![三年湖北中考物理模拟题分类汇编---浮力01](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/6/15181414/0-1704788744480/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![三年湖北中考物理模拟题分类汇编---浮力02](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/6/15181414/0-1704788744511/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![三年湖北中考物理模拟题分类汇编---浮力03](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/6/15181414/0-1704788744551/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
三年湖北中考物理模拟题分类汇编---浮力
展开A.9NB.11NC.20ND.22N
2.(2021•鄂州模拟)将同一实心铁球分别投入水、煤油和水银中,静止后铁球位置如图所示。已知ρ煤油<ρ水<ρ铁<ρ水银,则铁球受到的浮力最大的是( )
A.在水中B.在煤油中C.在水银中D.无法确定
3.(2022•黄梅县校级模拟)水平台上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等的正方体物块M、N分别放入两杯中,静止时如图所示,液面刚好相平。则( )
A.M受到的浮力大于N受到的浮力
B.M的密度小于N的密度
C.甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强
D.若将N也放入甲液体中静止时,N沉在杯底
4.(2022•黄石港区校级模拟)如图所示,下列说法正确的是( )
A.如图甲,该压强计是一个连通器
B.如图乙,纸片在杯口不落下来,是因为大气压大于杯中水的重力
C.如图丙,密度计在两种液体中所受浮力FA=FB,两种液体的密度ρA>ρB
D.如图丁,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
5.(2021•恩施市校级模拟)将体积相同材料不同的甲乙丙三个实心物体,分别轻轻放入三个装水的相同容器中,静止时,甲、乙两物体漂浮、丙物体悬浮,液面高度相同,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个物体的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个物体受到的浮力大小关系是F甲=F乙<F丙
C.三个容器中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个容器底部对桌面的压强大小关系是p′甲=p′乙=p′丙
6.(2021•洪山区模拟)如图所示,在两个相同的烧杯中装有相同体积的甲、乙两种液体,将一个空的塑料药瓶瓶口扎上橡皮膜,用外力先后将药瓶竖直地浸入两种液体中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,这两次药瓶在液体里的位置相同,橡皮膜的形变程度相同。下列判断正确的是( )
A.药瓶在两种液体中均处于悬浮状态
B.两种液体的密度大小关系是ρ甲=ρ乙
C.橡皮膜受到的液体压强大小关系是p甲<p乙
D.药瓶在两种液体中受到的浮力大小关系是F浮甲>F浮乙
7.(2021•江汉区模拟)两个底面积不同容器,分别盛有甲、乙两种液体其密度分别为ρ甲、ρ乙,将两个完全相同的小球分别浸入这两种液体中,小球静止时的位置如图所示,此时两液面刚好相平。若两个小球所受的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲、p乙,下列说法正确的是( )
A.F甲=F乙 ρ甲>ρ乙 p甲=p乙
B.F甲=F乙 ρ甲>ρ乙 p甲>p乙
C.F甲<F乙 ρ甲>ρ乙 p甲>p乙
D.F甲=F乙 ρ甲<ρ乙 p甲<p乙
8.(2022•黄冈模拟)2021年12月9日下午15:40“天宫课堂”时隔8年再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。如图是演示“浮力消失”实验的情景。下列说法中正确的是( )
A.乒乓球不受浮力
B.乒乓球在水中静止时所受的重力与浮力平衡
C.乒乓球下表面所受的压力大于上表面所受的压力
D.若此时在水中放一个实心铁球,铁球会沉入水中
9.(2022•武穴市模拟)关于浮力,下列说法正确的是( )
A.在液体中下沉的物体不受浮力的作用
B.物体的体积越大,它所受的浮力就越大
C.液体的密度越大,物体在液体中所受的浮力就越大
D.物体完全浸没在同一种液体中,它所受的浮力大小与浸没的深度无关
10.(2022•汉阳区模拟)某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景,根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究物体受浮力大小与其浸入的深度关系
B.说明物体所受浮力大小跟排开液体的体积大小有关
C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
D.验证阿基米德原理F浮=G排
11.(2023•曾都区模拟)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.①③B.②④C.①②③D.①②③④
12.(2021•当阳市校级模拟)在“强军改革,科技兴军”的思想指引下,我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列描述正确的是( )
A.国产001A型航空母舰航行时所受的浮力大于重力
B.国产歼20战机机翼是利用空气流速越大的位置压强越小的原理获得升力
C.国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了减小坦克对地面的压力
D.国产094 A型潜水艇水舱充水时,潜水艇会逐渐浮出水面
13.(2021•宜城市模拟)如图所示,相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,则下列判断中正确的是( )
A.容器对地面的压强p甲>p乙
B.液体密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.物体排开液体的质量m甲<m乙
14.(2022•江岸区校级模拟)将新鲜的相同鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的柱形容器中,当鸡蛋静止时在容器中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.盛水容器中鸡蛋所受浮力较大
B.鸡蛋放入前后两容器对桌面压强的变化量相等
C.盛浓盐水容器底部受到盐水的压力可能小于鸡蛋的重力
D.往浓盐水中继续加盐并搅拌均匀使鸡蛋上浮的过程中,鸡蛋下方受到水的压力变大
15.(2022•恩施州模拟)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(g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
A.正方体受到的浮力为13N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面所处的深度为5cm
D.液体对物体下表面的压强为2.6×103Pa
16.(2022•江岸区校级模拟)如图所示,在弹簧测力计下悬挂一个重物A,缓缓浸入水与盐水中观察到测力计示数如图所示。下列说法错误
的是( )
A.图B中的物体A浸在水中的体积是A的体积的一半
B.图C中的物体A下表面受到的液体压力为2N
C.图D中的物体A密度为3×103kg/m3
D.图E中的盐水的密度为1.2×103kg/m3
17.(2023•洪山区模拟)最大容积为400mL的烧杯静置在水平桌面上,烧杯内有质量为200g的水,现将一个体积为330mL的可乐罐缓慢浸入烧杯中,直到烧杯溢出水的质量为100g,如图所示。下列说法正确的是( )
A.当烧杯溢出水的质量为100g时,可乐罐的浮力大小是1N
B.整个过程中烧杯对桌面的压强一直变大
C.整个过程中烧杯底受到的水的压强一直变大
D.整个过程中可乐罐对手的作用力一直变大
18.(2023•武汉模拟)如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的几个实验情景。甲、乙和丙中,弹簧测力计的示数分别为3.0N、2.0N和1.8N。下列说法中正确的是( )
A.对比甲、乙、丙三图,可以探究物体所受浮力与物体浸入液体的体积的关系
B.实验所用圆柱体的体积是200cm3
C.盐水的密度是1.1g/cm3
D.乙、丙两图中,剪断细线,金属圆柱体沉底,烧杯对桌面的压力的增大值之比为10:9
19.(2023•通城县校级二模)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
20.(2023•大冶市模拟)如图所示,水平桌面上的完全相同的容器内,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.物体所受浮力FA>FB>FC
B.三个物体密度ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到的水的压力F甲=F乙=F丙
D.容器对桌面的压强大小关系p甲>p乙>p丙
21.(2023•湖北模拟)用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,当把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。下列说法中错误的是( )
A.鱼离开水以后,不再受水的浮力,使人感觉鱼变重了
B.鱼离开水以后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
C.鱼离开水以后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
D.使用钓鱼竿钓鱼不省功
22.(2021•荆门一模)底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上,现将体积为500cm3、重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止时如图甲所示。若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使A恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积。则( )
A.物体B的密度为1.5×103kg/m3
B.物体B的体积为150cm3
C.容器对桌面的压强增加800Pa
D.绳子受到的拉力为4N
23.(2021•江岸区三模)如图所示,2019年12月17日,我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军,“山东舰”舰身长315米,舰宽约75米,满载排水量在67500吨,至少可以搭载36架歼﹣G15舰载机。航母飞行甲板倾角为12°,舰载机起飞的飞行仰角为14°,大西洋的海水密度比印度洋的海水密度大。下列分析错误的是( )
A.一架歼G15舰载机从航母起飞后,航母上浮一些
B.当船从北大西洋驶向印度洋时,航母下沉一些
C.如果地球的引力减小一半,船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小
D.航空母舰的排水量约为 67500t,说明它满载时排开水的体积约为67500m3
24.(2022•孝感模拟)2021年12月9日“天宫课堂”开讲,王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。对杯中乒乓球的描述,不正确的是( )
A.不能漂浮在水面上
B.受到的重力接近于零
C.可以在水中任意位置悬浮
D.上下表面几乎没有受到压力
25.(2022•荆门模拟)075型两栖攻击舰是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰,舰长约235m,宽约36m,排水量约为3.5×104t。下列说法正确的是( )
A.此军舰满载时受到的浮力约为3.5×104N
B.舰载直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
C.此军舰从长江驶入东海后,船体会下沉一些
D.军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力
26.(2023•咸宁模拟)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.乙杯底部所受的液体压强较大
B.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大
C.鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大
D.甲杯底部所受的液体压力较大
27.(2023•江岸区模拟)底面积为100cm2的烧杯中装有适量水。当金属块浸没在水中静止时,如图甲所示,弹簧测力计的示数F1=3.4N,水对杯底的压强为p1;当金属块总体积的露出水面静止时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为F2,水对杯底的压强为p2;若p1、p2之差为50Pa,g取10N/kg,则( )
A.金属块的体积V是2×10﹣3m3
B.弹簧测力计的示数F2是5.4N
C.金属块的密度是2.7×103kg/m3
D.金属块受到的重力是6.8N
28.(2021•武汉模拟)如图所示,水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g的圆柱形容器,容器内装有16cm深的某种液体。用弹簧测力计悬挂着底面积为40cm2的长方体物块,从液面逐渐浸入液体直到浸没,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入液体深度h的部分关系如图所示,(圆柱形容器的厚度忽略不计且液体始终没有溢出),则下列说法错误的是( )
A.液体的密度是2.5×103kg/m3
B.物块浸没时受到的浮力大小是8N
C.物块刚浸没时,容器对桌面的压强是5.5×103Pa
D.弹簧测力计示数为0时,液体对物块下表面的压力大小是16N
29.(2023•青山区校级模拟)水平桌面上有一质量为100g,底面积为100cm2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1.2kg
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
30.(2023•浠水县校级模拟)如图所示,桌面上有甲、乙两个体积相同、密度不同的实心小球,密度分别为ρ1和ρ2,两个完全相同的溢水杯中均盛满密度为ρ的液体。将小球甲放入溢水杯1中,静止后溢出液体质量为m1,将小球乙放入溢水杯2中,静止后溢出液体质量为m2。下列判断正确的是( )
A.m1=m2
B.若ρ1>ρ>ρ2,则m1<m2
C.若ρ1<ρ2,则m1一定不大于m2
D.若两小球均沉底,且ρ1<ρ2,甲球对杯底的压力大于乙球对杯底的压力
二.填空题(共21小题)
31.(2021•南漳县模拟)用不同材料制成有A、B、C三个实心小球,体积相等,放入盛有某液体的容器中,静止时各小球所处的位置如图所示,看图可以判断: 球的密度最大, 球受到的重力最大, 球受到的浮力最大。
32.(2022•黄石模拟)发生火灾时为避免吸入燃烧后产生的有毒气体,人应贴近地面爬行,因为燃烧形成的气体密度 (选项:A较大、B较小);飞机飞行的过程中,机翼上方的空气流速比机翼下方的流速 (选项:A大、B小),因此机翼会受到向上的升力的作用;三峡船闸是世界上最大的人造 (填一种物理模型);一艘轮船的排水量是1万吨,则说明船满载时货物和船的总质量为 。
33.(2022•孝感三模)2020年10月我国“奋斗者号”载人深潜器在马里亚纳海沟下潜达10907m的深度,深潜器在下潜过程中所受海水的压强 ,浮力 (两空选填“变大”、“变小”或“不变”)。用照相机拍摄海底清晰的画面时,需要进行补光用灯光对着 (填“摄像头”或“海底”)照射。
34.(2021•黄梅县模拟)两个相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,现缓慢放入两个体积相同的小球,如图所示。当小球静止时,从甲、乙两杯中溢出液体的质量相等,则甲杯中小球受到的浮力 乙杯中小球受到的浮力;甲杯中液体的密度 乙杯中液体的密度。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
35.(2023•湖北模拟)有一种浮力控制背心,潜水者可以向气囊中充气或从气囊中排气来调整受到的浮力,便于潜水者更轻松地在水下运动。停留在水中某一位置的潜水者要下潜到更深的地方,应该按下 (选填“充气阀”或“排气阀”)。下潜过程中,潜水者受到水的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
36.(2023•孝感一模)如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
37.(2023•襄阳模拟)如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲 ρ乙(选填“>”“<”或“=”);若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙。(选填“>”“<”或“=”)
38.(2023•黄冈三模)如图所示是“彩球温度计”及其简化图,常用做现代居家饰品。它由圆筒、液体及多个浮子组成,浮子是由玻璃球和温度标牌组成,每个浮子的体积相同而质量不同,温度降低,液体密度显著增大,当液体温度降至某个值时,标牌温度与该值相等的浮子上浮。温度标牌数值越大的浮子,它的密度越 (选填“小”或“大”);当环境温度降低时,浸没在液体中的浮子受到的浮力将 (选填“不变”、“变小”或“变大”);在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,此时的环境温度大致范围为 ℃。
39.(2023•湖北模拟)王老师用手将质量分布均匀的实心木球压入盛有水的烧杯底部,如图所示。松手后木球上浮,由此现象可知,木球的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;松手后,木球还处于浸没状态时受到浮力 (选填“大于”、“小于“或”等于”)重力。
40.(2022•谷城县模拟)质量相等的甲、乙两物体的密度分别为2g/cm3和5g/cm3,现分别用弹簧测力计挂住使之完全浸没在水中,受到浮力大的物体是 ,弹簧测力计测得的示数之比是 。
41.(2022•武汉模拟)一个底部横截面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器静止于水平桌面上,一个物体悬挂于弹簧秤下端,开始完全浸没在水中处于静止状态,如图甲,此时弹簧秤的读数为5N;后来缓慢提起物体,直到物体的体积露出水面,如图乙,发现容器底部水的压强减少了200Pa,已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg。物体的质量为 kg;物体的密度为 kg/m3;弹簧秤的读数变为 N;容器底部对桌面的压强变化了 Pa。
42.(2023•南漳县模拟)把一块质量是180克固体投入到水里,后来固体呈漂浮状态,这时它露出水面的体积是它总体积的十分之一;现在把该固体投入到另外一种密度是0.8×103kg/m3液体中,当固体完全浸没在液体中时,如图所示,这时该固体受到的合力是 N(计算时g取10N/kg),合力的方向是 。
43.(2022•枝江市一模)2021年4月23日,中国海军迎来了第72个生日,我国第一艘两栖攻击舰——“海南舰”交接入列(如图),该舰满载排水量约4万吨,可作为两栖车辆和气垫登陆艇的母船,运送士兵、步兵战车、主战坦克等武器装备。该舰满载时受到的浮力约是 N,它从长江口进入到东海,舰身会 (选填“上浮一些”、“位置不变”或“下沉一些”)(g=10N/kg)。
44.(2022•黄冈模拟)在甲、乙、丙三支相同试管中,检验人员分别盛放密度为ρ甲、ρ乙和ρ丙的硫酸铜溶液,在每支试管内滴入一滴体积相同的同一病毒感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。则血液滴在 试管溶液中受到的浮力最小,感染者血液的密度与 试管中溶液的密度相同, 试管底部受到溶液的压强最大。(选填“甲”、“乙”或“丙”)
45.(2021•武汉模拟)如图是阳逻深水港码头,排水量为1000t的货轮正在卸载货物,
(1)当吊车将一个重为35t的集装箱从船上吊起时,船会 一些,船所受的浮力会减小 N。
(2)在吊起该集装箱前后,若要保持货轮吃水深度不变,则应该向船舱中注入 kg的水。
46.(2023•汉阳区模拟)水平桌面上有一质量为150g,底面积为50cm2的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的距离为8cm,内盛350g的水。将质量为180g圆柱形金属块挂在弹簧测力计下,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1.2N。小桶收集到溢出水的重力为 N;金属块的密度为 kg/m3;当杯口不再有水溢出时,溢水杯对水平桌面的压强为 Pa。
47.(2021•宜城市模拟)在一个圆柱形容器内盛有适量的水,现将一质量为300g的密闭空心铁盒A放入水中,空心铁盒有体积露出水面;当铁盒上放一个小磁铁B时,铁盒恰好浸没水中,如图甲所示,当把它们倒置在水中时,A有的体积露出水面,如图乙所示,则小磁铁B的密度是 kg/m3。
48.(2021•宜城市二模)将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块受到的最大浮力为 N,细线对木块的最大拉力为 N。
49.(2021•鄂城区校级模拟)如图是某同学用一根粗细均匀的塑料管制成的密度计,分别将它放入酒精(密度0.8g/cm3)和密度为1.2g/cm3的盐水中静止时,液面对应塑料管的位置分别是A、B中的一个;在塑料管上分别标上刻度8和1.2。则A对应的刻度为 ;若C正好是AB的中点,则C对应的刻度为 。
50.(2021•荆州模拟)如图甲所示,一个底面积为200cm2、重为10N且足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上,现将一个边长为10cm的正方体实心物体M(不吸水)挂于弹簧下端,并置于柱形容器内,弹簧上端固定不动,现在向容器中缓慢注水,弹簧弹力大小与注水体积的变化图象如图乙所示,则当物块M刚好漂浮时加水质量为 kg,图乙中从A到B的加水过程中,水对容器底部的压强变化量为 Pa(不计弹簧的质量和体积,弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化IN,且弹簧在弹性限度内变化)。
51.(2021•襄城区模拟)在容积为100mL的杯中先放入一个小球,再倒入32g的酒精或43g的水都恰能将杯装满。倒入酒精时小球沉在杯底,倒入水时小球的状态是 (选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)。小球的体积为 cm3,密度为 kg/m3(ρ酒精=0.8g/cm3)。
三.实验探究题(共6小题)
52.(2022•黄冈模拟)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
猜想A:可能与物体浸没液体的深度有关;
猜想B:可能与物体排开液体的体积有关;
猜想C:可能与液体的密度有关;
为了验证上述猜想,李明利用如图所示的装置,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图a和b、c,可知猜想 (选填序号)是正确的;
(2)分析图a和 ,可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析图a和d、e、f,可得出浮力的大小与液体的密度之间的关系是:物体排开液体的体积相同时, 。
(4)若圆柱体浸在液体中,不小心碰到容器的底部,则测得的圆柱体的浮力 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
53.(2021•孝感模拟)如图,探究“浮力的大小跟哪些因素有关”和探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验。
(1)如图甲,探究浮力的大小跟哪些因素有关,把一个柱状固体竖直悬挂在弹簧测力计下,改变物体浸在液体中的 和物体浸没在液体内的 ,观察弹簧测力计的示数F,得出物体在液体中所受浮力的大小跟它们的关系;更换烧杯中的液体,把挂在弹簧测力计下的物体再次浸没在该液体中,可探究物体所受的浮力与 的关系。
(2)如图乙、图丙、图丁、图戊,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,图乙,把不溶于水的小石块竖直悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为F1;图丙,把空小桶竖直悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为F2;图丁,把挂在弹簧测力计下的小石块浸没在盛满水的溢水杯中,弹簧测力计的示数为F3;图戊,把盛有溢出水的小桶竖直挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为F4.当实验中的测量结果满足 的关系式时(用F1、F2、F3、F4表示),说明阿基米德原理成立。
(3)如图丁所示的实验中,若挂在弹簧测力计下的小石块在没有接触溢水杯中的水面之前,溢水杯没有盛满水,然后将小石块浸没在溢水杯里的水中。由此可得排开水的重力 小石块受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)只用图乙和图丁所示的实验操作,不用其它操作过程,即可测出小石块的密度。小石块密度表达式ρ小石块 (用F1、F3、ρ水表示)。
54.(2021•襄州区二模)小明用如图1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的关系图像(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变化的关系图像.分析图像可知,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。
55.(2023•浠水县校级三模)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F浮与G排的关系,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 m3;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”)
56.(2023•广水市三模)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,小明利用弹簧测力计下挂圆柱形物体进行实验,图乙中图像a为弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系图像。
(1)由图像a可知浮力与 (选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关;
(2)为了验证浮力大小与液体的密度的关系,他将水换成盐水和酒精重复上述实验, (选填“b”或“c”)是描述物块所受浮力随浸入盐水的深度变化的图象(ρ盐水>ρ水>ρ酒精);
(3)由此得出的结论:液体的密度越大,物体浸没入液体时受到的浮力越 (选填“大”或“小”);
(4)由(2)可知,小明在实验过程中使用的圆柱形物体的密度表达式为 (用所测得的物理量的字母表示,水的密度为ρ水)。
57.(2023•咸宁模拟)同学们在学习“阿基米德原理”这节课上,经过讨论,提出阿基米德原理的成立是否一定要以物体全部浸入液体为前提条件,于是提出了一个新的实验方案,并动手制作了如图所示实验装置,其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是自制的溢水杯,F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。
(1)实验前溢水杯装满了水,然后逐渐调高平台F,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 (选填“变大”、“变小”或“不变”),此过程说明物体所受浮力与 有关。
(2)多次记录弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB,并比较物体不同程度浸入液体时,以上两个变化量之间的大小关系,发现ΔFA ΔFB(选填“>”“<”或“=”),由此证明了阿基米德原理的成立 (选填“需要”或“不需要”)以物体全部浸入液体为前提条件。
(3)若在实验中物体C接触水面前测力计A的示数为5N,物体C浸没后测力计A的示数为3N,则物体的密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
四.计算题(共3小题)
58.(2023•曾都区模拟)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。
59.(2021•江岸区模拟)用手将一个重0.5kg,体积为200cm3的物体浸没水中不动,求:
(1)物体的重力;
(2)物体所受的浮力;
(3)手对物体施加多大的力;
(4)松手后物体将会怎样?为什么?
60.(2022•荆门模拟)如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克,它采用V型水冷涡轮增压柴油机,安装了先进的火控系统和多种光电技术设备,使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高,该坦克具有潜渡功能。若坦克重42t,高2.3m,履带与地面的总接触面积4m2。请利用给出的数据,求:
(1)坦克在水平路面行驶时,对地面的压强。
(2)坦克在深为5m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力。
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床的压力为105N,该坦克的体积是多大?
湖北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---浮力
参考答案与试题解析
一.选择题(共30小题)
1.(2021•鄂城区校级模拟)有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为20N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为9N.把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是( )
A.9NB.11NC.20ND.22N
【考点】浮力大小的计算.
【专题】计算题;浮力.
【答案】C
【分析】根据称重法计算出物体浸没在水中的浮力大小,再根据漂浮条件确定物体在水中的状态,最后根据漂浮条件计算物体受到的浮力大小。
【解答】解:
实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为20N,则物体重力G=20N;
把物体一半体积浸入水中时:
V排=V,
根据称重法可知浮力:
F浮=G﹣F=20N﹣9N=11N;
根据阿基米德原理可知:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=ρ水gV;
当物体全部浸没在水中时,V排′=V,
根据阿基米德原理可知,此时的浮力:F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV=2F浮=2×11N=22N>20N;
即F浮′>G,故物体上浮,直至漂浮,
物体漂浮时受到的浮力:F浮′′=G=20N。
故选:C。
【点评】本题考查了浮力的计算方法(漂浮条件、阿基米德原理),涉及到用称重法测量物体受到的浮力,知识点多,要能熟练解答。
2.(2021•鄂州模拟)将同一实心铁球分别投入水、煤油和水银中,静止后铁球位置如图所示。已知ρ煤油<ρ水<ρ铁<ρ水银,则铁球受到的浮力最大的是( )
A.在水中B.在煤油中C.在水银中D.无法确定
【考点】阿基米德原理的应用.
【专题】浮力.
【答案】C
【分析】根据物体浮沉的条件可判断出浮力与重力的关系,从而判断出浮力的大小。
【解答】解:同一实心铁球在水、煤油中下沉,可知浮力小于重力;在水银中漂浮,可知浮力等于重力。
所以铁球在水银中受到的浮力最大。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对物体的悬浮条件、阿基米德原理的掌握和运用,知道并利用上水银和水的密度关系是本题的关键。
3.(2022•黄梅县校级模拟)水平台上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等的正方体物块M、N分别放入两杯中,静止时如图所示,液面刚好相平。则( )
A.M受到的浮力大于N受到的浮力
B.M的密度小于N的密度
C.甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强
D.若将N也放入甲液体中静止时,N沉在杯底
【考点】物体的浮沉条件及其应用;液体压强的比较大小.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;浮沉的应用.
【答案】C
【分析】(1)根据物体浮沉条件比较两物块所受浮力关系;
(2)根据密度公式比较两物块的密度关系;
(3)首先根据阿基米德原理比较两种液体的密度关系,然后根据液体压强公式比较杯底受到的压强关系;
(4)首先根据两种液体的密度关系判断N放入甲液体中的状态。
【解答】解:A、物块M在甲中漂浮,则F浮M=GM;物块N在乙中悬浮,则F浮N=GN;
而两物块质量相等,即GM=GN,所以M受到的浮力等于N受到的浮力。故A错误;
B、由图知,M的体积小于N的体积,两物块质量相等,根据ρ=可知,M的密度大于N的密度。故B错误;
C、由图知,M排开液体的体积小于N排开液体的体积,又知M受到的浮力等于N受到的浮力;
根据F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙;
两液面等高,根据p=ρ液gh可知,甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强。故C正确;
D、物块N在乙中悬浮,则ρN=ρ乙,又因为ρ甲>ρ乙,所以ρN<ρ甲,故将N放入甲液体中静止时,N漂浮,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查物体浮沉条件、密度、液体压强公式的应用,同时考查阿基米德原理和浮力产生的原因等知识点,是一道综合性很强的题目,此题难度适中,适合学生训练,属于中档题。
4.(2022•黄石港区校级模拟)如图所示,下列说法正确的是( )
A.如图甲,该压强计是一个连通器
B.如图乙,纸片在杯口不落下来,是因为大气压大于杯中水的重力
C.如图丙,密度计在两种液体中所受浮力FA=FB,两种液体的密度ρA>ρB
D.如图丁,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
【考点】阿基米德原理的应用;物体的浮沉条件及其应用;连通器原理;大气压强的存在;大气压强与高度的关系.
【专题】压强、液体的压强;气体的压强、流体压强与流速的关系;浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】(1)上端开口、下端相连的容器为连通器;
(2)从大气压强的角度考虑;
(3)如图丙,密度计在两种液体中均漂浮,根据F浮=G可知,密度计所受浮力的大小关系,密度计在甲中排开液体的体积较大,根据ρ液=可知两种液体的密度大小关系;
(4)把水气压计从山下带到山上时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析。
【解答】解:A、上端开口、下端相连的容器为连通器,如图甲,该压强计U形管的左端未开口,不是一个连通器,故A错误;
B、如图乙,纸片在杯口不落下来,是因为大气压强对纸片有较大的大气压,故B错误;
C、如图丙,密度计在两种液体中均漂浮,根据F浮=G可知,所受浮力FA=FB,密度计在甲中排开液体的体积较大,根据ρ液=可知两种液体的密度ρA<ρB,故C错误;
D、把水气压计从山下带到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会升高,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查压强、浮力的有关知识,综合性较强,有一定难度。
5.(2021•恩施市校级模拟)将体积相同材料不同的甲乙丙三个实心物体,分别轻轻放入三个装水的相同容器中,静止时,甲、乙两物体漂浮、丙物体悬浮,液面高度相同,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个物体的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个物体受到的浮力大小关系是F甲=F乙<F丙
C.三个容器中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个容器底部对桌面的压强大小关系是p′甲=p′乙=p′丙
【考点】物体的浮沉条件及其应用;固体压强大小比较;液体压强的比较大小.
【专题】应用题;压强、液体的压强;浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】(1)甲、乙两物体漂浮,丙物体悬浮,根据物体的浮沉条件分析判断三个物体密度的关系,由于甲乙丙三个实心物体体积相同,根据m=ρV即可判断三个物体的质量大小关系;
(2)由图可确定三个烧杯中的V排关系,然后根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力大小关系;
(3)由于三个相同烧杯液面高度相同,从而根据p=ρgh判断烧杯底部受到水的压强的关系;
(4)由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则根据阿基米德原理、物体的浮沉条件判定物体重力与排开的水的重力的关系,进一步压力的关系,可判断压强关系。
【解答】解:
A、甲、乙两物体漂浮,丙物体悬浮,所以甲、乙两物体的密度小于水的密度,丙物体的密度等于水的密度,丙物体的密度最大,根据m=ρV可知,丙的质量最大;
漂浮时浮力等于重力,根据F浮=ρ液V排g可知,甲受到的浮力要小于乙受到的浮力,则甲的重力要小于乙的重力,甲的质量小于乙的质量;质量大小关系是m丙>m乙>m甲.故A错误。
B、由于甲乙丙三个实心物体的体积相同,则根据图可知排开水的体积关系:V甲排<V乙排<V丙排,根据F浮=ρ液V排g可知:F甲<F乙<F丙,故B错误;
C、因为三个相同烧杯液面高度相同,根据p=ρgh可知烧杯底部受到水的压强相等,即:p甲=p乙=p丙,故C错误;
D、因为三个相同烧杯液面高度相同,物体漂浮或悬浮时,浮力等于重力,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开的水的重力,即物体的重力等于排开的水的重力,所以水和物体的总重力相同,烧杯相同,则整体的重力相同,对桌面的压力相同,面积也相同,根据p=可得:烧杯底部对桌面的压强的关系是p′甲=p′乙=p′丙;故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生分析推理的能力,本题中解题的关键是由物体在水中所处的状态判断其密度和浮力大小的关系、知道烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力。
6.(2021•洪山区模拟)如图所示,在两个相同的烧杯中装有相同体积的甲、乙两种液体,将一个空的塑料药瓶瓶口扎上橡皮膜,用外力先后将药瓶竖直地浸入两种液体中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,这两次药瓶在液体里的位置相同,橡皮膜的形变程度相同。下列判断正确的是( )
A.药瓶在两种液体中均处于悬浮状态
B.两种液体的密度大小关系是ρ甲=ρ乙
C.橡皮膜受到的液体压强大小关系是p甲<p乙
D.药瓶在两种液体中受到的浮力大小关系是F浮甲>F浮乙
【考点】物体的浮沉条件及其应用;固体压强大小比较.
【专题】错解分析题;推理法;压强、液体的压强;浮沉的应用;理解能力.
【答案】D
【分析】(1)根据橡皮膜的形变程度相同可知橡皮膜受到的液体压强相同;
(2)由于橡皮膜在液体中所处的深度不同,根据液体压强公式p=ρgh比较两液体的密度大小。
(3)根据橡皮膜受到的压强变化判断瓶子排开水的体积变化,然后根据F浮=ρgV排判断受到的浮力变化;
(4)由于是同一个空的塑料药瓶,则重力一定,据此与浮力相比较即可判断其状态。
【解答】解:
BC、由于橡皮膜的形变程度相同,则橡皮膜受到的液体压强相同;即p甲=p乙,故C错误;
由图可知:橡皮膜在甲液体中所处的深度小于在乙液体中所处的深度,已知p甲=p乙,则根据p=ρgh可知:两种液体的密度大小关系是ρ甲>ρ乙,故B错误;
AD、由于是同一个空的塑料药瓶,且橡皮膜的形变程度相同,则塑料药瓶排开的甲乙液体的体积相同,根据F浮=ρ液gV排知,受到的浮力关系是F浮甲>F浮乙,故D正确;
同一个空的塑料药瓶的重力一定,由于F浮甲>F浮乙,所以药瓶在两种液体中不会都处于悬浮状态,故A错误。
故选:D。
【点评】此题考查液体压强特点、阿基米德原理,是一道综合性较强的题目,关键是根据橡皮膜的形变程度判断出受到的液体压强大小关系。
7.(2021•江汉区模拟)两个底面积不同容器,分别盛有甲、乙两种液体其密度分别为ρ甲、ρ乙,将两个完全相同的小球分别浸入这两种液体中,小球静止时的位置如图所示,此时两液面刚好相平。若两个小球所受的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲、p乙,下列说法正确的是( )
A.F甲=F乙 ρ甲>ρ乙 p甲=p乙
B.F甲=F乙 ρ甲>ρ乙 p甲>p乙
C.F甲<F乙 ρ甲>ρ乙 p甲>p乙
D.F甲=F乙 ρ甲<ρ乙 p甲<p乙
【考点】物体的浮沉条件及其应用;固体压强大小比较.
【专题】应用题;定性思想;推理法;压强、液体的压强;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)由图可知:甲中小球漂浮,乙中小球悬浮,则根据漂浮或悬浮的条件来即可判断浮力大小关系;根据浮沉条件即可判断液体密度的大小;
(2)由p=ρgh可知,液体对容器底部的压强关系。
【解答】解:读图可知,甲中小球漂浮,乙中小球悬浮;
根据漂浮或悬浮的条件可知:小球所受的浮力都等于它自身的重力,所以两个小球所受的浮力相等;故C错误;
根据浮沉条件可知:小球的密度小于甲液体的密度,小球的密度与甲液体的密度相等,所以,甲液体的密度较大;故D错误;
因为甲液体的密度较大,已知两液面刚好齐平,由p=ρgh可知,液体对容器底部的压强分别为p甲>p乙,故A错误,B正确。
故选:B。
【点评】此题综合考查了物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较等知识点,是一道综合性较强的题目。
8.(2022•黄冈模拟)2021年12月9日下午15:40“天宫课堂”时隔8年再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。如图是演示“浮力消失”实验的情景。下列说法中正确的是( )
A.乒乓球不受浮力
B.乒乓球在水中静止时所受的重力与浮力平衡
C.乒乓球下表面所受的压力大于上表面所受的压力
D.若此时在水中放一个实心铁球,铁球会沉入水中
【考点】浮力与浮力产生的原因;物体的浮沉条件及其应用.
