浮力综合练习
一、单选题
1.小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示(玻璃瓶口开着并倒置),玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2,此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm,饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm,下列说法中正确的是( )(不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力,g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
①用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中h1减小、h2不变;
②用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中h1不变、h2增大;
③空玻璃瓶的质量为3g;④空玻璃瓶的质量为13g。
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
2.小金做以下实验:先在一只玻璃水槽中注入一定量的水,后将盛有一些小石子的塑料小船放入水里 (如图所示),测得船底到液面的距离为 h,再每隔一定时 间向水里加食盐并搅动,直至食盐有剩余,不会再溶解为止。问在他所绘制的船底到液面 的距离 h 随加盐量而变化的图像中 (如图所示) 正确的是 ( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,一艘远洋轮船上标有在不同海域航行时的吃水线,当这艘满载的船在不同水域航行时,下列说法正确的是( )
A.这艘船受到的浮力 F印度洋<F北大西洋
B.这艘船排开海水的质量 m印度洋=m北大西洋
C.印度洋和北大西洋海水的密度ρ印度洋>ρ北大西洋
D.这艘船排开海水的体积 V印度洋=V北大西洋
4.港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,全长55公里,其中主体工程“海中桥隧”长35.578公里,海底隧道长约6.75公里,是世界上最长的跨海大桥。大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化,如图乙所示。根据图中信息,可知( )
A.反映浮力随h变化图像的是① B.物体所受的最大浮力为4×104N
C.物体所受的重力为1.6×105N D.物体的的密度为4×103kg/m3
5.下列四个相同的容器中,液面高度相同,D容器中的液体(和水不相溶)比水的密度大,如图所示。当四个容器中的冰熔化后,A、B、C、D四个容器中的液面高度分别变为h1、h2、h3、h4,则( )
A.h4>h1=h2>h3 B.h1=h2=h3=h4
C.h4>h1>h2>h3 D.h1=h2=h4>h3
6.在帮妈妈做家务的时候,小明发现两根相同体积的筷子,甲浮在水面上,乙沉在水底,如图。由此可知甲比乙( )
A.所受浮力小 B.质量大 C.所受压强大 D.密度大
7.4 个边长均为 L 的相同的立方体木块,用胶水(胶水质量不计)粘在一起放入水中,露 出水面的高度为 L/2,如图所示。当胶水溶于水后,木块散开,这时( )
A.a、b 露出水面高度为 L/2,c、d 为零
B.a、b 露出水面高度为 L/2,c、d 沉入水底
C.a、b、c、d 露出水面高度都是 L/2
D.a、b、c、d 露出水面高度都是 L/4
8.如图所示,台秤托盘上放一个装有水的平底烧杯,一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中,剪掉细线以后,木块上浮至静止,下列说法正确的是( )
A.剪断细线前,木块所受的浮力等于木块的重力
B.剪断细线前,托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和
C.整个过程,水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量
D.整个过程,托盘受到压力的变化量等于木块浮力的变化量
9.一个很薄的塑料袋(质量不计)装满水,袋口扎紧后挂在弹簧测力计下,读数是6N,若使塑料袋体积的2/3浸在水中称,弹簧测力计的读数接近于 ( )
A.0N B.2N C.4N D.6N
10.关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A.图甲中,轮船能漂浮在水面,是因为船体的体积较大
B.图乙中,若左右两图为同一支密度计,则左容器中液体的密度较大
C.图丙中,气球内充入了二氧化碳等密度大于空气的气体,从而实现上浮
D.图丁中,浸没在水中的潜水艇,若从淡水水域进入海水水域,则所受的浮力会变大
11.三个完全相同的实心球,分别在如图所示的水、盐水、水银三种液体中静止,所受浮力为F甲、F乙、F丙,下面判断正确的是( )
A.F甲=F乙>F丙 B.F甲=F乙C.F甲12.甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示,将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是( )
小球 甲 乙 丙
m/g 30 40 54
V/cm3 60 50 20
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲>F丙>F乙
13.小明将一条大鱼从如图所示位置钓起至船上,在此过程中,船体受到的浮力变化情况与下列哪一选项最接近(鱼的质量和体积保持不变)()
A. B.
C. D.
14.甲、乙两物体的体积相等,浸没在水中时分别向上和向下运动,如图所示,则它们此时受到的浮力相比较( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法比较
15.用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103kg/m3
16.学习了物体的浮沉条件后,小科做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,放手后两气球的运动情况是 ( )
A.冷水、热水中都下沉 B.冷水中下沉,热水中上升
C.冷水、热水中都上升 D.冷水中上升,热水中下沉
17.2019年6月5日,我国航天首次完成以民用船舶为发射平台的海上发射,用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中,以下说法正确的是 ( )
A. 火箭升空是利用空气的推力
B.火箭加速升空过程中,七颗卫星的重力增大
C.以火箭为参照物,这七颗卫星是静止不动的
D.火箭升空后,轮船受到的浮力不变
18.科学课上,老师将装满水的水槽放在斜面上,用细绳一端牵着浸没在水中的乒乓球(细绳的重力忽略不计),细绳的另一端固定在水槽底部,静止后乒乓球的状态最接近下图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
19.将一个物块轻轻放入盛满水的烧杯中,静止后有81克水从烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的烧杯中,静止后有72克酒精从烧杯中溢出。已知酒精密度:0.8×103kg/m3,则该物块在水中的状态及物块的密度分别为( )
A.悬浮 1.0×103kg/m3 B.漂浮 0.9×103kg/m3
C.漂浮 0.92×103kg/m3 D.下沉 1.2×103kg/m3
20.一只铁质的水桶重49牛,装满水后重147牛。如果小明提着这桶水并将它浸没在水中,此时小明所受的拉力是( )
A.147牛 B.小于49牛 C.等于49牛 D.大于49牛
二、填空题
21. 取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示.两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲 m乙;两次排开水的体积 V甲和V乙的大小关系是V甲 V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲 < F乙;两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲 p乙.
