【决胜中考】2027年浙江省中考二轮复习 专题7 浮力
2026-10-18
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内容正文:
【决胜中考】2027中考复习 物理篇 专题7 浮力
班级 姓名 得分
一、选择题
1.取一实心铁块,将它完全浸没在清水中,分别停留在三个不同的深度。对比铁块受到的浮力大小,下列说法正确的是( )
A.浸没的深度越深,铁块受到的浮力越大
B.浸没的深度越浅,铁块受到的浮力越大
C.不同深度的铁块受到的浮力大小相等
D.铁块受到的浮力随浸没深度的增加先变大后变小
2.鱼通过调节鱼鳔中的气体体积来控制浮沉。如图,鱼在水缸中,
当它浮在水面时,与悬浮在水中相比 ( )
A.受到的浮力减少 B.受到的浮力不变
C.水面高度下降 D.水面高度上升
3.运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续
航行,下列措施一定不可行的是( )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
4.如图所示,学校项目化小组制作了一个基于密度计原理测量酒度数的仪器。如图所示,该仪器上端开口,下端密封。通常情况下,酒的度数越高,酒的整体密度反而越低,下列关于该仪器说法错误的是( )
A.所标刻度越往上,示数越小
B.该仪器的刻度是不均匀分布的
C.在不同度数的酒中漂浮时,该仪器受到的浮力相同
D.若该仪器无法在溶液中直立,则需要增加仪器底部质量
5.我国古代用莲子制备成不同标准的“浮子”来测定海水密度,测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的密度越大。若将四颗“浮子”放入盛有待测海水的杯中,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列说法正确的是
A.竹管内待测的海水密度已经最大
B.①号“浮子”的密度比其它三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的重力比其它三颗“浮子”大
D.在不同密度海水中,各“浮子”所受浮力不变
6.某同学设计了如图所示的潜艇模型,下列关于该潜艇模型的说法,正确的是
A.向左推注射器活塞,模型会下沉,是因为潜艇模型所受浮力变小
B.向右拉注射器活塞,模型会下沉,是因为潜艇模型所受重力变大
C.向左推注射器活塞,模型会上浮,是因为潜艇模型所受浮力变小
D.向右拉注射器活塞,模型会上浮,是因为潜艇模型所受重力变小
7.中国第二艘国产大型邮轮“爱达·花城号”已于2026年3月17日成功进行了救生艇脱钩试验(如图1)。经历了如图所示三种情况:图2中救生能被钢缆吊起:图3中救生艇刚开始沒入水中( );图4 中救生觰脱钧。三种情况下"爱达•花城号"受到的浮力大小分别为 ,它们的大小关系正确的是
A. B. C. D.
8.如图所示,将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动,观察到鸡蛋从沉底到漂浮。图中大致反映鸡蛋所受浮力的大小与液体密度关系的图像是
A. B.C. D.
9.游泳时,将露出水面的双手浸入水中可以获得更大的浮力,使人上浮防止溺水,如图所示。在手浸入水中的过程中,浮力增大的原因是( )
A.减少了人受到的重力 B.减少了空气对人的阻力
C.增大了人排开水的体积 D.增大了人的密度
10.如图所示,在足够深的柱形容器中装有适量水,木块A漂浮在水面上,其下方用细线悬挂着实心金属块B,B完全浸没在水中,细线处于伸直状态且有明显拉力。下列说法正确的是( )
A.木块A受到的浮力等于它自身的重力
B.剪断细线后,待两物体静止,容器对桌面的压力不变
C.剪断细线后,待两物体静止,水对容器底部的压强不变
D.若向容器中缓慢加入浓盐水,搅拌均匀后,细线拉力将增大
11.现将一杯子和木块(不吸水,密度为( 千克/米3)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同 D.木块对杯子底部力的大小相同
12.下图是甲、乙两种液体的质量与体积关系的图像,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是( )
A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体
B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等
D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强不相等
13.如图所示,a、b、c 是三个实心小球,其中 a 与 b 质量相等,b 与 c 体积相同,放入水中后,a 球漂浮、b 球悬浮、c 球沉底。则下列判断中正确的是( )
A.它们的体积关系是:Va<Vb=Vc
B.它们的重力关系是:Ga=Gb>Gc
C.它们所受的浮力关系是:Fa=Fb=Fc
D.它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc
14.某大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,如图甲所示,一密度为3×103 kg/m3的密闭正方体构件被钢绳缓慢竖直吊入江水中,在匀速沉入江水的过程中,构件下表面到江面的距离h逐渐增大,正方体构件所受浮力F随h的变化如图乙所示,下列判断正确的是(取g=10 N/kg,江水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)( )
①当h=1 m时,构件恰好浸没在江水中
②当h=2 m时,构件所受的浮力大小为8×104 N
③当h=3 m时,构件底部受到江水的压强大小为2.0×104 Pa
④当h=4 m时,构件受到钢绳的拉力大小为1.6×105 N
A.只有①、③ B.只有②、④
C.只有②、③ D.只有①、②、④
15.一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是下图中的( )
