专题02 浮力-【好题汇编】备战2024-2025学年八年级科学上学期期中真题分类汇编(浙教版)
2024-09-24
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2份
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66页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版(2013)八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.44 MB |
| 发布时间 | 2024-09-24 |
| 更新时间 | 2024-09-24 |
| 作者 | 非说不凡全科馆 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-09-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47564377.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题02 浮力
考点一 浮力产生的原因
1.(2023秋•绍兴期中)以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的“天宫一号” B.上升的热气球
C.航行的“辽宁号” D.下潜的“蛟龙”号
【答案】A
【解答】解:A、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,故A符合题意;
B、空中上升的热气球受到空气的浮力,故B不符合题意;
C、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,故C不符合题意;
D、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,故D不符合题意。
故选:A。
2.(2023秋•拱墅区期中)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,没有受到水的浮力
D.受到水的压力,也受到水的浮力
【答案】C
【解答】解:洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故ABD错误,C正确;
故选:C。
3.(2023秋•上城区期中)今天微风,小明看到拴在地上的气球呈现如右图所示的样子,图中能正确表示气球所受空气浮力方向的是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】B
【解答】解:无论气球处于什么状态,气球所受空气浮力的方向总是竖直向上的,即F2方向。
故选:B。
4.(2023秋•乐清市期中)杭州亚运会期间,同学们在操场放飞代表希望的气球,气球在斜向上升空过程中受到空气浮力的方向是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】C
【解答】解:浮力方向竖直向上,由图可知,气球在斜向上升空过程中受到空气浮力的方向是F3。
故选:C。
考点二 阿基米德原理
5.(2023秋•杭州期中)将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢水杯中,四只小烧杯也完全相同,静止后如图所示。其中物体受到浮力最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:由图可知:V甲排<V乙排<V丙排<V丁排,
由ρ=和G=mg得:
G排=ρ水V排g:
G甲排<G乙排<G丙排<G丁排;
由阿基米德原理可知:物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,
则受到的浮力关系为:F甲浮<F乙浮<F丙浮<G丁浮。
故选:D。
6.(2023秋•永嘉县期中)如图是某一海底隧道的施工现场,起重船将长方体物件从水面上方一定高度到全部浸没的过程中,起重船所受浮力大小的变化是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:
起重船受竖直向上的浮力、竖直向下的重力、重物对船向下的拉力,根据力的平衡条件可得F浮船=G船+F拉;
物体浸入水之前,整体重力不变,浮力不变;
当物体逐渐浸入水时,物体排开水的体积增大,根据F浮=ρ水gV排知,物体受到的浮力逐渐增大,且满足F浮物=G物﹣F拉;
由上述分析可得,起重船所受浮力:F浮船=G船+G物﹣F浮物=G船+G物﹣ρ水gS物h浸,
因G船、G物、ρ水、S物均不变,则起重船所受浮力与h浸成一次函数关系,且浸没前,h浸增大时,起重船所受浮力是均匀减小的,其图象是斜向下的直线;当物体完全浸没后,物体排开水的体积不变、物体受到的浮力不变,此时起重船受到的浮力也不变。
故选:D。
7.(2023秋•衢江区期中)2023年3月,“探索一号“科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中( )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
【答案】A
【解答】解:潜水器在水面下下潜过程中,排开水的体积保持不变,所处的深度变大,
由F浮=ρgV排可知,潜水器所受的浮力保持不变;
由p=ρgh可知,潜水器所受水的压强变大。
故选:A。
8.(2023秋•玉环市期中)用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103千克/米3
【答案】D
【解答】解:A、物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。所以应该在溢水杯中倒满水;故A错误;
B、物块浸没水中后,随着深度的增加,排开水的体积不变,液体的深度不变,故水对容器底部的压强不变;故B错误;
C、左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,受到的浮力变大,故弹簧测力计的示数变小;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,受到的浮力不变,弹簧测力计的示数不再变化;故C错误;
D、由测力计的示数可知,物体的重力G=2N,物体的质量m===0.2kg;
物体浸没水中后的浮力F浮=G﹣G′=2N﹣1N=1N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,物体的体积V=V排===1×10﹣4m3,
物体的密度ρ===2×103kg/m3;故D正确。
故选:D。
9.(2023秋•杭州期中)小明将装着鱼且没有打开的轻薄塑料袋直接放入家里盛有水的鱼缸中,则图中最有可能发生的情况是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:
由图知,金鱼悬浮在袋内的水中,金鱼的密度等于水的密度;
将塑料袋浸入水中,袋内外水的密度相同,只有当排开水的体积V排等于塑料袋的浸入水中的体积时,袋内水和金鱼的总重力才等于受到的浮力,才能处于静止状态。
故选:B。
10.(2023秋•临平区期中)泡茶时,有的茶叶浮在水面上后渐渐吸收水分后,会缓慢下沉;有些茶叶快速下沉,但表面附着了小气泡后,还会缓慢上升。水面上的茶叶下沉入水的过程中(假设其体积不变),所受的浮力( )
A.先变大后不变 B.先变小后变大
C.先变大后变小 D.先变小后不变
【答案】A
【解答】解:根据题意可知,茶叶的体积不变,在水面上时,茶叶排开水的体积小于茶叶自身的体积,逐渐下沉过程中(浸没前),茶叶排开水的体积变大,沉入水中后继续下沉,茶叶排开水的体积等于茶叶自身的体积而且保持不变,
由于水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,茶叶受到的浮力先变大后不变。
故选:A。
11.(2023秋•平湖市期中)水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器,装有等量的水,用两个完全相同的橡皮泥,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放入其中,如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙;甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.F浮甲<F浮乙 B.F浮甲=F浮乙
C.F甲<F乙 D.F甲>F乙
【答案】A
【解答】解:AB、由图可知,在甲中橡皮泥沉底,则橡皮泥的浮力小于重力;在乙中,橡皮泥漂浮,受到的浮力等于重力,完全相同的两个橡皮泥的重力相等,故两个橡皮泥所受浮力关系为:F浮甲<F浮乙,故A正确,B错误;
CD、甲、乙两个容器完全相同,原来装有等量的水,两个橡皮泥完全相同,
则甲、乙容器的总重力相等,
因为容器对水平桌面的压力等于容器的总重力,
所以容器对水平桌面的压力关系为:F甲=F乙,故CD错误。
故选:A。
12.(2023秋•江北区期中)关于浸在水中的物体受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体没入水中越深,受到的浮力越大
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.物体的密度越大,受到的浮力越大
【答案】C
【解答】解:A、漂在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故A错误;
B、当物体完全浸入液体中时,V排不变,浮力不变,与没入水中的深度无关,故B错误;
C、由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故C正确;
D、由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力与物体的密度无关,故D错误。
故选:C。
13.(2023秋•嵊州市期中)浸没在液体中的物体受到浮力大小取决于( )
A.物体在液体中的深度
B.物体的体积和形状
C.排开液体的体积和液体的密度
D.物体的体积和密度
【答案】C
【解答】解:
由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力,浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与物体的体积、浸没的深度、物体的形状无关,故ABD错误、故C正确。
故选:C。
14.(2023秋•杭州期中)把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1,如图甲所示。用细针缓慢将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2,如图乙所示,忽略细针的体积。则正确的是( )
A.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为ρ水g(V2﹣V1)
B.木块的质量为ρ水V2
C.木块的密度为ρ水
D.木块压入水的过程中,溢水杯底受到水的压强先增大后不变
【答案】A
【解答】解:AB、木块漂浮在水面上时,由漂浮条件可知F浮=G木;
因为木块所受到的浮力F浮=ρ水gV1,所以ρ水gV1=mg,
