的浮力小于它的重力
D.巨轮受到的浮力和航行时一样大
43.关于浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.密度计的刻度上“大”下“小”
B.潜水艇想要下潜,则需向水舱充水,增大自身重力
C.热气球内的气体密度比空气的密度大
D.一块石头从长江冲入大海,所受浮力大小不变
44.一艘空载时质量为3万吨的油轮,满载着7万吨的石油,浮在海面。海水的密度近似为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则可知( )
A.空载时,油轮重3×104N
B.空载时,油轮重3×107N
C.满载时,油轮排开水的体积为1×105m3
D.满载时,油轮排开水的体积为1×104m3
45.在水平桌面上有一个盛有水的容器,将木块用细线系住没入水中,如图1所示;将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图2所示。下列说法正确的是( )
A.木块漂浮后受到的浮力增大
B.木块漂浮后容器底受到水的压力增大
C.图1中,细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比为2:5
D.木块的密度为0.4×103kg/m3
46.如图为甲、乙两种物质的m﹣V图象,下列说法正确的是( )
A.体积为20cm3的甲物质的质量为10g
B.乙物质的密度与质量成正比
C.体积相同的甲、乙放入水中,静止时甲所受的浮力大
D.质量相同的甲、乙放入水中,静止时乙所受的浮力大
47.如图所示,将两个体积相同,密度为ρA、ρB的物块A和B分别放入盛有甲、乙两种液体的容器中,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。下列说法中正确的是( )
A.若ρA=ρB,则ρ甲>ρ乙
B.若ρA=ρB,则A、B所受浮力FA<FB
C.若ρ甲=ρ乙,则ρA>ρB
D.若ρ甲=ρ乙,则A、B所受浮力FA=FB
48.一个充气的气球下面挂一个金属块,把它们放入水中某处恰能悬浮,如图所示。如果轻轻触碰一下气球,则金属块和气球( )
A.仍能静止 B.向下运动 C.向上运动 D.都有可能
49.如图所示,把一小球分别放入盛满不同液体的两个溢水杯中,当小球静止时,甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,且小球的体积露出液面。小球的质量是 g,甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲:ρ乙= 。
50.如图所示,一架总质量为15t的国产舰载机“歼﹣15”在“山东号”国产航母上起飞。“歼﹣15”飞离航母后,航母受到的浮力 ,航母底部受到海水的压强 ,航母排开海水的体积 ,(前三空均选填“变大”、变小”或“不变”)航母排开海水的体积变化了 m3。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
51.小明在做探究物体的上浮与下沉实验时,将盛水的烧杯放在斜面上,再将小球放到水中,小球静止时处于漂浮状态,如图所示为小明记录下不完整的情景图,请在图中用细直线补画出烧杯中的水面位置,并画出小球受到的浮力F的示意图。
2021年浙教版八年级上学期水的浮力测试卷二答案
一.浮力产生的原因(共6小题)
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浮力的施力物体只能是液体
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【解答】解:A、物体浸在空气中也会受到浮力的作用,故A错误;
B、浮力方向是竖直向上的,故B错误;
CD、浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力,即受浮力作用,漂浮的物体受浮力,下沉的物体也受浮力,故C正确,D错误。
故选:C。
2.将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中。就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受到浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受到浮力
D.木块和石块都受到浮力
【解答】解:水中的石块和木块在水中上下表面存在压力差,也就是都受到浮力作用,木块浮在水面上,所受浮力等于自身的重力,石块沉入水中,所受浮力小于自身的重力,故ABC错误、D正确。
故选:D。
3.如图所示,一块长方体正立静止在水中,已知其前后左右四个表面受到水的压力均为10N,下表面受到水的压力为8N,上表面受到水的压力为3N,则该长方体受到的浮力为( )
A.5N B.11N C.21N D.51N
【解答】解:四个表面受到水的压力均为10N,长方体在水平方向上受到的合力为0;由浮力的产生原因可知,该长方体受到的浮力为:F浮=F下﹣F上=8N﹣3N=5N。
故选:A。
4.下面实例不能说明物体受到浮力的是( )
A.有水道的地方将砍伐的木材联结成木排使其顺流而下
B.地球同步卫星在高空轨道绕地球做匀速圆周运动
C.航空母舰在大海中航行
D.携带仪器的高空探测气球进行高空气象探测
【解答】解:
A、有水道的地方将砍伐的木材联结成木排使其顺流而下,木排漂浮在水面上,受到水的浮力的作用,故A不符合题意;
B、地球同步卫星在高空轨道绕地球做匀速圆周运动时,由于太空中没有空气,所以卫星没有受到浮力的作用,故B符合题意;
C、航空母舰在大海中航行时,漂浮在水面上,受到水的浮力的作用,故C不符合题意;
D、携带仪器的高空探测气球进行高空气象探测时排开了一定体积的气体,根据阿基米德原理可知,受到浮力的作用,故D不符合题意。
故选:B。
5.下列物体没有受到浮力作用的是( )
A.漂在水中的树叶 B.在蓝天飞翔的老鹰
C.深海潜游的鲸鱼 D.遨游太空的天宫二号
【解答】解:
ABC、漂在水中的树叶、在蓝天飞翔的老鹰、深海潜游的鲸鱼都浸在水(或空气)中,因为水(或空气)有流动性,因此水(或空气)对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故ABC选项中的物体均受浮力作用,故ABC不符合题意;
D、太空中没有空气,故遨游太空的天宫二号不受到浮力作用,故D符合题意。
故选:D。
6.以下情境中没有受到浮力的物体是( )
A.正在下潜的潜水艇 B.空中的热气球
C.地球同步卫星 D.池塘中的睡莲
【解答】解:A、正在下潜的潜水艇,尽管下潜,但浸在水中,受到水的浮力,故A不符合题意;
B、空中的热气球,浸没在空气中,受到空气的浮力,故B不符合题意;
C、太空中没有空气,故地球同步卫星不受到浮力,故C符合题意;
D、池塘中的睡莲浸在水中,受到水的浮力,故D不符合题意。
故选:C。
二.阿基米德原理的应用(共8小题)
7.一铅球,当把它放在水中并在水中向下运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.受到的浮力逐渐变大
