【备考2018】物理3年中考2年模拟专题复习学案4.5 浮力 物体的浮沉条件 (原卷+解析卷)(全国版)

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名称 【备考2018】物理3年中考2年模拟专题复习学案4.5 浮力 物体的浮沉条件 (原卷+解析卷)(全国版)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2018-03-15 18:03:22

文档简介

4.5 浮力 物体的浮沉条件
原卷
一、浮力
1、浮力:
(1)浮力的概念:浸在液体中的物体受到____的力,这个力叫做____。
(2)浮力的方向:浮力的方向总是竖直____。浮力的施力物体是____。
(3)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____。
(4)影响浮力大小的因素: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。21·cn·jy·com
二、阿基米德原理
2、阿基米德原理
(1)阿基米德原理: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。【来源:21cnj*y.co*m】
(2)阿基米德原理的数学表达式:用公式表示就是:F浮=G排=m排g=____。
(3)阿基米德原理的适用范围:阿基米德原理既适用于液体,也适用于____。
三、物体的浮沉条件及其应用
3、物体的浮沉条件
(1)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。
(2)用密度判断物体的浮沉: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____。21教育名师原创作品
(3)浮沉条件的应用: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。2-1-c-n-j-y
4、物体的漂浮条件
(1)物体的漂浮条件: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。
(2)漂浮条件的应用: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。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;
【考点一:浮力】
例1(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
【考点】影响浮力大小的因素
【解析】A、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、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、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,物体排开液体的体积不变,浮力不变,故C错误;D、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
【变式跟进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
【考点二:阿基米德原理】
例2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
【考点】阿基米德原理
【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.www.21-cn-jy.com
【答案】B
【变式跟进2】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
【考点三:物体的浮沉条件及其应用】
例3 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
【考点】物体的浮沉条件及其应用
【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
【变式跟进3】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
一、选择题
1、(2017云南)潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力:()
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后不变
2、(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:()21世纪教育网版权所有
A.浮力变大 B.浮力变小
C.浮力大于重力 D.浮力小于重力
3、(2016南平)如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面.下列说法正确的是:()
A.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
B.乒乓球弹离水面后上升,是由于水的浮力作用
C.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强始终不变
D.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后减小
4、(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:()
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
5、(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:()21*cnjy*com
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
6、(2016厦门)某些鱼的浮沉靠鳔的膨缩实现.原来静止在水中的鱼(  )
A.鳔膨胀时浮力小于重力会下沉
B.鳔膨胀时浮力大于重力会上浮
C.鳔收缩时浮力等于重力仍悬浮
D.鳔收缩时浮力大于重力会悬浮
7、(2016河南)如图所示,当溢水杯盛满密度为ρ1的液体时,把实心物块放入杯中,物块漂浮,静止后溢出的液体质量为m1;当溢水杯盛满密度为ρ2的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,静止后溢出的液体质量为m2.则物块的密度为:()
A. B. C. D.
8、(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
9、(2017临沂)将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两个物体必定有相同的:()
A.密度 B.体积 C.质量 D.重量
10、(2017郴州)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
11、(2017盐城)未煮过的汤圆沉在水底,煮熟后漂浮在水面上,则此时汤圆:()
A.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的小
B.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的小
C.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的大
D.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的大
12、(2017衡阳)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则:()
A.甲杯中的盐水密度较大
B.乙杯底部所受液体的压强较大
C.甲杯底部所受的液体压力较大
D.鸡蛋在乙杯中收到的浮力较大
13、(2017青岛12) 有边长为a的正方体木块A和小铁块B.如图所示,将A放入盛有适量水的烧杯中,浸入深度为h1;再将B叠放在A上,A浸入深度变为h2.下列判断错误的是:()
A.A的质量mA=ρ水a3
B.A与B的总质量
C.求解A的密度的思路
D.将叠放在A上的B取下,放入水中,待A、B均静止后,V排总↑→水面高度h↑→水对烧杯底的压强p↑→ρ水gh→水对烧杯底的压力F↑=pS杯
二、填空题
14、(2017天水)有一量筒装水如图所示,水的体积为___cm3,则水的质量为___g.若放入一小木块,木块漂浮在水面上,这是因为水的____比木块大,木块所受浮力____重力.(选填“大于”、“小于”或“等于”)(ρ水=1.0×103kg/m3)
15、(2017益阳)如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为____N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为____N.
16、(2017陕西)小明自制了一个简易实用的“救生圈”,用一个三通塑料管将3个大号空塑料瓶固定,如图所示.已知每个空塑料瓶的体积是2L,则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为____N(忽略三通管和绳子的体积,g取10N/kg),扔到水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力____(选填“大于”“等于”或“小于”)总重力.若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶,使用时可____(选填“增大”或“减小”)浮力.
三、实验题
17、(2017枣庄20)将一只手的食指浸入水中,你会感受到浮力的作用.你想知道食指所受的浮力大小吗?请从如图所提供的实验器材中选择合理的实验器材,设计出两种测出你的食指受到浮力的实验方案,并完成填空.(已知水的密度为ρ水)
方案一:
(1)写出你需要测量的物理量及其符号:____.
(2)食指所受浮力大小的表达式为:F浮=____.
方案二:
(1)写出你需要测量的物理量及其符号:____.
(2)食指所受浮力大小的表达式为:F浮=____.
18、(2017岳阳)下图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)如图甲,物体重____N;
(2)如图乙,把物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2N,物体受浮力的大小为____;
(3)分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得:物体受浮力的大小与______有关;
(4)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图中____物(填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
四、计算题
19、(2017怀化)2017年5月23日,我国“蛟龙号”载人潜水器在马里亚纳海沟北坡下潜.有史以来,首次对4000米级的玛利亚纳海沟进行深入的现场探查,首次观察到4811米的海底世界.当“蛟龙号”载人潜水器下潜到4000m时(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3),求:21·世纪*教育网
(1)“蛟龙号”载人潜水器所受海水的压强;
(2)“蛟龙号”载人潜水器上某个观测孔面积约为0.03m2,该观测孔受到海水的压力;
(3)“蛟龙号”载人潜水器体积大约50m3,它受到的浮力.
20、(2017咸宁)底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上.现将体积为500cm3,重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为8cm,如图甲所示,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:www-2-1-cnjy-com
(1)图甲中木块A静止时进入水中的体积;
(2)物体B的密度;
(3)图乙中水对容器底部的压强.
一、选择题
1、(2016苏州模拟)潜水员潜水时呼出的气泡在水中上升的过程中,体积不断变大,关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是:()21教育网
A.压强变大,浮力变大 B.压强变大,浮力变小
C.压强变小,浮力变大 D.压强变小,浮力变小
2、(2016泰州泰兴实验中学二模)小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成简易密度计.现使吸管竖直漂浮在不同液体中,测量出液面到吸管下端的深度为h,如图所示.则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中,可能正确的是:()21cnjy.com
3、(2016丹东十中二模)如图所示,容器中装有一定质量的水,先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上(图中细线重力及体积均不计).设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙,水对容器底的压强分别为p甲和p乙,则:()【版权所有:21教育】
A.F甲<F乙 P甲=P乙. B.F甲>F乙 P甲>P乙
C.F甲=F乙 P甲<P乙. D.F甲=F乙 P甲=P乙
4、在家庭实验室中,小明把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图甲;向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙;再加盐鸡蛋漂浮如图丙,三种情况下,各物理量间的关系正确的是(鸡蛋质量不变):()
A.液体的密度ρ甲=ρ乙<ρ丙
B.鸡蛋排开液体的质量m甲=m乙>m丙
C.鸡蛋受到的浮力F甲<F乙=F丙
D.液体对容器底的压强P甲=P乙>P丙
5、(2017密云模拟)2014年,我国的327号潜艇在完成一次水下巡航任务时,遇到海水密度突然变小的密度跃层,潜艇突然迅速下沉,发生了危险的“掉深”现象.艇长王红理命令立即向潜艇内的水柜充气,全舰官兵密切配合,3分钟后潜艇“掉深”停止,度过险情.在此过程中,下列说法正确的是:()
A.潜艇遇到海水密度变小的海水跃层前后,所受到的浮力不变
B.潜艇因“掉深”而下沉时,浮力等于潜艇的重力
C.向潜艇中的水柜充气是为了增大潜艇的浮力
D.向潜艇中的水柜充气是为了排出水仓内的海水减小潜艇的重力
6、(2017怀柔二模)甲、乙两个完全相同的烧杯,盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上.将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,当鸡蛋静止时,如图所示,两烧杯中液面恰好相平.若甲、乙两杯盐水对容器底的压强分别为P甲和P乙,鸡蛋排开盐水的质量分别是m甲和m乙.则下列判断中正确的是:()
A.P甲=P乙 m甲=m乙 B.P甲<P乙 m甲=m乙
C.P甲<P乙 m甲>m乙    D.P甲>P乙 m甲>m乙
7、(2017武汉外国语学校模拟)如图所示,将重为G 的金属小球用细线系好,浸入盛水的烧杯中(烧杯中的水没有溢出),金属小球受到的浮力为F浮,杯底增加的压力为△F1;如将此金属小球直接投入水中,杯底增加的压力为△F2,则下列关系式中正确的是:()
A.△F2-△F1=F浮 B.△F2+△F1=G
C.△F2:△F1=G:F浮 D.△F2:△F1=F浮:G
8、(2017德州一模)用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片,然后盖上盖子并密封,投入江中,就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶”.如果漂流瓶从长江漂入大海,漂流瓶所受到的浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密度):()
A.浮力变大,露出水面体积不变
B.浮力不变,露出水面体积变大
C.浮力不变,露出水面体积变小
D.浮力变小,露出水面体积变大
9、(2017黄陂模拟)小明同学在做鸡蛋浮沉的实验时如图,用适当浓度的盐水使鸡蛋正好悬浮.那么下列操作和判断正确的是:()【来源:21·世纪·教育·网】
A.向盐水中加一些清水,鸡蛋将上浮直至漂浮,过程中鸡蛋所受的浮力一直不变
B.向盐水中加一些清水,鸡蛋将下沉的原因是排开液体的密度减小,浮力减小
C.向盐水中加一些盐,鸡蛋将上浮直至漂浮,过程中鸡蛋所受的浮力一直不变
D.向盐水中加一些盐,鸡蛋将下沉的原因是鸡蛋所受的重力大于浮力
10、(2017青山模拟)甲溢水杯盛满密度为ρ1的液体,乙溢水杯盛满密度为ρ2的液体.将密度为ρA的小球A轻轻放入甲溢水杯,小球漂浮且有体积露出液面,甲溢水杯溢出液体的质量是36g.将密度为ρB的小球B轻轻放入乙溢水杯,小球浸没在液体中,并下沉,乙溢水杯溢出液体的质量是30g.已知小球A与小球B体积之比是1:2(g取10N/kg).则下列选项中正确的是:()
A.小球A的质量为7.2g B.小球B的质量为30g
C.ρ1与ρ2之比为3:1 D.ρA与ρB之比为12:5
11、(2017东营胜利三十九中模拟)我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练.如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片.当飞机飞回航母后:()
A.航母将浮起一些,所受浮力减小
B.航母将下沉一些,所受浮力增大
C.航母将下沉一些,所受浮力减小
D.航母始终漂浮,所受浮力不变
12、(2017临沂一模)如图所示,三个完全相同的玻璃缸内,(a)缸内装满酒精,(b)、(c)内装满水,且(b)内漂着一只小鸭子,(c)内漂着一只大鸭子,下列说法正确的是:()
A.三个容器底部受到液体的压力相同
B.(b)、(c)容器底部受到水的压强不相等
C.(b)内小鸭子受到的浮力等于小鸭子受到的重力
D.(b)内鸭子受到的浮力大于(c)内鸭子受到的浮力
13、(2017邹城模拟)将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的土仪器.将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如图所示.对于这个土仪器所运用的知识或用途,下列说法中不正确的是:()
A.运用了二力平衡的知识
B.运用了物体的漂浮条件
C.用它可以比较不同液体密度的大小
D.用它可以测量不同液体的密度大小
二、填空题
14、(2017深圳信息卷)如图,两个完全相同的圆筒形容器,内装质量相等,密度分别为ρ1、ρ2的液体,将同一密度计分别放入两液体中,都浮在液面上,如甲所示,则密度计在两液体中受到的浮力F1___F2;两液体的密度ρ1___ρ2;两液体对容器底的压强P1___P2.(选填“>”“=”“<”)21*cnjy*com
15、(2107益阳模拟)一只苹果的质量为140g,体积为1.8×10﹣4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为____N,松手后苹果将____(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”).
16、(2017菏泽一模)新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示.两只鸡蛋的体积分别是VA、VB,质量分别是mA、mB,两只鸡蛋受到的浮力分别为:FA=____,FB=____(已知水的密度为ρ).
三、实验题
17、(2017房山二模)如图所示,小明利用已调零的弹簧测力计、系着细线的石块、盛有适量水的烧杯,测量该石块的密度.具体操作步骤如下:
(1)先用弹簧测力计测出石块受到的重力为G;
(2)用弹簧测力计吊着石块,将其浸没于烧杯内的水中,不触底及侧壁,读出弹簧测力计示数为F,则石块受到的浮力F浮=____;
(3)用字母F浮、ρ水、g,写出石块体积的表达式V石=____;
(4)用字母G、F、ρ水,写出石块密度的表达式ρ石=____.
18、(2017密云模拟)实验桌上有弹簧测力计、大烧杯、水、细线、各种符合要求的金属块.小华同学要利用这些实验器材通过实验证明:金属块浸没在水中时受到浮力的大小与金属块的重力无关.他进行了如下实验:
①把弹簧测力计调零,在大烧杯中装入适量的水.
②找到两个质量相等铜块和铁块(ρ铜>ρ铁),测出重力G,并记录数据.
③分别把铜块和铁块浸没在水中,用弹簧测力计测出拉力F,并记录数据.
④根据F浮=G-F,计算两个金属块受到的浮力.
他发现两个金属块受到的浮力不相等,于是得出结论:金属块浸没在水中时受到的浮力与金属块的重力无关.根据以上叙述,回答下列问题:
(1)请你评估,小华的实验存在的两个问题.
问题一:________________________________.
问题二:____________________.
(2)请你针对小华探究过程中存在的问题,写出改正措施:________________________.2·1·c·n·j·y
四、计算题
19、(2017深圳信息卷)如图,“长春”舰满载时排水量为7.5×106kg,吃水深度6m,发动机工作时的效率为80%(海水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)满载时,“长春”舰受到的浮力有多大?
(2)“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是多少?
(3)“长春”舰以36km/h的速度匀速航行6h,海水平均阻力为1.0×106N,则这一过程中军舰发动机的总功率为多少?
20、(2017济宁模拟)夏满同学在过生日时收到了一个内有“生日快乐”的小水晶球,如图所示为他用量筒、小玻璃杯、水来测量水晶球密度的实验示意图,请根据示意图提供的信息(g=10N/kg).求:【出处:21教育名师】
(1)小水晶球在图乙位置时所受浮力;
(2)小水晶球的密度.
 
4.5 浮力 物体的浮沉条件
解析卷
一、浮力
1、浮力:
(1)浮力的概念:浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力。
(2)浮力的方向:浮力的方向总是竖直向上。浮力的施力物体是液体。
(3)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。www.21-cn-jy.com
(4)影响浮力大小的因素: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。
二、阿基米德原理
2、阿基米德原理
(1)阿基米德原理: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。21·世纪*教育网
(2)阿基米德原理的数学表达式:用公式表示就是:F浮=G排=m排g=ρV排g。
(3)阿基米德原理的适用范围:阿基米德原理既适用于液体,也适用于气体。
三、物体的浮沉条件及其应用
3、物体的浮沉条件
(1)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。21·cn·jy·com
(2)用密度判断物体的浮沉: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。21*cnjy*com
(3)浮沉条件的应用: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。【出处:21教育名师】
4、物体的漂浮条件
(1)物体的漂浮条件: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。21cnjy.com
(2)漂浮条件的应用: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。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;
【考点一:浮力】
例1(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
【考点】影响浮力大小的因素
【解析】A、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、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、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,物体排开液体的体积不变,浮力不变,故C错误;D、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
【变式跟进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
【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
【考点二:阿基米德原理】
例2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
【考点】阿基米德原理
【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
【变式跟进2】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
【考点三:物体的浮沉条件及其应用】
例3 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
【考点】物体的浮沉条件及其应用
【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.21*cnjy*com
【答案】C
【变式跟进3】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
一、选择题
1、(2017云南)潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力:()
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后不变
【解析】潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,由于潜水员排开水的体积逐渐减小,而液体的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力逐渐减小.故选B.
【答案】B
2、(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:()2-1-c-n-j-y
A.浮力变大 B.浮力变小
C.浮力大于重力 D.浮力小于重力
【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
3、(2016南平)如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面.下列说法正确的是:()
A.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
B.乒乓球弹离水面后上升,是由于水的浮力作用
C.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强始终不变
D.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后减小
【解析】A、乒乓球在上浮过程中,先是全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,由F浮=ρ水V排g可知受到的浮力不变;然后是露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,由F浮=ρ水V排g可知受到的浮力变小;所以乒乓球在上浮过程中,受到的浮力先不变、后变小,故A错;B、乒乓球弹离水面后不再受浮力作用,乒乓球因为动能转化为重力势能而上升,故B错;CD、乒乓球上浮过程中,先是全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,水的深度不变,由P=ρgh可知水对杯底的压强不变;然后是露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,水的深度变小,由P=ρgh可知水对杯底的压强变小;所以乒乓球在上浮过程中,水对杯底的压强先不变、后变小,故C错、D正确.故选D.
【答案】D
4、(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:()
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.
【答案】B
5、(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
6、(2016厦门)某些鱼的浮沉靠鳔的膨缩实现.原来静止在水中的鱼(  )
A.鳔膨胀时浮力小于重力会下沉
B.鳔膨胀时浮力大于重力会上浮
C.鳔收缩时浮力等于重力仍悬浮
D.鳔收缩时浮力大于重力会悬浮
【解析】鱼体内的鱼鳔里面是空气,改变鱼鳔的体积也就改变了排开水的体积(不会改变自身质量),从而达到改变所受浮力大小的目的,而控制自身的浮沉.故:AB、鳔膨胀时排开液体的体积变大,浮力变大,即浮力大于重力,会上浮,故A错误,B正确;CD、鳔收缩时,排开液体的体积变小,即浮力变小,当浮力等于重力仍悬浮,故C正确,D错误;故选BC.
【答案】BC
7、(2016河南)如图所示,当溢水杯盛满密度为ρ1的液体时,把实心物块放入杯中,物块漂浮,静止后溢出的液体质量为m1;当溢水杯盛满密度为ρ2的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,静止后溢出的液体质量为m2.则物块的密度为:()
A. B. C. D.
【解析】设物块的密度为ρ,体积为V,根据G=mg和可得物块的重力G=ρVg,溢水杯盛满密度为ρ1的液体时,把实心物块放入杯中,物块受到的浮力F浮1=m1g,物块漂浮,则F浮1=G,即m1g=ρVg,有:﹣﹣﹣①;当溢水杯盛满密度为ρ2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,有: ﹣﹣﹣②;将②代入①可得,.故选D.
【答案】D
8、(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.www-2-1-cnjy-com
【答案】C
9、(2017临沂)将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两个物体必定有相同的:()
A.密度 B.体积 C.质量 D.重量
【解析】弹簧测力计示数的减小值相同说明浮力的大小相同,根据可知,在、、相同时,相同,而两者都浸没在水中,所以物体的体积等于,所以B正确。21教育名师原创作品
【答案】B
10、(2017郴州)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
【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
11、(2017盐城)未煮过的汤圆沉在水底,煮熟后漂浮在水面上,则此时汤圆:()
A.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的小
B.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的小
C.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的大
D.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的大
【解析】汤圆放入锅内,体积较小,重力大于浮力,所以沉在水底;加热一段时间后,汤圆因其内部气体受热膨胀,致使汤圆体积变大,由F浮=ρgV排可知,所受浮力变大,当浮力大于重力时,汤圆上浮起来,煮熟后漂浮在水面上,此时受到的浮力等于汤圆的重力。在这个过程中,汤圆的重力不变,煮熟后比未煮过时受到的浮力大,排开水的体积大。故D正确为答案。【来源:21·世纪·教育·网】
【答案】D
12、(2017衡阳)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则:()
A.甲杯中的盐水密度较大
B.乙杯底部所受液体的压强较大
C.甲杯底部所受的液体压力较大
D.鸡蛋在乙杯中收到的浮力较大
【解析】“同一个鸡蛋”、“液面恰好相平”这两个地方是突破口,鸡蛋在不同浓度盐水中分别处于悬浮,沉底根据浮沉条件有F甲=G,F乙=G,所以F甲=F乙,故D错误;根据阿基米德原理F甲=ρ甲gV甲,F乙=ρ乙gV乙,根据图可知V甲>V乙,所以ρ甲<ρ乙,故A错误;容器底部受到液体压强P=ρgh,因为ρ甲<ρ乙、h甲=h乙可得,P甲<P乙,故B正确;根据F=PS可得,两杯底面积相同,乙杯底受到液体的压强较大,压力也较大,故C错误。
【答案】B
13、(2017青岛12) 有边长为a的正方体木块A和小铁块B.如图所示,将A放入盛有适量水的烧杯中,浸入深度为h1;再将B叠放在A上,A浸入深度变为h2.下列判断错误的是:()
A.A的质量mA=ρ水a3
B.A与B的总质量
C.求解A的密度的思路
D.将叠放在A上的B取下,放入水中,待A、B均静止后,V排总↑→水面高度h↑→水对烧杯底的压强p↑→ρ水gh→水对烧杯底的压力F↑=pS杯
【解析】A、因为A在水中漂浮所以ρA<ρ水,所以A的质量mA=ρAa3≠ρ水a3,故A错误;B、A与B的总质量,故B正确;C、求解A的密度的思路其中VA=a3,,故C正确;D、AB叠放时浮力等于两物体的重力的和,叠放在A上的B取下,放入水中后,B沉底,浮力变小,排开水得体积减小,根据P=ρgh知水对容器的压强的变小,根据F=PS水对容器的压力的变小,故D错误.故选AD.
【答案】AD
二、填空题
14、(2017天水)有一量筒装水如图所示,水的体积为___cm3,则水的质量为___g.若放入一小木块,木块漂浮在水面上,这是因为水的____比木块大,木块所受浮力____重力.(选填“大于”、“小于”或“等于”)(ρ水=1.0×103kg/m3)
【解析】(1)由图知量筒的最小分度是1cm3,由图可读出水的体积是10cm3,根据可得水的质量m=ρV=1g/cm3×10cm3=10g;(2)木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件知水的密度比木块大即ρ木<ρ水,此时木块受到的浮力等于木块的重力即F浮=G.
【答案】10;  10;  密度;  等于
15、(2017益阳)如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为____N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为____N.
【解析】由浮力产生的原因可知,该物体受到的浮力:F浮=F下-F上=3N-1.8N=1.2N;因长方体浸没时排开水的体积不变,所以,由F浮=ρgV排可知,物体再下沉5cm后,受到的浮力仍为1.2N不变.
【答案】1.2;1.2.
16、(2017陕西)小明自制了一个简易实用的“救生圈”,用一个三通塑料管将3个大号空塑料瓶固定,如图所示.已知每个空塑料瓶的体积是2L,则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为____N(忽略三通管和绳子的体积,g取10N/kg),扔到水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力____(选填“大于”“等于”或“小于”)总重力.若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶,使用时可____(选填“增大”或“减小”)浮力.
【解析】3个大号空塑料瓶的体积V=3×2L=6L=6dm3=6×10﹣3m3;此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3=60N;根据阿基米德原理F浮=G排可得:扔到水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力等于总重力.若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶,V排增大,由F浮=ρ水gV排可知,使用时浮力增大.
【答案】60;等于;增大.
三、实验题
17、(2017枣庄20)将一只手的食指浸入水中,你会感受到浮力的作用.你想知道食指所受的浮力大小吗?请从如图所提供的实验器材中选择合理的实验器材,设计出两种测出你的食指受到浮力的实验方案,并完成填空.(已知水的密度为ρ水)
方案一:
(1)写出你需要测量的物理量及其符号:____.
(2)食指所受浮力大小的表达式为:F浮=____.
方案二:
(1)写出你需要测量的物理量及其符号:____.
(2)食指所受浮力大小的表达式为:F浮=____.
【解析】方案一:(1)水槽的横截面积太大,为减小误差,应选择溢水杯;没有小桶,溢出水的重力无法用测力计测量,所以可将溢出的水直接接入量筒中,由密度公式得出质量,根据F浮=G排=m排g得出浮力大小;用到的器材是溢水杯、量筒;(2)实验中测出溢出水的体积V便可;根据阿基米德原理,F=G排=m排g=ρ水Vg;方案二:(1)需要的实验器材:弹簧测力计、溢水杯、小桶.(2)实验步骤:①用细线拴住烧杯,然后用弹簧测力计测出空小桶的重力,记为G0;②向溢水杯中灌满水,然后将食指插入溢水杯中,用小桶接住从溢水杯中溢出的水;③用弹簧测力计测出盛有水的小桶的总重G;浮力的表达式:F浮=G﹣G0.
【答案】方案一:(1)B、E;(2)溢出水的体积V;
方案二:(1)A、B、C;G﹣G0.
18、(2017岳阳)下图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)如图甲,物体重____N;
(2)如图乙,把物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2N,物体受浮力的大小为____;
(3)分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得:物体受浮力的大小与______有关;
(4)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图中____物(填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
【解析】(1)由甲图知,测力计的分度值是0.2N,物体A的重力G=4.2N,(2)由图乙可知,物体浸没在水中时测力计的示数为3.2N,则物体受到的浮力:F浮1=G-F拉=4.2N=3.2N=1N;(3)图乙中物体受到的浮力F浮1=1N,图丙中物体受到的浮力:F浮2=G-F拉′=4.2N-3.4N=0.8N,所以F浮1>F浮2;又知物体排开液体的体积相同,水的密度大于酒精的密度,所以,在排开液体体积相同时,物体受浮力的大小与液体的密度有关.(4)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的密度是否有关,应使物体的体积相同,密度不同,并使其浸没在同种液体中;C、D两物体的体积相同,但是由不同物质组成的,所以物体的密度不同,因此选择C、D.
【答案】(1)4.2;(2)1;(3)液体的密度;(4)C、D.
四、计算题
19、(2017怀化)2017年5月23日,我国“蛟龙号”载人潜水器在马里亚纳海沟北坡下潜.有史以来,首次对4000米级的玛利亚纳海沟进行深入的现场探查,首次观察到4811米的海底世界.当“蛟龙号”载人潜水器下潜到4000m时(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3),求:
(1)“蛟龙号”载人潜水器所受海水的压强;
(2)“蛟龙号”载人潜水器上某个观测孔面积约为0.03m2,该观测孔受到海水的压力;
(3)“蛟龙号”载人潜水器体积大约50m3,它受到的浮力.
【解析】(1)“蛟龙号”载人潜水器所受海水的压强:
P=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×4000m=4.12×107Pa;
(2)由可得,观测孔受到海水的压力:
F=PS=4.12×107Pa×0.03m2=1.236×106N;
(3)“蛟龙号”载人潜水器受到的浮力:
F浮=ρgV排=ρgV=1.03×103kg/m3×10N/kg×50m3=5.15×105N.
【答】(1)“蛟龙号”载人潜水器所受海水的压强为4.12×107Pa;
(2)该观测孔受到海水的压力为1.236×106N;
(3)“蛟龙号”载人潜水器体积大约50m3,它受到的浮力为5.15×105N.
20、(2017咸宁)底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上.现将体积为500cm3,重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为8cm,如图甲所示,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:
(1)图甲中木块A静止时进入水中的体积;
(2)物体B的密度;
(3)图乙中水对容器底部的压强.
【解析】(1)因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=3N,
根据F浮=ρ水gV排得
(2)图A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB
公式展开:ρ水g(VA+VB)=GA+GB
其中VA=500cm3=5×10﹣4m3,21世纪教育网
故VB=4×10﹣4m3
B的质量为:;
B的密度为:;
(3)当AB浸入水中后,所增加浸入水中的体积为:
△V=VA+VB-V排=9×10﹣4m3-3×10﹣4m3=6×10﹣4m3
液面升高,
图乙中水对容器底部的压强:
P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.06m+0.08m)=1400Pa.
【答】(1)图甲中木块A静止时进入水中的体积为3×10﹣4m3;
(2)物体B的密度1.5×103kg/m3;
(3)图乙中水对容器底部的压强为1400Pa.
一、选择题
1、(2016苏州模拟)潜水员潜水时呼出的气泡在水中上升的过程中,体积不断变大,关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是:()【版权所有:21教育】
A.压强变大,浮力变大 B.压强变大,浮力变小
C.压强变小,浮力变大 D.压强变小,浮力变小
【解析】气泡在上升过程中,体积会逐渐变大,所处的深度变小,据p=ρgh,所以气泡受到的压强在不断减小;据F浮=ρgV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.故选:C.
【答案】C
2、(2016泰州泰兴实验中学二模)小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成简易密度计.现使吸管竖直漂浮在不同液体中,测量出液面到吸管下端的深度为h,如图所示.则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中,可能正确的是:()21世纪教育网版权所有
【解析】(1)同一只密度计,重力G不变,竖直漂浮在不同液体中,由漂浮条件F浮=G可知,浮力不变,与浸没液体中的深度无关,故AB错误;(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得,g是定值,ρh的乘积为定值,所以ρ、h的关系呈现反比例函数图象,故C错误,D正确.故选:D.
【答案】D
3、(2016丹东十中二模)如图所示,容器中装有一定质量的水,先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上(图中细线重力及体积均不计).设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙,水对容器底的压强分别为p甲和p乙,则:()
A.F甲<F乙 P甲=P乙. B.F甲>F乙 P甲>P乙
C.F甲=F乙 P甲<P乙. D.F甲=F乙 P甲=P乙
【解析】把A和容器看作一个整体,即A和容器的总重力不变,由图可知,甲、乙中物体都是漂浮在水面上,所以甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力都等于物体A和小玻璃杯的总重力,故F甲=F乙;因为两中情况下浮力相等,又由阿基米德原理又可得,F浮=ρ水gV排;∵F甲=F乙,∴V排甲=V排乙;因此甲乙两图中,液面的高度是相同的,由P=ρgh可知,当ρ一定时,若h相等,则P相等;即 P甲=P乙.故选D.
【答案】D
4、在家庭实验室中,小明把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图甲;向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙;再加盐鸡蛋漂浮如图丙,三种情况下,各物理量间的关系正确的是(鸡蛋质量不变):()
A.液体的密度ρ甲=ρ乙<ρ丙
B.鸡蛋排开液体的质量m甲=m乙>m丙
C.鸡蛋受到的浮力F甲<F乙=F丙
D.液体对容器底的压强P甲=P乙>P丙
【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;在图丙中漂浮,则ρ丙>ρ鸡蛋,F丙=G;液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙,故A错误;鸡蛋受到的浮力F甲<F乙=F丙,故C正确; F浮=G排=m排g,鸡蛋排开液体的质量m甲<m乙=m丙,故B错误;向杯中不断加盐,容器里液体重力G甲<G乙<G丙,盛水的杯是柱状容器,根据液体对容器底的压力F=G液+F浮可知:F甲<F乙<F丙,根据可知,液体对容器底的压强P甲<P乙<P丙,故D错误.故选C.
【答案】C
5、(2017密云模拟)2014年,我国的327号潜艇在完成一次水下巡航任务时,遇到海水密度突然变小的密度跃层,潜艇突然迅速下沉,发生了危险的“掉深”现象.艇长王红理命令立即向潜艇内的水柜充气,全舰官兵密切配合,3分钟后潜艇“掉深”停止,度过险情.在此过程中,下列说法正确的是:()
A.潜艇遇到海水密度变小的海水跃层前后,所受到的浮力不变
B.潜艇因“掉深”而下沉时,浮力等于潜艇的重力
C.向潜艇中的水柜充气是为了增大潜艇的浮力
D.向潜艇中的水柜充气是为了排出水仓内的海水减小潜艇的重力
【解析】AB、“掉深”是由于潜艇遇到密度突然减小的海水,由于潜艇排开海水的体积不变,根据阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力变小,小于潜艇的重力,则潜艇会突然急剧下沉的一种现象;故AB错误;CD、根据物体的浮沉条件可知,为了上浮,应使重力小于浮力,所以应迅速“打开应急高压气阀门”,“向所有水柜供气”是为了排出水仓中的水,使潜艇重力减小,阻止潜艇下沉;故C错误,D正确.故选:D.
【答案】D
6、(2017怀柔二模)甲、乙两个完全相同的烧杯,盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上.将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,当鸡蛋静止时,如图所示,两烧杯中液面恰好相平.若甲、乙两杯盐水对容器底的压强分别为P甲和P乙,鸡蛋排开盐水的质量分别是m甲和m乙.则下列判断中正确的是:()
A.P甲=P乙 m甲=m乙 B.P甲<P乙 m甲=m乙
C.P甲<P乙 m甲>m乙    D.P甲>P乙 m甲>m乙
【解析】(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,因为F浮=G排=m排g,浮力相同,所以鸡蛋排开盐水的质量相同.(2)因为ρ液>ρ物时物体漂浮,ρ液=ρ物时物体悬浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,因为p=ρgh,且两杯中液面相平,所以乙杯底压强大于甲杯底压强.故选:B.
【答案】B
7、(2017武汉外国语学校模拟)如图所示,将重为G 的金属小球用细线系好,浸入盛水的烧杯中(烧杯中的水没有溢出),金属小球受到的浮力为F浮,杯底增加的压力为△F1;如将此金属小球直接投入水中,杯底增加的压力为△F2,则下列关系式中正确的是:()
A.△F2-△F1=F浮 B.△F2+△F1=G
C.△F2:△F1=G:F浮 D.△F2:△F1=F浮:G
【解析】①此时金属小球受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力,如图1所示:则G=F浮+F拉,而杯底增加的压力为水对杯底增大的压力,即杯底增加的压力等于金属球此时所收到的浮力,因此△F1=F浮;②此时金属球受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力,如图2所示:则G=F支持+F浮,而支持力是杯底施加的,所以也受到球对杯底的压力,其大小等于支持力的大小,同时水面上升,增大了水对杯底的压力,与浮力大小相同,因此△F2=F支持+F浮=G.A、所以△F2-△F1=G-F浮;因此A错误.B、所以△F2+△F1=G+F浮;因此B错误.C、所以△F2:△F1=G:F浮;因此C正确;D错误.故选C.
【答案】C
8、(2017德州一模)用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片,然后盖上盖子并密封,投入江中,就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶”.如果漂流瓶从长江漂入大海,漂流瓶所受到的浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密度):()
A.浮力变大,露出水面体积不变
B.浮力不变,露出水面体积变大
C.浮力不变,露出水面体积变小
D.浮力变小,露出水面体积变大
【解析】∵漂流瓶在海水和江水中都漂浮,∴F浮=G,∴漂流瓶从长江漂入大海所受到的浮力不变;又∵F浮=G排=ρ液V排g,ρ海水>ρ江水,∴排开海水的体积比排开江水的体积小,∴漂流瓶从长江漂入大海排开水的体积将变小,∵V=V排+V露.∴漂流瓶从长江漂入大海露出水面的体积将变大.故选B.
【答案】B
9、(2017黄陂模拟)小明同学在做鸡蛋浮沉的实验时如图,用适当浓度的盐水使鸡蛋正好悬浮.那么下列操作和判断正确的是:()
A.向盐水中加一些清水,鸡蛋将上浮直至漂浮,过程中鸡蛋所受的浮力一直不变
B.向盐水中加一些清水,鸡蛋将下沉的原因是排开液体的密度减小,浮力减小
C.向盐水中加一些盐,鸡蛋将上浮直至漂浮,过程中鸡蛋所受的浮力一直不变
D.向盐水中加一些盐,鸡蛋将下沉的原因是鸡蛋所受的重力大于浮力
【解析】AB、盐水中加水,水的密度慢慢变小,鸡蛋浸没水中,排开水的体积不变,但液体密度变小,鸡蛋所受浮力变小,所以鸡蛋下沉至容器底;故A错误,B正确;CD、向盐水中继续加盐,盐水的密度增大,因此鸡蛋受到的浮力增大,鸡蛋将上浮,直至漂浮;故CD错误.故选B.【来源:21cnj*y.co*m】
【答案】B
10、(2017青山模拟)甲溢水杯盛满密度为ρ1的液体,乙溢水杯盛满密度为ρ2的液体.将密度为ρA的小球A轻轻放入甲溢水杯,小球漂浮且有体积露出液面,甲溢水杯溢出液体的质量是36g.将密度为ρB的小球B轻轻放入乙溢水杯,小球浸没在液体中,并下沉,乙溢水杯溢出液体的质量是30g.已知小球A与小球B体积之比是1:2(g取10N/kg).则下列选项中正确的是:()
A.小球A的质量为7.2g B.小球B的质量为30g
C.ρ1与ρ2之比为3:1 D.ρA与ρB之比为12:5
【解析】A、小球A漂浮在甲溢水杯液体中,小球受到的浮力等于重力,由F浮=G排=GA,可得小球A的质量为36g;故A错;
B、小球A漂浮在甲溢水杯液体中,
F浮′=G排′=m排′g=ρ1V排g=ρ1VAg=36×10﹣3kg×g,

小球浸没在液体中,并下沉,ρB大于ρ2,
F浮=G排=m排g<GB=mBg,小球的B质量:mB>m排=30g,故B错;
C、小球B的体积:

VA:VB=1:2,即:: =,
ρ1:ρ2=3:1.故C正确;
D、A球质量就等于甲中溢出水的质量,而B球的质量未知所以无法求两球密度之比.
故选C.
【答案】C
11、(2017东营胜利三十九中模拟)我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练.如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片.当飞机飞回航母后:()
A.航母将浮起一些,所受浮力减小
B.航母将下沉一些,所受浮力增大
C.航母将下沉一些,所受浮力减小
D.航母始终漂浮,所受浮力不变
【解析】(1)航母原来漂浮在水面上,浮力等于重力;飞机飞回航母后,航母总重增大,但仍然漂浮,所以浮力相应增大;(2)因为航母受到的浮力增大,在水的密度一定时,由公式知,航母排开水的体积增大,也就是要下沉一些.故选B.
【答案】B
12、(2017临沂一模)如图所示,三个完全相同的玻璃缸内,(a)缸内装满酒精,(b)、(c)内装满水,且(b)内漂着一只小鸭子,(c)内漂着一只大鸭子,下列说法正确的是:()
A.三个容器底部受到液体的压力相同
B.(b)、(c)容器底部受到水的压强不相等
C.(b)内小鸭子受到的浮力等于小鸭子受到的重力
D.(b)内鸭子受到的浮力大于(c)内鸭子受到的浮力
【解析】AB、因为三个完全相同的玻璃缸(a)装满了酒精,(b)、(c)装满了水,h相同,所以根据P=ρgh可知,液体对容器底部的压强相等,Pa<Pb=Pc.由F=PS可知液体对容器底的压力:Fa<Fb=Fc.故AB都错;CD、因为小、大鸭子漂浮,所以F浮=G鸭,因为(b)内小鸭子受到的重力小于(c)内大鸭子鸭子的重力,所以(b)内小鸭子受到的受到的浮力小于(c)内大鸭子鸭子的受到的浮力.故C正确、D错误.故选C.
【答案】C
13、(2017邹城模拟)将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的土仪器.将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如图所示.对于这个土仪器所运用的知识或用途,下列说法中不正确的是:()
A.运用了二力平衡的知识
B.运用了物体的漂浮条件
C.用它可以比较不同液体密度的大小
D.用它可以测量不同液体的密度大小
【解析】A、物体在液体表面上受浮力和重力的作用,由于处于静止状态,可以利用二力平衡的特点分析;故A正确;B、物体在液体表面上处于漂浮,根据物体的漂浮条件可知浮力等于重力,故B正确;C、从图中可以看出,仪器在三种液体中排开液体的体积大小,根据公式F浮=ρgV排可以比较三种液体密度的大小关系;故C正确;D、由于排开液体的体积大小没有具体数据,使用无法直接读出液体密度的大小,故D错误.故选D.
【答案】D
二、填空题
14、(2017深圳信息卷)如图,两个完全相同的圆筒形容器,内装质量相等,密度分别为ρ1、ρ2的液体,将同一密度计分别放入两液体中,都浮在液面上,如甲所示,则密度计在两液体中受到的浮力F1___F2;两液体的密度ρ1___ρ2;两液体对容器底的压强P1___P2.(选填“>”“=”“<”)
【解析】因为在两种液体中,密度计漂浮,所以所受到的浮力F甲=F乙=G,相等;又据F浮=ρ液V排g,所受到的浮力相等,V排甲<V排乙,所以ρ甲>ρ乙;两个完全相同的圆筒形容器,内装质量相等的液体,即甲乙两容器内液体对容器底的压力相等,底面积也相等,由于此容器是规则形状的,所以据可知,容器底部所受的液体压强相等.
【答案】=;>;=.
15、(2107益阳模拟)一只苹果的质量为140g,体积为1.8×10﹣4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为____N,松手后苹果将____(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”).
【解析】已知物体完全浸没,根据公式F浮=ρgV排可求苹果所受的浮力;再利用公式G=mg求出苹果的重力,重力与浮力进行比较即可得出结论.苹果所受的浮力F浮=ρgV排=1000kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣4m3=1.8N;苹果的重力G=mg=0.14kg×10N/kg=1.4N;则重力1.4N<浮力1.8N;
【答案】1.8;上浮.
16、(2017菏泽一模)新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示.两只鸡蛋的体积分别是VA、VB,质量分别是mA、mB,两只鸡蛋受到的浮力分别为:FA=____,FB=____(已知水的密度为ρ).2·1·c·n·j·y
【解析】鸡蛋A处于漂浮状态,所以,浮力都等于自身的重力,则鸡蛋A受到的浮力FA=GA=mAg;鸡蛋B下沉到容器底部,所以,浮力都小于自身的重力,则鸡蛋A受到的浮力FB=ρgVB.
【答案】mAg;ρgVB.
三、实验题
17、(2017房山二模)如图所示,小明利用已调零的弹簧测力计、系着细线的石块、盛有适量水的烧杯,测量该石块的密度.具体操作步骤如下:
(1)先用弹簧测力计测出石块受到的重力为G;
(2)用弹簧测力计吊着石块,将其浸没于烧杯内的水中,不触底及侧壁,读出弹簧测力计示数为F,则石块受到的浮力F浮=____;
(3)用字母F浮、ρ水、g,写出石块体积的表达式V石=____;
(4)用字母G、F、ρ水,写出石块密度的表达式ρ石=____.
【解析】(1)用细线系住小石块,将适量的水倒入空烧杯中,用弹簧测力计测出小石块在空气中的重力G;
(2)用弹簧测力计测出小石块浸没在水中对弹簧测力计的拉力为F,
则石块受到的浮力F浮=G-F.
(3)由F浮=ρgV排变形可得,石块排开水的体积:

石块全部浸没,排开水的体积等于石块的体积,即

(4)石块的质量,
石块密度的表达式.
【答案】(2)G﹣F;(3);(4).
18、(2017密云模拟)实验桌上有弹簧测力计、大烧杯、水、细线、各种符合要求的金属块.小华同学要利用这些实验器材通过实验证明:金属块浸没在水中时受到浮力的大小与金属块的重力无关.他进行了如下实验:21教育网
①把弹簧测力计调零,在大烧杯中装入适量的水.
②找到两个质量相等铜块和铁块(ρ铜>ρ铁),测出重力G,并记录数据.
③分别把铜块和铁块浸没在水中,用弹簧测力计测出拉力F,并记录数据.
④根据F浮=G-F,计算两个金属块受到的浮力.
他发现两个金属块受到的浮力不相等,于是得出结论:金属块浸没在水中时受到的浮力与金属块的重力无关.根据以上叙述,回答下列问题:
(1)请你评估,小华的实验存在的两个问题.
问题一:________________________________.
问题二:____________________.
(2)请你针对小华探究过程中存在的问题,写出改正措施:________________________.
【解析】(1)步骤②中选择了两个质量相等的金属块,这样两个金属块的体积不同,完全浸没时,排开液体的体积不同,会造成浮力不同,所以应选用体积相同的金属块;实验中只选择了铜块和铁块,这样实验结果可能具有偶然性,应该选择体积相同的多种金属块进行实验,如果浮力都相同,则说明浮力与重力无关;(2)根据(1)的分析,改正措施应该为:选择体积相等的多种金属块进行实验.
【答案】(1)选择了质量相等的金属块,完全浸没时体积会影响浮力的大小;只选择了两种金属块,结论具有偶然性;(2)选择体积相同的多种金属块进行实验.
四、计算题
19、(2017深圳信息卷)如图,“长春”舰满载时排水量为7.5×106kg,吃水深度6m,发动机工作时的效率为80%(海水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)满载时,“长春”舰受到的浮力有多大?
(2)“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是多少?
(3)“长春”舰以36km/h的速度匀速航行6h,海水平均阻力为1.0×106N,则这一过程中军舰发动机的总功率为多少?
【解析】(1)由题知,“长春”舰满载时排水量为7.5×106kg,
所以满载时“长春”舰受到的浮力:
F浮=G排=m排g=7.5×106kg×10N/kg=7.5×107N;
(2)由题知,吃水深度6m,
所以舰底受到海水的压强:P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa,
由可得,舰底20cm2的面积上受到海水的压力:
F=pS=6×104Pa×20×10﹣4m2=120N.
(3)“长春”舰速度v=36km/h=10m/s,
“长春”舰匀速直线运动,所以水平方向受力平衡,
则牵引力:F=f=1.0×106N,
牵引力做功的功率:
=1.0×106N×10m/s=1.0×107W,
发动机工作时的效率为80%,军舰发动机的总功率:

【答】(1)满载时,“长春”舰受到的浮力为7.5×107N;
(2)“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是120N;
(3)军舰发动机的总功率为1.25×107W.
20、(2017济宁模拟)夏满同学在过生日时收到了一个内有“生日快乐”的小水晶球,如图所示为他用量筒、小玻璃杯、水来测量水晶球密度的实验示意图,请根据示意图提供的信息(g=10N/kg).求:
(1)小水晶球在图乙位置时所受浮力;
(2)小水晶球的密度.
【解析】(1)比较左边的第一和第二幅图可以看出放入小球后,排开水的体积:
V排=60cm3-30cm3=30cm3;
小水晶球在图乙位置时所受浮力:
F浮=G排=ρgV排=1000kg/m3×10N/kg×30×10﹣6m3=0.3N;
(2)据第一幅图和第三幅图可知,水晶球体积:
V=40ml-30ml=10ml=10cm3;
因为漂浮,所以,水晶球的重:
G=F浮=0.3N;
水晶球的质量:

水晶球的密度:

【答】(1)小水晶球在图乙位置时所受浮力是0.3N;
(2)小水晶球的密度3g/cm3.
 
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