1.3水的浮力 同步练习（含解析）

1.3水的浮力 同步练习
、选择题
关于“压强”和“浮力”知识的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．潜入水中的潜水艇，潜水越深，所受浮力和压强越大
B．轮船从江河驶入到海洋，排水量减少，所受浮力减小
C．水坝的下部总要比上部宽些，这样可以使它承受更大的水压
D．用密度计测量不同液体的密度时，它所受到的浮力是不同的
”天宫课堂”在中国空间站正式开讲。三位太空航天员教师展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下(可近似当做完全失重)的一些科学实验，不考虑太空中微重力，下列物体受到浮力的是（　　）
A．A图天宫课堂中”悬浮”在水中的乒乓球
B．B图飘在太空中的中国空间站
C．C图地球表面某堵住水池出水口的乒乓球
D．D图上太空前进行水下训练的宇航员
如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关时的情景，图甲、丙和丁中，弹簧测力计的示数分别为4.0牛、2.8牛和2.5牛。若盐水的密度为1.2×103千克/米3，则下列结论正确的是（　　）
A．图丙中，弹簧测力计的示数比乙中小0.5牛
B．物体A的密度为3.2×103千克/米3
C．图丁中，容器底部受到的压力为0.3牛
D．图乙中，物体A受到的拉力为3牛
如图所示，四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处．以下说法正确的是（　　）
A．甲球所受的浮力最小 B．乙球所受的浮力最小
C．丙球所受的浮力最小 D．丁球所受的浮力最小
如图所示，一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面，把它放入水中某处恰好处于静止状态，如果往池中缓慢注人一些水，则铅块及气球(　　)
A．仍能静止 B．向下运动
C．向上运动 D．以上运动都有可能
一圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的2种液体中，均处于漂浮状态，如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2，则（　　）
A．ρ1>ρ2 F1=F2 B．ρ1>ρ2 F1>F2
C．ρ1<ρ2 F1=F2 D．ρ1<ρ2 F1选择优良种子，是农业丰收的基本保证，盐水选种是我国农民常采 用的选种方法：将待选的种子放入浓度适当的盐水中后，良种沉入水底，次种则漂浮于水面，很快就能完成选种工作，如图所示。但盐水浓度的把握是关键，如果盐水的浓度太低，则可能（　　）
A．只有少量次种漂浮 B．良种漂浮，而次种下沉
C．所有种子都漂浮在水面 D．所有种子都不受浮力
容器内装有一定质量的水，将物体A．B叠放后一起放入水中，静止时如图所示。再将A从B上拿下放入水中，B静止时在水面漂浮。下列说法错误的是(　　)
A．物体A的密度大于物体B的密度
B．物体B漂浮后，水对容器底的压强变小
C．物体B漂浮后，桌面受到的压力变大
D．物体B漂浮后，物体A所受的浮力不变
如图甲所示，长方体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匀速直线运动。上升到离水面一定的高度处，图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的是（　　）
A．该金属块重力的大小为136N
B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C．该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D．在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
如图甲所示，一个鸡蛋漂浮在盐水中：向盐水中缓慢加入蒸馏水，直到鸡蛋恰好浸没(如图乙所示) ；此过程中（　　）
A．鸡蛋排开液体的体积保持不变
B．鸡蛋受到的浮力逐渐增大
C．盐水对烧杯底部的压强逐渐增大
D．烧杯对水平桌面的压力保持不变
、填空题
已知硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大。一块体积为V0的物块漂浮于60℃的硝酸钾饱和溶液中，如图甲所示。当温度改变时(假设物块和溶液体积不发生变化，析出晶体的体积忽略不计)，物块排开液体的体积随温度发生的变化如图乙所示。试分析：
（1）硝酸钾溶液温度从60℃降至30℃的过程中，其密度变化情况是　 　；
（2）当温度为50℃时物块处于　 　(选填“漂浮”，“悬浮”或“沉底”)，当温度为30℃时物块处于　 　(选填“漂浮”，“悬浮”或“沉底”)。
（3）若温度在50℃和40℃时，物块所受浮力分别为F1和F2，则F1　 　F2 (选填“>”“=”或“<")；
（4）若硝酸钾溶液在40℃和30℃时，溶液对容器底部的压强分别为p1和p2，则p1　 　p2(选填“>”“=”或“<”)。
