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2018年中考物理真題匯編精講 專題25 浮力(重點(diǎn))

專題25 浮力

一.選擇題(共17小題)

1.(2018·蘭州)在一支平底試管內(nèi)裝入適量鐵砂,先后放入裝有甲、乙兩種不同液體的燒杯里,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )

A.試管在甲液體中受到的浮力較大

B.試管在乙液體中受到的浮力較大

C.裝甲液體的燒杯底部所受液體壓強(qiáng)較大

D.裝乙液體的燒杯底部所受液體壓強(qiáng)較大

【分析】①漂浮在液體表面上的物體,受到的浮力等于物體的重力;

②液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān),已知兩種液體的深度相同,對(duì)容器底的壓強(qiáng)大小決定于液體的密度。

【解答】解:

A、B、由圖知:同一支試管,在兩種液體中都是漂浮的,所以受到的浮力都等于它的重力而相等。此兩選項(xiàng)均錯(cuò)誤;

C、D、由圖知:浮力相同時(shí),試管排開(kāi)甲液體的體積較大,由公式ρ=

知,所以甲液體的密度較??;已知兩種液體的深度相同,ρ<ρ,由公式p=ρgh知:甲液體對(duì)燒杯底部的壓強(qiáng)較小,乙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)較大。所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。

故選:D。

2.(2018·海南)如圖所示,兩只相同的氣球,分別充入氫氣和空氣,充氣后體積相同,放飛氣球時(shí)只有氫氣氣球升上空中。若它們?cè)诳諝庵惺艿降母×Ψ謩e為F和F,則下列說(shuō)法中正確的是( )

A.F>F B.F=F

C.F<F D.條件不足,無(wú)法比較

【分析】已知?dú)錃馇蚝涂諝馇虻捏w積相同,根據(jù)公式F空氣gV可求兩球所受浮力的大小情況。

【解答】解:氣球是“浸沒(méi)”在空氣中的,因?yàn)轶w積相同,所以排開(kāi)空氣的體積相同,根據(jù)公式F空氣gV可知,兩球所受浮力相同。

故選:B。

3.(2018·江西)如圖所示,在乙調(diào)好的天平的兩個(gè)托盤上放上兩個(gè)一模一樣裝滿水的桶,其中右桶上飄著一小木塊。關(guān)于天平會(huì)向哪邊傾斜的說(shuō)法中正確的是( )

A.天平不傾斜 B.向左盤傾斜 C.向右盤傾斜 D.無(wú)法判斷

【分析】根據(jù)阿基米德原理F=G和物體的浮沉條件分析解答。

【解答】解:木塊漂浮在水面上,浮力等于重力,即F=G;

根據(jù)阿基米德原理F=G,

所以G=G,即木塊的重力等于排開(kāi)水的重力;

所以有木塊和沒(méi)有木塊的盛滿水的桶一樣重,故天平平衡,故A正確。

故選:A。

4.(2018·荊門)水上救援往往需要打撈沉沒(méi)的貨物,我們將該情景簡(jiǎn)化為如圖所示的物理過(guò)程,假設(shè)物體浸沒(méi)在水深h=0.5m的容器底部(非密合),現(xiàn)利用彈簧測(cè)力計(jì)將物體從水中勻速提出,當(dāng)物體有一半體積露出水面時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3N,當(dāng)物體全部離開(kāi)水面后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N,已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3.取g=10N/kg。則( )

A.物體在水面下上升的過(guò)程中所受浮力逐漸減小

B.物體在容器底部時(shí),受到的浮力為2N

C.物體在容器底部時(shí),水對(duì)其底部的壓強(qiáng)為5×104Pa

D.物體的密度為1.25×103kg/m3

【分析】(1)根據(jù)浮力大小的影響因素分析解答;

(2)利用二次稱重法求出物體有一半體積露出水面時(shí)受到的浮力,則物體在容器底部時(shí),受到的浮力為其2倍;

(3)已知物體在容器底部時(shí)水的深度和密度,利用p=ρgh計(jì)算壓強(qiáng);

(4)根據(jù)F=ρgV求出物體在容器底部時(shí)排開(kāi)水的體積,然后利用G=mg和ρ=

計(jì)算其密度。

【解答】解:

A、浮力的大小與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),物體在水面下上升的過(guò)程中,水的密度不變,排開(kāi)水的體積不變,所以所受浮力大小不變。故A錯(cuò)誤;

B、由題可知,物體的重力G=5N,當(dāng)物體有一半體積露出水面時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F=3N,

則此時(shí)物體受到的浮力F=G﹣F=5N﹣3N=2N,

故物體在容器底部時(shí),受到的浮力為

=2F=2×2N=4N;故B錯(cuò)誤;

C、物體在容器底部時(shí),水對(duì)其底部的壓強(qiáng)為:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa.故C錯(cuò)誤;

D、根據(jù)F=ρgV可得,物體的體積:V=V=4×10﹣4m3,

則物體的密度為ρ=1.25×103kg/m3.故D正確。

故選:D。

5.(2018·武漢)如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情景。實(shí)驗(yàn)甲、丙和丁中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為4.0N、2.8N和2.5N.若鹽水的密度為1.2×103kg/m3,則下列結(jié)論正確的是( )

A.物體A的密度為3.2×103kg/m3

B.實(shí)驗(yàn)乙中,物體A受到的拉力為1.0N

C.實(shí)驗(yàn)丙中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比乙中小0.5N

D.實(shí)驗(yàn)丁中,容器底部受到的壓力大于0.3N

【分析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,然后分析答題。根據(jù)阿基米德原理和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),利用F=G﹣F列出方程可求得物體A的體積,然后可求得其密度;

(2)先求出在水中受到的浮力,再根據(jù)F=G﹣F可得A在乙中的拉力;

(3)A在乙中的拉力與丙中比較可得結(jié)論;

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)丁中物體A對(duì)燒杯底部的壓力等于支持力,F(xiàn)=G﹣F﹣F可求。

【解答】解:

A、實(shí)驗(yàn)甲、丙中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為4.0N、2.8N,

由F=G﹣F可得,

F鹽水g V,

物體A全部浸沒(méi),所以V等于V,則:

ρ鹽水gV=G﹣F,

V=V=

,將ρ鹽水=1.2×103kg/m3、G=4N、F=2.8N代入上式可得:

V=V=1×10﹣4m3,

物體A的質(zhì)量m=0.4kg,

物體A的密度ρ=4×103kg/m3,故A錯(cuò)誤;

B、物體A在水中受到的浮力,

F浮水gV=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,

在乙中物體A受到的拉力:F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N,故B錯(cuò)誤;

C、在實(shí)驗(yàn)丙中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):F丙拉=2.8N,在乙中物體A受到的拉力:F=3N,

彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比乙中?。?N﹣2.8N=0.2N,

故C錯(cuò)誤;

D、由甲、丙,F(xiàn)浮鹽水=G﹣F丙拉=4N﹣2.8N=1.2N,根據(jù)實(shí)驗(yàn)丁中物體A對(duì)燒杯底部的壓力等于支持力,F(xiàn)=G﹣F﹣F丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,容器底部也受到鹽水對(duì)它的壓力,故壓力大于0.3N,故D正確。

故選:D。

6.(2018·淄博)如圖所示,水平桌面上有兩個(gè)完全相同的溢水杯甲和乙、杯中裝滿了水,將兩個(gè)體積相同、材料不同的實(shí)心小球A和B分別放入溢水杯中。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A.小球A的質(zhì)量小于小球B的質(zhì)量

B.小球A受到的浮力等于小球B受到的浮力

C.甲杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)等于乙杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)

D.水對(duì)甲杯底的壓強(qiáng)等于水對(duì)乙杯底的壓強(qiáng)

【分析】(1)根據(jù)A漂浮,B懸浮,可根據(jù)物體浮沉條件確定小球A和B的密度關(guān)系,又知小球A和B的體積關(guān)系,由m=ρV分析它們的質(zhì)量關(guān)系;

(2)漂浮和懸浮都有F=G,由此分析兩球的浮力關(guān)系;

(3)根據(jù)p=ρgh判斷水對(duì)甲杯底的壓強(qiáng)與水對(duì)乙杯底的壓強(qiáng)關(guān)系;根據(jù)p=

分析兩容器底受到水的壓力關(guān)系;然后比較甲燒杯對(duì)桌面的壓力與乙燒杯對(duì)桌面的壓力的大小關(guān)系,再根據(jù)p分析解答。

【解答】解:由圖知A漂浮,所以ρA<ρ;B懸浮,所以ρB,則ρA<ρB

A、ρA<ρB,小球A和B的體積相同。由ρ知,小球A的質(zhì)量小于小球B的質(zhì)量,故A正確;

B、漂浮和懸浮時(shí),F(xiàn)=G,由于小球A的質(zhì)量小于小球B的質(zhì)量,故小球A的重力小于小球B的重力,所以小球A受到的浮力小于小球B受到的浮力,故B錯(cuò)誤;

CD、由圖可知,兩杯水面高度相等,根據(jù)p=ρgh知,水對(duì)甲杯底的壓強(qiáng)等于水對(duì)乙杯底的壓強(qiáng);

兩容器相同,則底面積相同,根據(jù)p知兩容器底受到水的壓力相等,容器重力相同,容器對(duì)桌面的壓力相同,根據(jù)p知甲杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)等于乙杯對(duì)桌面的壓強(qiáng),故CD正確。

故選:B。

7.(2018·桂林)小關(guān)與同學(xué)們?nèi)ビ斡X(jué)桂林兩江四湖,登上游船后,船會(huì)下沉一些,那么( )

A.船的重力將減小 B.水對(duì)船的浮力將減小

C.水對(duì)船的浮力將增大 D.水對(duì)船的浮力將保持不變

【分析】(1)登上游船后,船和人總重變大;

(2)在同學(xué)們登上游船過(guò)程中,由于船都為漂浮,根據(jù)漂浮條件分析船受到浮力的變化情況。

【解答】解:(1)同學(xué)們登上游船過(guò)程中,使船的重力變大,故A錯(cuò)誤;

(2)登上游船過(guò)程中,游船一直處于漂浮狀態(tài),則F=G,

所以,游船受到的浮力變大,故BD錯(cuò)誤,C正確。

故選:C。

8.(2018·湖州)圓柱體先后放入密度為ρ1和ρ2的2種液體中,均處于漂浮狀態(tài),如圖所示。圓柱體在兩液體中所受浮力依次是F1和F2,則( )

A.ρ1>ρ2 F1>F2 B.ρ1<ρ2 F1<F2 C.ρ1<ρ2 F1=F2 D.ρ1>ρ2 F1=F2

【分析】根據(jù)物體的浮沉條件判斷兩者所受浮力關(guān)系,根據(jù)阿基米德原理判斷液體密度關(guān)系。

【解答】解:

(1)由圖可知,圓柱體在甲、乙兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),

由于物體漂浮時(shí),受到的浮力和自身的重力相等,

所以,圓柱體在兩液體中所受浮力相等,都等于圓柱體的重力,故AB錯(cuò)誤,

(2)由于圓柱體在兩液體中所受浮力F1=F2,由圖可知:V排甲<V排乙,根據(jù)FgV得ρ可知:ρ1>ρ2 ,故C錯(cuò)誤;D正確;

故選:D。

9.(2018·東營(yíng))三個(gè)相同容器內(nèi)分別盛滿不同的液體,現(xiàn)將三個(gè)完全相同的小球輕輕放入容器中,小球靜止后的狀態(tài)如圖所示,以下判斷正確的是( )

A.液體的密度關(guān)系是ρ>ρ>ρ

B.液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系是p>p>p

C.容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)關(guān)系是p'>p'>p'

D.小球受到的浮力大小關(guān)系是F=F>F

【分析】(1)當(dāng)物體漂浮或懸浮時(shí),其浮力等于自身的重力;

(2)根據(jù)物體浮沉條件,結(jié)合圖示得出三種液體的密度大小關(guān)系,然后利用液體壓強(qiáng)公式分析判斷三種液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)關(guān)系;

(3)燒杯對(duì)桌面的壓力等于燒杯、容器內(nèi)液體和小球的總重力,受力面積相同,根據(jù)p=

比較壓強(qiáng)大小。

【解答】解:A、由于小球在丙中懸浮,故ρ;在乙容器中漂浮,故ρ>ρ;在甲中下沉,故ρ<ρ;三種液體密度關(guān)系:ρ<ρ<ρ,故A錯(cuò)誤;

B、靜止時(shí)三個(gè)容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于丙液體的密度最大,根據(jù)p=ρgh可知,乙容器底受到的液體壓強(qiáng)最大;故B錯(cuò)誤;

C、燒杯對(duì)桌面的壓力等于燒杯、燒杯內(nèi)液體和小球的總重力;

由圖知,三個(gè)相同容器內(nèi)液體體積相同,又知ρ<ρ<ρ,根據(jù)ρ和G=mg可知乙燒杯內(nèi)液體的重力大于丙燒杯內(nèi)液體的重力,丙燒杯內(nèi)液體的重力大于甲燒杯內(nèi)液體的重力,燒杯以及兩小球的重力均相等,燒杯的底面積相等,根據(jù)p=

可知,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p'>p'>p',故C錯(cuò)誤;

D、由圖知,小球在并容器中懸浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力與自身的重力相等;在甲中下沉,浮力小于其重力,故小球受到的浮力大小關(guān)系是F=F>F.故D正確。

故選:D。

10.(2018·眉山)如圖所示,放在水平桌面上的三個(gè)完全相同的容器內(nèi),裝有適量的水,將A、B、C三個(gè)體積相同的正方體分別放入容器內(nèi),待正方體靜止后,三個(gè)容器內(nèi)水面高度相同。下列說(shuō)法正確的是( )

A.物體受到的浮力大小關(guān)系為FA>FB>FC

B.三個(gè)物體的密度大小關(guān)系是ρA>ρB>ρC

C.容器對(duì)桌面的壓力大小關(guān)系為F=F=F

D.容器底部受到水的壓強(qiáng)大小關(guān)系為P>P>P

【分析】(1)由圖得出A、B、C三個(gè)正方體排開(kāi)水的體積關(guān)系,根據(jù)阿基米德原理即可判斷物體受到的浮力大小關(guān)系;

(2)由圖得出A、B、C三個(gè)正方體所處的狀態(tài),利用浮沉條件判斷物體密度與水的密度大小關(guān)系;

(3)根據(jù)阿基米德原理可知,物體受到的浮力等于物體排開(kāi)液體的重力;

(4)利用p=ρgh判斷容器底受到水的壓強(qiáng)關(guān)系。

【解答】解:由題知,A、B、C三個(gè)正方體的體積相同;

A、由圖可知,A、B、C三個(gè)正方體排開(kāi)水的體積關(guān)系為VA排<VB排<VC排,

根據(jù)FgV可知,浮力的大小關(guān)系為:FA<FB<FC,故A錯(cuò)誤;

B、由圖可知,A和B處于漂浮,C處于懸浮,

則由浮沉條件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,

由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;

由于正方體A、B、C的體積相同,

所以根據(jù)ρ可知,物體密度的大小關(guān)系:ρA<ρB<ρC,故B錯(cuò)誤;

C、因正方體分別處于漂浮或懸浮狀態(tài),則浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物體受到的浮力等于排開(kāi)液體的重力,即說(shuō)明容器中正方體的重力等于正方體排開(kāi)水的重力,即可以理解為,容器中正方體的重力補(bǔ)充了它排開(kāi)的水的重力,能看出三個(gè)容器內(nèi)總重力相等;由于容器相同,所以三個(gè)容器對(duì)桌面的壓力關(guān)系為F=F=F,故C正確;

D、正方體靜止時(shí),三個(gè)容器內(nèi)水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根據(jù)p=ρgh可知,容器底受到水的壓強(qiáng)關(guān)系為p=p=p,故D錯(cuò)誤。

故選:C。

11.(2018·遂寧)如圖甲所示的圓柱形容器中裝有適量的某種液體,現(xiàn)將密度為0.6×103kg/m3的正方體木塊A放人容器中,木塊靜止時(shí)露出液面的體積與浸人液體的體積之比為1:3;在木塊上表面輕放一個(gè)物塊B(VA=2VB),A的上表面剛好與液面相平,如圖乙所示。若將物塊B單獨(dú)放人此液體中,它靜止時(shí)將( )

A.懸浮 B.漂浮 C.沉底 D.無(wú)法判斷

【分析】根據(jù)物體漂浮時(shí)浮力等于重力,算出物體B的密度,作出判斷。

【解答】解:甲圖中,木塊A在液體中漂浮,木塊靜止時(shí)露出液面的體積與浸入液體的體積之比為1:3,則V=VA,

漂浮時(shí)浮力等于重力,所以ρgVgVA,

即:ρg×VAgVA,

則液體的密度:0.8×103kg/m3;

在木塊上表面輕放一個(gè)物塊B(VA=2VB,則VB=

VA),A的上表面剛好與液面相平,如圖乙所示,因?yàn)檎w漂浮,所以浮力等于總重力,

即:ρgVAgVABgVB,

ρgVAgVABg×VA,

化簡(jiǎn)可得:ρB,

則B的密度:ρB=2(ρ﹣ρ)=2(0.8×103kg/m3﹣0.6×103kg/m3)=0.4×103kg/m3<ρ,

故若將物塊B單獨(dú)放入此液體中,它靜止時(shí)將漂浮。

故選:B。

12.(2018·玉林)如圖所示,若“玉林號(hào)”導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦從大海駛?cè)胫榻铝蟹治稣_的是( )

A.浮力變小,艦體上浮一些 B.浮力變大,艦體下沉一些

C.浮力不變,艦體下沉一些 D.浮力不變,艦體上浮一些

【分析】當(dāng)護(hù)衛(wèi)艦由大海駛?cè)胫榻?,都是漂浮,根?jù)漂浮條件分析船受到浮力的變化情況;根據(jù)阿基米德原理判斷排開(kāi)水的體積(浸入水中的體積)的變化,得出是上浮一些,還是下沉。

【解答】解:當(dāng)護(hù)衛(wèi)艦從大海駛?cè)胫榻?,仍然漂浮,根?jù)漂浮條件可知受到的浮力:F=G,

因?yàn)樽o(hù)衛(wèi)艦受到的重力不變,所以船受到的浮力不變;故AB錯(cuò)誤;

由于ρ海水>ρ江水,根據(jù)FVg可知,排開(kāi)江水的體積大于排開(kāi)海水的體積,

即:艦體浸入水中的體積變大,艦體下沉一些,故C正確,D錯(cuò)誤。

故選:C。

13.(2018·懷化)一支密度計(jì)分別放入甲乙兩種液體中,靜止時(shí)位置如圖所示。若密度計(jì)在甲乙液體中受到的浮力分別是F,F(xiàn),甲乙兩種液體的密度分別為

ρ,ρ.下列說(shuō)法正確的是( )

A.F<F B.F>F C.ρ<ρ D.ρ>ρ

【分析】(1)同一密度計(jì)在兩種液體中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度計(jì)受到的重力。

(2)由圖可以得出密度計(jì)排開(kāi)液體體積的大小關(guān)系,再根據(jù)阿基米德原理分析液體的密度大小關(guān)系;

【解答】解:AB、由于密度計(jì)兩次靜止時(shí)都處于漂浮,則F=G,

即密度計(jì)在兩種液體中受到的浮力相等,都等于密度計(jì)受到的重力G.故AB錯(cuò)誤;

CD、由圖知,密度計(jì)排開(kāi)液體的體積:V甲排>V乙排,

由FgV可知:ρ<ρ;故C正確,D錯(cuò)誤。

故選:C。

14.(2018·昆明)為了來(lái)昆明過(guò)冬的紅嘴鷗不餓著,每年都要用鷗糧喂它們。以前的鷗糧投入水中后一部分由于海鷗不能及時(shí)吃到而迅速沉入水里,既浪費(fèi)糧食又污染了水體。2017年,一廠家對(duì)鷗糧進(jìn)行了“膨化”處理,使其投入水中后能夠漂在水面上較長(zhǎng)時(shí)間,海鷗幾乎能吃完它。膨化后的鷗糧能夠漂在水面上是因?yàn)樗模?)

