第十三章 浮力
原卷
■考点一 浮力
1、浸在液体中的物体受到____的力,这个力叫做____。浮力的方向总是竖直____。浮力的施力物体是____。浮力的产生原因是因为物体浸没在液体中时,上、下两个表面在液体中的深度不同,从而上、下两个表面受到液体的____就不同,受到的____也不同,且下表面受到液体的压力____上表面受到的压力,这两个压力之差就是____。
2、物体在液体的中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的____有关、跟液体____有关。物体浸在液体中有____越大、液体的____越大,浮力就越大。
■考点二 阿基米德原理
3、浸在液体中的物体受到____的浮力,浮力的大小等于它排开的____所受的重力,这就是著名的______原理。用公式表示就是:F浮=G排=m排g=____。阿基米德原理既适用于液体,也适用于____。21·cn·jy·com
■考点三 物体的浮沉条件及应用
4、物体的浮沉条件是:浮力____重力时,物体上浮,静止时将漂浮在液面上;浮力____重力时,物体受力平衡,物体可以____在液体内(即物体就可以停留在液体中的任何深度);浮力____重力时,物体下沉,静止时沉入液体底部。
5、浸没在液体中的物体,如果它的密度____液体的密度,物体上浮;如果它的密度____液体的密度,物体可以悬浮有液体内;如果它的密度____液体的密度,物体下沉。盐水选种就是根据这个原理,让密度大的饱满种子____,不饱满的种子___。
6、漂浮在液面上的物体,受到的____和____是一对平衡力,所以浮力的大小等于重力的大小。密度计就是利用____条件来工作的,密度计要不同的液体中所受的浮力是____的。
7、轮船用钢铁做成____的,从而增大排水量,不仅使轮船能____在水面上,还能承载很多货物,轮船在不同的液体(河水或海水)中受到的浮力是____的;和潜水艇是通过改变水舱内水的多少(改变潜水艇所受重力的大小)来实现____和____的;气球和飞艇的气囊里充的是密度____空气的气体,它是靠改变所受到的____的大小,来实现上浮和下沉的。
■易错提示
1、影响浮力大小的因素是物体排开液体的体积和液体的密度,而跟物体在液体中的深度无关。
2、物体浮沉条件的应用。
3、同一物体漂浮在不同液体中,所受到的浮力相同。
■考点1:浮力
◇典例1:(2016海南)如图所示.将重为G的铝块挂在弹簧测力计上,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F.则铝块所受的浮力大小为:()
A.G B.F C.G+F D.G-F
【考查角度】浮力大小的计算.
【解析】已知物体重力和物体浸没在水里时弹簧测力计的示数,二者之差就等于物体所受的浮力(称重法测浮力).物体浸没在水里时,物体受到的浮力加上拉力(弹簧测力计的示数)等于物体重力,即:F浮+F=G,所以,铝块所受的浮力大小为F浮=G=F.故选D.
【答案】D
◆变式训练
1.1(2017吉林5)下列设备和器材中,利用浮力的是:()
A.抽水机 B.气压计 C.潜水艇 D.铅垂线
1.2(2016漳州)一物体在弹簧测力计下,示数为8N,当它浸入水中时,示数为3N,此时物体所受的浮力为:()2-1-c-n-j-y
A.3N B.5N C.8N D.11N
■考点2:阿基米德原理
◇典例1:(2017黄石9)在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示.为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是:()
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙
D.丁、甲、乙、丙
【考查角度】探究浮力大小的实验.
【解析】为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;丙、测出桶和排开水所受的总重力.故选D.【来源:21cnj*y.co*m】
【答案】D
◆变式训练
2.1(2016株洲)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示.往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是:()
2.2 (2016张家界)两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉.比较松手时两者所受的浮力:()
A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大
C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较
■考点3:物体的浮沉条件及其应用
◇典例1:(2017成都6)将一小石块浸没在水中,放手后小石块沉入水底,在小石块下沉过程中,下列分析正确的是:()
A.浮力变大 B.浮力变小
C.浮力大于重力 D.浮力小于重力
【考查角度】物体的浮沉条件及其应用.
【解析】石块浸没在水中下沉时,其排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,石块受到的浮力大小不变;故AB错误;由于石块下沉,根据物体的浮沉条件可知:浮力小于重力,故C错误,D正确.故选D.
【答案】D
◇典例2:(2017郴州18)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中.物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为P甲、P乙,物体A、B所受浮力分別为FA、FB.则:()2·1·c·n·j·y
A.P甲<P乙,FA=FB
B.P甲<P乙,FA>FB
C.P甲>P乙,FA=FB
D.P甲>P乙,FA<FB
【考查角度】物体的浮沉条件及其应用.
【解析】(1)由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,由物体的漂浮、悬浮条件可知:FA=G,FB=G,所以FA=FB.(2)甲液体中的A漂浮,ρ甲液>ρA,乙液体中的B悬浮,ρ乙液=ρB,两种液体的密度:ρ甲液>ρ乙液;又因为两容器液面等高,所以由p=ρgh可知,两种液体对容器底压强:p甲>p乙.故C正确.故选C.
