2026年中考物理一轮复习专题练习10--浮力
2026-02-04
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内容正文:
人教版初中物理九年级中考复习专题10--浮力
2025~2026学年第二学期
一.选择题(共10小题)
1.质量相等的空心铁球和实心木球,都漂浮在水面上,比较它们所受的浮力( )
A.铁球的大 B.木球的大
C.一样大 D.条件不够无法判断
2.小刚在“制作简易的密度计”的活动中发现自己做的吸管密度计(配重未画出)不能竖直漂浮在液体中而是斜靠在容器的边沿上,什么原因呢?在老师指导下,小刚查阅资料知道漂浮在水中的物体有两个心:重心与浮心。对于质量分布均匀、形状规则的物体,重心就是物体的几何中心;浮心是浮力的作用点,浮心的位置就是被排开那部分液体的重心的位置。根据你的所学帮助小刚判断下图中吸管密度计最终可以竖直漂浮在液体中的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,潜水艇从高密度海水区驶入低密度海水区,如果不采取措施就会急剧下沉造成灾难性后果,称为“掉深”,下列说法正确的是( )
A.“掉深”是因为潜水艇自身的重力变大
B.“掉深”是因为潜水艇排开液体的重力变小
C.要避免“掉深”,此时应迅速向水舱中充水
D.“掉深”是因为潜水艇受到的浮力大于重力
4.两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计放入两液体中,静止后液面相平,如图(a)、(b)所示。下列说法正确的是( )
A.密度计在甲液体中所受的浮力大
B.甲液体的密度比乙液体的密度小
C.密度计排开甲液体的质量大
D.甲液体对容器底部的压强大
5.量程为100mL的量筒里装有70mL的水,小明将一个钢笔慢慢放入量筒中如图所示,钢笔处于漂浮状态,此时量筒液面对应95mL,水没有溢出,但小明发现量筒中有水渐渐漏进钢笔中,最终钢笔沉入量筒底部,从钢笔漂浮到沉底整个过程,以下说法正确的是( )
A.钢笔没有放入量筒时,其质量大于25g
B.水渐渐漏进钢笔过程中,液面会不断下降
C.钢笔沉入量筒底部时,水一定不会溢出量筒
D.整个过程中、水对量筒底部的压强保持不变
6.在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N,把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6N,下列说法正确的是( )
A.小球受到的浮力是6N
B.小球的质量是0.2kg
C.小球的体积是2.5×10﹣4m3
D.小球的密度是3.2×103g/cm3
7.如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为4N,下表面受到液体的压力F2为12N。下列说法中正确的是( )
A.正方体受到的浮力为12N
B.液体对正方体下表面的压强为1×103Pa
C.正方体上表面所处的深度为4cm
D.正方体的密度为0.8×103kg/m3
8.如图所示,把一棱长为20cm的正方体物块放进盛有水的薄壁柱形容器中,并用40N的压力F使物体刚好浸没在水中,此时水对容器底的压强为4000Pa。已知容器重10N,底面积为500cm2,则下列说法中正确的是( )
A.物体刚好浸没在水中时水的深度为4cm
B.正方体物块的密度5×103kg/m3
C.改变压力F,静止后物体有四分之一体积露出水面,此时水对容器底的压强为3600Pa
D.改变压力F,静止后物体有四分之一体积露出水面,此时容器对地面的压力为180N
9.如图所示,取一根质量为8g,横截面积为4cm2且足够长的薄壁平底试管,向管内倒入40g水,使它竖直自由漂浮于足够深的某种液体中,试管正上方用细绳悬挂一质量为18g的实心金属小球,管内液面比管外液面高2cm。下列结论正确的是( )
A.管外液体密度为1.25×103kg/m3
B.若继续向试管内加水,两液面之间高度差逐渐增大
C.若在试管上加竖直向下0.06N的力,稳定时管内外液面恰好相平
D.若剪断细绳,小球落入试管中静止后,管内外液面恰好相平,则ρ球=3g/cm3
10.如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物块从装有水的杯子中以8cm/s的速度匀速拉出,物体的底面积为20cm2,杯子的底面积为100cm2,拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
①物体的密度为3.5g/cm3;
②t=2s时,水对杯底的压力为24N;
③t=3s时,弹簧测力计的拉力为6N;
④物体上升20cm时,物体所受浮力为1N。
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
二.多选题(共6小题)
11.劳动创造美好未来。为了提高学生的劳动意识,养成良好的劳动习惯,学校开展了家务劳动实践月活动。在活动中小丽同学坚持每天洗碗,在洗碗时,她发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉到水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗沉底后不再受到浮力的作用
B.碗沉底后和漂浮时相比,盆对地面的压强不变
C.碗沉底后和漂浮时相比,碗所受的浮力相等
