【名师导航】物理中考一轮总复习学案 第十章 浮力﹙备考指南+知识详单+易错警示+知识精讲+达标检测)

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名称 【名师导航】物理中考一轮总复习学案 第十章 浮力﹙备考指南+知识详单+易错警示+知识精讲+达标检测)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2019-11-12 14:48:46

文档简介

第十章 《浮力》达标检测
时间:45分钟 满分:100分
一.选择题(共20小题,满分60分,每小题3分)
1.(3分)(2020?长春一模)下列说法正确的是(  )
A.飞机利用空气的浮力飞行
B.高铁保持匀速直线运动靠的是惯性
C.飞艇飞行原理是流速大的位置压强小
D.压路机的滚子做成圆形的目的是增大压强
2.(3分)(2019秋?泰安月考)质量相同的甲、乙两个小球,分别放入A、B两个相同且装有相同质量水的容器中。两球静止时两液面相平,则下列分析正确的是(  )
①甲球受到的浮力大于乙球
②两容器底部受到水的压强相同
③甲球的密度大于乙球的密度
④乙球浸入的体积等于甲球浸入的体积
A.只有①和② B.只有③和④ C.只有②和④ D.只有①和③
3.(3分)(2019?济南)如图所示,是一位先生巧用物理知识借助气球将帽子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关键知识是(  )
A.惯性 B.浮力 C.动能 D.效率
4.(3分)(2019?西宁)一个质量为60g、体积为100cm3的物体放入酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中,物体静止时,物体在酒精中的体积与物体总体积的比值为(  )
A.3:4 B.3:5 C.1:2 D.2:3
5.(3分)(2019?西宁)同一水平面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则(  )
A.甲容器中液体的密度较大
B.乙容器底部受到液体的压力较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大
D.乙容器对水平面的压强较小
6.(3分)(2019?常州)水平台面上有两个同规格烧杯,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的物体A、B分别放入两杯中,静止时如图所示,甲、乙液面刚好相平,此时,设A物体受到的浮力为F浮A,甲液体对烧杯底部的压强为p甲;B物体受到的浮力为F浮B,乙液体对烧杯底部的压强为p乙,则(  )
A.F浮A=F浮B,p甲>p乙 B.F浮A=F浮B,p甲<p乙
C.F浮A<F浮B,p甲>p乙 D.F浮A<F浮B,p甲<p乙
7.(3分)(2019?常州)科考队员在南极惊奇地发现长方体冰山,边缘齐整宛如人工切割测得长方体冰山露出海面的高度为4m,冰山在海面下的深度为(ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ海水=1.1×103kg/m3)(  )
A.18m B.22m C.36m D.40m
8.(3分)(2019?南通)如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉。则(  )
A.用力捏大瓶,小瓶不能实现悬浮
B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变大
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
9.(3分)(2019?兰州)如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是(  )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
10.(3分)(2019?玉林)如图所示,是我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600,下列分析正确的是(  )
A.飞行时,机翼下表面气流流速大于上表面气流流速
B.飞行时,机翼下表面气流流速等于上表面气流流速
C.航行时,速度越大受到水的浮力越大
D.航行时,受到水的浮力等于它排开的水所受的重力
11.(3分)(2019?昆明)一个物体静止在水中,如图a所示,将它提高到最高位置(如图b)静止释放,假设只受重力和浮力作用,那么物体会向下运动到最低位置(如图c),然后在最高和最低两个位置之间不停地做上下运动。忽略容器内液面高度变化。则下列说法错误的是(  )
A.物体向下运动过图a位置时,速度最大
B.物体到达最低位置时,浮力大于重力
C.物体向上运动过图a位置时,浮力小于重力
D.物体到达最高位置时,速度等于0
12.(3分)(2019?贵港)三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,这三种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙.当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低。下列关系正确的是(  )
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ丙<ρ甲<ρ乙
C.ρ丙<ρ乙<ρ甲 D.ρ乙<ρ甲<ρ丙
13.(3分)(2019?广州)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比(  )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
14.(3分)(2019?鄂州)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是(  )
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
15.(3分)(2019?咸宁)如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器液面。将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后受的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是(  )
A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2
C.F1不可能大于F2 D.F1不可能小于F2
16.(3分)(2019?淮安)长江上,一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船(  )
A.会浮起一些,所受浮力变小 B.会浮起一些,所受浮力变大
C.会下沉一些,所受浮力变大 D.会始终漂浮,所受浮力不变
17.(3分)(2019?黄石)某同学自制的简易密度计如图所示,它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态,下列说法错误的是(  )
A.木棒漂浮在水面上,静止时密度计的重力等于水对其浮力
B.木棒浸入液体的体积越大,说明该液体密度越小
C.读数时需用手扶住密度计
D.木棒越细,测量误差越小
18.(3分)(2019?北京)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是(  )
A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
19.(3分)(2019?山西)网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是(  )
A.鸡蛋两次所受的浮力一样大
B.甲图中鸡蛋排开水的重力大
C.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D.放置50天后的鸡蛋密度变大
20.(3分)(2019?深圳)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是(  )
A.两小球所受浮力FM<FN
B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
二.填空题(共10小题,满分20分,每小题2分)
21.(2分)(2019?葫芦岛)如图所示,“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在   (填“江水”或“海水”)中停泊。轮船的排水量为6000t,在海水中满载时受到的浮力是   N;轮船在江水中,船底处的压强是6×104Pa,船底浸入水中的深度是   。(g取10N/kg,ρ江水=1×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3)
22.(2分)(2019?本溪)如图所示是我国调查水下海山的“发现”号潜水器。海山的山顶位于海面以下800m处,山高为1400m。当潜水器漂浮在水面时,受到的浮力   (填“大于”、“等于”或“小于”)自身的重力;潜水器从山顶下降的过程中,受到的浮力   (填“变大”、“变小”或“不变”);到达山底部时它受到海水的压强是   Pa.(不考虑海水密度的变化ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
23.(2分)(2019?怀化)一个重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态,则木块受到的浮力是   N:若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,则木块受到的浮力将   (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
24.(2分)(2019?桂林)如图所示,将一重为8N的物块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中静止,弹簧测力计示数为5N,则物块受到的浮力是   N,浮力的方向是   。
25.(2分)(2019?巴中)两个完全相同容器内分别盛满不同的液体,现将两个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,则液体对容器底部的压强关系是p甲   p乙;两小球所受的浮力关系是F甲   F乙.(选填“>”、“<”或“=”)。
26.(2分)(2019?福建)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮   G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将   (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
27.(2分)(2019?湘西州)一个体积为1×10﹣3m3的铁球全部浸没在水中,它受到水对它的浮力为   N(水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg)。
28.(2分)(2019?广东)如图甲所示,弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图乙所示。则物块受到的重力为   N,物块刚好浸没在液体中时其下表面浸入的深度为   cm,未知液体的密度为   kg/m3.(g取10N/kg)
29.(2分)(2019?宜昌)如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”,某次执行任务时它的质量为38t,当它停在水面上时,排开水的体积是   m3,受到的浮力为   N.(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
30.(2分)(2019?哈尔滨)如图,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为4N、体积为100cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为   N,石块静止时,测力计示数为   N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
三.实验探究题(共3小题,满分9分,每小题3分)
31.(3分)(2019?呼伦贝尔)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
①可能跟物体浸没在液体中的深度有关
②可能跟物体的密度有关
③可能跟物体的体积有关;
④可能跟物体浸在液体中的体积有关;
⑤可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,某小组同学利用下列器材做了如图所示的实验:
(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
(1)分析比较实验C与D,可以验证猜想   是错误的;分析比较实验C与E,可以验证猜想   是正确的。(选填猜想序号①②③④⑤)
(2)根据A与C两图所标的实验数据,可知A物体浸没在水中所受的浮力为   N,物体的体积为   m3,物体的密度为   kg/m3。
32.(3分)(2019?十堰)物理兴静小组在探究浮力的大小与哪些因素有关时(如图甲),他们先用弹簧测力计称出长方体铁块的重力,再把铁块置于水面上方某一位置,将铁块缓慢下移,并逐渐浸入水中至不同深度处,他们根据记录的实验数据绘制出弹簧测力计示数F与铁块下降高度h关系的图象(如图乙)。
(1)铁块浸没水中之前,弹簧测力计的示数变化说明了浮力的大小与   有关;
(2)铁块浸没在水中受到水的浮力为   N;此时他们保持铁块浸没在水中不动,向水里加入适量的食盐并搅拌,发现弹簧测力计的示数   (选填“变大”或“变小”),说明浮力的大小与液体密度有关。
33.(3分)(2019?鞍山)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体排开液体的体积、物体在液体中的深度有关。所用的实验器材有:烧杯、酒精、水、盐水、量程合适的弹簧测力计、细线、底面积相同而体积不同的带钩圆柱。(已知ρ酒精<ρ水<ρ盐水)
(1)在探究“浮力大小与液体密度是否有关”时,小明用弹簧测力计将同一个体积较大的圆柱分别浸没在酒精、水、盐水中的相同深度处,如图所示,则圆柱在水中受到的浮力是   N,分析数据得出浮力的大小与液体密度的关系是在其他条件相同时,   。
(2)在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时,小明设计了如下记录实验数据的表格,请将表格中第一行信息补充完整。
实验次数
所用液体
物体在液体中的深度h
   
圆柱重G/N
   
   
1

相同

2


3


(3)实验中用到的科学探究的方法是   。
四.计算题(共4小题,满分11分)
34.(2分)(2019?上海)物体排开水的体积为1×10﹣3米3.求物体受到浮力F浮大小。
35.(3分)(2019?盘锦)如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是8×10﹣3m2,装满水后水深0.1m,总质量是0.95kg。把一个木块(不吸水)轻轻放入水中,待木块静止时,从杯中溢出水的质量是0.1kg。求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)水对溢水杯底的压力。
(2)木块受到的浮力。
(3)溢水杯对桌面的压力。
36.(3分)(2019?常州)某型号一次性声呐,其内部有两个相同的空腔,每个空腔的容积为2×10﹣3m3,每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封,密封盖在海水中浸泡24小时后,将被海水完全腐蚀。
某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐在海中静止后露出整个体积的,声呐处于探测状态,如图甲所示,24小时后,声呐没入海中处于悬浮状态,声呐停止工作,如图乙所示,再经过24小时后,声呐沉入海底,如图丙所示。已知ρ海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg,问:
(1)每个空腔能容纳海水的重量有多大?
(2)声呐整个体积有多大?
(3)图甲中,声呐有多重?
(4)图丙中,海底对声呐的支持力有多大?
37.(3分)(2019?通辽)2018年5月13日,中国首艘国产航母001A型航空母舰离开大连港码头,开始海试。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)请问:
(1)航母001A设计排水量6.7×104t,那么它满载时受到的浮力是多少?
(2)海面下8m处的压强是多少?
(3)一位体重为600N的歼15舰载机飞行员,每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2,则他双脚站立时对甲板的压强是多少?
第十章 《浮力》达标检测
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题,满分60分,每小题3分)
1.【解答】A、飞机的机翼通常都做成“上凸下平”的形状,飞机是利用气体压强和流速的关系产生的升力来飞行的,并不是利用空气的浮力,故A错误;
B、高铁运行时受到摩擦力的作用,要保持匀速直线运动需要牵引力与其保持平衡,靠的不是惯性,故B错误;
C、飞艇工作时,需要向飞艇内充入比空气密度小的气体,从而利用浮力来飞行,故C错误;
D、压路机的滚子做成圆形,减小了受力面积,在压力一定时增大了压路机对地面的压强,故D正确。
故选:D。
2.【解答】①甲、乙两球分别处于漂浮和悬浮,则F浮=G物;由于两球的质量相等,重力相等,所以浮力也相等,故①错误;
②由图可知,两容器内水面高度相同,由p=ρgh可知,两容器底部受到水的压强相同,故②正确;
③甲球漂浮,甲球的密度小于水的密度,乙球悬浮,乙球的密度等于水的密度,所以甲球的密度小于乙球的密度。故③错误;
④甲乙两球受到的浮力相等,由F浮=ρgV排可知排开水的体积也相等,即乙球浸入的体积等于甲球;故④正确。
故选:C。
3.【解答】空气对气球和帽子有浮力作用,当气球和帽子受到的浮力大于气球和帽子的自身重力时,帽子随气球一起上升到楼上。
故选:B。
4.【解答】物体的密度ρ===0.6g/cm3=0.6×103kg/m3<0.8×103kg/m3,
若把该物体放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中后,物体静止时处于漂浮状态,则F浮=G,
即:ρ酒精gV排=ρ物gV物,
则===;
故选:A。
5.【解答】
A、物体在甲液体中悬浮,则ρ甲=ρ物,在乙液体中漂浮,则ρ乙>ρ物,可知乙液体的密度较大,故A错误;
B、由A知,乙液体的密度较大,深度相同,由p=ρ液gh可知,乙液体对容器底的压强大,由F=pS可知,乙容器底部受到液体的压力较大,故B正确;
C、物体在甲液体中悬浮,则F浮甲=G排甲=G;在乙液体中漂浮,则F浮乙=G排乙=G,所以G排甲=G排乙,故C错误;
D、甲、乙两个相同的容器,两容器中液面恰好相平,由图知,乙液体的体积较大,且乙液体的密度较大,由m=ρV可知,乙液体的质量较大,则乙液体的重力较大,
容器对水平面的压力等于总重力,而G总=G容器+G物+G液体,则甲容器的总重力小,对水平桌面的压力较小,由p=可知,甲容器对水平面的压强较小,故D错误。
故选:B。
6.【解答】(1)由图知,物体A、B在液体中都处于漂浮,则F浮A=GA;F浮B=GB;
而物体A、B是完全相同的物体,则重力相等,即GA=GB,
所以,F浮A=F浮B.故CD错误;
(2)由图知,A排开液体的体积小于B排开液体的体积,已知F浮A=F浮B,根据F浮=ρ液gV排可知,ρ甲>ρ乙;
已知两液面等高,根据p=ρ液gh可知,p甲>p乙.故A正确,B错误。
故选:A。
7.【解答】
冰山在海水中漂浮,由漂浮条件可得:F浮=G冰=ρ冰V冰g,
根据阿基米德原理可得:F浮=G排=ρ海水V排g,
所以ρ海水V排g=ρ冰V冰g,
即:ρ海水Sh浸g=ρ冰Sh冰g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
因冰山为长方体,则h冰=h浸+h露,
所以①式可写为:ρ海水Sh浸g=ρ冰S(h浸+h露)g,
整理可得h浸===18m。
故选:A。
8.【解答】
AB、挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,小瓶内的气体密度变大,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;当刚刚浸没时,就处于悬浮状态,故A错误、B正确;
C、盖上小瓶瓶盖,挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,水不能压入小瓶中,小瓶的重力不变,浸入水里的体积不变,故C错误;
D、松开大瓶瓶盖,用力捏大瓶,大瓶上方的气压不变,水不能进入小瓶中,所以小瓶不会下沉松开手;故D错误。
故选:B。
9.【解答】
A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力:G=F拉1=46N;故A错;
BC、金属块的质量:
m===4.6kg;
由图象可知,当h=50cm之后,弹簧测力计示数不变,金属块浸没水中,受到的浮力:F浮=G﹣F拉2=46N﹣26N=20N;
由F浮=ρ液gV排可得金属块体积:
V=V排===2×10﹣3m3,
金属块的密度:
ρ===2.3×103kg/m3,故B正确、C错;
D、金属块刚浸没时下表面距水面距离:h=50cm﹣30cm=20cm=0.2m,
金属块下底面受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa,故D错。
故选:B。
10.【解答】
AB、等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,机翼上方气流的截面面积大,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速,故AB错误;
C、航行时,速度大,但排开液体的体积和液体的密度都不变,根据F浮=ρ液gV排知,受到水的浮力不变,故C错误;
D、根据阿基米德原理知:航行时,受到水的浮力等于它排开的水所受的重力,故D正确。
故选:D。
11.【解答】a图时,物体处于漂浮状态,浮力等于重力,故C错误;
将物体提高到最高位置时,由静止释放,此时物体排开液体的体积小,浮力小于重力,向下做加速运动,当到达(a)位置时,浮力等于重力,合力为零,速度达到最大,故A正确;
物体到达最低位置时,排开水的体积大于a处时排开水的体积,浮力大于重力,故B正确;
物体到达最高位置时,不再向上运动,速度等于0,故D正确。
故选:C。
12.【解答】三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,
由漂浮条件可得F浮=G冰,
结合阿基米德原理可得:ρ液V排g=G冰,
所以V排=;
因为冰熔化前后质量不变,
所以G冰=G冰化水=ρ水V冰化水g,
则V冰化水=;
当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低,
则:=,<,>;
所以<<,
故ρ丙<ρ甲<ρ乙。
故选:B。
13.【解答】根据阿基米德原理可知:F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,
已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮甲=F浮乙。
故选:C。
14.【解答】由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;
A、由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故A错误;
B、由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,
则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,
由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;
由于正方体A、B、C的体积相同,
所以根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρA<ρB<ρC,故B错误;
C、由图可知三个完全相同的容器内水的深度相同,由P=ρgh可知液体底部压强关系是P甲=P乙=P丙,
三个容器的底面积相同,根据F=PS可求容器底部受到水的压力大小关系:
F甲=F乙=F丙,故C错误;
D、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,根据p=可知,容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙,故D正确;
故选:D。
15.【解答】
由题知,两个圆柱形容器相同,底面积相同,液体深度h甲<h乙,由V=Sh可知,液体的体积V甲<V乙,
已知m甲=m乙,由ρ=可知,两液体的密度关系:ρ甲>ρ乙;
由于小球的密度未知,则:
①若ρ球≥ρ甲,则小球在甲乙液体中处于下沉,处于浸没状态,排开甲乙液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知:F1>F2;
②若ρ甲>ρ球≥ρ乙,则小球在甲液体中漂浮,在乙液体中下沉,则F1=G,F2≤G,则F1≥F2;
③若ρ乙>ρ球,则小球在甲乙液体中都出处于漂浮状态,则F1=G,F2=G,则F1=F2;
由此分析可知:F1≥F2,F1不可能小于 F2。
故选:D。
16.【解答】因轮船在江水中,处于漂浮状态,浮力等于重力,在码头卸下货物后,轮船重力变小,则受到的浮力变小;
由公式V排=知,排开水的体积减小,轮船要上浮一些,故A正确。
故选:A。
17.【解答】A、同一支自制密度计的重力不变,不同的液体中,会呈竖直漂浮状态,根据漂浮时浮力等于重力知,重力不变,浮力不变,故A正确,
B、根据F浮=ρ液gV排知,在浮力不变时,木棒浸入液体的体积越大,液体密度越小,故B正确;
C、读数时自制密度计在液体中处于漂浮状态,且下部较重,能直立在水中,不需要用手扶住密度计,故C错误;
D、根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh知,在浮力、液体密度不变时,排开液体的体积不变,若木棒越细,刻度值越稀,测量误差越小,故D正确。
故选:C。
18.【解答】
AB、正方体物块M悬浮在水中,则F浮=G,
其上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,M上、下表面受到水压力的合力大小F合=F浮,
所以F合=F下﹣F上=F浮=G,故A错误,B正确;
CD、由图知,M上表面所处的深度较小,根据p=ρgh可知,M上表面受到水的压强小于M下表面受到水的压强,而上下表面的面积相同,则由F=pS可知,上表面受到水的压力小于M下表面受到水的压力,所以,M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力不是一对平衡力,故CD错误;
故选:B。
19.【解答】
A、由图可知:在甲中下沉,V甲排=V鸡蛋,在乙中漂浮,V乙排<V鸡蛋;由于是同一个鸡蛋,则鸡蛋的体积相同,则甲排>V乙排:
由浮力的公式F浮=ρgV排可知:鸡蛋所受的浮力:F甲>F乙,故A错误;
B、根据F浮=G排可知:鸡蛋排开水的重力:G甲排>G乙排,故B正确;
C、鸡蛋在乙中漂浮,根据漂浮条件可知:浮力等于其重力,故C错误;
D、因为鸡蛋在甲中下沉,则ρ甲>ρ水,在乙中漂浮,则ρ乙<ρ水,所以ρ甲>ρ乙,即放置50天后的鸡蛋密度变小了,故D错误。
故选:B。
20.【解答】
A、小球 M 在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球 N 在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球M、N 完全相同,即GM=GN,则有FM=FN,故 A错误;
B、小球 M 在甲液体中漂浮,则密度ρM<ρ甲,小球 N 在乙液体中悬浮,则密度ρN=ρ乙,由于小球M、N 完全相同,即ρM=ρN,则有ρ甲>ρ乙,故B错误;
C、由B选项分析可知:ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh 可知,p甲>p乙,故C错误;
D、由C选项分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式 F=pS 得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共10小题,满分20分,每小题2分)
21.【解答】(1)在海水和江水中,轮船漂浮,浮力和重力相等,即浮力大小不变;因为海水的密度大于江水的密度,根据公式F浮=ρ水gV排可知,轮船在江水中排开江水的体积大于在海水中排开海水的体积,所以在江水中的吃水线要高于在海水中的吃水线;
(2)根据阿基米德原理得轮船所受浮力:
F浮=G排=m排g=6000×103kg×10N/kg=6×107N;
(3)由液体压强公式p=ρgh得,船底浸入水中的深度:
h===6m。
故答案为:海水;6×107;6m。
22.【解答】(1)当潜水器漂浮在水面时,处于漂浮状态,则潜水器受到的浮力等于自身的重力;
(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,与其它因素都无关。
当潜水器从山顶下降的过程中,因为ρ海水、V排都不变,所以潜水器受到的浮力不变;
(3)到达山底部时它受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(800m+1400m)=2.2×107Pa。
故答案为:等于;不变;2.2×107。
23.【解答】(1)将重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中,静止时木块处于漂浮状态,所以木块所受浮力的大小为F浮=G=0.5N;
(2)木块漂浮,所以木块的密度小于水的密度,
如果再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,木块的密度不变,水的密度变大,
所以,木块仍然漂浮,所受浮力F浮′=G=0.5N,所以浮力不变。
故答案为:0.5;不变。
24.【解答】物块受到的浮力:
F浮=G物﹣F拉=8N﹣5N=3N,
浮力的方向是竖直向上。
答:3;竖直向上。
25.【解答】由题意可知,两个完全相同容器内盛满不同的液体时,液体的深度相同,
由图可知,两个完全相同的小球轻轻放入容器中静止后,甲中小球沉底,乙中小球漂浮,
因物体的密度大于液体的密度时下沉,物体的密度小于液体的密度,
所以,甲中液体的密度小于乙中液体的密度,
由p=ρgh可知,甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强,即p甲<p乙;
因物体沉底时受到的浮力小于自身的重力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,甲中小球受到的浮力小于乙中小球受到的浮力,即F甲<F乙。
故答案为:<;<。
26.【解答】(1)气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。
则F浮气球+F浮石块=G总,
所以则气球受到的浮力F浮气球<G总;
(2)水温升高时,气球内空气的体积变大,排开水的体积变大,
由F浮=ρ水V排g,
气球受到的浮力将变大;
石块受到的重力不变,
此时气球和石块受到的浮力大于自重,石块将上浮。
故答案为:<;上浮。
27.【解答】
铁球浸没在水中时排开水的体积:
V排=V=1×10﹣3m3,
铁球受到水的浮力:
F浮=ρ水gv排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N。
故答案为:10。
28.【解答】
(1)由图象可知,弹簧测力计的最大示数F最大=15N,此时物块未浸入水中,则物块重力G=F最大=15N;
(2)由图象可知,物块从刚浸入水到完全浸入,物块浸入深度h=10cm,即正方体物块的边长为10cm;
(3)物块的体积V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,物块全浸入时弹簧测力计的示数F示=6N,
受到的浮力F浮=G﹣F示=15N﹣6N=9N,
物块排开水的体积:
V排=V=1×10﹣3m3,
由F浮=ρ液V排g可得液体的密度:
ρ液===0.9×103kg/m3。
故答案为:15;10;0.9×103。
29.【解答】当飞机停在水面上时,由漂浮条件可得飞机受到的浮力:
F浮=G=mg=38×103kg×10N/kg=3.8×105N,
根据F浮=ρ水gV排可得排开水的体积:
V排===38m3。
故答案为:38;3.8×105。
30.【解答】
(1)石块缓慢浸没在水中,V排=V=100cm3=1×10﹣4m3,
石块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
根据阿基米德原理知,桶中水重(排开水的重):G排=F浮=1N。
(2)石块静止时,测力计示数:F=G﹣F浮=4N﹣1N=3N。
故答案为:1;3。
三.实验探究题(共3小题,满分9分,每小题3分)
31.【解答】(1)由图可知,实验C与D的弹簧测力计的示数相同,物体浸没在液体中的深度不同,由F浮=G﹣F可得,浮力相同,
由此可知浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关,则猜想①是错误的;
由C与E所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,由此可得,浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关,则猜想⑤是正确的;
(2)由图A与C可知,A在水中受到的浮力:F浮=G﹣F=8N﹣6N=2N;
由F浮=ρ液gV排可知,物体A的体积:V=V排===2×10﹣4m3;
由图A知,物体的重力G=8N,则m===0.8kg;
A的密度:ρA===4×103kg/m3;
故答案为:(1)①;⑤;(2)2;2×10﹣4;4×103。
32.【解答】(1)弹簧测力计的示数随物体的下表面浸入水中深度h的增加而减小,因V排=Sh,由F浮=G﹣F示可得出:物体浸没在水中之前受到浮力与物体排开液体的体积有关;
(2)由图乙知,h=0时,弹簧测力计的示数F=5N,根据二力平衡,物体的重力G=5N;由图乙知,水平线表示物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F=1N,
故物体浸没时受到的浮力大小F浮全=5N﹣1N=4N;
他们保持铁块浸没在水中不动,向水里加入适量的食盐并搅拌,弹簧测力计的示数变小,浮力增大,说明浮力的大小与液体密度有关。
故答案为:(1)排开液体的体积有关;(2)4;变小。
33.【解答】
(1)由图知,圆柱体在空气中的重力为9N,完全浸没在水中示数为8N,
圆柱体在水中的浮力:F浮=G﹣F1=9N﹣8N=1N;
圆柱体分别浸没在水、盐水和酒精中的同一深度,表明排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计三个示数都不相同,在在盐水中示数最小,浮力最大,说明浸没在液体中的物体,受到的浮力与液体的密度有关,且液体的密度越大,浮力越大;
(2)要“探究浮力大小与物体排开液体的体积是否有关”,必须控制液体的密度相同,浸没在液体中的深度相同,改变物体排开液体的体积,浮力的大小通过称重法测出,即需要测出物体的重力、物体浸没在液体中弹簧测力计的示数,进而求出浮力,所以记录实验数据表格如下表:
实验次数
所用液体
物体在液体中的深度h
物体排开液
体的体积
圆柱重G/N
测力计的示
数F/N
浮力
F浮/N
1

相同

2


3


(3)浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,变量有多个,研究时用到了控制变量法。
故答案为:
(1)1;液体的密度越大,物体受到的浮力越大;
(2)物体排开液体的体积;测力计的示数F/N;浮力F浮/N;(3)控制变量法。
四.计算题(共4小题,满分11分)
34.【解答】
物体排开水的体积V排=1×10﹣3m3,
物体受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3×9.8N/kg=9.8N。
答:物体受到的浮力为9.8N。
35.【解答】
(1)水对溢水杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
由p=可得水对溢水杯底的压力:
F=pS=1000Pa×8×10﹣3m2=8N;
(2)由阿基米德原理可得木块所受的浮力:
F浮=G排=m排g=m溢g=0.1kg×10N/kg=1N;
(3)因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G排=G木,
所以此时溢水杯对桌面的压力:
F=G+G木﹣G排=G=mg=0.95kg×10N/kg=9.5N。
答:(1)水对溢水杯底的压力为8N;
(2)木块受到的浮力为1N;
(3)溢水杯对桌面的压力为9.5N。
36.【解答】
(1)由题知,每个空腔的容积为V=2×10﹣3m3,
每个空腔能容纳海水的重量:
G海水=m海水g=ρ海水V腔g=1.1×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg=22N;
(2)设声呐的整个体积为V,声呐的重力为G声,
图甲中,声呐漂浮(下方的密封盖浸在海水中),且声呐在海中静止后露出整个体积的,
则:G声=F浮=ρ海水g(1﹣)V=ρ海水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
图乙中,24小时后,下方的密封口被腐蚀,下方空腔充满海水,声呐悬浮,把声呐和进入的海水作为一个整体(即此时下方空腔内的海水作为声呐的一部分);
则由悬浮条件可得:F浮1=G总1=G声+G海水=ρ海水gV+22N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
而此时声呐浸没在海水中,所以F浮1=ρ海水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
可得:ρ海水gV=ρ海水gV+22N,
解得:V=8×10﹣3m3;
(3)图甲中,声呐漂浮且有体积露出水面,
G声=F浮=ρ海水g(1﹣)V=×1.1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3=66N;
(4)图丙中,声呐上方的密封盖也浸没在海水中,再经过24小时,密封盖也被腐蚀,把声呐和进入的海水作为一个整体(即此时两个空腔内的海水作为声呐的一部分);
则可知声呐的总重力:
G总2=G声+2×G海水=66N+2×22N=110N,
声呐受到的浮力:F浮1=ρ海水gV=1.1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3=88N,
海底对声呐的支持力:F支=G总2﹣F浮1=110N﹣88N=22N。
答:(1)每个空腔能容纳海水的重量有22N;
(2)声呐整个体积为8×10﹣3m3;
(3)图甲中,声呐的重力为66N;
(4)图丙中,海底对声呐的支持力为22N。
37.【解答】
(1)根据阿基米德原理可得,该航母满载时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=6.7×104×103kg×10N/kg=6.7×108N;
(2)海面下8m处的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa;
(3)飞行员每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2,
所以飞行员双脚站立的受力面积:S=2×200×10﹣4m2=4×10﹣2m2,
飞行员站立在水平甲板上,对甲板的压力F=G,
站立时对甲板的压强:p====1.5×104Pa;
答:(1)满载时受到的浮力是6.7×108N;
(2)海面下8m处的压强是8×104Pa;
(3)双脚站立时对甲板的压强是1.5×104Pa。
第十章 浮力
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.浮力
★★★
1.知道浮力产生的原因。
2.知道阿基米德原理。
3.知道浮沉条件、浮力的应用。
4.会用弹簧秤法测浮力。
本意常考内容是:阿基米德原理、浮沉条件浮沉条件、浮力计算,浮力为必考内容,可能与压强或机械、功(率)一起以综合计算题出现,也可能以选择题出现,分值约8分。
2.阿基米德原理
★★★★
3.物体的浮沉条件
★★★★
知识点一:浮力的产生
1.浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它向上托的力叫做浮力。
2.浮力的大小:F浮=G-F液(F液为物体浸在液体中的示数),这种方法叫称重法。
3.浮力的方向是竖直向上;施力物体是液体(气体)。
4.浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力与向下的压力大于即为浮力。
知识点二:阿基米德原理
1.内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重力。
2.公式:F浮=G排=ρ液gV排。
(1)“浸入”包括“全部浸入”,此时V排=V物和“部分浸入”,此时V排<V物。
(2)液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
(3)由公式可知:当物体排开液体的体积V排一定时,物体受到的浮力F浮与液体的密度ρ液成正比;当在同一种液体中时,ρ液是一定的,物体受到的浮力F浮与排开液体的体积V排成正比;当同一物体漂浮在不同的液体上,F浮一定,物体排开液体的体积V排和液体的密度ρ液成反比。
(4)适用条件:液体(或气体)。
知识点三:物体的浮沉条件
1.假设某物体浸没液体中处于静止状态,只受浮力和重力,其浮沉情况:
上 浮
下 沉
悬 浮
漂 浮
沉 底
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+N=G
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
V排=V物
V排=V物
V排=V物
V排<V物
V排=V物
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用
可以停留在液体任何深度处;处于静态,受平衡力作用
是“上浮”过程的最终状态;处于平衡状态(运动状态不改变),受平衡力作用
处于静态,受平衡力作用;是“下沉”过程的最终状态
判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G的大小或比较ρ液与ρ物的大小。
知识点四:浮沉条件的应用
1.轮船
(1)工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
(2)排水量:轮船满载时排开水的质量;单位t。由排水量m可计算出:排开液体的体积V排=m/ρ液;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮=G总=mg。
2.潜水艇
构造:艇身装有水舱。
工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
3.气球和飞艇:气球里充的是密度小于空气的气体;气球是利用空气的浮力升空的。如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
4.密度计
(1)原理:利用物体的__漂浮条件来进行工作。
(2)构造:下面的铅粒能使密度计直立在液体中。
(3)刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大

易错点1 不能正确理解阿基米德原理,误认为物体密度、物体体积会影响物体受到的浮力。
典例1:(2019?绵阳模拟)某金属箔是由密度大于水的材料制成,取适量这种金属箔制成中空的筒,放入桌面上盛有适量水的烧杯中,发现它漂浮在水面上,然后再将此制成的金属筒揉成紧密的小团放入同一杯水中,发现它沉入水底,比较前后两种情况,下列说法正确的是(  )
A.漂浮时受到的浮力比沉底时大,漂浮时比沉入水底时水对杯底的压强也大
B.揉成团后下沉是因为金属箔密度减小,受到的浮力小于重力
C.漂浮时水对浮筒的浮力和浮筒受到的重力是一对相互作用力,水对杯底压强不变
D.沉入水底时,金属团各面所受水的压强相同,沉入前后杯对桌面压强不变
【错解】选B,揉成团后下沉是因为金属箔密度减小,受到的浮力小于重力。
【析错】】物体的重力,密度是不会改变的,当重力与浮力的大小关系改变时,它的浮沉状态才会改变。物体排开水的体积大小决定了它所受浮力的大小。
【正解】选A,理由:A、漂浮时受到的浮力比沉底时大,排开液体体积大,液面上升大,由液体压强公式p=ρ液gh可知,漂浮时比沉入水底时水对杯底的压强也大,故A正确;B、金属箔漂浮和沉底时自身密度是不变的,故B错误;C、漂浮时水对浮筒的浮力和浮筒受到的重力是一对平衡力,水对杯底压强不变,故C错误;D、沉入水底时,金属团上面受到水的压强,小于下面受到水的压强,沉入前后杯对桌面压强不变,故D错误。故选A。
易错点2 不能正确理解沉浮条件,误认为海水密度较大,轮船从河里航行到海里所受浮力变大。
典例2:(2019?滨州模拟)一艘远洋轮船在内陆河装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 (填“变大”、“不变”或“变小”);当装好货物的船由内河驶入大海后,发现船身略上浮了一点,则船受到的浮力 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
【错解】答案为:变大;变大。理由:为海水密度较大,浮力大小与液体的密度有关,轮船从河里航行到海里所受浮力变大。
【析错】货轮在装上货物后,船身下沉,说明排开水的体积变大,根据阿基米德原理分析船受到浮力的变化情况;
当船由长江驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况。
【正解】答案为:变大;不变。理由:(1)由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,所以,根据F浮=ρ水V排g可知,船受到水的浮力变大;(2)当船由内河驶入大海后,都是漂浮,则船受到的浮力:F浮=G,因为船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变。
易错点3 误认为潜水艇上浮时受到的浮力变大。
典例3:(2019春?张家港市期末)体积相等的实心铜球、铁球和木球,分别放入盛有水的容器中(ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木,水足够多),三个球静止时,受到的浮力大小情况是(  )
A.木球受到的浮力最大 B.铁球受到的浮力最大
C.铜球受到的浮力与铁球一样大 D.三个球受到的浮力一样大
【错解】选A,理由:木球是漂浮在水面上的,因此受到的浮力最大。
【析错】根据“物体的密度小于液体密度时物体上浮、最终漂浮,物体的密度大于液体的密度时物体下沉、沉入底部”判断三球所处的状态,再根据“物体漂浮时受到的浮力和重力相等,物体沉底时受到的浮力小于重力”判断三球受到的浮力关系。
【正解】选C,理由:三个球静止时,
因物体的密度小于液体密度时漂浮、物体的密度大于液体的密度时下沉,且ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木,所以,木球漂浮,铜球和铁球沉入水底,因物体漂浮时浮力等于重力、物体沉入水底时浮力小于重力,且三球的体积相等,木球漂浮在水面上,排开水的体积最小,所以,木球受到的浮力最小。故选:C。
易错点4 误认为物体与容器底部紧密接触就一定不受浮力。
典例4:(2019春?菏泽期中)如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法中正确的是(  )
A.A物体不一定受到浮力作用
B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用
D.D物体一定受浮力的作用
【错解】选A,理由:物体与容器底部紧密接触就一定不受浮力。
【析错】根据浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;对A、B、C、D逐一分析即可。
【正解】选B,理由:A、A物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对A物体上下表面产生了的压力差,故A物体受浮力的作用,故A错误; BC、由图可知,水对BC物体上下表面都产生了的压力差,故BC物体都受浮力的作用,故B正确、C错误; D、D物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对D物体上下表面没有产生压力差,故D物体不受浮力的作用,故D错误。故选:B。
知识点一:浮力、阿基米德原理
典例1:(2019?西宁)同一水平面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则(  )
A.甲容器中液体的密度较大
B.乙容器底部受到液体的压力较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大
D.乙容器对水平面的压强较小
【考查方向】阿基米德原理的应用
【名师点睛】(1)根据物体的浮沉情况判断出物体密度与液体密度的关系;(2)根据p=ρ液gh得出容器底受到压强的关系,然后利用p=FS分析容器底部受到液体的压力关系;(3)根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系;(4)乙液体的密度较大,由m=ρV可知,乙液体的质量较大,则乙液体的重力较大,容器对水平面的压力等于总重力,底面积相同,根据p=FS得出容器对桌面的压强的关系。
【答案】B
【解析】A、物体在甲液体中悬浮,则ρ甲=ρ物,在乙液体中漂浮,则ρ乙>ρ物,可知乙液体的密度较大,故A错误; B、由A知,乙液体的密度较大,深度相同,由p=ρ液gh可知,乙液体对容器底的压强大,由F=pS可知,乙容器底部受到液体的压力较大,故B正确; C、物体在甲液体中悬浮,则F浮甲=G排甲=G;在乙液体中漂浮,则F浮乙=G排乙=G,所以G排甲=G排乙,故C错误; D、甲、乙两个相同的容器,两容器中液面恰好相平,由图知,乙液体的体积较大,且乙液体的密度较大,由m=ρV可知,乙液体的质量较大,则乙液体的重力较大,容器对水平面的压力等于总重力,而G总=G容器+G物+G液体,则甲容器的总重力小,对水平桌面的压力较小,由p=FS可知,甲容器对水平面的压强较小,故D错误。故选:B。
典例2:(2019?临沂)被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是(  )
A.水中的桥墩不受海水的浮力
B.桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C.通过海底隧道最少需要34.2min
D.光在装饰材料上发生镜面反射
【考查方向】运动和静止的相对性;速度公式及其应用;浮力产生的原因;镜面反射.
【名师点睛】(1)柱形物体浸没在液体中,当物体的底部没有液体时,液体对物体是不产生浮力的。(2)判断物体是运动还是静止,看被研究的物体和参照物之间是否发生了位置的改变。(3)知道路程和速度,根据速度公式计算时间。(4)人看物体不刺眼比较舒服是因为物体发生漫反射。
【答案】A。
【解析】A、桥墩下面没有水,水不会对桥墩产生向上的压力,不会产生浮力。故A正确。B、汽车行驶时,汽车和灯杆之间距离发生的变化,所以以灯杆为参照物,汽车是运动的。故B错误。C、t=SV=5.7km100km/h=0.057h=3.42min,故C错误。
D、隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料,说明人看隧道壁不会刺眼,所以隧道洞壁发生漫反射。故D错误。故选:A。
知识点二:探究浮力的大小跟哪些因素有关
典例3:(2019?宁波模拟)如图所示是小科自制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度)。
(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置慢上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟 有关,此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为△F1;继续向杯中注水,指针 (选填“上移”“不动”或“下移”)
(2)为了探究金属块所受浮力的大小是否与液体的密度有关,小科将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(ρm≠ρ水),当指针指在C位置时,他的下一步操作是 。(3)将液体倒尽,用等体积的塑料块(ρ水<ρ塑料<ρ金属)替换金属块进行实验。向杯中级慢注水,从塑料块底部接触水面,到塑料块浸没到水中的过程中,支架上O点所受拉力的最大变化量为△F2:,则△F1 △F2(选填“>”=”或“<”)。
【考查方向】探究影响浮力大小因素的实验.
【名师点睛】(1)根据已知条件,由称重法可得出物体受到的浮力增大,因排开液体的密度不变,根据控制变量法得出结论;
因排开液体的体积不变,由阿基米德原理,受到的浮力不变,由称重法分析回答;
(2)因液体的水和密度不同,故此时金属块浸没时指针一定不会指在C位置;根据已知条件结合称重法指针在C时金属块的状态,根据控制变量法得出结论;
(3)根据称法分析两种情况下支架上O点所受拉力的最大变化量为,因塑料块体积等于金属块的体积,而排开液体的密度相同,根据阿基米德原理分析回答。
【答案】(1)排开液体的体积,不动;(2)>;继续倒入液体将金属块全部浸没,直到指针指在C的上方;(3)=。
【解析】(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,弹簧受到竖直向上的力变小,即测力计示数变小,根据称重法,F示=G-F浮,可得出物体受到的浮力增大,因排开液体的密度不变,故说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关;继续向杯中注水,因排开液体的体积不变,由阿基米德原理,受到的浮力不变,由称重法,测力计减小的示数不变,故指针不动;
(2)因倒入液体时缓慢倒入的,指针慢慢上升,当指针指在C位置时,金属块不会浸没,因为浸没后浮力不变,指针不再上升,金属块在液体中一定不会浸没,当金属块浸没时(与在水中实验相比,排开液体的体积相同),指针一定在C的上方,因此继续倒入液体将金属块全部浸没,直到指针指在C的上方;
(3)在(1)中,当金属块底部刚接触水面时,支架上O点所受拉力大小为金属块的重力,当金属块浸没水中时,受到的浮力最大,此时支架上O点所受拉力最小,故支架上O点所受拉力的最大变化量为△F1=G-(G-F金属块)=F金属块,------①,因ρ水<ρ塑料<ρ金属,故金属块会浸没在液体中,同理当用塑料块做实验时,此过程的最大变化量为△F2=G-(G-F浮塑料)=F浮塑料,------②,由①②,因塑料块体积等于金属块的体积,而排开液体的密度相同,根据阿基米德原理, F金属块=F浮塑料故用等体积塑料块替换金属块进行实验,则△F1=△F2。
典例4:(2019春?下陆区期中)在探究影响浮力大小因素的实验中,同学们提出了如下猜想:
猜想1:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想2:浮力大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
(1)实验中物体浸没在水中时受到的浮力为 N;
(2)分析实验B、C可知猜想 是正确的,比较 实验可知,浮力大小还与液体的密度有关。
(3)图D中物体受到的浮力为 N,由此可知,浮力大小与物体浸没在液体中的深度 。
【考查方向】探究影响浮力大小因素的实验.
【名师点睛】(1)由AC或AD两图根据F浮=G-F计算出物体浸没在水中受到的浮力;(2)观察图B、C可知,物体排开液体的体积不同,而液体密度相同,这是探究浮力大小与排开液体体积的关系;研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度的关系时,要控制物体排开液体的体积相同;(3)根据称量法算出图D中物体受到的浮力;得出浮力大小与物体浸没的深度无关。
【答案】(1)2;(2)1;A、D、E;(3)2;无关。
【解析】(1)由A可知,物体的重力G=8N;由C可知,物体浸没在水中时,物体受到的拉力为F=6N;则物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F=8N-6N=2N;(2)观察图B、C可知,物体排开液体的体积不同,由测力计的示数可知,所受浮力不同,且排开液体的体积越大,所受浮力越大,故可以验证猜想1正确;要探究浮力的大小与所浸液体的密度有关,应使物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,观察可知,D、E两图中,物体排开液体的体积相同,而液体的密度不同,故要探究浮力的大小与所浸液体的密度有关,应选择实验A、D、E;(3)由AD知,浸没在水中时的浮力F浮′=8N-6N=2N;由此可知,物体浸没在同种液体中的深度不同,浮力相同,即浮力大小与物体浸没的深度无关。
知识点三:浮沉条件
典例5:(2019?湖州一模)下列4种情景中,主要通过“改变排开液体(或气体)体积,来实现物体沉浮”这一原理的是(  )
A.悬浮在浓盐水中的鸡蛋,往烧杯中不断倒入清水,鸡蛋下沉
B.水面下,下潜的潜水艇
C.煮汤圆,开始时汤圆完全浸没在水中,加热一段时间后,汤圆浮起来
D.点燃“孔明灯”中的蜡烛,使其升空
【考查方向】物体的浮沉条件及其应用.
【名师点睛】①物体的浮沉条件是:浮力大于重力,上浮;浮力等于重力,悬浮;浮力小于重力,下沉;②物体受到的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
【答案】C
【解析】A、悬浮在浓盐水中的鸡蛋,往烧杯中不断倒入清水,盐水的密度减小,鸡蛋排开的水的体积不变,密度减小,浮力减小,浮力小于重力,鸡蛋下沉,故不是通过改变排开液体的体积来实现浮沉的,故A错误; B、水面下,下潜的潜水艇是依靠改变自身的重力实现的,故B错误; C、煮汤圆,开始时汤圆完全浸没在水中,加热一段时间后,汤圆的体积变大,排开的水的体积变大,浮力变大,浮力大于重力,汤圆浮起来,故C正确; D、点燃“孔明灯”中的蜡烛,加热灯中的空气,使的空气的密度减小,灯的重力减小,重力小于浮力时,灯会升空,故D错误。
典例6:(2019?玉林)如图所示,是我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600,下列分析正确的是(  )
A.飞行时,机翼下表面气流流速大于上表面气流流速
B.飞行时,机翼下表面气流流速等于上表面气流流速
C.航行时,速度越大受到水的浮力越大
D.航行时,受到水的浮力等于它排开的水所受的重力
【考查方向】流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用.
【名师点睛】(1)根据流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大;(2)影响浮力的因素是液体的密度和排开液体的体积;(3)根据阿基米德原理分析解答。
【答案】D
【解析】AB、等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,机翼上方气流的截面面积大,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速,故AB错误; C、航行时,速度大,但排开液体的体积和液体的密度都不变,根据F浮=ρ液gV排知,受到水的浮力不变,故C错误; D、根据阿基米德原理知:航行时,受到水的浮力等于它排开的水所受的重力,故D正确。
故选:D。
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