1.3 水的浮力 同步练习（含解析）

水的浮力
一、选择题
1．浮标主要是由坚硬壳体和可伸缩油囊构成，具体结构如下图所示。塞泵可将壳体内的油注入油囊，油囊排开水的体积等于注入油的体积。某次，塞泵将油不断的匀速注入油囊直至注完（刚开始油囊里面没有油且不计油囊的体积），则此过程中该浮标的壳体受到的浮力与时间的关系图是（　　）
A． B．
C． D．
2．在如图所示的装置中，将一小球轻轻放入装满水的溢水杯中，待静止时台秤示数变化情况是（　　）
A．变大 B．不变 C．变小 D．先变小后不变
3．将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块，放入盛有水的柱状容器中，静止时冰块有2cm露出水面，如图所示。对容器缓慢加热，直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中，下列判断与事实不符的是（　　）
A．冰吸收热量，温度保持不变
B．水面高度始终保持不变
C．冰块漂浮之后，受到的浮力逐渐变小
D．水对容器底部的压力最多增大1.0N
4．装有一定体积水的密闭塑料瓶，静止在液体中，塑料瓶所受浮力为FA（如图甲）；倒置后静止在液体中，塑料瓶所受浮力为FA（如图乙），若不计塑料瓶的质量及瓶壁、瓶盖的体积，则下列判断正确的是（　　）
A． B． C． D．
5．因强风吹袭，“长赐号”巨型货轮在通过苏伊土运河时，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
6．如图所示，已知鸡蛋的质量为55克，体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底（图甲）；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮（图乙）；继续溶解食盐，最终鸡蛋漂浮（图丙）。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B．图乙中盐水的密度是千克/米3
C．图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D．图中三种状态下浮力的大小关系是
7．如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（　　）
A．向海底下潜过程中，受到海水的压强变大
B．海水中水平游动时，受到海水的压强变小
C．对背心进行放气后，受到海水的浮力变大
D．对背心进行充气后，受到海水的浮力变小
8．“彩球温度计”由体积相同、质量不同的小球和密度随温度升髙而减小的液体组成。绣绣观察到彩球温度计中的某一小球先升高后下降，则这段时间的温度变化可能是（　　）
A． B．
C． D．
9．潜艇它有多个蓄水仓。当潜艇要下潜时就往蓄水舱中注水，使潜艇重量增加超过它的排水量，潜艇就下潜。关于核潜艇的下列说法正确的是（　　）
A．沉在海底时，它受到的浮力小于重力
B．潜艇通过改变浮力大小来改变自身的沉浮
C．在海面下匀速下潜时，它受到的浮力逐渐增大
D．在海面下匀速上浮时，它受到的浮力逐渐减小
10．把一块橡皮泥放在水中，将会沉入水底如图甲所示，此时橡皮泥受到的浮力为，排开水的体积为。若将橡皮泥捏成碗状放在水中如图乙所示，此时橡皮泥受到的浮力为，排开水的体积为。下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
11．用弹簧测力计竖直挂一物体，当物体浸入水中体积时，弹簧测力计示数为4N；当物体浸入水中体积为体积时，弹簧测力计示数为1N，取下该物体放入水中，物体静止时受到的浮力是（　　）
A．18N B．14N C．10N D．8N
12．图甲中圆柱形容器装有适量的水，当水温从0℃升到15℃时，水的密度和水温关系如图乙所示，此过程水的质量不变，不考虑圆柱形容器的热胀冷缩。如图丙，把测力计下悬挂的实心金属块M（体积不变）浸没在水中，M处于静止状态，下列选项中能正确反映测力计示数和水温关系的是（　　）
A． B．
C． D．
13．流泽大桥施工时，要向水中沉放大量的施工构件，假设一正方体被缓缓吊入水中（如图甲），在沉入过程中，其下表面到水面的距离逐渐增大，随着的增大，正方体构件所受浮力、钢绳拉力的变化如图乙所示。下列判断正确的是（　　）
①浮力随变化的图线是图乙中的①图线
②构件的边长为
③构件所受的最大浮力为
④构件的密度为
A．只有①、③正确 B．只有②、④正确
C．只有①、②、③正确 D．只有②、③、④正确
14．有边长为的正方体木块A和小铁块B。将A放入盛有适量水的烧杯中，浸入深度为；再将B叠放在A上，A浸入深度变为，如图所示。下列判断错误的是（　　）
A．A的质量
B．A的密度
C．A与B的总质量
D．图乙中，将B取下，放入水中，待A、B均静止后，水面高度下降