22.如图为A、B和C三个物体静止在甲、乙和丙三杯液体中的情形。若A、B和C三个物体体积相同,甲、乙和丙三杯是同种液体,则受到浮力最大的物体是 (选填“A”“B”或“C”);若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则甲、乙和丙三杯液体中密度最大的是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
23.我国第一艘航母“辽宁号”,舰长304米,舰宽70.5米,满载时排水量达6.75×10 7千克。它满载时所受的浮力为 牛,浸入水中的体积是 m3(g取10牛/千克)
24.将两个相同的容器甲和乙放在同一水平桌面上,分别向其中倒入不同种类的液体,并将两个相同的物块分别放入这两个容器中。当两物块静止时,两个容器中液面恰好相平,如图所示。那么,甲容器底部受到液体的压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙容器底部受到液体的压强;甲容器中物块排开液体的重力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙容器中物块排开液体的重力;甲容器中物块下表面受到的压力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙容器中物块下表面受到的压力。
25.学习了“浮力”后,小宁发现了一种测液体密度的装置,金属框中部有一连杆AB,中间串有一个连有弹簧的物体M,弹簧固定在金属框的底部,连杆AB只让弹簧和物体不偏移,对弹簧和物体没有力的作用,弹簧原长10cm,每形变1cm,需要施加的拉力或者压力都为5N,将装置竖直放在空气中时,弹簧长度为6cm(如图甲所示),将装置竖直地浸没在水中,弹簧长度为16cm(如图乙所示),本题中的弹簧均在弹性范围内。
(1)物体M浸没在水中时(图乙状态),受到水的浮力为 N
(2)将装置竖直地浸没在某一液体中时(如图丙所示),弹簧长度为12cm,则该液体密度为 。
26.如图所示,体积为 1×10-3m3
、材料相同的两个金属球,分别连接在弹簧的上端,弹簧的下端固定在容器的底部。( g 取 10 N/kg)
(1)图甲装置内是水,静止时弹簧对球向上的弹力为
70 N,则该球的重力为 N。
(2)图乙装置内装的是另外一种液体,静止时弹簧对球向上的弹力为72 N,则该种液体的密度为 kg/m3 。
27.边长为0.2 m的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重8 N的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。(g取10 N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)。那么,图甲中木块受的浮力为 N;图乙中液体的密度为 kg/m3。
28.小明用细线系住重为5 N的物体,使其一半体积浸入盛满水的溢水杯中,物体排开的水重为2N,此时物体所受的浮力为 N。将物体浸没在水中,此时物体所受的浮力为 N,物体排开的水的体积为 m3,松手后,物体将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
29.如图是利用吸管和铜丝制成的简易温度计测量液体的密度。
(1)密度计受到的浮力大小F甲 F乙(选填“>”“=” 或“<”)。
(2)若甲和乙盛放的分别是水和盐水,则盛放盐水的容器是 (选填“甲”或“乙”)。
30.小明在户外捡到一颗漂亮的小石头,回家后他利用一把刻度尺,一条细线,一个厚底薄壁圆柱形的长杯子(杯壁厚度不计)和一桶水来测这颗小石头的密度。做法是:将装有适量水的长杯子放入桶内的水中,使杯子竖直漂浮在水面上,如图甲所示,用刻度尺测得杯底到桶中水面的高度h1为6cm,杯底到杯内水面高度h2为4cm;然后把小石头投入杯内水中,杯子继续竖直漂浮在水面上,如图乙所示,用刻度尺测得杯底到桶中水面的高度h3为9cm,杯底到杯内水面高度h4为5.5cm,小明还测得杯子底面积S为20cm2.已知水的密度是1.0×103kg/m3.则这块小石头的密度是 kg/m3。
三、实验探究题
31.某学校科学社团布置学习小组制作密度计,制作步骤如下:
①取一根粗细均匀,横截面积为S的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。
②将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入的长度为h。则经过推导分析,ρ液= (ρ水、h、H表达)。
实验次数 1 2 3 4 5
液体密度ρ/gcm-2 0.8 0.9 1.0 1.1 1.25
浸入深度h/ (cm) 6.3 6.3 5 4.5 4
学习小组做了5次实验,数据如上表。根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再根据其余数据标出了0.8、0.9、1.1的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 (填“上”或“下”)方,相邻刻度间距 (填“均匀”或“不均匀”)。为检验刻度误差,学习小组取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量密度,但操作时却出现如图丙所示的情形,在不更换食油的情况下,你认为小明可以进行怎样的尝试: 。
32.某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液(g/cm3) — 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉(N) 0.4 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) — 0.4 0.5 X 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是 ;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是 ;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是 ;
(4)【得出结论】……
【知识应用】根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法 。
33.在学习了浮力的相关知识后,某学习小组想进一步研究物体在空气中所受的浮力与气体密度之间的关系。他们利用如图甲所示装置进行实验,拉力传感器能显示拉力的大小,实验过程中钟罩内温度保持不变。多次改变钟罩内的气体密度,记录拉力传感器的示数F的变化,并将实验结果绘制成如图乙所示图像。
