物理第十章浮力测试试题含答案
一、选择题
1.如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球1、2、3 分别放入两个容器中,放入小球后两个容器中的液面高度相同,且 1、3 两球排开液体体积相同,2 球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉。则下列选项正确的是()
A.1、3 两球所受的浮力相等
B.甲液体比乙液体对容器底的压强大
C.三个小球中密度最小的是 2 球
D.把 1、3 两球对调,1 球在乙液体中不会下沉
2.如图所示,密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n倍。若水的密度为ρ,则棒的密度为()
A.
1
1
n
ρ
+
B.
1
n
n
ρ
+
C.2
1
(1)
n
ρ
+
D.
2
2
(1)
n
n
ρ
+
3.自然界的许多小动物为了适应生存环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位。对此,以下从物理学的角度给出的解释中错误的是()
A.鱼类主要是靠鳔的调节作用从而改变自身重力来实现下沉和上浮的
B.蚊子细尖的口器,可以增大压强,易于刺穿皮肤吸取人和动物内的血液
C.泥螺体表有一层滑黏的液体,可减小摩擦以利于钻入泥洞
D.壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,从而利用大气压使其在天花板上也不会掉下来
4.如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉.则()
A.用力捏大瓶,小瓶不能实现悬浮
B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变大
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
5.一个重20N的金属块,在盛水的容器中静止,用弹簧测力计去拉金属块,如图所示,弹簧测力计的示数为4N,那么此时金属块受到的浮力是()
A.20N B.16N C.4N D.条件不足,无法判断
6.水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯,装满不同密度的液体。现将小球A分别放入两溢水杯中,小球静止时的情景和溢出的液体如图所示,从甲杯中溢出的液体所受重力为G甲 =0.9N,从乙杯中溢出的液体所受重力为G乙=0.8N,小球在甲杯中所受的浮力为F甲,在乙杯中所受的浮力为F乙。则下列说法中正确的是()
A.因为A在乙杯中排开的液体体积较大,所以有F乙>F甲
B.A的重力为0.9N,它在乙杯中受到浮力为0.8N
C.液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
D.甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力
7.边长为4cm、密度为2×103kg/m3的立方体橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底。当把它捏成一只小船时,便能漂浮在水面上。以下计算结果正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3)()
A.橡皮泥块浸没时排开水的重力是0.64N
B.橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28 N
C.橡皮泥小船漂浮时排开水的重力是0.64N
D.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.64 N
8.小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示(玻璃瓶口开着并倒置),玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2,此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm,饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm,下列说法中正确的是()(不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力,g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
①用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中h1减小、h2不变;
②用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中h1不变、h2增大;
③空玻璃瓶的质量为3g;
④空玻璃瓶的质量为13g。
A.①③B.②③C.①④D.②④
9.如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1000Pa;如图乙所示,用细线拴一实心铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了
