一、选择题
1.如图所示,两个底面积相同的薄壁容器甲乙分别装有密度为ρa,ρb的液体,放置在水平桌面上,现将同一物块(密度为ρ)分别放入两容器中,物块静止时两容器中液面等高。下列说法正确的是( )
A.液体密度与物体密度的关系为ρa<ρb<ρ B.放入物块前,甲容器底受到液体的压强较大 C.放入物块后,甲容器对桌面的压强增加量较大
D.放入物块后与放入前相比,甲容器底受到液体的压力增加量较大
2.两块完全相同的冰分别漂浮在甲、乙两种液体中,这两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高。下列说法中正确的是( ) A.ρ冰>ρ甲
B.ρ乙<ρ冰
C.ρ甲>ρ冰
D.ρ乙<ρ甲
3.如图所示,密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n倍。若水的密度为ρ,则棒的密度为( )
1 A.
n1n B.
n11 C.2(n1)n2 D.
(n1)24.下列的数据估计正确的是( ) A.一个中学生的体重大约是500kg B.本溪桓仁大雅河最深处的压强为7×105Pa C.一位成年人站立时对地面的压强为1500Pa D.一位成年人浸没水中时受到浮力约为600N
5.春天到了,农村还有人让老母鸡来孵小鸡。逐渐发育的小鸡会把鸡蛋内的营养成分消耗掉,总质量变小,来实现自己的成长。利用这个原理,孵过一段时间后,人们会把鸡蛋拿出来放入盆中加水,来检验孵化是否成功,这时会发现有的鸡蛋沉底,有的鸡蛋则浮出水面,假设最初挑选的是大小完全相同的鸡蛋,那么( )
A.浮出水面的鸡蛋受到的浮力大 B.下沉的鸡蛋是孵化成功的鸡蛋 C.无论哪种,鸡蛋的密度都不变 D.上浮鸡蛋孵化成功,密度变小
6.如图所示,在装有一定深度水的玻璃水槽中放入一正方体木块,再在水槽口下方安装固定的水平金属网(水能倒入但木块不能穿过)。现缓慢向水槽中注水,使水槽内水面上升直至与水槽口相平。下列能正确表示注水过程中木块所受浮力大小与注水时间的关系图象是( )
A. B.
C.
D.
7.甲、乙两只完全相同的杯子放在水平桌面上,两杯中盛有相同浓度的盐水,将两只体积相同、质量不同的小球分别放入其中,当小球静止时,两杯中液面相平,小球所处的位置如图所示。则下列说法正确的是( )
A.两小球在两杯盐水中受到的浮力相等
B.乙杯底部所受盐水的压强较大 C.甲杯底部所受盐水的压力较大 D.甲杯中小球密度小于乙杯中小球密度
8.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中(密度为0.810kg/m),金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
33
A.在水中受到的浮力为2N B.在酒精中受到的浮力比较大 C.体积为10cm3 D.密度为3.0103kg/m3
9.潜水艇在海面下根据需要上浮或下潜(但始终未露出海面)。潜水艇在下潜时,受到的重力为G1、浮力为F1;在上浮时,受到的重力为G2、浮力为F2。下列关系正确的是( ) A.F1<F2,G1=G2 C.F1<G1,F2>G2
B.F1=F2,G1<G2 D.F1>G1,F2<G2
10.如图所示,两个相同的柱形容器中分别盛有两种不同的液体,并置于水平桌面上,现将相同的小球分别放入容器中,当小球静止时所处的位置如图所示,两小球受到的浮力分别为F甲 、F乙 ,则下列判断正确的是( )
A.F甲 < F乙 ρ甲 < ρ乙 C.F 甲 = F 乙 ρ 甲 > ρ 乙
B.F甲 = F 乙 ρ 甲 < ρ 乙 D.F 甲 > F 乙 ρ 甲 > ρ 乙
11.如图所示,大烧杯中放入足量的水,放在水平桌面上,小烧杯(玻璃)漂浮在水面上,让小烧杯倾斜进水后沉入水底,关于这一情景,下列分析正确的是( )
A.小烧杯漂浮时其侧壁不受水的压力 B.小烧杯漂浮时受到的浮力大于它的重力
C.小烧杯漂浮时大烧杯对桌面的压力比小烧杯沉入底部静止时大烧杯对桌面的压力大 D.小烧杯浸没后大烧杯底部受到水的压强变小了
