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文档简介
第十章浮力单元测试
一、单选题
1.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球的矿泉水瓶,去掉底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶
内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此
实验可以用来说明()
A.
B.阿基米德原理
C.大气存在压强
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
【答案】A
【详解】A.开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压
强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,
乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用,向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,跟浮力
产生的原因有关系,故A符合题意;
B.阿基米德原理是研究浸在水中的物体受到的浮力和排开液体重力的关系,该实验不能测出这两个力的大
小,故B不符合题意;
C.乒乓球上下都受到大气压的作用相同,开始乒乓球不上浮,后来又上浮,不是大气压的作用,故C不符
合题意。
D.乒乓球上升时,液体的密度一定,可以说明液体压强和深度有关,液体越深,液体的压强越大,但不能
说明液体的压强与液体的密度有关。故D不符合题意。
故选Ao
2.以下事例中没有受到浮力的物体是()
【答案】A
【详解】A.浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力。太空中没有空气,
遨游的空间站不受浮力的作用,故A符合题意;
BCD.在海面上航行的福建舰、在海水中下潜的"奋斗者”号和在空气中上升的热气球浸在水(或空气)中,
因为水(或空气)受到重力的作用且有流动性,因此水(或空气)对浸在其中的物体有力的作用力,其中
向上的压力大于向下的压力,从而产生浮力,则BCD选项中的物体均受浮力作用,故BCD不符合题意。
故选Ao
3.探究浮力实验时,小青将重为6N的长方体铝块浸在水中,如图所示,铝块上表面刚好与水面相平,此
时弹a簧测力计示数为2.8N,长方体铝块下表面受水的压力为()
I
【答案】c
【详解】浮力等于物体上下表面所受的压力之差,物体上表面无液体,所以下表面所受的压力
尸=七=G-号=6N-2.8N=3.2N
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C„
4.下列说法正确的是()
A.浸在水中的圆柱形桥墩同样会受到水的浮力
B.浮力就是液体对物体的压力差,浮力的方向是垂直向上
C.沉到水底的物体,当它的底部与水底容器紧密接触没有空隙时仍受到浮力
D.一般情况下浸在任何液体中的物体都会受到浮力的作用
【答案】D
【详解】A.浸在水中的圆柱形桥墩底部没有和水接触,不受水对桥墩竖直向上的压力,因此桥墩不受水的
浮力,故A错误;
B.浮力就是液体对物体上下表面的压力差,浮力的方向是竖直向上,故B错误;
C.沉到水底的物体,当它底部与水底容器紧密接触没有空隙时,不受水对物体向上的压力,因此此时物体
不受浮力,故C错误;
D.一般情况下浸没在任何液体中的物体,上下表面所处的深度不同,上下表面受到的压力不同,因此会受
到浮力的作用,故D正确。
故选Do
5.如图是教材中盐水选种的一幅图片。盐水选种是我国农民常采用的选种方法,但盐水浓度的把握是关键,
如果盐水的浓度太低,则可能(
次种
良种
A.所有种子都不受浮力B.良种漂浮,而次种下沉
C.所有种子都漂浮在水面D.只有少量次种漂浮
【答案】D
【详解】盐水选种的原理是:良种饱满,密度大于盐水,从而下沉;次种密度小于盐水,从而漂浮,据此
获得品质好的种子。若盐水浓度偏低,会导致盐水密度偏小,有部分次种也会因为密度大于盐水而下沉,
混进良种之中。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.两个相同的薄壁塑料瓶(质量忽略不计),里面分别装入体积相等的两种液体后密封,再把它们分别放
入两个装有等量水的相同容器甲和乙中,如图2所示,下列说法正确的是()
A.A液体的密度小于B液体的密度
B.A液体对容器底的压力大于B液体对塑料瓶盖的压力
C.甲容器中水对容器底部的压强小于乙容器中水对容器底部的压强
D.甲容器对水平桌面的压强等于乙容器对水平桌面的压强
【答案】B
【详解】AB.因图中咻甲〉%匕,所以由七液gV排可知,/甲>a.乙,因甲、乙在水中均漂浮,受到的浮
力和它们自身的重力相等,且薄壁塑料瓶的质量忽略不计,所以,GA>GB,又因A、B两液体的体积相等,
所以,由
mG
p——=--
VgV
可知,0>4;由于甲容器中瓶子有液体部分是圆柱形的,液体对瓶子底的压力等于液体A的重力,即F=GA,
乙容器中瓶子有液体部分底部小,有一部分液体压在瓶子壁上,所以B液体对瓶盖的压力小于液体B的重
力,FB<GB,由于GA>GS,所以A液体对容器底的压力大于B液体对塑料瓶盖的压力,故A错误,B正确;
C.由于水原来的体积相同,吟曲〉叫卜乙,所以甲容器中的水面高,乙容器中的水面低,根据知甲容
器中水对容器底部的压强大于乙容器中水对容器底部的压强,故C错误;
D.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且容器和水的质量相等,所以,由
尸=6液+相容8+机水8
可知,两容器对桌面的压力相等,因相同容器的底面积相等,即受力面积相等,所以,由可知,两容
器对桌面的压强关系为网>0,故D错误。
故选B。
7.如图所示,为避免压坏反射面板,在维修"中国天眼”时,用一个直径固定的氢气球将维修工人吊起,利
用氢气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成"零重力",下列对维修过
A."零重力”是指维修工人所受重力为零
B."零重力"时总浮力与总重力大小相等
C.如果氨气球漏气了,受到的浮力会变大
D.维修工人一共受到两个力的作用
【答案】B
【详解】AB.把气球和维修工人看作是一个整体,整体处于悬浮状态,受到的浮力等于总重力,形成“零重
力",其所受重力不变,故A错误,B正确;
C.如果氢气球漏气了,氮气球体积变小,由可知,受到的浮力变小,故C错误;
D.用一个直径固定的氮气球将维修工人吊起,当没有达到零重力时,维修工人受拉力,工人还受重力、反
射面板对它的支持力三个力的作用,故D错误。
故选Bo
8.如图甲所示,一正方体实心物体用细绳吊着匀速向下浸入水中,在浸入过程中,其下表面到水面的距离
h逐渐增大,物体所受浮力、绳子拉力随h的变化如图乙所示,其中工:居=2:1,下列判断不正确的是()
A.物体的密度是ISxlO'kg/n?B.物体的体积为1.728x10-3m3
C.物体所受重力为7.68ND.物体浸没时所受浮力为5.12N
【答案】B
【详解】A.由图可知,物体在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大,所以浮力也逐渐变大,则绳的拉力
逐渐减小;当物体浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,钢丝绳的拉力也不变,因此反映绳子拉力随场
变化的图线为片所在的图线,反映物体所受浮力随人变化的图线为尸?所在的图线;物体全部浸入水中后,
处于平衡状态,受力情况为
G=F拉+F涪
其中
%=耳,耳孚=工
代入等式
耳:G=2:1
得
F浮二二F浮。水gV
F拉G-F谆。物gV-夕水gVT
解得「物=1.5xl()3kg/m3。故A正确,不符合题意;
B.设正方体实心物体的边长为3据图乙可知
h=6cm=0.06m
时,尸拉=E浮,则
G=F浮+耳立=24孚
故生=:G,即
夕水gV'=;夕物gU
代入数据得
1.0xl03kg/m3xlON/kgxI2x0.06m=|xl.5xlO3kg/m3xlON/kgxg
解得L=0.08m,则物体的体积为
Z?=(0.08m)3=5.12xl0^m3
故B错误,符合题意;
C.物体所受重力为
333
G=pftgV=1.5xl0kg/mxl0N/kgx5.12xl0^m=7.68N
故C正确,不符合题意;
D.物体浸没时所受浮力为
F浮=p^gV^=1.0xl03kg/m3xlON/kgxS.lZxlO^m3=5.12N
故D正确,不符合题意。
故选Bo
9.如图所示,在盛水容器的水面上漂浮着一块冰,冰块内有一部分是空心的,当冰完全熔化后,水面的高
度()
A.保持不变B.略有升高
C,略有降低D.无法确定
【答案】A
【详解】当这块冰熔化成水后,能熔化出与它自身等质量的水,也是与它先前排开的水等质量的水,因此,
也可以得出这也是与它先前排开的等体积的水,排开的水与熔化成的水的体积相等,因此水面保持不变,
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
10.水平桌面上有一质量为100g,底面积为lOOcn?的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的距
离为12cm。将质量为810g圆柱形金属块用细线(不吸水且体积不计)挂在弹簧测力计下,缓慢投入水中,
如图所示,当金属块浸没水中静止(金属块未接触溢水杯)时,弹簧测力计示数为5.1N。从金属块下表面
刚接触水面到浸没的过程中,溢水杯对水平桌面的压强增大了200Pa下列说法正确的是()
A.小桶收集到溢出水的重力为2N
B.溢水杯中原有水的质量为L2kg
C.当杯口不再有水溢出时,溢水杯对水平桌面的压强为1200Pa
D.剪断细线,金属块最终静止后溢水杯对水平桌面的压力为18.1N
【答案】D
【详解】A.金属浸没后受到的浮力为
=G^-F=mg-F=O.81kgxlON/kg-5.1N=3N
此时排开水的体积为
%=——=---------------r----------------=3x10-4m3=300cm3
排p水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg
放入金属块后水面上升的高度为
,Ap200Pac
AAh=------=------;---------------=0.02m=2cm
夕水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg
则溢出水的体积为
嗫=%-=300cm3-100cm2x2cm=100cm3
所以小桶收集到溢出水的重力为
333
G溢=m^g=/?7K^sg=1.0xl0kg/mxlOOxlO^mxlON/kg=1N
故A错误;
B.杯内原来水的深度为
4=色一△/?=12cm-2cm=10cm=0.1m
则原有水的体积为
V,=S%=100cm2xlOcm=1000cm3
所以原有水的质量为
IT\=0水X=1.0xl03kg/m3xlOOOxlO^m3=lkg
故B错误;
C.当金属块完全浸没时,水不再溢出,杯内剩余水的体积为
%=乂_%=1000cm3-100cm3=900cm3
则杯内剩余水的重力为
33-63
G?=m2g=。水匕g=1.0xl0kg/mx900xl0mxl0N/kg=9N
当金属块完全浸没时,水不再溢出,此时溢水杯对桌面的压力
B=G杯+G?+G金一七=6杯+62+4字=0.1kgxl0N/kg+9N+3N=13N
溢水杯对水平桌面的压强
13N
=1.3xlO3Pa
100x10—
故C错误;
D.所以金属块最终静止后溢水杯对水平桌面的压力为
尸=G杯+G2+G金=0.1kgxl0N/kg+9N+0.81kgxl0N/kg=18.1N
故D正确。
故选D。
11.如图所示的事例中,与浮力知识相关的是()
【答案】C
【详解】
A.下水管中的弯曲的部分利用了连通器原理,这样可以隔绝下水道往上反的臭味;故A不符合题意;
B.液体压强与深度有关,深度越深处压强越大,拦河坝修建时上窄下宽,故B不符合题意;
C.因为死海的盐含量很大,密度大,人在死海中受到的浮力较大,于是人就浮在水面上了,故C符合题意;
D.飞机机翼上表面流速大,下表面流速小,上下机翼产生气压差,故D不符合题意。
故选c。
12.(新科技)2022年5月15日,我国自主研发的“极目一号"团型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升
空后达到9032米,超过珠峰高度,创造浮空艇大气科学观测世界纪录。如图所示是"极目一号组型浮空艇在
空中上升的情景,假设浮空艇的体积保持不变,海拔越高空气的密度越小,下列分析正确的是()
A.浮空艇内所充气体的密度大于空气密度
B.浮空艇上升过程中所受的浮力保持不变
C.浮空艇上升过程中受到的大气压强变大
D.浮空艇受到的浮力等于它排开空气所受的重力
【答案】D
【详解】A.浮空艇从地面由静止升空,受到的浮力大于重力,即
%>G
根据阿基米德原理可得
。空气g%卜艇内gV
已知浮空艇的体积保持不变,即
。=-艇
则
。空气艇内
即浮空艇内充入的气体的密度小于空气的密度,故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,浮空艇受到的浮力为
F浮=。空气
又因
。排=。艇
即%大小不变,g不变,空气密度随高度的增加而减小,所以厂筏小,故B错误;
C.海拔越高,大气压强越小,所以浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越小,故C错误;
D.由阿基米德原理可知
F浮=G排
即浮空艇上升过程中受到的浮力等于它排开空气的重力,故D正确。
故选D。
13.利用鸿鹤捕鱼是我国传承千年的古老技艺。如图所示,当捕到鱼的鸿鹤从水中跳到渔船上时,下列有
关渔船的说法,正确的是()
A.船体将上浮一些B.排开水的质量不变
C.所受水的浮力变大D.所受水的浮力始终大于船的总重力
【答案】C
【详解】当捕到鱼的鹄鹤从水中跳到渔船上时,船排开水的质量变大,渔船的重力变大,渔船漂浮,受到
的浮力等于船的总重力,所以浮力变大,根据阿基米德原理可知,渔船排开水的重力变大,根据七=。液%g
可知,水的密度不变,浮力增大,排开水的体积增大,所以小船下沉一些,故C正确,ABD错误。
故选Co
14.两个相同的烧杯中盛有甲、乙两种不同的液体,两个相同的小球在杯中静止时两杯液面相平,如图所
示。则下列说法正确的是()
甲乙
A.小球排开液体的质量mr<mz
B.液体对小球的浮力F浮甲=F浮z
C.液体对容器底部的压强p.=pz
D.液体对容器底部的压力E用
【答案】B
【详解】AB.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。因为物体漂浮或悬浮时,受到的
浮力和自身的重力相等,所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,即尸浮用=八2。
由e浮=G舜可得,小球排开液体的质量加甲=加,,故A错误,B正确;
C.根据浮沉条件可知,物体漂浮时ps>P物,物体悬浮时px=P物。所以〃液用>0球,psz.=p球,由此可得p
液甲>P波乙,已知两杯中液面相平,p波单>p.,由p=0g为可知,烧杯底受到液体的压强p波甲波z,故C错
误;
D.烧杯底受到液体的压强p版>>0段:,烧杯底面积相同,由尸可知,液体对容器底部的压力尸尸>产,,
故D错误;
故选Bo
15.小明把一个体积为125cm3的苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态。小明从水中取出苹果,分成一
个大块和一个小块,如图所示,再将小块放入水中,发现小块沉入水底,下列说法不正确的是(g取10N/kg,
水的密度为1.0xl03kg/m3)()
.
A.整个苹果在水中所受浮力为1.25N
B.小块苹果浸没后继续下沉过程受到的浮力大小不变
C.若将大块苹果浸没水中,松手后大块将会沉入水底
D.若不考虑水的损耗,则最终烧杯底部所受水的压强变小
【答案】C
【详解】A.苹果处于悬浮状态,则苹果所排开水的体积与苹果的体积相同,所以苹果受到的浮力
%=2k%Fg=lxl()3kg/m3xl25xl(y6m3xlON/kg=1.25N
故A正确,不符合题意;
B.小块苹果浸没后继续下沉过程,水的密度不变,苹果排开水的体积不变,由耳字=。水%遥可知,受到的浮
力大小不变,故B正确,不符合题意;
C.整个苹果悬浮在水中,说明苹果所受的浮力和重力相等,即3=冷,将小块放入水中,发现小块沉入水
底,说明小块苹果所受的浮力小于其重力,即/小<G小,又因为G小+G尢=G,号=与大+/小,则GZP
炉龙故大块将上浮,最终漂浮,故C错误,符合题意;
D.若不考虑水的损耗,原来苹果在水里处于悬浮状态,由选项C可知大块将上浮,最终漂浮,则液面下降,
由可知,最终烧杯底部所受水的压强变小,故D正确,不符合题意。
故选C。
16.如图所示,半潜运输船是一种专门从事运输大型海上石油钻井平台、预制桥梁构件等超长超重设备的
运输工程船。"半潜”是指其进行装载货物前甲板位于水面以上,装载货物时甲板和部分船身潜入水下,利用
浮力减轻货物重力的影响。在同一水域,下列说法正确的是()
A.装载货物时,船底受到水的压强不变
B.卸掉货物后,船受到的浮力会减小
C.船在水中的"倒影"比实际的船要小
D.两艘船不宜近距离并排航行,这是由于两船间水的流速变大,压强变大
【答案】B
【详解】A.装载货物时,船因重力变大而下沉,根据P=Qg〃可知,密度不变,深度变大,船底受到水的
压强变大,故A错误;
B.卸掉货物后,船会上浮,根据弓=。水%遥可知,密度不变,七变小,船受到的浮力会减小,故B正确;
C.船在水中的"倒影"是平面镜成像的结果,根据平面镜成像规律可知,"倒影"与实际的船等大,故C错误;
D.根据流体压强与流速的关系可知,两艘船不宜近距离并排航行,这是由于两船间水的流速变大,压强变
小,两艘船在压力差的作用下向中间靠拢,非常危险,故D错误。
故选Bo
二、多选题
17.放在水平桌面上的甲、乙两容器中装有不同的两种液体。容器的底面积和质量相同。将两个相同的苹
果分别放在两容器中,乙容器中的苹果被切开(苹果被切开没有质量损失,放入液体中亦无质量变化),静
止时的情况如图所示,两容器液面相平。下列说法正确的是()
A.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B.甲容器中液体对容器底的压力大于乙容器中液体对容器底的压力
C.苹果在甲容器中受到的浮力等于乙容器中两部分苹果的浮力之和
D.甲容器对水平桌面的压力小于乙容器对水平桌面的压力
【答案】ACD
【详解】AC.两个相同的苹果,质量和体积都相同,说明苹果的密度相同。由于苹果在甲液体中悬浮,在
乙液体中漂浮,所以两个苹果在甲、乙液体中的浮力相同,都等于苹果的总重力,且由厂寸族
gV排,可知/故AC正确;
B.由于〃甲</>z,且液面相平,由公式可知p用<pz,由于甲、乙容器的底面积相同,根据
甲容器中液体对容器底的压力小于乙容器中液体对容器底的压力,故B错误;
D.由图知甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,且一用<pz,由加印匕甲容器中液体的质量小于
乙容器中液体的质量。由于两容器的质量和苹果的质量相同,故甲容器对水平的压力小于乙容器对水平的
压力,故D正确。
故选ACDo
18.如图甲,将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,圆柱体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放圆柱
体,直至浸没的过程中(圆柱体未与容器底接触),弹簧测力计示数歹与圆柱体下表面浸入水中深度的关
系如图乙,g取10N/kg、水的密度取LOxlO'kg/mS。下列说法正确的是()
甲乙
A.圆柱体重力大小为15N
B.圆柱体浸没时受到的浮力大小为ION
C.圆柱体的体积为1.0x10-3m3
D.圆柱体刚好浸没时下表面受到的液体压强为500Pa
【答案】BC
【详解】A.由图象可知,当〃=0时,弹簧测力计示数为25N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件
可知,圆柱体受到的重力
G=^,=25N
故A错误;
B.由图象可知,当/z=4cm之后,弹簧测力计示数号2=15N不变,此时圆柱体浸没在水中,则圆柱体浸没
时受到的浮力
辱=G-七2=25N-15N=10N
故B正确;
C.因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由%可得,圆柱体的体积
10N=1x10-3
p水g1.0xl03kg/m3xlON/kg
故c正确;
D.由图象可知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度
h=4cm=0.04m
圆柱体刚好浸没时下表面受到的液体压强
p==1.0x103kg/m3xION/kgx0.04m=400Pa
故D错误。
故选BCo
19.将两块质量相等的橡皮泥捏成两只小船,分别装6个和4个相同的玻璃球,然后轻轻放入盛有盐水和
水的甲、乙两个相同的烧杯内,使其漂浮在液面上,如图所示,此时两杯中液体的深度相同。下列分析正
确的是()
A.甲杯中的小船所受的浮力较大
B.两杯杯底受到的液体的压强相等
C.乙杯中小船排开液体的质量较小
D.两小船底部受到的液体的压力相等
【答案】AC
【详解】AC.由图可知,两只小船在甲、乙两杯中都处于漂浮状态,由于物体漂浮时,受到的浮力和自身
的重力相等,由题意知,甲、乙杯中小船分别装6个和4个相同的玻璃球,所以
4孚甲=GV=G甲排=小排g
4字乙=6乙=G乙排=%排g
两块质量相等的橡皮泥捏成两只小船,分别装6个和4个相同的玻璃球,由此可知
写学甲>4字乙,加平排>771乙排
故AC正确;
B.盐水的密度大于水的密度,根据P=0gA可知,而两杯中液体的深度相同,则乙杯杯底受到液体的压强
小,故B错误;
D.两只小船在甲、乙两杯中都处于漂浮状态,根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到液体的压力
练船下=耳学甲
多船下=耳字乙
因为修甲〉七乙,所以4船下>"船下,乙杯中小船底部受到的液体的压力小于甲杯中小船底部受到的液体
的压力,故D错误。
故选AC。
20.如图甲所示,是伽利略温度计。它外部为一根密封的玻璃管,内部装有密度随环境温度升高而减小的
液体。液体中有体积相同、质量不同且标有温度值的小球。图乙所示,是伽利略温度计示意图。环境温度
高于小球上标示的温度时,小球会下沉;环境温度等于小球上标示的温度时,小球会悬浮;环境温度低于
小球上标示的温度时,小球会上浮。下列说法正确的是()
A.环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力变大
B.环境温度越高时,浮起的小球越少,下沉的小球越多
C.图乙所示,此时的环境温度高于220
D.图乙所示,小球B受到的浮力等于小球D受到的浮力
【答案】BD
【详解】AB.当外界气温降低时,容器内的液体质量不变,体积变小,由夕=£知道,密度变大;当外界
气温降低时,液体的密度变大,浮力会变大,浮起的小球越多,下沉的小球越少;环境温度越高时,液体
的密度变小,浮力越小,浮起的小球越少,下沉的小球越多,故A错误,B正确;
C.根据题意增大,若环境温度超过这个玻璃球上标示的温度后,则该玻璃球会下沉知,若当前环境温度下
四个小球的位置如图所示,即20回的小球下沉,此时环境温度高于20摄氏度,故C错误;
D.若当前环境温度下四个小球的位置如图所示,BD两个小球全部浸没,且排开液体的体积相同,由
液%g知道,此时B小球受到的浮力等于D小球受到的浮力,故D正确。
故选BDo
21.如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入
水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度变化关系的图像如图乙所示,圆柱体受到的最大
浮力是,当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强400Pa(选填"大于"、"小于"或"等于")。
(不考虑液面变化)
【答案】6N等于
【详解】田为了便于分析,在弹簧测力计示数尸与圆柱体下降高度力变化关系的图像线段上标上4B、C、
D四个点如下图所示:
由图像可知,当〃=0时,弹簧测力计示数为9N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
G=%=9N
图像中CD段圆柱体完全浸入水中,排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,测力计的示数即圆柱体
受到的拉力尸=3N,则圆柱体受到的最大浮力为
/=GT=9N-3N=6N
⑵不考虑液面变化,由图知圆柱体下降高度为4cm时,下表面接触水面,下降8cm时圆柱体刚好浸没水中,
此时圆柱体下表面距水面距离是
/z=8cm—4cm=4cm=0.04m
则下表面受到水的压强为
p=p水gh=1.0xl03kg/m3x10N/kgx0.04m=400Pa
22.小王用如图所示的模型模拟冰川在海面上漂浮的场景。容器中装的是水,漂浮着的是正方体冰块,已
知冰块的质量为0.9kg,冰的密度为(0.9xl03kg/m3,冰块熔化后,容器对桌面的压强(选填"增大”、
"减小,,或"不变,,);熔化前冰块底部所受液体压强为Pa。
【答案】不变900
【详解】⑴冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,冰块熔化前后,容器对桌面的压力不变,都等于容器
的重力、冰块的重力、水的重力之和,由p=£可知,冰块熔化后,容器对桌面的压强不变。
⑵由题意知,冰块的体积为
0.9kg_1川0一3m3
喝一冬一0.9x103kg/n?皿
则冰块的高度为
%=\JlxlO~3m}=0.1m
冰块漂浮在水面上,所以产产G的根据阿基米德原理知道
P水Vftg=P»g
则
v「.冰-g0O.xl.kg/mllxlO-Skg09,:]0_3m3
俳P»S0冰lxlO3kg/m3
99
故熔化前冰块在水下面的体积占总体积的木,由丫=5场知道,熔化前冰块在水下面的高度占总高度的5,
则冰块浸入水的深度
99
h=—砥=—x0.1m=0.09m
’10冰10
则熔化前冰块底部所受液体压强为
p-p^tg/i7=l.OxlO3kg/m3xlON/kgxO.O9m=9OOPa
23.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体。现将两个相同的物块分别放入两个容
器中,当两个物块静止时,两个容器中液面恰好相平,两个物块所处的位置如图所示。则甲、乙容器中两
个物块受到的液体的浮力大小关系为4F乙,甲、乙容器底部受到的液体的压强大小关系为为p乙o
(均选填"大于""小于"或"等于")
【答案】等于小于
【解析】略
24.一盛有水的容器放在水平桌面上,容器和水的总质量为2.0kg,容器的底面积为1.0x102m2。将一体积
为的金属块用细线吊起后浸没在水中保持静止,如图所示。已知金属块的重力为7.5N,不计细
线的质量和体积。g取10N/kg。金属块重力的方向是;金属块受到的浮力大小是;细线
对金属块的拉力是;容器对桌面的压强是o
叩司
7^77777777777777
【答案】竖直向下1.2N6.3N2120Pa
【详解】⑴根据重力方向的知识可知,金属块重力的方向是竖直向下。
⑵金属块浸没时排开水的体积
V=1.2x104m3
金属块受到的浮力
3343
F/f=p次gVJ»=1.0xl0kg/mxl0N/kgxl.2xl0m=1.2N
⑶因金属块受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下重力的作用处于平衡状态,所以,由金属块受到的合力
为零可得
F我+尸浮=G
则细线对金属块的拉力
F"=G-/浮=7.5N-1.2N=6.3N
⑷容器和水的总重力
G总怎g=2.0kgxl0N/kg=20N
因金属块受到的浮力和金属块对水的压力是一对相互作用力,所以,金属块对水的压力
Fg=Fff=1.2N
则容器对桌面的压力
F=G"+尸去=20N+1.2N=21.2N
容器对桌面的压强
21.2N
p=—=2120Pa
s1.0x10一2m2
四、实验题
25.在探究〃浮力的大小跟哪些因素有关〃的实验中,辰辰同学和他的小伙伴们做了如图所示的一系列实验。
①②③④⑤
(1)当物体逐渐浸入水中,水对物体底面的压强将逐渐;
(2)物体浸没在水中所受的浮力为N;
(3)①②③三次实验是为了探究浮力的大小与的关系,得出的结论是;
(4)分析两次的实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)此实验还探究了浮力的大小与的关系,得出的结论是o
【答案】变大1物体排开液体的体积同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体所
受的浮力越大③④液体的密度当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所
受的浮力越大
【详解】(1)[1]当物体逐渐浸入水中,物体排开水的体积增大,水面高度变大,物体底面在水下的深度变
深,由P=0液g”可知,水对物体底面的压强将逐渐增大。
(2)⑵由①可知,物体的重力为9N,由③可知,物体浸没时,拉力为8N,浮力大小等于重力减拉力,
故浮力大小为
%=G-七=9N—8N=1N
(3)⑶由图可知,①②③三次实验物体在水下的体积不同,即物体排开水的体积不同,所以是为了探究
浮力的大小与物体排开液体体积的关系。
⑷由图中弹簧测力计示数可知,随着物体在水下的体积逐渐变大,弹簧测力计示数逐渐变小,说明物体所
受浮力逐渐变大,故得出结论:在液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力越大。
(4)⑸由图可知,在第③④两次实验中,物体在水下的深度不同,但受到的浮力相同,所以说明浮力大
小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)⑹由③⑤两次实验可知,物体浸没在密度不同的液体中,探究的是浮力大小与液体密度的关系。
⑺由①⑤可知,在盐水中物体受到的浮力为
匾=G-=9N-7.8N=1.2N
盐水的密度大于水的密度,物体在盐水中受到的浮力大于在水中受到的浮力,故得出结论:当物体排开液
体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
26.同学们在学习"阿基米德原理”这节课上,仔细观察了老师做的如图甲、乙、丙所示的演示实验。课后复
习时,物理兴趣小组的同学们,提出了一个新的实验方案,并动手制作出了如图丁所示实验装置,其中A、
8为两个规格相同的弹簧测力计,C为重物,。为薄塑料袋(质量不计),E是自制的溢水杯,斤是升降平台
(摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降),G为铁架台。
甲乙丙丁
(1)实验中,同学们逐渐调高平台下,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数,
弹簧测力计B的示数(选填"变大""变小"或"不变");
(2)比较弹簧测力计A的示数变化量工'和弹簧测力计3的示数变化量厂,它们的大小关系是"'
工‘(选填或说明物体所受的浮力等于o
【答案】变小变大=物体排开液体的重力
【详解】(1)⑺⑵重物浸入水中的体积越来越大,受到的浮力越大,则弹簧测力计A的示数会变小;此时
排出水的重力越多,则弹簧测力计B的示数会变大。
(2)⑶⑷根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体所受的重力,则弹簧测力计A的示数变化
量)和弹簧测力计B的示数变化量FB,大小相等。
五、计算题
27.如图甲所示,盛水的烧杯上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸
入水中,整个过程中弹簧测力计示数/随圆柱体下降高度无变化关系的图像如图乙所示,
33
(X77K=1.0xl0kg/m,g取10N/kg)求:
(1)圆柱体受到的最大浮力。
(2)圆柱体的密度。
(3)已知烧杯的底面积为200cm"当圆柱体全部浸没时,烧杯底部受到水的压强增大量。
C
上
一
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一
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