460Pa。容器的底面积为100cm2,ρ铝=2.7g/cm3,g取10N/kg。下列判断正确的是()
①铝块浸没在液体中时所受浮力是1.6N
②铝块的体积是100cm3
③铝块沉底时对容器底部的压力小于4.6N
④液体的密度是0.8g/cm3
A.只有①③④正确B.只有①②④正确C.只有①③正确D.只有②③正确10.水平台秤上放置一个装有适量水的薄壁烧杯,已知烧杯的重力为2N,底面积为2
1000cm的实心正方体200cm,此时台秤的示数为1.6kg。现将一个质量为3kg、体积为3
A用细绳系着浸入烧杯的水中(水未溢出)如图所示,此时台秤示数变为2.4kg。若从图示状态开始,将容器中的水缓慢抽出,当细绳刚好拉断时,立即停止抽水。已知细绳承受的最大拉力为27N,不计细绳体积和质量,下列说法错误的是()
A .台秤示数变为2.4kg 时,水的深度为11cm
B .绳断时,抽出水的体积为3500cm
C .A 再次静止后,水对烧杯底的压强为900Pa
D .A 再次静止后,A 对烧杯底的压强为2000Pa
二、填空题
11.一艘轮船的排水量是8000吨,它装满货物在长江中航行时,受到的浮力是______N (g =10N/kg )。船从长江驶入大海时,它将______一些。(选填“上浮、下沉”) 12.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体.将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球浸没,溢出酒精的质量是40g :将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有
1
11
的体积露出液面,且溢出液体的质量是50g ,己知3
3
0.810kg/m ρ=?酒精,则小球的质量是__________g ,液体的密度是__________3kg/m 。
13.如图所示,水平面上有一个底面积为2200cm ,足够高的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为2kg 的水.现将一个质量分布均匀,体积为3500cm 的物体A (不吸水)放入容器
中,物体A 漂浮在水面上,物体A 浸入水中的体积为总体积的
2
5
,再在物体A 的上方放一个物体B ,使A 恰好浸没于水中(B 未浸入水中),则物体B 的质量为______g ,物
体A 刚好浸没时所受到的浮力为______N ,此时容器底部受到水的压强为______Pa 。
14.甲、乙是两个质量相等的空心球,它们的空心部分体积完全相同,甲球恰好能在水中
悬浮,33310kg/m ρ?甲=,33
210kg/m ρ=?乙,则甲、乙两球的体积之比为____.当把
乙球放入水中时,乙球露出水面的体积占乙球体积的____.
15.如图所示的容器,放置在水平桌面上,两侧容器口齐平,底部相互连通,容器高
22cm ,容器质量600g ,里面装有16cm 深的水,容器左侧底面积为2100cm ,容器右侧
底面积为250cm .木块A 的重力为8N ,底面积为250cm ,高20cm ,木块A 中央固定一轻质弹簧.若用手拿着弹簧末端从木块A 的底面刚好与水面接触开始向下移动4cm ,此时木块所受浮力大小为______N .若用手拿着弹簧末端从木块A 的底面刚好与水面接触开始
向下移动,直至弹簧末端的B点向下移动了38cm,则此时容器对桌面的压力为
_____N.(不计连接部分水的体积、弹簧的体积及质量,弹簧每变化2cm,所产生的弹力变化1N,全过程均在弹簧弹性范围内).
16.如图所示,将边长为0.1米的正方体物块A用细线悬挂着浸没于水中后,容器内水深变为0.2米,此时物块A受到的浮力大小为_____牛,方向_____.已知物块A上下两个表面中,一个表面受到水的压力为14.7牛,则另一个表面受到水的压力_____是4.9牛(选填“可能”或“一定”)
17.2019年5月16日退役的海军遵义号驱逐舰(简称“遵义舰”)将落户遵义市余庆县,并作为国防教育基地对外开放。“遵义舰”满载时的排水量(排开水的质量)为3670t,则“遵义舰”满载时所受浮力的大小为______N;当“遵义舰”从海洋驶入长江时,它将______(选填“上浮”或“下沉”)一些。(g=10N/kg)
18.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,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受浮力分别为F A、F B。则ρ甲______ρ乙,p甲______p乙,F A______F B。(均选填“>”“<”或“=”)
19.质量相等的甲、乙两个实心球,它们的密度之比为3:1。若将甲乙都放入水中,静止时它们受到的浮力之比为2:5,则甲、乙两球的体积之比是______;乙球静止时处于
______(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”);甲球的密度是______kg/m3。
20.在容积为100mL的杯中先放入一个小球,再倒入32g的酒精或43g的水都恰能将杯装满。倒入酒精时小球沉在杯底,倒入水时小球的状态是_____(选填"沉底”、“悬浮"或
“漂浮")。小球的密度为______kg/m3(ρ酒精=0.8g/cm3) .