D.碗沉底后和漂浮时相比,盆底所受水的压强变小
12.除了冬奥会,夏季奥运会也精彩纷呈。年8月5日,全红婵夺得奥运会跳水女子单人10米跳台金牌。在运动员刚接触水面到完全浸没水中的过程中,下午说法错误的时( )
A.运动员从入水到完全浸没,所受浮力越来越大
B.运动员在水中浸没后,到最低点的过程中,所受浮力越来越大
C.运动员在水中的最低点速度为0,重力与浮力为平衡力
D.运动员露出水面后,漂浮在水面上,浮力大小保持不变
13.如图所示,将水加至溢水杯的溢水口处,用细线将一铁块从液面开始,缓慢沉入至杯底(未接触杯底),排出的水流入右侧烧杯,则下列说法正确的是( )
A.铁块浸水过程中,所受浮力小于铁块的重力
B.溢出水的重力与细线对铁块的拉力之和保持不变
C.铁块放入水前后相比,电子秤示数变小
D.铁块完全浸没后继续下沉的过程中,所受浮力不变
14.如图所示,有两个完全相同的物体A和B,A的下端与物块甲通过轻质细绳相连,B的上面放着物块乙,A、B都刚好浸没于水中。则下列说法正确的是( )
A.物体A和B下表面受到水的压强相等
B.绳的拉力大于乙的重力
C.甲受到的浮力大小等于它的重力减去乙的重力
D.甲的密度大于乙的密度
15.如图所示,将一个重力为10N的质地均匀的柱形物体放入水平桌面上装有水的容器中,物体静止时,刚好有一半的体积露出水面,水对容器底部的压力增加了8N。若将该物体露出水面的部分切去,待物体重新静止时,下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力减小3N
B.容器对桌面的压力减小4N
C.水对容器底部的压力减小4N
D.物体对容器底部的压力减小2N
16.(多选)如图所示,底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。体积为2×103cm3的木块A漂浮在水面上,有的体积露出水面,如图甲所示。现将一底面积为25cm2、体积为250cm3的合金块B放在木块A上方,木块A恰好有的体积浸入水中,如图乙所示。再将B从A上取下来,直接放入容器中,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.木块A受到的重力为8N
B.合金块B的密度为3.2×103kg/m3
C.丙图中,水对容器底部的压强相对于乙图减小了150Pa
D.丙图中,物块B对容器底部的压强为600Pa
三.填空题(共4小题)
17.如图所示,天平平衡后将天平制动,再把一实心物体A放入左盘盛满水的溢水杯中(溢出的水将落在盘外的杯中),待物块在水中稳定后,再松开制动观察天平,若天平左端下沉,说明物块A的密度 水的密度。(填“大于”“小于”或“等于”)
18.将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线栓在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,细线的长度为 cm,则木块所受到的最大浮力为 N。
19.A、B两块不同材料制成的实心正方体,按照如图甲、乙所示方式连接或叠放分别放置于水中。稳定时,物块A均能漂浮于水面上。甲图中,A有一半浸入水中(B不触底),乙图中,A有1/3体积在水面之上。现将甲图中连接A、B的轻线剪断,待到稳定后,A有2/3的体积露出水面。则物块A、B的体积之比为 ,密度之比为 。
20. 在盛水的容器中漂浮着一冰块,冰块里有一颗实心金属球。当冰块全部熔化后,容器中水面高度将
(选填“上升”、“下降”或“不变”);若已知冰块(含金属球)的体积为400cm3,冰块(含金属球)的质量为382g,容器的底面积为100cm2,当冰块全部熔化后,水对容器底部的压强变化了 Pa
(已知ρ冰=0.9g/cm3,ρ金属=2g/cm3)。
四.作图题(共1小题)
21.如图,画出小球在水中加速上浮过程中受力情况。
五.实验探究题(共2小题)
22.小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,小华给出了下面两种现象,请根据现象提出合理的猜想。
①船从江河航行到大海,在海港加载一定质量的货物后与江河中吃水的深度相同。由此猜想:浮力可能与
有关。(选填液体的密度或排开液体的体积)
②从井中提水,盛满水的桶露出水面越多,提桶力就越大。由此猜想:浮力可能与 有关。
小明在探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及有关数据如图所示。
(1)当物体逐渐浸入水中,水对物体底面的压强将逐渐 。
(2)由图②、③、④所示实验得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小与 有关。
(3)如图⑥沉底所示实验时,物体受到的浮力为 N。
(4)由图 ④、⑤所示实验得出的结论是:物体浸没在液体中时,所受浮力的大小与 无关。
(5)小明由图③、⑦所示实验,他就得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关的结论。他的分析过程是
(选填“正确”或“错误”)的,你判断的理由是 。
(6) 由图 和图⑤,可求得物体浸没时排开水的体积是 m3;物体的密度是
kg/m3。
(7)由图 和图 ,可以求出盐水的密度为 kg/m3。
(8)在将物体缓慢浸入水中,在物体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和物体下表面到水面距离h关系的图象是 。