12.水平桌面上放有甲、乙两个装有不同液体的相同容器,把两个完全相同的实心小球分别缓慢放入两容器中,两小球静止时如图所示且液面恰好相平,下列分析中错误的是( )
A.两容器中小球受到的浮力相等 C.两容器底部受到液体的压强相等
B.甲容器中液体的密度较大 D.甲容器对水平桌面的压力较大
二、填空题
13.小明有一个不吸水的工艺品,底座为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B。他将工艺品竖直放置在水中(如图甲),静止时木块浸人水中的深度为h1:按图乙竖直放置.静止时木块浸人水中的深度为h2,工艺品所受浮力与甲图相比_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。因粘合处松开导致合金块沉底,若不计粘合材料的影响,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直静止时浸人的深度h=_______(用h1、h2、n表示)。
14.如图所示,水平桌面上有两个质地均匀正方体A和B,lA=2lB,密度分别为ρA和ρB,静止时对桌面的压强相等。两个相同的容器M、N中分别装有等体积的同种液体,密度为ρ
液
,将A、B分别放入容器M、N中,液体均未溢出,静止时液体对容器底部的压强分别为
p1和p2,A、B受到的浮力分别为FA和FB:
(1)若ρA =ρ液,则此时p1_____p2(选填“>”、“=”或“<”)。下列做法中可使FA与FB的比值保持不变的有_____(填序号); ①A、B都切去一半 ②只将A切去一半
③ 将两容器中的液体换成等体积、密度更大的同种液体
④ 将两容器中的液体换成等体积、密度更小的同种液体
(2)若两容器中的液体都是水,且FA∶FB =6∶1,则此时B在水中静止时处于_____状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),ρA=_____kg/m3。
15.如图所示,A、B为密度=3.0×103kg/m3的实心正方体物块,其边长LA=LB=10cm,将A浸没于水中,然后在B的右侧施加水平拉力F2 , 使物块B向右做匀速直线运动,滑动过程中B受到桌面的摩擦力是其自身重力的0.2倍(匀速运动过程中,A一直浸没于水中,不计A上升过程中水的阻力细绳重及机械间摩擦)求:
(1)物块A所受到的浮力多大? (2)B受到的摩擦力的大小和方向? (3)细绳对B的拉力F1多大? (4)拉力F2多大?
16.如图,将同一物体分别放入a、b两种液体中,由图可知,物体在a液体中受到的浮力_____(填“大于”、“等于”或“小于”)在b液体中受到的浮力。
17.2019年5月16日退役的海军遵义号驱逐舰(简称“遵义舰”)将落户遵义市余庆县,并作为国防教育基地对外开放。“遵义舰”满载时的排水量(排开水的质量)为3670t,则“遵义舰”满载时所受浮力的大小为______N;当“遵义舰”从海洋驶入长江时,它将______(选填“上浮”或“下沉”)一些。(g=10N/kg)
18.水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,装有两种不同的液体,将两个完全相同的长方体A、B,分别放入甲、乙两容器中,静止时的位置如图所示,此时两个容器中的液面相平。则两物体受到的浮力大小的关系是FA_____FB,两容器中的液体对容器底部的压强大小的关系是p甲_____p乙.(两空均选填“>”、“>”或“=”)
19.如图所示, 一个底面积为0.03m2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面(容器足够高),内盛有0.2m深的水,把重为7N,边长为0.1m的实心正方体木块A放入圆柱形容器里的水中漂浮.若要木块A恰能完全浸没在水中,则要在木块上加竖直向下的压力F为___N;从漂浮到刚好完全浸没的过程中木块的重力做功___J.
20.小军利用一根均匀的木棒,在其一端缠绕了一些铜丝做成了简易密度计,并分别置于装有水和盐水的甲乙两个杯子中,如图所示。其中装水的杯子是___________,密度计上端刻度值较__________________。
三、实验题
21.某物理社团在探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验:
(1)物体所受重力为________ N;
(2)物体浸没在水中受到的浮力________ N;
(3)通过比较B、C、D三幅图,物理社团得出:浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论,对此结论你认为是________(“正确”或“错误”)的,理由是________; (4)根据已有条件,请你求出E图中弹簧秤的示数是________ N(g取10N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
22.如下图所示,同一弹簧测力计挂着同一金属块,根据图中信息回答下列问题。
(1)由甲、丁两图可知金属块在图丁中受到的浮力是______N; (2)根据右图可知物体受到的浮力大小与______有关;
(3)有人猜想:物体受到的浮力与物体的密度有关。请利用下图所示器材(铁块和铝块体积相同,大铁块的体积大于铁块体积),设计实验进行验证,简要写出你的操作方法。______。
23.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)如图甲所示,弹簧测力计的示数为4.8N,金属块浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)图戊图中盐水的密度是______kg/m3;如果在实验中不小心使图戊中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将______(选填“偏大”、“不变”“偏小”);
(4)若在图丁中,拴着金属块的细绳突然断了,合金块沉底,与物体未沉入底部时相比,水对容器底部的压力______,容器对水平地面的压力______(两空均选填“变大”、“不变”或“变小”);
(5)实验中由于握着测力计的手臂易晃动,导致测力计示数不稳定,读数困难。请你写出一种改进措施______;
(6)由图中数据可知,金属块的密度是______kg/m3。
24.初二物理社团的同学们在探究“影响浮力大小的因素”实验中,按如图所示的步骤进行实验:
(1)通过比较B、C、D三幅图,小田得出结论:浮力的大小与______有关,通过比较D、E两福图可以得出浮力大小还与________有关。
(2)物体的质量为______kg,物体浸没在水中受到的浮力______N。 (3)根据已有条件,请你求出E图中弹簧测力计的示数是________N(ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
(4)同组的小佳在工地上找到一金属块B,他决定测量其密度,但是测量工具仅有刻度尺。所以他设计了以下实验方法:
①小佳找了一个圆柱形的烧杯A,让其在大水槽中漂浮,如图甲所示,A露出水面的高度为h1;
②然后将金属块B吊在烧杯A下方,如图乙所示。A露出水中水的高度为h2,水槽中水的深度为H2;
③将金属块B放入烧杯A中,如图丙所示,A露出水面的高度为h3,水槽中水的深度为H3,通过比较,小佳发现水槽中水的高度为H2_______H3(选填“大于”“小于”或“等于”),已知水的密度为ρ水。则小佳测量出金属块B的密度用物理量表示为ρ金=______;
小泓同学提出在实验步骤乙丙中,将沾有水的金属块B放入烧杯A中,测出金属块的密度将______(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
25.为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯。在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),在此过程中。弹簧测力计示数:F甲 ______F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。由此可知浸入液体中的物体所受浮力的大小等于______。
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁)。可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为_____N,此时浮力的测量数值比真实数值将______(选填“偏大”或“偏小”)。
26.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明将铁块挂在弹簧测力计下端,依次完成如图所示实验:
(1)从实验可知:物体的重力为________N;铁块浸没在水中时,受到的浮力是________ N; (2)比较实验 ________可知:浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟液体的密度有关;由此可求盐水的密度为________kg/m3;
(3)比较实验丙、丁可知:物体受到的浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”);
(4)小明还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用牙膏铝皮代替铁块,再进行实验,步骤如下:
步骤一:将牙膏铝皮做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,“碗”漂浮在水面上;
步骤二:把牙膏铝“碗”从水中取出,并将“碗”捏成团,再次放入盛水的烧杯中,铝团下沉至杯底。
①通过分析可知,第一次牙膏铝“碗”受到的浮力________(选填“大于“、”等于“或“小于”)第二次铝团受到的浮力;
②由此小明认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是:他只关注了牙膏铝皮形状的改变,而忽略了 ________对浮力大小的影响。
【参】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题 1.D 解析:D 【详解】
A.由图示知,物体悬浮在a液体中,则有
ρa=ρ
物体漂浮在b液体中,则有
ρb>ρ
即
ρb>ρa=ρ
故A错误;
B.同一物块在甲中悬浮,在乙中漂浮,则物块排开甲液体的体积大,排开乙液体的体积小,现在液面相平,因两容器的底面积相同,且乙容器上粗下细,所以放入物块前,乙的液面高,且b液体的密度大,根据p=ρ液gh知,乙容器底受到液体的压强较大,故B错误;
C.放入物块后,容器对桌面的压强增加量
pFG物 SS两个容器的底面积相等,物块的重力相等,所以两个容器对桌面压强的增加量相等,故C错误;
D.由图示知,放入物块后与放入前相比,甲容器底受到液体的压力增加量∆F甲=G物,乙容器底受到液体的压力增加量∆F乙 解析:C 【详解】 ABC.冰在两种液体中处于漂浮状态,则两种液体的密度都大于冰的密度,故AB错误,C正确; D.根据漂浮条件得 F浮=G冰 则在两种液体中,分别得 ρ甲gV排1=ρ冰gV冰,ρ乙gV排2=ρ冰gV冰 当冰块熔化成水后,质量保持不变,则对甲液体有 ρ甲gV排1=ρ冰gV冰=ρ水gV水 因为甲液体液面高度不变,即有 V排1=V水 所以 ρ甲=ρ水 同理,对乙液体有 ρ乙gV排2=ρ冰gV冰=ρ水gV水 因为乙液体液面高度升高,即有 V排2 ρ乙>ρ水 所以 ρ甲<ρ乙 故D错误。 故选C。 3.C 解析:C 【详解】 设棒的横截面积为S,水中的棒长度为L,则露出的长度为nL,整个棒的长度为(n+1)L,由=m可得,棒的质量 Vm棒=ρ棒V棒=ρ棒S(n+1)L 棒的重力 G棒=m棒g=ρ棒S(n+1)L g 棒受到的浮力 F浮=ρgV排=ρgSL 如图,是棒所受重力和浮力的示意图,其中点A为重力的作用点,为棒的几何中心位置,CE为重力的力臂;其中点B为浮力的作用点,是浸在水中部分的几何中心位置,CD为浮力的力臂。 由相似三角形对应边成比例可得 CECACDCB以C为支点,由杠杆的平衡条件可得 n1L2L2n+1 G棒×CE=F浮×CD 即 ρ棒S(n+1)L g×CE=ρgSL×CD 则 棒=故选C。 CDCD1111 2CEn1CEn1n1n1(n1)4.D 解析:D 【分析】 首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。 【详解】 A.中学生的质量大约是50kg,故A错误; B.本溪桓仁大雅河最深处约5m,故压强为 pgh=1.0103kg/m310N/kg5m=5104Pa 故B错误; C.成年人每只鞋的底面积大约为200cm2,即0.02m2,故双脚面积S=0.04m2;成年人的体重大约为60kg,压力 FGmg=60kg10N/kg=600N 压强 p故C错误; F600N4=1.510Pa 2S0.04mD.人的密度接近水的密度,在水中视为悬浮状态,所以成年人浸没水中时受到浮力约为 F浮G=600N 故D正确。 故选D。 5.D 解析:D 【详解】 鸡蛋逐渐发育成小鸡的过程中,会把鸡蛋内的营养成分消耗掉,总质量变小,而鸡蛋的体 m可以判断孵化成功的鸡蛋密度减小,小于水的密度会上浮;则浮出V水面的鸡蛋是孵化成功的,故D正确,ABC错误。 故选D。 积不变,由公式6.D 解析:D 【详解】 在注水过程中,经历了三个过程:在木块没有接触金属网之前,木块处于漂浮状态,受到的浮力等于木块重力,大小不变;木块接触到金属网后到水面刚到金属网,由于金属网的 束缚,使得木块不能继续上升,随着倒水,木块排开水的体积变大,由F浮水gV排可知,木块受到的浮力变大;水面从金属网到水槽口,木块浸没水中,排开水的体积不变,由F浮水gV排可知,木块受到的浮力不变。 可见,在注水过程中木块所受到的浮力先不变、接着增大、最后又不变,只有D选项图符合题意。 故选D。 7.D 解析:D 【详解】 A.根据浮沉条件可知,物体漂浮或者悬浮时,受到的浮力等于物体的重力,两个小球的体积相同、质量不同,根据G=mg可知重力不同,则两小球在两杯盐水中受到的浮力不相等,故A错误; BC.两杯中盛有相同浓度的盐水,放入小球静止后两杯中液面相平,根据p=ρgh可知两杯子底部受到盐水的压强相等;杯子完全相同,根据p同,故BC错误; D.由图可知,甲中小球漂浮,乙中小球悬浮,根据浮沉条件可知,甲中小球的密度小于盐水的密度,乙中小球的密度等于盐水的密度,则甲杯中小球密度小于乙杯中小球密度,故D正确。 故选D。 F可知杯子底部受到盐水的压力相S8.D 解析:D 【详解】 A.金属块浸没在液体中受到重力、浮力、拉力的作用,这个关系是 GF浮F拉 浸没在水中时,可得到 GF浮F拉 即 G-水gV排2N 浸没在酒精中时,可得到 ''GF浮F拉 即 G-酒gV排2.2N 由上述可得到V排110m,G3N,那么在水中受到的浮力是 -43F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg110-4m31N A错误; B.由于酒精水,根据F浮B错误; C.由上述可知 gV排可知,在酒精中受到的浮力比较小; V金属V排110-4m3100cm3 C错误; D.该金属块的质量是 m金属可知该金属块的密度是 G3N0.3kg g10N/kg金属D正确。 故选D。 m金属V金属0.3kg3103kg/m3 -43110m9.C 解析:C 【详解】 在海水中,潜水艇所受F浮=ρ海水gV排,始终没有露出水面,所以所受浮力不变,F浮 =F1=F2;可以通过“让海水进入压力舱”增大自重、“将海水排除压力舱”减小自重,F浮 10.C 解析:C 【详解】 小球放入甲乙两个容器的液体中,都是处于漂浮状态,则小球受到的浮力都等于小球的重力,所以 F甲=F乙 据阿基米德原理有 F甲=ρ甲gV排1,F乙=ρ乙gV排2 由图示知 V排1 ρ甲>ρ乙 故ABD错误,C正确。 故选C。 11.D 解析:D 【详解】 A.因为液体向各个方向都有压强,所以该烧杯漂浮时浸入水中的侧壁部分也受水的压力,故A错误; B.小烧杯漂浮时,根据漂浮条件可知,其受到的浮力等于它的重力,故B错误; C.小烧杯沉入水底后重力不变,则大烧杯对桌面的压力不变,故C错误; D.小烧杯浸没后,所受的浮力变小,排开水的体积减小,则水面下降,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强变小,故D正确。 故选D。 12.C 解析:C 【详解】 A.小球在甲容器中处于漂浮状态 F甲浮G 小球在乙容器中处于悬浮状态 F乙浮G 所以 F甲浮F乙浮G 故A正确,故A不符合题意; B.甲乙两容器中所受浮力带下相等,根据F浮液gV排得 液=F浮 gV排V排越小密度越大,所以甲容器中液体的密度大,故B正确,故B不符合题意; C.液面恰好相平,说明液体的深度相同,由p液gh可知,深度相同,液体的密度越大,压强越大,故C错误,故选C; D.甲容器对容器底部的压强大,根据GFpS得,甲容器中的液体和小球的重力大于乙液体和小球的重力,所以甲容器对水平桌面的压力较大,故D正确,故D不符合题意。 故选C。 二、填空题 13.不变 【详解】 [1]甲乙两图中,物体均漂浮在中,所以浮力等于重力,而重力不变,所以浮力不变。 [2]甲乙两图中,工艺品所受浮力不变,由可知,工艺品排开液体体积不变,则合金块B排开液 解析:不变 nh2(n1)h1 【详解】 [1]甲乙两图中,物体均漂浮在中,所以浮力等于重力,而重力不变,所以浮力不变。 [2]甲乙两图中,工艺品所受浮力不变,由F浮液gV排可知,工艺品排开液体体积不变,则合金块B排开液体的体积为 VBSh1Sh2=Sh1h2 所以由=m,可知B球的质量为 VmB=BVB=n水Sh1h2 由图甲可知,工艺品漂浮时,浮力与重力的关系为 F浮G排G物 即 水gSh1mAmBg 所以 mA水Sh1n水Sh1h2 GA,可知即 因粘合处松开导致合金块沉底,木块在水中竖直静止时,木块漂浮,由G排=mA m排即 水Sh水Sh1n水Sh1h2 浸人的深度为 hnh2(n1)h1 14.> ①④ 沉底 0.75×103 【详解】 (1)[1]正方体放在水平面上,对水平面的压力等于自身的重力,它对水面的压强 为 物体A、B对桌面的压强相等,A的边长为B的2倍 解析:> ①④ 沉底 0.75×103 【详解】 (1)[1]正方体放在水平面上,对水平面的压力等于自身的重力,它对水面的压强为 pFGmgVgVggl SSSSS1B 2物体A、B对桌面的压强相等,A的边长为B的2倍,则 A若ρA =ρ液,可知,将两物体分别放入容器中时,A悬浮,B沉底,二者排开液体的体积等于自身的体积,即A排开的液体体积大,B排开的液体体积小。又因为原来两个相同的容 器中的同种液体的液面相平,则甲中液面升高得比乙中大,最后甲中液面高于乙中液面,根据公式Pρgh,可知甲液体对底面压强大于乙中液体对底面压强。 [2]A、B两物体浸没在同种液体中,排开的液体体积等于自身的体积,根据公式 F浮G排m排ggV排 可知:①中,二者都切去一半,排开液体的体积关系未变,浮 力比不变;②中,只将A切去一半,二者排开的液体体积关系发生了变化,浮力比要发生变化;③中,A是悬浮的,若换成密度更大的液体,A会漂浮,B还可能浸没,则二者排开液体的体积会发生变化,浮力比会发生变化;④中,换成密度更小的液体,二者继续浸没在液体中,排开的液体体积关系未发生变化,浮力比不会发生变化。故①④做法可行。 (2)[3]由lA=2lB及Vl3可知,A的体积是B体积的8倍,它们浸没在同种液体中时,根据 F浮G排m排ggV排可知,二者受到的浮力比为8:1。二者浸在水中时,受到的浮 力比为6:1,说明二者排开水的体积与自身的体积不相等了,这有三种情况:一是一物漂浮一物浸没,二是二者均有漂浮,三是一物漂浮一物悬浮。 我们假设在A悬浮B沉底的情况,逐渐加大液体的密度,则A首先上浮露出液面,它排开液体的体积减小,可以使二者排开液体的体积由8:1变为6:1;当液体的密度增大到与B的密度相等时,B悬浮,A的密度是B的一半,即A的密度是液体密度的一半,根据物体漂浮时的力的关系 GF浮 推导可得 物gV物液gV排 此时A排开液体的体积为自身体积的一半,即A排开液体的体积为B的4倍,二者所受浮力比为4:1。液体密度再变大,这个浮力比就会减小。所以,当二者在水中,所受浮力比为6:1时,只能是A漂浮、B沉底。 [4]A的体积是B的8倍,A漂浮B沉底时,二者所受水的浮力比为6:1,由阿基米德原理可知,A排开水的体积为B的6倍,即A排开水的体积为自身体积的 6,根据 8GF浮 物gV物液gV排 可知 A水0.75103kg/m3 15.10N 6N,方向水平向左 F1=20N F2=26N 【解析】 【详解】 (1)物体A排开液体体积等于自身体积,V排=1×10-3m3,所以A所受到的浮 力大小为F浮=ρ水 解析:10N 6N,方向水平向左 F1=20N F2=26N 【解析】 68【详解】 (1)物体A排开液体体积等于自身体积,V排=1×10-3m3,所以A所受到的浮力大小为F浮=ρ水gV排=10N(2)B向右做匀速直线运动, f=0.2×GB;GA =GB=ρBgVB=3.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=30N,则f=6N,方向水平向左;(3)B受平衡力作用,处于匀速向右运动,则A也一定匀速向上运动,对A进行受力分析可知: GA=F浮+F拉所以F拉= GA - F浮,F拉=30N -10N =20N,因为力的作用是相互的,所以绳端的拉力F1=20N;(4)因为B处于平衡状态,所以F2=F1+f=20N+6N=26N。 【点睛】 此题综合考查了密度、质量、重力、浮力、相互作用力、平衡力,其中对于物体平衡状态的判断是解题的关键,根据物体所受平衡力列等式求解相应物理量。 16.等于 【解析】同一物体在两种液体中分别处于悬浮和漂浮状态,所受到的浮力都等于自身受到的重力,所以物体在a液体中受到的浮力等于在b液体中受到的浮力。 【点睛】当液体密度和物体排开的液体体积都不相等时, 解析:等于 【解析】同一物体在两种液体中分别处于悬浮和漂浮状态,所受到的浮力都等于自身受到的重力,所以物体在a液体中受到的浮力等于在b液体中受到的浮力。 【点睛】当液体密度和物体排开的液体体积都不相等时,就不能再用公式F浮液V排g 进行比较了;比较同一物体在两种液体中所受的浮力大小关系时,要借助于物体所受重力是一定的,根据在两种液体中的浮沉情况,明确两次所受浮力和自身重力的大小关系,再得出两次所受浮力的大小关系。 17.67×107 下沉 【分析】 满载时的排水量为满载时排开水的质量,利用阿基米德原理求“遵义舰”满载时所受浮力的大小; 根据漂浮时浮力等于物体自身重力可知浮力的变化,再根据阿基米德原理即 解析:67×107 下沉 【分析】 满载时的排水量为满载时排开水的质量,利用阿基米德原理求“遵义舰”满载时所受浮力的大小; 根据漂浮时浮力等于物体自身重力可知浮力的变化,再根据阿基米德原理即可得出答案。 【详解】 [1]“遵义舰”满载时所受的浮力 F浮=G排=m排g=3670×103kg×10N/kg=3.67×107N [2]因为物体漂浮,所受浮力等于重力,“遵义舰”在海洋、长江上都漂浮,自重不变, 所以,“遵义舰”从海洋驶入长江时所受的浮力大小不变; 由于ρ海水>ρ江水,由F浮=ρ液gV排可知,排开海水的体积比排开江水的体积小,所以,“遵义舰”要下沉一些。 18.= < 【分析】 本题主要考察浮力的比较和液体压强的比较问题。第一空主要是利用浮沉条件进行浮力大小的判断。第二空首先需要承接上一空中的浮沉条件,得出液体密度大小关系,再根据液体压强公式 解析:= < 【分析】 本题主要考察浮力的比较和液体压强的比较问题。第一空主要是利用浮沉条件进行浮力大小的判断。第二空首先需要承接上一空中的浮沉条件,得出液体密度大小关系,再根据液体压强公式进行压强大小的判断。 【详解】 [1]A物体在甲液体中悬浮,根据二力平衡有F浮=GA,B物体在乙液体中漂浮,根据二力平衡有F浮=GB,由于两物体完全相同,因此两浮力大小相等。 [2]A物体在甲液体中悬浮,所以有A=甲,而B物体在乙液体中漂浮,有B乙,两物体完全相同,所以甲乙,根据公式液体压强pgh,两液面相平,所以p甲p乙 19.0.14 【详解】 [1]木块的体积: , 若木块A完全浸没在水中,则木块受到的浮力: , 则要在木块上加竖直向下的压力F为: ; [2] 木块漂浮时, , 此时木块浸入水中的体积为: , 解析:0.14 【详解】 [1]木块的体积: V木(0.1m)3103m3, 若木块A完全浸没在水中,则木块受到的浮力: F浮水gV木1.0103kg/m310N/kg103m310N, 则要在木块上加竖直向下的压力F为: FF浮G10N-7N=3N; [2] 木块漂浮时, F浮1G7N, 此时木块浸入水中的体积为: V排1=木块露出的高度 7N7104m3, 33水g1.010kg/m10N/kg=V排17104m3h=a0.1m0.03m, S木0.01m2'F浮1木块从漂浮到完全浸没在水中的过程中,木块下降的距离: V排(103)m37104m3hh0.03m0.02m, 2S0.03m'该过程中木块重力做的功等于: WGh7N0.02m=0.14J. 20.甲 小 【解析】 【详解】 第一空.密度计测量液体密度的基本原理利用了漂浮的物体浮力始终等于重 力;故F浮甲=F浮乙; 根据F浮=ρ液V排g可得,由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙 解析:甲 小 【解析】 【详解】 第一空.密度计测量液体密度的基本原理利用了漂浮的物体浮力始终等于重力;故F浮甲=F 浮乙 ; 根据F浮=ρ液V排g可得液F浮,由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,则ρ甲<V排gF浮知,密度计上端V排gρ乙,所以装水的杯子是甲; 第二空.刻度值越靠上部,表示浸入液体的体积越大,同理由液刻度值较小。 三、实验题 21.1 错误 过程不完整,没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系 3.2 【详解】 (1)[1]由A图可知,物体所受重力为4N。 (2)[2]物体在空气中时弹簧测力计示数4N,全部浸没在水中时弹簧测力计的示数为3N,则物体浸没在水中受到的浮力 F浮水=G﹣F=4N﹣3N=1N (3)[3]通过比较B、C、D三幅图,物理社团得出的结论是不对的;物体没有浸没时,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化,浮力发生变化;实验过程不完整,还应该将物体完全浸没后,再探究浮力与深度是否有关。 (4)[4]物体浸没时排开水的体积 V排水= F浮水水g1N=1×10-4m3 33110kg/m10N/kgE图中物体浸没在酒精中,所以 V排酒精=V排水=1×10-4m3 物体浸没在酒精中受到的浮力 F浮酒精=ρ酒精gV排酒精=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=0.8N 则E图中弹簧秤的示数 F示=G﹣F浮酒精=4N﹣0.8N=3.2N 22.排开液体的体积和液体的密度 见详解 【详解】 (1)[1]由甲图可知金属块的重力为4.8N,由丁图可知金属块在水中的拉力为2.8N,所以金属块在水中受到的浮力为4.8N-2.8N=2N。 (2)[2]由甲乙丙三图可以知道,浮力大小与排开液体的体积有关;由甲丁戊三图可以知道,浮力大小与液体的密度有关。 (3)[3]要探究物体受到的浮力与物体的密度是否有关,必须要控制排开液体的体积和液体的密度相同,故设计实验如下: ①取相同体积的铁块和铝块,分别测出重力为G1和G2; ②将铁块和铝块分别挂在测力计下,浸没在水中,分别测出测力计的拉力为F1和F2; ③若G1-F1=G2-F2,那么浮力大小与物体的密度无关;若G1-F1≠G2-F2,那么浮力大小与物体的密度有关。 23.无关 1.2×103 偏大 不变 变大 将弹簧测力计固定在铁架台上,通过改变铁夹的高度来改变浸人水中的多少(答案合理均得分) 2.4×103 【详解】 (1)[1]由图甲丙可知,金属块浸没在水中时,受到的浮力 F浮=G-F2=4.8N-2.8N=2N (2)[2]图丙丁中,金属块浸没在水中的不同深度,但弹簧测力计的示数相同,即金属块受到的浮力相同,所以浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。 (3)[3]金属块的体积 V物F浮2N2104m3 33水g1.010kg/m10N/kg由图甲和戊知,金属块浸没在盐水中受到的浮力 F浮1=G-F3=4.8N-2.4N=2.4N 盐水的密度 盐水F浮12.4N331.210kg/m gV物10N/kg210-4m3[4]实验中,金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,则弹簧测力计的示数会偏小,那么所示的浮力会偏大,则据阿基米德原理求出的密度会偏大。 (4)[5]图丁中,金属块浸没在水中,细绳断了后,排开水的体积不变,即水的深度不变,所以水对容器底部的压强不变,据pF知,水对容器底部的压力也不变。 S[6]细绳断开、金属块未沉到底部前时,容器对水平地面的压力 F压1=G容器+G水-F浮= G容器+G水-2N 细绳断开,金属块沉到底部,容器对水平面的压力 F压2=G容器+G水-(G-F浮)= G容器+G水-2.4N 所以容器对水平地面压力变小。 (5)[7]在实验中,手的晃动会导致测力计读数不稳,可以将用将弹簧测力计固定在铁架台上,通过改变铁夹的高度来改变浸人水中的多少。 (6)[8]金属块的质量 m那么金属块的密度 G4.8N0.48kg g10N/kgm0.48kg2.4103kg/m3 43V物210mh1h3 偏小 h2h3水24.排开液体体积 液体密度 0.4 1 3.2 等于 【详解】 (1)[1]比较B、C、D三幅图,液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,说明浮力的大小与排开液体的体积有关。 [2]比较D、E两幅图,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。 (2)[3]由图A可知,物体的重力是4N,物体的质量 m= G4N=0.4kg g10N/kg[4]由图D可知,物体浸没在水中受到的拉力是3N,物体浸没在水中受到的浮力 F浮=G-F=4N-3N=1N (3)[5]物体的体积 V=V排= F浮1N=1×10-4m3 33水g110kg/m10N/kg物体浸没在酒精中,受到的浮力 F浮酒=ρ酒精gV排=ρ酒精gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=0.8N 弹簧测力计的示数 FE=G-F浮酒=4N-0.8N=3.2N (4)③[6]金属块B吊在烧杯A下方和金属块B放入烧杯A中,AB看成整体,都处于漂浮状态,浮力等于重力,由阿基米德原理可知排开液体的体积相等,所以水槽中水的高度为H2和H3大小相等。 [7]比较甲丙两图,都是漂浮,受到的浮力都等于自重,两图中浮力的变化量等于金属块的重力 ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水g(h1-h3)S容=G金 比较甲乙两图可知,都是漂浮,受到的浮力都等于自重,则两图中浮力的变化量等于金属块受到的浮力 ΔF浮1=ρ水gΔV排1=ρ水g(h1-h2)S容 所以金属块的体积 F浮1水g(h1h2)S容V金==(h1-h2)S容 水g水g金属块的密度 金=m金G金水g(h1h3)S容h1h3==水 V金gV金g(h1h2)S容h1h2h1h3可 h1h2水[8]将沾有水的金属块B放入烧杯A中,A露出水面的高度h3会增大,由金=知金属块的密度偏小。 25.等于 排开的液体所受的重力 1.2 偏大 【详解】 (1)[1][2]平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),由阿基米德原理可知,在此过程中甲受到的浮力等于排开液体所受的重力,故F甲=F乙。 (2)[3]由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,图丁G=4.4N,图丙F示=3.2N,图丙中金属块所受到的浮力约为 F浮=G−F示=4.4N−3.2N=1.2N [4]金属块完全离开水面时要带一些小水滴,使重力G测的数值偏大,根据F浮=G−F示可知,此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。 26.4 丁戊 1.1×103 无关 大于 牙膏铝皮排开水的体积 【解析】 【详解】 第一空.由甲图中弹簧测力计可知物体重力G=5N; 第二空.由图丙、丁可知物体浸没在水中时,弹簧测力计的拉力:F拉=1N;则物体所受浮力:F浮=G-F拉=5N-1N=4N; 第三空.比较图丁戊,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,两图中测力计示数不同,则金属块受到的浮力不同,故由实验数据可得到的结论是:浸在液体中的物体受到 浮力大小与液体密度有关; 第四空.浸没在水中浮力为4N,由F浮=ρ水gV排得物体体积: VV排水F浮4N43410m, 水g1.0103kg/m310N/kgF盐水gV4.4N=1.1103kg/m3; 4310N/kg410m由图甲、戊可得,金属块浸没在盐水中受到的浮力:F盐水=5N-0.6N=4.4N, 则盐水的密度为:盐水第五空.分析丙、丁两图,当物体浸没在水中后,物体的深度不同,但测量力计示数相同,则所受浮力的大小大小相同,故得出结论:当物体浸没在水中后,所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关; 第六空.由物体的浮沉条件可知,牙膏铝“碗” 漂浮时F浮1=G,而铝团下沉时F浮2<G,则F 浮1 大于F浮2,即第一次牙膏铝“碗”受到的浮力大于第二次铝团受到的浮力; 第七空.从小明两次实验可以看出,两次牙膏铝皮排开水的体积是不相等的,即错误原因只关注了牙膏铝皮形状的改变,而忽略了牙膏铝皮排开水的体积对浮力大小的影响,所以不符合控制变量的研究方法,结论错误。
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