三、实验题
21.刚刚学习完有关浮力的知识,小将同学通过网络解到“远征号”潜水艇在东海执行任务时是潜行在海水中,执行完任务回到长江后又会浮出水面,小将同学想:潜水艇的下潜和上浮应满足什么条件呢?于是,他找来如图1所示器材,进行了如下探究:
(1)探究物体上浮的条件:
A.在量筒中注入适量水,读出量筒中水的体积V1;
B.将适量小螺丝钉放入塑料瓶中,旋紧瓶盖,放入水中,使塑料瓶能够漂浮在水面上,读出此时水面刻度V2;
C.取出塑料瓶,擦干净水,用弹簧测力计测出塑料瓶和小螺丝钉的总重力G;
D.根据______原理可求得塑料瓶受到的浮力F浮=______(用已知的物理量和直接测量的物理量表示);
E.分析比较______的大小关系即可得出物体上浮的条件;
(2)探究物体下沉的条件
A.取出塑料瓶,向塑料瓶中继续添加小螺丝钉,直至旋紧瓶盖放入水中后,可观察到塑料瓶下沉;
B.取出塑料瓶,用抹布擦干净水,将其挂在弹簧测力计下,如图2(a)所示,测出其重力G 为______N;
C.将塑料瓶浸没水中,此时弹簧测力计的示数如图2(b)所示,则塑料瓶受到的浮力F浮为______N;
D.分析比较数据可得出物体下沉的条件是______。
探究讨论:①小塑料瓶本身就能浮在水面,而小明在探究物体上浮条件时,却向塑料瓶中放入了适量的小螺丝钉,他这样做的好处是______;
②小将在探究物体上浮的条件时存在的问题是______。
22.某物理社团在探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验:
(1)物体所受重力为________ N;
(2)物体浸没在水中受到的浮力________ N;
(3)通过比较B、C、D三幅图,物理社团得出:浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论,对此结论你认为是________(“正确”或“错误”)的,理由是________;
(4)根据已有条件,请你求出E图中弹簧秤的示数是________ N(g取10N/kg,ρ酒精
=0.8×103kg/m3)
23.在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,主要实验步骤如下:
a.将一个物体悬挂在弹簧测力计下,按如图甲所示组装器材;
b.向空烧杯中缓慢注入清水,直到没过物体一段距离(烧杯未加满水),如图乙中①-⑤所示,待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1-F5;
c.如图乙中⑥所示,再向烧杯中加入适量盐并轻轻搅拌,直至弹簧测力计示数稳定后读数为F6。
(1)图乙中________(选填①-⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,物体排开液体的体积越大,所受浮力越________;
(2)图乙中________(选填①-⑥序号)可以探究浮力的大小跟物体浸没深度的关系,得出结论是浮力的大小跟物体浸没的深度________(选填“有关”或“无关”);
=________kg/m3,由实验可(3)由图知物体受重力是________N,图乙⑥中盐水密度:盐水
知,物体排开液体体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越________。
24.如图所示是小芳“探究阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)小芳用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力,如图甲、乙所示,桶A重
_______N,桶B重1.6N;
(2)将空桶A轻轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示,则空桶A 受到的浮力为_______N;
(3)测出桶B和溢出水的总重力3.6N,丁所示,则桶A排开的水的重力为_______N;(4)接着,小芳往桶A中加入沙子进行实验,得到的四组数据如下表所示,其中有明显错误的是第_______次,实验中,随着加入沙子增多,桶A浸入水中就越_______(选填“深”或“浅”);
(5)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于该物体_______;