23.某创新实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用石块的重力为 N。
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)溢水杯装满水后,将石块浸没在水中,如图乙所示,石块受到的浮力为 N,石块受到的浮力大小
它排开水所受的重力。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)为了得到更普遍的实验结论,下列继续进行的操作中不合理的是: (填字母符号)。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成密度不同的酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)实验结束后发现弹簧测力计的指针没有在零刻度线处,这对实验 (选填“有”或“无”)影响。
六.计算题(共2小题)
24.如图甲所示“海油观澜号”是我国首个深远海浮式风电平台。它由质量为4000t,可等效为一个柱形结构的浮式基础和质量为5000t的风电机组构成(如图乙所示),未安装风电机组,浮式基础漂浮在海面上时,其吃水深度为8m。()求:
(1)8m深处海水的压强;
(2)安装风电机组后,浮式基础的吃水深度为多大;
(3)安装风电机组后,为增强稳定性需向浮式基础内注入海水使其吃水深度为20m,求注入海水的质量。
25.中国古代就开始使用的一种名为“酒提子”的定量取酒容器,小姜制作了如图甲所示的模型,质量0.2kg,除手柄外的外高度10cm。现将酒提子竖直向下缓慢放入装有足量水的足够高的圆柱形容器中。开始时酒提子底部刚好接触水面,酒提子下降1cm时,水面上升1cm;当酒提子下降高度为8cm之后,再下降时,水面便不再变化;最后将酒提子竖直向上取出,保证里面的水不洒出,测出此时酒提子总质量为0.8kg。下降过程中,小姜对酒提子的作用力(F)的大小与下降高度(h)的关系大致如图乙所示,求:
(1)酒提子的容积;
(2)从开始下降至下降8cm的过程中,水对容器底部压强的变化量;
(3)从开始下降至下降8cm的过程中,小姜对酒提子作用力(F)的大小与下降高度(h)的函数关系(提示:分段函数,统一成基本单位后不用带单位,只写出数学表达式)。
七.综合能力题(共1小题)
26.阅读短文,回答问题:
孔明灯俗称许愿灯,又称祈天灯,如图甲所示是一种古老的汉族手工艺品。孔明灯的结构可分为主体与支架两部分,一般的孔明灯是用竹片扎成圆桶形,外面以薄红纸密密包围好,开口朝下,孔明灯可大可小,可圆形也可长方形,在灯笼的下面固定一个小碟,在碟内放入燃料,点燃燃料,孔明灯内部空气受热膨胀部分气体流出。随着温度的升高,孔明灯内部的空气密度不断减小,数量关系如下表所示,当孔明灯内的空气被加热到一定温度时,就能腾空而起。
灯笼受到的空气浮力可以用阿基米德原理计算,即F浮=ρ空气gV排气(g取10N/kg)。温度为20℃时,空气密度为1.2kg/m3(忽略孔明灯升空过程中外界空气密度的变化)。从点燃到升空,整个过程中孔明灯运动速度和时间的关系如图乙所示。
t/℃
90
100
110
120
130
ρ/(kg/m3)
0.97
0.94
0.91
0.88
0.85
(1)如图乙所示,在t0﹣t1时间内,孔明灯处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”)。
(2)下列事例中物体上浮过程和在离开地面后的孔明灯升空原理相同的是 。(选填数字序号)
①由海洋驶入江河的轮船,船身的上浮
②向盐水中加纯水,水中鸡蛋的上浮
③在深海中航行的潜水艇,潜水艇的上浮
④加速起飞的飞机,飞机的上升
(3)根据表中数据,此过程中孔明灯内部空气密度随温度变化关系的图像(图丙)正确的是 。
(4)孔明灯体积大约为0.02m3,环境气温为20℃。孔明灯制作材料和燃料总质量为5.8g,灯内空气的温度至少要达到 ℃,孔明灯才能起飞(忽略燃料质量的变化)。
人教版初中物理九年级中考复习专题10--浮力
2025~2026学年第二学期
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
B
D
C
C
D
C
B
D
二.多选题(共6小题)
题号
11
12
13
14
15
16
答案
BD
BC
ABD
AC
AD
CD
一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:空心铜球和铝球都漂浮在水面上,两球的质量相等、重力相等,即G铁球=G木球,
空心铁球和实心木球,都漂浮在水面上,则F铁球=G铁球,F木球=G木球,
所以,两球受到水的浮力相等,即F铁球=F木球。
故选:C。
2.【解答】解:浮心是浮力的作用点,浮心的位置就是那部分被排开液体的重心的位置;
小刚发现自己做的细管密度计不能竖直漂浮在液体中而是斜靠在容器的边沿上,这是因为他制作密度计的重心较高(不稳定),高于浮心的位置;
为了使细管密度计可以竖直漂浮在液体中,应该降低细管密度计的重心,使密度计的重心低于浮心;
图A中浮心的位置偏高,图C中重心高于浮心,图D中浮力方向不对,浮力方向竖直向上;
密度计竖直漂浮在液体里时受到的浮力等于重力,图B中密度计受到的浮力等于重力,图B中密度计可看做一根杠杆,以密度计的底端为支点,则可知浮力的力臂大于重力的力臂,所以密度计会绕支点沿逆时针方向转动,直到在竖直位置漂浮,故B正确。