小科用粗细均匀的一次性吸管制成一支密度计，用它来测量液体密度，分别将吸管置于甲、乙两种不同的液体中，如图所示。
（1）密度计在甲、乙两液体中所受浮力F甲　 　F乙(填”>“、“<“或”=“)。
（2）小科在标注刻度时将该密度计放入酒精中，此时密度计底端到液面的长度h为12.5cm，该处刻度标记”0.8g/cm3”，则“1g/cm3的刻度应标记于长度为　 　cm处。
如图是A．B两种物质的质量与体积的关系图象，用A．B两种物质分别制成质量相等的甲、乙两个正立方体，若将甲、乙放入水中，能漂浮的是　 　；将甲、乙两物体捆在一起放入水中，则捆绑物体的状态是　 　（填“漂浮”、“下沉”或“悬浮”）
、实验探究题
庄子曾提出：如果水积得不够多，那么承载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与液体的多少有关。庄子的说法有道理吗？
（1）小常从实验室找来了烧杯、木块（不吸水）、弹簧测力计等器材，研究浮力大小是否和水的多少有关。他先用弹簧测力计测出木块的重力（如图甲）。再将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态（如图乙）。然后他　 　（填操作），发现木块仍然漂浮。经分析可知，木块两次受到的浮力都为2.5牛。从而得出木块票浮时浮力大小与水的多少无关；
（2）小常进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盒A．B中各加入10牛的水，再将B盆放入A盆，B盆漂浮。这时B盆所受浮力：。继续往B盆内加30牛水，B盆仍漂浮。小常此实验的目的是　 　；
（3）结合小常的探究活动，你认为面对前人的观点，应采取的做法是____。
A．普通人的观点可以质疑，科学家的观点不可以质疑
B．只要多数人认同的观点我们就要全盘接受
C．可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确
D．到目前为止没人反对的观点我们就可以放心接受
、解答题
曹冲称象是一个脍炙人口的经典故事，某科技活动小组受此启发，准备制作一个可以测量物体重力的“浮力秤”，装置如图所示。他们将作秤盘的空心圆柱体竖直漂浮在水面上，此时秤盘与水面相交处标为“0 牛”，然后在秤盘上放 10 牛的物体，在秤盘与水面相交处标上“10 牛”。小组同学对如何标记浮力秤上 0～10 牛的其他刻度有一番争论（如图）。
为此他们继续实验研究，在秤盘中分别加上不同重力的物体，测出水面离“0 牛”刻度线的距离，如下表所示：
（1）分析表中数据，得出的结论是到　 　。
（2）当水面离“0 牛”刻度线 3.5 厘米时，秤盘上所放的物体重为到　 　牛。
（3）当水面处于秤盘“0 牛”刻度线位置时（如图甲），测得水面离秤盘底 0.05 米，已知秤盘的底面积为 200cm2，求秤盘受到的浮力是多少？
1.3水的浮力 同步练习答案解析
、选择题
C
【解析】液体压强和深度以及液体密度有关，密度越大，深度越大，液体压强越大。
A．潜入水中的潜水艇，潜水越深，压强越大，排开液体体积不变，所受浮力不变，A错误；
B. 轮船从江河驶入到海洋，排水量减少，所受浮力不变，依然等于自身重力，B错误；
C. 水坝的下部总要比上部宽些，水深度越大，压强越大，这样可以使它承受更大的水压，C正确；
D. 用密度计测量不同液体的密度时，它所受到的浮力是相同的，都等于密度计自身重力，D错误；
故答案为：C。
D
【解析】浮力形成的原因：浸入液体（气体）下表面的压力大于上表面的压力而形成的压力差，即F浮=F下-F上；
阿基米德原理：物体受到的浮力等于排开液体（气体）的重力，即F浮=G排=ρ液gV排
A． 在太空中的乒乓球处于失重状态，即g为0，根据阿基米德原理浮力等于0，故不受浮力，A错误
B. 太空中的中国空间站处于失重状态，不受浮力，B错误
C. 地球表面某堵住水池出水口的乒乓球，由于乒乓球下方没有水，乒乓球下表面不受压力，因此不受浮力，C错误
D. 上太空前进行水下训练的宇航员浸没在水中，宇航员受到浮力的作用，D正确
故答案为：D
D
【解析】A．A在乙中与丙中弹簧测力计的示数进行比较可得结论；
B.由甲和乙可得出，A完全浸没时受到的浮力，根据阿基米德原理可计算出它排开水的体积即A的体积，在甲中，弹簧测力计的示数就是A的重力，可以得出它的质量，进一步计算出A的密度；
C.根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力，F=G-F浮-F拉可求容器底部所受的压力；
D.先求出在水中受到的浮力，再根据F浮=G-F拉可得A在乙中的拉力。
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=V物，则：
ρ盐水gV排=G-F拉，
，
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，
D.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D正确；