(6)小芳进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A 浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体密度的表达式为_______。(用题中所给和所测物理量的字母表示)
25.在《物体的浮与沉》学习中知道若物体浸没在液体中,处于静止状态,则称为悬浮。不少同学认为只要是平衡状态下也可以称为悬浮状态,大林同学提出如果在水中做匀速直线运动的物体会受到液体阻力的作用不可称为悬浮状态,为此全班同学展开了激烈的讨论,最后认为若做匀速直线运动不能算悬浮状态,同时提出物体在液体中所受阻力的大小与什么因素有关。同学们上网查询资料了解到同一物体在同一液体中所受阻力与物体的迎流面积(形状)和物体运动速度有关。为了探究在液体中物体所受阻力的大小的影响因素,同学们借助自制潜水艇进行了下列探究。
(1)让自制潜水艇在水中处于悬浮状态如图A,然后再其底部放置一些体积相同质量忽略不计的泡沫小球(如图B),通过不断调整发现自左向右在底部依次黏贴1个、4个、9个泡沫球,然后使其从水底部浮起,当上浮一段时间进入指定竖直砖墙的区域时,用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录潜水艇的运动过程,如图C是其中一段的示意图。对于在底部黏贴泡沫小球而不是其它地方黏贴的目的是_________;
对于图中的这段运动过程,三次潜水艇上浮运动的速度之比是____,他们受到的液体阻力之比是______,由此可以得出的实验结论是:同一物体在同一液体中,当物体的迎流面积(形状)相同时,_______________。
(2)为了研究“阻力与迎流面积(形状)的关系”,同学们提出改变迎流面积(形状),利用如图D所示的潜水艇由水底同时浮出,比较潜水艇浮出水面的先后顺序即可比较所受阻力的大小,这样的方案________(“可行”或“不可行”)。
(3)在一次实际的操作中,某同学让自制潜水艇以5cm/s的速度匀速直线下潜,至杯底后,潜水艇排出100cm3的水,该潜水艇以5cm/s的速度匀速直线上浮,潜水艇的外壳及体积不发生改变,试求该潜水艇在水中匀速上升时受到的阻力约为(___________)
A.1N B.0.5N C.0.25N D.0N
四、作图题
26.如图所示,静止在水面上的小球重10N,请在图中画出浮力的示意图.
(_____)
27.如图所示,重1N的小球漂浮在水面上,请画出小球所受浮力的示意图。
(_____)
28.潜艇正在从水下上浮,作出潜艇受到浮力和重力的示意图。
五、计算题
29.如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重5N,底面积100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没水中,容器内水面由12cm上升到20cm。求:
(1)物块的密度;
(2)物块受到的浮力;
(3)物块浸没水中后,容器对桌面的压强。
30.如图甲所示,有两个质量分布均匀、不吸水的实心长方体A 和B ,已知:m A =600g ,S A =100cm 2,h A =10cm ,S B =50cm 2,h B =4cm ,B 的密度大于水,B 的质量为m x 克(m x 取值不确定),A 、B 表面的中央用一根长为L =5cm 的细线连接。如图乙所示,现将它们放入一个置于水平地面上的足够高的薄壁柱型容器中央处,容器底面积S 容=300cm 2,细线的质量、体积等次要因素都忽略不计,且全程未被拉断,ρ水=1.0×103kg/m 3,g =10N/kg 。 (1)求长方体A 的重力;
(2)小红同学沿容器壁缓慢加水,当加水质量为m 1=700g 时,求水对容器底的压强p 1; (3)在小红同学加水的过程中,细线拉力从0开始逐渐增大,当细线的拉力刚好不再变化时,求此时水对容器底的压强p 2与m x 的函数关系式。
31.小明每天测量同一个鸡蛋的质量,再把鸡蛋放入水中,观察它的浮沉情况后,取出放好。下表是他记录的部分数据及现象。(鸡蛋的体积保持不变,g =10N/kg ,
331.010kg/m ρ=?水)
第1天
第8天 第29天 第57天 第58天 第70天 质量m /g 66.8 66.2
64.4
62.0
61.9
60.8
鸡蛋 在水 中的 位置
沉底
沉底 沉底 悬浮 漂浮
漂浮
(1)求第57天鸡蛋所受浮力及鸡蛋的体积。
(2)比较第1天和第70天鸡蛋受到浮力的大小。写出判断依据。 (3)根据表格的现象你如何判断存放时间的长短?