故选:B。
3.【解答】解:潜水艇从高密度海水区驶入低密度海水区,自身重力不变,由于V排不变,海水密度减小,由F浮=G排=ρ液gV排可知其受到的浮力减小、其排开液体的重力减小,使得浮力小于重力而下沉,为了避免“掉深”,需要减小潜水艇自身重力来平衡减小后的浮力,使其能保持稳定,所以应立即对潜水艇水舱排出适量的海水。故B正确,ACD错误。
故选:B。
4.【解答】解:A、同一支密度计在两种液体中都处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力都等于密度计自身的重力,所以密度计在甲、乙液体中所受的浮力一样大,故A错误。
B、由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积小于在乙液体中排开液体的体积。因为浮力相等,根据F浮=ρ液gV排可知,当F浮、g相同时,V排越小,ρ液越大,所以甲液体的密度比乙液体的密度大,故B错误。
C、因为浮力相等,根据阿基米德原理F浮=G排=m排g,可知密度计排开甲、乙液体的质量相等,故C错误。
D、两液体液面相平,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,当h相同时,ρ液越大,压强p越大,所以甲液体对量筒底部的压强大,故D正确。
故选:D。
5.【解答】解:
A.钢笔慢慢放入量筒时,处于漂浮状态,钢笔排开水的体积为:V=95mL﹣70mL=25mL=25cm3;
根据阿基米德原理可知,钢笔所受浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×25×10﹣6m3=0.25N;
因为钢笔处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,G笔=F浮=0.25N;
钢笔的质量为:m笔0.025kg=25g,故A错误;
BC.钢笔漂浮时,浮力等于重力,根据阿基米德原理则有:F浮=ρ水gV排;
随着水进入钢笔,钢笔的总重力增加,同时排开水的体积增加,当钢笔依旧漂浮时F浮′=ρ液gV排′=G总;
则增加的浮力等于进入钢笔的水的重力,即ΔF=ρ水gΔV排=ΔG水=ρ水gV进入;
则ΔV排=V进入;
故液面不变,就一直对应95mL,水不会溢出;
当钢笔开始下沉至最终沉底的过程中,钢笔所受浮力小于重力,即F浮′=ρ液gV排′<G总;
则增加的浮力小于进入钢笔的水的重力,即ΔF=ρ水gΔV排<ΔG水=ρ水gV进入;
则ΔV排<V进入;
故液面下降,水不会溢出,所以水渐渐漏进钢笔过程中,液面先不变后下降,且水不会溢出,故B错误,C正确;
D.由分析知水渐渐漏进钢笔过程中,液面先不变后下降,由p=ρgh得水对量筒底部的压强先不变,后变小,故D错误。
故选:C。
6.【解答】解:
A.由题意可知,小球的重力G=F拉1=8N,浸没在油中小球受到的拉力F拉2=6N,则小球受到的浮力F浮=G﹣F拉2=8N﹣6N=2N,故A错误;
B.由G=mg可得,小球的质量m0.8kg,故B错误;
C.因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以由F浮=ρ液gV排可得,小球的体积V=V排2.5×10﹣4m3,故C正确;
D.小球的密度ρ3.2×103kg/m3=3.2g/cm3,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:A.由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2﹣F1=12N﹣4N=8N,故A错误;
B.正方体的上、下表面积S上=S下=L2=(0.1m)2=0.01m2;液体对正方体下表面的压强p2;故B错误;
C.物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V=V排=L3=(10cm)=1000cm3=1×10﹣3m3
由F浮=ρ液gV排可得,液体的密度0.8×103kg/m3,
根据p=ρgh得,液体下表面的深度0.15m,
正方体上表面所处的深度h1=h2﹣L=0.15m﹣0.1m=0.05m=5cm,故C错误;
D.物体浸没在某种液体中并保持静止状态受力平衡,浮力与重力平衡,重力为8N,正方体的密度,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:A、由p=ρgh可得物体刚好浸没在水中时水的深度h0.4m=40cm;故A错误;
B、物块的体积V=L3=(20cm)3=8000cm3=0.008m3,
物块刚好浸没在水中时受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.008m3×10N/kg=80N,
物体的重力G=F浮﹣F=80N﹣40N=40N,
物体的质量m4kg,
正方体物块的密度:ρ0.5×103kg/m3;故B错误;
CD、改变压力F,静止后物体有四分之一体积露出水面时,则排开水的体积减小量为:
ΔV排V0.008m3=0.002m3,
则下降的深度为:Δh0.04m,
此时水的深度为:h′=h﹣Δh=0.4m﹣0.04m=0.36m,
水对容器底的压强:p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.36m=3600Pa,故C正确;
