内容正文:
专题二十 认识浮力
一.选择题(共2小题)
1.(2025•西藏)如图所示,重力为G的长方体物块悬浮在水中,受到的浮力为F浮,上表面受到水的压强为p1,压力为F1;下表面受到水的压强为p2,压力为F2。下列选项正确的是( )
A.p1>p2 B.F1>F2
C.F浮= F1﹣F2 D.F浮=G
2.(2024•包头)如图,在游泳比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是( )
A.运动员划水时不受浮力
B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
二.多选题(共1小题)
(多选)3.(2024•泸州)如图所示,甲、乙两个相同的平底烧杯放在水平桌面上,在两个烧杯中加入适量的清水,乙烧杯水面上漂浮有冰块,两杯水面恰好一样高,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯对桌面的压力等于乙烧杯对桌面的压力
B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压力增大
D.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压强不变
三.填空题(共3小题)
4.(2026•武威)如图所示,将一石块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,静止时弹簧测力计示数为4.5N,则该石块的重力为________ N;将该石块浸没在装有适量水的烧杯中,静止时弹簧测力计示数为3.0N,此时石块受到的浮力为________ N。
5.(2024•海南)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为 _____ N,其密度是 ____________ kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
6.(2024•枣庄)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 ________ N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 _________ Pa,圆柱体受到的最大浮力是 ________ N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
四.实验探究题(共2小题)
7.(2026•上海)小物为研究“浮力大小与什么因素有关”,做实验时,在测力计下方挂一圆柱体,将其浸在某液体中,如图1,记录测力计示数F拉和圆柱体下方浸入液体深度h,如表所示。
表号
1
2
3
4
5
6
h/cm
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
F拉/N
7.0
6.6
6.2
5.8
5.7
5.7
(1)根据表中数据可知:h越大,F拉___________ ;
小物分析数据后,结合实验现象,得出:物体所的浮力F浮与排开液体的体积V排成正比;
(2)小物绘制图像得出物体下表面所受液体的压力F1与物体浸入液体深度h的关系图,如图2所示。则物体上表面所受液体的压力F2应是图3中的_____ 。请选择并说明理由。____________________ 。
(3)根据 (2)的图像,求出:P=________ cm,Q=________ N。
8.(2025•天津)请你运用掌握的实验技能解答下列问题。
(1)刻度尺使用:如图1中,测量某木块长度时,刻度尺放置正确的是图1中的_____ 图;该木块的长度为_________ cm。
(2)天平使用:把天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,指针静止时如图2甲所示,应调节_________ ,使横梁平衡;在测量物体质量时,砝码放入右盘中,指针静止时如图2乙所示,应调节_______ ,使横梁平衡。(两空均选填“平衡螺母”或“游码”)
(3)弹簧测力计使用:弹簧测力计下悬挂一个重物,示数如图3甲所示;把重物浸在水中时,示数如图3乙所示。此时重物受到水的浮力为_____ N。
参考答案
一.选择题(共2小题)
1.【答案】D
【解析】A、由p=ρgh可知p1<p2,故A错误;
B、结合p可知F1<F2,故B错误;
C、F浮=F向上﹣F向下= F2﹣F1,故C错误;
D、物体悬浮,浮力等于重力,即F浮=G,故D正确。
故选:D。
2.【答案】B
【解析】A、运动员在划水时受到浮力,故A错误;
B运动员划水时给水先后的力,物体间力的作用是相互的,水给运动员先前的力,向前的力,故B正确;
C、运动员加速划水,受到的惯性不变,故C错误;
D、运动员对水的力和水对运动员的力不是同一物体,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
二.多选题(共1小题)
3.【答案】AD
【解析】A、由于冰块漂浮,则冰块受到的浮力等于冰块重,根据F浮=ρ水V排g可知:冰块受到的重力等于排开的水重,已知甲、乙容器水面等高,则甲容器的总重等于乙容器的总重,由于水平面上的物体产生的压力与重力相等,所以甲、乙烧杯对桌面的压力相等,由p知甲、乙烧杯对桌面的压强相等,故A正确,B错误;
CD、冰漂浮于水面上时,受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又因冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,
所以,G冰化水=ρ水gV冰化水=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:ρ水gV排=ρ水gV冰化水,
则V排=V冰化水,
即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。
所以,冰块全部熔化后,水面高度不会发生变化,根据p=ρgh可得水对杯底的压强不变,由F=pS知水对烧杯底的压力不变,故C错误,D正确。
故选:AD。
三.填空题(共3小题)
4.【答案】4.5;1.5。
【解析】将一石块挂在弹簧测力计的挂钩上时处于平衡状态,由二力平衡条件可得,石块的重力G=4.5N;
由称重法得,该石块受到的浮力F浮=G﹣F=4.5N﹣3.0N=1.5N。
故答案为:4.5;1.5。
5.【答案】2;2.5×103。
【解析】用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为:
F浮=F下=2N;
此时弹簧测力计的示数为3N,根据F浮=G﹣F示可知,
G=F浮+F示=2N+3N=5N;
根据阿基米德原理可知,柱体的体积为:
V=V排2×10﹣4m3,
柱体的密度为:
ρ2.5×103kg/m3。
故答案为:2;2.5×103。
6.【答案】2.0;1000;0.5
【解析】圆柱体未浸入水中时,测力计测圆柱体的重力,测力计的示数最大,
由图乙可知,圆柱体的重力为G=F0=2.0N;
物体完全浸没时,所受浮力与浸没的深度无关,测力计的示数也不变,
由图乙可知圆柱体刚好浸没时浸入的深度为h=20cm﹣10cm=10cm=0.1m,
圆柱体下表面受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
由图乙可知,圆柱体完全浸没时,测力计的示数为F示=1.5N,
根据称重法可得,圆柱体受到的最大浮力:F浮=G﹣F示=2.0N﹣1.5N=0.5N。
故答案为:2.0;1000;0.5。
四.实验探究题(共2小题)
7.【答案】(1)先变小后不变;(2)B;浮力等于上下表面压力差,浸没时浮力不变,所以F1与F2所的差值不变;(3)6.5;1.3。
【解析】(1)根据表中数据可知:h 越大,F拉先变小后不变;
(2)物体上表面所受液体的压力F2应是图3中的 B,理由:浮力等于上下表面压力差,浸没时浮力不变,所以F1与F2所的差值不变,故选 B。
(3)由表2可知,在序号4和5之间时,物体浸没,浸入液体中的深度每增加2cm,拉力减小0.4N,由此可知,当拉力增大到5.7N时,物体浸入液体深度为6.5cm,
且Q=7N−5.7N=1.3N。
故答案为:(1)先变小后不变;(2)B;浮力等于上下表面压力差,浸没时浮力不变,所以F1与F2所的差值不变;(3)6.5;1.3。
8.【答案】(1)乙;5.30;(2)平衡螺母;游码;(3)2;
【解析】(1)刻度尺使用时,有刻度的一边要紧靠被测物体,并且物体的一端要与零刻度线对齐,所以乙的放置方法正确;该木块的长度为5.30cm,应估读到分度值的下一位;
(2)把天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,指针偏右,应调节平衡螺母使横梁平衡;
在测量物体质量时,砝码放入右盘中,指针偏左,说明左边重,此时不能再调平衡螺母,应调节游码使横梁平衡;
(3)弹簧测力计的分度值为0.2N,图甲的示数为4N,图乙的示数为2N,根据称重法测浮力F浮=G﹣F拉=4N﹣2N=2N。
故答案为:(1)乙;5.30;(2)平衡螺母;游码;(3)2;
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