A. B.C. D.
二、填空题
16.如图所示为项目化学习小组制作的液体密度计的示意图。使用时,只需将标准金属块浸没在液体中,即可读出液体的密度。(g取10 N/kg)
(1)【确定零刻度线】
零刻度线即不受浮力作用时(忽略空气浮力)指针的位置,因此, 下的位置即为零刻度线位置。
(2)【标定其他刻度线】
使用时.当液体密度为 时,弹簧测力计示数为零(即指针位于0 N的位置),此即为量程。再在两条刻度线之间等分划线即可标定其他刻度值。
(3)【误差分析】
某次测量时,同学发现所测得的液体密度不准确,其可能的原因有____(填字母)。
A.金属块体积不标准 B.金属块未浸没
C.金属块与烧杯底部接触 D.部分液体溢出烧杯
17.生活中处处有科学,普通圆柱形玻璃杯(质量为100g,底面积为50cm2 也可作为测量工具。
(1)玻璃杯可以测量物体的质量。如图甲所示,将待测铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯浸入水中的深度为5cm,已知 则铁块的质量为 g;
(2)玻璃杯可以测量未知液体的密度。如图乙所示,将空玻璃杯放入待测液体中,静止时浸入液体中的深度为2.5cm,则待测液体的密度为 g/cm3。
18.如图是某远洋轮船的船舷上标的“载重线”,其中标有 W 的是北大西洋“载重线”,标有S 的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为1×106kg,则远洋轮船此时受到的浮力为 N。北大西洋的海水密度ρ1 印度洋的海水密度ρ2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
19.劳动实践中,小宁把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个重为的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)它的重力;
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 (填“上升”“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为,则桶内鹅卵石的总质量为 。
20.两个相同的烧杯甲和乙,装有等量的水,用两块相同的橡皮泥,一块捏成实心,一块捏成碗状,分别放入烧杯中至静止,一块沉于水底,一块浮于水面(如图),则两块橡皮泥受到的浮力F浮甲 (选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)F浮乙;甲容器内液面高度 乙容器内液面高度。
21.A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态,则甲、乙中A、B受到的总浮力. ,两个烧杯中的水深 (均填“>”“<”或“=”)
22.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住浸没在水中,如图甲所示,将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有 的体积露出水面,如图乙所示。
(1)木块的密度为 。
(2)甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是 。
三、实验与探究题
23.某校科学兴趣小组的同学欲探究影响浮力大小的因素,设计了如图所示的实验装置。为确保实验数据的准确性,实验过程中小组同学始终沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,读数时视线与刻度线保持水平。实验步骤如下:
①将均匀的圆柱体物块悬挂在弹簧测力计下端,待其静止后读出弹簧测力计的示数。
②在烧杯中盛放适量的水,将物块缓慢浸入水中,当物块分别处于下图甲、乙、丙、丁四种状态时,分别读出并记录对应状态下弹簧测力计的示数。
③将烧杯中的水换成盐水,重复上述实验步骤,如图戊。
(1)图甲中弹簧测力计的示数为 N。
(2)对比图甲、乙、丙三种状态可知,当物块缓慢浸入水中,弹簧测力计的示数逐渐 。
(3)分析实验数据可得:物体在液体中所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的 无关。
(4)对比图丁和图戊的实验数据可知,当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越 (填“大”或“小”)。
24.小明利用剪去上半部分的平底空矿泉水瓶、刻度尺、适量的清水和木块测量某种盐水的密度,测量过程如图所示。(清水的密度取1.0克/厘米3)
(1)步骤②和步骤④中,木块受到的浮力分别为F2和F4,则两者大小关系为: 。
(2)该盐水的密度ρ盐水= 克/厘米3。
(3)为了能测出盐水密度,该实验中必须控制的条件有____。(可多选)
A.步骤①、③中液体的深度相同B.步骤①、③矿泉水瓶的横截面积相同
C.实验中刻度尺零刻度线与瓶底齐平D.实验中木块的密度须小于清水的密度
25.在跨学科实践课上,某小组同学开展了“制作简易密度计”的项目化学习活动。
【项目实施】
(1)制作步骤:在竹筷的一端紧绕上适量细铅丝,放入水中后,竹筷能竖直漂浮在水面。
标注密度计的刻度
①将密度计放入不同液体中静止时,在密度计液面处标注不同液体的密度值。图甲所示的四幅图中,密度计的刻度(单位:g/cm3)标注正确的是 (填字母)。
②为了提高密度计测量的精确度,应该使密度计上相邻两条刻度线之间的距离大一些,请提出一条合理的改进措施: 。
(2)【项目拓展】
资料:能测量大于水密度的密度计,人们习惯称为“重表”,能测量小于水密度的密度计,人们习惯称为“轻表”。
图乙是某密度计的结构图,若该密度计为重表,1.0g/cm3刻度线在图乙中的 (选填“A”或“B”)处。
26.某航海器材厂计划研发一款高性能救生衣,核心材料为不吸水、质量均匀的泡沫块。救生衣的安全性能直接取决于泡沫块的浮沉特性,因此需要通过实验精准测定泡沫块的密度,实验装置和步骤如下:
①图甲:取一个底面积为 S 的圆柱形容器,倒入适量水(密度为ρ水),液面稳定后高度为 h0;
②图乙:将一块泡沫块轻轻放入水中,泡沫块漂浮,液面高度变为h1;
③图丙:向泡沫块上缓慢添加砝码,直至泡沫块恰好完全浸没且未触容器底,此时液面高度为 h2;继续添加少量砝码,泡沫块沉底。
(1)步骤③中,泡沫块从漂浮变为悬浮的过程中,泡沫块受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)若步骤③中添加的砝码不慎掉入容器底部(未粘在泡沫块上),此时泡沫块仍处于漂浮状态,液面高度会 (选填“大于”“小于”或“等于”)h2;
(3)请用表格里的符号(ρ8、S、h0、h1、h2)来表示泡沫块的密度ρ 。
27.某校开展了“自制潜水艇”项目挑战赛。
【明确问题】设计制作能自由浮潜的潜水艇。
【设计方案】小科设计的潜水艇如图所示
【实施计划】
①小科选取了3个550mL的带瓶盖的矿泉水瓶,300mL注射器和配套的塑料软管,用胶水按图组装潜水艇(瓶子本身及连接部分的质量、体积不计)。
②为了确保潜水艇密封性良好,小科使用了150g 的密封胶泥密封了连接处(胶泥体积不计),并对气密性进行了检验。
③为确保潜水艇能平稳下潜,小科在两边的生活舱里各加了500g的配重。
【检验产品】小科利用评价量表测试本组的自制潜水艇。
评价指标
作品等级
合格
待改进
功能舱分区设计
生活舱和水舱独立分开,生活舱大于水舱
生活舱和水舱没有独立分开
平稳性
上浮和下潜过程都能保持水平
上浮或下潜过程中不能保持水平
浮潜情况
能实现漂浮和下沉
不能上浮或下沉
根据上述内容回答下列问题:
(1)为验证水舱和针筒之间气密性,小科的操作是堵住两边进出水口,向外拉动注射器活塞,然后松手,观察到 ,表明气密性好;
(2)将潜水艇放置在水面上,要使潜水艇下潜,应 (填“向外拉动活塞”或“向内推动活塞”);
(3)依据评价量表,小科自制的潜水艇在“功能舱分区设计”评价指标项的作品等级为 ;
(4)依据评价量表,小科自制的潜水艇在“浮潜情况”评价指标项应确定为哪个等级并说明理由: 。
四、综合题
28.小明将一圆柱形按图甲方式悬挂在弹簧测力计下端,使物体匀速下降逐渐浸入水中。弹簧测力计示数F随物体下降距离1的变化情况如下表所示。
1(厘米)
1
2
3
4
5
6
7
F(牛)
2.8
2.8
2.7
2.4
2.1
1.8
1.8
(1)当物体下降5厘米时,判断物体是否浸没,并说明理由 。
(2)求该圆柱形物质的体积。
(3)经计算,小明在坐标图中画出物体在水中所受浮力F浮与物体浸入液体中深度h的关系曲线(如图丙)。若将该物体按图乙方式悬挂,请在坐标系中画出浮力随浸入水中深度变化的大致曲线。
29. 市面上有一款智能防溺水手环(如图),它由气囊和小型气瓶组成,气瓶内储存有经高压压缩的二氧化碳气体。当监测到溺水风险时,气囊会自动打开,使溺水者上浮。
(1)气囊在水中打开时受到的浮力方向是 。
(2)请结合浮力的相关知识,解释智能防溺水手环的工作原理是 。
(3)此款智能手环气囊完全打开时的体积约1.8×10-3m3当它完全浸没在水中时可提供多大的浮力?(ρ水取1.0×103kg/m3)
30.“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图甲,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过固定在受水壶上的指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的 (填序号)。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量,计算两次的质量差。
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量,计算两次的质量差。测得1分钟滴水的质量为80克,则1刻钟(15分钟)滴水的体积为 立方厘米。
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积400平方厘米,浮箭总重力4牛,长方体浮块的底面积200平方厘米、高3厘米。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受水壶内的水面高度为多少厘米?
