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文檔簡介
專題09浮力及其應用(學生版)
一、選擇題
1.(2022?湖北武漢)如圖所示,三個相同的柱形容器中盛有體積相同的水或鹽水,將重為3.0N
的圓柱體依次放入這三個容器中。下列說法錯誤的是().
A.圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差大于0.7N;
B.圖丙和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差等于0.1N;
C.圖丙中鹽水的密度是1.1X103kg/m:,;
D.圓柱體的密度是B.OXIO,kg/m:'
2.(2022?廣東廣州)兩個量筒均裝有20mL的水、往量筒分別放入甲、乙兩個不吸水的物塊,
物塊靜止后如圖所示,水的密度為lg/cm3,g取10N/kg,則()。
B.甲受到的浮力為0.4N
C.乙排開水的體積小于20mLD.乙受到的浮力小于甲受到的浮力
3.(2022?山西)如圖所示,是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實質(zhì)就是海中漂浮的大塊淡水
冰。據(jù)科學分析、全球氣候變暖會導致冰山熔化,海平面升高。下列判斷正確的是()。
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力;
B.冰山所受的重力小于它排開水所受的重力;
C.冰山熔化一部分后仍會漂浮在水面上;
D.冰山熔化一部分后排開水的體積不變
4.(2022?四川德陽)如圖所示,將同一個小球分別放入甲、乙、丙三種不同液體中,靜止時
小球在甲液體中漂浮、在乙液體中懸浮、在丙液體中下沉到底部。如果用0甲、々、夕內(nèi)兩分別
表示三種液體密度,則關(guān)于三種液體密度大小的關(guān)系說法正確的是()o
A.>只乙=。丙B.=P乙>。丙
C.夕甲>夕乙>。內(nèi)D.啟尸<「乙<夕丙
5.(2022?四川成都)“奮斗者”號深潛器坐底10909米,創(chuàng)造了中國載人深潛新記錄。喜歡動
手的小文制作了一個深潛器模型,用彈簧測力計測量它受到的浮力。先測出它的重力為G,然后將
模型浸沒于水中靜止(如圖所示),彈簧測力計受到的拉力為五,棋型所受的浮力為尸浮。則下列說
法正確的是()。
A.拉力廠與重力G是一對平衡力B.模型所受浮力大小尸浮=小尸
C,模型從圖示位置下移,浮力變大D.將模型逐漸提離水面,拉力不變
6.(2022?四川涼山州)甲、乙、丙是由不同材料制成、質(zhì)量相等的實心球,把它們投入水中
靜止后,甲球漂浮、乙球懸浮、丙球沉底,則它們受到浮力的情況是(
A.三球浮力相同B.甲球浮力最小
C.乙球浮力最小D.丙球浮力最小
7.(2022?湖北十堰)2022年6月6日,中國“探索二號”科考船搭載深?;镜妊b備順利返
航(如圖)?!疤剿鞫枴笔强纱钶d萬米級載人潛水器的保障母船,滿載排水量為6832.6t。采用電
力發(fā)動機組驅(qū)動,可行駛15000海里。下列有關(guān)科考船海上航行過程的說法正確的是()。
A.科考船所受浮力的方向豎直向下;
B.科考船所受浮力與自身重力是一對平衡力;
C.潛水器下水后,科考船所受浮力不變;
D.航行中,船尾附近海水流速變大,壓強變大
二、填空題
8.(2022?江蘇蘇州)洗水果時,發(fā)現(xiàn)芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,如圖
甲所示。它們受到的浮力大小關(guān)系為夕a尸浮歸用天平正確測量油桃的質(zhì)量,所放祛碼