【答案】C
◆变式训练
3.1(2017山西9)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉.对此现象,下列说法正确的是:()
A.西瓜的密度比李子的密度大
B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变
D.李子浸没后,下沉过程所受浮力大小不变
3.2(2017常州11)“漂浮的花盆”获红点设计大奖:用底部密封的花盆养绿植,花盆外侧面作记号线①、②、③,如图所示,当花盆放置于水中漂浮时,盆内土壤不同干湿状态,会导致不同的记号线与水面重叠.下列对应关系中正确的是:()21·世纪*教育网
A.①偏干,②正常,③偏湿 B.①偏干,②偏湿,③正常
C.①偏湿,②偏干,③正常 D.①偏湿,②正常,③偏干
1、关于物体在水中受到的浮力,下列说法中正确的是:()
A.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
B.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
C.物体浸没水中越深受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越大
2、如图所示,重为的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为.木块所受浮力的大小和方向是:()
A.,竖直向上 B.,竖直向下
C.,竖直向上 D.,竖直向上
3、下列关于浮力的说法,正确的是:()
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
B.乒乓球和玻璃球均浸在水中,则乒乓球受到浮力,玻璃球不受浮力
C.物体浸在液体中,由于受到浮力,物体的重力要变小
D.铁球浸没在水中缓慢下沉时,弹簧测力计示数不变,说明铁球所受浮力不变
4、将一块实心均匀物体放入盛水的烧杯中,物体静止时如图所示.若将该物体分成大小不同的两款,仍然放在盛水的烧杯中,则:()21世纪教育网版权所有
A.大块沉入杯底,小块漂在水面上
B.大块、小块都沉入杯底
C.大块、小块都漂在水面上
D.大块、小块都悬浮在水中
5、一个边长为a的立方体铁块从如图所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是:()21cnjy.com
6、将重为4 N、体积为6×10-4m3的物体放入一装有适量水的溢水杯中,溢出水300 g,若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断正确的是:()www-2-1-cnjy-com
A.物体上浮,F浮=6N B.物体悬浮,F浮=4N
C.物体漂浮,F浮=4N D.物体沉在水底,F浮=3N
7、将一个乒乓球和一个实心球同时没入水中,放手后发现:乒乓球浮出水面,而实心球沉入水底,如图所示.比较乒乓球和实心球没入水中时受到的浮力大小:()
A.乒乓球受到的浮力大
C.实心球受到的浮力大
B.它们受到的浮力一样大
D.不能确定
8、关于浮力、浮沉条件.下列说法中正确的是:()
A.轮船从海里行驶到河里所受浮力减小
B.浸没在液体中的物体所受浮力的大小随深度的增加而增大
C.阿基米德原理只适用于浸在液体中的物体,不适用于气体中的物体
D.医学上将人的血液滴入硫酸铜溶液中,如果血液恰好悬浮.则说明两者密度相同
9、重3牛的小球轻放入盛有水的烧杯中,溢出2牛的水,小球所受浮力:()
A.一定为1牛 B.一定为2牛 C.可能为3牛 D.可能为5牛
10、如图所示,某跳水运动员完全入水后,身体由蜷曲变为打开蹬地.在这过程中,他所受的浮力和水对脚底压强的变化情况是:()21教育网
A.浮力减小,压强增大 B.浮力增大,压强减小
C.浮力不变,压强增大 D.浮力不变,压强减小
11、用弹簧测力计竖直挂一铁球,当铁球露出水面体积时,弹簧测力计示数为4N;当铁球浸入水中体积时,弹簧测力计示数为1N,取下该铁球放入水中,铁球静止时受到的浮力是:()www.21-cn-jy.com
A.18N B.14N C.8N D.10N
12、小华在游泳池游泳,当他从浅水区走向深水区,若水底布满小石头,则下述体验与分析合理的是:()
A.脚底疼痛感觉减弱,因为人越来越轻
B.脚底疼痛感觉减弱,因为水对人的浮力越来越大
C.脚底疼痛感觉加重,因为人越来越重
D.脚底疼痛感觉加重,因为水对人的浮力越来越小
13、“死海不死”的故事说的是…“将奴隶和俘虏扔进海里,可他们都漂浮在海面上…”.以下是几位同学对该现象的解释,其中正确的是:()21*cnjy*com
A.奴隶和俘虏是被水平扔进海里的
B.海水的密度等于人体的密度,人在海里自然漂浮
C.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力总大于其重力
D.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于其重力
14、如图,同一支密度计,放入a、b液体中,浮力Fa___Fb,液体的密度ρa ___ρb(选填“>”“ <”或“=”)
15、如图所示的是甲、乙、丙三种材料做成的体积相同的实心物体放入水中静止的状态.(其中甲知识沉底并没有与容器底紧密接触),甲、乙、丙所受浮力_______(填“>”“<”或“=”);甲、乙、丙三物体的密度______(填“>”“<”或“=”).
16、体积相等的甲乙两实心物体,其密度分别是0.8×103千克/米3和1.2×103千克/米3,同时投入水中,静止后所受浮力之比为____;如果甲、乙两物体的质量相等,则在水中静止后所受浮力之比为____.
17、小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在 液体中的物体所受的浮力进行了探究.探究过程及有关数据如图所示.
(1)分析图中的A、D,说明浸在液体中的物体受到____(填方向)的浮力;D图中金属块浸没在水中所受的浮力是____.
(2)观察____四个图(填图的序号)可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而____(选“增大”或“减小”).
(3)分析A、D、E三个图,说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与____有关.
18、如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强.
19、将一边长是0.1m的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg的水.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
(1)求正方体受到的浮力;
(2)求正方体排开水的体积;
(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据;
(4)求正方体的密度.
1、(2015福州)2015年3月19日,我国首次用水下机器人在南海3000 m深的海底插上国旗。若不计海水密度的变化及水的阻力,机器人在下潜过程中:()
A.受到的重力逐渐减小 B.受到海水的浮力逐渐减小
C.受到的浮力大于重力 D.受到海水的压强逐渐增大
2、(2015宁夏)如图所示,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,下列说法正确的是:()
A.气泡受到水的压强变小、浮力变小
B.气泡受到水的压强变小、浮力变大
C.气泡受到水的压强变大、浮力变小
D.气泡受到水的压强变大、浮力变大
3、(2015重庆A)如图6甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图6乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是:()
A.先下沉然后上浮 B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉 D.浮力变大,一直上浮
4、(2016泉州)一艘轮船从长江驶入东海,船受到的浮力:()
A.变大 B.变小
C.不变 D.条件不足,无法判断
5、(2016桂林)如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,下列说法正确的是:()
A.甲球受到的浮力大
B.乙球受到的浮力大
C.甲球浸在水中的体积大
D.两球浸在水中的体积一样大
6、(2016福州)将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是:()21*cnjy*com
7、(2016岳阳)关于物体受到的浮力,下列说法正确的是:()
A.浮在水面上的物体比沉入水底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大受到的浮力越小
C.物体没入水中越深受到的浮力越大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
8、(2016泰安)同一个小球,先后放入四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图所示.四个容器中的液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最大的是:()
9、(2017百色11)如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是:()
A. 小球在甲杯中受到浮力作用,在乙杯中不受浮力作用
B. 小球在甲杯中受到的浮力为0.5N,在乙杯中受到的浮力小于0.4N
C. 小球的质量为50g
D. 甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度
10、(2017崇左9)如图所示,是我国自行制造的第一艘航空母舰静止在海面上,下列分析正确的是:()21教育名师原创作品
A.航空母舰所受的浮力大于它所受的重力
B.航空母舰排开的海水越多受到的浮力越大
C.航空母舰受到的浮力大小跟它本身的密度有关
D.航空母舰的排水量约为7×104t,表示它空载时排开水的质量约为7×104t
11、(2017贺州11)把鸡蛋浸入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底(如图甲所示),再往杯中加盐使鸡蛋悬浮(如图乙所示),下列说法正确的是:()
A.液体的密度:ρ甲=ρ乙
B.鸡蛋排开液体的质量:m甲<m乙
C.鸡蛋受到的浮力:F甲=F乙
D.液体对杯底的压强:P甲=P乙
12、(2017南京11)如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底.若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,现有以下判断:()
(1)若m1>m2,则F1一定小于F2
(2)若m1=m2,则F1一定大于F2
(3)若V1=V2,则F1一定小于F2
(4)若V1>V2,则F1一定大于F2.