(3)标尺定标:图乙的标尺上每一格表示2厘米,请你在标尺上对应位置标出“3刻钟”。
(4)成品试测:经检测,发现自开始滴水至指针指向“3刻钟”位置,实际滴水时间 (填“大于”或“小于”)45分钟,分析其原因主要是 。
31.人工浮岛可漂浮于水面,为人类拓展生存空间。图甲为小金制作的一个模型,包括浮岛和基座,基座中空部分可放配重,基座侧面标有水位线(水面不能超过基座的最高水位线10cm)。
(1)小金发现模型上浮时水位超过了基座的最高水位线,如图乙所示。为了让浮岛全部露出水面,下列改进措施中可行的是~____(选填字母)。
A.换用密度更大的材料制造基座 B.减小配重的质量
C.增大浮岛的体积D.增大基座的体积
(2)该模型基座的横截面积为500cm2,空载时水位如图丙所示,求此时整个模型受到的浮力。
(3)要使浮岛按照要求漂浮与水面上,基座中放置的配重重力最大为多少N?
32.如图所示,冰块中有一小石块,冰和石块的总质量是150g,将冰块放入底面积为100cm2,水深20cm的圆形容器中,冰块完全沉入水中。此时容器中的水面上升了1.2cm。(已知: )求:
(1)此时含有石块的冰块受到的浮力;
(2)此时容器底部受到的水的压力;
(3)当冰完全熔化后,容器水面又下降了0.1cm,求冰块中所含石块的密度。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理,浮力的大小由液体密度 ρ液 和排开液体的体积 V排共同决定,和物体浸没后的深度无关。
【解答】根据题意,液体密度保持不变,铁块已经完全浸没,无论深度如何,排开水的体积都等于铁块自身的体积,即,也保持不变,根据阿基米德原理,铁块在不同深度受到的浮力大小相等。
故选C。
2.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据沉浮条件判断浮力大小变化情况,浮力若不变,则排开液体的体积不变,水面高度不变。
【解答】鱼通过改变鱼鳔的体积大小从而改变排开液体的体积实现改变浮力的目的,但这个过程中鱼的重力不变。由沉浮条件可知,鱼正在漂浮时,浮力等于重力,在悬浮时,浮力也等于重力,可知鱼浮在水面上 与悬浮在水中时受到的浮力相等。
故答案为:B。
3.【答案】D
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】 根据增大浮力的方法和物体的浮沉条件分析。
【解答】 A.借助浮筒能增大浮力,可以使船上浮,故A不符合题意;
B.将货船拖回到航道,可以使船继续航行,故B不符合题意;
C.清除货船底部淤泥,能增大船排开的水的体积,从而增大浮力,故C不符合题意;
D.将货物搬到甲板上,船和货物的总重力不变,在浮力不变的情况下,不能继续航行,故D符合题意。
故选D。
4.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】AC、沉浮条件:物体处于漂浮或悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力。
B、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排以及V=Sh进行分析,得出深度与液体密度的关系,判断刻度是否均匀,若成正比,则刻度均匀。
D、无法直立的原因是重心偏高,所以采用使重力降低的措施即可,例如增大仪器底部的质量。
【解答】AC、密度计始终漂浮,由沉浮条件可知,浮力等于重力,重力不变,可知浮力不变。由F浮=ρ液gV排可知,排开液体的体积越大(刻度越往上),液体的密度越小,酒的读数越高,示数越大,故A错误,符合题意,C正确,不符合题意;
B、设仪器重力为G,横截面积为S,浸入深度为h,由得,可见h和液体密度成反比,因此刻度是不均匀的,故B正确,不符合题意;
D、若仪器无法直立,说明重心偏上,增加仪器底部的质量可以降低重心,让仪器直立漂浮,故D正确,不符合题意。
故答案为:A。
5.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】BC.根据物体的浮沉条件比较莲子和盐水的密度大小关系,进而确定哪个莲子的密度最大。根据G=mg=ρVg比较四个莲子的重力大小;
A.根据①莲子在盐水中沉底分析盐水的密度是否达到最大;
D.莲子在盐水中浮沉状态改变时,它受到的浮力可能发生改变。
【解答】 BC.根据图片可知,1号莲子沉底,则其密度大于液体的密度,而莲子2、3、4漂浮,说明它们的密度都小于液体的密度,比较可知,①号莲子的密度最大。
根据G=mg=ρVg可知,已知四个莲子的密度关系,但不知道它们体积大小,故无法比较重力大小,故B正确,C错误;
A.根据浮沉条件可知,现在盐水的密度小于①号莲子的密度,因此 竹管内待测的海水密度还没有达到最大,故A错误;
D.当莲子在盐水中漂浮或悬浮时,莲子受到的浮力等于自身重力,因此它们受到的浮力不变。如果莲子在盐水中下沉,那么它受到的浮力小于自身重力,则在不同密度的盐水中,莲子受到的浮力可能改变,故D错误。
故选B。
6.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】潜艇模型原理:潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,因此所受浮力保持不变。其沉浮取决于自身重力的变化;重力大于浮力时下沉,小于浮力时上浮。注射器操作对模型重力的影响:
【解答】①向右拉活塞时,抽出模型内部的空气,模型内气压降低,外部水被压入模型内部,导致模型总重力增大,当重力大于浮力时,模型下沉。②向左推活塞时,向模型内压入空气,模型内气压增大,将内部水排出,模型总重力减小。当重力小于浮力时,模型上浮,
A、向左推活塞,模型应上浮而非下沉,且所受浮力不变,故错误;
B、向右拉活塞,模型下沉,原因是重力变大,符合原理,故B正确;
C、向左推活塞,模型会上浮,但原因错误(所受浮力不变),故C错误;
D、向右拉活塞,模型重力变大,浮力不变而下沉,故D错误。
故答案为:B。
7.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】邮轮始终漂浮,漂浮时浮力等于自身总重力。图 2、3 救生艇还挂在邮轮上,总重力不变;图 4 救生艇脱钩离开邮轮,邮轮总重力变小,浮力随之变小。
【解答】A、图 4 救生艇脱离,邮轮总重减小,浮力变小,三者浮力不相等,所以 A 不符合题意;
B、图 2 救生艇吊起、图 3 救生艇刚入水,救生艇仍属于邮轮整体,邮轮总重力相同,漂浮时总浮力等于总重,但救生艇浸入水中受到浮力,所以邮轮所受浮力会减小一些,即F2>F3,所以 B 不符合题意;