(1)实验中,小明改变钟罩内的气体密度的操作是 。
(2)根据图乙,可得出结论: 。
(3)同组的小红取一气球装入少量水,吹鼓后扎紧,替代塑料小球重复上述实验。已知相同条件下,气体密度越大,气压越大。请预测,当钟罩内气体密度变大时,拉力传感器示数可能出现的变化,并说明理由。
34.小明利用电子秤、长方体铁块、细线、圆柱形玻璃板、糖水,探究“影响浮力大小的因素”实验。
(1)如图甲,将搅拌均匀的糖水装入柱形杯中,置于电子秤上,示数为400.0g。用质量和体积均不计的细线系好铁块,缓慢浸入装有糖水的容器中,直到乙图所示的位置,发现该过程中电子秤示数逐渐增大。说明:铁块所受浮力大小与
有关;
(2)继续将铁块缓慢浸没到图丙所示位置,通过观察与比较,小明认为物体所受浮力大小与浸没后的深度
(选填“有关”或“无关”);
(3)将铁块沉入杯底,松开细线(细线已松弛),此时电子秤的示数如图丁所示,糖水密度为
kg/m3;(铁的密度是7.9克/厘米3)
(4)放置一段时间后,将铁块从糖水中慢慢提起。小明发现铁块离开杯底至上表面露出液面前,电子秤示数逐渐减小,造成这种现象的主要原因可能是
。
四、解答题
35.在弹簧测力计下挂一实心圆柱体,圆柱体的下表面刚好接近水面(未漫入)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计示数随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度的变化情况如图乙.(g取10N/kg)
(1)圆柱体受到的最大浮力;
(2)圆柱体的密度;
(3)若圆柱形容器的底面积是5cm2,由于圆柱体的完全浸没,水对容器底部的压强增大了多少
36.小阳把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为12N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时,桶仍漂浮在水面。(g值取10N/kg,不考虑捞出过程中带出的水,水的密度1g/cm3)
(1)空桶漂浮在水面上时受到的浮力大小;
(2)请判断,鹅卵石未捞出时与鹅卵石捞出放置在空桶内时相比,水池水面高度 (选填“上升”、“下降”或“不变)”;
(3)若此时桶排开水的体积为6.0×10-3m3,求桶内鹅卵石的质量。
37.“南海一号”是南宋时失事沉没的木质古沉船。打捞时采用的是“整体打捞”的方案:首先将一个长30米,宽10米,高4米的沉箱下沉至海底罩住古沉船,然后封住沉箱的下端,最后将总质量为3000吨的沉箱打捞上岸,如图。
(1)打捞船拉着沉箱向上运动,在未露出水面时,沉箱受到的浮力 。(选填“增大”、不变”或“变小”)
(2)打捞船拉着沉箱向上运动时(未露出水面),钢索至少对沉箱施加多大的力?
(3)船只在水面航行时,不宜过近的并排航行,原因是 。
38.小才同学听了“曹冲称象”的故事后,利用所学知识制作了“水秤”模型,可方便地称量物体的质量,其构造如图所示,已知透明大桶足够深,小筒的高度为 H=0.3m,底面积为 S=0.02m2,小筒和秤盘总重量为
30N,小筒壁的厚度可忽略不计。ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)如图甲所示,当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力为 N;
(2)请确定该浮力秤的零刻度线的位置(即A 点距小筒底部的距离);
(3)如图乙,在秤盘上放物体后,就可以称量物体所受重力,则该“水秤”模型最大能称量的物体重力为多少N?
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【分析】(1)一定质量的气体,体积越小,气压越大,据此分析高度的变化即可;
(2)漂浮时浮力等于重力。据此列出平衡关系式,结合阿基米德原理F浮=ρ水gV排和重力公式G=mg推导计算即可。
【解答】(1)用力挤压饮料瓶,瓶内气体的体积减小,气压变大,将水压入小玻璃瓶,将瓶中的空气压缩,这是浮沉子里进入一些水,浮沉子所受重力大于它受到浮力,于是向下沉,h2增大,最终还是漂浮,
开始时:ρ水gV排=ρ水gV水+m瓶g,
即ρ水gSh2=ρ水gS(h2-h1)+m瓶g,
ρ水Sh2=ρ水(h2-h1)S+m瓶
解得:ρ水h1S=m瓶 ①
后来:ρ水gV排′=ρ水gV水′+m瓶g,
即ρ水gS(h2+△h)=ρ水gS(h2+△h-h1′)+m瓶g,
ρ水gSh2+ρ水gS△h=ρ水gSh2+ρ水gS△h-ρ水gSh1′+m瓶g,
解得:ρ水h1′S=m瓶 ②,
由①②知h1=h1′,所以由于水进入玻璃瓶,h1不变,故①错误,②正确;
(2)瓶和水都漂浮,浮力等于重力,
则F浮=G水+G瓶;
即ρ水gV排=ρ水gV水+m瓶g;
即ρ水gSh2=ρ水gS(h2-h1)+m瓶g;
ρ水Sh2=ρ水(h2-h1)S+m瓶;
1.0×103kg/m3×1.5×10-4m2×0.08m=1.0×103kg/m3××1.5×10-4m2×(0.08m-0.02m)+m瓶;
解得m瓶=3×10-3kg=3g,
故③正确,④错误。
则正确的是②③。
故选B。
2.【答案】D
【解析】【分析】根据溶解度的知识,结合阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排分析判断。
【解答】随着食盐的不断加入,则水的密度不断增大;当食盐不再继续溶解时,水的密度保持不变,即水的密度先增大后不变。小船始终在水面漂浮,则它受到的浮力等于重力,即保持不变。根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知,小船排开水的体积先减小后不变,那么船底到液面的距离先减小后不变。
故选D。
3.【答案】B
【解析】【分析】(1)船漂浮时受到的浮力等于其重力;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排求出排开液体的重力,根据G=mg判断出这艘船排开海水的质量;
(3)(4)根据图得出排开海水体积的关系,根据F浮=ρgV排的变形公式判断出印度洋和北大西洋水的密度的关系。【解答】A.这艘满载的船在不同水域航行时,都处于漂浮状态,浮力都等于自身的重力,即F浮=G;
因为船的重力不变,所以其受到的浮力不变,即F印度洋=F北大西洋,故A错误;
B.根据阿基米德原理F浮=G排可知,船受到的浮力相等,即排开海水的重力相等,
根据G=mg知,这艘船排开海水的质量相等,即m印度洋=m北大西洋,故B正确;
C.由图知,这艘船排开水的体积V印度洋>V北大西洋,
在浮力不变时,根据F浮=ρgV排可知,排开液体体积大的,液体的密度小,
