第十三章 浮力
第1课时 浮力 阿基米德原理
基础练
1.[2025郑州一模]李老师做了一个探究浮力产生原因的实验:如图,将一个饮料瓶去掉瓶盖,剪去底部,然后倒放,把一个乒乓球放入瓶内,卡在瓶口,从上面不断往瓶里倒水,乒乓球_ _ _ _ 上浮,用手在下面堵住瓶口后,乒乓球_ _ _ _ 上浮(前两空均选填“会”或“不会”)。有一桥墩浸在水面下部分的体积为,则桥墩所受浮力为_ _ _ _ 。
2.[2024安阳模拟]在弹簧测力计下悬挂一实心物块,如图甲所示,物块匀速竖直向下运动过程中,弹簧测力计的示数与物块浸入水中的深度的关系如图乙所示。则物块受到的重力为_ _ _ _ ,物块完全浸入水中时受到的浮力为_ _ _ _ ,物块的密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。(水的密度为,取)
甲 乙
3.[2024驻马店一模]如图所示,氦气球和空气球的体积相同。将它们同时由静止释放,氦气球上浮,受到的浮力为;空气球下沉,受到的浮力为。下列说法正确的是 ( )
A. B. C. D.无法判断
4.[2025福建]在图中,画出悬浮在水中的潜水艇模型受到的重力和浮力的示意图。
5.[2025郑州模拟]日常生活中,木头在水中是漂浮的,而铁块会下沉,小明猜想浮力的大小与浸在液体中物体的密度有关。为此他进行了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。
图1
图2
(1) 观察图1中A、B、C三幅图可得出:物体受到的浮力大小与_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 有关;
(2) 观察图1中_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 三幅图可得出:物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
(3) 若要验证猜想“浮力的大小是否与浸在液体中的物体的密度有关”,应选取_ _ _ _ 相同、密度不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较,如图2进行实验之后,小明意识到浮力的大小与浸在液体中的物体的密度_ _ _ _ (选填“有关”或“无关”),证据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 在进一步学习了阿基米德原理之后,利用图中的测量数据,还可以计算出其他一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中能计算出的是_ _ _ _ 。
A.物体的体积 B.物体的密度
C.酒精的体积 D.酒精的密度
6.[2025河南模拟]全球气候变暖、冰川融化加剧,是造成海平面上涨的原因之一。如图所示是一块质量为的冰川漂浮在海面上的情景。,,取求:
(1) 冰川的体积。
(2) 海面下处海水所产生的压强。
(3) 冰川所受的浮力。
提升练
7.[2025郑州二模]如图,小明在探究漂浮的物体所受浮力大小与排开液体的重力大小之间的关系时,将一个底面积为,装满水的溢水杯放在电子秤上,然后将一个质量为的不吸水木块轻轻放入水中,并用小烧杯接住全部溢出的水。则下列说法正确的是( )
A.木块受到水的浮力大于
B.小烧杯中溢出水的重力为
C.电子秤的示数增大的值为
D.溢水杯底部受到的压强增大
8.[2024洛阳一模]如图所示是实验小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验过程。
A B C D
(1) 为了方便操作和减小误差,最合理的实验步骤顺序是_ _ _ _ _ _ _ _ (用字母表示)。
(2) 石块的重力大小为_ _ _ _ ,浸没到盛满水的溢水杯中的石块受到的浮力大小为_ _ _ _ 。如果实验时溢水杯中的水没装满,会导致_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。要想得出普遍规律,接下来应该怎么做?