C、图 4 救生艇脱钩,邮轮总重力减小,浮力F4更小,即F2>F3 >F4,所以 C 符合题意;
D、救生艇脱钩后邮轮重力变小,浮力应该减小,不是变大,所以 D 不符合题意;
故答案选C。
8.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据沉浮条件,当,物体下沉,当,物体漂浮或悬浮,当,物体上浮;
(2)根据阿基米德原理,浮力大小跟排开液体的密度和体积有关;
【解答】将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,由于鸡蛋浸入水中,此时的浮力为,但浮力小于鸡蛋的重力,鸡蛋沉底, 然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动 ,液体密度在不断增大,根据,不变,增大,因此浮力增大,当浮力大于鸡蛋的重力时,鸡蛋开始上浮,当鸡蛋上浮到露出水面,鸡蛋处于漂浮阶段,浮力等鸡蛋的重力,因为鸡蛋重力不变,所以浮力不再改变,故ABC选项不符合题意,D选项符合题意。故答案为:D。
9.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】浸在液体中的物体受到液体对它向上的力,这个力叫作浮力。浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关)。在液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;在浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。阿基米德原理的内容是指浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体受到的重力。公式:F浮=G排=m排液 g=ρ液gV排。
【解答】 当手从空气中浸入水中时,原先手在空气中排开的是空气,浸入水中后排开的是水,排开水的体积V排增大,因此浮力增大。
- 人的重力(选项A)和密度(选项D)不会因手浸入水中而改变。
选项A:重力由人的质量和地球引力决定,手浸入水中不会改变重力,选项错误。
选项B:浮力与排开液体的体积有关,与空气阻力无关,选项错误。
选项C:浮力增大的直接原因是排开水的体积增大,因此正确。
选项D:人的密度是物质属性,不会因浸入水中而改变,选项错误。
故正确答案为:C。
10.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】A、对A进行受力分析,受到竖直向上的浮力、竖直向下的拉力和重力。
B、根据压力等于总重力进行分析。
C、B受到A竖直向上的拉力,减去绳子,拉力消失,B将下沉,排开液体的体积不变;A因为不再受到拉力而上浮,排开液体的体积减小,水面将下降,结合进行分析。
D、盐水的密度大于水,根据F浮=ρ液gV排分析B受到的浮力大小变化情况,再由拉力等于重力减浮力进行分析。
【解答】A、细线拉直且有明显的拉力,即B给A一个竖直向下的拉力,A静止,受力平衡,可知浮力等于A的重力加上B给A的拉力,故A错误;
B、容器对桌面的压力等于所有物体的总重力,剪断细线,物体的总重力不变,可知压力不变,故B正确;
C、剪断细线后A不再对B有拉力的作用,B将下沉,A不再受到B的拉力,会上浮一些,AB排开液体的体积变小,水面高度将下降,由可知,水对容器底部的压强将变小,故C错误;
D、加浓盐水,液体密度变大,由F浮=ρ液gV排可知,B受到的浮力变大,拉力等于重力减去浮力,可知拉力将变小,故D错误。
故答案为:B。
11.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】A.木块浸在水中受到浮力,没有浸入水中不受浮力,据此分析判断;
B.根据杯子的浮沉状态判断杯子受到浮力的大小;
C.将杯子和木块看做一个整体,根据浮沉条件比较受到浮力的大小,根据阿基米德原理比较排开水的体积大小即可;
D.根据木块受到压力产生的原因比较压力大小。
【解答】 A.图1中,木块没有浸入水中,此时木块所受的浮力为零。图2中,木块浸没在水中肯定受到浮力, 则两种情况下木块所受浮力的大小不相等,故A错误;
B.图1中,杯子在水面漂浮,则杯子所受的浮力等于杯子和木块的总重力,即大于杯子的重力。图2杯子,杯子所受浮力小于重力,即杯子受到的浮力不等,故B错误;
C.将杯子和木块看做一个整体,它们在图1中漂浮,则浮力等于重力;图2中悬浮,则它们受到的浮力等于重力。比较可知,二者受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知,二者排开水的体积相同,则容器内水的深度相同,故C正确;
D.图1中,木块对杯底的压力等于木块的重力,即F1=G木=ρ木gV木=0.6ρ水gV木;
图2木块对杯子底部的压力等于浮力减去重力,即F2=F浮-G木=ρ水gV木-0.6ρ水gV木=0.4ρ水gV木,
所以两次木块对杯子底部力的大小不同,故D错误。
故选C。
12.【答案】A
【知识点】影响液体压强大小的因素;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)由图象得出甲、乙的密度关系,根据物体的浮沉情况判断出物体密度与液体a、b的密度关系,即可得出答案;
由于是同一块木块,根据物体的浮沉条件判断排开液体的重力与木块的重力的关系,然后即可判断排开液体的质量的大小关系;
(2)由图可知两容器液面相平,然后根据p=ρ液gh得出容器底受到压强的关系;
(3)根据浮力的产生原因得出木块下表面受到液体的压力,根据即可比较木块下表面的压强。
【解答】A、由图像可知,甲、乙体积V相同时,甲的质量大于乙的质量,由可知,ρ甲>ρ乙;又因为相同的木块在a、b中都处于漂浮状态,所以所受浮力是
由可知,
又由题图可知,,所以,由此可得,a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,故A正确;
B、因为,由阿基米德原理知道,,即,故B错误;
C、由于两容器中液面相平,且,由知道,a容器底部受到液体的压强大,故C错误;
D、木块在a、b两容器中都处于漂浮,由浮力产生的原因可知,木块下表面受到液体的压力
故;又因为两个木块相同,所以底面积相同,由知道,,故D错误。
故答案为:A。
13.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合图判断三球的体积关系;
(2)当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮。