15．将一圆柱形木块用细线栓在容器底部，容器中开始没有水，往容器中逐渐加水至如图甲所示位置，在这一过程中， 木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图所示，g取10N/kg；水的密度为1.0×103kg/m3则由图像乙得出的以下信息不正确的是（　　）
A．木块的重力为0N B．木块的体积为1×10-3m3
C．细线对容器底部的最大拉力为4N D．木块的密度为0.6×103kg/m3
16．如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是（　　）
A．物体受到的浮力大小关系为 FA=FB=FC
B．三个物体的密度大小关系是A>B>C
C．容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
D．容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
二、简答题
17．如图甲，圆筒形容器内装有适量的水，放在水平桌面上；实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人水中时（水没有溢出容器），弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系。实验过程中，小王将测量记录的数据绘制成乙图所示的曲线。请据图分析回答下列问题：
（1）观察图乙通过分析F和h的关系，可以得出结论：浸在液体中的物体所受浮力与_______有关。
（2）由图乙可知，实心圆柱形物体A的浸入14厘米时，所受浮力为______N。
（3）当h等于16cm时，物体A浸在水中的体积大小为多少______？（g=10N/kg）
18．如图所示，一个圆柱形薄壁容器的底面积为0.04m2，将一个横截面积为0.01m2的圆柱形木块用非弹性细线与容器底部相连，倒入水并使木块部分浸入水中，直至细线刚好伸直，已知，。请回答：
（1）继续往容器中缓慢注入水，当液面升高0.05m时，液面未完全浸没木块，细线未被拉断，这一过程中木块受到的浮力增大了多少牛？
（2）已知细线所能承受的最大拉力为10牛，从细线刚好伸直到刚好被拉断，木块排开水的体积增加多少？
三、探究题
19．小金用相同的钩码作“力的测量”实验，请回答下列问题：
（1）用钩码和弹簧测力计探究“弹簧伸长量和受到拉力大小的关系”如图甲所示，由图可得到的结论是______。
（2）若将悬挂的钩码浸没在如图乙所示的水中，再重复上述实验，所得关系图可能是下列哪个图______。
A． B．
C． D．
20．阿基米德原理告诉我们；“浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”。小刚在学习了该原理后思考：物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗？于是他猜想：物块受到浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关。为了验证猜想，他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验。
（1）要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，小刚应该选取图中的___________进行对比。小刚已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）铁块所受到的浮力。由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度___________（选填“有关”或“无关”）。
（2）小刚根据图中B、C、D三步进行对比分析发现，随着物体浸入液体中深度的增加，物体所受到的浮力也在变大，于是他就得出物体所受浮力大小跟浸入液体中的深度有关的结论。你认为小刚结论是正确吗，并说出你的理由_________。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【详解】
当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊排开水的体积等于注入油的体积，油囊排开水的体积的变大，由F浮=ρ液gV排可知，浮标受到的浮力变大，当油全部注入油囊，体积不变，由F浮=ρ液gV排可知，浮标受到的浮力不变，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2．A
【详解】
溢水杯中水是装满的，则小球一浸入水中，就会有水溢出。图中小球最终沉底，根据浮沉条件可知，小球受到的浮力小于小球的重力，根据阿基米德原理，小球受到的浮力等于排出水的重力，则排出水的重力小于小球的重力，即加入的重力大于排出的重力，故台秤示数变大。
故选A。
3．B
【详解】
A．冰熔化时，吸收热量，温度保持不变，故A正确，不符合题意；
B．冰块没有熔化前，物体质量为
冰块浸入水中的深度
10cm-2cm=8cm=8×10-2m