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一、选择题 1.B 解析:B 【详解】
A .由图可知,2 球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉,则
2ρρ甲=,>ρρ甲乙
1、3 两球排开液体体积相同,由
F gV ρ=浮液排
可知1球在甲液体中所受浮力大于3球在乙液体中所受的浮力,故A 项错误; B .两容器中的液体深度相同,又因为
>ρρ甲乙
所以对容器底部的压强关系
p p 甲乙>
故B 项正确;
C .1球在甲液体中漂浮,2球在甲液体中悬浮,所以有
1=ρρρ>甲2
3球在乙液体中漂浮,2球在乙液体中沉底所以有
2ρρρ>>乙3
所以三个小球中密度最大的是2球,故C 项错误;
D .因为21ρρ>,2ρρ>乙,而1ρ与ρ乙的关系不能确定,把 1、3 两球对调,1 球在乙液体的沉浮情况不能确定,故D 项错误。 故选B 。
2.C
解析:C 【详解】
设棒的横截面积为S ,水中的棒长度为L ,则露出的长度为nL ,整个棒的长度为(n +1)L ,由=
m
V
ρ可得,棒的质量 m 棒=ρ棒V 棒=ρ棒S (n +1)L
棒的重力
G 棒=m 棒g =ρ棒S (n +1)L g
棒受到的浮力
F 浮=ρgV 排=ρgSL
如图,是棒所受重力和浮力的示意图,其中点A 为重力的作用点,为棒的几何中心位置,CE 为重力的力臂;其中点B 为浮力的作用点,是浸在水中部分的几何中心位置,CD 为浮力的力臂。
由相似三角形对应边成比例可得
()12+12
n L
CE CA
n L CD CB
+===
以C 为支点,由杠杆的平衡条件可得
G 棒×CE =F 浮×CD
即
ρ棒S (n +1)L g ×CE =ρgSL ×CD
则
()2
1111=
1111(1)
CD CD CE n CE n n n n ρρρρρ=?=?=+++++棒 故选C 。
3.A
解析:A 【分析】
利用物体的浮沉条件来分析鱼类上浮下沉的原因;增大压强方法有:增大压力或减小受力面积;减小摩擦的方法有:减小接触面的压力或减小接触面的粗糙程度;吸盘能吸紧在物体上,是由于受到大气压的作用。 【详解】
A .鱼鳔中充满的是气体,它是利用鱼鳔的充气或放气来改变自身的体积进而改变浮力从而来实现下沉和上浮的,故A 错误,符合题意;
B .蚊子细尖的口器,可以通过减小受力面积,从而增大压强,那么便易于刺穿皮肤吸取人和动物内的血液,故B 正确,不符合题意;
C .泥螺体表有一层滑黏的液体,可以减小接触面的粗糙程度,从而减小摩擦,利于钻入泥洞,故C 正确,不符合题意;
D .壁虎脚掌上的吸盘,可以将吸盘与天花板之间的气体排出,而在吸盘外侧的大气压作用下紧贴在天花板上,不会掉下来,故D 正确,不符合题意。 故选A 。
4.B
解析:B 【详解】
AB .将装有适量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,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,小瓶内气体密度会变大,这时小玻璃瓶里进入一些水,瓶内水的质量增加,重力大于浮力时,小玻璃瓶下沉,当用力大小合适时,小玻璃瓶会悬浮,故A 错误,B 正确; C .盖上小瓶盖后,用力捏大瓶,水不会进入小瓶内,小瓶的总重力不会改变,故小瓶不会下沉,所以C 错误;
D .打开大瓶瓶盖,捏大瓶时不会增加瓶内空气的压强,水不会进入小瓶中,故小瓶不会下沉,所以D 错误.
