初中物体的浮与沉习题
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这是一份初中物体的浮与沉习题,共47页。
10.5 物体的浮与沉一.选择题(共20小题)1.(2017•成都)将一小石块浸没在水中,放手后小石块沉入水底,在小石块下沉过程中,下列分析正确的是( )A.浮力变大 B.浮力变小 C.浮力大于重力 D.浮力小于重力2.(2017•山西)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,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大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,下沉过程中所受浮力大小不变3.(2017•来宾)体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁,静止在容器的水中,如图所示。这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁,则( )A.F甲=F乙 B.F甲<F丁 C.F乙>F丙 D.F丙>F丁4.(2017•常德)质量为80g的木块静止在如图的水面上,下列说法正确的是( )A.木块所受浮力方向为F1所示 B.木块所受浮力方向为F2所示C.木块所受浮力大小为8N D.木块所受的浮力大于重力5.(2017•眉山)如图所示,将边长为10cm的正方体木块放入装有某种液体的圆柱形容器中,木块静止时,有的体积露出液面,此时液面比放入木块前升高2cm,容器底部受到的压强变化了160Pa(取g=10N/kg),则下列判断错误的是( )A.液体的密度是0.8×103kg/m3B.木块的密度为0.6g/cm3C.木块受到的浮力是6ND.使木块完全浸没需要4N向下的压力6.(2017•哈尔滨)在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( ) A.水对石头的压强比对木头的小B.木头受到的浮力大于它自身的重力C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力D.石头受到的浮力等于它自身的重力7.(2017•百色)如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是( )A.小球在甲杯中受到浮力作用,在乙杯中不受浮力作用B.小球在甲杯中受到的浮力为0.5N,在乙杯中受到的浮力小于0.4NC.小球的质量为50gD.甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度8.(2017•郴州)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为P甲、P乙,物体A、B所受浮力分別为FA、FB.则( )A.P甲<P乙,FA=FB B.P甲<P乙,FA>FBC.P甲>P乙,FA=FB D.P甲>P乙,FA<FB9.(2017•衡阳)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则( )A.甲杯中的盐水密度较大B.乙杯底部所受的液体压强较大C.甲杯底部所受的液体压力较大D.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大10.(2017•盐城)未煮过的汤圆沉在水底,煮熟后漂浮在水面上,则此时汤圆( )A.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的小B.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的小C.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的大D.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的大11.(2017•济南)如图所示,小明先用密度计测量某种液体的密度,之后又用它去测量海水的密度,如果该密度计在这种液体中受到浮力的大小为F浮1,在海水中受到浮力的大小为F浮2,则( )A.F浮1>F浮2 B.F浮1=F浮2 C.F浮1<F浮2 D.不能确定12.(2017•齐齐哈尔)在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯,两个烧杯内分别盛满密度为ρ甲和ρ乙的两种液体,把两个完全相同的小球轻轻地放入甲、乙烧杯内,静止时如图所示,烧杯对桌面的压强分别为P甲和P乙,小球所受浮力分别为F甲和F乙,下列判断正确的是( )A.ρ甲<ρ乙 B.P甲>P乙 C.P甲=P乙 D.F甲<F乙13.(2017•株洲)如图,将薄壁玻璃杯倒扣在水面上,漂浮时玻璃杯露出水面的高度为h1,杯子中空气柱的高度为h2,水的密度为ρ,玻璃杯的横截面积为S,g为已知常数,则玻璃杯受到的重力为( )A.ρgSh1 B.ρgSh2 C.ρgS(h1+h2) D.ρgS(h2﹣h1)14.(2017•苏州)小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是( )A.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力B.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同15.(2017•大连)如图所示,水平桌面上有两个相同的烧杯,分别盛有质量相等的甲、乙两种液体。将材料相同的a、b两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,a球体积大于b球体积。静止时,a球漂浮在液面上,b球悬浮在液体中,a、b两球受到的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则( )A.F甲=F乙;p甲=p乙 B.F甲=F乙;p甲>p乙C.F甲>F乙;p甲=p乙 D.F甲>F乙;p甲>p乙16.(2017•咸宁)质量分布均匀的A、B两个实心正方体(VA>VB),放置在盛水的容器中、静止时如图所示:现将A、B捞起后放置在水平桌面上,比较A、B在水中受到的浮力FA、FB,和它们对水平桌面的压强pA、pB的大小关系,正确的是( )A.FA<FB,pA>pB B.FA>FB,PA<PB C.FA=FB,pA<PB D.FA>FB,pA>pB17.(2017•南京)如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,现有以下判断,正确的是( )(1)若m1>m2,则F1一定小于F2(2)若m1=m2,则F1一定大于F2(3)若V1=V2,则F1一定小于F2(4)若V1>V2,则F1一定大于F2。A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)18.(2017•广东)将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F丙<F乙C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p′甲>p′乙=p′丙19.如图所示,大水槽里有不相溶的A、B两种液体,A液体的密度为ρ,B液体的密度为2ρ.一个边长为a的小立方体物块,一半浸没在A液体中,另一半浸没在B液体中,物块的上表面与A液体上表面齐平,则下列说法正确的是( )A.物块的密度为3ρB.物块的密度为1.5ρC.如果在物块上再加一小铁块,物块仍然悬浮,物块受的浮力会减小D.如果在物块上再加一小铁块,物块仍然悬浮,物块受的浮力不变20.如图所示,密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。若将木块虚线以下的部分截去,则( )A.木块和水面均下降,且下降的高度相同B.木块和水面均下降,且木块下降的高度更大C.木块和水面均下降,且水面下降的高度更大D.木块下降,水面上升,且变化的高度不相同二.填空题(共8小题)21.(2017•阜新)如图所示,同一支密度计分别漂浮在甲、乙两种液体中,密度计在两种液体中所受的浮力 (选填“甲大”、“乙大”或“一样大”),由此判断 种液体的密度大(填“甲”或“乙”)。22.(2017•兰州)如图所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,则两物体的体积VA:VB= ,物体B的密度是 kg/m323.