此时水对容器底的压力:F压=p′S=3600P×500×10﹣4m2=180N,
已知容器重10N,则容器对地面的压力F压′=F压+G容器=180N+10N=190N;故D错误。
故选:C。
9.【解答】解:A、平底试管内水的体积为:V水40cm3,
则平底试管内水的深度为:h水10cm,
则平底试管浸入液体中的深度为:h浸=h水﹣Δh=10cm﹣2cm=8cm,
则平底试管排开液体的体积为:V排=Sh浸=4cm2×8cm=32cm3,
此时平底试管漂浮在液体中,则受到的浮力为:
F浮=G总=m总g=(0.04kg+0.008kg)×10N/kg=0.48N,
由阿基米德原理可知,液体的密度为:
ρ液1.5×103kg/m3,故A错误;
B、继续向试管内加水,试管仍然处于漂浮状态,浮力仍等于重力,
根据ΔF浮=ΔG,即ρ液gSΔh液=ρ水gSΔh水,
所以1,
即Δh液<Δh水,试管内外液面的高度差变大,故B正确;
C、若在试管上加竖直向下0.06N的力,此时物体受到重力、压力和浮力,
则F浮′=G总+F=0.48N+0.06N=0.54N,
根据F浮=ρgV排可得,塑料管排开液体体积为:
V排3.6×10﹣5m3,
试管浸入液体中的深度为:
h液′0.0.09m=9cm<h水,
所以管内外液面不相平,故C错误;
D、设小球的体积为V,剪断细绳,小球落入试管中静止后,管内外液面恰好相平,
此时试管受到浮力为:F浮“=G总+G球=0.48N+0.018kg×10N/kg=0.66N,
由阿基米德原理可知,
F浮“=ρ液gV排'=ρ液g(V水+V)=1.5×103kg/m3×10N/kg×(40+V)×10﹣6m3=0.66N,
解得:V=4cm3,
所以小球的密度为:ρ4.5g/cm3,故D错误。
故选:B。
10.【解答】解:①③、根据图象可得下图:
分析可知,t=0s时长方体物体沉在杯底,t=2s时长方体物体上表面到达水面,t=3s时长方体物体下表面离开水面;
则物体露出水面的整个过程用时t2=3s﹣2s=1s,此过程中物体上升的高度:h2=vt2=8cm/s×1s=8cm;
从乙图到丙图,设水面下降的高度为Δh,则物块的高度h物=h2+Δh=8cm+Δh,
设乙图中物块排开水的体积为V排,则根据V排的两种计算方法可得:V排=S杯Δh=S物h物,
即100cm2×Δh=20cm2×(8cm+Δh),解得Δh=2cm;
所以物块浸没时排开水的体积:V排=S杯Δh=100cm2×2cm=200cm3=2×10﹣4m3,
则物块浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N;
由图象可知,未露出水面时,物体受到的拉力F=4N,
根据称重法测浮力可得物体的重力:G=F浮+F=2N+4N=6N,
由二力平衡条件可得,t=3s时,弹簧测力计的拉力:F′=G=6N,故③正确;
物体的质量:m0.6kg,
所以物体的密度:ρ3×103kg/m3=3g/cm3,故①错误;
②t=0s时长方体物体沉在杯底,t=2s时长方体物体上表面到达水面,则从甲图到乙图所用的时间t1=2s,
物体从杯底到上表面到达水面时运动的距离:h1=vt1=8cm/s×2s=16cm,
由前面解答可知物块的高度:h物=h2+Δh=8cm+2cm=10cm,
所以最初水的深度:h′=h1+h物=16cm+10cm=26cm=0.26m,
由图象可以知道,当t=2s时,长方体物体处于浸没状态,水的深度不变,
所以水对容器底的压强:p=ρgh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.26m=2.6×103Pa,
由p可得,水对容器底的压力:F压=pS杯=2.6×103Pa×100×10﹣4m2=26N,故②错误;
④物体上升20cm时,所用的时间t32.5s,
结合图乙可知此时的拉力:F″(F+F′)(4N+6N)=5N,
此时物体受到的浮力:F浮′=G﹣F″=6N﹣5N=1N,故④正确。
综上可知,③④正确。
故选:D。
二.多选题(共6小题)
11.【解答】解:A.碗沉入水底后仍受到浮力作用,故A错误;
B.碗漂浮时和沉底时,盆对地面的压力都等于盆、水和碗的总重力,由于喷、水和碗的总重力不变,所以碗漂浮时和沉底时,盆对地面的压力相等,而且碗的底面积不变,由可知,碗漂浮时和沉底时,盆对地面的压强相等,故B正确;
C.根据物体的浮沉条件可知,当碗漂浮时,浮力等于自身的重力,当碗沉底时,浮力小于自身的重力,由于碗的重力不变,所以碗在漂浮时受到的浮力大于碗沉底时受到的浮力,故C错误;
D.水的密度不变,由F浮=ρ水gV排可知,碗漂浮时排开水的体积大于碗沉底时排开水的体积,所以碗沉底后和漂浮时相比,碗漂浮在水面时盆中水面较高,根据p=ρgh可知,碗漂浮时盆底受到水的压强更大,故D正确。
故选:BD。
12.【解答】解•:A、运动员从入水到完全浸没,排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排知所受浮力越来越大,故A正确;
B、运动员在水中浸没后,到最低点的过程中,排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排知所受浮力不变,故B错误;
C、运动员在水中的最低点速度为0,但运动状态即将改变(向上加速),说明合力向上,重力与浮力不相等,并非平衡力,故C错误;
D、运动员露出水面后,漂浮在水面上,浮力等于重力,重力不变,所以浮力保持不变,故D正确。
故选:BC。
