




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文檔簡介
專題10浮力
一、選擇題
1.(2022?山西)如圖所示,是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實(shí)質(zhì)就是海中漂浮的大塊淡水冰。據(jù)科學(xué)分
析、全球氣候變暖會導(dǎo)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
2.(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R棋型所受的浮力為P浮。則下列說法正確的是()。
A.拉力F與重力G是一對平衡力B.模型所受浮力大小/浮=6于
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
3.(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)。“探
索二號”是可搭載萬米級載人潛水器的保障母船,滿載排水量為68326。采用電力發(fā)動機(jī)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(qiáng)變大
4.(2022?泰州)水平桌面上的深桶容器中裝有水,小明在空玻璃瓶口蒙上橡皮膜,將其置于水中某一深度
處,恰好懸浮,如圖所示現(xiàn)沿桶壁向容器中緩慢加水,在水面上升的過程中,下列判斷錯誤的是()
A.玻璃瓶保持靜止B.玻璃瓶下沉至容器底
C.水對容器底的壓強(qiáng)增大D,桌面對容器的支持力增大
5.(2022?大慶)如圖所示,將一體積為lOcn?的質(zhì)量分布均勻的正方體木塊輕輕放入一盛滿某種液體的溢
水杯中,溢出液體的體積為8cm3;若將木塊從中間鋸掉一半,將剩余部分再次輕輕放入裝滿該液體的溢水
A.3cm3B.4cm3C.5cm3D.6cm3
6.(2022?錦州)(多選)在水平桌面上有甲、乙兩個完全相同的燒杯,燒杯內(nèi)盛有兩種不同的液體。如圖
所示,將質(zhì)量相等的A、B兩個物體分別放入兩種液體中(以<%),靜止時兩燒杯內(nèi)液面相平。下列說法
正確的是()
A.甲燒杯中液體的密度小于乙燒杯中液體的密度
B.物體A受到的浮力等于物體B受到的浮力
C.甲燒杯底受到液體的壓力等于乙燒杯底受到液體的壓力
D.甲燒杯對桌面的壓強(qiáng)大于乙燒杯對桌面的壓強(qiáng)
7.(2022.營口)(多選)如圖所示,水平桌面上盛有適量鹽水的燒杯中,漂浮著冰塊A,懸浮著物塊B。
當(dāng)冰塊A完全熔化后,下列分析正確的是()
A.燒杯中鹽水的密度變小B.燒杯內(nèi)液面不發(fā)生變化
C.杯底受到液體的壓強(qiáng)變小D.物塊B受到的浮力變小
8.(2022?本溪鐵嶺遼陽)(多選)水平桌面上有甲、乙兩個相同的容器,分別裝有體積相等的水和鹽水。
將橘子和香蕉先放入甲容器中,取出后擦干,再放入乙容器中、前后兩次靜止時液面如圖所示。下列說法
正確的是()
A.橘子在水和鹽水中所受浮力相等B.兩容器對水平桌面的壓強(qiáng)p甲“乙
C.液體對兩容器底的壓力E水<7。水D.向乙容器中加水,香蕉所受浮力不變
二、填空題
9.(2022?四川內(nèi)江)一只輕質(zhì)極薄的小塑料袋,袋內(nèi)裝滿水(袋內(nèi)無空氣)且水的質(zhì)量為200g,將其浸
沒在水中,靜止時如圖所示,則此時盛水的小塑料袋受到了豎直向上的作用,其大小為No
(g=10N/kg)
10.(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(qiáng)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(qiáng)為2200Pa。則正方體的密度是kg/m3,球體的密度是
kg/m3o(g取1ON/kg)
11.(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(shí)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)F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/m3o(g=lON/kg,,水=1.0xl03kg/m3)
12.(2022?湖南邵陽)小軍同學(xué)在做“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)時,他用彈簧測力計懸掛一個實(shí)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(xué)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)。
三、綜合題
13.(2022?四川涼山州)某同學(xué)在野外撿到一塊小石塊,在課外興趣活動小組活動中進(jìn)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(xì)線將該石塊系住,手握細(xì)線將石塊慢慢放入水中(水不溢出),當(dāng)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)。
14.(2022?湖北隨州)2022年5月15日新聞,“巔峰使命”珠峰科考項(xiàng)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(xué)觀測世界紀(jì)錄。假設(shè)在此前的一次實(shí)驗(yàn)中,浮空艇(表
皮很薄的氣囊)體積為9000m3,內(nèi)部充有氫氣和空氣的混合氣體,其密度為OZkg/irf,浮空艇的表皮及外
壁儀器艙總質(zhì)量為2x103kg,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/m3,
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?
