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上海储能中学浮力单元练习-

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上海储能中学浮力单元练习

一、选择题
1如图所示,底面积为50cm2、高为13cm、质量为100g的平底圆柱形容器(厚度不计将一个质量为250g、体积为200cm3的实心小球置于水平桌面上,放入小球之前容器内水的深度为10cm,将小球放入水中静止后,下列说法正确的是(

A.水对容器底部的压强为1400Pa C.水对容器底部的压力为5N B.小球受到的浮力为2.5N D.容器对桌面的压强为1600Pa
2先把一个重为0.5N的木块放人装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态;再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒人浓盐水并观察现象。本实验下列判断错误的是( A.在水中静止时,木块受到的浮力为0.5N B.加入盐水后,木块受到的浮力将变大 C.加入盐水后,木块排开盐水的体积将变小 D.加入盐水后,木块排开盐水的质量将不变
3两薄壁圆柱形容器AB底面积不同(SA<SB),容器内分别盛有两种不同液体。现将质量相同的实心铁球和铜球分别浸没在液体中(ρ<ρ),两液面相平,如图所示,此时液体对容器底部的压力相等。将两球从液体中取出后,关于容器底部受到的液体压力F、液体压强p的大小关系,下列判断中正确的是(

AFA一定小于FBpA可能等于pB CFA可能小于FBpA可能大于pB
BFA一定小于FBpA一定小于pB DFA可能小于FBpA一定小于pB
4重为5牛的小球轻放入盛有水的烧杯中,溢出重为4牛的水。若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知ρρ,则溢出酒精的重力大小( A.一定小于4 C.一定等于4
此现象,下列分析正确的是( A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.石块沉入水中,所受浮力小于自身的重力
C.木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力 D.木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重B.可能等于5 D.可能大于5
5将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就

6如图所示,底面积为300cm2的圆柱形容器里装有900g水。现用细绳将体积为1000cm31的体积,此时细绳的拉力为4N。若将细绳剪断,要使木块对容器底部5的压力为零,木块底面积的最小值为(
的圆柱体木块浸入

A100cm2 B120cm2 C150cm2 D200cm2
37如图是ab两种物质的质量与体积关系图,分别用ab两种物质制成两个规则的体积相同的实心长方体甲和乙,并将甲乙两物块用细线捆在一起放入密度为0.8gcm的溶液中,请问捆绑后的物体在溶液中(

A.漂浮
正确的是( A.物体上浮、F=6N B.物体悬浮、F=5N C.物体漂浮、F=5N
B.悬浮 C.沉底 D.无法判断
8把重5N、体积为0.6dm3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法D.物体沉在水底、F=6N
9将一小球放入盛满水的溢水杯中,当其静止后有36g水溢出,再将其捞出擦干后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,当其静止后有32g酒精溢出,(ρ酒精=0.8103kg/m3g10N/kg)下列说法中( ①小球在水中受到的浮力是0.36N ②小球在水中一定漂浮 ③小球在酒精中一定下沉 ④小球的密度为1.125103kg/m3 A.只有①正确
B.只有②③正确
C.只有①②③正确
D.①②③④都正确
10如图甲所示,圆柱形容器装有适量的液体,将密度为2.5g/cm3,体积为40cm3物体B放入液体中时,通过磅秤测得其总质量为150g.用一细绳提起物体B,使物体B的体积刚好有一半露出液面且保持静止不动时,磅砰示数为66g,如图乙所示.(g
10N/kg).下列判断正确的是

A.两次台秤示数的变化等于物体B两次所受浮力的变化 B.图乙中物体B下表面受到的液体压力为0.2N C.图甲中物体B对容器底部的压力为0.68N D.物体B受到细绳的拉力为0.8N
11将一个小球放入盛满酒精的溢水杯中,静止时,小球浸没在酒精中,溢水杯中溢出10g的酒精。将这个小球放入盛满水的溢水杯中,静止时,小球漂浮在水中。已知酒精0.8×103kg/m3g10N/kg,则下列判断正确的是( ①若小球在酒精中沉底,它在酒精中所受浮力一定等于0.1N ②若小球在酒精中沉底,它在水中的排水体积一定等于10cm3 ③若小球在酒精中悬浮,它在酒精中所受浮力一定大于0.1N ④若小球在酒精中悬浮,它放入水中后,溢水杯中一定溢出10g的水 A.只有①③
B.只有②③
C.只有②④
D.只有①④
12如图所示,水平面上放有一个圆柱形平底水槽,将一冰块(其中含有一个小球)投入水槽中,冰块漂浮。己知,当冰全部熔化后(

A.水对水槽底部的压强变大,水平桌面受到的压力不变 B.水对水槽底部的压强变大,水平桌面受到的压力变大 C.水对水槽底部的压强变小,水平桌面受到的压力不变 D.水对水槽底部的压强变小,水平桌面受到的压力变大
二、填空题
13一艘轮船的排水量是8000吨,它装满货物在长江中航行时,受到的浮力是______Ng=10N/kg)。船从长江驶入大海时,它将______一些。(选填“上浮、下沉”) 14底面积为200cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如
图甲所示,已知物体B的密度为3×103kg/m3,质量为0.3kg,则:图甲中A受到的浮力______N;若将B放入水中,静止时如图乙所示,则水对容器底部压强变化了______Pa