13.【解答】解:A.铁块在水中下沉,所以铁块所受浮力小于铁块的重力,故A正确;
B.浸入过程中,铁块受竖直向上的浮力、竖直向上的拉力和竖直向下的重力,由平衡条件可知F浮+F拉=G,由阿基米德原理可知铁块受到的浮力等于排开水的重力(溢出水的重力),所以溢出水的重力与细线对铁块的拉力之和为物体的重力,保持不变,故B正确;
C.由于溢水杯中装满水,铁块浸入水中静止时,由阿基米德原理可知铁块受到的浮力等于排开水的重力(溢出水的重力),而铁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),F=G杯+G水,F=G杯+G水﹣G排+F浮,所以溢水杯对电子秤的压力不变,则电子秤示数不变,故C错误;
D.铁块完全浸没后继续下沉的过程中,排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知浮力不变,故D正确。
故选:ABD。
14.【解答】解:
A、两种情况下大物块排开水的体积相同,由F浮=ρ水V排g可知,物块受到的浮力相同,两个物体上表面受到的水的压力为0,根据浮力产生的原因可知,物体下表面受到的压力相同,下表面的面积相同,根据p可知,物体A和B下表面受到水的压强相等,故A正确;
B、以A物体为研究对象,由力的平衡条件可得,A受到水的浮力:F浮A=G+F拉,
以B物体为研究对象,由力的平衡条件可得,B受到水的浮力:F浮B=G+G乙,
由于物体A、B受到的浮力相同、重力也相同,所以F拉=G乙,故B错误;
C、甲处于静止状态,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力的共同作用,则甲受到的浮力为:F浮甲=G甲﹣F拉,由于F拉=G乙,则:F浮甲=G甲﹣G乙,故C正确;
D、把甲和A、乙和B分别当作一个整体,
因为物体A和甲悬浮,所以,它们受到的浮力:F1=G+G甲﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因为物体B和乙漂浮,所以,它们受到的浮力:F2=G+G乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
左图中,两物体均受浮力作用,则F1=F浮A+F甲浮,
右图中,只有物体B受到浮力作用,则F2=F浮B,
所以,F1>F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
结合①②两式可知:G甲>G乙,由G=mg可知,m甲>m乙,由于甲、乙的体积未知,所以无法比较其密度大小,故D错误。
故选:AC。
15.【解答】解:A、物体有一半的体积露出水面,则有一半浸入水中,水对容器底部的压力增加了8N,由于物体间力的作用是相互的,容器内水对物块的浮力为:F浮=8N;
由于物块均匀,切去露出水面部分,则剩余物块的重力为:10N5N,则剩余部分全部浸入受到的浮力8N>5N,所以剩余部分重新静止时处于漂浮状态,则F浮′=G剩余=5N,则浮力的减小量为:ΔF浮=F浮﹣F浮′=8N﹣5N=3N,故A正确;
B、容器对桌面压力的减小量为:ΔF压G10N=5N,故B错误;
C、水对容器底部的压力减小量等于浮力的减小量:为3N,故C错误;
D、没有切去前,物体对容器底的压力为:F压=G﹣F浮=10N﹣8N=2N,被切去后,物块剩余部分漂浮,物块对容器底没有压力,所以物体对容器底部的压力减小量为2N,故D正确。
故选:AD。
16.【解答】解:
A、体积为2×103cm3的木块A漂浮在水面上,有的体积露出水面,则排开水的体积为:
V排2×103cm3=1.2×103cm3=1.2×10﹣3m3;
由阿基米原理F浮A=ρ水gV排,
根据漂浮的特点,GA=F浮A﹣﹣﹣﹣﹣①
故物体的重力:
GA=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣3m=12N,故A错误;
B、在图乙中,由漂浮的特点:GB+GA=F′浮A﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得:GB=ΔF浮A,
由阿基米德原理:
ΔF浮A=ρ水gΔV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×()×2×10﹣3m3=4N,
故GB=4N,
合金块B的密度为:
ρB1.6×103kg/m3;故B错误;
C、乙中,AB都处于漂浮状态,而丙中,A仍漂浮,B沉于容器底部,
乙中,F浮B=GB;
丙中B受到的浮力:
F浮B′=ρ水gVB<GB;
故两图相比,B受到的浮力减小了:
ΔFB=GB﹣ρ水gVB=4N﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×250×10﹣6m3=1.5N﹣﹣﹣﹣﹣③,
由阿基米德原理,即排开水的重力减小了1.5N,因为柱形容器,故水对容器底部的压力减小了1.5N,水对容器底部的压强相对于乙图减小:
Δp150Pa,故C正确;
D、以B为研究对象,受到的重力和浮力及容器底部对其的支持为平衡力,故有:
GB=F浮B′+F′=ρ水gVB+F′,
由③得:
F′=GB﹣ρ水gVB=1.5N,由力的相互性,物块B对容器底部的压力为1.5N,物块B对容器底部的压强为:
pB600Pa,故D正确。
故选:CD。
三.填空题(共4小题)