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
13、(2017沈阳11)建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,核潜艇是海军的战略重器,如图是我国094型战略导弹核潜艇,关于它在海中状态的有关分析正确的是:()
A.上浮过程中所受浮力逐渐增大
B.悬浮时所受浮力等于重力
C.悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.漂浮时比悬浮时排开海水质量小
14、(2015汕尾)用手将一重为5N的物体全部压入水中,物体排开的水重8N,此时物体受到的浮力为___N?,放手后物体将____(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为___N?。【出处:21教育名师】
15、(2017兰州21)如图所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,则两物体的体积VA:VB=____,物体B的密度是______kg/m3
16、(2017襄阳17)如图,当溢水杯盛满某种液体时,把实心物块缓慢放入杯中,物块漂浮,静止后溢出液体的质量为m1;当溢水杯盛满密度为ρ的液体时,把同一物块缓慢放入杯中,物块沉底,静止后溢出液体的质量为m2.则物块的密度为______.【版权所有:21教育】
17、(2017安顺14)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据图所示实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行研究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果.2·1·c·n·j·y
(1)探究的因素是:________________________.选用的图是:____________(填图中的序号).
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铁片,烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力____第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);【版权所有:21教育】
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片____的改变,忽视了________对浮力大小的影响.
18、在进行“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”的实验中,小明和小红分别用不同的器材和方案进行研究.
(1)小明用金属块按照图甲所示方案中的实验步骤依次进行试验,结合图中数据,通过分析和计算得出F浮___G排(填“>”、“=”或“<”)的结论,造成这种结果的原因可能是___(填字母).
A.步骤a中,向溢水杯中注水过少,水面没有达到溢水杯口就进行步骤b的操作
B.步骤a中,在向溢水杯中注满水时,当杯口仍有水在滴出时就将小桶放在杯口下,然后进行步骤b的操作
C.步骤b中,金属块浸没后,溢水杯口仍有水在滴出时就进行步骤c的操作
D.步骤a中,溢水杯中注满盐水并按照图示步骤进行正确的操作
(2)小红用蜡块按照如图乙所示的方案进行实验,请将下述实验过程补充完整.
实验操作:
①将天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端的零刻线处,调节________________,直至天平在水平位置平衡;
②在天平左盘放置装满水的溢水杯,向右盘中加减砝码并调节游码,直至天平平衡;
③将蜡块轻轻放入溢水杯中,天平左端下滑,同时蜡块排开的水从溢水杯口流进量筒中,观察天平的状态.
分析论证:
①上述实验中,将蜡块放入溢水杯中,在排开的水全部流出后,如果天平出现________现象,则可以说明G蜡=G排.
②因为蜡块在水中漂浮,所以F浮___G蜡(填“>”、“=”或“<”).
③由此可以得出结论.
19、(2017杭州12)小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力杆,他将一段密度为0.5×103千克/米3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示,这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2,其上面可以作为秤盘(g=10牛/千克),问:
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里?
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少?
20、(2017威海26)某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10﹣3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示,【来源:21·世纪·教育·网】
(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)
(1)细线受到的拉力是多大?
(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?
第十三章 浮力
解析卷
■考点一 浮力
1、浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力。浮力的方向总是竖直向上。浮力的施力物体是液体。浮力的产生原因是因为物体浸没在液体中时,上、下两个表面在液体中的深度不同,从而上、下两个表面受到液体的压强就不同,受到的压力也不同,且下表面受到液体的压力大于上表面受到的压力,这两个压力之差就是浮力。
2、物体在液体的中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体密度有关。物体浸在液体中有体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。【来源:21cnj*y.co*m】
■考点二 阿基米德原理
3、浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,这就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是:F浮=G排=m排g=ρV排g。阿基米德原理既适用于液体,也适用于气体。
■考点三 物体的浮沉条件及应用
4、物体的浮沉条件是:浮力大于重力时,物体上浮,静止时将漂浮在液面上;浮力等于重力时,物体受力平衡,物体可以悬浮在液体内(即物体就可以停留在液体中的任何深度);浮力小于重力时,物体下沉,静止时沉入液体底部。
5、浸没在液体中的物体,如果它的密度小于液体的密度,物体上浮;如果它的密度等于液体的密度,物体可以悬浮有液体内;如果它的密度大于液体的密度,物体下沉。盐水选种就是根据这个原理,让密度大的饱满种子下沉,不饱满的种子漂浮。
6、漂浮在液面上的物体,受到的重力和浮力是一对平衡力,所以浮力的大小等于重力的大小。密度计就是利用漂浮条件来工作的,密度计要不同的液体中所受的浮力是不变的。
7、轮船用钢铁做成空心的,从而增大排水量,不仅使轮船能漂浮在水面上,还能承载很多货物,轮船在不同的液体(河水或海水)中受到的浮力是相等的;和潜水艇是通过改变水舱内水的多少(改变潜水艇所受重力的大小)来实现上浮和下沉的;气球和飞艇的气囊里充的是密度小于空气的气体,它是靠改变所受到的浮力的大小,来实现上浮和下沉的。
■易错提示
1、影响浮力大小的因素是物体排开液体的体积和液体的密度,而跟物体在液体中的深度无关。
2、物体浮沉条件的应用。
3、同一物体漂浮在不同液体中,所受到的浮力相同。
■考点1:浮力
◇典例1:(2016海南)如图所示.将重为G的铝块挂在弹簧测力计上,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F.则铝块所受的浮力大小为:()
A.G B.F C.G+F D.G-F
【考查角度】浮力大小的计算.
【解析】已知物体重力和物体浸没在水里时弹簧测力计的示数,二者之差就等于物体所受的浮力(称重法测浮力).物体浸没在水里时,物体受到的浮力加上拉力(弹簧测力计的示数)等于物体重力,即:F浮+F=G,所以,铝块所受的浮力大小为F浮=G=F.故选D.
【答案】D
◆变式训练
1.1(2017吉林5)下列设备和器材中,利用浮力的是:()
A.抽水机 B.气压计 C.潜水艇 D.铅垂线
【解析】A、抽水机是利用大气压工作的,与浮力无关,故A不符合题意;B、气压计是测量大气压的仪器,与浮力无关,故B不符合题意;C、潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉,利用了浮力,故C符合题意;D、铅垂线是利用重力方向始终竖直向下的重力制成的,故D不符合题意.故选C.21·世纪*教育网
【答案】C
1.2(2016漳州)一物体在弹簧测力计下,示数为8N,当它浸入水中时,示数为3N,此时物体所受的浮力为:()
A.3N B.5N C.8N D.11N
【解析】由题知,物体浸在水中所受浮力为F浮=G-F示=8N-3N=5N,故答案为B。
【答案】B
■考点2:阿基米德原理
◇典例1:(2017黄石9)在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示.为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是:()
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙
D.丁、甲、乙、丙
【考查角度】探究浮力大小的实验.
【解析】为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;丙、测出桶和排开水所受的总重力.故选D.
【答案】D
◆变式训练
2.1(2016株洲)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示.往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是:()
【解析】因为鸡蛋悬浮在盐水中时,根据悬浮条件可知:浮力等于鸡蛋的重力;往盐水中继续均匀缓慢加盐,盐水密度增大,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐增大;浮出水面后鸡蛋漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不在变化;鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力变大,后来不变;由此分析可知:选项A正确,BCD错.故选A.