甲
15.(2022.安徽?。┬∪A采用如下方法測量一物塊(不溶于水)的密度:彈簧測力計懸掛物塊靜止時的示
數(shù)為Fi=3.0N(如圖甲所示);將物塊浸沒在水中,靜止時彈境測力計的示數(shù)為92=2.0N(如圖乙所示)。
已知〃水=L0xl()3kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)物塊的質(zhì)量相;
(2)物塊的體積V;
(3)物塊的密度p。
0-A-00-4-0
|春||哥|
甲乙
16.(2022?廣西)如圖所示,水平桌面上放置下端用毛細(xì)管連通的A、B兩容器,底面積分別為lOOcn?和
150cm2。閥門K打開前,A容器內(nèi)豎直放置一底面積為50cm2、高為0.2m的長方體物塊,物塊對A容器底
部的壓強(qiáng)為小,B容器內(nèi)盛有0.2m深的水。求:
(1)閥門K打開前,水對B容器底部的壓強(qiáng)0B;
(2)閥門K打開前,當(dāng)PB=20A時,物塊的密度;
(3)閥門K打開后,水從B容器進(jìn)入A容器,剛好使物塊漂浮時,水進(jìn)入A容器中的深度。
17.(2022.恩施)小明家的屋頂上建有一個長方體蓄水池,池內(nèi)裝有長2m、寬1m、深0.5m的水。求:(g
取10N/kg)
(1)水對池底產(chǎn)生的壓強(qiáng);
(2)水對池底產(chǎn)生的壓力;
(3)將重50N、體積為6xl0-3m3的某物體浸沒在水中后放手,判斷它的浮沉情況。
18.(2022?廣西)賀州市水利資源豐富,小明設(shè)計了如圖甲所示的水文站測量桂江水位的原理圖。電源電
壓U=3V,定電阻R)=10Q,滑動變阻器R長20cm,最大阻值20。。且滑動變阻器的阻值隨滑片P從最上端
C位置移動到最下端。位置的過程中均勻變化(滑片P移動過程中摩擦不計)。彈簧下端懸掛一重為50N
的物體AB,其底面積為O.OlnP、長為0.3m。彈簧伸長量與它受到拉力的關(guān)系如圖乙所示(不計彈筱質(zhì)量,
連接彈簧兩端的絕緣細(xì)繩不可伸長)。求:
(1)當(dāng)物體AB上表面與水面相平時,物體AB受到的浮力大??;
(2)當(dāng)水面從物體AB的上表面逐漸下降至下表面剛好離開水面的過程中,彈簧伸長了多少cm?
(3)閉合開關(guān)S后,當(dāng)水面在物體AB上表面時,滑片剛好在滑動變阻器R的最上端C位置,水面從物體
AB上表面逐漸下降至下表面剛好離開水面時,電壓表的示數(shù)是多少?
19.(2022.江蘇揚(yáng)州)閱讀短文,回答問題。
2022年5月15日凌晨1點(diǎn)26分,中國自主研發(fā)的“極目一號”111型浮空艇從海拔4270m的科考營地順利升
空,4點(diǎn)40分達(dá)到9032m,超過珠峰8848.86m的高度,創(chuàng)造浮空艇大氣科學(xué)觀測世界紀(jì)錄。
“極目一號”111型浮空艇體積約為9000m3,總質(zhì)量約為2.6t,內(nèi)部上層充滿氯氣,中間隔開,下層是空氣隨
著高度升高,通過排出下面部分的空氣,調(diào)節(jié)整個浮空艇的壓差在安全范圍內(nèi)。通過與地面錨泊設(shè)備連接
的系攬進(jìn)行升空和駐空,通過系攬里的兩根電線給整個載荷供電。通過搭載的各種探測儀器展開垂直觀測,
助力揭示青藏高原環(huán)境變化機(jī)理,對推動高原可持續(xù)發(fā)展、推進(jìn)國家生態(tài)文明建設(shè)、促進(jìn)全球生態(tài)環(huán)境保
護(hù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
(1)“極目一號”上升的平均速度人正常行走的速度;
(2)浮空艇最外的白色層通過反射太陽光中的(選填“紅外線”或“紫外線”),避免艇內(nèi)氣體溫度劇
烈變化;
(3)艇體材料除應(yīng)具有高強(qiáng)度特性外還應(yīng)具有怎樣的特性?(寫出一種即可);
(4)浮空艇在營地升空時所受空氣浮力大小為N;(海拔4270m處空氣密度為O.8Okg/m3,g取
10N/kg)
(5)浮空艇內(nèi)的氨氣密度_____艇外空氣密度,在升空過程中,浮空艇所受浮力逐漸;
(6)要使浮空艇下降到地面,可采取的最佳辦法是o
專題10浮力
一、選擇題
1.(2022?山西)如圖所示,是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實(shí)質(zhì)就是海中漂浮的大塊淡
水冰。據(jù)科學(xué)分析、全球氣候變暖會導(dǎo)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】C?
【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。
2.(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R棋型所受的浮力為
F浮。則下列說法正確的是()。
A.拉力F與重力G是一對平衡力B.模型所受浮力大小尸—G-F
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】Bo
【解析】AB.因?yàn)槟P驮谒刑幱陟o止?fàn)顟B(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,所以拉力尸與重力G不是一對平衡力,拉力尸和
浮力E滓之和等于重力G,貝ljF+F^=G,所以歹—G于,故A錯誤,B正確;
C.模型從圖示位置下移,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=0濃gV排可知,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/浮=;>港gV排可知,
液體密度不變時,模型所受浮力變小,而模型重力不變,由P+尸浮=G可知,拉力變大,故
D錯誤。
故選Bo
3.(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68326。
采用電力發(fā)動機(jī)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(qiáng)變大
【答案】B?
【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(qiáng)規(guī)律可知,流速越大的位置壓強(qiáng)越小??瓶即叫兄?,船尾附近海水流速變
大,壓強(qiáng)變小,故D錯誤。故選B。
4.(2022?泰州)水平桌面上的深桶容器中裝有水,小明在空玻璃瓶口蒙上橡皮膜,將其置
于水中某一深度處,恰好懸浮,如圖所示現(xiàn)沿桶壁向容器中緩慢加水,在水面上升的過程中,
下列判斷錯誤的是()
A.玻璃瓶保持靜止B.玻璃瓶下沉至容器底
C.水對容器底的壓強(qiáng)增大D.桌面對容器的支持力增大
【答案】A
【解析】
【詳解】AB.由題意可知,空玻璃瓶口蒙上橡皮膜懸浮在水中時,豎直方向受浮力和重力
且這兩個是一對平衡力,當(dāng)向試管中加入水時,橡皮膜所處的深度增加,壓強(qiáng)增加,會向里
凹陷,排開水的液體變小,浮力變小,重力不變,所以空玻璃會下沉到容器底部。故A錯
誤,A符合題意,B正確,B不符合題意;
C.向試管中加入水時,水深度增加,所以水對容器底的壓強(qiáng)增大,故C正確,C不符合
題意;
D.桌面對容器支持力大小等于容器自身重力和容器中水的重力之和,向試管中加入水,
水的重力增大,所以桌面對容器支持力的大小增大,故D正確,D不符合題意。
故選A。
5.(2022?大慶)如圖所示,將一體積為lOcn?的質(zhì)量分布均勻的正方體木塊輕輕放入一盛
滿某種液體的溢水杯中,溢出液體的體積為8cm3;若將木塊從中間鋸掉一半,將剩余部分
再次輕輕放入裝滿該液體的溢水杯中,則該液體會溢出()
A.3cm③B.4cm3C.5cm3D.6cm3
【答案】B
【解析】
【詳解】將一體積為lOcn?的方體木塊放入一盛滿某種液體的溢水杯中,溢出液體的體積
為8cm3,因?yàn)?cm3<10cm3,說明木塊最終在液體中處于漂浮狀態(tài),木塊受力平衡,則
此時木塊浮力等于重力大小,即F葭G。根據(jù)阿基米德原理F浮=夕液g%卜可得
P液g%廠「木g腺
得出木塊密度與液體密度關(guān)系為
c_-液g%_夕液—_p液x8cm3_4
°木一g唳一唳一10cm3一50液
若將木塊從中間鋸掉一半,密度不變,木塊依然處于漂浮狀態(tài),此時浮力依然等于重力大小
夕液g%?夕木g咚
此時木塊體積變成原來一半,為5cm3,則排開液體的體積為
433
=-x5cm=4cnr
5
故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
6.(2022?錦州)(多選)在水平桌面上有甲、乙兩個完全相同的燒杯,燒杯內(nèi)盛有兩種不
同的液體。如圖所示,將質(zhì)量相等的A、B兩個物體分別放入兩種液體中(VA<VB),靜止
時兩燒杯內(nèi)液面相平。下列說法正確的是()
甲乙
A.甲燒杯中液體的密度小于乙燒杯中液體的密度
B.物體A受到的浮力等于物體B受到的浮力
C.甲燒杯底受到液體的壓力等于乙燒杯底受到液體的壓力
D.甲燒杯對桌面的壓強(qiáng)大于乙燒杯對桌面的壓強(qiáng)
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.A、B兩個物體的質(zhì)量相等,且VA<VB,由
m
p=-
可知夕A〉夕B;由甲圖可知A漂浮,根據(jù)物體浮沉條件可知夕A<夕甲;由圖乙可知B懸浮,
根據(jù)物體浮沉條件可知PB=P乙;則它們密度的大小關(guān)系為
Ap>夕A>外=2乙
故A錯誤;
B.由甲乙兩圖可知,A漂浮,B懸浮;根據(jù)物體浮沉條件可知,它們受到的浮力均等于其
重力
7=6物=加8
A、B兩物體的質(zhì)量相等,則它們受到的浮力相等,故B正確;
C.液體對杯底的壓力為
1=P液5杯=夕液g力液S杯
兩燒杯內(nèi)液面相平,即液體的深度相同,又夕甲〉夕乙,可得甲液體對杯底的壓力大于乙,
故C錯誤;
D.水平桌面受到的壓強(qiáng)為
_外_G杯
桌飛杯-S杯
由上面已經(jīng)得出,甲液體對杯底的壓力大于乙液體對杯底的壓力,則甲桌面受到的壓強(qiáng)大于
乙桌面受到的壓強(qiáng);故D正確。
故選BDo
7.(2022.營口)(多選)如圖所示,水平桌面上盛有適量鹽水的燒杯中,漂浮著冰塊A,
懸浮著物塊B。當(dāng)冰塊A完全熔化后,下列分析正確的是()
A.燒杯中鹽水的密度變小B.燒杯內(nèi)液面不發(fā)生變化
C.杯底受到液體的壓強(qiáng)變小D.物塊B受到的浮力變小
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A.由于水的密度小于鹽水密度,冰塊完全熔化為水后,會使原來鹽水的密度變小,
故A正確;
B.冰塊漂浮在鹽水中,尸浮=G冰,冰熔化成水后,質(zhì)量不變,所以有P,¥=G水,則
ps:水gV排水gU水
因?yàn)椤ūP水邛水,所以v/v水,即原來冰塊排開鹽水的體積小于冰塊熔化的水的體積,所以
液面會升高,故B錯誤;
CD.冰塊未熔化時,A漂浮,B懸浮,液體對容器底部的壓力等于液體、冰塊A、物塊B
的總重力。冰塊熔化后,液體密度變小,根據(jù)公式產(chǎn)浮=2液gV排可知,物塊B受到的浮力變
小,小于自身重力,將會下沉到容器底部,受到容器底部的支持力,所以液體對容器底部的
F
壓力會變小。根據(jù)公式p=下可知,在容器底面積不變的情況下,杯底受到液體的壓強(qiáng)變
小,故CD正確。
故選ACD
8.(2022?本溪鐵嶺遼陽)(多選)水平桌面上有甲、乙兩個相同的容器,分別裝有體積相
等的水和鹽水。將橘子和香蕉先放入甲容器中,取出后擦干,再放入乙容器中、前后兩次靜
止時液面如圖所示。下列說法正確的是()
A.橘子在水和鹽水中所受浮力相等B.兩容器對水平桌面的壓強(qiáng)p甲乙
C.液體對兩容器底的壓力廠水</處水D.向乙容器中加水,香蕉所受浮力不
變
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.橘子在水和鹽水中都處于漂浮狀態(tài),浮力都等于橘子的重力,則橘子在水和鹽
水中所受浮力相等,故A正確;
B.甲容器對水平桌面的壓強(qiáng)
_6水+6容+6橘+6蕉
P甲5
乙容器對水平桌面的壓強(qiáng)
G+G+G+G
n_^K9?X
P乙s
因?yàn)辂}水和水的體積相同,而鹽水密度大于水,根據(jù)
G-mg=pVg
可知水的重力小于鹽水的重力,則兩容器對水平桌面的壓強(qiáng)〃甲<p乙,故B錯誤;
C.液體對兩容器底的壓力等于液體重力加物體受到的浮力,香蕉浸沒在兩容器中,排開液
體體積相同,根據(jù)%=「液8%b,香蕉在鹽水中受到的浮力較大,橘子在水和鹽水中所受浮
力相等,水的重力小于鹽水的重力,則液體對兩容器底的壓力尸水<尸起水,故C正確;
D.香蕉在水中處于沉底狀態(tài),向乙容器中加水,液體密度變小,香蕉排開液體的體積不變,
根據(jù)%=夕液8%卜,香蕉受到的浮力變小,故D錯誤。
故選ACo
二、填空題
9.(2022?四川內(nèi)江)一只輕質(zhì)極薄的小塑料袋,袋內(nèi)裝滿水(袋內(nèi)無空氣)且水的質(zhì)量為
200g,將其浸沒在水中,靜止時如圖所示,則此時盛水的小塑料袋受到了豎直向上的
【答案】①浮力;②2。
【解析】[1]將裝滿水小塑料袋浸沒在水中,靜止時如圖所示,小塑料袋受到了重力,還受
到了水對其向豎直向上的浮力。
⑵浮力與裝滿水小塑料袋的重力是平衡力,故浮力的大小為
%=G=mg=200xl0-3kgx10N/kg=2N。
10.(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(qiáng)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(qiáng)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】①0.8義1。3;②1.6x103。
【解析】口]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加和協(xié),則正方體和
球體排開水的體積分別是V排1=%S①
Vm=V2=h2S②
正方體和球體受到的浮力分別是/i=G]=2水8%門="話匕③
4孚2-0kg%卜2=PviiS^2④
由①③知道/水=P話匕⑤
由②④知道「水g%F2=。水的2s=P7KgV2@
2A_\
又因?yàn)檎襟w和球體的體積比為2:1,所以結(jié)合⑤⑥得
P水為
h4cHi
解得正方體的密度是8=今夕水=丁不一xlxlOkg/m3=0.8xl03kg/m3
2142x2.5cm
⑵根據(jù)題意知道,正方體和球體取出后減小的壓強(qiáng)是由于兩者的重力產(chǎn)生的,即
ApS=Gi+G2=p1gVl+p2gV2=2夕+p2gV2=(3000Pa-2200Pa)S
故解得球體的密度是0=L6xl()3kg/m3。
11.(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(shí)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)F隨該合金體逐漸浸入水中深
度/?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/m3o(g=10N/kg,p*=1.0xl03kg/m3)
【答案】①變大;②4.0x103。
【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)卜可
知,浮力越變越大。
G2N八、
⑵從圖可知,合金的重力為2N,則合金的質(zhì)量為加=—=-八=0.2kg
g10N/kg
合金所受的浮力為耳孚=G—尸=2N-1.5N=0.5N
合金的體積為^P=—=3]=5x10'm3
pg1x10kg/mx1ON/kg
33
合金體的密度是夕合金=3=4X10kg/m0
K合金3xm
12.(2022?湖南邵陽)小軍同學(xué)在做“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)時,他用彈簧測力計
懸掛一個實(shí)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(xué)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)山由圖甲所示,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F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=G—F'=2.7N—1.7N=IN
圖丁中浮力為耳孚'=G—k=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(yīng)比較圖甲乙丙。
三、綜合題
13.(2022?四川涼山州)某同學(xué)在野外撿到一塊小石塊,在課外興趣活動小組活動中進(jìn)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(xì)線將該石塊系住,手握細(xì)線將石塊慢慢放入水中(水不溢出),當(dāng)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)。
【答案】(1)2.6N;(2)2.6xl03kg/m3o
【解析】(1)設(shè)容器內(nèi)未放入石塊時托盤秤的示數(shù)為加,容器中石塊浸沒時托盤秤的示數(shù)
為m2,石塊在容器中沉底時托盤秤的示數(shù)為根3,石塊質(zhì)量為根萬、重為6石,因此可得儂=""+加
石
故m5=m3-wi=1.26kg-1kg=0.26kg
所以石塊的重力為G石=用石g=0.26kgxl0N/kg=2.6N
(2)設(shè)石塊浸沒時排開水的質(zhì)量為加排水;由分析可知石塊排開水的重量G排水,等于其受到
的浮力尸浮,因此可得m2=mi+m排水
即機(jī)排水二加2-mi=l.lkg-lkg=0.1kg
所以石塊受到的浮力為尸浮=G排水=加排水g=O.lkgxlON/kg=lN
根據(jù)阿基米德原理可得,石塊排開水的體積為
咻二壇二—---------=lx10-4m3
P水gP水g1x10kg/mxlON/kg
又因?yàn)槭瘔K浸沒于水中,所以丫石=丫排,因此石塊的密度為
p石==0.26%=2.6x103kg/m3
石/IxlOWs
答:(1)石塊的重力為2.6N。石塊的密度為2.6xlO3kg/m3。
14.(2022?湖北隨州)2022年5月15日新聞,“巔峰使命”珠峰科考項(xiàng)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(xué)觀測世界紀(jì)錄。假設(shè)
在此前的一次實(shí)驗(yàn)中,浮空艇(表皮很薄的氣囊)體積為9000m3,內(nèi)部充有氫氣和空氣的
混合氣體,其密度為OZkg/nP,浮空艇的表皮及外壁儀器艙總質(zhì)量為2x103kg,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1.2kg/m3,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?
【解析】(1)由夕="得人=.內(nèi)V=0.2kg/m3x9xl()3m3=l.8x1018
(2)由阿基米德原理4孚得
3335
與=p^g=1.2kg/mx9x10mxlON/kg=l.O8xlON
(3)浮空艇受4個力而平衡耳孚=七+,九氣g+G
所以「為
庫=4孚—%g—G=1.08X107-1.8X103kgX10N/kg-2x103kgx10N/kg=7xlO4N
3F3x7x104N
又因?yàn)橐箦^泊車的重力是纜繩拉力的三倍機(jī)車=3=----------=2.1xl04kg。
車g10N/kg
答:(1)浮空艇內(nèi)氣體的質(zhì)量為L8xlO3kg;(2)浮空艇所受的浮力為1.08X1()5N;(3)
錨泊車的質(zhì)量是2.1x104kg。
15.(2022?安徽省)小華采用如下方法測量一物塊(不溶于水)的密度:彈簧測力計懸掛
物塊靜止時的示數(shù)為月=3.0N(如圖甲所示);將物塊浸沒在水中,靜止時彈饋測力計的
示數(shù)為6=2.0N(如圖乙所示)。p*=1.0xl03kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)物塊的質(zhì)量相;
(2)物塊的體積V;
(3)物塊的密度”
甲乙
【答案】Cl)0.3kg;(2)1.0xl0-4m3;(3)3xl03kg/m\
【解析】(1)由圖甲可知,物體的重力G=Q=3.0N
G3.0N八,
所以物體的質(zhì)量為m=—=———=0.3kg
g10N/kg
(2)根據(jù)稱重法可得物體浸沒水中受到的浮力為尸產(chǎn)Fd2=3.0N-2.0N=L0N
根據(jù)阿基米德原理/浮=2液gV排,可以得出
4孚1.0N23
唳=——=-----;------------=1.0x10m
排0水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg
43
物體浸沒時V=Vft=1.0xl0-m
33
(3)物塊的密度為夕='=―一-=3xl0kg/m0
V1.0x10m
答:(1)物塊質(zhì)量為0.3kg;(2)物塊的體積為1.0xl(y4m3;(3)物塊的密度3xl03kg/m3。
16.(2022?廣西)如圖所示,水平桌面上放置下端用毛細(xì)管連通的A、B兩容器,底面積
分別為lOOcnP和150cm2。閥門K打開前,A容器內(nèi)豎直放置一底面積為50cm2、高為0.2m
的長方體物塊,物塊對A容器底部的壓強(qiáng)為小,B容器內(nèi)盛有0.2m深的水。求:
(1)閥門K打開前,水對B容器底部的壓強(qiáng)PB;
(2)閥門K打開前,當(dāng)PB=2PA時,物塊的密度;
(3)閥門K打開后,水從B容器進(jìn)入A容器,剛好使物塊漂浮時,水進(jìn)入A容器中的深
度。
【答案】(1)2xlO3Pa;(2)O.5xlO3kg/m3;(3)0.1m
【解析】
【詳解】解:(1)閥門K打開前,B容器內(nèi)盛有0.2m深的水,故水對B容器底部的壓強(qiáng)
333
pB=p7^gh=1.0xl0kg/mxlON/kgx0.2m=2xlOPa
(2)閥門K打開前,PA就是物塊對容器底的壓強(qiáng),當(dāng)分=2°A時,物塊對容器A產(chǎn)生的壓
強(qiáng)為
11,,
33
PA=-pB=-x2xlOPa=lxlOPa
由PA=。物g%得物塊密度為
_PA_lxlO3Pa
=0.5xl03kg/m3
gh^10N/kgx0.2m
(3)物塊體積為
V物=3物h?=50x10-4m2x0.2m=1x103m3
由"=—得物塊質(zhì)量為
v
=。物咻=0.5x103kg/m3xlx10_3m3=0.5kg
物塊重力為
G物=m物g=O.5kgxlON/kg=5N
閥門K打開后,水從B容器進(jìn)入A容器,當(dāng)物塊剛好漂浮時,根據(jù)物體的浮沉條件,則物
塊受到的浮力為
產(chǎn)浮二G物=5N
由/浮=0水gV排得排開水的體積為
________5N________
=5xl(FW
1.0xl03kg/m3xl0N/kg
則進(jìn)入A容器中水的深度為
SxlO^m3八,
---------;~y=0.1m
%50x10-4m?
答:(1)閥門K打開前,水對B容器底部的壓強(qiáng)為2xlO3Pa;
(2)閥門K打開前,當(dāng)外=2外時,物塊的密度為0.5xl03kg/m3;
(3)閥門K打開后,水從B容器進(jìn)入A容器,剛好使物塊漂浮時,水進(jìn)入A容器中的深
度為O.lmo
17.(2022.恩施)小明家的屋頂上建有一個長方體蓄水池,池內(nèi)裝有長2m、寬1m、深0.5m
的水。求:(g取10N/kg)
(1)水對池底產(chǎn)生的壓強(qiáng);
(2)水對池底產(chǎn)生的壓力;
(3)將重50N、體積為6x10-31n3的某物體浸沒在水中后放手,判斷它的浮沉情況。
【答案】(1)5xlO3Pa;(2)104N;(3)上浮
【解析】
【詳解】解:(1)水池底受到水的壓強(qiáng)
p=p液gh=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.5m=5xlO3Pa
(2)池底的面積
S=ab=2mx1m=2m2
由夕=§,可得,池底受到水的壓力
F=^S=5xl03Pax2m2=104N
(3)物體全部浸入水中時
V#=V=6xlO_3m3
此時物體受到的浮力
F浮=6排=/>排=1.0xl03kg/m3xl0N/kgx6xl0-3m3=60N
物體重G=50N,因?yàn)槭 礕,所以放手后物體將上浮。
答:(1)水對池底產(chǎn)生的壓強(qiáng)是5xlO3pa;
(2)水對池底產(chǎn)生的壓力是104N;
(3)將物體浸沒在水中后放手,它將上浮。
18.(2022,廣西)賀州市水利資源豐富,小明設(shè)計了如圖甲所示的水文站測量桂江水位的
原理圖。電源電壓U=3V,定電阻Ro=lOQ,滑動變阻器R長20cm,最大阻值20。。且滑動
變阻器的阻值隨滑片P從最上端C位置移動到最下端D位置的過程中均勻變化(滑片P移
動過程中摩擦不計)。彈簧下端懸掛一重為50N的物體AB,其底面積為O.Olirf、長為o.3m。
彈簧伸長量與它受到拉力的關(guān)系如圖乙所示(不計彈筱質(zhì)量,連接彈簧兩端的絕緣細(xì)繩不可
伸長)。求:
(1)當(dāng)物體AB上表面與水面相平時,物體AB受到的浮力大??;
(2)當(dāng)水面從物體AB的上表面逐漸下降至下表面剛好離開水面的過程中,彈簧伸長了多
少cm?
(3)閉合開關(guān)S后,當(dāng)水面在物體AB上表面時,滑片剛好在滑動變阻器R的最上端C位
置,水面從物體AB上表面逐漸下降至下表面剛好離開水面時,電壓表的示數(shù)是多少?
【答案】(1)30N;(2)15cm;(3)IV
【解析】
【詳解】解:(1)當(dāng)物體AB上表面與水面相平時,物體AB剛好浸沒水中,故
V^=V^=Sh-0.01m2x0.3m=3xlO-3m3
物體AB所受浮力
4孚=2水=1.Ox103kg/m3xlON/kgx3x10^3m3=30N
(2)水面與物體AB上表面相平時,彈簧對物體的拉力
與單=G物一牛=50N-30N=20N
水面下降至與物體AB下表面相平時,彈簧對物體的拉力
格'=6物=5(^
水面從物體AB上表面逐漸下降至與下表面相平過程中,彈簧拉力變化量
M單=々單'_月單=50N—20N=30N
由乙圖可知
F40N
——=2N/cm
AL20cm
物體剛好離開水面時
AF彈_F
AL'AL
得彈簧伸長的長度
",=*L=i5cm
2N/cm
(3)水面從物體AB上表面逐漸下降至下表面相平時,彈簧伸長15cm,即滑片下移15cm,
接入電路的電阻變化量
A7?=^20—0xl5cm=15Q
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