A.質(zhì)量變大 B.體積變小 C.密度變大 D.密度變小

【分析】物體的浮沉條件:上浮:F>G,懸?。篎=G,下沉:F<G;物體在液體中的浮沉最終是由物體完全浸沒(méi)時(shí)浮力與重力的大小關(guān)系決定的,根據(jù)浮沉條件判斷即可。

【解答】解:根據(jù)阿基米德原理可知FgV;物體的重力GgV,

所以,物體漂浮時(shí)ρgVgV。

因?yàn)榕蚧蟮您t糧能夠漂在水面上,V小于V,

所以ρ<ρ,即膨化后的鷗糧的密度變小,小于水的密度。

故選:D。

15.(2018·宜昌)如圖所示中,利用“流體流速越大壓強(qiáng)越小”的原理獲得升力的是( )

A.熱氣球

B.降落傘

C.火箭

D.客機(jī)

【分析】解決本題的關(guān)鍵是要明確哪里的空氣流速大、壓強(qiáng)小,由此產(chǎn)生的壓力差方向向哪兒。

【解答】解:A、熱氣球升空利用的是浮力,與流速越大壓強(qiáng)越小沒(méi)有關(guān)系,故A不符合題意;

B、降落傘升空利用的是浮力,與流速越大壓強(qiáng)越小沒(méi)有關(guān)系,故B不符合題意;

C、火箭發(fā)射是利用物體間力的作用是相互的原理來(lái)升空的,與流速越大壓強(qiáng)越小沒(méi)有關(guān)系,故C不符合題意;

D、飛機(jī)機(jī)翼上方空氣流速快,壓強(qiáng)小,下方空氣流速慢,壓強(qiáng)大,于是產(chǎn)生向上的升力而起飛,故D符合題意。

故選:D。

16.(2018·德州)2018年4月12日,我國(guó)在南海舉行海上閱兵。此次閱兵,遼寧艦航母編隊(duì)精彩亮相,一大批新型潛艇、水面艦艇、作戰(zhàn)飛機(jī)集中展示。下列說(shuō)法正確的是( )

A.當(dāng)遼寧艦航母上艦載飛機(jī)起飛后,航空母艦排開(kāi)水的體積會(huì)增大

B.水面艦艇多采用前后編隊(duì)而非并排行駛,是為避免艦艇相“吸”碰撞

C.潛水艇受到的重力等于其浮力時(shí),潛水艇一定處于漂浮狀態(tài)

D.戰(zhàn)機(jī)升空時(shí),機(jī)翼下方氣流速度較大,氣流對(duì)機(jī)翼下表面的壓強(qiáng)較大

【分析】(1)知道航母在平靜的水面上航行(漂?。?,利用漂浮條件確定浮力與總重力的關(guān)系;戰(zhàn)機(jī)在起飛前是停在航母上的,應(yīng)將其與航母看成一個(gè)整體,再根據(jù)漂浮的條件,可判斷戰(zhàn)機(jī)起飛前后浮力的變化情況,利用阿基米德原理判斷它排開(kāi)水的體積變化。

(2)流體流速越大,流體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越?。涣黧w流速越小,壓強(qiáng)越大;

(3)物體在液體中的浮沉條件:上?。篎>G;懸?。篎=G;下沉:F<G。

【解答】解:A、由于航母在平靜的水面航行時(shí),航母處于漂浮,它受到的浮力等于它的總重力;戰(zhàn)機(jī)從航母上起飛后,航母的總重力減小,

因?yàn)槠∥矬w的浮力等于自身重力,所以此時(shí)航母受到的浮力將減小,因?yàn)镕=ρgV,則當(dāng)航空母艦上艦載飛機(jī)起飛后,它排開(kāi)水的體積會(huì)減小。故A錯(cuò)誤;

B、艦艇并排行駛時(shí),艦艇帶動(dòng)其周圍的水隨船向前運(yùn)動(dòng),結(jié)果使艦艇內(nèi)側(cè)之間的水流速度大于艦艇外側(cè)的水流速度;因?yàn)樗牧魉僭酱螅瑝簭?qiáng)越小,水的流速越小壓強(qiáng)越大,所以艦艇內(nèi)外測(cè)的水存在壓強(qiáng)差,水的壓強(qiáng)差使兩艦艇靠近,進(jìn)而發(fā)生碰撞,為了避免艦艇相“吸”碰撞,故不采用“并排”護(hù)航。故B正確;

C、當(dāng)水艙充水后,潛水艇重等于同體積的水重時(shí),由于潛水艇排開(kāi)水的體積等于潛水艇體積,所以潛水艇可以懸浮在水中,而不是一定漂浮在水中,故C錯(cuò)誤;

D、飛機(jī)在空中前進(jìn)時(shí),機(jī)翼上方氣流速度較大,氣流對(duì)機(jī)翼的壓強(qiáng)小,下方氣流速度較小,它對(duì)機(jī)翼的壓強(qiáng)大,這樣在機(jī)翼的上下表面存在壓力差,就產(chǎn)生了向上的升力。故D錯(cuò)誤。

故選:B。

17.(2018·河南)與頭發(fā)摩擦過(guò)的塑料尺能“吸”起紙屑。下列現(xiàn)象中”吸”的物理原理與其相同的是( )

A.?dāng)D壓后的塑料吸盤“吸”在瓷磚上

B.削平的鉛柱擠壓后會(huì)“吸”在一起

C.干手搓開(kāi)的新塑料袋“吸”在手上

D.行駛的汽車的窗簾被“吸”出窗外

【分析】(1)由于大氣有重力且具有流動(dòng)性,故大氣會(huì)對(duì)地球表面的物體產(chǎn)生壓強(qiáng);大氣壓在生活中有很廣泛的應(yīng)用,如:吸飲料、鋼筆吸墨水、吸盤式掛鉤等等;

(2)分子之間存在著引力和斥力;

(3)根據(jù)摩擦起電現(xiàn)象和帶電物體的性質(zhì)分析;

(4)流體流速越快的地方其壓強(qiáng)就越小。

【解答】解:用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒能夠吸引碎紙屑,這是因?yàn)閹щ姷牟AО艨梢晕p小物體;

A、光滑瓷磚上的吸盤式掛鉤,掛衣鉤里面的空氣被擠出,在外界大氣壓的作用下,將掛鉤壓在瓷磚上,故A錯(cuò)誤;

B、削平的鉛柱壓緊后能“粘”在一起,因?yàn)榉肿娱g有引力,故B錯(cuò)誤;

C、干手搓開(kāi)的新塑料袋“吸”在手上,因?yàn)槟Σ疗痣姾髱ъo電,會(huì)吸引輕小物體,故C正確;

D、行駛的汽車,車外的空氣流速快,壓強(qiáng)小,車內(nèi)的空氣流速小、壓強(qiáng)大,壓強(qiáng)差就把窗簾壓向窗外,故D錯(cuò)誤。

故選:C。

二.填空題(共20小題)

18.(2018·菏澤)2018年5月13日早晨7時(shí),中國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)航母駛離碼頭進(jìn)行海試,若該航母排開(kāi)海水的體積為7×104m3(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg),它所受的浮力是 7.21×108 N。

【分析】知道航母排開(kāi)水的體積,利用阿基米德原理求受到的浮力。

【解答】解:

航母所受的浮力:F海水Vg=1.03×103kg/m3×7×104m3×10N/kg=7.21×108N。

故答案為:7.21×108。

19.(2018·衡陽(yáng))我國(guó)自行設(shè)計(jì)和建造的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器的艇體由雙層船殼構(gòu)成,外層與海水接觸,外殼選擇了鈦合金作主材,潛水器在上浮和下潛時(shí),其體積是一定的。潛水器規(guī)格:長(zhǎng)8.2m、寬3.0m、高3.4m。該潛水器懸浮在海水中時(shí)總質(zhì)為22t。

2017年6月23日,“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器下潛到最深達(dá)7062.68m海底,創(chuàng)造了深潛水的世界紀(jì)錄。在這一深度,海水對(duì)潛水器lm2表面產(chǎn)生的壓力為7.3×107N.(下列答案用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示)

(1)潛水器的外殼選擇了鈦合金板作主材,這主要是因?yàn)檫@種合金的硬度(選填“小”或”大”)

(2)假設(shè)海水密度不隨深度變化,潛水器在上浮且未浮出水面過(guò)程中,受到水的浮力 不變 (選填“變小”“不變”或”變大”)

(3)“蛟龍?zhí)枴睉腋≡诤K?,所受到的浮力?u> 2.2×105 N

(4)“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器下潛到7062.68m海底時(shí),海水對(duì)其表面的壓強(qiáng)為 7.3×107 Pa。

【分析】(1)液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,潛水器要下潛到較深的海水中,需要能承受較大的壓強(qiáng);

(2)潛水器在上浮且未浮出水面過(guò)程中,排開(kāi)水的體積不變,水的密度不變,利用FVg分析浮力變化;

(3)利用懸浮條件(F=G=mg)求浮力;

(4)利用p求海水對(duì)其表面的壓強(qiáng)。

【解答】解:

(1)潛水器要下潛到較深的海水中,需要能承受較大的壓強(qiáng),所以選擇鈦合金板作為主材,主要是因?yàn)檫@種合金的硬度大;

(2)潛水器在上浮且未浮出水面過(guò)程中,排開(kāi)水的體積不變,水的密度不變,由FVg可知浮力不變;

(3)該潛水器懸浮在海水中時(shí)受到的浮力:

F=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N;

(4)海水對(duì)其表面的壓強(qiáng):

p=7.3×107Pa。

故答案為:(1)大;(2)不變;(3)2.2×105;7.3×107。

20.(2018·攀枝花)將一合金塊輕輕是放入盛滿水的溢水杯中,當(dāng)其靜止后有72g水溢出,再將其撈出擦干后輕輕放入盛滿酒精的溢水杯中,當(dāng)其靜止后有64g酒精溢出,則合金塊在酒精中受到的浮力為 0.64 N,合金塊的密度為 0.9×103 kg/m3.(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)

【分析】根據(jù)阿基米德原理求出物塊分別在水中和酒精中受到的浮力,然后比較浮力的關(guān)系即可確定物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

【解答】解:該物塊放在水中時(shí),受到的浮力:F=G=mg=0.072kg×10N/kg=0.72N;

該物塊放在酒精中時(shí),受到的浮力:F′=G′=m′g=0.064kg×10N/kg=0.64N;

通過(guò)上面的計(jì)算可知,物體在酒精中受到的浮力小于物塊在水中所受的浮力,而物塊的重力不變,因此物塊在水和酒精中不可能都漂浮,只能是一漂一沉或兩個(gè)都浸沒(méi);

由于酒精的密度小于水的密度,則物塊放入酒精中一定是下沉的,

則根據(jù)FgV得物塊的體積:

V=V排酒精=8×10﹣5m3=80cm3,

物塊在水中時(shí),其排開(kāi)水的體積:

V排水=7.2×10﹣5m3=72cm3

因?yàn)榕砰_(kāi)水的體積小于排開(kāi)酒精的體積,所以物塊在水中漂浮。

因?yàn)槲飰K在水中漂浮,

所以物體的重力等于浮力(排開(kāi)水的重力),則mA=m排水=72g=0.072kg。

則A的密度:ρA=0.9×103kg/m3。

故答案為:0.64;0.9×103。

21.(2018·十堰)將一底面積為0.01m2的長(zhǎng)方體木塊用細(xì)線栓在個(gè)空容器的底部,然后向容器中緩慢加水直到木塊上表面與液面相平,如圖甲所示,在此整個(gè)過(guò)程中,木塊底部受到水的壓強(qiáng)隨容器中水的深度的變化如圖乙所示,則木塊所受到的最大浮力為 15 N,木塊重力為 9 N,細(xì)線對(duì)木塊的最大拉力為 6 N.(g取10Nkg)