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 善于探索的小组长还通过此测量数据计算出了石块的密度,大约为_ _ _ _ 。(取,计算结果保留1位小数)
(5) 另一实验小组在步骤D的操作中,只将石块的一部分浸入水中,其他步骤操作都正确,则_ _ _ _ (选填“能”或“不能”)得到与(3)中相同的结论。
第2课时 物体的浮沉条件及应用
基础练
1.[2024贵州]泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而_ _ _ _ ;茶叶充分吸水后由于其密度_ _ _ _ 水的密度而下沉。
2.[2025甘肃]小栋了解到伽利略温度计的测温原理后,想自己动手设计一个粗略测温的装置,他的设计思路如下:在密闭的玻璃容器中装上一种密度会随温度升高而减小的特殊液体,液体中有5个体积相等、密度不同且标有温度示数的小球,小球不吸收液体且热胀冷缩可以忽略不计,当有小球悬浮时,悬浮小球上标有的温度值就是当前环境的温度。如图所示,是这个测温装置的示意图,其中小球3上所标温度值为,相邻标号的小球上所标的温度值间隔为,则下列说法正确的是( )
A.时,小球2处于漂浮状态
B.小球2在时所受的浮力小于时所受的浮力
C.若有3个小球漂浮,2个小球沉底,则环境温度在至之间
D.若要增大该装置能测得的最高温度,可增加一个与小球5体积相等但质量更大的小球
3.[2025郑州一模]盐水选种是我国劳动人民发明的一种巧妙选种的方法:将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种会沉入容器底,次种漂浮于液面上,因此盐水浓度的把握是关键。下列说法正确的是( )
A.若盐水浓度过大,会有少量次种沉底
B.若盐水浓度过大,所有种子都将沉底
C.若盐水浓度过小,很多次种也将沉底
D.若盐水浓度过小,所有次种都漂浮于液面
4.[2025郑州二模]当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层。在如图所示的情形中,若有潜艇潜航至此水域时,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。我军潜艇曾创造过遭遇“掉深”自救成功的奇迹。下列相关说法正确的是( )
A.潜艇在高密度水层悬浮时,所受浮力大于其重力
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C.潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速排出水箱中的水
D.潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,其所受浮力变大
5.[2024信阳模拟]一些伞状水母体内有一种特别的腺,可以产生一氧化碳改变自身体积(忽略一氧化碳的质量),从而使水母能在水中上浮与下沉。下列说法正确的是【双选】( )
A.水母实现浮沉自由的原理与潜水艇一致
B.水母漂浮时比沉在水底时排开水的重力大
C.水母在下沉过程中受到水的压强不变
D.水母悬浮时,若体积变大,会上浮
6.[2024新疆]人体密度跟水的密度差不多。质量为的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,则游泳圈浸在水中的体积约为取( )
A. B. C. D.
提升练
7.[2025河南模拟]如图甲所示是一款形水上机器人,它被誉为“会跑的救生圈”,通过操控手柄可远距离、快速、精准送达,实现对落水人员的快速救援。已知这款机器人的质量为,体积为。如图乙所示,若一个被救援的人正怀抱这款机器人一起漂浮在水面上,人的质量为,人有的体积露出水面。则下列说法正确的是( )
A.图甲,漂浮在水面的机器人受到的浮力大于其重力
B.图甲,漂浮在水面的机器人排开水的体积为
C.图乙,被救援的人和机器人受到的总浮力为
D.图乙,被救援的人和机器人排开水的总体积为
8.[2024开封一模]如图所示,将苹果和梨放入水中后,苹果漂浮,梨沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力分别为、和,梨的质量、体积及受到的浮力分别为、和。以下判断正确的是【双选】( )
A.若,则可能小于 B.若,则一定大于
C.若,则一定小于 D.若,则可能大于
9.[2024重庆B]如图所示,是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉,第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为;第二种是利用推进器提供竖直向上的推力,可以在之间调节;第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块,每个浮块质量均为,体积均为。已知该机器人水舱未充水时的质量为,未装浮块时,机器人的总体积为(体积不变,含机械臂)。取,
(1) 求深处水的压强;
(2) 求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时,的大小;
(3) 深处水底有一物体(未与水底紧密接触),其密度均匀且为,体积为,需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来,为确保打捞顺利进行,机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案,在调到的情况下,还需如何利用另外两种方式实现上浮,请通过计算给出一种合理方案。
专项突破2 密度、压强与浮力综合分析
基础练
1.[2024周口模拟]水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。甲、乙两容器中物体所受的浮力_ _ _ _ ;两容器内液体的密度_ _ _ _ ;甲、乙两容器底部对桌面的压强_ _ _ _ 。(均选填“ ”“ ”或“”)
2.[2025河南模拟]用两块质量相等的橡皮泥捏成两只小船,分别装有6个和4个相同的玻璃球,然后轻轻放入盛有盐水和水的两个相同的烧杯内,使其漂浮在液面上,如图所示,此时两杯中液体的深度相同。下列分析正确的是【双选】( )
A.甲杯中的小船所受的浮力较大
B.两杯底受到的液体压强相等
C.乙杯中小船排开液体的质量较大
D.甲杯中的小船底部所受液体的压力较大
3.[2025焦作二模]水平桌面上有一柱形平底薄壁容器,容器底部直立一质量为,底面积为的实心圆柱体,如图所示。向容器中注入适量密度为 的液体后(液体未溢出),圆柱体漂浮,此时圆柱体下表面距容器底的高度为,圆柱体露出液面的高度也为,为已知量。则【双选】( )
A.圆柱体受到的浮力为
B.圆柱体下表面受到液体的压力为
C.液体对容器底部的压强为
D.用力将圆柱体竖直向下移动,圆柱体刚好能浸没
4.[2024四川达州]如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数与物体上升的高度之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,取,下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A.A浸没在水中所受浮力为 B.A的底面积为
C.B的重力为 D.B的密度为
5.[2024信阳三模]准备三个相同的容器,将三块完全相同的橡皮泥分别做成如图所示的三种形状,分别放在深度相同的水和盐水中(放入后液面变化未在图中画出)。下列说法正确的是【双选】( )
A.甲容器中橡皮泥所受浮力小于乙容器中橡皮泥所受浮力
B.甲容器底受到水的压强大于乙容器底受到水的压强
C.乙容器中的橡皮泥受到的浮力等于丙容器中橡皮泥受到的浮力
D.乙容器中橡皮泥排开水的体积小于丙容器中橡皮泥排开盐水的体积
6.[2023新乡一模]小华清洗水果时,把苹果和李子浸入水中,静止后观察到的现象如图所示,苹果处于漂浮状态,李子处于悬浮状态。下列判断正确的是( )
A.两水果受到的浮力一定相等
B.两水果的密度不等,苹果的密度大
C.李子底部受到水的压强比苹果底部受到水的压强大
D.两水果的重力不等,李子的重力大
7.[2024四川凉山]如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中,小球的质量为,体积为,下列描述正确的是( )
A.小球的密度为
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体),小球浸入液体的体积不变
提升练
8.[2025开封二模]图甲是我国古代的滴水计时工具——漏刻,图乙为箭壶的主要结构示意图。漏壶中的水慢慢滴入箭壶,木块与箭杆组成的箭舟(未与箭壶底部接触)缓慢上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。当箭壶中液面升高时,下列说法不正确的是【双选】( )
甲 乙
A.箭舟受到的浮力变大 B.箭舟排开水的重力不变
C.箭舟排开水的体积变大 D.水对箭壶底部压强变大