则木块的质量m木=ρ水V1,故B错误;
木块完全浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV2,
木块完全浸没时,由力的平衡条件可得:F浮=F压+G木,
所以细针对木块的压力(最大压力):
F压=F浮﹣G木=ρ水gV2﹣mg=ρ水gV2﹣ρ水V1g=ρ水g(V2﹣V1),故A正确;
C、木块的密度为:ρ木==,故C错误;
D、缓慢下压木块的过程中,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,溢水杯底部受到水的压强不变,故D错误。
故选:A。
15.(2023秋•义乌市期中)将一密度比水小的木块系好细线后放入已装有部分水的容器中,并把细线的另一端固定在容器底部的中央,刚开始细线松弛如图甲所示,然后缓慢匀速加水如图乙所示,已知t1时细线刚好拉直,t2时木块刚好完全浸没。则该过程中木块所受的浮力随时间变化情况最合理的是( )(木块不吸水)
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:由F浮=ρ液gV排,ρ液、g不变,V排越大,F浮越大;
从0→t1加水过程中,木块离开杯底处于漂浮状态,排开水的体积不变,浮力不变;
从t1→t2加水的过程中,绳子拉直,木块排开水的体积又不断变大,浮力再次变大,但由于容器的上部越来越大,浮力增大减慢;
从t2以后加水过程中,木块完全浸没,排开水的体积不再发生变化,浮力也不再发生变化,故D符合题意。
故选:D。
16.(2023秋•下城区期中)如图是我国汉代时期发明的一种用作军事信号的灯笼。它用很轻的竹片扎成框架,四周用纸遮严,只在下端留口。在灯笼下方悬吊着一只盛有松脂的小蝶,点燃松脂时,灯笼就能飞上高空。假设灯笼的体积为V,灯笼内空气的密度为ρ1,地面附近空气的密度为ρ2。下列相关分析中正确的是( )
A.ρ1>ρ2
B.“灯笼”在地面附近受到的浮力为ρ1gV
C.灯笼离开地面附近继续上升的过程中,受到的浮力将逐渐减小
D.若灯笼匀速上升,则它受到的浮力大于重力
【答案】C
【解答】解:A、灯笼升空是因为灯内气体受热膨胀,根据ρ=,体积增大,密度变小,小于外面的空气密度,灯笼就能腾空飞上高空,所以ρ1<ρ2,故A错误;
B、灯笼在地面附近受到的浮力为:F浮=ρ2gV,故B错误;
C、灯笼离开地面附近继续上升的过程中,其周围空气密度不断减小,根据阿基米德原理可知,所受浮力逐渐减小,故C正确;
D、因为灯笼匀速上升,则它受到的浮力等于重力,故D错误。
故选:C。
17.(2023秋•江北区期中)小宁用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量石块的密度,烧杯的重力为G0、底面积为S。如图甲所示,他用弹簧测力计测出石块的重力为G;如图乙,烧杯内水的深度为h;如图丙,将石块浸没于水中,弹簧测力计的示数为F,已知水的密度为ρ。下列说法正确的是( )
A.乙图中,烧杯对桌面的压强
B.该石块的体积为
C.丙图中,烧杯底受到水的压强为ρgh+
D.石块的密度为
【答案】C
【解答】解:A、由题意得,烧杯中水的质量:m水=ρV水=ρSh,
烧杯中水的重力:G水=m水g=ρShg,
乙图中,烧杯放在水平桌面上,烧杯对桌面的压力:F乙=G水+G0=ρShg+G0,
乙图中,烧杯对桌面的压强:p乙===ρhg+,故A错误;
B、由称重法可知,石块受到的浮力:F浮=G﹣F,
石块浸没在水中,石块的体积:V石块=V排==,故B错误;
C、丙图中,烧杯底受到水的压力大小:F丙=G水+F浮=ρShg+(G﹣F),
烧杯底受到水的压强:p丙===ρhg+,故C正确;
D.石块的质量:m石块=,
石块的密度:ρ石块===,故D错误。
故选:C。
18.(2023秋•江北区期中)如图所示,4个体积相同的小球浸在水中,则所受浮力最小的是( )
A.A球 B.B球 C.C球 D.D球
【答案】A
【解答】解:由图知,四个球排开水的体积:VA<VB=VC=VD,
由F浮=ρ水V排g可得,四个球受到的浮力:FA<FB=FC=FD,故A正确,BCD错误。
故选:A。
19.(2023秋•诸暨市期中)小李同学在探究某种液体密度的实验中,用测力计悬挂一个正方体金属块,浸没在液体中(容器足够大,不考虑液面的变化,如图甲),缓慢地将金属块从液体中竖直提起,该过程中测力计读数F随金属块提起高度h的关系如图乙所示,则根据图象信息可以确定( )
A.该金属块的边长为6cm
B.在高度h由2cm变化到6cm的过程中,金属块所受浮力逐渐增大
C.该液体的密度约为1.56×103kg/m3
D.该金属块的密度约为3.46×103kg/m3
【答案】C
【解答】解:A、由图可知,金属块被提高2cm时,弹簧测力计的示数开始变大,此时金属块的上表面刚露出液面,金属块被提升6cm时,弹簧测力计的示数不再变化,此时金属块的下表面开始露出液面,不考虑液面的变化,金属块的边长等于6cm﹣2cm=4cm,故A错误;
B、由图像可知,在高度h由2cm变化到6cm的过程中,弹簧测力计的示数逐渐变大,根据F浮=G﹣F拉,金属块的重力不变,浮力逐渐减小,故B错误;
C、金属块完全露出液面时拉力等于重力,由图像可知,该金属块的重力:G=F拉=3.5N。
在高度h由0变化到2cm的过程中,金属块完全浸没在液体中,
此时排开液体的体积:V排=V=(4cm)3=64cm3=6.4×10﹣5m3,
此过程中弹簧测力计的示数为F拉′=2.5N,
所以,物体完全浸没在液体中受到的浮力为F浮=G﹣F拉′=3.5N﹣2.5N=1N,
由F浮=ρ液gV排得,液体的密度:ρ液==≈1.56×103kg/m3.故C正确;
D、由G=mg=ρVg可知金属块的密度为:ρ==≈5.5×103kg/m3,故D错误。
故选:C。
20.(2023秋•新昌县期中)如图是小明用量筒和水测量铁块体积的实验,小明将铁块匀速提起,直至完全露出水面一定高度的过程中,下图中能反映液面高度h和铁块被提起的时间的关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:根据题意,小明将铁块匀速提起,直至完全露出水面一定高度的过程可分为三个阶段段;
第一阶段:铁块在液面下,此过程中,铁块排开水的体积不变,可知液面高度不变;故C不正确;
第二阶段:铁块开始匀速露出水面并且露出越来越多,此过程中,铁块排开水的体积越来越小,可知液面高度匀速下降;故D不正确;
第三阶段:铁块完全离开水面并上升到一定高度,此过程中铁块与液体分离,因此液面的高度不会改变,故B正确,A不正确。
故选:B。
考点三 浮力大小的计算
21.(2023秋•鹿城区期中)如图所示,盛有水的溢水杯放在水平桌面上,水面低于溢水口;将一块质量为m、体积为V的物块甲轻轻放入溢水杯中,溢出的水全部用空的小烧杯接住;物块甲静止时排开水的体积为V排。则下列说法中,正确的是( )
A.物块甲受到的浮力一定等于mg
B.物块甲受到的浮力一定等于ρ水gV
C.小烧杯中水的重力一定等于mg
D.小烧杯中水的重力一定小于ρ水gV排
【答案】D
【解答】解:
A、根据物体浮沉条件可知,若物块甲漂浮或悬浮时,F浮=G=mg;若物块甲沉底时,则F浮<G=mg,故A错误;
B、若物块甲漂浮时,V排<V,根据阿基米德原理可得,F浮=G排=m排g=ρ水gV排<ρ水gV,故B错误;
CD、溢水杯中水面低于溢水口,物块甲静止时溢出水的体积小于排开水的体积,即V溢<V排,则G溢=m溢g=ρ水gV溢<ρ水gV排=G排,小烧杯中水的重力一定小于ρ水gV排,故D正确;
根据阿基米德原理可得,F浮=G排,若物块甲漂浮或悬浮时,F浮=G=mg,则G排=mg,若物块甲沉底时,F浮<G=mg,则G排<mg,且由C可知G溢<G排,因此G溢<mg,即小烧杯中水的重力一定小于mg,故C错误。
故选:D。
22.(2023秋•乐清市期中)如图是探究浮力大小影响因素的实验,物体浸没在水中受到的浮力是( )
A.3.5N B.3N C.1N D.0.5N
【答案】C
【解答】解:物体重力为4N,浸没在水中时弹簧测力计示数为3N,则浮力F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N,故ABD错误,C正确。
故选:C。
23.(2023秋•南浔区期中)用弹簧测力计竖直挂一物体,当物体浸入水中体积时,弹簧测力计示数为4N;当物体浸入水中体积时,弹簧测力计示数为1N.取下该物体放入水中,物体静止时受到的浮力是( )
A.18N B.14N C.10N D.8N
【答案】C
【解答】解:(1)由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为4N;”可得:
F浮1=G﹣F拉1,
即ρ水gV=G﹣4N…①;
由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为1N;”可得:
ρ水gV=G﹣1N…②
由①﹣②,解得V=。
(2)当从弹簧测力计上取下物体将其缓慢的放入水中,假设其全部浸没,那么它受到的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×g×V=1.0×103kg/m3×g×=18N,
将V=代入ρ水gV=G﹣4N…①;
解得G=10N,
由于F浮>G,
则取下物体将其缓慢的放入水中,物体漂浮,
物体静止时受到的浮力等于其重力,为10N。
故选:C。
24.(2023秋•滨江区期中)把质量为600g的物体全部压到水中时,它排开水的质量为800g。松手后,当物体静止时,其所处的状态及受的浮力大小为(不计水的阻力,g取10N/kg)( )
A.物体漂浮,F浮=8N
B.物体悬浮,F浮=8N
C.物体漂浮,F浮=6N
D.物体沉在水底,F浮=8N
【答案】C
【解答】解:
(1)已知m排=800g=0.8kg,物体全部压到水中时,物体受到的浮力:F浮1=G排=m排g=0.8kg×10N/kg=8N;
(2)已知m物=600g=0.6kg,则物体重G物=m物g=0.6kg×10N/kg=6N,
比较可知此时F浮>G物,由浮沉条件可知,放手后物体将上浮,最后漂浮,漂浮时浮力等于其重力,即当物体静止时F浮=G物=6N。
故选:C。
25.(2023秋•滨江区期中)某大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①
B.构件受到的重力为0.8×105N
C.构件所受的最大浮力为1.2×105N
D.构件的密度为2.5×103kg/m3
【答案】D
【解答】解:
(1)由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②;故A错误;
(2)从乙图中可以看出,当构件完全淹没时受到的浮力小于1.2×105 N;故C错误;
(3)构件完全淹没时,V排=2m×2m×2m=8m3,F2=1.2×105 N;则有:
F浮=G﹣F2,
ρ水gV排=ρgV﹣F2,
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3﹣1.2×105 N
ρ=2.5×103kg/m3.故D正确;
(4)从乙图中可以看出,当构件完全淹没时的高度为2m,则构件边长为2m,构件体积V=8m3,由ρ=可得,m=ρV=2.5×103kg/m3×8m3=2×104kg,
则构件的重力G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N;故B错误。
故选:D。
26.(2023秋•拱墅区期中)把一个小球放入盛满酒精的溢水杯中,小球沉入容器底部,从溢水杯中溢出8g酒精(酒精的密度为0.8×103kg/m3);若将该小球放入盛满水的溢水杯中,小球漂浮在水面,从溢水杯中溢出水的质量( )
