浮力试题及答案解析4

浮力试题及答案解析4考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每小题只有一个选项正确，请将正确选项的字母填在题后的括号内。每小题3分，共30分）1.将一个实心金属块完全浸没在盛有水的溢水杯中，水溢出。关于金属块受到的浮力和排开水的重力，下列说法正确的是（）A.浮力大于排开水的重力B.浮力等于排开水的重力C.浮力小于排开水的重力D.浮力与排开水的重力没有关系2.甲、乙两个实心球，它们的密度之比为2:5，体积之比为3:4。将它们放入水中，静止时甲、乙两球受到的浮力之比F_甲:F_乙可能是（）A.5:6B.6:5C.3:5D.5:33.一个物体漂浮在密度为ρ_液的水面上，它排开水的体积为V_排。若将该物体缓慢放入密度为ρ_油（ρ_油<ρ_液）的油中，当物体静止时，它排开油的体积V_油与V_排相比，下列关系正确的是（）A.V_油>V_排B.V_油<V_排C.V_油=V_排D.无法确定4.轮船从河里驶入大海，下列说法正确的是（）A.轮船受到的浮力变小了B.轮船受到的浮力变大了C.轮船排开水的体积变小了D.轮船排开水的体积变大了5.一个质量为m的物体，体积为V，放入水中静止时受到的浮力为F。下列关于物体密度的表达式正确的是（）A.ρ_物=m/(V-(F/g))B.ρ_物=m/(V+(F/g))C.ρ_物=m/V（条件是物体漂浮或悬浮）D.ρ_物=m/V（条件是物体完全浸没）6.将一个重为G的物体挂在弹簧测力计上，将其缓慢浸没在水中，物体未触及容器底部。下列说法正确的是（）A.物体受到的浮力逐渐变大B.弹簧测力计的示数逐渐变大C.弹簧测力计的示数逐渐变小D.物体受到的合力保持不变7.关于浮力，下列说法正确的是（）A.物体密度越大，受到的浮力越大B.物体浸入液体越深，受到的浮力越大C.液体密度越大，物体受到的浮力越大D.物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大8.一个物体漂浮在酒精面上，此时它受到的浮力为F_酒精。若将它放入水中，静止时它受到的浮力为F_水。下列关系正确的是（）A.F_酒精>F_水B.F_酒精<F_水C.F_酒精=F_水D.无法确定F_酒精和F_水的大小关系9.潜水艇从海面下潜到更深的地方，它受到的（）A.浮力变大，自身重力变小B.浮力变小，自身重力变大C.浮力变小，自身重力变小D.浮力变大，自身重力变大10.下列现象中，利用了浮力原理的是（）A.起重机利用钢索吊起货物B.人游泳时感到身体变轻C.热气球能够升空D.活塞式抽水机将水抽上来二、多项选择题（每小题有多个选项正确，请将正确选项的字母填在题后的括号内。每小题4分，共20分）11.下列关于物体的浮沉条件，下列说法正确的是（）A.物体漂浮时，一定有F_浮=GB.物体悬浮时，一定有F_浮>GC.物体下沉时，一定有F_浮<GD.物体能够漂浮或悬浮，说明它的密度一定小于或等于液体的密度12.下列说法正确的是（）A.浮力的方向总是竖直向上的B.浮力产生的原因是物体上下表面受到液体的压力差C.漂浮在液面上的物体，它排开液体的重力等于它自身的重力D.完全浸没在液体中的物体，它受到的浮力与它所处的深度有关13.下列情况下，物体受到的浮力可能不变的是（）A.将实心铁块从空气中缓慢浸没到水中B.将一个充气气球从地面带到高空C.将木块从水面上慢慢压入水中直到完全浸没D.将一个泡沫塑料块从水里取出放到空气中14.下列说法正确的是（）A.漂浮在水面上的橡皮泥，其密度一定小于水的密度B.将一个物体挂在弹簧测力计上，浸没在水中，弹簧测力计的示数等于物体受到的浮力C.体积相同的实心铜块和实心木块，放入水中，木块受到的浮力较大D.轮船能够浮在水面，是由于轮船的平均密度小于水的密度15.下列操作中，能够增大物体受到的浮力的是（）A.将实心铁块切成两块，分别放入水中B.将一个物体从水中取出，放到油中C.将物体浸没的深度增大（未触及容器底部）D.在物体下端绑一块重物，将其浸没在水中三、填空题（每空2分，共20分）16.重5N的木块漂浮在水面上，它受到的浮力为______N。若它排开水的体积为100cm³，则水的密度为______kg/m³。17.将一个体积为200cm³的实心铁块（ρ_铁=7.9×10³kg/m³）完全浸没在水中，它受到的浮力为______N，它受到的合力为______N。（g取10N/kg）18.一个物体漂浮在密度为0.8×10³kg/m³的酒精面上，它排开酒精的体积是其自身体积的2/5，则该物体的密度为______kg/m³。19.一个物体重10N，体积为500cm³。将它完全浸没在水中，它受到的浮力为______N，弹簧测力计的示数为______N。20.潜水艇在水中下潜过程中，它受到的液体密度______（选填“变大”、“变小”或“不变”），它排开液体的体积______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（假设潜水艇形状不变）四、计算题（共30分）21.（10分）一个质量为54kg的实心铁球（ρ_铁=7.9×10³kg/m³），放入水中。求：（1）铁球受到的重力；（2）铁球的体积；（3）铁球完全浸没在水中时受到的浮力；（4）铁球在水中能否漂浮？请说明理由。22.（10分）一个木块漂浮在密度为1.0×10³kg/m³的水面上，有1/5的体积露出水面。求：（1）木块的密度；（2）若将木块放入密度为0.8×10³kg/m³的油中，它将漂浮还是下沉？请说明理由，并计算它漂浮时露出油面的体积占其自身体积的比例。23.（10分）一个弹簧测力计挂着质量为0.5kg的金属块，将其缓慢浸没在水中，当金属块有1/3的体积露出水面时，弹簧测力计的示数为4N。（g取10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）。求：（1）金属块的体积；（2）金属块的密度；（3）金属块完全浸没在水中时受到的浮力。试卷答案一、单项选择题1.B2.C3.A4.C5.A6.C7.D8.C9.B10.C解析：1.B：根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于它排开液体的重力。水溢出说明排开的水重力等于金属块受到的浮力。故浮力等于排开水的重力。2.C：设甲、乙密度分别为ρ_甲、ρ_乙，体积V_甲、V_乙。则m_甲=ρ_甲V_甲，m_乙=ρ_乙V_乙。ρ_甲/ρ_乙=2/5，V_甲/V_乙=3/4。根据漂浮或悬浮条件，F_甲=G_甲=ρ_甲gV_甲，F_乙=G_乙=ρ_乙gV_乙。则F_甲/F_乙=(ρ_甲V_甲)/(ρ_乙V_乙)=(ρ_甲/ρ_乙)×(V_甲/V_乙)=(2/5)×(3/4)=6/10=3/5。3.A：物体漂浮在水面时，F_浮=G_物=ρ_水gV_排。物体放入油中静止时，若漂浮，F_浮'=G_物=ρ_油gV_油。因为ρ_油<ρ_水，要使F_浮'=F_浮，则必须V_油>V_排。（若是悬浮或下沉，则V_油<V_排，但题目问“可能”，漂浮是可能的情况之一）。故V_油>V_排。4.C：轮船无论在河里还是海里都漂浮，根据漂浮条件，F_浮=G_船（船的重力不变）。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排。河水的密度ρ_河<海水的密度ρ_海，要保持F_浮不变，则V_排河>V_排海。即轮船排开水的体积变小了。5.A：物体漂浮或悬浮时，F_浮=G=mg。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排。又V_排=V（完全浸没）。所以F_浮=ρ_液gV。联立可得mg=ρ_液gV，即m=ρ_液V。因为漂浮或悬浮时ρ_物≤ρ_液，所以ρ_物=m/(V-(F_浮/g))=m/(V-(ρ_液gV/g))=m/(V-ρ_液V)=m/V(1-ρ_液)。由于ρ_物≤ρ_液，1-ρ_液≤0，所以分母V(1-ρ_液)为负值。若写成ρ_物=m/(V-(F/g))，需明确F/g是物体在液体中受到的浮力除以g，即F_浮。所以A选项的表达式是正确的。6.C：物体在水中受到重力G、浮力F_浮和弹簧测力计的拉力F_拉，合力为0（静止或匀速直线运动）。F_拉=G-F_浮。缓慢浸没过程中，V_排增大，根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排增大。因为G不变，所以F_拉=G-F_浮减小。即弹簧测力计的示数逐渐变小。7.D：浮力大小由F_浮=ρ_液gV_排决定。物体密度ρ_物、浸入深度、液体密度ρ_液、物体排开体积V_排都会影响F_浮。A错，浮力与自身密度ρ_物有关，但不是直接成正比，还与排开体积有关。B错，浮力与浸入深度无关（只要排开体积不变）。C对ρ_液，D对V_排。题目问哪个说法正确，应选影响浮力的直接因素。D选项指出了决定浮力的核心因素。8.C：物体漂浮在酒精面上，F_浮_酒精=G。将物体放入水中，它将下沉（因为ρ_物>ρ_水），最终静止时将悬浮或沉底。无论哪种情况（只要物体没被破坏），它受到的重力G不变。根据阿基米德原理，漂浮时F_浮_酒精=G，悬浮时F_浮_水=G。所以F_酒精=F_水。9.B：潜水艇下潜到更深的地方，所处液体的密度ρ_液基本不变。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排。由于ρ_液和V_排（潜水艇体积）不变，所以潜水艇受到的浮力F_浮不变。潜水艇下潜是通过向水舱中注入水来增加自身重力G。注入水后，G增大。当G增大到大于F_浮时，潜水艇下沉。故浮力不变，自身重力变大。10.C：热气球能够升空，是利用了在空气中受到的浮力。热空气密度小于冷空气密度，热气球内部充满热空气，整体密度小于外部冷空气密度，根据阿基米德原理，它受到的空气浮力大于自身重力，从而升空。A是利用重力做功。B是利用浮力（水对人的浮力）。D是利用大气压强。二、多项选择题11.A,C12.A,B,C13.A,B,D14.C,D15.A,B,D解析：11.A：物体漂浮时，处于平衡状态，受力平衡，竖直向上的浮力F_浮等于竖直向下的重力G。故F_浮=G。正确。B：物体悬浮时，也处于平衡状态，F_浮=G。题目说F_浮>G，这是不可能的，除非物体在加速上升。故错误。C：物体下沉时，受到的浮力F_浮小于重力G，即F_浮<G。这是下沉的条件。正确。D：物体漂浮时，ρ_物gV_物=ρ_液gV_排。因为V_排<V_物，所以ρ_物<ρ_液。物体悬浮时，ρ_物gV_物=ρ_液gV_物，所以ρ_物=ρ_液。因此，能够漂浮或悬浮的物体，其密度小于或等于液体的密度。正确。（注意：选项B错误，选项A、C、D正确，但题目要求选出“正确的是”，A、C、D均正确，若视为单选题则存在歧义，若允许多选则都选。根据常见考试形式，可能题目或选项设置有误，若按单选最核心的漂浮条件，选A。若允许多选，则A、C、D都对。此处按通常理解，认为A、C是无疑正确的，D也正确。）12.A：浮力是竖直向上的力，这是其基本性质。正确。B：浸在液体中的物体，下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力，这个压力差就是浮力。正确。C：漂浮在液面上的物体，处于平衡状态，受到的浮力F_浮等于自身的重力G。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排。所以G=ρ_液gV_排。即物体排开液体的重力等于它自身的重力。正确。D：对于完全浸没的物体，V_排=V_物，F_浮=ρ_液gV_物。这个公式中，ρ_液和g是常数，V_物是物体自身体积，不随深度改变。所以完全浸没时，物体受到的浮力与深度无关。错误。（注意：若物体形状不规则或不是完全浸没，深度变化可能导致排开体积变化，从而浮力变化。但题目明确“完全浸没”，所以浮力与深度无关是正确的表述。）（根据阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排。对于完全浸没的物体，V_排=V_物，所以F_浮=ρ_液gV_物。此公式中ρ_液、g、V_物均不变，故F_浮不变。选项D的表述“与它所处的深度有关”是错误的。可能是对完全浸没情况下的浮力与深度关系的理解有误。）（修正：D选项的表述“与它所处的深度有关”通常被认为错误，因为完全浸没时F_浮与深度无关。如果题目意在考察非完全浸没情况，则深度增加V_排增加，F_浮增加。但题目限定了“完全浸没”，所以D错误。）（重新评估：A、B、C正确，D错误。）13.A：实心铁球在空气中重力G=mg。完全浸没在水中时，受到的浮力F_浮=ρ_水gV_球。因为ρ_铁>ρ_水，所以G>F_浮，铁球下沉。合力F_合=G-F_浮。随着铁球浸没深度h增加，V_排=V_球，F_浮=ρ_水gV_球不变，合力F_合=G-F_浮也不变。故正确。14.A：橡皮泥放入水中会沉底，最终状态是悬浮或沉底。悬浮时ρ_橡皮泥=ρ_水。沉底时ρ_橡皮泥>ρ_水。所以橡皮泥的密度不一定小于水的密度。错误。B：弹簧测力计挂着物体浸没在水中，物体受到重力G、浮力F_浮、测力计拉力F_拉。合力为0，即G=F_拉+F_浮。所以F_拉=G-F_浮。F_拉是测力计的示数，不等于物体受到的浮力F_浮。错误。C：实心铜块和木块体积相同，设为V。木块漂浮，F_浮_木=G_木=m_木g=ρ_木Vg。铜块沉底，F_浮_铜=G_铜=m_铜g=ρ_铜Vg。因为ρ_铜>ρ_木，所以G_铜>G_木。又因为ρ_水是水的密度，ρ_木<ρ_水，ρ_铜>ρ_水。所以ρ_木<ρ_铜<ρ_水。根据漂浮条件，F_浮_木=G_木。根据阿基米德原理，F_浮_木=ρ_水gV_排_木。所以G_木=ρ_水gV_排_木。因为G_木=ρ_木Vg，所以ρ_木Vg=ρ_水gV_排_木。可得V_排_木=(ρ_木/ρ_水)V。同理，铜块沉底，F_浮_铜=G_铜=ρ_铜Vg=ρ_水gV_排_铜，可得V_排_铜=(ρ_铜/ρ_水)V。因为ρ_铜>ρ_木，所以(ρ_铜/ρ_水)>(ρ_木/ρ_水)，即V_排_铜>V_排_木。木块排开水的体积较大，根据阿基米德原理，木块受到的浮力较大。正确。D：轮船漂浮在水面上，处于平衡状态，F_浮=G_船。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排_船。船的重力G_船=m_船g=ρ_船V_船g。漂浮时，V_排_船<V_船。所以ρ_水gV_排_船=ρ_船V_船g。即ρ_水V_排_船=ρ_船V_船。因为V_排_船<V_船，所以ρ_水<ρ_船。即轮船的平均密度小于水的密度。正确。（修正：A错，B错，C对，D对。）15.A：实心铁块切成两块，质量减半，重力减半。放入水中，两块都完全浸没，受到的浮力F_浮=ρ_水g(V_1/2+V_2/2)=ρ_水gV_块=ρ_水g(V_原/2)。原铁块完全浸没时，F_浮_原=ρ_水gV_原。新两块的总浮力F_浮_总=2*(ρ_水gV_块)=ρ_水gV_原=F_浮_原。所以浮力不变。但题目问的是“物体受到的浮力”，这里研究对象是“铁块”，指的是整个铁块。单个铁块受的力不变，但题目可能理解为放入水中后，单个铁块受到的浮力（如果还是单个铁块考虑）不变。或者理解为“分别放入水中”，即两个铁块分别放入，每个受的F_浮=(ρ_水gV_原)/2。单个变小。此选项表述不清，但按阿基米德原理，单个铁块浸没，F_浮=ρ_水gV_块。切割后，若仍浸没，F_浮不变。若题目指两个铁块整体，则F_浮不变。若指每个小块，则F_浮减半。此题选项可能有歧义。若按单个铁块浸没，F_浮不变。若按两个铁块分别放入，则每个F_浮减半。若按两个铁块整体放入，F_浮不变。假设题目指单个铁块浸没，则A正确。B：物体从水中放到油中，若物体密度ρ_物>ρ_油，则下沉，最终沉底。受到的浮力F_浮=ρ_油gV_排_油。因为ρ_油<ρ_水，且V_排_油=V_物（完全浸没），所以F_浮_油=ρ_油gV_物<ρ_水gV_物=F_浮_水。物体受到的浮力变小。若ρ_物≤ρ_油，则漂浮，F_浮=G，不变。但题目未说明物体密度，无法确定。假设题目隐含物体密度足以沉入油中，则B正确。D：在物体下端绑一块重物，相当于增加了物体的总重力G'=G+G_重。将它浸没在水中，物体和重物都受到浮力F_浮_物和F_浮_重。合力F_合=G'-(F_浮_物+F_浮_重)。因为绑重物后，整体更容易下沉，可能沉底。假设刚好沉底，则整体受到的浮力F_总=ρ_水gV_总。合力F_合=G'-F_总。因为绑重物后G'增大，V_总不变，所以F_总不变，导致合力F_合增大（更倾向于沉底）。但题目问的是“物体受到的浮力”，这里指绑重物后的整个系統。整个系统受到的总浮力F_总=ρ_水gV_总，这个值是不变的（只要浸没体积不变）。所以D选项的表述“物体受到的浮力”若指整个系统，则浮力不变。正确。三、填空题16.5；1.0×10³17.1.96；3.0418.0.8×10³19.4.9；5.120.不变；不变解析：16.木块漂浮，F_浮=G=5N。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排。所以100cm³=100×10⁻⁶m³。ρ_水=F_浮/(gV_排)=5N/(10N/kg×100×10⁻⁶m³)=5/(10×10⁻⁴)kg/m³=5/0.001kg/m³=5000kg/m³=1.0×10³kg/m³。17.V_铁=m/ρ_铁=54kg/(7.9×10³kg/m³)=0.006835kg/m³=6.835×10⁻³m³=6.835×10⁻³m³。完全浸没时，V_排=V_铁。F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6.835×10⁻³m³=68.35N。合力F_合=G-F_浮=54N-68.35N=-14.35N（向下）。注意题目可能只要求浮力或合力，此处按都计算。18.木块漂浮，F_浮=G_木=ρ_木gV_木。它排开酒精的体积V_油=(2/5)V_木。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_油gV_油。所以ρ_木gV_木=ρ_油g(2/5)V_木。ρ_木=(2/5)ρ_油=(2/5)×0.8×10³kg/m³=0.4×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³。19.V_物=m/ρ_物=10N/(10N/kg)=1kg。V_排=V_物=500cm³=500×10⁻⁶m³。F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×500×10⁻⁶m³=5N。弹簧测力计示数F_拉=G-F_浮=10N-5N=5N。20.潜水艇下潜，形状不变，其体积V_艇不变。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排。下潜过程中，液体密度ρ_液基本不变，排开液体体积V_排=V_艇不变。所以潜水艇受到的浮力F_浮不变。下潜过程中，潜水艇自身的重力G=mg（m为总质量，包括水舱中的水）会因水舱注水而增大。故ρ_液不变，V_排不变，F_浮不变。G变大。四、计算题21.解：(1)铁球重力G=mg=0.054kg×10N/kg=0.54N。(2)铁球体积V_铁=m/ρ_铁=0.054kg/(7.9×10³kg/m³)=6.835×10⁻⁵m³。(3)铁球完全浸没在水中时，排开水的体积V_排=V_铁。受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6.835×10⁻⁵m³=0.6835N。(4)铁球密度ρ_铁=7.9×10³kg/m³，水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³。因为ρ_铁>ρ_水，所以铁球在水中会下沉。最终会沉底。故不能漂浮。22.解：(1)木块漂浮，F_浮=G_木=ρ_木gV_木。有1/5体积露出水面，则浸没体积V_排=(1-1/5)V_木=(4/5)V_木。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排。所以ρ_木gV_木=ρ_水g(4/5)V_木。ρ_木=(4/5)ρ_水=(4/5)×1.0×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³。(2)将木块放入密度为0.8×10³kg/m³的油中。设油的密度为ρ_油=0.8×10³kg/m³。木块密度ρ_木=0.8×10³kg/m³。因为ρ_木=ρ_油，所以木块在油中会悬浮。悬浮时，F_浮'=G_木=ρ_木gV_木。根据阿基米德原理，F_浮'=ρ_油gV_排'。所以ρ_木gV_木=ρ_油gV_排'。因为ρ_木=ρ_油，所以V_木=V_排'。即木块完全浸没在油中。悬浮时露出油面的体积为0。露出油面的体积占其自身体积的比例为0/V_木=0。23.解：(1)物体在水中受到重力G、弹簧测力计拉力F_拉、浮力F_浮。静止时，G=F_拉+F_浮。V_排=(1/3)V_物。根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g(1/3)V_物。所以G=F_拉+ρ_水g(1/3)V_物。物体浸没时，F_浮_完全=ρ_水gV_物。完全浸没时弹簧测力计示数F_拉'=G-F_浮_完全=G-ρ_水gV_物。已知F_拉'=4N，F_拉=5N-4N=1