【答案】A
2.2 (2016张家界)两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉.比较松手时两者所受的浮力:()
A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大
C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较
【解析】由于小木块的体积小于大石块的体积,所以浸没在水中时,大石块排开液体的体积大于小木块排开液体的体积,根据阿基米德原理公式F浮=ρgv排可知,大石块所受的浮力大于小木块所受的浮力,虽然小木块上浮,大石块下沉.但松手时小木块和大石块仍然浸没在水中时,所以大石块所受的浮力仍然大于小木块所受的浮力,A、C、D不符合题意,只有B符合题意.故选B.
【答案】B
■考点3:物体的浮沉条件及其应用
◇典例1:(2017成都6)将一小石块浸没在水中,放手后小石块沉入水底,在小石块下沉过程中,下列分析正确的是:()
A.浮力变大 B.浮力变小
C.浮力大于重力 D.浮力小于重力
【考查角度】物体的浮沉条件及其应用.
【解析】石块浸没在水中下沉时,其排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,石块受到的浮力大小不变;故AB错误;由于石块下沉,根据物体的浮沉条件可知:浮力小于重力,故C错误,D正确.故选D.
【答案】D
◇典例2:(2017郴州18)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中.物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为P甲、P乙,物体A、B所受浮力分別为FA、FB.则:()
A.P甲<P乙,FA=FB
B.P甲<P乙,FA>FB
C.P甲>P乙,FA=FB
D.P甲>P乙,FA<FB
【考查角度】物体的浮沉条件及其应用.
【解析】(1)由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,由物体的漂浮、悬浮条件可知:FA=G,FB=G,所以FA=FB.(2)甲液体中的A漂浮,ρ甲液>ρA,乙液体中的B悬浮,ρ乙液=ρB,两种液体的密度:ρ甲液>ρ乙液;又因为两容器液面等高,所以由p=ρgh可知,两种液体对容器底压强:p甲>p乙.故C正确.故选C.
【答案】C
◆变式训练
3.1(2017山西9)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉.对此现象,下列说法正确的是:()
A.西瓜的密度比李子的密度大
B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变
D.李子浸没后,下沉过程所受浮力大小不变
【解析】A、西瓜漂浮在水面上,ρ瓜<ρ水;李子在水中下沉,ρ李子>ρ水,所以,ρ李子>ρ水,故A错误;B、西瓜漂浮时所受浮力与重力是一对平衡力,大小相等.故B错误;C、李子下沉过程中,所处深度h变大,根据p=ρgh可知,所受水的压强变大.故C错误;D、李子浸没后,排开水的体积等于李子本身的体积,不再变化,根据F浮=ρgV排可知,下沉过程所受浮力大小不变.故D正确.故选D.
【答案】D
3.2(2017常州11)“漂浮的花盆”获红点设计大奖:用底部密封的花盆养绿植,花盆外侧面作记号线①、②、③,如图所示,当花盆放置于水中漂浮时,盆内土壤不同干湿状态,会导致不同的记号线与水面重叠.下列对应关系中正确的是:()
A.①偏干,②正常,③偏湿
B.①偏干,②偏湿,③正常
C.①偏湿,②偏干,③正常
D.①偏湿,②正常,③偏干
【解析】当花盆放置于水中漂浮时,由图可知,如果记号线①与水面重叠,则花盆排开水的体积最大,即所受的浮力最大,即F浮大=G大=G盆+G土+G水,如果记号线③与水面重叠,则花盆排开水的体积最小,即所受的浮力最小,即F浮=G小=G盆+G土+G'水,由于F浮大>F浮小,即G水>G'水,可得,记号线①与水面重叠时,表示盆中含水最大,记号线③与水面重叠时,表示盆中含水最少,记号线②与水面重叠时,表示盆中含水正常,故ABC不正确,D正确.故选D.
【答案】D
1、关于物体在水中受到的浮力,下列说法中正确的是:()
A.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
B.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
C.物体浸没水中越深受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越大
【解析】A选项,由于液体不变,即当密度一定时,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故A正确.B选项,沉在水底的物体排开水的体积可能大于漂浮在水面的物体排开水的体积,因此沉在水底的物体的浮力可能更大,故B错误.C、D选项,根据阿基米德原理,物体受到的浮力大小与物体没入水中的深度、物体的密度均无关,而与物体排开水的体积有关,故C、D错误.故选.21世纪教育网版权所有
【答案】A
2、如图所示,重为的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为.木块所受浮力的大小和方向是:()21·cn·jy·com
A.,竖直向上 B.,竖直向下
C.,竖直向上 D.,竖直向上
【解析】A选项,由于液体不变,即当密度一定时,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故A正确.B选项,沉在水底的物体排开水的体积可能大于漂浮在水面的物体排开水的体积,因此沉在水底的物体的浮力可能更大,故B错误.C、D选项,根据阿基米德原理,物体受到的浮力大小与物体没入水中的深度、物体的密度均无关,而与物体排开水的体积有关,故C、D错误.故选.21cnjy.com
【答案】A
3、下列关于浮力的说法,正确的是:()
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
B.乒乓球和玻璃球均浸在水中,则乒乓球受到浮力,玻璃球不受浮力
C.物体浸在液体中,由于受到浮力,物体的重力要变小
D.铁球浸没在水中缓慢下沉时,弹簧测力计示数不变,说明铁球所受浮力不变
【解析】液体和气体对浸在其中的物体有竖直向上的托力,物理学中把这个力叫做浮力,故A、B选项错误;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,与浮力无关,故C选项错误;铁球浸没在水中缓慢下沉时,由于此时铁球全部浸入,所以所受浮力不变,弹簧测力计示数不变,故D选项正确。
【答案】D
4、将一块实心均匀物体放入盛水的烧杯中,物体静止时如图所示.若将该物体分成大小不同的两款,仍然放在盛水的烧杯中,则:()
A.大块沉入杯底,小块漂在水面上
B.大块、小块都沉入杯底
C.大块、小块都漂在水面上
D.大块、小块都悬浮在水中
【解析】气泡在上升过程中,体积会逐渐变大,所处的深度变小,根据液体压强公式P=ρgh,所以气泡受到的压强在不断减小;根据浮力公式F浮=ρ液gV排,气泡排开液体的体积变大,所以气泡受到的浮力在不断变大,故B正确.故选.
【答案】B
5、一个边长为a的立方体铁块从如图所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是:()21*cnjy*com
【解析】铁块在没有完全浸没时,根据公式F浮=ρ液gV排可知,因为浸没的深度越大,排开水的体积越大,故物体所受浮力随浸没深度的增加而增大;当完全浸没后,排开水的体积不再变化,不管浸入多深,所受浮力将不再改变.故A正确.故选.