5.D
解析:D 【详解】
读图可知,金属块受到竖直向下的重力,而此时金属块是否被拉起、运动状态如何都不确定,因此,金属块除受浮力、拉力外,还可能受到底面的支持力的作用,因此,条件不足,无法判断。故ABC 不符合题意,D 符合题意。 故选D 。
6.B
解析:B 【详解】
AB .由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,G 甲>G 乙,因此F 甲> F 乙,又因为甲中A 漂浮,浮力等于重力为0.9N ,乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N ,故A 错误,B 正确;
C .由图像可知甲中A 漂浮,A ρρ甲>,乙中A 沉底,A ρρ乙<,因此ρρ甲乙>,由
p gh ρ=可知深度相同时,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故C 错误;
D .甲杯对桌面的压力为
A =F G G G ++甲杯液甲
乙杯对桌面的压力
A =F G G G ++乙杯液乙
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,同时甲的密度大于乙的密度,由
G mg Vg ρ==
可知
G G 液甲液乙>
因此可得
F F 甲乙>
故D 错误。
故选B 。
7.A
解析:A 【详解】
AB .立方体橡皮泥的体积
V =4cm×4cm×4cm=64cm 3=6.4×10-5m 3
橡皮泥的质量
m =ρV =2×103kg/m 3×6.4×10-5m 3=0.128kg
橡皮泥块浸没在水中时排开水的体积
V 排=V =6.4×10-5m 3
受到水的浮力
F 浮=ρ水V 排g =1×103kg/m 3×6.4×10-5m 3×10N/kg=0.64N
根据阿基米德原理可知:橡皮泥块浸没时排开水的重力等于浸没在水中时受到的浮力,即橡皮泥块浸没时排开水的重力为0.64N ,故A 正确,B 错误; C .橡皮泥的重力
G =mg =0.128kg×10N/kg=1.28N
因橡皮泥小船漂浮,所以橡皮泥小船受到的浮力
1.28N F G '==浮
根据阿基米德原理可知:橡皮泥小船漂浮时受到的浮力等于橡皮泥小船漂浮时排开水的重力,即橡皮泥小船漂浮时排开水的重力为1.28N ,故CD 错误。 故选A 。
8.B
解析:B 【详解】
①②用力挤压饮料瓶,瓶内气体的体积减小,气压变大,会把水压入小玻璃瓶,瓶中的空气会压缩,这时浮沉子里进入一些水,浮沉子所受重力大于它受到的浮力,那么会下沉,h 2增大,最终还是漂浮;开始时,它受到的浮力等于内部水的重力和玻璃瓶自身的重力,即
gV gV m g ρρ=+瓶水水水排
整理可得
()221g -Sh gS h h m g ρρ=+瓶水水
化简可得
()221-Sh h h S m ρρ=+瓶水水
解得1m Sh ρ=瓶水;挤压后,它受到的浮力变大,内部水的重力变大,它受到的浮力还是等于内部水的重力和玻璃瓶自身的重力,即
''
gV gV m g ρρ=+瓶水水水排
整理可得
()()'221-gS h h gS h h h m g ρρ+?=+?+瓶水水
化简可得'
1m Sh ρ=瓶水;综上所述可知'
11h h =,那么水进入玻璃瓶,h 1不变;①错误,②
正确;
③④瓶和水都漂浮,浮力等于重力,即
F G G =+瓶浮水
gV gV m g ρρ=+瓶水水水排
整理可得
()221-gSh gS h h m g ρρ=+瓶水水
代入数值计算可得3g m =瓶;③正确,④错误。 故选B 。
9.A
解析:A 【详解】 (1)由F
p S
=
可得,图乙比图甲中对桌面增加的压力 -42180Pa?100?10m =0.8N F p S ?==
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且铝球受到的浮力和铝球对水的压力是一对相互作用力,所以,对桌面增加的压力
1F G ?=排
由阿基米德原理可知,铝球受到的浮力
0.8N F G ==浮排
由浮排F gV ρ=
可知,铝球浸没时受到的浮力
2=2?0.8N=1.6N F F '=浮浮
故①正确;
(2)将细线剪断,铝块沉到容器底部,图丙比图甲中对桌面增加的压强
1280Pa+460Pa=540Pa p p p ?=?+?=
图丙比图甲中对桌面增加的压力
-422=540Pa?100?10m =5.4N F pS ?=?
