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2020中考复习 物理基础知识强化训练——专题四:浮力
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2020中考复习 物理基础知识强化训练——专题四:浮力
考点一:浮力
1.关于浮力,下列说法正确的是( )
A. 在水中会下沉的金属块不受到浮力
B. 浮力的大小与物体浸没的深度有关
C. 浮力的大小与物体的形状有关
D. 浮力是由于物体上、下表面受到的压强不同产生的
2.如图所示,体积相同的甲、乙、丙、丁四个小球放在水中静止,其中受到浮力的小球有( )
A. 只有甲球
B. 只有甲、乙、丙球
C. 甲、乙、丙、丁四个球都受浮力
D. 条件不足,无法判断
3.如图所示,一正方体边长为10cm,浸没在水中,上表面离水面的深度为5cm.
求:(1)物体上表面受到水的压强和压力
(2)物体下表面受到水的压强和压力;
(3)正方体在水中受到的浮力是多少?
考点二:探究影响浮力大小的因素
1.在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是 ( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 乙、甲、丙、丁
C. 乙、甲、丁、丙 D. 丁、甲、乙、丙
2.下面是验证阿基米德原理的实验操作,这一实验中其中测出浮力大小的步骤是( )
A. B和C B. C和D C. D和E D. B和D
3.跳水运动员入水的过程中,他所受浮力F随深度h变化的关系如图所示,其中正确的是( )
4.探究影响浮力大小的因素时,小红做了如图所示的实验,根据她的实验数据判断下列说法中正确的是
( )
A. 比较图甲和乙可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关
B. 比较图乙和丁可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关
C. 比较图乙和丙可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关
D. 比较图甲和乙可知,物体受到的浮力大小与物体的体积有关
5.小华在探究浮力与哪些因素有关时,将一金属块悬挂在弹簧测力计下,示数为7.5N.当把金属块完全浸没在水中时,测力计示数为6.5N,金属块所受浮力为________N;当金属块在水中深度增加时,发现测力计示数不改变,说明浮力大小与物体浸没在水中的深度________(选填“有关”或“无关”).
6.图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓缓浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图2中实线所示.
(1)物体A重为______ N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为______ Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将______ (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)物体A的密度为______ kg/m3;
(4)小通换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,则该液体密度为______ g/cm3.
考点三:压强浮力大小的比较
1.甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将同一物块分别放入两容器中.当物块静止时,两容器中液面恰好相平,物块所处的位置如图所示.则( )
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器底部受到液体的压强较大
C. 甲容器中物块受到的浮力较大
D. 乙容器中物块受到的浮力较大
2.甲、乙两个完全相同的容器放在水平桌面上,其中分别装有密度不同的液体;将两个完全相同的圆台物体A、B分别倒、正放在甲、乙两个容器中,此时两容器内液面及A、B物体上下底面恰好相平,如图所示,若A、B物体在甲、乙容器中所受浮力分别为FA、FB,甲乙容器中液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙,下列判断正确的是( )
A. p甲>p乙,FA=FB B. p甲<p乙,FA>FB
C. p甲>p乙,FA<FB D. p甲<p乙,FA=FB
3.海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程下列对此潜艇分析正确的是( )
A. 上浮过程中所受浮力逐渐变大
B. 悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C. 漂浮时排开的海水所受的重力最小
D. 漂浮是潜艇底部所受海水压强最大
4.在A、B、C三个相同的烧杯内装有深度相同的液体,三种液体的密度关系是ρ1=ρ2>ρ3.将甲、乙、丙三个重力分别为G甲、G乙、G丙的实心小球分别在A、B、C的液体中,其中甲球在A中沉入液体底部,乙球在B中恰好悬浮,丙球在C中漂浮在液面上.三个球的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙,体积关系是V甲>V乙=V丙,三个球所受浮力分别为F1、F2、F3.三个烧杯里的液体对杯底的压强分别为p1、p2、p3.则以下判断的关系中正确的是( )
A. ρ甲>ρ乙=ρ丙 B. G甲>G乙>G丙
C. F1>F2>F3 D. p1=p2>p3
5.两个底面积不等的圆柱形容器(S甲
A. △p甲一定大于△p乙 B. △p甲一定等于△p乙
C. △p甲一定小于△p乙 D. △p甲可能小于△p乙
6.一艘轮船从长江驶入东海,轮船在长江与东海里所受的浮力分别为F1和F2,则F1______F2;潜艇从长江驶入东海,潜艇在长江与东海里所受的浮力分别为F1和F2,则F1______F2。
7.两个完全相同的容器中,分别盛甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球A、B分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,A、B两球受到的浮力大小关系是FA______FB,甲、乙两种液体对容器底的压强大小关系为p甲______p乙(均选填“大于”、“小于”或“等于”).
考点四:物体的浮沉条件
1.由同种物质做成的实心正方体,放在水中后有部分露出水面,现将露出水面的部分切去,则剩余的部分( )
A. 将有部分露出水面 B. 将悬浮在水中
C. 将下沉入水底 D. 将有部分露出水面
2.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是( )
A. 西瓜的密度比李子的密度小
B. 西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C. 李子下沉过程中所受水的压强不变
D. 李子浸没后,下沉过程中浮力大小不变
3.一艘排水量为50t的货船在黄河中满载航行,此时船受到的浮力为______ N.该船在码头将货物卸下后,船受到的浮力将______ ,船所排开的液体的体积将______ .(以上两空均选填“变小”、“不变”或“变大”)(g=10N/kg)
4.许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是______N(g=10N/kg)。当舰船从海洋驶入长江时,吃水深度______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
考点五:浮力的计算
1.一名中学生在游泳池里游泳时受到水的浮力大约是()
A. 50牛; B. 100牛; C. 500牛; D. 1000牛。
2.在一个足够长的容器内装有一定量的水,将一个高10cm,底面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧测力计上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧测力计示数为4N.如图甲所示.已知弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm.若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400厘米3时,弹簧秤示数恰为零.此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示.下列结论正确的是(g取10N/kg)( )
A. 容器的横截面积为120cm2
B. 塑料块的密度为0.6×103kg/m3
C. 塑料块的密度为0.8×103kg/m3
D. 加水700cm3时,塑料块受到的浮力2N
3.如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10-5m3.求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
4.重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没到如图所示圆柱形容器的水中,此时弹簧测力计的示数为6N,已知容器底面积为100cm2.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的密度;
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强.
2020中考复习 物理基础知识强化训练——专题四:浮力参考答案
考点一:浮力
1.关于浮力,下列说法正确的是( )
A. 在水中会下沉的金属块不受到浮力
B. 浮力的大小与物体浸没的深度有关
C. 浮力的大小与物体的形状有关
D. 浮力是由于物体上、下表面受到的压强不同产生的
【答案】D
【解析】解:A、在水中会下沉的金属块也受到水对它产生的向上的压力,也受浮力作用,故A错;
B、C、由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而与其它因素都无关,故B、C错;
D、浮力实质就是液体对浸在液体内的物体向上和向下的压力差,压力差的出现就是由于物体上、下表面受到的压强不同产生的,故D正确.
故选D.
2.如图所示,体积相同的甲、乙、丙、丁四个小球放在水中静止,其中受到浮力的小球有( )
A. 只有甲球
B. 只有甲、乙、丙球
C. 甲、乙、丙、丁四个球都受浮力
D. 条件不足,无法判断
【答案】C
【解析】解:根据图示可知,甲漂浮在水面上,受到竖直向上的压力,即为浮力;乙、丙、丁三个小球浸没在水中,既受到向上的压力,又受到向下的压力,并且向上的压力大于向下的压力,压力差等于小球受到的浮力,故四个小球均受到浮力的作用.
故选C.
3.如图所示,一正方体边长为10cm,浸没在水中,上表面离水面的深度为5cm.
求:(1)物体上表面受到水的压强和压力
(2)物体下表面受到水的压强和压力;
(3)正方体在水中受到的浮力是多少?
【答案】解:(1)物体上表面所处的深度:
h上=5cm=0.05m,
物体上表面受到水的压强:
p上=ρgh上=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa,
正方体的底面积:
S=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
由p=可得,物体上表面所受到水的压力:
F上=p上S=500Pa×0.01m2=5N;
(2)物体下表面所处的深度:
h下=h上+L=5cm+10cm=15cm=0.15m,
物体下表面受到水的压强:
p下=ρgh下=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
物体下表面所受到水的压力:
F下=p下S=1500Pa×0.01m2=15N;
(3)因浮力等于物体上、下表面所受到的压力差,
所以,正方体在水中受到的浮力:
F浮=△F=F下-F上=15N-5N=10N.
答:(1)物体上表面受到水的压强为500Pa,压力为5N;
(2)物体下表面受到水的压强为1500Pa,压力为15N;
(3)正方体在水中受到的浮力是10N.
【解析】(1)知道正方体上表面的深度,根据p=ρgh求出正方体上表面受到水的压强;根据p=求物体上表面所受到水的压力;
(2)根据题意求出下表面所处的深度,根据p=ρgh求出正方体下表面受到水的压强,根据F=pS求出下表面所受到水的压力;
(3)根据浮力产生的原因求出浮力的大小,即浮力等于物体上、下表面所受到的压力差.
考点二:探究影响浮力大小的因素
1.在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是 ( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 乙、甲、丙、丁
C. 乙、甲、丁、丙 D. 丁、甲、乙、丙
【答案】D
【解析】解:
为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;
丙、测出桶和排开水所受的总重力。
故选:D。
2.下面是验证阿基米德原理的实验操作,这一实验中其中测出浮力大小的步骤是( )
A. B和C B. C和D C. D和E D. B和D
【答案】A
【解析】解:用弹簧测力计测物体的重G,将物体浸没在溢水杯的水中,记下弹簧测力计的示数F,根据F浮=G-F可求浮力大小。在这一实验中,测出浮力大小的步骤是B和C。
故选:A。
3.跳水运动员入水的过程中,他所受浮力F随深度h变化的关系如图所示,其中正确的是( )
【答案】A
【解析】解:在运动员入水的过程中,排开水的体积V排先增大后不变,
∵F浮=ρ水gV排,
∴运动员受到的浮力先增大、后不变。
故选:A。
4.探究影响浮力大小的因素时,小红做了如图所示的实验,根据她的实验数据判断下列说法中正确的是
( )
A. 比较图甲和乙可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关
B. 比较图乙和丁可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关
C. 比较图乙和丙可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关
D. 比较图甲和乙可知,物体受到的浮力大小与物体的体积有关
【答案】AB
【解析】解:
A、图甲和图乙中,物体排开液体的密度不变,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同、A受到的浮力不同,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关,故A正确;
B、图乙和图丁中,物体所处深度相同、排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同、A受到的浮力不同,说明物体受到的浮力大小与液体的密度有关,故B正确;
C、图乙和图丙中,排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体所处深度相同、弹簧测力计的示数相同、A受到的浮力相同,说明物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关,故C错;
D、在图甲和图乙中,物体都浸没,排开水的体积等于等于物体的体积,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关,物体受到的浮力大小与物体的体积无关,故D错.
故选AB.
5.小华在探究浮力与哪些因素有关时,将一金属块悬挂在弹簧测力计下,示数为7.5N.当把金属块完全浸没在水中时,测力计示数为6.5N,金属块所受浮力为________N;当金属块在水中深度增加时,发现测力计示数不改变,说明浮力大小与物体浸没在水中的深度________(选填“有关”或“无关”).
【答案】1;无关
【解析】解:(1)金属块在水中所受的浮力:F浮=G-F示=7.5N-6.5N=1N;
(2)当金属块全部浸没在水中后深度增加时,液体的密度和排开液体的体积不变,深度逐渐变大,弹簧测力计示数保持不变,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
故答案为:1;无关.
6.图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓缓浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图2中实线所示.
(1)物体A重为______ N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为______ Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将______ (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)物体A的密度为______ kg/m3;
(4)小通换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,则该液体密度为______ g/cm3.
【答案】3;1200;增大;1.5×103;0.8
【解析】解:(1)当h=0时,弹簧测力计的示数为3N,即物体A的重力G=3N,
物体A放在水平桌面上时,对桌面的压力:F=G=3N,
对桌面的压强:
p===1200Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,容器内水的深度增大,由p=ρgh可知,水对容器底部的压强增大;
(3)由图2可知,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=1N,
物体A受到水的浮力:F浮=G-F′=3N-1N=2N,
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=ρgV排可得,物体A的体积:V=V排=;
由G=mg=ρVg可得,物体A的密度:
ρ===ρ水=×1.0×103kg/m3=1.5×103kg/m3;
(4)由图2可知,物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数F″=1.4N,
物体A受到液体的浮力:F浮′=G-F″=3N-1.4N=1.6N,
该液体密度:
ρ液===ρ水=×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3.
故答案为:
(1)3;1200;(2)增大;(3)1.5×103;(4)0.8.
考点三:压强浮力大小的比较
1.甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将同一物块分别放入两容器中.当物块静止时,两容器中液面恰好相平,物块所处的位置如图所示.则( )
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器底部受到液体的压强较大
C. 甲容器中物块受到的浮力较大
D. 乙容器中物块受到的浮力较大
【答案】B
【解析】解:(1)A、物体在甲中悬浮,则ρ甲=ρ物,在乙中漂浮,则ρ乙>ρ物,可知乙的密度较大,故A错误;
(2)乙的密度较大,深度相同,由p=ρ液gh可知,乙液体对容器底的压强大;故B正确;
(3)甲悬浮,F浮甲=G;乙漂浮,则F浮乙=G,所以两容器中物体受到的浮力相同,故CD错误.
故选B.
2.甲、乙两个完全相同的容器放在水平桌面上,其中分别装有密度不同的液体;将两个完全相同的圆台物体A、B分别倒、正放在甲、乙两个容器中,此时两容器内液面及A、B物体上下底面恰好相平,如图所示,若A、B物体在甲、乙容器中所受浮力分别为FA、FB,甲乙容器中液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙,下列判断正确的是( )
A. p甲>p乙,FA=FB B. p甲<p乙,FA>FB
C. p甲>p乙,FA<FB D. p甲<p乙,FA=FB
【答案】A
【解析】解:(1)由于AB均为漂浮,所以浮力等于自身的重力,故AB重力相同,所以浮力相同,故FA=FB;
(2)由F浮=ρgV排的变形式ρ液=可知,B排开液体的体积大,所以乙液体的密度小;即ρ甲>ρ乙;
此时两容器中液面相平,故据p=ρgh可知,h相同,ρ甲>ρ乙,所以甲容器底部的压强大于乙容器底部的压强,故p甲>p乙.
故选A.
3.海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程下列对此潜艇分析正确的是( )
A. 上浮过程中所受浮力逐渐变大
B. 悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C. 漂浮时排开的海水所受的重力最小
D. 漂浮是潜艇底部所受海水压强最大
【答案】C
【解析】解:A、潜艇上浮过程中,露出水面前,V排不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜艇所受浮力不变;逐渐露出水面时,V排减小,潜艇所受浮力减小;故A错误.
B、由图可知,悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,潜艇悬浮时所受浮力大,即F悬浮>F漂浮,故B错误.
C、根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力;由B项可知F悬浮>F漂浮,所以漂浮时排开海水所受的重力最小,故C正确.
D、由图可知,潜艇漂浮时其底部所处深度最小,根据p=ρgh可知,此时潜艇底部所受海水压强最小,故D错误.
故选C.
4.在A、B、C三个相同的烧杯内装有深度相同的液体,三种液体的密度关系是ρ1=ρ2>ρ3.将甲、乙、丙三个重力分别为G甲、G乙、G丙的实心小球分别在A、B、C的液体中,其中甲球在A中沉入液体底部,乙球在B中恰好悬浮,丙球在C中漂浮在液面上.三个球的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙,体积关系是V甲>V乙=V丙,三个球所受浮力分别为F1、F2、F3.三个烧杯里的液体对杯底的压强分别为p1、p2、p3.则以下判断的关系中正确的是( )
A. ρ甲>ρ乙=ρ丙 B. G甲>G乙>G丙
C. F1>F2>F3 D. p1=p2>p3
【答案】BC
【解析】解:(1)∵甲下沉,
∴ρ甲>ρ1=ρ2;
∵丙漂浮,ρ丙<ρ3,ρ2>ρ3,
∴ρ乙>ρ丙;
∴ρ甲>ρ乙>ρ丙;故A错误.
(2)∵V甲>V乙,ρ甲>ρ乙,F浮=ρ液v排g,
∴F浮甲>F浮乙,G甲>G乙;
(3)又∵V乙=V丙,∴V排乙>V排丙
∵ρ2>ρ3,F浮=ρ液v排g,
∴F浮乙>F浮丙
又∵F浮乙=G乙,F浮丙=G丙
∴G乙>G丙
所以G甲>G乙>G丙;故B正确,
F浮甲>F浮乙>F浮丙;也就是F1>F2>F3;故C正确.
(4)因为甲下沉,乙悬浮,丙漂浮,又因为V甲>V乙=V丙,
∴V排甲>V排乙>V排丙,
所以深度关系为hA>hB>hC;
三个烧杯里的液体对杯底的压强根据公式P=ρgh可知,P1=ρ1ghA;P2=ρ2ghB;P3=ρ3ghC;
所以 P1>P2>P3.故D错误.
故选B、C.
5.两个底面积不等的圆柱形容器(S甲
A. △p甲一定大于△p乙 B. △p甲一定等于△p乙
C. △p甲一定小于△p乙 D. △p甲可能小于△p乙
【答案】BCD
【解析】由图知,
两个小球完全相同,根据漂浮和悬浮可知,浮力都等于球的重力,则将球取出后,容器底部减小的压力等于球的重力,故减小的压力相等;
又因为S甲<S乙,由可知,△p甲>△p乙。故A正确,BCD错误。
故选BCD。
6.一艘轮船从长江驶入东海,轮船在长江与东海里所受的浮力分别为F1和F2,则F1______F2;潜艇从长江驶入东海,潜艇在长江与东海里所受的浮力分别为F1和F2,则F1______F2。
【答案】=;<
【解析】解:轮船从长江驶入东海,轮船无论在长江还是东海中,都是漂浮的,浮力都等于重力,轮船重力不变,所以轮船从长江驶入东海后它所受的浮力不变,即:F1=F2。
潜艇从长江驶入东海,由于潜艇在长江与东海里都处于浸没状态,排开的液体的体积相同,由于海水的密度大于江水的密度,根据F浮=ρ液V排g可知:F1<F2。
故答案为:=;<。
7.两个完全相同的容器中,分别盛甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球A、B分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,A、B两球受到的浮力大小关系是FA______FB,甲、乙两种液体对容器底的压强大小关系为p甲______p乙(均选填“大于”、“小于”或“等于”).
【答案】等于;大于
【解析】解:由图可知,甲球漂浮,乙球悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,所以FA=FB=G.
因为A球漂浮,所以ρ甲>ρ球,
因为B球悬浮,所以ρ乙=ρ球,
则两种液体的密度大小关系是:ρ甲>ρ乙;
因为两容器液面等高,根据液体压强计算公式p=ρgh,可得液体对容器底部的压强大小关系为:p甲>p乙.
故答案为:等于;大于.
考点四:物体的浮沉条件
1.由同种物质做成的实心正方体,放在水中后有部分露出水面,现将露出水面的部分切去,则剩余的部分( )
A. 将有部分露出水面 B. 将悬浮在水中
C. 将下沉入水底 D. 将有部分露出水面
【答案】A
【解析】解:正方体放在水中后有部分露出水面,根据F浮=G得:
ρ水gV排=ρ物gV物
由题意知,V排=(1-)V物=V物;
则ρ物=ρ水
当将露出水面部分切去,由于此时重力小于浮力,所以物体上浮,最后漂浮在水面上,根据F浮′=G物′
则ρ水gV排′=ρ物gV物′
ρ物=ρ水,所以V排′=V物′,露出水面部分仍为剩余的.
故选A.
2.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是( )
A. 西瓜的密度比李子的密度小
B. 西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C. 李子下沉过程中所受水的压强不变
D. 李子浸没后,下沉过程中浮力大小不变
【答案】AD
【解析】解:
A、西瓜漂浮在水面上,ρ瓜<ρ水;李子在水中下沉,ρ李子>ρ水,所以,ρ李子>ρ瓜,故A正确;
B、西瓜漂浮时,所受浮力与重力是一对平衡力,大小相等。故B错误;
C、李子下沉过程中,所处深度h变大,根据p=ρgh可知,李子所受水的压强变大。故C错误;
D、李子浸没后,排开水的体积等于李子本身的体积,则V排不再变化,根据F浮=ρgV排可知,李子下沉过程所受浮力大小不变。故D正确。
故选:AD。
3.一艘排水量为50t的货船在黄河中满载航行,此时船受到的浮力为______ N.该船在码头将货物卸下后,船受到的浮力将______ ,船所排开的液体的体积将______ .(以上两空均选填“变小”、“不变”或“变大”)(g=10N/kg)
【答案】5×105;变小;变小
【解析】解:①F浮=G排=m排g=50×103kg×10N/kg=5×105N;
②在码头将货物卸下前后,船都漂浮,
∵F浮=G,船和货物总重变小,
∴船受到的浮力变小,
③∵F浮=ρ水gV排,F浮减小,
∴排开液体的体积减小.
故答案为:5×105;变小;变小.
4.许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是______N(g=10N/kg)。当舰船从海洋驶入长江时,吃水深度______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】4.8×107;变大
【解析】解:(1)驱逐舰排开水的质量:m排=4800t=4.8×106kg,
驱逐舰受到的浮力:F浮=m排g=4.8×106kg×10N/kg=4.8×107N,
(2)驱逐舰在海洋中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力;驱逐舰在长江中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力,所以驱逐舰从海洋驶入长江时,所受的浮力不变,但是根据阿基米德原理可得:V排=,由于液体密度变小,故排开水的体积增大,舰船的吃水深度变大。
故答案为4.8×107;变大。
考点五:浮力的计算
1.一名中学生在游泳池里游泳时受到水的浮力大约是()
A. 50牛; B. 100牛; C. 500牛; D. 1000牛。
【答案】C
【解析】
∵中学生的质量一般约为50kg,则重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,
又∵人在水中游泳时,处于漂浮状态,
∴受到水的浮力:F浮=G=500N。
故选C。
2.在一个足够长的容器内装有一定量的水,将一个高10cm,底面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧测力计上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧测力计示数为4N.如图甲所示.已知弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm.若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400厘米3时,弹簧秤示数恰为零.此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示.下列结论正确的是(g取10N/kg)( )
A. 容器的横截面积为120cm2
B. 塑料块的密度为0.6×103kg/m3
C. 塑料块的密度为0.8×103kg/m3
D. 加水700cm3时,塑料块受到的浮力2N
【答案】CD
【解析】解:(1)从图象可以看出加水的体积V=1400cm3时,弹簧秤示数恰为零,则F浮=G=4N,△h=12cm,则加入水的体积加上塑料块浸没在水中的体积等于容器的底面积和水面升高高度h的乘积,即V水+V排=△hS,
由F浮=ρ水gV排可得,
塑料块排开水的体积V排===4×10-4m3=400cm3
则容器的横截面积S===150cm2,故A错误;
(2)当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N,可以知道塑料块的重力G=4N,体积V=10cm×50cm2=500cm3=5×10-4m3,
所以,塑料块的密度ρ===0.8×103kg/m3,故B错误,C正确;
(3)当浮力F浮1=2N时,弹簧测力计的拉力F拉1=G-F浮1=4N-2N=2N,这时弹簧向下伸长2cm,即塑料块下新加入水的深度h2=2cm
此时塑料块浸入水中的高度h1===0.04m=4cm,
水面升高的高度△h2=2cm+4cm=6cm,
根据图象可以知道,当水面升高△h2=6cm时,加水的体积为700cm3,故D正确.
故选CD.
3.如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10-5m3.求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
【答案】解:(1)已知V排=4.0×10-5m3,
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4N。
(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,
则质量m===0.04kg;
(3)物块使其恰好完全浸没在水中,排开水的体积变化:△V=V物-V排=5×10-5m3-4×10-5m3=1×10-5m3
则水的深度变化为:△h===0.002m,
所以水对容器底的压强中增加:
△p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa。
答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)物块的质量为0.04kg;
(3)水对容器底的压强比物块被下压前增加了20pa。
【解析】(1)已知浸入水中的木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力。
(2)由于物块漂浮在水面上,根据漂浮条件可知物块的重力,求出质量;
(3)求出物块完全浸没在水中和物块的漂浮时的体积差,已知容器底面积求出水的深度h,根据p=ρgh即可求出水对容器底的压强。
4.重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没到如图所示圆柱形容器的水中,此时弹簧测力计的示数为6N,已知容器底面积为100cm2.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的密度;
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强.
【答案】解:
(1)由图知,物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F示=6N,
物体受到的浮力:
F浮=G-F示=8N-6N=2N;
(2)物体的质量:
m===0.8kg,
由F浮=ρ水V排g得排开水的体积:
V排===2×10-4m3,
因为物体浸没在水中,
所以物体的体积:V=V排=2×10-4m3,
物体密度为:
ρ===4×103kg/m3;
(3)物体浸没在水中后(未沉底),则容器对水平桌面增大的压力等于物体重力减去弹簧测力计的拉力,即△F=G-F示=8N-6N=2N,
容器对水平桌面增大的压强:
△p===200Pa.
答:(1)物体受到的浮力为2N;
(2)物体的密度为4×103kg/m3;
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强为200Pa.
【解析】(1)由图知可得弹簧测力计的示数,利用称重法求物体受到的浮力;
(2)利用G=mg求物体的质量,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ水V排g求物体排开水的体积,由于物体浸没在水中,物体的体积等于排开水的体积,再利用密度公式求物体密度;
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压力等于物体重力减去弹簧测力计的拉力,知道容器底面积(受力面积),利用p=求增大的压强.
考点一:浮力
1.关于浮力,下列说法正确的是( )
A. 在水中会下沉的金属块不受到浮力
B. 浮力的大小与物体浸没的深度有关
C. 浮力的大小与物体的形状有关
D. 浮力是由于物体上、下表面受到的压强不同产生的
2.如图所示,体积相同的甲、乙、丙、丁四个小球放在水中静止,其中受到浮力的小球有( )
A. 只有甲球
B. 只有甲、乙、丙球
C. 甲、乙、丙、丁四个球都受浮力
D. 条件不足,无法判断
3.如图所示,一正方体边长为10cm,浸没在水中,上表面离水面的深度为5cm.
求:(1)物体上表面受到水的压强和压力
(2)物体下表面受到水的压强和压力;
(3)正方体在水中受到的浮力是多少?
考点二:探究影响浮力大小的因素
1.在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是 ( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 乙、甲、丙、丁
C. 乙、甲、丁、丙 D. 丁、甲、乙、丙
2.下面是验证阿基米德原理的实验操作,这一实验中其中测出浮力大小的步骤是( )
A. B和C B. C和D C. D和E D. B和D
3.跳水运动员入水的过程中,他所受浮力F随深度h变化的关系如图所示,其中正确的是( )
4.探究影响浮力大小的因素时,小红做了如图所示的实验,根据她的实验数据判断下列说法中正确的是
( )
A. 比较图甲和乙可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关
B. 比较图乙和丁可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关
C. 比较图乙和丙可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关
D. 比较图甲和乙可知,物体受到的浮力大小与物体的体积有关
5.小华在探究浮力与哪些因素有关时,将一金属块悬挂在弹簧测力计下,示数为7.5N.当把金属块完全浸没在水中时,测力计示数为6.5N,金属块所受浮力为________N;当金属块在水中深度增加时,发现测力计示数不改变,说明浮力大小与物体浸没在水中的深度________(选填“有关”或“无关”).
6.图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓缓浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图2中实线所示.
(1)物体A重为______ N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为______ Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将______ (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)物体A的密度为______ kg/m3;
(4)小通换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,则该液体密度为______ g/cm3.
考点三:压强浮力大小的比较
1.甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将同一物块分别放入两容器中.当物块静止时,两容器中液面恰好相平,物块所处的位置如图所示.则( )
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器底部受到液体的压强较大
C. 甲容器中物块受到的浮力较大
D. 乙容器中物块受到的浮力较大
2.甲、乙两个完全相同的容器放在水平桌面上,其中分别装有密度不同的液体;将两个完全相同的圆台物体A、B分别倒、正放在甲、乙两个容器中,此时两容器内液面及A、B物体上下底面恰好相平,如图所示,若A、B物体在甲、乙容器中所受浮力分别为FA、FB,甲乙容器中液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙,下列判断正确的是( )
A. p甲>p乙,FA=FB B. p甲<p乙,FA>FB
C. p甲>p乙,FA<FB D. p甲<p乙,FA=FB
3.海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程下列对此潜艇分析正确的是( )
A. 上浮过程中所受浮力逐渐变大
B. 悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C. 漂浮时排开的海水所受的重力最小
D. 漂浮是潜艇底部所受海水压强最大
4.在A、B、C三个相同的烧杯内装有深度相同的液体,三种液体的密度关系是ρ1=ρ2>ρ3.将甲、乙、丙三个重力分别为G甲、G乙、G丙的实心小球分别在A、B、C的液体中,其中甲球在A中沉入液体底部,乙球在B中恰好悬浮,丙球在C中漂浮在液面上.三个球的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙,体积关系是V甲>V乙=V丙,三个球所受浮力分别为F1、F2、F3.三个烧杯里的液体对杯底的压强分别为p1、p2、p3.则以下判断的关系中正确的是( )
A. ρ甲>ρ乙=ρ丙 B. G甲>G乙>G丙
C. F1>F2>F3 D. p1=p2>p3
5.两个底面积不等的圆柱形容器(S甲
A. △p甲一定大于△p乙 B. △p甲一定等于△p乙
C. △p甲一定小于△p乙 D. △p甲可能小于△p乙
6.一艘轮船从长江驶入东海,轮船在长江与东海里所受的浮力分别为F1和F2,则F1______F2;潜艇从长江驶入东海,潜艇在长江与东海里所受的浮力分别为F1和F2,则F1______F2。
7.两个完全相同的容器中,分别盛甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球A、B分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,A、B两球受到的浮力大小关系是FA______FB,甲、乙两种液体对容器底的压强大小关系为p甲______p乙(均选填“大于”、“小于”或“等于”).
考点四:物体的浮沉条件
1.由同种物质做成的实心正方体,放在水中后有部分露出水面,现将露出水面的部分切去,则剩余的部分( )
A. 将有部分露出水面 B. 将悬浮在水中
C. 将下沉入水底 D. 将有部分露出水面
2.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是( )
A. 西瓜的密度比李子的密度小
B. 西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C. 李子下沉过程中所受水的压强不变
D. 李子浸没后,下沉过程中浮力大小不变
3.一艘排水量为50t的货船在黄河中满载航行,此时船受到的浮力为______ N.该船在码头将货物卸下后,船受到的浮力将______ ,船所排开的液体的体积将______ .(以上两空均选填“变小”、“不变”或“变大”)(g=10N/kg)
4.许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是______N(g=10N/kg)。当舰船从海洋驶入长江时,吃水深度______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
考点五:浮力的计算
1.一名中学生在游泳池里游泳时受到水的浮力大约是()
A. 50牛; B. 100牛; C. 500牛; D. 1000牛。
2.在一个足够长的容器内装有一定量的水,将一个高10cm,底面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧测力计上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧测力计示数为4N.如图甲所示.已知弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm.若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400厘米3时,弹簧秤示数恰为零.此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示.下列结论正确的是(g取10N/kg)( )
A. 容器的横截面积为120cm2
B. 塑料块的密度为0.6×103kg/m3
C. 塑料块的密度为0.8×103kg/m3
D. 加水700cm3时,塑料块受到的浮力2N
3.如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10-5m3.求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
4.重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没到如图所示圆柱形容器的水中,此时弹簧测力计的示数为6N,已知容器底面积为100cm2.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的密度;
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强.
2020中考复习 物理基础知识强化训练——专题四:浮力参考答案
考点一:浮力
1.关于浮力,下列说法正确的是( )
A. 在水中会下沉的金属块不受到浮力
B. 浮力的大小与物体浸没的深度有关
C. 浮力的大小与物体的形状有关
D. 浮力是由于物体上、下表面受到的压强不同产生的
【答案】D
【解析】解:A、在水中会下沉的金属块也受到水对它产生的向上的压力,也受浮力作用,故A错;
B、C、由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而与其它因素都无关,故B、C错;
D、浮力实质就是液体对浸在液体内的物体向上和向下的压力差,压力差的出现就是由于物体上、下表面受到的压强不同产生的,故D正确.
故选D.
2.如图所示,体积相同的甲、乙、丙、丁四个小球放在水中静止,其中受到浮力的小球有( )
A. 只有甲球
B. 只有甲、乙、丙球
C. 甲、乙、丙、丁四个球都受浮力
D. 条件不足,无法判断
【答案】C
【解析】解:根据图示可知,甲漂浮在水面上,受到竖直向上的压力,即为浮力;乙、丙、丁三个小球浸没在水中,既受到向上的压力,又受到向下的压力,并且向上的压力大于向下的压力,压力差等于小球受到的浮力,故四个小球均受到浮力的作用.
故选C.
3.如图所示,一正方体边长为10cm,浸没在水中,上表面离水面的深度为5cm.
求:(1)物体上表面受到水的压强和压力
(2)物体下表面受到水的压强和压力;
(3)正方体在水中受到的浮力是多少?
【答案】解:(1)物体上表面所处的深度:
h上=5cm=0.05m,
物体上表面受到水的压强:
p上=ρgh上=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa,
正方体的底面积:
S=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
由p=可得,物体上表面所受到水的压力:
F上=p上S=500Pa×0.01m2=5N;
(2)物体下表面所处的深度:
h下=h上+L=5cm+10cm=15cm=0.15m,
物体下表面受到水的压强:
p下=ρgh下=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
物体下表面所受到水的压力:
F下=p下S=1500Pa×0.01m2=15N;
(3)因浮力等于物体上、下表面所受到的压力差,
所以,正方体在水中受到的浮力:
F浮=△F=F下-F上=15N-5N=10N.
答:(1)物体上表面受到水的压强为500Pa,压力为5N;
(2)物体下表面受到水的压强为1500Pa,压力为15N;
(3)正方体在水中受到的浮力是10N.
【解析】(1)知道正方体上表面的深度,根据p=ρgh求出正方体上表面受到水的压强;根据p=求物体上表面所受到水的压力;
(2)根据题意求出下表面所处的深度,根据p=ρgh求出正方体下表面受到水的压强,根据F=pS求出下表面所受到水的压力;
(3)根据浮力产生的原因求出浮力的大小,即浮力等于物体上、下表面所受到的压力差.
考点二:探究影响浮力大小的因素
1.在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是 ( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 乙、甲、丙、丁
C. 乙、甲、丁、丙 D. 丁、甲、乙、丙
【答案】D
【解析】解:
为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;
丙、测出桶和排开水所受的总重力。
故选:D。
2.下面是验证阿基米德原理的实验操作,这一实验中其中测出浮力大小的步骤是( )
A. B和C B. C和D C. D和E D. B和D
【答案】A
【解析】解:用弹簧测力计测物体的重G,将物体浸没在溢水杯的水中,记下弹簧测力计的示数F,根据F浮=G-F可求浮力大小。在这一实验中,测出浮力大小的步骤是B和C。
故选:A。
3.跳水运动员入水的过程中,他所受浮力F随深度h变化的关系如图所示,其中正确的是( )
【答案】A
【解析】解:在运动员入水的过程中,排开水的体积V排先增大后不变,
∵F浮=ρ水gV排,
∴运动员受到的浮力先增大、后不变。
故选:A。
4.探究影响浮力大小的因素时,小红做了如图所示的实验,根据她的实验数据判断下列说法中正确的是
( )
A. 比较图甲和乙可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关
B. 比较图乙和丁可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关
C. 比较图乙和丙可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关
D. 比较图甲和乙可知,物体受到的浮力大小与物体的体积有关
【答案】AB
【解析】解:
A、图甲和图乙中,物体排开液体的密度不变,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同、A受到的浮力不同,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关,故A正确;
B、图乙和图丁中,物体所处深度相同、排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同、A受到的浮力不同,说明物体受到的浮力大小与液体的密度有关,故B正确;
C、图乙和图丙中,排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体所处深度相同、弹簧测力计的示数相同、A受到的浮力相同,说明物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关,故C错;
D、在图甲和图乙中,物体都浸没,排开水的体积等于等于物体的体积,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关,物体受到的浮力大小与物体的体积无关,故D错.
故选AB.
5.小华在探究浮力与哪些因素有关时,将一金属块悬挂在弹簧测力计下,示数为7.5N.当把金属块完全浸没在水中时,测力计示数为6.5N,金属块所受浮力为________N;当金属块在水中深度增加时,发现测力计示数不改变,说明浮力大小与物体浸没在水中的深度________(选填“有关”或“无关”).
【答案】1;无关
【解析】解:(1)金属块在水中所受的浮力:F浮=G-F示=7.5N-6.5N=1N;
(2)当金属块全部浸没在水中后深度增加时,液体的密度和排开液体的体积不变,深度逐渐变大,弹簧测力计示数保持不变,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
故答案为:1;无关.
6.图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓缓浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图2中实线所示.
(1)物体A重为______ N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为______ Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将______ (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)物体A的密度为______ kg/m3;
(4)小通换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,则该液体密度为______ g/cm3.
【答案】3;1200;增大;1.5×103;0.8
【解析】解:(1)当h=0时,弹簧测力计的示数为3N,即物体A的重力G=3N,
物体A放在水平桌面上时,对桌面的压力:F=G=3N,
对桌面的压强:
p===1200Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,容器内水的深度增大,由p=ρgh可知,水对容器底部的压强增大;
(3)由图2可知,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=1N,
物体A受到水的浮力:F浮=G-F′=3N-1N=2N,
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=ρgV排可得,物体A的体积:V=V排=;
由G=mg=ρVg可得,物体A的密度:
ρ===ρ水=×1.0×103kg/m3=1.5×103kg/m3;
(4)由图2可知,物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数F″=1.4N,
物体A受到液体的浮力:F浮′=G-F″=3N-1.4N=1.6N,
该液体密度:
ρ液===ρ水=×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3.
故答案为:
(1)3;1200;(2)增大;(3)1.5×103;(4)0.8.
考点三:压强浮力大小的比较
1.甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将同一物块分别放入两容器中.当物块静止时,两容器中液面恰好相平,物块所处的位置如图所示.则( )
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器底部受到液体的压强较大
C. 甲容器中物块受到的浮力较大
D. 乙容器中物块受到的浮力较大
【答案】B
【解析】解:(1)A、物体在甲中悬浮,则ρ甲=ρ物,在乙中漂浮,则ρ乙>ρ物,可知乙的密度较大,故A错误;
(2)乙的密度较大,深度相同,由p=ρ液gh可知,乙液体对容器底的压强大;故B正确;
(3)甲悬浮,F浮甲=G;乙漂浮,则F浮乙=G,所以两容器中物体受到的浮力相同,故CD错误.
故选B.
2.甲、乙两个完全相同的容器放在水平桌面上,其中分别装有密度不同的液体;将两个完全相同的圆台物体A、B分别倒、正放在甲、乙两个容器中,此时两容器内液面及A、B物体上下底面恰好相平,如图所示,若A、B物体在甲、乙容器中所受浮力分别为FA、FB,甲乙容器中液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙,下列判断正确的是( )
A. p甲>p乙,FA=FB B. p甲<p乙,FA>FB
C. p甲>p乙,FA<FB D. p甲<p乙,FA=FB
【答案】A
【解析】解:(1)由于AB均为漂浮,所以浮力等于自身的重力,故AB重力相同,所以浮力相同,故FA=FB;
(2)由F浮=ρgV排的变形式ρ液=可知,B排开液体的体积大,所以乙液体的密度小;即ρ甲>ρ乙;
此时两容器中液面相平,故据p=ρgh可知,h相同,ρ甲>ρ乙,所以甲容器底部的压强大于乙容器底部的压强,故p甲>p乙.
故选A.
3.海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程下列对此潜艇分析正确的是( )
A. 上浮过程中所受浮力逐渐变大
B. 悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C. 漂浮时排开的海水所受的重力最小
D. 漂浮是潜艇底部所受海水压强最大
【答案】C
【解析】解:A、潜艇上浮过程中,露出水面前,V排不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜艇所受浮力不变;逐渐露出水面时,V排减小,潜艇所受浮力减小;故A错误.
B、由图可知,悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,潜艇悬浮时所受浮力大,即F悬浮>F漂浮,故B错误.
C、根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力;由B项可知F悬浮>F漂浮,所以漂浮时排开海水所受的重力最小,故C正确.
D、由图可知,潜艇漂浮时其底部所处深度最小,根据p=ρgh可知,此时潜艇底部所受海水压强最小,故D错误.
故选C.
4.在A、B、C三个相同的烧杯内装有深度相同的液体,三种液体的密度关系是ρ1=ρ2>ρ3.将甲、乙、丙三个重力分别为G甲、G乙、G丙的实心小球分别在A、B、C的液体中,其中甲球在A中沉入液体底部,乙球在B中恰好悬浮,丙球在C中漂浮在液面上.三个球的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙,体积关系是V甲>V乙=V丙,三个球所受浮力分别为F1、F2、F3.三个烧杯里的液体对杯底的压强分别为p1、p2、p3.则以下判断的关系中正确的是( )
A. ρ甲>ρ乙=ρ丙 B. G甲>G乙>G丙
C. F1>F2>F3 D. p1=p2>p3
【答案】BC
【解析】解:(1)∵甲下沉,
∴ρ甲>ρ1=ρ2;
∵丙漂浮,ρ丙<ρ3,ρ2>ρ3,
∴ρ乙>ρ丙;
∴ρ甲>ρ乙>ρ丙;故A错误.
(2)∵V甲>V乙,ρ甲>ρ乙,F浮=ρ液v排g,
∴F浮甲>F浮乙,G甲>G乙;
(3)又∵V乙=V丙,∴V排乙>V排丙
∵ρ2>ρ3,F浮=ρ液v排g,
∴F浮乙>F浮丙
又∵F浮乙=G乙,F浮丙=G丙
∴G乙>G丙
所以G甲>G乙>G丙;故B正确,
F浮甲>F浮乙>F浮丙;也就是F1>F2>F3;故C正确.
(4)因为甲下沉,乙悬浮,丙漂浮,又因为V甲>V乙=V丙,
∴V排甲>V排乙>V排丙,
所以深度关系为hA>hB>hC;
三个烧杯里的液体对杯底的压强根据公式P=ρgh可知,P1=ρ1ghA;P2=ρ2ghB;P3=ρ3ghC;
所以 P1>P2>P3.故D错误.
故选B、C.
5.两个底面积不等的圆柱形容器(S甲
A. △p甲一定大于△p乙 B. △p甲一定等于△p乙
C. △p甲一定小于△p乙 D. △p甲可能小于△p乙
【答案】BCD
【解析】由图知,
两个小球完全相同,根据漂浮和悬浮可知,浮力都等于球的重力,则将球取出后,容器底部减小的压力等于球的重力,故减小的压力相等;
又因为S甲<S乙,由可知,△p甲>△p乙。故A正确,BCD错误。
故选BCD。
6.一艘轮船从长江驶入东海,轮船在长江与东海里所受的浮力分别为F1和F2,则F1______F2;潜艇从长江驶入东海,潜艇在长江与东海里所受的浮力分别为F1和F2,则F1______F2。
【答案】=;<
【解析】解:轮船从长江驶入东海,轮船无论在长江还是东海中,都是漂浮的,浮力都等于重力,轮船重力不变,所以轮船从长江驶入东海后它所受的浮力不变,即:F1=F2。
潜艇从长江驶入东海,由于潜艇在长江与东海里都处于浸没状态,排开的液体的体积相同,由于海水的密度大于江水的密度,根据F浮=ρ液V排g可知:F1<F2。
故答案为:=;<。
7.两个完全相同的容器中,分别盛甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球A、B分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,A、B两球受到的浮力大小关系是FA______FB,甲、乙两种液体对容器底的压强大小关系为p甲______p乙(均选填“大于”、“小于”或“等于”).
【答案】等于;大于
【解析】解:由图可知,甲球漂浮,乙球悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,所以FA=FB=G.
因为A球漂浮,所以ρ甲>ρ球,
因为B球悬浮,所以ρ乙=ρ球,
则两种液体的密度大小关系是:ρ甲>ρ乙;
因为两容器液面等高,根据液体压强计算公式p=ρgh,可得液体对容器底部的压强大小关系为:p甲>p乙.
故答案为:等于;大于.
考点四:物体的浮沉条件
1.由同种物质做成的实心正方体,放在水中后有部分露出水面,现将露出水面的部分切去,则剩余的部分( )
A. 将有部分露出水面 B. 将悬浮在水中
C. 将下沉入水底 D. 将有部分露出水面
【答案】A
【解析】解:正方体放在水中后有部分露出水面,根据F浮=G得:
ρ水gV排=ρ物gV物
由题意知,V排=(1-)V物=V物;
则ρ物=ρ水
当将露出水面部分切去,由于此时重力小于浮力,所以物体上浮,最后漂浮在水面上,根据F浮′=G物′
则ρ水gV排′=ρ物gV物′
ρ物=ρ水,所以V排′=V物′,露出水面部分仍为剩余的.
故选A.
2.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是( )
A. 西瓜的密度比李子的密度小
B. 西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C. 李子下沉过程中所受水的压强不变
D. 李子浸没后,下沉过程中浮力大小不变
【答案】AD
【解析】解:
A、西瓜漂浮在水面上,ρ瓜<ρ水;李子在水中下沉,ρ李子>ρ水,所以,ρ李子>ρ瓜,故A正确;
B、西瓜漂浮时,所受浮力与重力是一对平衡力,大小相等。故B错误;
C、李子下沉过程中,所处深度h变大,根据p=ρgh可知,李子所受水的压强变大。故C错误;
D、李子浸没后,排开水的体积等于李子本身的体积,则V排不再变化,根据F浮=ρgV排可知,李子下沉过程所受浮力大小不变。故D正确。
故选:AD。
3.一艘排水量为50t的货船在黄河中满载航行,此时船受到的浮力为______ N.该船在码头将货物卸下后,船受到的浮力将______ ,船所排开的液体的体积将______ .(以上两空均选填“变小”、“不变”或“变大”)(g=10N/kg)
【答案】5×105;变小;变小
【解析】解:①F浮=G排=m排g=50×103kg×10N/kg=5×105N;
②在码头将货物卸下前后,船都漂浮,
∵F浮=G,船和货物总重变小,
∴船受到的浮力变小,
③∵F浮=ρ水gV排,F浮减小,
∴排开液体的体积减小.
故答案为:5×105;变小;变小.
4.许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是______N(g=10N/kg)。当舰船从海洋驶入长江时,吃水深度______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】4.8×107;变大
【解析】解:(1)驱逐舰排开水的质量:m排=4800t=4.8×106kg,
驱逐舰受到的浮力:F浮=m排g=4.8×106kg×10N/kg=4.8×107N,
(2)驱逐舰在海洋中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力;驱逐舰在长江中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力,所以驱逐舰从海洋驶入长江时,所受的浮力不变,但是根据阿基米德原理可得:V排=,由于液体密度变小,故排开水的体积增大,舰船的吃水深度变大。
故答案为4.8×107;变大。
考点五:浮力的计算
1.一名中学生在游泳池里游泳时受到水的浮力大约是()
A. 50牛; B. 100牛; C. 500牛; D. 1000牛。
【答案】C
【解析】
∵中学生的质量一般约为50kg,则重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,
又∵人在水中游泳时,处于漂浮状态,
∴受到水的浮力:F浮=G=500N。
故选C。
2.在一个足够长的容器内装有一定量的水,将一个高10cm,底面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧测力计上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧测力计示数为4N.如图甲所示.已知弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm.若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400厘米3时,弹簧秤示数恰为零.此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示.下列结论正确的是(g取10N/kg)( )
A. 容器的横截面积为120cm2
B. 塑料块的密度为0.6×103kg/m3
C. 塑料块的密度为0.8×103kg/m3
D. 加水700cm3时,塑料块受到的浮力2N
【答案】CD
【解析】解:(1)从图象可以看出加水的体积V=1400cm3时,弹簧秤示数恰为零,则F浮=G=4N,△h=12cm,则加入水的体积加上塑料块浸没在水中的体积等于容器的底面积和水面升高高度h的乘积,即V水+V排=△hS,
由F浮=ρ水gV排可得,
塑料块排开水的体积V排===4×10-4m3=400cm3
则容器的横截面积S===150cm2,故A错误;
(2)当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N,可以知道塑料块的重力G=4N,体积V=10cm×50cm2=500cm3=5×10-4m3,
所以,塑料块的密度ρ===0.8×103kg/m3,故B错误,C正确;
(3)当浮力F浮1=2N时,弹簧测力计的拉力F拉1=G-F浮1=4N-2N=2N,这时弹簧向下伸长2cm,即塑料块下新加入水的深度h2=2cm
此时塑料块浸入水中的高度h1===0.04m=4cm,
水面升高的高度△h2=2cm+4cm=6cm,
根据图象可以知道,当水面升高△h2=6cm时,加水的体积为700cm3,故D正确.
故选CD.
3.如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10-5m3.求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
【答案】解:(1)已知V排=4.0×10-5m3,
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4N。
(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,
则质量m===0.04kg;
(3)物块使其恰好完全浸没在水中,排开水的体积变化:△V=V物-V排=5×10-5m3-4×10-5m3=1×10-5m3
则水的深度变化为:△h===0.002m,
所以水对容器底的压强中增加:
△p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa。
答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)物块的质量为0.04kg;
(3)水对容器底的压强比物块被下压前增加了20pa。
【解析】(1)已知浸入水中的木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力。
(2)由于物块漂浮在水面上,根据漂浮条件可知物块的重力,求出质量;
(3)求出物块完全浸没在水中和物块的漂浮时的体积差,已知容器底面积求出水的深度h,根据p=ρgh即可求出水对容器底的压强。
4.重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没到如图所示圆柱形容器的水中,此时弹簧测力计的示数为6N,已知容器底面积为100cm2.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的密度;
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强.
【答案】解:
(1)由图知,物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F示=6N,
物体受到的浮力:
F浮=G-F示=8N-6N=2N;
(2)物体的质量:
m===0.8kg,
由F浮=ρ水V排g得排开水的体积:
V排===2×10-4m3,
因为物体浸没在水中,
所以物体的体积:V=V排=2×10-4m3,
物体密度为:
ρ===4×103kg/m3;
(3)物体浸没在水中后(未沉底),则容器对水平桌面增大的压力等于物体重力减去弹簧测力计的拉力,即△F=G-F示=8N-6N=2N,
容器对水平桌面增大的压强:
△p===200Pa.
答:(1)物体受到的浮力为2N;
(2)物体的密度为4×103kg/m3;
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强为200Pa.
【解析】(1)由图知可得弹簧测力计的示数,利用称重法求物体受到的浮力;
(2)利用G=mg求物体的质量,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ水V排g求物体排开水的体积,由于物体浸没在水中,物体的体积等于排开水的体积,再利用密度公式求物体密度;
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压力等于物体重力减去弹簧测力计的拉力,知道容器底面积(受力面积),利用p=求增大的压强.
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