因V印度洋>V北大西洋,所以ρ印度洋<ρ北大西洋,故C、D错误。
故选B。
4.【答案】C
【解析】【分析】(1)随着h的变大,物体排开水的体积先变大后不变,由F浮=ρ液gV排可知,物体所受浮力的变化情况,从而可知图乙中反映浮力随h变化的图像和钢绳拉力随h变化的图像;
(2)物体浸没时,排开水的体积最大,等于物体的体积,根据F浮=ρ液gV排求得最大浮力;
(3)根据图像可知,当物体浸没时,所受浮力与拉力相等,此时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力的作用,由力的平衡条件可得物体受到的重力;
(4)根据G=mg=ρVg求得物体的密度。【解答】A.随着h的变大,物体排开水的体积先变大后不变,由F浮=ρ液gV排可知,物体所受浮力的先变大后不变,所以反映浮力随h变化的图像是②,反映钢绳拉力随h变化的图像是①,故A错误;
B.物体浸没时,排开水的体积最大,等于物体的体积,即:V排=V=(2m)3=8m3,
物体所受的最大浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,故B错误;
C.根据图像可知,当物体浸没时,所受浮力与拉力相等,
此时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力的作用,
由力的平衡条件可得,
物体受到的重力为:G=F拉+F浮=8×104N+8×104N=1.6×105N,故C正确;
D、物体的密度为:,故D错误。
故选C。
5.【答案】A
【解析】【分析】冰块熔化前漂浮在液体表面,熔化后,水处于悬浮或漂浮;比较冰熔化前后受到的浮力大小,再根据阿基米德原理判断排开液体的体积即可判断出高度的关系。【解答】A.原来漂浮,后来悬浮,即浮力不变,V排也就不变,液面高度不变;
B.原来漂浮,冰化水、水面不变,后来木块还漂浮,浮力不变,V排也就不变,液面高度不变;
C.原来漂浮,后来下沉,浮力减小,故V排减小, 液面下降;
D.原来漂浮,后来漂浮虽然浮力不变,但冰熔化后的体积大于原来排开的液体体积,故液面上升。
那么液面高度大小关系为:h4>h1=h2>h3。
故选A。
6.【答案】A
【解析】【分析】紧抓两根筷子体积相同,甲浮在水面上,乙沉在水底,结合阿基米德定律、物体浮沉条件和液体压强进行分析
【解答】因为甲筷子漂浮、乙筷子沉底,所以甲排开水的体积V甲小于乙排开水的体积V乙,由阿基米德原理可知甲受到的浮力小于乙受到的浮力,A正确;由题可知,甲漂浮,F甲=G甲,乙沉底,F乙<G乙,而从A分析已可知F甲<F乙,所以G甲<G乙,根据G=mg,所以m甲<m乙,B错;因为甲处的深度小于乙所处的深度,由p=ρgh可知,甲受到水的压强小,C错;因为甲漂浮,所以ρ甲<ρ水,乙下沉,所以ρ乙>ρ水,所以ρ乙>ρ甲,D错。故选A。
7.【答案】D
【解析】【分析】(1)四个相同的木块,密度相同,组合在一起时的密度仍与一个的相同,根据组合在一起时露出液面的高度为L/2,说明木块的密度小于水的密度,根据浮沉条件木块能漂浮在水面上。
(2)由组合成整体时露出液面的高度L/2可以计算得出水的密度与木块密度的关系。由这个密度关系可以得出分散之后各木块露出液面的高度。
【解答】由四个相同的木块组合在一起时处于漂浮状态可知木块的密度小于水的密度,所以当胶水溶于水木块分散后每块小木块由于密度小于水,也都将漂浮于水面。故A、B选项错误。
根据组合时露出水面的高度为L/2,可知露出液面的体积占组合木块总体的1/4,排开液体的体积是3/4。由于漂浮时浮力=重力,F=G总,ρ水g(3/4)V木=ρ木gV木,所以(3/4)ρ水=ρ木。当木块分散后,由水和木块的密度关系可知,每个小木块都将有3/4的体积浸入水中,有1/4体积露出水面,由木块程立方体可知,将有1/4的高度露出水面,D选项正确。
故选D
8.【答案】C
【解析】【分析】(1)对木块进行受力分析,根据力的平衡对木块的浮力和重力的关系进行判断;
(2)把烧杯、水和木块作为一个整体,分析剪断细线前后托盘受到的压力变化
(3)剪断细线前,木块受到的浮力是大于重力;剪断细线后,木块漂浮在水面上,浮力等于重力,根据阿基米德原理和力的作用的相互性分析水对杯底的压力变化量与木块浮力的变化量的关系;
(4)根据(2)中的分析判断。【解答】剪断细线前,木块浸没在水中,受到竖直向下的重力和拉力,以及竖直向上的浮力,即F浮=G+F拉,故A错误;
把烧杯、水和木块作为一个整体,剪断细线前托盘受到的压力等于烧杯、水和木块的重力之和;剪断细线后,托盘受到压力仍然等于烧杯、水和木块的重力之和,因此剪断细线后,托盘受到压力的不变,即托盘受到压力的变化量为零,故B、D错误;
剪断细线前,木块浸没在水中,此时木块受到的浮力是大于重力;当绳子剪断后,木块上浮,最终漂浮在水面上,此时浮力等于重力,同时烧杯内水位会下降;根据△F浮=△G排可知,下降的这部分水的重力等于木块减小的浮力。因为力的作用是相互的,所以水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量,故C正确。
故选C。
9.【答案】B
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排计算出塑料袋受到浮力的大小,再根据F拉=F-F浮力计算出测力计的示数。
【解答】塑料袋的重力不计,装满水后测力计的示数为6N,
则G=mg=ρ水gV=6N;
当塑料袋体积的2/3浸入水中时,它受到的浮力:
F浮力=ρ液gV排=ρ水g×V=×6N=4N;
则此时弹簧测力计的示数为:F拉=F-F浮力=6N-4N=2N。
故选B。
10.【答案】D
【解析】【分析】(1)(3)根据浮沉条件判断;
(2)(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断。
【解答】A.图甲中,轮船能漂浮在水面,是因为船体排开水的体积很大,因此它受到较大的浮力,故A错误;
B.图乙中,若左右两图为同一支密度计,由于它漂浮在液面上,因此它受到的浮力不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力不变时,它排开液体的体积与液体密度成反比。因为左边排开液体的体积大于右边液体的体积,所以则左容器中液体的密度较小,故B错误;
C.图丙中,气球内充入了氦气等密度小于空气的气体,从而减小自身重力,实现上浮,故C错误;
D.图丁中,浸没在水中的潜水艇,它排开水的体积不变。若从淡水水域进入海水水域,水的密度变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力变大,故D正确。
故选D。
11.【答案】C