(2017•自贡)一重为0.6N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中,如图所示,鸡蛋在甲中悬浮,在乙中漂浮,则鸡蛋在甲中受到的浮力为 N,甲的密度 乙的密度(选填“>”、“<”或“=”)。24.(2017•金华)“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示,该“彩球温度计”是由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将 ,在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为 。25.(2017•陕西)小明自制了一个简易实用的“救生圈”,用一个三通塑料管将3个大号空塑料瓶固定,如图所示。已知每个空塑料瓶的体积是2L,则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为 N(忽略三通管和绳子的体积,g取10N/kg),扔到水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)总重力。若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶,使用时可 (选填“增大”或“减小”)浮力。26.(2017•十堰)如图所示,边长为a正方体木块漂浮在密度为ρ的液体中,有体积露出液面,则木块的密度为 ,木块下表面受到液体的压强为 ,若把木块露出液面的部分切去时,木块将 (选填“上浮”、“保持不动”或“下沉”)。27.小明将装有适量水的圆柱形杯子放入槽内的水中,使杯子竖直漂浮在水面上,如图甲所示,用刻度尺测得杯底到槽中水面的深度h1=6cm,杯底到杯内水面深度h2=4cm;然后把小石头放入杯内水中,杯子仍然竖直漂浮在水面上,如图乙所示,用刻度尺测得杯底到槽中水面的深度h3=9cm,杯底到杯内水面深度h4=5.5cm.小明还测得杯子底面积S为20cm2.则小石头的密度是 kg/m3。28.如图所示,在盛有某种液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐。某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B,液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3.则木块A与金属块B的密度之比为 。 三.实验探究题(共1小题)29.(2017•长春)小明制作了一个可测量物体质量的装置,如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g,小筒底面积50cm2,高12cm,大筒中装有适量的水,托盘上不放物体时,在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”,将小筒竖直压入水中,当水面距小筒底10cm时,在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值,小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中,读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值,即为被测物体的质量。 (1)该装置所能测量物体的最大质量为 g;(2)小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离 (选填“大”或“小”);(3)他想利用此装置测算出石块的密度,操作如下,如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为m1;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为m2,该石块密度的表达式为ρ石= (水的密度用ρ水表示) 四.计算题(共2小题)30.(2017•天津)某同学制作了一个”浮子“。他用质量为2m、高为h、横截面积为2S的质地均匀实心圆柱体,将其中间挖掉横截面积为S、高为h的圆柱体,做成”空心管“;然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满,做成”浮子“,如图1所示。将”浮子“放入盛有足量水、底面积为S0的圆柱形薄壁容器中。”浮子“刚好悬浮在水中,如图2所示。已知水的密度为ρ0,请解答下列问题:(1)该“浮子”的平均密度是多少?(2)实验中,组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离,致使容器中水面高度发生了变化,待水面恢复稳定后,水对容器底部的压强变化了多少?31.(2017•杭州)小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤,他将一段密度为0.5×103千克/米3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示,这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2,其上表面可以作为秤盘(g=10牛/千克),问:(1)质量为0的刻度线的位置在哪里?(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少? 五.解答题(共9小题)32.(2017•湖州)取一根内部横截面积为1平方厘米的直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜后,称得质量为2克。向管内倒入10克液体,再将它放入水中。放手后,观察到橡皮膜恰好变平,如图所示。请回答:(1)气管内液体的密度 (选填”大于“”等于“或”小于“)水的密度。(2)水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小。(3)装有液体的塑料管受到的浮力大小。33.(2017•宁波)如图甲所示,是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆,里面是一个栽培盆,栽培盆中有一圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动,浮子的顶端可显示水位高低,栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用,从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理图可简化成图乙。已知浮子重为0.02N,横截面积为0.5cm2.请回答下列问题:(1)从植物细胞吸水或失水原理分析,若储水盆内所用营养液浓度过高,会导致植物细胞 。(2)浮子在水中漂浮时,浸入水中的深度是多少?(3)当储水盆内盛有密度比水大的营养液时,营养液对漂浮的浮子底面的压强多大?34.(2017•广州)某比赛,两选手分别用六根完全相同的长方体木条搭建了甲、乙两木筏。如图1所示,两木筏静止在水面。(1)以点代替木筏,在方框内(图2)画出甲木筏的受力示意图。(2)甲木筏的质量为100kg,底面积为2m2,求甲木筏浸入水中的深度。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)(3)甲木筏所受浮力 乙木筏所受浮力(选填“>”“=”“<”).写出你的分析过程。35.小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度。(g取10N/kg)①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号。②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中。③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中。④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中。问:(1)铁皮罐的体积有多大?(2)铁皮罐和沙石的总重有多大?(3)盐水的密度有多大?36.如图所示是一个水位高度控制装置的示意图,当水位到达高H时,水恰好顶起塞子A从出水孔流出,水位下降后,塞子A又把出水孔堵住,塞子A底部是半径为r的半球,半球恰好塞入出水孔中。