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文檔簡介
第12講水的浮力基礎(chǔ)浮力產(chǎn)生的原因浮力的基礎(chǔ)計算浮力的基礎(chǔ)應用一.浮力基礎(chǔ)1.浮力的定義:所有浸入液體或氣體的物體都會受到對它豎直向上托舉的力叫浮力。(1)浸入:包括部分浸入和全部浸入兩種;(2)施力物體:液體或者氣體;(3)受力物體:浸入液體或者氣體中的物體。(4)浮力的方向:豎直向上。2.浮力產(chǎn)生的原因:上下表面壓力差3.物體是否受浮力判斷二.浮力計算1.稱重法:先用彈簧測力計在空氣中測量出物體的重力G,再用彈簧測力計測出物體浸在液體中的示數(shù)F拉,兩次彈簧測力計的示數(shù)差就是浸在液體中的物體所受浮力的大小,F(xiàn)浮=G-F拉。2.探究影響物體收到浮力大小的因素(1)提出猜想:①浮力大小與物體浸入液體中的液體有關(guān)②浮力大小可能與液體密度有關(guān)③浮力大小可能與浸入液體中的深度有關(guān)(2)實驗步驟:①將重物懸掛于彈簧測力下端,慢慢浸入水中直至浸沒,觀察彈簧測力計示數(shù)變化,記錄物體浸沒時彈簧測力計示數(shù)。②取出重物,擦凈、晾干,再次將重物懸掛于該彈簧測力計下,慢慢浸入鹽水中直至浸沒,并觀察記錄彈簧測力計示數(shù)變化,錄物體浸沒時彈簧測力計示數(shù)。(3)實驗結(jié)論:對比圖①②③④可以得出:液體密度相同時,物體浸入液體中體積越大,浮力越大。對比圖①④⑤可以得出:物體浸入液體中體積相同時,液體密度越大,浮力越大。3.阿基米德原理:浸在液體中的物體,受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開的液體所受到的重力,即:4.上下表面壓力差法:液體對物體上下表面都有壓力,浮力是上下表面的壓力差F浮=F下-F上三.物體的浮沉條件1.漂浮時浮力等于重力2.懸浮時浮力等于重力3.沉底時浮力=重力-支持力(注:與底部緊密貼合的不符合)四.物體的浮沉條件的應用1.密度計:浮力等于重力,上小下大,上疏下密2.浮力秤:浮力等于重力,依據(jù)阿基米德原理得出正比關(guān)系3.輪船與熱氣球:浮力等于重力4.半潛船與潛水艇:浮力等于重力,改變自重來控制升降5.提升重物的受力分析:利用阿基米德原理可計算體積與密度6.物塊上浮時受力分析:浮力增大至等于重力,然后浸沒時可算體積考點一:浮力產(chǎn)生的原因【例1】如圖所示,A、B是可以自由移動的物體,C、D是容器自身凸起的一部分現(xiàn)往容器里注入一些水,則下列說法中錯誤的是(
)A.A物體一定受到浮力作用 B.B物體一定受到浮力作用C.C物體一定受到浮力作用 D.D物體一定受浮力的作用【答案】C【解析】A.由圖可知,水對A物體上下表面產(chǎn)生了向上的壓力差,故A物體一定受浮力的作用,故A正確,不符合題意;B.B物體上表面沒有受到水的壓力,但下表面受到水的壓力,因此水對B物體上下表面產(chǎn)生了向上的壓力差,故B物體也受浮力的作用,故B正確,不符合題意;C.C物體上表面受到水的壓力,但下表面沒有受到水的壓力,因此水對C物體上下表面沒有產(chǎn)生壓力差,故C物體不受浮力的作用,故C錯誤,符合題意;D.水對D物體上下表面產(chǎn)生了向上的壓力差,故D物體受浮力的作用,故D正確,不符合題意。故選C?!纠?】水平桌面上有兩個完全相同的容器,裝有質(zhì)量相等的鹽水和清水,小明取3個草莓先用鹽水浸泡,然后放入清水中清洗,草莓在鹽水和清水中的浮沉情況如圖所示(草莓由鹽水到清水帶走的鹽水和草莓質(zhì)量、體積的變化均忽略不計)。下列判斷正確的個數(shù)是()
①草莓a(chǎn)的密度小于草莓b的密度②草莓a(chǎn)在鹽水中受到的浮力大③草莓c在鹽水和清水中所受浮力相等④兩容器中有草莓時,對水平桌面的壓強相等A.1個 B.2個 C.3個 D.4個【答案】B【解析】由圖得,草莓a(chǎn)在鹽水中漂浮,草莓a(chǎn)密度小于鹽水密度;草莓b在鹽水中懸浮,草莓b密度等于鹽水密度,則草莓a(chǎn)的密度小于草莓b的密度,故①正確;草莓a(chǎn)在鹽水與水中均漂浮,由浮沉條件得,草莓a(chǎn)在鹽水與水中受到得浮力均等于草莓a(chǎn)的重力,所以草莓a(chǎn)在鹽水與水中受到的浮力一樣大,故②錯誤;草莓c在鹽水和清水中均沉底,排開液體體積相同,鹽水密度較大,由得,草莓c在鹽水中所受浮力較大,故③錯誤;④兩容器中有草莓時,容器總質(zhì)量相等,對水平桌面的壓力相等,對水平桌面的壓強相等,故④正確,故ACD錯誤,B正確。考點二:浮力的基礎(chǔ)計算【例1】如圖甲為盛水的燒杯,上方有彈簧測力計懸掛的圓柱體,將圓柱體緩慢下降,直至將圓柱體全部浸入水中,整個過程中彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體浸入的高度h變化關(guān)系的圖象如圖乙所示,g取10N/kg,下列說法錯誤的是()
A.圓柱體受到的重力是9NB.圓柱體受到的最大浮力是6NC.圓柱體的密度是1.5×103kg/m3D.當圓柱體剛好浸沒時,下表面受到水的壓強為800Pa【答案】D【解析】A.由圖乙可知,圓柱體重:,故A正確,故A不符合題意;B.由圖乙可知,圓柱體浸沒時彈簧測力計的示數(shù):,圓柱體浸沒時受到的浮力即圓柱體受到的最大浮力是6N,故B正確,故B不符合題意;C.根據(jù)可知,圓柱體的體積圓柱體的密度故C正確,故C不符合題意;D.由圖乙可知,即當圓柱體剛好浸沒時,下表面在水中的深度則當圓柱體剛好浸沒時,下表面受到水的壓強故D錯誤,故D符合題意。故選D?!纠?】如圖所示,一個密度為ρ,邊長為a的實心正方體物塊懸浮在某液體中,物塊下底面的深度為H,則下列說法中不正確的是()
A.物塊下底面受到液體向上的壓力為ρgHa2B.被物塊所排開的液體的重力大小為ρg(H+a)a2C.物塊受到液體向上和向下的壓力差為ρga3D.物塊上表面受到液體向下的壓力為ρg(H-a)a2【答案】B【解析】A.物塊下底面受到液體向上的壓強p下=ρgh下=ρgH物塊下底面受到液體向上的壓力為F下=p下S=ρgHa2故A正確,不符合題意;B.被物塊所排開的液體的重力大小為G排=m排g=ρV排g=ρga3故B錯誤,符合題意;C.由浮力產(chǎn)生的原因可知,物塊受到液體向上和向下的壓力差ΔF=F浮=ρgV排=ρga3故C正確,不符合題意;D.物塊上表面受到液體向下的壓強p上=ρgh上=ρg(H-a)物塊上表面受到液體向下的壓力為F上=p上S=ρg(H-a)a2故D正確,不符合題意??键c三:浮力的基礎(chǔ)應用【例1】如圖將小玻璃瓶裝適量的水倒扣裝有適量水的塑料瓶中,使其恰好能漂浮在水面上,旋緊塑料瓶蓋,這就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶,小玻璃瓶就會往水下沉落;松開塑料瓶,它又會浮上來,調(diào)整握塑料瓶的力度,小玻璃瓶就可以懸浮在水中。下列說法正確的是()
A.用力抓握塑料瓶,塑料瓶內(nèi)氣壓變小B.松開塑料瓶,部分水從小玻璃瓶口流入C.小玻璃瓶下沉時受到塑料瓶中水的壓強不變D.小玻璃瓶懸浮在水中時,它所受的浮力和重力的大小相等【答案】D【解析】AD.將小玻璃瓶裝適量的水倒扣裝滿水的塑料瓶中,使其漂浮在瓶蓋旋緊的大塑料瓶內(nèi)的水面上,擠壓大塑料瓶,瓶內(nèi)空氣被壓縮,塑料瓶內(nèi)氣壓變大,將壓強傳遞給水,水被壓入小瓶中,將瓶體中的空氣壓縮,這時浮沉子里進入一些水,瓶內(nèi)水的質(zhì)量增加,重力大于浮力時,浮沉子下沉;當重力等于浮力時,浮沉子懸浮;當重力小于浮力時,浮沉子上浮,故A錯誤,D正確;B.松開塑料瓶,瓶內(nèi)空氣體積變大,塑料瓶內(nèi)氣壓變小,部分水從小玻璃瓶口流出,故B錯誤;C.小玻璃瓶下沉時,處于液體中的深度變大,由p=ρgh可知小玻璃瓶受到的壓強變大,故C錯誤。故選D。【例2】如圖所示,關(guān)于物體受到的浮力及其應用,下列說法正確的是(
)
A.圖甲所示,當孔明燈內(nèi)部空氣密度比外部空氣的密度小到一定程度,孔明燈才上升B.圖乙所示,輪船從長江駛?cè)牒Q蟮倪^程中,浮力變大C.圖丙所示,良種所受浮力小于重力,次種所受浮力大于重力D.圖丁所示,潛水艇下沉過程中,重力不變,浮力變小【答案】A【解析】A.孔明燈內(nèi)部空氣密度比外部空氣的密度小到一定程度,使浮力大于自身重力,孔明燈向上升,故A正確;B.輪船始終漂浮在液面上,浮力始終等于輪船的總重,總重力不變,浮力不變,故B錯誤;C.良種沉底,所受浮力小于自身的重力,次種漂浮在液面上,浮力等于自身重力,故C錯誤;D.潛水艇是通過改變自身重力來實現(xiàn)上浮和下沉的,當潛水艇下沉過程中,水艙吸水,重力增加,故D錯誤。1.把裝有水的圓柱形容器放在水平桌面上,將石塊和木塊用細繩(忽略細繩的質(zhì)量和體積)系住放入圓柱形容器中,石塊和木塊靜止后,如圖甲所示;將細繩剪斷后,石塊和木塊在水中靜止時,如圖乙所示。下列說法中正確的是()
A.乙圖中木塊所受浮力大于甲圖中木塊所受浮力B.乙圖中石塊所受浮力小于甲圖中石塊所受浮力C.乙圖中容器對桌面的壓強等于甲圖中容器對桌面的壓強D.乙圖中石塊對容器底的壓力等于甲圖中石塊對容器底的壓力【答案】C【解析】A.由圖知道由知道,乙圖中木塊所受浮力小于甲圖中木塊所受浮力,故A錯誤;B.由圖知道由知道,乙圖中石塊所受浮力等于甲圖中石塊所受浮力,故B錯誤;C.根據(jù)題意知道,容器對桌面的壓強根據(jù)題意知道,乙圖中容器對桌面的壓強等于甲圖中容器對桌面的壓強,故C正確;D.甲圖中,石塊受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力、繩子的拉力和浮力,由平衡條件知道乙圖中,石塊受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力和浮力,由平衡條件知道由以上兩式知道根據(jù)力的相互性知道,乙圖中石塊對容器底的壓力大于甲圖中石塊對容器底的壓力,故D錯誤。故選C。2.如圖甲所示,把剪去尾部做成筒狀的牙膏皮放入水杯里,牙膏皮漂浮在水面;如圖乙所示,把此牙膏皮卷成小團放在水杯里,它沉在水底,下列說法正確的是()
A.牙膏皮所受重力變大B.牙膏皮漂浮時所受浮力比它沉底時所受浮力大C.牙膏皮沉底時所受浮力等于它的重力D.牙膏皮沉底時,它排開水的體積比漂浮時大【答案】B【解析】A.整個過程,牙膏的質(zhì)量不變,重力不變,故A錯誤;BCD.牙膏漂浮時,所受的浮力等于自身重力,沉底時,所受的浮力小于自身重力,所以漂浮時牙膏所受的浮力大于沉底時所受的浮力,據(jù)阿基米德原理,所受的浮力越大,排開水的體積越大,所以漂浮時排開水的體積比沉底時排開水的體積大,故B正確,CD錯誤。故選B。3.如圖甲所示,盛有液體的柱形容器置于水平桌面上,容器對桌面的壓強為1000Pa;如圖乙所示,用細線栓一鋁塊,將鋁塊的一半浸在液體中,容器對桌面的壓強改變了90Pa;如圖丙所示,將細線剪斷,鋁塊沉到容器底部,容器對桌面的壓強又改變了450Pa。容器的底面積為100cm2,整個過程中液體均未溢出。下列說法正確的是(
)
A.鋁塊浸沒在液體中時所受浮力是0.9NB.鋁塊的體積是100cm3C.鋁塊沉底時對容器底部的壓力是4.5ND.液體的密度是0.9g/cm3【答案】D【解析】A.將鋁塊的一半浸在液體中,導致液面上升,對桌面的壓力變大,壓強變大,因此容器對桌面的壓強增加了90Pa,鋁塊此時受到的浮力等于容器對桌面的壓力的增加量,可求鋁塊此時受到的浮力為當物體全部浸沒在液體中時,受到的浮力為此時的2倍,則浮力為1.8N,故A錯誤;B.鋁塊沉到容器底部,容器對桌面的壓力增加,壓強增加,則放入鋁塊后對桌面壓強的增加量為放入鋁塊后對桌面壓力的增加量為容器對桌面壓力的增加是由于放入鋁塊,因此鋁塊的重力為則可求鋁塊的體積為故B錯誤;C.鋁塊沉底時對容器底部的壓力等于鋁塊的重力與的浮力之差,則為故C錯誤;D.因為物體完全浸沒后受到的浮力為1.8N,則根據(jù)可求,液體的密度為故D正確。4.如圖所示,是小明學習浮力后所制作的潛水艇模型,注射器通過極軟的膠管從大試管中抽氣或向大試管中注氣,就可以調(diào)整大試管在水中的狀態(tài),忽略軟膠管在水中的體積變化和對大試管的作用力。下列分析正確的是()
A.潛水艇漂浮時受到的浮力比懸浮時受到的浮力大B.將注射器的活塞往里推,“潛水艇”排開水的重力變小C.將注射器的活塞往外拉,水槽底部受水的壓強保持不變D.當“潛水艇”處于懸浮狀態(tài)時,向水中加鹽,它將上浮【答案】D【解析】A.潛水艇漂浮時排開水的體積小于懸浮時排開水的體積,根據(jù)F浮=ρ水V排g可知潛水艇漂浮時受到的浮力比懸浮時受到的浮力小,故A錯誤;B.向內(nèi)推注射器活塞,水會被壓出試管,此時模型的自重減小,“潛水艇”上浮,當露出水面后,排開水的體積減小,根據(jù)G排=m排g=ρ液V排g可知,排開水的重力先不變后減小,故B錯誤;C.將注射器的活塞往外拉,試管內(nèi)水增加,水槽中的水減少,水面下降,由p=ρgh可知,水槽底部受水的壓強將減小,故C錯誤;D.當“潛水艇”處于懸浮狀態(tài)時,向水中加鹽,液體密度變大,排開液體的體積不變,由F浮=ρ液V排g可知,“潛水艇”受到的浮力變大,當浮力大于重力,它將上浮,故D正確。故選D。5.兩個完全相同的容器A、B中分別裝滿了兩種不同的液體,把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體中,靜止后的情況如圖所示,已知甲、乙兩球所受的浮力相等,則下列說法正確的是()
A.甲球排開液體的質(zhì)量更大B.甲球排開液體的重力小于乙球排開液體的重力C.容器A中液體密度大于B中液體的密度D.容器B中液體對容器底部的壓強大于A中液體對容器底部的壓強【答案】D【解析】AB.已知甲、乙兩球所受的浮力相等,根據(jù)阿基米德原理可知甲、乙兩球排開液體的重力相等,即G排甲=G排乙根據(jù)G=mg得到甲、乙兩球排開液體的質(zhì)量相等,即m排甲=m排乙故AB不符合題意;CD.甲、乙兩球所受的浮力相等,由圖可知,甲球排開液體的體積要大于乙球排開液體的體積,由可知容器A中液體密度小于B中液體的密度,兩容器中液體深度相同,根據(jù)p=ρgh可知,容器B中液體對容器底部的壓強大于A中液體對容器底部的壓強,故D符合題意,C不符合題意。故選D。6.在一支鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥,將它分別置于甲、乙兩杯液體中,觀察到鉛筆靜止時的情景如圖所示,下列說法正確的是()
A.甲杯液體密度小于乙杯液體密度B.甲杯液體對底部壓強大于乙杯液體對底部的壓強C.鉛筆在甲杯液體中受到的浮力較大D.鉛筆在乙杯液體中受到的浮力較大【答案】A【解析】ACD.由圖示知鉛筆置于甲、乙液體中,都漂浮,所受的浮力等于自身的重力,所以在兩種液體中所受的浮力相等。在甲中浸入液體中的深度深,排開的液體體積更大,據(jù)阿基米德原理知,甲液體的密度小于乙液體的密度,故A正確,CD錯誤;B.圖示中,兩杯液面的深度相等,甲的密度小于乙的密度,據(jù)知,甲液體對底部的壓強小于乙杯液體對底部的壓強,故B錯誤。故選A。7.青花瓷是中國瓷器的主流品種之一,如圖甲所示,色白花青躍然于杯,小明想測量這個厚壁(厚度不可忽略)敞口青花瓷杯的密度,他用電子秤測量出此杯的質(zhì)量是,將底面積為的圓柱形水槽內(nèi)注入適量水,如圖乙所示,再將青花瓷杯放入水槽內(nèi),靜止時漂浮于水面上,此時水深為;用細棒緩慢向下壓杯,當杯口與水面相平時,水深,且水始終未溢出;再向下壓青花瓷杯,瓷杯沉底,此時水深。已知水的密度,g取。關(guān)于此過程,下列說法正確的是()
A.容器內(nèi)水的質(zhì)量是B.青花瓷杯最多可以裝的水C.青花瓷杯的密度約是D.細棒對青花瓷杯的最大的壓力是【答案】C【解析】A.青花瓷杯放入水槽內(nèi)靜止時漂浮于水面,浮力等于重力青花瓷杯排開水的體積為此時水深為,水槽底面積為,則容器內(nèi)水的體積為容器內(nèi)水的質(zhì)量為故A錯誤;B.當杯口與水面相平時,水深,且水始終未溢出,瓷杯沉底,此時水深,則青花瓷杯最多可以裝水的體積為故B錯誤;C.青花瓷杯的體積為青花瓷杯的密度約是故C正確;D.用細棒緩慢向下壓杯,當杯口與水面相平時,水深,此時細棒對青花瓷杯的壓力最大,排開水的體積為此時青花瓷杯受到的浮力為此時細棒對青花瓷杯的壓力為故D錯誤。8.水平桌面上有兩個規(guī)格完全相同的容器,兩容器中分別盛有密度不同的液體P和液體Q,某同學將兩個體積相同的鐵錐體和銅錐體分別放入這兩個容器中,靜止后的情境如圖甲和乙所示,已知兩次實驗中液面到容器底的距離相等(h1=h2),圖甲中液體對容器底部的壓強大于圖乙中液體對容器底部的壓強,ρ鐵<ρ銅,下列判斷正確的是()
A.液體P的密度比液體Q的密度小B.圖甲中液體對容器底部的壓力比圖乙中液體對容器底部的壓力小C.鐵錐體在液體P中所受的浮力大于銅錐體在液體Q中所受的浮力D.鐵錐體在液體P中排開液體的質(zhì)量與銅錐體在液體Q中排開液體的質(zhì)量相等【答案】C【解析】A.由題意可知,圖甲中液體對容器底部的壓強大于圖乙中液體對容器底部的壓強,即p甲>p乙,兩次實驗中液面到容器底的距離相等,根據(jù)p=ρgh可得,ρP>ρQ,故A錯誤;B.兩個容器的規(guī)格完全相同,即容器底部的面積相同,p甲>p乙,根據(jù)可得,F(xiàn)甲>F乙,故B錯誤;C.錐體的體積相等,ρP>ρQ,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,錐體受到的浮力大小,F(xiàn)鐵>F銅,故C正確;D.根據(jù)阿基米德原理可知,物體排開液體的重力等于物體受到的浮力大小,則錐體排開液體的重力大小關(guān)系是F鐵>F銅,即GP>GQ,根據(jù)G=mg可得,錐體排開液體的質(zhì)量關(guān)系mP>mQ,故D錯誤。故選C。9.在“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”實驗中,如圖所示進行了甲、乙、丙、丁四步實驗操作。下列相關(guān)說法正確的是(
)
A.通過甲、乙兩步目的是測出物體排開液體的重力B.乙步驟中,溢水杯底部所受水的壓強變大C.該實驗步驟不太合理,會導致物體排開液體所受重力的測量值偏大D.乙實驗過程如果物體觸底且與底部有擠壓,物體受到的浮力不變【答案】D【解析】A.如圖甲,用測力計測出某物體所受的重力,如圖乙,把被測物體浸沒在盛滿水的溢水杯中,讀出此時測力計的示數(shù),根據(jù)稱重法可以得到物體受到的浮力,故A錯誤;B.乙步驟中,物體浸入水中,溢水杯仍然是滿的,深度不變,由p=ρgh可知溢水杯底部所受水的壓強不變,故B錯誤;C.實驗中先測量小桶和溢出水的總重力,再測量空桶的重力,由于桶壁、桶底掛水珠,使得空桶質(zhì)量偏大,根據(jù)G排=G桶和水-G桶得到G排減小,即排開水所受重力的測量值偏小,故C錯誤;D.乙實驗過程如果物體觸底且與底部有擠壓,物體全部浸入水中,排開水的體積不變,由F浮=ρ水gV排可知浮力不變,故D正確。故選D。10.如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的幾個實驗情景,各圖中物體A均處于靜止。實驗甲、丙中,彈簧測力計的示數(shù)分別為4.0N和2.8N。已知鹽水的密度為1.2×103kg/m3,則下列結(jié)論正確的是()
A.實驗甲、乙、丙,可探究浮力大小跟液體深度是否有關(guān)B.實驗乙中彈簧測力計的示數(shù)小于2.8NC.實驗丙中物體A受到的拉力為1.2ND.實驗丙中物體A浸沒在鹽水中后,鹽水對容器底的壓力比物體A沒有放入鹽水時增大了1.2N【答案】D【解析】A.比較甲、乙、丙圖可知,乙、丙兩圖,液體的密度不同,物體所處深度相同,不能探究浮力大小跟液體深度是否有關(guān)。故A錯誤;BC.在丙圖中,彈簧測力計示數(shù)為2.8N,根據(jù)稱量法,物體在丙圖中所受浮力對比乙丙兩圖,物體排開液體體積相同,但是乙圖中水的密度小于丙圖中鹽水的密度,所以物體A在水中所受浮力小于在鹽水中所受浮力。由可知:乙圖中彈簧拉力大于丙圖中的2.8N。故BC錯誤;D.丙圖中物體A受到的浮力為1.2N,液體對A的浮力與A對液體的壓力為相互作用力,根據(jù)相互作用力知識可知:鹽水對容器底的壓力比物體A沒有放入鹽水時增大了1.2N。故D正確。11.水平桌面上有兩個完全相同的已調(diào)零的電子秤。將甲、乙兩個質(zhì)量和底面積均相等的薄壁容器分別放在電子秤上,它們裝有體積相等的不同液體。再將完全相同的正方體物塊M、N分別輕放入甲、乙容器中,兩物塊靜止時均沉底,如圖所示。已知此時兩容器底部受到的液體壓強相等,下列說法正確的是()A.甲容器中液體的密度大于乙容器中液體的密度B.兩個電子秤的示數(shù)相等C.物塊M對甲容器底的壓力小于物塊N對乙容器底的壓力D.物塊M上表面受到的液體壓力大于物塊N上表面受到的液體壓力【答案】D【解析】A.根據(jù)題意知道,兩容器底部受到的液體壓強相等,由圖知道,甲容器內(nèi)液體的深度大于乙容器內(nèi)液體的深度,由知道,甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度,故A錯誤;B.根據(jù)題意知道,甲、乙兩個容器裝有體積相等的不同液體,由于甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度,由知道以容器、液體和正方體物塊整體為研究對象知道,整體對電子秤的壓力等于總重力,所以,兩個電子秤的示數(shù)不相等,故B錯誤;C.物塊受到重力、支持力和浮力而平衡,即甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度,由知道,物塊M受到的浮力小于物塊N受到的浮力,故物塊M對甲容器底的支持力大于物塊N對乙容器底的支持力,由力的相互性知道,物塊M對甲容器底的壓力大于物塊N對乙容器底的壓力,故C錯誤;D.容器底部受到的液體壓強p等于物體上表面以上部分液體的壓強p上與物體上表面以下部分液體壓強p下之和,且由于由知道因為兩容器底部受到的液體壓強相等,所以pM上>pN上所以,由知道,物塊M上表面受到的液體壓力大于物塊N上表面受到的液體壓力,故D正確。12.如圖甲所示,長方體木塊通過體積不計的細線與空杯底部相連,先置于空杯的底部,再緩慢注入水,直至圖乙所示。注水過程中,木塊所受浮力的大小隨杯中水的深度變化如圖丙所示,則下列說法正確的是(
)
A.細線的長度為25cm B.木塊的橫截面積為100cm2C.木塊的密度為0.8×103kg/m3 D.細線對木塊的最大拉力為12N【答案】C【解析】圖甲中,容器中沒有水,木塊沒有受到浮力作用,對應圖丙中的0點;緩慢注入水后,木塊受到浮力的作用且浮力隨著水的增多而逐漸增大,在其所受的浮力小于其重力的情況下,木塊不會離開容器底部,對應圖丙中的10cm之前;隨著水的增多,當木塊所受的浮力等于其重力時,物體開始漂浮在水面上,且隨著水面逐漸上升,在細線未拉直的情況下,木塊所受的浮力大小不變,對應圖丙中的10cm-25cm段;當細線被拉直后,水面繼續(xù)上升,但木塊不再上升,浸在水中的體積逐漸增大,所受的浮力也隨之增大,對應圖丙中的25cm-a段;當木塊完全浸沒于水中后,木塊所受的浮力不再隨著水的深度變化而變化。A.水深為10cm時,物塊此時未離開容器的底部,對容器無壓力,當水深為25cm時,細線剛好拉直,則細線的長度為故A錯誤;B.當物體受到8N浮力時,浸在液體中的體積為設(shè)物體的底面積為S,可表示為當物體受到10N浮力時,物體剛好完全浸沒,設(shè)物體的高為h,浸在液體中的體積為可表示為可得解得=0.125m,則物體的底面積為故B錯誤;C.木塊的重力為8N,體積為,則木塊的密度為故C正確;D.細線對木塊的最大拉力適當物體完全浸沒以后,則最大拉力為代入數(shù)據(jù)為解得,故D錯誤。13.如圖所示是一種獨特的黔北民間絕技——獨竹漂,它已被列入少數(shù)民族傳統(tǒng)體育運動會項目,運動員腳踩一根楠竹,漂行水上如履平地。下列相關(guān)描述正確的是()
A.楠竹的密度大于水B.運動員扔掉手中的竹竿,楠竹將上浮C.楠竹受到的浮力等于楠竹受到的重力D.楠竹排開水的重力等于運動員受到的重力【答案】B【解析】A.運動員、竹竿和楠竹一起漂浮在水面上,所以楠竹的密度小于水的密度,故A錯誤;CD.楠竹受到的浮力也就是排開水的重力,等于楠竹、運動員和竹竿的重力之和,大于楠竹受到的重力,也大于運動員受到的重力,故CD錯誤;B.當運動員扔掉手里的竹竿,重新平衡后,楠竹受到的浮力等于楠竹和運動員的重力之和,浮力變小,根據(jù)F?。溅阉甮V排知排開水的體積變小,楠竹將上浮,故B正確。故選B。14.小明根據(jù)測量出的由甲、乙兩種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量、體積數(shù)據(jù),繪制的m﹣V關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是()A.甲物質(zhì)的密度小于乙物質(zhì)的密度B.體積為1m3的甲物質(zhì)在水中受到的浮力為27NC.將體積相等的甲、乙兩種物質(zhì)放入水中,最終它們所受浮力相同D.質(zhì)量相等的甲、乙兩種物質(zhì),體積比V甲∶V乙=1∶3【答案】D【解析】A.由圖像可知,甲物質(zhì)的體積是1m3時,其質(zhì)量是2.7×103kg,乙物質(zhì)的體積是3m3時,其質(zhì)量是2.7×103kg,在質(zhì)量相同的情況下,體積越大,密度越小。甲物質(zhì)的密度大于乙物質(zhì)的密度,故A錯誤;B.甲物質(zhì)的密度所以甲物質(zhì)放入水中會下沉,則體積為1m3的甲物質(zhì)在水中受到的浮力為故B錯誤;C.乙物質(zhì)的密度乙物質(zhì)放入水中會漂浮,甲物質(zhì)放入水中會下沉,所以將體積相等的甲、乙兩種物質(zhì)放入水中,它們排開水的體積不相同,根據(jù)知它們所受浮力不相同,故C錯誤;D.由圖像知,當質(zhì)量都為2.7×103kg時,甲的體積為1m3,乙的體積為3m3,則甲、乙兩種物質(zhì),體積比故D正確。故選D。15.一個裝有適量水、足夠高的圓柱形容器放在水平桌面上,一個邊長為10cm的正方體木塊輕放入水中,木塊有的體積露出水面(如圖甲所示)。在木塊上放一物體A時,木塊剛好完全浸沒水中(如圖乙所示)此時液面上升了1cm。下列說法正確的是()
A.物體A的質(zhì)量為2kg B.圓柱形容器的底面積為200cm2C.木塊的密度為0.8×103g/cm3 D.圖甲中木塊底部受到水的壓強為1000Pa【答案】B【解析】A.木塊有的體積露出水面,在木塊上放一物體A時,木塊剛好完全浸沒水中,說明物體A的質(zhì)量等于木塊的體積排開水的質(zhì)量故A錯誤;B.木塊下沉了體積的,水面升高了1cm,則圓柱形容器的底面積為故B正確;C.只有木塊漂浮在水面上時,木塊在水面下的體積與木塊的總體積之比等于木塊的密度與水的密度之比故C錯誤;D.圖甲中木塊底部受到水的壓強為故D錯誤。16.量筒內(nèi)裝有55mL水,往里放入小桶如圖甲,再往小桶里放入20g的物塊如圖乙,圖中小桶均靜止,ρ水=1g/cm3,g=10N/kg,則()A.圖甲小桶排水體積為60cm3B.圖甲小桶受到的浮力大于0.5NC.圖乙小桶排開水的質(zhì)量大于20gD.圖甲小桶所受浮力等于圖乙小桶所受浮力【答案】C【解析】AB.量筒內(nèi)裝有55mL水,由圖甲知小桶排開水的體積為V桶排=60mL﹣55mL=5mL小桶受到的浮力為F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣6m3=0.05N<0.5N故AB不符合題意;C.圖乙小桶排開水的體積為V排′=80mL﹣55mL=25mL=25cm3小桶排開水的質(zhì)量為m排=ρ水V排′=1g/cm3×25cm3=25g>20g故C符合題意;D.圖甲小桶所受浮力等于小桶的重力,圖乙小桶所受浮力等于小桶和物體的重力之和,所以圖甲小桶所受浮力小于圖乙小桶所受浮力,故D不符合題意。17.在科技節(jié),小明用傳感器設(shè)計了如圖甲所示的力學裝置,豎直細桿B的下端通過力傳感器固定在容器底部,它的上端與不吸水的實心正方體A固定,不計細桿B及連接處的質(zhì)量和體積。力傳感器可以顯示出細桿B的下端受到作用力的大小,現(xiàn)緩慢向容器中加水,當水深為13cm時正方體A剛好浸沒,力傳感器的示數(shù)大小F隨水深變化的圖像如圖乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)下列說法正確的是()A.物體A所受到的重力10NB.豎直細桿B的長度為10cmC.當容器內(nèi)水的深度為4cm時,壓力傳感器示數(shù)為5ND.當容器內(nèi)水的深度為9cm時,壓力傳感器示數(shù)為6N【答案】C【解析】A.觀察圖乙發(fā)現(xiàn)容器中不加水時,容器底受到壓力為6N,所以物體A所受到的重力6N,故A錯誤;B.觀察圖乙發(fā)現(xiàn),當水深為3cm開始,正方體A對容器底的壓力逐漸減小,即水深為3cm時,正方體A開始浸入水中,所以豎直細桿B的長度為3cm,故B錯誤;C.當水深為13cm時正方體A剛好浸沒,所以正方體A的邊長l=13cm-3cm=10cm=0.1m則物體A的底面積S=l2=(0.1m)2=0.01m2當容器內(nèi)水的深度為4cm時,物體A受到的浮力則壓力傳感器示數(shù)F1=G-F浮1=6N-1N=5N故C正確;D.當容器內(nèi)水的深度為9cm時,正方體A浸入水中深度l1=9cm-3cm=6cm=0.06m物體A受到的浮力則壓力傳感器示數(shù)F2=G-F浮2=6N-6N=0故D錯誤。18.兩個完全相同的容器放在同一水平桌面上,分別裝有甲、乙兩種密度不同的液體,且ρ甲>ρ乙;兩個體積相同的實心小球a和b在甲、乙兩種液體中靜止時的狀態(tài)如圖所示:兩容器內(nèi)c、d兩點到容器底部的距離相等。設(shè)小球a和b的密度分別為ρa和ρb,質(zhì)量分別為ma和mb,受到的浮力分別為Fa和Fb,c、d兩處的液體壓強分別為pc和pd。下列說法中:①ρa>ρb;②ma<mb;③Fa=Fb;④pc>pd()A.只有①③正確B.只有①④正確C.只有②③正確 D.只有①③④正確【答案】B【解析】由圖可知,a球在甲液體中懸浮,即ρa=ρ甲,b球在乙液體中漂浮,即ρb<ρ乙,因為ρ甲>ρ乙所以ρa>ρb,故①正確;因為實心小球a和b體積相同,根據(jù)密度公式可知,ma>mb,故②錯誤;根據(jù)平衡法,小球a和b在液體甲乙中受到的浮力都等于自身重力,因為ma>mb,可得Ga>Gb,即Fa>Fb,故③錯誤;根據(jù)液體壓強公式p=ρgh,c、d兩處的深度不同,hc>hd,又因為ρ甲>ρ乙,所以pc>pd,故④正確。綜上可知,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。19.如圖所示,潛水員潛沒在海水中,他攜帶的氣瓶可以對身上的背心進行充氣或放氣,從而改變背心的體積大小來實現(xiàn)浮沉。下列對潛水員分析正確的是()
A.下潛過程中,受到的壓強不變B.下潛過程中,受到的浮力變大C.對背心進行充氣后,受到的浮力變大D.對背心進行放氣后,受到的浮力小于排開海水的重力【答案】C【解析】A.向海底下潛過程中,深度增大,根據(jù)液體壓強公式p=ρ液gh可知,受到海水的壓強變大,故A錯誤;B.根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,下潛過程中,海水的密度不變,排開水的體積不變,則受到的浮力不變,故B錯誤;C.對背心進行充氣后,排開水的體積變大,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到海水的浮力變大,故C正確;D.根據(jù)阿基米德原理可知,浸在液體中的物體所受浮力大小等于它排開液體所受重力,所以對背心進行放氣后,受到的浮力等于排開海水的重力,故D錯誤。故選C。20.如圖所示,將重為6N的小球掛在彈簧測力計下,當小球的體積浸在水中時,測力計示數(shù)為3N。下列說法正確的是()A.小球的體積為300cm3B.小球的密度為2g/cm3C.緩緩向下移動彈簧測力計,小球?qū)y力計的拉力最小可達到1ND.剪斷懸吊小球的細線,小球在水中穩(wěn)定時受到的浮力為6N【答案】C【解析】AB.當小球的體積浸在水中時受到的浮力F浮=G-F示=6N-3N=3N小球排開水的體積小球的體積小球的密度故AB錯誤;CD.因為小球的密度大于水的密度,所以剪斷懸吊小球的細線,小球在水中穩(wěn)定時將沉入水底,即小球完全浸沒在水中,則此時小球受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N緩緩向下移動彈簧測力計,小球處于平衡狀態(tài),由力的平衡條件可得G=F浮+F拉則當F浮最大時,即小球浸沒在水中,F(xiàn)拉最小,拉力最小為F拉小=G-F浮′=6N-5N=1N故C正確,D錯誤。21.如圖是甲、乙兩物體的質(zhì)量與體積關(guān)系圖象,將體積為V=1cm3的甲、乙兩物體分別放入盛滿水的相同溢水杯a和b中,待兩物體靜止時,兩容器液面相平,下列說法正確的是()
A.a(chǎn)容器中的是甲物體,b容器中的是乙物體B.物體在b容器內(nèi)排開水的質(zhì)量較大C.a(chǎn)、b兩容器底部受到水的壓強相等D.a(chǎn)、b兩容器對地面的壓強相等【答案】C【解析】A.由圖象可知,甲的密度為乙的密度因為ρ甲>ρ水,ρ乙=ρ水甲物體在水中會下沉,所以b容器中的是甲物體,乙物體在水中會懸浮,所以a容器中的是乙物體,故A錯誤;B.甲乙兩個物體體積相等,全部浸入水中,排開水的體積相等,由F浮=ρ水gV排可知甲乙受到的浮力相等,由阿基米德原理可知甲乙排開液體的重力相等,由G=mg可知甲乙排開液體的質(zhì)量相等,故B錯誤;C.容器內(nèi)水的深度相同,根據(jù)p=ρgh可知,a、b兩容器底部受到水的壓強相等,故C正確;D.因為ρ甲>ρ乙甲乙的體積相等,由G=mg=ρVg可知甲乙的重力關(guān)系G甲>G乙原來溢水杯裝的水的重力相等,由選項B可知,甲乙排開水的重力相等,所以容器內(nèi)剩余水的重力相等,容器是相同的,所以容器的重力相等,容器對地面的壓力等于水、物體和容器的總重力,a容器的總重力大于b容器的總重力,所以a容器對地面的壓力較大,容器的底面積相等,由可知a容器對地面的壓強較大,故D錯誤。22.利用圖中實驗裝置驗證阿基米德原理,當物塊浸入溢水杯時,水會流入空桶中,下列說法正確的是()A.實驗前溢水杯未裝滿水,對實驗結(jié)果沒有影響B(tài).通過計算可知實驗所用物塊的密度為1.5g/cm3C.物塊浸入水中越深,左側(cè)彈簧測力計的示數(shù)越小D.物塊從接觸液面至浸入水中任一位置,兩側(cè)彈簧秤變化量總是相等【答案】D【解析】A.物體放入水中前,溢水杯應該是滿水的,否則小桶內(nèi)所盛的水將小于物體排開水的體積。所以應該在溢水杯中倒?jié)M水;故A錯誤;B.由測力計的示數(shù)可知,物體的重力G=2N,物體的質(zhì)量為物體浸沒水中后的浮力F?。紾﹣G′=2N﹣1N=1N由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,物體的體積物體的密度為故B錯誤;C.左側(cè)實驗中,在物塊完全浸沒水中前,
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