此时排开液体的体积为
当冰熔化成水后，质量不变，此时水所占的体积为
则冰化成水，体积变大，底面积相同，故高度变大，故B错误，符合题意；
C．冰块漂浮之后，随着冰的熔化，冰块的质量变小，漂浮时，浮力等于重力，重力变小，故受到的浮力逐渐变小，故C正确，不符合题意；
D．水对容器底部的压力最多增大
故D正确，不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】
AB．由图可知：塑料瓶在两种液体上漂浮，则
FA=FB=G
故AB错误；
CD．根据阿基米德原理可知
FA=ρAV排Ag
FB=ρBV排Bg
由于
FA=FB
由图可知
V排A＞VA＞V排B
所以
ρA＜ρB
故C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
船头触底搁浅，说明巨轮沉底，由浮沉体积知道，是巨轮受到的浮力小于它的重力造成的，故C正确。
故选C。
6．B
【详解】
A.图甲中鸡蛋沉底，所受浮力小于鸡蛋的重力，鸡蛋的重力为
鸡蛋受到的浮力小于0.55N，故A错误；
B． 图乙中鸡蛋悬浮，鸡蛋的密度等于盐水的密度，盐水的密度为
故B正确；
C.．图丙中鸡蛋漂浮，所受浮力等于于鸡蛋自身重力，故C错误；
D.．图甲中鸡蛋沉底，所受浮力小于鸡蛋的重力；图乙中鸡蛋悬浮，浮力等于重力；图丙中鸡蛋漂浮，所受浮力等于鸡蛋自身重力；图中三种状态下浮力的大小关系是
F甲故D错误。
故选B。
7．A
【详解】
A．向海底下潜过程中，深度增加，由p=ρgh知道，受到海水的压强变大，故A正确；
B．海水中水平游动时，深度不变，由p=ρgh知道，受到海水的压强不变，故B错误；
CD．对背心进行充气后，排开液体体积变大，由知道，浮力变大，对背心进行放气后，排开液体体积变小，浮力变小，故CD错误。
故选A。
8．B
【详解】
浸没在液体中的小球，排开液体的体积不变，根据某一小球先升高后下降，说明小球受到浮力先增大后减小，由知道，液体的密度先增大后减小，根据题意知道，这段时间的温度变化先减小后增大，故B符合题意。
故选B。
9．A
【详解】
A．沉在海底时，由浮沉条件可知，潜艇受到的浮力小于重力，故A正确；
B．潜水艇是通过改变自重来实现下潜或上浮，故B错误；
CD．在海面下匀速下潜或上浮时，因潜艇排开的水的体积不变，所以它受到的浮力不变，故CD错误。
故选A。
10．B
【详解】
AB．由图知道，甲沉底，则橡皮泥的浮力小于重力；乙漂浮，则橡皮泥的浮力等于重力，故
F2=G＞F1
故A错误，B正确；
CD．根据阿基米德原理知道，在两图中，橡皮泥排开水的体积
故CD错误。
故选B。
11．C
【详解】
设物体浸没时受到的浮力为F浮，当物体浸入水中1/3体积时，弹簧测力计示数为F1=4N，则物重
G－F1=F浮，
即
G－4N=F浮 ①
当物体浸入水中1/2体积时，弹簧测力计示数为F2=1N，则
G－F2=F浮，
即
G－1N=F浮 ②
由①②解得
G=10N，F浮=18N，
而F浮＞G，故取下该物体放入水中，物体静止时处于漂浮状态，所受到的浮力等于物体的重力即为10N。
故本题应选C。
12．D
【详解】
由图乙可知，当水温从0℃升到15℃时，水的密度先变大后变小；实心金属块M浸没在水中时，排开水的体积不变，因水的密度先变大后变小，则根据F浮=ρ液gV排可知，金属块受到的浮力先变大后变小；由称重法测浮力的公式
F浮=G-F
可得，测力计的示数
F=G-F浮
由于水的密度受水温影响，金属块浸没在水中时受到的浮力先变大后变小，所以由
F=G-F浮
可知，测力计的示数F先变小后变大，故D符合题意。故选D。
13．B
【详解】
①由图可知，构件在浸入水中的过程排开水的体积变大，所以浮力逐渐变大；当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②。
②从乙图中可以看出，当构件完全浸没时浸入的深度为2m，则构件的边长为2m。
③从乙图中可以看出，当构件完全浸没时受到的浮力小于1.2×105N。
④构件完全淹没时，排开水的体积
V排=2m×2m×2m=8m3
此时钢绳的拉力F2=1.2×105 N；由力的平衡条件可得
F浮=G-F2
ρ水gV排=ρgV-F2
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3-1.2×105N
ρ=2.5×103kg/m3
综上所述，只有②、④正确。
故选B。
14．A
【详解】
A．因为A在水中漂浮，A的重力
GA=F浮=G排=ρ水gV排1=ρ水ga2h1
所以A的质量mA=ρ水a2h1，而
h1＜a
所以
mA＜ρ水a3
故A错误，符合题意；
B．A的密度
ρA=
故B正确，不符合题意；
C．A与B在水中漂浮，则
G总=F浮总=ρ水gV排2=ρ水ga2h2
所以，总质量
m总=ρ水a2h2
故C正确，不符合题意；
D．AB叠放时浮力等于两物体的重力的和，叠放在A上的B取下，放入水中后，B沉底，浮力变小，排开水得体积减小，水面高度下降，故D正确，不符合题意。