已知球的体积公式是V=,球表面面积公式是S球=4πr2,圆面积公式是S圆=πr2,水的密度为ρ,为满足水位高度自动控制的要求,塞子的质量应为多少?37.科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶,剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖系系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,如图 所示。使用时,只要把被测物体投入瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。 a.在这里石块的作用是什么?试应用所学物理知识分析其中的道理。b.这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗?为什么?c.经测量,该饮料瓶圆柱状部分的直径为8.0cm,当浮力秤中不放被测物体时,水面所对位置为零刻度(如图所示).请根据图中标明的长度值,通过计算,在1、2、3、4 各刻度线右侧给浮力秤标明对应的质量值。(π取3.1,最后结果只保留整数)38.小明同学将弹簧测力计下悬挂一均匀实心金属圆柱体,再将圆柱体浸在液体中,分别研究弹簧测力计示数与液体密度、物体在液体中深度的关系。实验时,他把圆柱体浸没在不同液体中,分别记下了弹簧测力计的示数,测得实验数据如表1.然后把圆柱体浸在同种液体中,通过改变液面到圆柱体底部的距离,记下弹簧测力计的示数,测得实验数据如表2。表1:液体ρ(103体千克/米3)1.21.82.02.22.42.5弹簧测力计示数F(牛)7.54.5 2.51.51.0表2:液面到金属块底部距离h(米)00.20.30.40.50.60.7弹簧测力计示数F(牛) 11.19.98.77.57.5 根据实验数据,回答下列问题。(1)根据表1、表2中的实验数据,请通过计算,分析完成表1和表2中的空格填写。(2)在图1中,能正确反映表1中弹簧测力计示数与液体密度之间关系是图1中的 。(3)这只挂有金属圆柱体的弹簧测力计可改装为一只密度计。请在图2中标出该密度计的零刻度位置。其分度值为 。(4)该金属体的底面积为多少平方米?(要求写出完整的解答过程)(5)在研究弹簧测力计示数与液体密度关系时,不液体密度为3.0×103×kg/m3时,测得弹簧测力计的示数为0,请说明产生此现象的原因: 。(6)表2中液体的密度为: 。(7)通过分析表2,是否能得出:反映弹簧测力计示数与金属块浸在液体中体积之间的规律?若能,可能用什么表达式来表达?若不能,请说明理由。39.为了测出普通玻璃的密度,小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水。做了如下实验:(1)在量筒内倒入50cm3的水;(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图甲所示),此时水面与80cm3刻线相平;(3)让小瓶口朝下沉没水中(如图乙所示),这时水面与62cm3刻线相平。则根据以上测出的数据可知:小瓶漂浮在水面时,它排开水的体积V排= ;制造小瓶的玻璃的密度ρ= 。40.小宇同学将一小段蜡烛投入水中,观察到蜡烛浮于水上,图甲所示;取出蜡烛投入食用油中,观察到蜡烛沉于油中,图乙所示。(1)观察比较两次投放蜡烛的情况,所不同的只是液体水和食用油。重复实验,观察到的现象亦不发生变化,则此现象说明,蜡烛的浮与沉与 有关;(2)小宇将食用油沿着杯壁缓缓倒入盛有水的玻璃杯内,观察到的现象是 ;将蜡烛投入食用油和水的杯内,观察到的现象是 。
参考答案与试题解析一.选择题(共20小题)1.【分析】在水中下沉的过程中,所处的深度增加,石块排开水的体积不变,根据阿基米德原理分析它们受到浮力的大小变化;根据物体的浮沉条件即可判断浮力与重力的关系。【解答】解:石块浸没在水中下沉时,其排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,石块受到的浮力大小不变;故AB错误;由于石块下沉,根据物体的浮沉条件可知:浮力小于重力,故C错误,D正确。故选:D。【点评】本题考查阿基米德原理和浮沉条件的掌握和运用,能得出石块在水中下沉排开水的体积不变是本题的关键。 2.【分析】(1)根据物体浮沉条件,比较西瓜、李子与水的密度关系,进而可得西瓜和李子的密度关系;(2)物体漂浮,浮力等于重力;(3)首先判断李子下沉过程中所处深度变化,然后根据液体压强公式判断所受水的压强变化;(4)李子浸没后,排开水的体积等于李子本身的体积,根据浮力公式判断下沉过程所受浮力变化情况。【解答】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错误;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,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,不再变化,根据F浮=ρgV排可知,下沉过程所受浮力大小不变。故D正确。故选:D。【点评】本题考查了学生对物体浮沉条件的掌握和运用,物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮; ②ρ物=ρ液,悬浮; ③ρ物>ρ液,下沉。解题中应注意灵活运用。 3.【分析】由题知,四个小球的体积相同,根据图示得出四个小球排开水的体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受到的浮力的大小关系。【解答】解:由图知,四个球排开水的体积:V甲<V乙<V丙=V丁,根据F浮=ρ水V排g可知四个球受到的浮力:F甲<F乙<F丙=F丁。由此可知:B正确,ACD错误。故选:B。【点评】本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,能从图中得出四个球排开水的体积关系是本题的关键。 4.【分析】木块漂浮在水面上,静止时受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等、方向相反,而重力的方向竖直向下,据此求出所受浮力大小和浮力方向。【解答】解:木块的重力为:G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N,由图可知,木块漂浮,木块受到的浮力:F浮=G=0.8N,浮力方向竖直向上;故A正确,BCD错误。故选:A。【点评】本题考查了浮力的大小和方向的分析,利用好漂浮条件即可。 5.【分析】(1)已知压强变化了160Pa,根据公式p=ρgh即可求出液体的密度;(2)由题意知,木块静止时,有的体积露出液面,根据漂浮条件和阿基米德原理即可求出木块密度;(3)求出木块的体积,根据G=mg=ρgV求出木块的重力,根据漂浮条件即可求出浮力;(4)根据阿基米德原理求出浸没时所受的浮力,然后利用F=F浮﹣G求出压力。【解答】解:A、根据公式p=ρgh可得液体密度:ρ液===0.8×103kg/m3;故A正确;B、木块静止时,有的体积露出液面,则V排=(1﹣)V木=V木,根据漂浮条件可得:F浮=G木,即:ρ液gV排=ρ木gV木,所以,ρ木=ρ液=×ρ液=×0.8×103kg/m3═0.6g/cm3;故B正确;C、木块的体积V木=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,木块的重力G木=m木g=ρ木gV木=0.6×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=6N;则F浮=G木=6N;故C正确;D、木块完全浸没浮力F浮′=ρ液gV木=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=8N;则压力F=F浮﹣G木=8N﹣6N=2N;故D错误。故选:D。【点评】本题考查漂浮条件和阿基米德原理的应用,关键是已知压强的变化可以利用液体压强公式来进行计算深度的变化。 6.【分析】A、通过比较石头和木头所处的深度大小,利用p=ρgh比较受到压强大小关系;B、漂浮的物体,受到的浮力等于它自身的重力;C、浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力;D、下沉的物体,物体受到的浮力小于它自身的重力。