【解析】【分析】 阿基米德定律的内容是:浸在液体里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体所受到的重力;漂浮时,浮力等于重力;沉底时,浮力小于重力;悬浮时,浮力等于重力;
【解答】 三个完全相同的实心球,分别在如图所示的水、盐水、水银三种液体中静止, 甲和乙中,完全浸没,V排=V物;根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,水的密度小于盐水的密度,所以F甲<F乙;乙和丙中,乙沉底,F乙<G物;丙中漂浮,F丙=G物;所以F乙<F丙;所以F甲<F乙<F丙;
故答案为: C
12.【答案】B
【解析】【分析】根据分别计算出三者的密度,然后与水的密度进行比较,从而确定浮沉状态,最后再计算它受到的浮力。
【解答】甲的密度为:;
乙的密度为:;
丙的密度为:;
比较可知,甲和乙的密度都小于水,在水中处于漂浮状态,
那么甲受到的浮力F浮甲=G甲=0.03kg×10N/kg=0.3N;
乙受到的浮力F浮乙=G乙=0.04kg×10N/kg=0.4N;
丙的密度大于水,在水中下沉,
那么丙受到的浮力:F浮丙=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N。
则受到的浮力 F乙>F甲>F丙 。
故选B。
13.【答案】A
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排和浮沉条件分析判断。【解答】水中的鱼受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力的作用,随着鱼被拉出水面,排开水的体积逐渐变小,所受浮力逐渐变小,则所受拉力逐渐增大,鱼被拉出水面后,拉力不变;
把人、鱼竿和船看成整体,故鱼对这个整体的拉力逐渐变大,此整体受到重力、浮力和鱼的拉力的作用,重力不变,故所受的浮力逐渐增大,最后鱼到船上,整体所受的浮力不变。
故选A。
14.【答案】C
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析判断。
【解答】甲乙两个物体都浸没在水中,它们排开水的体积都等于自身体积,即排开水的体积相等。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力相等。
故选C。
15.【答案】D
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理实验的探究过程分析;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh分析即可;
(3)根据F拉=G-F浮分析;
(4)首先根据F浮力=G-F拉计算出物块完全浸没时受到的浮力,再根据公式计算出它的体积,最后根据计算它的密度即可。
【解答】A.如果实验前溢水杯中没有装满水,那么放入物块后,水面先上升到溢水口,再流入小桶中,即小桶中收集到的水的重力会偏小,影响实验结果,故A错误;
B.当物块完全浸没水中时,即使进入的深度增大,水面的高度也不会变化,根据公式p=ρ液gh可知,水对溢水杯底部的压强保持不变,故B错误;
C.当物块完全浸没水中时,即使进入的深度增大,它排开水的体积保持不变,那么它受到的浮力不变。根据公式F拉=G-F浮可知,弹簧测力计的示数保持不变,故C错误;
D.当物块完全浸没时受到的浮力F浮力=G-F拉=2N-1N=1N;
物块的体积;
则物块的密度.
故选D。
16.【答案】D
【解析】【分析】比较物体密度和液体密度的大小,根据物体的浮沉条件判断。
【解答】冷水的密度大于温水的密度,则冷水中气球会上浮;热水密度小于温水密度,则热水中气球会下沉,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
17.【答案】C
【解析】【分析】(1)根据相互作用力的原理分析;
(2)根据G=mg分析;
(3)根据参照物的知识判断;
(4)根据浮沉条件分析判断。
【解答】A.火箭升空时,它向下喷射火焰,火焰同时对火箭产生向上的反作用力,这就是火箭升空的原因,故A错误;
B.火箭加速升空时,它的质量不变,根据G=mg可知,卫星的重力不变,故B错误;
C.以火箭为参照物时,这七颗卫星相对火箭的位置保持不变,即卫星是静止的,故C正确;
D.火箭升空时,轮船的重力减小。因为轮船漂浮时它受到的浮力始终等于自身重力,所以轮船受到的浮力减小,故D错误。
故选C。
18.【答案】B
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浸入液体中的物体受到浮力的方向为竖直向上、始终与水平面垂直,不是垂直于斜面,B正确。
故答案为:B
19.【答案】B
【解析】【分析】分三种情况(大于等于水的密度、大于酒精的密度小于水的密度、小于等于酒精的密度)分析,得出物体的密度大于酒精的密度、小于水的密度,从而确定物体在水中漂浮,根据漂浮条件求出物体重,再根据在酒精中受到的浮力求出物体的体积,利用密度公式求物体的密度。【解答】①假设ρ物≥ρ水,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据F浮=ρ液V排g可知受到的浮力关系为5:4,
根据F浮=G排=G溢=m溢g可知浮力关系为9:8,所以ρ物≥ρ水不可行;
②假设ρ物≤ρ酒精,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以ρ物≤ρ酒精不可行;
可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底:
③因为物体在水中漂浮,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,即F浮=G物=m物g,
根据阿基米德原理可知F浮=G排=G溢=m溢g,
所以m物=m溢=81g,
因为物体在酒精中下沉,ρ酒精=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,
所以,
则物体的密度:。
故选B。
20.【答案】B
【解析】【分析】根据二力平衡的知识分析判断。【解答】铁桶浸没在水中时,桶内水受到的重力和浮力是相等的,因此可以忽略,
则铁桶浸没在水中,桶受到重力、浮力和人的拉力作用,
并且铁桶受到的重力等于铁桶受到水的浮力加上绳子的拉力,
即G桶=F浮+F拉,
所以F拉=G桶-F浮<G桶=49N。
故选B。
21.【答案】=;<;<
【解析】【解答】解:牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以m甲=m乙;
甲下沉,F浮<G,乙漂浮,F浮=G,所以F甲<F乙;
由F浮=ρ水gV排可得,V排甲<V排乙;
所以h甲<h乙,由p=ρ水gh得,p甲<p乙.