【答案】A
6、将重为4 N、体积为6×10-4m3的物体放入一装有适量水的溢水杯中,溢出水300 g,若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断正确的是:()
A.物体上浮,F浮=6N B.物体悬浮,F浮=4N
C.物体漂浮,F浮=4N D.物体沉在水底,F浮=3N
【解析】在判断物体的浮沉情况时,可以根据物体所受浮力与物重的大小关系来判断,也可以通过计算物体的平均密度与液体密度后,再比较密度的大小来判断。本题由于溢水杯原来是否装满水未知,故不能认为溢出的水受到的重力等于物体受到的浮力。当物体浸没在水中时,所受浮力最大,根据阿基米德原理得F最大=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N,即F最大>D,所以物体放入水中后,物体上浮,最终漂浮在水面上,即F浮=G=4N 。
【答案】C
7、将一个乒乓球和一个实心球同时没入水中,放手后发现:乒乓球浮出水面,而实心球沉入水底,如图所示.比较乒乓球和实心球没入水中时受到的浮力大小:()
A.乒乓球受到的浮力大
C.实心球受到的浮力大
B.它们受到的浮力一样大
D.不能确定
【解析】由图可知,实心球的体积大于乒乓球的体积,当他们没入水中时,根据阿基米德原理:F浮=ρgV排,实心球受到的浮力更大,故B正确.故选.
【答案】B
8、关于浮力、浮沉条件.下列说法中正确的是:()
A.轮船从海里行驶到河里所受浮力减小
B.浸没在液体中的物体所受浮力的大小随深度的增加而增大
C.阿基米德原理只适用于浸在液体中的物体,不适用于气体中的物体
D.医学上将人的血液滴入硫酸铜溶液中,如果血液恰好悬浮.则说明两者密度相同
【解析】A选项,无论轮船从海里还是在河里行驶,轮船都是漂浮在水面上,所以其受到的浮力一直,等于其自身的重力,故A错误.B选项,因为物体浸没在液体中,根据阿基米德公式F浮=ρ液gV排,V排固定,所以F浮不变,故浸没子安液体中的物体所受浮力的大小不会随 深度变化,故B错误.C选项,阿基米德原理同样适用于气体中的物体,故C错误.D选项,古国血液和硫酸铜的密度相同个,则血液会悬浮在硫酸铜溶液中,故D正确.故选D.
【答案】D
9、重3牛的小球轻放入盛有水的烧杯中,溢出2牛的水,小球所受浮力:()
A.一定为1牛 B.一定为2牛 C.可能为3牛 D.可能为5牛
【解析】将一个重为3N的小球,放入盛有水的烧杯中,溢出烧杯的水重为2N,有以下几种可能:①若烧杯中水是满的,溢出烧杯的水重为2N,根据阿基米德定律,浮力就是2N.②若烧杯中水是不满的,溢出烧杯的水重为2N,说明物体排开的水的重力大于2N,所以浮力大于2N.③若小球的密度等小于水的密度,则金属球会漂浮,所以浮力等于3N;④若小球的密度等于水的密度,则金属球会悬浮,所以浮力等于3N;⑤若小球的密度大于水的密度,则金属球沉底,所以,浮力小于3N.综上分析,选项C符合题意.故选C.
【答案】C
10、如图所示,某跳水运动员完全入水后,身体由蜷曲变为打开蹬地.在这过程中,他所受的浮力和水对脚底压强的变化情况是:()
A.浮力减小,压强增大 B.浮力增大,压强减小
C.浮力不变,压强增大 D.浮力不变,压强减小
【解析】当跳水运动员完全入水后,排开水的体积不变,∵F浮=ρ水V排g,V排不变,水的密度不变,∴运动员受浮力不变;∵p=ρgh,身体由蜷曲变为打开蹬地.脚所处深度变大,∴水对他的压强逐渐增大.故选C.
【答案】C
11、用弹簧测力计竖直挂一铁球,当铁球露出水面体积时,弹簧测力计示数为4N;当铁球浸入水中体积时,弹簧测力计示数为1N,取下该铁球放入水中,铁球静止时受到的浮力是:()
A.18N B.14N C.8N D.10N
【解析】当铁球露出水面体积时,则V排1=V,
根据物体受力平衡和阿基米德原理可知:
G=F浮1+F拉1=ρ水gV+4N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当铁球浸入水中体积时,则V排2=V,
根据物体受力平衡和阿基米德原理可知:
G=F浮2+F拉2=ρ水gV+1N﹣﹣﹣﹣②
由①②得:ρ水gV=3N,所以ρ水Gv=18N,
即物体全部浸没在水中时受的浮力为18N;
所以物体重力:
G=F浮1+F拉1=ρ水gV+4N=×18N+4N=10N,
当取下该物体将它放入足量的水中,因为物体全部浸没受的浮力大于其重力,所以物体在水中静止时,处于漂浮状态,浮力F浮′=G=10N.故选D.2-1-c-n-j-y
【答案】D
12、小华在游泳池游泳,当他从浅水区走向深水区,若水底布满小石头,则下述体验与分析合理的是:()
A.脚底疼痛感觉减弱,因为人越来越轻
B.脚底疼痛感觉减弱,因为水对人的浮力越来越大
C.脚底疼痛感觉加重,因为人越来越重
D.脚底疼痛感觉加重,因为水对人的浮力越来越小
【解析】当他从浅水区走向深水区时,由于人排开水的体积变大,根据阿基米德原理可知人所受浮力变大;人在水中受到重力G、浮力F浮及支持力F三个力,且在竖直方向上处于平衡状态,所以F=G﹣F浮;因浮力变大、重力不变,故支持力减小,所以脚底疼痛感觉减弱.故选B.
【答案】B
13、“死海不死”的故事说的是…“将奴隶和俘虏扔进海里,可他们都漂浮在海面上…”.以下是几位同学对该现象的解释,其中正确的是:()
A.奴隶和俘虏是被水平扔进海里的
B.海水的密度等于人体的密度,人在海里自然漂浮
C.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力总大于其重力
D.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于其重力
【解析】A、奴隶和俘虏是被水平扔进海里的,人所处的状态与扔进海里时的姿势无关,只与重力、浮力的大小关系有关,不符合题意;B、海水的密度等于人体的密度,人在海里应该处于悬浮状态,而非漂浮状态,不符合题意;C、人被扔进海里漂浮在海面上时,物体处于平衡状态,浮力大小等于重力,不符合题意;D、人被扔进海里漂浮在海面上时,物体处于平衡状态,浮力大小等于重力,故符合题意;故选 D21教育网
【答案】D
14、如图,同一支密度计,放入a、b液体中,浮力Fa___Fb,液体的密度ρa ___ρb(选填“>”“ <”或“=”)
【解析】密度计漂浮在被测液体中时,对其受力分析,可知,密度计受重力和浮力是一对平衡力,所以F浮=G,密度计在两种液体里受到的浮力相等,即F甲=F乙.因为密度计在甲溶液中排开液体的体积大于在乙溶液中排开液体的体积,即V甲>V乙,根据浮力的计算公式F浮=ρ液gV排可知,当浮力大小相等时,ρ甲<ρ乙.
【答案】=,<.