15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h1h2n示)。

16在科技节中,小军用传感器设计了如图甲所示的浮力感应装置,竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上,力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小。下端与物体M相连,水箱的质量为0.8kg,细杆及连接处的重力可忽略不计。向图甲所示的空水箱中加水直到刚好加满。图乙是力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图象。由图乙可知水箱加满水时,水受到的重力为____________ N。当向水箱中加入质量为2.2kg的水,力传感器的示数大小变为F时,水箱对水平面的压强p1。继续向水箱中加水,当力传感器的示数大小变为5F时,水箱对水平面的压强为p2。则p1p2____________

17如图所示,将含有一空心铝球的冰块投入盛有108cm3盐水的容器中,冰块内空心铝球的体积与冰的体积之比为1:3,当冰块(含空心铝球悬浮时,排开盐水的体积V40cm3,冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,空心铝球的平均密度为_____kg/m3 冰块熔化后液体对容器底部的压力变化了_____N(已知冰的密度为0.9103kg/m3,盐水的密度为盐水1.25103kg/m3


18某校课外科技小组的同学为测量暴雨过后浑浊江水的密度,设计了如图所示的一套装置:A是弹簧测力计,B是边长为10cm的正方体浮子,C是圆柱形容器,底面积为200cm,高为60cmD是一固定在容器底部的定滑轮.弹簧测力计和正方体浮子之间用一轻质无伸缩的细线通过滑轮相连接(不考虑滑轮的摩擦和滑轮的体积,取g=10N/kg),B浸没在清水中,弹簧测力计示数为5N,水的高度为20cm,则B的重力为_____-;若将容器中的清水用同体积的浑水替换,容器C对桌面的压强增加了100Pa,则浑水的密度相比清水的密度______(选填“增大”或“减小”)了_____kg/m3
2

19将边长为10cm的正方体合金块A,放入底面积为200cm2,装有水的圆筒形容器中,如图所示,此时合金块A恰好浸没在水中。打开容器侧面的阀门B缓慢放水,放到弹簧测力计的读数不再变化时,立即关闭阀门B,在此过程中金属块始终不与容器底部接触,读出弹簧测力计示数的最小值和最大值分别为20N30N,已知弹簧测力计每1N刻度间的距离为1cm,则该合金块密度为_____kg/m3,从容器中排出水的质量为_______kg

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
218分)下面几幅图(以序号来区分)都是做探究“影响浮力大小的因素”这一实验过程中的几个重要步骤.

(1 要探究浮力与物体排开液体体积的关系应选择的操作除了①还有:______(填图中的序号),探究的结论是______
(2要探究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系,应选择的操作除了①还有:______(填图中的序号),探究的结论是______
(3该实验中当它全部浸没在盐水中时受到的浮力大小F______N.若要选用一个能漂浮在图⑤中盐水面上的物体,该物体的密度大小应______(填“大于”、“小于”或“等于”)______。(填具体密度值)
22小聪在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计,实心题柱体金属块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。

(1小聪进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为________N;用弹簧测力计桂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图BCDEF所示(液体均未溢,井将其示数记录在表格中; 实验步骤 弹簧测力计示数/N
B 2.6
C 2.2
D 1.7
E 1.7
F 1.5



(2在实验步骤D中金属块所受浮力F________N,金属块的体积为________m3,金属块的密度为________kg/m3
(3分析实验步骤ABCD,可以说明浮力大小跟________________有关:分析实验步AEF,可以说明浮力大小跟_____________有关;
(4小聪用表格中的数据还算出了某种液体的密度是________g/cm3
23小明想测一块密度小于水的泡沫(泡沫不吸水)的密度,现在手中测量工具只有刻度尺,他借助手中一大一小两个圆柱形玻璃容器设计了如下实验:

①在大桶中装入适量水,将小桶放入其中,处于漂浮状态,测得小桶露出水面高度为h1大桶中水面高度为H1,如图甲所示。
②将泡沫放在小桶上,整体仍处于漂浮,测得小桶漏出水面高度为h2,大桶中水面高度为H2,如图乙所示。
③将小桶放在泡沫上,整体仍处于漂浮,测得小桶漏出水面高度为h3,大桶中水面高度为H3,如图丙。求:
1)图丙中泡沫受到的重力和它的浮力______不是)一对平衡力。 2)乙图中大桶中水面高度H2__________丙图中大桶中水面高度H3(选填大于”“小于等于)。
3)泡沫密度表达式为ρ=________(用h1h2h3ρ表示)。
4)实验按甲、乙、丙顺序进行时,在丙实验过程中,不小心溅入小桶中一些水,则第3)中所测得的泡沫密度值________偏大偏小不变)。
24小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作了简易密度计.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.

1)为了给密度计标上刻度,他进行了如下操作:
a.将其放入水中,竖立漂浮后,在密度计上与水面相平处标上1.0 g/cm3; b.将其放入密度0. 9 g/cm3植物油中,用同样的方法在密度计上标上0.9 g/cm3; c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1 g/cm3,将整个饮料吸管均匀标上刻度;
①如图甲所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9 g/cm3应该在______点(选填“p”或
q”).
②如图乙所示,若被测液体的密度为ρ、密度计浸入被测液体的深度为h、自制密度计的质量为m,横截面积为S,用给定的字母推导出ρh的关系式为____________.通过关系式可知:小明这样均匀标注刻度是__________的(选填“正确”、“错误”).
2)小红为了让测量结果更准确,想使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,请为小红设计一种改进方法:________________________.
3)小虎将制作好的密度计放入某液体中,出现如图丙所示的现象,为顺利完成实验任务,你的解决办法是____________.(合理即可)
25小华同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体物块,当圆柱体物块下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止,如图甲所示:

1)根据图甲(a)可知,圆柱体物块的重力G=__________N;分析图甲(a)(c)可知,圆柱体物块浸没在水中时所受浮力F=________N
2)比较图甲______可得出,浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关;比较图甲(a)(c)(d)可得出:当圆柱体浸没在水中时,所受浮力与________关;
3)小华完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出弹簧测力计示数F随物体下降高度h变化的图像,如图乙所示的,则物体浸没在这种液体中受到的浮力F=_____N,这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟______关;
4)综合分析上述实验可知,圆柱体物块的密度是______kg/m3,所用的另一种液体的密度是______kg/m3
26探究浮力大小跟哪些因素有关时,同学们提出了如下猜想:


A.可能跟物体浸入液体的深度有关 B.可能跟物体排开液体的体积有关 C.可能跟液体的密度有关 D.可能跟物体的密度有关
为了验证上述猜想,李明做了如图所示实验,他在弹簧测力计下端挂一个物体A,顺次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一过程中:
(1铁块从位置甲 丙的过程中弹簧测力计的示数_____,说明铁块受到的浮力____从位置丙丁的过程中弹簧测力计的示数_____,说明铁块受到的浮力______ (以上均选变大变小不变
(2通过以上实验可以验证上述猜想______是正确的。(选填上述猜想前的字母 (3通过实验______可以验证猜想A是错误的。 (选填甲”、“乙”、“丙”、“丁”或“戊
(4通过乙、丙两次实验可以验证上述猜想____可能是正确的(选填上述猜想前的字母 (5实验丙、丁测力计示数相同,______ (选填不能删除实验丁,理由是___

【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除


一、选择题 1D 解析:D 【详解】 A.小球的密度为
mV250g31.25g/cm 200cm3由于小球的密度大于水,故放在容器中时会沉底;假设无水溢出时,将小球放入水中静止后,水面上升高度为
200cm3h4cm
S50cm2V此时容器中水的高度为
hhh0.1m+0.04m0.14m
由于容器高为0.13m,故溢出水的高度为0.01m;根据液体压强公式,可知水对容器底部的压强为
pgh1.0103kg/m310N/kg0.13m1300Pa
A错误;
B.根据阿基米德浮力公式,可知小球受到的浮力为
FgV1.0103kg/m310N/kg200106m32N
B错误;
C.由液体压强公式可知,水对容器底部的压力为

FpS1300Pa50104m36.5N
C错误;
D.容器对桌面的压力等于容器重力、水的重力与小球的重力之和,即
FGGG

Gmg0.1kg10N/kg1N
Gg(VV1.0103kg/m310N/kg(0.13m0.005m2200106m34.5N
Gmg0.25kg10N/kg2.5N

F1N4.5N2.5N8N
则容器对桌面的压强为
pD正确。 故选D
F8N1600Pa S50104m22B 解析:B 【详解】
A静止时漂浮,浮力大小等于重力为0.5N,故A正确,A不符合题意;
B加入盐水后,木块仍然漂浮,所以浮力大小等于重力,保持不变,故B错误,B符合题意;
C加入盐水后,浮力不变,根据公式V=小,故C正确,C不符合题意;
D加入盐水后,浮力不变,根据阿基米德原理,浮力大小等于排开液体的重力,所以排开盐水的重力不变,质量不变,故D正确,D不符合题意。 故选B
F 可知,变大,所以排开盐水的体积变g3A 解析:A 【详解】
A容器中液体的密度为ρAB容器中液体的密度为ρB,球拿出前两液面的高度为h,因为两个球拿出前,两容器中液体对容器底的压力相等,即
AghSABghSB
又因为SA<SB,所以ρA>ρB,将两个球拿出后,A容器中液体对容器底的压力为
VFAAgh-SASAAghSA-AgV
将两个球拿出后,B容器中液体对容器底的压力为

VFBBgh-SBBghSB-BgV
SB因为铜的密度大于铁的密度,则质量相等的铜球的体积小于铁球的体积,上面两式相减可
FB-FAAgV-BgV0
所以A容器底部的压力小于B容器底部的压力; 两球拿出后,A容器中液体对容器底的压强为
VpAAgh-SAB容器中液体对容器底的压强为

VpBBgh-
SB结合上面分析,不能确定pApB的关系。 故选A
4B 解析:B 【详解】
假设烧杯的水是满的,溢出重为4牛的水,那么根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力4牛;假设烧杯的水不是满的,溢出重为4牛的水,那么可知小球排开水的重力大于4牛,小球受到的浮力大于4牛;假设小球的密度小于水的,那么小球会漂浮,小球受到的浮力等于5牛,由上述可知,小球的密度小于水的这种情况有这个可能;若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知ρρ,假设烧杯的酒精是满的,并且小球的密度小于酒精的,那么小球会漂浮,溢出酒精的重力大小等于小球受到的浮力,而这个浮力等于小球的重力5牛,所以说溢出酒精的重力大小可能等于5牛;假设溢出酒精的重力大小大于5牛,那么小球在酒精中受到的浮力应该大于5牛,但是小球自身的重力只是5牛而已,小球在酒精中漂浮、悬浮、沉底,受到的浮力都是小于或等于5牛,浮力不可能大于5牛,所以说溢出酒精的重力大小不可能大于5牛;故选B
5B 解析:B 【详解】
A.一切浸入液体中的物体都受到浮力作用,所以石块和木块都受浮力,故A错误. B.根据浮沉条件可知,当受到的浮力小于自身重力时,物体会下沉,故B正确. C.由于不明确它们排开水的体积的大小关系,所以无法比较二者所受浮力的大小关系,故C错误.
D.木块浮在水面处于静止状态,有二力平衡条件可知浮力等于自身重力,故D错误.
6B 解析:B

【详解】 木块浸入1的体积时,其受到的浮力 51FgV1.0103kg/m310N/kg1000106m32N
5此时细绳的拉力为4N,由力的平衡条件可得木块的重力
GFF2N4N6N
若将细绳剪断,使木块对容器底部的压力为零,则木块处于漂浮状态,此时木块受到的浮
FG6N
FgV可得,此时木块排开水的体积
VF6N433610m=600cm g1.0103kg/m310N/kgm900g=900cm3
3
1g/cm容器里装有900g水,则水的体积
V因木块漂浮时排开水的体积一定,木块的底面积越小,则由VSh可知,木块浸入水中的深度越深,所以,当木块底面积最小时,其浸入水中的深度最深,此时木块底部刚好接触容器底(即恰好漂浮,对容器底没有压力,如下图),

则木块浸入水中的最大深度
h浸大VVS600cm3+900cm3=5cm
2
300cmVSh可得,木块底面积的最小值
V600cm3S木小=120cm2
h浸大5cm故选B
7B 解析:B 【详解】 由密度公式=m可以得到ab的密度分别是2g/cm30.5g/cm3,质量相同的abV
合,混合后的密度通过混合a故选B
mmmm求得混合密度为0.8g/cm3,混合物体密度和液体b密度相同,可知捆绑后的物体会悬浮在液体中。
8C 解析:C 【详解】
假设体积为0.6cm3的物体能浸没于水中,则浸没时受到的浮力
F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6×10-3m3=6N
大于物体自身的重力,因此物体最终漂浮于水面上,由漂浮条件可得
F=G=5N
故选C
9C 解析:C 【详解】
AB.该物块小球放在水中时,受到的浮力
FGmg0.036kg10N/kg=0.36N
该小球放在酒精中时,受到的浮力
FGmg0.032kg10N/kg=0.32N
通过上面的计算可知,小球在酒精中受到的浮力小于小球在水中所受的浮力,而物块的重力不变,因此小球在水和酒精中不可能都漂浮,只能是一漂一沉,由于酒精的密度小于水的密度,则根据FgV得小球的体积
VV排酒精F酒精g0.32N=410-5m3=40cm3 330.810kg/m10N/kg小球在水中时,其排开水的体积
V排水Fg0.36N-533=3.610m=36cm
1.0103kg/m310N/kg因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以小球在水中漂浮,故①②③正确,故AB符合题意;
CD.因为小球在水中漂浮,所以小球的重力等于浮力(排开水的重力),则
mm排水36g
则小球的密度
mV36g=0.9g/cm3=0.9103kg/m3
3
40cm故①②③正确,④错误,故C选项符合题意,D选项不符合题意。 故选C

10C 解析:C 【详解】
A.第一次物体沉底,通过磅秤测得总质量150g,则容器对磅秤的压力:
FGGGBm1g0.15kg10N/kg1.5N----
第二次用一细绳提起物体B,使物体B的体积刚好有一半露出液面,此时磅秤示数为66g,则此时容器对磅秤的压力:
1FGGFm2g0.066kg10N/kg0.66N----
2由①-②得:
1GBF0.84N----
2并不是物体B两次所受浮力的变化,故A项错误; B.物体B的质量:
mBBV2.5g/cm340cm3100g0.1kg
物体B的重力:
GBmBg0.1kg10N/kg1N
由③可得,图乙中物体B受到的浮力:
1FGB0.84N1N0.84N0.16N
2则:
F20.16N0.32N
即图甲中物体B受到的浮力为0.32N;根据浮力产生的原因可知:
F向上F向下F,当B一半浸入液体中时,B下表面受到的液体压力等于浮力
1F0.16N
2B项错误;
C.在甲图中物体全部浸没,物体B受重力、浮力、和支持力,物体受到的支持力为:
FGBF1N0.32N0.68N
因为容器底对物体B的支持力和物体B对容器底的压力是一对相互作用力,大小相等,所以图甲中物体B对容器底部的压力为0.68N,故C项正确;
D.在乙图中物体一半浸没,物体B受重力、浮力、和拉力,则物体B受到细绳的拉力为:
1FGBF1N0.16N0.84N
2D项错误.
11D
解析:D 【详解】
①小球在酒精中沉底,由阿基米德原理可得,小球在酒精中所受浮力
F酒精浮=G排酒精=m排酒精g=0.01kg×10N/kg=0.1N
故①正确;
②若小球在酒精中沉底,根据物体浮沉条件可知
GF酒精浮=0.1N
当小球漂浮在水中时,在水中所受浮力
F水浮=G0.1N
根据FgV得排开水的体积
V排水故②错误;
F浮水g0.1N533110m10cm
1.0103kg/m310N/kg③若小球在酒精中悬浮,由阿基米德原理可得,小球在酒精中所受浮力
F酒精浮=G排酒精=m排酒精g=0.01kg×10N/kg=0.1N
故③错误;
④若小球在酒精中悬浮,根据浮沉条件可知
G=F酒精浮=0.1N
当小球漂浮在水中时,在水中所受浮力
F水浮=G=0.1N
根据阿基米德原理可知
F水浮=G=0.1N
则此时溢出水的质量
mG0.1N0.01kg10g g10N/kg故④正确。综上所述,①④正确,②③错误。故选D
12C 解析:C 【详解】
冰块熔化前,冰块和小球总的重力等于浮力;冰块熔化后,冰块和小球总的重力是不变的,其内的小球会下沉,小球浮力小于重力,原先的冰熔化成水后重力不变,其密度和水密度相同,故悬浮在水中,原先冰块熔化为水后受到的浮力等于其重力;综上所述,小球和冰块熔化的水受到的总浮力是减小的,根据阿基米德原理可知,V减小,液面会下降,故水对水槽底部的压强变小。水平桌面受到的压力始终等于里面物体的总重力,故水平桌面受到的压力是不变的。 故选C
二、填空题


138×107 上浮 【详解】
[1]这艘轮船的排水量 m排=8000t=8×106kg
由阿基米德原理可得,它装满货物在长江中航行时所受浮力为 F=G=mg=8×106kg×10N
解析:8×107 上浮 【详解】
[1]这艘轮船的排水量
m=8000t=8×106kg
由阿基米德原理可得,它装满货物在长江中航行时所受浮力为
F=G=mg=8×106kg×10N/kg=8×107N
[2]因为轮船始终漂浮,则
F=G
且船的重力不变,所以,轮船由长江驶入大海后,受到的浮力不变,又因为F=ρgV且海水的密度大于江水的密度,即液体的密度变大,所以,轮船排开海水的体积变小,则船身将上浮一些。
14100 【详解】
[1]体积为的正方体木块A放入水,全部浸没时

则图甲中A受到的浮力为

[2]根据密度公式可得物体B的体积为

图甲中,AB共同悬浮,则

B放入水中,A 解析:100 【详解】
[1]体积为1103 cm3的正方体木块A放入水,全部浸没时
V3333V110 cm110 m

则图甲中A受到的浮力为
F=gV33331.010kg/m10N/kg110 m10N
[2]根据密度公式可得物体B的体积为
VB图甲中,AB共同悬浮,则
m
=0.3kg43=1.010m
3103kg/m3FAFB=GAGB

gVAVBAgVAmBg

A=gVAVBmBggVA1.0103kg/m31103 m31.0104m30.3kg110 m33=0.8103kg/m3
B放入水中,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,A漂浮则
F=GA

gVAAgVA

AVA0.8103kg/m31.0103m3VA==0.8103m3 331.010kg/m液面下降
VAVA1.0103m30.8103m3h0.01m
S2102m2则水对容器底部压强的变化值为
pgh=1.0103kg/m310N/kg0.01m=100Pa
15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(n1h1 【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FgV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=nSh1h2
由图甲可知,工艺品漂浮时,浮力与重力的关系为
FGG

gSh1mAmBg
所以
mASh1nSh1h2
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=mA m
ShSh1nSh1h2
浸人的深度为
hnh2(n1h1
1631:49 【详解】
[1]当水箱中装满水时,由图乙可知水的质量为6kg,则水受到的重力

[2]由图乙可知,当加入水的质量为0时,传感器拉力的示数为2N,即;
当加入水的质量为2kg时,水
解析:31:49 【详解】
[1]当水箱中装满水时,由图乙可知水的质量为6kg,则水受到的重力
Gmg6kg?10N/kg60N
[2]由图乙可知,当加入水的质量为0时,传感器拉力的示数为2N,即GM=2N 当加入水的质量为2kg时,水刚好和物体M接触,物体受到的浮力为0
当加入水的质量为4kg时,物体M刚好完全浸没在水中,传感器的示数为8N,对物体M进行受力分析如下图:


F1GMF1=2N+8N=10N
我们发现水的质量由2kg增加到4kg,浮力由0N增加到10N,由阿基米德原理可以知道,浮力大小与排开液体的质量成正比,所以我们可以得出从液体与物体M接触开始,每增加0.1kg的水,物体受到的浮力就增加0.5N
当加入水的质量为2.2kg时,浮力大小为1N,对物体M进行受力分析如下图:

FGMF2=2N-1N=1N
当传感器的示数为5F时,即F2=5N时,物体M的受力示意图如下图:

F2GMF2=2N+5N=7N
当浮力增加7N时水的质量增加了1.4kg,即加入水的质量为3.4kg 综上分析:
Gmg0.8kg?10N/kg=8N G1m1g=2.2kg?10N/kg=22N
G2m2g=3.4kg?10N/kg=34N
p1F1G1GGM-F SSF2G2GGM5Fp2
SSGGGM-Fp122N+8N+2N-1N311== p2G2GGM5F34N+8N+2N+5N49173×103 0.11 【解析】

【详解】
第一空.因当冰块(含空心铝球悬浮时,排开盐水的体积,则冰块(含空心铝球的总重力等于浮力,为: G=F===0.5N 设空心铝球的平均
解析:3×103 0.11 【解析】 【详解】
第一空.因当冰块(含空心铝球悬浮时,排开盐水的体积V40cm,则冰块(含空心铝的总重力等于浮力,为:
G=F=盐水gV=1.25103kg/m310N/kg4010-6m3=0.5N
设空心铝球的平均密度为ρ,且空心铝球的体积与冰的体积之比为1:3,冰块(含空心铝球的总体积等于其排开盐水的体积,则空心铝球的体积为V,冰的体积为V,则冰块(含空心铝球的总重力为: G=mg =m+mg =ρV+ρVg
31434134413-63-63=ρ×4010m+0.9103kg/m3×4010m×10N/kg
44G=0.5N,即:
1-63-63333ρ×4010m+0.910kg/m×4010m×10N/kg=0.5N 44解得空心铝球的平均密度为:ρ=2.3×103kg/m3
=ρV+ρVg
第二空.冰块熔化前,盐水、冰、空心铝球的三者的重力都由容器底部承担,冰块熔化后,空心铝球沉底,盐水、冰、空心铝球的三者的重力也是都由容器底部承担,但此时三者对容器底部的压力分为两部部分,一部分是液体的,另一部分是空心铝球的,所以冰块熔化后液体对容器底部的压力变化量就等于空心铝球对容器底部的压力,即等于容器底部对空心铝球的支持力。 空心铝球的重力为:
G= mg=ρVg=ρVg=2.3×103kg/m3×原来冰的质量为:
m==ρV=ρV=0.9103kg/m3×冰熔化成水后水的体积为:
1414010-6m3×10N/kg=0.23N
43434010-6m3=0.027kg
4
mm0.027kg-53V===33=2.7×10m
110kg/m原来盐水的质量为:
m盐水==ρ盐水V盐水=1.25103kg/m3×10810-6m3=0.135kg 冰块熔化后,盐水的密度将改变,为: ρ盐水=m盐水+mV盐水+V=0.135kg+0.027kg33=1.210kg/m -635310810m+2.710m1414010-6m3=0.12N
4则空心铝球沉底时受到的浮力为:
F浮铝=ρ盐水′gV=ρ盐水′gV=1.2103kg/m3×10N/kg×铝球沉底时静止,则有G= F浮铝+ F,则: F= G-F浮铝=0.23N-0.12N=0.11N
即冰块熔化后液体对容器底部的压力变化了0.11N
18增大 100 【详解】
浮子B受到的浮力:F浮=ρgV排=ρgVB=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=10N
根据图示可知,浮子B受到竖直向下的拉力加上重力等于
解析:增大 100 【详解】
浮子B受到的浮力:F=ρgV=ρgVB=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=10N 根据图示可知,浮子B受到竖直向下的拉力加上重力等于竖直向上的浮力,即:F1+GB=F1,浮子B的重力:GB=F1-F1=10N-5N=5N
B的体积VB=0.1m3=1×10-3m3=1000cm3
水的体积V=Sh-VB=200cm2×20cm-1000cm3=3000cm3=3×10-3m3 定滑轮质量不计,图中装清水时,弹簧测力计的示数F1=F1-GB
容器对桌面的压力:F1=G+G+GB-F1=G+ρVg+GB-F1-GB=G+ρVg+2GB-F1-------
将容器中的清水换为同体积的浑水,容器对桌面的压力:
F2=G+G浑水+GB-F2=G+ρ浑水Vg+GB-F2-GB=G+ρ浑水Vg+2GB-F2-------- 因为浑水的密度大于清水的密度,且容器中液体的体积大于木块排开液体的体积, 所以由①②可知F2大于F1 则压力变化量: F=F2-F1
=G+ρ浑水Vg+2GB-F2-G+ρVg+2GB-F1 =ρ浑水Vg-ρVg+F1-F2
=ρ浑水-ρVg-ρ浑水-ρVBg =ρ浑水-ρ)(V-VBg

p=F可得压力变化量:
SF=pS=100Pa×200×10-4m2=2N 可得:(ρ浑水-ρ)(V-VBg=2N
即(ρ浑水-1×103kg/m3)(3×10-3m3-1×10-3m3×10N/kg=2N 解得:ρ浑水=1.1×103kg/m3
Δρ=ρ浑水-ρ=1.1×103kg/m3-1×103kg/m3=100kg/m3
193×103 3 【解析】 【详解】
第一空.弹簧测力计的读数不再变化时,受到的浮力为0,弹簧测力计的示数最大,此时F′=G=30N;最初合金块A浸没时受到的浮力最大,弹簧测力计的示数
解析:3×103 3 【解析】 【详解】
第一空.弹簧测力计的读数不再变化时,受到的浮力为0,弹簧测力计的示数最大,此时F′=G=30N;最初合金块A浸没时受到的浮力最大,弹簧测力计的示数最小,则最大浮力:
F浮最大=G-F=30N-20N=10N 由阿基米德原理可得合金块的体积:
F浮最大10NV=V==1×10-3m3 33g110kg/m10N/kg合金的密度:
G30Nρ=103kg/m3 -33=3×gV10N/kg110m第二空.弹簧测力计示数变化量:ΔF=F-F=30N-20N=10N
已知弹簧测力计每一牛顿刻度间的距离为1cm,所以弹簧伸长(A下降的高度): ΔL=F10N= =10cm 1N/cm1N/cmA的边长L=10cm,所以水面下降高度为: h=L+ΔL=10cm+10cm=20cm
关闭阀门时A恰好全部露出水面,所以容器中排出水的体积: V排出=Sh-VA=200cm2×20cm-10cm3=3000cm3 排出水的质量:
m排出=ρV排出=1g/cm3×3000 cm3=3000g=3kg
20 【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=ρVg可得,由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙
解析: 【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=ρVg可得F,由图知密度计排开液体的体积V排甲V排乙,则ρVgρ,所以装水的杯子是甲;
F第二空.刻度值越靠上部,表示浸入液体的体积越大,同理由知,密度计上端Vg刻度值较小。
三、实验题

21②③ 当液体密度一定时,物体排开液体体积越大,浮力越大 ③④ 浮力与物体浸没于液体中的深度无关 1.2N 小于 1.8×103kg/m3 【详解】
解析:第(3)题:FGF4N2.8N1.2N
完全浸没在水中,VF4N3N110-4m333g110kg/m10N/kgF1.8N33 1.810kg/mVg110-4m210N/kg完全浸没在盐水中,盐水当物体要漂浮在盐水中,则盐水,即1.8103kg/m3227 1 1.010-4 2.7×103 排开液体体积 液体密度 1.2 【详解】
(1[1]由图可知弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.7N
(2[2]由图可知,步骤A中弹簧测力计的示数就是物体的质量为2.7N,在实验步骤D中弹簧测力计的示数为1.7N,所以此时物体受到的浮力为
F=G-FD=2.7N-1.7N=1N
[3]根据公式F=gV,金属块的体积为
V=V=[4]已知金属块的质量为
F1N-43==1.010m 33g1.010kg/m10N/kg
mG2.7N=0.27kg g10N/kg金属块的体积为1.010-4m3,金属块的密度为
金属块=m0.27kg33==2.710kg/m V1.010-4m3(3[5]分析实验步骤ABCD可知物体浸入液体的体积逐渐变大,弹簧测力计的示数逐渐变小,浮力逐渐增大,说明浮力的大小跟排开液体的体积有关。
[6]分析实验步骤AEF可知,金属块浸入不同密度的液体当中,弹簧测力计的示数不同,浮力的大小也不同,说明浮力的大小跟液体的密度有关。 (4[7]已知金属块的体积为1.010-4m3,金属块在液体中受到的浮力为
F1=G-FF=2.7N-1.5N=1.2N
根据公式F=gV,可得液体的密度为
=23不是 等于 【解析】 【详解】
F11.2N333==1.210kg/m=1.2g/cm gV10N/kg1.010-4m3h3h2 偏大
h1h2第一空.图丙中泡沫受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、小桶对其竖直向下的压力三个力作用,因其静止,受平衡力,则其受到的重力与小桶对其的压力之和等于浮力,即此时浮力大于重力,所以泡沫受到的重力和它的浮力不是一对平衡力。
第二空.乙、丙两图中的大桶、小桶和泡沫是同一个,且小桶和泡沫都是漂浮在水中的,所以两图中小桶和泡沫受到的浮力是相等的,根据阿基米德原理可知,两图中小桶和泡沫排开水的体积相同,则两图中大桶内水面高度是相同的,即H2=H3
第三空.设小桶底面积为S。从甲图到乙图,小桶上加泡沫后总重力变大,小桶会下沉(小桶露出水面的高度h会减小),排开水的体积会增大(V=hS),受到的浮力会增大。根据漂浮条件可知,浮力增大量就等于重力增大量,所以泡沫的重力等于浮力增大量。则:
gh1h2S G=F=gV=ghS=则泡沫的质量为: m=gh1h2SGh1h2S ==gg设小桶总高度为h,泡沫体积为V。则乙图中V排乙=h-h2S;丙图中V排丙=h-h3S+V因两次排开水的体积相等,即: V排乙= V排丙 所以
h-h2S =h-h3S+V

得:
h3h2S V=所以泡沫密度为:
h1h2Sh1h2mρ===
h3h2Vh3h2S第四空.丙图中小桶中溅入水会导致小桶和泡沫总重力变大而下沉,从而使得测出的h3小。根据ρ=h1h2h3h2可知,h3减小会导致式子的分母偏小,进而导致最终计算的密度结果偏大。 24p h【解析】 【详解】
第一空.由分析知,根据阿基米德原理VmS 错误 使用更细的吸管 将烧杯换成更细长的容器
Fρg浮力不变,液体密度越大,排开液体的体积越小,密度计浸入液体的深度越浅,因此刻度0.9 g/cm3应该在图丙中的p位置; 第二空.因为漂浮,所以: F=G=mg
由阿基米德原理VFρg可得
Sh
mgm gmhS
第三空.因为密度计质量一定,横截面积一定,由推导式h因此均匀标注刻度是错误的;
mS可知hρ成反比,第四空.质量一定时,换用更细的吸管,此时横截面积变小,长度变长,由推导式hmS可知,此时两条刻度线之间的距离会大一些,测量更精确;
第五空.如图所示,密度计沉底,此时密度计受到的浮力小于重力,为使密度计漂浮顺利测出密度,由阿基米德原理FρVg可知应增大排开液体的体积,换用更深更细长的容器盛装该液体进行测量。
255 abc( 或者 bc 浸没深度 4 液体的密度 1.2×103 0.8×103 【解析】

【详解】
第一空.由图(a)可知,物体的重力为6N
第二空.由图(c)可知圆柱体浸没在水中受到的拉力F=1N,由图(a)、(c)可知,圆柱体浸没在水中后所受浮力 F=G-F=6N-1N=5N
第三空.由(b)、(c)两图可知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,测力计的示数不同,可知浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟物体浸入液体的体积(物体排开液体的体积)有关;
第四空.由(a)(c)(d)三图可知,圆柱体完全浸没,下沉过程中,测力计的示数不变,即物体所受浮力不随深度改变,圆柱体浸没在水中,所受浮力与深度无关; 第五空.由图乙可知,物体完全浸没时测力计的示数为2N,物体受到的浮力 F′=G-F′=6N-2N=4N
第六空.由实验可知,浸在液体里的物体受到的浮力大小还根据液体的密度有关; 第七空.由F=ρgV得,圆柱体体积 V=V=F5N =5×10-4m3 33g110kg/m10N/kg圆柱体的密度为 ρ=m0.6kg=1.2×103kg/m3 -43V510m第八空.由F=ρgV得到另一种液体的密度
F'4Nρ= =0.8×103kg/m3 -43Vg510m10N/kg26变小 变大 不变 不变 B 丙丁 AB 不能 需要验证猜想A是否正确(其他合理答案均可) 【解析】 【详解】
(1由图可知,铁块在甲 —乙—丙的过程,排开液体的体积逐渐增大,而弹簧测力计的示数逐渐变小, 根据F=GF可得,铁块受到的浮力变大;
从丙丁的过程中,铁块都是完全浸没,排开的液体体积不再变化,只改变其深度,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变;
(2 (1可得,物体排开液体的体积越大时,物体受到的浮力越大,排开液体的体积不变时,浮力也不变,故可验证上述猜想B是正确的;
(3 通过实验丙丁可以看出,铁块完全浸没后,无论浸入的深度多深,弹簧测力计示数不变,浮力不变,所以可以验证猜想A是错误的;
(4乙丙中,铁块浸入液体的深度越深,排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大可以验证上述猜想AB可能是正确的;
(5实验中丙、丁测力计示数虽然相同,但是不能删除实验丁,因为还要验证浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关。

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