故答案为:=;<;<;<
【分析】(1)质量是物体本身的一种性质,与形状、位置、温度、状态无关;
(2)根据浮力与重力的关系判断出浮力的大小,然后根据浮力公式判断出V排的大小;
(3)根据V排的大小,判断出水的深度关系,从而根据液体压强公式判断出压强的大小关系.
22.【答案】C;乙
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较浮力的大小;
(2)根据浮沉条件比较物体和液体密度的大小关系,进而比较三个物体的密度大小。
【解答】(1)当三种液体密度相同且三个物体体积相同时,它们排开液体的体积VB(2) 若A、B和C三个物体体积和质量都相同, 根据公式可知,它们的密度相同;
设它们的密度都是ρ,A、B在液体中漂浮,则它们的密度都小于液体密度;C在丙中悬浮,则C的密度等于液体丙的密度。比较可知,液体甲和乙的密度都大于液体丙的密度。
A和B都是漂浮,且质量相等,那么它们受到的浮力等于自身重力,即浮力保持不变;
根据根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,排开液体体积V甲>V乙,那么液体密度ρ甲<ρ乙;
则密度最大的液体是乙。
23.【答案】6.75×108;6.75×104
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算满载时受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算浸入水中的体积。
【解答】(1)航母“辽宁号”满载时所受的浮力:
F浮=G排=m排g=6.75×10 7kg×10N/kg=6.75×10 8N。
(2)航母浸入水中的体积:。
24.【答案】小于;等于;大于
【解析】【分析】本题考查液体压强大小的判断和阿基米德原理的应用。
【解答】通过甲乙的对照可知(密度越小越往上),液体甲的密度小于液体乙的密度,又因为高度相等,故甲容器底部受到的压强小;甲中物体悬浮,乙中物体漂浮,故其所受浮力均等于重力,即其浮力相等,由阿基米德原理可知,其排开液体的重力即为其所受浮力,故甲乙中排开液体所受重力相等;由上述结论可知其所受浮力相等,而,而乙中上方压力为零,故甲中的下方压力更大。
故答案为:小于;等于;大于
25.【答案】(1)50N
(2)0.6×103kg/m3
【解析】【分析】根据题中信息可知: 需要施加的拉力或者压力为5N时,弹簧伸长或缩短1cm,所以本题可以直接根据弹簧变化胡长度来分析受到的力胡变化量 。
【解答】(1)由题可知,将装置竖直放在空气中时,弹簧长度为6cm,将装置竖直地浸没在水中,弹簧长度为16cm,弹簧的长度改变了:16cm-6cm=10cm,需要施加的拉力:F浮=F压=10cm5N/cm=50N。
(2)竖直地浸没在某一液体中时M所受的浮力:F浮=F拉=(12cm-6cm)5N/cm=30N。
=600kg/m3
26.【答案】(1)80
(2)0.8×103
【解析】【分析】(1)首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算出金属球受到的浮力,然后根据G=F浮+F弹计算出该球的重力;
(2)首先根据F浮'=G-F弹'计算出金属球在乙中受到的浮力,再根据公式计算乙中液体的密度。
【解答】(1)在甲图中,金属球受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3 =10N;
那么金属球的重力:G=F浮+F弹=10N+70N=80N。
(2)在乙图中,金属球受到的浮力F浮'=G-F弹'=80N-72N=8N;
那么该液体的密度为:。
27.【答案】48;0.7×103
【解析】【分析】(1)根据由阿基米德原理F浮=ρ液V排g计算图甲中木块受到的浮力。
(2)首先根据甲图的漂浮状态,计算出木块的重力,再根据放上石块后的漂浮状态,结合阿基米德原理F浮=ρ液V排g计算出乙图中液体的密度。
【解答】(1)图甲中木块受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×(0.2m)3×(1-)×10N/kg=48N;
(2)木块在甲中漂浮,则木块的重力:G木=F浮=48N,
木块表面上放一重8N的石块,
当它静止时,F'浮=G总,
即ρ液V木g=G木+G石,
ρ液×(0.2m)3×10N/kg=48N+8N,
解得:ρ液=0.7×103kg/m3。
28.【答案】2;4;4×10-4;下沉
【解析】【分析】(1)(2)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排计算出物体受到的浮力。
(3)根据公式计算物体排开水的体积;
(4)比较浮力和重力的大小关系,从而确定物体的浮沉状态。
【解答】(1)物体排开的水重为2N,则此时物体受到的浮力F浮=G排=2N;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,在同种液体中,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比,则物体浸没在水中时受到的浮力F浮'=2F浮=2×2N=4N;
(3)此时物体排开水的体积:;
(4)因为浮力小于重力,所以物体将下沉。
29.【答案】(1)=
(2)乙
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较密度计受到浮力的大小;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力不变时,物体排开液体的体积大小与液体密度成反比,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,密度计在两种液体中都是漂浮,则它受到的浮力都等于自身重力。因为它的重力保持不变,所以它受到的浮力相等,即F甲=F乙。
(2)根据图片可知,排开液体的密度V甲>V乙,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体密度ρ甲<ρ乙,因此盛放盐水的容器是乙。
30.【答案】2×103
【解析】【分析】已知杯子内水的深度和放入小石头后水的深度,两者之差即为放入石块后液面深度的变化,根据V=Sh求出液体上升的体积即为小石块的体积;