A..大于8g B.小于8g C.等于8g D.无法判断
【答案】A
【解答】解:把一小球放人盛满酒精的溢水杯中,它沉入容器底部,从杯中溢出8g酒精,此时受到浮力小于物体的重力,则小球的质量大于8g;若将该小球放入盛满水的溢水杯中,小球漂浮在水面上,所以在水中受到的浮力等于小球的重力,则排开水的重力等于小球的重力,即排开水的质量等于小球的质量,大于8g,A符合题意;
故选:A。
27.(2023秋•鹿城区期中)将一重为20牛的物体,放入一杯盛满水的溢水杯中,测得从杯中溢出了1.2千克的水,则物体受到的浮力为( )
A.32N B.20N C.12N D.8N
【答案】C
【解答】解:因物体排开水的重力:G排=m排g=1.2kg×10N/kg=12N,所以物体受到的浮力F浮=G排=12N,故C正确。
故选:C。
28.(2023秋•西湖区期中)某同学用石块、细线、弹簧测力计,烧杯,水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A.石块在盐水中受到的浮力是0.8N
B.石块在水中受到的浮力大小为1.2N
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2×10﹣4m3
D.丙图中盐水的密度为1.2×103kg/m3
【答案】D
【解答】解:AB、由图甲可知,物体的重力G=2N,由图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F=1N,
则石块在水中受到的浮力为:
F浮=G﹣F=2N﹣1N=1N,故B错误;
由图丙可知,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数F′=0.8N,
则石块在盐水中受到的浮力为:
F浮′=G﹣F′=2N﹣0.8N=1.2N,故A错误;
C、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知石块浸没在水中时,排开水的体积为:
V排===1×10﹣4m3,故C错误;
D、石块浸没在水、盐水中时,排开盐水的体积等于排开水的体积,即V排′=V排=1×10﹣4m3,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知盐水的密度为:
ρ盐水===1.2×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
29.(2023秋•洞头区期中)为了验证“浮力大小的影响因素”,小明用装有一定量沙子的玻璃瓶(带有密封盖)开展了如图所示的实验。当玻璃瓶完全浸没在水中时的浮力大小为( )
A.2N B.2.5N C.3.5N D.4.5N
【答案】A
【解答】解:由称重法得当玻璃瓶完全浸没在水中时的浮力大小为:
F浮=G﹣F拉=4.5N﹣2.5N=2N,故A正确。
故选:A。
30.(2023秋•慈溪市期中)用弹簧测力计竖直挂一铁球,当铁球露出水面体积时,弹簧测力计示数为4N;当铁球浸入水中体积时,弹簧测力计示数为1N,取下该铁球放入水中,铁球静止时受到的浮力是( )
A.18N B.14N C.8N D.10N
【答案】D
【解答】解:当铁球露出水面体积时,则V排1=V,
根据物体受力平衡和阿基米德原理可知:
G=F浮1+F拉1=ρ水gV排1+F拉1=1×103kg/m3×10N/kg×V+4N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当铁球浸入水中体积时,则V排2=V,
根据物体受力平衡和阿基米德原理可知:
G=F浮2+F拉2=ρ水gV排2+F拉2=1×103kg/m3×10N/kg×V+1N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得:V=1.8×10﹣3m3;
所以物体重力:
G=F浮1+F拉1=1×103kg/m3×10N/kg××1.8×10﹣3m3+4N=10N,
若物体全部浸没在水中时受的浮力:
F浮=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣3m3=18N
则:F浮>G,即:当取下该物体将它放入足量的水中,铁球静止时会漂浮,
所以物体在水中静止时F浮′=G=10N。
故选:D。
考点四 探究影响浮力大小因素的实验
31.(2023秋•海曙区期中)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有①②④ B.只有②③④ C.只有③④ D.只有①②
【答案】B
【解答】解:①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,深度改变,排开液体体积也改变,故不能证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;
②测力计挂着浸没在水中的铁块下移,液体密度和排开液体体积不变,只改变深度,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,液体密度和排开液体体积不变,下底面深度不同,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;
④、将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上,根据浮沉条件,浮力等于重力,故三个物体浮力相同,排开液体体积相同,液体密度相同,不同物体深度不同,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;
故②③④可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关。
故选:B。
32.(2023秋•西湖区期中)小金通过研究,得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论。下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①弹簧测力计挂着浸在水中的铝块,慢慢下移,在铝块浸没前,弹簧测力计示数逐渐变小
②弹簧测力计挂着浸没在水中的铝块,让铝块再下移一段距离,弹簧测力计示数大小不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④弹簧测力计挂着铝块,先后将铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,弹簧测力计示数大小不变
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【解答】解:①、测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,深度改变,排开液体体积也改变,故不能证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;
②、测力计挂着浸没在水中的铁块下移,液体密度和排开液体体积不变,只改变深度,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;
③、将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,液体密度和排开液体体积不变,下底面深度不同,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;
④、弹簧测力计挂着铝块,先后将铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,排开液体体积相同,液体密度相同,不同物体深度不同,弹簧测力计示数大小不变,浮力不变,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;
故②③④可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关。
故选:C。
考点五 物体的浮沉条件及其应用
33.(2023春•鄞州区期中)自太空课堂开设以来,我们发现了很多地球实验和太空实验的差异性。如图甲、乙所示是分别在太空中和地球上做的油和水混合后充分振荡,再静置充足时间后的实验现象。下列说法错误的是( )
A.实验说明太空中水能溶解油,而地球上不行
B.地球上油滴上浮时,它受到的浮力大于重力
C.太空失重环境下,浸在水中的油滴不受浮力作用
D.无论太空还是地球实验,瓶中油和水的质量始终不变
【答案】A
【解答】解:AC、在地球上,将水和油充分混合,静置一段时间后,水和油会出现明显的分层,这是因为油的密度比水小;浮力等于物体排开液体受到的重力,而在空间站里,处于失重状态,因此油在水中不受浮力,就不会出现水和油分离的现象,故A错误,C正确;
B、由浮沉条件知,地球上油滴上浮时,它受到的浮力大于重力,故B正确;
D、质量是物体本身的一种属性,不随形状、状态、温度、位置的变化而变化;所以,无论太空还是地球实验,瓶中油和水的质量始终不变,故D正确;
故选:A。
34.(2023秋•滨江区期中)在一只铅笔的下端粘上一块橡皮泥,把它分别置于甲、乙、丙三种不同的液体中,铅笔静止时的情形如图所示,则铅笔分别在三种液体中受到的浮力F的大小和三种液体的密度ρ之间的关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.F甲>F乙>F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.F甲=F乙=F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.F甲=F乙=F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
【答案】D
【解答】解:(1)浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,甲、乙、丙均漂浮,所以浮力都等于其自身重力,
所以F甲=F乙=F丙;
(2)由图可以看出,甲中排开液体的体积最小,说明液体的密度最大,丙中排开液体的体积最大,说明液体的密度最小,故ρ甲>ρ乙>ρ丙.故D正确。
故选:D。
35.(2023秋•杭州期中)如图所示,魔法水母是一款受孩子喜爱的玩具。在瓶内注满水,然后放入魔法水母,旋紧瓶盖,用力抓握塑料瓶,魔法水母就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来。调整握塑料瓶的力度,魔法水母就可以静止悬浮在水中。下列说法错误的是( )
A.魔法水母是通过改变排开水的体积来实现上浮和下沉的
B.魔法水母下沉时受到的液体压强变大
C.用力挤压矿泉水瓶时,魔法水母内的空气体积变大
D.魔法水母悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
【答案】C
【解答】解:ACD.挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入魔法水母中,魔法水母的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;
松开手,魔法水母内水面上的空气体积增大,压强减小,魔法水母里面被压缩的空气把水压出来,此时魔法水母的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中,故C错误符合题意,D正确不合题意;
魔法水母是通过改变排开水的体积来实现上浮和下沉的,魔法水母上浮时它所受到的排开水的体积增大,浮力变大,故A正确不合题意;
B.魔法水母下沉时,深度增加,根据p=ρgh知受到的液体压强变大,故B正确不合题意。
故选C。
36.(2023秋•杭州期中)如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先上浮然后下沉 B.浮力变小,一直下沉
C.先下沉然后上浮 D.浮力变大,一直上浮
【答案】A
【解答】解:因烧杯里盛有6℃的水时,小球恰好悬浮,所以,小球的密度与此时水的密度相等,
由图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大,则
当水的温度从6℃降到4℃时,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最后漂浮;
当水的温度从4℃降到0℃时,水的密度减小,最后小于小球的密度,使小球下沉、悬浮、最后下沉,
综上可知,小球先上浮后下沉,故A正确。
故选:A。
37.(2023秋•仙居县期中)用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片,然后盖上盖子并密封,投入江中,就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶”。如果漂流瓶从长江漂入大海,漂流瓶所受到的浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密度)( )
A.浮力变大,露出水面体积不变
B.浮力不变,露出水面体积变大
C.浮力不变,露出水面体积变小
D.浮力变小,露出水面体积变大
【答案】B
【解答】解:∵漂流瓶在海水和江水中都漂浮,
∴F浮=G,
∴漂流瓶从长江漂入大海所受到的浮力不变;
又∵F浮=G排=ρ液V排g,ρ海水>ρ江水,
∴排开海水的体积比排开江水的体积小,
∴漂流瓶从长江漂入大海排开水的体积将变小,
∵V=V排+V露。
∴漂流瓶从长江漂入大海露出水面的体积将变大。
故选:B。
38.(2023秋•乐清市期中)学校开展自制潜水艇的项目化学习,某小组演示潜水艇的浮沉情况如图所示。0点开始向含有少量水的水舱内注水,潜水器开始下沉;A点开始将水舱中的水向外排出;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。此过程中潜水艇所受浮力的变化情况表示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解答】解:从A到B过程中,潜水艇还未露出水面,故排开水的体积不变,浮力不变;
B点开始露出水面,从B到C过程中排开水的体积变小,浮力变小,由于潜水艇顶部是圆弧形的,若潜水艇匀速露出水面,则排开水的体积减小的会越来越快,直到圆弧部分全部露出水面;
从C到D过程则是排开水的体积均匀减小,所以浮力也是均匀减小;
D点处于静止,之后浮力不再变化,浮力等于潜水艇自身重力。
综上分析可知,图像A正确。
故选:A。
39.(2023秋•瑞安市期中)如图所示耙耙柑放入一杯水中处于漂浮状态,去皮再次放入水中,发现其沉入水底,若在两种情况下耙耙柑所受的浮力分别为F甲和F乙,重力分别为G甲和G乙,则( )
A.F甲<F乙,G甲<G乙 B.F甲>F乙,G甲>G乙
C.F甲>F乙,G甲<G乙 D.F甲<F乙,G甲>G乙
【答案】B
【解答】解:耙耙柑放入一杯水中处于漂浮状态,F甲=G甲;去皮再次放入水中,发现其沉入水底,F乙<G乙,去皮后,重力减小,G乙<G甲,所以F甲>F乙,G甲>G乙,故B正确,ACD错误。
故选:B。
40.(2023秋•衢江区期中)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是( )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
【答案】A
【解答】解:调节天平至指针指向分度盘中央,向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止时,它排开水的重力等于它的重力,故天平指针仍指向分度盘中央刻度。
故选:A。
41.(2023秋•鹿城区期中)当汤圆刚放入水中时会沉入锅底,而当汤圆煮熟时则会浮出水面,针对此现象,某同学用简化图模拟烧煮一段时间后的汤圆分布图(其中A、B、C表示汤圆),则以下分析正确的是( )
A.A汤圆与锅底接触,则A的密度一定大于水的密度
B.C汤圆浮出水面,则C汤圆的密度等于水的密度
C.B汤圆静止时,浮力大于重力
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,则B汤圆所受浮力减小
【答案】A
【解答】解:A、A汤圆与锅底接触,处于沉底状态,故A的密度一定大于水的密度,故A正确;
B、C汤圆浮出水面,处于漂浮状态,故C汤圆的密度小于水的密度,故B错误;
C、B汤圆静止时,处于悬浮状态,受到的浮力等于重力,故C错误;
D、若此时在水中加入适量的白砂糖,液体的密度变大,根据F浮=ρ液gV排知B汤圆所受浮力增大,故D错误。
故选:A。
42.(2023秋•南浔区期中)如图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A.图A中浸没在水中的潜水艇,下潜时浮力逐渐变大
B.图B中巨轮从江河驶向海洋的过程中,船体会上浮
C.图C中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图D中气球上升时,填充的气体密度比空气大
【答案】B
【解答】解:A、浸没在水中的潜水艇,下潜时排开液体的体积不变,则浮力不变,故A错误;
B、巨轮从江河驶向海洋的过程中,所受浮力不变,但海水的密度变大,所以排开海水的体积会变小,即船体会上浮一些,故B正确;
C、图C中密度计始终漂浮,所受浮力大小始终不变,与液体的密度无关,故C错误;
D、气球上升时,填充的气体密度比空气小,其排开空气的重力大于自身的总重力,所以会上升,故D错误。
故选:B。
43.(2023秋•温州期中)京杭大运河历史悠久,是我国南北交通的大动脉,如今实现百年来首次全线水流贯通,将为中国的发展再提升一个新高度。根据相关知识回答问题。
半潜船可以用来运输超大型货物,空载时漂浮于河面(如图甲);装载时需要向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至河面以下(如图乙);将货物拖至甲板上方时,排出水舱中的水,船体重量减小,甲板上浮至河面,完成货物装载(如图丙)。选项中图像能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:据图可知,乙图中半载船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图排开水的体积最小,液体的密度是相同的,所以据F浮=ρ水gV排可知,乙图中船受浮力最大,其次是丙图,再次是甲图,即浮力大小关系是:F2>F3>F1,从图甲到图丙受到的浮力变化先变大、后变小。故A正确、BCD错。
故选:C。
44.(2023秋•滨江区期中)小江同学制作了如图所示的潜艇模型,下列说法错误的是( )
A.潜艇是通过改变自身重力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞注入空气,水会进入试管中,可使潜艇下沉
C.水下的潜艇正在下沉时,所受浮力大小不变
D.潜水艇在浮出水面的过程中,浮力变小
【答案】B
【解答】解:A、潜艇是通过改变自重来实现下潜或上浮,故A正确;
B、结合图示可知,向内推注射器活塞,试管内的气压增大,水会被压出试管,此时模型的自重减小,重力小于浮力,模型上浮,故B错误;
C、水下的潜艇正在下沉时,核潜艇排开的水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,它受到的浮力不变,故C正确;
D、潜水艇在浮出水面的过程中,由于排开水的体积逐渐变小,根据阿基米德原理知受到的浮力也减小,故D正确。
故选:B。
45.(2023秋•鹿城区期中)向一个轻质塑料瓶中装入液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,静止后如图。若塑料瓶在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙。下列判断正确的是( )(不计塑料瓶和瓶塞的体积)
A.F甲=F乙;ρ甲>ρ乙 B.F甲=F乙;ρ甲<ρ乙
C.F甲>F乙;ρ甲<ρ乙 D.F甲>F乙;ρ甲=ρ乙
【答案】B
【解答】解:因同一塑料瓶和液体的重力不变,且塑料瓶在甲、乙中均漂浮,
所以,塑料瓶在两液体中受到的浮力相等,即F甲=F乙,故CD错误;
由图可知,塑料瓶在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积,
由F浮=ρgV排的变形式ρ=可知,ρ甲<ρ乙,故A错误,B正确。
故选:B。
46.(2023秋•平阳县期中)农民伯伯在挑选种子时,要挑选颗粒饱满的良种,舍去空瘪的劣种。现将四批种子放入同浓度的盐水中,呈现如图所示四种情况。下列四批种子中,良种率最高的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:颗粒饱满的良种,密度较大,大于盐水的密度,将沉入盐水底,D中下沉的种子数量最多,故良种率最高。
故选:D。
1.(2023秋•南浔区期中)关于“压强”和“浮力”知识的应用,下列说法中正确的是( )
A.潜入水中的潜水艇,潜水越深,所受浮力和压强越大
B.轮船从江河驶入到海洋,排水量减少,所受浮力减小
C.水坝的下部总要比上部宽些,这样可以使它承受更大的水压
D.用密度计测量不同液体的密度时,它所受到的浮力是不同的
【答案】C
【解答】解:
A、潜水艇是通过改变自身重力实现上浮下潜的,潜入水中的潜水艇,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知其所受浮力不变,故A错误;
B、轮船无论在河里还是海里,受到的浮力都等于重力,排水量等于轮船满载时的总质量,所以无论从江河驶入大海,还是从大海驶向江河,排水量不变,故B错误;
C、因为水的压强随着深度的增加而增大,故水坝的下部总要比上部建的宽些,以便承受更大的水压,故C正确;
D、密度计是利用漂浮条件制成的,浮力等于其重力,测量不同液体的密度时,它所受到的浮力相等,故D错误。
故选:C。
2.(2023秋•滨江区期中)如图所示,两个相同容器都盛满水,甲中有一个体积为50cm3密度为0.5×103/m3 的木块漂浮在水面,下列有关说法正确的是( )
A.木块漂浮时浮力等于自身重力,并有 体积露出水面
B.甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力
C.木块缓慢下压至浸没的过程中受到的浮力不变
D.木块全部压入水中两容器底部受水的压力和压强都相等
【答案】D
【解答】解:A、因为木块漂浮,受到浮力与重力相等,则F浮=G,即ρ水gV排=ρ木gV,
则V排=V=V=V,所以V露=V﹣V排=V﹣V=V,故A错误;
B、两个相同容器都盛满水则容器和水的重力相同,同一物体,则重力相等;当木块漂浮在甲容器里的水面上时,虽然溢出了一些水,但G排=G木,所以,甲容器的总重力不变,由于甲、乙两容器的重力对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,所以甲、乙两容器对水平桌面的压力相等,故B错误;
C、由阿基米德原理公式F浮=ρ水gV排可知,当液体密度一定时,V排越大F浮越大。由于木块缓慢下压至浸没的过程中,V排在增大,所以F浮在增大,故C错误;
D、因为把木块全部压入水中时,左边容器中有一些水被溢出,但左边容器中的水的深度不变,由于两个相同容器都盛满水,所以两容器水的深度相同,则根据p=ρgh可知两容器底部受水的压强相等,根据p=可得F=pS,则两容器底部受水的压力相等,故D正确。
故选:D。
3.(2023秋•温州期中)京杭大运河历史悠久,是我国南北交通的大动脉,如今实现百年来首次全线水流贯通,将为中国的发展再提升一个新高度。根据相关知识回答问题。
京杭大运河是我国仅次于长江的第二条“黄金水道”。运河的通航,促进了沿线城市的迅速发展。在码头运货的轮船,所受的浮力为( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】A
【解答】解:轮船漂浮在水中,受到的浮力等于重力,由图知,四个力中F1是浮力,方向竖直向上,F3是重力,方向竖直向下,F1=F3,所受的浮力为F1。
故选:A。
4.(2023秋•平阳县期中)将质量相等的土豆和苹果(V土豆<V苹果)分别放入装满甲、乙液体的烧杯中 (ρ甲>ρ乙),静止时如图所示,则下列分析正确的是( )
A.若将土豆放入乙溶液,则土豆会处于漂浮状态
B.若将苹果放入甲溶液,则苹果会处于悬浮状态
C.土豆排开液体的质量大于苹果排开液体的质量
D.土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积
【答案】D
【解答】解:AB、由于土豆悬浮在甲液体中、苹果漂浮在乙液体中且ρ甲>ρ乙,则ρ土豆=ρ甲>ρ乙>ρ苹果,所以苹果在甲液体中会漂浮,土豆在乙液体中会沉底,故AB错误;
CD、由于土豆悬浮在甲液体中、苹果漂浮在乙液体中,则F浮甲=G土豆,F浮乙=G苹果,又因为土豆和苹果的质量相等,由G=mg可知G土豆=G苹果,则F浮甲=F浮乙,由阿基米德原理可知,G排甲=G排乙,由G=mg可知m排甲=m排乙,又因为ρ甲>ρ乙,由ρ=可知,土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积,故C错误、D正确。
故选:D。
5.(2023秋•江北区期中)将一个实心球分别放入水、盐水和水银中,如图甲、乙、丙所示,实心球受到的浮力F甲、F乙、F丙的大小关系正确的是( )
A.F甲=F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F丙>F甲=F乙
【答案】C
【解答】解:
由图知,实心球在水中和盐水中下沉,在水中和盐水中受到的浮力小于实心球的重力G;
实心球在水银中漂浮,在水银中受到的浮力等于实心球的重力G,
所以在水银中受到的浮力最大;
因为在水和盐水中全部浸没,根据公式F浮=ρ液gV排可知,在盐水中受到的浮力大于在水中受到的浮力;
所以浮力大小关系为:F丙>F乙>F甲。
故选:C。
6.(2023秋•杭州期中)如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀,且不吸水的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
A.a的密度是0.4×103kg/m3
B.a、b的重力之比为5:3
C.a、b的体积之比为5:2
D.b的密度是0.8×103kg/m3
【答案】C
【解答】解:由漂浮、悬浮条件可知:F浮=G,结合公式G=mg=ρgV、F浮=ρ液gV排可得:
在甲中,a漂浮,有五分之二的体积露出水面,则a的重力为Ga=ρagVa,
a受到的浮力为F浮a=ρ液gV排a=ρ水gVa,
即Ga=ρagVa=ρ水gVa……①
在乙中,b悬浮,则Gb=F浮b=ρ水gVb……②
在丙中,a、b漂浮,则Ga+Gb=F浮=ρ水gVa……③
由①可得:ρa=ρ水=0.6×103kg/m3,故A错误;
由①②③可得:2Ga=3Gb,即:Ga:Gb=3:2,故B错误;
2Va=5Vb,即:Va:Vb=5:2,故C正确;
b悬浮在水中,所以b的密度等于水的密度,为1.0×103kg/m3,故D错误。
故选:C。
7.(2023秋•西湖区期中)港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将棱长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化(如图乙)。下列选项说法正确的是(ρ海水=1.0×103kg/m3)( )
A.该正方体构件的质量为16t
B.表示正方体构件所受浮力变化的图像是①
C.该构件浸没在水中所受浮力为4×104N
D.该构件的密度是2.5×103kg/m3
【答案】A
【解答】解:
B、由图甲可知,正方体构件在浸没之前排开水的体积变大,所以浮力逐渐变大,当正方体构件浸没后排开水的体积不变,浮力不变,故正方体构件受到的浮力先增大后不变,则图乙中反映正方体构件所受浮力变化的图像是②,反映拉力随深度变化的图线是①;故B错误;
C、当正方体构件浸没在水中时,排开水的体积等于构件的体积:V排=V=(2m)3=8m3,
构件浸没在水中所受浮力:F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,故C错误;
A、由图乙可知,当构件浸没后所受的拉力等于浮力,所以构件浸没后,在缓缓沉入的过程中,所受的拉力与浮力大小之和等于构件的重力,
即G=F拉+F浮=2×8×104N=1.6×105N,
由G=mg可知,构件的质量:m===1.6×104kg=16t,故A正确;
D、构件的密度:ρ===2×103kg/m3,故D错误。
故选:A。
8.(2023秋•诸暨市期中)为证明空气浮力的存在,科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验:
步骤一:在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔,将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部,将气球用细绳与底部的气嘴绑紧,如图甲所示。打开瓶盖,使瓶内外气压一致,再拧紧瓶盖不漏气。
步骤二:关闭气嘴2,打开气嘴1;用气泵向矿泉水瓶充入气体,待手压瓶子感觉较硬时停止充气;用天平称出整个装置的质量为m1。
步骤三:关闭气嘴1,打开气嘴2;让瓶内的高压气体进入气球,至气球停止胀大;称出整个装置的质量为m2。
步骤四:比较m1与m2的大小。
(1)实验装置的气密性是本实验成功的关键,写出一种检查图甲装置气密性的方法: 。
(2)本实验能验证气球在空气中受到浮力,其依据是m1 m2。
(3)实验中,小组同学发现气球与气嘴2之间漏气,于是设计了如图乙所示的改进型实验装置:将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上,调节配重质量使二者保持静止,用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气,观察到 现象,说明金属球受到空气浮力的作用。
【答案】(1)用天平称出整个装置的质量为m1保持不变;(2)>;(3)金属球会上升,配重下降。
【解答】解:(1)若本实验装置的气密性良好,则用天平称出整个装置的质量为m1保持不变;
(2)在步骤三中:关闭气嘴1,打开气嘴2;让瓶内的高压气体进入气球,至气球停止胀大,则气球受到的浮力变大,称出整个装置的质量为m2。本实验能验证气球在空气中受到浮力,其依据是m1>m2;
(3)如图乙所示的改进型实验装置:将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上,调节配重质量使二者保持静止,空心金属球与的体积明显大于配重的体积,用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气,金属球受到空气浮力的作用(比配重受到的浮力大),故观察到金属球会上升,配重下降现象,说明金属球受到空气浮力的作用。
故答案为:(1)用天平称出整个装置的质量为m1保持不变;(2)>;(3)金属球会上升,配重下降。
55.(2023秋•西湖区期中)小金在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
(1)图(a)中对溢杯内的水量有何要求? 。
(2)将石块从水面上方某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸入水中直至刚好完全浸没,整个过程中弹簧测力计的示数如何变化? 。
(3)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ,阿基米德原理将得到验证。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)图(a)中若溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果;所以溢杯内应盛满水;
(2)石块逐渐浸入水中直至刚好完全浸没,此过程中石块排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,石块受到的浮力变大,根据F拉=G﹣F浮可知,弹簧测力计示数逐渐变小;
(3)由图可知,图c测出了石块的重力,图d测出了石块浸在液体中时测力计的拉力,图b测出了空桶的重力,图e测出了桶和石块排开液体的总重力;
则物体浸入液体时受到的浮力为F2﹣F3,物体排开液体的重力为F4﹣F1,
如果F2﹣F3=F4﹣F1时,即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力,则阿基米德原理就成立。
故答案为:(1)溢杯内应盛满水;(2)逐渐变小;(3)F2﹣F3=F4﹣F1。
9.(2023秋•余姚市期中)如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:
(1)此时木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
【答案】(1)此时木块受到的浮力是40N;
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为24N。
【解答】解:(1)因为木块完全浸没,排开水的体积等于木块的体积,
所以此时木块受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3=40N。
(2)木块的重力为:G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.004m3×10N/kg=24N,
木块漂浮在水面上时,所受的浮力等于木块的重力,即:F浮′=G=24N。
答:(1)此时木块受到的浮力是40N;
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为24N。
10.(2023秋•鹿城区期中)十月中旬,二中举行了潜水艇制作大赛,图1为比赛现场图,图2、图3为参赛选手作品,比赛相关信息如下:
【制作要求】
①生活舱和水舱独立分开
②生活舱体积大于水舱
【比赛任务】
①完成从水面下潜到指定位置悬浮
②完成从水底上浮到指定位置悬浮
【制作材料】
带盖的矿泉水瓶(380mL)4个、500g配重物、注射器及塑料管、热熔胶、剪刀、刻刀、透明胶等。
(1)甲组同学参赛作品如图2,请根据制作要求分析该作品是否符合参赛要求? 。
(2)乙组同学参赛作品如图3,生活舱(可加配重不进水)为2个矿泉水瓶,水舱为1个矿泉水瓶(均未裁剪),潜水艇自重为100g。在实践中,乙组同学发现即使加入所有配重,但无论怎么抽拉注射器,潜水艇始终漂浮,无法下沉至水底。请通过计算说明原因。(矿泉水瓶厚度不计、塑料软管、热熔胶均忽略不计)
(3)乙组同学经过思考,想要通过改变生活舱的体积来对潜水艇进行改进,你认为若想要完成比赛,生活舱的体积范围应为 。(潜水艇自重变化忽略不计)
(4)丙组同学选择用一个矿泉水瓶制作,其作品及轮廓如图4,在完成任务时,潜水艇经过的几个位置如图5。O点开始向水舱中注水,潜水艇开始下沉;A点开始向外排水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水艇弧形部分恰好露出水面;D点为最终静止位置。请在图6中画出潜水艇在整个比赛过程中浮力随上升位置变化的曲线。
【答案】(1)符合参赛要求;(2)同上;(3)380cm3~600cm3;(4)。
【解答】解:(1)制作要求是①生活舱和水舱独立分开:②生活舱体体积大于水舱;由图2可知甲组同学参赛作品是符合参赛要求的;
(2)潜水艇完全浸没在水中 V甲=380cm3×3=1140cm3=1.14×10﹣3m3,
水舱装满水时的质量m水舱装满水=ρ水V水舱=1g/cm3×380cm=380g=0.38kg;
根据阿基米德原理可得其受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.14×10﹣3m3=11.4N;
G总=m总g=(0.5kg+0.1kg+0.38kg)×10N/kg=9.8N;
比较可知F浮>G总,潜水艇无法下沉;
(3)如果潜水艇自重变化忽略不计,要使潜水艇能悬浮或下沉,受到的最大浮力为:F浮大=G总大=9.8N;
此时潜水艇水排开水的体积最大,为:V排大===9.8×10﹣4m3=980cm3,
此时生活舱的最大体积为:V生大=V排大﹣V水舱=980cm3﹣380cm3=600cm3,
如果水舱不装水,潜水艇恰好悬浮在水中时受到的浮力为:F浮小=G总小=(0.5kg+0.1kg)×10N/kg=6N,
此时潜水艇水排开水的体积最小,为:V排小===6×10﹣4m3=600cm3,
此时生活舱的最小体积为:V生小=V排小﹣V水舱=600cm3﹣380cm3=220cm3,
而生活生活舱体积大于水舱,则生活舱的最小体积为380cm3,
则生活舱的体积范围应为380cm3~600cm3;
(4)从A到B过程中,潜水艇还未露出水面,故排开水的体积不变,浮力不变;B点开始露出水面,从B到C过程中排开水的体积变小,浮力变小,由于潜水艇顶部是圆弧形的,若潜水艇匀速露出水面,则排开水的体积减小得会越来越快,直到圆弧部分全部露出水面;从C到D过程则是排开水的体积均匀减小,所以浮力也是均匀减小,D点处于静止,之后浮力不再变化,浮力等于潜水艇自身重力。
所以画得如下图所示:
故答案为:(1)符合参赛要求;(2)同上;(3)380cm3~600cm3;(4)。
11.(2023秋•义乌市期中)某校开展自制潜水器比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水艇的沉浮。
设计要求:
1.潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
2.为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。
(1)如图甲位置,要使潜水器下潜,应如何操作。 。
(2)已知该小组同学采用的材料总质量0.5kg,体积800cm3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积比,如表格所示。请根据设计要求通过计算选择最合适的方案。
方案
工作舱体积/厘米3
水舱体积/厘米3
1
450
350
2
480
320
3
500
300
4
520
280
(3)图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙。O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;A点向外排尽水舱中的水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
【答案】(1)向外拉动注射器活塞,抽出水舱中的一部分空气;
(2)最合适的方案是方案2;
(3)浮力的变化如图所示:
【解答】解:(1)当增加水舱的水量,让水舱的水的重力加上潜水艇自身的重力大于潜水艇所受的浮力时,潜水艇就会下潜,所以可以向外拉动注射器活塞,抽出水舱内的一部分空气,从而让水舱吸水,实现潜水艇下潜;
(2)实现潜水艇下潜,需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行。
潜水艇浸没时所受的浮力为:;
潜水艇自身重力为:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
所以水舱内的水至少为:G水=F﹣G=8N﹣5N=3N;
所以水舱内的水的体积至少为:
;
所以为了能够实现潜水艇下潜,水舱的水的体积需要超过300cm3,因此水舱的体积也需要超过300cm3,结合表格可知,最合适的方案是方案2。
(3)从A到B过程中,潜水艇还未露出水面,故排开水的体积不变,浮力不变;B点开始露出水面,从B到C过程中排开水的体积变小,浮力变小,由于潜水艇顶部是圆弧形的,若潜水艇匀速露出水面,则排开水的体积减小的会越来越快,直到圆弧部分全部露出水面;从C到D过程则是排开水的体积均匀减小,所以浮力也是均匀减小,D点处于静止,之后浮力不再变化,浮力等于潜水艇自身重力。
所以画得如下图所示:
故答案为:(1)向外拉动注射器活塞,抽出水舱中的一部分空气;
(2)最合适的方案是方案2;
(3)浮力的变化如图所示:
12.(2023秋•拱墅区期中)如图是一种简易温度计,外界温度改变会使小球受到的浮力发生变化而运动,进而引起悬挂于下端的金属链条长度发生改变,最终小球重新悬浮于液体的某一深度,同时指针指示温度值。(小球体积变化可忽略,金属链条体积可忽略,g取10N/kg)。
(1)若小球质量为15g,小球体积为30cm3,此时容器内液体密度为0.9×103kg/m3,则小球受到的浮力为多少牛?
(2)若指针上移,可知小球受到的浮力 ,液体的密度 ,外界的温度 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)若将小球与金属链条完全脱离,则小球静止时受到的浮力大小为多少?
【答案】(1)小球受到的浮力为0.27N;
(2)变大;变大;变小;
(3)小球静止时受到的浮力大小为0.15N。
【解答】解:(1)由图可知,小球浸没在液体中,小球排开液体的体积V排=V=30cm3=3×10﹣5m3,
小球受到的浮力:F浮=ρ液gV排=0.9×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣5m3=0.27N;
(2)若指针上移,说明小球受到的浮力变大,又因为小球体积变化可忽略,由阿基米德原理可知,液体的密度变大,则此时环境温度下降;
(3)小球的密度:ρ===0.5g/cm3=0.5×103kg/m3<ρ液,
根据物体的浮沉条件可知,若小球与金属链条完全分离,小球静止时会漂浮在液面上,
则小球静止时受到的浮力:F浮'=G球=m球g=15×10﹣3kg×10N/kg=0.15N。
答:(1)小球受到的浮力为0.27N;
(2)变大;变大;变小;
(3)小球静止时受到的浮力大小为0.15N。
13.(2023秋•下城区期中)如图所示为我国航空母舰“福建舰”。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置,于2022年6月17日正式下水,其满载排水量为8万吨。(海水的密度取近似值1.0×103kg/m3)
(1)当战斗机返回停在甲板上,福建舰受到的浮力将 (填“增大”、”不变”或”减小”)。
(2)求“福建舰”满载时受到的浮力大小?
(3)“福建舰”满载时,排开海水的体积是多少m3?
【答案】(1)增大;
(2)“福建舰”满载时受到的浮力为8×108N;
(3)“福建舰”满载时,排开海水的体积是8×104m3。
【解答】解:(1)“福建舰”漂浮在海面上,根据物体的漂浮可知,“福建舰”受到的浮力等于自身的总重力,
当战斗机返回停在甲板上,“福建舰”依然漂浮在海面上,由于“福建舰”的总重力增大,所以“福建舰”受到的浮力将增大;
(2)“福建舰”满载时受到的浮力大小:F浮=G排=m排g=8×104×1000kg×10N/kg=8×108N;
(3)由F浮=ρ液gV排可知,“福建舰”满载时,排开海水的体积:V排===8×104m3。
答:(1)增大;
(2)“福建舰”满载时受到的浮力为8×108N;
(3)“福建舰”满载时,排开海水的体积是8×104m3。
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专题02 浮力
考点一 浮力产生的原因
1.(2023秋•绍兴期中)以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的“天宫一号” B.上升的热气球
C.航行的“辽宁号” D.下潜的“蛟龙”号
2.(2023秋•拱墅区期中)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,没有受到水的浮力
D.受到水的压力,也受到水的浮力
3.(2023秋•上城区期中)今天微风,小明看到拴在地上的气球呈现如右图所示的样子,图中能正确表示气球所受空气浮力方向的是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
4.(2023秋•乐清市期中)杭州亚运会期间,同学们在操场放飞代表希望的气球,气球在斜向上升空过程中受到空气浮力的方向是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
考点二 阿基米德原理
5.(2023秋•杭州期中)将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢水杯中,四只小烧杯也完全相同,静止后如图所示。其中物体受到浮力最大的是( )
A. B.
C. D.
6.(2023秋•永嘉县期中)如图是某一海底隧道的施工现场,起重船将长方体物件从水面上方一定高度到全部浸没的过程中,起重船所受浮力大小的变化是( )
A. B.
C. D.
7.(2023秋•衢江区期中)2023年3月,“探索一号“科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中( )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
8.(2023秋•玉环市期中)用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103千克/米3
9.(2023秋•杭州期中)小明将装着鱼且没有打开的轻薄塑料袋直接放入家里盛有水的鱼缸中,则图中最有可能发生的情况是( )
A. B. C. D.
10.(2023秋•临平区期中)泡茶时,有的茶叶浮在水面上后渐渐吸收水分后,会缓慢下沉;有些茶叶快速下沉,但表面附着了小气泡后,还会缓慢上升。水面上的茶叶下沉入水的过程中(假设其体积不变),所受的浮力( )
A.先变大后不变 B.先变小后变大
C.先变大后变小 D.先变小后不变
11.(2023秋•平湖市期中)水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器,装有等量的水,用两个完全相同的橡皮泥,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放入其中,如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙;甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.F浮甲<F浮乙 B.F浮甲=F浮乙
C.F甲<F乙 D.F甲>F乙
12.(2023秋•江北区期中)关于浸在水中的物体受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体没入水中越深,受到的浮力越大
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.物体的密度越大,受到的浮力越大
13.(2023秋•嵊州市期中)浸没在液体中的物体受到浮力大小取决于( )
A.物体在液体中的深度
B.物体的体积和形状
C.排开液体的体积和液体的密度
D.物体的体积和密度
14.(2023秋•杭州期中)把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1,如图甲所示。用细针缓慢将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2,如图乙所示,忽略细针的体积。则正确的是( )
A.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为ρ水g(V2﹣V1)
B.木块的质量为ρ水V2
C.木块的密度为ρ水
D.木块压入水的过程中,溢水杯底受到水的压强先增大后不变
15.(2023秋•义乌市期中)将一密度比水小的木块系好细线后放入已装有部分水的容器中,并把细线的另一端固定在容器底部的中央,刚开始细线松弛如图甲所示,然后缓慢匀速加水如图乙所示,已知t1时细线刚好拉直,t2时木块刚好完全浸没。则该过程中木块所受的浮力随时间变化情况最合理的是( )(木块不吸水)
A. B.
C. D.
16.(2023秋•下城区期中)如图是我国汉代时期发明的一种用作军事信号的灯笼。它用很轻的竹片扎成框架,四周用纸遮严,只在下端留口。在灯笼下方悬吊着一只盛有松脂的小蝶,点燃松脂时,灯笼就能飞上高空。假设灯笼的体积为V,灯笼内空气的密度为ρ1,地面附近空气的密度为ρ2。下列相关分析中正确的是( )
A.ρ1>ρ2
B.“灯笼”在地面附近受到的浮力为ρ1gV
C.灯笼离开地面附近继续上升的过程中,受到的浮力将逐渐减小
D.若灯笼匀速上升,则它受到的浮力大于重力
17.(2023秋•江北区期中)小宁用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量石块的密度,烧杯的重力为G0、底面积为S。如图甲所示,他用弹簧测力计测出石块的重力为G;如图乙,烧杯内水的深度为h;如图丙,将石块浸没于水中,弹簧测力计的示数为F,已知水的密度为ρ。下列说法正确的是( )
A.乙图中,烧杯对桌面的压强
B.该石块的体积为
C.丙图中,烧杯底受到水的压强为ρgh+
D.石块的密度为
18.(2023秋•江北区期中)如图所示,4个体积相同的小球浸在水中,则所受浮力最小的是( )
A.A球 B.B球 C.C球 D.D球
19.(2023秋•诸暨市期中)小李同学在探究某种液体密度的实验中,用测力计悬挂一个正方体金属块,浸没在液体中(容器足够大,不考虑液面的变化,如图甲),缓慢地将金属块从液体中竖直提起,该过程中测力计读数F随金属块提起高度h的关系如图乙所示,则根据图象信息可以确定( )
A.该金属块的边长为6cm
B.在高度h由2cm变化到6cm的过程中,金属块所受浮力逐渐增大
C.该液体的密度约为1.56×103kg/m3
D.该金属块的密度约为3.46×103kg/m3
20.(2023秋•新昌县期中)如图是小明用量筒和水测量铁块体积的实验,小明将铁块匀速提起,直至完全露出水面一定高度的过程中,下图中能反映液面高度h和铁块被提起的时间的关系的是( )
A. B. C. D.
考点三 浮力大小的计算
21.(2023秋•鹿城区期中)如图所示,盛有水的溢水杯放在水平桌面上,水面低于溢水口;将一块质量为m、体积为V的物块甲轻轻放入溢水杯中,溢出的水全部用空的小烧杯接住;物块甲静止时排开水的体积为V排。则下列说法中,正确的是( )
A.物块甲受到的浮力一定等于mg
B.物块甲受到的浮力一定等于ρ水gV
C.小烧杯中水的重力一定等于mg
D.小烧杯中水的重力一定小于ρ水gV排
22.(2023秋•乐清市期中)如图是探究浮力大小影响因素的实验,物体浸没在水中受到的浮力是( )
A.3.5N B.3N C.1N D.0.5N
23.(2023秋•南浔区期中)用弹簧测力计竖直挂一物体,当物体浸入水中体积时,弹簧测力计示数为4N;当物体浸入水中体积时,弹簧测力计示数为1N.取下该物体放入水中,物体静止时受到的浮力是( )
A.18N B.14N C.10N D.8N
24.(2023秋•滨江区期中)把质量为600g的物体全部压到水中时,它排开水的质量为800g。松手后,当物体静止时,其所处的状态及受的浮力大小为(不计水的阻力,g取10N/kg)( )
A.物体漂浮,F浮=8N
B.物体悬浮,F浮=8N
C.物体漂浮,F浮=6N
D.物体沉在水底,F浮=8N
25.(2023秋•滨江区期中)某大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①
B.构件受到的重力为0.8×105N
C.构件所受的最大浮力为1.2×105N
D.构件的密度为2.5×103kg/m3
26.(2023秋•拱墅区期中)把一个小球放入盛满酒精的溢水杯中,小球沉入容器底部,从溢水杯中溢出8g酒精(酒精的密度为0.8×103kg/m3);若将该小球放入盛满水的溢水杯中,小球漂浮在水面,从溢水杯中溢出水的质量( )
A..大于8g B.小于8g C.等于8g D.无法判断
27.(2023秋•鹿城区期中)将一重为20牛的物体,放入一杯盛满水的溢水杯中,测得从杯中溢出了1.2千克的水,则物体受到的浮力为( )
A.32N B.20N C.12N D.8N
28.(2023秋•西湖区期中)某同学用石块、细线、弹簧测力计,烧杯,水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A.石块在盐水中受到的浮力是0.8N
B.石块在水中受到的浮力大小为1.2N
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2×10﹣4m3
D.丙图中盐水的密度为1.2×103kg/m3
29.(2023秋•洞头区期中)为了验证“浮力大小的影响因素”,小明用装有一定量沙子的玻璃瓶(带有密封盖)开展了如图所示的实验。当玻璃瓶完全浸没在水中时的浮力大小为( )
A.2N B.2.5N C.3.5N D.4.5N
30.(2023秋•慈溪市期中)用弹簧测力计竖直挂一铁球,当铁球露出水面体积时,弹簧测力计示数为4N;当铁球浸入水中体积时,弹簧测力计示数为1N,取下该铁球放入水中,铁球静止时受到的浮力是( )
A.18N B.14N C.8N D.10N
考点四 探究影响浮力大小因素的实验
31.(2023秋•海曙区期中)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有①②④ B.只有②③④ C.只有③④ D.只有①②
32.(2023秋•西湖区期中)小金通过研究,得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论。下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①弹簧测力计挂着浸在水中的铝块,慢慢下移,在铝块浸没前,弹簧测力计示数逐渐变小
②弹簧测力计挂着浸没在水中的铝块,让铝块再下移一段距离,弹簧测力计示数大小不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④弹簧测力计挂着铝块,先后将铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,弹簧测力计示数大小不变
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
考点五 物体的浮沉条件及其应用
33.(2023春•鄞州区期中)自太空课堂开设以来,我们发现了很多地球实验和太空实验的差异性。如图甲、乙所示是分别在太空中和地球上做的油和水混合后充分振荡,再静置充足时间后的实验现象。下列说法错误的是( )
A.实验说明太空中水能溶解油,而地球上不行
B.地球上油滴上浮时,它受到的浮力大于重力
C.太空失重环境下,浸在水中的油滴不受浮力作用
D.无论太空还是地球实验,瓶中油和水的质量始终不变
34.(2023秋•滨江区期中)在一只铅笔的下端粘上一块橡皮泥,把它分别置于甲、乙、丙三种不同的液体中,铅笔静止时的情形如图所示,则铅笔分别在三种液体中受到的浮力F的大小和三种液体的密度ρ之间的关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.F甲>F乙>F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.F甲=F乙=F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.F甲=F乙=F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
35.(2023秋•杭州期中)如图所示,魔法水母是一款受孩子喜爱的玩具。在瓶内注满水,然后放入魔法水母,旋紧瓶盖,用力抓握塑料瓶,魔法水母就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来。调整握塑料瓶的力度,魔法水母就可以静止悬浮在水中。下列说法错误的是( )
A.魔法水母是通过改变排开水的体积来实现上浮和下沉的
B.魔法水母下沉时受到的液体压强变大
C.用力挤压矿泉水瓶时,魔法水母内的空气体积变大
D.魔法水母悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
36.(2023秋•杭州期中)如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先上浮然后下沉 B.浮力变小,一直下沉
C.先下沉然后上浮 D.浮力变大,一直上浮
37.(2023秋•仙居县期中)用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片,然后盖上盖子并密封,投入江中,就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶”。如果漂流瓶从长江漂入大海,漂流瓶所受到的浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密度)( )
A.浮力变大,露出水面体积不变
B.浮力不变,露出水面体积变大
C.浮力不变,露出水面体积变小
D.浮力变小,露出水面体积变大
38.(2023秋•乐清市期中)学校开展自制潜水艇的项目化学习,某小组演示潜水艇的浮沉情况如图所示。0点开始向含有少量水的水舱内注水,潜水器开始下沉;A点开始将水舱中的水向外排出;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。此过程中潜水艇所受浮力的变化情况表示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
39.(2023秋•瑞安市期中)如图所示耙耙柑放入一杯水中处于漂浮状态,去皮再次放入水中,发现其沉入水底,若在两种情况下耙耙柑所受的浮力分别为F甲和F乙,重力分别为G甲和G乙,则( )
A.F甲<F乙,G甲<G乙 B.F甲>F乙,G甲>G乙
C.F甲>F乙,G甲<G乙 D.F甲<F乙,G甲>G乙
40.(2023秋•衢江区期中)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是( )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
41.(2023秋•鹿城区期中)当汤圆刚放入水中时会沉入锅底,而当汤圆煮熟时则会浮出水面,针对此现象,某同学用简化图模拟烧煮一段时间后的汤圆分布图(其中A、B、C表示汤圆),则以下分析正确的是( )
A.A汤圆与锅底接触,则A的密度一定大于水的密度
B.C汤圆浮出水面,则C汤圆的密度等于水的密度
C.B汤圆静止时,浮力大于重力
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,则B汤圆所受浮力减小
42.(2023秋•南浔区期中)如图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A.图A中浸没在水中的潜水艇,下潜时浮力逐渐变大
B.图B中巨轮从江河驶向海洋的过程中,船体会上浮
C.图C中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图D中气球上升时,填充的气体密度比空气大
43.(2023秋•温州期中)京杭大运河历史悠久,是我国南北交通的大动脉,如今实现百年来首次全线水流贯通,将为中国的发展再提升一个新高度。根据相关知识回答问题。
半潜船可以用来运输超大型货物,空载时漂浮于河面(如图甲);装载时需要向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至河面以下(如图乙);将货物拖至甲板上方时,排出水舱中的水,船体重量减小,甲板上浮至河面,完成货物装载(如图丙)。选项中图像能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化是( )
A. B.
C. D.
44.(2023秋•滨江区期中)小江同学制作了如图所示的潜艇模型,下列说法错误的是( )
A.潜艇是通过改变自身重力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞注入空气,水会进入试管中,可使潜艇下沉
C.水下的潜艇正在下沉时,所受浮力大小不变
D.潜水艇在浮出水面的过程中,浮力变小
45.(2023秋•鹿城区期中)向一个轻质塑料瓶中装入液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,静止后如图。若塑料瓶在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙。下列判断正确的是( )(不计塑料瓶和瓶塞的体积)
A.F甲=F乙;ρ甲>ρ乙 B.F甲=F乙;ρ甲<ρ乙
C.F甲>F乙;ρ甲<ρ乙 D.F甲>F乙;ρ甲=ρ乙
46.(2023秋•平阳县期中)农民伯伯在挑选种子时,要挑选颗粒饱满的良种,舍去空瘪的劣种。现将四批种子放入同浓度的盐水中,呈现如图所示四种情况。下列四批种子中,良种率最高的是( )
A. B.
C. D.
1.(2023秋•南浔区期中)关于“压强”和“浮力”知识的应用,下列说法中正确的是( )
A.潜入水中的潜水艇,潜水越深,所受浮力和压强越大
B.轮船从江河驶入到海洋,排水量减少,所受浮力减小
C.水坝的下部总要比上部宽些,这样可以使它承受更大的水压
D.用密度计测量不同液体的密度时,它所受到的浮力是不同的
2.(2023秋•滨江区期中)如图所示,两个相同容器都盛满水,甲中有一个体积为50cm3密度为0.5×103/m3 的木块漂浮在水面,下列有关说法正确的是( )
A.木块漂浮时浮力等于自身重力,并有 体积露出水面
B.甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力
C.木块缓慢下压至浸没的过程中受到的浮力不变
D.木块全部压入水中两容器底部受水的压力和压强都相等
3.(2023秋•温州期中)京杭大运河历史悠久,是我国南北交通的大动脉,如今实现百年来首次全线水流贯通,将为中国的发展再提升一个新高度。根据相关知识回答问题。
京杭大运河是我国仅次于长江的第二条“黄金水道”。运河的通航,促进了沿线城市的迅速发展。在码头运货的轮船,所受的浮力为( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
4.(2023秋•平阳县期中)将质量相等的土豆和苹果(V土豆<V苹果)分别放入装满甲、乙液体的烧杯中 (ρ甲>ρ乙),静止时如图所示,则下列分析正确的是( )
A.若将土豆放入乙溶液,则土豆会处于漂浮状态
B.若将苹果放入甲溶液,则苹果会处于悬浮状态
C.土豆排开液体的质量大于苹果排开液体的质量
D.土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积
5.(2023秋•江北区期中)将一个实心球分别放入水、盐水和水银中,如图甲、乙、丙所示,实心球受到的浮力F甲、F乙、F丙的大小关系正确的是( )
A.F甲=F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F丙>F甲=F乙
6.(2023秋•杭州期中)如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀,且不吸水的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
A.a的密度是0.4×103kg/m3
B.a、b的重力之比为5:3
C.a、b的体积之比为5:2
D.b的密度是0.8×103kg/m3
7.(2023秋•西湖区期中)港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将棱长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化(如图乙)。下列选项说法正确的是(ρ海水=1.0×103kg/m3)( )
A.该正方体构件的质量为16t
B.表示正方体构件所受浮力变化的图像是①
C.该构件浸没在水中所受浮力为4×104N
D.该构件的密度是2.5×103kg/m3
8.(2023秋•诸暨市期中)为证明空气浮力的存在,科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验:
步骤一:在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔,将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部,将气球用细绳与底部的气嘴绑紧,如图甲所示。打开瓶盖,使瓶内外气压一致,再拧紧瓶盖不漏气。
步骤二:关闭气嘴2,打开气嘴1;用气泵向矿泉水瓶充入气体,待手压瓶子感觉较硬时停止充气;用天平称出整个装置的质量为m1。
步骤三:关闭气嘴1,打开气嘴2;让瓶内的高压气体进入气球,至气球停止胀大;称出整个装置的质量为m2。
步骤四:比较m1与m2的大小。
(1)实验装置的气密性是本实验成功的关键,写出一种检查图甲装置气密性的方法: 。
(2)本实验能验证气球在空气中受到浮力,其依据是m1 m2。
(3)实验中,小组同学发现气球与气嘴2之间漏气,于是设计了如图乙所示的改进型实验装置:将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上,调节配重质量使二者保持静止,用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气,观察到 现象,说明金属球受到空气浮力的作用。
55.(2023秋•西湖区期中)小金在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
(1)图(a)中对溢杯内的水量有何要求? 。
(2)将石块从水面上方某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸入水中直至刚好完全浸没,整个过程中弹簧测力计的示数如何变化? 。
(3)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ,阿基米德原理将得到验证。
9.(2023秋•余姚市期中)如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:
(1)此时木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
10.(2023秋•鹿城区期中)十月中旬,二中举行了潜水艇制作大赛,图1为比赛现场图,图2、图3为参赛选手作品,比赛相关信息如下:
【制作要求】
①生活舱和水舱独立分开
②生活舱体积大于水舱
【比赛任务】
①完成从水面下潜到指定位置悬浮
②完成从水底上浮到指定位置悬浮
【制作材料】
带盖的矿泉水瓶(380mL)4个、500g配重物、注射器及塑料管、热熔胶、剪刀、刻刀、透明胶等。
(1)甲组同学参赛作品如图2,请根据制作要求分析该作品是否符合参赛要求? 。
(2)乙组同学参赛作品如图3,生活舱(可加配重不进水)为2个矿泉水瓶,水舱为1个矿泉水瓶(均未裁剪),潜水艇自重为100g。在实践中,乙组同学发现即使加入所有配重,但无论怎么抽拉注射器,潜水艇始终漂浮,无法下沉至水底。请通过计算说明原因。(矿泉水瓶厚度不计、塑料软管、热熔胶均忽略不计)
(3)乙组同学经过思考,想要通过改变生活舱的体积来对潜水艇进行改进,你认为若想要完成比赛,生活舱的体积范围应为 。(潜水艇自重变化忽略不计)
(4)丙组同学选择用一个矿泉水瓶制作,其作品及轮廓如图4,在完成任务时,潜水艇经过的几个位置如图5。O点开始向水舱中注水,潜水艇开始下沉;A点开始向外排水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水艇弧形部分恰好露出水面;D点为最终静止位置。请在图6中画出潜水艇在整个比赛过程中浮力随上升位置变化的曲线。
11.(2023秋•义乌市期中)某校开展自制潜水器比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水艇的沉浮。
设计要求:
1.潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
2.为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。
(1)如图甲位置,要使潜水器下潜,应如何操作。 。
(2)已知该小组同学采用的材料总质量0.5kg,体积800cm3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积比,如表格所示。请根据设计要求通过计算选择最合适的方案。
方案
工作舱体积/厘米3
水舱体积/厘米3
1
450
350
2
480
320
3
500
300
4
520
280
(3)图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙。O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;A点向外排尽水舱中的水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
12.(2023秋•拱墅区期中)如图是一种简易温度计,外界温度改变会使小球受到的浮力发生变化而运动,进而引起悬挂于下端的金属链条长度发生改变,最终小球重新悬浮于液体的某一深度,同时指针指示温度值。(小球体积变化可忽略,金属链条体积可忽略,g取10N/kg)。
(1)若小球质量为15g,小球体积为30cm3,此时容器内液体密度为0.9×103kg/m3,则小球受到的浮力为多少牛?
(2)若指针上移,可知小球受到的浮力 ,液体的密度 ,外界的温度 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)若将小球与金属链条完全脱离,则小球静止时受到的浮力大小为多少?
13.(2023秋•下城区期中)如图所示为我国航空母舰“福建舰”。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置,于2022年6月17日正式下水,其满载排水量为8万吨。(海水的密度取近似值1.0×103kg/m3)
(1)当战斗机返回停在甲板上,福建舰受到的浮力将 (填“增大”、”不变”或”减小”)。
(2)求“福建舰”满载时受到的浮力大小?
(3)“福建舰”满载时,排开海水的体积是多少m3?
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