【解答】解:A、因为石头所处的深度比木头所处的深度大,所以水对石头的压强比对木头的大,故A错;B、因为木头漂浮,所以木头受到的浮力等于它自身的重力,故B错;C、根据阿基米德原理可知,鱼受到的浮力等于它排开水的重力,故C正确;D、石头沉底(石头的密度大于水的密度),石头受到的浮力小于它自身的重力,故D错。故选:C。【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件和液体压强公式的应用,属于基础题目。 7.【分析】(1)根据阿基米德原理:物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,求出甲杯中小球受到的浮力;根据漂浮时浮力等于重力可求得甲杯中小球的质量。(2)根据漂浮和下沉时液体密度和球的密度关系,找出两种液体的密度关系。【解答】解:(1)小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,根据阿基米德原理:物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,则:甲杯中小球受到的浮力F甲=G排甲=0.5N;在乙杯中受到的浮力F乙=G排乙=0.4N;故AB错误;由于小球在甲杯漂浮,根据漂浮条件可知:G甲=G排甲=0.5N;小球的质量m===0.05kg=50g,故C正确;(2)小球在甲杯漂浮,则:ρ甲>ρ球,小球在杯下沉,沉入水底,则:ρ乙<ρ球,两种液体的密度:ρ甲>ρ乙;故D错误。故选:C。【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和重力公式的应用,关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件(密度关系)得出两液体的密度关系。 8.【分析】(1)浸没在液体里的物体浮沉条件是:当G物<F浮,物体上浮;当G物>F浮,物体下沉;当G物=F浮,物体处于悬浮;漂浮时G物=F浮。(2)两个物体完全相同,根据漂浮和悬浮时液体密度和球的密度关系,找出两种液体的密度关系,又知道两容器液面等高(深度h相同),利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强的大小关系。【解答】解:(1)由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,由物体的漂浮、悬浮条件可知:FA=G,FB=G,所以FA=FB。(2)甲液体中的A漂浮,ρ甲液>ρA,乙液体中的B悬浮,ρ乙液=ρB,两种液体的密度:ρ甲液>ρ乙液;又因为两容器液面等高,所以由p=ρgh可知,两种液体对容器底压强:p甲>p乙.故C正确。故选:C。【点评】本题考查了学生对漂浮条件、悬浮条件、液体压强公式的理解和运用。根据物体的浮沉(悬浮、漂浮)确定A、B与液体的密度大小关系是本题的关键。 9.【分析】(1)根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系;根据p=ρgh判断对杯底的压强关系;进而判断出杯底部所受压力的关系;(2)根据漂浮或悬浮条件即可判断浮力关系。【解答】解:(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为ρ液=ρ物时物体悬浮,ρ液>ρ物时物体漂浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,故A错误;由于两杯中液面相平,根据p=ρgh可知,乙杯底受到的压强大于甲杯底受到的压强;故B正确;由于甲、乙是两个完全相同的杯子,则底面积相同,根据F=pS可知,乙杯中所受液体的压力较大,故C错误;(2)因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故D错误。故选:B。【点评】本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。 10.【分析】生汤圆放入水中,因受到的重力大于受到的浮力下沉;加热时受热膨胀,体积变大,排开水的体积变大,浮力变大,因受到的重力小于受到的浮力上浮。【解答】解:(1)汤圆煮熟后漂浮在水面上,根据物体漂浮条件可知,受到的浮力等于重力,故BC错误;(2)未煮过的汤圆沉在水底,说明重力大于浮力,煮熟后漂浮在水面上,受到的浮力等于重力,而汤圆的重力不变,汤圆所受浮力变大,根据F浮=ρ水gV排可知,此时汤圆排开水的体积比未煮过的大。故A错误,D正确。故选:D。【点评】本题考查学生对物体的沉浮条件的掌握和运用,关键知道物体重力大于浮力时下沉,等于浮力时悬浮,小于浮力时上浮。 11.【分析】根据漂浮条件可以判断密度计在不同的液体中受到浮力的大小关系;从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系;根据浮力的关系得出排开物体质量的关系。【解答】解:密度计放在两种液体中都漂浮,根据漂浮条件可知,密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,即:F浮1=F浮2=G,故B正确。故选:B。【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好密度计测液体密度时漂浮(F浮=G)是本题的关键。 12.【分析】(1)根据图示中小球在两种液体中的浮沉状态,利用物体浮沉条件分别得出小球与两种液体的密度关系,进而得出两种液体的密度关系;(2)根据图示中小球在两种液体中的浮沉状态,利用物体浮沉条件分别得出小球在两种液体中受到的浮力与其重力的关系,进而得出浮力关系;(3)烧杯对桌面的压力等于烧杯、容器内液体和小球的总重力,受力面积相同,根据p=比较压强大小。【解答】解:A、由图可知,小球在甲中漂浮,则ρ球<ρ甲,在乙中悬浮,则ρ球=ρ乙,故ρ甲>ρ乙,故A错误;BC、烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力,由图知,甲、乙液体体积开始时相同,放入小球后甲中漂浮、乙中悬浮、乙中溢出的液体多,故甲烧杯内液体的体积大于乙烧杯内液体的体积,又知ρ甲>ρ乙,根据ρ=和G=mg可知甲烧杯内的重力大于乙烧杯内的重力,两烧杯、两小球的重力均相等,则重力相等,故甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力,烧杯的底面积相等,根据p=可知,甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强。故B正确,C错误;D、由图可知,小球在甲中漂浮,则F浮甲=G,在乙中悬浮,则F浮乙=G,故F浮甲=F浮乙,故D错误。故选:B。【点评】本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件、密度公式、重力公式、压强公式的综合应用,会比较甲、乙两杯对水平桌面的压力关系是关键。 13.【分析】根据物体漂浮时浮力等于重力解答。【解答】解:薄壁玻璃杯倒扣在水面上时,处于漂浮状态,浮力等于重力,即F浮=G;因为玻璃杯排开水的高度为h2﹣h1,故G=F浮=ρgS(h2﹣h1),故D正确。故选:D。【点评】本题考查了利用漂浮时浮力等于重力,解出玻璃杯的重力,有一定的难度,特别是排开液体体积的判断。 14.【分析】浮力大于重力,物体上浮;浮力小于重力,物体下沉。在气体质量一定时,气体体积越小压强越大。【解答】解:挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。松开手,小瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中;潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同,都是靠改变自身重力来实现沉浮的。故选:B。【点评】此题是大气压和浮力的一个综合考查,出错原因是很多同学不认识浮沉子。 15.【分析】(1)首先根据物体浮沉条件判断两球与自身重力的关系,然后利用密度和重力公式判断两球的重力关系,从而得出两球受到的浮力关系;(2)根据甲、乙两种液体对烧杯底的压力等于烧杯内液体与球的总重力得出两种液体对烧杯底的压力关系,然后利用压强公式比较甲、乙两种液体对烧杯底的压强。【解答】解:(1)a、b两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,静止时,a球漂浮在液面上,b球悬浮在液体中,则F甲=Ga,F乙=Gb,a、b两个实心球材料相同,ρa=ρb,Va>Vb,根据ρ=可知,ma>mb,根据G=mg可知,Ga>Gb,所以,F甲>F乙,故AB错误;(2)甲、乙两种液体质量相等,则重力相等,Ga>Gb,所以,两种液体对烧杯底的压力>,两个相同的烧杯,则底面积相等,所以,根据p=可知,甲、乙两种液体对烧杯底的压强p甲>p乙,故C错误,D正确。