1.如图所示是a、b两种物质的质量与体积的关系图像,用a、b两种物质制成实心正方体甲和乙,甲、乙质量相同,将它们浸没在水中静止时,下列说法中正确的是( )
A.甲沉底,甲受到的浮力较大 B.乙漂浮,乙排开水的体积较大
C.甲静止时受到的浮力大于自身重力 D.将甲、乙两物体捆在一起放入水中,将悬浮在水里
2.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1 D.小烧杯中水的重力G=F1﹣F2
3.如图所示,两只完全相同的容器分别装等质量的水放在台秤上,用细线悬挂着质量相同的实心铅 球和铝球,逐渐将它们全部浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为N1和N2,绳的拉力分别为T1和T2,已知ρ铅>ρ铝,则下列关系正确的是
A.N1=N2 T1>T2 B.N1>N2 T1>T2
C.N1<N2 T1>T2 D.N1>N2 T1<T2
4.如图是“寻梦”学习小组制作的潜水艇模型,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气,使其从如图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计),下列分析正确的是( )
A.“潜水艇”所受的浮力逐渐变小 B.“潜水艇”排开水的重力保持不变
C.“潜水艇”顶部受到水的压强保持不变 D.“潜水艇”总重不变
5.如图所示,在弹簧测力计下悬挂一个重物A,缓缓浸入水与盐水中观察到测力计示数如图所示。下列说法错误的是( )
A.图B中的物体A浸在水中的体积是A的体积的一半
B.图C中的物体A下表面受到的液体压力为2N
C.图D中的物体A密度为3×103kg/m3
D.图E中的盐水的密度为1.2×103kg/m3
6.将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物体重力为40N B.物体浸没时受到的浮力为15N
C.物体的密度为2.5×103kg/m3 D.物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa
7.如图所示,浮在水面上的冰块中有一个小石块。当冰完全熔化后,水面的位置将( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.无法确定
8.如图所示,a、b是两个体积相同又能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,下列说法正确的是( )
A.a物体受浮力可能大于b物体 B.b物体受浮力大于a物体
C.c部分和d部分都受浮力 D.d部分和c部分都不受浮力
9.如图所示,用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度,下列说法正确的是( )
A.密度计在乙液体中所受的浮力大 B.乙液体的密度大于甲液体的密度
C.密度计上的刻度值上大下小 D.密度计在甲、乙两种液体中所受的浮力相等
10.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有两种不同的液体,将两个相同的物块A、B分别放入两种液体中,物块静止时两容器中液面相平。则下列说法正确的是( )
①物体所受浮力FAFB ②容器中所装液体密度ρ甲ρ乙
③液体对容器底的压力F甲F乙 ④容器对桌面的压强p甲p乙。
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
11.为了打捞沉在水底的汽车,救援队员用一艘大船装满泥沙,将铁链拉着铁锚缓慢放入水中,用铁锚将汽车固定后,卸掉船里的泥沙,汽车将随着船的上浮逐渐被拉起来,铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图所示的三种情景:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。假设三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,则它们的大小关系是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲<F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙 D.F甲>F乙=F丙
12.某油轮从密度较小的水域驶入密度较大的水域,油轮受到的浮力大小将_________,其船身浸入水中的体积将_________。如图所示的液体密度计,它的刻度值从上到下逐渐_________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
13.我国第一艘国产航空母舰——山东舰(如图所示)满载时的排水量为6.0×104t,当它在海上满载航行时受到的浮力为___________N,海水对水面下6m处的舰体产生的压强为___________Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)。
14.小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面。(不考虑捞出过程中带出的水,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小。
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 上升 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6.0×10﹣3m3,求桶内鹅卵石的质量。
答案及解析
1.B
【解析】ABC.由图可知,当时,正方体甲的密度
当时,正方体乙的密度
则
所以静止后,甲沉底、乙漂浮;
设甲、乙的体积分别为、,甲、乙的质量相同,所以,甲沉底,受到的浮力
乙悬浮,受到的浮力
所以,即乙受到的浮力大,乙排开水的体积大,故AC错误,B正确;
D.当将质量相等的甲、乙两正方体捆在一起时,重力;两物体浸没在水中时所受浮力
所以,故物体将上浮,并最终漂浮在水面,故D错误。
2.D
【解析】A.甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;
B.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面的压力不变,即 F甲=F乙
故B错误;
C.F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力 F浮=F1﹣F2
故C错误;
D.根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力) G=F浮=F1﹣F2
故D正确。
故选D。
3.C
【解析】由题知,两只完全相同的容器分别装等质量的水,则水的质量G1水=G2水;已知ρ铅>ρ铝,根据ρ=,得V=,所以质量相同的实心铅球和铝球的体积关系是:V铅<V铝:当实心铅球和铝球全部没入水中时V排=V物,则:V铅排<V铝排,根据F浮=ρ液gV排可知:F铅浮<F铝浮;根据物体间力的作用是相互的可知,实心球对水的压力F向下=F浮,由于台秤的示数N=G容器+G水+F向下,则两台秤的示数分别为:
N1=G容器+G1水+F1向下=G容器+G水+F铅浮; N2=G容器+G2水+F2向下=G容器+G水+F铝浮;
所以,N1<N2,故选项ABD中的关系均错误.