B.受到的浮力逐渐变小
C.受到的浮力不变
D.受到的浮力先变大后不变
【解答】解:铅球放在水中时,排开水的体积变大,当在水中向下运动时,铅球排开水的体积不变,则根据F浮=ρ液V排g可知受到的浮力先变大后不变。
故选:D。
8.如图所示是体积相等的A、B、C三个小球静止在水中,下列判断正确的是( )
A.A球受到的浮力最大
B.B球受到的浮力最大
C.C球受到的浮力最大
D.三个小球受到的浮力一样大
【解答】解:已知三球体积相同,由图可知,三个球排开水的体积:VA<VC<VB,由F浮=ρ水gV排得,三个球受到的浮力:FA<FC<FB,故B正确,ACD错误。
故选:B。
9.潜水艇潜在水面下从10m处下潜到15m处,对潜水艇所受浮力和压强的判断正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力增大,压强不变
C.浮力不变,压强增大 D.浮力增大,压强增大
【解答】解:潜水艇由水面下10米处下潜到15米处时,水的密度ρ不变,由F浮=ρ液V排g可知,排开水的体积不变时,潜水艇受到的浮力不变;潜水艇所处的深度h变大,由p=ρ液gh可知,潜水艇受到的水的压强变大。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
10.完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小变化是( )
A.不断变大 B.浮力不变
C.先不变后变小 D.先变大后不变
【解答】解:根据F浮=ρgV排可知:
乒乓球开始上升到露出水面的过程中,乒乓球排开水的体积保持不变,受到的浮力就不变;
乒乓球开始露出水面后,排开水的体积变小,受到的浮力减小。
故完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小变化是先不变后变小。
故选:C。
11.2019年世界游泳锦标赛男子三米板决赛,谢思埸夺得冠军。入水的过程中,他所受浮力F随深度h变化的关系如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:当人刚接触水面到逐渐浸入水面以下的过程中,排开水的体积先变大后不变,且水的密度不变,所以由F浮=ρ水V排g可知,他所受的浮力先变大后不变,故A正确,BCD错误。
故选:A。
12.水槽中放一个小铁盒,铁盒中放少许细线和一个铝块,总质量为2kg,铁盒漂浮在水面。铁盒所受的浮力为 20 N,铁盒浸入水中的体积为 2×10﹣3 m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)现用细线把铝块拴在铁盒下面,铁盒仍漂浮在水面,如图所示,则此时水槽中的水位 不变 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【解答】解:(1)因为铁盒、细线和铝块一块漂浮,所以铁盒所受的浮力等于它们的总重力,则铁盒所受的浮力:F浮=G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)由F浮=ρ水gV排可知,铁盒浸入水中的体积:V排===2×10﹣3m3;
(3)用细线把铝块拴在铁盒下面,铁盒仍漂浮在水面,而铁盒、细线和铝块的总重力不变,所以它们受到的总浮力不变,排开水的总体积不变,因此水槽中的水位不变。
故答案为:20;2×10﹣3;不变。
13.如图所示,水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器,两部分的横截面积分别为S1、S2.质量为m的木球通过细线与容器底部相连,细线受到的拉力为T,此时容器中水深为h(水的密度为ρ0)。下列说法正确的是( )
A.木球的密度为ρ0
B.木球的密度为ρ0
C.剪断细线,待木球静止后水对容器底的压力变化量为T
D.剪断细线,待木球静止后水对容器底的压力变化量为T
【解答】解:
(1)木球浸没时,其受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力,
由于木球处于静止状态,受力平衡,根据力的平衡条件可得:
F浮=G+T=mg+T,
木球浸没时,V排=V木,则根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得:
ρ0gV排=mg+T,
由ρ=可得木球的体积:V木=,
所以,ρ0g×=mg+T,
解得ρ木=ρ0;故AB错误;
(2)剪断细线,木块漂浮,F浮′=G=mg,
则待木球静止后浮力变化量为:△F浮=F浮﹣F浮′=mg+T﹣mg=T,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得水面下降的高度(容器上部的水面下降):
△h===
则由△p=可得,水对容器底的压力变化量:
△F=△pS2=ρ0g△hS2=ρ0g×S2=T,故C正确,D错误。
故选:C。
14.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
【解答】解:
A、在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度;比较可知,A的密度小于B的密度;两个小球的体积相同,根据m=ρV可知,A的质量小于B的质量,故A错误;
B、A、B实心小球在甲液体中均下沉,则甲液体的密度均小于两个小球的密度,由A项解答可知,乙液体的密度大于A的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故B错误;
C、由图可知,在甲液体中A球下沉,则GA>F浮甲,在乙液体中A球漂浮,则GA=F浮乙,所以F浮甲<F浮乙,故C错误;
D、甲液体的密度小于乙液体的密度,两容器中液面相平,根据p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强。故D正确。
故选:D。
三.浮力大小的计算(共8小题)
15.一重为7.2N的物体挂在已调好的弹簧测力计下,当将物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2N,则物体受到的浮力为( )
A.4N B.3.2N C.7.2 N D.10.4N
【解答】解:把物体浸没在水里时,所受浮力:
F浮=G﹣F示=7.2N﹣3.2N=4N。
故选:A。
16.小岳测得一个石块重7N,然后将石块浸没在水中时弹簧测力计的读数为4N,则石块浸没在水中时受到的浮力为( )
A.4N B.3N C.7N D.11N
【解答】解:石块的重力为7N,浸没在水中,弹簧测力计的示数是4N,所以石块受到的浮力:
F浮=G﹣F示=7N﹣4N=3N,故B正确。
故选:B。
17.如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放到水中,从铁块下表面刚刚接触水面开始,直到铁块完全浸入水中且下表面碰到杯底的过程中,下列判断正确的是( )
A.铁块上下表面压力差一直在变大
B.溢水杯底部受到水的压强一直变小
C.弹簧测力计的读数先变小,后不变
