课时分层评价卷(十一) 浮力
(说明：选择题每题2分，填空题每空1分，总分69分)
1．下列说法中，物体没有受到浮力的是( )
[A]沉在水底的铁球 [B]水面上戏水的天鹅
[C]立在河水中的桥墩 [D]飘在空中的热气球
2．如图所示，装有水的容器静止放在水平桌面上，正方体物块悬浮在水中，其上表面与水面平行，下列说法中( )
①正方体物块上、下表面受到水压力的合力大于其受到的浮力 ②正方体物块上、下表面受到水压力的合力大小等于其受到的浮力 ③正方体物块下表面受到水的压力大于上表面受到水的压力 ④正方体物块上表面受到水的压力和下表面受到水的压力是一对平衡力
[A]只有②③正确 [B]只有②④正确
[C]只有①④正确 [D]只有①③正确
3．某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标，有时要上浮或下潜，但都未露出水面。若下潜时所受重力为G1，浮力为F1；上浮时所受重力为G2，浮力为F2，则( )
[A]F1＜F2，G1＝G2 [B]F1＞F2，G1＝G2
[C]F1＝F2，G1＞G2 [D]F1＝G1，F2＞G2
4．在初中物理学习中，我们常用到一些科学研究方法，以下探究过程中所采用的研究方法相同的是( )
①探究浮力大小与浸在液体中深度的关系时，让同一物体浸没在同种液体的不同深度 ②探究阻力对物体运动的影响时，在实验事实的基础上，进一步分析推理得出物体不受阻力时的情况 ③探究影响滑动摩擦力大小的因素时，保持压力大小不变，改变接触面的粗糙程度 ④探究影响压力作用效果的因素时，通过比较海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果
[A]①② [B]①③
[C]②④ [D]③④
5．(2022·枣庄二模)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则下列说法正确的是( )
[A]甲球受到的浮力等于乙球受到的浮力
[B]丙球受到的浮力大于丁球受到的浮力
[C]甲球的密度小于乙球的密度
[D]丙球的密度大于丁球的密度
6．在物理实践活动中，兴趣小组的同学用橡皮泥造“船”，比比谁造的“船”的承载量更大。如图所示，将所造小船放入盛有适量水的容器中，往船中装入豆粒直至水面恰好与小船边沿相平(整个过程容器中的水未溢出)。在逐渐装入豆粒的过程中( )
①小船受到的浮力不变 ②小船受到的浮力等于船和豆粒受到的总重力 ③小船底部受到水的压强不变 ④容器底受到水的压力变大
[A]只有①②正确 [B]只有②③正确
[C]只有①④正确 [D]只有②④正确
7．甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一只鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两杯中液面相平，鸡蛋所处的位置如图所示，下列说法正确的是( )
[A]鸡蛋在两个杯中受到的浮力一样大
[B]鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大
[C]甲杯底部所受液体的压强较大
[D]甲、乙两个杯子对桌面的压力一样大
8．如图是我国自主研发的“极目一号”T型浮空艇示意图。艇体采用轻质材料制成，浮空艇有两个气囊，一个是主气囊，下边腹部还有一个小的副气囊，副气囊内充有空气，通过调节副气囊中的空气实现上升(图甲)、下降(图乙)，且上升下降过程中艇体总体积不变。下列有关浮空艇的说法，正确的是( )
[A]上升过程中受到的浮力变大
[B]下降过程中自身所受重力不变
[C]下降过程中受到的大气压强变小
[D]上升过程中受到的浮力等于它排开空气的重力
9．(2024·枣庄二模)如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知，金属块在水中受到的浮力是________N，所测液体的密度是______kg/m3。(取g＝10 N/kg)
10．将同一支密度计先后置于甲、乙两种液体中，静止后如图所示，由密度计在甲液体中受到的浮力__________在乙液体中受到的浮力，可知甲液体密度__________乙液体的密度(均选填“小于“等于”或“大于”)。
11．(2分)如图所示，小球漂浮在水面上。请在图中作出小球所受浮力的示意图。
12．在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5 N。把零件浸入密度为0.8×103 kg/m3的液体中，当零件的体积露出液面时，测力计的示数是6 N，则金属零件的体积是(g取10 N/kg)( )
[A]2×10-4 m3 [B]2.5×10-4 m3
[C]6×10-4 m3 [D]7.5×10-4 m3
13．如图所示，物体A被绳子(体积忽略不计)拉着，在水中处于静止状态，绳子对A的拉力为10 N；物体B被铁丝压入水中，在水中也处于静止状态，铁丝对B的压力也为10 N。已知A和B的体积相同，下列说法正确的是( )
[A]物体A受到的重力小于物体B受到的重力
[B]物体A受到的重力等于物体B受到的重力
[C]物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
[D]物体A受到的浮力小于物体B受到的浮力