9.[2025许昌二模]在自制简易密度计的活动中,小明在一支平底试管内装入适量铁砂,先后放入分别装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,静止后两烧杯内液体深度相同,如图所示。下列说法正确的是【双选】( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大
B.试管在乙液体里排开的液体质量较小
C.乙液体的密度比甲液体的密度大
D.甲液体对烧杯底部的压强比乙液体对烧杯底部的压强小
10.[2024福建]质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙。水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
甲 乙 丙
A.甲图中,水对杯底的压力为
B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为
【参考答案】
第十三章 浮力
第1课时 浮力 阿基米德原理
基础练
1.不会; 会; 0
2.18; 8;
3.B
4.如图所示
5.(1) 排开液体的体积
(2) A、C、D
(3) 体积; 无关; 两物体密度不同,但所受浮力相同
(4) ABD
6.(1)
(2)
(3)
提升练
7.B
[解析]因为不吸水木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小等于木块所受重力的大小,故错误;根据阿基米德原理有,木块所受浮力大小等于木块重力,故小烧杯中溢出水的重力为,故正确;小烧杯接住了全部溢出的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,溢出水的质量与木块质量相等,故电子秤的示数保持不变,故错误;放入木块前后,溢水杯底部受到的压力不变,故根据可知,溢水杯底部受到的压强不变,故错误。
8.(1)
(2) 3.8; 1.4; 所测排开水的重力偏小,则测得的浮力大于排开水的重力
(3) 物体排开的水所受的重力; 其他器材不变,换用不同的液体重新做实验
(4) 2.7
(5) 能
第2课时 物体的浮沉条件及应用
基础练
1.上浮; 大于
2.C
[解析]根据题意,液体密度随温度升高而减小。小球3上所标温度值为,相邻标号的小球上标的温度值间隔为,则小球2上所标温度值为,所以当时,小球2处于悬浮状态,此时小球2受到的浮力与重力相等,小球2在时处于漂浮状态,所受浮力也等于重力,则小球2在时所受的浮力等于时所受的浮力,、错误。若有3个小球漂浮,2个小球沉底,说明此时液体密度介于标号为3和4的小球密度之间,则环境温度在至之间,正确。增加一个与小球1体积相等但质量更小的小球,其密度更小,当温度升高到一定程度,其他小球都沉底时,这个小球可能悬浮,能增大该装置能测得的最高温度,错误。
3.C
4.C
5.BD
6.A
提升练
7.D
8.BC
[解析]苹果漂浮,说明苹果受到的浮力等于苹果的重力,梨沉底,梨受到的浮力小于梨的重力,如果苹果的质量大于梨的质量,则苹果的重力大于梨的重力,所以苹果受到的浮力大于梨受到的浮力,故错误;如果苹果的质量与梨的质量相等,则苹果的重力等于梨的重力,所以苹果受到的浮力大于梨受到的浮力,故正确;如果苹果的体积等于梨的体积,由于苹果漂浮,梨沉底,苹果浸入水中的体积小于梨浸入水中的体积,根据可知,苹果所受的浮力小于梨所受的浮力,故正确;如果苹果的体积小于梨的体积,由于苹果漂浮,梨沉底,所以苹果浸入水中的体积小于梨浸入水中的体积,根据可知,苹果所受浮力小于梨所受浮力,故错误。故选、。
9.(1)
[解析]处水的压强
;
(2)
[解析]机器人水舱未充水时重力
,
水舱充满水,舱内水的重力
,
机器人浸没在水中所受浮力,机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时,,
;
(3) 将水舱里水全部排出并安装一个浮块(合理即可)
[解析]物体重力,
物体受到的浮力,能把物体打捞上来,机器人的最小拉力,
为确保打捞顺利进行,机器人下水前水舱内先充满水,打捞时将水全部排出,推进器提供的最大推力,另外安装个浮块,
一个浮块的重力,
一个浮块受到的浮力,
机器人给物体提供的最小拉力为,
,
,
解得,应为整数,取1,因此将水舱里水全部排出并安装一个浮块即可让机器人抓住物体上浮(合理即可)。
专项突破2 密度、压强与浮力综合分析
基础练
1.; ;
2.AD 3.AC 4.D 5.AC 6.C 7.B
提升练
8.AC
9.CD
[解析]由于同一支装入适量铁砂的平底试管在两液体中都漂浮,则试管受到的浮力,故错误;根据阿基米德原理可知,所以,试管在甲、乙液体中排开的液体质量相等,故错误;由题图可知排开的液体体积,且,则根据可知:,故正确;静止后两烧杯内液体深度相同,则,根据可得:,故正确。
10.C
第页