及游碼位置如圖乙所示,則油桃的質(zhì)量是g;芒果的體積一定(>/</=)
82.4cm3o
淡20g
a10g
I?11a?1111isI|iM1111Ii??????I
Io12,45gl
甲乙
9.(2022?湖南郴州)一個裝有水的圓柱形容器(容器壁厚度忽略不計)放在水平桌面上。往
容器中放入一個正方體和一個球體(假設(shè)兩物體都不沾水),兩物體靜止后狀態(tài)如圖所示。此時容器
對桌面的壓強為3000Pa,已知正方體和球體的體積比為2:1?,F(xiàn)將正方體取出,液面下降了4cm。
再把球體取出,液面又下降了2.5cm。此時容器底對桌面的壓強為2200Pa。則正方體的密度是
kg/m3,球體的密度是kg/m\(g取10N/kg)
10.(2022?四川眉山)如圖所示,圖甲是小東用彈簧測力計掛著一塊不吸水的實心圓柱形合
金體,從空中逐漸浸入水中的情景圖乙是彈簧測力計示數(shù)廠隨該合金體逐漸浸入水中深度h的變化
圖象。合金體從接觸水面到剛浸沒的過程中,受到的浮力逐漸(選填“變大”、“變小”或“不
變”)。合金體的密度是一kg/m\(麥10N/kg,P^=1.0X10:!kg/m3)
三、實驗題
11.(2022?湖南邵陽)小軍同學在做“探究影響浮力大小因素”的實驗時,他用彈簧測力計懸
掛一個實心金屬塊,分別在下列四種情況下保持靜止(如圖所示)。請你幫助小軍同學完成以下問題:
(1)乙圖中金屬塊所受浮力為N;
(2)比較甲、丙、丁三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與有關(guān);
(3)比較_____三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與物體沒在液體中的體積有關(guān)。
12.(2022?江蘇蘇州)興趣小組探究影響浮力大小的因素。
ABCDE
圖甲
(1)提出如下猜想
猜想1:與物體浸在液體中的深度有關(guān)
猜想2:與物體浸在液體中的體積有關(guān)
猜想3:與液體的密度有關(guān)
小組為驗證上述猜想,用彈簧測力計、4個相同的小長方體磁力塊、2個分別盛有水和鹽水的燒
杯等,按圖甲步驟進行實驗:
①利用磁力將4個磁力塊組合成長方體物塊;
②根據(jù)圖A、B、C的測量結(jié)果,小明認為猜想1是正確的,小華卻認為不一定正確。你覺得小
華的理由是;
③小華為了證明自己的想法,利用上述器材設(shè)計實驗D,根據(jù)A、B、D的測量結(jié)果,可得:浮
力大小與物體浸在液體中的深度無關(guān),請在圖D中畫出她實驗時長方體物塊的放置圖;
④興趣小組進一步研究得出浮力大小與物體浸在液體中的體積有關(guān):
⑤根據(jù)A、C、E的結(jié)果,得出浮力大小還與—有關(guān)。
(2)小華把4個磁力塊組合成下圖,她還能探究浮力大小與的關(guān)系。
(3)愛思考的小明又進一步研究水產(chǎn)生的浮力與水自身重力的關(guān)系,設(shè)計了如下實驗:取兩個
相同的容積均為300mL的一次性塑料杯甲、乙(杯壁厚度和杯的質(zhì)量不計),甲杯中裝入50g水,乙
杯中裝入100g水,然后將乙杯放入甲杯中,發(fā)現(xiàn)乙杯浮在甲杯中。這時甲杯中水產(chǎn)生的浮力為
N;這個實驗說明,液體(能/不能)產(chǎn)生比自身重力大的浮力。(g取10N/kg)
13.(2022?四川達州)某物理興趣小組利用彈簧測力計、水、小石塊(不吸水)、溢水杯、小
桶、細線等實驗器材探究浮力的大小與排開液體所受到的重力的關(guān)系。
(1)如圖所示的甲、乙、丙、丁四個實驗步驟,最科學合理的實驗順序是;
3
(2)根據(jù)圖中的實驗數(shù)據(jù)可求出石塊的密度為kg/m;(g取10N/kg,0水=L0X