17.【解答】解:待物块在水中稳定后,再松开制动观察天平,若天平左端下沉,而原来天平平衡,说明现在左侧质量增大了,物块A放入溢水杯中时,溢出部分水,说明溢出水的质量小于物体的质量,故浮力小于重力,而G排=ρ水gV排=ρ水gV物,
而左盘增加的重力为G物=ρ物gV物,
则ρ物gV物>ρ水gV物,
故如果物块A的密度大于水的密度。
故答案为:大于。
18.【解答】解:当h=9cm时,物体刚好漂浮,此刻物体向上运动;当h=16cm时,绳子刚好被拉直;所以绳子的长度=16cm﹣9cm=7cm;
当物体刚好浸没时,浮力最大。由乙图可知:物体的高度=9cm+(22cm﹣16cm)=15cm=0.15m,所以物体的体积V=Sh=0.01m2×0.15m=0.0015m3
木块所受到的最大浮力F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.0015m3×10N/kg=15N。
故答案为:7;15。
19.【解答】解:(1)甲图中,V排1=(1)VA+VBVA+VB;乙图中,V排2=(1)VAVA;
甲和乙图中,因为A和B一起都是漂浮于水面上,则:F浮1=F浮2=GA+GB,
根据F浮=ρ水gV排可得:V排1=V排2,
即:VA+VBVA;
所以,①。
(2)将甲图中连接A、B的轻线剪断,待到稳定后,A有2/3的体积露出水面,则:VA排=(1)VAVA;
由于A处于漂浮,则:F浮A=GA,
根据F浮=ρ水gV排和G=ρVg可得:
ρ水gVA排=ρAgVA,
即:ρ水gVA=ρAgVA,
所以,ρAρ水﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
甲图中,F浮1=GA+GB,
根据F浮=ρ水gV排和G=ρVg可得:
ρ水gV排1=ρAgVA+ρBgVB,
即:ρ水g(VA+VB)=ρAgVA+ρBgVB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
解①②③可得:ρB=2ρ水,
所以,ρA:ρBρ水:2ρ水=1:6。
故答案为:6:1;1:6。
20.【解答】解:含有金属球的冰块处于漂浮状态,冰块受到的浮力等于冰块与金属球的重力之和,当冰块全部熔化后,相当于悬浮于水中,金属球沉底,金属球受到的浮力小于金属球的重力,总浮力变小,根据F浮=ρ液gV排可知排开水的体积变小,所以容器中水面高度将下降;
设冰块中冰的质量为m冰,则m金属球=m总﹣m冰=382g﹣m冰,
则冰块的总体积:V总,即400cm3,
解得:m冰=342g,m石属球=m﹣m冰=382g﹣342g=40g;
因冰熔化前后质量不变,所以冰熔化为水时水的体积:V水342cm3,
金属球的体积:V金属球20cm3,
含有金属球的冰块漂浮时,排开液体的体积即浸入水中的体积:V浸=V排382cm3;
由题意可知液体变化的体积,所以冰块熔化前后液面变化的高度:
Δh0.2cm。
容器底部压强的变化量:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2×10﹣2m=20Pa。
故答案为:下降;20。
四.作图题(共1小题)
21.【解答】解:小球受竖直向上的浮力及竖直向下的重力,两力在同条直线上,上浮时浮力要大于重力,故浮力线段的长度应大于重力线段的长度,如下图所示:
五.实验探究题(共2小题)
22.【解答】解:①在江河中轮船与在大海中加载一定质量的货物后的轮船吃水深度相同,
相同点是:吃水深度,不同点是:江河水和海水的密度;由此猜想:浮力可能与液体的密度有关;
②在井中提水,桶露出的越多,排开水的体积就越小;提桶的力越大,说明受到的浮力越小;
通过比较可得出猜想:浮力可能与排开液体的体积有关;
(1)当物体逐渐浸入水中时,物体底面所处的深度变大,由p=ρgh可知,水对物体底面的压强变大;
(2)由图②、③、④知,液体的密度相同,排开水的体积不相同,且排开水的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,故可以得出在液体密度相同时,物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关;
(3)由图①⑤可知,物体浸没在水中所受的浮力:F浮=G﹣F=5.0N﹣4.2N=0.8N;
如图⑥沉底时,排开液体的体积和液体的密度都不变,根据F浮=ρgV排可得浮力不变,仍为0.8N;
(4)由图 ④、⑤知液体的密度和排开液体的体积都相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,浮力相同,说明物体浸没在液体中时,所受浮力的大小与深度无关;
(5)要探究物体受到的浮力大小与液体的密度有关,需要控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,而③、⑦液体的密度和排开液体的体积都不同,不能探究物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
(6)由①⑤知,物体在水中受到的浮力F浮=0.8N;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,物体的体积:
V=V排8×10﹣5m3;
根据G=mg知物体的质量:
m0.5kg,
物体的密度:
ρ物6.25×103kg/m3;
(7)由①⑦知,浸没在盐水中时的浮力F浮′=5.0N﹣4.1N=0.9N;
根据F浮=ρ液gV排可得盐水的密度:
ρ盐水1.125×103kg/m3;
(8)浸没前,物体浸入水中越深,受到的浮力越大;浸没后,物体受到的浮力与浸没深度无关,所以浮力的大小是先变大再不变;根据F浮=G﹣F可知,拉力F(弹簧测力计示数)先变小再不变,故图丁正确。
故选:丁。
故答案为:液体密度;排开液体的体积;(1)变大;(2)排开液体的体积;(3)0.8;(4)浸没的深度;(5)错误;没有控制排开液体的体积相同;(6)①;8×10﹣5; 6.25×103;(7)①⑦;1.125×103;(8)丁。
23.【解答】解:(1)如图甲所示,弹簧测力计竖直吊着物块,此时弹簧测力计的示数为物块的重力,即:G=F1=4N;
(2)若溢水杯中未装满水,排开物体的水没有全部流入小桶内,测得的溢出水的重力偏小;
(3)如图乙所示,根据称重法则物块受到的浮力为:F浮=G﹣F示=F1﹣F3=4N﹣3N=1N;
它排开水所受的重力为:G排=F4﹣F2=1.5N﹣0.5N=1N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小相等;
(4)为了得到更普遍的结论,应换用不同液体和不同物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,故A错误,BC正确;
(5)弹簧测力计没有调零,秤钩上不挂重物时,指针位于零刻度线以上,测量的石块的重力、石块浸入水中弹簧测力计的示数都偏小且有相同的偏差,浮力F浮=G﹣F可知测量的浮力不变。
故答案为:(1)4;(2)偏小;(3)1;等于;(4)A;(5)无。
六.计算题(共2小题)
24.【解答】解:(1)①“海油观澜号”自由漂浮在海面上时浮式基础吃水深度h=8m,由p=ρgh可知,浮式基础底部受到海水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa;
(2)根据漂浮的条件知,F浮=G;即ρ水gV排=mg;
代入数据1.0×103kg/m3×10N/kg×8m×S=4000×103kg×10N/kg;
解得S=500m2;
安装风电机组后,F'浮=G';即1.0×103kg/m3×10N/kg×500m2×h=(4000+5000)×103kg×10N/kg;
解得h=18m;
(3)注入海水使其吃水深度为20m,增大的浮力等于增大的重力;
F''浮=G'';代入数据有1.0×103kg/m3×10N/kg×500m2×(20m﹣18m)=m'×10N/kg;
解得注入海水的质量m'=1.0×106kg。
答:(1)8m深处海水的压强是8×104Pa;
(2)安装风电机组后,浮式基础的吃水深度为18m;
(3)注入海水的质量1.0×106kg。
25.【解答】解:(1)酒提子的容积
(2)如图所示:
;
从开始下降至下降5cm时,此时刚好浸没“酒提子”,继续下降3cm之后“酒提子”装满了,则容器高度变化量Δh=h﹣h降=10cm﹣5cm﹣3cm=2cm
水对容器底部压强的变化量
(3)开始时,下降高度H降=1cm,水面上升ΔH=1cm
由H降S提=ΔH(S容﹣S提)
可得S容=2S提①
根据(2)题图体积关系,有Δh•S容=hS提﹣V容②
联立①②得
则,
当F=0时,F浮=G=2N
则
可得,h1=0.01m
提子口刚好与水面齐平时,Δh2=5cm,h2=0.05m
此时F′浮=ρ水gh.S提=10N
则F2=F′浮﹣G=10N﹣2N=8N
h3=0.08m时,F''浮=ρ水g(h•S提﹣V容)=4N
F3=F′′浮﹣G=2N
结合图像,可写出解析式。
答:(1)酒提子的容积为600cm3;
(2)水对容器底部压强的变化量为200Pa;
(3)对酒提子作用力(F)的大小与下降高度(h)的函数关系为:。
七.综合能力题(共1小题)
26.【解答】解:(1)由图乙可知,孔明灯在t0~t1这段时间内,速度在增大,孔明灯处于加速状态,即非平衡状态;
(2)根据F浮=ρ空气Vg可知,孔明灯在空气中受到的浮力不变,加热灯内空气,使灯内空气密度减小,从而使灯内气体重力减小,使得所受的浮力大于灯的总重力,于是孔明灯就会上升;
①由海洋驶入江河的轮船,船身的上浮时,重力不变,浮力也不变,故①不符合题意;
②向盐水中加纯水,使得液体密度减小,鸡蛋受到的浮力变小,小于鸡蛋的重力,鸡蛋下沉,故②不符合题意;
③在深海中航行的潜水艇,出水面前排开液体的体积不变,由F浮=ρ液V排g可知,浮力不变,减小重力,当浮力大于重力时,潜水艇的上浮,故③符合题意;
④加速起飞的飞机,飞机的上升是利用流体压强与流速的关系,与空气的浮力无关,故④不符合题意。
故选:③;
(3)由表中内部空气密度和温度的对应关系可知,温度升高10℃,内部空气密度减小0.03kg/m3,内部空气密度与温度成一次函数关系,即ρ=﹣0.003t+1.24,D选项正确;
(4)孔明灯在空气中受到的浮力为F浮=ρ空气Vg=1.2kg/m3×0.02m3×10N/kg=0.24N,且浮力大小不变,
当孔明灯浮起时,受到的空气浮力刚好等于灯重与灯内热空气重力之和,
即F浮=G灯+G热,有0.24N=0.0058kg×10N/kg+G热,解得G热=0.182N
由G=mg=ρVg得热空气的密度为:
ρ热0.91kg/m3;
由表中内部空气密度和温度的对应关系可知,当内部空气密度为0.91kg/m3,温度为110℃,即灯内空气的温度至少要达到110℃,孔明灯才能起飞。
故答案为:(1)非平衡;(2)③;(3)D;(4)110。
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