A．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A错误；
B.物体A的质量，
物体A的密度，
故B错误；
C.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：F压=G-F浮盐水-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C错误。
故答案为：D。
A
【解析】四个球的体积相同，但是材料不同，密度不同，质量不同，甲是漂浮，根据阿基米德原理，比较排开水体积的球，从而确定浮力大小。
四个体积相同而材料不同的球，说明密度不同，质量也不同，丁在最深处，甲是漂浮，因此丁的质量最大，甲的质量最小，甲排开水体积最小，根据F浮=ρ水gV排得，因此甲受到的浮力最小，A符合题意。
故答案为：A
B
【解析】1、浸在液体中的物体会受到向上的浮力，浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关；
2、阿基米德原理的表达式：；
3、液体压强与液体的密度和深度有关，深度越大压强越大，反之越小；
4、由浮沉条件可知，悬浮在水中的物体受到向下的重力与向上的浮力是一对平衡力。
由图可知，静止在水中的铅块和充气小气球是一个整体。这一整体受到向下的重力与向上的浮力是一对平衡力。当放池中缓慢注入水后，气球在水中的深度增加，气球受到的压强增大，气球的体积减小，铅块和充气小气球这个整体受到向上的浮力减小，浮力小于重力，所以铅块及气球会向下运动，B选项正确。A．C、D错误。
故选B
A
【解析】（1）根据漂浮条件分析浮力的大小关系；
（2）根据公式F浮=ρ液gV排可知，当浮力不变时，液体的密度与V排成反比。
这个圆柱体在两种液体中都处于漂浮状态，
那么它受到的浮力等于重力，即F1=F2=G；
根据图片可知，排开液体的体积V排1根据公式F浮=ρ液gV排可知，液体的密度ρ1>ρ2。
故选A．
A
【解析】如果物体密度大于液体密度，那么下沉；物体密度等于液体密度，那么悬浮；如果物体密度小于液体密度，那么上浮，据此分析判断。
如果盐水的密度合适，那么所有的次种都会漂浮起来。如果盐水的密度偏低，那么会有部分次种的密度大于盐水而不能漂浮起来，故A正确，而B、C、D错误。
故选A．
C
【解析】（1）根据浮沉条件比较物体密度的大小；
（2）比较物体B漂浮前后排开水的总体积的变化，进而确定水面高度的变化，最后根据液体压强公式p=ρ液gh判断水对容器底部压强的变化；
（3）桌面的压力等于桌面上所有物体的重力之和；
（4）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力的变化。
将A从B上拿下后，B漂浮在水面上，那么ρB<ρ水。A在水中下沉，那么ρA>ρ水，因此ρA>ρB，故A正确不合题意；
物体B漂浮后，A和B排开水的总体积变小，那么水面下降，根据p=ρ液gh可知，水对容器底部的压强变小，故B正确不合题意；
无论B是否漂浮，桌面受到的压力F=G容器+G水+GA+GB，因此桌面受到的压力不变，故C错误符合题意；
物体B漂浮后，A仍然在水中浸没，它排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，物体A受到的浮力不变，故D正确不合题意。
故选C。
C
【解析】 本题所要运用到的知识点包括重力、浮力、质量、密度的计算，还有阿基米德原理。
A．当金属块完全露出液面，没有浸入水中时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的CD段，从图可知，该金属块重力为：G=F拉=156N，A不符合题意。
B．当金属块未露出液面时，即为图中的AB段，
从图可知，此时绳子的拉力为136N，则金属块受到的浮力大小为：
F浮=G-F拉=156N-136N=20N，B不符合题意。
C．由F浮=ρ水V排g可知：
金属块排开水的体积（金属块的体积）：
则由G=mg=ρVg得金属块的密度为：
，C符合题意。
D、从图可知，绳子的拉力在t1至t2时间段内逐渐的变大，则由公式F浮=G-F拉可知，
金属块的重力不变，而拉力逐渐的变大，所以浮力逐渐变小，C不符合题意。
故答案为：C
C
【解析】（1）根据描述分析鸡蛋排开液体体积的变化；
（2）根据浮沉条件比较鸡蛋受到浮力的变化；
（3）根据液体压强公式p=ρ液gh分析烧杯底部压强的变化；
（4）桌面受到的压力等于上面所有物体的压力之和。
A．鸡蛋原来漂浮，后来变成悬浮，则鸡蛋排开水的体积变大，故A错误；
B.根据浮沉条件可知，鸡蛋无论漂浮，还是悬浮，它受到的浮力都等于自身重力，即浮力保持不变，故B错误；
C.加入蒸馏水后，烧杯内部盐水的重力增大，则烧杯底部受到盐水的压力增大，根据可知，它受到的压强增大，故C正确；
D.加入蒸馏水后，盐水的重力增大，根据F=G烧杯+G盐水可知，烧杯对桌面的压力增大，故D错误。
故选C。
、填空题
（1）减小
（2）漂浮；沉底
（3）=
（4）>
【解析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，当浮力不变时，排开液体的体积与液体密度成反比，据此分析即可；
（2）当物体完全浸没时，它排开液体的体积等于自身体积，因此保持不变，据此分析判断；
（3）根据乙图V排的变化确定物块的状态，然后根据二力平衡的知识比较浮力的大小；
（4）根据液体压强公式p=ρ液gh分析容器底部压强的变化即可。
（1）根据乙图可知，从60℃到40℃的过程中，木块排开液体的体积在不断增大，但始终在液面漂浮，即受到的浮力不变，根据F浮=ρ液gV排可知，硝酸钾溶液的密度不断减小；
（2）当温度为50℃时，随着温度的降低，物块排开液体的体积还可以增大，说明现在它还没有完全浸没，即处于漂浮状态；当温度为30℃时和40℃时V排相同，说明物块已经完全浸没，即处于沉底状态。
（3）温度在50℃和40℃时，物块排开液体的体积不断增大，说明它处于漂浮状态，那么它受到的浮力都等于自身重力，因此浮力保持不变，即F1=F2；
（4）硝酸钾溶液在40℃时的密度大于30℃时的密度，而液面高度保持不变，根据公式p=ρ液gh可知，溶液对容器底部的压强p1>p2。
（1）=
（2）10
【解析】（1）根据物体的浮沉条件分析浮力的大小关系；
（2）密度计测量液体密度时漂浮在液体中；根据阿基米德原理列出密度计在酒精中、液体中所受浮力的关系式，两式联立求出“1g/cm3”的刻度应标记于长度h的大小。
（1）密度计测量液体的密度时，密度计漂浮在液体中，根据物体的浮沉条件可知，此时密度计受到的浮力等于自身的重力，自身重力不变，所以密度计在甲、乙两液体中所受浮力；
（2）设密度计的底面积为S；
，，
密度计测量酒精的密度时，根据阿基米德原理可知：
当测量的液体密度为1g/cm3时，根据阿基米德原理可知：
密度计测量不同液体密度时，密度计受到的浮力相等，则：，即：
，解得：。
故答案为：（1）=；（2）10。
乙；漂浮
【解析】（1）从图像中提取数据，根据公式分别计算出甲和乙的密度，然后与水的密度比较，根据浮沉条件判断它们的状态；
（2）将A和B的质量相加得到总质量，体积相加得到总体积，根据公式计算出甲乙捆绑后的平均密度，然后与水的密度比较大小即可。
（1）甲的密度为：；
乙的密度为：；
因此能漂浮在水中的是乙；
（2）设甲和乙的质量都为m，
那么甲和乙捆绑后的平均密度为：。
则捆绑物体的状态为漂浮。
、实验探究题
（1）向烧杯内再加入一些水
（2）探究水能否产生比自身重力更大的浮力
（3）C
【解析】阿基米德定律是流体静力学的一个重要原理，它指出，浸入静止流体中的物体受到一个浮力，其大小等于该物体所排开的流体重量，方向竖直向上并通过所排开流体的形心。这结论是阿基米德首先提出的，故称阿基米德原理。结论对部分浸入液体中的物体同样是正确的。同一结论还可以推广到气体。浮力的大小随着排开液体体积的增大而增大，随着液体密度的增大而增大；
(1)本实验中唯一的变量是水量的多少，所以小常从实验室找来了烧杯、木块（不吸水）、弹簧测力计等器材，研究浮力大小是否和水的多少有关。他先用弹簧测力计测出木块的重力（如图甲）。再将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态（如图乙）。然后他向烧杯内再加入一些水，发现木块仍然漂浮.经分析可知，木块两次受到的浮力都为2.5牛。从而得出木块票浮时浮力大小与水的多少无关；
（2）该实验的目的是为了探究水能否产生比自身重力更大的浮力；
（3）面对前人的观点，正确的做法是C可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确 ，ABD都不合理；
故答案为：（1） 向烧杯内再加入一些水 （2） 探究水能否产生比自身重力更大的浮力 （3）C
、解答题
（1）物重 G 与水面到“0 牛”刻度线的距离 H 成正比
（2）7
（3）解：秤盘排开水的体积：V排=0.02m2×0.05m=0.001m3，
秤盘受到的浮力：F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N
【解析】（1）如果两个物理量的比值相同，那么它们成正比例关系；如果两个物理量的乘积相等，那么它们成反比例关系；
（2）根据表格可知，当物重增加2N时，水面到“0N”刻度线的距离增加1cm，那么3.5cm是1cm的多少倍，物重就是2N的多少倍，据此计算；
（3）首先根据V排=Sh计算出秤盘排开水的体积，然后根据公式 F浮=ρ水V排g 计算秤盘受到的浮力。
（1）将每组对应的物重G与距离H作比，那么它们的比值都是2，因此：物重 G 与水面到“0 牛”刻度线的距离 H 成正比；
（2）当水面离“0 牛”刻度线 3.5 厘米时，秤盘上所放的物体重为：；
（3） 秤盘排开水的体积：V排=0.02m2×0.05m=0.001m3，
秤盘受到的浮力：F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N。
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