D.若铁块重3N,当溢出的水重1N时,铁块受到的浮力为2N
【解答】解:A、从铁块下表面刚刚接触水面开始,直到铁块完全浸入水中且下表面碰到杯底的过程中,铁块排开水的体积先变大,后不变,根据F浮=ρ水gV排知铁块受到的浮力先变大,后不变。根据浮力产生的原因可知铁块受到的上下表面的压力差先变大,后不变,故A错误;
B、水的深度一直不变,根据p=ρ水gh可知溢水杯底部受到水的压强一直不变,故B错误;
C、已知铁块受到的浮力先变大,后不变,根据F示=G﹣F浮可知弹簧测力计的读数先变小,后不变,故C正确;
D、若铁块重3N,当溢出的水重1N时,根据阿基米德原理可知铁块受到的浮力F浮=G排=1N,故D错误。
故选:C。
18.如图所示,一个边长为10cm的实心正方体竖直浸没在某种液体中保持静止状态,其上表面受到液体的压强为500Pa,下表面受到的液体压强为1300Pa,(g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.正方体受到的浮力为10N
B.该正方体的质量为1kg
C.正方体上表面的深度h1为5cm
D.液体的密度为0.8×103kg/m3
【解答】解:A、正方体上、下表面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
已知其上表面受到液体的压强p上=500Pa,下表面受到的液体压强p下=1300Pa,
由p=可得,上表面受到的压力F上=p上S=500Pa×1×10﹣2m2=5N,
下表面受到的压力F下=p下S=1300Pa×1×10﹣2m2=13N,
由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F下﹣F上=13N﹣5N=8N,故A错误;
BCD、物体悬浮时排开液体的体积:V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρ液gV排可得液体的密度:ρ液===0.8×103kg/m3;
物体悬浮时,ρ物=ρ液=0.8×103kg/m3,
由ρ=可得,该正方体的质量:m=ρ物V=0.8×103kg/m3×1×10﹣3m3=0.8kg,
由p=ρgh可得,正方体上表面到液面的距离:h上===0.0625m=6.25cm,
故B、C错误,D正确。
故选:D。
19.一个物体的重力为10N,体积为2×10﹣3m3,用手将它浸没在水中,物体所受的浮力为 20 N,放手后物体将 上浮 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),最终静止时物体排开水的重力为 10 N。
【解答】解:物体完全浸没时,排开的水的体积与物体的体积相同,即:V排=V=2×10﹣3m3,
则物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N,
物体的重力G=10N,因为浮力等大于重力,所以松手后物体将上浮,最终静止时物体漂浮在水面上,
则物体受到的浮力:F浮′=G=10N,
根据阿基米德原理知,最终静止时物体排开水的重力:G排=F浮=10N。
故答案为:20;上浮;10。
20.如图甲所示,弹簧测力计下端悬挂着一个质量分布均匀的小圆柱体物块,物块浸没在盛水的大水槽中。现将测力计缓缓提升,直到物块全部露出水面一段距离,在该过程中测力计示数F随物块上升高度h的关系如图乙所示。已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,水槽内水面的变化可忽略不计,则下列判断中正确的是( )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力是1.5N
B.圆柱体受到的重力是2.0N
C.圆柱体的高度是5cm
D.圆柱体的密度是2.5×103kg/m3
【解答】解:由题知,圆柱体从浸没水中,由测力计缓缓提升,直到圆柱体物块全部露出水面一段距离的过程中受力平衡,
圆柱体在水中时F=G﹣F浮,逐渐露出水面时受浮力变小,测力计示数变大,全部露出水面后测力计示数最大,且F=G,
(1)在上升高度为5~6cm时物体在空中,所以圆柱体重力G=F'=2.5N,故B错误;
圆柱体浸没在水中上升时,受浮力最大,测力计示数最小,由图乙知,此时测力计示数F=1.5N,圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=2.5N﹣1.5N=1N,故A错误;
(2)由图乙知,上升2cm时圆柱体上表面与水面恰好相平,上升5cm时圆柱体恰好全部露出水面,所以圆柱体高度h=5cm﹣2cm=3cm,故C错误。
(3)由F浮=ρ水gV排可得,圆柱体浸没在水中排开水的体积:V排===1×10﹣4m3,
则圆柱体的体积:V=V排=1×10﹣4m3,
圆柱体的质量:m===0.25kg,
则圆柱体的密度:ρ===2.5×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
21.如图甲所示,长方体实心金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做缓慢的匀速直线运动,上升到离开水面一定的高度处。如图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息,下列判断中错误的是( )
A.该金属块的质量大小为5.4kg
B.该金属块的密度大小是3.4×103kg/m3
C.金属块浸没在水中受到的浮力大小是20N
D.金属块从t1到t2时间段在水中受到的浮力逐渐减小
【解答】解:A、t2~t3段,金属块完全离开水面,此时绳子的拉力F''与物体的重力为一对平衡力,即拉力与物体重力相等,
即G=F''=54N,该金属块的质量m===5.4kg,故A正确;
BC、物体浸没在水中时所受的浮力:F浮=G﹣F=54N﹣34N=20N;
浸没时物体排开水的体积即物体的体积:
V=V排===2×10﹣3m3,
该金属块的密度为:
ρ金====2.7×103kg/m3;故B错误,C正确;
D、由图可知,0~t1段,金属块在水中竖直向上做匀速直线运动,但未露出液面,物体所排开的水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知此时的浮力不变,由F=G﹣F浮,绳子的拉力F也不变;
t1至t2段,金属块从水中露出液面时,此时物体所排开的水的体积逐渐变小,根据F浮=ρgV排可知,此时的浮力逐渐变小,故D正确。
故选:B。
22.如图甲所示,盛水的烧杯的底面积为250cm ,弹簧测力计下端悬挂一长方体物体。使它缓慢下降直至全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F随长方体物体下降高度A变化关系的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.长方体物体的高是8cm
B.长方体物体的体积是1000cm3
C.长方体物体受到的最大浮力是12N
D.长方体物体的密度是1.5×103kg/m3
【解答】解:
A.由图乙可知,当h1=4cm时长方体下表面与水面接触,当h2=8cm时长方体上表面与水面接触即恰好浸没,
若不考虑水面的变化,长方体的高度h=h2﹣h1=8cm﹣4cm=4cm,实际上考虑液面的变化,长方体的高度小于4cm,故A错误;
BC.由图乙可知,当h<4cm时,长方体位于空气中,由二力平衡条件可知,长方体的重力G=F=12N,
当h>8cm时,长方体完全浸没,受到的浮力最大,则最大浮力F浮=G﹣F′=12N﹣4N=8N,故C错误;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,长方体的体积V=V排===8×10﹣4m3=800cm3,故B错误;
D.由G=mg可得,长方体的质量m===1.2kg,长方体物体的密度:ρ===1.5×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
四.浮力的利用(共5小题)
23.将一鸡蛋投入水中浸没后,鸡蛋在不断地下沉过程中,说法正确的是( )
A.鸡蛋受到水的压强不变
B.鸡蛋所受浮力的方向竖直向上
C.在水中越深,鸡蛋所受浮力越大
D.水对鸡蛋向下的压力大于水对它向上的压力
【解答】解:A、根据p=ρ水gh,鸡蛋在下沉过程中,受到水的压强增大,故A错误;
B、鸡蛋所受浮力的方向竖直向上,B正确;
C、根据F浮=ρ水gV排,排开水的体积不变,所以鸡蛋受到的浮力不变,故C错误;
D、鸡蛋向上的压强大于向下的压强,所以向上的压力大于向下的压力,这个压力差即为浮力,故D说法错误。
故选:B。
24.埃及时间2021年3月23日上午8时,中国台湾长荣集团旗下巴拿马籍货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅.为了帮助长赐号脱困,下列方案最可行的是( )
A.增大河水的密度
B.深挖河道,增大河水的深度
C.直接使用机械牵引
D.一点点卸载货物,减少自重
【解答】解:为了帮助长赐号脱困,需要增大长赐号受到的浮力,根据阿基米德原理可知,可以增大长赐号排开的水的体积,即深挖河道,增大河水的深度,故B符合题意;
由于河水的密度不容易改变,故A不符合题意;
长赐号受到的阻力太大,直接使用机械牵引不容易 做到,故C不符合题意;
一点点卸载货物,减少自重,但由于长赐号自身的重力较大,不容易脱困,故D不符合题意。
故选:B。
25.下列列举的物体中,利用空气浮力而升空的物体是( )
A.人造卫星 B.飞机 C.风筝 D.氢气球
【解答】解:
A、人造卫星是通过火箭向下喷射气体,利用气体的反推力升空,故A不合题意;
B、飞机是利用机翼上下方空气的流速不同产生的升力升空的,故B不合题意;
C、风筝是利用风筝上下方空气的流速不同产生的升力升空的,故C不合题意,
D、氢气球里所充氢气的密度小于空气密度,气球所受浮力大于重力而上升,故D符合题意。
故选:D。
26.体育、娱乐活动用到的热气球,充的是被燃烧而体积膨胀的热空气。要使已经升空的热气球下降,下列说法正确的是( )
A.加大火力对热空气加热,使浮力变小
B.加大火力对热空气加热,使重力变大
C.减小火力对热空气加热,使浮力变小
D.减小火力对热空气加热,使重力变大
【解答】解:
热气球是利用球内的热空气比球外的冷空气的密度要小而能够上升的,已经升空的热气球,浮力不变;
AB、加大火力对热空气加热时,球内空气受热膨胀,密度变小,自重变小,而浮力不变,则气球受到的浮力大于气球的重力时,热气球就能上升;故A、B错误;
CD、当减小火力对热空气加热时,球内空气温度降低,密度变大,自重变大,则气球受到的浮力小于气球的重力时,可以使热气球下降;故C错误,D正确。
故选:D。
27.下列关于浮力利用的说法正确的是( )
A.气球在空中上浮,是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
B.宇航员能“行走”太空,是因为宇航员受到了浮力的作用
C.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船受到的浮力逐渐减小
D.悬浮在水中的潜水艇,若水舱中的水位在上升,则潜水艇一定上浮
【解答】解:A、气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气球里气体的密度小于空气的密度时,浮力大于重力,才可以升空,故A正确;
B、宇航员能“行走”太空,是因为他处于失重状态,不是因为受到浮力,故B错误;
C、因为轮船漂浮,所以F浮=G,
所以轮船受到河水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G,重力不变,浮力也不变,故C错误;
D、原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,若水舱中水位在上升,则重力应大于浮力,则潜水艇下沉,故D错误。
故选:A。
五.探究影响浮力大小因素的实验(共12小题)
28.如图是某同学进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时其中的一次实验情景。根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究浮力与液体质量的关系
B.探究浮力与液体体积的关系
C.探究浮力与液体密度的关系
D.探究浮力与液体深度的关系
【解答】解:根据图示可以知道两图中两物的体积相同,两物体都完全浸没在液体中,所以排开的液体体积相同,而一种液体是水、另一种是酒精,两种液体的密度不同,它们所受的浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力与液体密度的关系。
故选:C。
29.小明利用图中所示的器材探究“浮力大小与排开液体的关系”。实验操作步骤如图所示,在步骤 c 中有错误(选填“a”、“b”、“c”、“d”或“e”)。纠正错误操作之后,分析所测得的物理量,发现 G物﹣F=G总﹣G桶 (用图中字 表示),得出浮力大小与排开液体重力的关系。
【解答】解:(1))由图可知,c图为溢水杯,其中水面没有达到溢水杯口,当物体排开水时,水不会马上溢到溢水杯中,测得排开水的重变小,故错误,改正的办法就是把溢水杯中的水添至溢水杯口;
(3)①由图可得,a图测得石块重力G物,d图测得小石块在水中时测力计的示数F,由称重法可知,浮力:F浮=G物﹣F;
②e图测得溢出的水和小桶的重力G总,由b测得空小桶的重力G桶,二者的差就是排开液体的重力,G排=G总﹣G桶,
当F浮=G排,即G物﹣F=G总﹣G桶可得出得出浮力大小与排开液体重力的关系。
故答案为:c;G物﹣F=G总﹣G桶。
30.物理兴趣小组的同学们在探究“影响浮力大小的因素”实验中,按如图所示的步骤进行实验:
(1)该实验主要运用的科学探究方法是 控制变量法 。
(2)比较①②③三次实验数据,可得出结论:浮力的大小与 排开液体的体积 有关,分析①③④三次实验的数据,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)要探究浮力大小与液体密度的关系,应该选择 ①③⑤ 三次实验进行探究。(填实验序号)