15、如图所示的是甲、乙、丙三种材料做成的体积相同的实心物体放入水中静止的状态.(其中甲知识沉底并没有与容器底紧密接触),甲、乙、丙所受浮力_______(填“>”“<”或“=”);甲、乙、丙三物体的密度______(填“>”“<”或“=”).
【解析】浮力等于排开的液体所受的重力,由图示可知,甲乙排开的水同样多,所以甲和乙所受的浮力是相等的,乙比丙排开的水要多,所以乙所受的浮力大于丙所受的浮力;物体沉底时,密度大于液体的密度,物体悬浮时,密度与液体密度相等,物体漂浮时,密度小于液体的密度,所以甲的密度最大,丙的密度是最小的.
【答案】= > > >.
16、体积相等的甲乙两实心物体,其密度分别是0.8×103千克/米3和1.2×103千克/米3,同时投入水中,静止后所受浮力之比为____;如果甲、乙两物体的质量相等,则在水中静止后所受浮力之比为____.
【解析】(1)因为ρ甲<ρ水,ρ乙>ρ水,所以投入水中,静止后甲物体漂浮;乙物体下沉容器底,即全部浸没;则
F浮甲=G=m甲g=ρ甲gV;
F浮乙=ρ水gV排=ρ水gV;
由于甲乙两物体体积相等,则;
(2)如果甲、乙两物体的质量相等,由(1)可知:
静止后甲物体漂浮;
则F浮甲=G=mg.
乙物体下沉容器底,则由得:
,
,
。
【答案】4:5;6:5.
17、小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在 液体中的物体所受的浮力进行了探究.探究过程及有关数据如图所示.
(1)分析图中的A、D,说明浸在液体中的物体受到____(填方向)的浮力;D图中金属块浸没在水中所受的浮力是____.www-2-1-cnjy-com
(2)观察____四个图(填图的序号)可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而____(选“增大”或“减小”).
(3)分析A、D、E三个图,说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与____有关.
【解析】(1)分析图中A、D可以知道弹簧测力计示数减小,说明受到浮力的方向与重力的方向相反,即浮力的方向竖直向上;物体在空气中的重力G=10N,浸没在水中时弹簧测力计的示数FD=7N,根据称重法得:F浮=G-FD=10N-6N=4N.(2)物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时应控制液体密度不变,改变金属块浸入液体的体积.由此可知,ABCD四个图符合要求.由这四个图可以发现,金属块浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计示数越来越小,即浮力在增大.(3)由A、D、E在三个图可以知道,金属块都浸没在液体中,即排开液体的体积相等,但弹簧测力计示数不同,说明它在两种液体中受到浮力不同,由此说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关.
【答案】(1)竖直向上;.(2)ABCD;增大.(3)液体密度.
18、如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强.
【解析】(1)已知V排=4.0×10﹣5m3,
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N.
(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,
则质量;
物块的密度;
(3)由得水的体积为,
物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积
V=V水+V物=5×10﹣4m3+5×10﹣5m3=5.5×10﹣4m3
则水的深度为,
所以水对容器底的压强:
P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa.
【答】(1)物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;
(3)此时水对容器底的压强1.1×103Pa.
19、将一边长是0.1m的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg的水.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).21*cnjy*com
(1)求正方体受到的浮力;
(2)求正方体排开水的体积;
(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据;
(4)求正方体的密度.
【解析】(1)根据阿基米德原理可知,正方体受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.6kg×10N/kg=6N;
(2)由得,正方体排开水的体积:
;
(3)正方体的体积V=(0.1)3=1×10﹣3m3>V排水,
所以,正方体在水中静止时处于漂浮状态.
(4)因为正方体在水中静止时漂浮,所以G=F浮=6N,
正方体的质量为,
正方体的密度.
【答】(1)正方体受到的浮力为6N;
(2)正方体排开水的体积为6×10﹣4m3;
(3)正方体在水中静止时处于漂浮状态,判断依据是正方体的体积大于其排开水的体积;
(4)正方体的密度0.6×103kg/m3.
1、(2015福州)2015年3月19日,我国首次用水下机器人在南海3000 m深的海底插上国旗。若不计海水密度的变化及水的阻力,机器人在下潜过程中:()
A.受到的重力逐渐减小 B.受到海水的浮力逐渐减小
C.受到的浮力大于重力 D.受到海水的压强逐渐增大
【解析】试题分析:机器人靠改变自身的重力实现下潜,下潜的过程中,重力增大,浮力不变,重力大于浮力;由p=ρgh可知,下潜的过程中,海水的深度增大,受到海水的压强逐渐增大。故选D21教育名师原创作品
【答案】D
2、(2015宁夏)如图所示,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,下列说法正确的是:()
A.气泡受到水的压强变小、浮力变小
B.气泡受到水的压强变小、浮力变大
C.气泡受到水的压强变大、浮力变小
D.气泡受到水的压强变大、浮力变大
【解析】由P=ρgh可知液体压强与深度的关系,在同种液体中,液体越深压强越大,所以当气泡上升时,深度变小,气泡受到液体的压强也变小,则气泡的体积就会变大;由阿基米德原理公式F浮=ρ水V排g可知气泡的体积变大,排开的水的体积也变大,气泡受到的浮力 也变大。故选B.
【答案】B
3、(2015重庆A)如图6甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图6乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是:()
A.先下沉然后上浮 B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉 D.浮力变大,一直上浮
【解析】烧杯四周放上大量的冰块后,水的温度下降,从6℃降到4℃的过程中,水的密度增大,大于小球的密度,小球上浮,从4℃降到0℃的过程中,水的密度减小,小于小球的密度,小球下沉,所以C符合题意。故选C。
【答案】C
4、(2016泉州)一艘轮船从长江驶入东海,船受到的浮力:()
A.变大 B.变小
C.不变 D.条件不足,无法判断
【解析】因为轮船漂浮,所以F浮=G,所以轮船受到长江水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G,即所受浮力不变.故选C.
【答案】C
5、(2016桂林)如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,下列说法正确的是:()
A.甲球受到的浮力大
B.乙球受到的浮力大
C.甲球浸在水中的体积大
D.两球浸在水中的体积一样大
【解析】(1)甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知:F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,由于两球质量相等,重力相等,所以浮力相等,故AB错误;(2)由F浮=G排=ρ水gV排可得,V排相同,所以两球浸在水中的体积一样大,故C错误,D正确.故选D.
【答案】D
6、(2016福州)将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是:()
【解析】当鸡蛋在浓盐水中漂浮时,此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力;当给浓盐水中缓慢加入水时,混合液的密度开始减小,当此时混合液的密度仍大于鸡蛋的密度,虽然鸡蛋开始缓慢下沉,不过鸡蛋仍处于漂浮状态,只是浸入液体中的体积在增大,而露出的体积在减小,所以此时鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力;当混合液的密度逐渐减小到等于鸡蛋的密度时,此时鸡蛋在液体中处于悬浮状态,鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力;当浓盐水中的水越来越多而引起混合液的密度比鸡蛋密度小的时候,此时鸡蛋受到的浮力就会小于重力,鸡蛋出现下沉直至沉到杯子的底部.由此可知,鸡蛋受到的浮力是先不变,然后减小,所以选项C符合.故选C.