【分析】(1)根據(jù)圖象可知木塊全部淹沒(méi)時(shí)受到的浮力最大,則根據(jù)剛剛漂浮和細(xì)線剛好張緊到水直到木塊上表面與液面相平時(shí)水面升高的高度,求出木塊的高度,根據(jù)V=Sh求出木塊的體積,由于木塊剛浸沒(méi),則利用FgV求出受到的浮力;

(2)根據(jù)圖象讀出木塊剛好漂浮時(shí)木塊底部受到水的壓強(qiáng),利用G=F向上=pS即可求出木塊重力;

(3)木塊受到的最大浮力與重力之差,即可細(xì)線對(duì)木塊的最大拉力。

【解答】解:

(1)根據(jù)圖象可知,木塊剛剛漂浮時(shí),木塊浸入水中的深度為L(zhǎng)1=9cm;由于從9cm到16cm,木塊一直處于漂浮,浸入水中的深度不變;當(dāng)水面的高度為16cm時(shí)細(xì)線剛好張緊,線的拉力為零;直到木塊上表面與液面相平,此時(shí)水面的高度為22cm;

所以木塊的高度:L=9cm+(22cm﹣16cm)=15cm=0.15m;

則木塊的體積:V=SL=0.01m2×0.15m=1.5×10﹣3m3,

木塊全部淹沒(méi)時(shí)受到的浮力最大為:

FgVgV=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣3m3=15N。

(2)由圖象可知,木塊剛剛漂浮時(shí)木塊底部受到水的壓強(qiáng)為900Pa,

則木塊的重力與水向上的壓力(浮力)平衡,

所以,木塊重力:G=F向上=p向上S=900Pa×0.01m2=9N;

(3)直到木塊上表面與液面相平時(shí),木塊受到的浮力最大,

由力的平衡條件可得,細(xì)線對(duì)木塊的最大拉力為:

F=F﹣G=15N﹣9N=6N。

故答案為:15;9;6。

22.(2018·懷化)在平靜的池水中漂浮有一個(gè)木球,木球的體積為4dm3,露出水面的體積為總體積的

,那么木球受到的浮力為 30 N.木球的密度為 0.75×103 kg/m3.(g=l0N/kg)

【分析】(1)求出木球排開(kāi)水的體積,利用F=ρgV計(jì)算浮力;

(2)物體漂浮,浮力等于重力,利用G=mg求出木球的質(zhì)量,再利用ρ=

計(jì)算木球的密度。

【解答】解:

(1)由題知,木球排開(kāi)水的體積:

V=V=3dm3=3×10﹣3m3,

則木球受到的浮力:

FgV=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N;

(2)木球漂浮,則F=G=30N,

故木球的質(zhì)量:

m=3kg,

木球的密度:

ρ=0.75×103kg/m3。

故答案為:30;0.75×103。

23.(2018·黑龍江)我國(guó)首艘航母“遼寧號(hào)”的排水量為67500t,當(dāng)航母滿載時(shí)靜止在水面上受到的浮力為 6.75×108 N;艦體底部在水面下10m深處受到海水的壓強(qiáng)是 1.03×105 Pa(g取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)。

【分析】(1)航空母艦所受的浮力等于滿載時(shí)的排開(kāi)水的重力,根據(jù)G=mg求出其大小;

(2)由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求出艦體底部在水面下10m深處受到海水的壓強(qiáng)。

【解答】解:

(1)由阿基米德原理可得,該航母滿載時(shí)受到的浮力:

F=G=mg=67500×103 kg×10N/kg=6.75×108N;

(2)艦體底部在水面下10m深處受到海水的壓強(qiáng):

p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10m=1.03×105Pa。

故答案為:6.75×108;1.03×105

24.(2018·重慶)水平升降臺(tái)面上有一個(gè)足夠深、底面積為40cm2的柱形容器,容器中水深20cm,則水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為 2000 Pa,現(xiàn)將底面積為10cm2、高20cm的圓柱體A懸掛在固定的彈簧測(cè)力計(jì)下端,使A浸入水中,穩(wěn)定后,A的下表面距水面4cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.8N,如圖所示,然后使升降臺(tái)上升7cm,再次穩(wěn)定后,A所受的浮力為 1.2 N.(已知彈簧受到的拉力每減小1N,彈簧的長(zhǎng)度就縮短1cm)

【分析】(1)根據(jù)p=ρgh求出水對(duì)容器底部的壓強(qiáng);

(2)根據(jù)阿基米德原理求出物體A下表面4cm時(shí)受到的浮力,根據(jù)力的平衡,求出物體的重力;升降臺(tái)上升7cm,相當(dāng)于物體A向下移動(dòng)7cm求出此時(shí)物排開(kāi)水的體積增加量;

根據(jù)h上升得出液體在容器中上升的高度;物體A向下移動(dòng)7cm,根據(jù)阿基米德原理求出物體受到的浮力增大值,因已知彈簧受到的拉力每減小1N,彈簧的長(zhǎng)度就縮短1cm,求出此時(shí)彈簧將縮短量,從而得出升降臺(tái)上升7cm,物體浸沒(méi)在液體中的深度,由阿基米德原理求出此時(shí)物體受到的浮力與物體的重力比較大小,確定物體的狀態(tài),最終得出物體的A所受的浮力。

【解答】解:(1)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng):

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;

(2)物體A下表面距水面4cm時(shí)受到的浮力:

FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10×10﹣6m3=0.4N,

根據(jù)力的平衡,物體的重力:

G=F+T=0.4N+0.8N=1.2N;

升降臺(tái)上升7cm,相當(dāng)于物體A向下移動(dòng)7cm,

此時(shí)物排開(kāi)水的體積增加量10×7×10﹣6 m3=7×10﹣5m3,

液體在容器中上升的高度:h上升

物體A向下移動(dòng)7cm,物體受到的浮力增大,

FgV增,因已知彈簧受到的拉力每減小1N,彈簧的長(zhǎng)度就縮短1cm,

故此時(shí)彈簧將縮短,升降臺(tái)上升7cm,

物體浸沒(méi)在液體中的深度是:12.4cm,

綜上,升降臺(tái)上升7cm,物體受到的浮力:

F浮1gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×12.4×10×10﹣6m3=1.24N>G,

物體將漂浮,所受浮力等于重力,F(xiàn)浮2=1.2N。

故答案為:2000;1.2。

25.(2018·揚(yáng)州)為了驗(yàn)證阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋很輕很?。┲醒b入大半袋水,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再將塑料袋慢慢浸入水中,觀察到測(cè)力計(jì)的示數(shù)變,說(shuō)明盛水的塑料袋排開(kāi) 水的體積 越大,受到的浮力越大。繼續(xù)將塑料袋慢慢浸入水中,當(dāng)觀察到 袋內(nèi)水面與燒杯中的水面相平的 現(xiàn)象時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為零,由此驗(yàn)證了阿基米德原理。小華準(zhǔn)備將塑料袋裝滿水做同樣的實(shí)驗(yàn),操作時(shí)發(fā)現(xiàn),塑料袋尚未完全浸入水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)已為零,這是 塑料袋中水沒(méi)有裝滿的 原故。

【分析】塑料袋慢慢浸入水的過(guò)程中,塑料袋排開(kāi)水的體積增大,水的密度不變,水對(duì)塑料袋的浮力增大,而塑料袋內(nèi)水受到的重力=拉力+浮力,物體的重力不變,浮力增大,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力(示數(shù))減??;當(dāng)袋內(nèi)水面與燒杯中的水面相平,則排開(kāi)水的體積等于袋內(nèi)水的體積,根據(jù)阿基米德原理,此時(shí)排開(kāi)水的重力等于袋內(nèi)水的重力,所以測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為零。

【解答】解:(1)在塑料袋慢慢浸入水的過(guò)程中(袋內(nèi)水面與燒杯中的水面相平之前),

由于塑料袋排開(kāi)水的體積增大,根據(jù)FgV可知水對(duì)塑料袋的浮力F增大;

彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′=G﹣F,由于G不變、F增大,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變?。?/p>

當(dāng)袋內(nèi)水面與燒杯中的水面相平時(shí),排開(kāi)水的體積等于袋內(nèi)水的體積,即V=V,則排開(kāi)水的重力等于袋內(nèi)水的重力,即:G=G,

此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為零(F=0),根據(jù)稱重法測(cè)浮力可得塑料袋所受的浮力:F=G

綜上分析可得,F(xiàn)=G,由此驗(yàn)證了阿基米德原理。

(2)將塑料袋裝滿水做同樣的實(shí)驗(yàn),塑料袋尚未完全浸入水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)已為零,說(shuō)明袋內(nèi)水面與燒杯中的水面相平,由于塑料袋尚未完全浸人水中,所以塑料袋中水沒(méi)有裝滿,水的上方有空氣。

故答案為:小;水的體積;袋內(nèi)水面與燒杯中的水面相平的;塑料袋中水沒(méi)有裝滿。

26.(2018·恩施州)將體積相等的松木(ρ=0.5g/cm3)和石蠟(ρ=0.9g/cm3)分別放入裝滿水的杯中,松手靜上后,松木所受到的浮力F1和石蠟所受到的浮力F2的大小關(guān)系為F1F2(選填“>““=”“<“)。此時(shí)它們露出水面的體積比V木露:V蠟露= 5:1 。

【分析】(1)根據(jù)漂浮條件F=G=mg可以判斷木塊和石蠟受到的浮力大小關(guān)系;

(2)根據(jù)阿基米德原理公式求出浸入水中的體積之比,從而求出露出水面體積之比。

【解答】解:(1)將體積相等的松木和石蠟分別放入裝滿水的杯中,由于松木和石蠟的密度都小于水的密度,故都漂浮在水面上;

根據(jù)物體的浮沉條件可知,物體漂浮時(shí),F(xiàn)=G=mg=ρgV;由于松木和石蠟的體積相同,松木的密度小,則松木受到的浮力小,即F1<F2

(2)物體漂浮時(shí),F(xiàn)=G=mg=ρgV,根據(jù)阿基米德原理可知,F(xiàn)gV;則ρgV=ρgV;

松木浸入水中時(shí):ρgV=ρgV木排;則:V木排,則松木露出水面的體積為:V木露=V﹣V木排,石蠟浸入水中時(shí):ρgV=ρgV石排;則松木露出水面的體積為:V石露=V﹣V石排,它們露出水面的體積比V木露