(4)物体A浸没在水中时,受到的浮力是 1 N,物体A的体积是 1×10﹣4 m3。
(5)用图中实验数据计算盐水的密度是 1.2×103 kg/m3。
【解答】解:(1)该实验主要运用的科学探究方法是控制变量法;
(2)由图①②③所示实验可知,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计所示不同,由图①②③所示实验可知,物体排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;
由图①③④所示实验可知,物体排开液体的体积相同,深度不同,物体受到的浮力相同,由此可知,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)根据控制变量法知要探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,需要控制物体排开液体的体积相同、液体密度相同,深度不同,图①③⑤符合题意;
(4)由图①知,物体的重力G=4.0N,物体完全浸没在水中时拉力F=3.0N,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=G﹣F=4.0N﹣3.0N=1.0N,
由F浮=ρ液gV排得,物体的体积V=V排===1×10﹣4m3;
(4)物体浸没在盐水中时受到的浮力F浮′=G﹣F′=4.0N﹣2.8N=1.2N,
因物体在水和盐水中排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρgV排可得:
V=V排,即:=,整理可得,盐水的密度:
ρ盐水= ρ水=×1.0×103kg/m3=1.2×103kg/m3。
故答案为:(1)控制变量法;(2)排开液体的体积;无关;(3)①③⑤;(4)1;1×10﹣4;(5)1.2×103。
31.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,实验器材:一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水)。实验操作如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体的重为 3 N。
(2)分析图1、2、3三次实验可知:浮力的大小与 排开液体体积 有关。
(3)分析图 1、3、4 三次实验可“探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关”。
(4)分析图1、4、5三次实验可知:其他条件相同时, 液体密度 越大,物体受到的浮力越大。
(5)由图中实验数据可知,圆柱体的密度是 1.5×103 kg/m3;盐水的密度为 1.1×103 kg/m3。
【解答】解:(1)已知该弹簧测力计的分度值为0.2N,图1中的示数为3N,即圆柱体重3N;
(2)由图1、2、3所示实验可知,圆柱体排开液体的体积不同,弹簧测力计所示不同,由此可知,物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)根据控制变量法知要探究浮力大小与圆柱体浸没在液体中深度的关系,需要控制圆柱体排开液体的体积相同、液体密度相同,深度不同,图1、3、4符合题意;
(4)由图1、4、5所示实验可知,圆柱体排开液体的体积相同,液体密度不同,且盐水的密度大于水的密度,弹簧测力计所示不同,由此可知,圆柱体所受浮力大小与物体液体的密度有关,且其他条件相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
(5)由图1知,圆柱体的重力G=3N,圆柱体完全浸没在水中时拉力F=1N,圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮=G﹣F=3N﹣1N=2N,
由F浮=ρ液gV排得,物体的体积V=V排===2×10﹣4m3,
圆柱体的质量为:m===0.3kg,
所以该圆柱体的体积为:ρ===1.5×103kg/m3;
物体浸没在盐水中时受到的浮力F浮′=G﹣F′=3N﹣0.8N=2.2N,
因物体在水和盐水中排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρgV排可得:V=V排,即:=,整理可得,盐水的密度:
ρ盐水= ρ水=×1.0×103kg/m3=1.1×103kg/m3。
故答案为:(1)3;(2)排开液体体积;(3)1、3、4;(4)液体密度;(5)1.5×103;1.1×103。
32.小聪利用如图所示的器材对“浮力大小与哪些因素有关”进 了以下探究:
(1)选择器材 a、c、d、e; 可以探究“浮力大小是否与物体的体积有关”。
(2)选择器材a、b、d、e可以探究“浮力大小是否与 物体密度 有关”。
(3)在探究“浮力大小与物体浸在液体中的体积关系”时,小聪 先把铁块挂在弹簧测力计下端,然后再将其慢慢地浸入水中,在实验中会观察到弹簧测力计的示数将 减小 ,判断的依据是: 当液体密度一定时,浸物体在液体中的体积越大,物体受到的浮力就越大 。
(4)请你为小聪写出探究“浮力大小与液体的密度关系”的实验思路。
【解答】解:(1)要探究“浮力的大小是否与物体的体积有关”,则需要控制物体的材料相同,体积不同,而液体放密度相同,故选择a、c、d、e;
(2)实验中,如果选择器材a、b、d、e,可用弹簧测力计分别通过称重法测铁块和同体积的模块在水中受到的浮力,从而探究“浮力的大小是否与物体的密度有关”;
(3)由于当液体密度一定时,浸物体在液体中的体积越大,物体受到的浮力就越大,小聪 先把铁块挂在弹簧测力计下端,然后再将其慢慢地浸入水中,在实验中会观察到弹簧测力计的示数将减小;
(4)选择器材a、d、e、f,将铁块直接浸没于水中和盐水中,控制了物体排开液体的体积相同,若弹簧测力计示数相同,则浮力的大小与液体的密度无关;若示数不相同,浮力的大小与液体的密度有关。
故答案为:(1)a、c、d、e;(2)物体密度;(3)减小;当液体密度一定时,浸物体在液体中的体积越大,物体受到的浮力就越大;(4)选择器材a、d、e、f,将铁块直接浸没于水中和盐水中,控制了物体排开液体的体积相同,若弹簧测力计示数相同,则浮力的大小与液体的密度无关;若示数不相同,浮力的大小与液体的密度有关。
33.某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景,根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系
B.说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关
C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
D.探究物体所受浮力大小与物体形状的关系
【解答】解:根据图示可以知道A物体都完全浸没在液体中,所以排开的液体体积相同,深度相同,而一种液体是水、另一种是盐水,两个液体的密度不同,它们所受的浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。