铝块的重力
2=5.4N G F =?铝
由G mg =可得,铝球的质量
5.4N
=0.54kg=540g 10N/kg
G m g =
=铝铝
由m
V
ρ=
可得,铝球的体积 3
3
540g =200cm 2.7g/cm m V ρ=
=
铝
铝铝
故②错误;
铝块沉底时对容器底部的压力
=5.4N-1.6N=3.8N<4.6N F G F =-'浮铝铝
故③正确;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由浮排F gV ρ=可得,液体的密
度
333
-63
1.6N ==0.8?10kg/m =0.8g/cm 10N/kg?200?10m F F gV gV ρ''=
=浮浮液排铝 故④正确。
综上可知,A 正确、BCD 错误。 故选A 。 【点评】
本题考查了压强定义式和阿基米德原理、密度公式、重力公式的综合应用,正确的判断和理解容器对桌面压力的增加量是关键。
10.D
解析:D 【详解】
A .台秤示数变为2.4kg 时
10=2.4kg-1.6kg=0.8kg m m m =-排
杯子的质量
2N
=0.2kg 10N/kg
G m g =
=杯杯 杯子中水的质量
0=1.6kg-0.2kg=1.4kg m m m =-水杯
水对杯底的压力
()(0.8kg+1.4kg)?10N/kg=22N F m m g =+=排水
水对容器底压强
3-2222N =1.1?10Pa 2?10m
F p S =
=水 水的高度
3331.1?10Pa
==0.11m=11cm 1.0?10kg/m ?10N/kg
h p g ρ=水水水
故A 正确,故A 不符合题意;
B .绳断时,绳子的拉力为27N ,则受到浮力为
=-=3kg?10N/kg-27N=3N G F G F mg F ==-浮排拉拉
13N
=0.3kg 10N/kg
G m g =
=排排 1=0.8kg-0.3kg=0.5kg m m m =-抽排排
-333
33
0.5kg =0.5?10m =500cm 1.0?10kg/m m V ρ=
=
抽
抽水
故B 正确,故B 不符合题意;
C .A 得体积为1000cm 3,则A 的边长为10cm ,底面积为100cm 2 容器中水的体积为
3
3
1400g =
=1400cm 1g/cm m V ρ=
水
水水
容器中抽出后剩余水的体积为
333-=1400cm -500cm 900cm V V V ==剩水抽
物体A 的密度比水的密度大,底部与水完全接触,水的深度为
3
122
A 900cm ==9cm -200cm -100cm
V h S S =剩
底 此时水对容器底的压强为
3311=1.0?10kg/m ?10N/kg?0.09m=900Pa gh p ρ=水
故C 正确,故C 不符合题意; D .A 再次静止后,排开液体的体积为
23A 1A =100cm ?9cm=900cm V S h =排
A 再次静止后受到的浮力
33-43A A =1.0?10kg/m ?10N/kg?9?10m =9N F gV ρ=浮水排
A 再次静止后对杯底的压力
A A -=30N-9N=21N F G F =浮
此时A 对杯底的压强为
A -22
A 21N =2100Pa 1?10m F p S =
= 故D 错误,故D 符合题意,故选D 。 故选D 。
二、填空题
11.8×107 上浮
【详解】
[1]这艘轮船的排水量 m 排=8000t=8×106kg
由阿基米德原理可得,它装满货物在长江中航行时所受浮力为 F 浮=G 排=m 排g=8×106kg×10N
解析:8×107 上浮 【详解】
[1]这艘轮船的排水量
m 排=8000t=8×106kg
由阿基米德原理可得,它装满货物在长江中航行时所受浮力为
F 浮=
G 排=m 排g =8×106kg×10N/k g =8×107N
[2]因为轮船始终漂浮,则
F 浮=
G 船
且船的重力不变,所以,轮船由长江驶入大海后,受到的浮力不变,又因为F 浮=ρ液gV 排,且海水的密度大于江水的密度,即液体的密度变大,所以,轮船排开海水的体积变小,则船身将上浮一些。
12.【详解】
[1]由题意可知,小球漂浮,受到的浮力大小等于重力,根据阿基米德原理可知,排开液体的重力大小等于浮力,即等于小球的重力,所以小球的质量是50g 。
[2]由题意可知,溢出的酒精体积大小等于 解析:31.110?
