1.3物体的沉浮条件及其运用 综合练习(含解析)

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名称 1.3物体的沉浮条件及其运用 综合练习(含解析)
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文件大小 3.0MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2021-07-22 09:57:32

文档简介

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物体的沉浮条件及其运用
综合练习
1、完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程,其浮力大小的变化情况是(  )
A.浮力不断变大,但小于重力
B.浮力不变,但浮力大于重力
C.浮力先不变,后变小且始终大于重力,直到最后静止时,浮力等于重力
D.浮力先大于重力,后小于重力
2、体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,放入水中静止时如图,已知这四个小球的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝>ρ水>ρ木头,则下列判断正确的是(  )
A.铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
B.四个小球所受的浮力关系是:F铜>F木头>F铁=F铝
C.四个小球的重力关系是:G铝>G铁>G木头>G铜
D.四个小球的质量关系是:m铝>m铁>m铜>m木头
第2题图
都3题图
都4题图
第5题图
3、如图所示,一个充气的气球下面挂一个金属块,把它放入水中某处恰能静止,如果把金属块及气球的位置轻轻向下移动些,则金属块及气球(  )
A.仍能静止
B.向下运动
C.向上运动
D.不能确定
4、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
5、如图是甲、乙两种物质的质量与体积图象。分别用甲、乙两种物质制成实心球,则(  )
A.甲球一定能漂浮在水面
B.乙球一定会沉入水底
C.将体积相等的甲、乙两球系在一起,一定能漂浮在水面
D.将质量相等的甲、乙两球系在一起,一定能漂浮在水面
6、有一木块竖直浮在水面上,有的体积露出水面,若把露出的体积切掉,说法中正确的是( )
A.木块将全部浸没在水中
B.木块剩余部分浸没水中
C.木块剩余部分浸没水中
D.木块下沉入水底
7、密度为0.9×103千克/米3的冰块,漂浮在水面上,下列说法正确的是(  )
A.冰块露出水面的体积是总体积的
B.冰块露出水面的体积是总体积的
C.冰完全熔化后,水面高度上升
D.冰完全熔化后,水面高度不变
8、将一个木块放入三种液体(水银、水、酒精)中,静止时如图,则木块所受的浮力大小(  )
A.甲中最大
B.乙中最大
C.丙中最大
D.一样大
第8题图
第9题图
第10题图
9、甲、乙两个完全相同的烧杯,装满水放在水平桌面上。将体积相同的两个小球A、B分别放在甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示,A、B两个小球的密度分别为ρA和ρB,甲、乙两杯水对容器底的压强分别为p甲和p乙,A、B两个小球受到的浮力分别是FA和FB,容器对桌面的压力分别为F1和F2,下列判断中正确的是(  )
A.ρA>ρB
B.F1>F2
C.FA<FB
D.p甲>p乙
10、如图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器中分别盛有两种不同的液体A、B,液体对两个容器底的压强相等。现将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂浮、一个悬浮(液体均无溢出),则液体密度ρA、ρB和液体对容器底部的压强p甲、p乙的大小关系正确的是(  )
A.ρA<ρB
p甲<p乙
B.ρA>ρB
p甲>p乙
C.ρA>ρB
p甲<p乙
D.ρA<ρB
p甲>p乙
11、如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况,下列说法正确的是(  )
A.甲物体所受浮力最大,丙物体所受浮力最小
B.甲物体最终会漂浮,漂浮时的浮力比上浮时的浮力大
C.将乙物体下移一些,静止后它会继续悬浮
D.丙物体最终会沉底,沉底后所受的浮力会减小
第11题图
第12题图
12、小明制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是(  )
A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力和浮力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞,水会被压出试管中,可实现潜艇上浮
C.向外拉注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉
D.潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定
13、水平桌面上放置有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器中盛有不同种类的液体,将质量和体积均相同的三个物体A、B、C分别放到甲、乙、丙容器中,静止时的位置如图所示,容器中的液面高度相同。下列判断中正确的是(  )
A.三个物体受到的浮力为FA>FB>FC
B.容器中液体的质量为m甲<m乙<m丙
C.液体对容器底部的压强为p甲>p乙>p丙
D.容器对桌面的压力为F甲>F乙>F丙
14、A、B两个实心球,已知,,现将两球放入水中后,静止时受到的浮力之比为,则两球在水中静止时所处状态可能是(  )
A.两球均漂浮
B.两球均浸没
C.A球浸没B球漂浮
D.B球浸没A球漂浮
15、如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,则下列说法正确的是(  )
A.小球所受的浮力大于小球的重力
B.剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力不变
C.剪断绳子后,小球上升过程中水对烧杯底部的压强变大
D.剪断绳子前沿杯壁缓慢加水,小球受到绳子的拉力变小
第15题图
第16题图
第17题图
16、如图所示,两个相同的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直的浸入水中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,两药瓶在水里的位置相同,若甲药瓶恰好悬浮,则(  )
A.乙药瓶也处于悬浮状态
B.乙药瓶受到的浮力更大
C.乙药瓶瓶内的气体密度大
D.两药瓶内的气体压强相等
17、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(  )
A.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
18、如图所示,一个底面积为S高为H的圆柱形容器(器壁厚度不计),放在水平桌面上,容器内装有深度为h密度为ρ的液体,如图所示。现将小球A放入容器中,小球下沉至器底,容器内液面恰好与容器口相平。则下列说法正确的是(  )
A.小球的密度小于液体密度
B.小球的质量m=ρS(H﹣h)
C.小球受的浮力为F=ρgS(H﹣h)
D.小球在液体中静止时,液体对容器底的压强为p=ρgh
第18题图
第19题图
第20题图
19、甲、乙两球放在液体中静止,甲球在水面以上和水下部分的体积比为1:4,如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.若甲、乙体积相同,因为甲球漂浮,乙球悬浮,所以F浮甲>F浮乙
B.若甲、乙体积相同,G甲=G乙
C.若甲、乙体积相同、均为实心,则甲、乙由不同物质构成,ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5
D.若甲、乙质量相等,则甲的体积较大,若由同种物质构成,则甲一定是空心的,且空心部分体积为甲球体积的1/5,乙可能是实心
20、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 
二.实验探究题
21、小明在学完浮力后认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力  
(选填“变大”“变小”或“不变”);装水的容器是  
(选填“甲”或“乙”)。
(2)小明将一只玻璃的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,做好标记为A,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;
①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在  
点(选填“p”或“q”)。
②使用中,小明发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯水,(如图丁),杯中液面将  
(填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
22、为了探究“物体的浮沉条件”,灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验,如图所示。
步骤一、用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
步骤二、用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
步骤三、将一个铁块装入玻璃瓶并盖上盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
步骤四、取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系如图丙所示。
(1)装有铁块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是  N。
(2)图丙中AB段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐  ,这说明物体所受浮力大小与  有关;BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度  (选填“有关”、“无关)。
(3)步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为  N。
(4)灵灵认真分析以上实验数据和现象后发现,物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关,分析可得出结论:物体上浮的条件是  。
(5)当玻璃瓶刚好浸没时,下表面受到水的压强为  Pa。
(6)细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样,请教后得知这表示玻璃瓶的容积,于是他灵机一动,在装有铁块的玻璃瓶内装满水,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.1N,根据以上数据他算出了铁块的密度为  kg/m3。
三.计算题
23、如图,重为10N、底面积为600cm2的方形玻璃槽内有20N重的水,将其放在水平台面上,将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5cm(g取10N/kg)。
(1)未放入物块时,求玻璃水槽对水平台面的压强;
(2)求该物块的密度。
某同学尝试探究制作咸鸭蛋的科学奥秘。他在容器中放入一枚56g的鸭蛋,注入250mL的水,呈现如图甲的情景。再加入30.8g食盐充分溶解后,鸭蛋恰好能静止在如图乙位置,此时液体体积增加了10mL.当加入100g食盐充分溶解后,出现如图丙的情景。
请解答下列问题:
(1)这枚鸭蛋的密度是多少?
(2)图甲中,鸭蛋对容器底的压力是多少牛?(保留两位小数)
(3)图丙中的食盐溶液为该温度下的饱和食盐溶液,理由是。
(4)请在本题答题纸的图丁中,作出从图甲到图丙过程中,鸭蛋受到的浮力大小随加入食盐质量的关系图象。
25、一长方体物块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3.把它浸没在水中后放开手:
(1)物块为什么不能悬浮在水中?请写出分析判断过程;
(2)物块最终漂浮在水面上静止时,物块所受浮力为多少N?
(3)漂浮时物块浸在水中的体积有多少m3?
(4)若物块漂浮时,物块下表面距离水平面的深度是16cm,求此时下表面受到水的压强是多少Pa?
26、一量筒内盛某种液体,其中有一质量为m,且附有细线的铁块,此时液面的示数为V1,现将一密度ρ的球体用细线系在铁块m上,杯中液面上升到V2,若断开细线,则球体上浮露出液面,稳定后杯中液面至V3,求该液体的密度。
第26题图
27、某同学为了测量一个边长为1cm的正方体金属块的密度,在一侧壁带有刻度的水槽注入60ml的水:然后将金属块放入一空心小船中,一起漂浮于水面上,此时水位达到80ml;最后将金属块取出放入水中,水位下降至70ml。求:
(1)金属块和小船的总重力为多大?
(2)取走金属块后,小船受到的浮力为多大?
(3)金属块的密度为多大?
28、横截面积均为S=1cm2的物体A与塑料B粘合成一个粘合体,全长为l=50cm,粘合体放入水中时漂浮在水面,浸入水中的长度为l,如图所示,现将浮出水面部分切掉,以后每浮出水面一部分,稳定后就把它切掉。已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρB=0.4×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)粘合体未被切前,A底面受到水的压强;
(2)粘合体未被切前的总质量;
(3)第一次切掉后,稳定时浸入水中的长度;
(4)第四次切掉后,稳定时浮出水面部分的长度。
29、将底面积为2S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把质地均匀的实心圆柱体物块竖直放在容器底部,其横截面积为S,如图1所示,然后向容器内缓慢注入某种液体,物块始终直立,物块对容器底部的压力与注入液体质量关系如图2所示,完成下列任务:
(1)判断物块的密度与液体密度的大小关系,并写出判断依据;
(2)求注入液体的质量为m0时,物块对容器底部的压力;
(3)求注入液体的质量为m1时,液体对容器底部的压强。
30、某同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台浮力秤,可方便地称量物体的质量,其构造如图甲所示。已知小筒底面积为0.001m2,小筒和秤盘总重为0.6N。
(1)小明认为:如图甲,当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力是0.6牛,他判断的依据是  ;
(2)如图乙,在秤盘上放上一个质量为140克的物体后,小筒浸入水中的深度h为多少?(写出计算过程)
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精品试卷·第
2

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参考答案与试题解析 
一.选择题
1、完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程,其浮力大小的变化情况是(  )
A.浮力不断变大,但小于重力
B.浮力不变,但浮力大于重力
C.浮力先不变,后变小且始终大于重力,直到最后静止时,浮力等于重力
D.浮力先大于重力,后小于重力
【解答】解:根据F=ρgV排可知:乒乓球开始上升到露出水面的过程中,乒乓球排开水的体积保持不变,受到的浮力就不变;乒乓球开始露出水面后,排开水的体积变小,受到的浮力减小。当小球静止时,处于漂浮状态,此时小球的重力和受到浮力相等,所以乒乓球静止以前受到的浮力大于重力。故选:C
2、体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,放入水中静止时如图,已知这四个小球的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝>ρ水>ρ木头,则下列判断正确的是(  )
A.铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
B.四个小球所受的浮力关系是:F铜>F木头>F铁=F铝
C.四个小球的重力关系是:G铝>G铁>G木头>G铜
D.四个小球的质量关系是:m铝>m铁>m铜>m木头
【解答】解:由图可知铜球漂浮、铁球悬浮,二者一定是空心的;铝球下沉、木块漂浮,可能实心、也可能是空心,故选项A不正确;∵F浮=ρ水gV排,且V排铜<V排木<V排铁=V排铝,
∴受到的浮力:F铜<F木<F铁=F铝,故选项B不正确;∵铜球、木球漂浮,铁球悬浮,铝球沉底,
∴根据物体的浮沉条件知:F铜=G铜、F木=G木、F铁=G铁、F铝<G铝;∴G铜<G木<G铁<G铝,故C选项正确;∵G=mg,∴m铜<m木<m铁<m铝,故D选项不正确。故选:C
3、如图所示,一个充气的气球下面挂一个金属块,把它放入水中某处恰能静止,如果把金属块及气球的位置轻轻向下移动些,则金属块及气球(  )
A.仍能静止
B.向下运动
C.向上运动
D.不能确定
【解答】解:原来金属块和小气球悬浮在水中,F浮=G;把金属块及气球的位置轻轻向下移动一些,所处深度增加,由p=ρgh知,小气球受到水的压强增大,气球的体积变小,所以气球排开水的体积减小,由公式F浮=ρ液gV排知,气球受到的浮力减小,使得浮力小于自重而向下运动。故选:B 
4、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
【解答】解: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 
如图是甲、乙两种物质的质量与体积图象。分别用甲、乙两种物质制成实心球,则(  )
A.甲球一定能漂浮在水面
B.乙球一定会沉入水底
C.将体积相等的甲、乙两球系在一起,一定能漂浮在水面
D.将质量相等的甲、乙两球系在一起,一定能漂浮在水面
【解答】解:由图可知,甲物体的密度:ρ甲==2g/cm3,乙物体的密度:ρ乙==0.5g/cm3,
∵ρ甲>ρ水,∴甲物体放入水中,会沉入水底,故A错;∵ρ乙<ρ水,∴乙物体放入水中,会漂浮在水面上,故B错;当将体积相等的甲、乙系在一起后,设体积为V,则所两物体的重力:G1=ρ甲gV+ρ乙gV=2×103kg/m3×gV+0.5×103kg/m3×gV=2.5×103kg/m3×gV,两物体浸没水中所受浮力:F1=ρ水g2V=1×103kg/m3×g×2V=2×103kg/m3×gV。∵G1>F1,∴两球会沉入水底,故C错;当将质量相等的甲、乙两球系在一起时,重力G2=2mg;两物体所受浮力:F2=ρ水g
+ρ水g=1×103kg/m3×g×+1×103kg/m3×g×=mg+2mg=2.5mg,∵F2>G2,∴物体将上浮,最后漂浮在水面上,故D正确。故选:D 
6、有一木块竖直地浮在水面上,有的体积露出水面,若把露出的体积切掉,说法中正确的是(  )
A.木块将全部浸没在水中
B.木块剩余部分浸没水中
C.木块剩余部分浸没水中
D.木块下沉入水底
【解答】解:木块漂浮,所以F浮=G;则ρ木gV木=ρ水g(1﹣)V木,则ρ木=ρ水;若将上面部分切去,则由于木块的密度不变,仍漂浮,根据ρ木gV木′=ρ水gV排′得,V排′=V木′,即木块剩余部分浸没在水中。故选:B 
7、密度为0.9×103千克/米3的冰块,漂浮在水面上,下列说法正确的是(  )
A.冰块露出水面的体积是总体积的
B.冰块露出水面的体积是总体积的
C.冰完全熔化后,水面高度上升
D.冰完全熔化后,水面高度不变
【解答】解:∵冰漂浮,∴F浮=G∴ρ水gV排=ρ冰Vg;∴V排=V=V=V,则V露=V,AB错误;因为冰漂浮,所以冰的质量等于排开水的质量,所以冰化成水后,化成水的体积与排开水的体积相等,则水面高度不变,C错误,D正确。故选:D
8、将一个木块放入三种液体(水银、水、酒精)中,静止时如图,则木块所受的浮力大小(  )
A.甲中最大
B.乙中最大
C.丙中最大
D.一样大
【解答】解:由题知,木块在三种液体中都漂浮,所以在三种液体中,受到的浮力都等于木块重,所以浮力是相等的。故选:D 
9、甲、乙两个完全相同的烧杯,装满水放在水平桌面上。将体积相同的两个小球A、B分别放在甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示,A、B两个小球的密度分别为ρA和ρB,甲、乙两杯水对容器底的压强分别为p甲和p乙,A、B两个小球受到的浮力分别是FA和FB,容器对桌面的压力分别为F1和F2,下列判断中正确的是(  )
A.ρA>ρB
B.F1>F2
C.FA<FB
D.p甲>p乙
【解答】解:由图可知,小球A漂浮,小球B沉底。A.由ρ物<ρ液时物体漂浮、ρ物>ρ液时物体下沉可知,ρA<ρ水<ρB,故A错误;B.由阿基米德原理和物体浮沉条件可知,小球A漂浮时有F浮A=G排A=GA,小球B沉底时有F浮B=G排B<GB,因物体对水平面上的压力和自身的重力相等,所以容器对桌面的压力F=G容+(G水﹣G排)+G球,由F1=G容+(G水﹣G排A)+GA=G容+G水和F2=G容+(G水﹣G排B)+GB>G容+G水可知,F1<F2,故B错误;C.由图可知,体积相同的两个小球分别放在甲、乙烧杯中后,B球排开水的体积较大,由F浮=ρgV排可知,B球受到的浮力较大,即FA<FB,故C正确;D.由题意可知,两小球放入两烧杯后,烧杯内水的深度不变,即两烧杯内水的深度相等,由p=ρgh可知,甲、乙两杯水对容器底的压强关系为p甲=p乙,故D错误。故选:C
10、如图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器中分别盛有两种不同的液体A、B,液体对两个容器底的压强相等。现将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂浮、一个悬浮(液体均无溢出),则液体密度ρA、ρB和液体对容器底部的压强p甲、p乙的大小关系正确的是(  )
A.ρA<ρB
p甲<p乙
B.ρA>ρB
p甲>p乙
C.ρA>ρB
p甲<p乙
D.ρA<ρB
p甲>p乙
【解答】解:(1)由图知:hA<hB,已知两种液体对容器底的压强相等,则根据p=ρgh可知,ρA>ρB;故AD错误;(2)因为原来两容器中液体产生的压强相等,均匀柱形容器,则FA=GA=pSA;FB=GB=pSB;又因为SA>SB,可得GA>GB,由将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂浮,另一个悬浮(液体均无溢出),由于两物体重力相等都为G,则由p甲=p+;p乙=p+,所以,p甲<p乙;故B错误,C正确。故选:C 
如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况,下列说法正确的是(  )
A.甲物体所受浮力最大,丙物体所受浮力最小
B.甲物体最终会漂浮,漂浮时的浮力比上浮时的浮力大
C.将乙物体下移一些,静止后它会继续悬浮
D.丙物体最终会沉底,沉底后所受的浮力会减小
【解答】解:A.由题意可知,甲、乙、丙三个物体的体积相等,都浸没时排开水的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,三个物体受到的浮力相等,故A错;B.由图可知,甲物体上浮受到的浮力大于自身的重力,最终会漂浮,受到的浮力等于自身的重力相等,所以漂浮时的浮力比上浮时的浮力小,故B错;C.原来乙物体处于悬浮状态,受到的浮力和重力相等,将乙物体下移一些,其受到的浮力不变、重力不变二力仍然相等,则它会继续悬浮,故C正确;D.丙物体下沉,最终会沉底,沉底后排开水的体积仍与原来的体积相等,其所受的浮力不变,故D错。故选:C
12、小明制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是(  )
A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力和浮力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞,水会被压出试管中,可实现潜艇上浮
C.向外拉注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉
D.潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定
【解答】解:A、当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,故A错,但符合题意;B、现在潜艇模型处于悬浮,向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时模型的自重减小,模型上浮,故B正确,不符合题意;C、向外拉注射器活塞,试管内水增加,潜艇可能下沉,故C正确,不符合题意;D、试管左轻、右重,为了保持试管稳定,潜艇模型的试管上绕些铁丝,故D正确,但不符合题意;故选:A
13、水平桌面上放置有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器中盛有不同种类的液体,将质量和体积均相同的三个物体A、B、C分别放到甲、乙、丙容器中,静止时的位置如图所示,容器中的液面高度相同。下列判断中正确的是(  )
A.三个物体受到的浮力为FA>FB>FC
B.容器中液体的质量为m甲<m乙<m丙
C.液体对容器底部的压强为p甲>p乙>p丙
D.容器对桌面的压力为F甲>F乙>F丙
【解答】解:A、由题知,物体A、B、C的质量相同,则物体的重力相等;由图可知:A在甲液体中悬浮、B在乙液体、C在丙液体中漂浮,所受到的浮力相等,都等于物体重。故A错误;B、由图可知:V排甲>V排乙>V排丙,根据F浮=ρ液V排g可知:ρ甲<ρ乙<ρ丙;已知甲、乙、丙三个容器完全相同,液面相平,则液体体积V液=V﹣V排可知:V甲<V乙<V丙,根据m=ρV可知液体的质量为m甲<m乙<m丙,故B正确;C、由于三容器液面等高,ρ甲<ρ乙<ρ丙,根据p=ρgh可知:p甲<p乙<p丙.故C错误;D、由于液体的质量为m甲<m乙<m丙,则G甲<G乙<G丙,由于物体A、B、C的重力相等;所以F甲<F乙<F丙,故D错误。故选:B 
14、A、B两个实心球,已知,,现将两球放入水中后,静止时受到的浮力之比为,则两球在水中静止时所处状态可能是(  )
A.两球均漂浮
B.两球均浸没
C.A球浸没B球漂浮
D.B球浸没A球漂浮
【解答】解:由题知,,,则AB两个实心球的质量之比:==×=,
由G=mg可得,两球的重力之比:==,A、如果A、B都漂浮,则物体受到的浮力都等于物体的重力,所以浮力之比应该等于重力之比,即浮力之比为2:3,不是3:5,故A错误。B、如果A、B都浸没在水中,则物体排开水的体积等于物体的体积,由F浮=ρ水gV排可知,物体受到的浮力跟物体排开水的体积成正比,所以A、B受到的浮力之比应该为1:2,不是3:5,故B错误。CD、因A、B两球既不是都漂浮,又不是都浸没,所以只能是一个漂浮、一个浸没,并且密度大的浸没,密度小的漂浮,因为,所以可以判断A球浸没、B球漂浮,故C正确,D错误。故选:C 
15、如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,则下列说法正确的是(  )
A.小球所受的浮力大于小球的重力
B.剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力不变
C.剪断绳子后,小球上升过程中水对烧杯底部的压强变大
D.剪断绳子前沿杯壁缓慢加水,小球受到绳子的拉力变小
【解答】解:A、小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,小球受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力和竖直向上的浮力作用,则根据物体受力平衡可知:F浮=G+F;所以,小球所受的浮力大于小球的重力。故A正确;B、剪断绳子后,小球会上升,由于原来小球恰好浸没在水中,所以上升后就会露出水面,则上升过程中排开水的体积变小,根据阿基米德原理可知所受的浮力变小,故B错误;C、小球上升过程中,水的液面下降,根据p=ρgh可知水对烧杯底部的压强变小。故C错误;D、剪断绳子前沿杯壁缓慢加水,小球所受的重力不变,排水体积不变,则浮力也不变,小球仍处于平衡状态,因此,小球受到绳子的拉力不变,故D错误。故选:A 
16、如图所示,两个相同的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直的浸入水中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,两药瓶在水里的位置相同,若甲药瓶恰好悬浮,则(  )
A.乙药瓶也处于悬浮状态
B.乙药瓶受到的浮力更大
C.乙药瓶瓶内的气体密度大
D.两药瓶内的气体压强相等
【解答】解:若甲药瓶恰好悬浮,则甲瓶受到的浮力与重力相等,瓶口朝下时(乙图),橡皮膜所处的深度较大,橡皮膜受到的液体压强较大,向内凹陷的程度较大,使瓶内的气体压缩,瓶内的气体体积变小,则塑料瓶排开水的体积变小,根据F浮=ρgV排知,受到的浮力减小,小于重力,故塑料药瓶将下沉,故AB错误;由于瓶内的气体质量不变,瓶内的气体体积变小,则乙药瓶瓶内的气体密度大,瓶内的气体压强变大,故C正确,D错误。故选:C
17、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(  )
A.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 
18、如图所示,一个底面积为S高为H的圆柱形容器(器壁厚度不计),放在水平桌面上,容器内装有深度为h密度为ρ的液体,如图所示。现将小球A放入容器中,小球下沉至器底,容器内液面恰好与容器口相平。则下列说法正确的是(  )
A.小球的密度小于液体密度
B.小球的质量m=ρS(H﹣h)
C.小球受的浮力为F=ρgS(H﹣h)
D.小球在液体中静止时,液体对容器底的压强为p=ρgh
【解答】解:A、小球下沉至器底,根据物体的浮沉条件可知:小球的密度大于液体密度,故A错误;B、由于小球下沉至器底,容器内液面恰好与容器口相平,则小球的体积V=V排=S(H﹣h),因为小球的密度未知,所以无法求出小球的质量;故B错误;C、由阿基米德原理可得,小球受到的浮力F=ρgV排=ρgS(H﹣h),故C正确;D、小球在液体中静止时,容器内液面恰好与容器口相平,则液体的深度为H,所以液体对容器底的压强为p=ρgH,故D错误;故选:C
19、甲、乙两球放在液体中静止,甲球在水面以上和水下部分的体积比为1:4,如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.若甲、乙体积相同,因为甲球漂浮,乙球悬浮,所以F浮甲>F浮乙
B.若甲、乙体积相同,G甲=G乙
C.若甲、乙体积相同、均为实心,则甲、乙由不同物质构成,ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5
D.若甲、乙质量相等,则甲的体积较大,若由同种物质构成,则甲一定是空心的,且空心部分体积为甲球体积的1/5,乙可能是实心
【解答】解:由图可知,甲球漂浮,可得G甲=F浮甲;乙球悬浮,可得G乙=F浮乙,甲球在水面以上和水下部分的体积比为1:4,即V甲排=V甲;A、若甲、乙体积V相同,由图知V甲排<V,V乙排=V,即V甲排<V乙排,根据阿基米德原理可得:F浮甲<F浮乙,故A错误;B、若甲、乙体积V相同,则G甲=F浮甲=ρ水V甲排g=ρ水Vg,G乙=F浮乙=ρ水V乙排g=ρ水Vg;可得:G甲=G乙;故B错误;C、由G甲=F浮甲可得:ρ甲Vg=ρ液Vg,即ρ甲=ρ液;乙球悬浮,可得ρ乙=ρ液,所以ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5,故C正确;D、若甲、乙质量相等,则甲的体积较大,由密度公式可知,甲的密度小于乙的密度,可知甲球一定是空心的,题中未告知材料的密度,所以乙球可能是空心的,也可能是实心的;由G=mg可知,甲乙两球的重力G相等,由图可知,甲球漂浮,乙球悬浮,可得:F浮甲=G=F浮乙,由阿基米德原理可得:V甲排=V乙排=V乙,又因为V甲排=V甲,可得:V乙=V甲,如乙球是实心的,则V材料=V乙=V甲,可知:甲球空心部分:V甲空=V甲﹣V材料=V甲﹣V甲=V甲,即空心部分体积为甲球体积的,结论成立;如乙球不是实心的,则V材料<V乙,可知空心部分体积不为甲球体积的,结论不成立;故D错误。故选:C
20、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
【解答】解: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
二.实验探究题
21、小明在学完浮力后认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力不变(选填“变大”“变小”或“不变”);装水的容器是乙(选填“甲”或“乙”)。
(2)小明将一只玻璃的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,做好标记为A,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;
①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在p点(选填“p”或“q”)。
②使用中,小明发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯水,(如图丁),杯中液面将仍在A处(填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
【解答】解:(1)当密度计置于水、酒精的容器中,密度计漂浮,所受的浮力均重于密度计的重力,因而同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力相等;由V排=可知,所受的浮力相等,水的密度比酒大,则密度计排开水的体积较小,即在水中浸入部分更少,由此可知,装水的容器是乙;
(2)①因为V排水<V排酒,密度计放在酒精中,液面的位置在纯水密度值刻度线的上方,即刻度0.9应该在p点;②小明改变这段细铁丝的形状再次浸没在水时,其排开水的体积不变,即所受的浮力不变,故杯中的液体将仍在A处。
故答案为:(1)不变;乙;(2)p;仍在A处。 
22、为了探究“物体的浮沉条件”,灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验,如图所示。
步骤一、用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
步骤二、用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
步骤三、将一个铁块装入玻璃瓶并盖上盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
步骤四、取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系如图丙所示。
(1)装有铁块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 1.8 N。
(2)图丙中AB段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 变大 ,这说明物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关(选填“有关”、“无关)。
(3)步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为 1.8 N。
(4)灵灵认真分析以上实验数据和现象后发现,物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关,分析可得出结论:物体上浮的条件是 浮力大于物体重力 。
(5)当玻璃瓶刚好浸没时,下表面受到水的压强为 600 Pa。
(6)细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样,请教后得知这表示玻璃瓶的容积,于是他灵机一动,在装有铁块的玻璃瓶内装满水,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.1N,根据以上数据他算出了铁块的密度为 3.3×103 kg/m3。
【解答】解:(1)由图丙知,当瓶子浸入深度为0时,弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力,即G=2.4N;当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小,说明瓶子浸没在水中,示数为0.6N,所以受到的浮力:F浮=G﹣F=2.4N﹣0.6N=1.8N;
(2)由图象知,AB段随着瓶子进入水中体积的增大,瓶子受到的弹簧测力计拉力逐渐减小,根据F浮=G﹣F知,瓶子受到的浮力增大,说明物体受到的浮力大小与排开水的体积有关;BC段为物体浸没后,随着深度的增加,其排开水的体积并未改变,浮力不变,可知浮力的大小与浸没的深度无关;
(3)浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关,空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等,所以受到的浮力相等,都为1.8N,故在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时到的浮力为1.8N;
(4)物体上浮的条件是物体受到浮力大于物体重力,即F浮>G;
(5)由图丙可知,当h=6cm=0.06m时,玻璃瓶刚好浸没,此时瓶底受到的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
(6)由图甲知,空瓶的重力G瓶=1.4N,瓶子和铁块的总重力G=2.4N,
铁块重力:G铁=G﹣G瓶=2.4N﹣1.4N=1N,
由题知,图丁中时弹簧测力计示数,即瓶子、水和铁块的总重力:G总=3.1N,
所以装入水的重力:G水=G总﹣G=3.1N﹣2.4N=0.7N,
加入水的体积:V水===7×10﹣5m3=70cm3,
铁块的体积:V=V容积﹣V水=100cm3﹣70cm3=30cm3,
所以铁块密度:ρ==≈3.3×103kg/m3。
故答案为:(1)1.8;(2)变大;物体排开液体的体积;无关;(3)1.8N;(4)浮力大于物体重力;(5)600;(6)3.3×103。
三.计算题
23、如图,重为10N、底面积为600cm2的方形玻璃槽内有20N重的水,将其放在水平台面上,将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5cm(g取10N/kg)。
(1)未放入物块时,求玻璃水槽对水平台面的压强;
(2)求该物块的密度。
【解答】解:(1)未放入物块时,玻璃水槽对水平台面的压力:F=G水+G玻璃槽=20N+10N=30N,
玻璃水槽对水平台面的压强:p===500Pa;
(2)由图可知,物体在水中漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,即F浮=G物,所以,由F浮=ρ水gV排=ρ水gL2(L﹣h露)和G物=m物g=ρ物V物g=ρ物L3g可得:ρ水gL2(L﹣h露)=ρ物L3g,
则该物块的密度:ρ物=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3。
答:(1)未放入物块时,玻璃水槽对水平台面的压强为500Pa;
(2)该物块的密度为0.75×103kg/m3。
24、某同学尝试探究制作咸鸭蛋的科学奥秘。他在容器中放入一枚56g的鸭蛋,注入250mL的水,呈现如图甲的情景。再加入30.8g食盐充分溶解后,鸭蛋恰好能静止在如图乙位置,此时液体体积增加了10mL.当加入100g食盐充分溶解后,出现如图丙的情景。
请解答下列问题:
(1)这枚鸭蛋的密度是多少?
(2)图甲中,鸭蛋对容器底的压力是多少牛?(保留两位小数)
(3)图丙中的食盐溶液为该温度下的饱和食盐溶液,理由是。
(4)请在本题答题纸的图丁中,作出从图甲到图丙过程中,鸭蛋受到的浮力大小随加入食盐质量的关系图象。
【解答】解:(1)由图乙可知,鸭蛋在其中悬浮,可知此时鸭蛋的密度等于盐水的密度,
250mL=250cm3,10mL=10cm3。m盐水=m水+m盐=250cm3×1g/cm3+30.8g=280.8g,
ρ蛋=ρ盐水===1.08g/cm3=1.08×103kg/m3,
(2)图甲中,鸭蛋浸没在水中且处于静止的状态,可知:F浮+F支=G,
V排=V蛋===5.2×10﹣6m3,
F浮甲=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×5.2×10﹣6m3×10N/kg=0.52N,G=mg=56×10﹣3kg×10N/kg=0.56N,
F支=G﹣F浮甲=0.56N﹣0.52N=0.04N;压力与支持力是一对相互作用的力:F压=F支=0.04N;
(3)在某种温度下,不能继续溶解某种物质的溶液,则为该种溶质的饱和溶液,由图丙可知,再加入100g食盐后,容器底部有不能继续溶解的食盐,因而表明上方的食盐溶液是饱和的。
(4)图乙和丙中,鸡蛋处于悬浮和漂浮状态,所受的浮力都等于鸭蛋的重力:F乙浮=F丙浮=G=mg=56×10﹣3kg×10N/kg=0.56N;如图1所示:
答:(1)这枚鸭蛋的密度是1.08×103kg/m3;
(2)图甲中,鸭蛋对容器底的压力是0.04N;
(3)图丙中的食盐溶液为该温度下的饱和食盐溶液,理由是溶液底部有不能继续溶解的食盐;
(4)从图甲到图丙过程中,鸭蛋受到的浮力大小随加入食盐质量的关系图象如图1所示。 
25、一长方体物块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3.把它浸没在水中后放开手:
(1)物块为什么不能悬浮在水中?请写出分析判断过程;
(2)物块最终漂浮在水面上静止时,物块所受浮力为多少N?
(3)漂浮时物块浸在水中的体积有多少m3?
(4)若物块漂浮时,物块下表面距离水平面的深度是16cm,求此时下表面受到水的压强是多少Pa?
【解答】解:(1)物块重力G=ρ物gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=1.6N,
物块浸没在水中所受的浮力:F浮′=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=2N>1.6N,
即:F浮′>G,所以,小球浸没在水中所受的浮力放手后,不能悬浮在水中,会上浮。
(2)因为木块漂浮,所以受到的浮力为F浮=G=1.6N;
(3)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ水gV排可得:
物块浸在水中的体积为V排===1.6×10﹣4m3。
(4)物块下表面距离水平面的深度h=16cm=0.16m,
则下表面受到水的压强是p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa。
答:(1)物块不能悬浮在水中;因为物块浸没在水中所受的浮力大于物块的重力;
(2)物块最终漂浮在水面上静止时,物块所受浮力为1.6N;
(3)漂浮时物块浸在水中的体积有1.6×10﹣4m3;
(4)此时下表面受到水的压强是1.6×103Pa。 
26、一量筒内盛某种液体,其中有一质量为m,且附有细线的铁块,此时液面的示数为V1,现将一密度ρ的球体用细线系在铁块m上,杯中液面上升到V2,若断开细线,则球体上浮露出液面,稳定后杯中液面至V3,求该液体的密度。
【解答】解:由第一和第二两图可知,球体的体积:V=V2﹣V1,
由m=ρV和G=mg可得,球体的重力:G=mg=ρVg=ρ(V2﹣V1)g,
由第三图可知,球体处于漂浮状态,由第一和第三两图可知,球体排开液体的体积:V排=V3﹣V1,
球体受到的浮力:F浮=ρ液gV排=ρ液g(V3﹣V1),因球体受到的浮力和自身的重力相等,所以,ρ(V2﹣V1)g=ρ液g(V3﹣V1),解得:ρ液=。
答:该液体的密度为。 
27、某同学为了测量一个边长为1cm的正方体金属块的密度,在一侧壁带有刻度的水槽注入60ml的水:然后将金属块放入一空心小船中,一起漂浮于水面上,此时水位达到80ml;最后将金属块取出放入水中,水位下降至70ml。求:
(1)金属块和小船的总重力为多大?
(2)取走金属块后,小船受到的浮力为多大?
(3)金属块的密度为多大?
【解答】解:(1)由甲、乙两图可知,金属块和小船漂浮时排开水的体积V排总=80ml﹣60ml=20ml=20cm3,因为金属块和小船漂浮在水面上,所以金属块和小船的总重力为:
G总=F浮总=ρ水V排总g=103kg/m3×20×10﹣6m3×10N/kg=0.2N;
(2)金属块的体积为:V金=L3=(1cm)3=1cm3;
由甲、丙两图可知,船漂浮时排开水的体积V排=70ml﹣60ml﹣1cm3=9ml=9cm3,
小船受到的浮力为:F浮=ρ水V排g=103kg/m3×9×10﹣6m3×10N/kg=0.09N;
(3)金属块的重为:G=F浮总﹣F浮=0.2N﹣0.09N=0.11N;
所以金属块密度:ρ====11×103kg/m3。
答:(1)金属块和小船的总重力为0.2N;
(2)取走金属块后,小船受到的浮力为0.09N;
(3)金属块的密度为11×103kg/m3。 
28、横截面积均为S=1cm2的物体A与塑料B粘合成一个粘合体,全长为l=50cm,粘合体放入水中时漂浮在水面,浸入水中的长度为l,如图所示,现将浮出水面部分切掉,以后每浮出水面一部分,稳定后就把它切掉。已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρB=0.4×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)粘合体未被切前,A底面受到水的压强;
(2)粘合体未被切前的总质量;
(3)第一次切掉后,稳定时浸入水中的长度;
(4)第四次切掉后,稳定时浮出水面部分的长度。
【解答】解:(1)粘合体未被切前,浸入水中的长度h=l=×50cm=40cm=0.4m,则A底面受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
(2)粘合体未被切前,排开水的体积V排=Sh=1cm2×40cm=40cm3=4×10﹣5m3,由于物体处于漂浮,根据漂浮条件可知:G=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N;
所以m===0.04kg=40g;
(3)粘合体未被切前塑料B露出水面的体积V露=S(l﹣h)=1cm2×(50cm﹣40cm)=10cm3=1×10﹣5m3,第一次切掉后粘合体减小的重力△G1=GB露=ρBgV露=0.4×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣5m3=0.04N;第一次切掉后剩余的粘合体的重力G1=G﹣△G1=0.4N﹣0.04N=0.36N,
由于切掉后剩余的粘合体仍处于漂浮,根据漂浮条件可知:F浮1=G1=0.36N,
由F浮=ρ水gV排得知:V排1===3.6×10﹣5m3=36cm3;
稳定时浸入水中的长度h1===36cm;
(4)第一次切掉后塑料B露出水面的体积V露1=S(h﹣h1)=1cm2×(40cm﹣36cm)=4cm3=4×10﹣6m3;粘合体减小的重力△G2=G露1=ρBgV露1=0.4×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣6m3=0.016N;第二次切掉后剩余的粘合体的重力G2=G1﹣△G2=0.36N﹣0.016N=0.344N,
由于切掉后剩余的粘合体仍处于漂浮,根据漂浮条件可知:F浮2=G2=0.344N,
由F浮=ρ水gV排得知:V排2===3.44×10﹣5m3=34.4cm3;
稳定时浸入水中的长度h2===34.4cm;
第二次切掉后塑料B露出水面的体积V露2=S(h1﹣h2)=1cm2×(36cm﹣34.4cm)=1.6cm3=1.6×10﹣6m3;粘合体减小的重力△G3=G露2=ρBgV露2=0.4×103kg/m3×10N/kg×1.6×10﹣6m3=0.0064N;
第三次切掉后剩余的粘合体的重力G3=G2﹣△G3=0.344N﹣0.0064N=0.3376N,
由于切掉后剩余的粘合体仍处于漂浮,根据漂浮条件可知:F浮3=G3=0.3376N,
由F浮=ρ水gV排得知:V排3===3.376×10﹣5m3=33.76cm3;
稳定时浸入水中的长度h3===33.76cm;
第三次切掉后塑料B露出水面的体积V露3=S(h2﹣h3)=1cm2×(34.4cm﹣33.76cm)=0.64cm3=6.4×10﹣7m3;粘合体减小的重力△G4=G露3=ρBgV露3=0.4×103kg/m3×10N/kg×6.4×10﹣7m3=0.00256N;
第四次切掉后剩余的粘合体的重力G4=G3﹣△G4=0.3376N﹣0.00256N=0.33504N,
由于切掉后剩余的粘合体仍处于漂浮,根据漂浮条件可知:F浮3=G3=0.33504N,
由F浮=ρ水gV排得知:V排4===3.3504×10﹣5m3=33.504cm3;
稳定时浸入水中的长度h4===33.504cm;
所以漏出的长度为:L露4=h3﹣h4=33.76cm﹣33.504cm=0.256cm。
答:(1)粘合体未被切前,A底面受到水的压强为4×103Pa;
(2)粘合体未被切前的总质量为40g;
(3)第一次切掉后,稳定时浸入水中的长度为36cm;
(4)第四次切掉后,稳定时浮出水面部分的长度0.256cm。
29、将底面积为2S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把质地均匀的实心圆柱体物块竖直放在容器底部,其横截面积为S,如图1所示,然后向容器内缓慢注入某种液体,物块始终直立,物块对容器底部的压力与注入液体质量关系如图2所示,完成下列任务:
(1)判断物块的密度与液体密度的大小关系,并写出判断依据;
(2)求注入液体的质量为m0时,物块对容器底部的压力;
(3)求注入液体的质量为m1时,液体对容器底部的压强。
【解答】解:(1)由图象可知,当物体全部浸没在液体中时,物块对容器底部的压力不为零,所以物块的重力大于物块所受的浮力,即处于下沉状态,根据浮沉条件可知ρ物>ρ液;
(2)由图象可知,物体的重力G=F0,注入液体的质量为m0时,物块刚刚浸没,则物块排开液体的体积V排=V物=Sh,此时液体的体积为V液=(2S﹣S)h=Sh;则ρ液==,则物块所受的浮力F浮=ρ液gV排=×g×Sh=m0g,由于物体处于静止状态,则受的力合力为零,所以F支+F浮=G,
根据力的作用是相互的可知:物块对容器底部的压力F压=F支=G﹣F浮=F0﹣m0g;
(3)注入液体的质量为m1时,液体对底部的压力F=m1g+F浮=m1g+m0g,
则液体对底部的压强p==。
答:(1)物块的密度大于液体密度,当物体全部浸没在液体中时,物块对容器底部的压力不为零,物块的重力大于物块所受的浮力;
(2)注入液体的质量为m0时,物块对容器底部的压力为F0﹣m0g;
(3)注入液体的质量为m1时,液体对容器底部的压强为。
30、某同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台浮力秤,可方便地称量物体的质量,其构造如图甲所示。已知小筒底面积为0.001m2,小筒和秤盘总重为0.6N。
(1)小明认为:如图甲,当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力是0.6牛,他判断的依据是 小筒漂浮,则F浮=G0=0.6N ;
(2)如图乙,在秤盘上放上一个质量为140克的物体后,小筒浸入水中的深度h为多少?
【解答】解:(1)小筒和秤盘总重G0=0.6N,当秤盘上不放物体时,小筒漂浮,则F浮=G0=0.6N,
G物=m物g=0.14kg×10N/kg=1.4N,因为此时小筒漂浮,所以此时小筒受到的浮力
=G总=G筒+G物=0.6N+1.4N=2N,
由F浮=ρ水gV排可得,小筒排开水的体积V排===2×10﹣4m3,
小筒浸入水中的深度h===0.2m。
答:(1)小筒漂浮,则F浮=G0=0.6N;(2)小筒浸入水中的深度h为0.2m。
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精品试卷·第
2

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