小石块放入杯子前后都处于漂浮状态,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出两次杯子受到的浮力,两次浮力之差即为石块的重力之和,再根据求出石块的密度。【解答】杯子内放入小石头后水深度的变化量:△h=5.5cm-4cm=1.5cm,
小石头的体积:V石=S△h=20cm2×1.5cm=30cm3=3×10-5m3。
因为小石块放入杯子前后都处于漂浮状态,
所以小石块的重力:G石=△F浮=ρ水g△V排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×(0.09m-0.06m)×2×10-3m2=0.588N,
小石头的密度:。
31.【答案】;下;不均匀;再向容器中加油或者将容器换成直径细些的
【解析】【分析】(1)从图(a)和图(b)中可以看出,吸管在水和另一种液体中,浸入的深度不同,但都漂浮,所以浮力相等,都等于自身的重力。根据浮沉条件,结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排列出方程,从而得出h与ρ水、ρ液,及H的关系式。
(2)根据(1)得出的关系式,分析密度计浸入液体的深度与液体密度变化之间的数量关系,从而得到密度计上刻度的分布特点。
(3)根据丙图可知,密度计的下端触底,说明此时密度计受到的浮力小于重力。如果要使密度计漂浮起来,就要想办法增大它受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸分析解答即可。【解答】(1)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,
则:F浮水=G,F浮液=G,
所以F浮水=F浮液,
设吸管的底面积为S,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,
ρ水gV排水=ρ液gV排液;
即ρ水gSH=ρ液gSh,
ρ水H=ρ液h,
解得:;
(2)根据可得:,
即密度计进入液体的深度与液体的密度变化成反比,
将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;
即1.1刻线是在1.0刻线的下方,且相邻刻度间距不均匀。
(3)根据丙图可知,密度计的下端触底,说明此时密度计受到的浮力小于重力。如果要使密度计漂浮起来,就要想办法增大它受到的浮力。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸可知,此时可以增大密度计浸入的深度h,即再向容器中加油。根据V=Sh可知,当液体的体积相同时,底面积越小深度越大,即此时可以将容器换成直径更细一些的。
32.【答案】(1)0.6
(2)控制排开液体的体积相等
(3)金属块碰到烧杯底部
(4)换用密度比水大的液体
【解析】【分析】(1)根据表格数据分析物体受到浮力与液体密度的数量关系,再据此推测x的数值;
(2)根据控制变量法的要求可知,探究浮力大小与液体密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相同。当物体浸没在水中时,它排开液体的体积始终等于自身体积,据此分析解答;
(3)当金属块接触烧杯底部时,会受到向上的支持力,从而使弹簧测力计的示数变得更小,导致计算出的浮力偏大,据此分析解答。
(4)根据F浮=ρ液gV排分析即可。
【解答】(1)根据表格中第2、3、5、7组数据可知,浮力的数值等于液体密度的一半。则第4组实验之中x=1.2×=0.6;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是:控制排开液体的体积相等。
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是金属块碰到烧杯底部。
(4)增大浮力秤的称量范围,即增大浮力秤受到的浮力。根据F浮=ρ液gV排可知,当物体排开液体的体积相同时,可以换用密度比水更大的液体。
33.【答案】(1)打开止水夹, 推拉注射器活塞
(2)当物体排开空气的体积一定时, 空气密度越大, 所受浮力越大
(3)示数变大。气体密度增大,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变
小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响。(或示数不变。气体密度增大,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响等于排开气体体积减小的影响;或示数减小。
气体密度增大,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密
度增大对浮力的影响小于排开气体体积减小的影响;)
【解析】【分析】(1)根据公式可知,当气体的质量不变时,密度与体积成反比;
(2)根据F浮力=G-F拉分析浮力的变化;
(3)首先根据气体密度的变化分析钟罩内气压的变化,再根据”气压与体积成反比“分析气球体积的变化,进而确定排开空气体积的变化。气体密度增大会导致浮力增大,而气球体积减小会导致浮力减小,比较二者对浮力影响的大小即可。
【解答】(1)实验中,小明改变钟罩内的气体密度的操作是:打开止水夹, 推拉注射器活塞;
(2)根据图乙可知,当气体密度增大时,拉力传感器 的示数减小,根据F浮力=G-F拉可知,气球受到的浮力增大,那么得到结论:当物体排开空气的体积一定时, 空气密度越大, 所受浮力越大。
(3)当钟罩内气体密度变大时,拉力传感器示数可能:
①示数变大。气体密度增大,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响。
②示数不变。气体密度增大,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响等于排开气体体积减小的影响;
③示数减小。气体密度增大,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响小于排开气体体积减小的影响。
34.【答案】(1)排开液体的体积
(2)无关
(3)1.12×103
(4)放置一段时间后糖水密度不均匀
【解析】【分析】(1)电子秤的示数增大,说明铁块受到的浮力增大,分析缓慢入水过程中影响浮力的哪个因素发生改变即可。
(2)当深度增大时,如果电子秤的示数发生改变,那么说明浮力大小与浸没深度有关;否则,二者无关。
(3)甲和丁的示数之差等于铁块的质量,根据公式计算铁块的体积,也就是铁块排开糖水的体积,最后根据计算糖水密度即可。
(4)电子秤的示数逐渐减小,说明铁块受到的浮力逐渐减小,而它排开糖水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,肯定是糖水的密度发生了变化,据此分析解答。
【解答】(1)在铁块缓慢浸入糖水中时,它排开糖水的体积不断增大,而电子秤的示数增大说明它受到的浮力增大,那么得到结论:铁块所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)继续将铁块缓慢浸没到图丙所示位置,它浸没的深度不断增大,但是电子秤的示数保持不变,说明它受到的浮力不变,那么得到结论:物体所受浮力大小与浸没后的深度无关。
(3)根据甲、丁可知,铁块的质量为:m铁=558g-422.4g=135.6g;
则铁块的体积为:;
甲和乙的示数之差等于铁块排开糖水的质量:m排=422.4g-400g=22.4g;
则糖水的密度:。
(4)小明发现铁块离开杯底至上表面露出液面前,电子秤示数逐渐减小,造成这种现象的主要原因可能是:放置一段时间后糖水密度不均匀。
35.【答案】(1)当h=0(圆柱体没有浸入水),弹簧测力计的示数等于圆柱体重,
由F-h图象可知,圆柱体重G=F1=2.0N,
当圆柱体全浸入时,弹簧测力计的示数F2=1.6N,
圆柱体受到的最大浮力(全浸入时):F浮=G-F2=2N-1.6N=0.4N;
(2)由G=mg可得,圆柱体的质量:;
圆柱体浸没时排开水的体积:,
因为圆柱体浸没在水中,
所以圆柱体的体积V=V排=4×10-5m3,
圆柱体的密度:;
(3)由于圆柱体的完全浸没,排开水的体积V排=4×10-5m3,
则水面上升的高度:,
水对容器底部的压强增大值:△p=ρ液g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.008m=80Pa。
【解析】【分析】(1)由F-h图象可知,当h=0(圆柱体没有浸入水),弹簧测力计的示数为圆柱体重;当h≥10cm(圆柱体全浸入水),弹簧测力计的示数加上圆柱体受到的水的浮力等于圆柱体重;据此求出圆柱体受的浮力(最大浮力);
(2)弹簧测力计的示数为圆柱体重;利用重力公式求出圆柱体的质量;求出圆柱体全浸入时受到的浮力,利用阿基米德原理求圆柱体的体积(排开水的体积),再利用密度公式求圆柱体的密度;
(3)由于圆柱体的完全浸没,增加的水的体积等于圆柱体的体积,利用V=Sh求水面上升的高度,再利用p=ρ液gh求水对容器底部的压强增大值。
36.【答案】(1)空桶漂浮在水面上,所以浮力等于重力,即F浮=G桶=12N
(2)上升
(3)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-12N=48N
鹅卵石的质量为
【解析】【分析】(1)根据漂浮条件计算空桶漂浮时受到的浮力;
(2)水面的高度变化取决于鹅卵石和空桶排开水的体积大小;
(3)首先根据阿基米德原理 F浮′=ρ水gV排′ 计算出此时桶受到的总浮力,再根据二力平衡的知识 G石=F浮′-G桶 计算出鹅卵石的重力,最后根据公式 计算鹅卵石的质量。
【解答】(2)当鹅卵石没有捞出时,空桶受到的浮力F浮桶=G桶;
鹅卵石受到的浮力F浮石<G石;
此时它们受到的浮力和为:F浮总=F浮桶+F浮石<G桶+G石;
当鹅卵石放在桶内时漂浮,它们受到的总浮力:F浮总'=G桶+G石;
比较可知,它们受到的浮力增大了;
根据阿基米德原理 F浮′ρ水gV排′可知,它们排开水的体积增大了,
那么水池内的水面升高了。
37.【答案】(1)不变
(2)沉箱在被逐渐吊起时,受竖直向下的重力G,竖直向上是拉力F拉,竖直向上的浮力F浮,而处于平衡状态;
沉箱的重力为:G=mg=3000000kg×10N/kg=3.0×107N;
沉箱受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30m×10m×4m=1.2×107N;
由平衡条件,得:G=F浮+F拉,则F拉=G﹣F浮=3.0×107N﹣1.2×107N=1.8×107N
(3)两艘并排航行的轮船,若两艘船靠的比较近且并排前进,两船内侧的水流速度大,外侧的水流速小,根据流体压强与流速的关系可知:两船内侧的水的压强小于两船外侧水的压强,在这个压强差的作用下,两船会向中间靠拢,出现相撞的情形
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排分析浮力的变化。
(2)首先根据G=mg计算出沉箱的重力,再根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排 计算出沉箱受到的浮力,最后根据 G=F浮+F拉 二力平衡的知识计算沉箱上浮时受到的拉力。
(3)流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析解答。
【解答】(1)打捞船拉着沉箱向上运动,在未露出水面时,沉箱完全浸没在水中,此时它排开水的体积始终等于自身体积,即排开水的体积不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排可知,沉箱受到的浮力不变。
38.【答案】(1)30
(2)根据F浮=ρ液gV排得,当秤盘上不放物体时,小筒排开水的体积为:
V排= =3×10-3m3
由V=Sh得,A点距小筒底部的距离:
h= =0.15m
(3)在秤盘上放物体后小筒受到最大浮力为;F浮′=ρ液gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×0.3m=60N
物体的最大重力为:G=F浮′-G0=60N-30N=30N
【解析】【分析】(1)根据漂浮条件计算不放物体时小筒受到的浮力;
(2)浮力秤的零刻度线的位置其实就是不放物体时水面所对的位置。首先根据 计算出小筒排开水的体积,再根据 计算A点到小筒底部的距离。
(3)首先根据V排'=SH计算出小筒排开水的最大体积,再根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排计算小筒受到的最大浮力,最后根据二力平衡的知识 G=F浮′-G0 计算所测物体的最大重力。
【解答】(1)小筒漂浮在水面上,则不放物体时,它受到的浮力等于重力,
即F浮力=G=30N。
1 / 1