【解答】 A.由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<Va,V排b=Vb,
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,
所以Fa=Ga,Fb=Gb;
因为a与b质量相等,则物体的重力相等,
所以浮力Fa=Fb,
因为F浮=ρgV排,
所以V排a=V排b,
所以Va>Vb,
由题干可知:Vb=Vc,
所以Va>Vb=Vc,故A错误;
B.因为b悬浮,c沉入底部,
所以Fb=Gb,Fc<Gc;
因为b与c体积相同,
所以根据F浮=ρgV排可知:Fb=Fc,
所以Gb<Gc;则Ga=Gb<Gc,故B错误;
C.由上分析可知:浮力Fa=Fb=Fc,故C正确;
D.因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,
所以根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知:ρa<ρb<ρc,故D错误。
故选C。
14.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)构件下沉过程中,排开水的体积变大,因此构件受到的浮力变大,当构件排开水的体积不变时,构件受到的浮力也不再改变据此即可判断构件在江水中的位置;
(2)根据构件恰好浸没时得出正方体构件的边长,求出排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排求出构件所受的浮力;
(3)利用p=ρ水gh即可求出底部受到江水的压强;
(4)利用G=ρ物gV求出重力,则钢丝绳的拉力等于构件的重力减去浮力。【解答】①在浸没前,物体下降过程中排开水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当物体浸没后排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知浮力不变;由图可知当h=2m时浮力不变,所以构件此时恰好浸没在江水中,故①错误;
②当h=2m时,构件恰好浸没在江水中,则正方体构件的边长为2m,
则排开水的体积V排=V=(2m)3=8m3,
构件所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,故②正确;
③当h=3m时,构件底部所处的深度为3m,
则受到江水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa,故③错误;
④当h=4m时,由于构件已经浸没在江水中,构件受到钢绳的拉力:
F拉=G-F浮=ρ物gV排-F浮=3×103kg/m3×10N/kg×8m3-8×104N=1.6×105N,故④正确。
综上可知,只有②、④正确。
故选B。
15.【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】鸡蛋悬浮在盐水中时,浮力等于鸡蛋的重力,逐步加入盐,盐水的密度增大;浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,根据浮力公式可知鸡蛋所受浮力变化情况。
【解答】因为鸡蛋悬浮在盐水中时,根据悬浮条件可知:浮力等于鸡蛋的重力;
往盐水中继续均匀缓慢加盐,盐水密度增大,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐增大;
浮出水面后鸡蛋漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化(若烧杯中的食盐溶液已经是饱和的,则继续加食盐浮力始终保持不变,为重力);
鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力变大,后来不变;
由此分析可知:选项A正确,BCD错。
故选:A。
16.【答案】(1)3N
(2)6g/cm3
(3)A;B;C
【知识点】重力的大小;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)零刻度线时,即液体密度为0时不受浮力作用,此时指针的位置等于金属块的重力;
(2)弹簧秤示数为零(即指针位于原0N的位置),此时浮力等于重力,根据阿基米德原理可求出对应液体的密度;
(3)A.由阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gV分析判断;
B.当金属块没有全部浸没,排开液体的体积小于金属块的体积;
C.金属块接触烧杯的底部,会使弹簧测力计的示数偏低,浮力变小,;
D.只要金属块全部浸入液体中,排开液体的体积等于金属块的体积,就不会影响液体密度的测量。
【解答】 (1)根据题意可知,金属块的质量为300g,则金属块的重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N。
零刻度线即不受浮力作用时指针的位置,此时指针的位置等于金属块的重力,所以3N的位置即为零刻度线位置。
故填:3N。
(2)当弹簧秤示数为零时,此时物体受到的浮力等于重力,即F浮=G=3N,
此时物体全部浸没,它排开液体的体积等于自身体积,即V排=50cm3,
此时液体的密度为:;
故填:6g/cm3。
(3)A.金属块体积不标准,由F浮=ρ液gV排=ρ液gV得到浮力不标准,从而得到液体的密度不准确,故A符合题意;
B.金属块未完全浸没,排开液体的体积小于金属块的体积,根据阿基米德原理可知,得到液体的密度不准确,故B符合题意;
C.金属块与烧杯底部接触,烧杯底部会对金属块有支持力,弹簧测力计的示数会变小,导致浮力变小,从而得到液体的密度不准确,故C符合题意;
D.部分液体溢出烧杯,只有金属块全部浸入液体中,排开液体的体积等于金属块的体积,测得浮力不变,测量液体密度准确,故D不符合题意。
故选ABC。
17.【答案】(1)150
(2)0.8
【知识点】重力的大小;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据沉浮状态,浮力等于重力,计算总重力再由重力公式求解总质量,从而求得铁块的质量。
(2)根据阿基米德原理计算浮力,浮力等于杯子的重力,联立两式求得液体密度。
【解答】(1)玻璃杯和铁块一起漂浮,浮力等于重力,则重力为
铁块的质量为
。
(2)玻璃杯漂浮,浮力等于重力,则
解得。
18.【答案】;大于
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】沉浮条件:物体处于漂浮或悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力。
【解答】远洋轮船此时受到的浮力:。
船在漂浮时,浮力等于重力,可知在北大西洋和在印度洋,船受到的浮力相同,由与可知,在北大西洋时,排开的液体体积更小,由可知,北大西洋的海水密度更大,即。
19.【答案】小于;上升;3.2
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)根据物体的浮沉条件分析;
(2)①根据浮沉条件分析出鹅卵石前、后所受浮力的关系,根据F浮=ρ液gV排知排开水体积的变化,进而判断出水池水面高度的变化;
②根据F浮'=ρ水gV排'算出鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力,由G石=F浮'-G桶算出桶内鹅卵石的重力,由G=mg算出鹅卵石的质量。
【解答】(1)某块鹅卵石在水池底部时,它处于下沉状态,根据物体的浮沉条件可知,它受到的浮力小于它的重力。
(2)①根据题意可知,鹅卵石捞出前沉底,浮力小于重力,即F浮1<G;
将鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石与小桶都处于漂浮状态,此时鹅卵石的浮力等于重力,
即F浮2=G;
所以鹅卵石受到的浮力F浮1<F浮2;
即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大,
由阿基米德原理知道,排开水的体积变大,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。
②鹅卵石捞出放置在桶内时的总浮力为
;
桶内鹅卵石的重力为;
鹅卵石的质量为。
20.【答案】小于;小于
【知识点】影响液体压强大小的因素;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据物体的浮沉条件判断两种情况下浮力的大小关系;利用阿基米德原理得出两者排开水的体积关系,从而判断出液面高度的关系。
【解答】两块橡皮泥相同,所以重力G相同。甲中橡皮泥沉于水底,根据物体的浮沉条件,此时浮力F浮甲<G;乙中橡皮泥浮于水面,此时浮力F浮乙=G。所以F浮甲小于F浮乙。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,因为F浮甲<F浮乙,ρ液相同,g相同,所以V排甲<V排乙。由于两个烧杯中原有水量等量,V排越大,液面高度越高,所以甲容器内液面高度小于乙容器内液面高度。
21.【答案】=;=
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据漂浮条件比较两种情况下受到浮力的大小,根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g比较两个烧杯中的水深。
【解答】 把AB当作一个物体,它们在甲和乙中都处于漂浮状态,
根据漂浮条件可知,AB受到的浮力都等于它们的总重力,
即F甲=F乙;
根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,它们排开液体的总体积也相同,
根据公式可知,两个烧杯中的水深h甲=h乙。
22.【答案】(1)
(2)5:2
【知识点】密度公式的应用;重力的大小;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)沉浮条件:物体处于漂浮或悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力。
(2)=ρ液gV,其中V指的是物体排开液体的体积,等于物体在水下的体积,液体密度相同,时,浮力之比等于物体排开液体的体积之比。
【解答】(1)由图乙知,木块漂浮在水面上,则木块受到的重力 即 所以:
(2)图甲中,木块受到的浮力=ρ水gV,图乙中,木块受到的浮力 则木块受到水的浮力之比等于木块排开液体的体积之比,为:5:2。
23.【答案】(1)2.4
(2)变小
(3)深度
(4)大
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】(1)由图甲可知弹簧测力计分度值,从而得到弹簧测力计的示数;
(2)从图中得到甲、乙、丙三种状态可知,当物块缓慢浸入水中,弹簧测力计的示数变化;
(3)浮力的大小与物体的密度、物体排开液体的体积有关,利用控制变量法分析;
(4)对比图丁和图戊的实验数据可知,利用控制变量法分析浮力和液体的密度的关系。
【解答】(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是2.4N;
(2)对比图甲、乙、丙三种状态可知,当物块缓慢浸入水中,弹簧测力计的示数变小,由称重法可知浮力变大,说明浮力与物体排开液体的体积有关;
(3)分析甲、丙和丁三次实验可知,物体浸没在同种液体不同深度处,所受浮力相等,可见,物体在液体中所受浮力的大小与它浸入液体中的深度无关;
(4)对比图丁和图戊的实验数据可知,物体排开液体的体积相同,盐水的密度较大,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知浮力较大,可以得到当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
24.【答案】(1)F2=F4
(2)1.2
(3)B;D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的漂浮条件比较木块受到浮力的大小;
(2)根据图片分别计算出木块漂浮时排开水的体积和排开盐水的体积,然后根据阿基米德原理列方程计算盐水的密度即可;
(3)根据(2)中的分析得到盐水密度的数学表达式,从而确定控制的条件即可。
【解答】(1)根据图片可知,步骤②中,木块漂浮在水面上,则浮力等于重力。步骤 ④中,木块漂浮在盐水中,则浮力也等于重力。木块的重力不变,则它受到的浮力相等,即F2=F4。故填:F2=F4。
(2)根据步骤①②可知,放入木块后水面升高:12.4cm-10.0cm=2.4cm;
根据步骤③④可知,放入木块后盐水水面升高:12.0cm-10.0cm=2.0cm;
根据木块受到的浮力相等得到:F浮水=F浮盐;
ρ水gV排水=ρ盐gV排盐;
ρ水gS瓶h排水=ρ盐gS瓶h排盐;
当矿泉水瓶的横截面积相同时,得到:ρ水h排水=ρ盐h排盐;
解得:;
代入数据得到:。
故填:1.2。
(3)ABC.根据(2)中推导过程得到,计算过程中需要保证矿泉水瓶的横截面积相同。由于计算时只要知道木块排开水的水面变化量和排开盐水的水面变化量即可,不必控制步骤①、③中液体的深度相同, 刻度尺零刻度线不必与瓶底齐平,故B正确,而AC错误;
D.根据(2)中分析可知,测量的前提是木块受到的浮力相等,即木块必须漂浮在水面上,即 木块的密度须小于清水的密度,故D正确。
故选BD。
25.【答案】(1)B;选用的筷子细一些或加大细铅丝的重量
(2)A
【知识点】设计实验测密度;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)本题考查密度计的工作原理:密度计始终漂浮在液体中,所受浮力等于自身重力(
F浮 =G)。根据阿基米德原理 F浮=ρ 液 gV排,液体密度越大,排开液体的体积越小,密度计浸入液体的深度越浅,因此密度计的刻度特点是上小下大,且刻度不均匀(上疏下密)。
(2)本题考查提高密度计精度的方法:要使相邻刻度线间距变大,需让密度计在液体中浸入深度的变化更明显。根据 V排=Sh(S 为密度计横截面积,h 为浸入深度),在 V排 变化量相同时,S 越小,h
的变化量越大;同时增大密度计总重力,可增大浸入深度的变化幅度,从而放大刻度间距。
(3)本题考查重表与轻表的刻度特点:重表用于测量大于水密度的液体,当液体密度为 1.0g/cm3(水的密度)时,重表在水中的浸入深度比在高密度液体中深,比在低密度液体中浅,因此
1.0g/cm3刻度线位于重表的上方(A 处)。
【解答】(1) ① 密度计的刻度遵循 “上小下大” 的规律:液体密度越大,密度计浸入越浅,刻度越靠下;液体密度越小,浸入越深,刻度越靠上。
A、C:刻度顺序错误(未遵循上小下大);
D:刻度间距均匀,不符合密度计 “上疏下密” 的特点;
B:刻度上小下大,且上疏下密,标注正确。
故答案为:B。
② 要提高密度计测量的精确度,使相邻刻度线间距更大,可通过减小密度计横截面积或增大总重力实现:选用更细的竹筷(减小横截面积 S),在排开体积变化相同时,浸入深度的变化量更大,刻度间距更宽;
加大铅丝的重量(增大总重力 G),使密度计浸入液体的深度整体增加,放大刻度间距。
(2) 重表用于测量密度大于水的液体,当液体密度为 1.0g/cm3(水的密度)时,重表在水中的浮力等于重力,浸入深度比在高密度液体中深,因此 1.0g/cm3 刻度线位于重表的上方(A 处,B 处为更大密度的刻度)。
故填:A。
故答案为:(1) ①B;②选用的筷子细一些 (或加大铅丝的重量);
(2) A。
26.【答案】(1)变大
(2)大于
(3)
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)漂浮时,泡沫块只有部分体积浸入水中;悬浮时,泡沫块完全浸没,排开水的体积 V排 变大。根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排,水的密度不变,V排 变大,所以浮力变大。
(2)当砝码放在泡沫上时,整体漂浮,排开水的总重力等于泡沫和砝码的总重力。
若砝码掉入容器底部并沉底,砝码的重力大于它单独排开水的重力,因此为了平衡总重力,泡沫需要排开更多的水,导致液面高度比 h2 更高。
(3)漂浮时,泡沫块的重力等于它排开水的重力,因此可以用排开水的体积算出泡沫块的质量。
悬浮时,泡沫块的体积等于它排开水的体积,即容器底面积乘以液面上升的高度差 (h2−h0)。
最后用密度公式 ρ=,即可求出泡沫块的密度。
【解答】(1) 泡沫块从漂浮变为悬浮的过程中,排开水的体积变大,根据 F浮=ρ水gV排,浮力变大。
(2) 若砝码掉入容器底部,砝码的重力会直接使容器底部的压力增加,而泡沫块仍漂浮,此时液面高度会大于h2。因为砝码沉底后,其排开的水的体积比它在泡沫上时排开的水的体积小,导致液面上升的高度比原来更多。
(3)泡沫块漂浮时,排开水的体积V排=S(h1−h0)。漂浮时浮力等于重力:G=F浮=ρ水gS(h1−h0)。
泡沫块的质量m==ρ水S(h1−h0)。泡沫块的体积V=S(h2−h0)。
泡沫块的密度ρ==。
故答案为:(1)变大;(2)大于;(3)。
27.【答案】(1)活塞回到原来的位置
(2)向外拉动活塞
(3)合格
(4)待改进,浮力大于最大重力,不能下沉
【知识点】重力的大小;阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)装置气密性良好,可形成稳定的压强差,活塞回到原位置。
(2)潜水艇的工作原理是通过改变自身重力实现浮沉,向外拉活塞,装置内气体减少,压强减小,水被压入瓶内,重力变大,大于浮力,潜水艇下沉。
(3)根据图像进行分析,可知生活舱和水舱独立分开,等级为合格。
(4)根据F浮=ρ液gV排计算最大浮力,再由G=mg计算最大重力,若浮力小于最大重力,则可以实现下沉,为合格;若浮力大于重力,不能下沉,为待改进。
【解答】(1)如果水舱和注射器之间气密性良好,堵住进出水口后,装置内部就是封闭的一定质量的气体。向外拉动活塞时,封闭气体体积变大,气压减小,小于外界大气压,松手后,外界大气压会推动活塞,使活塞回到拉动前的初始位置。
(2)潜水艇的工作原理是通过改变自身重力实现浮沉:浮力不变时,重力大于浮力则下潜。水舱和外界水连通,向外拉动活塞,会使水舱内气压减小,外界水在大气压作用下进入水舱,潜水艇总重力增加,当总重力大于受到的浮力时,潜水艇就会下潜。
(3)从设计可知,小科设计的潜水艇两侧是生活舱(加配重的独立舱),中间是水舱,生活舱和水舱独立分开;一共3个550mL的矿泉水瓶,两个生活舱总体积是1100mL,水舱体积为550mL,满足“生活舱大于水舱”的要求,符合合格指标。
(4)潜水艇的总重力为
潜水艇浸没时受到的浮力为
浮力大于最大重力,潜水艇不能下沉,等级为待改进。
28.【答案】(1)否, 当物体下降距离超过6厘米后,弹簧测力计示数才保持1.8N不变,说明下降5cm时物体排开水的体积还可以继续增大,浮力还能继续变大,因此没有浸没。
(2)由表中数据可知,刚开始前两组数据拉力均为2.8N 可知此时物体没有浸入水中,重力等于拉力等于2.8N,当拉力等于1.8N时物体浸没,则物体浸没时浮力大小为
F浮=G-F拉=2.8N-1.8N=1N
物体的体积为。
(3)
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据称重法进行分析,可知F浮=G-F拉,浮力不变,则拉力不变,结合表中数据进行分析。
(2)根据表中数据结合F浮=G-F拉计算浸没时的浮力大小,再由阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算物体的体积。
(3)根据图像结合由阿基米德原理F浮=ρ液gV排进行分析。
【解答】(1)根据称重法F浮=G-F拉,弹簧测力计示数不变说明浮力不变,即物体已经完全浸没。由表格数据可知,物体下降距离6cm时,弹簧测力计示数才稳定在1.8N,说明下降5cm时,拉力仍在减小,浮力仍在增大,因此物体没有浸没。
(3)同一物体,体积不变,可知浸没后浮力大小不变,乙中方式放置,横截面积变大,可知深度相同时,排开液体的体积更大,浮力更大,图像更陡,如图所示
29.【答案】(1)竖直向上
(2)充满气体的安全气囊在水中排开水的体积增大,产生的浮力增大。人受到的总浮力大于自身重力,所以人将上浮。
(3)完全浸没在水中时可提供的浮力大小为:
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮力的方向始终竖直向上进行分析。
(2)根据F浮=ρ液gV排进行分析。
(3)浸没时气囊的体积等于排开水的体积,再结合F浮=ρ液gV排进行计算。
【解答】(1)浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到的向上托的力,在液体中浮力的方向始终是竖直向上,与重力方向相反。
(2)手环打开气囊后,气囊排开水的体积大幅增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,液体密度和g不变时,排开水的体积增大,手环和溺水者受到的总浮力随之大幅增大,当总浮力大于总重力时,溺水者就会上浮,避免溺水。
30.【答案】(1)①;1200
(2)解:当浮箭刚浮起时,即为漂浮状态,;
根据阿基米德原理,
又因为长方体浮块的底面积200cm2,
,
答:当浮箭刚浮起时,受水壶内的水面高度为2厘米。
(3)
(4)大于;随播水壶内液面的高度下降,水对出水口的压强减小,滴水速度减慢
【知识点】密度公式的应用;液体的压强;阿基米德原理;浮力大小的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)如先测量滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测量烧杯的质量,水容易残留在烧杯内产生误差;根据进行计算;
(2)物体漂浮时,收到的浮力等于它的重力,根据阿基米德原理计算出物体排开水的体积,求出此时受水壶内的水面高度;
(3)水将浮块浮起需要2cm深,每1刻钟需要2cm,即第一刻钟要标在第2格,依次类推;
(4)根据,水的深度变化后,出水口的液体压强变化。
【解答】(1)如果选择方案②先测量滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测量烧杯的质量,水容易残留在烧杯内产生误差,测得1分钟滴水的质量为80克,则1刻钟(15分钟)滴水的质量为,根据公式,故答案为:①;1200;
(3)由题算出每1刻钟滴水体积为1200cm3,3刻钟滴水的体积为3600cm3,将浮块浮起需要水400cm3,即从开始滴水到3刻钟需要水的体积为, 圆筒形受水壶内部底面积400cm2,即此时水的深度,刚将浮块浮起需要2cm深的水,因此3刻钟与开始滴水相比,浮块上升的高度h上升=10cm-2cm=8cm,标尺每一格为2cm,3刻钟应该在第4格,故答案为:;
(4)随着液体不断滴出,播水壶的水越来越少,深度越来越小,根据,出水口的压强越来越小,因此时间会越来越长,故答案为:大于;随播水壶内液面的高度下降,水对出水口的压强减小,滴水速度减慢。
31.【答案】(1)B;D
(2)整个模型受到的浮力
(3)最大浮力为,配重最大重力为50N-30N=20N。
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)沉浮条件:物体处于漂浮或悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力。
物体的密度小于液体的密度时,物体处于漂浮状态;物体的密度等于液体的密度,物体将悬浮;物体的密度大于液体的密度,物体将下沉。
(2)根据阿基米德原理计算浮力大小。
(3)配重最大重力等于最大浮力减去空载时的浮力。
【解答】(1)A、使用密度更大的材料,由浮沉条件可知,浮岛露出水面的部分会减小,故A错误;
B、减小配重的质量,浮岛的总重力减小,由可知,排开液体的体积会减小,即浮岛会上浮,故B正确;
C、增大浮岛的体积,质量不变,浮力不变,基座的体积不变,不能使浮岛全部露出水面,故C错误;
D、增大基座的体积,浮力不变,排开液体的体积不变,基座可以排开更多的水,使浮岛全部露出水面,故D正确。
故答案为:BD。
32.【答案】(1)解:冰块完全沉入水中,则容器中水增大的体积等于冰和石块的总体积,
即V总=S△h=100cm2×1.2cm=120cm3=1.2×10-4m3;
则此时冰块受到的浮力F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×1.2×10-4m3=1.2N。
(2)解:容器底部受到水的压强p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×(0.2m+0.012m)=2120Pa;
则容器底部受到水的压力:F=pS=2120Pa×100×10-4m2=21.2N。
(3)解:冰块熔化前后,石块始终浸没在水中,则它不会引起液面的高度变化,
则水面高度下降应该是冰块熔化所致,
即V冰-V水=△V;
;
;
解得:m冰=90g;
则石块的质量为:m=150g-90g=60g;
石块的体积为:V=120cm3-=20cm3;
则石块的密度为:。
【知识点】密度公式的应用;浮力大小的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)冰块完全沉入水中,则容器中水增大的体积等于冰和石块的总体积,根据V总=S△h计算冰和石块的总体积,根据F浮=ρ液gV排计算冰块受到的浮力。
(2)首先根据p=ρ液gh计算容器底部受到水的压强,然后根据F=pS计算容器底部受到水的压力;
(3)冰块熔化前后,石块始终浸没在水中,则它不会引起液面的高度变化,则水面高度下降应该是冰块熔化所致。根据密度公式利用这个等量关系列式计算出冰块的质量,用总质量减去冰块的质量得到石块的质量。用总体积减去冰块的体积得到石块的体积,最后根据计算石块的密度。
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