故选:D。【点评】此题考查物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较,同时考查重力、密度公式的应用,关键是整体法应用,知道甲、乙两种液体对烧杯底的压力等于烧杯内液体与球的总重力。 16.【分析】(1)根据A和B的体积,根据F浮=ρ水gV排比较出浮力的大小,根据漂浮和悬浮的条件比较出浮力的大小;(2)根据漂浮或悬浮得出AB的密度的关系,根据p=ρhg,判断出压强大小。【解答】解:由图知VA排>VB排,根据F浮=ρ水gV排可知,FA>FB;当将它们放入水中后,因为A悬浮,所以ρA=ρ水;因为B漂浮,所以ρB<ρ水,所以ρA>ρB;A、B两个实心正方体的体积关系为 VA>VB,则hA>hB,它们对水平桌面的压强:p====ρ物gh,因为ρA>ρB,hA>hB,所以pA>pB,故D正确,ABC错误。故选:D。【点评】本题涉及到压强大小及其计算,压强大小比较,浮力大小的计算,物体的浮沉条件及其应用等知识点,综合性较强;解答此题时注意两点:一是静止在水平面上的物体其压力等于其本身重力,二是物体漂浮时浮力等于其重力,悬浮时浮力等于其重力。 17.【分析】(1)根据浮沉条件分别判断出所受浮力与与重力的关系,即可比较;木块与冰块的质量相同,由重力公式可知重力相同,都漂浮在水面上,根据漂浮条件确定受到的浮力关系;由此可比较排开水的体积。(2)根据问物体所处状态判断出排开液体的体积关系,利用阿基米德原理即可判断浮力大小。【解答】解:由于苹果漂浮,梨子沉底,则根据浮沉条件可知:F1=G1=m1g,F2<G2=m2g,(1)若m1>m2,则F1>F2;(2)若m1=m2,则F1>F2;由于苹果漂浮,梨子沉底,则:V排1<V1,V排2=V2,由于都是浸在水中,根据F浮=ρ水gV排可知:(3)若V1=V2,则F1<F2;(4)若V1>V2,则V排1与V排2的大小不能比较,所以,F1不一定大于F2。由此分析可知(2)(3)正确。故选:C。【点评】本题考查物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,本题关键是知道物体都是浸在水中。 18.【分析】A、甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,根据物体的浮沉条件分析判断三个小球密度的关系,由于甲乙丙三个实心小球体积相同,根据m=ρV即可判断三个小球的质量大小关系;B、由图可确定三个烧杯中的V排关系,然后根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力大小关系;C、由于三个相同烧杯中都装满水,由图可确定判断液面升高的关系,从而根据p=ρgh判断烧杯底部受到水的压强的关系;D、由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则根据相同的烧杯装满水的,球的重力关系和排开水的重力关系,先判断出压力的关系,进一步即可判断压强关系。【解答】解:A、甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,所以甲球的密度大于水的密度,乙球的密度小于水的密度,丙球的密度等于水的密度,因此三个小球的密度大小关系是:ρ甲>ρ丙>ρ乙,根据m=ρV可知:质量大小关系是m甲>m丙>m乙.故A错误。B、由于甲乙丙三个实心小球体积相同,则根据图可知排开水的体积关系:V甲排=V球,V乙排<V球,V丙排=V球,所以V甲排=V丙排>V乙排,根据F浮=ρ液V排g可知:F甲=F丙>F乙,故B错。C、因为三个相同烧杯中都装满水,放入球后烧杯中液面高度不变,根据p=ρgh可知烧杯底部受到水的压强相等,即:p甲=p乙=p丙;故C错误。D、三个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力G水相等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则放入物体后对桌面的压力变化为:F=G容器+G水+G球﹣G排和G排=F浮,据此可得:F′甲=G容器+G水+G甲﹣G排甲=G容器+G水+G甲﹣F甲;F′乙=G容器+G水+G乙﹣G排乙=G容器+G水+G乙﹣F乙;F′丙=G容器+G水+G丙﹣G排丙=G容器+G水+G丙﹣F丙;由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,则G甲>F甲;G乙=F乙;G丙=F丙;所以F′甲>F′乙=F′丙;由于容器的底面积相同,根据p=可得:烧杯底部受到水的压强的关系是p′甲>p′乙=p′丙;故D正确。故选:D。【点评】本题考查了学生分析推理的能力,本题中解题的关键是由物体在水中所处的状态判断其密度和浮力大小的关系、知道烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力。 19.【分析】(1)物体在两种液体中悬浮,根据物体的浮沉条件可知物体的重力和受到的总浮力相等,物块的总浮力等于在A液体中的浮力和在B液体中的浮力之和,再利用G=mg=ρVg可列出等式,解之即可求出物块的密度。(2)当在物块上加压力时,物体仍悬浮,再根据物体向下的重力和压力等于受到的浮力相等,即可判断。【解答】解:(1)因物体在两种液体中悬浮,所以物块受到的总浮力F浮=F浮A+F浮B=G物,由F浮=ρ液gV排,G=mg=ρVg可得:ρAgV排A+ρBgV排B=ρ物gV,则:ρg×V+2ρg×V=ρ物gV,解得:ρ物=1.5ρ.故A错误,B正确;(2)如果在物块上再加一小铁块,物块仍然悬浮,则根据漂浮条件可知,此时物块受到的浮力:F浮′=G物+F铁压,则F浮′>G物,所以与原来物块悬浮相比较,物块受到的浮力变大。故CD错误。故选:B。【点评】本题综合考查了物体的浮沉条件和阿基米德原理,以及重力的计算等,关键是知道物体悬浮时物体的重力和受到的总浮力相等。 20.【分析】木块在水面上漂浮,说明木块的密度小于水的密度,根据漂浮时浮力等于重力,即F浮=G木⇒ρ水gV排=ρ木gV木⇒=,由此可知木块淹没的体积与木块体积的比值等于木块密度与水密度的比值。据此分析即可。【解答】解:因为木块漂浮,所以浮力与重力相等,则F浮=G木ρ水gV排=ρ木gV木=因为木块密度和水的密度不变,因此木块淹没的体积与木块体积的比值不变;当将木块虚线以下的部分截去后,木块淹没的体积与此时木块体积的比值变小,故剩下的木块会下沉一些;由于木块的总体积减小,因此淹没的体积也将减小,则水面也将下降。由于木块底部的横截面积小于容器底部的横截面积,而V排=V浸,由h=可得,木块下降高度大。故选:B。【点评】解决此类题的关键是明确淹没体积的比例与物体密度和液体密度比值的关系,注意漂浮的物体,无论物体体积如何变化,淹没体积的比例是不变的。 二.填空题(共8小题)21.【分析】密度计都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力、相等;由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。【解答】解:因为同一支密度计漂浮,所以F浮=G,所以密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,所以F浮=ρ液gv排=G,由图知,密度计排开液体的体积:v甲排>v乙排,所以液体的密度:ρ甲<ρ乙。故答案为:一样大;乙。【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。 22.【分析】物体A在水中悬浮,所受浮力等于自身的重力,ρA=ρ水;将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,物体B在水中漂浮,根据所受浮力等于自身的重力,算出B的密度;将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,处于漂浮状态,根据所受浮力等于自身的重力,列出等式,从而解出两物体的体积之比。