14．如图所示，三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入水，待水和球都稳定后，观察到如图所示的情况，此时乙球下方弹簧长度等于原长。下列判断错误的是( )
[A]甲球的重力小于它受到的浮力
[B]乙球的重力等于它受到的浮力
[C]甲、乙、丙三个球的密度大小关系为ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
[D]甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F甲＞F乙＞F丙
15．如图所示，一装有适量水的小桶放在水平面上，桶与水的总重为50 N，用测力计吊着一个体积为200 cm3的实心金属球，将金属球缓慢浸没在水中(水未溢出)，使其在水中静止，且不与桶壁、桶底接触，此时测力计的示数为15.8 N，下列说法错误的是(g取10 N/kg)( )
[A]金属球所受浮力为2 N
[B]金属球的密度为8.9×103 kg/m3
[C]水平面对桶的支持力为52 N
[D]桶对水平面的压力为65.8 N
16．如图将物块A用细线悬挂着浸没于水中时，物块A下表面受到水的压强______ Pa。若物块A重5 N，浸没时受到绳对它的拉力为1 N，物块A所受浮力大小为________ N(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)。
17．(5分)(2024·枣庄三模)半潜船也称半潜式母船(如图甲)。如图乙所示，半潜船通过调整水舱内的压载水质量，把装货甲板潜入水中，等待所要承运的特定货物(像驳船、游艇、舰船、钻井平台等)放在半潜船装货甲板上的指定位置后，再次调整水舱内的压载水，船体上浮，即完成货物装载。(g取10 N/kg)
(1)当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右船底受到水的压强分别为p1、p2、p3，则压强由小到大的顺序是______；水舱内水的质量分别为m1、m2、m3，其中最大的是______(选填“m1”“m2”或“m3”)。
(2)排水量10 000 t的半潜船，装满货物时受到水的浮力是______N。
(3)乙图中半潜船从1状态到2状态，浮力的大小变________，依据是_____________________________________________________________________。
18．(5分)(2023·枣庄二模)如图所示，是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块的重力为__________N；
(2)金属块浸没在水中时，受到的浮力是__________N；
(3)分析甲及丙、丁两图可知，浸在液体中的物体所受的浮力大小跟__________有关；
(4)分析甲及__________两图可知，浮力的大小跟物体排开液体的体积V排有关；
(5)由实验可知，该金属块的密度是__________kg/m3。
19．(2024·枣庄)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中，受到的( )
[A]压强增大，浮力增大 [B]压强不变，浮力增大
[C]压强增大，浮力不变 [D]压强不变，浮力不变
20．(2022·泰安)两个相同的容器放在同一水平桌面上，分别装有甲、乙两种密度不同的液体，且ρ甲>ρ乙；两个体积相同的实心小球a和b在甲、乙两种液体中静止时的状态如图所示；两容器内c、d两点到容器底部的距离相等。设小球a和b的密度分别为ρa和ρb，质量分别为ma和mb，受到的浮力分别为Fa和Fb，c、d两处的液体压强分别为pc和pd。下列说法中( )
①ρa>ρb ②ma
Fb ④pc>pd
[A]只有①③正确 [B]只有②③正确
[C]只有①④正确 [D]只有①③④正确
21．(2024·枣庄)如图甲所示，使圆柱体缓慢下降，直至其全部没入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如乙所示。则圆柱体受到的重力是________N，圆柱体刚好浸没时，下表面受到水的压强是________Pa，圆柱体受到的最大浮力是________N(g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)。
22．(10分)(2023·枣庄)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块，沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中，直至浸没(水未溢出)，如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系，如图乙所示。已知金属块的质量为0.4 kg，容器的底面积与金属块的底面积之比为5∶1，ρ水＝，g取10 N/kg。求：
(1)金属块所受的重力；
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2 cm时，弹簧测力计的示数；
(3)金属块刚浸没时，金属块底部受到水的压强；
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较，水对容器底部的压强增加了多少。
23．(10分)(2023·聊城)如图所示，是某项目研究小组设计的一自动加水装置，将一重为12 N、底面积为1×10-2 m2的圆柱体放在水箱底部。从进水口注入水，随着水面升高，圆柱体竖直上浮。当水面上升到传感器底端P时，由传感器控制进水口开关停止注水，此时传感器底端P对圆柱体有20 N的竖直向下的压力。g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3。求：
(1)水箱内无水时，圆柱体对水箱底部的压强；
(2)圆柱体刚好浮起时浸入水中的体积；
(3)停止注水时，圆柱体受到的浮力。
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1．C 2．A 3．C 4．B 5．C 6．D 7．A 8．D
9．解析：根据题图中信息可知，金属块的重力即为弹簧测力计的示数，读数为4.8 N，即金属块的重力是4.8 N。金属块在水中受到的浮力是F浮＝G－F＝4.8 N－2.8 N＝2 N
故金属块在水中受到的浮力是2 N。
排开水的体积为V排＝＝＝2×10-4 m3
根据排开液体的体积相同，故所测液体的密度是
ρ液＝＝＝＝1.2×103 kg/m3。
答案：2 1.2×103
10．解析：同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，由漂浮条件得到F浮甲＝F浮乙＝G，即密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等。由题图可知密度计排开液体的体积V排甲＜V排乙，且F浮甲＝F浮乙，根据F浮＝ρ液V排g的变形式ρ液＝得，两种液体的密度关系为ρ甲＞ρ乙。
答案：等于 大于
11．解析：小球漂浮在水面上时，受到的重力与浮力是一对平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上；重力的方向是竖直向下的，可知浮力的方向是竖直向上，浮力的作用点可画在小球的重心上，如图所示。
答案：见解析图
12．B [金属零件所受的浮力F浮＝G－F示＝7.5 N－6 N＝1.5 N，排开液体的体积V排＝＝＝1.875×10-4 m3。由题知，零件的体积露出液面，则V排＝V＝V，所以金属零件的体积V＝V排＝×1.875×10-4 m3＝2.5×10-4 m3，B正确。]
13．B [由题图可知物体A、B浸没在水中，已知A和B的体积相同，则排开水的体积相等，都等于物体的体积，根据F浮＝ρ水gV排可知，物体A、B受到的浮力相等，即F浮A＝F浮B，C、D错误；因物体A受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力作用处于平衡状态，由物体A受到的合力为零可得F浮A＝GA＋F拉A，则GA＝F浮A－F拉A＝F浮A－10 N，因物体B受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、铁丝对B的压力作用处于平衡状态，由物体B受到的合力为零可得F浮B＝GB＋F压B，则GB＝F浮B－F压B＝F浮B－10 N，由于物体A、B受到的浮力F浮A＝F浮B，所以GA＝GB，故A错误，B正确。]
14．D [乙球下方弹簧长度等于原长，则弹簧对乙球没有作用力；甲球下方弹簧长度大于原长，则弹簧对甲球有向下的拉力F拉；丙球下方弹簧长度小于原长，则弹簧对丙球有向上的支持力F支；三个球处于静止状态，所以F甲＝G甲＋F拉，F乙＝G乙，F丙＝G丙－F支，则F甲＞G甲，F乙＝G乙，F丙＜G丙，A、B正确。已知三个实心球体积相同，由于三个球浸没在同种液体中，则排开液体的体积相同，根据F浮＝ρ液V排g可知，它们受到的浮力F甲＝F乙＝F丙，D错误。三个球的重力关系为G甲＜G乙＜G丙，三个球的质量关系为m甲＜m乙＜m丙，三个球的体积相同，根据ρ＝可知ρ甲＜ρ乙＜ρ丙，C正确。故选D。]
15．D [金属球受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×200×10-6 m3＝2 N，A正确；金属球的重力G＝F浮＋F′＝2 N＋15.8 N＝17.8 N，金属球的质量m＝＝＝1.78 kg，则金属球的密度ρ＝＝＝8.9×103 kg/m3，B正确；桶对水平面的压力为F＝50 N＋2 N＝52 N，D错误；水平面对桶的支持力等于桶对水平面的压力，即52 N，C正确。]
16．解析：由题图知，将物块A用细线悬挂着浸没于水中时，容器内水深为0.7 m，物块A下表面所处水的深度为h＝0.7 m－0.2 m＝0.5 m，物块下表面受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m＝5×103 Pa，物块A所受浮力F浮＝G－F拉＝5 N－1 N＝4 N。
答案：5×103 4
17．解析：(1)由题图乙可知，左边船底所处的深度最小，其次是最右边的情况，最深是中间的情况，根据p＝ρgh可得，压强由小到大的顺序是p1半潜船是通过改变自身重量实现上浮和下沉的，根据题图乙可知，左图状态时，船底所处的深度最小，在中间图状态时，船底所处的深度最深，故m1当货物拖至甲板上方后，再次调整水舱内的压载水，船体上浮，故m3则质量最大的是m2。
(2)根据题意可知，装满货物时受到水的浮力为F浮＝G排＝m排g＝10 000×103 kg×10 N/kg＝1×108 N。
(3)由材料可知，半潜船在工作时，通过增加本身压载水舱中的水量，平稳地将装货甲板潜入水下，所以是通过改变自身重力实现上浮和下沉的；由题图乙可知，半潜船从1状态到2状态，根据F浮＝ρ液gV排可知，ρ液、g不变，V排变大，即排开水的体积变大，所以浮力的大小变大。
答案：(1)p118．解析：(1)由题图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2 N，读数为4.8 N，金属块的重力等于弹簧测力计的读数，即金属块的重力为4.8 N。
(2)由题图甲、丙可知，金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数为2.8 N，金属块受到的浮力F浮＝G－F示＝4.8 N－2.8 N＝2 N。
(3)由题图甲、丙、丁可知，液体的密度不同，物体排开液体的体积相同，弹簧测力计的示数不同，即金属块受到的浮力不同，故可探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系，应控制液体的密度不变，改变物体排开液体的体积，故题图甲、乙、丙符合题意。
(5)金属块的体积等于排开液体的体积V金＝V排＝＝＝2×10-4 m3
金属块的密度ρ金＝＝＝＝2.4×103 kg/m3。
答案：(1)4.8 (2)2 (3)液体密度 (4)乙、丙 (5)2.4×103
19．C [当“奋斗者”号在水下下潜过程中，深度逐渐增大，由p＝ρgh可知，“奋斗者”号受到的压强逐渐增大；“奋斗者”号在水面以下下潜过程中，“奋斗者”号排开海水的体积和海水密度不变，由F浮＝ρ液V排g可知，“奋斗者”号下潜过程中所受浮力不变，故C符合题意。故选C。]
20．D [由题图可知，a在甲中悬浮，b在乙中漂浮，所以ρa＝ρ甲，ρb<ρ乙，又ρ甲>ρ乙，所以ρa＝ρ甲>ρ乙>ρb，故①正确；由题意可知，a、b两小球体积相同，由①可知ρa>ρb，根据m＝ρV，ma＝ρaV，mb＝ρbV，所以ma>mb，故②错误；由题图可知，a浸没在液体甲中，b的一部分浸入在液体乙中，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力，题图中b排开液体体积小于a排开液体体积，且ρ甲>ρ乙，根据F浮＝ρ液gV排，Fa＝ρ甲gVa，Fb＝ρ乙gVb，所以Fa>Fb，故③正确；由题图可知，甲的液面高度高于乙的液面高度，且ρ甲>ρ乙，两容器内c、d两点到容器底部的距离相等，根据液体压强公式p＝ρgh，pc＝ρ甲ghc，pd＝ρ乙，可得pc>pd，故④正确。故选D。]
21．解析：由题图乙可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为2 N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知G＝F拉＝2.0 N；由题图乙可知物体下降高度到10 cm时，下表面接触水面，下降20 cm时圆柱体刚好浸没水中，此时圆柱体下表面距水面距离是10 cm，则下表面受到水的压强p＝ρgh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×10×10-2 m＝1 000 Pa，圆柱体完全浸入水中时，圆柱体受到的拉力为1.5 N，则圆柱体受到的浮力F浮＝G－F＝2 N－1.5 N＝0.5 N。
答案：2.0 1 000 0.5
22．解析：(1)由题意可得，金属块受到的重力G＝mg＝0.4 kg×10 N/kg＝4 N。
(2)由题图乙可知，当h＝2 cm时，金属块排开水的体积V排＝20 cm3＝20×10-6m3，根据阿基米德原理可知，此时金属块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3＝0.2 N
弹簧测力计的拉力F拉＝G－F浮＝4 N－0.2 N＝3.8 N
即弹簧测力计的示数为3.8 N。
(3)由题图乙可知，当h＝5 cm时，金属块刚好浸没，即金属块的高度为5 cm，此时金属块底部受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-2 m＝500 Pa。
(4)金属块的底面积S金＝＝＝10 cm2
容器的底面积S＝5S金＝5×10 cm2＝50 cm2
增加的压力等于水对金属块的浮力，则ΔF＝F′浮＝ρ水gV′排＝×10 N/kg×50×10-6 m3＝0.5 N
水对容器底部增加的压强Δp＝＝＝100 Pa。
答案：(1)4 N (2)3.8 N (3)500 Pa (4)100 Pa
23．解析：(1)水箱内无水时，圆柱体对水箱底部的压力F＝G＝12 N
则圆柱体对水箱底部的压强p＝＝＝1 200 Pa。
(2)根据物体的浮沉条件可知，当圆柱体刚好浮起时受到的浮力F浮＝G＝12 N
由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，圆柱体浸入水中的体积V浸＝V排＝＝＝1.2×10-3 m3。
(3)停止注水时，圆柱体受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力以及传感器底端P对圆柱体有20 N的竖直向下的压力，根据力的平衡条件可知，此时圆柱体受到的浮力F′浮＝G＋FP＝12 N＋20 N＝32 N。
答案：(1)1 200 Pa (2)1.2×10-3m3 (3)32 N
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