【专题】应用题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】太空中属于失重状态;浮力产生的原因是浸入水中的物体受到液体对物体上下表面的压力差。
【解答】解:在太空中,物体都处于失重状态,乒乓球在水中静止时,没有受到水的压力,所以不会受到浮力,即乒乓球没有受到力;在水中放一个实心铁球,由于铁球处于失重状态,铁球不会沉入水底,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了浮力产生的原因、失重状态,属于基础题。
9.(2022•武穴市模拟)关于浮力,下列说法正确的是( )
A.在液体中下沉的物体不受浮力的作用
B.物体的体积越大,它所受的浮力就越大
C.液体的密度越大,物体在液体中所受的浮力就越大
D.物体完全浸没在同一种液体中,它所受的浮力大小与浸没的深度无关
【考点】阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上托的力叫做浮力;
(2)根据阿基米德原理的推导公式F浮=ρ液gV排可知影响浮力大小的因素是液体密度和物体排开液体的体积,据此分析判断。
【解答】解:
A、浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上托的浮力,在液体中下沉的物体也不例外,故A错误;
BC、根据F浮=G排=ρ液gV排可知,浮力的大小与ρ液和V排都有关;
物体的体积越大,但排开液体的体积不一定大,所以所受浮力不一定越大;液体的密度越大,但排开液体的体积不一定大,所以所受浮力不一定越大,故BC错误;
D.物体完全浸没在同一种液体中,液体的密度和排开液体的体积都不变,根据F浮=G排=ρ液gV排可知此时物体所受的浮力不变,即浮力大小与浸没的深度无关,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了浮力的定义、阿基米德原理的应用,注意浮力的大小只与液体密度和物体排开液体的体积有关,与其他因素无关。
10.(2022•汉阳区模拟)某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景,根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究物体受浮力大小与其浸入的深度关系
B.说明物体所受浮力大小跟排开液体的体积大小有关
C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
D.验证阿基米德原理F浮=G排
【考点】探究浮力大小与哪些因素有关.
【专题】实验题;测量型实验综合题;应用能力.
【答案】C
【分析】如图所示,可知物体都完全浸没在液体中,所以排开液体的体积相同,而其中一种液体是水、另一种液体是盐水,两种液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,即它们所受浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力大小与液体密度的关系;
【解答】解:
如图所示,可知物体都完全浸没在液体中,所以排开液体的体积相同,而其中一种液体是水、另一种液体是盐水,两种液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,即它们所受浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力大小与液体密度的关系,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查对影响浮力大小的因素,读图能力,分析能力。
11.(2023•曾都区模拟)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.①③B.②④C.①②③D.①②③④
【考点】物体的浮沉条件及其应用;压强的定义;连通器原理;大气压强的存在.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
(2)1标准大气压能支持10m高的水柱;
(3)连通器的原理:连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平。
【解答】解:
①②③④控制压力相同,而受力面积不同,根据海绵的凹陷程度可反映压力的作用效果,说明压力作用效果与受力面积有关,故①正确;
②1标准大气压能支持10m高的水柱,故②错误;
③洗手盆设计的 U 型反水弯是连通器,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,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,故④错误。
故选:A。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”、大气压的大小以及连通器的有关知识,难度不大。
12.(2021•当阳市校级模拟)在“强军改革,科技兴军”的思想指引下,我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列描述正确的是( )
A.国产001A型航空母舰航行时所受的浮力大于重力
B.国产歼20战机机翼是利用空气流速越大的位置压强越小的原理获得升力
C.国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了减小坦克对地面的压力
D.国产094 A型潜水艇水舱充水时,潜水艇会逐渐浮出水面
【考点】物体的浮沉条件及其应用;增大和减小压强的方法和应用;飞机的升力.
【专题】应用题;错解分析题;压强、液体的压强;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)航空母舰航行时处于漂浮状态,根据漂浮条件即可判断受到的浮力与重力关系;
(2)飞机的机翼通常都做成上面凸起,下面平直的形状。这样,当飞机起飞时,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。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力;
(3)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(4)潜水艇原来悬浮(浮力等于自重),当潜水艇水舱充水时,改变了自重,根据浮沉条件即可解答。
【解答】解:
A、航空母舰航行时处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知受到的浮力与重力相等;故A错误;
B、飞机的机翼通常都做成上凸下平,飞机起飞时,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,上下表面产生向上的压力差,即飞机的升力,故B正确;
C、坦克的履带非常宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D、潜水艇悬浮于水中,其所受浮力与重力相等,即F浮=G;由于水舱充水潜水艇的重力变大,重力大于浮力,所以潜水艇将下沉,故D错误。
故选:B。
【点评】本题以航母为题考查了阿基米德原理的运用、减小压强的方法等,综合性较强,难度适中。
13.(2021•宜城市模拟)如图所示,相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,则下列判断中正确的是( )
A.容器对地面的压强p甲>p乙
B.液体密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.物体排开液体的质量m甲<m乙
【考点】物体的浮沉条件及其应用;固体压强大小比较;液体压强的比较大小;阿基米德原理的应用.
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)首先根据物体在甲、乙两种液体的状态,利用物体浮沉条件判断甲、乙两液体与物体的密度关系,进而得出两种液体的密度关系;然后结合图示判断甲、乙两种液体的体积大小,利用重力和密度公式判断两种液体的重力大小,而容器对地面的压力等于容器、容器内物体和液体的重力之和,据此得出两容器对地面的压力关系。
(2)根据p=ρgh可判断两种液体对容器底部的压强大小。
(3)首先根据物体在甲、乙两种液体的状态,利用物体浮沉条件判断物体在两种液体中所受浮力关系,然后根据阿基米德原理,并结合重力公式得出物体排开两种液体的质量关系。
【解答】解:(1)两个完全相同的物体分别在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,
则由浮沉条件可知ρ物<ρ甲,ρ物=ρ乙,所以ρ甲>ρ乙,故B错误。
当物体静止后两液面刚好相平,则两容器内液体和物体排开液体的体积之和相等,
由图可知,物体排开甲液体的体积小于排开乙液体的体积,
故甲液体的体积大于乙液体的体积,
根据G=mg、ρ=可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,
两个物体完全相同,则重力相等,
两柱形容器相同,则重力相等,
容器对地面的压力等于容器、容器内物体和液体的重力之和,所以容器对地面的压力F甲>F乙,根据p=知p甲>p乙,故A正确;
(2)两液体的密度ρ甲>ρ乙,两液面相平,即h相同,
所以根据p=ρgh可知,液体对容器底部的压强p甲>p乙,故C错误。
(3)两个完全相同的物体在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,则F浮甲=G,F浮乙=G,故F浮甲=F浮乙,
根据阿基米德原理可知,物体排开液体的重力相等,
则由G=mg可知排开液体的质量相等,故D错误。
故选:A。
【点评】此题综合考查了重力和密度公式、阿基米德原理、液体压强公式、物体浮沉条件及其应用等多个力学知识点,利用整体思想分析容器对地面的压力是解答此题的关键。
14.(2022•江岸区校级模拟)将新鲜的相同鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的柱形容器中,当鸡蛋静止时在容器中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.盛水容器中鸡蛋所受浮力较大
B.鸡蛋放入前后两容器对桌面压强的变化量相等
C.盛浓盐水容器底部受到盐水的压力可能小于鸡蛋的重力
D.往浓盐水中继续加盐并搅拌均匀使鸡蛋上浮的过程中,鸡蛋下方受到水的压力变大
【考点】物体的浮沉条件及其应用;压力;固体压强大小比较;液体压强的比较大小.
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)鸡蛋排开水的体积等于排开盐水的体积,根据水和盐水的密度和F浮=ρ液gV排判断出鸡蛋受到浮力的关系;
(2)容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和;利用Δp=分析压强的变化量的大小关系;
(3)根据浮沉条件判断出浓盐水对鸡蛋的浮力与鸡蛋重力的关系,进而判断出鸡蛋对浓盐水的压力与鸡蛋重力的关系,浓盐水容器底部受到盐水的压力等于盐水和鸡蛋的重力之和,进而判断出盛浓盐水容器底部受到盐水的压力与鸡蛋的重力的关系;
(4)向盐水中继续加盐,盐水的密度增大,但鸡蛋下方的深度减小,根据p=ρgh和F=pS判断出鸡蛋下方受到水压力的变化。
【解答】解:
A、由图知,鸡蛋排开水的体积等于排开盐水的体积,由于水的密度小于盐水的密度,根据F浮=ρ液gV排可知盛盐水容器中鸡蛋所受浮力较大,故A错误;
B、鸡蛋放入前后两容器对桌面的压力变化量相同,两个容器的底面积相同,根据Δp=可知鸡蛋放入前后两容器对桌面压强的变化量相等,故B正确;
C、浓盐水对鸡蛋的浮力等于鸡蛋的重力,所以鸡蛋对浓盐水的压力等于鸡蛋的重力,浓盐水容器底部受到盐水的压力等于盐水和鸡蛋的重力之和,所以盛浓盐水容器底部受到盐水的压力大于鸡蛋的重力,故C错误;
D、向盐水中继续加盐,盐水的密度增大,但鸡蛋下方的深度减小,根据p=ρgh不能判断出压强的变化,由F=pS也不能判断出鸡蛋下方受到水压力的变化,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查物体浮沉条件、压强公式及其阿基米德原理公式应用,难度不大,属于常考题型。
15.(2022•恩施州模拟)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(g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
A.正方体受到的浮力为13N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面所处的深度为5cm
D.液体对物体下表面的压强为2.6×103Pa
【考点】浮力大小的计算;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】计算题;压强和浮力;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】(1)知道正方体上、下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下求出正方体受到的浮力;
(2)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据V=L3求出其体积即为排开液体的体积,根据F浮=ρ液gV排求出液体的密度;
(3)根据S=L2求出正方体的上表面积,根据p=求出液体对正方体上表面的压强,利用p=ρ液gh求出正方体上表面到液面的距离;
(4)正方体下表面的深度等于正方体上表面的深度加上正方体的边长,根据p=ρ液gh求出液体对物体下表面的压强。
【解答】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错误;
B.因物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以物体排开液体的体积V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρ液gV排可得,液体的密度ρ液===0.8×103kg/m3,故B正确;
C.正方体的上表面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
正方体上表面受到的压强p1===500Pa,
由p=ρ液gh可得,正方体上表面所处的深度h1===0.0625m=6.25cm,故C错误;
D.正方体下表面的深度h2=h1+L=6.25cm+10cm=16.25cm=0.1625m,
液体对物体下表面的压强p2=ρ液gh2=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1625m=1.3×103Pa,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理、固体压强公式、液体压强公式的应用,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
16.(2022•江岸区校级模拟)如图所示,在弹簧测力计下悬挂一个重物A,缓缓浸入水与盐水中观察到测力计示数如图所示。下列说法错误
的是( )
A.图B中的物体A浸在水中的体积是A的体积的一半
B.图C中的物体A下表面受到的液体压力为2N
C.图D中的物体A密度为3×103kg/m3
D.图E中的盐水的密度为1.2×103kg/m3
【考点】阿基米德原理的应用;浮力大小的计算;密度的计算与公式的应用.
【专题】密度及其应用;浮力;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】(1)由AC可知,物体A全部浸没在水中时所受浮力,然后可知B图中所受浮力,由此可知物体A有一半的体积浸没在水中;
(2)浮力产生的原因是上下表面受到的压力差;
(3)由F浮=ρ水gV排可求得物体A的体积,由G=mg可求得A的质量,然后利用密度公式可求得物体A密度;
(4)由阿基米德原理分析图E中的盐水的密度。
【解答】解:A、由图AC可知,物体A全部浸没在水中时所受浮力F浮=G﹣FC=8N﹣6N=2N,此时V排=VA,
由图AB可知,物体A所受浮力F浮′=G﹣FB=8N﹣7N=1N=F浮,由F浮=ρ水gV排可得,此时V排′=VA,即图B中的物体A有一半的体积浸没在水中,故A正确;
B、浮力产生的原因是物体上下表面受到的液体压力差可知,图C中物体A的上表面与水面相平(即上表面受到的液体压力为0),则其下表面受到的液体压力F压=F浮=2N,故B正确;
C、F浮=ρ水gV排可得,物体A的体积:VA=V排===2×10﹣4m3,
物体A的质量:m===0.8kg,
物体A的密度:ρ===4×103kg/m3,故C错误;
D、图E中的物体A受到的浮力:F浮盐水=G﹣FD=8N﹣5.6N=2.4N,
由阿基米德原理可知,盐水的密度为:
ρ盐水====1.2×103kg/m3,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查知识点比较多,密度的计算、重力的计算、浮力的计算及其公式变形,会识图并从中得出相关信息是本题的关键,属于难题。
17.(2023•洪山区模拟)最大容积为400mL的烧杯静置在水平桌面上,烧杯内有质量为200g的水,现将一个体积为330mL的可乐罐缓慢浸入烧杯中,直到烧杯溢出水的质量为100g,如图所示。下列说法正确的是( )
A.当烧杯溢出水的质量为100g时,可乐罐的浮力大小是1N
B.整个过程中烧杯对桌面的压强一直变大
C.整个过程中烧杯底受到的水的压强一直变大
D.整个过程中可乐罐对手的作用力一直变大
【考点】阿基米德原理的应用;浮力大小的计算;固体压强大小比较;液体压强的概念和特点.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】知道水的密度和烧杯内水的质量,根据密度计算公式求出烧杯内水的体积和溢出水的体积,可乐罐缓慢浸入烧杯中时排开水的体积等于烧杯的容积加上溢出水的体积后再减去烧杯内水的体积,利用F浮=ρ液gV排求出此时可乐罐受到的浮力。
整个过程中,烧杯对桌面的压力等于烧杯的重力、烧杯中水的重力、可乐罐的重力及手对可乐罐压力之和,溢水前,烧杯、水及可乐罐重力不变,可乐罐受浮力变大,手对可乐罐压力变大,则烧杯对桌面的压力变大;开始溢水时,手对可乐罐压力继续变大,因为有水溢出所以水的重力减小,手对可乐罐压力变化量等于可乐罐所受浮力变化量,由阿基米德原理可知手对可乐罐压力增加量等于溢出水的重力,故烧杯对桌面的压力保持不变;则整个过程压力先变大后不变,受力面积不变,据此可知烧杯对桌面的压强变化情况;利用p=ρgh可得烧杯底受到的水的压强变化情况;对可乐罐受力分析,可知手对可乐罐的压力变化情况,利用力的作用是相互的可知可乐罐对手的作用力变化情况。
【解答】解:A.烧杯内水的体积,
溢出水的体积,
烧杯的容积V容=400mL=400cm3,
可乐罐缓慢浸入烧杯中时排开水的体积V排=V容+V溢水﹣V水=400cm3+100cm3﹣200cm3=300cm3=3×10﹣4m3,
此时可乐罐受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=3N,故A错误;
B.将可乐罐、烧杯、水看做一个整体,整个过程中,烧杯对桌面的压力等于烧杯的重力、烧杯中水的重力、可乐罐的重力及手对可乐罐压力之和,溢水前其他力不变,可乐罐受浮力变大,手对可乐罐压力也变大,则烧杯对桌面的压力变大;开始溢水时手对可乐罐压力继续变大,因为有水溢出所以水的重力减小,手对可乐罐压力变化量等于可乐罐所受浮力变化量,由阿基米德原理可知手对可乐罐压力增加量等于排开水的重力,即烧杯对桌面的压力保持不变;则整个过程压力先变大后不变,受力面积不变,所以烧杯对桌面的压强先变大后不变,故B错误;
C.整个过程中,水面一直在烧杯口,水深不变,根据p=ρgh可得,烧杯底受到的水的压强不变,故C错误;
D.整个过程中,排开水的体积不断增大,可乐罐受到的浮力不断增大,对可乐罐受力分析,可乐罐受竖直向下的重力,竖直向上的浮力,手对可乐罐的压力,则手对可乐罐的压力不断增大,手对可乐罐的力与可乐罐对手的力是一对相互作用力,故可乐罐对手的作用力一直变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了浮力、压强的计算,正确得出可乐罐排开水的体积是关键,计算过程要注意单位的换算。
18.(2023•武汉模拟)如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的几个实验情景。甲、乙和丙中,弹簧测力计的示数分别为3.0N、2.0N和1.8N。下列说法中正确的是( )
A.对比甲、乙、丙三图,可以探究物体所受浮力与物体浸入液体的体积的关系
B.实验所用圆柱体的体积是200cm3
C.盐水的密度是1.1g/cm3
D.乙、丙两图中,剪断细线,金属圆柱体沉底,烧杯对桌面的压力的增大值之比为10:9
【考点】探究浮力大小与哪些因素有关.
【专题】应用题;密度及其应用;浮力;应用能力;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】(1)要验证浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系,应控制液体密度相同,物体排开液体的体积不相等;
(2)图乙中,根据F浮=G﹣F示得出物体全部浸没在水中所受浮力,由阿基米德原理得出物体全部浸在水中的体积,即圆柱体的体积;
【解答】解:A、对比甲、乙、丙三图,乙、丙两图知,液体密度不相同,而物体排开液体的体积相等,所以,不可以探究物体所受浮力与物体浸入液体的体积的关系,故A错误;
B、根据图甲、乙数据可知物体全部浸没在水中所受浮力F浮水=G﹣F3=3.0N﹣2.0N=1N,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知物体排开水的体积V排===1×10﹣4m3=100cm3,圆柱体的体积等于物体排开液体的体积,即
圆柱体的体积V=100cm3,故B错误;
C、根据甲、丙图数据可知,物体浸没在盐水中所受的浮力:F浮盐水=G﹣F2=3.0N﹣1.8N=1.2N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可得物体体积为:V物=,实验中排开液体的体积都等于物体的体积,故有:=;
则盐水的密度为:ρ盐水=×ρ水=×1×103kg/m3=1.2×103kg/m3,故C错误;
D、乙、丙两图中,剪断细线,金属圆柱体沉底,乙烧杯对桌面的压力的增大值为2.0N,丙烧杯对桌面的压力的增大值为1.8N,则烧杯对桌面的压力的增大值之比为2.0N:1.8N=10:9,故D正确。
【点评】本题考查“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验,属于对基础知识的考查,难度不大。
19.(2023•通城县校级二模)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
【考点】浮力与浮力产生的原因.
【专题】定性思想;浮力.
【答案】C
【分析】浮力是由于浸没在液体中的物体上下表面受到液体的压力差而产生。
【解答】解:浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差,图中小球下部没有水,不能产生向上的压力,因而不受浮力,上部有水,产生向下的压力,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,仔细观察图是解题的关键。
20.(2023•大冶市模拟)如图所示,水平桌面上的完全相同的容器内,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.物体所受浮力FA>FB>FC
B.三个物体密度ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到的水的压力F甲=F乙=F丙
D.容器对桌面的压强大小关系p甲>p乙>p丙
【考点】物体的浮沉条件及其应用;压力;固体压强大小比较;阿基米德原理的应用.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)由图得出A、B、C三个正方体排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)由图A、B、C三个正方体所处的状态,判定其浮力和重力的关系;然后根据三者的浮力大小、利用浮沉条件判断物体密度与水的密度大小关系;
(3)利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系,根据F=pS判定压力的大小关系;
(4)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,分析出整个装置的压力的大小关系,根据p=分析压强的大小。
【解答】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VB排<VA排=VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FB<FA=FC,故A错误;
B、由图可知,A下沉、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,
根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρB<ρC<ρA,故B错误;
C、由图可知物体底部的深度,h甲=h乙=h丙,由p=ρgh可知,液体底部压强关系是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相同,F甲=F乙=F丙,故C正确;
D、因正方体B、C分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,正方体A沉底,浮力小于自身重力
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错误。
故选:C。
【点评】此题考查阿基米德原理、液体压强公式和密度公式的应用等,是一道综合性较强的题目,但难度不是很大。
21.(2023•湖北模拟)用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,当把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。下列说法中错误的是( )
A.鱼离开水以后,不再受水的浮力,使人感觉鱼变重了
B.鱼离开水以后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
C.鱼离开水以后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
D.使用钓鱼竿钓鱼不省功
【考点】浮力与浮力产生的原因.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】鱼在水中时,鱼受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力,钓鱼线对鱼的拉力等于重力和浮力的差。
鱼离开水面,鱼只受重力和拉力作用,钓鱼线对鱼的拉力等于鱼的重力。
功的原理:使用任何机械都不省功。
【解答】解:ABC.鱼在水中受到竖直向上的浮力和拉力,受到竖直向下的重力,钓鱼线对鱼的拉力等于鱼的重力和浮力的差;当鱼离开水面,鱼只受重力和拉力作用,钓鱼线对鱼的拉力等于鱼的重力,所以钓鱼线对钓鱼竿的拉力增大;鱼在水里和离开水面,鱼的质量不变,鱼的重力不变,但鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了,故AB正确,C错误;
D.由功的原理可知,使用任何机械都不省功,使用钓鱼竿钓鱼不省功,故D正确。
故选:C。
【点评】本题有两个点容易混淆:
(1)鱼在水中和在离开水面时,鱼的重力不变。
(2)两个手和钓鱼竿接触,前面的手的拉力是动力,后面的手是支点。
22.(2021•荆门一模)底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上,现将体积为500cm3、重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止时如图甲所示。若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使A恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积。则( )
A.物体B的密度为1.5×103kg/m3
B.物体B的体积为150cm3
C.容器对桌面的压强增加800Pa
D.绳子受到的拉力为4N
【考点】阿基米德原理的应用;压强的计算.
【专题】计算题;浮力;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)(2)根据漂浮浮力等于重力,根据F浮=ρ水gV排得出木块A静止时浸入水中的体积;
根据F浮=ρ水gV排得出木块AB静止时浸入水中的总体积;
总体积减去A的体积,就是B的体积;根据ρ=算出B的密度;
(3)将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,增加的压力为B的重力,然后利用p=可求得容器对桌面增加的压强;
(4)对A进行受力分析,利用力的平衡得出绳子受到的拉力。
【解答】解:
AB、因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=3N,
根据F浮=ρ水gV排得
V排===3×10﹣4m3
图A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB
公式展开:ρ水g(VA+VB)=GA+GB
VA+VB===9×10﹣4m3
其中VA=500cm3=5×10﹣4m3,
故VB=4×10﹣4m3
B的质量为:mB===0.6kg;
B的密度为:ρB===1.5×103kg/m3;故A正确,B错误;
C、容器对桌面的压力增加量ΔF=GB=6N,
容器对桌面增加的压强Δp===600Pa;故C错误;
D、A受到的浮力F浮A=ρ水gVA排=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N,
对A进行受力分析,A在向上的浮力、向下的重力和向下的拉力下保持静止,
故绳子受到的拉力F=F浮A﹣GA=5N﹣3N=2N,故D错误。
故选:A。
【点评】本题综合考查了多个公式,关键是知道物体漂浮时浮力等于自身重力以及物体所受力的分析,分析物体所受力这是本题的难点也是重点,还要学会浮力公式及其变形的灵活运用,有一定的拔高难度,属于难题。
23.(2021•江岸区三模)如图所示,2019年12月17日,我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军,“山东舰”舰身长315米,舰宽约75米,满载排水量在67500吨,至少可以搭载36架歼﹣G15舰载机。航母飞行甲板倾角为12°,舰载机起飞的飞行仰角为14°,大西洋的海水密度比印度洋的海水密度大。下列分析错误的是( )
A.一架歼G15舰载机从航母起飞后,航母上浮一些
B.当船从北大西洋驶向印度洋时,航母下沉一些
C.如果地球的引力减小一半,船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小
D.航空母舰的排水量约为 67500t,说明它满载时排开水的体积约为67500m3
【考点】阿基米德原理的应用;物体的浮沉条件及其应用.
【专题】应用题;密度及其应用;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)航母上的舰载机飞离后,航母自重减小,因航母仍漂浮,根据漂浮条件F浮=G判断浮力的变化,然后根据阿基米德原理F浮=ρgV排判断航母上浮还是下沉;
(2)轮船漂浮,受到的浮力都等于轮船受到的重力,由此得出浮力变化,然后根据阿基米德原理F浮=ρgV排判断航母上浮还是下沉;
(3)物体漂浮时,浮力等于重力,即F浮=G⇒ρ液gV排=ρ物GV物⇒=,显然物体的吃水深度与物体密度和液体密度有关;
(4)利用密度的变形公式求出满载时排开水的体积。
【解答】解:A、航母始终漂浮于水面上,由漂浮条件可知,浮力等于重力,即F浮=G,当舰载机起飞后航母的重力G减小,则所受浮力要减小,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积减小,航母将上浮一些,故A正确;
B、由于轮船在大西洋与印度洋都处于漂浮,则F浮=G,所以浮力不变,大西洋的海水密度比印度洋的海水密度大,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,海水的密度减小,航母将下沉一些,故B正确;
C、物体漂浮时,浮力等于重力,即F浮=G⇒ρ液gV排=ρ物GV物⇒=,可知物体的吃水深度与物体密度和液体密度有关,与其它因素无关,故C错误;
D、满载时排开水的质量:m排=67500t=6.75×107kg,则根据ρ=可得,航母满载时排开水的体积:V排===67500m3,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件和密度公式的理解与掌握,利用好航母漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
24.(2022•孝感模拟)2021年12月9日“天宫课堂”开讲,王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。对杯中乒乓球的描述,不正确的是( )
A.不能漂浮在水面上
B.受到的重力接近于零
C.可以在水中任意位置悬浮
D.上下表面几乎没有受到压力
【考点】浮力与浮力产生的原因.
【专题】应用题;浮力;应用能力.
【答案】A
【分析】太空中是接近于完全失重状态,乒乓球受到的重力接近于零,而浮力随着重力产生的,是物体的上下表面所受压力差,据此据此逐一分析解答。
【解答】解:太空中是接近于完全失重状态,乒乓球受到的重力接近于零;
浮力随着重力产生的,是物体的上下表面所受压力差,乒乓球上下表面几乎没有受到压力,也没有压力差,所以乒乓球在水中几乎不受浮力,当把乒乓球放置在水中任意位置,乒乓球就会静止在该处,同样,把乒乓球放置在水面,则乒乓球能静止漂浮在水面。综上分析可知,选项A错误、BCD正确。
故选:A。
【点评】此题以社会热点问题—“天宫课堂”为载体,考查浮力产生的原因,属于中考热点题型,有一定难度,关键是知道太空中是接近于完全失重状态,乒乓球受到的重力接近于零,而浮力随着重力产生的。
25.(2022•荆门模拟)075型两栖攻击舰是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰,舰长约235m,宽约36m,排水量约为3.5×104t。下列说法正确的是( )
A.此军舰满载时受到的浮力约为3.5×104N
B.舰载直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
C.此军舰从长江驶入东海后,船体会下沉一些
D.军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力
【考点】物体的浮沉条件及其应用;平衡力与相互作用力的辨别;阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;其他综合题;应用能力;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】(1)排水量是指满载时排开水的质量,利用F浮=G排=m排g求此军舰满载时受到的浮力;
(2)当直升机飞离舰艇后,舰艇自重减小,舰艇仍然漂浮,据此分析受到的浮力大小变化;
(3)此军舰从长江驶入东海后,都漂浮,受到的浮力等于军舰的重力,重力不变、浮力不变;由于江水的密度小于海水的密度,由公式F浮=ρ液gV排可知排开液体体积的变化;
(4)二力平衡的条件是作用在同一个物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
【解答】解:A、此军舰满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=3.5×104×103kg×10N/kg=3.5×108N,故A错误;
B、直升机起飞时,舰艇仍漂浮,但自重G减小,根据漂浮条件可知军舰所受浮力减小,故B正确;
C、军舰不管是在海水中还是在江水中,都处于漂浮状态,浮力始终等于军舰的重力,而军舰的重力不变,所以军舰受到的浮力保持不变;
从长江驶入东海后,由于海水的密度大于江水的密度,由公式F浮=ρ液gV排可知,排开液体的体积减小,所以军舰要上浮一些,故C错误;
D、军舰受到的浮力和军舰对水的压力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上,所以二力不是平衡力,而是一对相互作用力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了物体的浮沉条件、平衡力的辨别、阿基米德原理等知识,是一道基础题,掌握课本知识即可解答。
26.(2023•咸宁模拟)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.乙杯底部所受的液体压强较大
B.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大
C.鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大
D.甲杯底部所受的液体压力较大
【考点】物体的浮沉条件及其应用;压力;液体压强的比较大小;阿基米德原理的应用.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;浮沉的应用.
【答案】A
【分析】根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系,再根据p=ρgh判断对杯底的压强关系。
【解答】解:(1)因为ρ液>ρ物时物体漂浮,ρ液=ρ物时物体悬浮,
所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,
因为p=ρgh,且两杯中液面相平,
所以乙杯底压强大于甲杯底压强,故A正确;
所以根据F=pS可知:乙杯底压力大于甲杯底压力,故D错误。
(2)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,
因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,
所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故C错误,
因为F浮=G排=m排g,浮力相同,
所以鸡蛋排开液体的质量相同,故B错误。
故选:A。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。
27.(2023•江岸区模拟)底面积为100cm2的烧杯中装有适量水。当金属块浸没在水中静止时,如图甲所示,弹簧测力计的示数F1=3.4N,水对杯底的压强为p1;当金属块总体积的露出水面静止时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为F2,水对杯底的压强为p2;若p1、p2之差为50Pa,g取10N/kg,则( )
A.金属块的体积V是2×10﹣3m3
B.弹簧测力计的示数F2是5.4N
C.金属块的密度是2.7×103kg/m3
D.金属块受到的重力是6.8N
【考点】阿基米德原理的应用;密度的计算与公式的应用;力的合成与应用;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】(1)知道两种情况下杯底受到的压强差,根据液体压强公式求杯内水面下降的高度,从而可求出金属块浸入水中后排开水的体积,也就可以求出金属块的体积;
(2)根据求出的金属块的体积,利用F浮=ρ液gV排求出金属块在甲图中受到的浮力,利用称重法和F1的大小可求出金属块的重力;
(3)知道金属块在乙图中排开水的体积,利用F浮=ρ液gV排求出金属块在乙图中受到的浮力,根据称重法求出弹簧测力计的示数F2;
(4)知道金属块的重力和体积,利用G=mg求出金属块的质量,利用密度公式求出金属块的密度。
【解答】解:A、由p=ρgh可知,水面降低的高度:Δh===5×10﹣3m,
金属块体积排开水的体积:ΔV水=SΔh=100×10﹣4m2×5×10﹣3m=5×10﹣5m3,
因为ΔV水=V金,
所以V金=4×5×10﹣5m3=2×10﹣4m3,故A错误;
D、甲图金属块完全浸没在水中,受到的浮力F浮=ρ水gV金=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N,
根据称重法F浮=G﹣F示可知,金属块的重力:G=F浮+F1=2N+3.4N=5.4N,故D错误;
B、图乙中金属块浸入水中的体积V排=(1﹣)V金=V金,
根据F浮=ρ水gV排可知,乙图中受到的浮力为:F浮′=F浮=×2N=1.5N,
根据称重法F浮=G﹣F示可知,乙图中弹簧测力计示数为:F2=G﹣F浮′=5.4N﹣1.5N=3.9N,故B错误;
C、由G=mg可知,金属块的质量:m===0.54kg,
金属块的密度为:ρ===2.7×103kg/m3,故C正确;
故选:C。
【点评】解决本题的关键是灵活运用阿基米德原理和称重法测浮力,在解答的过程中要注意单位的换算。
28.(2021•武汉模拟)如图所示,水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g的圆柱形容器,容器内装有16cm深的某种液体。用弹簧测力计悬挂着底面积为40cm2的长方体物块,从液面逐渐浸入液体直到浸没,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入液体深度h的部分关系如图所示,(圆柱形容器的厚度忽略不计且液体始终没有溢出),则下列说法错误的是( )
A.液体的密度是2.5×103kg/m3
B.物块浸没时受到的浮力大小是8N
C.物块刚浸没时,容器对桌面的压强是5.5×103Pa
D.弹簧测力计示数为0时,液体对物块下表面的压力大小是16N
【考点】浮力大小的计算;压强的计算;液体压强的计算以及公式的应用;阿基米德原理的应用.
【专题】压强和浮力;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】(1)(2)从图中可知物体在没有浸入液体中时,弹簧测力计的读数F1,由二力平衡条件可得物块的重力;物体全部浸入液体时,读出弹簧测力计的读数F2,根据称重法测浮力可求出物块浸没时受到的浮力,阿基米德原理法F浮=G排=ρgV排,求出液体密度。
(3)根据密度公式和重力公式分别求出液体的重力和容器的重力;知道物块浸没时受到的浮力大小,由力作用的相互性可知物块对液体的压力F压,将物块、圆柱形容器、液体看做一个整体,容器对桌面的压力:F=G液+G容+F压,根据压强公式p=求出容器对桌面的压强。
(4)根据题中所提供的信息可知,弹簧测力计的读数为零时,物体沉底,根据原来液体的深度和物体浸没时排开液体的体积可求出物体沉底后液体的深度,再根据F=pS=ρ液ghS求出液体对物块下表面的压力。
【解答】解:
AB、由图象知,当h=0时(即物体还没有浸入液体中),测力计的示数F示1=10N,由二力平衡条件可得物块的重力G=F示1=10N;
当浸入深度h≥8cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,物块完全浸没在液体中,且此时测力计的示数F示2=2N;
则物块浸没时受到的浮力:F浮=G﹣F示2=10N﹣2N=8N;
由图象可知物块的高h=8cm,物块浸没时排开液体的体积:
V排=V物=S物h=40cm2×8cm=320cm3=3.2×10﹣4m3
由F浮=ρ液gV排得,液体的密度:
ρ液===2.5×103kg/m3;故AB正确;
C、圆柱形容器的底面积为80cm2,最初液体的深度为16cm,
则液体的质量m液=ρ液V液=ρ液S容器h0=2.5×103kg/m3×80×10﹣4m2×0.16m=3.2kg,
液体的重力:G液=m液g=3.2kg×10N/kg=32N,
容器的重力:G容=m容g=0.4kg×10N/kg=4N,
物块刚浸没时,液体对物块的浮力为8N,由力作用的相互性可知,物块对液体的压力F压=F浮=8N,
将物块、圆柱形容器、液体看做一个整体,则其对桌面的压力:
F=G液+G容+F压=32N+4N+8N=44N,
容器对桌面的压强:p===5.5×103Pa;故C正确;
D、当物块完全浸入液体时,所受到的浮力为8N,其本身重10N,即G>F浮,所以物块在下降过程中测力计示数不可能为零;现在测力计示数为0,说明此时物块沉底,
在物块沉底时液体的深度:h′=h0+Δh=h0+=0.16m+=0.2m,
物块的底面积S物=40cm2=4×10﹣3m2,
液体对物块下表面的压力:
F=p液S物=ρ液gh′S物=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.2m×40×10﹣4m2=20N,故D错误。
故选:D。
【点评】此题是一道有关浮力、固体压强、液体压强和密度的综合计算题,能够通过图象确定物体的重力和浸没时的浮力是解答此题的关键。
29.(2023•青山区校级模拟)水平桌面上有一质量为100g,底面积为100cm2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1.2kg
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
【考点】阿基米德原理的应用;压力;压强的计算.
【专题】压强、液体的压强;浮力;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】(1)根据称重法可求出金属块浸没后受到的浮力,根据阿基米德原理可求出金属块排开水的体积,根据p=ρgh可求出金属块浸没后水面上升的高度,从而可求出小桶内收集溢出水的体积和重力;
(2)根据溢水杯内液面的变化可求出杯内原来水的深度,从而可求出溢水杯内原有水的体积和质量;
(3)当金属块完全浸没时,水不再溢出,此时V2=V1﹣V溢,由此可知剩余水的体积,并根据G=mg=ρVg求出剩余水的重力,则此时溢水杯对桌面的压力等于溢水杯的重力+溢水杯中剩余水的重力+金属块的重力﹣拉力,再根据p=求出溢水杯对水平桌面的压强;
(4)剪断细线后,金属块最终静止时溢水杯对水平桌面的压力等于溢水杯、金属块及剩余水的总重力。
【解答】解:A、金属浸没后受到的浮力为:F浮=G金﹣F=mg﹣F=0.81kg×10N/kg﹣5.1N=3N,
此时排开水的体积为:V排===3×10﹣4m3=300cm3,
放入金属块后水面上升的高度为:Δh===0.02m=2cm,
则溢出水的体积为:V溢=V排﹣SΔh=300cm3﹣100cm2×2cm=100cm3,
所以小桶收集到溢出水的重力为:G溢=m溢g=ρ水V溢g=1.0×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg=1N,故A错误;
B、杯内原来水的深度为:h1=h2﹣Δh=12cm﹣2cm=10cm=0.1m,
则原有水的体积为:V1=Sh1=100cm2×10cm=1000cm3,
所以原有水的质量为:m1=ρ水V1=1.0×103kg/m3×1000×10﹣6m3=1kg,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:V2=V1﹣V溢=1000cm3﹣100cm3=900cm3,
则杯内剩余水的重力为:G2=m2g=ρ水V2g=1.0×103kg/m3×900×10﹣6m3×10N/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:
F=G杯+G2+G金﹣F拉=G杯+G2+F浮=0.1kg×10N/kg+9N+3N=13N,
溢水杯对水平桌面的压强:p===1.3×103Pa,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:F=G杯+G2+G金=0.1kg×10N/kg+9N+0.81kg×10N/kg=18.1N,故D正确。
故选:D。
【点评】本题的关键是通过计算判断溢水杯中水是未装满的,则F浮=G排水≠G溢水,然后根据阿基米德原理、密度公式、压强公式进行计算,难度较大。
30.(2023•浠水县校级模拟)如图所示,桌面上有甲、乙两个体积相同、密度不同的实心小球,密度分别为ρ1和ρ2,两个完全相同的溢水杯中均盛满密度为ρ的液体。将小球甲放入溢水杯1中,静止后溢出液体质量为m1,将小球乙放入溢水杯2中,静止后溢出液体质量为m2。下列判断正确的是( )
A.m1=m2
B.若ρ1>ρ>ρ2,则m1<m2
C.若ρ1<ρ2,则m1一定不大于m2
D.若两小球均沉底,且ρ1<ρ2,甲球对杯底的压力大于乙球对杯底的压力
【考点】阿基米德原理的应用;物体的浮沉条件及其应用;压力.
【专题】应用题;错解分析题;推理法;重力、弹力、摩擦力;浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】由于甲、乙小球放入溢水杯中,静止后物体所处的状态未知,所以根据它们的密度关系的几种可能性,分别利用浮沉条件判断出小球所处的状态,然后根据阿基米德原理判断溢出液体质量的关系;
若两小球均沉底,根据G=mg=ρVg得出重力关系,根据阿基米德原理可知物体受到的浮力,根据力的合成判断球对杯底的压力。
【解答】解:已知甲、乙两个实心小球体积相同,则:
(1)①若ρ1<ρ2<ρ,则两个小球在液体中都处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,故F1=F2=G,
根据阿基米德原理可知F1=G1,F2=G2,则小球排开液体的重力G1=G2,根据G=mg可知m1=m2;
②若ρ1<ρ<ρ2,则甲在溢水杯1中漂浮,则排开液体的体积V1<V甲,乙在溢水杯2中沉底,排开液体的体积V2=V乙,由于甲、乙两个体积相同,则V1<V2,根据ρ=可得:m1<m2;
③若ρ<ρ1<ρ2,则两个小球在液体中都处于沉底状态,小球排开两液体的体积相同,根据F浮=ρ液gV排可知浮力:F1=F2,根据阿基米德原理可得小球排开液体的重力G1=G2,根据G=mg可知m1=m2;
④若ρ1>ρ>ρ2,甲在溢水杯1中沉底,则排开液体的体积V1=V甲,乙在溢水杯2中漂浮,排开液体的体积V2<V乙,由于甲、乙两个体积相同,则V1>V2,根据ρ=可得:m1>m2;
由上分析可知:AB错误;
若ρ1<ρ2,则m1一定不大于m2,故C正确
(2)若两小球均沉底,且ρ1<ρ2,则m甲<m乙,根据G=mg可知:G甲<G乙,受到的浮力:F1=F2,由于球对杯底的压力F=G﹣F浮,所以甲球对杯底的压力小于乙球对杯底的压力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、重力公式的应用和密度公式的应用,关键是知道两液体的密度与液体的密度关系没有确定。
二.填空题(共21小题)
31.(2021•南漳县模拟)用不同材料制成有A、B、C三个实心小球,体积相等,放入盛有某液体的容器中,静止时各小球所处的位置如图所示,看图可以判断: A 球的密度最大, A 球受到的重力最大, A和B 球受到的浮力最大。
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【专题】应用题;浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】A;A;A和B。
【分析】(1)当物体的密度大于液体密度时,物体下沉;当物体密度等于液体密度时,物体在液体中悬浮;若物体密度小于液体密度时,物体将漂浮在液面上;据此判断三球密度大小关系;
(2)由图知A、B、C三个球排开水的体积大小关系,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ水v排g比较受浮力的大小关系;
(3)根据浮沉条件:悬浮时F浮=G;漂浮时F浮=G;沉底时F浮<G来判断三个小球受到的重力大小。
【解答】解:(1)如图,因为C球漂浮,所以C球密度ρC<ρ液,
因为B球悬浮,所以B球密度ρB=ρ液,
因为A球下沉,所以A球密度ρA>ρ液,
所以三球密度ρA>ρB>ρC;
(2)由图知,三个球排开水的体积VA=VB>VC,
因为F浮=ρ水gV排,所以三球受到的浮力:FA=FB>FC;
(3)如图,因为C球漂浮,所以C球重力GC=FC,
因为B球悬浮,所以B球重力GB=FB,
因为A球下沉,所以A球重力GA>FA,由(2)可知,FA=FB>FC,分析可得三球重力GA>GB>GC。
综上:A球的密度最大,A球受到的重力最大,A和B球受到的浮力最大。
(比较重力的第二种方法:已知三个小球的体积相同,由(1)可知三球密度ρA>ρB>ρC,由公式m=ρV可得
mA>mB>mC,由重力公式G=mg可得:GA>GB>GC。
故答案为:A;A;A和B。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好根据物体的浮沉判断密度关系(当物体的密度大于液体密度时,物体下沉;当物体密度等于液体密度时,物体在液体中悬浮;若物体密度小于液体密度时,物体将漂浮在液面上)是本题的关键。
32.(2022•黄石模拟)发生火灾时为避免吸入燃烧后产生的有毒气体,人应贴近地面爬行,因为燃烧形成的气体密度 较小 (选项:A较大、B较小);飞机飞行的过程中,机翼上方的空气流速比机翼下方的流速 大 (选项:A大、B小),因此机翼会受到向上的升力的作用;三峡船闸是世界上最大的人造 连通器 (填一种物理模型);一艘轮船的排水量是1万吨,则说明船满载时货物和船的总质量为 1万吨 。
【考点】浮力的应用;密度与温度的关系;连通器原理;飞机的升力.
【专题】应用题;其他综合题;应用能力.
【答案】较小;大;连通器;1万吨。
【分析】(1)一定质量的气体在体积膨胀时,密度变小;
(2)流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置、压强越小;
(3)上端开口、底部连通的容器叫连通器;
(4)排水量是指轮船满载时排开水的质量。
【解答】解:(1)燃烧后产生的有毒气体温度较高,体积膨胀,密度变小而上升,所以人应贴近地面爬行;
(2)飞机飞行的过程中,机翼上方的空气流速大、压强小,机翼下方的空气流速小、压强大,因此机翼会受到向上的升力的作用;
(3)上端开口、底部连通的容器叫连通器,三峡船闸是世界上最大的人造连通器;
(4)排水量是指轮船满载时排开水的质量,一艘轮船的排水量是1万吨,则说明船满载时货物和船的总质量为1万吨。
故答案为:较小;大;连通器;1万吨。
【点评】本题考查了有关密度、流体压强与流速的关系、连通器、排水量等多个知识点,综合性强,但难度不大。
33.(2022•孝感三模)2020年10月我国“奋斗者号”载人深潜器在马里亚纳海沟下潜达10907m的深度,深潜器在下潜过程中所受海水的压强 变大 ,浮力 不变 (两空选填“变大”、“变小”或“不变”)。用照相机拍摄海底清晰的画面时,需要进行补光用灯光对着 海底 (填“摄像头”或“海底”)照射。
【考点】阿基米德原理的应用;光的反射现象;液体压强的概念和特点.
【专题】应用题;简答题;推理法;透镜及其应用;压强、液体的压强;理解能力.
【答案】变大;不变;海底。
【分析】(1)深潜器在下潜过程中深度增加,排开海水的体积不变,根据液体压强公式来判定所受海水的压强的变化,根据阿基米德定律来判定浮力的变化。
(2)照相机拍摄时进行补光就是让物体发生漫反射的光线更强些,据此回答。
【解答】解:(1)深潜器在下潜过程中深度增加,根据p=ρ海水gh可知深潜器所受海水的压强变大;深潜器在下潜过程中排开海水的体积不变,根据F浮=ρ海水gV排可知深潜器在下潜过程中浮力不变。
(2)用照相机拍摄海底清晰的画面时,由于海底漫反射的光线较弱,需要补光,所以用灯光对着海底照射。
故答案为:变大;不变;海底。
【点评】本题主要考查液体压强、浮力大小的判断,同时考查了凸透镜成像规律及应用,运用物理知识来解决实际问题,可激发同学们学习物理的兴趣,培养大家的思维能力和创新精神。
34.(2021•黄梅县模拟)两个相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,现缓慢放入两个体积相同的小球,如图所示。当小球静止时,从甲、乙两杯中溢出液体的质量相等,则甲杯中小球受到的浮力 等于 乙杯中小球受到的浮力;甲杯中液体的密度 大于 乙杯中液体的密度。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】等于;大于
【分析】浸入液体中的物体受到的浮力等于其排开的液体的重力;根据物体的浮沉条件分析液体密度的大小。
【解答】解:当小球静止时,从甲、乙两杯中溢出液体的质量相等,根据G=mg可知,溢出液体的重力相同,根据阿基米德原理可知,浸入液体中的物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,所以小球受到的浮力是相同的;
由图可知,甲中小球漂浮,则ρ甲>ρ球,乙中小球下沉,则ρ乙<ρ球,所以甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度。
故答案为:等于;大于。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件(密度关系)得出两液体的密度关系。
35.(2023•湖北模拟)有一种浮力控制背心,潜水者可以向气囊中充气或从气囊中排气来调整受到的浮力,便于潜水者更轻松地在水下运动。停留在水中某一位置的潜水者要下潜到更深的地方,应该按下 排气阀 (选填“充气阀”或“排气阀”)。下潜过程中,潜水者受到水的压强 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;液体压强的概念和特点.
【专题】浮沉的应用;应用能力.
【答案】排气阀;增大。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排判断;
(2)下潜过程中,潜水者所处的深度逐渐变大,根据 p=ρ水gh可知受到水的压强的变化情况。
【解答】解:潜水者没在水中,要下潜到更深的地方,需要减小受到的的浮力,根据F浮=ρ水gV排可知,应减小排开水的体积,故应将排气阀打开,把空气排出;
下潜过程中,潜水者所处的深度逐渐变大,根据 p=ρ水gh可知受到水的压强增大。
故答案为:排气阀;增大。
【点评】本题考查阿基米德原理的应用,并考查液体压强的知识,难度不大。
36.(2023•孝感一模)如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 c (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【考点】阿基米德原理的应用;液体压强的概念和特点.
【专题】定性思想;浮力;应用能力.
【答案】(1)c;(2)变小。
【分析】(1)实验中,通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部的压强;
(2)水的深度增加,则同一深度的压强增大,致使塑料盒形变程度增大,自身体积减小,即塑料盒排开水的体积减小,再由阿基米德原理即可判断浮力大小的变化。
【解答】解:(1)实验中,我们通过观察橡皮膜的形变来反映液体的压强,当橡皮膜c向上凹时,说明液体内部存在向上的压强;
(2)不断增大塑料盒浸没后的深度,各橡皮膜受到的压强不断增大,形变程度不断增大,塑料盒的体积不断减小,浸没后V排=V塑料盒也减小,由公式F浮=ρ水gV排可知,塑料盒受到的浮力变小。
故答案为:(1)c;(2)变小。
【点评】本题考查液体压强的特点、阿基米德原理及其应用,属于力学综合题。
37.(2023•襄阳模拟)如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲 > ρ乙(选填“>”“<”或“=”);若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 > F乙。(选填“>”“<”或“=”)
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】浮沉的应用;应用能力.
【答案】>;>。
【分析】同一物体在两种液体中处于漂浮或悬浮,所以受到的浮力都等于物体受到的重力;
由图可以得出物体排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系,根据F浮=ρ液gV排判断出浮力的关系。
【解答】解:由于AB两物体两次静止时处于漂浮或悬浮状态,所以受到的浮力都等于物体受到的重力,即F浮=G;
由图知,物体AB排开液体的体积:V乙排>V甲排,
由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲>ρ乙,
甲乙中A物块在两种液体中都完全浸没,排开液体的体积相同,
根据F浮=ρ液gV排知,甲受到的浮力大于乙受到的浮力,即F甲>F乙。
故答案为:>;>。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好漂浮或悬浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
38.(2023•黄冈三模)如图所示是“彩球温度计”及其简化图,常用做现代居家饰品。它由圆筒、液体及多个浮子组成,浮子是由玻璃球和温度标牌组成,每个浮子的体积相同而质量不同,温度降低,液体密度显著增大,当液体温度降至某个值时,标牌温度与该值相等的浮子上浮。温度标牌数值越大的浮子,它的密度越 小 (选填“小”或“大”);当环境温度降低时,浸没在液体中的浮子受到的浮力将 变大 (选填“不变”、“变小”或“变大”);在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,此时的环境温度大致范围为 22~24 ℃。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】定性思想;浮沉的应用;理解能力.
【答案】小;变大;22~24。
【分析】(1)根据液体密度随温度的变化以及浮子的浮沉判断浮子密度的大小;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力的变化;
(3)标注22℃的浮子沉底,标注24℃的浮子可能悬浮或漂浮,据此得出此时的环境温度大致范围。
【解答】解:(1)温度降低,液体密度显著增大,当液体温度降至某个值时,标牌温度与该值相等的浮子上浮,可知温度标牌数值越大的浮子,它的密度越小;
(2)环境温度降低,液体温度降低,液体密度增大,浸没在液体中的浮子排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浸没在液体中的浮子子受到的浮力变大;
(3)标注22℃的浮子沉底,标注24℃的浮子可能悬浮或漂浮,故此时的环境温度大致范围为22~24℃。
故答案为:小;变大;22~24。
【点评】本题考查了阿基米德原理以及物体浮沉条件的应用,认真审题,灵活利用好物体浮沉与密度的关系是关键。
39.(2023•湖北模拟)王老师用手将质量分布均匀的实心木球压入盛有水的烧杯底部,如图所示。松手后木球上浮,由此现象可知,木球的密度 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;松手后,木球还处于浸没状态时受到浮力 大于 (选填“大于”、“小于“或”等于”)重力。
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【专题】浮沉的应用;应用能力.
【答案】小于;大于。
【分析】物体上浮时,密度小于液体的密度,所受的浮力大于自身的重力。
【解答】解:松手后木球上浮,由此现象可知,木球的密度小于水的密度;
松手后,木球还处于浸没状态时受到浮力大于重力。
故答案为:小于;大于。
【点评】本题考查浮沉条件的应用,难度不大。
40.(2022•谷城县模拟)质量相等的甲、乙两物体的密度分别为2g/cm3和5g/cm3,现分别用弹簧测力计挂住使之完全浸没在水中,受到浮力大的物体是 甲 ,弹簧测力计测得的示数之比是 5:8 。
【考点】阿基米德原理的应用.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】甲;5:8。
【分析】甲、乙两物体质量相等,根据V=可知甲、乙的体积之比;
因甲、乙两物体全部浸入水中时排开水的体积和自身的体积相等,由称重法测浮力可得弹簧测力计示数的表达式,从而得出甲、乙两弹簧测力计的示数之比。
【解答】解:
甲、乙两物体质量相等,根据V=可知甲、乙的体积之比:V甲:V乙=ρ乙:ρ甲=5g/cm3:2g/cm3=5:2;
因甲、乙两物体全部浸入水中时排开水的体积和自身的体积相等,即V排=V,
根据F浮=ρ液gV排可知受到浮力大的物体是甲;
由称重法测浮力可得:F浮=G﹣F′,
所以,弹簧测力计的示数:
F′=G﹣F浮=mg﹣F浮=ρVg﹣ρ水gV=(ρ﹣ρ水)gV,
则甲、乙两弹簧测力计的示数之比:==×=5:8。
故答案为:甲;5:8。
【点评】本题考查了阿基米德原理、密度公式及称重法测浮力的应用,关键是公式的灵活应用,有一定难度。
41.(2022•武汉模拟)一个底部横截面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器静止于水平桌面上,一个物体悬挂于弹簧秤下端,开始完全浸没在水中处于静止状态,如图甲,此时弹簧秤的读数为5N;后来缓慢提起物体,直到物体的体积露出水面,如图乙,发现容器底部水的压强减少了200Pa,已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg。物体的质量为 1.3 kg;物体的密度为 1.625×103 kg/m3;弹簧秤的读数变为 9 N;容器底部对桌面的压强变化了 200 Pa。
【考点】阿基米德原理的应用;密度的计算与公式的应用;压强的计算.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】1.3;1.625×103;9;200。
【分析】(1)根据Δp=ρgΔh算出当物体的体积露出水面时水面降低的高度,由ΔV=SΔh算出排开水的体积减小量,进而算出物体的体积,由阿基米德原理F浮=ρ水gV算出物体浸没在水中时受到的浮力,根据称重法F浮=G﹣F和G=mg算出物体的质量,由密度公式ρ=算出物体的密度;
(2)根据F浮′=ρ水gV排=ρ水g(1﹣)V算出物体的体积露出水面时的浮力,根据称重法F浮=G﹣F算出此时物体的拉力;进而算出此过程中浮力的变化量,而容器底部对桌面的压力变化量等于浮力的变化量,根据Δp=得出容器底部对桌面的压强变化量。
【解答】解:(1)根据Δp=ρgΔh知,当物体的体积露出水面时,水面降低的高度为:
Δh===0.02m,
排开水的体积减小量为:
ΔV排=SΔh=200×10﹣4m2×0.02m=4×10﹣4m3,
物体的体积为:
V=2×ΔV排=2×4×10﹣4m3=8×10﹣4m3,
物体浸没在水中时受到的浮力为:
F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
根据称重法F浮=G﹣F知,物体的重力为:
G=F浮+F=8N+5N=13N,
根据G=mg知,物体的质量为:
m===1.3kg;
物体的密度为:
ρ===1.625×103kg/m3;
(2)物体的体积露出水面时的浮力为:
F浮′=ρ水gV排′=ρ水g(1﹣)V=1.0×103kg/m3×10N/kg××8×10﹣4m3=4N,
根据称重法F浮=G﹣F知,此时物体的拉力为:
F′=G﹣F浮′=13N﹣4N=9N;
所以容器底部对桌面的压力变化量:ΔF=ΔF浮=F浮﹣F浮′=8N﹣4N=4N,
则容器底部对桌面的压强变化量:Δp===200Pa。
故答案为:1.3;1.625×103;9;200。
【点评】本题考查了阿基米德原理、密度公式的综合应用等,正确得出容器底部对桌面的压力变化量是关键。
42.(2023•南漳县模拟)把一块质量是180克固体投入到水里,后来固体呈漂浮状态,这时它露出水面的体积是它总体积的十分之一;现在把该固体投入到另外一种密度是0.8×103kg/m3液体中,当固体完全浸没在液体中时,如图所示,这时该固体受到的合力是 0.2 N(计算时g取10N/kg),合力的方向是 竖直向下 。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;力的合成与应用.
【专题】定量思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】0.2;竖直向下。
【分析】固体在水中处于漂浮状态,受到的浮力等于其自身的重力,即F浮=G=mg算出固体的重力;由F浮=ρ液gV排算出固体排开水的体积,进而算出固体的总体积;
当把该固体投入到另外一种密度是0.8×103kg/m3液体中,当固体完全浸没在液体中时,由F浮′=ρ液gV排=ρ液gV算出该固体受到的浮力,由F合=G﹣F浮′算出这时该固体受到的合力,根据重力方向和浮力方向判断出合力的方向。
【解答】解:固体在水中处于漂浮状态,受到的浮力等于其自身的重力,即F浮=G=mg=180×103kg×10N/kg=1.8N,
由F浮=ρ液gV排可得固体排开水的体积:
V排===1.8×10﹣4m3,
固体的总体积为:
V==V排=×1.8×10﹣4m3=2×10﹣4m3,
把该固体投入到另外一种密度是0.8×103kg/m3液体中,当固体完全浸没在液体中时,
该固体受到的浮力为:
F浮′=ρ液gV排=ρ液gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=1.6N,
由于重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,这时该固体受到的合力是:
F合=G﹣F浮′=1.8N﹣1.6N=0.2N,方向竖直向下。
故答案为:0.2;竖直向下。
【点评】本题考查了浮沉条件和阿基米德原理公式的应用,是一道综合题,有一定的难度。
43.(2022•枝江市一模)2021年4月23日,中国海军迎来了第72个生日,我国第一艘两栖攻击舰——“海南舰”交接入列(如图),该舰满载排水量约4万吨,可作为两栖车辆和气垫登陆艇的母船,运送士兵、步兵战车、主战坦克等武器装备。该舰满载时受到的浮力约是 4×108 N,它从长江口进入到东海,舰身会 上浮一些 (选填“上浮一些”、“位置不变”或“下沉一些”)(g=10N/kg)。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】计算题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】4×108;上浮一些。
【分析】(1)知道攻击舰的满载排水量约4万吨,利用阿基米德原理求攻击舰满载时受到的浮力;
(2)根据漂浮条件可知,攻击舰满载时从长江驶入东海时,浮力保持不变,利用阿基米德原理分析解答。
【解答】解:
(1)攻击舰的满载排水量约4万吨,该舰满载时受到的浮力约为:
F浮=G排=m排g=4×104×103kg×10N/kg=4×108N;
(2)因为攻击舰处于漂浮状态时,浮力等于自身的重力,因此当这艘攻击舰满载时从长江驶入东海时,浮力保持不变,由于东海的海水密度大于长江水的密度,由F浮=ρ液gV排可得,液体密度变大,排开液体的体积变小,故舰身会上浮一些。
故答案为:4×108;上浮一些。
【点评】本题主要考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,知道物体漂浮时浮力等于物体自身的重力是解题的关键。
44.(2022•黄冈模拟)在甲、乙、丙三支相同试管中,检验人员分别盛放密度为ρ甲、ρ乙和ρ丙的硫酸铜溶液,在每支试管内滴入一滴体积相同的同一病毒感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。则血液滴在 丙 试管溶液中受到的浮力最小,感染者血液的密度与 乙 试管中溶液的密度相同, 甲 试管底部受到溶液的压强最大。(选填“甲”、“乙”或“丙”)
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系;
(2)当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中;
(3)判断三种溶液的密度大小关系,根据公式p=ρgh判断压强的大小。
【解答】解:
(1)同一感染者体积相同的一滴血液的重力相同,在甲溶液中血液漂浮,浮力等于重力;在乙溶液中血液悬浮,浮力等于重力;在丙溶液中血液沉底,浮力小于重力,所以F甲=F乙>F丙,血液滴在丙试管溶液中受到的浮力最小;
(2)血液滴在乙溶液中悬浮,感染者血液的密度与乙试管中溶液的密度相同;
(3)血液滴在乙中悬浮,感染者血液的密度与 ρ乙相同;血液滴漂浮在甲溶液中,甲溶液的密度大于血液的密度;血液滴在丙溶液中下沉,丙溶液的密度小于血液的密度,可见,ρ甲>ρ乙>ρ丙,由图知液面相平,由公式p=ρgh可得试管底部受到溶液的压强,p甲>p乙>p丙,所以试管底部受到溶液的压强最大是甲。
故答案为:丙;乙;甲。
【点评】本题考查了物体的浮沉条件、液体压强公式的应用,关键是利用好根据物体密度与液体密度的关系得出的物体浮沉条件。
45.(2021•武汉模拟)如图是阳逻深水港码头,排水量为1000t的货轮正在卸载货物,
(1)当吊车将一个重为35t的集装箱从船上吊起时,船会 上浮 一些,船所受的浮力会减小 3.5×105 N。
(2)在吊起该集装箱前后,若要保持货轮吃水深度不变,则应该向船舱中注入 35000 kg的水。
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【专题】定量思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】(1)上浮;3.5×105;(2)35000。
【分析】(1)当吊车将一个重为35t的集装箱从船上吊起时,重力减小,根据漂浮的特点,确定浮力的变化,减小的浮力等于减小的重力;
(2)在吊起该集装箱前后,若要保持货轮吃水深度不变,排开水的体积不变,根据阿基米德原理判断出重力的变化,由G=mg判断出质量的变化,即注入水的质量。
【解答】解:(1)当吊车将一个重为35t的集装箱从船上吊起时,船的重力会减小,根据漂浮条件知浮力减小会一些,根据F浮=ρ液gV排排开水的体积会减小,船会上浮一些;
因为漂浮时浮力等于重力,重力减小,浮力也减小,减小的浮力等于减小的重力,即减小的浮力为:
ΔF浮=ΔG=Δmg=35×103kg×10N/kg=3.5×105N;
(2)在吊起该集装箱前后,若要保持货轮吃水深度不变,排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排知浮力不变,根据漂浮条件知船的重力不变,所以向船舱中注入水的质量等于吊起物体的质量,即应该向船舱中注入35t=35000kg的水。
故答案为:(1)上浮;3.5×105;(2)35000。
【点评】本题考查漂浮的特点、阿基米德原理等知识,关键是从题中获取有效的信息。
46.(2023•汉阳区模拟)水平桌面上有一质量为150g,底面积为50cm2的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的距离为8cm,内盛350g的水。将质量为180g圆柱形金属块挂在弹簧测力计下,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1.2N。小桶收集到溢出水的重力为 0.1 N;金属块的密度为 3×103 kg/m3;当杯口不再有水溢出时,溢水杯对水平桌面的压强为 1.1×103 Pa。
【考点】阿基米德原理的应用;密度的计算与公式的应用;压强的计算.
【专题】压强、液体的压强;浮力;分析、综合能力.
【答案】0.1;3×103;1.1×103。
【分析】已知溢水杯中装有水的质量,根据密度公式求出这些水的体积,由V=Sh求出原来溢水杯中水的深度,与杯底到溢水口的距离为8cm比较可知溢水杯中水是未装满的;
由重力公式分别求出原来水的重力、金属块的重力以及溢水杯的重力;
(1)根据称重法计算金属块浸没时所受的浮力;根据阿基米德原理可得G排水=F浮,因为原来溢水杯中没有装满水,所以小桶收集到溢出水的重力G溢水<G排水;
(2)金属块浸没在水中,则金属块的体积等于排开水的体积,由V金=V排=求出金属块的体积,再根据ρ金=求金属块的密度;
(3)根据题意求出溢水杯的容积(最多能装入液体的体积);当金属块完全浸没时,水不再溢出,此时V容=V排+V剩水,由此可知剩余水的体积,并根据G=mg=ρVg求出剩余水的重力,则此时溢水杯对桌面的压力等于溢水杯的重力+溢水杯中剩余水的重力+金属块的重力﹣拉力,再根据p=求出溢水杯对水平桌面的压强。
【解答】解:已知溢水杯中装有水的质量m水=350g,则这些水的体积V水==350cm3,
原来溢水杯中水的深度h==7cm,已知杯底到溢水口的距离为8cm,说明溢水杯中水是未装满的,
根据阿基米德原理可得G排水=F浮=0.6N,因为原来溢水杯中没有装满水,所以金属块浸没在水中时水面先升高到溢水口,再有水溢出
金属块的重力为G金=m金g=180×10﹣3kg×10N/kg=1.8N,
F浮=G金﹣F示=1.8N﹣1.2N=0.6N
小桶收集到溢出水的重力G溢水=0.6N﹣50×10﹣4m2×(8﹣7)×10﹣2m×1×103kg/m3×10N/kg=0.1N;
金属块的体积为V金=V排==6×10﹣5m3=60cm3,
金属块的密度为=3×103kg/m3;
溢水杯的容积(最多能装入液体的体积)V容=SH=50cm2×8cm=400cm3,
当金属块完全浸没时,水不再溢出,此时V容=V排+V剩水,
则V剩水=V容﹣V排=400cm3﹣60cm3=340cm3,
剩余水的重力G剩水=ρ水V剩水g=1.0×103kg/m3×340×10﹣6m3×10N/kg=3.4N,
溢水杯的重力G杯=m杯g=150×10﹣3kg×10N/kg=1.5N;
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:
F=G杯+G剩水+G金﹣F拉=G杯+G剩水+F浮=1.5N+3.4N+0.6N=5.5N,
溢水杯对水平桌面的压强:p==1.1×103Pa,
故答案为:0.1;3×103;1.1×103。
【点评】本题的关键是通过计算判断溢水杯中水是未装满的,则F浮=G排水≠G溢水,然后根据阿基米德原理、密度公式、压强公式进行计算,难度较大。
47.(2021•宜城市模拟)在一个圆柱形容器内盛有适量的水,现将一质量为300g的密闭空心铁盒A放入水中,空心铁盒有体积露出水面;当铁盒上放一个小磁铁B时,铁盒恰好浸没水中,如图甲所示,当把它们倒置在水中时,A有的体积露出水面,如图乙所示,则小磁铁B的密度是 5×103 kg/m3。
【考点】阿基米德原理的应用;密度的计算与公式的应用.
【专题】计算题;浮力;应用能力.
【答案】5×103。
【分析】利用漂浮的条件,根据物体在不同状态下的排水体积,用公式列出等式,再根据等量关系计算得出小磁铁的密度与水的密度的关系,最终求出小磁铁密度的大小。
【解答】解:设空心盒体积为VA,B的质量为mB,体积为VB,
A放入水中,有浮出水面,则
ρ水gVA=mAg﹣﹣﹣﹣﹣①
B放上后,铁盒恰好浸没在水中,
则ρ水gVA=mAg+mBg﹣﹣﹣﹣②
倒置在水中,整体处于漂浮状态,
则ρ水g×(1﹣)VA+ρ水gVB=mAg+mBg﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②解得mB=mA,
由②③可得VB=VA,
再由①式可得:ρ水gVA=ρAVAg,
所以ρA=ρ水,
则ρB===7.5ρA=7.5×ρ水=5ρ水=5×103kg/m3。
故答案为:5×103。
【点评】解决此题的关键是利用公式和浮沉条件找等量关系,列等式,并通过寻找小磁铁密度与水的密度的关系,最终求出小磁铁的密度。
48.(2021•宜城市二模)将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块受到的最大浮力为 15 N,细线对木块的最大拉力为 6 N。
【考点】浮力大小的计算;力的合成与应用.
【专题】应用题;图析法;气体的压强、流体压强与流速的关系;分析、综合能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)当木块上表面与水面相平时,木块受到的浮力最大,木块底部受到水的压强最大,根据图乙读出木块底部受到水的最大压强,根据F=pS求出木块底部受到水向上的压力,根据浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下求出木块受到的最大浮力;
(2)根据图乙读出木块刚好悬浮时木块底部受到水的压强,根据F=pS求出木块底部受到水向上的压力,根据浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下求出木块受到的浮力,根据漂浮条件求出木块的重力,木块受到的最大浮力与重力之差即为细线对木块的最大拉力。
【解答】解:(1)由图乙可知,水的深度为9cm时,木块刚好漂浮;水的深度从9cm增大到16cm,木块一直处于漂浮状态;水的深度为22cm时,木块刚好浸没;
当木块上表面与水面相平时,木块受到的浮力最大,木块底部受到水的压强最大,
由图乙可知,木块底部受到水的最大压强p大=1500Pa,
由p=可得,木块底部受到水向上的压力:F向上=p大S=1500Pa×0.01m2=15N,
由浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下可得,木块受到的最大浮力:F浮=F向上﹣F向下=F向上=15N;
(2)由图乙可知,当木块刚好漂浮时,木块底部受到水的压强p=900Pa,
木块底部受到水向上的压力:F向上′=p′S=900Pa×0.01m2=9N,
木块受到的浮力:F浮′=F向上′﹣F向下′=F向上′=9N,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,木块的重力:G木=F浮′=9N,
当木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,细线的拉力最大,
则细线对木块的最大拉力:F拉=F浮﹣G=15N﹣9N=6N。
故答案为:15;6。
【点评】本题考查了压强公式和浮力产生原因、阿基米德原理的原因,正确得出木块的长度是关键。
49.(2021•鄂城区校级模拟)如图是某同学用一根粗细均匀的塑料管制成的密度计,分别将它放入酒精(密度0.8g/cm3)和密度为1.2g/cm3的盐水中静止时,液面对应塑料管的位置分别是A、B中的一个;在塑料管上分别标上刻度8和1.2。则A对应的刻度为 0.8 ;若C正好是AB的中点,则C对应的刻度为 0.96 。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;浮力;应用能力.
【答案】0.8;0.96。
【分析】密度计测液体密度时处于漂浮状态,受到的浮力始终等于自身的重力,根据F浮=ρ液gV排可知所测液体的密度越大,密度计浸入液体的体积越小,据此判断A、B对应的刻度,根据F浮=ρ液gV排列方程可得,C正好是AB的中点,进一步计算,根据阿基米德原理可得C对应的刻度。
【解答】解:密度计测液体密度时处于漂浮状态,受到的浮力始终等于自身的重力,根据F浮=ρ液gV排可知所测液体的密度越大,密度计浸入液体的体积越小,所以密度计下端的刻度大于上端的刻度,所以A对应的刻度为0.8,B对应的刻度为1.2,
根据F浮=ρ液gV排可得0.8×103kg/m3×g×VA=1.2×103g/m3×g×VB=ρC×g×VC,则=,
C正好是AB的中点,则===,即VC=VB,
所以ρC===0.96×103kg/m3,则C对应的刻度为0.96。
故答案为:0.8;0.96。
【点评】本题考查物体浮浮沉条件和阿基米德原理的灵活运用,知道物体漂浮时受到的浮力等于重力,分析求解三次情况中的V排关系是本题关键。
50.(2021•荆州模拟)如图甲所示,一个底面积为200cm2、重为10N且足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上,现将一个边长为10cm的正方体实心物体M(不吸水)挂于弹簧下端,并置于柱形容器内,弹簧上端固定不动,现在向容器中缓慢注水,弹簧弹力大小与注水体积的变化图象如图乙所示,则当物块M刚好漂浮时加水质量为 3.8 kg,图乙中从A到B的加水过程中,水对容器底部的压强变化量为 1600 Pa(不计弹簧的质量和体积,弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化IN,且弹簧在弹性限度内变化)。
【考点】阿基米德原理的应用;密度的计算与公式的应用;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】计算题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】3.8;1600。
【分析】(1)当物块M刚好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,此时弹簧的弹力为零,根据图乙可知注水的体积,根据ρ=求出加水质量;
(2)弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化1N,据此求出弹簧的弹力等于物体M的重力时的伸长量,当物块M刚好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,此时弹簧的伸长量为0,根据F浮=ρgV排求出物体M排开水的体积,然后求出物体M浸入水的深度,弹簧的弹力从GM减小到0的过程中物体M上升的高度即为弹簧的伸长量,根据注水的体积求出物体M的重力;由图乙可知,从A到B的加水过程中,弹簧测力计的示数先减小后增加,且B点后弹簧的弹力不变,则A点弹簧的弹力是竖直向上的,B点弹簧的弹力是竖直向下的,且B点后物体M浸没时水中,根据阿基米德原理求出物体M浸没后受到的浮力,B点时M受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、弹簧的弹力作用处于平衡状态,根据M受到的合力为零求出弹簧的弹力,把容器和水、物体M看做整体,则整体受到竖直向上的支持力和竖直向下总重力、弹簧的弹力处于平衡状态,据此求出支持力即为容器底部对桌面的压力;A点时M受到竖直向上的浮力、弹簧的弹力和竖直向下的重力作用处于平衡状态,且此时弹簧的弹力等于B点的弹力,据此求出此时物体M受到的浮力,根据阿基米德原理求出此时物体M浸没的深度,把容器和水、物体M看做整体,则整体受到竖直向上的支持力、弹簧的弹力和竖直向下总重力处于平衡状态,根据平衡条件求出容器受到的支持力即为此时容器底部对桌面的压力;从A到B的过程中,物体M上升的高度等于弹簧在A点的伸长量加上B点的压缩量,根据m=ρV求出增加注水的体积,利用G=mg求出增加注水的重力,从A到B的加水过程中,容器底部对桌面的压力的变化量等于A点、B点对桌面的压力差,利用p=求出容器底部对桌面的压强变化量。
【解答】解:
(1)当物块M刚好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,此时弹簧的弹力为零,
由图乙可知,注水的体积V水=3800cm3,
由ρ=可得,加水质量:
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×3800cm3=3800g=3.8kg;
(2)因弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化1N,
所以,弹簧的弹力为GM时,弹簧的伸长量x1=GMcm/N,
当物块M刚好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,此时弹簧的伸长量为0,
由F浮=ρgV排可得,物体M排开水的体积:
V排====GM×10﹣4m3/N=GM×100cm3/N,
物体M浸入水的深度:
h===GMcm/N,
则弹簧的弹力从GM减小到0的过程中,物体M上升的高度为x1,
所以,注水的体积:V水′=S容x1+(S容﹣SM)h=3800cm3﹣2000cm3=1800cm3,
即200cm2×GMcm/N+[200cm2﹣(10cm)2]×GMcm/N=1800cm3,
解得:GM=6N;
由图乙可知,从A到B的加水过程中,弹簧测力计的示数先减小后增加,且B点后弹簧的弹力不变,
所以,A点弹簧的弹力是竖直向上的,B点弹簧的弹力是竖直向下的,且B点后物体M浸没时水中,
因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,
所以,物体M浸没后受到的浮力:F浮B=ρ水gVM=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,
B点时M受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、弹簧的弹力作用处于平衡状态,
所以,由M受到的合力为零可得:F浮B=GM+F弹,
则弹簧的弹力:F弹=F浮B﹣GM=10N﹣6N=4N,
把容器和水、物体M看做整体,则整体受到竖直向上的支持力和竖直向下总重力、弹簧的弹力处于平衡状态,
所以,F支持B=G容+G水B+GM+F弹=G容+G水B+6N+4N=G容+G水B+10N,
因容器对桌面的压力和桌面对容器的支持力是一对相互作用力,
所以,容器底部对桌面的压力:F压B=F支持B=G容+G水B+10N,
A点时M受到竖直向上的浮力、弹簧的弹力和竖直向下的重力作用处于平衡状态,且此时弹簧的弹力等于4N,
所以,由M受到的合力为零可得:F浮A+F弹=GM,
此时物体M受到的浮力:F浮A=GM﹣F弹=6N﹣4N=2N,
由F浮=ρgV排=ρgSMhA可得,此时物体M浸没的深度:
hA===0.02m=2cm,
把容器和水、物体M看做整体,则整体受到竖直向上的支持力、弹簧的弹力和竖直向下总重力处于平衡状态,
所以,F支持A=G容+G水A+GM﹣F弹=G容+G水A+6N﹣4N=G容+G水A+2N,
此时容器底部对桌面的压力:F压A=F支持A=G容+G水A+2N,
从A到B的过程中,物体M上升的高度hAB=2F弹N/cm=2×4cm=8cm,
则增加注水的体积:
V水″=S容hAB+(S容﹣SM)(LM﹣hA)=200cm2×8cm+[200cm2﹣(10cm)2]×(10cm﹣2cm)=2400cm3,
增加注水的质量:
m水AB=ρ水V水″=1.0g/cm3×800cm3=2400g=2.4kg,
增加注水的重力:
G水AB=m水ABg=2.4kg×10N/kg=24N,
从A到B的加水过程中,容器底部对桌面的压力的变化量:
ΔF压=F压B﹣F压A=(G容+G水B+10N)﹣(G容+G水A+2N)=(G水B﹣G水A)+8N=G水AB+8N=24N+8N=32N,
容器底部对桌面的压强变化量:
Δp===1600Pa;
容器为柱状,所以容器底部所受压强:p内==,
薄壁容器:S内=S容,
水对容器底部的压强变化量为:Δp内=Δp=1600Pa。
故答案为:3.8;1600。
【点评】本题考查了密度公式和重力公式、物体浮沉条件、阿基米德原理、压强定义式、弹簧弹力以及物体所受的合力为零的综合应用等,正确的得出物体M的重力和容器内水的增加量是关键。
51.(2021•襄城区模拟)在容积为100mL的杯中先放入一个小球,再倒入32g的酒精或43g的水都恰能将杯装满。倒入酒精时小球沉在杯底,倒入水时小球的状态是 漂浮 (选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)。小球的体积为 60 cm3,密度为 0.95×103 kg/m3(ρ酒精=0.8g/cm3)。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】计算题;密度及其应用;浮力;浮沉的应用.
【答案】见试题解答内容
【分析】分别求得43g水或32g酒精的体积,假设小球放入水中或酒精中都是沉底,由此可知其排开水和酒精的关系,然后根据小球放入容积为100mL的杯内,向杯中加入43g水或32g酒精后都恰能将杯装满,可知,在水中漂浮,再利用物体漂浮时,F浮=G可求得物块的密度。
【解答】解:
由ρ=可得,43g水的体积:V水===43cm3,
32g酒精的体积:V酒精===40cm3,
已知小球放入容积为100mL的杯内,向杯中加入43g水或32g酒精都恰能将杯装满。
根据题意可知,小球块排开水的体积:V排水=V容﹣V水=100cm3﹣43cm3=57cm3,
则排开水的质量:m排水=ρ水V排水=1g/cm3×57cm3=57g,
排开酒精的体积:V排酒精=V容﹣V酒精=100cm3﹣40cm3=60cm3,
则排开酒精的质量:m排酒精=ρ酒精V排酒精=0.8g/cm3×60cm3=48g,
所以,==,
若小球放入水中或酒精中都是漂浮,由漂浮条件和阿基米德原理可得F浮=G排=G物,则m排水=m排酒精,与前面的计算不符,故排除这种可能;
假设小球放入水中或酒精中都是沉底,则V排水=V排酒精=V物,与前面的计算不符,故排除这种可能;
因ρ水>ρ酒精,所以该小球放在水中是漂浮的,在酒精中是沉底的,则小球的体积等于小球排开酒精的体积V=V排酒精=60cm3=60×10﹣6m3,
因该小球放在水中是漂浮的,则F浮=G=G排水=57×10﹣3kg×10N/kg=0.57N,
由G=mg=ρVg可得,小球的密度:
ρ物===0.95×103kg/m3。
故答案为:漂浮;60;0.95×103。
【点评】本题考查了密度公式的应用,解答此题的关键是判断出物体在水中是漂浮,在酒精中沉底,其次是利用好漂浮时F浮=G,此题有一定的拔高难度,属于难题。
三.实验探究题(共6小题)
52.(2022•黄冈模拟)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
猜想A:可能与物体浸没液体的深度有关;
猜想B:可能与物体排开液体的体积有关;
猜想C:可能与液体的密度有关;
为了验证上述猜想,李明利用如图所示的装置,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图a和b、c,可知猜想 B (选填序号)是正确的;
(2)分析图a和 c、d ,可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析图a和d、e、f,可得出浮力的大小与液体的密度之间的关系是:物体排开液体的体积相同时, 液体密度越大,浮力越大 。
(4)若圆柱体浸在液体中,不小心碰到容器的底部,则测得的圆柱体的浮力 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【考点】探究浮力大小与哪些因素有关.
【专题】浮力;科学探究能力.
【答案】(1)B;(2)c、d;(3)液体的密度越大,受到的浮力越大;(4)偏大。
【分析】(1)根据称重法测浮力得出浮力的大小;找出a、b、c三图的相同量和不同量,根据控制变量法分析浮力的影响因素;
(2)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,由此分析;
(3)找出a、d、e、f三图的相同量和不同量,根据控制变量法分析浮力的影响因素;
(4)根据受力分析,确定圆柱体浸在液体中,不小心碰到容器的底部后改变的量,分析浮力变化。
【解答】解:(1)分析a、b、c三图可知液体的密度相同,排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法知浮力不同,故可以得出物体受到的浮力大小与排开水的体积有关;验证了猜想B;
(2)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,图c、d都是浸没,
满足控制变量的要求,因而分析a、c、d可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析实验步骤a、d、e、f可知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,盐水中拉力最小,酒精中拉力最大,说明浮力不同,故可以得出金属块受到的浮力大小还与液体的密度有关,且物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,受到的浮力越大;
(4)若圆柱体浸在液体中,不小心碰到容器的底部,由于容器有支持力,会使得拉力F减小,根据称重法测浮力,所测浮力偏大。
故答案为:(1)B;(2)c、d;(3)液体的密度越大,受到的浮力越大;(4)偏大。
【点评】本题探究浮力的大小与哪些因素有关,考查控制变量法的运用、称重法测浮力、意外情况的分析,有一定的难度。
53.(2021•孝感模拟)如图,探究“浮力的大小跟哪些因素有关”和探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验。
(1)如图甲,探究浮力的大小跟哪些因素有关,把一个柱状固体竖直悬挂在弹簧测力计下,改变物体浸在液体中的 体积 和物体浸没在液体内的 深度 ,观察弹簧测力计的示数F,得出物体在液体中所受浮力的大小跟它们的关系;更换烧杯中的液体,把挂在弹簧测力计下的物体再次浸没在该液体中,可探究物体所受的浮力与 液体密度 的关系。
(2)如图乙、图丙、图丁、图戊,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,图乙,把不溶于水的小石块竖直悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为F1;图丙,把空小桶竖直悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为F2;图丁,把挂在弹簧测力计下的小石块浸没在盛满水的溢水杯中,弹簧测力计的示数为F3;图戊,把盛有溢出水的小桶竖直挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为F4.当实验中的测量结果满足 F1﹣F3=F4﹣F2 的关系式时(用F1、F2、F3、F4表示),说明阿基米德原理成立。
(3)如图丁所示的实验中,若挂在弹簧测力计下的小石块在没有接触溢水杯中的水面之前,溢水杯没有盛满水,然后将小石块浸没在溢水杯里的水中。由此可得排开水的重力 小于 小石块受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)只用图乙和图丁所示的实验操作,不用其它操作过程,即可测出小石块的密度。小石块密度表达式ρ小石块 (用F1、F3、ρ水表示)。
【考点】探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系.
【专题】实验题;探究型实验综合题;分析、综合能力;实验基本能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,完全浸没后与深度无关,实验中用控制变量法分析解答;
(2)根据称量法算出浮力;用水和桶的总重力减去小桶的重力即为排开液体的重力;浸在液体中的物体受到的浮力等于其排开液体受到的重力,这就是阿基米德原理;
(3)若溢水杯中没有装满水,小石块排开的水没有全部溢出,据此分析石块排开水的重力与小石块受到的浮力的关系;
(4)根据浮力的知识,得出浮力的大小,计算出小石块的体积,从而根据公式计算出小石块的密度。
【解答】解:(1)浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,完全浸没后与深度无关;
在探究浮力的大小跟哪些因素有关时,把一个柱状固体竖直悬挂在弹簧测力计下,改变物体浸在液体中的体积和物体浸没在液体内的深度,观察弹簧测力计的示数F,得出物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体体积和深度的关系;更换烧杯中的液体,液体的密度改变,把挂在弹簧测力计下的物体再次浸没在该液体中,排开液体的体积不变,可探究物体所受的浮力与液体密度的关系;
(2)根据称量法知:F浮=F1﹣F3;
物体排开的液体的重力:G排=F4﹣F2;
若F1﹣F3=F4﹣F2说明阿基米德原理成立;
(3)若挂在弹簧测力计下的小石块在没有接触溢水杯中的水面之前,溢水杯没有盛满水,小石块排开的水不能全部进入烧杯,使得G排减小,故排开水的重力小于小石块受到的浮力;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,
排开水的体积等于小石块的体积:
V石=V排==,
石块密度的表达式为:
ρ小石块===。
故答案为:(1)体积;深度;液体密度;(2)F1﹣F3=F4﹣F2;(3)小于;(4)。
【点评】此题主要考查的是学生对“浮力的大小跟哪些因素有关”探究实验的理解和掌握,同时考查学生对浮力、重力、密度计算公式的理解和掌握,综合性很强,有一定难度,掌握控制变量法是解决此题的关键。
54.(2021•襄州区二模)小明用如图1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的关系图像(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 先变大后不变 。请在图2中画出F浮随h变化的关系图像.分析图像可知,浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成 正比 。
(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: 浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关 。
(3)合金块的密度为ρ合金= 4 g/cm3。
【考点】探究浮力大小与哪些因素有关.
【专题】实验题;浮力;分析、综合能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据图像分析弹簧测力计的示数随着深度的变化关系,进而得出浮力的变化情况;利用F浮+F=G和图线①画出F浮随h变化的关系图像;
(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,从而得出结论;
(3)利用G=mg求出合金块的质量,再结合称重法和阿基米德原理求出合金块的体积,最后利用密度公式求出合金块的密度。
【解答】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的关系图像可以知道: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。
由图像可知,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的变化的关系图像,如下图所示:
由图像可知,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。
故答案为:(1)先变大后不变;如图;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。
【点评】本题是探究影响浮力大小因素的实验,涉及到的知识点较多,熟练应用公式及变形公式即可正确解题。
55.(2023•浠水县校级三模)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F浮与G排的关系,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 圆柱体的重力 。
(2)由图中步骤B、E可知,浮力的大小跟 液体的密度 有关。
(3)圆柱体的体积为 1×10﹣4 m3;未知液体的密度为 0.8×103 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 不变 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
【考点】探究浮力大小与哪些因素有关.
【专题】实验题;探究型实验综合题;科学探究能力.
【答案】(1)圆柱体的重力;(2)液体的密度;(3)1×10﹣4;0.8×103;(4)不变。
【分析】(1)根据阿基米德原理,要测F浮,需要知道物重G和物体完全浸没时的拉力F,要测G排,需测桶的重力G桶、桶和水的总重力G总;
(2)分析B、E中相同的量和不同的量,得出浮力与液体密度的关系;
(3)由F浮=G排计算出圆柱体在水中受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排和在两种液体中排开液体的体积相等,得出液体的密度;
(4)圆柱体浸没在水中静止时,圆柱体受到重力、浮力以及拉力的作用。根据阿基米德原理可知圆柱体受到的浮力等于排开的水重,圆柱体对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变。
【解答】解:(1)要测量物体在水中受到的浮力,还需测出圆柱体的重力;
(2)B、E两图,物体排开液体的体积相等,液体的密度不同,可知,浮力大小与液体的密度有关;
(3)由题意知,在水中的浮力F浮=G排=1.2N﹣0.2N=1N;
圆柱体排开液体的体积不变,由F浮=ρ液gV排得,V=V排===1×10﹣4m3;
根据F浮=G﹣F知,G=F+F浮=1N+1.7N=2.7N;
则物体在液体中所受浮力为F浮′=G﹣F′=2.7N﹣1.9N=0.8N;
圆柱体排开液体的体积不变,由F浮=ρ液gV排得,ρ液===0.8×103kg/m3;
(4)圆柱体浸没在水中静止时,圆柱体受到重力、浮力以及拉力的作用。根据阿基米德原理可知圆柱体受到的浮力等于排开的水重,圆柱体对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变。
故答案为:(1)圆柱体的重力;(2)液体的密度;(3)1×10﹣4;0.8×103;(4)不变。
【点评】此题是探究阿基米德原理实验,考查了对实验原理及阿基米德原理公式的熟练应用,要熟练掌握基本公式,并能进行变形应用,能够分析出物体在水中和液体中排开液体的体积相等,是解决问题的关键。
56.(2023•广水市三模)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,小明利用弹簧测力计下挂圆柱形物体进行实验,图乙中图像a为弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系图像。
(1)由图像a可知浮力与 排开液体体积 (选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关;
(2)为了验证浮力大小与液体的密度的关系,他将水换成盐水和酒精重复上述实验, b (选填“b”或“c”)是描述物块所受浮力随浸入盐水的深度变化的图象(ρ盐水>ρ水>ρ酒精);
(3)由此得出的结论:液体的密度越大,物体浸没入液体时受到的浮力越 大 (选填“大”或“小”);
(4)由(2)可知,小明在实验过程中使用的圆柱形物体的密度表达式为 (用所测得的物理量的字母表示,水的密度为ρ水)。
【考点】探究浮力大小与哪些因素有关.
【专题】定性思想;探究型实验综合题;科学探究能力.
【答案】(1)排开液体体积;(2)b;(3)大;(4)。
【分析】(1)物体浸没在水中之前,浸入水中深度越大排开水的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由F浮=G﹣F′可知受到的浮力增大;
(2)盐水的密度大于水的密度,液体的密度越大,物体浸没在液体时受到的浮力越大,则物体全部浸没时弹簧测力计的示数越小,由此确定图线;
(3)由图像知,当液体的密度越大,物体全部浸没时弹簧测力计的示数越小,由F浮=G﹣F示判断出浮力的变化,进而判断出浮力与液体密度的关系;
(4)根据二力平衡,h=0时,弹簧测力计的示数即为物体的重力;由F浮=G﹣F示算出浮力,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排算出物体的体积,由密度公式表示出圆柱形物体的密度。
【解答】解:(1)物体浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随物体的下表面浸入水中深度h的增加而减小,因V排=Sh,由F浮=G﹣F示可得出:物体A浸没在水中之前受到浮力与物体排开液体的体积有关;
(2)盐水的密度大于水的密度,液体的密度越大,物体浸没在液体时受到的浮力越大,则物体全部浸没时弹簧测力计的示数越小,所以换成盐水重复上述实验,绘出的图像应该是图线b;
(3)ρ盐水>ρ水>ρ酒精,由图像知,当液体的密度越大,物体全部浸没时弹簧测力计的示数越小,由F浮=G﹣F示知浮力变大,由此得出的结论:液体的密度越大,物体浸没入液体时受到的浮力越大;
(4)根据二力平衡,h=0时,弹簧测力计的示数即为物体的重力,即物体的重力G=F1;
由称重法知F浮=G﹣F示=F1﹣F2;
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得物体的体积为:
V=V排==,
圆柱形物体的密度为:
ρ====。
故答案为:(1)排开液体体积;(2)b;(3)大;(4)。
【点评】本题目考查了学生对浮力的掌握程度,并且考查学生能否灵活应用控制变量法。
57.(2023•咸宁模拟)同学们在学习“阿基米德原理”这节课上,经过讨论,提出阿基米德原理的成立是否一定要以物体全部浸入液体为前提条件,于是提出了一个新的实验方案,并动手制作了如图所示实验装置,其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是自制的溢水杯,F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。
(1)实验前溢水杯装满了水,然后逐渐调高平台F,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 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),此过程说明物体所受浮力与 排开液体的体积 有关。
(2)多次记录弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB,并比较物体不同程度浸入液体时,以上两个变化量之间的大小关系,发现ΔFA = ΔFB(选填“>”“<”或“=”),由此证明了阿基米德原理的成立 不需要 (选填“需要”或“不需要”)以物体全部浸入液体为前提条件。
(3)若在实验中物体C接触水面前测力计A的示数为5N,物体C浸没后测力计A的示数为3N,则物体的密度为 2.5×103 kg/m3。(g取10N/kg)
【考点】阿基米德原理的应用.
【专题】实验题;浮力;分析、综合能力.
【答案】(1)变小;排开液体的体积;(2)=;不需要;(3)2.5×103。
【分析】(1)对重物C受力分析,浸在水中时,弹簧测力计A的示数FA=G﹣F浮,重力G不变,F浮增大,可判断FA的变化,进一步判断浮力的影响因素;
(2)由(1)弹簧测力计A和弹簧测力计B的示数变化量之间的关系,从实验现象可知,可判断阿基米德原理的成立是否需要物体全部浸入液体为前提条件;
(3)由F浮=ρgV排可计算物体的体积,由G=mg计算物体的质量,再由公式ρ=计算物体的密度。
【解答】解:(1)浸在水中物体C受竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮及弹簧测力计A的拉力F,则弹簧测力计A的示数F=G﹣F浮,当物体浸入水中的体积越大,即V排增大,由F浮=ρgV排可知,F浮增大,则弹簧测力计A的示数F变小,此过程说明物体所受浮力与排开液体的体积有关;
(2)弹簧测力计A示数的变化量FA′等于物体C所受浮力的变化量,弹簧测力计B示数的变化量FB′等于排出水受重力的增大量,根据阿基米德原理可知FA′=FB′,由此可知,阿基米德原理的成立不需要以物体全部浸入液体为前提;
该实验的优点由随时观察比较弹簧测力计A、B示数的变化量的关系;
(3)根据称重法可知完全浸没在水中的物体C所的浮力F浮=G﹣F示=5N﹣3N=2N;
由于物体C完全浸没,因此V排=V物,则V物===2×10﹣4m3;
物体的质量m物===0.5kg;
则物体的密度ρ物===2.5×103kg/m3。
故答案为:(1)变小;排开液体的体积;(2)=;不需要;(3)2.5×103。
【点评】此题是一道浮力综合应用题,考查学生对阿基米德原理的理解和应用。
四.计算题(共3小题)
58.(2023•曾都区模拟)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。
【考点】浮力大小的计算;密度的计算与公式的应用;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】密度及其应用;压强、液体的压强;浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】(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。
【分析】(1)根据物体沉浮条件可求出此时木块A受到的浮力大小;
(2)根据阿基米德原理求出此时木块A排开水的体积,从而求出木块A的体积,根据G=mg=ρVg求出木块A的密度;
(3)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ΔF=GB,根据p=可求出水对容器底部压强的变化量。
【解答】解:(1)由图可知,A、B整体漂浮在水面上,则此时木块A受到的浮力为:
F浮=GA+GB=6N+2N=8N;
(2)由阿基米德原理可知,此时木块A排开水的体积为:
V排===8×10﹣4m3,
所以木块A的体积为:VA=×8×10﹣4m3=10﹣3m3,
由G=mg=ρVg可知,木块A的密度为:
ρA===0.6×103kg/m3;
(3)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:ΔF=GB=2N,
所以取走B,水对容器底部压强的减小量为:Δp===200Pa。
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。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、重力公式、密度公式、压强公式的综合应用,灵活运用公式是解题的关键。
59.(2021•江岸区模拟)用手将一个重0.5kg,体积为200cm3的物体浸没水中不动,求:
(1)物体的重力;
(2)物体所受的浮力;
(3)手对物体施加多大的力;
(4)松手后物体将会怎样?为什么?
【考点】物体的浮沉条件及其应用;重力的计算;二力平衡条件的应用;阿基米德原理的应用.
【专题】计算题;浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】(1)物体的重力为5N;
(2)物体所受的浮力为2N;
(3)手对物体施加的力为3N;
(4)松手后物体将会下沉,因为物体受到的浮力小于重力。
【分析】(1)根据G=mg求出物体的重力;
(2)将物体浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积,利用阿基米德原理求物体受到的浮力;
(3)对物体受力分析,然后求出手施加的力的大小;
(4)利用物体的浮沉条件判断物体的浮沉情况。
【解答】解:
(1)物体的重力为:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
(2)将物体浸没在水中时,V排=V物=200cm3=2×10﹣4m3,
物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N;
(3)浸没在水中的物体受到三个力的作用而处于静止状态,物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力,由于物体的重力大于浮力,所以手对物体施加的力的方向是竖直向上的,则拉力的大小为;F=G﹣F浮=5N﹣2N=3N;
(4)因为F浮<G,所以松手后物体将下沉。
答:(1)物体的重力为5N;
(2)物体所受的浮力为2N;
(3)手对物体施加的力为3N;
(4)松手后物体将会下沉,因为物体受到的浮力小于重力。
【点评】本题考查了浮力和重力的计算、物体浮沉条件的应用,关键是利用好隐含条件物体浸没水中时V排=V。
60.(2022•荆门模拟)如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克,它采用V型水冷涡轮增压柴油机,安装了先进的火控系统和多种光电技术设备,使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高,该坦克具有潜渡功能。若坦克重42t,高2.3m,履带与地面的总接触面积4m2。请利用给出的数据,求:
(1)坦克在水平路面行驶时,对地面的压强。
(2)坦克在深为5m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力。
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床的压力为105N,该坦克的体积是多大?
【考点】阿基米德原理的应用;力的合成与应用;压强的计算;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】计算题;应用题;运动和力;浮力;应用能力.
【答案】(1)坦克在水平路面行驶时,对地面的压强为1.05×105Pa。
(2)坦克在深为5m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力为2.16×104N。
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床的压力为105N,该坦克的体积是32m3。
【分析】(1)利用G=mg求出坦克的重力,坦克对地面的压力等于坦克自身的重力,利用p=求出坦克在水平路面行驶时,对地面的压强;
(2)求出坦克顶部的深度,利用p=ρgh求出坦克顶部受到水的压强,利用p=求出坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到的水的压力;
(3)坦克潜渡时,浸没在水中,利用F浮=ρ液gV排求出坦克排开水的体积,坦克的体积等于排开水的体积。
【解答】解:(1)坦克的重力G=mg=42×103kg×10N/kg=4.2×105N,
坦克在水平路面行驶时,对地面的压力F=G=4.2×105N,
坦克在水平路面行驶时,对地面的压强p1===1.05×105Pa;
(2)坦克顶部受到水的压强p2=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(5m﹣2.3m)=2.7×104Pa,
由p=可知,坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到的水的压力F压=p2S=2.7×104Pa×0.8m2=2.16×104N;
(3)坦克潜渡时,浸没在水中,坦克对水平河床的压力为105N,
根据力的相互作用可知坦克受到的支持力大小与坦克对水平河床的压力相等,即为105N,
受到浮力为:F浮=G﹣F支=4.2×105N﹣105N=3.2×105N,
由F浮=ρ液gV排可知,坦克排开水的体积:V排===32m3;
坦克潜渡时,浸没在水中,坦克的体积等于排开水的体积,即V=V排=32m3。
答:(1)坦克在水平路面行驶时,对地面的压强为1.05×105Pa。
(2)坦克在深为5m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力为2.16×104N。
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床的压力为105N,该坦克的体积是32m3。
【点评】本题考查重力的计算、固体压强和液体压强的计算、阿基米德原理的应用,是一道在力学综合题,有一定的难度。
河北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---浮力: 这是一份河北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---浮力,共44页。
广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---浮力: 这是一份广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---浮力,共39页。
三年湖北中考物理模拟题分类汇编---压强: 这是一份三年湖北中考物理模拟题分类汇编---压强,共89页。