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2019年全国中考物理试题汇编(完整版)——第10章浮力一、选择题1.(2019浙江湖州5)放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。下列叙述中,错误的是()A.在露出水面之前,木块所受浮力不变B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等D.木块的密度为0.6克/厘米3答:C解:根据浮力和压强知识可求2.(2019云南昆明8)—个物体静止在水中,如图5a所示,将它提高到最高位罝(如图5b)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罝(如图5c),然后在最高和最低两个位罝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位罝时,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位罝时,浮力小重力D.物体到达最高位罝时,速度等于0答:C解:浮力和重力关系3.(2019湖北鄂州15)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丙答:D;解: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;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;4.(2019湖北黄石22)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的浮力B.木棒浸入潦体的体积越大,说明该液体密度越小C.读数需用手扶住密度计D.木棒越细测量误差越小答:C解:C选项,读数时应使密度计处于竖直漂浮状态,不需要用手扶住密度计,故C选项符合题意;答案选择C.5.(2019湖北武汉16)如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放入水中,从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中()A.铁块受到的浮力一直变大B.溢水杯底部受到水的压力一直变大C.弹簧测力计对手的拉力先变小后变大D.桌面受到溢水杯的压强先不变后变大答:D解:A选项,当铁块完全浸没时,浮力大小不变,故A选项不符合题意;B选项,溢水杯底部受到水的压力先变大,后不变,故B选项不符合题意;C选项,弹簧测力计对手的拉力先变小后不变,故C选项不符合题意;D选项正确,符合题意;故答案选择D.6.(2019湖北咸宁20)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F2B.F1一定小于F2C.F1不可能大于F2D.F1不可能小于F2答:D解:mA=mB,VA<VB,,所以将完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,F1不可能小于F2故D选项符合题意;答案选择D.7.(2019四川绵竹12)我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板,为亚洲最大。2019年1月,“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装载钻井平台的工作过程示意图如图所示,半潜船先通过调整水舱里的压载水量,平稳地将船身和甲板潜入约30米深的水下,只露出船楼建筑;然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲板正上方水面,半潜船开始排出水舱里的压载水,上浮到甲板与钻井平台底部接触时,将钻井平台绑扎固定在甲板上,继续排出水舱里的压载水,半潜船船身连同钻井平台一起上浮,浮出水面,最后静止。半潜船在上浮过程中(
)A.当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮
B.当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮C.排出的压载水总重大于钻井平台重D.排出的压载水总重等于钻井平台重答:C;解:(1)根据阿基米德原理原理和浮沉条件分析排开压载水重时半潜船的运动状态;
(2)物体漂浮时,浮力等于重力;物体的重力增加,浮力增加,增加的物体的重力等于其排开的液体的重力。半潜船在上浮过程中分为3个状态,如下:图1是半潜船的船身和甲板潜入约30米深的水下的状态(此时漂浮);图2是上浮到甲板与钻井平台底部刚刚接触时的状态;图3是半潜船船身连同钻井平台一起上浮,浮出水面,最后处于静止状态;
AB、图1中,半潜船在水下约30米深的位置处于漂浮状态,浮力等于重力;由图1到图2,将压载水排出水舱,则半潜船的重力减小,重力小于浮力,则半潜船会上浮,所以只要排出压载水,半潜船就会上浮,故AB错误;CD、图1中:F浮1=G半潜船,图3中:F浮3=G半潜船-G排总+G钻(其中G排总为整个过程中排出的压载水总重),由图可知:V排1>V排3;由于都是在水中,则由F浮=ρ液V液g可知,F浮1>F浮3,即:G半潜船>G半潜船-G排总+G钻,所以,G排总>G钻,故C正确,D错误。8.(2019四川南充8)AB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球漂浮答:C;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6:5,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6:5,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。9.(2019四川自贡9)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N.下列说法错误的是()A.正方体受到的浮力为8N B.液体的密度为0.8×103kg/m3 C.正方体上表面到液面的距离h=5cm D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa答:C;解:A.由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N,故A正确;B.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===0.8×103kg/m3,故B正确;CD.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===1.3×103Pa,故D正确;由p=ρgh可得,正方体下表面到液面的距离:h下===0.1625m=16.25cm,则正方体上表面到液面的距离:h=h下﹣L=16.25cm﹣10cm=6.25cm,故C错误。10.(2019台湾7)一個均匀的正立方体木块,其密度为0.5g/cm3,且任一面的面积皆为Acm2,将此木块置于密度为1.0g/cm3的纯水中,待平衡后,木块底部距离水面的深度为hcm,如图所示。再于木块上方正中央处放置一个质量为300g的砝码,平衡后木块底部距离水面的深度变为(h+3)cm,且木块底面与水面仍保持平行,则此木块任一面的面积Acm2应为多少()A.100cm2 B.150cm2 C.200cm2 D.600cm2答:A;解:根据漂浮的条件F浮=G知,当木块上方正中央处再放置一个质量为300g的砝码时,F浮′=G′,浮力增加,重力也增加,且增加的浮力等于增加的重力,即△F浮=△G,ρ水g(h+3﹣h)A×10﹣2m=m砝码g,所以A===0.01m2=100cm2.故A正确。11.(2019四川遂宁9)如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B.C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是()A.容器底部受到水的压强关系:
B.小球受到的浮力关系:
C.容器对桌面的压力关系:
D.小球的质量关系:答:A;解:由题知,A、B、C三个小球的体积相同;
A、小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,故A正确;
B、由图可知,A、B、C三个小球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B错误;
C、A球在甲容器中漂浮,所以FA=GA;根据阿基米德原理有FA=GA排,所以GA=GA排(即A球的重等于A排开水的重);
B球在乙容器中悬浮,所以FB=GB;根据阿基米德原理有FB=GB排,所以GB=GB排(即B球的重等于B排开水的重);
上面的关系式可理解为AB两球的重分别补充了所缺少水的重,由于甲乙容器内水面相平,则甲乙容器内水和小球的总重相等;甲乙两容器完全相同,则两容器的重相等,故甲乙容器的总重相等,甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,即F甲=F乙;
而C球在丙容器中沉底,所以GC>FC,根据阿基米德原理有FC=GC排,所以GC>GC排,即C球的重大于C排开水的重;故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即F乙<F丙。
综上分析可知,三个容器对桌面压力关系为F甲=F乙<F丙,故C错误;
D、由图可知,A漂浮,B悬浮,C下沉,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC>FC,
由于FA<FB=FC,则GA<GB<GC;所以,mA<mB<mC,故D错误。12.(2019山东枣庄8)在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示,若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则()A.F甲<F乙 B.F甲>F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙答:D解:AB、由于密度计两次静止时都处于漂浮,则F浮=G,即密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G.所以,F甲=F乙,故AB错误;CD、由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排,由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲<ρ乙;故C错误,D正确。故选:D。13.(2019山东潍坊13).2019年4月,中国自主研发的600m无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”成功完成下潜任务。在某次下潜中,若从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,到返回水面结束计时,下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变,下列对“海龙Ⅲ”分析正确的是()A.从开始到结束计时,共用时10minB.在1~3min,受到海水的浮力逐渐变大C.在4~6min,处于匀速直线运动状态D.在6~8min,受到海水的压强逐渐减小答:AD解:A、由图乙可知,从开始到结束计时,共用时10min,故A正确;
B、由题知,从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,则在1~3min内,潜水器浸没水中,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,其受到海水的浮力不变,故B错误;
C、由图乙可知,在4~6min内,下潜深度h不变,说明潜水器的速度为0,处于静止状态,故C错误;
D、由图乙可知,在6~8min内潜水器所处的深度逐渐减小,即潜水器在上浮,由p=ρgh可知,潜水器受到海水的压强逐渐减小,故D正确。
故选:AD。14.(2019山东泰安10)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N.把零件浸入密度为0.8×103kg/m3的液体中,当零件的体积露出液面时,测力计的示数是6N,则金属零件的体积是(g取10N/kg)()A.2×10﹣4m3 B.2.5×10﹣4m3 C.6×10﹣4m3 D.7.5×10﹣4m3答:B解:(1)金属零件所受的浮力:F浮=G﹣F示=7.5N﹣6N=1.5N,(2)由F浮=ρ液gV排得排开液体的体积:V排===1.875×10﹣4m3。由题知,零件的体积露出液面,则V排=(1﹣)V=V,所以金属零件的体积:V=V排=×1.875×10﹣4m3=2.5×10﹣4m3。故选:B。15.(2019山东泰安13)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中()①F1>F2②ρ1>ρ2③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有③④正确 D.只有①③④正确答:A解:①因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力,则:F1=F2,故①错误;②由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,ρ1>ρ球,ρ2=ρ球.所以ρ1>ρ2,故②正确;③两杯中液面相平,ρ1>ρ2,所以根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强:p1>p2,故③正确。④由于两球漂浮或悬浮,排开液体的重力等于球的重力,则两种情况下容器内的总重力等于等高的液体产生的压力,所以可以认为甲杯内液体的体积等于乙杯内液体的体积,且ρ1>ρ2,由G=mg=ρVg可知,甲杯内总重力较大,甲、乙两烧杯相同,所以甲杯对桌面的压力较大,故④错误;由此分析可知:只有②③正确。故选:A。16.(2019山东临沂15).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34.2minD.光在装饰材料上发生镜面反射答:A解:A.浮力由物体上下表面液体压力差产生,水中的桥墩下表面埋入水中,水对下表面无向上的压力,则不受浮力;B.灯杆静止不动,行驶的汽车相对灯杆为运动的;C.由s=vt得,,以最大速度通过时时间最短,为3.42min;D.让人感觉舒服为漫反射,镜面反射会让人感觉炫目;17.(2019山东临沂18).将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中,球静止时两烧杯液面相平,如图所示。下列判断正确的是()A.两小球所受浮力大小相等B.乙烧杯中液体的密度大C.乙烧杯中小球排开的液体质量大D.甲烧杯底部受到液体压强小答:A解:小球在甲杯中漂浮,则所受浮力等于小球重力,小球密度小于液体密度,小球在乙杯中悬浮,则浮力等于小球重力,且小球密度等于液体密度,由于为相同两个小球,则在两杯中所受浮力相等,排开液体质量也相等,甲杯液体密度大于乙杯液体密度,又因为液体高度相等,由压强公式可得甲杯底部受到液体压强更大。18.(2019山西19)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答:BF浮=ρ液gV排液排19.(2019山东菏泽10).人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是()A.饺子的重力减小了B.饺子的重力和浮力都增大了C.饺子的重力不变,浮力增大D.饺子的重力和浮力都减小了答:C解:饺子在水中煮的时候,质量不变,则重力不变,因为饺子受热膨胀,体积增大,根据f浮=ρgv排知,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来。故abd错误,c正确。故选:c。20.(2019山东威海11).(3分)一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示(ρ水=1×103kg/m3,g=10Nkg,瓶壁厚度忽略不计)。下列说法正确的是()A.玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力 B.玻璃瓶底的面积为50cm2 C.未知液体的密度为0.75g/cm3 D.玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8N答:CD解:A、图乙和丙中,玻璃瓶都处于漂浮状态,则F浮水=F浮液=G瓶总,故A错误;B、图乙中玻璃瓶处于漂浮状态,浮力等于其总重力,G杯=m杯g=0.08kg×10N/kg=0.8N,F浮水=G杯+G水,ρ水gS(h1+h2)=G杯+ρ水gSh1,ρ水gSh2=G杯,玻璃瓶底面积S===4×10﹣3m2=40cm2,故B错误;C、设玻璃瓶的底面积为S,玻璃瓶在水中和在液体中受的浮力相等,F浮水=F浮液,ρ水gV排=ρ液gV排′,ρ水g(V水+Sh2)=ρ液g(V水+Sh3),因为水的体积V水=Sh1,图中h1=0.10m,h2=0.02m,h3=0.06m,解得:ρ液=0.75×103kg/m3=0.75g/cm3;故C正确;D、玻璃瓶中水的体积V水=Sh1=4×10﹣3m2×0.10m=4×10﹣4m3,根据G=mg和ρ=可得:G水=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg═4N,则F浮水=G杯+G水=0.8N+4N=4.8N,故D正确。故选:CD。21.(2019广西贵港9)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丙<ρ甲答:B解:根据漂浮条件得,则在三种液体中,分别得、、。当冰块熔化成水后,质量保持不变,则对甲液体有,因为甲液体液面高度不变,即有,所以;同理,对乙液体有,因为乙液体液面高度升高,即有,所以;对丙液体有,因为丙液体液面高度下降,即有,所以;综上得ρ丙<ρ甲<ρ乙,故应选B。22.(2019广州11)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球轻轻放入两杯液体,最后处于如图9所示状态。甲、乙排开的液体的重力相等。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答:C解:由于甲、乙在液体中排开液体的重力相等,所以根据阿基米德原理得,甲、乙在液体中受到的浮力是相等的。故应选C。23.(2019四川成都A卷9)将一枚重为0.5N的蛋放入一杯均匀盐水中,静止时如图所示,然后向杯子里加入一些清水,则()A.鸡蛋会下沉 B.鸡蛋的重力增加 C.鸡蛋所受浮力变大 D.鸡蛋所受浮力为0.5N答:A解:由图知,鸡蛋静止时悬浮在盐水中,鸡蛋所受浮力等于其自身的重力,即F浮=G=0.5N;向杯子里加入一些清水,盐水的密度减小,鸡蛋排开盐水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,鸡蛋受到的浮力变小(即此时鸡蛋所受浮力小于0.5N),鸡蛋的重力不变,鸡蛋的重力大于受到盐水的浮力,所以鸡蛋会下沉;综上分析可知,A正确,BCD错误。24.(2019四川成都11)1738年伯努利发现了流体压强与流速有关,以下选项利用伯努利这一发现的是()A.机翼受升力使飞机飞上蓝天B.火箭受推力飞向太空C.轮船经船闸从下游开到上游D.潜水艇从海底上浮答:A解:A、飞机的机翼做成上凸下平的形状,当飞机运动时,流过机翼上方的空气流速大、压强小,流过机翼下方的空气流速小、压强大,机翼上下方就有了向上的压力差,便形成向上的升力,利用了伯努利这一发现,故A符合题意。B、火箭的燃料燃烧时高速向后喷出热气流,从而获得向前的推力,利用了力的作用是相互的原理,故B不符合题意。C、轮船过船闸是利用了连通器的原理,故C不符合题意。D、潜水艇通过改变自身的重力来实现上浮或者下潜。当潜水艇把水排出水舱后潜水艇上浮;当潜水艇往水舱充水时潜水艇下沉,故D不符合题意。25.(2019四川广安10)如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体,把两个完全相同的立方体A、B分别放入这两种液体中,均处于漂浮状态,静止时两个容器中的液面相平,A、B在两种液体中所受浮力分别为FA、FB,液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则()A.FA<FBp甲=p乙 B.FA=FBp甲=p乙 C.FA=FBp甲<p乙 D.FA=FBp甲>p乙答:D解:(1)由图可知,立方体A、B都处于漂浮,所以受到的浮力都等于各自的重力,而两立方体完全相同,则重力相等,所以FA=FB=G,故A错误;(2)由于FA=FB,根据F浮=ñ液gV排可得:ñ甲gV排甲=ñ乙gV排乙;由图可知V排甲<V排乙;所以,ñ甲>ñ乙;两个容器中的液面相平(即深度相同),根据p=ñ液gh可得:p甲>p乙;故BC错误,D正确。26.(2019四川泸州11)三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如图所示的情况,此时乙球下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是()A.乙球的重力与它受到的浮力相等 B.甲球的重力大于它受到的浮力 C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙 D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F甲>F乙>F丙答:AC解:根据题意可知,乙球下方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力;观察如图情况可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则弹簧对甲球有向下的拉力F拉;丙球下方弹簧长度小于原长,则弹簧对丙球有向上的支持力F支;由题知,三个球处于静止,所以F甲=G甲+F拉,F乙=G乙,F丙=G丙﹣F支,比较可知,F甲>G甲,F乙=G乙,F丙<G丙,已知三个实心球体积相同,由于三个球浸没在同种液体中,则排开液体的体积相同,根据F浮=ρ液V排g可知,它们受到的浮力:F甲=F乙=F丙;所以三个球的重力关系为:G甲<G乙<G丙;根据重力公式可知,三个球的质量关系为:m甲<m乙<m丙;已知三个球的体积相同,根据ρ=可知:ρ甲<ρ乙<ρ丙;由上分析可知:AC正确,BD错误。27.(2019四川眉山13)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满洒精,乙溢水怀盛满某种液体,将一个不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是80g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是80g,小球露出液面体积与浸入液体中体积之比为1:4。已知ρ酒精=0.8×l03kg/m3,下列谠法中正确的是()A.小球静止于甲溢水杯的底部B.小球的体积是80cm3C.液体的密度是1.0×103kg/m3D.小球的密度是0.9×l03kg/m3答:C解:A、由题意知小球放入乙液体中处于漂浮状态,则:F浮乙=G球=G排液,可得小球质量:m=m排=80g;则小球的重力G球=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N,小球浸没在酒精中时,由阿基米德原理可知小球受到的浮力F浮甲=G排酒精=m排酒精g=0.08kg×10N/kg=0.8N,则F浮甲=G球,所以小球在甲溢水杯(在酒精中)处于悬浮状态,故A错误;B、由题知,小球浸没在酒精中,则小球的体积就等于排开酒精的体积,由ρ=可得小球的体积:V=V溢酒精===100cm3;故B错误;C、因为小球在乙液体中漂浮,所以小球受到的浮力:F浮乙=G球,由阿基米德原理和G=mg=ρVg可得:ρ液V排g=ρ液×Vg=mg,所以,ρ液×100cm3=80g,解得液体的密度:ρ液=1g/cm3=1.0×103kg/m3;故C正确;小球的密度ρ球===0.8g/cm3=0.8×103kg/m3;故D错误。28.(2019四川达州6)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人两个容器中,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<ρBP甲<P乙B.ρA>ρBP甲>P乙C.ρA>ρBP甲<P乙D.ρA<ρBP甲>P乙答:C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。29.(2019四川达州8)如图所示,轻质杠杆AB可绕0点转动,当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为ldm3、重为80N的实心物体,D是边长为20cm质量为20kg的正方体,OA:OB=2:1.圆柱形容器的底面积为40cm2(g=10N/k列结果不正确的是()A.物体C的密度为8×103kg/m3B.杠杆A端受到细线的拉力为70NC.物体D对地面的压强为1.5×103PaD.物体C浸没在水中前后,水对容器底的压强增大了2×103Pa答:D解:A、物体C的质量:mC===8kg;物体C的密度:ρC===8×103kg/m3,故A正确;B、物体C排开水的体积:V排=VC=1×10﹣3m3,受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;杠杆A端受到的拉力:FA=GC﹣F浮=80N﹣10N=70N,故B正确;C、由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得:FA×OA=FB×OB,则杠杆B端受到细线的拉力:FB=×FA=×70N=140N,由于力的作用是相互的,杠杆B端对D的拉力:F拉=FB=140N,D对地面的压力:F压=GD﹣FB=mDg﹣F拉=20kg×10N/kg﹣140N=60N,D对地面的压强:p===1.5×103Pa,故C正确;D、物体C浸没在水中前后,水的深度变化:△h====2.5cm=0.025m,水对容器底的压强增大值:△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.025m=2.5×102Pa,故D错。30.(2019山东德州11)小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法不正确的是()A.鸡蛋受到的浮力不变 B.盐水的密度变小 C.盐水对烧杯底的压强逐渐变小 D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大答:C。解:解:A、鸡蛋由漂浮到悬浮,受到的浮力都等于鸡蛋的重力,故鸡蛋受到的浮力不变,故A正确;B、鸡蛋刚好漂浮在一杯盐水中,此时浮力等于重力,鸡蛋的密度小于盐水的密度,现在往杯中加入适量清水(未溢出),盐水的密度变小,故B正确;CD、现在往杯中加入适量清水(未溢出),盐水对容器的压力增大,根据p知液体对容器底部的压强增大,故C错误,D正确;31.(2019江西省12)“远征号”潜水艇在南海执行任务,根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬浮,若海水密度保持不变,则下列说法错误的是()A.潜水艇排开海水的体积相等B.潜水艇所受的重力大小不相等C.潜水艇所受的浮力大小相等D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等答:B解:潜水艇在不同的深度悬浮,排开液体的体积始终等于潜水艇的体积,故A正确;因潜水艇V排与海水密度不变,由阿基米德原理可得C正确。潜水艇在海中悬浮,由二力平衡可得浮力等于重力,故B错误,D正确。32.将乒乓球按压到水面下30cm深度处,松开手后乒乓球加速上升,在乒乓球没有露出水面之前,下列说法中正确的是()A.乒乓球受到的重力变小B.乒乓球的动能变大C.乒乓球受到的浮力变小D.乒乓球受到的水的压强变大答:B解:加速上升,动能变大。重力不变,未出水面浮力不变压强变小33.(2019湖南衡阳17双选)如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图像,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体B.木块在a容器内排开液体的质量较大C.a、b两容器底部受到液体的压强相等D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强相等A.由图象可知,体积V相同时,甲的质量大于乙的质量,则根据ρ=mV可知:ρ甲>ρ乙;相同木块在a、b中都处于漂浮,则所受浮力F浮a=F浮b=G木,根据F浮=ρ液gV排可得:ρagV排a=ρbgV排b;由图可知:V排a<V排b;所以,ρa>ρb;所以,由此可知:a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体;故A正确;B.因F浮a=F浮b,所以由阿基米德原理可知:G排a=G排b,则:m排a=m排b,故B错误;C.由于两容器中液面相平,且ρa>ρb,根据p=ρ液gh可知,a容器底部受到液体的压强大,故C错误;D.木块在a、b两容器中都处于漂浮,根据浮力产生的原因可知木块下表面受到液体的压力:Fa下=F浮a,Fb下=F浮b,则Fa下=Fb下;由于两个木块相同,则底面积相同,根据p=FS可知:pa下=pb下;故D正确。34.(2019湖南郴州15)A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为()A.h甲<h乙 B.h甲>h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断答:C。解:把AB当做一个物体进行受力分析:因为漂浮,所以,甲图物体受到的浮力:F甲=GA+GB;因为漂浮,所以,乙图物体受到的浮力:F乙=GA+GB;故两种情况下,F甲=F乙;根据F浮=ρ水V排g可知,排开液体的体积也相同,h=,所以h甲=h乙;二、填空题1.(2019湖北荆州28)2018年10月20日,全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门成功实现水上首飞起降.若某次AG600漂浮停在水面上时,飞机排开水的体积为45m3,飞机底部距水面2m深处受到水的压强为________Pa,飞机所受重力为_________N.(g=10N/Kg,ρ水=1.0×103kg/m3)答:2×104;4.5×105;解:2.(2019天津18)小明在学习“阿基米德原理”时,做了如图所示的实验。由图可知物体A所受浮力为______N;由阿基米德原理可知,丙图中弹簧测力计的示数应为______N。
答:1
1.5;解:(1)铁块浸没在水中时的浮力F浮=2N-1N=1N;
(2)根据阿基米德原理可知G排=F浮=1N;
由于F丙-F丁=G排,所以,F丙=G排+F丁=1N+0.5N=1.5N。3.(2019四川绵竹15)我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器,曾创造了下潜7062米的世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,其体积约为50m3。蛟龙号某次在太平洋某海域下潜到上表面距海面2000m时,进行预定的悬停作业此时上表面受海水压强是________Pa,蛟龙号受到海水的浮力是_______N。g取10N/kg,ρ海水=1.03×10⒊kg/m3。答:2.06×107,5.15×105;解:(1)当蛟龙号下潜到上表面距海面2000m时,其上表面受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2000m=2.06×107pa。(2)此时蛟龙号它完全浸入水中,其排开水的体积等于自身的体积,蛟龙号受到海水的浮力:F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×50m3=5.15×105N。4.(2019四川南充16)弹簧测力计下悬挂一物体,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力是_________N,该物体的密度为_________kg/m3.(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)答:9;0.75×103;解:(1)当物体的体积浸入水中时,排开水的体积为V,弹簧测力计示数为5N,根据称重法测浮力:G﹣F浮=F和阿基米德原理有:G﹣ρ水gV5N﹣﹣﹣﹣﹣①;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,同理有:G﹣ρ水gV3N﹣﹣﹣﹣﹣②;﹣②得:ρ水gV=12N﹣﹣﹣﹣﹣③,将③代入①得:G=12N5N=9N;由③知,物体浸没受到的浮力为12N>9N,由物体的浮沉条件,将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时处于漂浮状态,由漂浮的特点,物体所受浮力是:F=G=9N;(2)由③得物体的体积:V;该物体的密度为:Ρ=0.75×103kg/m3。5.(2019四川内江14)质量为8kg的木块漂浮在水面上,它受到的浮力大小为_____N。浮力的方向是_____。
(g=10N/kg)答:80竖直向上;解:重力的大小与质量有关,G=mg=8kg×10N/kg=80N;漂浮,F浮=G=80N;浮力的方向总是竖直向上。6.(2019江苏南京16)两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体,图示是同一只鸡蛋在两种液体中静止时的情景。图中两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,鸡蛋所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部所受液体压强分别为p甲和p乙,则它们的大小关系是:ρ甲ρ乙,F甲F乙,p甲P乙,以下三种方案:①在鸡蛋上开小孔,用注射器抽取鸡蛋内蛋清,再用胶带封好小孔;②在鸡蛋上开小孔塞入大头针,用胶带封好小孔;③在容器中加入比原液体密度更大的液体,若想使鸡蛋在乙液体中下沉,可行的方案有(填序号)。答:<;=;<;②解:(1)由图知:鸡蛋在甲液体中悬浮,说明ρ甲=ρ;鸡蛋在乙液体中漂浮,说明ρ乙>ρ.所以ρ甲<ρ乙;(2)鸡蛋在甲液体中悬浮,则F甲=G;鸡蛋在乙液体中漂浮,则F乙=G.所以,F甲=F乙;(3)由于甲、乙两种液体的体积相等,且液体的密度以ρ甲<ρ乙,根据G=ρVg可知液体的重力:G甲<G乙;由于是圆柱形容器中,则容器底部所受液体压力:F甲′=G甲+G,F乙′=G乙+G,所以,F甲′<F乙′;由于圆柱形容器是相同的,则容器的底面积相同,根据p=可知容器底部所受液体压强:p甲<p乙。(4)图乙中鸡蛋处于漂浮,若想使鸡蛋在乙液体中下沉,根据浮沉条件可知:应增大重力或减小浮力;①在鸡蛋上开小孔,用注射器抽取鸡蛋内蛋清,再用胶带封好小孔;此时鸡蛋的重力变小,故①方案不可行。②在鸡蛋上开小孔塞入大头针,用胶带封好小孔;此时鸡蛋的重力变大,故②方案可行。③在容器中加入比原液体密度更大的液体,若鸡蛋浸入液体中的体积不变,根据F浮=ρV排g可知浮力变大,鸡蛋会上浮,故③方案不可行。故答案为:<;=;<;②。7.(2019江苏苏州17)2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。(1)两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很,压力差会使舰艇发生碰撞;(2)在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受(选填“重力”或“浮力”)实现上浮的;(3)901综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为40000t,它满载时所受的浮力约为N.(g=10N/kg)答:(1)小;(2)重力;(3)4×108解:(1)流体的流速越大,流体的压强越小;若两并排行驶的舰艇靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致舰艇间的压强很小,向内的压力差会使舰艇发生碰撞,所以两并排行驶的舰艇编队间距较远。(2)潜水艇是靠改变自身的重来完成上浮或下潜的;当核潜艇浸没在水中时,排开水的体积不变,浮力不变,减小自身的重力,浮力大于重力,核潜艇上浮到水面接受检阅。(3)该舰满载时排开水的重力:G排=m排g=4×107kg×10N/kg=4×108N,由阿基米德原理可得,它满载时所受的浮力:F浮=G排=4×108N。8.(2019江苏宿迁14)在测量物质密度的实验中,用调好的天平测量一合金块的质量,所加的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示。将合金块放入盛有30ml水的量筒中,水面位置如图乙所示,则合金块的密度为g/cm2。合金块浸没在水中受到的浮力是N(g=10N/kg)。放入合金块后,量筒底部受到水的压强将(选填“增大”“减小”或“不变”)答:4.4;0.1;增大解:由图可知,金属块的质量为44g。量筒中原来有30毫升水,现在的位置是40毫升,说明金属块的体积为10立方厘米,用已知的质量和体积求出为4.4g/cm2。合金块浸没在水中,排开水的体积为10立方厘米,根据所以在水中受到的浮力是0.1N。放入金属块后,水面上涨,所以量筒底部受到水的压强将增大。9.(2019江苏盐城20)小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应(增加/减少)吸管中铁丝质量.改进后,用它分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1h2,用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏。答:增加大于大解:密度计不能直立,应增加吸管中铁丝质量。改进后,用它分别测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1大于h2,因为密度计在液体中处于漂浮状态,浮力等于重力,无论放在任何液体中,浮力都相等,所以深度越深,液体的密度越小,所以在水中的h1要大于在盐水中的h2。若吸管上沾有许多小气泡会使密度计受到的浮力变大,测得排开液体体积偏小,所以测得的密度值会偏大。10.(2019山东枣庄15)在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块,金属块下表面与水面刚好接触,如图甲。从此处匀速下放金属块,直至浸没于水中并继续匀速下放(金属块未与容器底部接触),在金属块下放过程中,弹簧测力计示数F与金属块下表面浸入水的深度h的关系如图乙,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.由图象可知:(1)金属块完全浸没在水中受到的浮力为N。(2)金属块的密度是kg/m3。(3)你还能求出有关金属块的哪些物理量:(写出三个物理量即可,不需要计算结果)答:42.25×103体积、质量、重力解:(1)由图可知,金属块未浸入水中时弹簧测力计示数为9N,即金属块的重力为G=9N;金属块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为F=5N,金属块完全浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F=9N﹣5N=4N,(2)由F浮=ρ水gV排得金属块的体积:V=V排4×10﹣4m3,金属块的质量:m0.9kg,金属块的密度:ρ2.25×103kg/m3;(3)由上面的解答可知,除了能求出金属块浸没水中受到的浮力、金属块的密度外,还可以计算金属块的体积、质量、重力,利用p=ρgh还可计算出金属块刚浸没时所受水的压强(下表面浸入水的深度h=4cm)。故答案为:(1)4;(2)2.25×103;(3)体积、质量、重力。11.(2019山东临沂27)2019年4月23日,我国在青岛附近海空域举行海军建军70周年海上阅兵。护卫舰群首先接受检阅的是质量为4.0103t的“临沂”舰。如图所示,该舰静止在海面上时所受浮力为________N;水面下5m处的舰体受到海水的压强为_______Pa;它以40km/h的速度向前匀速航行时受到的阻力为1.0106N,则航行2km的过程中动力做功______J。(海水=1.03103kg/m3,g=10N/kg)答:(1).(2).(3).解:护卫舰静止在海面上时为漂浮状态,根据漂浮时浮力等于重力,可得,水下5m时受到的液体压强为;,因为匀速前进则动力等于阻力,则航行2km做的功12.(2019海南15)渔民出海捕捞,常常满舱而归。在平静的海面上,一艘空船受到的浮力是F1,装满鱼后受到的浮力是F2,则F1______F2(选填“>”、“<”或“=”)。渔船编队在某个海域捕捞时,渔民用特定频率的电台通信是利用________传递信息。答:<电磁波解:根据漂浮条件,得F1=G空,F2=G满,因为G空<G满,所以得F1<F2;电台是利用电磁波进行通信的,这是利用了电磁波可以传递信息的特点。13.(2019福建21)如图10,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”)答:<,上浮;考查受力分析,浮力的大小变化,属于中等题。解:由于悬浮两者处于平衡状态,对气球和石块整体做受力分析,可得总重力=气球受到的浮力+石块受到的浮力,所以F浮<G总;水温升高,气球热胀,体积变大,根据阿基米德原理,可知气球受到的浮力增加,整体受到的浮力大于总重力,整体一起上浮。14.(2019甘肃武威14)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力______(选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。答:不变
变大
解:(1)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
(2)由于潜水器在水中的深度逐渐增加,所以根据公式p=ρgh可知,潜水器受到的压强增大。15.(2019广东13)如图甲所示,用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)答:15100.9×103解:本题属于浮力有关计算题。物块在浸入液体前,即h=0cm时,受力情况是重力G与拉力F,由于物块处于平衡状态,所以有G=F,而由图乙知,当h=0cm时,F=15N,故物块受到的重力G=15N。物块在液体中受到三个力的作用,分别是重力G、拉力F和浮力F浮,由于物块处于平衡状态,所以这三个力满足的关系是F+F浮=G。根据阿基米德原理知,物块在液体中受到的浮力F浮会随物块排开液体的体积V排增大而增大,在物块浸没前,V排随物块下表面浸入液体中的深度h增大而增大,即F浮随h增大而增大,根据F+F浮=G,当F浮增大时,拉力F将减小;而在物块浸没后,V排不再随物块下表面浸入液体中的深度h增大而增大,而是保持不变,即F浮保持不变,根据F+F浮=G,当F浮不变时,拉力F将不变;据此并结合图乙可以推得当h=10cm时,物块刚好浸没在液体中,此时得拉力F=6N,由F+F浮=G得F浮=G-F=15N-6N=9N,又物块的体积为V=h3=(10cm)3=10-3m3,由F浮=ρ液gV排=ρ液gV得未知液体的密度为。16.(2019四川德阳11)如图所示,有一圆柱形容器,放在水平桌面上。现将一体积为2×10-4m3,质量为0.54kg的矩形金属块放在容器底部,再向容器中加入水至14cm深时,水对容器底的压强是________Pa,金属块对容器底部的压力是________N(金属块与容器底部不是紧密接触,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。答:1.4×l03;3.4解:(1)水的深度h=14cm=0.14m,则水对容器底的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.14m=1400Pa;(2)由图可知,金属块浸没在水中,根据阿基米德原理可得,金属块所受的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10﹣4m3×10N/kg=2N;金属块的重力:G金=m金g=0.54kg×10N/kg=5.4N;根据力的合成可知金属块对容器底部的压力:F压=G金﹣F浮=5.4N﹣2N=3.4N。17.(2019四川德阳12)一个空心小铁球漂浮在盛水的烧杯中,将烧杯置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路,开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的________极,当滑片P向左滑动,空心小铁球所受浮力________(选填“增大”、“减小”或“不变”)答:S(南);增大解:电流由A流向B,则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极,则A端为S极(南极);当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则由欧姆定律可知电路中电流增大,则螺线管中的磁性增强,故小铁球所受磁力增强;小铁球受重力、磁力及浮力,因小球处于静止状态,故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力,因磁力增加,故浮力也将增大。18.(2019四川德阳14)在弹簧测力计下挂一个圆柱体M,让M从盛有水的容器上方逐渐竖直浸入水中,弹簧测力计的示数随圆柱体下表面在水中深度的变化关系如图所示,则圆柱体M的底面积为________(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)答:24解:当h=25cm即圆柱体全浸入水时,弹簧测力计的示数F′=1.2N,圆柱体受到的最大浮力(全浸入时):F浮=G﹣F′=7.2N﹣1.2N=6N;圆柱体全浸入时排开水的体积和本身的体积相等,圆柱体的体积:v=v排===6×10﹣4m3;圆柱体的底面积:s===2.4×10﹣3m2;19.(2019四川乐山33)如图甲所示,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙所示。则铝块浸没时所受的浮力为N,液体的密度为kg/m3(g=10N/kg,)。答:1.2;1.2×103。解:(1)m=270g=0.27kg,
G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N,
F浮=G-F=2.7N-1.5N=1.2N,
(2)铝块浸没液体时:
V排=V===10-4m3
受到液体的浮力:
F浮=ρ液gV排
1.2N=ρ液10N/kg×10-4m3
解得:
ρ液=1.2×103kg/m320.(2019四川达州16)将密度为0.9×103kg/m3、体积为V的冰块放人盛有适量水的圆柱形容器中(无水溢出)冰块静止时露出水面的体积V=V;当冰块完全熔化后(总质量不变)容器中的水面将_____(选填“升高”“降低”或“不变”)。答:;不变。解:由题意可知冰浮在水面上,则F浮=G冰,由阿基米德原理和重力公式可得:ρ水gV排=ρ冰gV,则V排==×V=V,所以露出水面的体积:V露=V﹣V排=V﹣V=V;当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,即ρ水V冰化水=ρ冰V,所以V冰化水==V,即熔化为水的体积与原来排开水的体积相同,故液面高度不变。21.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)答:1;3解:(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。22.(2019湖北宜昌20)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)答:38;3.8×105。解: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。23.(2019湖南衡阳21)如图所示的玻璃管中装有水,一个体积为的方木块下端被轻地系住,固定在容器下部,本块的重力0.6N,,当本块静止时,绳子的拉力为_________N,剪断轻绳后,木块从开始上浮到刚要露出水面的过程中,浮力所做的功为______J(各部分长度如图)答:0.4;0.15。解:解:木块浸没在水中,受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−4m3=1N。绳子的拉力F=F浮−G=1N−0.6N=0.4N,剪断轻绳后,木块上浮,木块从开始上浮到刚要露出水面的过程中,上升高度h=0.15m,则浮力所做的功W=F浮h=1N×0.15m=0.15J。24.(2019湖北襄阳33)一正方体物块边长为10cm,漂浮于足够高的盛有足量水的圆柱形容器中,有20%体积露出水面。若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了160Pa,则容器的底面积为______m2;物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为40:39,则未投入物块时容器中水的深度是______m。(g取10Nkg,下同)答:0.05;0.14。解:物块漂浮时受到的浮力:由于容器为圆柱形容器,物块漂浮时,受到的浮力等于其重力,也等于水对容器底增大的压力8N,由p=F/S得S=F/p=8N/160Pa=0.05m2;
由题,由于容器为圆柱形容器,物块漂浮时,受到的浮力等于其重力,设原来水的重力为F0,则水对容器底的压力:F1=F0+G=F0+8N,物块浸没时水对容器底部的压力:F2=F0+ρ水gV物=F0+,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为40:39,则
F2/
F1=(F0+10N)/(F0+8N)=40/39,解得F0=70N,未投入物块时水对容器底的压强p0=F0/S=70N/0.05m2=1400Pa,由p=ρ水gh得h=p/ρ水g=1400m/104=0.14m三、作图题1.(2019湖北宜昌26)如图所示,两个大小相等的物体浸没在水中,一个悬浮,一个下沉。请画出悬浮物体所受重力示意图;画出下沉物体所受浮力、重力示意图。(注意:整个作图过程中大小相等的力线段长度相等,大小不同的力用线段长短区别)答:如下图所示:解:(1)物体悬浮时,浮力等于重力。过物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,注意线段的长度应与表示浮力的线段长度相等;(2)物体下沉时,浮力小于重力,过物体的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F浮表示,注意表示重力的线段长度较长。四、实验探究题1.(2019重庆B18)(7分)小明同学在探究浮力的实验中:(1)如图甲,把半径为3cm、密度均匀的实心小球A用细线挂在弹簧测力计上,测得其重力为N,他用手竖直向上轻轻托起小球,弹簧测力计示数将变。(2)他又将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向,当小球顶部距水面7cm时,弹簧测力计示数为1.9N,如图乙,小球受到的浮力大小是N。(3)为进一步研究浮力产生的原因,小明自制了薄壁实验箱,左右分别是柱形箱B和C,B箱下部有一圆孔与C箱相通,他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体M放在圆孔上紧密接触,并向B箱中加入适量的水使M浸没且沉在箱底,如图丙。现往C箱加水至与M下表面相平时,M下表面橡皮膜(选填“受到”或“不受”)水的压力作用;继续向C箱中加水至M上下表面橡皮膜形変程度相同时,则M上下表面受到水的压力(选填“相等”或“不相等”);再向C箱中加一定量的水,M上下表面形变程度如图丁,则下表面受到水的压力(选填“大于”“小于”或“等于“”)上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。(4)同组小斌同学根据第(2)小题中小球受到的浮力大小和第(3)小题探究浮力产生的原因巧妙地计算出图乙中小球A受到水对它向下的压力是N.(圆面积公式S=πr2,取π=3)答:(1)3.0;小;(2)上;1.1;(3)不受;相等;大于;(4)2.15。解:1)如图所示,弹簧测力计分度值为0.1N,示数为3.0N,则实心小球A的重力为3.0N;他用手竖直向上轻轻托起小球,此时物体受到竖直向上的拉力和拖力及竖直向下的重力的作用,根据力的平衡可知:F=G﹣F托;所以,托力变大时,测力计的示数变小;(2)将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明此时物体受到浮力与竖直向上轻轻托起小球的作用效果相同的力,所以则浮力的方向是竖直向上;根据称重法,则小球受到的浮力为:F浮=G﹣F=3.0N﹣1.9N=1.1N;(3)图丙中,C箱加水至与M下表面相平时,由于M下表面橡皮膜与C箱中的水面相同,根据p=ρgh受到的压强为零,则它不受水的压力作用;由于橡皮膜形変程度表明它的受力情况;所以当M上下表面橡皮膜形変程度相同时,说明M上下表面受到水的压力相等;再向C箱中加一定量的水,如图丁中下表面形变程度明显大于上表面形变程度,所以下表面受到水的压力大于上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。(4)由(2)可知小球受到的浮力为1.1N,则半个球受到的浮力为F浮′=0.55N,如图所示:F浮′=F向上﹣F向下,则小球受到水向下的压力:F向下=F向上﹣F浮′=ρghS﹣0.55N=ρghπr2﹣0.55N=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.07m+0.03m)×3×(0.03m)2﹣0.55N=2.15N。2.(2019重庆a17.)小薇同学制作了如图13所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。图13图14(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越__________(2)实验时的情形如图14所示,比较甲图和__________图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;(3)比较图14甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体__________有关;(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究:①向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口______________。②用细线悬挂在弹资测力计下的探头刚好漫没,如图14丁所示,此时弹簧测力计的示数为_______N,溢出的水全部流人小量筒中,排开水的体积为_______ml,此时探头所受的浮力为_______N;③探头从丁图位置不断缓慢往下放(细线足够长),排开水的质量(选填“变大”“变小”
或“不变”)
,弹簧测力计的示数会___________选填字母。
A.一直变大
B.先不变后变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大答:.(1)大(2)乙(3)密度(3)相平0.4N20mL0.2N(4)变小A解:浮力问题3.(2019浙江丽水5)归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法,下表是兴趣小组归纳“根据ρ=,运用浮力知识间接测量固体密度”的方法,请回答:方法实验器材操作过程思维过程数据处理适用范围一弹簧测力计烧杯水∵m=V物=V浮=∴ρ物===(1)ρ物=千克/米3ρ物>ρ浮二量筒细铁丝水……(2)ρ物=(用V1、V2、V3、ρ水表示)……ρ物<ρ浮答:(一)3×103;(二)解:(一)根据G=mg知,物体的质量:m===0.9kg,物体受到的浮力为:F浮=G﹣F=9N﹣6N=3N,根据F浮=ρ液gV排知,物体的体积:V物=V浮===3×10﹣4m3,物体的密度ρ物===3×103kg/m3。(二)因为物体漂浮在水中,所以G=F浮=G排=ρ水(V2﹣V1),所以m物=m排=ρ水(V2﹣V1),物体的体积:V物=V3﹣V1,物体的密度:ρ物==。4.(2019河北15)小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”,(已知ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)(1)小明利用图1甲所示的实验装置,将圆柱体合金块慢慢浸入水中时,根据测得的实验数据,作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象(如图2中①所示)。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是___________。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象,分析图象可知,浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成________。(2)将合金块分别浸没在水和某液体中(如图1乙、丙所示),比较图1甲、乙、丙可知:____________。(3)合金块的密度为ρ合金=__________g/cm3。(4)若用此合金块制成一空心合金球,当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时,空心部分的体积是__________cm3。答:(1)先变大后不变;如上图所示;正比;(2)浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关;(3)4;(4)400。解:(1)由弹簧测力计的示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象可以知道:弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的,而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。由图象可知,合金块完全浸没在水中时所受的浮力:F浮=G﹣F′=4N﹣3N=1N;则F浮随h的变化的关系图象,如下图所示:由图象可知,当h≤6cm时,浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比,而排开水的体积与浸入水中的深度成正比,所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。(2)分析比较甲、乙、丙可知,合金块排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力不同,说明浮力大小跟液体的密度有关。(3)由图甲可知,合金块的重力G=4N,合金块的质量:m合金===0.4kg,由图乙可知,合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=3N,则合金块完全浸没在水中时所受的浮力:F浮=G﹣F′=4N﹣3N=1N;因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ水gV排可得,合金块的体积:V合金=V排===1×10﹣4m3,则合金块的密度:ρ合金===4×103kg/m3=4g/cm3。(4)①由图丁可知,金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F″=3.2N,则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力:F浮′=G﹣F″=4N﹣3.2N=0.8N,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=ρgV排可得:=,则:ρ液=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3。②合金球悬浮在某液体中时所受的浮力:F浮″=G=4N,由F浮=ρ水gV排可得,合金球的体积:V球=V排′===5×10﹣4m3,则空心部分的体积:V空=V球﹣V=5×10﹣4m3﹣1×10﹣4m3=4×10﹣4m3=400cm3。5.(2019河南21)某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示,电源电压U恒为15V,定值电阻R0=10Ω,R1为一竖直固定光滑金属棒,总长40cm,阻值为20Ω,其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端,重80N,高60cm,底面积为100cm2.当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量△L的关系如图乙所示。闭合开关S,试问:(1)当水位下降时,金属棒接入电路的长度__________,电压表示数_____________。(两空均选填“增大”或“减小”)(2)当水位处于位置A时,电压表的示数为多少?(3)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增加了多少?电压表的示数变化了多少?(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)答:(1)减小;减小;(2)当水位处于位置A时,电压表的示数为10V;(3)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增加了30cm;电压表的示数变化了5V。解:(1)当水位下降时,M所受的浮力减小,弹簧的拉力增大,弹簧的伸长量增大,滑片P向下移动,金属棒接入电路的长度减小;则R1接入电路的阻值减小,根据串联分压特点可知,R1两端的电压减小,即电压表示数减小。(2)
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