V: V=5:1。

故答案為:<;5:1。

27.(2018·遵義)在一次抗洪救災(zāi)行動(dòng)中,一名質(zhì)量為60kg的武警戰(zhàn)士登上一艘自重為540kg的沖峰舟準(zhǔn)備搶險(xiǎn)救災(zāi),此時(shí)漂浮在水面上的沖鋒舟排開(kāi)水的體積為 0.6 m3,若滿載時(shí)排開(kāi)水的體積為1.2m3,最多還能裝載質(zhì)量為 600 kg的人和物資。(ρ=1.0×103kg/m3

【分析】(1)漂浮在水面上的沖鋒舟受到的浮力等于沖鋒舟和武警戰(zhàn)士的重力之和,利用G=mg求出,然后利用FgV計(jì)算其排開(kāi)水的體積;

(2)利用FgV求出沖鋒舟滿載時(shí)受到的浮力,然后利用物體的浮沉條件F=G計(jì)算人和物資的重力,然后再利用G=mg計(jì)算出質(zhì)量。

【解答】解:

(1)因?yàn)闆_鋒舟漂浮在水面上,

所以受到的浮力:

F=G=(m+m)g=(540kg+60kg)×10N/kg=6000N,

因?yàn)镕gV,

所以其排開(kāi)水的體積:

V=0.6m3

(2)沖鋒舟滿載時(shí)受到的浮力:

=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m3=12000N,

設(shè)人和物資的總重為G最大,則有G+G最大

即:540kg×10N/kg+G最大=12000N;

解得:G最大=6600N;

故m最大=660kg,

所以最多還能裝載質(zhì)量為660kg﹣60kg=600kg。

故答案為:0.6;600。

28.(2018·樂(lè)山)小明將裝滿水的溢水杯放到電子秤上,再用彈簧秤掛著鋁塊,將其緩慢浸入溢水杯的水中,如圖所示。在鋁塊浸入水的過(guò)程中,溢水杯底所受水的壓力將 不變 (選填“變大”,“變小“,“不變”)。電子秤的讀數(shù)將 不變 (選填“變大“,“變小”,“不變”)。

【分析】(1)可根據(jù)公式p=ρgh和F=pS分析水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)和壓力的變化情況;

(2)鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí),鋁塊受到重力、浮力以及拉力的作用。根據(jù)阿基米德原理可知鋁塊受到的浮力等于排開(kāi)的水重,鋁塊對(duì)水的壓力大小與浮力相等,所以溢水杯對(duì)電子秤的壓力不變。

【解答】解:

(1)鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)與鋁塊未浸入水中時(shí)相比,溢水杯中水的深度不變,根據(jù)公式p=ρgh可知,水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)不變,根據(jù)公式F=pS可知,水對(duì)溢水杯底的壓力不變;

(2)由于溢水杯中裝滿水,鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí),根據(jù)阿基米德原理可知鋁塊受到的浮力等于排開(kāi)的水重,鋁塊對(duì)水的壓力大小與浮力相等,所以溢水杯對(duì)電子秤的壓力不變,即電子秤示數(shù)不變;

故答案為:不變;不變

29.(2018·南京)如圖所示,水平桌面上兩個(gè)相同的玻璃缸裝滿了水,水中分別漂浮著大、小兩只玩具鴨。甲、乙兩圖中水對(duì)缸底的壓強(qiáng)分別為p1和p2,缸對(duì)桌面的壓強(qiáng)分別為p1′和p2′.兩只玩具鴨受到的浮力分別為F1和F2,則它們的大小關(guān)系為:p1 = p2,p1 = p2′,F(xiàn)1F2,若乙圖中小玩具鴨的質(zhì)量為15g,它排開(kāi)水的體積是 15 cm3

【分析】(1)知道玻璃缸里裝滿了水,又知道液體深度相同,根據(jù)公式p=ρgh可比較缸底受到水的壓強(qiáng);

(2)水平面上物體的壓力和自身的重力相等,據(jù)此可知甲、乙兩燒杯對(duì)桌面的壓力關(guān)系,然后比較壓強(qiáng)關(guān)系;

(3)玩具鴨子漂浮時(shí)浮力等于重力,根據(jù)圖示判斷出鴨子排開(kāi)水體積的大小,于是可根據(jù)阿基米德原理比較浮力大小關(guān)系;

(4)根據(jù)阿基米德原理求出排開(kāi)水的質(zhì)量,利用V=

即可求出體積。

【解答】解:

(1)由圖和題意可知,甲、乙兩個(gè)完全相同的玻璃缸裝滿了水,玩具鴨放入后水的深度h仍然相同,

根據(jù)p=ρgh可知,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等,即:p1=p2

(2)因甲、乙兩個(gè)玻璃缸完全相同裝滿了水時(shí),水的質(zhì)量相等,根據(jù)水平面上物體的壓力和自身的重力相等可知,甲、乙兩個(gè)玻璃缸裝滿水時(shí)對(duì)桌面的壓力相等;

由于玩具鴨子漂浮,根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理可知:G=F=G,即玩具鴨的重力與溢出水的重力相等,所以漂浮著玩具時(shí)玻璃缸對(duì)桌面的壓力仍然相等,由于玻璃缸完全相同(底面積相同),則由p=

可知,此時(shí)缸對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等,即:p1′=p2′;

(3)甲、乙缸裝滿了水,玩具鴨子漂浮,根據(jù)圖示可知,甲缸中鴨子排開(kāi)水的體積大,

根據(jù)阿基米德原理可知,甲缸中鴨子受到的浮力大,即:F1>F2;

(4)若乙圖中小玩具鴨的質(zhì)量為15g,則漂浮條件和阿基米德原理可知:G=F=G,

即:mg=mg,

所以,m=m=15g,

由ρ可得它排開(kāi)水的體積:

V=15cm3

故答案為:=;=;>;15。

30.(2018·黔南州)2017年5月30日,“蛟龍”號(hào)載人潛水器在世界最深處的馬里亞納海溝下潛,最大潛深6699米。在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小 相同 (選填“相同”或“不同”),潛水器在海面下下潛過(guò)程中浮力 不變 (選填“變大”、“不變”或“變小”),下潛到水下6000m時(shí),受到海水的壓強(qiáng)為 6×107 Pa(海水密度取1.0×103kg/m3)。

【分析】(1)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn):由于液體受到重力作用,且具有流動(dòng)性,所以液體對(duì)容器底和容器側(cè)壁有壓強(qiáng);液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng);同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大;不同液體的壓強(qiáng)還跟密度有關(guān);

(2)據(jù)阿基米德原理分析潛艇下潛的過(guò)程即可判斷其浮力的變化;

(3)已知海水的密度和潛水器下潛到的深度,利用P=ρgh計(jì)算受到的海水壓強(qiáng)。

【解答】解:

(1)在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相同;

(2)據(jù)阿基米德原理F=G=ρgV可知,當(dāng)其在海面下下潛過(guò)程中,液體的密度不變,排開(kāi)液體的體積不變,故其在水中所受浮力不變;

(3)潛水器下潛到6000m處受到的壓強(qiáng)為:

p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6000m=6×107Pa。

故答案為:相同;不變;6×107。

31.(2018·上海)在驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)中,需要驗(yàn)證 浮力 排開(kāi)液體的重力 相等,并選擇 不同 (選填“同一”或“不同”)物體多次實(shí)驗(yàn)。

【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理內(nèi)容,可知把浮力與排開(kāi)液體的重力進(jìn)行比較以驗(yàn)證;

(2)為了使結(jié)論更嚴(yán)密可靠,還必須換用幾種不同物體和不同的液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【解答】解:因阿基米德原理的內(nèi)容是:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開(kāi)液體的重力;所以把浮力與排開(kāi)液體的重力進(jìn)行比較來(lái)驗(yàn)證;

為了使結(jié)論更嚴(yán)密可靠,最后還需用不同物體和換用幾種不同的液體多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),才能驗(yàn)證阿基米德原理的普遍規(guī)律。

故答案為:浮力;排開(kāi)液體的重力;不同。

32.(2018·廣西)如圖所示,桌子上有一個(gè)底面積為2×10﹣2m2、內(nèi)盛有某液體的圓柱形容器,物塊A(不吸液體)漂浮在液面上,則A的密度 小于 (選填“大于”、“小于”“等于”)液體的密度,若A的密度為0.5×103kg/m3,體積為4×10﹣4m3則A的質(zhì)量為 0.2 kg.現(xiàn)用力壓A,使其緩慢向下,直到恰好浸沒(méi)在液體中(液體未溢出),此時(shí)液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)增大了80Pa,則該液體的密度為 0.9×103 kg/m3。

【分析】(1)由物塊A(不吸液體)漂浮在液面上,根據(jù)漂浮時(shí)F=G,可知A的密度和液體的密度關(guān)系;

(2)已知A的密度和體積,利用密度公式變形可求得其質(zhì)量;

(3)根據(jù)求得的A的質(zhì)量,利用G=mg可求得其重力,根據(jù)漂浮時(shí)F=G,可知其浮力大小,然后利用FgV可求得V表達(dá)式,然后求得液面上升的高度△h,根據(jù)此時(shí)液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)增大了80Pa,利用p=ρg△h可求得該液體的密度。

【解答】解:(1)已知物塊A(不吸液體)漂浮在液面上,則F=G,

即ρgVAgVA,

因?yàn)閂<VA,

所以ρ>ρA

(2)由ρ可得,A的質(zhì)量mAAVA=0.5×103kg/m3×4×10﹣4m3=0.2kg;

(3)物體A漂浮在液面上,則F=G,

即ρgVAgVA

現(xiàn)用力壓A,使其緩慢向下,則液面上升的高度△h=VA﹣V=4×10﹣4m3

=4×10﹣4m3

=4×10﹣4m3

此時(shí)液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)增大了80Pa,則△p=ρg△h,

即80Pa=ρ×10N/kg×4×10﹣4m3

解得ρ=0.9×103kg/m3

故答案為:小于;0.2;0.9×103kg/m3。

33.(2018·德州)在木棒的一端纏繞一些銅絲制成兩個(gè)完全相同的簡(jiǎn)易密度計(jì),現(xiàn)將它們分別放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中,如圖所示,當(dāng)它們豎直靜止在液體中時(shí),液面高度相同。從觀察到的現(xiàn)象可以判斷:兩個(gè)簡(jiǎn)易密度計(jì)所受浮力F 等于 F、兩杯液體的密度ρ 小于 ρ、兩個(gè)燒杯底部所受液體的壓強(qiáng)p 小于 p(選填”大于”、“小于”或”等于“)