【解答】解:A物体A在水中悬浮,ρA=ρ水﹣﹣﹣﹣﹣①;B物体在水中处于漂浮状态且有一半的体积露出水面,所受浮力等于自身的重力,即F浮=ρ水gVB=ρBgVB﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由②得ρB=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.5×103kg/m3;将物体A置于物体B上再放入水中时,AB处于悬浮状态且物体B有三分之一的体积露出水面,所受浮力等于AB自身重力的和,即F浮=GA+GB,ρ水gV排=ρAgVA+ρBgVB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③得:ρ水gVB=ρ水gVA+ρ水gVBVB﹣VB=VAVA:VB=1:6。故答案为:1:6;0.5×103。【点评】本题考查浮力的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道物体漂浮或悬浮时,受到的浮力等于自身的重力。 23.【分析】根据物体的漂浮和悬浮条件判断出所受浮力的大小关系,由图得出排开液体的体积关系,然后根据阿基米德原理解开判断甲乙液体的密度大小关系。【解答】解:因为鸡蛋(重为G)在甲液体悬浮,所以鸡蛋受到甲液体的浮力:F甲=G=0.6N,鸡蛋在乙液体漂浮,所以鸡蛋受到乙液体的浮力:F乙=G=0.6N,所以F甲=F乙,据F浮=ρ液v排g,V排甲>V棑乙,所以ρ甲<ρ乙。故答案为:0.6;<。【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,利用阿基米德原理分析时,要同时考虑影响浮力大小的两个因素(ρ液和V排) 24.【分析】(1)浸没在液体中的小球,由于排开液体的体积不变,当环境温度升高时,液体密度减小,根据F浮=ρgV排即可判断浮力的大小变化;(2)在某一环境温度下,由图可知:B小球与D小球都处于浸没状态,则根据F浮=ρgV排即可判断浮力大小关系。【解答】解:(1)浸没在液体中的小球,由于排开液体的体积不变,根据液体密度随温度的升高而减小可知:当环境温度升高时,液体密度减小,根据F浮=ρgV排可知所受浮力变小;(2)由图可知:B小球与D小球都处于浸没状态,排开液体的体积与物体的体积相等,由于BD小球的体积相等,所以B小球与D小球排开液体的体积相等,根据F浮=ρgV排可知所受浮力相等,即:FB=FD。故答案为:变小;FB=FD。【点评】本题考查阿基米德原理的应用,关键是判断液体密度的变化和物体排开液体的体积大小关系。 25.【分析】已知每个空塑料瓶的体积是2L,可求3个大号空塑料瓶的体积,物体浸没在水中时,排开水的体积和本身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=G排分析扔到水中救人时漂浮在水面上所受的总浮力变化;根据F浮=ρ水gV排分析最后一空。【解答】解:3个大号空塑料瓶的体积V=3×2L=6L=6dm3=6×10﹣3m3;此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3=60N;根据阿基米德原理F浮=G排可得:扔到水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力等于总重力。若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶,V排增大,由F浮=ρ水gV排可知,使用时浮力增大。故答案为:60;等于;增大。【点评】本题考查了阿基米德原理的应用,关键是知道物体浸没时排开液体的体积和本身的体积相等。 26.【分析】(1)由题意可知木块漂浮,根据漂浮的条件可知受到的浮力和自身的重力相等;根据露出部分和浸入部分的体积关系可知木块的体积与排开液体的体积关系,然后利用密度公式和阿基米德原理以及重力公式得出等式即可求出木块的密度。(2)根据物体露出液面的高度得出物体浸没在液体中的深度,根据p=ρ液gh得出木块底部所受液体的压强;(3)当把它露出水面的部分截去时,瞬时受到的浮力不变,但受到的重力减小,比较受到的浮力和重力即可得出答案。【解答】解:(1)木块在液体中漂浮,所以浮力与重力相等,则:F浮=G,所以有ρg(1﹣)V=ρ木gV,解得:ρ木=ρ。(2)木块露出液面的高度为a,所以浸入液面以下的部分高度为(1﹣)a=a;木块底部所受液体的压强p=ρga;(3)当把它露出液面的部分截去后,瞬时排开液体的体积不变,受到的浮力不变,但此时木块的重力减小,即此时受到的浮力大于自身的重力,故剩余部分将上浮。故答案为:ρ;ρga;上浮。【点评】本题考查了物体漂浮条件和阿基米德原理、密度公式和重力公式的应用,关键是根据题意得出木块排开水的体积和木块体积之间的关系。 27.【分析】(1)已知杯子内水的深度和放入小石头后水的深度,两者之差即为放入石块后液面深度的变化,根据V=Sh求出液体上升的体积即为小石块的体积;(2)小石块放入杯子前后都处于漂浮状态,根据阿基米德原理求出两次杯子受到的浮力,两次浮力之差即为石块的重力之和,再根据ρ==求出石块的密度。【解答】解:(1)杯子内放入小石头后水深度的变化量:△h=5.5cm﹣4cm=1.5cm,小石头的体积:V石=S△h=20cm2×1.5cm=30cm3=3×10﹣5m3。(2)因为小石块放入杯子前后都处于漂浮状态,所以小石块的重力:G石=△F浮=ρ水g△V排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×(0.09m﹣0.06m)×2×10﹣3m2=0.588N,小石头的密度:ρ石====2×103kg/m3。故答案为:2×103。【点评】本题考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理和物体漂浮条件的应用,关键是根据物体漂浮条件得出两次杯子受到的浮力之差即为小石块的重力。 28.【分析】此时木块A受到自身重力、浮力、向下的拉力,B受到重力、向上的拉力,和浮力的作用,当细线断开后,木块受到的浮力减小,减小的浮力等于金属块B的重力与金属块B所受浮力之差;根据此关系和阿基米德原理列出等式。木块在液体中最后漂浮,受到的浮力等于自身重力,根据此关系和阿基米德原理列出等式,二式相比较即可得出结论。【解答】解:细线断开后,木块减小的浮力F浮1=ρ液gV排1=ρ液gSh1;取出金属块B,液面又下降了h2,则VB=Sh2,金属块B的重力与金属块B所受浮力之差等于木块减小的浮力,则GB﹣ρ液gSh2=ρBVg﹣ρ液gSh2,∴ρ液gSh1=ρBVg﹣ρ液gSh2,即:ρBVg=ρ液gSh1+ρ液gSh2﹣﹣﹣﹣①;当木块漂浮在水面上时,受到的浮力等于自身的重力,F浮2=GA=ρ液gSh3=ρAVg﹣﹣﹣﹣②;∴=====。则木块A与金属块B的密度之比为:。故答案为:。【点评】本题考查物体密度的大小比较,关键是对AB进行受力分析,找出AB所受浮力与液面降低的关系,这是本题的难点。减小的浮力用△F浮来表示,分别求减小的浮力、B的重、B受到的浮力,再得出关系式。 三.实验探究题(共1小题)29.【分析】(1)当水面距小筒底10cm时,根据漂浮条件求出小筒、托盘和所测物体的重力,减去小筒和托盘的重力,然后即可求出测量物体的最大质量;(2)根据V排=V浸即可判断;(3)根据该装置可知石块质量为m1;将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2,所以据此即可求出石块的体积,然后利用ρ=即可求出密度。【解答】解:(1)当水面距小筒底10cm时,则V排=S小h=50cm2×10cm=500cm3=5×10﹣4m3,则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N。由于小筒和托盘处于漂浮,则G总=F浮=5N;所以m总===0.5kg=500g;则测量物体的最大质量m大=m总﹣m小=500g﹣200g=300g;(2)由于托盘上不放物体时,在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”,当托盘上放物体时,则小筒再浸入水的体积为V浸=S小h小;大筒中水面上升后增加的体积V排=S大h大;由于S小<S大,则:h小>h大,即:小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离大;(3)根据该装置可知石块质量为m1;将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2,根据ρ=可得石块的体积为:V石=V排=;则石块的密度:ρ石===。故答案为:(1)300;(2)大;(3)。【点评】本题考查漂浮条件的应用,关键是根据漂浮状态明确测量物体质量的实验的原理,难点是知道托盘上放物体时小筒再浸入水的体积为V浸等于大筒中水面上升的增加的体积V排。 四.计算题(共2小题)30.【分析】(1)物体悬浮时:物体的密度和液体的密度相同;(2)由△p=ρg△h可求。【解答】解:(1)因为浮子悬浮在水中,所以ρ浮子=ρ水=ρ0;(2)①若空心管漂浮,水面高度的变化为△h;F浮=Gρ0g(Sh﹣△hS0)=mg△h=所以△p=ρ0g△h=。②若“填充柱体”漂浮,因为ρ浮子=ρ水=ρ0;所以填充柱体的质量m′=2ρ0Sh﹣m;ρ0g(Sh﹣△hS0)=m′g=(2ρ0Sh﹣m)g,同理可得:△h′=由p=ρgh可得,△p′=ρ0g△h=。答:(1)该”浮子“的平均密度是ρ0;(2)待水面恢复稳定后,水对容器底部的压强变化了或。【点评】本题主要考查物体的浮沉,熟练应用公式可解。 31.【分析】(1)根据m=ρV算出物体的质量即质量为0的刻度线的位置;(2)算出距离上表面10厘米排开水的质量减去木料的质量就是对应的质量。【解答】解:(1)木料的体积:V=Sh=0.1m2×0.4m=0.04m3,由ρ=得木料的质量为:m0=ρV=0.5×103kg/m3×0.04m3=20kg;木料处于漂浮状态,浮力等于重力即F浮=G=mg=20kg×10N/kg=200N,排开水得体积为:V排===0.02m3,没入水中的高度:h0===0.2m,因为物体上没有放物体,故浮力秤的0刻度线为0.2m;(2)距离上表面10厘米处时,浮力秤的浮力为:F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.4m﹣0.1m)×0.1m2=300N,物体的重力为:G物=F′浮﹣F浮=300N﹣200N=100N,物体的质量为:m物===10kg。答:(1)质量为0的刻度线的位置在0.2m处;(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为10kg。【点评】本题考查了质量、体积、浮力以及对物体受力分析,是一道难题。 五.解答题(共9小题)32.【分析】(1)橡皮膜恰好变平,说明橡皮膜内外压强相等,又知玻璃管中液体高度大于浸入的水深,由p=ρgh判断液体密度大小;(2)先根据公式F=G总=G液+G管=mg计算出塑料管受到的压力,再根据公式p=计算压强;(3)物体静止漂浮时,受到的重力等于浮力。【解答】解:(1)如图所示液体高于水面且橡皮膜恰好变平,说明橡皮膜内外压强相等,由于液体高度大于浸入的水深,由p=ρgh可知玻璃管内液体密度小于水的密度;(2)塑料管受到的压力F=G液+G管=(m液+m管)g=(0.01kg+0.002kg)×10N/kg=0.12N,所以对塑料管底部橡皮膜产生的压强P===1200Pa;(3)装有液体的塑料管受到的浮力F浮=G总=(0.01kg+0.002kg)×10N/kg=0.12N。故答案为:(1)小于;(2)水对塑料管底部橡皮膜产生的压强是1200Pa;(3)装有液体的塑料管受到的浮力是0.12N。【点评】本题考查液体压强、浮力大小的计算及物体的浮沉条件,属于中等题。 33.【分析】(1)植物细胞吸水和失水的原理是:细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度时失水;细胞外部溶液的浓度小于细胞内部浓度时吸水。吸水还是失水取决于细胞液浓度与周围环境溶液的浓度大小,二者的差越大吸水或失水的动力就越大。(2)由于浮子漂浮在液面上,因此可以利用漂浮在液面上的物体受到的浮力等于其重力来求得浮力的大小,利用阿基米德原理求出的排开液体的体积,利用h=可求出所处深度。(3)由于营养液对漂浮的浮子底面的压力与浮子的重力相等,根据p=即可求出压强。【解答】解:(1)从植物细胞吸水或失水原理分析,若储水盆内所用营养液浓度过高,大于萝卜细胞液的浓度,会导致植物细胞失水。(2)由于浮子漂浮在液面上,则F浮=G=0.02N,由F浮=ρgV排得:V排===2×10﹣6m3;浮子浸入水中的深度:h===0.04m。(3)由于浮子漂浮在液面上,则浮子底面的压力F=G=0.02N,所以p===400Pa。答:(1)失水;(2)浮子在水中漂浮时,浸入水中的深度是0.04m。(3)当储水盆内盛有密度比水大的营养液时,营养液对漂浮的浮子底面的压强是400Pa。【点评】本题是学科综合题,重点考查阿基米德原理和浮力产生的原因,关键是运用公式计算时注意单位的统一。 34.【分析】(1)木筏静止在水面,受重力和浮力作用,由于处于平衡状态,则重力和浮力是一对平衡力,据此作出受力示意图;(2)根据浮沉条件,得出木筏所受到的浮力;根据浮力公式F浮=ρ液gV排求出V排,由h=求出浸入水中的深度;(3)根据漂浮条件即可分析判断。【解答】解:(1)甲图中,木筏静止在水面,受重力和浮力作用,由于处于平衡状态,则重力和浮力是一对平衡力,受力示意图如下:(2)木筏静止在水面,根据漂浮条件可知:F浮=G=mg=100kg×10N/kg=1000N,根据F浮=ρ液gV排可知:V排===0.1m3,所以浸入水中的深度h===0.05m;(3)甲、乙两木筏静止在水面,根据漂浮条件可知:F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,已知G甲=G乙,所以F浮甲=F浮乙。故答案为:(1)如上图;(2)甲木筏浸入水中的深度为0.05m;(3)=。【点评】本题考查物体浮沉条件、阿基米德原理,关键是知道漂浮时浮力与重力相等。 35.【分析】(1)由②③图可知:漂浮时一半浸入水中受到的浮力与在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力与铁皮罐和沙石的总重力、砝码的重力之间的关系,利用阿基米德原理即可求出铁皮罐的体积;(2)根据阿基米德原理求出铁皮罐的一半浸入水中漂浮时受到的浮力,根据漂浮条件即可求出铁皮罐和沙石的总重;(3)根据漂浮条件和阿基米德原理求出盐水的密度。【解答】解:(1)由②图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g,在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F浮2=ρ水V排2g=ρ水×V罐g,由于铁皮罐处于漂浮,则F浮1=G罐,F浮2=G罐+G砝码1,所以,F浮2﹣F浮1=G砝码1,即ρ水×V罐g﹣ρ水×V罐g=G砝码1,则V罐=====1×10﹣3m3;(2)一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g=1.0×103kg/m3××1×10﹣3m3×10N/kg=5N,由于铁皮罐漂浮在水面上,则G总=F浮1=5N。(3)将该铁皮罐放入盐水中,铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮,则根据漂浮条件可得:F浮3=G罐+G砝码2,即:ρ盐水V罐g=G罐+G砝码2,所以ρ盐水====1.2×103kg/m3。答:(1)铁皮罐的体积有1×10﹣3m3;(2)铁皮罐和沙石的总重有5N。(3)盐水的密度有1.2×103kg/m3。【点评】本题综合考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件,分析时注意用好漂浮条件与铁皮罐漂浮时排水的体积变化。 36.【分析】浸没在液体中的固态受到的浮力等于固态各表面所受液体压力的合力;我们可以先设想半球体下表面有液体,求出此时下表面受到的液体压力和半球体受到的浮力,从而求出此时液体对半球体上表面的压力。【解答】解:假设半球下表面处全部为液体,则半球受到的浮力F浮方向竖直向上,由阿基米德原理可知,F浮=ρgV排=ρgV半球=ρg××πr3=ρgπr3;由p=可知,半球下表面受到的液体压力:F下=p下S圆=p液S圆=ρgH×πr2,方向竖直向上,F上表面=F下表面+F浮=πr2ρgH+ρgπr3,半球恰好塞入出水口中,所以塞子的重力G=F上表面=πr2ρgH+ρgπr3,塞子的质量应为m===πr2ρH+ρπr3=ρπr2(H+r)。答:塞子的质量应为ρπr2(H+r)。【点评】本题考查浮力的计算,液体压强的计算,密度公式的应用以及压力的计算,关键是物体的受力分析。 37.【分析】a、从空饮料瓶受到的重力和石块受到的重力比较,从而可知如果没有石块,整套装置的重心将会高于浮力的作用点,在浮力和重力的作用下,浮力秤容易歪斜。b、设被测物体的质量为m,瓶身浸入的深度增加值为h,根据阿基米德原理和物体的漂浮条件得出h与m的关系式,进而判断刻度是否均匀;c、根据上面得出的h与m的关系式求出刻度1cm、2cm、3cm、4cm对应的质量即可。【解答】解:a、石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力,所以浮力秤的重心较低,并低于浮力的作用点,如右图所示,当浮力等于重力时,浮力秤将竖直漂浮在水中。如果没有石块,整套装置的重心将会高于浮力的作用点,在浮力和重力的作用下,浮力秤容易歪斜,难以竖直漂浮在水中。所以石块的作用是可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中。b、设被测物体的质量为m,饮料瓶圆柱状部分的半径为r,在浮力秤中放入被测物体后,瓶身浸入的深度增加值为h,则:浮秤再次漂浮时,增大的浮力等于增大的重力:△F浮=G,即:ρ水gπr2h=mg,可得:h=,∵ρ水、π、r为定值,∴h与m成正比,即该测量的刻度或量程是均匀的 c、∵h=,∴m=ρ水πr2h,其中ρ水=1.0×103kg/m3,r==4.0cm,h1=1cm,h2=2cm,h3=3cm,h4=4cm,代入以上数据,可得对应1、2、3、4各刻度线的质量值应标记为50g、100g、150g、200g.如下如所示:【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体漂浮条件的掌握和运用,能找出h与m的关系式是本题的关键;此题涉及到的知识点较多,综合性较强,而且有一定的难度,属于难题。 38.【分析】(1)利用圆柱体的重力和测力计的示数可以表示出圆柱体浸入液体中受到的浮力;同时用阿基米德原理表示出其在同一种液体中受到的浮力,两个浮力相等,即可得到物体的重力和体积的关系式。从此入手可以求出圆柱体的重力和体积。进而利用阿基米德原理结合第三种液体的密度圆柱体在其中受到的浮力,从而可以求出此时测力计的示数。(2)根据阿基米德原理可以确定在排开液体体积不变的情况下,物体受到的浮力与所在液体的密度的关系,进而确定图象。(3)当圆柱体没有浸入液体中时,此时测力计的指针对应的位置为改制成的密度计的零刻度值。由此即可确定其零刻度的位置。密度计的分度值是由测力计的分度值来决定的,即当物体受到的浮力 变化为测力计的分度值(0.5N)时,求出圆柱体所在的液体的液体密度的变化值即为分度值。(4)利用表2中的数据,结合圆柱体的重力和体积,利用阿基米德原理求出所在液体的密度;然后利用圆柱体浸入某一深度时受到的浮力,利用阿基米德原理求出此时圆柱体排开的液体体积,再利用柱体的体积计算公式求出其横截面积。(5)测力计的示数为零,说明此时物体受到的浮力与重力相等,即,物体处于漂浮或悬浮状态。由此即可确定物体的密度与所在液体密度的大小关系。(6)在第四问中已解决。(7)将测力计的示数表示出来即可。【解答】解:(1)设圆柱体的体积为V,受到的重力为G。圆柱体在第一种液体中受到的浮力:F1=G﹣7.5N,可以用阿基米德原理表示为:F1=ρ1gV,两者联立得:G﹣7.5N=ρ1gV ①,圆柱体浸没在第二种液体中时,同理可得:G﹣4.5N=ρ2gV ②将表1中的液体密度代入得:G﹣7.5N=1.2×103kg/m3×10N/kg×V ③G﹣4.5N=1.8×103kg/m3×10N/kg×V ④解得:G=13.5N,V=5×10﹣4m3。当物体浸没在第三种液体中时,圆柱体受到的浮力:F3=ρ3gV=2×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=10N。此时测力计的示数为:F=G﹣F3=13.5N﹣10N=3.5N。在表格2中,当圆柱体的下表面据液面的距离为零时,此时物体不受浮力,此时测力计的示数等于物体的重力为13.5N。在表格2中,当圆柱体的下表面据液面的距离从0.5m开始,圆柱体浸没入液体中,所以其在为0.7m时所受的浮力与在0.5m时相同,故测力计的示数不变仍为7.5N.7。(2)在物体排开液体的体积不变时,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力与所在液体的密度成正比,而浮力越大,弹簧测力计的示数F就越小,且过原点。故其图象应该选A。(3)当圆柱体没有进入液体中时,此时测力计的指针对应的刻度是改制成的密度计的零刻度。由于圆柱体没有浸入液体中,所以其不受浮力,此时圆柱体对测力计的拉力就等于圆柱体的重力,故为13.5N,所以测力计上刻度为13.5N对应的位置为密度计的零刻度值。答案如图所示。测力计上的最小刻度值对应着改制成的密度计的分度值。由于圆柱体浸没在液体中,所以其排开的液体的体积不变,其受到的浮力变化是由液体的密度变化引起的。由此可以确定当浮力变化值最小为0.5N(测力计的分度值)时对应的是液体密度的变化的最小值,即分度值。即:0.5N=ρ分gV=ρ分×10N/kg×5×10﹣4m3,解得:ρ分=100kg/m3。(4)根据表2中的数据可知,当液面到金属块底部距离h为0.5米时,随着h的增大,测力计的示数为7.5N不再变化,所以此时的圆柱体已经浸没如液体中,即V排=V。浸没时圆柱体受到的浮力:F=G﹣7.5N=13.5N﹣7.5N=6N,再结合圆柱体的体积V=5×10﹣4m3。利用阿基米德原理可以求出液体的密度:ρ===1.2×103kg/m3;当圆柱体第一次浸入液体中,液面到金属块底部距离h=0.2米时,受到的浮力为:F′=G﹣11.1N=13.5N﹣11.1N=2.4N。此时物体排开液体体积为:V′===2×10﹣4m3,结合圆柱体浸入液体中的深度h=0.2m,由此可以求得圆柱体的横截面积:S===1×10﹣3m2。(5)根据圆柱体的重力和体积可以求得圆柱体的密度:ρ===2.7×103kg/m3;当液体密度为3.0×103×kg/m3时,此时圆柱体的密度小于所在液体的密度,所以圆柱体处于漂浮状态,故测力计的示数为零。(6)在第四问中求得液体密度为:1.2×103kg/m3;(7)根据阿基米德原理可以得到物体受到的浮力与物体浸入液体中体积的关系:F浮=ρgV排,测力计的示数F拉=G﹣F浮=G﹣ρgV排=13.5N﹣1.2×103kg/m3×10N/kg×V排(V排<5×10﹣4m3)故答案为:(1)3.5;13.5;7.5;(2)A;(3)图见上图;100kg/m3;(4)1×10﹣3m2.(5)圆柱体的密度小于所在液体的密度,所以圆柱体处于漂浮状态;(6)1.2×103kg/m3;(7)F拉=13.5N﹣1.2×103kg/m3×10N/kg×V排(V排<5×10﹣4m3)【点评】此题的综合性非常强,主要针对浮力的计算进行了考查。其中对于阿基米德原理进行了反复考查。将表格中的数据与操作过程对应起来是此题的难点 39.【分析】由(1)和(2)的两次读数之差得出玻璃瓶排开水的体积;求出了玻璃瓶排开水的体积,利用阿基米德原理求玻璃瓶受到水的浮力,根据漂浮条件求玻璃瓶重,再利用重力公式求玻璃瓶的质量;由(3)可的玻璃瓶的体积,再利用密度公式求玻璃的密度。【解答】解:根据题意,玻璃瓶漂浮,V排=80cm3﹣50cm3=30cm3,∵F浮=G,G=mg,∴ρ水gv排=mg,∴玻璃瓶的质量:m=ρ水v排=1g/cm3×30cm3=30g;玻璃瓶下沉,玻璃瓶的体积:v=62cm3﹣50cm3=12cm3,玻璃的密度:ρ玻===2.5×103kg/m3。故答案为:30cm3,2.5×103kg/m3【点评】本题考查了学生对量筒的使用、物体的漂浮条件的掌握和运用,能读出两个体积(排开水的体积、玻璃瓶的体积)是本题的关键。 40.【分析】(1)同一块蜡烛放在水中和食用油中,自重相同。因蜡烛的密度小于水的密度、蜡烛受到水的浮力大于自重而上浮;因蜡烛的密度大于食用油的密度、蜡烛受到食用油的浮力小于自重而下沉;据此分析判断。(2)食用油不溶于水、食用油的密度小于水的密度,据此判断会发生的现象;将蜡烛投入食用油和水的杯内,开始要下沉,浸入水中一部分后,蜡烛受到水的浮力加上食用油的浮力等于蜡烛重而悬浮在食用油和水之间。【解答】解:(1)将蜡烛浸没在水中,蜡烛受到的浮力:F浮=ρ水v排g=ρ水vg,蜡烛重:G=ρ蜡vg,∵ρ水>ρ蜡,∴F浮>G,蜡烛在水中将上浮;将蜡烛浸没在食用油中,蜡烛受到的浮力:F浮′=ρ油v排g=ρ水vg,∵ρ油<ρ蜡,∴F浮′<G,蜡烛在食用油中将下沉;可见,蜡烛的浮与沉与液体的密度有关。(2)我们知道食用油不溶于水,又因为食用油的密度小于水的密度,所以将食用油沿着杯壁缓缓倒入盛有水的玻璃杯内时,食用油在上、水在下,不混合;将蜡烛投入食用油和水的杯内,开始要下沉,浸入水中一部分后,蜡烛受到水的浮力加上食用油的浮力等于蜡烛重而悬浮在食用油和水之间。故答案为:(1)液体的种类;(2)食用油在上、水在下,不混合;蜡烛位于食用油与水之间。【点评】本题考查了学生对物体的浮沉条件的掌握和运用,灵活根据物体密度与液体的密度关系判断物体的浮与沉是本题的关键。
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