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专题05 浮力(解析版)
一、单选题
1.(2023•北京中考)甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示,将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为、和。下列判断正确的是( )
小球
甲
乙
丙
m/g
30
40
54
V/cm3
60
50
20
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由表格数据可知,甲球的密度为
乙球的密度为
丙球的密度为
由于甲球和乙球密度小于水的密度,所以甲球和乙球最终会漂浮在水面,甲球漂浮时,浮力为
乙球漂浮时,浮力为
由于丙球密度大于水的密度,所以丙球最终会沉底,由可知,浮力为
综上所述,,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.(2021•北京中考)测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利,而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计,体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细钢丝制成简易密度计(未标刻度)。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L表示(如图所示),已知酒精的密度为0.8g/cm3,水的密度为1.0g/cm3为了给简易密度计标刻度,小慧将该密度计放入酒销中,密度计静止时L为6cm,她在密度计上距顶端6m处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3;小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线。该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3利用上述数据,可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为( )
A.9.2cm B.9.6cm C.10cm D.10.4cm
【答案】B
【详解】设木棒长度为h,底面积为S,细钢丝体积为V,密度计重为G,小慧将该密度计放入酒销中,密度计静止时L为6cm,她在密度计上距顶端6m处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3;则
小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线,则
联立解得V=(0.16m-h)S
设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L′,则
解得L′=0.096m=9.6cm
故选B。
3.(2020•北京中考)某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计A,如图甲所示。将A依次放入一系列密度已知的液体中,每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ,并测量木棒浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出ρ-h图像,如图乙中图线①所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计B。将B同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图乙中图线②。他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( )
A.上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大
B.密度计B上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
C.密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量
D.若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
【答案】C
【详解】A.密度计A的重力不变,不同的液体中,处于竖直漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,故A错误;
B.对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变,密度计B上越靠近铜丝的位置,浸入液体的深度越小,对应密度越大,故B错误;
C.由图乙可知,密度计浸入液体深度相同,密度计B对应的密度较大,根据F浮=ρ液gV排可知,V排相同,密度计B受到的浮力较大,由漂浮条件可知密度计B的重力较大,由G=mg可知密度计B的质量较大,故C正确;
D.如图所示:
密度计A上三个密度和对应的深度的乘积相等,即
,,
ρ3与ρ2刻度线的间距①
ρ2与ρ1刻度线的间距
因为ρ3-ρ2=ρ2-ρ1
所以②
比较①②,由于h2>h3,ρ2>ρ1
所以h2-h3<h1-h2
密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ2与ρ1刻度线的间距,故D错误。
故选C。
二、多选题
4.(2024•北京中考)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是( )
A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t满足24℃<t<26℃
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
【答案】BCD
【详解】当温度升高时,液体的密度变小,原来悬浮的小球因为浮力变小,而沉底,彩球4号表示环境温度为22℃,彩球5号比4号相比沉底,说明彩球5号密度是液体的密度,表示环境温度为20℃,彩球5号可以悬浮,那么彩球3号表示环境温度24℃,彩球2号表示环境温度为26℃,彩球1号表示28℃;
A.彩球4在22℃时悬浮,彩球4的密度等于液体的密度,浮力等于重力,在18℃时,温度低,液体的密度比较大,彩球4号处于漂浮状态,浮力等于重力,彩球所受的浮力相同,故A错误;
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,特殊液体的密度最大, 5个彩球均漂浮,故B正确;
C.若有2个彩球漂浮,则彩球1、2号漂浮,说明最高温度小于26℃,3个彩球沉底,彩球3、4、5号沉底,说明最低温度不低于24℃,故环境温度t满足24℃<t<26℃
故C正确;
D.要增大该温度计能测得的最高温度,此时说明彩球内的液体密度最小,最后悬浮,故需要找一个密度小的彩球,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球,最后悬浮,故D正确。
故选BCD。
一、单选题
1.(2024·北京朝阳一模)小阳将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再将电子秤示数清零 (按电子秤的清零键后,示数显示为零)。水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为m1。用细线系好小金属块,使其浸没在水中(不碰水杯),如图丙所示,电子秤示数为m2。使金属块沉底并松手,如图丁所示,电子秤示数为m3。已知水杯的底面积为S, 水的密度为。下列判断正确的是( )
A.乙图中,水对杯底的压强为
B.丁图中,金属块受到的浮力为
C.金属块的密度为
D.丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力大于
【答案】C
【详解】A.水的重力为m1g,容器上宽下窄,水对容器底部的压力小于水的重力,则乙图中,水对杯底的压强小于,故A错误;
B.图丙悬挂状态下,金属块受到的浮力与金属块向下压力是一对作用力与反作用力,此时金属块受到的浮力为,图丁中金属块也是完全浸没的,所以浮力与图丙中相同,为,故B错误;
C.金属块的体积为
金属块沉在杯底后,电子秤示数为m3,是一杯水和金属块的总重,则金属块的重力为,金属块的密度
故C正确;
D.丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力等于金属块受到的浮力,等于,故D错误。
故选C。
2.(2024·北京丰台一模)桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积相等,如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁。将木球放入水中、铁球放入酒精中,静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2。下列判断中正确的是( )
A.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1>F2 B.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1<F2
C.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1=F2 D.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1<F2
【答案】B
【详解】将木球放入水中,木球漂浮在水面上,静止时木球所受浮力F1=G木=m木g=ρ木gV木……①
铁球放入酒精中将下沉,则铁球所受浮力F2=ρ酒精gV铁……②
比较①和②,实心木球和实心铁球的体积相等,即V木=V铁,g相同,若ρ木<ρ酒精,则F1<F2;若ρ酒精<ρ木,则F1>F2,故A、C、D错误, B正确。
故选B。
3.(2024·北京大兴一模)如图所示,甲、乙两个相同的烧杯中装有密度相同的液体,将两个物体A、B分别放入甲、乙两杯液体中。静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,两杯中的液体液面高度均为h。若A、B的质量分别为mA、mB,A、B的体积分别为VA、VB,A、B受到的浮力分别为FA、FB。下列判断中正确的是( )
A.若VA<VB,则一定有mA<mB
B.若mA<mB,则一定有FA<FB
C.甲杯中液体对容器底的压力大于乙杯中液体对容器底的压力
D.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
【答案】B
【详解】A.由图可知,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,所以A的密度大于液体密度,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,B的密度小于液体密度,两烧杯中液体密度相同,所以A的密度大于B的密度,若VA<VB,则根据无法判断谁的质量大,谁的质量小,故A错误;
B.物体A在甲杯液体中处于沉底状态,所以A的重力大于浮力,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,B的重力等于浮力,若mA<mB,根据可知,A的重力小于B的重力,则A的浮力一定小于B的浮力,即FA<FB,故B正确;
C.甲、乙两个相同的烧杯中装有密度相同的液体,两杯中的液体液面高度均为h,根据可知液体对容器底压强相等,相同的烧杯底面积相同,根据可知,液体对容器底压力相等,故C错误;
D.物体A在甲杯液体中处于沉底状态,所以A的重力大于浮力,甲杯对桌面的压力等于烧杯重力,液体对烧杯底的压力和物体A对烧杯底的压力之和,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,乙杯对桌面的压力等于烧杯重力,液体对烧杯底的压力之和,因两烧杯相同,由C选项可知,液体对容器底压力相同,故甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,根据可知,甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故D错误。
故选B。
4.(2024·北京平谷一模)甲乙两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装上水。将体积相同的实心球A、B分别放入容器中,静止时如图所示,A球悬浮,B球漂浮,且两容器水面相平,下列说法正确的是( )
A.两个小球受到的重力:GA<GB
B.两个小球受到的浮力:FA浮=FB浮
C.两个容器底部受到的压力:F甲=F乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
【答案】C
【详解】AB.由图可知,A球排开液体的体积比B球大,由F浮=ρ水gV排得,FA浮>FB浮;A球悬浮,浮力等于重力,B球漂浮,浮力等于重力,两个小球受到的重力:GA>GB,故AB错误;
C.两容器水面相平,由p=ρgh得,两个容器底部受到的压强相等,由得,容器的底面积相同,压强相同,所以两个容器底部受到的压力相等F甲=F乙,故C正确;
D.A球悬浮,B球漂浮,物体的重力和排开液体的重力相等,所以甲的总重力和乙相等,两个容器对桌面的压力相等,由得,在接触面积一定时,两个容器对桌面的压强相等,p甲=p乙,故D错误。
故选C。
5.(2024·北京房山一模)小华洗草莓时发现草莓漂浮在水面上,他想知道草莓的密度,于是用家里的电子秤进行测量。首先测出杯子和水的质量为210g,如图甲所示;然后再将草莓放入水中漂浮,此时电子秤的示数为237g,如图乙所示;最后用一根细针压草莓使其浸没在水中且不接触杯子,杯子中没有水溢出,此时电子秤的示数为240g,如图丙所示。ρ水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.草莓的质量为30g
B.草莓的体积为27cm3
C.细针对草莓的压力为0.3N
D.草莓的密度约为0.9103kg/m3
【答案】D
【详解】A.草莓的质量为
故A错误;
C.细针对草莓的压力为
故C错误;
B.丙图中,草莓完全浸没,受到的浮力为
则草莓的体积为
故B错误;
D.草莓的密度为
故D正确。
故选D。
6.(2024·北京门头沟一模)底面积为400cm²的圆柱形容器装有适量的水,圆柱形木块A的底面积是200cm²,漂浮在水面上,恰好有一半的体积露出水面,如图甲所示;当把物体B叠放到A上时,木块A恰好浸没到水面以下,此时水面比甲图升高了2cm,如图乙所示。下列判断正确的是(ρ水=1.0×103kg/m³,g取10N/kg)( )
A.木块A的体积是800cm³
B.物体B受到的重力是8N
C.甲图中A受到的浮力是4N
D.乙图中A受到的浮力是12N
【答案】B
【详解】A.水面比甲图升高了2cm,则物体A排开水的体积为
物体A恰好有一半的体积露出水面,则物体A的体积为
故A错误;
B.当把物体B叠放到A上时,木块A恰好浸没到水面以下,此时增加的排水体积为
图乙中AB物体漂浮在水面上,则根据二力平衡知识可知,B的重力即为增加的浮力,即
故B正确;
C.图甲中物体A所受的浮力为
故C错误;
D.图乙中物体A所受的浮力为
故D错误。
故选B。
7.(2024·北京人大附中校考一模)有两个圆柱形容器,分别盛有深度相同的水和某种未知液体。现用弹簧测力计挂着一个圆柱体,先后将圆柱体逐渐竖直浸入水和未知液体中(水和未知液体都未溢出)。图甲、乙所示分别为弹簧测力计的示数F随着圆柱体下表面在水中深度和在未知液体中深度的变化图像,以下结果正确的是( )
A.圆柱体在水中浸没时受到的浮力大于圆柱体在未知液体中受到的最大浮力
B.圆柱体的密度为
C.未知液体的密度为
D.取下圆柱体放入水中,圆柱体会悬浮
【答案】B
【详解】A.由图甲知,圆柱体在水中浸没时受到的浮力为F浮水=7.2N-1.2N=6N
由图乙知,圆柱体在液体中浸没时受到的浮力为7.2N,所以圆柱体在水中浸没时受到的浮力小于圆柱体在未知液体中受到的最大浮力,故A错误;
B.由得,圆柱体的质量为
由图像甲可知,根据F浮=ρ液gV排,则圆柱体浸入液体的体积等于物体排开液体的体积为
圆柱体的密度为
故B正确;
C.由图乙知,当圆柱体在液体中的深度达到
时,弹簧测力计的示数为0,所以受到的浮力F浮液=G=7.2N
由图甲可知,圆柱体浸入液体的深度为25cm刚好完全浸没,圆柱体的高度为25cm=0.25m,所以圆柱体在液体中处于漂浮状态,圆柱体的底面积为
所以当圆柱体在液体中的深度达到0.2m,圆柱体排开液体的体积为
未知液体的密度为
故C错误;
D.取下圆柱体放入水中,因为圆柱体的密度大于水的密度,圆柱体会下沉,故D错误。
故选B。
8.(2024·北京海淀二模)水平桌面上的玻璃容器内装有足量的水,小明将一个完整的桔子放入容器内的水中,发现桔子漂浮在水面上,如图甲所示;把该桔子捞出擦干后,剥下桔皮,再将桔皮和桔肉放回水中,发现桔皮仍漂浮,桔肉则沉在水底,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.甲图中桔子的密度等于水的密度
B.甲图中桔子受到的浮力大于其受到的重力
C.乙图中桔肉沉入水底的过程中所受的浮力一直变大
D.甲图中桔子受到的浮力大于乙图中桔皮和桔肉受到的浮力之和
【答案】D
【详解】AB.图甲中,桔子漂浮在水面,由物体浮沉条件可知,桔子的密度小于水的密度,桔子受到的浮力等于自身的重力,故AB错误;
C.乙图中桔肉沉入水底的过程中,排开水的体积不变,由可知,其受到的浮力不变,故C错误;
D.甲图中桔子受到的浮力等于桔子的重力,乙图中桔皮漂浮,桔皮受到的浮力等于桔皮受到的重力,桔肉沉底,受到的浮力小于重力,因此甲图中桔子受到的浮力大于乙图中桔皮和桔肉受到的浮力之和,故D正确。
故选D。
9.(2024·北京西城二模)中国第三艘航母“福建舰”已经顺利完成首次海试。它是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母,满载排水量约8万余吨,这标志着中国即将迈入三航母时代(如图所示)。不久后,辽宁舰、山东舰、福建舰将共同维护中国海疆的安全。已知:辽宁舰和山东舰满载排水量均为6万余吨。在三艘航母满载时,下列说法中正确的是( )
A.福建舰比辽宁舰排开海水的体积小
B.福建舰比山东舰受到海水向上的压力小
C.福建舰所受海水的浮力等于辽宁舰所受浮力
D.福建舰所受浮力等于它排开的海水所受的重力
【答案】D
【详解】AC.福建舰满载排水量约8万余吨,辽宁舰和山东舰满载排水量均为6万余吨,则福建舰的满载排水量大,说明它满载时排开海水的质量大,由G=mg可知福建舰排开水的重力大,根据阿基米德原理可知,福建舰满载时受到的浮力大,由可知福建舰满载时排开海水的体积大,故AC错误;
B.由于福建舰满载时受到的浮力大,根据浮力产生的原因可知福建舰受到海水向上的压力大,故B错误;
C.根据阿基米德原理可知福建舰所受浮力等于它排开的海水所受的重力,故D正确。
故选D。
10.(2024·北京丰台二模)如图所示,小明在洗水果时发现丢入水中的苹果,在全部浸没水中后会继续向下运动一段距离,然后向上运动,最终漂浮在水面上。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,苹果受到水的压强不变
B.向下运动的过程中,苹果受到水的浮力变大
C.向上运动的过程中,苹果的运动状态保持不变
D.在水面漂浮时,苹果受到的浮力和重力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.根据可知,向下运动的过程中,液体密度不变,h变大,故苹果受到水的压强变大,故A错误;
B.根据可知,全部浸没水中后会继续向下运动的过程中,液体密度和排开液体体积都不变,故苹果所受浮力大小不变,故B错误;
C.向上运动的过程中,浮力大于重力,受非平衡力,故苹果运动状态改变,故C错误;
D.在水面漂浮时,苹果受到重力和浮力,二者是一对平衡力,故D正确。
故选D。
11.(2024·北京丰台二模)甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有质量相同的A、B两种液体,将同一个小球先后放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,如图所示。若A、B液体的密度分别为、,小球在A、B液体中所受浮力分别为、,A、B液体对容器底部的压强分别为、,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为、,则下列判断正确的是( )
A.< B.> C.> D.=
【答案】B
【详解】AD.小球在甲容器中漂浮,所以,在乙容器中沉底,则有,,所以,,故AD错误;
B.,甲中液体深度小于乙中液体深度,故无法用来进行判断。甲、乙为正柱形容器,容器底受到的压力等于液体重力加物体所受浮力。液体质量相等,,故甲中液体对容器底的压力大于乙中液体对容器底的压力,受力面积相同,故,故B正确;
C.由于容器中分别盛有质量相同的A、B两种液体,圆柱形容器完全相同,小球为同一小球,容器对地面的压力等于液体重力、容器重力与球的重力三者之和,所以甲、乙对地面的压力相同,由于容器的底面积相同, 所以,故C错误。
故选B。
12.(2024·北京石景山二模)小明将吸管的一端缠绕一些细铜丝,并用石蜡封口,自制一个简易密度计。水平桌面上,两个完全相同的容器分别装有甲、乙两种液体,将该密度计依次放入甲、乙两种液体中,静止时,液面相平,如图下列正确的是( )
A.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大
B.密度计在甲液体中比在乙液体中受到的浮力小
C.甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力
D.若将原密度计底部再多缠几圈细铜丝,则密度计相邻两刻度线之间的距离变小
【答案】C
【详解】A.密度计浸入液体深度越小,液体密度越大,所以密度计越往上的刻度,对应密度越小,故A错误;
B.密度计始终漂浮,浮力大小等于密度计的重力,所以浮力相等,故B错误;
C.由于甲、乙液面相平,甲液体的密度小,所以甲液体比乙液体对容器底的压强小,因为容器的底面积相同,由F=pS可知,甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力,故C正确;
D.密度计底部多缠几圈细铜丝,密度计自身重力变大,根据公式F浮=ρ液ghS=G,液体密度相同时,密度计的浸没深度h增大,所以密度计的测量范围变小,所以相邻两刻度的距离变大,故D错误。
故选C。
13.(2024·北京顺义二模)将一电子秤放在水平桌面上,按实验操作规范将溢水杯中装满水放在电子秤上,用细线系住金属块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,金属块始终不与溢水杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.金属块浸没在水中静止时与它未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
B.金属块浸没在水中静止时与它未浸入水中时相比,电子秤的示数变大
C.剪断细线金属块沉底后静止,与剪断前相比,电子秤的示数变大
D.剪断细线金属块沉底后静止,与剪断前相比,由电子秤示数变化可以求出金属块密度
【答案】C
【详解】A.金属块浸没在水中静止时与它未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变,溢水杯底面积不变,根据公式F=pS可知,水对溢水杯底的压力不变,故A错误;
B.金属块没有浸入水中,电子秤的示数F=G杯+G水
由于溢水杯中装满水,金属块浸入水中静止时,由阿基米德原理可知金属块受到的浮力等于排开水的重力(溢出水的重力),而金属块对水的压力大小与浮力相等(即该压力等于溢出水的重力),电子秤的示数F1=G杯+G水-G排+F浮=G杯+G水
所以溢水杯对电子秤的压力不变,则电子秤示数不变,故B错误;
CD.若剪断细绳,使金属块沉底,此时电子秤的示数等于水、容器以及金属块的总重力,即F2=G杯+G水+G金属>F1
所以电子秤的示数变大,剪断细线金属块沉底后静止,与剪断前相比,电子秤示数变化ΔF=F2-F=(G杯+G水+G金属)-(G杯+G水)=G金属
不知道金属块的体积,无法得到金属块的密度,故C正确,D错误。
故选C。
14.(2024·北京燕山二模)水平桌面上有质量相等的A、B两个容器,容器A底面积大于容器B底面积。两容器中装有质量相等的水,将两个橡胶吸盘吸合在一起放在容器A中,两吸盘漂浮,如图甲所示;再将这两个橡胶吸盘分开后放入容器B中,两吸盘沉底,如图乙所示。A、B两容器中的水深度相同。下列说法正确的是( )
A.容器A中两吸盘的重力小于容器B中两吸盘的重力
B.容器A中两吸盘排开水的重力大于容器B中两吸盘排开水的重力
C.容器A底受到水的压力等于容器B底受到水的压力
D.容器A中两吸盘受到的浮力小于容器B中两吸盘受到的浮力
【答案】B
【详解】A.两吸盘在容器A中和容器B的状态不同,是由于在容器A中是空心的,排开水的体积较大,所以浮力较大,但是两在容器AB中的重力是相同的,故A错误;
BD.容器A中两吸盘漂浮,受到的浮力等于自身的重力,容器B中两吸盘沉底,受到的浮力小于重力,两吸盘的重力相等,则容器A中两吸盘受到的浮力大于容器B中两吸盘受到的浮力,则容器A中两吸盘排开水的重力大于容器B中两吸盘排开水的重力,故B正确,D错误;
C.两容器中的水的深度相同,根据可知,两容器底受到水的压强相等,由于容器A底面积大于容器B底面积,根据可知,容器A底受到水的压力大于容器B底受到水的压力,故C错误;
故选B。
二、多选题
15.(2024·北京东城一模)水平桌面上放有底面积、质量均相同的甲、乙两容器,容器内装有质量相同的不同种液体,将两个完全相同的小球分别放入两种液体中,小球静止时的状态如图所示。甲、乙两容器中的液体密度分别为和;甲、乙两容器中小球受到的浮力分别为和;甲、乙两容器中液体对容器底部的压强分别为和;甲、乙两容器对桌面的压力分别为和。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【详解】AC.根据物体沉浮条件,小球在甲中漂浮,浮力等于物体重力,,,小球在乙中悬浮,浮力等于物体重力,,,则有,,故AC正确;
B.甲中柱形容器底面受到的压力等于液体的总重力,乙容器底部受到的压力为
从乙容器的形状可知,,即压力小于液体的总重力,故,根据压强公式可知,受力面积相同, ,故B正确;
D.甲、乙两容器对桌面的压力等于液体、小球和容器的总重力,总重力相等,压力相等,故,故D错误。
故选ABC。
16.(2024·北京燕山一模)电子秤放在水平桌面上,将柱形容器放在电子秤上,容器内盛有足够深的某种液体,如图所示。用弹簧测力计提着圆柱体使之缓慢浸入液体中,圆柱体始终保持竖直状态且不接触容器底和侧壁,此过程中容器中的液体未溢出。记录圆柱体下表面所处的不同深度h和相应电子秤的示数m,数据如下表所示。已知圆柱体的高度15cm。当h=8cm时,弹簧测力计的示数为1.2N。(g取10N/g)
下列判断正确的是( )
h/cm
0
2
4
6
8
10
12
……
m/kg
2.00
2.040
2.080
2.120
2.160
2.200
2.240
……
A.物体的重力是20N
B.电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐减小
C.当h=10cm时,圆柱体受到的浮力大小为2N
D.剪断细线后,圆柱体最终处于漂浮状态
【答案】BCD
【详解】B.由表中数据可知,电子秤示数逐渐增大时,物体浸入水中的体积逐渐增大,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力增大,由F浮=G-F示可知,重力不变,弹簧测力计示数减小,即细线对圆柱体的拉力逐渐减小,故B正确;
C.当h=10cm时,电子秤的示数增大的质量为Δm=2.200kg-2.00kg=0.2kg
电子秤所受压力变化量为F =Δmg = 0.2kg×10N/kg=2N
即此时圆柱体所受的浮力F浮=2N,故C正确;
A.当h1=8cm时,电子秤的示数增大的质量为Δm ′=2.160kg-2.00kg=0.16kg
电子秤所受压力变化量为F ′=Δmg ′ = 0.16kg×10N/kg=1.6N
圆柱体所受的浮力F浮′=1.6N,此时弹簧测力计的示数为1.2N,根据称重法可知,物体重力为G=F浮′+F示=1.6N+1.2N=2.8N
故A错误;
D.当h1=8cm时,物体受到的浮力为0.16N,由F浮=ρ液gV排=ρ液gSh
可知,浮力与h正正比,所以当浸入h2=15cm即浸没时,受到的浮力为
由于3N>2.8N,故剪断细线后,圆柱体最终处于漂浮状态,故D正确。
故选BCD。
17.(2024·北京北师大附中校考一模)水平桌面上有一个底面积为100cm2的圆柱形容器,质量为200g(容器的厚度忽略不计),容器底部有个由阀门B控制的出水口,容器中装入10cm深的水。现将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,将合金块A浸没在容器中的水中,如图甲所示。打开阀门B缓慢放水过程中,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示,整个过程中金属块始终不与容器底部接触。下列说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.随着放水时间的增加,合金块A受到的浮力一直减小
B.合金块A受到的最大浮力为22N
C.合金块A的密度为3.2×103kg/m3
D.阀门B未打开时容器对水平面的压强为2.2×103Pa
【答案】CD
【详解】A.由乙图可知,随着放水时间的增加,弹簧测力计的示数先不变,后变大,再不变,物体重力不变,根据可知,合金块A受到的浮力先不变,后变小,故A错误;
B.由图象可知,40s后弹簧测力计示数不变,此时合金块只受重力和拉力,则合金块重力为
0~10s时,合金块浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为22N,此时浮力最大,为
故B错误;
C.合金块的质量为
浸没在水中时,合金块的体积等于排开水的体积,为
合金块的密度为
故C正确;
D.阀门B未打开时容器中水的体积为
水的质量为
水的重力为
容器的重力为
将容器、水、合金块看成一个整体,阀门B未打开时容器对水平面的压力为
阀门B未打开时容器对水平面的压强为
故D正确。
故选CD。
18.(2024·北京昌平二模)某同学将盛有适量水的烧杯放在压力秤上,其示数为2N,如图甲所示;将一个长方体木块放入水中,木块漂浮时压力秤的示数为2.75N,如图乙所示;用细针将木块压入水中使其全部浸没,始终保持本块。上表面水平,此时压力秤的示数为3.25N,如图丙所示,已知水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.该木块的重力为2.75N
B.该木块的密度为0.6g/cm3
C.丙图中,木块所受浮力为1.25N
D.丙图中,木块处于静止状态,水对木块的合力为0N
【答案】BC
【详解】A.木块的重力G=2.75N-2N=0.75N
故A错误;
BC.由甲、丙图可得F浮=3.25N-2N=1.25N
木块的质量
木块的体积
木块的密度
故BC正确;
D.图丙中,由于木块处于静止状态,则木块受到平衡力,所以水对木块的合力大小等于浮力的大小,水对木块的合力为1.25N,故D错误。
故选BC。
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专题05 浮力(原卷版)
一、单选题
1.(2023•北京中考)甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示,将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为、和。下列判断正确的是( )
小球
甲
乙
丙
m/g
30
40
54
V/cm3
60
50
20
A. B.
C. D.
2.(2021•北京中考)测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利,而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计,体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细钢丝制成简易密度计(未标刻度)。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L表示(如图所示),已知酒精的密度为0.8g/cm3,水的密度为1.0g/cm3为了给简易密度计标刻度,小慧将该密度计放入酒销中,密度计静止时L为6cm,她在密度计上距顶端6m处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3;小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线。该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3利用上述数据,可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为( )
A.9.2cm B.9.6cm C.10cm D.10.4cm
3.(2020•北京中考)某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计A,如图甲所示。将A依次放入一系列密度已知的液体中,每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ,并测量木棒浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出ρ-h图像,如图乙中图线①所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计B。将B同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图乙中图线②。他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( )
A.上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大
B.密度计B上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
C.密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量
D.若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
二、多选题
4.(2024•北京中考)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是( )
A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t满足24℃<t<26℃
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
一、单选题
1.(2024·北京朝阳一模)小阳将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再将电子秤示数清零 (按电子秤的清零键后,示数显示为零)。水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为m1。用细线系好小金属块,使其浸没在水中(不碰水杯),如图丙所示,电子秤示数为m2。使金属块沉底并松手,如图丁所示,电子秤示数为m3。已知水杯的底面积为S, 水的密度为。下列判断正确的是( )
A.乙图中,水对杯底的压强为
B.丁图中,金属块受到的浮力为
C.金属块的密度为
D.丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力大于
2.(2024·北京丰台一模)桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积相等,如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁。将木球放入水中、铁球放入酒精中,静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2。下列判断中正确的是( )
A.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1>F2 B.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1<F2
C.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1=F2 D.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1<F2
3.(2024·北京大兴一模)如图所示,甲、乙两个相同的烧杯中装有密度相同的液体,将两个物体A、B分别放入甲、乙两杯液体中。静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,两杯中的液体液面高度均为h。若A、B的质量分别为mA、mB,A、B的体积分别为VA、VB,A、B受到的浮力分别为FA、FB。下列判断中正确的是( )
A.若VA<VB,则一定有mA<mB
B.若mA<mB,则一定有FA<FB
C.甲杯中液体对容器底的压力大于乙杯中液体对容器底的压力
D.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
4.(2024·北京平谷一模)甲乙两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装上水。将体积相同的实心球A、B分别放入容器中,静止时如图所示,A球悬浮,B球漂浮,且两容器水面相平,下列说法正确的是( )
A.两个小球受到的重力:GA<GB
B.两个小球受到的浮力:FA浮=FB浮
C.两个容器底部受到的压力:F甲=F乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
5.(2024·北京房山一模)小华洗草莓时发现草莓漂浮在水面上,他想知道草莓的密度,于是用家里的电子秤进行测量。首先测出杯子和水的质量为210g,如图甲所示;然后再将草莓放入水中漂浮,此时电子秤的示数为237g,如图乙所示;最后用一根细针压草莓使其浸没在水中且不接触杯子,杯子中没有水溢出,此时电子秤的示数为240g,如图丙所示。ρ水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.草莓的质量为30g
B.草莓的体积为27cm3
C.细针对草莓的压力为0.3N
D.草莓的密度约为0.9103kg/m3
6.(2024·北京门头沟一模)底面积为400cm²的圆柱形容器装有适量的水,圆柱形木块A的底面积是200cm²,漂浮在水面上,恰好有一半的体积露出水面,如图甲所示;当把物体B叠放到A上时,木块A恰好浸没到水面以下,此时水面比甲图升高了2cm,如图乙所示。下列判断正确的是(ρ水=1.0×103kg/m³,g取10N/kg)( )
A.木块A的体积是800cm³
B.物体B受到的重力是8N
C.甲图中A受到的浮力是4N
D.乙图中A受到的浮力是12N
7.(2024·北京人大附中校考一模)有两个圆柱形容器,分别盛有深度相同的水和某种未知液体。现用弹簧测力计挂着一个圆柱体,先后将圆柱体逐渐竖直浸入水和未知液体中(水和未知液体都未溢出)。图甲、乙所示分别为弹簧测力计的示数F随着圆柱体下表面在水中深度和在未知液体中深度的变化图像,以下结果正确的是( )
A.圆柱体在水中浸没时受到的浮力大于圆柱体在未知液体中受到的最大浮力
B.圆柱体的密度为
C.未知液体的密度为
D.取下圆柱体放入水中,圆柱体会悬浮
8.(2024·北京海淀二模)水平桌面上的玻璃容器内装有足量的水,小明将一个完整的桔子放入容器内的水中,发现桔子漂浮在水面上,如图甲所示;把该桔子捞出擦干后,剥下桔皮,再将桔皮和桔肉放回水中,发现桔皮仍漂浮,桔肉则沉在水底,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.甲图中桔子的密度等于水的密度
B.甲图中桔子受到的浮力大于其受到的重力
C.乙图中桔肉沉入水底的过程中所受的浮力一直变大
D.甲图中桔子受到的浮力大于乙图中桔皮和桔肉受到的浮力之和
9.(2024·北京西城二模)中国第三艘航母“福建舰”已经顺利完成首次海试。它是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母,满载排水量约8万余吨,这标志着中国即将迈入三航母时代(如图所示)。不久后,辽宁舰、山东舰、福建舰将共同维护中国海疆的安全。已知:辽宁舰和山东舰满载排水量均为6万余吨。在三艘航母满载时,下列说法中正确的是( )
A.福建舰比辽宁舰排开海水的体积小
B.福建舰比山东舰受到海水向上的压力小
C.福建舰所受海水的浮力等于辽宁舰所受浮力
D.福建舰所受浮力等于它排开的海水所受的重力
10.(2024·北京丰台二模)如图所示,小明在洗水果时发现丢入水中的苹果,在全部浸没水中后会继续向下运动一段距离,然后向上运动,最终漂浮在水面上。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,苹果受到水的压强不变
B.向下运动的过程中,苹果受到水的浮力变大
C.向上运动的过程中,苹果的运动状态保持不变
D.在水面漂浮时,苹果受到的浮力和重力是一对平衡力
11.(2024·北京丰台二模)甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有质量相同的A、B两种液体,将同一个小球先后放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,如图所示。若A、B液体的密度分别为、,小球在A、B液体中所受浮力分别为、,A、B液体对容器底部的压强分别为、,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为、,则下列判断正确的是( )
A.< B.> C.> D.=
12.(2024·北京石景山二模)小明将吸管的一端缠绕一些细铜丝,并用石蜡封口,自制一个简易密度计。水平桌面上,两个完全相同的容器分别装有甲、乙两种液体,将该密度计依次放入甲、乙两种液体中,静止时,液面相平,如图下列正确的是( )
A.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大
B.密度计在甲液体中比在乙液体中受到的浮力小
C.甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力
D.若将原密度计底部再多缠几圈细铜丝,则密度计相邻两刻度线之间的距离变小
13.(2024·北京顺义二模)将一电子秤放在水平桌面上,按实验操作规范将溢水杯中装满水放在电子秤上,用细线系住金属块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,金属块始终不与溢水杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.金属块浸没在水中静止时与它未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
B.金属块浸没在水中静止时与它未浸入水中时相比,电子秤的示数变大
C.剪断细线金属块沉底后静止,与剪断前相比,电子秤的示数变大
D.剪断细线金属块沉底后静止,与剪断前相比,由电子秤示数变化可以求出金属块密度
14.(2024·北京燕山二模)水平桌面上有质量相等的A、B两个容器,容器A底面积大于容器B底面积。两容器中装有质量相等的水,将两个橡胶吸盘吸合在一起放在容器A中,两吸盘漂浮,如图甲所示;再将这两个橡胶吸盘分开后放入容器B中,两吸盘沉底,如图乙所示。A、B两容器中的水深度相同。下列说法正确的是( )
A.容器A中两吸盘的重力小于容器B中两吸盘的重力
B.容器A中两吸盘排开水的重力大于容器B中两吸盘排开水的重力
C.容器A底受到水的压力等于容器B底受到水的压力
D.容器A中两吸盘受到的浮力小于容器B中两吸盘受到的浮力
二、多选题
15.(2024·北京东城一模)水平桌面上放有底面积、质量均相同的甲、乙两容器,容器内装有质量相同的不同种液体,将两个完全相同的小球分别放入两种液体中,小球静止时的状态如图所示。甲、乙两容器中的液体密度分别为和;甲、乙两容器中小球受到的浮力分别为和;甲、乙两容器中液体对容器底部的压强分别为和;甲、乙两容器对桌面的压力分别为和。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
16.(2024·北京燕山一模)电子秤放在水平桌面上,将柱形容器放在电子秤上,容器内盛有足够深的某种液体,如图所示。用弹簧测力计提着圆柱体使之缓慢浸入液体中,圆柱体始终保持竖直状态且不接触容器底和侧壁,此过程中容器中的液体未溢出。记录圆柱体下表面所处的不同深度h和相应电子秤的示数m,数据如下表所示。已知圆柱体的高度15cm。当h=8cm时,弹簧测力计的示数为1.2N。(g取10N/g)
下列判断正确的是( )
h/cm
0
2
4
6
8
10
12
……
m/kg
2.00
2.040
2.080
2.120
2.160
2.200
2.240
……
A.物体的重力是20N
B.电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐减小
C.当h=10cm时,圆柱体受到的浮力大小为2N
D.剪断细线后,圆柱体最终处于漂浮状态
17.(2024·北京北师大附中校考一模)水平桌面上有一个底面积为100cm2的圆柱形容器,质量为200g(容器的厚度忽略不计),容器底部有个由阀门B控制的出水口,容器中装入10cm深的水。现将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,将合金块A浸没在容器中的水中,如图甲所示。打开阀门B缓慢放水过程中,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示,整个过程中金属块始终不与容器底部接触。下列说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.随着放水时间的增加,合金块A受到的浮力一直减小
B.合金块A受到的最大浮力为22N
C.合金块A的密度为3.2×103kg/m3
D.阀门B未打开时容器对水平面的压强为2.2×103Pa
18.(2024·北京昌平二模)某同学将盛有适量水的烧杯放在压力秤上,其示数为2N,如图甲所示;将一个长方体木块放入水中,木块漂浮时压力秤的示数为2.75N,如图乙所示;用细针将木块压入水中使其全部浸没,始终保持本块。上表面水平,此时压力秤的示数为3.25N,如图丙所示,已知水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.该木块的重力为2.75N
B.该木块的密度为0.6g/cm3
C.丙图中,木块所受浮力为1.25N
D.丙图中,木块处于静止状态,水对木块的合力为0N
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