【详解】
[1]由题意可知,小球漂浮,受到的浮力大小等于重力,根据阿基米德原理可知,排开液体的重力大小等于浮力,即等于小球的重力,所以小球的质量是50g 。 [2]由题意可知,溢出的酒精体积大小等于小球的体积,那么
-53
33
0.04kg 510m 0.810kg/m
m V V ρ==
=
=??酒精
小球酒精酒精
当小球放在乙溢水杯中时,排开液体的体积
-53111-1-510m 1111V V ????
==?? ? ?????
小球排液
根据阿基米德原理可知
F gV
G m g ρ===浮液液液排液
解得液体的密度3
3
1.110kg/m ρ=?液。
13.300; 5; 1250。 【分析】
本题考查阿基米德原理及理解、物体的浮沉条件、液体压强的相关计算、浮力的相关计算。 【详解】
[1]将物体放入水中时,物体漂浮,物体浸入水中的
解析:300; 5; 1250。 【分析】
本题考查阿基米德原理及理解、物体的浮沉条件、液体压强的相关计算、浮力的相关计算。 【详解】
[1]将物体A 放入水中时,物体A 漂浮,物体A 浸入水中的体积为总体积的
2
5
,则 A A 2
5
F gV
G ρ=?
=浮A水; 再将B 放在A 物体上面,物体A 刚好完全浸没,但整体仍然漂浮,则
A B A AB gV G F G ρ==+浮水;
所以,
3363B A 33
1.010kg/m 10N/kg 50010m 3N 55
G gV ρ-=?=?????=水,
则
B B 3N
0.3kg 300g 10N/kg
G m g =
===; [2]物体A 浸没时,物体A 受到的浮力
3363A 1.010kg/m 10N/kg 50010m 5N F gV ρ-==????=浮水;
[3]容器中原来的水的质量为2kg ,由m
V
ρ=
得水的体积 3333
2kg
210m 1.010kg/m
m
V ρ-=
=
=??水
, 由V Sh =可知,容器中水的初始深度
33
142
210m 0.1m 20010m V h S --?===?容,
当A 完全浸入水中时,水面上升的高度
3
A 2
500cm 2.5cm 0.025m 200cm V h S ?====容,
所以当A 完全浸入水中时,容器底部受到水的压强
)()331( 1.010kg/m 10N/kg 0.025m 0.1m 1250Pa p gh g h h ρρ==?+=???+=水水。
【点睛】 较难题。分的原因是:
第一、二空:①未放置物体B 时,不会根据浮沉条件得出物体A 此时所受到的浮力与物体
A 的重力相等;
②放置物体B 后,不会根据浮沉条件得出物体A 此时所受到的浮力等于物体A 和B 的重力之和;③没有进行单位换算,或单位换算错误;
第三空:①对水槽模型类知识掌握不够全面,无法计算出容器中的水面上升的高度; ②在计算容器底部受到水的压强时,水的深度计算错误。
14.6:7 【详解】
[1]设两个球空心部分的体积为,已知甲乙两个球质量相等,由得:
把,代入,并化简得: ①
由于甲球在水中悬浮,所以重力与浮力相等: 即: 所以: ② 由①②解
解析:6:7 17
【详解】
[1]设两个球空心部分的体积为0V ,已知甲乙两个球质量相等,由m
V
ρ=
得: 00V V V V ρρ-=-甲甲乙乙()()
把33310kg/m ρ?甲=,33
210kg/m ρ=?乙代入,并化简得:
0032V V V V -=-甲乙()()①
由于甲球在水中悬浮,所以重力与浮力相等:
=F G 甲浮甲
即:
0g g V V V ρρ=-甲甲甲水()
所以:
03V V V =-甲甲()②
由①②解得:03
2V V =甲,074
V V =乙.所以甲、乙两球的体积之比为: