第十章 浮力(巩固培优)-2024-2025学年八年级下册物理人教版(2024)
2025-08-09
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第十章 浮力 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.41 MB |
| 发布时间 | 2025-08-09 |
| 更新时间 | 2025-08-09 |
| 作者 | 满天星状元教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-08-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53408978.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
单元培优 浮力
一.选择题(共12小题)
1.(2025春•马尾区期末)某物块重为1N,将它放入盛有水的溢水杯中,溢出的水所受的重力为0.5N,则它受到的浮力( )
A.一定为0.5N B.可能为0.3N
C.一定为1N D.可能为0.6N
2.(2025春•中原区期末)下列有关浮力的应用说法正确的是( )
A.甲图是我国自主设计建造的航空母舰,舰载机起飞后,航空母舰所受浮力不变
B.乙图是盐水选种,沉底的良种所受到的浮力等于其排开盐水的重力
C.丙图是自制的孔明灯,加热罩内的空气使其密度比外部空气的密度大
D.丁图是我国的“奋斗者”号载人潜水艇,在加速下潜过程中,所受浮力大于自身重力
3.(2025春•鲤城区校级期末)如图所示,当战斗机从辽宁号航空母舰上起飞后,下列说法正确的是( )
A.舰体略上浮,受到的浮力不变
B.舰体略上浮,受到的浮力变小
C.舰体略下沉,受到的浮力变小
D.舰体略下沉,受到的浮力变大
4.(2025春•开福区校级期末)长沙是“中国最具幸福感城市”,长沙人在传统节日里喜欢做饺子、汤圆、粽子和月饼等各种美食,下列说法正确的是( )
A.生饺子放入锅中会沉入水底,是因为受到的重力大于浮力
B.汤圆煮熟后漂浮在水面上静止时,浮力大于重力
C.粽子放在水平盘中,粽子对盘子的压力和粽子受到的重力是一对平衡力
D.宇航员将一块密封好的月饼带到月球上,月饼的质量变小
5.(2025•城北区校级三模)放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有质量相等的不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中,静止时两物块所处的位置如图所示。则( )
A.甲容器中的物块受到的浮力较大
B.两个容器底部受到的液体压强相等
C.甲容器对水平桌面的压强较大
D.乙容器中的物块受到的浮力较大
6.(2025春•东平县期末)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中正确的是( )
①甲图,AS700飞艇中充入气体的密度大于空气的密度;
②乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变小;
③丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小;
④丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变。
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有②④正确 D.只有②③④正确
7.(2025春•溧阳市期末)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A、B两种液体,将两个完全相同的小球放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,此时两容器中液面高度相同,如图所示。若A、B液体的密度分别为ρA、ρB,小球在A、B液体中所受浮力分别为FA、FB,A、B液体对容器底部的压强分别为pA、pB,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,则下列判断正确的是( )
A.ρA<ρB B.FA<FB C.pA= pB D.p甲>p乙
8.(2025春•德阳期末)某创新小组制作了如图所示的沉船打捞模型,用注射器通过胶管向“浮筒”中充气或从“浮筒”中抽气,就可以使“浮筒”上浮或下沉。若将“浮筒”从如图所示的位置上浮直至露出水面,从而带动沉船上浮(胶管在水中的体积变化忽略不计)。下列分析正确的是( )
A.“浮筒”浮出水面前所受的浮力逐渐变小
B.“浮筒”露出水面过程中所受的浮力小于重力
C.“浮筒”是通过改变自身重力实现上浮和下沉
D.当“浮筒”处于悬浮时向里充气,其所受重力等于浮力
9.(2025春•石狮市校级期末)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图所示,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处,下列说法正确的是( )
A.“掉深”就相当于轮船从大海驶入长江
B.“掉深”时,潜艇受到浮力大小变大
C.“掉深”时,潜艇排开液体重力不变
D.“掉深”时,潜艇排开液体重力变小
10.(2025•渝中区校级一模)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是
( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.小烧杯中水的重力G=F1﹣F2
D.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1
11.(2025•龙马潭区二模)如图所示,两个完全相同的容器,底部用细管连接,并安装上开关。现分别往左右两边注入不同的液体,然后将两个外形完全相同的物块A和B同时放入液体中,静止时A、B悬浮在同一水平面处,液面在图中位置时,打开开关,液体不发生流动,下列说法正确的是:( )
A.比较A、B的密度,ρA≥ρB
B.比较A、B受到的浮力,FA浮>FB浮
C.比较A、B下表面受到的压力,FA压>FB压
D.取出A、B,打开开关,液体向右流动
12.(2025春•沭阳县期末)如图所示,取一个矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲);若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙和丙),此实验中,相关说法正确的是( )
A.甲乙两次实验中,小球所受浮力相等
B.三次实验中,小球均受到浮力
C.丙图中,乒乓球在上浮时受到的浮力不等于水对球上下面的压力差
D.此实验原理可以进一步阐述浮力产生的原因
二.填空题(共8小题)
13.(2025春•淄川区校级期末)2015年6月1日,一艘载有256名乘客从南京驶往重庆的客船在长江中游湖北监利水域遇龙卷风而逐渐倾斜,最终江水灌满船舱,客轮的重力 (选填“大于”或“小于”)所受浮力而下沉。事故发生后,潜水员潜到11米深的水下船舱内进行搜救,此时潜水员受到水的压强是 Pa(g取10N/kg)。
14.(2025春•庐阳区校级期末)如图所示,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中。请你根据图中的现象分析判断:ρ甲 ρ乙(填“大于”“等于”或“小于”)。
15.(2025春•青羊区期末)如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,在其内部充入氦气就可以依靠 (选填“浮力”或“升力”)升空。若充入密度为0.2kg/m3的氦气后悬浮在空气密度为0.4kg/m3的9052m高空,此时其总体积为9000m3,则它的总质量为 kg。
16.(2025春•青羊区期末)如图所示,将均匀长方体渗没在液体中,已知它的上、下表面积都为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,液体的密度为ρ。长方体上表面受到的压强p1= ;
长方体受到的浮力F浮= 。(均用g、S、h1、h2和ρ表示)
17.(2025•东莞市三模)竹排是一种水上交通工具。江水中漂浮着一个总体积为1m3的竹排,其体积的五分之四露出水面。此时竹排受到的浮力为 N。若该竹排从江水驶入海水,受到的浮力 ,露出水面的体积 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。,g取10N/kg)
18.(2025•贵阳三模)我国最新航母福建舰满载排水量达8万余吨,当它在海面上正常行驶时,所受到的浮力为 N(g取10N/kg);当福建舰从青岛驶入远海的海洋深处时,它将 (选填“上浮”或“下沉”)一些。(ρ水<ρ海洋)
19.(2025•金湾区二模)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种不同的液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。木块在甲、乙液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙,两容器对桌面的压强为p甲'、p乙',则F甲 F乙;p甲 p乙;p甲' p乙'(以上均选填“>”、“<”或“=”)。
20.(2025•重庆模拟)如图甲所示,底面积为200cm2的薄壁柱形水箱内装有质量为6kg的水,一质量和体积均不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水、底面积为5×10﹣3m2的实心长方体A连接。打开阀门,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小F随排出水的质量m变化的关系图像如图乙所示,当排水质量为4kg时,长方体A刚好全部露出水面,则长方体A的密度为 kg/m3;当力传感器示数为3N时,水箱底部受到水的压强为 Pa。
三.实验探究题(共1小题)
21.(2025•开福区校级三模)小湖和同学们利用一长方体物块按如下图示过程来探究影响浮力大小的因素。
(1)由图C、D的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度 ;
(2)将物块浸没在盐水中如图E所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关,并通过计算得出所用盐水密度为 g/cm3;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则测出的盐水密度 ;
(3)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图B相同,测力计示数为3.8N,与B图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由: 。
四.计算题(共1小题)
22.(2025•青秀区校级三模)如图甲,是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰,其满载排水量为8×104吨。小民同学在实验室模拟航母下水前的一个过程,他将一质量为4kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为2kg,底面积为0.04m2,高为0.5m,如图乙所示。现向容器中加水,当水深度为0.2m时,模型刚好离开容器底部,如图丙所示。继续加水直到深度为0.45m,然后将2架单架质量为1.2kg的舰载机模型轻放在航母模型上,静止后它们一起漂浮在水面上。已知,求:
(1)福建舰满载航行时受到的浮力;
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积;
(3)放上2架舰载机模型并静止一段时间后,再取走1架舰载机模型,当最终静止时,容器对水平地面的压强。
单元培优 浮力
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2025春•马尾区期末)某物块重为1N,将它放入盛有水的溢水杯中,溢出的水所受的重力为0.5N,则它受到的浮力( )
A.一定为0.5N B.可能为0.3N
C.一定为1N D.可能为0.6N
【考点】阿基米德原理的理解.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】由阿基米德原理知道,浸在液体中的物体受的浮力等于物体排开的液体的重力;解题时注意:盛有水的溢水杯不一定满的。
【解答】解:将一个重为1N的物体浸没在盛有水的烧杯中,溢出烧杯的水重为0.5N,有以下两种可能:
①若烧杯中水是满的,溢出烧杯的水重为0.5N,根据阿基米德定律,浮力等于0.5N;
②若烧杯中水是不满的,溢出烧杯的水重为0.5N,说明物体排开的水的重力大于0.5N,根据阿基米德原理,浮力大于0.5N;
综上分析,选项D符合题意。
故选:D。
【点评】本题是一个易错题,若不细心分析就会认为浮力一定是0.5N.所以本题的关键要注意到烧杯中的水满不满。
2.(2025春•中原区期末)下列有关浮力的应用说法正确的是( )
A.甲图是我国自主设计建造的航空母舰,舰载机起飞后,航空母舰所受浮力不变
B.乙图是盐水选种,沉底的良种所受到的浮力等于其排开盐水的重力
C.丙图是自制的孔明灯,加热罩内的空气使其密度比外部空气的密度大
D.丁图是我国的“奋斗者”号载人潜水艇,在加速下潜过程中,所受浮力大于自身重力
【考点】物体浮沉条件;利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;密度在生产、生活中的应用.
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)舰载机从航母上起飞前后,航母始终处于漂浮状态,受到的浮力始终等于自身的总重力,根据航母重力的变化判断受到浮力的变化;
(2)根据阿基米德原理分析解答;
(3)加热孔明灯内部空气,内部空气的密度比外部空气的密度小到一定程度,使浮力大于自身重力,孔明灯就上升;
(4)当所受浮力小于自身重力时物体下沉。
【解答】解:A.航空母舰漂浮在水面上,受到的浮力等于它的总重力,舰载机起飞后,航空母舰的总重力减小,所受浮力减小,故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,沉底的良种所受到的浮力等于其排开盐水的重力,故B正确;
C.加热孔明灯内部空气,内部空气的密度比外部空气的密度小到一定程度,使浮力大于自身重力,孔明灯就上升,故C错误;
D.潜水艇在加速下潜过程中,所受浮力小于自身重力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了浮沉条件的应用,是一道综合题。
3.(2025春•鲤城区校级期末)如图所示,当战斗机从辽宁号航空母舰上起飞后,下列说法正确的是( )
A.舰体略上浮,受到的浮力不变
B.舰体略上浮,受到的浮力变小
C.舰体略下沉,受到的浮力变小
D.舰体略下沉,受到的浮力变大
【考点】阿基米德原理的定性分析;利用物体的浮沉条件比较浮力的大小.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】物体漂浮时受到的浮力等于重力,当战斗机从军舰上起飞后,重力变小,据此判断军舰受到的浮力变化,根据F浮=ρ液gV排分析当战斗机从军舰上起飞后排水体积的变化即可。
【解答】解:军舰始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,当战斗机从军舰上起飞后,重力变小,所以军舰受到的浮力变小,根据F浮=ρ液gV排可知排开液体的体积减小,则舰体略上浮。
故选:B。
【点评】本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理的灵活运用,属于基础题。
4.(2025春•开福区校级期末)长沙是“中国最具幸福感城市”,长沙人在传统节日里喜欢做饺子、汤圆、粽子和月饼等各种美食,下列说法正确的是( )
A.生饺子放入锅中会沉入水底,是因为受到的重力大于浮力
B.汤圆煮熟后漂浮在水面上静止时,浮力大于重力
C.粽子放在水平盘中,粽子对盘子的压力和粽子受到的重力是一对平衡力
D.宇航员将一块密封好的月饼带到月球上,月饼的质量变小
【考点】物体浮沉条件;质量的概念与特性;平衡力与相互作用力的辨析.
【专题】浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】A
【分析】(1)(2)根据浮沉条件分析解答;
(3)二力平衡的四个条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上;
(4)质量是物体本身的一种属性,不随形状、状态、温度和位置的改变而改变。
【解答】解:A、生饺子放入锅中会沉入水底,根据浮沉条件可知,饺子受到的重力大于浮力,故A正确;
B、汤圆煮熟后漂浮在水面上静止时,根据漂浮的条件可知,浮力等于重力,故B错误;
C、粽子放在水平盘中,粽子对盘子的压力和粽子受到的重力作用在两个物体上,且二力的方向相同,所以二力不是一对平衡力,故C错误;
D、将一块密封好的月饼带到月球上,位置发生了改变,而质量是物体本身的一种属性,不会随位置的改变而改变,所以月饼的质量不变,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了浮沉条件的应用、对平衡力和质量概念的认识,属于基础知识。
5.(2025•城北区校级三模)放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有质量相等的不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中,静止时两物块所处的位置如图所示。则( )
A.甲容器中的物块受到的浮力较大
B.两个容器底部受到的液体压强相等
C.甲容器对水平桌面的压强较大
D.乙容器中的物块受到的浮力较大
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;固体压强的比较大小;液体压强的大小比较.
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)两个相同的物块重力相同,根据甲、乙的状态,根据悬浮和漂浮的特点分析;
(2)容器对水平桌面的压力为F=G总=G容+G液+G物,由p分析;‘
(3)液体对容器底的压力等于液体和物块的重力之和,由p分析。
【解答】解:AD、两个相同的物块重力相同,在甲容器悬浮,在乙容器漂浮,则两个相同的物块受到的浮力关系为F甲=F乙=G,即物块在两容器中所受浮力相等,故AD不符合题意;
B、液体对容器底的压力等于液体和物块的重力之和,两个容器底部受到的液体压力相同,由p分可知两个容器底部受到的液体压强相等,故B符合题意。
C、由题意知,容器相同,盛装的液体质量相等,两个物块相同,容器放在水平桌面上,容器对水平桌面的压力:F=G总=G容+G液+G物,则两个容器对水平桌面的压力相等,由于容器相同,则受力面积相等。由p可知,两容器对水平桌面的压强相等,故C不符合题意;
故选:B。
【点评】本题考查悬浮和漂浮的特点及p的运用,综合性较强。
6.(2025春•东平县期末)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中正确的是( )
①甲图,AS700飞艇中充入气体的密度大于空气的密度;
②乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变小;
③丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小;
④丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变。
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有②④正确 D.只有②③④正确
【考点】阿基米德原理的定性分析;利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;气球和飞艇原理;流体压强与流速的关系.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】(1)在体积相同时,物体的密度越小,其质量越小,据此做出判断;
(2)根据F浮=ρgV排可判断浮力的变化;
(3)流体流速越大的位置,压强越小;
(4)漂浮物体的浮力等于自身的重力。
【解答】解:①甲图,AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度,这样可使飞艇受到的浮力大于自身重力而升空,故①错误;
②乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,根据F浮=ρgV排可知,V排变小,所以受到的浮力变小,故②正确;
③丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大、压强小,故③正确;
④丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母的总重力减小,根据漂浮时浮力等于重力,则受到的浮力变小,故D错误。
综上所述,只有②③正确.
故选:B。
【点评】本题主要考查了对浮力的概念、浮力的影响因素、漂浮条件、流体压强与流速关系等的认识,属基础题,难度不大。
7.(2025春•溧阳市期末)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A、B两种液体,将两个完全相同的小球放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,此时两容器中液面高度相同,如图所示。若A、B液体的密度分别为ρA、ρB,小球在A、B液体中所受浮力分别为FA、FB,A、B液体对容器底部的压强分别为pA、pB,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,则下列判断正确的是( )
A.ρA<ρB B.FA<FB C.pA= pB D.p甲>p乙
【考点】物体浮沉条件;固体压强的比较大小;液体压强的大小比较;阿基米德原理的定性分析.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;浮力;理解能力.
【答案】D
【分析】(1)根据浮沉条件可知:物体漂浮时,ρ物<ρ液;物体沉底时,ρ物>ρ液;
(2)根据浮沉条件可知:物体漂浮时,F浮=G物;物体沉底时,F浮<G物;
(3)根据p可知,S相同,所以只需比较液体对容器底部的压力,而由于液体对容器底部的压力等于液体的重力与小球的重力之和;从图中可知液体的体积大小关系,根据m=ρV即可比较出液体质量的大小关系,根据G=mg判断出液体重力关系,从而判断出液体对容器底部的压力的关系;
(4)容器对桌面的压力等于容器的重力、小球的重力以及液体的重力之和。
【解答】解:
A、小球在甲容器中漂浮,所以ρA>ρ物,在乙容器中沉底,ρB<ρ物,所以ρA>ρB,故A错误;
B、小球在甲容器中漂浮,所以,FA=G物,在乙容器中沉底,所以FB<G物,所以FA>FB,故B错误;
C、由A选项可知ρA>ρB,且A的体积较大,根据m=ρV可得mA>mB,根据G=mg可得GA>GB,柱状容器,液体对容器底部的压力等于液体重力与球的重力的和,所以A液体对容器底部的压力比较大,由于容器的底面积相同,根据p可知底面积一定时,压力大的压强大,所以A液体对容器底部的压强大,即pA>pB,故C错误;
D、由C选项可知GA>GB,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A容器对地面的压力较大,由于容器的底面积相同,根据p可知底面积一定时,压力大的压强大,所以装液体A的容器对地面的压强大,即p甲>p乙,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对漂浮条件、悬浮条件、液体压强公式的理解和运用,根据物体的浮沉(悬浮、漂浮)确定液体的密度大小关系是本题的关键。同时知道放在规则容器中的液体压强也可以用p计算。
8.(2025春•德阳期末)某创新小组制作了如图所示的沉船打捞模型,用注射器通过胶管向“浮筒”中充气或从“浮筒”中抽气,就可以使“浮筒”上浮或下沉。若将“浮筒”从如图所示的位置上浮直至露出水面,从而带动沉船上浮(胶管在水中的体积变化忽略不计)。下列分析正确的是( )
A.“浮筒”浮出水面前所受的浮力逐渐变小
B.“浮筒”露出水面过程中所受的浮力小于重力
C.“浮筒”是通过改变自身重力实现上浮和下沉
D.当“浮筒”处于悬浮时向里充气,其所受重力等于浮力
【考点】阿基米德原理的定性分析;物体浮沉条件;潜水艇原理.
【专题】浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】(1)由F浮=ρgV排分析,当浮出水面前排开液体的体积不变,据此分析所受的浮力变化;
(2)根据上浮的条件分析;
(3)根据潜水艇改变自身重力实现浮沉的分析;
(4)当“浮筒”处于悬浮状态时,浮力等于重力,结合重力变化分析。
【解答】解:A.“浮筒”浮出水面前,排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,所受的浮力不变,故A错误;
B.“浮筒”露出水面上浮过程中,根据浮沉条件知,浮力大于重力,故B错误;
C.由沉浮原理可知,向“浮筒”中充气把里边的水排出,浮筒自身重力减小,或从“浮筒”中抽气,浮筒自身重力增大,就可以使“浮筒”上浮或下沉,是通过改变自身重力实现上浮和下沉的,故C正确;
D.当“浮筒”处于悬浮时向里充气,充气把里边的水排出,浮筒自身重力减小,浮力大于重力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查浮沉条件以及阿基米德原理,难度不大。
9.(2025春•石狮市校级期末)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图所示,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处,下列说法正确的是( )
A.“掉深”就相当于轮船从大海驶入长江
B.“掉深”时,潜艇受到浮力大小变大
C.“掉深”时,潜艇排开液体重力不变
D.“掉深”时,潜艇排开液体重力变小
【考点】阿基米德原理的定性分析;物体浮沉条件.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】(1)掉深是液体密度改变导致浮力改变,而轮船漂浮,浮力不变;
(2)根据阿基米德原理分析。
【解答】解:AB、潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,排开水的体积不变,根据 F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力变小;而轮船漂浮,浮力不变,故原理不同,故AB错误;
CD、根据阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,由于潜水艇受到的浮力变小,所以潜水艇排开液体的重力变小;轮船从大海驶入长江始终处于漂浮状态浮力不变,与“掉深”不同,故D正确,C错误。
故选:D。
【点评】本题考查阿基米德原理与浮沉条件,属于基础题。
10.(2025•渝中区校级一模)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是
( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.小烧杯中水的重力G=F1﹣F2
D.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1
【考点】阿基米德原理的理解;压力的比较大小;液体压强的大小比较;称重法测量浮力.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)根据p=ρgh分析水对溢水杯底部的压强变化;
(2)溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和;
(3)根据阿基米德原理分析解答:物体所受浮力等于排开液体的重力;
(4)根据称重法求浮力分析解答。
【解答】解:A、甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;
B、铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面的压力不变,即F甲=F乙,故B错误;
C、根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)G=F浮=F1﹣F2,故C正确;
D、F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力F浮=F1﹣F2,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了液体压强公式、阿基米德原理的应用,同时考查称重法求浮力,知道“溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和是解答此题的关键。
11.(2025•龙马潭区二模)如图所示,两个完全相同的容器,底部用细管连接,并安装上开关。现分别往左右两边注入不同的液体,然后将两个外形完全相同的物块A和B同时放入液体中,静止时A、B悬浮在同一水平面处,液面在图中位置时,打开开关,液体不发生流动,下列说法正确的是:( )
A.比较A、B的密度,ρA≥ρB
B.比较A、B受到的浮力,FA浮>FB浮
C.比较A、B下表面受到的压力,FA压>FB压
D.取出A、B,打开开关,液体向右流动
【考点】阿基米德原理的定性分析;压力的比较大小;液体压强规律;液体压强的大小比较.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】(1)打开开关,液体不发生流动,左、右两侧液体对开关处的压强相等,根据p=ρ液gh可知容器中液体的密度关系;结合浮沉条件比较物体的密度;
(2)根据阿基米德原理比较浮力大小;
(3)根据下表面下方的深度结合p=ρ液gh分析压强,得出下表面以上的深度压强大小关系;
(4)根据降低的高度分析压强变化,判断流动情况。
【解答】解:A、打开开关,液体不发生流动,左、右两侧液体对开关处的压强相等,而左侧的深度小,根据p=ρ液gh可知,左侧的液体密度大,根据物体悬浮,物体的密度等于液体的密度,故A的密度较大,故A错误;
B、物体的体积相当,左侧液体密度较大,根据阿基米德原理知,左侧所受的浮力较大,即FA浮>FB浮,故B正确;
C、开关处的压强相等,物体下表面一下部分的深度相同,因而左下的压强大,总的压强相等,故左侧上方的压强较小,而表面积相等,根据F=pS,左侧的压力较小,即FA压<FB压;故C错误;
D、因为取出减小的体积相同,左侧的底面积小,减小的深度大,而左侧的密度大,根据p=ρ液gh可知,左侧减小的压强较大,故左侧的压强小于右侧,打开开关,液体向左流动,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查阿基米德原理与液体压强公式的应用,属于较难题。
12.(2025春•沭阳县期末)如图所示,取一个矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲);若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙和丙),此实验中,相关说法正确的是( )
A.甲乙两次实验中,小球所受浮力相等
B.三次实验中,小球均受到浮力
C.丙图中,乒乓球在上浮时受到的浮力不等于水对球上下面的压力差
D.此实验原理可以进一步阐述浮力产生的原因
【考点】浮力产生的原因.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】根据浮力产生的原因,结合物体浮沉条件分析解答:浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
【解答】解:A.甲图下方不受水的压强,因而没有向上的压力,由浮力产生的原因可知,此时乒乓球不受浮力;
乙图中,用手堵住瓶口,乒乓球下方有水,水对乒乓球有向上的压力,乒乓球受到浮力。所以甲乙两次实验中,小球所受浮力不相等,故A错误;
B.由上述对甲图的分析可知,甲图中乒乓球不受浮力,故B错误;
C.根据浮力产生的原因,浮力等于液体对物体上下表面的压力差,丙图中乒乓球上浮时受到浮力,所以受到的浮力等于水对球上下表面的压力差,故C错误;
D.甲图中乒乓球不受浮力(下方无水,无向上压力),乙、丙图中乒乓球受浮力(下方有水,有向上压力,产生压力差),通过对比,能阐述浮力是由于液体对物体上下表面存在压力差产生的,即可以进一步阐述浮力产生的原因,故D正确。
故选:D。
【点评】浸在液体中的物体产生浮力的原因,是因为物体受到液体的压力,物体受到液体的压力是因为物体受到液体的压强作用,液体压强是因为液体有重力和具有流动性。
二.填空题(共8小题)
13.(2025春•淄川区校级期末)2015年6月1日,一艘载有256名乘客从南京驶往重庆的客船在长江中游湖北监利水域遇龙卷风而逐渐倾斜,最终江水灌满船舱,客轮的重力 大于 (选填“大于”或“小于”)所受浮力而下沉。事故发生后,潜水员潜到11米深的水下船舱内进行搜救,此时潜水员受到水的压强是 1.1×105 Pa(g取10N/kg)。
【考点】物体浮沉条件;液体压强的公式及计算.
【专题】定量思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】大于;1.1×105。
【分析】(1)物体的浮沉条件:漂浮时,浮力等于重力;下沉时,浮力小于重力;悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;
(2)根据液体的压强公式p=ρgh计算潜水员潜到11m深的地方受到水的压强。
【解答】解:客船在长江中游湖北监利水域遇龙卷风而逐渐倾斜,最终江水灌满船舱,导致客轮的重力增大,此时客轮的重力大于所受浮力,所以客轮下沉;
潜水员潜到11米深的水下受到海水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×11m=1.1×105Pa。
故答案为:大于;1.1×105。
【点评】此题通过客轮沉没事件考查了物体的浮沉条件、液体压强的计算,比较简单。
14.(2025春•庐阳区校级期末)如图所示,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中。请你根据图中的现象分析判断:ρ甲 小于 ρ乙(填“大于”“等于”或“小于”)。
【考点】阿基米德原理的定性分析;利用物体的浮沉条件比较浮力的大小.
【专题】浮力.
【答案】小于
【分析】根据漂浮时浮力等于重力,从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
【解答】解:因为同一只密度计,在两种液体中都漂浮,所以F浮=G保持不变,由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,密度计排开甲液体的体积大,所以甲液体的密度小,即ρ甲<ρ乙。
故答案为:小于。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好密度计测液体密度时漂浮(F浮=G)是本题的关键。
15.(2025春•青羊区期末)如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,在其内部充入氦气就可以依靠 浮力 (选填“浮力”或“升力”)升空。若充入密度为0.2kg/m3的氦气后悬浮在空气密度为0.4kg/m3的9052m高空,此时其总体积为9000m3,则它的总质量为 3600 kg。
【考点】气球和飞艇原理;利用阿基米德原理进行简单计算.
【专题】浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】浮力;3600。
【分析】浮空艇依靠空气的浮力升空的,根据浮沉条件和阿基米德原理计算质量。
【解答】解:浮空艇依靠空气的浮力升空的,其内部充入氦气减小了重力,使得浮力大于重力升空,
悬浮时浮力等于重力,根据阿基米德原理和G=mg知,
即F浮=G;即ρ空gV排=mg;
即m=ρ空V排=0.4kg/m3×9000m3=3600kg。
故答案为:浮力;3600。
【点评】本题考查浮力的应用与阿基米德原理,属于中档题。
16.(2025春•青羊区期末)如图所示,将均匀长方体渗没在液体中,已知它的上、下表面积都为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,液体的密度为ρ。长方体上表面受到的压强p1= ρgh1 ;
长方体受到的浮力F浮= ρgS(h2﹣h1) 。(均用g、S、h1、h2和ρ表示)
【考点】压力差法求浮力大小;液体压强的公式及计算.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】ρgh1;ρgS(h2﹣h1)。
【分析】利用p=ρgh,计算液体压强;根据浮力产生的原因:物体浸入液体中上下表面压力差为物体所受浮力即F浮=F向上﹣F向下。
【解答】解:根据液体的压强公式p=ρgh,长方体上表面距离液面深度为h1受则长方体上方受到的压强为:p1=ρgh1;
根据,可得出长方体上方受到的压力为:F1=p1S=ρgh1S;
同理可计算出长方体下表面受到的压强为:p2=ρgh2,压力为:F2=p2S=ρgh2S;
根据浮力产生的原因:物体浸入液体中上下表面压力差为物体所受浮力F浮=F向上﹣F向下,即F浮=F2﹣F1=ρgh2S﹣ρgh1S=ρgS(h2﹣h1)。
故答案为:ρgh1;ρgS(h2﹣h1)。
【点评】本题考查的是液体的压强公式的应用;知道浮力的产生原因并根据压力差法计算浮力的大小。
17.(2025•东莞市三模)竹排是一种水上交通工具。江水中漂浮着一个总体积为1m3的竹排,其体积的五分之四露出水面。此时竹排受到的浮力为 2000 N。若该竹排从江水驶入海水,受到的浮力 不变 ,露出水面的体积 变大 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。,g取10N/kg)
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;物体浮沉条件.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】2000;不变;变大
【分析】根据阿基米德原理得出竹排受到的浮力;
若该竹排从江水驶入海水,竹排始终处于漂浮状态,竹排所受的重力始终等于竹排受到的浮力;
该竹排从江水驶入海水,浮力不变,液体的密度变大,根据F浮=ρgV排可知,排开液体的体积变化。
【解答】解:
竹排受到的浮力为;
若该竹排从江水驶入海水,竹排始终处于漂浮状态,竹排所受的重力始终等于竹排受到的浮力,竹排所受的重力不变,竹排受到的浮力不变。
该竹排从江水驶入海水,浮力不变,根据F浮=ρgV排可知,液体的密度变大,排开液体的体积变小,露出水面的体积变大。
故答案为:2000;不变;变大。
【点评】本题考查浮力的计算,是一道综合题。
18.(2025•贵阳三模)我国最新航母福建舰满载排水量达8万余吨,当它在海面上正常行驶时,所受到的浮力为 8×108 N(g取10N/kg);当福建舰从青岛驶入远海的海洋深处时,它将 上浮 (选填“上浮”或“下沉”)一些。(ρ水<ρ海洋)
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;利用阿基米德原理进行简单计算.
【专题】定量思想;浮力;应用能力.
【答案】8×108;上浮。
【分析】(1)当“福建舰”满载时漂浮在水面时,处于静止状态受平衡力的作用;根据F浮=G排=m排g得出受到的浮力;
(2)同一航母漂浮时,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变;由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,液体的密度不同,排开液体的体积不同。
【解答】解:(1)当“福建舰”满载时漂浮在水面时,处于静止状态受平衡力的作用;
受到的浮力为:
F浮=G排=m排g=8×104×103kg×10N/kg=8×108N;
(2)当福建舰从青岛驶入远海的海洋深处时,所受浮力等于本身的重力不变,海水的密度变大,根据F浮=ρ液V排g可知,则福建舰浸入水的体积变小,所以吃水深度变小,航母相对于水面将上浮一些。
故答案为:8×108;上浮。
【点评】本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道综合题。
19.(2025•金湾区二模)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种不同的液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。木块在甲、乙液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙,两容器对桌面的压强为p甲'、p乙',则F甲 = F乙;p甲 < p乙;p甲' < p乙'(以上均选填“>”、“<”或“=”)。
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;固体压强的比较大小;液体压强的大小比较.
【专题】浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】=;<;<。
【分析】(1)由于是同一块木块,根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系,然后即可判断浮力大小;
(2)根据物体的浮沉情况判断出物体密度与液体密度的关系;然后根据p=ρ液gh得出容器底受到压强的关系;
(3)此时容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和;根据F=G容器+G液+G物比较得出容器底所受的压力关系,然后即可比较压强。
【解答】解:由图可知,木块在甲液体中悬浮,所受浮力等于木块的重力;木块在乙液体中漂浮,所受浮力等于木块的重力,所以木块在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受的浮力;
木块在甲液体中悬浮,ρ甲=ρ木;
木块在乙液体中漂浮,ρ乙>ρ木;
由以上分析可知ρ甲<ρ乙;
又因为木块静止时两容器中液面相平,根据公式p=ρgh可得,乙液体对容器底部的压强较大;
由图可知,乙容器内液体的体积大于甲容器内液体的体积,且 ρ甲<ρ乙,根据公式m=ρV可知,乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,那么乙容器内液体的重力大于甲容器内液体的重力。甲、乙两容器对桌面的压力等于容器、液体和木块的总重力,由于两容器重相同、放入的木块相同,乙容器内液体的重力大于甲容器内液体的重力,所以盛乙液体的容器对桌面的压力较大,而两容器底面积相同,根据公式p可知,盛乙液体的容器对桌面的压强较大。
故选:=;<;<。
【点评】本题主要考查了物体浮沉条件的应用,关键能够根据浮沉情况判断出液体的密度关系。
20.(2025•重庆模拟)如图甲所示,底面积为200cm2的薄壁柱形水箱内装有质量为6kg的水,一质量和体积均不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水、底面积为5×10﹣3m2的实心长方体A连接。打开阀门,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小F随排出水的质量m变化的关系图像如图乙所示,当排水质量为4kg时,长方体A刚好全部露出水面,则长方体A的密度为 0.2×103 kg/m3;当力传感器示数为3N时,水箱底部受到水的压强为 2×103 Pa。
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;密度的简单计算;液体压强的公式及计算.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】0.2×103;2×103。
【分析】(1)由图乙可知,在排水量为0~1kg范围内,F不变,A受到细杆对它竖直向下的压力和重力以及竖直向上的浮力作用且F浮=F压+G,A处于浸没状态,排水前A的上表面水的质量为1kg;在排水量1kg到F减小为零的范围内,A受到细杆对它竖直向下的压力和重力和竖直向上的浮力作用,F随浮力的减小而减小;在F从零增大到2N范围内,A受到的竖直向下的重力和竖直向上的浮力、细杆对A竖直向上的拉力的作用且G=F拉+F浮,在排水量为4kg时,A受到的浮力为零,此时G=F拉、根据力的平衡条件求出A浸没时受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排求得A排开液体的体积,进而求出A的体积;根据最终露出水面拉力等于重力,结合G=mg=ρVg可得其密度。
(2)当力传感器示数为3N时,利用F浮′=GA+F示′求得浮力大小,利用阿基米德原理求得此时A浸入水中的体积,进一步求得A的下表面与容器底的距离,利用p=ρgh求得水箱底部受到水的压强。
【解答】解:(1)当排水质量为4kg时,A刚好全部露出水面,此时A受到的浮力为零,则GA=F拉=2N,
当A浸没时,所受浮力为:F浮=GA+F压=2N+8N=10N,
由F浮=ρ液gV排可知,A排开液体的体积:V排1×10﹣3m3,
则A的体积:VA=V排=1×10﹣3m3;
根据G=mg=ρVg可得2N=ρ物×1×10﹣3m3×10N/kg;
解得ρ物=0.2×103kg/m3;
(2)当力传感器示数为3N时,A受到的浮力:F浮′=GA+F示′=2N+3N=5N,
此时A浸入水中的体积:
,
由V=Sh可知,A的下表面距离水面的深度:,
A的下表面到容器底的距离:,
则上述排水过程中,当力传感器示数为3N时,水箱中水的深度:h=h剩+hA=0.1m+0.1m=0.2m,
水箱底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa。
故答案为:0.2×103;2×103。
【点评】本题考查重力、压强的计算、阿基米德原理的应用,要求学生结合图像进行受力分析解决问题,难度大。
三.实验探究题(共1小题)
21.(2025•开福区校级三模)小湖和同学们利用一长方体物块按如下图示过程来探究影响浮力大小的因素。
(1)由图C、D的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度 无关 ;
(2)将物块浸没在盐水中如图E所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关,并通过计算得出所用盐水密度为 1.1 g/cm3;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则测出的盐水密度 不变 ;
(3)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图B相同,测力计示数为3.8N,与B图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由: 不合理,因为未控制排开液体的体积相同 。
【考点】探究浮力大小的影响因素;探究浮力大小与浸没深度的关系.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】(1)无关;(2)1.1;不变;(3)不合理,因为未控制排开液体的体积相同
【分析】(1)根据称重法和控制变量法进行分析;
(2)根据水和液体中的浮力结合阿基米德原理列方程计算液体密度;根据盐水密度表达式可知,两次浮力大小都是测力计示数之差,据此分析;
(3)探究浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关时,应控制物体排开液体的体积不变,否则得出的结论不合理。
【解答】解:(1)图C、D物体浸没在同种液体中深度不同,测力计的示数相同,即物体受到的浮力相同,由此可知:物体浸没在同种液体中时所示的浮力大小跟深度无关;
(2)由A、D可知,物体浸没在水中时受到的浮力为:F浮水=G﹣FD=5N﹣1N=4N,根据阿基米德原理有:ρ水gV=4N;
由A、E可知,物体浸没在盐水中时受到的浮力为:F浮盐水=G﹣FE=5N﹣0.6N=4.4N,根据阿基米德原理有:ρ盐水gV=4.4N;
联立两式可得:ρ液=1.1ρ水=1.1g/cm3;
根据盐水密度表达式可知,两次浮力大小都是测力计示数之差,故若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度准确;
(3)探究浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关时,应控制物体排开液体的体积不变,当将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同时,没有控制物体排开液体的体积相同,故得出的结论不合理。
故答案为:(1)无关;(2)1.1;不变;(3)不合理,因为未控制排开液体的体积相同。
【点评】本题考查探究影响浮力大小的因素和密度的测量,难度适中。
四.计算题(共1小题)
22.(2025•青秀区校级三模)如图甲,是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰,其满载排水量为8×104吨。小民同学在实验室模拟航母下水前的一个过程,他将一质量为4kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为2kg,底面积为0.04m2,高为0.5m,如图乙所示。现向容器中加水,当水深度为0.2m时,模型刚好离开容器底部,如图丙所示。继续加水直到深度为0.45m,然后将2架单架质量为1.2kg的舰载机模型轻放在航母模型上,静止后它们一起漂浮在水面上。已知,求:
(1)福建舰满载航行时受到的浮力;
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积;
(3)放上2架舰载机模型并静止一段时间后,再取走1架舰载机模型,当最终静止时,容器对水平地面的压强。
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;物体浮沉条件;压强的公式的应用.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】(1)福建舰满载航行时受到的浮力为8×108N;
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积4×10﹣3m3;
(3)容器对水平地面的压强为5200Pa。
【分析】(1)利用F浮=G排=m排g算出福建舰满载航行时受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理求出排开的水的体积;
(3)根据G舰载机=2m舰载机g算出舰载机模型的总重力,进而判断出放上舰载机后整个装置静止时增加的浮力,由F浮=ρ液V排g可知增加的排开水的体积,由V=Sh算出水面升高,根据原来水深和容器高度判断出是由有水溢出;
根据G溢=ρ水gSΔh′算出溢出水的重力,由V水=Sh水﹣V排算出溢出水之前水的体积,由G水=ρ水gV水算出溢出水之前水的重力,进而算出剩余水的重力,根据F=G剩+G容器+G航+G舰载机′算出再取下1架舰载机模型后容器对水平面的压力,由p算出容器对水平地面的压强。
【解答】解:(1)福建舰满载航行时受到的浮力为:
F浮=G排=m排g=8×104×103kg×10N/kg=8×108N;
(2)航母模型的重力:
G航=m航g=4kg×10N/kg=40N;
由题知,模型刚好离开容器底部,即航母模型漂浮,
所以此时航母模型受到的浮力:F浮′=G航=40N;
由F浮=ρ液V排g可知航母排开水的体积:V排4×10﹣3m3;
(3)舰载机模型的总重力:G舰载机=2m舰载机g=2×1.2kg×10N/kg=24N;
放上舰载机后整个装置静止时,增加的浮力:
ΔF浮=G舰载机=24N,
由F浮=ρ液V排g可知增加的排开水的体积:ΔV排2.4×10﹣3m3;
水面升高:
Δh0.06m;
原来水深为0.45m,容器高度为0.5m,所以有水溢出,
溢出水的重力为:
G溢=ρ水gS(0.45m+0.06m﹣0.5m)=1×103kg/m3×10N/kg×0.034m2×(0.45m+0.06m﹣0.5m)=4N;
溢出水之前水的体积为:
V水=Sh水﹣V排=0.04m2×0.45m﹣4×10﹣3m3=0.014m3,
溢出水之前水的重力为:
G水=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×0.014m3=140N,
剩余水的重力为:
G剩=G水﹣G溢=140N﹣4N=136N,
再取下1架舰载机模型后容器对水平面的压力为:
F=G剩+G容器+G航+G舰载机′=136N+2kg×10N/kg+40N+1.2kg×10N/kg=208N,
容器对水平地面的压强为:p5200Pa。
答:(1)福建舰满载航行时受到的浮力为8×108N;
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积4×10﹣3m3;
(3)容器对水平地面的压强为5200Pa。
【点评】本题考查了固体压强的计算、阿基米德原理,熟练应用公式是解题的关键,是一道难题。
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