【答案】C
7、(2016岳阳)关于物体受到的浮力,下列说法正确的是:()
A.浮在水面上的物体比沉入水底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大受到的浮力越小
C.物体没入水中越深受到的浮力越大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
【解析】A、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关.浮在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故A错误;B、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,而与物体的密度无关,故B错误;C、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,与液体的深度无关,当物体完全浸入液体中时,V排不变,浮力不变,故C错误;D、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故D正确.故选D.
【答案】D
8、(2016泰安)同一个小球,先后放入四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图所示.四个容器中的液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最大的是:()
【解析】小球在A、B中漂浮,说明小球的密度小于液体的密度,并且小球在液体A中露出的部分大于在液体B中露出的部分,根据F浮=G=ρgV排,可知ρA>ρB,在C中悬浮,说明小球的密度等于液体C的密度,小球在D中下沉,说明小球的密度大于或等于液体的密度,所以可以判断出A液体的密度最大;还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据公式p=ρgh可知,A容器底面受到液体压强最大.故选:A.
【答案】A
9、(2017百色11)如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是:()
A. 小球在甲杯中受到浮力作用,在乙杯中不受浮力作用
B. 小球在甲杯中受到的浮力为0.5N,在乙杯中受到的浮力小于0.4N
C. 小球的质量为50g
D. 甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度
【解析】本题考查的是对阿基米德原理和重力公式的应用。关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件(密度关系)得出两液体的密度关系。对选项A,根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,只要物体浸入水中,就会受到浮力,与浮沉状态无关,故选项A不正确;对选项B,根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,甲杯中小球受到的浮力:21·cn·jy·com
F甲=G排甲=0.5N;小球在甲杯漂浮,G甲=G排甲=0.5N;
两个完全相同的小球,乙杯中小球受到的浮力:F乙=G排乙=0.4N;故B不正确;
对选项C,根据G=mg和甲杯中小球受到的浮力:F甲=G排甲=0.5N;
小球的质量:m=G/g=0.5N/(10N/kg)=0.05kg=50g,故C正确;
对选项D,小球在甲杯漂浮,有:ρ甲>ρ球,
小球在乙杯下沉,沉入水底,有:ρ乙<ρ球,
所以两种液体的密度:ρ甲>ρ乙;故D错误。所以选项C符合题意。
【答案】C
10、(2017崇左9)如图所示,是我国自行制造的第一艘航空母舰静止在海面上,下列分析正确的是:()【来源:21·世纪·教育·网】
A.航空母舰所受的浮力大于它所受的重力
B.航空母舰排开的海水越多受到的浮力越大
C.航空母舰受到的浮力大小跟它本身的密度有关
D.航空母舰的排水量约为7×104t,表示它空载时排开水的质量约为7×104t
【解析】A、航空母舰静止在海面上,处于漂浮状态,则浮力与重力相等,故A错误;B、根据阿基米德原理可知:浮力与物体排开液体受到的重力相等,所以航空母舰排开的海水越多受到的浮力就越大.故B正确; C、根据阿基米德原理可知:浮力大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,与物体的密度无关,故C错误;D、航空母舰的排水量约为7×104t,没有标明是空载时的排水量,故D错误.故选B.【出处:21教育名师】
【答案】B
11、(2017贺州11)把鸡蛋浸入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底(如图甲所示),再往杯中加盐使鸡蛋悬浮(如图乙所示),下列说法正确的是:()【版权所有:21教育】
A.液体的密度:ρ甲=ρ乙
B.鸡蛋排开液体的质量:m甲<m乙
C.鸡蛋受到的浮力:F甲=F乙
D.液体对杯底的压强:P甲=P乙
【解析】鸡蛋在甲中沉入水底,则ρ甲<ρ鸡蛋,F甲<G;
在图乙中悬浮,则ρ乙=ρ鸡蛋,F乙=G;
所以,液体的密度ρ甲<ρ乙,故A错误;
鸡蛋受到的浮力F甲<F乙,故C错误;
由F浮=G排=m排g可知:
鸡蛋排开液体的质量m甲<m乙,故B正确;
由图可知液体的深度相同,根据p=ρgh可知,液体对容器底的压强p甲<p乙,故D错误.故选B.
【答案】B
12、(2017南京11)如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底.若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,现有以下判断:()
(1)若m1>m2,则F1一定小于F2
(2)若m1=m2,则F1一定大于F2
(3)若V1=V2,则F1一定小于F2
(4)若V1>V2,则F1一定大于F2.
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
【解析】由于苹果漂浮,梨子沉底,则根据浮沉条件可知:
F1=G1=m1g,F2<G2=m2g,
(1)若m1>m2,则F1>F2;
(2)若m1=m2,则F1>F2;
由于苹果漂浮,梨子沉底,则:
V排1<V1,V排2=V2,
由于都是浸在水中,根据F浮=ρ水gV排可知:
(3)若V1=V2,则F1<F2;
(4)若V1>V2,则V排1与V排2的大小不能比较,所以,F1不一定大于F2.
由此分析可知(2)(3)正确.故选C.
【答案】C
13、(2017沈阳11)建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,核潜艇是海军的战略重器,如图是我国094型战略导弹核潜艇,关于它在海中状态的有关分析正确的是:()
A.上浮过程中所受浮力逐渐增大
B.悬浮时所受浮力等于重力
C.悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.漂浮时比悬浮时排开海水质量小
【解析】A、潜艇上浮过程中,露出水面前,V排不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜艇所受浮力不变;逐渐露出水面时,V排减小,潜艇所受浮力减小;故A错误.B、核潜艇悬浮时,处于平衡状态,所受的力为平衡力,平衡力大小相等,即浮力等于重力,故B正确;C、由图可知,悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,潜艇悬浮时所受浮力大,即F悬浮>F漂浮 ,故C错误.D、根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力;由B项可知F悬浮>F漂浮 ,所以漂浮时排开海水所受的重力最小,质量小,故D正确.故选BD.www.21-cn-jy.com
【答案】BD
14、(2015汕尾)用手将一重为5N的物体全部压入水中,物体排开的水重8N,此时物体受到的浮力为___N?,放手后物体将____(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为___N?。
【解析】由阿基米德原理可知,物体所受到的浮力等于物体所排开的液体所受的重力,所以物体受到的浮力为8N,由于浮力大于重力,放开物体后,物体不能静止,而是会上浮,最后漂浮在水面上,当物体漂浮时,浮力 与重力相等,为5N。
【答案】8 上浮 5
15、(2017兰州21)如图所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,则两物体的体积VA:VB=____,物体B的密度是______kg/m3
【解析】A物体A在水中悬浮,ρA=ρ水﹣﹣﹣﹣﹣①;
B物体在水中处于漂浮状态且有一半的体积露出水面,所受浮力等于自身的重力,
即F浮=ρ水gVB=ρBgVB﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由②得ρB=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.5×103kg/m3;
将物体A置于物体B上再放入水中时,AB处于悬浮状态且物体B有三分之一的体积露出水面,所受浮力等于AB自身重力的和,即F浮=GA+GB,
ρ水gV排=ρAgVA+ρBgVB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③得:ρ水gVB=ρ水gVA+ρ水gVB
VB﹣VB=VA
VA:VB=1:6.
【答案】1:6; 0.5×103.
16、(2017襄阳17)如图,当溢水杯盛满某种液体时,把实心物块缓慢放入杯中,物块漂浮,静止后溢出液体的质量为m1;当溢水杯盛满密度为ρ的液体时,把同一物块缓慢放入杯中,物块沉底,静止后溢出液体的质量为m2.则物块的密度为______.2·1·c·n·j·y
【解析】物块漂浮,静止后溢出液体的质量为m1;
根据物块漂浮和阿基米德原理知,则F浮1=G=G排,
故m=m1;
当溢水杯盛满密度为ρ的液体时,把同一物块放入杯中,物块受到的浮力F浮2=m2g,
物块沉底,则F浮2=ρ2gV排=ρ2gV,即m2g=ρ2gV,
可得:,
物体的密度:.
【答案】
17、(2017安顺14)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据图所示实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行研究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果.2·1·c·n·j·y
(1)探究的因素是:________________________.选用的图是:____________(填图中的序号).
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铁片,烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力____第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);【版权所有:21教育】
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片____的改变,忽视了________对浮力大小的影响.
【解析】(1)测物体所受的浮力要利用称重法,即F浮=G-F拉,故每次必须要选图①才行;若要探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系,应控制液体的密度相同,而物体排开液体的体积不同,故应选用图①②③或①②④;若要探究浮力大小与液体密度的关系,应控制物体排开液体的体积相同,而液体的密度不同,故应选用图①④⑤.(2)①第一次铁片下沉,说明F浮1<G,第二次铁片漂浮,说明F浮2=G,所以F浮1<F浮2;②本探究实验把铁片弯成“碗状”,改变了形状,虽然都是水,但两次排开液体的体积不同,所以得出结论是不正确的,即:他只关注了铁片形状的改变,忽视了排开水的体积对浮力大小的影响.
【答案】(1)浮力大小与物体排开液体的体积的关系;①②③或①②④;
(2)①小于;②形状;排开水的体积.
18、在进行“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”的实验中,小明和小红分别用不同的器材和方案进行研究.
(1)小明用金属块按照图甲所示方案中的实验步骤依次进行试验,结合图中数据,通过分析和计算得出F浮___G排(填“>”、“=”或“<”)的结论,造成这种结果的原因可能是___(填字母).
A.步骤a中,向溢水杯中注水过少,水面没有达到溢水杯口就进行步骤b的操作
B.步骤a中,在向溢水杯中注满水时,当杯口仍有水在滴出时就将小桶放在杯口下,然后进行步骤b的操作
C.步骤b中,金属块浸没后,溢水杯口仍有水在滴出时就进行步骤c的操作
D.步骤a中,溢水杯中注满盐水并按照图示步骤进行正确的操作
(2)小红用蜡块按照如图乙所示的方案进行实验,请将下述实验过程补充完整.
实验操作:
①将天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端的零刻线处,调节________________,直至天平在水平位置平衡;
②在天平左盘放置装满水的溢水杯,向右盘中加减砝码并调节游码,直至天平平衡;
③将蜡块轻轻放入溢水杯中,天平左端下滑,同时蜡块排开的水从溢水杯口流进量筒中,观察天平的状态.
分析论证:
①上述实验中,将蜡块放入溢水杯中,在排开的水全部流出后,如果天平出现________现象,则可以说明G蜡=G排.
②因为蜡块在水中漂浮,所以F浮___G蜡(填“>”、“=”或“<”).
③由此可以得出结论.
【解析】(1)观察图示可知,物体受到的浮力为:F浮=F1-F2=1.8N-1.6N=0.2N;物体排开的水的重力为:G排=F3-F4=0.55N-0.3N=0.25N;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力等于其排开水的重力,即:F浮=G排,而实际测量时得出F浮<G排;说明物体排出的水的重力大于物体受到的浮力,造成此现象的原因是:在步骤a中,在向溢水杯中注满水时,当杯口仍有水在滴出时就将小桶放在杯口下,然后进行步骤b的操作,故选B;(2)①将天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端的零刻线处,调节平衡螺母,直至天平在水平位置平衡;②在天平左盘放置装满水的溢水杯,向右盘中加减砝码并调节游码,直至天平平衡;③将蜡块轻轻放入溢水杯中,天平左端下滑,同时蜡块排开的水从溢水杯口流进量筒中,观察天平的状态.分析论证:①上述实验中,将蜡块放入溢水杯中,在排开的水全部流出后,根据物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力可知,如果天平横梁能够自动恢复平衡,则可以说明G蜡=G排;②因为蜡块在水中漂浮,根据二力平衡的知识可知F浮=G蜡.③由此可以得出结论.
【答案】(1)<;B;(2)①横梁两端的平衡螺母;①自动恢复平衡;②=.
19、(2017杭州12)小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力杆,他将一段密度为0.5×103千克/米3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示,这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2,其上面可以作为秤盘(g=10牛/千克),问:
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里?
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少?
【解析】(1)木料的体积:V=Sh=0.1m2×0.4m=0.04m3,
由得
木料的质量为:m0=ρV=0.5×103kg/m3×0.04m3=20kg;
木料处于漂浮状态,浮力等于和重力即F浮=G=mg=20kg×10N/kg=200N,
排开水得体积为:,
没入水中的高度:,
因为物体上没有放物体,故浮力秤的0刻度线为0.2m;
(2)距离上表面10厘米处时,浮力秤的浮力为:
F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.4m-0.1m)×0.1m2=300N,
物体的重力为:G物=F′浮-F浮=300N-200N=100N,
物体的质量为:.
【答】(1)质量为0的刻度线的位置在0.2m处;
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为10kg.
20、(2017威海26)某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10﹣3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示,
(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)
(1)细线受到的拉力是多大?
(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?
【解析】(1)由题知,物体浸没煤油中,V=V排=1.0×10﹣3m3,
受到的浮力:
F浮=ρ煤油gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=8N;
因为G+F拉=F浮,
物体受到的拉力:
F拉=F浮-G=8N-6N=2N,
(2)漂浮时,F浮′=G=6N,
由F浮′=ρ煤油gV排′得:
,
△V排=1×10﹣3m3-7.5×10﹣4m3=2.5×10﹣4m3,
水深变化:
,
△p=ρ水g△h=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m=80Pa.
【答】(1)细线受到的拉力是2N;
(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了80pa.21*cnjy*com