由于实心铅球和铝球质量相同,则根据G=mg可知:G铅=G铝;对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力F浮和悬线对它的拉力T三个力的作用而处于平衡,则绳的拉力为T=G-F浮;则: T1=G铅-F铅浮,T2=G铝-F铝浮;
所以,T1>T2;故选项C中的关系正确.
4.B
【解析】AD.吸气时,瓶内气压减小,烧瓶外的水进入烧瓶中,烧瓶自重增大,但不变,由可知,在水的密度不变时,“潜水艇”所受的浮力不变,AD错误;
B.由阿基米德原理可知“潜水艇”排开水的重力等于“潜水艇”受到的浮力,“潜水艇”所受浮力不变,排开水的重力不变,B正确;
C.“潜水艇”下沉过程中,顶部到水面的深度越来越大,根据可知,顶部受到水的压强越来越大,故C错误。
故选B.
5.C
【解析】A.由图AC可知,物体A全部浸没在水中时所受浮力
此时,由图AB可知,物体A所受浮力
由可得,此时,即图B中的物体A有一半的体积浸没在水中,故A正确,不符合题意;
B.浮力产生的原因是物体上下表面受到的液体压力差可知,图C中物体A的上表面与水面相平(即上表面受到的液体压力为0),则其下表面受到的液体压力
故B正确,不符合题意;
C.由可得,物体A的体积
物体A的质量
物体A的密度
故C错误,符合题意;
D.图E中的物体A受到的浮力
由阿基米德原理可知,盐水的密度
故D正确,不符合题意。
6.C
【解析】A.如图,圆柱体没有浸入水中时弹簧测力计示数F为25N,则圆柱体重G=F=25N;故A错误;
B.当圆柱体全浸入时,弹簧测力计的示数为15N,浸没时受到的浮力为:
F浮=G﹣F′=25N﹣15N=10N;故B错误;
C.圆柱体的质量: ,
体积: ;
则圆柱体的密度: ,故C正确;
D.圆柱体刚浸没时下表面深度:h=4cm=0.04m,此时下表面受到的液体压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa;故D错误.
7.B
【解析】冰熔化前 F浮=G总=G冰+G石
由于冰熔化后水的质量不变,则 G冰=G水
冰熔化后的水在水中受到的浮力等于水的重力,所以 F水=G水
则含有小石块的冰块,冰熔化后水和石块受到的浮力之和为石块受到的浮力F石加上水受到的浮力F水,即 F浮′=F石+F水=F石+G水
因为石块下沉,所以 F石<G石
所以 F浮>F浮′
由F浮=ρ水V排g知道,冰熔化前后排开液体体积的关系是 V排>V排′
所以,液面将下降,故B符合题意,ACD不符合题意。
8.B
【解析】A B.由于b排开水的体积大于a的排开水的体积体积,根据可知,b受到的浮力大于a受到的浮力,故A错误;B正确;
C.d物体上表面受到水向下的压力,但下表面没有受到水向上的压力,因此水对d物体上、下表面产生了向下的压力差,故d物体不受浮力的作用,故C错误;
D.水对c物体上、下表面产生了向上的压力差,故c物体受浮力的作用,故D错误。
故选B。
9.D
【解析】AD.因为同一支密度计在甲、乙两种液体中都是漂浮,根据物体的浮沉条件得,在甲、乙两种液体中浮力都等于重力,即浮力相等,故A错误,D正确;
B.由得
由A知,浮力相等,在甲中排开液体的体积小,所以甲的密度大于乙液体的密度,故B错误;
C.由B知,甲所示的刻度大于乙图所示的刻度,所以密度计的刻度是上小下大,故C错误。
故选D。
10.B
【解析】①物体A在甲液体中沉底,物体A受到的浮力
物体B在乙液体中漂浮,物体B受到的浮力
由于物块A、B相同,则
因此,物体所受浮力
故①正确;
②物体A在甲液体中沉底,甲液体密度
物体B在乙液体中漂浮,乙液体密度
由于物块A、B相同,则
因此容器中所装液体密度
故②正确;
③液面等高,,由可知,液体对容器底的压强
由于甲、乙两个完全相同的容器,则
根据可知,液体对容器底的压力
故③错误;
④由图示知,两个容器液面持平,则甲中液体的体积与物体A的体积之和等于乙中液体体积与物体B 排开体积之和,甲、乙中液体的体积
而
所以
已知
根据可知
所以
两容器对桌面的压力分别为
由于物体A、B相同,两个容器也完全相同,所以
据知,容器对桌面的压强
故④正确。
综上,故ACD错误,B正确。
11.C
【解析】对船进行受力分析,因为铁链拉着铁锚缓慢放入水中,所以船和铁锚都处于平衡状态;船受到向上的浮力、向下的重力和铁链对船的拉力;
图甲中铁锚部分浸入水中,铁锚对考察船的拉力为F1,由于考察船处于平衡状态,根据受力平衡可得 F甲=G+F1……①
图乙中铁锚完全浸没水中但未触底,铁锚对考察船的拉力为F2,由于考察船处于平衡状态,根据受力平衡可得 F乙=G+F2……②
图丙中由于铁锚沉底,则铁锚对考察船没有拉力,由于考察船处于漂浮状态,根据受力平衡可得 F丙=G……③
铁锚部分浸入水中时,铁锚受到水的浮力为F浮1,根据受力平衡可得 F1=G铁锚-F浮1……④
铁锚完全浸没水中但未触底,铁锚受到水的浮力为F浮2,根据受力平衡可得
F2=G铁锚-F浮2……⑤
铁锚完全浸没水中比部分浸入水中时,排开水的体积更大,根据阿基米德原理可知,F浮1<F浮2,由④⑤可知F1>F2,由①②③可得 F甲>F乙>F丙
故ABD不符合题意,C符合题意。
12.不变 变小 变大
【解析】油轮从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域,始终处于漂浮状态,油轮的重力不变,受到的浮力不变。由可知,油轮排开水的体积变小。
密度计在液体中处于漂浮状态,浸在液体体积越大,表明液体密度越小,对应的刻度值越小,所以它的刻度值从上到下逐渐变大。
13. 6.0×108 6.18×104
【解析】航空母舰受到的浮力等于排开液体所受的重力,受到的浮力为
F浮=G排=m排g=6.0×104×103kg×10N/kg=6.0×108N
海水对水面下6m处的舰体产生的压强为 p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×6m=6.18×104Pa
14.解:(1)空桶漂浮在水面上,所以浮力等于重力,即F浮=G桶=10N;
(2)鹅卵石捞出前沉底,浮力小于重力,即F浮1<G,将鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石与小桶都处于漂浮状态,此时鹅卵石的浮力等于重力,即F浮2=G,所以F浮1<F浮2,即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大,根据F浮=ρ液gV排知排开水的体积变大,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升;
鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力为:
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.0×10﹣3m3=60N,
桶内鹅卵石的重力为:
G石=F浮′﹣G桶=60N﹣10N=50N,
鹅卵石的质量为:
m石5kg。
答:(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小为10N;
(2)上升;桶内鹅卵石的质量为5kg。
浮力