103kg/m3)
(3)興趣小組的同學換用不同的物體(不吸液體)或液體按科學合理的順序進行了多次實驗,
由實驗數(shù)據(jù)得出尸滓G掛(選填或“=”),從而驗證了阿基米德原理的正確性;
(4)圖丁步驟中,小石塊逐漸浸入液體過程中(未接觸溢水杯),液體對杯底的壓強—
(選填“逐漸變大”、“一直不變”或“逐漸變小”);
(5)如果換用密度小于液體密度的物體(不吸液體)來進行該實驗,則圖步驟中
可不使用彈簧測力計;
(6)其中一個同學每次進行圖甲步驟時,都忘記將溢水杯中液體裝滿,其他步驟無誤,因而他
會得出F*(小桶中液體所受重力)的結(jié)論。(選填或“=”)
14.(2022?湖北十堰)在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,小明提出如下猜想:
A.可能與液體密度有關(guān)
B.可能與物體浸在液體中的體積有關(guān)
C.可能與物體密度有關(guān)
D.可能與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)
他們領(lǐng)取的實驗器材有:柱形鐵塊一個、彈簧測力計一個、一杯水(適量)、細線(體積忽略不
計)。
(1)只用這些器材,可以驗證上述猜想中的B和_____(選填字母序號)是否正確。
(2)如圖是探究猜想B的實驗過程,將鐵塊懸掛在彈簧測力計下靜止在空氣中時,彈簧測力計
示數(shù)為片;將鐵塊部分浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為此時鐵塊受到的浮力大小表達式為尸浮
=(用題中物理量符號表示)。將鐵塊浸沒在水中時,彈簧測力計示數(shù)為片,則用瑪(選
填“大于”、“小于”或“等于分析比較A、A、A的大小與浮力的關(guān)系,可以得到結(jié)論:鐵塊浸
在水中的體積越大,受到的浮力越大。
四、計算題
15.(2022?四川涼山州)某同學在野外撿到一塊小石塊,在課外興趣活動小組活動中進行了如
下探究:
①如圖甲所示,在托盤秤上放一只盛了適量水的容器,托盤秤的示數(shù)為1kg:
②用細線將該石塊系住,手握細線將石塊慢慢放入水中(水不溢出),當石塊浸沒到如圖乙所示
位置,穩(wěn)定后托盤秤的示數(shù)是1.1kg;
③如圖丙所示,松手后該石塊沉到容器底部,穩(wěn)定后托盤秤的示數(shù)為1.26kg。
根據(jù)以上探究情況,求:
(1)該石塊的重力為多少;
(2)該石塊的密度(要求寫出必要的文字說明和計算過程)。
16.(2022?湖北隨州)2022年5月15日新聞,“巔峰使命”珠峰科考項目組成功將自主研發(fā)
的浮空艇從海拔4300米的營地升空到9000米,創(chuàng)造了浮空艇大氣科學觀測世界紀錄。假設(shè)在此前
的一次實驗中,浮空艇(表皮很薄的氣囊)體積為9000m',內(nèi)部充有氮氣和空氣的混合氣體,其密
度為0.2kg/m\浮空艇的表皮及外壁儀器艙總質(zhì)量為2XlO'kg,浮空艇用纜繩系在一輛錨泊車上(如
圖)。該浮空艇周圍空氣的密度為L2kg/m:t,g取10N/kg,纜繩的重力不計,儀器艙體積可忽略不計。
求:
(1)浮空艇內(nèi)氣體的質(zhì)量;
(2)浮空艇所受到的浮力;
(3)為了有效控制浮空艇,要求錨泊車的重力是纜繩拉力的三倍,則錨泊車的質(zhì)量是多少?
浮空艇
儀舞般
纜繩
111J
(。)錨泊車(oj
甲乙
專題09浮力及其應用(解析版)
一、選擇題
1.(2022?湖北武漢)如圖所示,三個相同的柱形容器中盛有體積相同的水或鹽水,將重為3.0N
的圓柱體依次放入這三個容器中。下列說法錯誤的是().
A.圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差大于0.7N;
B.圖丙和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差等于0.1N;
C.圖丙中鹽水的密度是1.1X103kg/m:,;
D.圓柱體的密度是B.OXlO,kg/m:'
【答案】Bo
【解析】A.圖甲中,還沒有浸沒,甲上表面的壓力為0,故圖甲下表面的壓力為
/下=F^=G-F=3N-2.7N=0.3N
圖乙中,物體浸沒,則七下=/乙+七上=G—七+七上=3N-2N+七上=1N+七上
圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差
△&=五"下一/下=1N+%上_0.3N=0.7N+巳上
在圖乙中,上表面的壓力大于0,故圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差大于0.7N,
故A正確,A不符合題意;
B.丙圖中,物體所受的浮力為月字丙=G_/=3N/.9N=1.1N
乙圖中,物體所受的浮力大小為耳孚乙=G-心=3N-2N=1N
圖丙中物體上表面的壓力為/上=F丙下一£孚丙
同理,圖乙中物體上表面的壓力為與上=當下一4孚乙
和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差
州t=4下一/丙一(與下一%乙)=。下—2下+&乙-弓丙=/下-與下-01N
由于修卜一心下未知,故圖丙和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差未知,故B錯誤,B符合
題意;
C.圓柱體在乙和甲中都浸沒,排開液體體積相同,且與圓柱體體積相同。在圖乙中,圓柱體所
受的浮力為1N,則圓柱體的體積為%=茴碇最際
圖丙中,圓柱體所受的浮力為L1N,則鹽水的密度是
33
夕酒F=~-------?If---------=1.1x10kg/m
%gIxlO^m^lON/kg
故C正確,C不符合題意:
G3N八,
D.圓柱體的質(zhì)量為%=—=77力一=°?3kg
g10N/kg
圓柱體的密度是依?=巴=0哼3=3x103kg/
V1x10m
故D正確,D不符合題意。故選B。
2.(2022?廣東廣州)兩個量筒均裝有20mL的水、往量筒分別放入甲、乙兩個不吸水的物塊,
物塊靜止后如圖所示,水的密度為lg/cm\g取10N/kg,則()。
B.甲受到的浮力為0.4N
C.乙排開水的體積小于20mLD.乙受到的浮力小于甲受到的浮力
【答案】Bo
【解析】A.如圖所示,放入甲后,量筒讀數(shù)為60mL,故甲的體積為
Vi|r|ii=60mL-20mL=40mL=40cm:!<,邛
故A錯誤,不符合題意;
B.甲受到的浮力為%=夕液g咻ulxloMg/m-SxlON/Zgx4CxlO'n?=0.4N
故B正確,符合題意;
C.如圖所示,放入乙后,量筒讀數(shù)為70mL,故乙排開水的體積為心=70mL-20mL=50mL>20mL
故C錯誤,不符合題意;
D.根據(jù)公式尸浮=。次g七可知%〈心
所以尸水產(chǎn)乙
故D錯誤,不符合題意。故選B。
3.(2022?山西)如圖所示,是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實質(zhì)就是海中漂浮的大塊淡水
冰。據(jù)科學分析、全球氣候變暖會導致冰山熔化,海平面升高。下列判斷正確的是()。
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力;
B.冰山所受的重力小于它排開水所受的重力;
C.冰山熔化一部分后仍會漂浮在水面上;
D.冰山熔化一部分后排開水的體積不變
【答案】Co
【解析】A.冰山在海水中漂浮,冰山所受到的浮力等于它所受的重力,故A錯誤;
B.冰山所受到的浮力等于它所受的重力,根據(jù)阿基米德原理,冰山所受的重力等于它排開水所
受的重力,故B錯誤;
C.冰山熔化一部分后密度仍然小于海水,所以仍會漂浮在水面上,故C正確;
D.冰山熔化一部分后,重力變小,浮力變小,則排開水的體積變小,故D錯誤。故選C。
4.(2022?四川德陽)如圖所示,將同一個小球分別放入甲、乙、丙三種不同液體中,靜止時
小球在甲液體中漂浮、在乙液體中懸浮、在丙液體中下沉到底部。如果用「甲、「乙、「丙兩分別
表示三種液體密度,則關(guān)于三種液體密度大小的關(guān)系說法正確的是()?
A.Ai>Pq—2丙
C.。甲乙丙D.丙
【答案】Co
【解析】靜止時,小球在甲液體中漂浮,乙液體中懸浮,丙液體中沉底,則根據(jù)浮沉條件可得
。球<P'V
P珠=PL
P球>「丙
由以上三式可知,三種液體的密度關(guān)系/>P;2丙
故C正確,ABD錯誤。故選C。
5.(2022?四川成都)“奮斗者”號深潛器坐底10909米,創(chuàng)造了中國載人深潛新記錄。喜歡動
手的小文制作了一個深潛器模型,用彈簧測力計測量它受到的浮力。先測出它的重力為G然后將
模型浸沒于水中靜止(如圖所示),彈簧測力計受到的拉力為汽,棋型所受的浮力為尸浮。則下列說
法正確的是()。
A.拉力尸與重力G是一對平衡力B.模型所受浮力大小尸軟小廠
C.模型從圖示位置下移,浮力變大D.將模型逐漸提離水面,拉力不變
【答案】B.
【解析】AB,因為模型在水中處于靜止狀態(tài),所以模型處于平衡狀態(tài),模型在水中受到豎直向
上的拉力和浮力,豎直向下的重力,所以拉力廠與重力G不是一對平衡力,拉力廠和浮力〃浮之和等
于重力G,則打尸浮=G,所以〃浮尸,故A錯誤,B正確;
C.模型從圖示位置卜移,仍然處于浸沒狀態(tài),所以排開液體的體積不變,由阿基米德原理產(chǎn)浮
=。液€/可知,液體密度不變時,模型所受浮力大小不變,故C錯誤;
D.將模型逐漸提離水面,模型排開液體的體積變小,由阿基米德原理尸浮=。液g4可知,液體
密度不變時,模型所受浮力變小,而模型重力不變,由尸尸浮=G可知,拉力變大,故D錯誤。
故選B。
6.(2022?四川涼山州)甲、乙、丙是由不同材料制成、質(zhì)量相等的實心球,把它們投入水中
靜止后,甲球漂浮、乙球懸浮、丙球沉底,則它們受到浮力的情況是().
A.三球浮力相同B.甲球浮力最小
C.乙球浮力最小D.丙球浮力最小
【答案】D.
【解析】甲、乙、丙是由不同材料制成、質(zhì)量相等的實心球,由6=席可知,三個球的重力G
相等;甲球漂浮、乙球懸浮,因此浮力等于球的重力,即6押=4?乙=G
丙球沉底,因此丙球受到的浮力小于丙球的重力,即/丙<G,因此,丙球受到的浮力最小,
故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。
7.(2022?湖北十堰)2022年6月6日,中國“探索二號”科考船搭載深海基站等裝備順利返
航(如圖)?!疤剿鞫枴笔强纱钶d萬米級載人潛水器的保障母船,滿載排水量為6832.6t。采用電
力發(fā)動機組驅(qū)動,可行駛15000海里。下列有關(guān)科考船海上航行過程的說法正確的是()。
A.科考船所受浮力的方向豎直向下;
B.科考船所受浮力與自身重力是一對平衡力;
C.潛水器下水后,科考船所受浮力不變;
D.航行中,船尾附近海水流速變大,壓強變大
【答案】Bo
【解析】A.科考船所受浮力的方向始終是豎直向上的,故A錯誤;
B.科考船漂浮在水面上,處于平衡狀態(tài),所受豎直向上的浮力與豎直向下的重力是一對平衡力,
故B正確;
C.潛水器下水后,科考船的總重力變小,科考船仍然處于漂浮狀態(tài),浮力等于自身的重力,所
以浮力變小,故C錯誤;
D.由流體壓強規(guī)律可知,流速越大的位置壓強越小。科考船航行中,船尾附近海水流速變大,
壓強變小,故D錯誤。故選B。
二、填空題
8.(2022?江蘇蘇州)洗水果時,發(fā)現(xiàn)芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,如圖
甲所示?它們受到的浮力大小關(guān)系為尸浮者尸浮桃;用天平正確測量油桃的質(zhì)量,所放祛碼
及游碼位置如圖乙所示,則油桃的質(zhì)量是g;芒果的體積一定(>/</=)
82.4cm3?
50g
33g
111111111111n111111111111-
012.345g
甲乙
【答案①〉;②82.4;③》。
【解析】口]芒果比油桃體積大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,則芒果排開水的體積比油桃
大,由尸浮=。"/那可知,芒果受到的浮力大于油桃受到的浮力。
[2]天平標尺的分度值為0.2g,讀數(shù)時祛碼質(zhì)量數(shù)和游碼所對的刻度值之和為油桃的質(zhì)量,則
汕桃的質(zhì)量"尸50g+20g+10g+2.4g=82.4g
m
[3]因油桃在水中漂浮,則油桃的密度小于水的密度,山°=歹可知,油桃的體積大于82.4cm3,
而芒果的體積比油桃大,則芒果的體積一定大于82.4cm\
9.(2022?湖南郴州)一個裝有水的圓柱形容器(容器壁厚度忽略不計)放在水平桌面上。往
容器中放入一個正方體和一個球體(假設(shè)兩物體都不沾水),兩物體靜止后狀態(tài)如圖所示。此時容器
對桌面的壓強為3000Pa,已知正方體和球體的體積比為2:1。現(xiàn)將正方體取出,液面下降了4cm。
再把球體取出,液面又下降了2.5cm。此時容器底對桌面的壓強為2200Pa。則正方體的密度是
________kg/m3,球體的密度是________kg/m3o(g取10N/kg)
【答案】①0.8xl()3:②1.6x103。
【解析】[1]設(shè)圓柱形容器的底面積是S,兩次液面下降的高度分別是打和飽,則正方體和球體
排開水的體積分別是V加=4S①
%Q=匕="5②
正方體和球體受到的浮力分別是=夕水8匕M=8gM③
02=0<g/2=0KgV2④
由①③知道夕水g/i=0<g〃iS=ggh⑤
由②④知道。水g/2=0kg4s=2水g匕⑥
又因為正方體和球體的體積比為2:1,所以結(jié)合⑤⑥得—
解得正方體的密度是8=/夕水=I^xlxlO3kg/m,=°-8xl()3kg/m3
[2]根據(jù)題意知道,正方體和球體取出后減小的壓強是由于兩者的重力產(chǎn)生的,即
ApS=G|+G2=+p2gV2=2月g%+p2gV2=(3000Pa-2200Pa)S
故解得球體的密度是22=L6xl()3kg/m3。
10.(2022?四川眉山)如圖所示,圖甲是小東用彈簧測力計掛著一塊不吸水的實心圓柱形合
金體,從空中逐漸浸入水中的情景圖乙是彈簧測力計示數(shù)廠隨該合金體逐漸浸入水中深度h的變化
圖象。合金體從接觸水面到剛浸沒的過程中,受到的浮力逐漸(選填“變大”、“變小"或''不
變”)。合金體的密度是kg/m\(酢10N/kg,P*=1.0X10:!kg/m3)
【答案】①變大;②4.0X10)
【解析】[1]合金體從接觸水面到剛浸沒的過程中,排開水的體積變大,根據(jù)/=Pg%F可知,
浮力越變越大。
G2N八、
[2]從圖可知,合金的重力為2N,則合金的質(zhì)量為爪=一二,八…=0.2kg
gl()N/kg
合金所受的浮力為耳孚=G-尸=2N-1.5N=0.5N
合金的體積為%尸承=0.5N
=5x10'm,
33
Pglxl0kg/mxl0N/kg
g33
合金體的密度是夕合金°'^3=4xl0kg/mo
以n人iir.5x10m
三、實驗題
11.(2022?湖南邵陽)小軍同學在做“探究影響浮力大小因素”的實驗時,他用彈簧測力計懸
掛一個實心金屬塊,分別在下列四種情況下保持靜止(如圖所示)。請你幫助小軍同學完成以下問題:
甲乙丙丁
(1)乙圖中金屬塊所受浮力為N;
(2)比較甲、丙、丁三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與有關(guān);
(3)比較_____三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與物體沒在液體中的體積有關(guān)。
【答案】①0.4;②液體的密度;③甲乙丙。
【解析】(1)[1]由圖甲所示,物體重力為2.7N,如圖乙所示,彈簧測力計示數(shù)為2.3N,物體
所受浮力為工浮=G—F=2.7N-2.3N=0.4N
(2)[2]比較甲、丙、丁三幅圖可得,物體排開液體中體積相同,液體密度不同,彈簧測力計
示數(shù)不同,可得圖丙中浮力為;V=G—F'=2.7N—L7N=1N
圖丁中浮力為%"=G—尸=2.7N-1.9N=0.8N
根據(jù)控制變量法可得結(jié)論:浮力大小與液體密度有關(guān)。
(3)[3]要得結(jié)論:浮力的大小與物體沒在液體中的體積有關(guān),根據(jù)控制變量法,需控制液體
密度相同,使物體沒在液體中體積改變,故應比較圖甲乙丙。
12.(2022?江蘇蘇州)興趣小組探究影響浮力大小的因素。
0.16N
猜想1:與物體浸在液體中的深度有關(guān)
猜想2:與物體浸在液體中的體積有關(guān)
猜想3:與液體的密度有關(guān)
小組為驗證上述猜想,用彈簧測力計、4個相同的小長方體磁力塊、2個分別盛有水和鹽水的燒
杯等,按圖甲步驟進行實驗:
①利用磁力將4個磁力塊組合成長方體物塊;
②根據(jù)圖A、B、C的測量結(jié)果,小明認為猜想1是正確的,小華卻認為不一定正確。你覺得小
華的理由是;
③小華為了證明自己的想法,利用上述器材設(shè)計實驗D,根據(jù)A、B、D的測量結(jié)果,可得:浮
力大小與物體浸在液體中的深度無關(guān),請在圖D中畫出她實驗時長方體物塊的放置圖;.
④興趣小組進一步研究得出浮力大小與物體浸在液體中的體積有關(guān):
⑤根據(jù)A、C、E的結(jié)果,得出浮力大小還與有關(guān)。
(2)小華把4個磁力塊組合成下圖,她還能探究浮力大小與的關(guān)系。
(3)愛思考的小明又進一步研究水產(chǎn)生的浮力與水自身重力的關(guān)系,設(shè)計了如下實驗:取兩個
相同的容積均為300mL的一次性塑料杯甲、乙(杯壁厚度和杯的質(zhì)量不計),甲杯中裝入50g水,乙
杯中裝入100g水,然后將乙杯放入甲杯中,發(fā)現(xiàn)乙杯浮在甲杯中。這時甲杯中水產(chǎn)生的浮力為
N;這個實驗說明,液體一(能/不能)產(chǎn)生比自身重力大的浮力。(g取10N/kg)
【答案】①未控制物體浸在液體中的體積相同;②見解析;③液體的密度;④物體形狀;⑤1;
⑥能。
【解析】(1)②[1]由圖A、B、C可知,液體的密度相同,排開液體的體積和深度都不同,沒有
控制物體浸在液體中的體積相同,不能得到浮力大小與物體浸在液體中的深度有關(guān)。
③[2]為了研究浮力大小與物體浸在液體中的深度無關(guān),控制物體浸在液體中的體積相同,圖B
中物體被豎直吊起,排開液體的體積等于物體體積的一半,圖D中可以將物體水平吊起,讓物體的
一半浸入液體中,這樣可以保持物體排開液體的體積相同,浸入液體的深度不同,如圖所示:
⑤[3]由圖A、C、E可知,物體排開液體的體積相同,液體的密度不同,彈簧測力計的示數(shù)不同,
由稱重法可知浮力大小不同,可以得到浮力大小與液體的密度有關(guān)。
(2)[4]把4個磁力塊進行不同的組合,可以改變物體的形狀,將它們?nèi)拷]在同一液體中,
排開液體的體積相同,改變物體的形狀,可以探究浮力大小與物體形狀的關(guān)系。
(3)[5]乙杯處丁-漂濘狀態(tài),所以甲杯中水產(chǎn)生的浮力尸桁6乙二勿乙吁:O.IkgX10N/kg=lN
[6]甲杯中液體的重力Gv=m:v.g=O.05kgX10N/kg=0.5N
因為G甲〈尸浮
所以液體能產(chǎn)生比自身重力大的浮力。
13.(2022?四川達州)某物理興趣小組利用彈簧測力計、水、小石塊(不吸水)、溢水杯、小
桶、細線等實驗器材探究浮力的大小與排開液體所受到的重力的關(guān)系。
(1)如圖所示的甲、乙、丙、丁四個實驗步驟,最科學合理的實驗順序是;
(2)根據(jù)圖中的實驗數(shù)據(jù)可求出石塊的密度為一kg/n?;(g取10N/kg,0水=1.0X
10;,kg/m:1)
(3)興趣小組的同學換用不同的物體(不吸液體)或液體按科學合理的順序進行了多次實驗,
由實驗數(shù)據(jù)得出尸浮G持(選填或“=”),從而驗證了阿基米德原理的正確性;
(4)圖丁步驟中,小石塊逐漸浸入液體過程中(未接觸溢水杯),液體對杯底的壓強
(選填“逐漸變大”、“一直不變”或“逐漸變小”);
(5)如果換用密度小于液體密度的物體(不吸液體)來進行該實驗,則圖步驟中
可不使用彈簧測力計;
(6)其中一個同學每次進行圖甲步驟時,都忘記將溢水杯中液體裝滿,其他步驟無誤,因而他
會得出F*.G排(小桶中液體所受重力)的結(jié)論。(選填或“=”)
【答案】①丙、甲、丁、乙;②2.8X103;③;;④一直不變;⑤??;⑥〉。
【解析】(1)[1]為避免石塊沾水導致測量石塊質(zhì)量偏大,應先在空氣中測出石塊的質(zhì)量,再將
石塊浸入水中;在測石塊重力后為避免取下石塊測空小桶的重力,在測石塊重力之前先測出小桶的
重力。則實驗順序為:先測空小桶的重力,再測小石塊的重力,然后用彈簧測力計提著小石塊放入
液體中讀出測力計的示數(shù),最后測出小桶和溢出水的總重力。即最科學的實驗順序是丙、甲、丁、
乙。
(2)[2]由公式/浮=n小心可得石塊的體積
七=%=&=員長=_—J8N_=.0丁3
"水g夕水g1.0x10kg/mxlON/kg
石塊的質(zhì)量加石=%■==0.28kg
gION/kg
則石塊的密度為。有=等=7^1^7=2.8x103依/n?
1x10m
(3)[3]由實驗步驟甲丁可知,物體浸在液體中時受到的浮力尸浮=2.8NT.8N=1N
由實驗步驟乙丙可知,物體排開液體的重力<?it=2N-lN=lN
所以可得出廠小。推,即浸在液體中的物體所受浮力的大小等于排開液體的重力。
(4)[4]圖丁步驟中,小石塊逐漸浸入液體過程中,容器中的液面始終與溢水口齊平,液面的
高度不變,由的可知,液體對容器底的壓強一直不變。
(5)[5]如果換用密度小于液體密度的物體,物體放入液體中后,物體靜止時漂浮,物體所受
浮力與其重力大小相等,彈簧測力計的示數(shù)將變?yōu)?,因此圖丁可不使用彈簧測力計。
(6)[6]每次進行圖甲步驟時,都忘記將溢水杯中液體裝滿,則會導致溢出的水偏少,即
偏小,而用測重法測得的浮力與液體是否裝滿無關(guān),因此會出現(xiàn)尸?。綠加。
14.(2022?湖北十堰)在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,小明提出如下猜想:
A.可能與液體密度有關(guān)
B.可能與物體浸在液體中的體積有關(guān)
C.可能與物體密度有關(guān)
D.可能與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)
他們領(lǐng)取的實驗器材有:柱形鐵塊一個、彈簧測力計一個、一杯水(適量)、細線(體積忽略不
計)O
(1)只用這些器材,可以驗證上述猜想中的B和(選填字母序號)是否正確。
(2)如圖是探究猜想B的實驗過程,將鐵塊懸掛在彈簧測力計下靜止在空氣中時,彈簧測力計
示數(shù)為將鐵塊部分浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為&此時鐵塊受到的浮力大小表達式為尸浮
(用題中物理量符號表示)。將鐵塊浸沒在水中時,彈簧測力計示數(shù)為用,則為R(選
填“大于”、“小于”或“等于分析比較£、員、K的大小與浮力的關(guān)系,可以得到結(jié)論:鐵塊浸
在水中的體積越大,受到的浮力越大。
【解析】(1)[1]實驗中除了水以外,沒有其他液體,不能探究浮力與液體密度的關(guān)系,只有一
個物體,也不能探究浮力與物體密度的關(guān)系,可以通過改變物體在水中不同深度來探究浮力大小與
物體浸沒在水中的深度的關(guān)系。
(2)[2]根據(jù)稱重法可知:-%
[3]鐵塊浸沒在水中時,排開水的體積越大,受到的浮力越大,彈簧測力計的示數(shù)變小,所以
四、計算題
15.(2022?四川涼山州)某同學在野外撿到一塊小石塊,在課外興趣活動小組活動中進行了如
下探究:
①如圖
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