广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---浮力
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这是一份广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---浮力,共39页。
A.活塞式抽水机——大气压和温度的关系
B.用高压锅容易使饭煮熟——沸点和压强的关系
C.水下潜艇能上浮——液体压强和密度的关系
D.船闸——液体压强和流速的关系
2.(2023•东莞市校级模拟)小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成简易密度计。现使吸管竖直漂浮在不同液体中,测量出液面到吸管下端的深度为h,如图所示。则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中,可能正确的是( )
A.B.
C.D.
3.(2021•赤坎区校级模拟)如图所示。一个容器内装有水,水面上漂浮着一块冰。放于室温下,在冰熔化过程中。水面的高度是( )
A.变大B.不变
C.变小D.条件不足,无法判断
4.(2023•南海区校级模拟)小明和小红用相同的橡皮泥捏小船,探究“看谁装得硬币多”,如图甲、乙所示分别是小明和小红捏的小船装4枚和6枚一元硬币时放入相同水杯中的情景,下列分析正确的是( )
A.图甲中的小船所受的浮力小
B.图乙中小船排开水的体积小
C.两艘小船排开水的重力相等
D.甲、乙两杯杯底受到水的压强相等
5.(2023•龙湖区校级二模)如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p3和p4。两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为( )
A.p1=p2,p3>p4,F1>F2B.p1=p2,p3>p4,F1=F2
C.p1>p2,p3=p4,F1>F2D.p1=p2,p3=p4,F1>F2
6.(2023•南山区模拟)将同一实心物体分别投入足量的水和酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中,物体静止时,所受的浮力分别是6N和5N,则物体在水和酒精中的浮沉状态可能是( )
A.在水中漂浮,在酒精中沉底
B.在水中悬浮,在酒精中漂浮
C.在水中漂浮,在酒精中漂浮
D.在水中沉底,在酒精中沉底
7.(2021•宝安区模拟)如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断减小的阶段是( )
A.①→②B.②→③C.③→④D.④→⑤
8.(2023•东莞市一模)如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器的水中悬浮着一个小球,则下列说法正确的是( )
A.三个容器中水对容器底面的压力大小关系为F甲<F乙<F丙
B.若木块和小球体积相等,木块的质量小于小球的质量
C.若向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
D.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
9.(2023•龙岗区校级三模)如图所示,两个完全相同的容器甲、乙,左为甲,右为乙。原来都装有同样多的水,放置在水平桌面上,将体积相等的不同物体A、B放入甲乙中,如图所示,A处于漂浮状态,B处于悬浮状态。下列判断不正确的是( )
A.A物体的密度小于B物体的密度
B.A物体的浮力小于B物体的浮力
C.甲乙中水对容器底的压强相等
D.甲对桌面的压强小于乙对桌面的压强
10.(2022•坪山区二模)将木棒的一端缠绕一些铜丝,能使木棒竖直浮在液体中,这就制成了一个很有用的简易密度计。将它分别放到盛有不同液体的相同容器中,静止时的情景如图所示,此时甲、乙杯中液面相平。下列说法中正确的是( )
A.简易密度计在甲液体中所受的浮力大于它在乙液体中所受的浮力
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.甲液体对容器底的压强等于乙液体对容器底的压强
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
11.(2021•蓬江区校级三模)两个完全相同的容器放在水平桌面中央,容器中分别盛有体积相同的甲、乙两种不同液体。若将一个物体分别轻放入两容器中,其静止后状态如图所示,此时( )
A.液体的密度ρ甲<ρ乙
B.液体对容器底部的压力F液甲>F液乙
C.物体在两液体中受到的浮力F浮甲<F浮乙
D.容器对桌面的压强p容甲=p容乙
12.(2021•广州三模)市场上有一种“磁悬浮电灯”,如图所示,该电灯内部没有电池,电灯本身没有导线与家庭电路接通,但能够发光。关于这个“磁悬浮电灯”的说法中,正确的是( )
A.“磁悬浮电灯”发光,不需要消耗能量
B.“磁悬浮电灯”不掉下来,是它受到的浮力等于重力
C.“磁悬浮电灯”受到竖直向上的磁场力大于它受到的重力
D.“磁悬浮电灯”发光所需要的能量一定需要通过某种方式获取
13.(2022•荔湾区校级三模)用质量相同的黄金制成大小不同的两个空心金球,放入质量相同的甲、乙两种不同液体中(两个水槽相同),静止时如图所示,不计球内空气的质量。下列说法中正确的是( )
A.小金球受到的浮力较大
B.大金球受到的浮力较大
C.甲液体的密度较小
D.甲、乙两液体对水槽底部的压强一样大
14.(2022•福田区校级模拟)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
15.(2022•四会市校级模拟)如图1所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。图2是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象,以下说法正确的是( )
A.圆柱体的重力为8N
B.圆柱体浸没时受到的浮力为4N
C.圆柱体的体积为4×10﹣4 m3
D.圆柱体的密度为1.5×103 kg/m3
二.填空题(共8小题)
16.(2021•东莞市校级二模)2019年12月17日,首艘国产航母“山东”号在海南省三亚军港正式交付。国产航母满载时排水量为67000t,吃水深度10.5m,可搭载航载机36架,它满载时受到的浮力是 N,当舰载机离开航母执行任务后,航母所受浮力将 ,舰身会 (选“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变”)。(g取10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)
17.(2021•英德市二模)如图所示,我国的“奋斗者”号创造了万米的中国载人深潜新纪录,当潜水器完全潜入水中时排开水体积为50m3,它所受浮力为 N,此时载人潜水器继续下潜,所受的压强 ,浮力 。(后两空均选填“增大”、“不变”或“减小”),(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
18.(2023•金平区一模)将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时如图所示,橡皮泥的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,甲杯中橡皮泥所受的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力, 杯中水面升高得多。
19.(2023•南海区校级三模)将体积为50cm3、质量为55g的鸡蛋先后浸入盛有水和浓盐水的两个相同的烧杯里,鸡蛋静止时所处的位置如图所示,则甲杯子中鸡蛋受到的浮力为 N,乙杯子中鸡蛋受到的浮力为 N;若乙杯中液体高度0.1m,则乙杯底受到液体的压强为 Pa。(g取10N/kg)
20.(2021•阳西县一模)一个物块的体积为10﹣3m3,受到的重力为10N。现将它浸没在水中,物体所受的浮力为 N,放手后物体将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”);最终静止时物体排开水的质量为 kg。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
21.(2022•潮阳区模拟)置于水平桌面上的容器底部放有一个边长为10cm,密度为0.9×103kg/m3的正方体物块,如图甲所示,此时物块对容器底的压强为 Pa;当逐渐向容器内倒入某种液体(物块与容器底未紧密接触,液体未溢出),记录物块所受浮力F浮与容器内液体的深度h关系如图乙所示,则液体密度为 kg/m3;当h=10cm时,物块处于 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态。(g=10N/kg)
22.(2022•高州市校级模拟)水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有两种不同的液体,将两个相同的小球分别放在两烧杯中,小球静止时如图所示,两烧杯中液面相平,则小球受到的浮力F浮甲 F浮乙,烧杯底部受到的液体压强p甲 p乙,桌面受到的压强p′甲 p′乙。
23.(2022•揭东区一模)一个质量55g的不规则实心物体,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮。该物体的体积为 m3,物体悬浮时盐水的密度为 kg/m3。
三.实验探究题(共2小题)
24.(2022•新会区二模)(1)在使用弹簧测力计前应将指针调到 位置,调好以后,测量物体受到的重力,如图甲所示,物体受到的重力大小为 N。
(2)物理实验室常用的液体温度计是根据液体的 原理进行测温的,如图乙所示,体温计的示数为 ℃。
(3)如图丙所示是小明探究浮力大小与物体排开水所受重力关系的实验,将该物体浸没在水中时物体受到的浮力为 N,物体的体积为 m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
25.(2023•东莞市一模)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N。
(2)通过 三次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系。
(3)通过a、c、e三次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系。
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则圆柱体的高度为 cm;该液体的密度 .kg/m3。
(5)若烧杯的底面积为80cm2,对比a、c两次实验,水对容器底部的压强增加了 Pa。
四.计算题(共2小题)
26.(2022•龙岗区校级三模)如图所示,重为78N的实心合金球被轻细线悬挂于弹簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,此时弹簧测力计的示数为48N。已知图中盛水容器的底面积为0.05m2。求:(已知水的密度ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)该合金球所受浮力的大小?
(2)该合金球的密度是多大?
(3)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部的压强增大多少?
27.(2023•福田区二模)市面上有一种防溺水手环,如图,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的CO2会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四。已知某运动员质量m人=51kg,平均密度ρ人=1.02×103kg/m3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略手环体积和自重,求:
(1)该运动员的重力;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力;
(3)人漂浮时,气囊体积至少多大,才能确保运动员的安全。
广东(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15小题)
1.(2022•蓬江区校级模拟)下列各种现象与其涉及的物理知识之间的关系中,正确的是( )
A.活塞式抽水机——大气压和温度的关系
B.用高压锅容易使饭煮熟——沸点和压强的关系
C.水下潜艇能上浮——液体压强和密度的关系
D.船闸——液体压强和流速的关系
【考点】物体的浮沉条件及其应用;沸点及沸点与气压的关系;连通器原理;气压计和抽水机.
【专题】压强、液体的压强;气体的压强、流体压强与流速的关系;理解能力.
【答案】B
【分析】要解答本题需掌握:
①大气压的应用;
②液体沸点与气压有关,气压高,水的沸点高;
③物体在液体中的浮沉条件:上浮:F浮>G;悬浮:F浮=G;下沉:F浮<G;
④上端开口,下部连通的容器叫做连通器。
【解答】解:A、活塞式抽水机和离心式抽水机工作时,都是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,故A错误。
B、利用高压锅煮饭,锅内气压比较高,水的沸点高,易将饭煮熟,描述正确。故B正确。
C、潜水艇是通过改变自身的重力来实现浮沉的,故C错误。
D、船闸是利用连通器的原理工作的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是一道综合题,考查学生对一些力学基础知识的理解与掌握,是一种重要题型。
2.(2023•东莞市校级模拟)小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成简易密度计。现使吸管竖直漂浮在不同液体中,测量出液面到吸管下端的深度为h,如图所示。则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中,可能正确的是( )
A.B.
C.D.
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】密度计漂浮在不同的液体中,根据漂浮条件,所受浮力等于自身重力,即浮力不变,据此判断浮力F与浸没液体中深度h的关系;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh,浮力和密度计的横截面积一定时,判断出液体密度与浸没液体中的深度的关系。
【解答】解:(1)同一支密度计,重力G不变,竖直漂浮在不同液体中,由漂浮条件F浮=G可知,浮力不变,与浸没液体中的深度无关,故AB错误;
(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得,g是定值,ρh的乘积为定值,所以ρ、h的关系呈现反比例函数图象,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查阿基米德原理和漂浮条件的应用,解答此题的关键是知道密度计是利用物体漂浮条件制成的。
3.(2021•赤坎区校级模拟)如图所示。一个容器内装有水,水面上漂浮着一块冰。放于室温下,在冰熔化过程中。水面的高度是( )
A.变大B.不变
C.变小D.条件不足,无法判断
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】根据阿基米德原理判断其浮力和排开水的重力关系;根据二力平衡判断浮力和冰的重力关系,进而得出冰块熔化后水面高度的变化。
【解答】解:根据阿基米德原理:F浮=G排可得:F浮=G排水,
由于冰块漂浮,根据二力平衡知识可知:F浮=G冰,
又因为冰熔化成水时,质量不变,所以G熔=G冰=G排水,
由G=mg=ρVg可知,冰完全熔化为水后的体积等于冰排开水的体积,故冰块熔化后,水面高度不变。
故选:B。
【点评】本题考查了阿基米德原理以及漂浮条件等知识的应用,综合性较强,易出错。
4.(2023•南海区校级模拟)小明和小红用相同的橡皮泥捏小船,探究“看谁装得硬币多”,如图甲、乙所示分别是小明和小红捏的小船装4枚和6枚一元硬币时放入相同水杯中的情景,下列分析正确的是( )
A.图甲中的小船所受的浮力小
B.图乙中小船排开水的体积小
C.两艘小船排开水的重力相等
D.甲、乙两杯杯底受到水的压强相等
【考点】物体的浮沉条件及其应用;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;理解能力.
【答案】A
【分析】物体漂浮时,浮力等于自身的重力;根据阿基米德原理判定排开的水的重力和排开的水的体积的大小;利用p=ρgh比较受到水的压强大小。
【解答】解:A、小船装4枚和6枚一元硬币时都处于漂浮状态,甲中小船的重力要小于乙中小船的重力,由于漂浮时,浮力等于重力,故乙中的小船所受的浮力大,故A正确;
B、根据阿基米德原理可知,乙中的小船所受的浮力大,液体的密度相同,则乙中小船排开水的体积大,故B错误;
C、根据阿基米德原理可知,甲中的小船所受的浮力小,则甲小船排开水的重力小,故C错误;
D、题中没有说明两容器中水的深度之间的关系,故无法判断两杯杯底受到水的压强大小,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,以及液体压强公式的应用,是一道综合题。
5.(2023•龙湖区校级二模)如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p3和p4。两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为( )
A.p1=p2,p3>p4,F1>F2B.p1=p2,p3>p4,F1=F2
C.p1>p2,p3=p4,F1>F2D.p1=p2,p3=p4,F1>F2
【考点】阿基米德原理的应用;固体压强大小比较;液体压强的比较大小.
【专题】压强、液体的压强;浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)知道玻璃缸里装满了水,又知道液体深度相同,根据公式p=ρgh可比较缸底受到水的压强;
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据漂浮条件和阿基米德原理可知甲、乙两玻璃缸对桌面的压力关系,然后比较压强关系;
(3)根据图示判断出两只玩具鸭排开水的体积大小关系,根据阿基米德原理比较浮力大小关系。
【解答】解:(1)由图和题意可知,甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,玩具鸭放入后水的深度h仍然相同,
根据p=ρgh可知水对容器底部的压强相等,即:p1=p2;
(2)因甲、乙两个玻璃缸完全相同装满水时,水的质量相等,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等可知,甲、乙两个玻璃缸装满水时对桌面的压力相等;
由于玩具鸭子在水中漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可知:G物=F浮=G排,即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等,所以漂浮着玩具时玻璃缸对桌面的压力仍然相等,由于玻璃缸完全相同(底面积相同),则由p=可知,此时两玻璃缸对桌面的压强相等,即:p3=p4;
(3)甲、乙两缸中装满了水,玩具鸭子漂浮,根据图示可知,甲缸中鸭子排开水的体积大,根据F浮=ρ水gV排可知,甲缸中鸭子受到的浮力大,即:F1>F2。
故选:D。
【点评】本题考查了液体压强公式、压强定义式、浮沉条件和阿基米德原理的应用,关键是根据漂浮条件和阿基米德原理推出玩具鸭的重力与溢出水的重力相等。
6.(2023•南山区模拟)将同一实心物体分别投入足量的水和酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中,物体静止时,所受的浮力分别是6N和5N,则物体在水和酒精中的浮沉状态可能是( )
A.在水中漂浮,在酒精中沉底
B.在水中悬浮,在酒精中漂浮
C.在水中漂浮,在酒精中漂浮
D.在水中沉底,在酒精中沉底
【考点】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】本题可采用假设法求解,可分别假设物体在水中可能处的状态,根据阿基米德原理和物体的浮沉条件可知物体在酒精中的状态,由此可选出可能的情况。
【解答】解:AC、假设物体在水中漂浮,则由物体的浮沉条件可得,物体重为6N,而在酒精中受到的浮力为5N,故在酒精中应下沉,不能漂浮,故A正确、C错误;
B、假设在水中悬浮,则由物体的浮沉条件可得,物体受到的浮力等于物体重为6N,而在酒精中受到的浮力为5N,故在酒精中下沉,不能漂浮,故B错误;
D、假设它在水和酒精中都处于沉入底部,排开液体的体积相等,它受到的浮力分别是:F水=ρ水gV、F酒=ρ酒gV;则F水:F酒=ρ水:ρ酒=5:4,而现在浮力之比是6:5,故D错误。
故选:A。
【点评】当题目中有多个问题相关联时,可以先假设其中一种情况成立,由此再利用所学知识进行推理,可得出另外的情况是否成立。
7.(2021•宝安区模拟)如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断减小的阶段是( )
A.①→②B.②→③C.③→④D.④→⑤
【考点】阿基米德原理的应用.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】浸在液体中的物体受到浮力大小跟液体密度和物体排开液体的体积有关,在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
【解答】解:在跳水运动员跳水过程中,液体的密度一定,运动员在此过程中,①②③④⑤,所以运动员在此过程中,①②③④⑤,故选D。
故选:D。
【点评】明确浮力大小的影响因素,根据控制变量法比较运动员排开水的体积变化,判断运动员受到浮力大小。
8.(2023•东莞市一模)如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器的水中悬浮着一个小球,则下列说法正确的是( )
A.三个容器中水对容器底面的压力大小关系为F甲<F乙<F丙
B.若木块和小球体积相等,木块的质量小于小球的质量
C.若向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
D.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
【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】B
【分析】(1)物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理可知物体漂浮或悬浮时排开液体的重力和自身的重力相等,据此可知三容器内液体和物体的总重力的关系,水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此得出三个容器对水平桌面的压力关系;
(2)若木块和小球的体积相同,根据图示即可判断排开水的体积大小关系;根据阿基米德原理可得受到的浮力大小关系,进而判断重力大小再判断质量大小;
(3)木块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水后,液体密度增大,木块仍然漂浮在液面上,受到的浮力和自身的重力相等;
(4)小球悬浮在丙容器中,向丙容器中加入酒精后,液体的密度减小,根据F浮=ρgV排可知小球受到的浮力变化。
【解答】解:A、在甲容器中,甲容器对桌面的压力F甲=G水+G杯﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
在乙容器中,由于木块漂浮,所以F浮木=G木=G排,
则乙容器对桌面的压力F乙=G水′+G木+G杯=G水′+G排+G杯,
因为甲、乙的液面高度相同、底面积也相同,则G水′+G排=G水,所以F乙=G水′+G排+G杯=G水+G杯﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
在丙容器中,由于小球悬浮,所以F浮球=G球=G排′,
则丙容器对桌面的压力F丙=G水″+G球+G杯=G水″+G排′+G杯,
因为甲、丙的液面高度相同,G水″+G排′=G水,所以F丙=G水″+G排′+G杯=G水+G杯﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;
所以F甲=F乙=F丙,故A错误;
B、若木块和小球的体积相同,根据图示可知:V木排<V,V球排=V;则V木排<V球排;根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知:F木<F球,因为漂浮和悬浮时浮力等于重力,所以G木<G球,由G=mg可得m木<m球,故B正确;
C.木块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水后,液体密度增大,木块将上浮一些,但木块静止后仍然漂浮在液面上,所以木块受到的浮力仍等于木块的重力不变,故C错误;
D.小球悬浮在丙容器中,向丙容器中加入酒精后,液体的密度减小,而排开液体的体积不变,由F浮=ρgV排可知,小球受到的浮力减小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理,正确的比较木块和小球受到的浮力与排开水的重力关系是关键。
9.(2023•龙岗区校级三模)如图所示,两个完全相同的容器甲、乙,左为甲,右为乙。原来都装有同样多的水,放置在水平桌面上,将体积相等的不同物体A、B放入甲乙中,如图所示,A处于漂浮状态,B处于悬浮状态。下列判断不正确的是( )
A.A物体的密度小于B物体的密度
B.A物体的浮力小于B物体的浮力
C.甲乙中水对容器底的压强相等
D.甲对桌面的压强小于乙对桌面的压强
【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;浮沉的应用;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)知道A漂浮,B悬浮,根据物体沉浮条件即可判断物体的密度;
(2)据图能看出两个小球排开液体的体积,而后结合阿基米德原理计算即可;
(3)根据甲、乙中的水的多少和物体排开水的体积判断出容器里水的深度,然后根据p=ρ液gh即可判断水对容器底的压强关系;
(2)两容器相同时受力面积相同且液体质量相等,根据F=G=mg可知对桌面的压力关系,利用p=判断两容器对桌面的压强关系。
【解答】解:
A、因A漂浮,B悬浮,根据物体沉浮条件可知:ρA<ρ水,ρB=ρ水,所以ρA<ρB,故A正确;
B、已知A、B体积相等,由图可知:VA排<VA,VB排=VB,所以VA排<VB排,
由于A、B都是放入水中,所以根据F浮=ρ液gV排可知:F浮A<F浮B,故B正确;
C、由于甲、乙都装有同样多的水,VA排<VB排,则甲容器水上升的高度小于乙容器上升的高度,由p=ρ液gh可知,两容器中水对底部的压强关系p甲<p乙,故C错误;
D、因ρA<ρB,且两物体的体积相同,则根据G=mg=ρVg可知两物体所受重力关系为:GA<GB,又因两相同的容器中装有相同质量的水,则水和容器的总重力相同,所以,容器对桌面的压力关系为F甲<F乙,由于两容器的底面积相同,则由p=可知,容器对桌面的压强关系:p甲′<p乙′,故D正确。
故选:C。
【点评】此题考查了阿基米德原理和液体内部压强公式的应用,是一道综合题。
10.(2022•坪山区二模)将木棒的一端缠绕一些铜丝,能使木棒竖直浮在液体中,这就制成了一个很有用的简易密度计。将它分别放到盛有不同液体的相同容器中,静止时的情景如图所示,此时甲、乙杯中液面相平。下列说法中正确的是( )
A.简易密度计在甲液体中所受的浮力大于它在乙液体中所受的浮力
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.甲液体对容器底的压强等于乙液体对容器底的压强
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
【考点】物体的浮沉条件及其应用;压力;液体压强的比较大小.
【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】D
【分析】(1)同一个密度计在不同液体中,放入乙、丙两种液体中都处于漂浮状态,根据漂浮的条件可知在两种液体中所受浮力的大小关系;
(2)由图可知,密度计排开液体之间的关系,根据阿基米德原理F浮=ρgV排判断液体的密度关系;
(3)由图可知,甲、乙杯中液面相平,根据液体压强公式p=ρ液gh判断两个烧杯底部所受液体的压强关系。
(4)根据两烧杯对水平桌面的压力等于烧杯、液体和小球的重力之和判断两烧杯对桌面的压力大小。
【解答】解:A、由图知,密度计在两种液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计的重力,即在甲液体中所受的浮力与在乙液体中所受的浮力相等,故A错误;
B、甲、乙受到的浮力相等,由图可知,甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,根据公式F浮=ρ液gV排可知甲液体的密度小于乙液体的密度,故B错误;
C、两杯中液面相平,ρ甲<ρ乙,根据p=ρ液gh可知,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强,故C错误;
D、由于密度计排开液体的重力等于密度计的重力,则两种情况下容器内的总重力等于等高的液体产生的压力,由图可知为甲容器内液体的体积小于乙容器内液体的体积,且ρ甲<ρ乙,由G=mg=ρVg可知,甲容器的总重力小于乙容器的总重力,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物体的漂浮条件、阿基米德原理的应用,关键知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,还要知道物体漂浮时浮力等于自身重力。
11.(2021•蓬江区校级三模)两个完全相同的容器放在水平桌面中央,容器中分别盛有体积相同的甲、乙两种不同液体。若将一个物体分别轻放入两容器中,其静止后状态如图所示,此时( )
A.液体的密度ρ甲<ρ乙
B.液体对容器底部的压力F液甲>F液乙
C.物体在两液体中受到的浮力F浮甲<F浮乙
D.容器对桌面的压强p容甲=p容乙
【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)根据浮沉条件分析浮力的关系,以及液体密度的关系;
(2)液体对容器底部的压力等于液体的重力与物体排开液体的重力之和;根据液体体积相同和密度的关系判断液体的质量的关系得知液体重力的关系;
(3)容器对桌面的压力等于容器重力、液体的重力和物体重力之和,根据p=判断出甲、乙容器对桌面压强的关系。
【解答】解:AC、物体在甲液体中漂浮,浮力等于重力,甲液体的密度大于物体的密度,即F浮甲=G,ρ甲>ρ物;物体在乙液体中下沉,浮力小于重力,乙液体的密度小于物体的密度,即F浮乙<G,ρ乙<ρ物,故F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙,故AC错误;
B、液体对容器底部的压力等于液体的重力与物体排开液体的重力之和,因为甲、乙两种不同液体,体积相同,ρ甲>ρ乙,根据m=ρV知m甲>m乙,故G甲>G乙,由A知F浮甲>F浮乙,根据阿基米德原理知:G甲排>G乙排,液体对容器底部的压力F液甲=G甲+G甲排>F液乙=G乙+G乙排,即F液甲>F液乙,故B正确;
D、因为甲、乙两种不同液体,体积相同,ρ甲>ρ乙,根据m=ρV知m甲>m乙,故G甲>G乙,容器对桌面的压力等于容器重力、液体的重力和物体重力之和,所以G甲+G+G容>G乙+G+G容,所以F容甲>F容乙,根据p=知容器对桌面的压强p容甲>p容乙,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了浮沉条件的应用、密度公式的应用,是一道综合题,难度较大。
12.(2021•广州三模)市场上有一种“磁悬浮电灯”,如图所示,该电灯内部没有电池,电灯本身没有导线与家庭电路接通,但能够发光。关于这个“磁悬浮电灯”的说法中,正确的是( )
A.“磁悬浮电灯”发光,不需要消耗能量
B.“磁悬浮电灯”不掉下来,是它受到的浮力等于重力
C.“磁悬浮电灯”受到竖直向上的磁场力大于它受到的重力
D.“磁悬浮电灯”发光所需要的能量一定需要通过某种方式获取
【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】D
【分析】(1)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在一条直线上,作用在同一个物体上;
(2)在平衡力的作用下,物体保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】解:AD、根据能量守恒定律知“磁悬浮电灯”发光,得到了光能,肯定是通过某种方式获取了其他形式的能量,故A错误,D正确;
BC、灯泡在竖直方向受到两个力的作用:重力和磁力,并且保持静止状态,说明这两个力是一对平衡力,大小相等,故BC错误。
故选:D。
【点评】此题考查的是我们对二力平衡条件的掌握和应用以及对能量守恒定律的理解。二力平衡条件的应用有两个方面:根据物体运动状态,判断受力情况;根据受力情况,判断运动状态。
13.(2022•荔湾区校级三模)用质量相同的黄金制成大小不同的两个空心金球,放入质量相同的甲、乙两种不同液体中(两个水槽相同),静止时如图所示,不计球内空气的质量。下列说法中正确的是( )
A.小金球受到的浮力较大
B.大金球受到的浮力较大
C.甲液体的密度较小
D.甲、乙两液体对水槽底部的压强一样大
【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;浮沉的应用;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)根据悬浮的条件来即可判断浮力大小关系;
(2)知道浮力的大小关系即可根据阿基米德原理判断液体密度的大小;
(3)柱形容器中液体对容器底的压力等于液体和小球的总重力,又因为液体和小球的质量相同,根据G=mg判断出总重力的关系以及液体对容器底的压力的关系,根据p=判断出甲、乙两液体对水槽底部压强的关系。
【解答】解:读图可知,金小球在甲乙液体中都悬浮;
AB、根据悬浮的条件可知:金小球所受的浮力都等于它自身的重力,两小球的质量相同,根据G=mg知两个小球所受的重力相同,浮力也相等;故AB错误;
C、两小球的浮力相同,由图知甲中的小球排开液体的体积小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知甲液体的密度大,故C错误;
D、因为容器为柱形,液体对容器底的压力等于液体和小球的总重力,又因为液体和小球的质量相同,根据G=mg知,总重力相同,液体对容器底的压力也相同,根据p=知,在容器底面积相同时甲、乙两液体对水槽底部的压强一样大,故D正确。
故选:D。
【点评】此题综合考查了阿基米德原理、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。
14.(2022•福田区校级模拟)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。
15.(2022•四会市校级模拟)如图1所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。图2是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象,以下说法正确的是( )
A.圆柱体的重力为8N
B.圆柱体浸没时受到的浮力为4N
C.圆柱体的体积为4×10﹣4 m3
D.圆柱体的密度为1.5×103 kg/m3
【考点】浮力大小的计算;密度的计算与公式的应用;阿基米德原理的应用.
【专题】计算题;密度及其应用;浮力.
【答案】D
【分析】为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如下图,根据图象分析如下:
(1)由图可知AB段圆柱体未浸入液体,测力计的示数即为圆柱体的重力,所以从图中可读出圆柱体的重力大小。
(2)由题意可知图中CD段是圆柱体完全浸入水后的情况,由图可知圆柱体完全浸入水后测力计对圆柱体的拉力为4N,再利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力。
(3)利用阿基米德原理求得圆柱体的体积;
(4)利用G=mg计算圆柱体的质量,然后利用密度公式求得圆柱体的密度。
【解答】解:
A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N,故A错误;
B、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,
则圆柱体受到的浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N.故B错误;
C、圆柱体完全浸入水中时,根据F浮=ρ水gV排得圆柱体的体积:
V物=V排===8×10﹣4m3,故C错误;
D、圆柱体的质量:m===1.2kg;
则圆柱体的密度:
ρ物===1.5×103kg/m3.故D正确。
故选:D。
【点评】本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
二.填空题(共8小题)
16.(2021•东莞市校级二模)2019年12月17日,首艘国产航母“山东”号在海南省三亚军港正式交付。国产航母满载时排水量为67000t,吃水深度10.5m,可搭载航载机36架,它满载时受到的浮力是 6.7×108 N,当舰载机离开航母执行任务后,航母所受浮力将 变小 ,舰身会 上浮一些 (选“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变”)。(g取10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】实验题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】6.7×108;变小;上浮一些
【分析】(1)知道航母满载时的排水量(满载时排开水的质量),利用阿基米德原理求航母受到的浮力;
(2)根据漂浮的条件分析浮力的变化,根据阿基米德原理分析舰身的变化。
【解答】解:
(1)根据阿基米德原理可知,航母满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=6.7×107kg×10N/kg=6.7×108N;
(2)当舰载机离开航母执行任务后,航母的总重力变小,仍然处于漂浮状态,浮力等于重力,则浮力会变小,液体的密度不变,根据F浮=ρ液gV排知,排开液体的体积会减小,即舰身会上浮一些。
故答案为:6.7×108;变小;上浮一些。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,利用好物体的浮沉条件是解题的关键。
17.(2021•英德市二模)如图所示,我国的“奋斗者”号创造了万米的中国载人深潜新纪录,当潜水器完全潜入水中时排开水体积为50m3,它所受浮力为 5×105 N,此时载人潜水器继续下潜,所受的压强 增大 ,浮力 不变 。(后两空均选填“增大”、“不变”或“减小”),(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【考点】阿基米德原理的应用;液体压强的概念和特点.
【专题】计算题;应用题;简答题;压强、液体的压强;浮力;应用能力.
【答案】5×105;增大;不变。
【分析】(1)知道海水的密度、潜水器完全潜入水中时排开水的体积,根据F浮=ρ海水gV排求出所受的浮力;
(2)载人潜水器继续下潜时,潜水器在水下的深度增大,而潜水器排开海水的体积和海水的密度不变,根据p=ρ海水gh可判断受到海水压强的变化;根据F浮=ρ海水gV排判断潜水器受到浮力的变化。
【解答】解:(1)潜水器完全潜入水中时所受的浮力:
F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m3=5×105N,
(2)当载人潜水器继续下潜时,潜水器在水下的深度增大,但潜水器排开海水的体积和海水的密度不变,
则根据p=ρ海水gh可知潜水器受到海水的压强增大;由F浮=ρ海水gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
故答案为:5×105;增大;不变。
【点评】本题考查了阿基米德原理和液体压强公式的应用,是一道较为简单的应用题。
18.(2023•金平区一模)将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时如图所示,橡皮泥的密度 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,甲杯中橡皮泥所受的浮力 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力, 乙 杯中水面升高得多。
【考点】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】大于;小于,乙
【分析】实心球橡皮泥沉到容器底部,受到的浮力F球<G;碗状橡皮泥漂浮在水面,受到的浮力F碗=G;而碗状和实心球状的橡皮泥受到的重力相同,据此判断它们所受浮力的大小关系;再根据阿基米德原理分析排开水的体积关系,得出哪个烧杯水的水面升高的多。
【解答】解:实心球橡皮泥沉到容器底部,根据物体浮沉条件可知,橡皮泥的密度大于水的密度;
实心球橡皮泥受到的浮力:F球<G①
碗状橡皮泥漂浮在水面,碗状橡皮泥受到的浮力:F碗=G②
由①②可得:F球<F碗;
根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,排开水的体积:V球<V碗,即:实心橡皮泥排开的水的体积小于碗状橡皮泥排开的水的体积,所以乙杯中水面升高得多。
故答案为:大于;小于,乙。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,确定碗状和实心球状的橡皮泥受到的重力相同是本题的关键。本题为易错题,不要受题图的误导,因为从题图上看出实心橡皮泥排开的水的体积大于碗状橡皮泥排开的水的体积。
19.(2023•南海区校级三模)将体积为50cm3、质量为55g的鸡蛋先后浸入盛有水和浓盐水的两个相同的烧杯里,鸡蛋静止时所处的位置如图所示,则甲杯子中鸡蛋受到的浮力为 0.5 N,乙杯子中鸡蛋受到的浮力为 0.55 N;若乙杯中液体高度0.1m,则乙杯底受到液体的压强为 1100 Pa。(g取10N/kg)
【考点】物体的浮沉条件及其应用;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】应用题;压强、液体的压强;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】0.5;0.55;1100
【分析】根据阿基米德原理求出甲图中鸡蛋受到的浮力;根据物体的浮沉条件求出乙图中鸡蛋受到的浮力;根据ρ=求出鸡蛋的密度,根据物体浮沉条件得出浓盐水的密度,根据p=ρgh求出乙杯底部受到的压强。
【解答】解:根据图示可知,鸡蛋在甲中下沉,则鸡蛋受到的浮力为:F浮甲=ρ水gV排甲=1×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣6m3=0.5N;
乙杯中鸡蛋悬浮,受到的浮力等于自身的重力,则浮力为:F浮=G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N;
鸡蛋在浓盐水中悬浮,鸡蛋的密度等于浓盐水的密度,则浓盐水的密度为:
ρ盐水=ρ鸡蛋===1.1g/cm3=1.1×103kg/m3;
乙杯杯底受到盐水的压强:p=ρ盐水gh=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1100Pa。
故答案为:0.5;0.55;1100。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件的应用和液体内部压强计算公式的应用,难度不大。
20.(2021•阳西县一模)一个物块的体积为10﹣3m3,受到的重力为10N。现将它浸没在水中,物体所受的浮力为 10 N,放手后物体将 悬浮 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”);最终静止时物体排开水的质量为 1 kg。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【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】10;悬浮;1。
【分析】物体完全浸没时受到的浮力可通过浮力的公式求出,再根据浮沉条件可判断松手后物体的浮沉状态;再根据静止后的状态再判断浮力的大小,最后根据阿基米德原理和重力公式算出物体排开水的质量。
【解答】解:物体完全浸没时,物体的体积与排开的水的体积相同,即:V=V排,物体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N,
物体的重力G=10N,因为浮力等于重力,所以松手后物体将悬浮;
当物体悬浮时,浮力等于自身的重力,根据阿基米德原理知:G排=F浮=10N;
物体排开水的质量为:m水===1kg。
故答案为:10;悬浮;1。
【点评】此题考查浮力公式的应用与浮沉条件的运用等知识,是一道中等题。
21.(2022•潮阳区模拟)置于水平桌面上的容器底部放有一个边长为10cm,密度为0.9×103kg/m3的正方体物块,如图甲所示,此时物块对容器底的压强为 900 Pa;当逐渐向容器内倒入某种液体(物块与容器底未紧密接触,液体未溢出),记录物块所受浮力F浮与容器内液体的深度h关系如图乙所示,则液体密度为 1.0×103 kg/m3;当h=10cm时,物块处于 漂浮 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态。(g=10N/kg)
【考点】物体的浮沉条件及其应用;压强的计算;阿基米德原理的应用.
【专题】定性思想;浮力;浮沉的应用;理解能力.
【答案】900;1.0×103;漂浮。
【分析】(1)知道正方体物块的边长可求体积,又知道正方体的密度,根据m=ρV求出其质量,水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积等于正方体的底面积,根据p=求出此时物块对容器底的压强;
(2)由图可知,容器内液体的深度为9cm时正方体受到的浮力为9N,根据V=Sh求出正方体排开水的体积,根据阿基米德原理求出液体的密度;
(3)由图可知,容器内液体的深度大于9cm后正方体受到的浮力不变,即浮力和自身的重力相等,且此时物体没有浸没,据此判断物块的状态。
【解答】解:(1)正方体物块的体积:
V=L3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
由ρ=可得,正方体的质量:
m=ρV=0.9×103kg/m3×1×10﹣3m3=0.9kg,
正方体的重力:
G=mg=0.9kg×10N/kg=9N,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,此时物块对容器底的压强:
p====900Pa;
(2)由图可知,容器内水的深度为9cm时,正方体受到的浮力为9N,
正方体排开液体的体积:
V排=Sh=L2h=(0.1m)2×0.09m=9×10﹣4m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度:
ρ液===1.0×103kg/m3;
(3)由图可知,容器内液体的深度大于9cm后正方体受到的浮力不变,
此时物体受到的浮力和自身的重力相等,且此时物体没有浸没(h浸<L),
所以,当h=10cm时,物块处于漂浮状态。
故答案为:900;1.0×103;漂浮。
【点评】本题考查了密度公式和重力公式、压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用等,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
22.(2022•高州市校级模拟)水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有两种不同的液体,将两个相同的小球分别放在两烧杯中,小球静止时如图所示,两烧杯中液面相平,则小球受到的浮力F浮甲 等于 F浮乙,烧杯底部受到的液体压强p甲 大于 p乙,桌面受到的压强p′甲 大于 p′乙。
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【专题】应用题;浮力;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)漂浮和悬浮时,浮力等于其重力;
(2)根据小球在甲、乙两杯中的状态判断两种液体与小球的密度关系,进而得出两种液体的密度关系;利用p=ρ液gh比较甲、乙两烧杯底受到液体的压强大小。
(3)根据两烧杯对水平桌面的压力等于烧杯、液体和小球的重力之和判断两烧杯对桌面的压力大小,然后利用p=比较两烧杯对桌面的压强大小。
【解答】解:
(1)两个相同的小球,其重力相同、密度也相同,
由图可知,两个相同的小球在甲、乙两杯液体中分别处于漂浮和悬浮状态,
小球受到的浮力F浮甲=G,F浮乙=G,
则F浮甲=F浮乙;
(2)根据浮沉条件可知,ρ甲液>ρ球,ρ乙液=ρ球。
所以ρ甲液>ρ乙液,
两杯中液面相平,所以根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强:p甲>p乙;
(3)因为ρ甲液>ρ乙液,且甲杯内液体体积较大,
所以甲杯内液体重力较大,
甲、乙两烧杯相同,两个小球相同,则烧杯和小球的总重力相等,
所以甲杯对桌面的压力较大;
又因为受力面积相同,所以,根据p=可知,甲烧杯对水平桌面的压强大于乙烧杯对水平桌面的压强,即p甲′>p乙′。
故答案为:等于;大于;大于。
【点评】本题主要考查了物体浮沉条件及其应用,压力及重力与压力的区别、压强的大小比较,关键能够根据浮沉情况判断出液体的密度关系,同时还要进行严密的推理,综合性较强,难度适中。
23.(2022•揭东区一模)一个质量55g的不规则实心物体,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮。该物体的体积为 5×10﹣5 m3,物体悬浮时盐水的密度为 1.1×103 kg/m3。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】定量思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】5×10﹣5;1.1×103。
【分析】(1)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开的水的重力;物体浸没时排开水的体积等于物体的体积,利用公式F浮=ρ液gV排可求出物体排开水的体积,即物体的体积;
(3)当物体悬浮时,盐水的密度等于物体的密度,根据密度公式求出物体的密度即盐水的密度大小。
【解答】解:(1)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力:F浮=G排=0.5N;
根据F浮=ρ液gV排可得,物体排开的水的体积:
V排===5×10﹣5m3;
物体浸没时排开水的体积等于物体的体积,所以物体的体积:V物=V排=5×10﹣5m3;
(2)因为物体悬浮在盐水中,
所以,ρ盐水=ρ物===1.1×103kg/m3。
故答案为:5×10﹣5;1.1×103。
【点评】本题考查阿基米德原理的应用和密度的计算,关键是知道物体浸没时排开液体的体积等于物体的体积。
三.实验探究题(共2小题)
24.(2022•新会区二模)(1)在使用弹簧测力计前应将指针调到 零刻度线 位置,调好以后,测量物体受到的重力,如图甲所示,物体受到的重力大小为 2.2 N。
(2)物理实验室常用的液体温度计是根据液体的 热胀冷缩 原理进行测温的,如图乙所示,体温计的示数为 37.6 ℃。
(3)如图丙所示是小明探究浮力大小与物体排开水所受重力关系的实验,将该物体浸没在水中时物体受到的浮力为 1.2 N,物体的体积为 1.2×10﹣4 m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【考点】浮力大小的计算;液体温度计的工作原理;体温计的使用及其读数;弹簧测力计的使用与读数.
【专题】温度计、熔化和凝固;重力、弹力、摩擦力;浮力;分析、综合能力.
【答案】(1)零刻度线;2.2;(2)热胀冷缩;37.6;(3)1.2;1.2×10﹣4。
【分析】(1)使用弹簧测力计首先“三看“,一看零刻度线是否对准零刻度线;二看量程;三看分度值。其次,读数时明确每一个大格和每一个小格代表的示数。最后,看物体是否挂在挂钩上面;
(2)温度计的工作原理是液体的热胀冷缩;读取温度计或体温计的示数时,先要弄清楚温度计的量程和分度值,读数时视线与液柱最高处所对刻度相垂直;
(3)根据F浮=G﹣F可求出物体受到的浮力,根据F浮=ρ水gV排可求出排开水的体积即物体的体积。
【解答】解:(1)如图甲,弹簧测力计使用前将指针调到零刻度线位置;
此弹簧测力计一大格代表1N,一小格代表0.2N,图乙读数为2.2N;
(2)温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的;
由图知:体温计上1℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是0.1℃,即此体温计的分度值为0.1℃;此时的温度为37.6℃;
(3)由图丙可知,物体受到的浮力为:F浮=G﹣F=1.9N﹣0.7N=1.2N;
因为物体浸没在水中,由F浮=ρ水gV排可知,物体的体积为:
V=V排===1.2×10﹣4m3。
故答案为:(1)零刻度线;2.2;(2)热胀冷缩;37.6;(3)1.2;1.2×10﹣4。
【点评】本题主要考查了弹簧测力计的使用与读数、温度计的原理与读数、称重法测浮力及阿基米德原理的应用,知识点多,难度不大。
25.(2023•东莞市一模)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 0.5 N。
(2)通过 c、d 三次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系。
(3)通过a、c、e三次实验,可探究物体所受浮力大小与 液体密度 的关系。
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则圆柱体的高度为 4 cm;该液体的密度 0.8×103 .kg/m3。
(5)若烧杯的底面积为80cm2,对比a、c两次实验,水对容器底部的压强增加了 62.5 Pa。
【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】(1)0.5;(2)c、d;(3)液体密度;(4)4;0.8×103;(5)62.5。
【分析】(1)根据称重法求出浮力的大小;
(2)研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系,要控制排开液体的密度和体积相同;
(3)浮力的大小与物体排开的液体的体积和液体的密度有关,根据控制变量法分析回答;
(4)根据图f求出圆柱体的高度;分别求出物体浸没在两种液体中的浮力的大小,由于物体全部浸没在两种液体中,排开的液体的体积是相同的,根据阿基米德原理列出关系式,求出液体的密度;
(5)根据圆柱体浸没在水中时受到的浮力,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排得圆柱体的体积,根据V=Sh算出放入物体后水面上升的高度,由p=ρgh算出水对容器底部压强的增加量。
【解答】解:(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,圆柱体浸没在水中所受的浮力为:F浮水=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N;
(2)研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法,需要控制排开液体的密度和体积相同,所以应该对比c、d;
(3)由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,根据控制变量法可知,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)由图f可知,当圆柱体完全浸没时,进入液体的深度为4cm,故圆柱体的高度为4cm;
实验步骤c中,物体受到的浮力为:F浮c=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N;
实验步骤e中,物体受到的浮力为:F浮e=G﹣Fe=2N﹣1.6N=0.4N;
因物体均浸没,所以V排水=V排液;
根据阿基米德原理可知:=;
所以该液体的密度为:
ρ液=×ρ水=×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3;
(5)由(1)可知,圆柱体浸没在水中所受的浮力为F浮水=0.5N,
利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排得圆柱体的体积为:
V=V排===5×10﹣5m3,
由V=Sh得浸入水中时水面升高的高度为:
Δh===0.00625m,
水对容器底部的压强增加了:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.00625m=62.5Pa。
故答案为:(1)0.5;(2)c、d;(3)液体密度;(4)4;0.8×103;(5)62.5。
【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、阿基米德原理、密度的计算,有一定的难度。
四.计算题(共2小题)
26.(2022•龙岗区校级三模)如图所示,重为78N的实心合金球被轻细线悬挂于弹簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,此时弹簧测力计的示数为48N。已知图中盛水容器的底面积为0.05m2。求:(已知水的密度ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)该合金球所受浮力的大小?
(2)该合金球的密度是多大?
(3)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部的压强增大多少?
【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】计算题;密度及其应用;重力、弹力、摩擦力;浮力;应用能力.
【答案】(1)铁球所受浮力的大小为30N;
(2)合金球的密度为2.6×103kg/m3;
(3)与铁球未放入水中时相比,铁球浸没后水对容器底部的压强增大600Pa。
【分析】(1)利用称重法测浮力F浮=G﹣F示求合金球在水中受到的浮力。
(2)利用阿基米德原理F浮=ρ液V排g求合金球排开水的体积,物体完全浸没时排开水的体积等于合金球的体积;利用G=mg求合金球的质量,再根据密度公式计算合金球的密度;
(3)水对容器底部的压力增大值等于合金球排开水的重力,等于合金球受到水的浮力,再利用p=求水对容器底部的压强增大值。
【解答】解:(1)合金球浸没水中受到的浮力:
F浮=G﹣F示=78N﹣48N=30N;
(2)由F浮=ρ液V排g可得合金球的体积:
V=V排===3×10﹣3m3,
合金球的质量m===7.8kg,
合金球的密度:
ρ===2.6×103kg/m3。
(3)水对实心合金球的浮力为F浮=30N,
水对容器底部的压力增大值:
ΔF=G排=F浮=30N,
水对容器底部的压强增大量:
Δp===600Pa。
答:(1)铁球所受浮力的大小为30N;
(2)合金球的密度为2.6×103kg/m3;
(3)与铁球未放入水中时相比,铁球浸没后水对容器底部的压强增大600Pa。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、压强公式、阿基米德原理、称重法测浮力的应用。难点在第三问,要知道:水对容器底部的压力增大值等于合金球排开水的重力,等于合金球受到水的浮力
27.(2023•福田区二模)市面上有一种防溺水手环,如图,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的CO2会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四。已知某运动员质量m人=51kg,平均密度ρ人=1.02×103kg/m3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略手环体积和自重,求:
(1)该运动员的重力;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力;
(3)人漂浮时,气囊体积至少多大,才能确保运动员的安全。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;重力的计算;阿基米德原理的应用.
【专题】定量思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】(1)该运动员的重力为510N;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力为400N;
(3)人漂浮时,气囊体积至少为0.011m3,才能确保运动员的安全。
【分析】(1)根据G=mg算出该运动员的重力;
(2)由密度公式算出人的体积,由阿基米德原理算出当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时该运动员在水中受到的浮力;
(3)根据漂浮的条件算出人漂浮时受到的浮力,由阿基米德原理算出人排开水的体积,人排开水的体积减去人体的体积就是气囊的体积。
【解答】解:(1)该运动员的重力为:
G人=m人g=51kg×10N/kg=510N;
(2)由ρ=得人的体积为:
V人===0.05m3,
当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV人=1.0×103kg/m3×10N/kg××0.05m3=400N;
(3)人漂浮时,受到的浮力为F浮′=G人=510N,
由F浮=ρ水gV排得此时排开水的体积为:
V排′===0.051m3;
气囊体积为:
V气囊=V排′﹣V人=0.051m3﹣×0.05m3=0.011m3。
答:(1)该运动员的重力为510N;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力为400N;
(3)人漂浮时,气囊体积至少为0.011m3,才能确保运动员的安全。
【点评】本题考查了重力公式、阿基米德原理公式以及浮沉条件的应用等知识,是一道综合题,有一定的难度
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