【分析】?jī)蓚€(gè)完全相同的重力相同,放入乙、丙兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),根據(jù)漂浮的條件可知在兩種液體中所受浮力的大小關(guān)系;由圖可知,密度計(jì)排開(kāi)液體之間的關(guān)系,根據(jù)阿基米德原理判斷液體的密度關(guān)系,再根據(jù)液體壓強(qiáng)公式判斷兩個(gè)燒杯底部所受液體的壓強(qiáng)關(guān)系。

【解答】解:由圖可知,密度計(jì)在甲、乙液體中處于漂浮狀態(tài),此時(shí)F=G,

兩個(gè)完全相同的重力相同,

所以密度計(jì)在兩種液體中所受的浮力相等;

甲中密度計(jì)排開(kāi)液體的體積大于乙中排開(kāi)液體的體積,

根據(jù)F=ρgV可知,甲液體的密度小于乙液體的密度。

液面高度相同,

根據(jù)p=ρgh可知,甲燒杯底部受到的壓強(qiáng)小。

故答案為:等于;小于;小于。

34.(2018·哈爾濱)夏天把西瓜放在冷水中降溫,西瓜浸沒(méi)于水中后松手,西瓜會(huì)上浮,是由于 西瓜受到的浮力大于重力 ;用手撈出西瓜的過(guò)程中,人感覺(jué)越來(lái)越費(fèi)力,由此可以猜想浮力大小與 物體排開(kāi)液體的體積 有關(guān)。

【分析】(1)物體的浮沉條件是:F>G,上?。籉=G,懸??;F<G,下沉。

(2)浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)。

【解答】解:西瓜浸沒(méi)于水中,由于西瓜受到的浮力大于重力,所以松手后西瓜會(huì)上浮,

浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)。用手撈出西瓜的過(guò)程中,它排開(kāi)水的體積逐漸減小,而水的密度不變,根據(jù)FVg可知,浮力變小,所以感覺(jué)越來(lái)越費(fèi)力,由此可知浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)。

故答案為:西瓜受到的浮力大于重力;物體排開(kāi)液體的體積。

35.(2018·自貢)高速行駛的列車車廂兩側(cè)的窗口打開(kāi)后,窗簾沒(méi)有飄向窗內(nèi),反而會(huì)飄向窗外。這是因?yàn)檐囃饪諝獾?u> 流速大,壓強(qiáng)小 。列車進(jìn)站前提前關(guān)閉動(dòng)力,列車由于 慣性 ,仍能前進(jìn)一段路程,到達(dá)停車位置。

【分析】(1)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系是:流體流速越快的地方其壓強(qiáng)就越小,當(dāng)汽車開(kāi)動(dòng)后,車外空氣相對(duì)汽車的流速就比車內(nèi)的快,所以車內(nèi)壓強(qiáng)要比車外大,所以窗簾要向車外飄;

(2)一切物體都有慣性;

【解答】解:因?yàn)槠囆旭倳r(shí),車外的空氣流速大、壓強(qiáng)小;車內(nèi)的空氣流速小、壓強(qiáng)大。車內(nèi)的氣壓大于車外的氣壓,壓強(qiáng)差就把窗簾壓向車外。

列車進(jìn)站前提前關(guān)閉動(dòng)力,列車由于慣性,仍能前進(jìn)一段路程,到達(dá)停車位置。

故答案為:流速大,壓強(qiáng)??;慣性。

36.(2018·東營(yíng))某型號(hào)飛機(jī)模型機(jī)翼上表面凸起,下表面較平。在飛行過(guò)程中由于上表面的空氣流速(選填“大”或“小”),壓強(qiáng)(選填“大”或“小”),從而能獲得向上的升力。

【分析】流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:在流體流速越大的地方,壓強(qiáng)越??;在流體流速越小的地方,壓強(qiáng)越大。

【解答】解:飛機(jī)在飛行時(shí),機(jī)翼上方氣流比下方氣流的流速大,壓強(qiáng)小,則下方空氣的壓強(qiáng)大于上方空氣的壓強(qiáng),產(chǎn)生向上的壓強(qiáng)差、壓力差,形成升力。

故答案為:大;小。

37.(2018·聊城)如圖,空中的加油機(jī)正在給戰(zhàn)機(jī)加油,以加油機(jī)為參照物,戰(zhàn)機(jī)是 靜止 (選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)的。因?yàn)榱魉僭酱髩簭?qiáng)越的原因,導(dǎo)致飛機(jī)機(jī)翼上、下表面存在壓強(qiáng)差,所以飛機(jī)能夠在空中飛行。

【分析】(1)判斷被研究的受油機(jī)和參照物加油機(jī)之間的位置是否變化,是判斷受油機(jī)運(yùn)動(dòng)和靜止的關(guān)鍵。

(2)流速越大的位置壓強(qiáng)越小。

【解答】解:以加油機(jī)為參照物,戰(zhàn)機(jī)和加油機(jī)之間的位置沒(méi)有發(fā)生改變,所以稱它是靜止的。

飛機(jī)的機(jī)翼上方突起,下方平直。這樣的結(jié)果決定了當(dāng)飛機(jī)啟動(dòng)后,機(jī)翼上方空氣流速快,空氣壓強(qiáng)小,空氣壓力方向向下;機(jī)翼下方空氣流速慢,空氣壓強(qiáng)大,空氣壓力方向向上。兩個(gè)壓力形成一個(gè)向上的合力,當(dāng)合力達(dá)到一定程度后,飛機(jī)就可以騰空而起。

故答案為:靜止;小。

三.實(shí)驗(yàn)探究題(共6小題)

38.(2018·河南)某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧測(cè)力計(jì)、小石塊、溢水杯等器材,按照?qǐng)D所示的步驟,探究浮力的大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系。

(1)先用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出空桶和石塊的重力,其中石塊的重力大小為 3.8 N。

(2)把石塊浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中,石塊受到的浮力大小為 1.4 N.石塊排開(kāi)的水所受的重力可由 AD (填字母代號(hào))兩個(gè)步驟測(cè)出。

(3)由以上步驟可初步得出結(jié)論:浸在水中的物體所受浮力的大小等于 排開(kāi)液體的重力

(4)為了得到更普遍的結(jié)論,下列繼續(xù)進(jìn)行的操作中不合理的是 A

A.用原來(lái)的方案和器材多次測(cè)量取平均值

B.用原來(lái)的方案將水換成酒精進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

C.用原來(lái)的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

(5)另一實(shí)驗(yàn)小組在步驟C的操作中,只將石塊的一部分浸在水中,其他步驟操作正確,則(選填“能”或“不能”)得到與(3)相同的結(jié)論。

【分析】(1)根據(jù)平衡力和相互力判斷出石塊的重力;

(2)(3)物體沒(méi)有浸入液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體的重力;物體重力與物體完全浸入液體后彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差是物體在液體中受到的浮力;液體與桶的總重力與桶的重力之差是物體排開(kāi)液體的重力;分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論;

(4)探究性實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量找普遍規(guī)律,測(cè)量型實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量求平均值減小誤差;

(5)浮力大小與排開(kāi)液體所受重力大小根據(jù)力的分析進(jìn)行解答。

【解答】解:(1)由圖B可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.8N,即物體對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為3.8N,

因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力也為3.8N;

因?yàn)槲矬w處于平衡狀態(tài),受拉力和重力是一對(duì)平衡力,大小相等,故物體的重力是3.8N;

(2)由稱重法:知:F=G﹣F=3.8N﹣2.4N=1.4N;

液體與桶的總重力與桶的重力之差是物體排開(kāi)液體的重力,由圖中AD兩個(gè)步驟測(cè)出;

(3)根據(jù)(2)知F=1.4N;排開(kāi)液體的重力:G=F桶和水﹣F=2.6N﹣1.2N=1.4N,故可以得出浸在水中的物體所受浮力的大小等于排開(kāi)液體的重力,即F=G;

(4)本實(shí)驗(yàn)是“探究浮力的大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”屬于探究性實(shí)驗(yàn),多次測(cè)量找普遍規(guī)律。

A.測(cè)量型實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量取平均值減小誤差,此實(shí)驗(yàn)為探究型,不能求平均值,故A不合理;

B.用原來(lái)的方案將水換成酒精進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),找出普遍規(guī)律,故B合理;

C.用原來(lái)的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn),找出普遍規(guī)律,故C合理;

故選A;

(5)只將石塊的一部分浸入水中,排開(kāi)水的體積減小,排開(kāi)水的重力減小,浮力減小,仍能得出;F=G。

故答案為:

(1)3.8;(2)1.4;AD;(3)排開(kāi)液體的重力;(4)A;(5)能。

39.(2018·泰州)某實(shí)驗(yàn)小組在探究“影響浮力大小的因素”時(shí),做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。觀察圖片并分別比較圖中有關(guān)數(shù)據(jù)可知:

(1)當(dāng)物體逐漸浸入水中,物體底面所受壓強(qiáng)將逐漸 變大 ;

(2)當(dāng)物體浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力為 1 N;

(3)比較(b)、(c)兩圖,可以得出 物體排開(kāi)液體的體積 越大,物體受到的浮力越大;

(4)比較 (c)、(d) 兩圖可知,物體所受浮力的大小與液體密度有關(guān)。

【分析】(1)根據(jù)p=ρgh判斷物體底部所受壓強(qiáng)的變化;

(2)根據(jù)F=G﹣F計(jì)算物體在水中受到的浮力大??;

(3)分析b、c,得出浮力大小與物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系;

(4)要得出物體所受浮力的大小與液體密度有關(guān),需使物體排開(kāi)液體的體積相同,液體的密度不同。

【解答】解:(1)當(dāng)物體逐漸浸入水中,下底面在水中的深度增加,根據(jù)p=ρgh可知,下底面所受的壓強(qiáng)變大;

(2)由a圖知,物體的重力G=4N,由圖c知,物體完全浸沒(méi)在水中受到的拉力為3N,所以物體浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力為F=G﹣F=4N﹣3N=1N;

(3)(b)、(c)兩圖,液體的密度相同,物體排開(kāi)液體的體積不同,物體排開(kāi)液體的體積越大,測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小,可得物體排開(kāi)液體的體積越大,受到的浮力越大;

(4)(c)、(d)兩圖,物體都是完全浸沒(méi),排開(kāi)液體的體積相同,液體的密度不同,測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,可得物體所受浮力的大小與液體密度有關(guān)。

故答案為:(1)變大;(2)1;(3)物體排開(kāi)液體的體積;(4)(c)、(d)。

40.(2018·云南)一般情況下,人在水中會(huì)下沉,在死海中卻能漂浮在水面上。為此,小李同學(xué)猜想:浮力的大小可能跟液體的密度有關(guān)。為了檢驗(yàn)這個(gè)猜想,他設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究:

(1)鋁塊在水中受到的浮力F= 1 N。

(2)比較圖乙、丙兩圖中鋁塊所受浮力的大小,小李同學(xué)得出浮力的大小與液體的密度無(wú)關(guān)的結(jié)論,你認(rèn)為這個(gè)結(jié)論是 錯(cuò)誤 (選填“正確“或“錯(cuò)誤”)的,原因是 沒(méi)有控制鋁塊排開(kāi)液體的體積相同

(3)小趙同學(xué)認(rèn)為用以下方法檢驗(yàn)更為簡(jiǎn)便:將同一個(gè)新鮮雞蛋依次輕放入盛有水和濃鹽水的燒杯中,看到雞蛋在水中下沉,在濃鹽水中懸浮如圖丁所示。分析雞蛋受力可知,在水中下沉是因?yàn)樗艿降母×?u> 小于 (選填“大于”、“小于”或“等于”)重力;在濃鹽水中懸浮時(shí),根據(jù) 二力平衡 的知識(shí)可得,雞蛋受到的浮力 等于 (選填“大于”、“小于”或“等于”)重力,從而可以得出結(jié)論:浮力的大小與液體的密度 有關(guān) (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。

【分析】(1)根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),鋁塊在水中受到的浮力F=G﹣F可求;

(2)觀察物體所受浮力大小與液體密度的關(guān)系時(shí),一定要控制變量,保證其他條件不變;

(3)根據(jù)物體的浮沉條件判斷雞蛋在甲、乙兩杯中所受浮力大小關(guān)系。

【解答】解:(1)由甲知,彈簧測(cè)力計(jì)分度值是0.2N,G=2.7N;由乙知,鋁塊浸沒(méi)在水中后所受浮力F=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;

(2)比較圖乙、丙兩圖中鋁塊所受浮力的大小,小李同學(xué)得出浮力的大小與液體的密度無(wú)關(guān)的結(jié)論,你認(rèn)為這個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤的,原因是沒(méi)有控制鋁塊排開(kāi)液體的體積相同;

(3)雞蛋在水杯中下沉,受到水的浮力小于雞蛋重力;雞蛋懸浮在乙杯中,根據(jù)二力平衡知識(shí)可得,受到鹽水的浮力等于雞蛋重力;由于雞蛋重力不變,故容器中水的雞蛋受到的浮力小于容器中濃鹽水的雞蛋受到的浮力,從而可以得出結(jié)論:浮力的大小與液體的密度有關(guān)。

故答案為:(1)1;(2)錯(cuò)誤;沒(méi)有控制鋁塊排開(kāi)液體的體積相同;(3)小于;二力平衡;等于;有關(guān)。

41.(2018·北京)為了驗(yàn)證“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開(kāi)水的體積有關(guān)”,小明選用圓柱體A(ρA>ρ)、彈簧測(cè)力計(jì)和裝有適量水的燒杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)以下是他的部分實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你幫他補(bǔ)充完整:

①將圓柱體A懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1

②將圓柱體A下部的一格浸入水中,圓柱體不接觸容器,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2。

將圓柱體A下部的兩個(gè)格浸入水中,圓柱體不接觸容器 ,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F3。

(2)由F1﹣F2F1﹣F3(選填”=“或“≠”),可以驗(yàn)證“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開(kāi)水的體積有關(guān)”。

【分析】(1)影響浮力的因素:液體的密度、排開(kāi)液體的體積;要探究浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開(kāi)水的體積的關(guān)系,需要控制液體密度相同,改變物體排開(kāi)水得體積,據(jù)此補(bǔ)充步驟。

(2)根據(jù)稱量法算出兩次浮力,比較得出結(jié)論。

【解答】解:(1)③要探究:浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開(kāi)水的體積的關(guān)系,需要控制液體密度相同,改變排開(kāi)液體的體積,故需要將圓柱體A下部的兩個(gè)格浸入水中,圓柱體不接觸容器,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F3;

(2)圓柱體A下部的一格浸入水中時(shí)的浮力:F浮1=F1﹣F2

圓柱體A下部的兩個(gè)格浸入水中時(shí)的浮力:F浮2=F1﹣F3;

由F1﹣F2≠F1﹣F3知,F(xiàn)浮1≠F浮2可得“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開(kāi)水的體積有關(guān)”。

故答案為:(1)將圓柱體A下部的兩個(gè)格浸入水中,圓柱體不接觸容器;(2)≠。

42.(2018·衡陽(yáng))為了直觀驗(yàn)證阿基米德原理,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,把彈簧測(cè)力計(jì)上端固定在鐵架臺(tái)上,用粗鐵絲做一個(gè)框,掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上。在粗鐵絲框上端懸吊一個(gè)金屬塊,下端放一小杯。在金屬塊的正下方,有一個(gè)溢水杯,溢水杯放置在鐵架臺(tái)的支架上,溢水杯跟金屬塊、粗鐵絲都不接觸。

(1)平穩(wěn)緩慢地抬高溢水杯支架,使金屬塊完全浸沒(méi)入水中(如圖甲→乙→丙),在此過(guò)程中。彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù):F 等于 F(選填“大于”、“等于”或“小于”)。

(2)再平穩(wěn)緩慢地降低溢水杯支架,使金屬塊完全離開(kāi)水面(如圖?。???梢杂?jì)算出圖丙中金屬塊所受到的浮力約為 1.2 N,此時(shí)浮力的測(cè)量數(shù)值比真實(shí)數(shù)值將 偏大 (選填“偏大”或“偏小”)。

【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理可得F、F的大小關(guān)系;

(2)根據(jù)F=G﹣F可求浮力;金屬塊完全離開(kāi)水面時(shí)要帶一些小水滴,使重力G偏大。

【解答】解:(1)平穩(wěn)緩慢地抬高溢水杯支架,使金屬塊完全浸沒(méi)入水中(如圖甲→乙),由阿基米德原理可知,在此過(guò)程中甲受到的浮力等于排開(kāi)液體所受的重力,故F=F;

(2)由圖丙、丁可知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值,0.2N,圖丁G=4.4N,圖丙F=3.2N,

圖丙中金屬塊所受到的浮力約為:

F=G﹣F=4.4N﹣3.2N=1.2N;

金屬塊完全離開(kāi)水面時(shí)要帶一些小水滴,使重力G測(cè)的數(shù)值偏大,根據(jù)F=G﹣F可知,此時(shí)浮力的測(cè)量數(shù)值比真實(shí)數(shù)值將偏大。

故答案為:(1)等于;(2)1.2;偏大。

43.(2018·蘇州)為探究物體在水中受到的浮力大小與浸入水中的體積和深度的關(guān)系,小明和小華把裝滿水的溢水杯放到臺(tái)秤上,溢水杯口下方放置一空量筒。用細(xì)線系住金屬塊并掛在彈簧測(cè)力計(jì)上,測(cè)力計(jì)示數(shù)為G.然后將金屬塊緩慢浸入水中,且始終不與杯接觸,如圖。

(1)金屬塊浸沒(méi)前的過(guò)程中,測(cè)力計(jì)示數(shù)逐漸變小,說(shuō)明浮力大小逐漸 變大 。據(jù)此,小明認(rèn)為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大面增大;而小華則認(rèn)為浮力隨浸入水中的體積增大而增大,根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為下列說(shuō)法正確的是 D 。

A.只有小明的觀點(diǎn)合理 B.只有小華的觀點(diǎn)合理

C.兩人的觀點(diǎn)都不合理 D.兩人的觀點(diǎn)都合理

(2)接下來(lái)他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn),增大金屬塊浸沒(méi)在水中的深度,發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終不變且為F,據(jù)此可得出 小明 的觀點(diǎn)不具有普遍性。這個(gè)過(guò)程中金屬塊受到的浮力F= G﹣F 。

(3)為了深入研究,他們測(cè)出量筒中水的體積V,水的密度用ρ表示,其重力G= ρVg ,通過(guò)比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F=G,換用不同的物體和液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),都能得出F=G,說(shuō)明決定浮力大小的根本因素是G

(4)從金屬塊開(kāi)始浸入直至浸沒(méi)一定深度的過(guò)程中臺(tái)秤的示數(shù)變化情況是 一直不變 。

【分析】(1)浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力作用,根據(jù)F=G﹣F可知,受到的浮越大,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小。

(2)增大金屬塊浸沒(méi)在水中的深度,測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終不變且為F,據(jù)此可得出浮力與物體完全浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān);

(3)重力G=mg=ρV g;

(4)根據(jù)臺(tái)秤示數(shù)等于臺(tái)秤對(duì)容器的支持力,然后根據(jù)阿基米德原理可知臺(tái)秤示數(shù)前后示數(shù)的變化值。

【解答】解:(1)金屬塊浸沒(méi)前的過(guò)程中,測(cè)力計(jì)示數(shù)逐漸變小,根據(jù)F=G﹣F可知,說(shuō)明浮力大小逐漸變大;

金屬塊浸沒(méi)前的過(guò)程中,小明認(rèn)為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大而增大;而小華則認(rèn)為浮力隨浸入水中的體積增大而增大,根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)兩人的觀點(diǎn)都合理,故說(shuō)法正確的是D;

(2)接下來(lái)他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn),增大金屬塊浸沒(méi)在水中的深度,發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終不變且為F,據(jù)此可得出浮力與物體完全浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān),故小明的觀點(diǎn)不具有普遍性;

這個(gè)過(guò)程中金屬塊受到的浮力根據(jù)F=G﹣F可知,F(xiàn)=G﹣F;

(3)量筒中水的體積V,水的密度用ρ表示,其重力G=mg=ρVg,通過(guò)比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F=G,換用不同的物體和液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),都能得出F=G,說(shuō)明決定浮力大小的根本因素是G

(4)對(duì)臺(tái)秤受力分析可知:受溢水杯和水豎直向下的重力,金屬塊向下的壓力F=F,由平衡條件得:臺(tái)秤對(duì)容器的支持力FN=G+F;從金屬塊開(kāi)始浸入直至浸沒(méi)一定深度的過(guò)程中G、F不變,故臺(tái)秤的示數(shù)變化情況是一直不變。

故答案為:(1)變大;D;(2)小明;G﹣F;(3)ρVg;(4)一直不變。

四.計(jì)算題(共6小題)

44.(2018·泰安)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一實(shí)心物塊,物塊下表面與水面剛好接觸,如圖甲所示。從此處勻速下放物塊,直至浸沒(méi)于水中并繼續(xù)勻速下放(物塊未與水底接觸)。物塊下放過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.求:

(1)物塊受到的重力;

(2)物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力;

(3)物塊的密度。

【分析】(1)測(cè)力計(jì)可以直接測(cè)量物體的重力;

(2)根據(jù)F=G﹣F得出所受浮力的大小;

(3)根據(jù)阿基米德原理求出物體的體積;根據(jù)密度公式求出密度。

【解答】解:(1)由圖可知,物體浸入水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為18N,故物體的重力為G=18N;

(2)物體全部浸入水中時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=10N,則在水中受到的浮力為F=G﹣F=18N﹣10N=8N,

(3)由FgV得,物體的體積為:V=V=

,物體的重力為G,質(zhì)量為m

,則物體的密度為:ρ=2.25×103kg/m3

答:(1)物塊受到的重力為18N;

(2)物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力為8N;

(3)物塊的密度為2.25×103kg/m3。

45.(2018·聊城)考古工作者在河底發(fā)現(xiàn)了古代的石像,經(jīng)潛水者測(cè)量它的體積約為2m3.如圖所示,在打撈石像的過(guò)程中,考古工作者用動(dòng)滑輪將石像勻速提升,需要豎直向上的拉力F=1.6×104N.在沒(méi)有將石像提出水面前,若不計(jì)摩擦和滑輪重力,(ρ=1.0×103kg/m,g=10N/kg)求:

(1)石像受到的浮力。

(2)石像的重力。

(3)石像的密度。

(4)若將石像提升了3m,石像受到水的壓強(qiáng)減少了多少?

