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参考答案与试题解析
一.选择题
1.将底面积为0.01m2的长方体木块用细线栓在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与水面相平,如图甲所示。在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.木块受到的重力为6N
B.木块受到的最大浮力为9N
C.木块的密度为0.75×103kg/m3
D.容器底部受到的最大压强为2200Pa
【解答】解:B、根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9cm;由于从9cm到16cm,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16cm时细线刚好张紧,线的拉力为零;直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22cm;所以木块的高度:L=9cm+(22cm﹣16cm)=15cm=0.15m;则木块的体积:V木=S木L=0.01m2×0.15m=1.5×10﹣3m3,木块全部淹没时受到的浮力最大为:F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣3m3=15N,故B错误;AC、由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900Pa,此时木块的重力等于木块受到的浮力,也等于下表面受到水的压力,G=F浮=F下表面=p下表面S=900Pa×0.01m2=9N,木块的质量m===0.9kg,最大浮力为15N,根据阿基米德原理可得木块的体积V=V排===1.5×10﹣3m3,木块的密度ρ木===0.6×103kg/m3,故AC错误;D、从图中可知水的深度最大为h=22cm=0.22m,容器底部受到的最大压强p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×0.22m=2200Pa,故D正确。故选:D
2.如图所示,一玻璃容器中装有适量的水,在玻璃容器口下方设有固定的水平金属网,一正方体木块漂浮在水面上。现缓慢匀速向容器中注水,直至加满容器。小明画出了从开始加水到加满容器的过程中,木块所受浮力与注水时间的关系图像,如图所示,其中正确的是( )
A.B.C.D.
【解答】解:在注水过程中,经历了三个过程:(1)在木块没有接触金属网之前,木块处于漂浮状态,受到的浮力等于木块重力,大小不变;(2)木块接触到金属网后到水面刚到金属网,由于金属网的束缚,使得木块不能继续上升,随着注水,容器里的水面升高,木块排开水的体积变大,由F浮=ρ水V排g可知,木块受到的浮力变大;(3)水面从金属网到水槽口,木块浸没水中,排开水的体积不变,由F浮=ρ水V排g可知,木块受到的浮力不变。可见,在注水过程中木块所受到的浮力先不变、又增大、最后又不变,只有D选项图符合题意。故选:D
3.小金在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示.关于该实验,以下说法正确的是( )
A.若图(a)中溢水杯内未盛满水,不会影响验证结果
B.若图(b)中小桶内有少量水,会影响验证结果
C.若图(d)中石块未全部浸没水中,不会影响验证结果
D.若图中四个测量值满足F2﹣F1=F4﹣F3,该原理将得到验证
【解答】解:A.图(a)中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果,故A错;B.图(b)中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果,故B错;C.图(d)中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果,故C正确。D.由图可知,图c测出了石块的重力,图d测出了石块浸没在液体中时测力计的拉力,图b测出空桶的重力,图e测出桶和石块排开液体的总重力;则物体浸入液体时受到的浮力为F2﹣F3,物体排开液体的重力为F4﹣F1,如果F2﹣F3=F4﹣F1时,即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力,阿基米德原理就成立,故D错。故选:C
4.学了认识浮力后,对浮力的基本认识正确的是( )
A.根据称重法求浮力时,发现物体未完全浸没前,进入水中越深,弹簧测力计读数越大
B.在液体中,上浮的物体受到浮力,下沉的物体也受到浮力
C.用称重法将同一物体分别浸没在不同的液体中,受到的浮力相等
D.用手将乒乓球按入水中,放手后,发现乒乓球浮到水面,此时乒乓球不受浮力
【解答】解:A、物体未完全浸没前,进入水中越深,排开水的体积越大,根据F浮=ρ水V排g可知所受浮力越大;物体重力不变,根据称重法表达式F浮=G﹣F示的变形式F示=G﹣F浮可知弹簧测力计读数越小,故A错;B、浸在液体中的物体就会受到液体对它施加的竖直向上的浮力,与物体上浮和下沉无关,故B正确;C、同一物体浸没在不同的液体中,排开液体的体积是一定的,但液体密度不同,根据F浮=ρ水V排g可知受到的浮力的大小不同,故C错;D、用手将乒乓球按入水中,放手后,发现乒乓球浮到水面,则乒乓球受到竖直向上的浮力,故D错。故选:B
5.如图所示,置于水平地面上的容器中盛有液体,一正方体用细绳悬挂在容器上方的位置A,剪断细绳后该正方体沿竖直方向下落,最终停在容器底部B点。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.正方体从浸入液体至其沉底的过程中所受浮力始终不变
B.正方体从浸入液体至其沉底的过程中所受浮力变大
C.正方体停在容器底部B时,水对正方体底面的压力为零
D.正方体停在容器底部B时,正方体对容器底面的压力可能为零
【解答】解:AB、正方体从浸入液体至其沉底的过程中,浸入液体中的体积先变大后不变,即正方体排开液体的体积V排先变大后不变,在液体密度不变时,由公式F浮=ρ液gV排可知正方体所受浮力先变大后不变,故A、B错误;C、由浮力产生的原因可知,正方体所受浮力大小等于水对正方体上下表面的压力之差,即F浮=F向上﹣F向下,正方体停在容器底部B时受液体的浮力作用,水对正方体底面的压力不为零,故C错误;D、由物体浮沉条件可知,由于物体密度与液体密度大小关系未知,正方体在器容底部有可能刚好悬浮,此时正方体对容器底面的压力为零,即正方体停在容器底部B时,正方体对容器底面的压力可能为零,故D正确。故选:D
6.如图所示,水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g的圆柱形容器,容器内装有16cm深的某种液体。用弹簧测力计悬挂着底面积为40cm2的长方体物块,从液面逐渐浸入液体直到浸没,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入液体深度h的部分关系如图所示,(圆柱形容器的厚度忽略不计且液体始终没有溢出),则下列说法错误的是( )
A.液体的密度是2.5×103kg/m3
B.物块浸没时受到的浮力大小是8N
C.物块刚浸没时,容器对桌面的压强是5.5×103Pa
D.弹簧测力计示数为0时,液体对物块下表面的压力大小是16N
【解答】解:AB、由图象知,当h=0时(即物体还没有浸入液体中),测力计的示数F示1=10N,由二力平衡条件可得物块的重力G=F示1=10N;当浸入深度h≥8cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,物块完全浸没在液体中,且此时测力计的示数F示2=2N;则物块浸没时受到的浮力:F浮=G﹣F示2=10N﹣2N=8N;由图象可知物块的高h=8cm,物块浸没时排开液体的体积:
V排=V物=S物h=40cm2×8cm=320cm3=3.2×10﹣4m3由F浮=ρ液gV排得,液体的密度:ρ液===2.5×103kg/m3;故AB正确;C、圆柱形容器的底面积为80cm2,最初液体的深度为16cm,则液体的质量m液=ρ液V液=ρ液S容器h0=2.5×103kg/m3×80×10﹣4m2×0.16m=3.2kg,液体的重力:G液=m液g=3.2kg×10N/kg=32N,容器的重力:G容=m容g=0.4kg×10N/kg=4N,物块刚浸没时,液体对物块的浮力为8N,由力作用的相互性可知,物块对液体的压力F压=F浮=8N,将物块、圆柱形容器、液体看做一个整体,则其对桌面的压力:F=G液+G容+F压=32N+4N+8N=44N,容器对桌面的压强:p===5.5×103Pa;故C正确;D、当物块完全浸入液体时,所受到的浮力为8N,其本身重10N,即G>F浮,所以物块在下降过程中测力计示数不可能为零;现在测力计示数为0,说明此时物块沉底,在物块沉底时液体的深度:h′=h0+△h=h0+=0.16m+=0.2m,物块的底面积S物=40cm2=4×10﹣3m2,液体对物块下表面的压力:F=p液S物=ρ液gh′S物=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.2m×4×10﹣3m2=20N,故D错误。故选:D
7.将圆柱体竖直挂在弹簧测力计下,从空气中缓慢下降,逐渐浸入水中,(水面始终保持不变)。整个过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体下降的高度h的变化关系如图所示。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则下列判断中正确的是( )
A.圆柱体受到的最大浮力为4.5N
B.圆柱体的体积是150cm3
C.圆柱体下表面受到水的最大压强为1500Pa
D.圆柱体的密度为1.5×103kg/m3
【解答】解:A、由图像可知,物体下降5cm时,刚好接触水面,说明圆柱体受到的重力为G=4.5N,下降15cm时,刚好完全浸没,测力计的示数为1.5N,受到的最大浮力为:F浮=G﹣F示=4.5N﹣1.5N=3N,故A错误;B、圆柱体浸没时,排开水的体积等于圆柱体的体积,由公式F浮=ρ液gV排可得:圆柱体的体积为:V=V排==3×10﹣4m3=300cm3,故B错误;C、由图像可知,圆柱体在水下的最大深度为:h=22.5cm﹣5cm=17.5cm,由公式p=ρ液gh可得:圆柱全受到水的最大压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×17.5×10﹣2m=1750Pa,故C错误;D、由公式G=mg=ρVg可得圆柱体的密度为:==1.5×103kg/m3,故D正确。故选:D
8.为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块不与溢水杯接触,不考虑细线体积.则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,电子秤示数不变
C.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
D.松手后,水对溢水杯底的压强最终会变大
【解答】解:A、根据阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于排开水的重力,铝块浸没在水中静止时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力作用,绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差,F拉=G﹣F浮=ρ铝gV铝﹣ρ水gV铝=(ρ铝﹣ρ水)gV铝;G排=ρ水gV铝,且ρ铝﹣ρ水≠ρ水,所以绳对铝块的拉力不等于铝块排开水的重力,故A错误;B、由于溢水杯中装满水,铝块浸入水中静止时,由阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开水的重力(溢出水的重力),而铝块对水的压力大小与浮力相等(即该压力等于溢出水的重力),F=G杯+G水,F=G杯+G水﹣G排+F浮,所以溢水杯对电子秤的压力不变,则电子秤示数不变,故B正确。CD、铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式F=pS可知,水对溢水杯底的压力不变,故CD错误;故选:B
9.把重为0.5N的鸡蛋放入盛满水的杯中,静止后排开水的质量为40g,则鸡蛋受到的浮力是( )
A.0.1N
B.0.4N
C.0.46N
D.0.5N
【解答】解:物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,鸡蛋受到的浮力F浮=G排=m排g=40×10﹣3kg×10N/kg=0.4N;故选:B
10.2021年3月23日晚央视军事频道《军事科技》介绍了海水断崖——海水密度的突然变小;若潜艇遭遇“海水断崖”,潜艇会急速下沉,如不及时控制很快将超过潜深极限沉毁海底;1963年4月美国“长尾鲨“号核潜艇就是遭遇海水断崖坠毁在2600米海底。根据你所学的物理知识,有关下列说法不正确的是( )
A.潜艇遇海水断崖时所受浮力突然减小
B.潜艇急剧下降所受压强急剧增大
C.潜艇内海员应立即启动潜艇排水系统工作
D.低密度海水一定是含盐度较低,同样深度压强相应较小
【解答】解:A、潜艇在水下航行时浸没在水中,排开液体的体积不变,而发生海水断崖时,海水的密度突然变小,根据F浮=ρ液gV排可知,潜艇所受浮力突然减小,故A正确;B、潜水艇急剧下降时深度增大,但是海水的密度突然变小,由p=ρ液gh可知,潜艇所受压强不一定增大,故B错误;C、潜艇是靠改变自身重力实现沉浮的;为防止潜艇超过潜深极限而沉毁海底,需要让潜艇上浮,应减小潜艇自重,所以应立即启动潜艇排水系统工作,故C正确;D、海水密度的变化是由含盐度的变化造成的,低密度海水一定是含盐度较低;当深度相同时,海水密度减小,由p=ρ液gh知,海水的压强相应较小,故D正确。故选:B
11.将重为7牛的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出3牛的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于3牛
B.一定等于7牛
C.可能等于3牛
D.可能等于4牛
【解答】解:物体的重力G=7N,在水中静止时处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,物体受到的浮力为:F浮=G=7N。故选:B
12.如图甲所示,用弹簧测力计将一不吸水的长方体从装有水的容器中匀速拉出,图中长方体的底面积为20cm2,容器的底面积为100cm2,水的密度为1.0×103kg/m3,拉力随时间的变化关系如图乙所示,下列说法错误的是( )
A.物体的密度为2.5×103kg/m3
B.当物体有一半露出水面时,弹簧测力计的示数为4N
C.物体上升的速度为10cm/s
D.t=1s时,水对杯底的压力为26N
【解答】解:A、由图象可知,物体完全露出水面后,绳子的拉力即物体的重力G=5N,未露出水面时,物体受到的拉力F=3N,所以浸没时物体受到的浮力:F浮=G﹣F=5N﹣3N=2N;
由F浮=ρ水gV排得物体的体积:V=V排===2×10﹣4m3;
物体的质量:m===0.5kg,所以物体的密度:ρ===2.5×103kg/m3=2.5g/cm3=2.5×103kg/m3,故A正确;CD、根据图象可得下图:
t=0s时长方体物体沉在杯底,t=2s时长方体物体上表面到达水面,t=3s时长方体物体下表面离开水面;由图象可以知道,物体露出水面的整个过程用时t′=3s﹣2s=1s,因为长方体物体体积V=2×10﹣4m3=200cm3;则长方体物体的高度h===10cm;此时,因为长方体物体离开水面,水面下降高度为△h===2cm,以物体上表面为标准,物体露出水面的整个过程向上移动的距离为s=h﹣△h=10cm﹣2cm=8cm;所以物体的运动速度:v===8cm/s,故C错误;则物体从杯底到上表面到达水面时运动的距离:s′=vt2=8cm/s×2s=16cm,则最初水的深度:h′=s′+h=16cm+10cm=26cm=0.26m,由图象可以知道,当t=1s时,长方体物体处于浸没状态,水的深度不变,所以水对容器底的压强:p=ρgh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.26m=2.6×103Pa;由p=可得,水对容器底的压力:F=pS杯=2.6×103Pa×100×10﹣4m2=26N.故D正确;B、当物体有一半露出水面时,物体受到的浮力:F浮′=ρ水gV′排=1×103kg/m3×10N/kg×0.5×2×10﹣4m3=1N,根据称重法可知弹簧测力计的示数F示数=G木﹣F浮′=5N﹣1N=4N,故B正确。故选:C
13.潜水艇从潜行变为上浮,在浮出水面之前,它的重力和受到的浮力( )
A.重力不变,浮力增大
B.重力减小,浮力不变
C.浮力小于重力
D.浮力等于重力
【解答】解:潜水艇从潜行变为上浮,在浮出水面之前,排开水的体积V排不变,由阿基米德原理可知,浮力不变。潜水艇从潜行变为上浮,根据物体的浮沉条件可知:浮力大于重力,由于浮力不变,则让海水排出压力舱,潜水艇受到的重力减小。故选:B
14.将重为80N的物体浸没在盛有水的烧杯中,从烧杯中溢出了30N的水,则物体所受的浮力为( )
A.一定为30N
B.一定为80N
C.可能大于30N
D.可能小于30N
【解答】解:由题知,物体浸没在盛有水的烧杯中,从烧杯中溢出了30N的水,即G溢=30N;①若烧杯中盛满水,则物体排开水的重:G排=G溢=30N,根据阿基米德原理可知,此时物体受到的浮力:F浮=G排=30N;②若烧杯中没有盛满水,则物体排开水的重:G排′>G溢=30N,根据阿基米德原理可知,此时物体受到的浮力:F浮′=G排′>30N;由此可知,物体所受的浮力可能等于30N,也可能大于30N。故选:C
15.如图所示,用手将一个开口向上的空易拉罐逐渐浸入水中(未浸没),此过程中易拉罐所受到的重力和浮力的变化情况( )
A.重力、浮力均不变
B.重力、浮力均变大
C.重力不变、浮力变小
D.重力不变、浮力变大
【解答】解:空易拉罐逐渐浸入水中(未浸没)的过程中,易拉罐的重力不发生变化;易拉罐排开水的体积V排逐渐变大,由阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ水V排g可知,易拉罐所受到的浮力变大;故ABC错误,D正确。故选:D
16.在一个足够深的容器内有一定量的水,将一个长10cm、横截面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N,如图甲所示。已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,g取10N/kg。若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400cm3时,弹簧秤示数恰为零。此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示,根据以上信息,能得出的正确结论是( )
A.容器的横截面积为225cm2
B.塑料块的密度为0.4×103kg/m3
C.弹簧秤的示数为1N时,水面升高9cm
D.加水400cm3时,塑料块受到的浮力为2N
【解答】解:(1)从图像可以看出加水的体积V=1400cm3时,弹簧秤示数恰为零,则F浮=G=4N,△h=12cm,则加入水的体积加上塑料块浸没在水中的体积等于容器的底面积和水面升高高度h的乘积,即:V水+V排=△hS;由F浮=ρ水gV排可得,塑料块排开水的体积:V排===4×10﹣4m3=400cm3,则容器的横截面积:S===150cm2,故A错误;(2)当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4牛,可以知道塑料块的重力G=4N,体积:V=10cm×50cm2=500cm3=5×10﹣4m3,所以,塑料块的密度:ρ===0.8×103kg/m3,故B错误;
(3)根据图像,当所加水的体积至1400厘米3时,△h=12cm,弹簧秤示数恰为零,F浮=4N。
塑料块浸入水中的高度h1===8cm,塑料块下面新加入水的深度:h2=△h﹣h1=12cm﹣8cm=4cm,当弹簧测力计的拉力为F拉=1N时,弹簧向下伸长1cm,即塑料块下新加入水的深度h3=3cm,塑料块受的浮力:F浮′=G﹣F拉=4N﹣1N=3N,由F浮=ρ水gV排=ρ水gS物h浸,此时塑料块浸入水中的高度:h4===0.06m=6cm,此时水面升高的高度:△h1=h3+h4=3cm+6cm=9cm,故C正确;
当浮力F浮″=2N时,弹簧测力计的拉力F拉″=G﹣F浮″=4N﹣2N=2N,这时弹簧向下伸长2cm,即塑料块下新加入水的深度h5=2cm,此时塑料块浸入水中的高度:h6===0.04m=4cm,水面升高的高度:△h2=h5+h6=2cm+4cm=6cm,根据图像可以知道,当水面升高△h2=6cm时,加水的体积为700cm3,故D错误。故选:C
17.如图,A为木块,B铝块,C为铁球,它们的体积相等,把它们都浸没在水中,则( )
A.三个物体受到的浮力一样大
B.铝块受到的浮力最大
C.木块受到的浮力最大
D.铁球受到的浮力最大
【解答】解:A、B、C三个物体的体积相等,因为它们都浸没在水中,所以它们排开水的体积相等,且水的密度一定,由F浮=G排=ρ水gV排可知,三个物体受到的浮力大小相等。故选:A
18.一个实心小球重4.5N,体积为5×10﹣4m3,将小球分别轻轻放入水中和酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中,则小球静止时,在水中所受浮力为F1,酒精中所受浮力为F2,其大小分别为( )
A.F1=4.5N,F2=4N
B.F1=5N,F2=4.5N
C.F1=4.5N,F2=5N
D.F1=4.5N,F2=4.5N
【解答】解:(1)由G=mg可得,小球的质量:m===0.45kg,
小球的密度:ρ小球===0.9×103kg/m3,因为ρ小球<ρ水,所以小球放入水中,将漂浮在水面上,处于平衡状态,由平衡条件得,小球在水中受到的浮力:F1=G=4.5N;
(2)因为ρ小球>ρ酒精,所以小球放入酒精中将沉底,则小球排开酒精的体积等于小球的体积,
则小球在酒精中受到的浮力:F2=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=4N。故选:A
19.在相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,再放入两个完全相同的小球,如图所示。当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别是0.4N和0.5N,取g=10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.小球的质量是60g
B.甲杯中小球受到的浮力小于0.4N
C.甲杯中液体对杯底的压强等于乙杯内液体对容器底部的压强
D.甲杯内液体对杯底的压力小于乙杯内液体对杯底的压力
【解答】解:A、乙杯中小球受到的浮力F乙浮=G排乙=0.5N,因为乙球漂浮,所以G球=F乙=0.5N,
球的质量m球===0.05kg=50g,故A错误;B、甲杯中小球受到的浮力F甲浮=G排甲=0.4N,故B错误;C、因为乙球漂浮,所以乙杯内液体的密度ρ乙>ρ球,因为甲球下沉,所以甲杯内液体的密度ρ甲<ρ球,两种液体的密度:ρ乙>ρ甲;又因为两容器液面等高,p=ρgh,所以两种液体对容器底压强:p乙>p甲,即甲杯中液体对杯底的压强小于乙杯内液体对容器底部的压强,故C错误;D、因为溢水杯相同,底面积相同,F=pS,所以两种液体对容器底压力:F乙>F甲,即甲杯中液体对杯底的压力小于乙杯内液体对容器底部的压力,故D正确。故选:D
20.在测量某种液体的密度时,选用弹簧测力计、细线、物体A、圆柱形容器和水按照图甲、乙、丙所示依次进行实验。三次测量弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3,水的密度用ρ水表示,待测液体的密度用ρ表示,则下列ρ的表达式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:物体A浸没在水中受到的浮力F浮水=F1﹣F2,由F浮水=ρ水gV排得,A的体积:
V=V排水==,物体A浸没在液体中受到的浮力F浮液=F1﹣F3,物体A分别浸没在水和液体中,则物体A排开液体的体积等于排开水的体积,即V排液=V排水=,
由F浮液=ρ液gV排得,待测液体的密度:ρ===ρ水。故选:C
21.如题图,潜水员在水下呼吸时,吐出的气泡在上升过程中,会逐渐变大,气泡在上升过程中所受浮力和气泡内气体压强的变化情况是( )
A.浮力变大,压强变大
B.浮力变大,压强变小
C.浮力变小,压强变小
D.浮力不变,压强变大
【解答】解:(1)因为气泡上升时,所处深度h变小,所以由p=ρgh得气泡受到水的压强变小,使气泡的体积变大。因为一定质量的气体,体积变大,压强变小,所以气泡内的压强p变小;
(2)因为气泡的体积变大,排开水的体积变大,所以由F浮=ρ水V排g得气泡受到水的浮力变大,
可见,ACD错误、B正确。故选:B
22.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,静止时如图甲所示。若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使A恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积。则( )
A.物体B的密度为1.5×103kg/m3
B.物体B的体积为150cm3
C.容器对桌面的压强增加800Pa
D.绳子受到的拉力为4N
【解答】解:AB、因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=3N,
根据F浮=ρ水gV排得V排===3×10﹣4m3
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
VA+VB===9×10﹣4m3;其中VA=500cm3=5×10﹣4m3,
故VB=4×10﹣4m3;B的质量为:mB===0.6kg;B的密度为:ρB===1.5×103kg/m3;故A正确,B错误;C、容器对桌面的压力增加量△F=GB=6N,容器对桌面增加的压强△p===600Pa;故C错误;D、A受到的浮力F浮A=ρ水gVA排=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N,对A进行受力分析,A在向上的浮力、向下的重力和向下的拉力下保持静止,故绳子受到的拉力F=F浮A﹣GA=5N﹣3N=2N,故D错误。故选:A
23.如图1所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。图2是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象,以下说法正确的是( )
A.圆柱体的重力为8N
B.圆柱体浸没时受到的浮力为4N
C.圆柱体的体积为4×10﹣4
m3
D.圆柱体的密度为1.5×103
kg/m3
【解答】解: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、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,则圆柱体受到的浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N.故B错误;C、圆柱体完全浸入水中时,根据F浮=ρ水gV排得圆柱体的体积:V物=V排===8×10﹣4m3,故C错误;D、圆柱体的质量:m===1.2kg;则圆柱体的密度:ρ物===1.5×103kg/m3.故D正确。故选:D
24.水平桌面上有一盛有水的容器,如图甲,质量分布均匀的木块用细线系住浸没在水中。将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙。下列说法正确的是( )
A.甲乙两图中木块受到的浮力相等
B.甲乙两图中容器底部受到的液体压强相等
C.甲图中容器对水平桌面的压力大于乙图中容器对水平桌面的压力
D.若将乙图中木块浸在水中部分切掉取走,木块静止时,剩余木块体积的露出水面
【解答】解:A、由图可知,甲图中木块排开水的体积大于乙图中木块排开水的体积,水的密度一定,根据F浮=ρ水gV排可知,甲图中木块受到的浮力大于乙图中木块受到的浮力。故A错;B、将细线剪断,木块最终漂浮在水面上时,容器内的水面下降,根据p=ρ水gh可知,甲图中容器底部受到的液体压强大于乙图中容器底部受到液体的压强。故B错;C、因为容器对水平桌面的压力等于容器和容器内液体以及木块的重力之和,所以甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力。故C错;D、若将乙图中木块浸在水中部分切掉取走,只是改变了木块的质量和体积,没有改变木块的密度,所以剩余部分仍然有露出水面。故D正确。故选:D
二.填空题
25.如图甲所示,A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体,浸没在盛有水的薄壁圆柱形容器中。开始时刻,A的上表面刚好与水面相平,B在容器底部(未与容器底部紧密接触),A、B之间的绳子绷直,现在沿竖直方向缓慢匀速拉动绳子,A上端绳子的拉力是F,F随A上升的距离h变化的图像如图乙所示,在D(E)点AB间的绳子被拉断,则物体A的重力为
25 N,正方体A浸没时所受的浮力为
10 N,物体B的重力为
20 N。(不计绳的重力和体积)
【解答】解:(1)由题意可知,在D(E)点AB间的绳子被拉断,此时物体A位于空中,A上端绳子的拉力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等,由图乙可知,在D(E)点物体A上端绳子的拉力FE=25N,则物体A的重力GA=FE=25N;(2)开始时刻,A的上表面刚好与水面相平,B在容器底部(未与容器底部紧密接触),A、B之间的绳子绷直,因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,且实心正方体A、B的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排可知,开始时,实心正方体A、B受到的浮力相等,即FA浮=FB浮,由称重法F浮=G﹣F拉可得,在A点时有:(GA+GB)﹣(FA浮+FB浮)=FA=25N﹣﹣﹣﹣﹣①由图乙AB段可知,此过程是物体A出水面的过程,BC段中物体A刚好完全露出水面、物体B处于浸没状态,在B点时:(GA+GB)﹣FB浮=FB=35N﹣﹣﹣②;由①②可得:FA浮=10N,GB=20N。
故答案为:25;10;20。
26.如图所示,将木块和合金块用细绳相连放入水中,木块有的体积露出;剪断细绳,合金块沉底,受到容器底的支持力为5N,木块有一半体积露出水面。若木块和合金块的体积比为8:3,则木块的重力为
20 N,合金块的密度为
1.33 g/cm3。
【解答】解:(1)由“将木块和合金块用细绳相连放入水中,木块有的体积露出”可得,木块浸入水中的体积为V浸没=V木﹣V木=V木,因为漂浮,则F浮1=G总,
则ρ水g(V木+V合金)=G木+G合金﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
(2)由“剪断细绳,合金块沉底,受到容器底的支持力为5N,木块有一半体积露出水面”可得,
合金受到的浮力F浮合金=G合金﹣F支,即ρ水gV合金=G合金﹣5N﹣﹣﹣﹣﹣②,此时木块受到的浮力F浮木块=G木,即ρ水gV木=G木﹣﹣③,由①②③解得G木=20N,V木=4×10﹣3m3,由“若木块和合金块的体积比为8:3”可得,V合金=V木=×4×10﹣3m3=1.5×10﹣3m3,
将V合金=1.5×10﹣3m3,带入②,解得G合金=20N,则合金质量m合金===2kg,
合金块的密度ρ合金==≈1.33×103kg/m3=1.33g/cm3。
故答案为:20;1.33。
27.物理课外小组的同学们设计了一种测量密度的方法:先测量合金块重力,如图甲所示;再将合金块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数,如图乙所示;则合金块的密度为ρ金=6×103kg/m3;将该合金块浸没在另一种液体中,再次读出弹簧测力计的示数,如图丙所示,则该液体的密度为ρ液=1.5×103kg/m3。
【解答】解:(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则合金块的重力G金=2.4N,
由G=mg可得,合金块的质量:m金===0.24kg,由图乙可知,合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=2N,则合金块受到水的浮力:F浮=G金﹣F′=2.4N﹣2N=0.4N,因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排可得,合金块的体积:V金=V排===4×10﹣5m3,合金块的密度为ρ金===6×103kg/m3;
(2)由图丙可知,将该合金块浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数F″=1.8N,
合金块受到该液体的浮力:F浮′=G金﹣F″=2.4N﹣1.8N=0.6N,合金块排开液体的体积:V排=金=4×10﹣5m3,则该液体的密度为ρ液===1.5×103kg/m3。
故答案为:6×103;1.5×103。
28.在透明薄塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,水袋受到的浮力不断增大(增大/减小)。当塑料袋中的水面与容器中水面相平时,水袋中水的重力和排开水的重力相等。
【解答】解:(1)用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,水袋排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知受到的浮力不断增大;(2)水袋中水的重力和排开水的重力相等,说明水袋中水的重力等于它受到的浮力,即G水=F浮,ρ水gV水=ρ水gV排,则有:V水=V排,即当袋内水面与容器中的水面相平时,排开水的体积等于水袋内水的体积,塑料袋中的水面与容器中水面相平。
故答案为:增大;相平。
29.如图所示,用细线将质量为300g的木块系住,使木块浸没在水中,当木块静止时细线对木块的拉力为1N,则此时木块所受的浮力为4N;剪断细线后当木块再次静止时木块露在空气中的体积为100cm3(忽略木块吸水和沾水的影响,ρ水=1×103kg/m3)。
【解答】解:(1)木块的质量:m=300g=0.3kg,木块受到的重力:G=mg=0.3kg×10N/kg=3N,因木块浸没时受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力作用处于平衡状态,所以,由木块受到的合力为零可得:F浮=G+F拉=3N+1N=4N;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排得,木块的体积:V=V排===4×10﹣4m3,剪断细线后当木块再次静止时,木块处于漂浮状态,受到的浮力:F浮′=G=3N,此时木块排开水的体积:V排′===3×10﹣4m3,
则木块露在空气中的体积:V露=V﹣V排′=4×10﹣4m3﹣3×10﹣4m3=1×10﹣4m3=100cm3。
故答案为:4;100。
30.放在桌面的圆柱形容器里盛有适量的水,有一块冰(ρ冰=0.9g/cm3)静止漂浮在水面,这块冰露出的体积和总体积的比为 1:10 ;若容器内是盐水,冰完全熔化后,容器底受到盐水的压强 不变 (填“变大””不变”“变小”)。
【解答】解:(1)因冰漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,由G=mg=ρVg和F浮=ρ液gV排可得:ρ液gV排=ρ冰gV冰,则V排=V冰=×V冰=V冰,
冰块露出的体积:V露=V冰﹣V排=V冰﹣V冰=V冰,
则这块冰露出的体积和总体积的比:==;
(2)由物体漂浮条件F浮=G和阿基米德原理F浮=G排可得,冰在盐水中有G排=G冰,
则冰没有熔化时,容器底部受到的压力F=G盐水+G排=G盐水+G冰,因冰完全熔化后质量不变,重力不变,所以,此时容器底部受到的压力F=G盐水+G水,即容器底受到盐水的压力不变,由p=可知,容器底受到盐水的压强不变。
故答案为:1:10;
不变。
三.多选题
31.如图所示,将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示,已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg,则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
A.在水中受到的浮力为2N
B.体积为10cm3
C.质量为0.3kg
D.密度为3.0×103kg/m3
【解答】解:(1)金属块浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,其关系为G=F浮+F拉,浸没在水中:G=F浮1+F拉1,浸没在酒精中:G=F浮2+F拉2,即F浮1+F拉1=F浮2+F拉2,又由阿基米德原理可得F浮=ρ液gV排,所以,ρ水gV排+F拉1=ρ酒精gV排+F拉2,代入数据可得:1.0×103kg/m3×10N/kg×V排+2N=0.8×103kg/m3×10N/kg×V排+2.2N,解得:V排=1×10﹣4m3=100cm3,金属块完全浸没在液体中,则V金=V排=1×10﹣4m3=100cm3,故B错误;(2)在水中受到的浮力:F浮1=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,故A错误;(3)金属块浸没在水中时,其重力G=F浮1+F拉1=1N+2N=3N,则金属块的质量:m===0.3kg;故C正确;(4)金属块的密度:ρ===3×103kg/m3,故D正确。故选:CD
32.下列关于浮力的说法中正确的是( )
A.浸没在液体中的物体一定受到浮力的作用
B.质量相同的铜球和铁球,浸没在水中后,两球所受浮力一样大
C.浸在液体中的物体,所受浮力大小等于它排开液体所受的重力
D.浮力的方向是竖直向上的
【解答】解:A、浸入液体中的物体所受浮力大小等于液体中物体的上下表面压力差,如果没有压力差,就不受浮力,故A错;B、质量相同的铜球和铁球,由于球是否为实心未知,则无法判断球排开水的体积大小,所以无法比较两球所受浮力大小,故B错;C、根据阿基米德原理:浮力等于物体排开的液体受到的重力,故C正确;D、物体受到的浮力,方向总是竖直向上的,故D正确。故选:CD
33.装有适量水的圆柱形容器放在水平桌面上,一边长为a,重力为G的正方体物块静止在水面下某﹣位置,如图所示。水对正方体上表面的压力为F1,水对正方体下表面的压力为F2,物块所受浮力为F浮;正方体上表面到水面的距离为h。下列表达式中正确的是( )
A.正方体受到的浮力F浮=ρ水ga3
B.水对正方体下表面的压力F2=G+F1
C.对正方体受力分析可得出F浮+F2=G+F1
D.水对正方体下表面的压力F2=ρ水ga2(h+a)
【解答】解:A、正方体的边长为a,其体积V=a3,图中正方体悬浮在水中,则V排=V=a3,根据阿基米德原理可得正方体受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水ga3,故A正确;B、重力为G的正方体物块悬浮在水中,由浮沉条件可知F浮=G;由浮力产生的原因可知F浮=F2﹣F1,所以,G=F2﹣F1,则水对正方体下表面的压力:F2=G+F1,故B正确;C、正方体物块悬浮在水中,受重力、水对正方体物块六个表面产生的压力;水对正方体物块前后、左右表面产生的压力平衡,物块在竖直方向上受力平衡,则由B项解答可知F2=G+F1,故C错误;D、水对正方体下表面的压强:p下=ρ水gh下=ρ水g(h+a),由p=可得,水对正方体下表面的压力F2=p下S=ρ水g(h+a)×a2,故D正确。故选:ABD
34.已知ρ木<ρ煤油<ρ水<ρ铜,且各物体均为实心物体,以下说法不正确的是( )
A.同样重的两个铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,甲受到的浮力大
B.同样重的木块和铜块,都放在煤油中,静止后铜块受到的浮力大
C.同样重的木块和铜块,把铜块浸没在煤油中,木块浸没在水中,铜块受到的浮力大
D.同体积的木块和铜块,都放在水中,静止后木块受到的浮力大
【解答】解:由题知,ρ木<ρ煤油<ρ水<ρ铜,且各物体均为实心物体;A、同样重的两个铜块甲和乙,则根据G=mg可知二者质量相同,根据ρ=可知二者体积相同,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,由于ρ煤油<ρ水,根据F浮=ρ液gV排可知甲受到的浮力大,故A正确;B、同样重的木块和铜块,都放在煤油中,ρ木<ρ煤油<ρ铜,木块漂浮,浮力等于重力,铜块下沉,浮力小于重力,故静止后铜块受到的浮力小,故B错误;C、同样重的木块和铜块,根据G=mg可知,二者的质量相同,ρ木<ρ铜,根据公式V=可知木块体积大于铜块体积,把铜块浸没在煤油中,木块浸没在水中,木块排开水的体积大于铜块排开煤油的体积,ρ煤油<ρ水,根据F浮=ρ液gV排可知木块受到的浮力大,故C错误;D、同体积的木块与铜块,都放入水中后,静止后,木块漂浮,铜块下沉,可知铜块排开水的体积大于木块排开水的体积,根据F浮=ρ液gV排可知铜块受到的浮力大,故D错。故选:BCD
35.底面积为S1的圆柱形容器内盛有密度为ρ1的某种液体,其深度为h1.另有一底面积为S2、高为h2、密度为ρ2的圆柱体(S1>S2),将其竖直缓慢放入容器中,待其静止时,容器内液体没有溢出,圆柱体仍处于竖直状态,圆柱体所受浮力可能是( )
A.ρ2S2h2g
B.ρ1S2h2g
C.ρ1h1g
D.ρ1h2g
【解答】解:(1)圆柱体漂浮时,F浮=G=mg=ρ2V1g=ρ2S2h2g;(2)圆柱体悬浮时,ρ1=ρ2,F浮=G=mg=ρ2V1g=ρ2S2h2g=ρ1S2h2g;(3)圆柱体下沉时,有一部分露出液面时,F浮=ρ1gV排=ρ1S2hg=ρ1gS2?h1=ρ1;故选:ABC
四.实验探究题
36.用图1中的弹簧测力计、溢水杯、小桶、石块、水等器材验证阿基米德原理。
(1)本实验主要验证“浸在液体中的物体受到的浮力大小与
物体排开液体受到重力的关系”。
(2)图1中的实验操作步骤中,还应补充测量
空桶 的重,图1甲中测得石块重为
3 N。
(3)图1中的两图可测得浮力的大小;若本实验石块没有完全浸没在水中,则
能 (选填“不能”或“能”)用实验验证阿基米德原理。
(4)某小组同学设计了如图2所示的实验装置。图2甲中,两测力计示数分别为F1和F2;图2乙中,将石块放入支架上装满水的溢水杯中,最终两测力计示数分别为F3和F4,则当F1、F2、F3和F4满足关系式
F1﹣F3=F4﹣F2 时,阿基米德原理得到验证。
【解答】解:(1)阿基米德原理是浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体受到的重力,所以实验要验证浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体受到重力的关系;(2)图1中的实验,需要得出排开的液体的重力,根据图丁可知排开的液体与桶的总重,故还应补充测量空桶的重力;图1甲中测力计测量石块的重力,大小为3N;(3)物体没有完全浸没在水中,受到水的浮力还是能用称重法测量,排开水的重力也能测量,所以按照上面的方法,也能用实验验证阿基米德原理;(4)根据称重法可知石块受到的浮力F浮=F1﹣F3,排开的水的重力G排=F4﹣F2,根据阿基米德原理可知F浮=G排,即:F1﹣F3=F4﹣F2。
故答案为:(1)物体排开液体受到重力;(2)空桶;3;(3)能;(4)F1﹣F3=F4﹣F2。3787
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精品试卷·第
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浮力--阿基米德原理综合练习
一、选择题
1、将底面积为0.01m2的长方体木块用细线栓在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与水面相平,如图甲所示。在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.木块受到的重力为6N
B.木块受到的最大浮力为9N
C.木块的密度为0.75×103kg/m3
D.容器底部受到的最大压强为2200Pa
2.如图所示,一玻璃容器中装有适量的水,在玻璃容器口下方设有固定的水平金属网,一正方体木块漂浮在水面上。现缓慢匀速向容器中注水,直至加满容器。小明画出了从开始加水到加满容器的过程中,木块所受浮力与注水时间的关系图像,如图所示,其中正确的是( )
A.B.C.D.
3、小金在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示.关于该实验,以下说法正确的是( )
A.若图(a)中溢水杯内未盛满水,不会影响验证结果
B.若图(b)中小桶内有少量水,会影响验证结果
C.若图(d)中石块未全部浸没水中,不会影响验证结果
D.若图中四个测量值满足F2﹣F1=F4﹣F3,该原理将得到验证
4、学了认识浮力后,对浮力的基本认识正确的是( )
A.根据称重法求浮力时,发现物体未完全浸没前,进入水中越深,弹簧测力计读数越大
B.在液体中,上浮的物体受到浮力,下沉的物体也受到浮力
C.用称重法将同一物体分别浸没在不同的液体中,受到的浮力相等
D.用手将乒乓球按入水中,放手后,发现乒乓球浮到水面,此时乒乓球不受浮力
5、如图所示,置于水平地面上的容器中盛有液体,一正方体用细绳悬挂在容器上方的位置A,剪断细绳后该正方体沿竖直方向下落,最终停在容器底部B点。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.正方体从浸入液体至其沉底的过程中所受浮力始终不变
B.正方体从浸入液体至其沉底的过程中所受浮力变大
C.正方体停在容器底部B时,水对正方体底面的压力为零
D.正方体停在容器底部B时,正方体对容器底面的压力可能为零
6、如图所示,水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g的圆柱形容器,容器内装有16cm深的某种液体。用弹簧测力计悬挂着底面积为40cm2的长方体物块,从液面逐渐浸入液体直到浸没,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入液体深度h的部分关系如图所示,(圆柱形容器的厚度忽略不计且液体始终没有溢出),则下列说法错误的是( )
液体的密度是2.5×103kg/m3
物块浸没时受到的浮力大小是8N
C.物块刚浸没时,容器对桌面的压强是5.5×103Pa
D.弹簧测力计示数为0时,液体对物块下表面的压力大小是16N
7、将圆柱体竖直挂在弹簧测力计下,从空气中缓慢下降,逐渐浸入水中,(水面始终保持不变)。整个过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体下降的高度h的变化关系如图所示。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则下列判断中正确的是( )
A.圆柱体受到的最大浮力为4.5N
B.圆柱体的体积是150cm3
C.圆柱体下表面受到水的最大压强为1500Pa
D.圆柱体的密度为1.5×103kg/m3
8、为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块不与溢水杯接触,不考虑细线体积.则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,电子秤示数不变
C.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
D.松手后,水对溢水杯底的压强最终会变大
9、把重为0.5N的鸡蛋放入盛满水的杯中,静止后排开水的质量为40g,则鸡蛋受到的浮力是( )
A.0.1N
B.0.4N
C.0.46N
D.0.5N
10、2021年3月23日晚央视军事频道《军事科技》介绍了海水断崖——海水密度的突然变小;若潜艇遭遇“海水断崖”,潜艇会急速下沉,如不及时控制很快将超过潜深极限沉毁海底;1963年4月美国“长尾鲨“号核潜艇就是遭遇海水断崖坠毁在2600米海底。根据你所学的物理知识,有关下列说法不正确的是( )
潜艇遇海水断崖时所受浮力突然减小
潜艇急剧下降所受压强急剧增大
C.潜艇内海员应立即启动潜艇排水系统工作
D.低密度海水一定是含盐度较低,同样深度压强相应较小
11、将重为7牛的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出3牛的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于3牛
B.一定等于7牛
C.可能等于3牛
D.可能等于4牛
12、如图甲所示,用弹簧测力计将一不吸水的长方体从装有水的容器中匀速拉出,图中长方体的底面积为20cm2,容器的底面积为100cm2,水的密度为1.0×103kg/m3,拉力随时间的变化关系如图乙所示,下列说法错误的是( )
A.物体的密度为2.5×103kg/m3
B.当物体有一半露出水面时,弹簧测力计的示数为4N
C.物体上升的速度为10cm/s
D.t=1s时,水对杯底的压力为26N
13、潜水艇从潜行变为上浮,在浮出水面之前,它的重力和受到的浮力( )
A.重力不变,浮力增大
B.重力减小,浮力不变
C.浮力小于重力
D.浮力等于重力
14、将重为80N的物体浸没在盛有水的烧杯中,从烧杯中溢出了30N的水,则物体所受的浮力为( )
A.一定为30N
B.一定为80N
C.可能大于30N
D.可能小于30N
15、如图所示,用手将一个开口向上的空易拉罐逐渐浸入水中(未浸没),此过程中易拉罐所受到的重力和浮力的变化情况( )
A.重力、浮力均不变
B.重力、浮力均变大
C.重力不变、浮力变小
D.重力不变、浮力变大
16、在一个足够深的容器内有一定量的水,将一个长10cm、横截面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N,如图甲所示。已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,g取10N/kg。若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400cm3时,弹簧秤示数恰为零。此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示,根据以上信息,能得出的正确结论是( )
容器的横截面积为225cm2
塑料块的密度为0.4×103kg/m3
弹簧秤的示数为1N时,水面升高9cm
加水400cm3时,塑料块受到的浮力为2N
17、如图,A为木块,B铝块,C为铁球,它们的体积相等,把它们都浸没在水中,则( )
A.三个物体受到的浮力一样大
B.铝块受到的浮力最大
C.木块受到的浮力最大
D.铁球受到的浮力最大
18、一个实心小球重4.5N,体积为5×10﹣4m3,将小球分别轻轻放入水中和酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中,则小球静止时,在水中所受浮力为F1,酒精中所受浮力为F2,其大小分别为( )
A.F1=4.5N,F2=4N
B.F1=5N,F2=4.5N
C.F1=4.5N,F2=5N
D.F1=4.5N,F2=4.5N
19、在相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,再放入两个完全相同的小球,如图所示。当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别是0.4N和0.5N,取g=10N/kg,则下列说法正确的是( )
小球的质量是60g
甲杯中小球受到的浮力小于0.4N
C.甲杯中液体对杯底的压强等于乙杯内液体对容器底部的压强
D.甲杯内液体对杯底的压力小于乙杯内液体对杯底的压力
20、在测量某种液体的密度时,选用弹簧测力计、细线、物体A、圆柱形容器和水按照图甲、乙、丙所示依次进行实验。三次测量弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3,水的密度用ρ水表示,待测液体的密度用ρ表示,则下列ρ的表达式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
21、如题图,潜水员在水下呼吸时,吐出的气泡在上升过程中,会逐渐变大,气泡在上升过程中所受浮力和气泡内气体压强的变化情况是( )
A.浮力变大,压强变大
B.浮力变大,压强变小
C.浮力变小,压强变小
D.浮力不变,压强变大
22、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,静止时如图甲所示。若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使A恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积。则( )
物体B的密度为1.5×103kg/m3
物体B的体积为150cm3
容器对桌面的压强增加800Pa
绳子受到的拉力为4N
23、如图1所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。图2是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象,以下说法正确的是( )
A.圆柱体的重力为8N
B.圆柱体浸没时受到的浮力为4N
C.圆柱体的体积为4×10﹣4
m3
D.圆柱体的密度为1.5×103
kg/m3
24、水平桌面上有一盛有水的容器,如图甲,质量分布均匀的木块用细线系住浸没在水中。将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙。下列说法正确的是( )
甲乙两图中木块受到的浮力相等
甲乙两图中容器底部受到的液体压强相等
C.甲图中容器对水平桌面的压力大于乙图中容器对水平桌面的压力
D.若将乙图中木块浸在水中部分切掉取走,木块静止时,剩余木块体积的露出水面
二、填空题
25、如图甲所示,A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体,浸没在盛有水的薄壁圆柱形容器中。开始时刻,A的上表面刚好与水面相平,B在容器底部(未与容器底部紧密接触),A、B之间的绳子绷直,现在沿竖直方向缓慢匀速拉动绳子,A上端绳子的拉力是F,F随A上升的距离h变化的图像如图乙所示,在D(E)点AB间的绳子被拉断,则物体A的重力为
N,正方体A浸没时所受的浮力为
N,物体B的重力为
N。(不计绳的重力和体积)
第25题图
第26题图
26、如图所示,将木块和合金块用细绳相连放入水中,木块有的体积露出;剪断细绳,合金块沉底,受到容器底的支持力为5N,木块有一半体积露出水面。若木块和合金块的体积比为8:3,则木块的重力为
N,合金块的密度为
g/cm3。
27、物理课外小组的同学们设计了一种测量密度的方法:先测量合金块重力,如图甲所示;再将合金块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数,如图乙所示;则合金块的密度为ρ金=
kg/m3;将该合金块浸没在另一种液体中,再次读出弹簧测力计的示数,如图丙所示,则该液体的密度为ρ液=
kg/m3。
第27题图
第28题图
28、在透明薄塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,此时水袋受到的浮力不断
(增大/减小)。当塑料袋中的水面与容器中水面
时,水袋中水的重力和排开水的重力相等。
29、如图所示,用细线将质量为300g的木块系住,使木块浸没在水中,当木块静止时细线对木块的拉力为1N,则此时木块所受的浮力为
N;剪断细线后当木块再次静止时木块露在空气中的体积为
cm3(忽略木块吸水和沾水的影响,ρ水=1×103kg/m3)。
第29题图
第30题图
30、放在桌面的圆柱形容器里盛有适量的水,有一块冰(ρ冰=0.9g/cm3)静止漂浮在水面,这块冰露出的体积和总体积的比为
;若容器内是盐水,冰完全熔化后,容器底受到盐水的压强
(填“变大””不变”“变小”)。
三、多选题
31、如图所示,将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示,已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg,则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
A.在水中受到的浮力为2N
B.体积为10cm3
C.质量为0.3kg
D.密度为3.0×103kg/m3
32、下列关于浮力的说法中正确的是( )
A.浸没在液体中的物体一定受到浮力的作用
B.质量相同的铜球和铁球,浸没在水中后,两球所受浮力一样大
C.浸在液体中的物体,所受浮力大小等于它排开液体所受的重力
D.浮力的方向是竖直向上的
33、装有适量水的圆柱形容器放在水平桌面上,一边长为a,重力为G的正方体物块静止在水面下某﹣位置,如图所示。水对正方体上表面的压力为F1,水对正方体下表面的压力为F2,物块所受浮力为F浮;正方体上表面到水面的距离为h。下列表达式中正确的是( )
正方体受到的浮力F浮=ρ水ga3
水对正方体下表面的压力F2=G+F1
对正方体受力分析可得出F浮+F2=G+F1
水对正方体下表面的压力F2=ρ水ga2(h+a)
34、已知ρ木<ρ煤油<ρ水<ρ铜,且各物体均为实心物体,以下说法不正确的是( )
A.同样重的两个铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,甲受到的浮力大
B.同样重的木块和铜块,都放在煤油中,静止后铜块受到的浮力大
C.同样重的木块和铜块,把铜块浸没在煤油中,木块浸没在水中,铜块受到的浮力大
D.同体积的木块和铜块,都放在水中,静止后木块受到的浮力大
35、底面积为S1的圆柱形容器内盛有密度为ρ1的某种液体,其深度为h1.另有一底面积为S2、高为h2、密度为ρ2的圆柱体(S1>S2),将其竖直缓慢放入容器中,待其静止时,容器内液体没有溢出,圆柱体仍处于竖直状态,圆柱体所受浮力可能是( )
A.ρ2S2h2g
B.ρ1S2h2g
C.ρ1h1g
D.ρ1h2g
四、实验探究题
36、用图1中的弹簧测力计、溢水杯、小桶、石块、水等器材验证阿基米德原理。
(1)本实验主要验证“浸在液体中的物体受到的浮力大小与
的关系”。
(2)图1中的实验操作步骤中,还应补充测量
的重,图1甲中测得石块重为
N。
(3)图1中的两图可测得浮力的大小;若本实验石块没有完全浸没在水中,则
(选填“不能”或“能”)用实验验证阿基米德原理。
(4)某小组同学设计了如图2所示的实验装置。图2甲中,两测力计示数分别为F1和F2;图2乙中,将石块放入支架上装满水的溢水杯中,最终两测力计示数分别为F3和F4,则当F1、F2、F3和F4满足关系式
时,阿基米德原理得到验证。
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精品试卷·第
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