2020-2021学年第十章 浮力综合与测试学案设计

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1.（2016•永春县模拟）已知小球A能在水中悬浮，小球B能在水中下沉，小球C能漂浮在水面上，现将三个小球放在一只盒内，然后把小盒漂浮在盛水的容器里，测下列判断正确的是（ ）
A．只把小球A从小盒中拿出放入水里，容器中水面下降
B．只把小球B从盒中拿出放入水中，容器中水面下降
C．只把小球C从盒中拿出放入水里，容器中水面下降
D．任意把A、B、C三小球中的一个从盒中拿出放入水里，容器中水面高度都不变
2.在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝，把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体里的情况如图所示，则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系，正确的是（ ）
A．F甲＞F乙＞F丙 ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 B．F甲＜F乙＜F丙ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
C．F甲=F乙=F丙 ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 D．F甲=F乙=F丙ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
3.如图所示，木块下面悬挂一个实心铁球，放入水中，铁球浸没水中，而木块仍浮在水面，下面受力分析正确的是( )
A．木块的重力等于木块受到的浮力 B．铁球的重力等于铁球受到的浮力
C．木块和铁球重力之和等于木块和铁球受到的浮力之和 D．铁球的重力一定大于木块的重力
4.如图所示，一个充气的气球下面挂了一个金属块，把它的放入水中某处恰能静止。如果把金属块及气球的位置轻轻向上移一些，则金属块及气球( )
A．仍能静止 B．向下运动 C．向上运动 D．上下晃动
5.质量为200g的小球，轻轻放入盛满水的容器中，溢出160g的水，静止后小球将（ ）
A．沉入水底 B．悬浮水中 C．浮出液面 D．无法确定
6.一个大冰块放在水里，因为水不够深，所以冰块压到盆的底部，当冰全部熔解后盆内水面（ ）
A．上升 B．下降 C．位置不变 D．结论和冰的体积有关

7. 体积相同的甲乙两球浸没在某液体中，静止时，其状态如图所示，比较两者质量的大小，应该是( )
A．甲比乙的质量大 B．甲、乙的质量一样大
C．甲比乙的质量小 D．若其中有空心的，就无法判断
8. A和B是密度为ρ=5×103kg/m3的某种合金制成的两个小球，A球的质量为；甲和乙是两个完全相同的木块，其质量为。若用细线把球和木块系住，则在水中平衡时如图所示，甲有一半体积露出水面，乙浸没水中（g取10N/kg）。则下列计算正确的是（ ）
A．木块的密度为0.6×103kg/m3
B．如果剪断木块乙和B球之间的细线，B球静止后，所受重力和浮力的合力的大小为4.8N
C．如果剪断木块乙和B球之间的细线，乙木块露出水面的体积为4.6×10-4m3
D．如果剪断木块甲和A球之间的细线，A球静止后，所受重力和浮力的合力为0.2N
9. 已知两个实心球密度之比ρ1:ρ2=2：3，体积之比V1:V2=2：1，把它们放入水中静止后，所受的浮力之比F1:F2可能是（ ）
A． B.4:3 C. D.2:1
二、填空
10.如图是研究浮力的大小与哪些因素有关的实验装置，浸没在液体中的物体都相同，若选甲、乙两个装置，可以探究浮力大小是否与________有关，若选甲、丙两个装置，可以探究浮力大小是否与________
有关。
11.一体积为1.0×10-4m3的实心物体A悬挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为2.8N，物体A的密度为________。若把物体A完全浸没在某种液体中时，弹簧测力计的读数为1.8N，则物体在这种液体中受到的浮力是________N。
12.有一个木块，把它浸没在盛满水的烧杯中，从杯中溢出水10g，若把它浸没在盛满酒精的溢水杯中，会从杯中溢出____g酒精。(，，)
13.弹簧测力计下挂一个物体，在空气中称，弹簧测力计示数为G，将物体浸没于水中，弹簧测力计的示数为G/3，这个物体的密度是_______________ kg/m3。
14. 一物体的质量为2kg，体积为3×10-3m3。将其浸没在水中后松手，该物体将 （填“上浮”、
“漂浮”或“悬浮”），静止时该物体所受的浮力为 N。（g=10N/kg）
15.甲、乙两个实心金属球的质量相等，其密度分别是和。甲金属球挂在甲弹簧测力计下，乙金属球挂在乙弹簧测力计下，并且使两金属球均浸没在水中。这时，甲、乙两金属球所受的浮力之比是________。甲、乙两弹簧测力计的示数之比是________。
16.（2016•铁岭模拟）小明质量为50kg，周末他去游泳馆游泳，当他套着游泳圈在3m深水区休息时（游泳圈的重量忽略不计），他所受的浮力为 ________N，此时由于不小心，手牌滑落沉到池底，则手牌受到的压强为 ________Pa，然后他去掉游泳圈，潜入水中捞手牌，捞到手牌后，若他受到的浮力小于500N，若不做任何动作，他将在水中 ________（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）。
三、实验探究
17.测定人体血液密度的方法是：在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液，再向每支试管内分别滴入一滴血液，分析人员只要看哪一个管中血液悬浮，就能判断血液的密度。
根据上文的启示，利用下列器材：一个杯子、足够的水和食盐、一根玻璃棒、一支密度计。你能否设计一个实验，测量一个鸡蛋的密度。请写出：
(1)实验的思路是________________________________________。
(2)实验所用到的物理原理是________________________________。
18.（2016春•厦门校级期中）如图为“探究阿基米德原理”的实验步骤示意图。
（1）A图是为了测量物体的___________力的大小；C图中弹簧测力计的示数比A图中弹簧测力计的示数___________（填“大”或“小”），通过两次读数差可以求出浮力的大小，比较浮力和物体排开液体所受的重力的大小，就可以得出结论。
（2）图中的实验步骤有疏漏，正确的做法是在B图所示的步骤之前，先用弹簧测力计测出 ___________的重力的大小。
（3）该实验不能全面的验证阿基米德原理因为 _________________________________。
四、计算
19.有一个弹簧测力计挂着一个实心圆柱体，在圆柱体逐渐浸入装有水的柱形烧杯的过程中(如图所示)，观察并记录弹簧测力计的示数变化，如下表所示(g=10N/Kg)
根据表中所给的条件求：
(1)当圆柱体浸入的深度为3.0cm时，其底面所受的压强；
(2)圆柱体的质量；
(3)圆柱体的密度。
20.如图所示，甲圆柱形容器中装有适量的水。将密度均匀的木块A放入水中静止时，有2/5的体积露出水面，如图乙所示，此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了300Pa。若在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块，平衡时木块A仍有部分体积露出水面，如图丙所示，此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了400Pa。若将容器中的水换成另一种液体，在木块A上表面轻放一个质量为m2的物块，使平衡时木块A露出液面部分与丙图相同，如图丁所示。若m1:m2=5:1，ρ水=1.0×103kg/m3。
（1）在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块平衡时，如图丙所示，木块A露出水面的部分占自身体积的多少？
（2）另一种液体的密度为多少kg/m3？
【答案与解析】
一、选择
1.【答案】B
【解析】当三个小球放在盒中漂浮于水面时，三个物体的总重力等于盒排开水的总重力，即：mAg+mBg+mCg=ρgV0 A、当把小球A从小盒中拿出放入水中后，因小球A在水中悬浮则小球A在水中排开水的体积不变，则容器中水面高度不变，故A错误；B、因小球B在水中会沉至水底，则F浮+F支=mBg，所以F浮＜mBg，也就是总的浮力比之前小了，所以V排变小，水面下降，故B正确；C、小球C在水中漂浮，说明F浮=mCg=ρgV排，小球拿走以后F浮还是mCg，因为两个物体都是漂浮，所以水面高度不变，故C错误；
D、通过前面的分析已然明确，只有将B拿出放入水中时，容器中的水面高度会下降，而其余两个拿出放入水中时均不变，故D错误，故选B。
2.【答案】C
【解析】木棍漂浮，浮力等于重力，所以在三种液体中受到的浮力相等；根据阿基米德原理：F浮=ρgV排，V排丙＞V排乙＞V排甲，∴ρ丙＜ρ乙＜ρ甲。故选C。
3.【答案】C
4.【答案】C
【解析】当气球和金属块在水中静止时，。将金属块和气球向上移一些，则气球受到水的压强减小，体积增大，所受浮力增大，此时，则金属块和气球向上运动。
5.【答案】A
【解析】小球重2N，放入水中后排开水重1.6N，根据阿基米德原理，小球受到的浮力等于排开液体的重力，所以小球的浮力等于1.6N，又因为浮力小于重力，所以下沉。
6.【答案】A
【解析】若水足够多时，冰块漂浮在水面上。冰块受到的浮力等于自身的重力，即，即：，代入冰和水的密度（冰的密度是0.9×103kg/m3，水的密度是1.0×103kg/m3）可得：V排=0.9V冰；冰熔化为水，质量是不变的，即m冰=m水，ρ冰V冰=ρ水V水，代入冰和水的密度可得：V水=0.9V冰。由此可知，冰熔化为水后，水面是不变的。题中所说的情况是水不够深，冰块压到了盆的底部，此时冰块排水的体积比较少，即V排＜V水（冰熔化为水的体积），水面会上升。
7.【答案】C
8.【答案】B
【解析】设甲和乙的体积为V，A的体积：，
物体A的重力：，
物体甲、乙的重力：。
（1）由甲图可知：，
∴，即：
解得：V=800cm3，
木块的密度：，故A错；
如果剪断木块甲和A球之间的细线，A球下沉，
，
A球静止后，所受重力和浮力的合力：，故D错；
（2）由乙图可知，，
∴，即：，
解得：，
，
，
如果剪断木块乙和B球之间的细线，B球下沉，受重力和浮力的合力：
，
故B正确；
如果剪断木块乙和B球之间的细线，乙木块漂浮，，
排开水的体积：，
露出水面的体积：，故C错。
9.【答案】BCD
【解析】这道题条件较少，不知道物体在水中静止后处于什么状态，因此需要对水中的两个小球的状态进行分类讨论。
(1)如果两个小球都沉入水中，根据公式，它们受到的浮力之比等于它们排开液体的体积之比，即:。
(2)如果两个小球都漂浮在水面上，由于浮力的大小等于重力，因此浮力之比等于它们的重力之比
即：。
（3）如果一个球沉底，另一个球漂浮，这种情况下，密度大小的球下沉，
1球漂浮，浮力为：，
2球沉底，浮力为：，
两球所受浮力之比：。
二、填空
10.【答案】物体浸没在液体中的深度 液体的密度
11.【答案】2.8×103；1
【解析】；
。
12.【答案】8
【解析】将木块浸没在满杯水和满杯酒精中，溢出水和酒精的体积相等；
∴ ，
。
13.【答案】1.5×103
【解析】物体挂在弹簧测力计下处于静止状态，由“称重法测浮力”得：，
由阿基米德原理：，
解得：。
14.【答案】上浮；20
【解析】物体完全浸没时受到的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N，
物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N，
因为浮力＞重力，所以松手后物体将上浮；
当物体静止时会漂浮在水面上，所以浮力等于自身的重力，为20N。
15.【答案】2:1； 8:9
【解析】甲、乙两个实心金属球的质量相等为，则有：，
即： ，浮力之比,
,。
甲、乙弹簧测力计的示数分别为：，
，，
，
则：。
16.【答案】500；3×104；下沉
【解析】小明的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N；手牌受到的压强：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa；若他受到的浮力小于500N，浮力小于重力，小明将下沉,故答案为：500；3×104；下沉。
三、实验探究
17.【答案】(1)设法让鸡蛋悬浮于盐水中，则鸡蛋的密度就等于盐水的密度，用密度计测出盐水的密度，也就知道了鸡蛋的密度
(2)物体悬浮时：且
18.【答案】（1）重；小； （2）空桶；（3）阿基米德原理同样适用于气体（没有换用其它液体或固体实验）
【解析】（1）图A是测物体的重力；由于受到水的浮力，所以C图中弹簧测力计的示数比A图中弹簧测力计的示数小；（2）为了比较F浮=G-Fc与G排=FD-G桶，所以应在B图之前先测出空桶的重力，（3）因为阿基米德原理同样适用于气体，而且此实验没有换用其它液体或固体做实验，得出的结论不具有普遍性，故答案为：（1）重；小； （2）空桶；（3）阿基米德原理同样适用于气体（没有换用其它液体或固体实验）。
四、计算
19.【答案】（ 1）300Pa（2）0.3Kg（3）5×103Kg/m3
【解析】(1)当圆柱体浸入的深度为3.0cm时，h=3.0cm=0.03m，
∴ 。
(2)由表可知，当深度h为0时，也就是没入水之前测力计的示数为3N，这就是物体的重力。
∴ 。
(3)分析：，而V物不知道，故应先求V物。当圆柱体浸入的深度达2.4cm时，
圆柱体已全部浸入水中，此时圆柱体所受到的浮力 F浮=3N-2.4N
∵ ∴
∵ 全部浸入 ∴V物=6×10-5m3
∴ 。
20.【答案与解析】（1）设A的体积为V、容器的底面积为S，
A在水中漂浮，浮力等于重力：，
甲图和乙图比较，容器底受到的压力差：，
比较甲乙两图，，----①
同理，比较甲丙图，，----②
由①/②式可得：，此时木块A露出水面的部分占自身体积的1/5；
（2）在丙图中，由于m1和A漂浮，可得：，
可得：
在丁图中，m2和A漂浮可得：，
可得：
因为：，
即：
解得：。
答：（1）木块A露出水面的部分占自身体积的1/5；
（2）另一种液体的密度为0.8×103kg/m3。圆柱体浸入的深度h（cm）
0
0.6
1.2
1.8
2.4
3.0
3.6
4.2
4.8
6
弹簧测力计的示数F(N)
3
2.85
2.70
2.55
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4