【中考易错集训】易错专练11:浮力(解析版)

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名称 【中考易错集训】易错专练11:浮力(解析版)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2020-01-30 11:07:44

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易错专练11:浮力
易错点一: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?建湖县二模)在如图所示的用同一金属块“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,能验证下列的猜想的是(  )
A.浮力的大小可能与物体的体积有关 B.浮力的大小可能与液体的密度有关
C.浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关 D.浮力的大小可能与物体浸没液体中的深度有关
【错解】选A,体积不等的两个物体完全浸没在液体中,体积大的,受到的浮力大,因此,浮力大小与物体的体积有关。
【析错】影响浮力的因素是液体的密度和排开液体的体积,根据控制变量法分析解答。
【正解】选BCD,理由:A、要探究浮力的大小与物体的体积的关系,需要控制液体的密度和排开液体的体积,改变物体的体积,图中只有一个金属块,不能验证,故A不符合题意; B、要探究浮力的大小与液体的密度的关系,需要控制排开液体的体积不变,改变液体的密度,第5、6两图可以完成,故B符合题意; C、要探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系,需要控制液体的密度不变,改变排开液体的体积,第2、3、4三图可以完成,故C符合题意; D、要探究浮力的大小与物体浸没液体中的深度的关系,需要控制液体的密度和排开液体的体积不变,改变深度,第4、5两图可以完成,故D符合题意。故选:A。
针对训练1:(2019春?北碚区校级期中)将一不规则小石块从空气中慢慢浸没在水中,放手后小石块沉入杯底。在小石块刚接触水面直到沉底的过程中,下列分析正确的是(  )
A.浮力变小 B.浮力变大
C.浮力大于重力 D.浮力先变大后不变
【解析】在小石块刚接触水面到刚刚浸没时,排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排可知,石块受到的浮力变大;石块浸没在水中之后下沉时,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;所以,在小石块刚接触水面直到沉底的过程中,浮力先变大后不变。
故选:D。
【答案】D
易错点二: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春?二道区期末)一艘轮船从河里驶入海里,所受浮力的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);如果这艘船的排水量是1.5×103t,那么它满载时所受的浮力是 N.(g取10N/kg)
【错解】答案为:变大;1.5×107。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】(1)轮船从河里驶入大海时都漂浮,受到的浮力都等于轮船受到的重力,得出了受到浮力的大小关系;(2)由阿基米德原理:F浮=G排=m排g算出轮船满载时所受的浮力。
【正解】答案为:不变;1.5×107。理由:(1)轮船从河里驶入海里时都漂浮,则轮船受到河水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G,即:F浮=G,轮船的重力不变,所以船从河里驶入海里时,它的浮力不变;(2)由阿基米德原理可得,轮船满载时所受的浮力:
F浮=G排=m排g=1.5×103×103kg×10N/kg=1.5×107N。
针对训练2:(2019秋?嘉兴期中)将一只鸡蛋放在盛有清水的烧杯里,鸡蛋沉入杯底,将食盐逐渐溶解在水中,鸡蛋会悬浮最终上浮到液面,分别如图1至3所示,下列分析正确的是(  )
A.从1到2的过程中,鸡蛋排开液体的重力变大
B.从2到3的过程中,鸡蛋排开液体的体积变大
C.从1到3的过程中,鸡蛋受到的浮力逐渐变大
D.从1到3的过程中,鸡蛋受到的浮力大小不变
【解析】A、根据题意可知,从1到2的过程中,盐水的密度变大,而鸡蛋排开水的体积相同,由G排=m排g=ρ液V排g可知,鸡蛋排开液体的重力变大,故A正确; B、根据图示可知,从2到3的过程中,鸡蛋排开液体的体积先不变后变小,故B错误; CD、由图可知,1中鸡蛋是沉入杯底的,浮力小于重力;2中鸡蛋是悬浮的,3中鸡蛋是漂浮的,当向水中加入盐时,液体密度增大,鸡蛋受到的浮力变大,最后浮力都等于重力,因此浮力先变大后减小,故CD错误。故选:A。
【答案】A
易错点三:不理解潜水艇的浮沉原理,误认为潜水艇上浮或下潜时受到的浮力变大或变小。
典例3:(2019秋?江山市期中)中国载人深潜器“蛟龙”号7000米级海试最大下潜深度达7062米,再创中国载人深潜记录。深潜器“蛟龙”号是靠改变 来控制浮沉的。深潜器“蛟龙”号在水面以下下潜的过程中,受到的浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【错解】自身重力;减小,理由:潜水艇下潜是因为浮力小于重力,下潜时受到的浮力减小。
【析错】(1)潜水艇是靠改变自身重力来实现浮沉的;(2)物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理得出深潜器下潜的过程中所受浮力的变化。
【正解】自身重力;不变。理由:深潜器“蛟龙”号浸没时排开海水的体积和自身的体积相等,由F浮=ρgV排可知,深潜器受到海水的浮力不变,要控制深潜器的浮沉就应改变自身的重力(即改变压载铁的数量);深潜器“蛟龙”号在水面以下下潜的过程中,排开海水的体积不变,其受到的浮力不变。
故答案为:自身重力;不变。
针对训练3:(2019春?临淄区校级期中)海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器,如图所示是我国海军某舰队的强国号潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程下列对此潜艇分析正确的是(  )
A.上浮过程中所受浮力逐渐增大
B.悬浮和漂浮时所受浮力不相等
C.漂浮时排开的海水所受的重力最小
D.漂浮是潜艇底部所受海水压强最大
【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、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B正确。C、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,故C正确。D、由图可知,潜艇漂浮时其底部所处深度最小,根据p=ρgh可知,此时潜艇底部所受海水压强最小,故D错误。故选:BC。
【答案】BC
探究影响浮力大小的因素
1.教材实验原理图

2.实验结论
物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
3.实验拓展
(1)拓展:观察弹簧测力计的量程和分度值读出弹簧测力计的示数;
(2)拓展:分析比较图A、B、C,液体的密度相同,物体浸入液体中的体积不同,弹簧测力计的示数不同,用了控制变量法;
(3)拓展:探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,要控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变浸没的深度,用了控制变量法;
(4)拓展:未浸没时,物体浸入水中越深,受到的浮力越大;浸没后,物体受到的浮力与浸没深度无关。
典例4:(2019春?长清区期末)如图甲所示,是“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。实验中保持物体处于静止状态,物体重力为5N,图(a)和图(b)中物体露出液面的体积相等,弹簧测力计的示数分别是:F1=2N、F2=3N、F3=F4=2N。
(1)物体在图(a)中受到水的浮力是 N。
(2)由图(a)和图(b)的探究可以得出的结论是: ;
(3)要探究“浮力与浸没在液体中深度的关系”应选择图 和 图进行探究;
(4)根据所学的知识,小明课下继续探究,他把没有瓶盖的空矿泉水瓶子,分A、B、C、D四种情况先后放入水中,并使瓶子处在如图乙所示的位置,放置足够长的时间后,受到浮力最小的是 (填字母序号)种情况。
【解析】(1)图(a)中,测示数的示数为F1=2N,由题可知,物体的重力G=5N,根据称重法可知物体在水中所受的浮力:F浮=G-F1=5N-2N=3N;
(2)图(a)和图(b),物体浸入液体的体积是相同的,水的密度大于酒精的密度,弹簧测力计测得的拉力F1<F2,由F浮=G-F拉可知物体浸入水中受到的浮力大,所以物体浸在液体中的体积相同时,液体密度越大,浮力越大。
(3)要探究浮力大小与浸没深度的关系,需保持液体的密度和排开液体的体积不变,改变浸没的深度,所以应该选择(c)、(d)进行比较;
(4)由图乙可知,容器中液体的密度相同,空矿泉水瓶在A位置时排开液体的体积最小,由F浮=ρ液V排g可知,在A位置时空矿泉水瓶所受的浮力最小。
【答案】(1)3;(2)物体浸在液体中的体积相同时,液体密度越大,浮力越大;(3)(c);(d);(4)A
阿基米德原理实验
1.教材实验原理图
2.实验结论
浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
3.实验拓展
(1)拓展:研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时:利用称重法测量金属块受到的浮力;利用弹簧测力计称出空桶的重力、溢出的水和小桶的总重力,求出排开水的重,通过比较得出结论;
典例5:(2019?宝安区二模)如图是探究“阿基米德原理”实验。
①实验前溢水杯未装满水,对实验结果 (选填“有”或“无”)影响。
②把物体浸没在装满水的溢水杯后,水会流入空桶中,通过图示可得:F浮=G排= N。
③通过计算可知实验所用物块的密度为 .(g=10N/kg)。
【解析】①物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。所以应该在溢水杯中倒满水,否则会对实验结果有影响;
②若溢水杯装满水,则乙图与甲图测力计的读数差应该与物体实际所受浮力大小相等,即:F浮=G排=1.5N-0.5N=1.0N;
③由测力计的示数可知,物体的重力G=2N,物体的质量m=Gg=2N10Nkg=0.2kg
物体浸没水中后的浮力F浮=G-G′=2N-1N=1N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,物体的体积V=V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10Nkg=1×10?4m3
物体的密度ρ=mV=0.2kg1×10?4m3=2×103kg/m3
【答案】①有;②1.0;2×103kg/m3。
强化训练:
1.(2020?宝山区一模)同一物体分别漂浮在甲、乙两种液体上(ρ甲>ρ乙),若受到的浮力分别为F甲、F乙,则(  )
A.F甲一定大于F乙 B.F甲一定等于F乙
C.F甲一定小于F乙 D.F甲可能大于F乙
2.(2019秋?郴州期末)小明在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中,观察到铅笔静止时的情景如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲杯液体的密度较小
B.乙杯液体的密度较小
C.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
D.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
3.(2019秋?郴州期末)一个装有石块的小船漂浮在池塘的水面上,如果将石头投入水中,池塘的水面将(  )
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
4.(2019秋?金牛区校级期中)用弹簧测力计悬挂重为3N的物体,将其浸在水中静止时如图所示。该物体所受浮力为(  )
A.0.8N B.0.9N C.1.2N D.2.2N
5.(2019?南充一模)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间/变化的图象,结合图象中的信息,下列判断不正确的是(  )
A.该金属块的重力为54N
B.浸没在水中时金属块受到的浮力大小是20N
C.5~9s时物体受到的浮力不断变小
D.若在第6s末剪断细绳后金属块会上浮到水面上
6.(2019秋?宁波期中)如图所示,在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为272克的铁块甲,木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲,用细线把铁块乙系在木块下面,木块也恰好浸没在水中,则铁块乙的质量为(  )(ρ铁=7.8克/厘米3,ρ水=1.0克/厘米3)
A.312克 B.237克 C.318克 D.326克
7.(2019秋?嘉兴期中)将一只鸡蛋放在盛有清水的烧杯里,鸡蛋沉入杯底,将食盐逐渐溶解在水中,鸡蛋会悬浮最终上浮到液面,分别如图1至3所示,下列分析正确的是(  )
A.从1到2的过程中,鸡蛋排开液体的重力变大
B.从2到3的过程中,鸡蛋排开液体的体积变大
C.从1到3的过程中,鸡蛋受到的浮力逐渐变大
D.从1到3的过程中,鸡蛋受到的浮力大小不变
8.(2019秋?衢州期中)关于浮力知识的应用实例,下列说法中正确的是(  )
A.轮船能漂浮在水面,是因为船体的体积较大
B.气球内充入二氧化碳等密度大于空气的气体,从而实现上浮
C.同一支密度计放在不同的液体中,浸入液体越深,表示液体的密度越大
D.浸没在水中的潜水艇,若从淡水水域进入海水水域,则所受的浮力会变大
9.(2019秋?嘉兴期中)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图象(g取10N/kg)。下列说法正确的是(  )
A.圆柱体受到的重力是8N
B.圆柱体的高度是9cm
C.圆柱体浸没时受到的浮力是4N
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
10.(2019秋?义乌市期中)质量相等的两个实心小球甲和乙,已知它们的密度之比是ρ甲:ρ乙=1:3,现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中,当甲、乙两球处于静止状态时,水对两球的浮力之比F甲:F乙=3:2,下列结论中错误的是(  )
A.甲球受到的浮力与它的重力相等 B.甲球漂浮,乙球沉底
C.甲球的密度为0.8×103kg/m3 D.乙球的密度为1.5×103kg/m3
11.(2020?杨浦区一模)一正方体漂浮在水中,排开水的体积为1×10﹣3米3,它受到的浮力为   牛,排开水的质量为   千克。若该正方体漂浮在酒精中(ρ酒精=0.8×103千克/米3),则排开酒精的质量为   千克。
12.(2019秋?二七区期中)许昌盛产红薯,小明在帮妈妈洗红薯时发现有些红薯是悬浮在水中的,有些是沉在水底的。悬浮的红薯密度   (选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度;小明把一块悬浮红薯甲和一块下沉红薯乙捞出来擦干,用家里的秤称得两块红薯的质量恰好相等,则两块红薯在水中受到的浮力关系应为F甲   F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
13.(2019秋?嘉兴期中)周末的河流旁,钓鱼的人三五成群,水面上漂浮着颜色不一的浮标。
(1)浮标的密度   (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(2)浮标的重力有多大呢?在大人的帮助下,某同学取了一只浮标,测得浮标的体积为15cm3,放入水中时露出水面的体积为5cm3,则该浮标的重力为   N。
(3)如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半,浮标在水中的位置将   (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)
14.(2019春?北海期末)如图所示,烧杯内盛有某种液体,把体积为1×10﹣4m3的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中,静止时弹簧测力计的示数为1.5N,已知铝的密度为2.7×103kg/m3.则铝块在液体中受到的浮力等于   N,铝块的重力为   N,液体的密度为   kg/m3。
15.(2019秋?浦东新区校级期中)重力为10N的小球静止在水中,请用力的图示法画出小球所受力。
16.(2019秋?余杭区期中)为了直观验证阿基米德原理,小明改进了实验装置,如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下面放一小杯。铁架台的支架上放置一只溢水杯,溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。
(1)首先平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架,使金属块完全浸没入水中,但不与溢水杯底部接触,(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数:F甲   F丙(填“>”、“=”或“<”)。
(2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为   牛,此时浮力的测量数值将比真实数值   (填“偏大”或“偏小”),原因是   。
17.(2019秋?松江区期中)在如图所示的各种实验装置中,请按照要求回答:图(a)是测量   的仪器。图(b)为   实验的装置。图(c)实验装置的名称为   ,可以用来比较   的大小。
18.(2019春?阳东区期末)阅读下列短文,回答问题。
壮哉!海上大阅兵
劈波斩浪,战舰驰骋海面;穿云破雾,战鹰呼啸临空……
如图甲所示,2019年4月23日下午,习近平出席庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动。12时40分许,习近平来到青岛奥帆中心码头,检阅中国人民解放军海军仪仗队,随后登上执行检阅任务的“西宁”舰。14时30分许,“西宁”舰抵达阅兵海域。一场气势恢宏的海上大阅兵在青岛附近海空域展开。
如图乙所示,我国第一艘服役的辽宁号航空母舰,舰长304.5m、舰宽75m、吃水10.5m,标准排水量55000t,满载排水量67500t。
如图丙所示的是我国首次亮相的093改进型攻击潜艇,采用了新一代潜艇钢材,从而提高了下潜深度,下潜深度可达350m,水下排水量达6800t。
海洋,共同的家园;和平,共同的期待。同一片海洋,同一个梦想。历史已经并将继续证明,中国海军的发展壮大是和平力量的增长,中外海军的友好合作是世界人民的福祉。
壮哉!海上大阅兵!壮哉!扬机新航程!(g取10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)
(1)如图甲所示,习近平在“西宁”观检阅海军仪仗队时,仪仗队员受到的重力和   是一对平衡力。
(2)如图乙所示,我国首艘辽宁号航空母舰满载时受到的浮力是   N,排开海水的体积是   m3。
(3)如图丙所示,093改进型攻击潜艇是通过   来实现浮沉的。潜艇在下潜过程中受到海水的压强   (选填“增大”“减小”或“不变”)。潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强是   Pa,此时面积为200m2的观察窗受到海水的压力是   N。
19.(2019?黄岩区二模)某同学参加实心球和游泳项目的考试。
(1)在实心球测试中掷出的实心球运动路径如右图所示,下列说法正确的是   。
A.实心球离开手后继续前进,是由于受到惯性的作用
B.实心球运动到最高点b时,速度不为零
C.实心球从b点运动到c点的过程中,重力做了功
D.实心球在 c点静止时,球对地面的压力与地面对球的支持力是一对平衡力
(2)该同学的质量为60千克,当他静止漂浮在游泳池水面时,排开水的体积为多大?(池水的密度为1.0×103kg/m3)
(3)该同学刚从游泳池中出来时感觉有点凉快,这是由于   。
20.(2019?环江县二模)如图所示,边长均为10cm的正方体物块A、B、C放入水中,A悬浮于水中。B、C漂浮且浸入水中深度分别为6cm、8cm,其中C由A、B两种材料合成(不计材料分子间隙影响)。已知ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)物块B所受到的浮力大小;
(2)物块B的密度;
(3)C中所含B材料的质量。
1.(2019?武侯区校级自主招生)在水平桌面上放有一薄壁柱形容器,底面积为100cm2,将一个重力为2.5N,底面积为40cm2,高为10cm柱形玻璃杯A漂浮于水面,底部连接有一个实心金属块B,B的密度为2×103kg/m3,细线未拉直,最后A、B两物体在水中处于静止状态(B未与底部紧密接触,细线不可伸长且质量体积忽略不计),如图甲所示。然后向容器中注水,细线拉力随时间变化图象如图乙所示(容器无限高,g=10N/kg),则下列说法错误的是(  )
A.玻璃杯A所受浮力的大小2.5N
B.水对玻璃杯A底部的压强大小625Pa
C.向容器中注水时,t1时刻到t2时刻加水的体积为50cm3
D.B物体的重力为2N
2.(2019春?芙蓉区校级期中)水球运动员把漂在水面上的水球慢慢压入水下0.5m的过程中,水球受到的浮力变化情况是(  )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.始终不变 D.先增大后不变
3.(2019秋?香坊区校级期中)木头、小鱼、石块、海螺在水中静止时的位置如图所示,关于它们的说法不正确的是(  )
A.石块受到的浮力等于它排开水的重力
B.鱼受到浮力等于鱼的重力
C.木头漂在水面上,浮力大于重力
D.海螺受到的浮力等于水对它的压力差
4.(2019?龙湾区一模)将四个形状不同、高度均为L的实心金属块,用细线拉着。匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中,直至容器底部,此时水未溢出。四个实验中与下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是(  )
A. B. C. D.
5.(2019?西湖区校级模拟)火星离太阳比地球离太阳略远,但火星赤道上中午气温仍可上升到0℃以上,一个在地球表面重500N的物体在火星表面重190N.若地球表面g取10N/kg,不计火星大气压的影响,在火星中午的赤道地面上(温度与地球表面相同),有一个盛水容器,水中悬浮着一个质量为1千克的物体,则此时物体受到水的浮力(  )
A.大于10N B.仍等于10N C.小于10N D.无法计算
6.(2019秋?沙坪坝区校级月考)如图甲所示,木块A的重力为10N,将合金块B放在木块A上方,木块A恰好有五分之四的体积浸入水中;若将合金块B取下放到水中,如图乙所示,B沉底,木块A露出水面的体积为自身体积的二分之一,此时B受到容器底部的支持力为2N,下列说法正确的是(  )
A.木块A的密度为0.8×103kg/m3
B.图乙中水对A底部的压力为2N
C.合金B的密度为1.5×103kg/m3
D.从图甲到图乙水对容器底部压力的变化了8N
7.(2019?江西自主招生)如图所示,是同一枚鸡蛋放入不同浓度的盐水中的受力示意图,其中鸡蛋将会下沉的是(  )
A. B. C. D.
8.(2019春?沙坪坝区校级月考)如图所示,甲、乙两相同的杯中盛有不同浓度的盐水,放置在水平桌面上。现将两个相同的小球分别放入杯中,待小球静止时,两杯中液面恰好相平,则下列分析正确的是(  )
A.甲杯中盐水密度较大
B.甲杯中小球受到浮力较大
C.乙杯对桌面的压强较大
D.向乙杯中缓慢加水,小球受到的浮力一直不变
9.(2019春?侯马市期末)在不久前的海上阅兵中,中国正式向外界公开了094级战略核潜艇,这是我国自行研制的新一代潜艇:当潜艇从深海中上浮而未露出水面的过程中,它受到的(  )
A.浮力大于重力 B.浮力小于重力
C.浮力变大 D.浮力变小
10.(2019?江夏区一模)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐缓缓压入水中。在这个过程中有如下说法:其中,正确的有(  )
①手对饮料罐的压力大小不变 ②水对饮料罐底部的压力大小不变
③水对烧杯底部的压力大小不变 ④烧杯对盘子的作用力大小不变
⑤盘子对烧杯的支持力大小不变。
A.①②③ B.③④⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
11.(2019秋?江山市期中)中国载人深潜器“蛟龙”号7000米级海试最大下潜深度达7062米,再创中国载人深潜记录。深潜器“蛟龙”号是靠改变   来控制浮沉的。深潜器“蛟龙”号在水面以下下潜的过程中,受到的浮力   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12.(2019秋?滨江区校级月考)在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲   F乙、两杯液体的密度ρ甲   ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲   p乙、两个简易密度计底部所受液体的压强p甲   p乙(选填”大于”、“小于”或”等于“)
13.(2019?泸州模拟)盛有一定量水的平底玻璃容器,放置在水平桌面上,将体积相同的实心铜块和实心铁块浸没在容器的水中(已知ρ铜>ρ铁),则铜块的质量   铁块的质量,铜块所受的浮力大小   铁块所受的浮力大小。铜块对容器底的压力   铁块对容器底的压力大小。(以上三空选填“大于”、“等于”或“小于”)
14.(2019?盘锦模拟)酒精的密度是0.8×103kg/m3,将体积是0.01m3的铝块(铝块的密度为2.7×103kg/m3)放入酒精中,它受到的浮力是   N.若将其放入密度为13.6×103kg/m3的水银中,它受到的浮力为   N.(g取10N/kg)
15.(2019秋?松江区期中)重为10牛的木块漂浮在液面上,用力的图示法在图中画出木块受到的浮力F浮。
16.(2019秋?沙坪坝区校级月考)如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)正确的操作顺序最佳是   。
A.乙丙甲丁B.乙甲丙丁C.甲丁乙丙D.乙丙丁甲
(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示。则空桶A受到的浮力为   N
(3)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力   (选填“大于”、“小于”或“等于”)桶A受到的浮力。
(4)在实验中,排除测量误差因素的影响,小芳若发现桶A排开水的重力明显小于所受的浮力,造成这种结果的原因可能是:   。
(5)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第   次,实验中,随着加入沙子越多,桶A浸入水中就越   (选填“深”或“浅”)。
次数
1
2
3
4
桶A与沙子的总重力/N
2.4
2.8
3.2
3.4
桶B与水的总重力/N
4.0
4.4
4.6
5.0
(6)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体   。
(7)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为   (用题中所给和所测物理量的字母表示)
17.(2019春?随县期末)如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图。
(1)实验步骤B、C、D可以探究浮力大小与   的关系。
(2)根据甲图可计算出此物块的密度是   g/cm3。
(3)乙图中圆柱体在液体中缓慢下移,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是   。
18.(2019秋?吴兴区期中)将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并把绳子的另一端固定在容器底部的中央,然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响),容器中水与木块位置变化如乙图。小明经过分析画出木块从加水开始到被完全浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图,如图丙,求:(已知木块质量为300g,体积为400cm3,g取10N/kg)
(1)0﹣t1阶段,由于   ,所以浮力不断增大。
(2)t1﹣t2内,木块处于   状态,所受浮力为   。
(3)t3时刻木块受到的浮力是多少?
19.(2019?武冈市模拟)如图,展示了一个广为人知的历史故事“曹冲称象”。曹冲运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力相关的两条知识。
(1)   ;
(2)   。
20.(2019秋?新昌县期中)如图甲所示,用粗细和重力不计的细线系住一个体积为0.001立方米的物体,从液面上方竖直向下运动直至浸入水中,整个过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。求:
(1)物体的密度。
(2)物体浸没时浮力的大小。
(3)物体浸没时拉力的大小。
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参考答案与试题解析
1.【解答】因同一物体的重力不变,且均漂浮在甲、乙两种液体上,
所以,物体在甲、乙两种液体上受到的浮力相等,即F甲一定等于F乙。
故选:B。
2.【解答】物体的质量不变,在两液体中均处于漂浮状态,则说明在两种液体中所受浮力相同;因物体在甲液体中浸入的体积大,则说明甲液体的密度小,乙液体的密度大。
故选:A。
3.【解答】石头在船上,船和石头受到的浮力:
F浮=G总=G船+G石=G船+ρ石V石g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
石块放入水中后,船和石头受到的浮力等于船受到的浮力F船加上石头受到的浮力F石,
F浮′=F船+F石,
由于船漂浮,F船=G船,
石头沉入水底,F石=ρ水V排g,
∴F浮′=F船+F石=G船+ρ水V石g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
∵ρ石>ρ水,
∴由①②可得:
F浮>F浮′,
即:石头在船上时,船和石头受到的浮力大,由阿基米德原理可知石头在船上时,船和石头排开水的体积大、水位高,所以把船上的石头投入水中,池内水位下降。
故选:B。
4.【解答】由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数F′=1.8N,
由称重法可得,该物体所受浮力F浮=G﹣F′=3N﹣1.8N=1.2N。
故选:C。
5.【解答】A、当金属块完全露出液面时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,
由图可知,该金属块重力为:G=F拉=54N,故A说法正确;
B、当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,
从图可知,此时绳子的拉力为34N,
则金属块浸没时受到的浮力为:F浮=G﹣F拉=54N﹣34N=20N,故B说法正确;
C、从图可知,绳子的拉力在5s至9s时间段内逐渐的变大,则由公式F浮=G﹣F拉可知,
金属块的重力不变,而拉力逐渐的变大,所以浮力逐渐变小。故C说法正确;
D、由图可知,在第6s末时,物体所受的力:G=F浮+F拉,如果此时剪断细绳即物体不再受到拉力的作用,则G>F浮,即物体会下沉,故D说法不正确。
故选:D。
6.【解答】由甲图可知木块和甲铁块漂浮,由乙图可知木块和乙铁块悬浮,
所以整体受到的浮力和自身的总重力相等,
则甲图中:G甲+G木=F浮甲,即m甲g+G木=ρ水gV木,
乙图中:G乙+G木=F浮乙,即ρ铁gV乙+G木=ρ水g(V木+V乙);
由以上两式可得:V乙=,
由ρ=可得,铁块乙的质量:
m乙=ρ铁V乙=7.8g/cm3×=312g。
故选:A。
7.【解答】A、根据题意可知,从1到2的过程中,盐水的密度变大,而鸡蛋排开水的体积相同,由G排=m排g=ρ液V排g可知,鸡蛋排开液体的重力变大,故A正确;
B、根据图示可知,从2到3的过程中,鸡蛋排开液体的体积先不变后变小,故B错误;
CD、由图可知,1中鸡蛋是沉入杯底的,浮力小于重力;2中鸡蛋是悬浮的,3中鸡蛋是漂浮的,当向水中加入盐时,液体密度增大,鸡蛋受到的浮力变大,最后浮力都等于重力,因此浮力先变大后减小,故CD错误。
故选:A。
8.【解答】A.用钢铁制成的轮船能漂浮在水面上,是因为轮船是空心的,这样可大大增加排水的体积(而不是船体的体积较大),从而增大可利用的浮力,故A错误;
B.气球升空利用了它在空气中受到的浮力,气球内应充入密度小于空气的气体,这样气球才能上浮,故B错误;
C.同一只密度计在不同液体中都处于漂浮状态,受到的浮力相等,根据F浮=ρ液gV排可知,排开液体体积大的即浸入液体越深,表示液体的密度越小,故C错误;
D.浸没在水中的潜水艇,排开水的体积和自身的体积相等,因海水的密度大于淡水的密度,则由F浮=ρgV排可知,潜水艇从淡水水域进入海水水域时,所受的浮力会变大,故D正确。
故选:D。
9.【解答】A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N,故A错误;
B、根据图象可知圆柱体从开始没入水中到完全浸没的深度:h=7cm=﹣3cm=4cm,因此圆柱体的高度是4cm,故B错误;
C、由图象7﹣9cm段可知,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的最大浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N,故C错误;
D、由C项解答可知,圆柱体受到的最大浮力F浮=8N,
由阿基米德原理可得,圆柱体的体积:V=V排===8×10﹣4m3,
圆柱体密度:ρ物====1.5×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
10.【解答】两球的质量相等,由ρ=可得,两个实心小球的体积之比为:
===,
若两球在水中都漂浮,则浮力之比为F甲:F乙=G甲:G乙=m甲:m乙=1:1,与实际不符;
若两球在水中都全部浸没,则F甲:F乙=ρ水gV甲:ρ水gV乙=V甲:V乙=3:1,与实际不符;
这样只能是一个漂浮、另一个浸没,
因甲的密度比乙的密度小,
所以,甲球漂浮,则甲球受到的浮力和自身的重力相等,乙球浸没在水中,故A正确;
两球受到的浮力之比F甲:F乙=G甲:F乙=ρ甲V甲g:ρ水V乙g=ρ甲V甲:ρ水V乙=3:2,
所以ρ甲=××ρ水=××1.0×103kg/m3=0.5×103kg/m3,故C错误;
已知ρ甲:ρ乙=1:3,则ρ乙=3ρ甲=3×0.5×103kg/m3=1.5×103kg/m3,故D正确;
由ρ乙>ρ水可知,乙球沉底,故B正确。
故选:C。
11.【解答】(1)根据阿基米德原理可得,正方体所受浮力:
F浮水=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
因为正方体漂浮在水中,所以由漂浮条件和阿基米德原理可得F浮水=G排水=G木=10N,
由G=mg得,排开水的质量:
m排水===1kg;
(2)若该木块漂浮在酒精中,根据漂浮条件可得木块受到的浮力:F浮酒精=G木,
所以F浮酒精=F浮水,
根据阿基米德原理可知,排开酒精的重力等于排开水的重力,
所以排开酒精的质量等于排开水的质量,等于1kg。
故答案为:10;1;1。
12.【解答】(1)因物体的密度和液体的密度相等时物体悬浮,
所以,悬浮的红薯密度等于水的密度;
(2)由题意可知,甲乙两块红薯的质量相等,则其重力G相等,
因红薯甲悬浮受到的浮力和自身的重力相等,红薯乙下沉受到的浮力小于自身的重力,
即F甲=G,F乙<G,
所以,F甲>F乙。
故答案为:等于;大于。
13.【解答】(1)因为浮标漂浮在水面上,所以由浮沉条件可知,浮标的密度小于水的密度。
(2)由题意可知,浮标排开水的体积V排=15cm3﹣5cm3=10cm3=1×10﹣5m3,
因为浮标漂浮在水面上,所以浮力等于浮标的重力,
则浮标的重力G=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣5m3=0.1N;
(3)如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半,即1kg的物体受到的重力为5N,g=5N/kg,而浮标和水的密度都没有变化,
所以由F浮=ρ水gV排,G=mg=ρgV可知,浮标的浮力和重力都将减小一半,但仍然满足F浮=G,浮标仍然处于平衡状态,则它的位置不变。
故答案为:(1)小于;(2)0.1;(3)不变。
14.【解答】铝块的重:G=mg=ρVg=2.7×l03kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=2.7N;
铝块所受浮力:F浮=G﹣G示=2.7N﹣1.5N=1.2N;
液体密度:ρ===1.2×103kg/m3。
故答案为:1.2;2.7;1.2×103。
15.【解答】由题意和图示可知,小球处于悬浮状态,则小球受到的浮力和自身的重力大小相等,即F浮=G=10N,
小球受到浮力的方向为竖直向上,重力的方向竖直向下,作用点在小球重心上,取标度为5N,则二力的图示如图所示:
16.【解答】(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),图甲中弹簧测力计示数为金属块、粗铁丝框、小杯的总重力,
图乙、丙中弹簧测力计示数为金属块对测力计的拉力、粗铁丝框、小杯和溢出水的重力之和,
由于金属块对测力计的拉力等于金属块的重力与金属块受到的浮力之差,根据阿基米德原理可知:金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力,
所以,弹簧测力计示数保持不变,即:F甲=F丙;
(2)由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,图丁G=4.4N,图丙F示=3.2N,
图丙中金属块所受到的浮力约为:
F浮=G﹣F示=4.4N﹣3.2N=1.2N;
金属块完全离开水面时要带出一些小水滴,使重力G测的数值偏大,根据F浮=G﹣F示可知,此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。
故答案为:(1)=;(2)1.2;偏大;金属块完全离开水面时要带出一些小水滴,使重力G测的数值偏大。
17.【解答】(1)图(a)是密度计,是测量液体密度的仪器;
(2)图(b)是测量大气压的实验装置,即托里拆利实验的装置;
(3)图(c)所示的实验装置为“U形管压强计”,利用它可以证明液体内部存在压强、比较液体内部压强的大小。
故答案为:(1)液体密度;(2)托里拆利;(3)U形管压强计;液体内部压强。
18.【解答】(1)仪仗队员在支持力和重力的作用下保持静止状态,故支持力和重力是一对平衡力;
(2)满载排水量为67500吨,所以F浮=G排=m排g=6.75×104×103kg×10N/kg=6.75×108N;
排开海水的体积:V排===6.75×104m3;
(3)潜艇是通过改变自身的重力来实现浮沉的,潜艇在下潜过程中深度不断增加,由p=ρgh可得其受到海水的压强不断增大。
当h=300m时,潜艇受到的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3.0×106Pa;
面积为200m2的观察窗受到海水的压力:F=pS'=3.0×106N×200m2=6.0×108N;
故答案为:(1)支持力;(2)6.75×108;6.75×104;(3)自身重力;增大;3.0×106;6.0×108。
19.【解答】(1)A、实心球离开手后继续前进,是由于球具有惯性,而不能说是受到惯性的作用,因为惯性不是力,故A错误;
B、根据图示实心球的运动情况可知,当实心球到达最高点时,继续向右运动,而没有竖直下落,因此在b点时速度不为零,故B正确;
C、实心球从b点运动到c点的过程中,实心球在重力的方向上通过了一定的距离,所以重力做了功,故C正确;
D、实心球在c点静止时,球对地面的压力与地面对球的支持力,二力作用在两个物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选BC;
(2)该同学受到的浮力:F浮=G=mg=60kg×9.8N/kg=588N;
由F浮=ρ液gV排可得,V排===0.06m3;
(3)刚从游泳池中出来,由于加快了皮肤表面的空气流动速度,加快了液体的蒸发,液体蒸发要吸收热量,所以感到很凉。
答:(1)BC;(2)排开水的体积为0.06m3;(3)加快了皮肤表面的空气流动速度,加快了液体的蒸发,液体蒸发要吸收热量,所以感到很凉。
20.【解答】(1)物块B排开水的体积为:
V排=a×a×hb=0.1m×0.1m×0.06m=6×10﹣4m3,
则物块B所受的浮力为:F浮B=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N;
(2)因为物块B漂浮,所以:GB=F浮B=6N,
由G=mg=ρgV得:ρB===0.6×103kg/m3;
(3)因为A悬浮水中,所以A的密度与水的密度相同,即ρA=ρ水=1.0×l03kg/m3;
C排开水的体积:V排=0.1m×0.1m×0.08m=8×10﹣4m3,
C受到的浮力:F浮C=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N;
由于C漂浮在水面上,则物块的重力GC=F浮=8N,
根据G=mg可知,C的质量mC===0.8kg;
C的体积:V=0.1m×0.1m×0.1m=1×10﹣3m3,
因为C由A、B两种材料合成的,
所以mC=mA+mB=ρAVA+ρBVB=0.8kg=1.0×l03kg/m3VA+0.6×l03kg/m3VB﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
VC=VA+VB=1×10﹣3m3﹣﹣﹣﹣②;
由①②式可得:VB=5×10﹣4m3,
所以C中所含B材料的质量为mB=ρBVB=0.6×103kg/m3×5×10﹣4m3=0.3kg。
答:(1)物块B所受到的浮力大小为6N;
(2)B的密度为0.6×103kg/m3;
(3)C中所含B材料的质量为0.3kg。
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参考答案与试题解析
1.【解答】(1)由于玻璃杯A处于漂浮,则受到的浮力F浮=GA=2.5N,故A正确;
(2)玻璃杯A处于漂浮,根据浮力产生的原因可知:水对玻璃杯A底部的压力F=F浮=2.5N;
则玻璃杯A底部受到的压强p===625Pa,故B正确;
(3)由图乙可知t1时刻到t2时刻浮力的变化为:△F浮=1N﹣0.5N=0.5N,
由F浮=ρ水gV排得玻璃杯A增加的浸没水中体积:
△V浸=△V排===5×10﹣5m3=50cm3,
水面升高的高度△h===1.25cm,
则加水的体积△V水=(S﹣SA)△h=(100cm2﹣40cm2)×1.25cm=75cm3,故C错误;
(4)物体B处于漂浮状态,受重力、浮力、拉力,由图知拉力最大为1.0N,即ρBgVB=ρ水VBg+F浮,
代入数据得:2×103kg/m3×10N/kg×VB=1×103kg/m3×10N/kg×VB+1.0N,
解得:VB=10﹣4m3,
B物体的重力为:GB=ρBgVB=2×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=2N,故D正确。
故选:C。
2.【解答】水球运动员把漂在水面上的水球压入0.5m深水下的过程中,淹没前,水球排开水的体积逐渐增大,当完全浸没时,水球排开的体积不变,由F浮=ρ液g V排可知,F浮先增大后不变,故ABC错误,D正确。故选:D。
3.【解答】A、石块下沉,根据阿基米德原理可知,石块受到的浮力等于它排开水的重力,故A正确;
B、小鱼悬浮在水中,小鱼受到的浮力等于它的重力,故B正确;
C、木头漂浮,木头受到的浮力等于它自身的重力,故C错误;
D、海螺浸没水中,受到的浮力等于水对海螺下表面的压力和对上表面的压力之差,故D正确。
故选:C。
4.【解答】根据图象可知,曲线中是斜率先变大再变小,最后完全沉入水中后就不变了;
A、当球体匀速浸入水中时,浸没的体积先变大后变小,符合题意;
B、正方体匀速浸入水中时,浸没的体积是均匀变化的,不符合题意;
C、当梯形匀速浸入水中时,浸没的体积逐渐减小,不符合题意;
D、当D中物体浸入水中时,浸没的体积先减小后增大,不符合题意,
故选:A。
5.【解答】设火星表面上重力与质量的比值为g′,
因同一物体在地球上和月球上的质量相同,
由重力公式可得:m==,
即=,
解得g′=3.8N/kg;
在火星中午的赤道地面上,容器的水中悬浮着一个质量为1kg的物体,
物体悬浮,浮力等于重力,
此时物体受到水的浮力:F浮=G=mg′=1kg×3.8N/kg=3.8N<10N,故C正确。
故选:C。
6.【解答】在图甲中,以AB为整体做为研究对象,受到竖直向上的浮力作用FB1,及竖直向下的重力的作用GAB,
因处于静止状态,故FA1=GAB=GB+GA=GB+10N…①
根据阿基米德原理:
FA1=FA1=ρ水gV排1=ρ水g××VA…②
在图乙中,A物体受到的浮力等于重力,FA2=GA=10N…③,
根据浮力产的原因,图乙中水对A底部的压力即A受到的浮力(等于自身的重力),故图乙中水对A底部的压力为10N,故B错误;
根据阿基米德原理:
FA2=ρ水gV排2=ρ水g××VA,…④
以B为研究对象,受到竖直向上的浮力作用FB和器底对其的支持力作用F支持及竖直下的重力作用GB,
且为静止状态,故GB=FB+F支持=FB+2N,…⑤
根据阿基米德原理:
FB=ρ水gVB,…⑥
由③④可得:ρ水g×VA=10N
1×103kg/m3×10N/kg×VA=10N
则,VA=2×10﹣3m3
由G=mg可得,mA===1kg,
则A的密度:ρA===0.5×103kg/m3,故A错误;
由②可得,FA1=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg××2×10﹣3m3=16N,
由①可得,GB=FA1﹣GA=16N﹣10N=6N,
由⑤可得,GB=FB+2N
6N=FB+2N
FB=4N,
由⑥可得,FB=ρ水gVB
4N=1×103kg/m3×10N/kg×VB
VB=4×10﹣4m3
由G=mg可得,mB===0.6kg,
则A的密度:ρB===1.5×103kg/m3,故C正确;
根据甲图可知,容器底部受到的压力等于水和A、B的总重力;
根据乙图可知,容器底部受到的压力小于水和A、B的总重力,由于B受到容器底部的支持力为2N,因此水对容器底的压力减小2N,故D错误。
故选:C。
7.【解答】A.由图可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力大于自身的重力,鸡蛋会上浮,故A不符合题意;
B.由图可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力等于自身的重力,鸡蛋会悬浮,故B不符合题意;
C.由图可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力小于自身的重力,鸡蛋会下沉,故C符合题意;
D.由图可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力大于自身的重力,鸡蛋会上浮,故D不符合题意。
故选:C。
8.【解答】A、小球在甲中下沉,ρ甲<ρ物,在乙中漂浮,ρ乙>ρ物,则ρ乙>ρ甲,故A错误;
B、小球在甲中下沉,受到的浮力小于物体重;在乙中漂浮,小球受到的浮力等于物体重;因此甲杯中小球受到浮力较小,故B错误;
C、由ρ乙>ρ甲可知,因为两杯中液面相平,由P=ρgh和F=PS可知,乙杯内液体的压力较大,即乙液体重力较大,所以乙杯对桌面的压力较大,甲、乙两相同的杯底面积相同,根据P==可知,乙杯对桌面的压强较大,故C正确;
D、已知小球在乙中漂浮,说明小球的密度小于乙液体的密度,向乙杯中缓慢加水,盐水的密度不断减小,物体在乙液体中会缓慢下沉,但仍然漂浮,浮力等于重力(即浮力的大小不变),当小球浸没后,由于盐水的密度不断减小,则由F浮=ρgV排可知,小球受到的浮力减小,故D错误。
故选:C。
9.【解答】AB.潜艇从深海中上浮,根据力和运动的关系知,此时浮力大于重力,故A正确、B错误;
CD.潜艇在海水中上升,但未露出水面,则排开海水的体积V排不变,根据F浮=ρ海水gV排知,潜艇受到海水的浮力不变,故CD错误。故选:A。
10.【解答】(1)把空的饮料罐缓缓按入水中的过程中排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知饮料罐受到的浮力变大,由F压=F浮﹣G可知手对饮料罐的压力变大;故①不正确;
(2)空的饮料罐缓缓压入水中的过程中,其底部距水面的深度增加,由p=ρgh可知水对饮料罐底部的压强变大,由F=pS可知压力变大;故②不正确;
(3)由于烧杯装满水,把空的饮料罐缓缓按入水中后烧杯中水的深度不变,由p=ρgh可知水对烧杯底部的压强不变,由F=pS可知压力不变;故③
正确;
(4)烧杯底部对盘子的压力=G杯+G水+F向下﹣G排,根据阿基米德原理可知:F浮=G排,所以,F向下=G排,
由此可知:烧杯底部对盘子的压力不变;盘子对烧杯的支持力与烧杯底部对盘子的压力是一对相互作用的力,可知其大小也不变,故④⑤均正确;
由上可知,①②不正确;③④⑤正确;故B正确,ACD不正确。
故选:B。
11.【解答】深潜器“蛟龙”号浸没时排开海水的体积和自身的体积相等,
由F浮=ρgV排可知,深潜器受到海水的浮力不变,要控制深潜器的浮沉就应改变自身的重力(即改变压载铁的数量);
深潜器“蛟龙”号在水面以下下潜的过程中,排开海水的体积不变,其受到的浮力不变。
故答案为:自身重力;不变。
12.【解答】由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,此时F浮=G,
因为两个密度计完全相同,重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F甲=F乙;
因为甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙。
因为液面高度相同,甲液体的密度小于乙液体的密度,根据p=ρgh可知,两个烧杯底部所受液体的压强p甲<p乙;
因为两个简易密度计底部所受液体的压力等于浮力,即F甲压=F乙压,而受力面积相同,由p=可得,两个简易密度计底部所受液体的压强p甲等于p乙。
故答案为:等于;小于;小于;等于。
13.【解答】(1)已知铜块和铁块的体积相同,ρ铜>ρ铁,根据m=ρV可知,m铜>m铁;
(2)由题知,由于ρ铜>ρ铁>ρ水,则放入水中,两物体都下沉;
由于实心铜块和铁块的体积相同,则二者排开水的体积相同,由F浮=ρ水V排g可知:受到水的浮力相等;
(3)金属块对容器底的压力等于重力与浮力的合力,而G铜>G铁,浮力相等,因此F铜>F铁。
故答案为:大于;等于;大于。
14.【解答】ρ铝>ρ酒精,所以实心铝块在酒精中下沉到水底,V排=V=0.01m3,
受到的浮力:
F浮=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=80N;
ρ水银>ρ铝,所以实心铝块在水银处于漂浮状态,受到的浮力和重力是一对平衡力,
受到的浮力:
F浮=G=ρ铝gV=2.7×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=270N。
故答案为:80;270。
15.【解答】木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,由木块的重力为10N可知,木块受到的浮力也为10N,
浮力的方向是竖直向上的,浮力的作用点在物体的几何中心上;
选取标度为5N,则表示浮力的线段长度为标度的2倍,浮力的图示如下图所示:
16.【解答】(1)要探究阿基米德原理,即要探究F浮和G排 的关系,根据图示可知,该实验中是用漂浮条件测出小桶A受到的浮力,即F浮=GA,需要测小桶A的重力;而测排开水的重力时,根据G排=G总﹣G桶B,需要测出小桶B的重力、小桶B与溢出水的总重力,即先测G桶B再测G总;
考虑到实验操作的方便性,应先测小桶B的重力,并把它放在溢水杯的正下方,再测小桶A的重力,测完之后再将小桶A放入溢水杯中处于漂浮状态,最后测小桶B与溢出水的总重力,所以合理的顺序为乙甲丙丁,故选B;
(2) 由图甲知,空桶A的重力为2N,图丙中空桶A在溢水杯中处于漂浮状态,
则空桶A受到的浮力:F浮=GA=2N;
(3)由图乙知,空桶B的重力为1.6N,图丁中桶B和溢出水的总重力为3.6N,
桶A排开水的重力:G排=G总﹣G桶B=3.6N﹣1.6N=2N,
所以比较可知F浮=G排,即桶A排开水的重力等于桶A受到的浮力;
(4)桶A排开水的重力明显小于所受的浮力,G排偏小,说明收集到的水较少,可能是溢水杯中没装满水,物体开始进入水中时排开的水没有溢出来;
(5)往桶A中加入沙子进行实验时,装有沙子的桶A在水中仍然处于漂浮状态,则排开水的重力等于桶A受到的浮力,也等于桶A和沙子受到的总重力,第三组数据中G排=G总B﹣G桶B=4.6N﹣1.6N=3N,不等于桶A与沙子的总重力3.2N,则该组数据是错误的;
沙子越多则越重,排开水的体积越多,桶A浸入水中深度就越深。
(6)由以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体排开液体所受的重力;
(7)设桶A的横截面积为S,已知桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,
则桶A和沙子在水中受到的浮力F浮水=ρ水gV排水=ρ水gSh1,
桶A和沙子在液体中受到的浮力F浮液=ρ液gV排液=ρ液gSh2,
因装有沙子的桶A在水中和在液体中都处于漂浮状态,所以两次受到的浮力相等,
即ρ水gSh1=ρ液gSh2,解得ρ液=ρ水;
故答案为:(1)B; (2)2; (3)等于; (4)溢水杯中没装满水; (5)3,深;(6)排开液体所受的重力;(7)ρ液=ρ水。
17.【解答】(1)步骤BC和BD可以测出物块浸在水中时受到的浮力,在CD中,相同的因素是液体密度,不同因素是排开液体体积,在C中为:3N﹣2.4N=0.6N,在D中的浮力为:3N﹣1.8N=1.2N,所以物体所受浮力在同种液体中,排开液体体积越大,浮力越大,可得浮力与排开液体体积的关系。
(2)由B可知,物体的重力G=3N,
由BD可知,物体浸没在水中时所受的浮力:
F浮=G﹣FD=3N﹣1.8N=1.2N,
物体的体积:
V=V排===1.2×10﹣4m3,
物体的密度:
ρ====2.5×103kg/m3=2.5g/cm3,
(3)根据称量法F浮=G﹣F知,在完全浸没之前随着h的增大,浮力增大,弹簧测力计的示数减小,在完全浸没后,随着深度的增加,浮力不变,弹簧测力计的示数不变,图丙中的B符合题意。
故答案为:(1)排开液体的体积;(2)2.5;(3)B。
18.【解答】(1)由题可知,0﹣t1阶段,木块静止在容器中,随着容器中的水不断增加,木块在未漂浮之前,木块排开水的体积不断增大,所以浮力会不断增大;
(2)由图可知,随着容器水不断增加,木块会离开容器底,t1﹣t2内木块漂浮,在绳子未对其有作用力之前,其所受浮力大小不变,即等于其自身重力,F浮=G物=m物g=0.3kg×10N/kg=3N;
(3)由图可知,当到达t3时刻时,木块刚好浸没,则排开水的体积和自身的体积相等,
即V排=V=400cm3=4×10﹣4m3,
木块受到的浮力:F浮′=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N。
答:(1)木块排开水的体积不断增大;
(2)漂浮;3N;
(3)t3时刻木块受到的浮力是4N。
19.【解答】由图知,船上放大象和放石头水面达到相同的记号,即排开水的体积相同,根据阿基米德原理知道两种情况受到的浮力相同;
两种情况船均为漂浮,
F浮=G,
大象和船的总重等于石头和船的总重,
由此得:G象=G石头,
这是运用了等效替代的方法,
故答案为:(1)漂浮条件;(2)阿基米德原理。
20.【解答】(1)刚开始时,物体没有浸入水中,物体受到的拉力等于自身重力;
由G=mg可得,物体质量:m===2kg,
则物体的密度:ρ===2×103kg/m3;
(2)物体浸没时浮力:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N;
(3)物体浸没时,物体受到自身重力、拉力和浮力的作用;
由F浮=G﹣F拉可得,F拉=G﹣F浮=20N﹣10N=10N。
答:(1)物体的密度为2×103kg/m3;
(2)物体浸没时浮力为10N;
(3)物体浸没时拉力为10N。
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