故选A。
15．A
【详解】
A．由图像知道，当容器中水的高度为6cm～12cm时，木块处于漂浮状态，受到的浮力和重力相等，即木块的重力为6N，故A错误，符合题意；
B．由图像知道，木块全部浸没时，此时受到的浮力为10N，由知道，木块的体积
故B正确，不符合题意；
C．由图像知道，木块全部淹没受时受到的浮力，以及细线刚好张紧时受到的浮力，两者之差即为细线对容器底部的最大拉力，即细线对容器底部的最大拉力
10N-6N=4N
故C正确，不符合题意；
D．由图像知道，木块全部淹没受到的浮力为10N，由知道，木块的体积
则木块的密度
故D正确，不符合题意。
故选A。
16．C
【详解】
A．由题知，A、B、C三个正方体的体积相同；由图可知，A、B、C三个正方体排开水的体积关系为
VA排＜VB排＜VC排
根据F浮=ρ液gV排可知，浮力的大小关系为
FA＜FB＜FC
故A错误；
B．由图可知，A和B处于漂浮，C处于悬浮，则由浮沉条件可知
GA=FA，GB=FB
GC=FC
由于
FA＜FB＜FC
所以
GA＜GB＜GC
由于正方体A、B、C的体积相同，所以根据可知，物体密度的大小关系
ρA＜ρB＜ρC
故B错误；
C．因正方体分别处于漂浮或悬浮状态，则浮力等于自身重力，由阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力，即可以理解为，容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力，能看出三个容器内总重力相等；由于容器相同，所以三个容器对桌面的压力关系为
F甲=F乙=F丙
故C正确；
D．正方体静止时，三个容器内水面高度相同，即h相同，水的密度一定，根据p=ρgh可知，容器底受到水的压强关系为
p甲=p乙=p丙
故D错误。
故选C。
17．排开液体的体积 7 7×10-4m3
【详解】
（1）[1]观察分析图乙可知，当h小于12cm时，物体A排开水的体积随着浸入水中深度的增大而增大，弹簧测力计的示数F逐渐减小，故物体A所受浮力不断变大；当h等于或大于12cm时，物体A排开水的体积不再随着浸入水中深度的增大而增大，弹簧测力计的示数F不再变化，故物体A所受浮力不再变化，因此可得出结论：浸在液体中的物体所受浮力与排开液体的体积有关。
（2）[2]分析图像数据可以得出结论：在物体A没有浸没之前，弹簧测力计的示数为9N，即物体重力为9N；
由图像乙可知：当h等于14cm时，物体A完全浸没，弹簧测力计的拉力为F=2N，所以此时受到的浮力为
F浮=G-F=9N-2N=7N。
（3）[3]由图可知，当h等于16cm时，物体受到的浮力仍为7N，
。
18．答案见解析。
【详解】
（1）[1]继续往容器中缓慢注入水，当液面升高0.05m时木块排开水的体积增大量
V排=S木h=0.01m2×0.05m=0.0005m3
则这一过程中木块受到的浮力增大量
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.0005m3=5N
（2）[2]细线刚好伸直时（拉力为0），木块只受到重力和浮力的作用，细线刚好被拉断时，木块受到浮力的增大量等于细线所能承受的最大拉力，即
由阿基米德原理可得，木块排开水的体积增加量
答：（1）这一过程中木块受到的浮力增大了5N；
（2）已知细线所能承受的最大拉力为10牛，从细线刚好伸直到刚好被拉断，木块排开水的体积增加1×10-3m3。
19．在弹性限度内，弹簧伸长的长度与受到的拉力大小成正比 B
【详解】
（1）如果两个物理量的变化图像为一条倾斜的直线，那么二者成正比关系，所以由图可得到的结论是：在弹性限度内，弹簧伸长的长度与受到的拉力大小成正比。
（2）当钩码浸没在水中时，它会受到浮力，
此时测力计的示数
根据上面的公式可知，钩码的重力越大，它的体积越大，则测力计的示数越大，弹簧的伸长量越大，即弹簧的伸长量与钩码的个数成正比，
那么图像仍然为一条倾斜的直线。
当钩码个数为10个时，原来弹簧的伸长量为5，现在肯定要小于5，故选B。
20．A、B、D、E 等于 无关 错误；没有控制变量，必须在排开液体体积相同的情况下进行实验
【详解】
（1）[1]要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，就必须控制除物体密度以外的其他物理量相同，要算出最后的数据就得前后对比，所以我们选择A、B、D、E这几组来验证。
[2][3]由图示和称重法可得
F浮铁=G1-F1=4.0N-3.5N=0.5N
F浮铜=G2-F2=4.4N-3.9N=0.5N
则
F浮铁=F浮铜
说明浮力大小与物体密度无关。
（2）[4]而在B、C、D三步的对比分析中，小刚得出的结论是不对的，物体没有浸没时，深度变化的同时，排开液体的体积也在变化，即错误在于没有控制变量，必须在排开液体体积相同的情况下进行实验。
答案第1页，共2页
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