故选:C。
34.为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某小组的同学用同一圆柱形物体进行了如下所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数,图中物体放入前溢水杯均装满液体,物体浸没后用量筒测出溢出液体的体积,如图戊所示。下列说法正确的是( )
A.比较图甲、乙、丙,说明物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度有关
B.比较图甲、丙、丁,说明物体受到的浮力大小与液体密度有关
C.丙图中,物体受到的浮力为0.5N
D.根据图中数据可计算出物体的密度是1.1×103kg/m3
【解答】解:A、图乙和丙中液体的密度相同、排开液体的体积相同,深度不同,但由于丙图中物体接触了容器底,使得读数变小,不能说明物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度有关,故A错误;
B、比较图甲、丙、丁知液体的密度不同、排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,但丙图中物体接触了容器底,不能探究物体受到的浮力大小与液体密度有关,故B错误;
CD、量筒中排开水的体积为:V排=50cm3=50×10﹣6m3,
物体浸没在水中时所受浮力为:
F浮=G排=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣6m3=0.5N,故C正确;
物体重力为:
G=F浮+F拉=0.5N+1.5N=2N,
由G=mg知物体的质量为:
m===0.2kg,
物体的体积等于排开水的体积:
V=V排=50×10﹣6m3,
物体的密度为:
ρ===4×103kg/m3,故D错误。
故选:C。
35.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,用弹簧测力计提着物体A缓慢浸入水中。他根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中的深度h的关系图象如图乙,下列几种说法中,错误的是( )
A.当物体浸没时受到的浮力为2N
B.圆柱体A的高为8cm
C.该物体的密度为2.0×103kg/m3
D.浮力的大小与h成正比
【解答】解:
A、由图示图像可知,物体没有浸入液体时测力计示数为4N,则物体重力:G=4N,物体完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣2N=2N,故A正确;
B、由图示图像可知,圆柱体A的高为8cm,故B正确;
C、由F浮=ρgV排可知,物体的体积:V=V排===2×10﹣4m3,
由G=mg可知,物体的质量:m===0.4kg,
物体的密度:ρ物体===2×103kg/m3,故C正确;
D、由图示图像可知,物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比,物体完全浸入液体后受到的浮力不变,故D错误;
故选:D。
36.如图是小明在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验①②和③中,弹簧测力计的示数分别为2.2N、1.4N和1.5N,下列说法错误的是( )
A.物体A的密度为2.75×103kg/m3
B.实验中酒精的密度是0.875g/cm3
C.实验②中物体A上下表面受到水施加的压力差为1.4N
D.实验③物体A全部没入酒精中后烧杯底部所受的压力增大了0.7N
【解答】解:A、实验①、②中,弹簧测力计的示数分别为2.2N、1.4N,
物体在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F拉=2.2N﹣1.4N=0.8N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体的体积为:
V=V排===8×10﹣5m3,
根据G=mg知物体A的质量为:
m===0.22kg,
物体A的密度为:
ρ===2.75×103kg/m3,故A正确;
B、物体在酒精中受到的浮力为:F浮′=G﹣F拉′=2.2N﹣1.5=0.7N;
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知酒精的密度为:
ρ酒精===0.875×103kg/m3=0.875g/cm3,故B正确;
C、浮力产生的原因为上下表面受到水施加的压力差,由A知实验②中物体A受到的浮力为0.8N,所以实验②中物体A上下表面受到水施加的压力差为0.8N,故C错误;
D、由A知实验③物体A全部没入酒精中受到的浮力为0.7N,即水给物体A一向上的浮力,根据力的作用是相互的可知,物体也会给水一向下的压力,所以烧杯中的酒精对烧杯底部增大的压力△F=F浮′=G﹣F拉′=0.7N,故D正确。
故选:C。
37.图示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验,其中a是塑料块,b是金属块,它们的重力和体积均不相等。根据图示中实验结果,一定能得出浮力的大小与以下哪个量有关( )
A.物体浸在液体中的深度 B.物体浸在液体中的体积
C.液体的密度 D.物体的密度
【解答】解:A、比较乙、丙两图知,都是a物体,重力和体积都相同,物体浸没在水中,排开水的体积相同,弹簧测力计的示数相同,浮力相同,说明浮力与物体浸在液体中的深度无关,故A不符合题意;
B、比较甲、乙两图知,都是a物体,重力和体积都相同,物体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不相同,浮力不相同,说明浮力与物体浸在液体中的体积有关,故B符合题意;
C、要探究浮力大小与液体的密度是否有关,需要控制物体排开液体的体积相同,改变液体的密度,由图知乙、丙排开液体的体积相同,但液体的密度液相同,不能探究浮力大小与液体的密度是否有关,甲乙丙与丁的液体密度不同,但排开液体的体积也不相同,不能浮力大小与液体的密度是否有关,故C不符合题意;
D、要探究浮力大小与物体的密度是否有关,需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同,改变物体的密度,但由于a、b物体的体积不同,不能控制物体排开液体的体积相同,不能探究浮力大小与物体的密度是否有关,故D不符合题意。
故选:B。
38.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。图中三个烧杯均放在水平桌面上,物体A均处于静止状态。如图甲、丙和丁所示中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N。若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论中( )
①图甲中,物体A的密度为4×103kg/m3
②图乙中,物体A受到的拉力为1.0N
③图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
④图丁中,物体A对容器底部的压力为0.3N
A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有①④正确 D.只有②④正确
【解答】解:①实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,
A在盐水中的浮力为:F浮=G﹣F拉=4.0N﹣2.8N=1.2N;
物体A全部浸没,根据阿基米德原理可知,F浮=ρ盐水gV排,
所以V排等于V物,则:
V排=V物===1×10﹣4m3,
物体A的密度为:ρ====4×103kg/m3,故①正确;
②物体A在水中受到的浮力为:F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,在乙中物体A受到的拉力:F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N,故②错误;
③在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N,弹簧测力计的示数比乙中小:3N﹣2.8N=0.2N,故③错误;
④由甲、丙,F浮盐水=G﹣F丙拉=4N﹣2.8N=1.2N,根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力,F支=G﹣F浮﹣F丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,容器底部也受到物体对它的压力,故压力等于0.3N,故④正确。
故选:C。
39.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
①物体A的密度为4×103kg/m3
②实验乙中,物体A受到的拉力为3N
③实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
④实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
A.只有①②③ B.只有①②④ C.只有①③④ D.只有②③④
【解答】解:
①实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,
由F浮=G﹣F拉可得,
F浮=ρ盐水g V排,
物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:
ρ盐水gV排=G﹣F拉,
V排=V物=,
将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:
V排=V物=1×10﹣4m3,
物体A的质量m===0.4kg,
物体A的密度ρ===4×103kg/m3,故①正确;
②物体A在水中受到的浮力,
F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
在乙中物体A受到的拉力:F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N,故②正确;
③在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N,
弹簧测力计的示数比乙中小:3N﹣2.8N=0.2N,故③错误;
④由甲、丙,F浮盐水=G﹣F丙拉=4N﹣2.8N=1.2N,根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力,F支=G﹣F浮﹣F丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,容器底部也受到盐水对它的压力,故压力大于0.3N,故④正确。
综合分析①②④正确。
故选:B。
六.物体的浮沉条件及其应用(共12小题)
40.A、B、C三个体积相同的小球放入水中时,发现它们在水中的位置如图所示。关于小球受到的浮力,下列说法中正确的是( )
A.C球受到的浮力大
B.B球受到的浮力大
C.A球受到的浮力大
D.三个球受到的浮力一样大
【解答】解:由于A、B、C三球的体积相等,则由图可知排开水的体积大小关系是:VA排<VB排<VC排;根据F浮=ρ水gV排可知:F浮A<F浮B<F浮C。
故选:A。
41.气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好静止在水中(如图)。若气球重为G,则它受到的浮力F浮与G的关系是( )
A.F浮=G B.F浮>G
C.F浮<G D.以上都有可能
【解答】解:由图可知,球下面用细线悬挂一石块,它们恰好静止在水中,处于悬浮状态,整体受到的浮力等于整体的重力;气球受到竖直向下的重力、竖直向下的石块的拉力和竖直向上的浮力的作用,这三个力平衡,所以浮力要大于重力。
故选:B。
42.因强风吹袭,“长赐号”巨型货轮在通过苏伊士运河时,船身偏离航道、导致船头触底搁浅,堵塞造成运河双向断航。下列对船头触底搁浅巨轮的分析中,正确的是( )
A.巨轮受到的浮力等于它的重力
B.巨轮受到的浮力大于它的重力
C.巨轮受到的浮力小于它的重力
D.巨轮受到的浮力和航行时一样大
【解答】解:ABC、由于船头触底搁浅,所以此时巨轮为沉底状态,所以此时F浮+N=G,F浮=G﹣N,所以受到的浮力小于重力,故AB错误,C正确;
D、“长赐”号触底搁浅后,货轮排开的水量减少了,受到浮力变小,故D错误。
故选:C。
43.关于浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.密度计的刻度上“大”下“小”
B.潜水艇想要下潜,则需向水舱充水,增大自身重力
C.热气球内的气体密度比空气的密度大
D.一块石头从长江冲入大海,所受浮力大小不变
【解答】解:
A、根据ρ液=,浮力相同,密度计浸入液体的深度越小,说明液体的密度越大,密度计上的刻度(值),越靠近下端,示数值越大,故A错误;
B、潜水艇在水面下受到的浮力不变,潜水艇想要下潜,则需向水舱充水,增大自身重力,当重力大于浮力时,潜水艇会下潜,故B正确;
C、热气球内的气体被加热,体积膨胀,密度减小,小于热气球外空气的密度,使热气球受到空气的浮力大于热气球自重,热气球上升,故C错误;
D、一块石头从长江冲入大海,排开的液体的体积不变,液体的密度变大,所受浮力变大,故D错误。
故选:B。
44.一艘空载时质量为3万吨的油轮,满载着7万吨的石油,浮在海面。海水的密度近似为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则可知( )
A.空载时,油轮重3×104N
B.空载时,油轮重3×107N
C.满载时,油轮排开水的体积为1×105m3
D.满载时,油轮排开水的体积为1×104m3
【解答】解:
AB、油轮空载时,其重力:G油轮=m油轮g=3×104×103kg×10N/kg=3×108N;故AB错误;
CD、油轮满载时,处于漂浮状态,其受到的浮力等于油轮满载时的总重力,
则:F浮=G总=m总g=(3×104+7×104)×103kg×10N/kg=1×109N;
所以油轮满载时排开海水的体积:V排===1×105m3,故C正确,D错误。
故选:C。
45.在水平桌面上有一个盛有水的容器,将木块用细线系住没入水中,如图1所示;将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图2所示。下列说法正确的是( )
A.木块漂浮后受到的浮力增大
B.木块漂浮后容器底受到水的压力增大
C.图1中,细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比为2:5
D.木块的密度为0.4×103kg/m3
【解答】解:A、木块漂浮后,V排减小,由F浮=ρ水gV排可知,浮力变小,故A错误;
B、木块漂浮后,水面下降,由p=ρ液gh可知,水对容器底部的压强变小,容器底面积不变,由p=可知,木块漂浮后容器底受到水的压力变小,故B错误;
C、因木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以木块的重力:G=F浮乙=ρ水gV,
图甲中绳子的拉力:F拉=F浮甲﹣G=ρ水gV﹣ρ水gV=ρ水gV,
则甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比:
F拉:F浮甲=ρ水gV:ρ水gV=2:5,故C正确;
D、图乙中,木块漂浮,根据F浮=ρ水gV排、G=mg和ρ=有:
ρ水g(1﹣)V=ρ木gV,
则木块的密度:ρ木==ρ水=×1×103kg/m3=0.6×103kg/m3;故D错误。
故选:C。
46.如图为甲、乙两种物质的m﹣V图象,下列说法正确的是( )
A.体积为20cm3的甲物质的质量为10g
B.乙物质的密度与质量成正比
C.体积相同的甲、乙放入水中,静止时甲所受的浮力大
D.质量相同的甲、乙放入水中,静止时乙所受的浮力大
【解答】解:A、由图知,体积为20cm3的甲物质的质量为20g,故A错误;
B、密度是物质的一种特性,与物体的质量和体积无关,则乙物质的密度不会随质量的改变而改变,故B错误;
C、由图象可得,甲物质的密度:ρ甲===1g/cm3=ρ水;
乙物质的密度:ρ乙===0.5g/cm3<ρ水;
所以,将体积相同的甲、乙两物体放入水中静止时,甲悬浮,乙漂浮,甲排开水的体积大于乙排开水的体积,由F浮=ρ水gV排可知甲所受的浮力大,故C正确;
D、由C知甲、乙两物体放入水中静止时,甲悬浮,乙漂浮,根据浮沉条件知无论悬浮还是漂浮,浮力都等于重力,因为甲乙的质量相同,根据G=mg知重力相同,浮力也相同,故D错误。
故选:C。
47.如图所示,将两个体积相同,密度为ρA、ρB的物块A和B分别放入盛有甲、乙两种液体的容器中,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。下列说法中正确的是( )
A.若ρA=ρB,则ρ甲>ρ乙
B.若ρA=ρB,则A、B所受浮力FA<FB
C.若ρ甲=ρ乙,则ρA>ρB
D.若ρ甲=ρ乙,则A、B所受浮力FA=FB
【解答】解:
由于物块A和B的体积相同,即:VA=VB;由图可知,A排开甲液体的体积小于B排开乙液体的体积,即:V排甲<V排乙;由于A、B都是漂浮,根据漂浮条件可得:F甲=GA,F乙=GB;
AB、由于VA=VB,若ρA=ρB,根据G=mg=ρVg可知:GA=GB;因F甲=GA,F乙=GB;则:F甲=F乙,根据阿基米德原理可得:ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙,因V排甲<V排乙,则:ρ甲>ρ乙,故A正确,B错误;
CD、已知V排甲<V排乙,若ρ甲=ρ乙,则根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知:F甲<F乙,则:GA<GB,根据G=mg=ρVg可得:ρAVAg<ρBVBg,因VA=VB,则:ρA<ρB,故CD错误。
故选:A。
48.一个充气的气球下面挂一个金属块,把它们放入水中某处恰能悬浮,如图所示。如果轻轻触碰一下气球,则金属块和气球( )
A.仍能静止 B.向下运动 C.向上运动 D.都有可能
【解答】解:
原来气球和金属块悬浮在水中,F浮=G,
如果向上碰的话,由于气球受到水的压强变小、气球的体积变大,气球受到的浮力增大,大于自重,气球和金属块将向上运动;
如果向下碰的话,由于气球受到水的压强变大、气球的体积变小,气球受到的浮力减小,小于自重,气球和金属块将向下运动;
当水平碰,由于气球受到水的压强不变、气球的体积不变,气球受到的浮力不变,还等于自重,仍处于悬浮,还处于静止状态;
由以上分析和知静止、向上运动、向下运动都有可能。
故选:D。
49.如图所示,把一小球分别放入盛满不同液体的两个溢水杯中,当小球静止时,甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,且小球的体积露出液面。小球的质量是 50 g,甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲:ρ乙= 3:5 。
【解答】解:(1)乙杯小球有的体积露出液面,小球漂浮,小球在乙中受到的浮力为:F浮乙=G排乙=m排乙g=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N;
小球漂浮时受到的浮力等于自身的重力,由F浮=G球=m球g得,小球的质量:m球===0.05kg=50g;
(2)在甲杯中小球所受的浮力:
F浮甲=G排甲=m排甲g=40×10﹣3kg×10N/kg=0.4N,
由G球>F浮甲可知,甲杯中小球下沉,
由F浮=ρgV排可得:===,解得:ρ甲:ρ乙=3:5。
故答案为:50;3:5。
50.如图所示,一架总质量为15t的国产舰载机“歼﹣15”在“山东号”国产航母上起飞。“歼﹣15”飞离航母后,航母受到的浮力 变小 ,航母底部受到海水的压强 变小 ,航母排开海水的体积 变小 ,(前三空均选填“变大”、变小”或“不变”)航母排开海水的体积变化了 15 m3。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
【解答】解:航母始终漂浮于水面上,由漂浮条件可知,浮力等于重力,即F浮=G,当舰载机飞离航母后航母的重力G变小,因航母仍处于漂浮状态,故所受浮力F浮将变小;
飞机起飞后,航母上浮,航母排开海水的体积变小,所处的深度h减小,由p=ρgh可知,压强减小,
减小的浮力为:
△F浮=△G=m飞g=15×103kg×10N/kg=1.5×105N,
由△F浮=ρgV排得:
△V排===15m3。
故答案为:变小;变小;变小;15。
51.小明在做探究物体的上浮与下沉实验时,将盛水的烧杯放在斜面上,再将小球放到水中,小球静止时处于漂浮状态,如图所示为小明记录下不完整的情景图,请在图中用细直线补画出烧杯中的水面位置,并画出小球受到的浮力F的示意图。
【解答】解:水面方向与重力方向垂直,小球静止在水面上,受到的重力和浮力是一对平衡力,平衡力大小相等、方向相反,因为重力方向竖直向下,所以浮力的方向竖直向上,小球受到的浮力方向竖直向上,作用点在小球重心上;如图所示: