2023年湖北省九年级物理中考模拟题分类选编:浮力
展开这是一份2023年湖北省九年级物理中考模拟题分类选编:浮力,共28页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
浮力
一、单选题
1.(2023·湖北咸宁·模拟预测)将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中,然后向瓶内注入水将乒乓球浸没,如图所示,乒乓球保持静止状态,则乒乓球
A.仍受水的浮力 B.不受水的浮力,也不受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力 D.无法判断
2.(2023·湖北武汉·模拟预测)将一盛有水的薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积4×10-3m2,容器的质量忽略不计,容器中水的重力G水=3N,水面距容器底的距离h=0.06m,如图甲所示。现将一金属圆柱体A用细线吊着浸没在水中,静止时容器中的水未溢出,A未碰触容器底和容器壁,如图乙所示。已知A的重力GA=0.6N,体积VA=2×10-5m3,g=10N/kg。则( )
A.A未浸入时,水对容器底的压强为750pa
B.A未浸入时,容器对桌面的压强为600pa
C.A浸没时,容器对桌面的压强是800pa
D.A浸没在水中静止时,它受到细线的拉力大小为0.6N
3.(2023·湖北孝感·模拟预测)如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有三种不同的液体,将三个完全相同的长方体A分别放入三种液体中,静止时三个容器的液面恰好相平。则下列判断正确的是( )
①物体A受到的浮力F甲浮=F乙浮=F丙浮
②容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙
③液体的密度ρ甲>ρ乙>ρ丙
④液体对容器底的压强p甲<p乙=p丙
A.只有①② B.只有②④ C.只有①③ D.只有③④
4.(2023·湖北黄石·统考模拟预测)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.A密度最大 B.A受到的浮力最大
C.三个容器对桌面的压强一样 D.丙容器底部受到水的压力最大
5.(2023·湖北宜昌·模拟预测)如图所示,一颗熟透的苹果从某一高度掉入湖水中,最终苹果漂浮在水面上。下列有关该过程的说法中正确的是( )
A.苹果无论在下沉、上浮的过程中,还是最终漂浮,苹果所受浮力的大小始终与它所排开水所受重力相等
B.苹果下沉是由于水对它没有向上的力的作用
C.苹果受到的浮力的大小与苹果的密度有关
D.苹果最终漂浮时苹果所受浮力大于苹果自身的重力
6.(2023·湖北黄冈·模拟预测)如图,放置于水平面上的圆柱形容器装有某种液体,内部悬停有一硬质小球,其下端连接着一根细金属链条,链条的一部分堆积于容器底部,当液体随温度发生热胀冷缩现象时,小球的悬停位置也会发生变化。则当温度升高时,有( )
A.小球会上升一段距离
B.小球受到的浮力大小不变
C.容器对支持面的压强将变大
D.液体对容器底部的压强将变小
7.(2023·湖北随州·模拟预测)下列所做的实验中,说法正确的有( )
①两次海绵形变程度不同,说明压力作用效果与受力面积有关
②用纸片盖住装满水的瓶口,倒立后纸片不下落,则大气压强等于水柱的压强
③洗手盆下的U形“反水弯”是一个连通器,体能阻止臭气和飞虫由下水道进入室内
④船闸是利用物体的浮沉条件工作的
A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④
8.(2023·湖北鄂州·模拟预测)下列估测中最不符合实际的是( )
A.中学生课桌的高度大约是0.70m
B.人步行的速度大约是1.1m/s
C.中学生站立时对地面上的压强约为1000Pa
D.漂浮在死海上的人所受浮力约为500N
9.(2023·湖北荆门·模拟预测)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(如图甲)。图乙和图丙是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中。若密度计在图乙和图丙中浸入液体的体积之比为5:2,下列说法正确的是( )
A.密度计在图乙和图丙中所受浮力之比为5:2
B.该密度计在液体中处于悬浮状态
C.图乙和图丙中液体密度之比为5:2
D.若图乙中液体为水,则图丙中的液体密度为2.5×103kg/m3
10.(2023·湖北黄冈·统考模拟预测)如图所示,两个体积、质量均不同的木块A、B,分别浮在U形水槽的左右臂的水面上,mA>mB,将水槽支于O点,水槽恰好平衡,若将物块B从水槽右臂取出,叠放在物块A上,则水槽( )
A.左端向下倾斜 B.仍保持平衡
C.右端向下倾斜 D.无法判断
11.(2023·湖北黄冈·统考一模)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中。当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示。则( )
A.甲杯底部所受的液体压力较大 B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大 D.鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大
12.(2023·湖北黄冈·统考模拟预测)小明同学在家帮助妈妈做家务,他在洗碗时发现,同一只瓷碗既可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示为碗在水中位置的示意图,下列说法正确的是( )
A.瓷碗能漂浮在水面上,说明瓷碗的密度比水的密度小
B.瓷碗甲底部受水向上的压力比瓷碗乙底部受水向上的压力大
C.瓷碗沉入水底时所受的浮力比漂浮时的大
D.瓷碗沉入水底时容器底部受到水的压强比漂浮时的小
二、多选题
13.(2023·湖北天门·统考模拟预测)如图所示,甲、乙两个完全相同的杯子,倒入相同体积的水和浓盐水。将同一个鸡蛋,先后放入两杯液体中静止时,鸡蛋在甲杯中下沉,在乙杯中悬浮。( )
A.鸡蛋的密度大于甲杯中液体的密度
B.乙杯中鸡蛋受到的浮力大于重力
C.甲杯底部受到的压强小于乙杯底部受到的压强
D.乙杯中鸡蛋受到的浮力大于甲杯中鸡蛋受到的浮力
三、实验题
14.(2023·湖北襄阳·模拟预测)小李利用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、酱油、牙签等器材,进行了“浮力与什么因素有关”的探究。他们利用调好的电子秤进行了以下操作:
①烧杯中装适量水,用电子秤称出烧杯和水的质量,如图A
②将木块放入烧杯中,称出木块漂浮在水中时烧杯的总质量,如图B
③用牙签逐渐把木块压入水中直至浸没(木块没有接触烧杯壁和底),分别记下木块在不同位置时电子秤的读数,如图C、D、E。
(1)小李据步骤A、B计算出木块质量为______g;
(2)比较分析实验步骤A、B、C、D、E中电子秤的读数,说明:浸在水中的木块所受的浮力与物体______有关;将杯中的水换成相同质量的酱油进行了如图F的操作,对比实验步骤A、E和F中电子秤的读数可知,木块受的浮力还与______有关;
(3)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,主要运用的科学探究方法是______,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是______;
(4)根据小李的分析,下列关于木块所受浮力F浮、电子秤所受压力F压与木块下表面在水中深度h的关系图像正确的是______。
A.B.C. D.
15.(2023·湖北十堰·模拟预测)为了探究圆柱体在不同液体中受到的浮力,某同学进行了如图所示的实验(图A、B、C中的液体是水)。
(1)为了探究与的关系,需要在图中操作的基础上增加一个步骤,请写出该步骤的内容:用弹簧测力计测量______;
(2)由图中步骤B、E可知,浮力的大小跟________有关;
(3)圆柱体的体积为________;未知液体的密度为________kg/m3;
(4)若B步骤中的溢水杯放在电子秤上,如图F,在圆柱体浸入水的过程中(未接触容器底),电子秤的读数将_______。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
16.(2023·湖北随州·统考模拟预测)如图1所示,小明对浸在液体中的金属块所受浮力进行了探究,A、B、C图中弹簧测力计示数的示数分别为F1、F2、F3。
(1)实验中发现F2<F3,说明在物体所受浮力的大小与__________有关;
(2)如图2是小明绘制的“弹簧测力计示数与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象和“金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象。其中能够表示“金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”的图象为__________(选填“a”或“b”)。分析该图象可得:金属块浸没水中后所受浮力大小与金属块所处的深度__________(填“有关”或“无关”);
(3)水的密度用ρ水表示,利用所测物理量的符号,得到煤油的密度表达式:ρ煤油=__________。
17.(2023·湖北黄冈·统考一模)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯,一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究(ρ水=1.0×103kg/m3);
(1)若先完成实验乙,再完成实验甲,则测得的浮力将___________(选填“偏大”或“偏小”);
(2)分析___________(填实验序号)两次实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析丙、戊两次实验可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与___________有关;
(4)根据图中实验数据计算出圆柱体的密度为___________kg/m3。(g取10N/kg)
18.(2023·湖北咸宁·模拟预测)如图所示是某物理兴趣小组验证“阿基米德原理”的实验操作过程示意图。
(1)验证阿基米德原理实验的合理顺序是______;(填字母代号)
(2)金属块浸入溢杯前,溢杯里水面高度应______;
(3)金属块浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(4)金属块的密度为______kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(5)比较______(填字母代号)和______(填字母代号)的操作可得出结论:浸入液体中的物体所受的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小。
四、计算题
19.(2023·湖北咸宁·模拟预测)如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm。弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为400g(g取10N/kg)。求:
(1)物体所受的浮力是多少?
(2)物块的密度是多少?
20.(2023·湖北黄冈·模拟预测)2022年5月15日新闻,“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中,浮空艇(表皮很薄的气囊)体积为9000m3,内部充有氦气和空气的混合气体,其密度为0.2kg/m3,浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg,浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上(如图)。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3,g取10N/kg,缆绳的重力不计,仪器舱体积可忽略不计。求:
(1)浮空艇内气体的质量;
(2)浮空艇所受到的浮力;
(3)为了有效控制浮空艇,要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍,则锚泊车的质量是多少?
21.(2023·湖北恩施·模拟预测)如图是一款“空气浮力演示器”:将一空心金属球通过细线静止悬挂在滑轮上,用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气,可根据分度值为0.1N的弹簧测力计反映出关于空气的浮力大小变化情况。已知玻璃容器的容积为0.06m3,该空心金属球用密度为9×103kg/m3的材料制成,其重力为4.5N,总体积为5×10-3m3;压入空气前,容器内原有的空气密度为1.2kg/m3,(滑轮和细线的重力、配重的体积及摩擦均不计)。求:
(1)该金属球的实心体积;
(2)压入空气前,弹簧测力计的示数;
(3)现通过气泵向玻璃容器内压入空气,为了使演示器中的弹簧测力计示数变化0.1N,则需要压入空气质量;
22.(2023·湖北黄冈·统考模拟预测)有两个不吸水的圆柱体A和圆柱体B、A的顶部系有一根轻质细线,已知A的质量为1.32kg,密度为1.1×103kg/m3,高为12cm,B的底面积为60cm2,(g取10N/kg)
(1)求A的重力;
(2)将B竖直放在水平桌面上,再将A竖直放在B的正上方,求A对B的压强;
(3)将A竖直放入薄壁柱形容器中,向容器中缓慢加入液体直至加满,液体体积与深度的关系如图所示。用细线将A竖直向上提升2cm时,细线的拉力为3.6N,求液体的密度。(圆柱体A始终处于竖直状态)
23.(2023·湖北鄂州·模拟预测)随着城市建设的高速发展,城市内涝时有发生,排涝抢险作业越来越被重视,但在排涝作业中,需要抢险人员涉水作业,抢险人员存在着工作强度和安全隐患较大的问题。如图是某款水陆两栖排涝机器人,该机器人可无线遥控控制,能达到涵洞,地下室等抢险人员不便到达的地方,当水深达到一定程度,该机器人还可以漂浮在水面上进行排水作业。(g=10N/kg)
(1)该机器人的总质量为770kg,轮子与地面接触的总面积为0.2m2,求:该机器人行走时对地面的压强是多少Pa?
(2)该机器人两侧各装有一个浮箱,可使该机器人在深水中时能漂浮在水面上进行排水作业,漂浮时浮箱浸没在水中,机器人除浮箱外有0.27m3浸没入水中,每个浮箱的质量为50kg,制成浮箱的材料的密度为5×103kg/m3。问:每个浮箱空心部分体积为多少m3?
24.(2023·湖北恩施·模拟预测)如图所示,在水平桌面上有一圆柱形容器,底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为8cm的正方体物块,当容器中水的深度为25cm时,物块有四分之一的体积露出水面,此时弹簧恰好处于原长状态。然后往容器中慢慢加水(水未溢出),直至物块恰好浸没。(水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)物块的密度和弹簧的原长;
(2)物块恰好浸没时受到弹簧的拉力大小。
25.(2023·湖北武汉·模拟预测)中国自行研制的国之重器“新光华”号半潜船有两个足球场那么大,是海上的“大力神叉车”,也是我国最大、世界第二大的10万吨级半潜船,它通过本身压水舱中压载水的调整,把装货甲板潜入水中,以便将所要承运的不可分割的特大件货物(如驳船、游艇、舰船、钻井平台等)从指定位置浮入半潜船的装货甲板上,定位后排放压水舱中压载水,直至半潜船上浮至预定的水线,如图甲所示,“新光华”号半潜船,在运载货物时通常采用两种方式:一是如图乙所示的“非浮载”方式;二是为了运载更重货物时,采用的如图丙所示的“浮载”方式,其主要参数如表:(海水密度取1×103kg/m3,1节=1.8km/h)
总长/m
22.5
船宽
68
设计吃水/m
18.6
最大下潜吃水/m
30
最大载货(非浮载)/万吨
7
最大载货(浮载)/万吨
10
发动机输出功率/kW
1.6×106
最大航速/节
14.5
(1)“新光华”号半潜船处在最大下潜状态时,船底所受海水的压强为多少Pa?
(2)半潜船处在最大下潜状态时,船底面积为1dm2船板所受海水的压力约为多少?
(3)若半潜船以最大非浮载装货时,船和货物排开海水的体积为V1。该半潜船在某次工作中为了运载更重的货物,采取了浮载方式装货,当达到最大浮载时,船和货物所排开海水的体积为V2,则此时船和货物所排开海水的体积增大多少?
26.(2023·湖北随州·模拟预测)如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6N的木块A放入水中,再将另一重力为2N的合金块B放在木块A的上方,此时木块A恰好有的体积浸入水中(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)此时木块A受到的浮力大小;
(2)木块A的密度;
(3)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量。
五、综合题
27.(2023·湖北武汉·模拟预测)如图甲是卫生间一种智能抽水的马桶水箱示意图。其工作原理如图乙所示,当出水管阀门打开,水从出水管流出,水箱中的水减少,空心铜球就在重力作用下,随着水位下降而向下运动,通过金属杆AB绕O点转动,向上拉动进水管阀门,使水能通过进水管进入水箱;当出水管阀门关闭,随着不断进水,水箱中的水位不断上升,空心铜球随着向上运动,当金属杆处于水平位置时,把进水管阀门堵严,不再进水。如表为这种马桶的相关参数:
项目
内容
适用水压
0.2~0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)图甲中的存水弯管实际是一个___________,其作用是:___________;
(2)某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则配水房提供的水压应不低于___________Pa;
(3)如果进水管的阀门的受力面积是24mm2,设计能承担的压强是5×105Pa(超过该压强,阀门就可以关严,不再进水。)金属杆AB能绕O点转动,其质量及形变忽略不计,且不考虑出水管阀门对杠杆的影响。AB长216mm,AO长24mm,空心铜球的质量为70g,重力和浮力可以认为作用在其几何中心,则:铜球浸没后产生浮力为___________N ; 空心铜球的体积是___________m3。
参考答案:
1.C
【详解】图中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,所以,乒乓球不受浮力,乒乓球上部有水,水对乒乓球有一个向下的压力,故C正确,ABD错误.
2.C
【详解】A.A未浸入水时,水对容器底的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06 m=600Pa
故A不符合题意;
B.A未浸入水时,容器对桌面的压强为
故B不符合题意;
C.A浸没在水中时受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N
由于力的作用是相互的,圆柱体A受到水的浮力也会给水一个相等的反作用力F',容器对桌面的压力为水的重力与F'的合力,容器对桌面的压强为
故C符合题意;
D.A浸没在水中静止时受到平衡力的作用,它受到细线的拉力大小为
F拉=GA-F浮=0.6N-0.2N=0.4N
故D不符合题意。
故选C。
3.A
【详解】①根据图示可知,甲悬浮,乙、丙漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故
F甲浮=F乙浮=F丙浮
故①正确;
③④由图可知,物体排开的液体的体积关系为
V甲>V乙>V丙
由于
F甲浮=F乙浮=F丙浮
根据阿基米德原理可知
ρ甲<ρ乙<ρ丙
故③错误;
因为丙的密度最大,并且液体的深度相同,因此由p=ρgh可知,丙容器底所受的压强最大,其次是乙,再次是甲,故液体对容器底的压强
p甲<p乙<p丙
故④错误;
②根据图示可知,三个容器中液面的高度相同,甲中物体排开液体的体积最大,丙中物体排开液体的体积最小,所以丙中液体最多,由③知丙液体的密度最大,由m=ρV知丙液体的质量最大,且三个物体和容器相同,由
F=G=mg
可知,丙容器对桌面的压力最大,其次是乙,最小的是甲,故容器对桌面的压力
F甲<F乙<F丙
故②正确。
故选A。
4.C
【详解】B.由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系
VA排
FA
A.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
GA
可知,三个物体的密度大小关系
ρA<ρB<ρC
故A错误;
C.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
F甲=F乙=F丙
容器的底面积相同,根据可知容器对桌面的压强大小关系
p甲=p乙=p丙
故C正确;
D.三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρ水gh可知,容器底受到水的压强关系
p甲′=p乙′=p丙′
容器的底面积相同,根据F=pS可知,容器底部受到水的压力大小关系
F甲'=F乙'=F丙'
故D错误。
故选C。
5.A
【详解】A.根据阿基米德原理可知,物体所受的浮力大小等于其排开液体的重力。故A正确;
B.苹果在水中之所以下沉是因为其受到的重力大于自身的浮力。故B错误;
C.根据可知,苹果所受的浮力与液体密度有关。故C错误;
D.苹果漂浮时,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,根据二力平衡原理可知,此时重力等于浮力。故D错误。
故选A。
6.D
【详解】AB.液体温度升高,液体体积增大,密度减小,根据阿基米德原理,物体受到浮力减小,小球会下沉,故AB错误;
C.容器底面积不变,所有物体的总质量不变,因此总压力不变,底部压强不变,故C错误;
D.容器底部受到的压力等于液体的重力和小球及铁链对水的压力,因为力的作用是相互的,小球及铁链对水的压力等于水对它们的浮力。沉底后,小球及铁链受到浮力减小,因此容器底部受到的总压力变小,底面积不变,所以液体对容器底部的压强将变小,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】①图中,控制压力相同,而受力面积不同,受力面积越小,海绵的凹陷程度越明显,说明压力作用效果与受力面积有关,故①正确;
②一标准大气压能支持10m高的水柱,而题图中水柱的高度没有10m高,故②错误;
③洗手盆设计的U形反水弯是连通器,连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平,可以防止异味由下水道进入室内,是利用了连通器的原理,故③正确;
④船闸底部相通、上端开口,是利用了连通器的原理,故④错误。
故选A。
8.C
【详解】A.中学生的高度约为1.6m,课桌高度约为身高的一半,约为
0.7m与0.8m相差不大,比较符合实际,故A不符合题意;
B.人步行的速度大约是1.1m/s,比较符合实际,故B不符合题意;
C.中学生每只鞋的底面积大约为250cm2,即0.025m2,则中学生站立时,地面的受力面积S=0.05m2;中学生的质量大约为50kg,所以中学生对水平地面的压力约为
则压强约为
不符合实际,故C符合题意;
D.人漂浮在死海上时,处于平衡状态,则死海对人的浮力大小等于人的重力大小;人的重力大小约500N,所以人所受浮力大小也约为500N,比较符合实际,故D不符合题意。
故选C。
9.D
【详解】AB.同一密度计测量不同液体的密度时,都处于漂浮状态,密度计受到的浮力始终等于自身的重力,所以密度计在图乙和图丙中所受浮力相等,即浮力之比为1:1,故AB错误;
CD.密度计在图乙和图丙中所受浮力相等,由可知液体的密度和排开液体的体积成反比,已知密度计在图乙和图丙中浸入液体的体积之比为5:2,所以图乙和图丙中液体密度之比为2:5;若图乙中液体为水,则图丙中的液体密度为
故C错误,D正确。
故选D。
10.B
【详解】已知
说明在同样漂浮的情况下,A排开了更多的水,而水槽是个连通器,因此这些水会向另一侧流动,而使两侧液面仍保持相平,交换位置后道理也是一样,将两物块都叠放到一侧,它仍处于漂浮状态,重力仍等于排开的水重,当液面相平后,水槽仍会保持平衡,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.B
【详解】D.由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故D不符合题意;
C.鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可得
鸡蛋排开液体的质量相同,故C不符合题意;
B.根据浮沉条件可知,时物体漂浮,时物体悬浮,乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,且两杯中液面相平,根据p=ρgh ,乙杯底压强大于甲杯底压强,故B符合题意;
D.乙杯底压强大于甲杯底压强,根据F=pS可知,乙杯底压力大于甲杯底压力,故A不符合题意。
故选B。
12.D
【详解】A.瓷碗是空心的,所以瓷碗能漂浮在水面上,不能说明瓷的密度比水的密度小,故A错误;
B.瓷碗甲底部所处的深度小于瓷碗乙底部所处的深度,根据可知,瓷碗甲底部受到水的压强小于瓷碗乙底部受水的压强,根据可知瓷碗甲底部受水向上的压力比瓷碗乙底部受水向上的压力小,故B错误;
C.由于瓷碗浸没时是下沉,浮力小于重力,而漂浮时浮力与瓷碗重力相等,所以瓷碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力,故C错误;
D.由图可知,甲容器中水的深度大于乙容器中水的深度,根据可知,瓷碗沉入水底时容器底部受到水的压强比漂浮时的小,故D正确。
故选D。
13.ACD
【详解】A.因为鸡蛋在甲杯中下沉,所以鸡蛋的密度大于甲杯中液体的密度,即ρ甲<ρ鸡蛋,故A符合题意;
B.因为鸡蛋在乙杯中悬浮,所以乙杯中鸡蛋受到的浮力等于重力,故B不符合题意;
C.因为鸡蛋在乙杯中悬浮,则鸡蛋的密度等于乙杯中液体的密度,即ρ乙=ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙,又因为甲、乙两个完全相同的杯子,倒入相同体积的水和浓盐水,且鸡蛋均浸没在液体中,则两杯子中液体的深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯底部所受液体的压强较大,故C符合题意;
D.鸡蛋在甲杯中下沉,则F浮甲<G鸡蛋,在乙杯中悬浮,则F浮乙=G鸡蛋,所以F浮甲<F浮乙,故D符合题意。
故选ACD。
14. 40 排开液体体积 液体密度 控制变量法 寻找结论的普遍性 D
【详解】(1)[1]将玻璃杯、水、木块视为一个整体,木块的质量
m木=mB-mA=140g-100g=40g
(2)[2]电子秤增加的质量等于木块被压浸入水中时排开水的质量,比较分析实验步骤A、B、C、D、E中电子秤的读数,从B~D读数越来越大,D、E示数不变,故得出的结论是:在排开液体的密度不变的情况下,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
[3]将杯中的水换成相同质量的酱油进行了如图F的操作,图F中电子秤的读数较大,酱油的密度较大,说明木块受到的浮力与液体的密度有关。
(3)[4]浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,所以实验需要用控制变量法。
[5]为了使实验结论具有普遍性,需要用了不同液体并进行了多次实验。
(4)[6]AB.由图A和D可知,木块全部浸入水中排开液体的质量为
m排=190g-100g=90g=0.09kg
木块受到的浮力
F浮=G排=m排g=0.09kg×10N/kg=0.9N
液体的密度相同时,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比,即底面积相同的柱体,物体受到的浮力与浸入的深度成正比,当物体完全浸没时,物体受到的浮力不变,浮力大小是0.9N,所以浮力先变大后不变,故AB错误;
CD.开始容器内有水,压力不为零,由于浮力先变大后不变,所以排开液体的重力先变大后不变,电子秤所受压力先变大后不变,最大压力为0.9N,故D正确,C错误。
故选D。
15. 圆柱体重力G 液体密度 1×10-4 0.8×103 不变
【详解】(1)[1]实验中运用称重法测浮力,所以需要测量圆柱体重力G。
(2)[2]观察步骤B、E发现,将圆柱体浸没在不同液体中,圆柱体排开液体体积相同,圆柱体受到的浮力大小不同,所以浮力的大小跟液体密度有关。
(3)[3]观察步骤C、D发现,圆柱体排开水的重力
G水=G杯水-G杯=1.2N-0.2N=1N
则圆柱体的体积
[4]物体在水中受到浮力
F浮=G水=1N
则物体的重力
G物=F拉+F浮=1.7N+1N=2.7N
则物体在未知液体中受到浮力
F浮1=G物-F拉1=2.7N-1.9N=0.8N
则未知液体的密度
(4)[5]由于物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以烧杯对电子秤的压力大小不变,故电子秤的读数不变。
16. 液体的密度 a 无关 ρ水
【详解】(1)[1]物体受到的浮力大小
F浮=G﹣F示
在水和油中测力计示数不同,则物体受到的浮力不同,分析图B、C,物体排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,说明浮力大小跟液体的密度有关。
(2)[2][3]因F浮=ρ液gV排,在浸没前,金属块的下表面到水面距离h增大导致排开液体的体积增大,金属块所受浮力随金属块的下表面到水面距离h增大而变大;当浸没后,排开液体的体积不变,浮力不变,所受浮力与深度无关,因此,只有图像a符合题意。
(3)[4]金属块浸没在水中所受浮力F浮水=F1﹣F2;根据阿基米德原理F浮水=ρ水gV排,因浸没时
在油中受到的浮力F浮油=ρ油gV排油,又F浮油=F1﹣F3,因物体均浸没在液体中,故排开液体的体积相同,,因此
即
则油的密度为
17. 偏大 丙、丁 液体密度 1.25×103
【详解】(1)[1]若先完成实验乙,再完成实验甲,由于物体上附带水测量结果偏大,所测重力偏大,而根据称重法测量浮力,浸没后的拉力不变,测得的浮力偏大。
(2)[2]要探究浮力与深度关系,必须控制液体密度和排开液体的体积相同,对比图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,但拉力相同,说明浮力相同,得出与深度无关的结论。
(3)[3]对比丙、戊两次实验,液体的密度不同,而排开液体的体积相同,虽然深度不同,但与深度无关,而所测得的浮力不同,因而探究的是浮力与液体密度的关系。
(4)[4]根据甲图,物体的重力G=5N,根据
得
由图甲、丙所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力
由
得
由于物体浸没,V物=V排,联立解得
18. FABGCEDH 到达溢水杯杯口 1 AD FH
【详解】(1)[1]验证阿基米德原理实验的合理顺序是,先测量空桶,再测量石头的重力,再用称重法测量浮力,然后不断改变物体浸入液体中的体积并测量桶和水的总重,故顺序为FABGCEDH。
(2)[2]金属块浸入溢杯前,溢杯里水面高度应到达溢水杯的杯口。
(3)[3]金属块浸没在水中时,受到的浮力是
故浸没时的浮力为1N。
(4)[4] 金属块的体积为
故金属块的质量为
金属块的密度为
故金属块的密度为。
(5)[5][6]通过AD可知,浸没时物体所受的浮力;通过FH可知排开水的重力,故比较两者的关系即可。
19.(1)4N;(2)2.5×103kg/m3
【详解】解:(1)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力
F浮=G排=m排g=0.4kg×10N/kg=4N
(2)物块浸没于水中时,物块的体积与它排开水的体积相同,即
物块的质量
则物块的密度
答:(1)物体所受的浮力是4N;
(2)物块的密度是2.5×103kg/m3。
20.(1)1.8×103kg;(2)1.08×105N;(3)2.1×104kg
【详解】解:
(1)由得
(2)由阿基米德原理得
(3)浮空艇受4个力而平衡
所以为
又因为要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍
答:(1)浮空艇内气体的质量为1.8×103kg
(2)浮空艇所受的浮力为1.08×105N
(3)锚泊车的质量是2.1×104kg
21.(1)5×10-5m3;(2)8.88N;(3)0.055kg
【详解】解:(1)由得
由得实心体积
(2)因为金属球浸没在空气中,所以
则金属球受到的浮力
对金属球受力分析得拉力
滑轮和细线的重力、配重的体积及摩擦均不计,则弹簧测力计的示数
(3)压入气体后,气体密度变大,变大,弹簧测力计的示数会变小。则
此时金属球的浮力
气体的密度
则压入气体的质量
答:(1)该金属球的实心体积是5×10-5m3;
(2)压入空气前,弹簧测力计的示数是8.88N;
(3)现通过气泵向玻璃容器内压入空气,为了使演示器中的弹簧测力计示数变化0.1N,则需要压入空气质量是0.055kg。
22.(1) 13.2N;(2) 2.2×103Pa;(3) 0.8×103kg/m3或1.2×103kg/m3
【详解】(1)由 知道,A的重力为
GA=mAg=1.32kg×10N/kg=13.2N
(2)由知道,A的体积为
A的底面积为
由于SA>SB,所以A与B的接触面积为
S=SB=60cm2
A对B的压强为
(3)结合图象信息知道
﹣﹣﹣﹣①
﹣﹣﹣﹣②
解得S容:SA=3:1,所以,容器的底面积为
S容=300cm2
若ρA>ρ液,物体A受力如图为
物体A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡,即
F浮+F拉=GA
所以物体A受到的浮力为
F浮=GA﹣F拉=13.2N﹣3.6N=9.6N
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和V排=VA知道
若ρA<ρ液,设液面下降的高度为
由于物体A漂浮时,F浮=GA,细绳拉着时,,所以,物体受到的浮力变化量为
解得
△h=1cm
解得液体的密度为
答:(1) A的重力是13.2N;
(2)将B竖直放在水平桌面上,再将A竖直放在B的正上方, A对B的压强是2.2×103Pa;
(3)将A竖直放入薄壁柱形容器中,向容器中缓慢加入液体直至加满,液体体积与深度的关系如图所示。用细线将A竖直向上提升2cm时,细线的拉力为3.6N,液体的密度是0.8×103kg/m3或1.2×103kg/m3。
23.(1)3.85×104Pa;(2)0.24m3
【详解】解:(1)根据题意可知,该机器人行走时对地面的压力为
该机器人行走时对地面的压强为
(2)根据题意可知,机器人漂浮时所受的浮力为
根据阿基米德原理可知,机器人排开水的体积为
每个浮箱的体积为
而材料的体积为
所以每个浮箱空心部分体积为
答:(1)该机器人行走时对地面的压强是3.85×104Pa;
(2)每个浮箱空心部分体积为0.24m3。
24.(1);19cm;(2)1.28N
【详解】解:(1)物体的体积为
V物=(8cm)3=512cm3
当容器中水的深度为25cm时,物块有四分之一的体积露出水面,此时弹簧恰好处于原长状态,说明此时物体处于漂浮状态,所以
此时物体排开液体的体积为
则
弹簧的原长为
(2)物块恰好浸没时
此时物体所受浮力为
物体的重力为
因为此时物体处于静止状态,处于平衡状态,此时受力平衡,即
则弹簧的拉力大小为
答:(1)物块的密度是,弹簧的原长是19cm;
(2)物块恰好浸没时受到弹簧的拉力大小为1.28N。
25.(1)3×105Pa;(2)3000N;(3)3×104m3
【详解】解:(1)“新光华”号半潜船处在最大下潜状态时,船底所受海水的压强
P=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
(2)半潜船处在最大下潜状态时,由可得,船底面积为1dm2船板所受海水的压力
F=pS=3×105Pa×1×10-2m3=3000N
(3)半潜船以最大非浮载装货时所受的浮力
F浮1=G船+G1=G船+m1g=G船+7×104×103kg×10N/kg=G船+7×108N
当半潜船以最大浮载方式装货时所受的浮力
F浮2=G船+G2=G船+m2g=G船+10×104×103kg×10N/kg=G船+1×109N
当半潜船以最大浮载方式装货时,船和货物所受浮力增大量
ΔF浮=F浮2-F浮1=(G船+1×109N)-(G船+7×108N)=3×108N
由F浮=ρ液gV排可得,此时船和货物所排开海水的体积增大量
答:(1)“新光华”号半潜船处在最大下潜状态时,船底所受海水的压强为3×105Pa;
(2)半潜船处在最大下潜状态时,船底面积为1dm2船板所受海水的压力约为3000N;
(3)此时船和货物所排开海水的体积增大3×104m3。
26.(1)8N;(2)0.6×103kg/m3;(3)200Pa
【详解】解:(1)由图可知,A物体的重力为,B物体的重力为,A、B整体漂浮在水面上,则此时木块A受到的浮力为
(2)由阿基米德原理可知,此时木块A排开水的体积为
所以木块A的体积为VA满足
故
根据公式
可知木块A的密度为
(3)容器底部面积为
因为容器为柱形容器,A、B整体漂浮在水面上,所以水对容器底的压力等于A、B及水的重力之和,若取走B,水对容器底部压力减小量为
所以取走B,水对容器底部压强的减小量为
答:(1)此时木块A受到的浮力大小为8N;
(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量为200Pa。
27. 连通器 可以防止下水道里的臭味散发出来 4×105 2.2N 2.2×10﹣4
【详解】(1)[1][2]如图所示为坐便器下的存水弯管,水不流动时,U形管两侧的水相平,故存水弯管实际上是一个连通器;存水弯管的作用是可以防止下水道里的臭味散发出来。
(2)[3]20m高水柱产生的压强为
p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa
该马桶使用的最低水压为
p2=0.2MPa=2×105Pa
则配水房提供的水压应不低于
p=p1+p2=2×105Pa +2×105Pa=4×105Pa
(3)[4][5]进水阀门受到的压力为
F1=pS=5×105Pa×24×10-6m2=12N
空心铜球的质量为70g,铜球的重力为
G=mg=70×10-3kg×10N/kg=0.7N
根据杠杆的平衡条件
F1·OA=F2·OB
得
对浮球进行受力分析可知,浮球受竖直向上的浮力、竖直向下的压力、竖直向下的重力,浮球在这三个力的作用下处于平衡状态,则铜球浸没后产生的浮力为
F浮=F2+G=1.5N+0.7N=2.2N
因铜球完全浸没,所以空心铜球的体积为
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