1.3浮力 综合提高练习(含解析)

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名称 1.3浮力 综合提高练习(含解析)
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文件大小 3.3MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2021-07-21 09:51:27

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浮力综合提高练习
1、将一圆柱形木块用细线栓在容器底部,容器中开始没有水,往容器中逐渐加水至如图甲所示位置,在这一过程中,木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图所示,则由图象乙得出的以下信息正确的只有(  )
①木块的重力为10N
②木块的体积为1×10﹣3m3
③细线对容器底部的最大拉力为6N
④木块的密度为0.6×103kg/m3
A.①③
B.②④
C.①②③
D.②③④
2、如图所示,一块0℃的冰放在盛有水的容器中,则当冰完全熔化为水后,容器中水面的位置将(  )
A.上升
B.下降
C.保持不变
D.水面的升或降决定于冰和容器内水的体积
3、一个长方体铁块按图所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是(  )
A.
B.
C.
D.
4、如图甲,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t变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的是(  )
该金属块重力的大小为34N
该金属块的密度是3.4×103kg/m3
C.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
5、如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为5N.下列说法正确的是(  )
A.正方体上表面到液面的距离h=5cm
B.物体的密度为0.8×103kg/m3
C.下表面受到液体的压力F2为13N
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
6、小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是(  )
潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
B.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
C.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
D.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
7、冰块漂浮在水面,露出水面部分的体积为V1,冰的密度为ρ1,水的密度为ρ2,则这块冰所受到的重力为(  )
A.ρ1gV1
B.(ρ2﹣ρ1)gV1
C.
D.
8、如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力为F甲,乙杯中橡皮泥所受的浮力为F乙,则(  )
A.F甲=F乙,两杯中的水面一样高
B.F甲<F乙,甲杯中的水面比乙杯中的水面高
C.F甲<F乙,乙杯中的水面比甲杯中的水面高
D.F甲>F乙,甲杯中的水面比乙杯中的水面高
9、如图所示,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,两液体深度相同,密度计所受到的浮力分别为F甲和F乙,两液体对容器底部的压强分别为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
10、向一个轻质塑料瓶中装入密度为ρA的液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,两容器内液面刚好相平,且瓶底和瓶口均相平。若塑料瓶在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙,如图所示,下列判断正确的是(  )
A.p甲>p乙,F甲=F乙
B.p甲<p乙,ρ乙>ρ甲
C.p甲>p乙,ρ乙<ρ甲
D.p甲=p乙,F甲=F乙
11、将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注入水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图甲所示),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了(如图乙所示),以下分析正确的是(  )
A.乒乓球由甲图位置上浮到乙图位置时,始终受到平衡力作用
B.乒乓球由甲图位置上浮到乙图位置时,受到的浮力始终不变
C.乒乓球在甲图位置静止时浮力等于重力
D.乒乓球在乙图位置静止时浮力等于重力
12、如图所示,潜水艇悬浮在水中,下列说法错误的是(  )
A.潜水艇是靠改变浮力来实现浮沉的
B.潜水艇悬浮时,其浮力等于重力
C.要使潜水艇下沉,应向水舱充水
D.要使潜水艇上浮,应把水舱内的水向外排出
13、小明学习了浮力知识后,想利用一个弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图甲所示.G取10N/kg,铁的密度ρ铁=7.9×103kg/m3.
(1)首先,他测得此铁块重为G=7.9N,铁块的体积V=1×10﹣4m3;然后,将铁块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ=  
(相关物理量用题目中的字母符号表示).小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计.
(2)当利用该密度计测某液体密度时,指针在6.9N的位置,则该液体的密度为  
kg/m3.
(3)图乙中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是  

14、边长为20cm的薄壁正方形容器(质量不计)放在水平桌面上,将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部,其横截面积为200cm2,高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体,圆柱体始终直立,圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。(g取10N/kg)
(1)判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系,并写出判断依据;
(2)当圆柱体刚被浸没时,求它受到的浮力;
(3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,求容器内液体的质量。
15、如图,密度为0.4×103kg/m3、体积为10﹣3m3的正方体木块,用一条质量可忽略不计的细绳系住,绳的两端分别系于木块底部中心和容器底部中心。细绳对木块的最大拉力为6N.容器内有一定量的水,木块处于漂浮状态,但细绳仍然松软,对木块没有拉力。容器的底面积为0.03m2,绳子的长度为15cm,g取10N/kg.求:
(1)此时木块受到的浮力?
(2)当向容器中注水,直到细绳对木块的拉力达到最大值,在细绳断裂前的一瞬间停止注水,则此时木块浸入水中的体积为多大?
(3)断开瞬间容器底部受到水的压强。
16、如图所示,水平面上有一底面积为S的圆柱形容器,容器中装有质量为m的水。现将一个质量分布均匀、体积为V的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为V。
(1)求物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),求此时水对容器底的压强。
17、如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止,容器和水总重为G总=3N.用细线拴一小球浸没在水中且水未溢出。已知:小球的体积为V=10﹣4m3,密度为ρ=0.8×103kg/m3,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)小球受力分析图;
(2)小球受到的重力G;
(3)小球受到的浮力F浮;
(4)放入小球后容器对桌面的压力F。
18、如图甲所示,物体A的体积为V=100cm3,放入水中静止时,浸入水中的体积为V1=V,现将一体积为V2=25cm3的物体B放在物体A上,物体A刚好全部浸没在水中,如图乙所示,请解答下列问题(ρ水=1.0×103kg/m3):
(1)用题目中的物理量推导出物体B密度的数学表达式;
(2)物体B的密度。
19、如图所示,在一个底面积300cm2足够深的柱形容器内装有深6cm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.已知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N的拉力时伸长1cm。若往容器内缓慢加水:求
(1)该实心塑料块的密度;
(2)往容器缓缓加水的过程中,当塑料块上浮1cm时,此时塑料块所受浮力的大小以及容器底部所受水的压强变化了多少;
(3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是多少?
20、如图所示,一边长为10cm的正方体浸没在液体中,上表面受到液体向下的压力F1=5N,下表面受到液体向上的压力F2=15N,试求:
该正方体所受浮力的大小;(2)液体的密度;
(3)物体下表面距离液面的深度。
21、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
完全浸没时,圆柱体受到的浮力?(2)圆柱体的密度是多少?
(3)该圆柱体的底面积为多少?
22、水平面上有一个溢水杯,溢水杯中装满水,如图所示,将小球A放入溢水杯中静止时,溢水杯溢出水的体积V1为10﹣4m3,弹簧测力计示数为3N.已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)小球A在溢水杯中受到的浮力F浮;
(2)请画出小球A在溢水杯中静止时受力分析图,小球A的重力GA;
(3)小球A的密度ρA。
23、如图所示,一冰块漂浮在水面上,当冰块完全熔化后,请你有关知识证明冰块熔化后水面不升不降。(不考虑水的蒸发)
24、小明有一正立方体金属块,他想知道该金属块的密度,于是将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,在将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,不计液面变化.如图乙所示.求:
(1)该金属块全部浸入液体中时所受的浮力为  N.
(2)该金属块的质量为多少?
(3)该金属块的密度为多少?(g取10N/kg)
25、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是  N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是  N;
(3)圆柱体的体积是  m3;
(4)圆柱体的密度是  kg/m3;
(5)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越  (选填“大”或“小”);
(6)分析图象CD段,可得结论  。
26、在“浮力的研究”实验中。
(1)取一铁块,把它挂在弹簧测力计的挂钩上,如图甲。当铁块浸入水中的体积缓慢增大时,铁块受到浮力大小的变化是  。
(2)探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程:
①如图乙,用弹簧测力计测出石块的重力为F1;
②如图丙,用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2;
③如图丁,把石块浸入盛满水的溢杯中,用该空烧杯承接从溢杯里被排出的水,当石块全部浸入水中时,读出弹簧测力计的示数为F3;
④如图戊,用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。
用F1、F2、F3、F4表示,实验中测得石块所受的浮力为  ,排出水的重力为  。根据该实验的测量数据,可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是  。
27、小明从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图1所示的探究。
(1)分析上图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体体积越大,所受的浮力  。
(2)实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图2所示。分析图象可知:
①曲线  
(选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况,金属圆柱体所受最大浮力为  
N。
②该金属圆柱体所受的重力为  N,金属圆柱体的密度为  kg/m3。
28、如图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题:
(1)A、B两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体  ,A、B两图中测力计示数之差等于  。
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与  有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体  有关。
(4)比较  图和  图可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
29、如图1所示,一个边长为10cm、重为5牛的立方体木块,一段细线与木块相连,细线另一端固定在底面积为200cm2的容器底,细线的质量、体积、伸长均忽略,现向容器中慢慢加水,图2所示时细线刚刚拉直。若细线对木块的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,图3描述细线拉力F随深度h变化的关系,在B点时细线拉断。
(1)图3中的A点对应木块在水中处于  状态。
(2)从图1开始慢慢加水到图2的过程中木块受到的浮力如何变化?  
(3)请计算说明B点对应的深度h是多少cm?
30、测量液体密度的仪器叫做密度计。将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图)即为被测液体的密度。密度计上的刻度从上到下逐渐减小还是逐渐增大?说出你的理由。
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精品试卷·第
2

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答案及解析
1、将一圆柱形木块用细线栓在容器底部,容器中开始没有水,往容器中逐渐加水至如图甲所示位置,在这一过程中,木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图所示,则由图象乙得出的以下信息正确的只有(  )
①木块的重力为10N
②木块的体积为1×10﹣3m3
③细线对容器底部的最大拉力为6N
④木块的密度为0.6×103kg/m3
A.①③
B.②④
C.①②③
D.②③④
【解答】解:①由图象可知,当容器中水的高度为6cm~12cm时,木块处于漂浮状态,受到的浮力和重力相等,因此木块的重力为6N,故①错误;②由图象可知,木块全部浸没时,受到的浮力为10N,由F浮=ρ水gV排可知,木块的体积V=V排===1×10﹣3m3,故②正确;③木块全部浸没时,细线的拉力最大,对容器底部的拉力最大,此时木块受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力,由力的平衡条件可得,F浮=G+F,细线对容器底部的最大拉力F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N,故③错误;④木块的密度:ρ====0.6×103kg/m3,故④正确。综上可知,②④正确。故选:B
2、如图所示,一块0℃的冰放在盛有水的容器中,则当冰完全熔化为水后,容器中水面的位置将(  )
A.上升
B.下降
C.保持不变
D.水面的升或降决定于冰和容器内水的体积
【解答】解:如果冰块与容器底部没有力的作用,冰漂浮在水面上,则
F浮=ρ水V排g=G冰=G水,ρ水V排g=ρ水V水g,V排=V水;所以当冰完全熔化成水后,水的体积与冰熔化前排开水的体积相等,水面保持不变;如果冰块与容器底有相互作用力,则冰熔化前,F浮+F支=G冰,即F浮=ρ水V排g<G冰﹣﹣①;冰化水后,G冰=G水即:ρ冰V冰g=ρ水V水g﹣﹣②;由①②可得:ρ水V排g<ρ水V水g;V排<V水,所以当冰完全熔化成水后,水的体积大于冰熔化前排开水的体积,因此水面将上升;综合上述分析可得,水面的升或降决定于冰和容器内水的体积。故选:D
3、一个长方体铁块按图所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是(  )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,因为F浮=ρ液V排g,所以物体受到的浮力变大;而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以物体受到的浮力不变。由此可知物体受到的浮力先变大后不变。故选:D 
4、如图甲,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t变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的是(  )
A.该金属块重力的大小为34N
B.该金属块的密度是3.4×103kg/m3
C.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
【解答】解:(1)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错误;(2)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C正确;由F浮=ρgV排可得,金属块的体积:
V金=V排===0.002m3,由G=mg可得,金属块的质量:
m===5.4kg,金属块的密度:ρ===2.7×103kg/m3,故B错误;(3)从图可知,绳子的拉力在t1至t2时间段内逐渐变大,由F浮=G﹣F拉可知,浮力逐渐变小,故D错误。故选:C
5、如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为5N.下列说法正确的是(  )
A.正方体上表面到液面的距离h=5cm
B.物体的密度为0.8×103kg/m3
C.下表面受到液体的压力F2为13N
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
【解答】解:A.正方体的上表面面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,液体对物体上表面的压强:p===5×102Pa,由p=ρgh可得正方体上表面到液面的距离:
h===5×10﹣2m=5cm;故A正确;B.已知物体悬浮在水中,则物体密度ρ=ρ水=1.0×103kg/m3;故B错误;C.物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,
则V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,根据阿基米德原理可得正方体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;根据称重法可知:F2=F浮+F1=10N+5N=15N;故C错误;D.正方体下表面到液面的距离:h下=h+L=5cm﹣10cm=15cm=0.15m,
则p下=ρ水gh下=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa,故D错误。故选:A
6、小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是(  )
潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
B.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
C.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
D.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
【解答】解: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,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;松开手,大瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中;潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同,都是靠改变自身重力来实现沉浮的。综上可知,ABD正确、C错。故选:C
7、冰块漂浮在水面,露出水面部分的体积为V1,冰的密度为ρ1,水的密度为ρ2,则这块冰所受到的重力为(  )
A.ρ1gV1
B.(ρ2﹣ρ1)gV1
C.
D.
【解答】解:设冰块的体积为V,冰块漂浮的水面上,冰块受到的浮力等于冰块的重力,G冰=F浮,ρ1gV=ρ2g(V﹣V1),V=,冰块重力为:G冰=ρ1gV=。故选:C
8、如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力为F甲,乙杯中橡皮泥所受的浮力为F乙,则(  )
A.F甲=F乙,两杯中的水面一样高
B.F甲<F乙,甲杯中的水面比乙杯中的水面高
C.F甲<F乙,乙杯中的水面比甲杯中的水面高
D.F甲>F乙,甲杯中的水面比乙杯中的水面高
【解答】解:(1)根据浮沉条件得到,橡皮泥在甲中下沉,这时F甲<G,在乙中漂浮,这时F乙=G;因为橡皮泥的重力G保持不变,所以F甲<F乙;(2)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,当F甲<F乙时,V排甲<V排乙,那么甲杯中的水面高度小于乙杯中的水面高度。故选:C
9、如图所示,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,两液体深度相同,密度计所受到的浮力分别为F甲和F乙,两液体对容器底部的压强分别为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
【解答】解:密度计均为漂浮,所以密度计受到液体的浮力:F甲=F乙=G;由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,F浮=ρ液V排g,故ρ甲<ρ乙,又p=ρgh,两液体深度相同,所以两液体对容器底部的压强:p甲<p乙。故选:D
10、向一个轻质塑料瓶中装入密度为ρA的液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,两容器内液面刚好相平,且瓶底和瓶口均相平。若塑料瓶在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙,如图所示,下列判断正确的是(  )
A.p甲>p乙,F甲=F乙
B.p甲<p乙,ρ乙>ρ甲
C.p甲>p乙,ρ乙<ρ甲
D.p甲=p乙,F甲=F乙
【解答】解:因同一塑料瓶和液体的重力不变,且塑料瓶在甲、乙中均漂浮,所以,塑料瓶在两液体中受到的浮力相等,即F甲=F乙,由图可知,塑料瓶在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积,由F浮=ρgV排的变形式ρ=可知,ρ甲<ρ乙,故C错误;因两容器内液面刚好相平,所以,由p=ρgh可知,p甲<p乙,故AD错误、B正确。故选:B
11、将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注入水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图甲所示),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了(如图乙所示),以下分析正确的是(  )
A.乒乓球由甲图位置上浮到乙图位置时,始终受到平衡力作用
B.乒乓球由甲图位置上浮到乙图位置时,受到的浮力始终不变
C.乒乓球在甲图位置静止时浮力等于重力
D.乒乓球在乙图位置静止时浮力等于重力
【解答】解:AB、乒乓球上浮过程中,露出水面之前排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知浮力不变;当处于露出水面的上升过程中,排开水的体积减小,则根据F浮=ρ水gV排可知浮力减小;上浮过程中,浮力大于其重力,受非平衡力的作用,故AB错误;C、图中乒乓球静止时,有少量水从瓶口流出,由于下表面没有水,不会出现向上的液体压力差,所以乒乓球不受浮力作用,故C错误。D、乒乓球上浮过程中,重力不变,在浮出水面前,由于排开水的体积不变,浮力大小不变,始终大于重力;浮出水面后,排开水的体积变小,浮力变小,直到浮力等于重力时静止于水面上,故D正确。故选:D
12、如图所示,潜水艇悬浮在水中,下列说法错误的是(  )
A.潜水艇是靠改变浮力来实现浮沉的
B.潜水艇悬浮时,其浮力等于重力
C.要使潜水艇下沉,应向水舱充水
D.要使潜水艇上浮,应把水舱内的水向外排出
【解答】解:A、潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜的,故A错误;B、当潜水艇处于悬浮市,据悬浮条件可知,此时的浮力等于自身的重力,故B正确;C、原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,要使潜水艇下沉,则重力应大于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应向水舱充水,来增大重力,故C正确;D、要使潜水艇上浮,则重力应小于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应把水舱中的水排出一部分,来减小重力,故D正确;故选:A
13、小明学习了浮力知识后,想利用一个弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图甲所示.G取10N/kg,铁的密度ρ铁=7.9×103kg/m3.
(1)首先,他测得此铁块重为G=7.9N,铁块的体积V=1×10﹣4m3;然后,将铁块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ=  
(相关物理量用题目中的字母符号表示).小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计.
(2)当利用该密度计测某液体密度时,指针在6.9N的位置,则该液体的密度为  
kg/m3.
(3)图乙中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是  

【解答】解:(1)将铁块浸没在待测液体中,则V排=V,根据称重法:F浮=G﹣F,ρ液gV排=G﹣F,
所以,ρ液===,
(2)当指针在6.9N的位置,即F=6.9N,
则ρ液===1.0×103kg/m3,
(3)根据中ρ液=可以看出,液体的密度ρ随弹簧测力计的示数F的增大而减小,故初步判断只有C可选.
故答案为:(1);(2)1.0×103;(3)C.
14、边长为20cm的薄壁正方形容器(质量不计)放在水平桌面上,将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部,其横截面积为200cm2,高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体,圆柱体始终直立,圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。(g取10N/kg)
(1)判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系,并写出判断依据;
(2)当圆柱体刚被浸没时,求它受到的浮力;
(3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,求容器内液体的质量。
【解答】解:(1)圆柱体的密度大于液体密度;依据:由图2可知,当注入液体质量大于2kg时,圆柱体对容器底部的压力不变,说明此时圆柱体浸没在液体中,即圆柱体沉底了,由浮沉条件可知,圆柱体的密度大于液体密度;
(2)由题意知,圆柱体的底面积为:S柱=200cm2=0.02m2,
其高为h=10cm=0.1m,则圆柱体的体积:V柱=S柱h=0.02m2×0.1m=2×10﹣3m3;
正方体容器的底面积S容=0.2m×0.2m=0.04m2;圆柱体刚好浸没时,液体的体积为:V液体=(S容﹣S柱)h=(0.04m2﹣0.02m2)×0.1m=2×10﹣3m3;由图2可知,圆柱体刚好浸没时,注入液体的质量为2kg,则液体的密度:ρ液===1.0×103kg/m3;
根据阿基米德原理可得,当圆柱体刚被浸没时,它受到的浮力:
F浮=ρ液gV排=ρ液gV柱=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N;
(3)由(2)知,圆柱体刚好浸没时注入液体的质量为2kg;当注入液体质量m1小于或等于2kg时,容器内液体的深度:h′=(△S=S容﹣S柱=0.04m2﹣0.02m2=0.02m2),液体对容器底部的压强:p1=ρ液g×=﹣﹣﹣①,由图2可知,当没有注入液体时圆柱体对容器底的压力为140N,即圆柱体的重力为140N,则注入液体后,容器对桌面的压力为:F=140N+m1g,容器对桌面的压强:p2==﹣﹣②,已知p1:p2=1:3﹣﹣③,将①②代入③得:=1:3,解得m1=2.8kg,因m1=2.8kg>2kg,故应舍去。当注入液体的质量大于2kg时,即注入液体的深度大于10cm,
因液体体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度,即V液+V柱=S容h′,
且根据ρ=可得液体的体积V液=,所以+V柱=S容h′,则此时液体的深度h′=,此时液体对容器底部的压强:p液=ρ液gh′=ρ液g×=,﹣﹣﹣④容器对桌面的压强:p容==﹣﹣﹣⑤,已知p液:p容=1:3,
所以:=1:3,即:(mg+ρ液gV柱):(140N+mg)=1:3,
代入数据可得:(m×10N/kg+1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3):(140N+m×10N/kg)=1:3,
解得:m=4kg。
答:(1)圆柱体的密度大于液体密度;依据:由图2可知,当注入液体质量大于2kg时,圆柱体对容器底部的压力不变,说明此时圆柱体浸没在液体中,即圆柱体沉底了,由浮沉条件可知,圆柱体的密度大于液体密度;
(2)当圆柱体刚被浸没时它受到的浮力为20N;
(3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,容器内液体的质量为4kg。
15、如图,密度为0.4×103kg/m3、体积为10﹣3m3的正方体木块,用一条质量可忽略不计的细绳系住,绳的两端分别系于木块底部中心和容器底部中心。细绳对木块的最大拉力为6N.容器内有一定量的水,木块处于漂浮状态,但细绳仍然松软,对木块没有拉力。容器的底面积为0.03m2,绳子的长度为15cm,g取10N/kg.求:
(1)此时木块受到的浮力?
(2)当向容器中注水,直到细绳对木块的拉力达到最大值,在细绳断裂前的一瞬间停止注水,则此时木块浸入水中的体积为多大?
(3)断开瞬间容器底部受到水的压强。
【解答】解:(1)木块处于漂浮状态,浮力等于其重力,
所以此时木块受到的浮力:F浮=G木=mg=ρ木V木g=0.4×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg=4N;
(2)绳子拉力最大时,木块受力平衡,则F浮′=ρ水g
V排′=G木+F绳,
此时木块浸入水中的体积:V排′===1×10﹣3m3;
(3)正方体木块体积10﹣3m3,所以木块底面积为10﹣2m2,当细绳断裂时,木块浸入水中的深度:
h浸′===0.1m,断开瞬间,容器中水的深度:h=L绳+h浸′=0.15m+0.1m=0.25m,
此时容器底部受到水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa。
答:(1)此时木块受到的浮力4N;
(2)在细绳断裂前的一瞬间停止注水,此时木块浸入水中的体积为1×10﹣3m3;
(3)断开瞬间容器底部受到水的压强为2.5×103Pa。
16、如图所示,水平面上有一底面积为S的圆柱形容器,容器中装有质量为m的水。现将一个质量分布均匀、体积为V的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为V。
(1)求物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),求此时水对容器底的压强。
【解答】解:(1)由题知,物块漂浮时,V排=V,
则物块受到的浮力大小:F浮=ρ水gV排=ρ水g×V=ρ水gV。
(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=ρ水gV,
则物块的质量:m′===;
物块的密度:ρ====0.8×103kg/m3;
(3)水的质量为m,由ρ=得水的体积为V水=,
用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中,则水和物块的总体积:V总=V水+V=+V,
则此时水的深度为:h==;
所以水对容器底的压强:p=ρgh=ρ水g×=。
答:(1)物块受到的浮力大小为ρ水gV;(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;
(3)此时水对容器底的压强。
17、如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止,容器和水总重为G总=3N.用细线拴一小球浸没在水中且水未溢出。已知:小球的体积为V=10﹣4m3,密度为ρ=0.8×103kg/m3,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)小球受力分析图;
(2)小球受到的重力G;
(3)小球受到的浮力F浮;
(4)放入小球后容器对桌面的压力F。
【解答】解:(1)小球在水中受到竖直向上的浮力、竖直向上的拉力、竖直向下的重力三个力的作用,如图。
(2)球的体积为V=10﹣4m3,密度为ρ=0.8×103kg/m3,所以小球的质量:m=ρV=0.8×103kg/m3×10﹣4m3=0.08kg,小球的重力:G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N。
(3)小球浸没在水中,小球排开水的体积等于小球的体积,
小球受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=1N。
(4)容器放在水面桌面上,容器对桌面的压力为:F=G'=G总+G=0.8N+3N=3.8N。
答:(1)如上图;
(2)小球受到的重力G为0.8N;
(3)小球受到的浮力F浮为1N;
(4)放入小球后容器对桌面的压力F为3.8N。
18、如图甲所示,物体A的体积为V=100cm3,放入水中静止时,浸入水中的体积为V1=V,现将一体积为V2=25cm3的物体B放在物体A上,物体A刚好全部浸没在水中,如图乙所示,请解答下列问题(ρ水=1.0×103kg/m3):
(1)用题目中的物理量推导出物体B密度的数学表达式;
(2)物体B的密度。
【解答】解:(1)在甲图中,物体A漂浮,则GA=F浮1=ρ水gV1=ρ水g×V,物体B放在物体A上,物体A刚好全部浸没在水中,则物体A、B的整体处于漂浮状态,所以GA+GB=F浮2=ρ水gV,
所以,GB=F浮2﹣GA=ρ水gV﹣ρ水g×V=ρ水gV,由G=mg可得:mB=ρ水V,
物体B的密度:ρB===?ρ水。
(2)ρB=?ρ水=×1.0×103kg/m3=2.0×103kg/m3。
答:(1)物体B密度的数学表达式:ρB=?ρ水。(2)物体B的密度为2.0×103kg/m3。
19、如图所示,在一个底面积300cm2足够深的柱形容器内装有深6cm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.已知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N的拉力时伸长1cm。若往容器内缓慢加水:求
(1)该实心塑料块的密度;
(2)往容器缓缓加水的过程中,当塑料块上浮1cm时,此时塑料块所受浮力的大小以及容器底部所受水的压强变化了多少;
(3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是多少?
【解答】解:(1)根据G=mg可得,圆柱形实心塑料块的质量:m===0.4kg,
塑料块的体积:V塑料=Sh=50cm2×10cm=500cm3=5×10﹣4m3,
塑料块的密度:ρ===0.8×103kg/m3;
(2)由于弹簧受到1N的拉力时伸长1cm。所以当塑料块上浮1cm,弹簧的伸长将减小1cm,则弹簧的拉力减小1N,即测力计的示数为F1=4N﹣1N=3N,根据称重法F浮=G﹣F可知:此时塑料块受到浮力F浮=G﹣F1=4N﹣3N=1N。当塑料块上浮1cm,由F浮=ρgV排得塑料块浸入水中的体积:
V排===1×10﹣4m3=100cm3;
则塑料块浸入水的深度为h浸===2cm,由于水面上升到塑料块上浮1cm,塑料块底面上升1cm,所以,两种情况下的高度之和就是水面变化的高度,即△h=2cm+1cm=3cm;
则容器底部所受压强增大为△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣2m=300Pa;
(3)设当加入2000cm3水时,塑料块上浮hm,则弹簧的伸长将减小hm,由于弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,则弹簧的拉力减小量为△F1=100hN,此时塑料块受到浮力F浮′=△F1=100hN。由F浮=ρgV排得此时塑料块浸入水中的体积:V排′==;
则塑料块浸入水的深度为h浸′==,
所以,S容器h+(S容器﹣S塑料块)h浸′=V加水。即:S容器h+(S容器﹣S塑料块)=V加水。
所以,300×10﹣4m2×hm+(300×10﹣4m2﹣50×10﹣4m2)×=2000×10﹣6m3,解得:h=0.025,所以当加入2000cm3水时,塑料块上浮0.025m,塑料块受到浮力F浮′=△F1=100hN=100×0.025N=2.5N。
答:(1)该实心塑料块的密度为0.8×103kg/m3;
(2)往容器缓缓加水的过程中,当塑料块上浮1cm时,塑料块所受浮力为1N;容器底部所受水的压强变化了300Pa;
(3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是2.5N。
20、如图所示,一边长为10cm的正方体浸没在液体中,上表面受到液体向下的压力F1=5N,下表面受到液体向上的压力F2=15N,试求:
(1)该正方体所受浮力的大小;(2)液体的密度;(3)物体下表面距离液面的深度。
【解答】解:(1)由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力:F浮=F2﹣F1=15N﹣5N=10N。
(2)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρgV排可得液体的密度:ρ===1×103kg/m3;
(3)正方体下表面的面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
液体对物体下表面的压强:p===1.5×103Pa,
由p=ρgh可得,正方体下表面到液面的距离:h下===0.15m=15cm。
答:(1)该正方体所受浮力的大小10N;(2)液体的密度1×10﹣2m2;
(3)物体下表面距离液面的深度15cm。
21、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
完全浸没时,圆柱体受到的浮力?(2)圆柱体的密度是多少?
(3)该圆柱体的底面积为多少?
【解答】解:(1)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;从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,根据平衡关系可知,F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N;
(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得:V排===8×10﹣4m3,
因为物体全部浸没,所以物体的体积等于排开液体的体积,即V物=V排=8×10﹣4m3
物体的质量:m===1.2kg,圆柱体的密度:ρ===1.5×103kg/m3;
(3)由图知BC段为物体慢慢浸入液体,至到浸没的过程,BC段的距离就是物体的高度,所以h=7cm﹣3cm=4cm=0.04m,
根据V=Sh知,该圆柱体的底面积:S===0.02m2。
答:(1)完全浸没时,圆柱体受到的浮力为8N;(2)圆柱体的密度是1.5×103kg/m3;
(3)该圆柱体的底面积为0.02m2。
22、水平面上有一个溢水杯,溢水杯中装满水,如图所示,将小球A放入溢水杯中静止时,溢水杯溢出水的体积V1为10﹣4m3,弹簧测力计示数为3N.已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)小球A在溢水杯中受到的浮力F浮;
(2)请画出小球A在溢水杯中静止时受力分析图,小球A的重力GA;
(3)小球A的密度ρA。
【解答】解:(1)小球受到的浮力为:F
浮=ρ水g
V1=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4
m3=1N;
(2)小球静止,所以小球受到向上的力等于向下的力,所以小球的重力为:GA=F浮+F拉=1N+3N=4N,
图示如下:
(3)小球的质量为:mA===0.4kg,小球的体积为:VA=V1=10﹣4
m3,
小球的密度为:ρA===4×103kg/m3。
答:(1)小球A在溢水杯中受到的浮力F浮是1N;(2)如上图;
(3)小球A的密度ρA是4×103kg/m3。
23、如图所示,一冰块漂浮在水面上,当冰块完全熔化后,请你有关知识证明冰块熔化后水面不升不降。(不考虑水的蒸发)
【解答】解:∵冰块漂浮∴F浮=G冰,ρ水V排g=G冰,V排=;
∵冰熔化前后质量不变;∴G冰=G冰化水=ρ水V冰化水g,V排=和V冰化水=相等
∴冰熔化前后水面不升也不降。
24、小明有一正立方体金属块,他想知道该金属块的密度,于是将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,在将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,不计液面变化.如图乙所示.求:
(1)该金属块全部浸入液体中时所受的浮力为  N.
(2)该金属块的质量为多少?
(3)该金属块的密度为多少?(g取10N/kg)
【解答】解:(1)由图可知,正立方体金属块浸没在水中时,F拉′=0.25N,
根据称重法可知,物体在液体中受到的浮力:F浮=G﹣F拉′=0.35N﹣0.25N=0.1N,
(2)当金属块完全露出液面后,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,提起高度h在4cm以上;从图可知,该金属块重力:G=F拉=0.35N.金属块的质量为:m===0.035kg,
(3)由图乙可知正方体金属块的边长为2cm,则金属块的体积:V=8cm3=8×10﹣6m3,
金属块的密度:ρ金===4.375×103kg/m3.
答:(1)0.1;(2)该金属块的质量为0.035kg,(3)该金属块的密度为4.375×103kg/m3.
25、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是  N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是  N;
(3)圆柱体的体积是  m3;
(4)圆柱体的密度是  kg/m3;
(5)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越  (选填“大”或“小”);
(6)分析图象CD段,可得结论  。
【解答】解:(1)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=12N;
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数F′不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,
则圆柱体浸没在水中时,受到的浮力:F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N;
(3)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液V排g得,圆柱体的体积:V=V排===8×10﹣4m3;
(4)由G=mg可得,物体的质量:m===1.2kg,
则圆柱体的密度:ρ===1.5×103kg/m3;
(5)分析图象BC段,物体完全浸没前,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明受到的浮力增大;
(6)分析CD,物体完全浸没,浸没的深度变化,测力计的示数不变,可知浮力大小不变,可得结论:浮力大小与物体浸没的深度无关。
故答案为:(1)12;(2)8;(3)8×10﹣4;(4)1.5×103;(5)大;
(6)浮力大小跟物体的浸没深度无关。
26、在“浮力的研究”实验中。
(1)取一铁块,把它挂在弹簧测力计的挂钩上,如图甲。当铁块浸入水中的体积缓慢增大时,铁块受到浮力大小的变化是  。
(2)探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程:
①如图乙,用弹簧测力计测出石块的重力为F1;
②如图丙,用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2;
③如图丁,把石块浸入盛满水的溢杯中,用该空烧杯承接从溢杯里被排出的水,当石块全部浸入水中时,读出弹簧测力计的示数为F3;
④如图戊,用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。
用F1、F2、F3、F4表示,实验中测得石块所受的浮力为  ,排出水的重力为  。根据该实验的测量数据,可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是  。
【解答】解:(1)图甲中,当铁块浸入水中的体积缓慢增大时,铁块排开水的体积变大,根据F浮=ρgV排可知,铁块受到浮力大小的变化是增大,弹簧秤示数F=G﹣F浮,弹簧秤的示数减小;
(2)根据称重法可知,石块所受的浮力为F1﹣F3;排出水的重力F4﹣F2;
物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是:物体所受浮力的大小等于排开水的重力(或F1﹣F3=F4﹣F2)。
故答案为:(1)变大;(2)F1﹣F3;F4﹣F2;F1﹣F3=F4﹣F2;
27、小明从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图1所示的探究。
(1)分析上图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体体积越大,所受的浮力  。
(2)实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图2所示。分析图象可知:
①曲线  
(选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况,金属圆柱体所受最大浮力为  
N。
②该金属圆柱体所受的重力为  N,金属圆柱体的密度为  kg/m3。
【解答】解:(1)由图知,随着物体浸入水中体积的增大,弹簧测力计的示数逐渐减小,说明物体受到的浮力不断增大;
(2)①因为在物体全部浸没前,物体进入到液体中的深度越深。排开液体的体积越大,浮力越大;物体全部浸没后,排开液体的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,浮力不再变化;所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系;当物体完全浸没时,受到的浮力为F浮=1.0N,
②由图象知,物体的重力为G=2.7N,所以质量为m===0.27kg,
由F浮=ρgV排得:物体的体积为V=V排===1.0×10﹣4m3,
物体的密度为ρ===2.7×103kg/m3;
故答案为:(1)越大;(2)①a;1;②2.7;2.7×103。
28、如图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题:
(1)A、B两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体  ,A、B两图中测力计示数之差等于  。
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与  有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体  有关。
(4)比较  图和  图可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
【解答】解:(1)AB两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到向上的浮力,A、B两图中测力计示数之差等于物体受到的浮力。
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关;
(3)比较C、D两图能说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小与液体密度有关;
(4)比较D、E两图能够说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
故答案为:(1)受到液体对它向上的浮力;浮力的大小;
(2)排开液体的体积;(3)密度;(4)D;E。
29、如图1所示,一个边长为10cm、重为5牛的立方体木块,一段细线与木块相连,细线另一端固定在底面积为200cm2的容器底,细线的质量、体积、伸长均忽略,现向容器中慢慢加水,图2所示时细线刚刚拉直。若细线对木块的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,图3描述细线拉力F随深度h变化的关系,在B点时细线拉断。
(1)图3中的A点对应木块在水中处于  状态。
(2)从图1开始慢慢加水到图2的过程中木块受到的浮力如何变化?  
(3)请计算说明B点对应的深度h是多少cm?
【解答】解:(1)我们结合图3将木块的各个状态分解出来,OA过程中木块先静止,随着浮力的增大,木块会缓慢上升,直到线刚好伸直,而此时线对木块没有拉力,所以,A点对应木块在水中处于漂浮状态(F浮=G)。
(2)图1开始慢慢加水时,木块排开水的体积逐渐变大,根据F浮=ρgV排可知木块所受的浮力变大;
当浮力与木块的重力相等时,木块处于漂浮状态,之后木块随水的水位升高而升高,则所受浮力不变;到图2的状态时,由于细线刚刚拉直,则线对木块没有拉力,此时仍是漂浮状态;
所以,从图1开始慢慢加水到图2的过程中过程中,木块受到的浮力是先变大后不变;
(3)图2中:由于木块处于漂浮状态,则木块受到的浮力F浮=G=5N,
当在B点细线拉断时,木块受到的浮力F浮′=G+F=5N+4N=9N,
则△F浮=F浮′﹣F浮=9N﹣5N=4N,根据F浮=ρgV排可得木块排开水的体积变化量:
△V排===4×10﹣4m3=400cm3,
则木块浸入水中的深度变化量:△h====4cm,
所以,结合图2可知,此时B点对应的深度为hB=h+△h=25cm+4cm=29cm。
答:(1)漂浮;(2)先变大后不变;(3)B点对应的深度h是29cm。
30、测量液体密度的仪器叫做密度计。将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图)即为被测液体的密度。密度计上的刻度从上到下逐渐减小还是逐渐增大?说出你的理由。
【解答】答:密度计上的刻度从上到下逐渐增大的;因为密度计正常使用时,在不同液体中均应处于漂浮状态,根据浮沉条件可知,浮力都应等于其自身重力,因其自身重力不变,所以浮力大小应该也不变,则根据V排=可知浮力相同,当所测液体密度较大时,其排开的液体的体积就小些,密度计就会上浮一些,所以密度计上的刻度是下大上小的。
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精品试卷·第
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