【分析】(1)利用阿基米德原理F=GgV求出石塊受到的浮力;

(2)若不計(jì)摩擦和滑輪重力,根據(jù)F=

(G﹣F)可求石像的重力;

(3)根據(jù)m=

可求石像的質(zhì)量,利用密度公式求出石像的密度;

(4)已知△h=3m,根據(jù)△P=ρg△h可求石像減少的水的壓強(qiáng)。

【解答】解:(1)石像受到的浮力:

F=GgV=1×103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N;

(2)不計(jì)摩擦和滑輪重力,根據(jù)F=

(G﹣F)可得石像的重力:

G=2F+F=2×1.6×104N+2×104N=5.2×104N;

(3)石像的質(zhì)量:

m=5.2×103kg;

石像的密度:

ρ=2.6×103kg/m3;

(4)石像減少的水的壓強(qiáng)

△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa;

答:(1)石像受到的浮力是2×104N;

(2)石像的重力5.2×104N;

(3)石像的密度是2.6×103kg/m3;

(4)若將石像提升了3m,石像受到水的壓強(qiáng)減少了3×104Pa。

46.(2018·安順)如圖所示,已知重為10N的長(zhǎng)方體木塊靜止在水面上,浸入在水中的體積占木塊總體積的

(g取10N/kg)。

(1)求木塊所受到的浮力大??;

(2)若木塊下表面所處的深度為0.2米,求木塊下表面受到水的壓強(qiáng);

(3)若要將木塊全部浸沒(méi)水中,求至少需要施加多大的壓力。

【分析】(1)由題意可知,木塊漂浮在水面上,根據(jù)漂浮的條件求出木塊受到水豎直向上的浮力;

(2)已知木塊下表面所處的水的深度,根據(jù)p=ρgh求出下表面受到水的壓強(qiáng);

(3)根據(jù)阿基米德原理求出排開(kāi)水的體積即為浸入水中的體積,然后求出物體的體積,利用阿基米德原理求物體受到水的浮力;若使物體全部浸入水中而靜止,則F′=G+F,即可求壓力。

【解答】解:

(1)因?yàn)槟緣K漂浮在水面上,

所以木塊受到的浮力:F=G=10N;

(2)木塊下表面所處的深度為0.2米,

則木塊下表面受到水的壓強(qiáng):p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。

(3)根據(jù)FgV可得,排開(kāi)液體的體積:

V=1×10﹣3m3;

木塊全部浸沒(méi)時(shí)受到水的浮力:

F′gV=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N;

木塊浸沒(méi)時(shí),根據(jù)力的平衡條件有:F′=G+F,

則壓力F=F′﹣G=12.5N﹣10N=2.5N。

答:(1)木塊所受到的浮力為10N;

(2)木塊下表面受到水的壓強(qiáng)為2000Pa;

(3)要將木塊全部浸沒(méi)水中,需要施加的壓力為2.5N。

47.(2018·湘西州)工人師傅利用汽車作為動(dòng)力,從水中打撈一個(gè)正方體物件,繩子通過(guò)定滑輪,一端系著物件,另一端拴在汽車上,如圖甲所示。汽車?yán)锛蛩偕仙?,已知汽車?duì)繩子的拉力F與物件底面距離水底的高度h的變化關(guān)系如圖乙所示。繩子的體積、繩重及摩擦均忽略不計(jì),g取l0N/Kg.求:

(1)該物件的質(zhì)量是多少?

(2)物件浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力為多大?

(3)物件上表面恰好到達(dá)水面時(shí),下表面受到水的壓強(qiáng)為多少?

【分析】(1)由圖甲可知滑輪為定滑輪,則該物件離開(kāi)水面后的拉力余該物件的重力相等,根據(jù)G=mg求質(zhì)量;

(2)圖甲中,滑輪為定滑輪,則在乙圖中,拉力較小時(shí)且大小不變,說(shuō)明物體浸沒(méi)在液體中;5m﹣5.5m,拉力逐漸變大,說(shuō)明物件在離開(kāi)液體的過(guò)程中,正方體的棱長(zhǎng)為0.5m;之后物體脫離液體,拉力與物體的重力相等;根據(jù)稱重法即可求出物件浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力;

(3)物件上表面恰好到達(dá)水面時(shí),根據(jù)乙圖得出下表面所處的深度,根據(jù)壓強(qiáng)公式p=ρgh即可求出下表面受到水的壓強(qiáng)。

【解答】解:

(1)該物件離開(kāi)水面后的拉力F2=2500N,由于圖甲中,滑輪為定滑輪,則物體的重力為G=F2=2500N,

則物體質(zhì)量:

m=250kg;

(2)由圖乙知中,物體在水中時(shí)拉力F1=1250N;

根據(jù)稱重法可知物件浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力:

F=G﹣F1=2500N﹣1250N=1250N;

(3)由圖乙知中,物件上表面恰好到達(dá)水面時(shí),下表面所處的深度為h=5.5m﹣5m=0.5m,

則下表面受到水的壓強(qiáng):

p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa。

答:(1)該物件的質(zhì)量是250kg;

(2)物件浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力為1250N;

(3)物件上表面恰好到達(dá)水面時(shí),下表面受到水的壓強(qiáng)為5×103Pa。

48.(2018·遂寧)質(zhì)量為60kg的工人站在水平地面上,用如圖裝置勻速打撈浸沒(méi)在長(zhǎng)方形水池中的物體,水池底面積為15m2,物體重2000N、體積為0.1m3,物體未露出水面前,此裝置機(jī)械效率為80%.(不考慮水對(duì)物體的阻力、繩重及繩與滑輪間的摩擦)g取10N/kg求:

(1)物體浸沒(méi)在水中受到的浮力;

(2)動(dòng)滑輪的重力;

(3)若工人雙腳與地面的接觸面積為500cm2,當(dāng)他對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×103Pa時(shí),池底受到水的壓強(qiáng)的變化量。

【分析】(1)根據(jù)FgV可求物體浸沒(méi)在水中受到的浮力;

(2)不考慮水對(duì)物體的阻力、繩重及繩與滑輪間的摩擦,根據(jù)η

已知裝置機(jī)械效率為80%,可求動(dòng)滑輪重;

(3)已知工人的質(zhì)量,可求工人的重力,G=mg;已知工人對(duì)地面的壓強(qiáng),根據(jù)F=PS可求對(duì)地面的壓力,根據(jù)F+F=G可求繩子的拉力,根據(jù)F=

(G﹣F浮+G)可求出浮力的變化量,即可求排開(kāi)液體的變化量,再根據(jù)△h=

求出液體深度的變化量,由△P=ρg△h可求池底受到水的壓強(qiáng)的變化量,

【解答】解:(1)物體浸沒(méi)在水中受到的浮力:

FgV=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N;

(2)不考慮水對(duì)物體的阻力、繩重及繩與滑輪間的摩擦,

裝置機(jī)械效率;η=80%,

解得:G動(dòng)=250N;

(3)由圖可知,n=4,

工人的重力,G=mg=60kg×10N/kg=600N,

工人對(duì)地面的壓力:

F=PS=2×103Pa×500×10﹣4m2=100N,

F=F,

此時(shí)繩子對(duì)人的拉力:F+F=G,15

F=G﹣F=600N﹣100N=500N,

此時(shí)物體在長(zhǎng)方形水池受到的浮力:

F=(G﹣F′+G),F(xiàn)′=G+G﹣nF=2000N+250N﹣4×500N=250N,

物體排開(kāi)液體的體積:

由F′=ρgV′可得,V′=0.025m3,

排開(kāi)液體的變化量:

△V=V﹣V′=0.1m3﹣0.025m3=0.075m3

液體深度的變化量:

△h=0.005m,

池底受到水的壓強(qiáng)的變化量:

△P=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.005m=50Pa。

答:(1)物體浸沒(méi)在水中受到的浮力是1000N;

(2)動(dòng)滑輪的重力是250N;

(3)若工人雙腳與地面的接觸面積為500cm2,當(dāng)他對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×103Pa時(shí),池底受到水的壓強(qiáng)的變化量是50Pa。

49.(2018·杭州)“蛟龍?zhí)枴笔俏覈?guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主集成研制、世界上下潛最深的作業(yè)型深海載人潛水器。“蛟龍?zhí)枴斌w積約為30米3,空載時(shí)質(zhì)量約為22噸,最大荷載240千克。

(1)“蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時(shí)受到的浮力為多大?

(2)若“蛟龍?zhí)枴蹦炒螡M載時(shí)下沉是采用注水方式實(shí)現(xiàn)的,則至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)

【分析】(1)蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時(shí),根據(jù)漂浮條件即可求出浮力;

(2)已知潛艇的總體積,根據(jù)浮力公式從而求出浮力,根據(jù)滿載時(shí)需要下沉?xí)r潛水器的總重力,然后求出需要注入的海水重力,利用G=mg=ρgV求出水的體積。

【解答】解:

(1)蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時(shí),根據(jù)漂浮條件可知潛艇受到浮力:

F=G空載=m空載g=22×103kg×10N/kg=2.2×105N;

(2)滿載時(shí)需要下沉?xí)r潛水器排開(kāi)海水的體積V=V=30m3,

此時(shí)F′=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N,

滿載總重力G滿=m滿g=(22×103kg+240kg)×10N/kg=2.224×105N,

G注水=F′﹣G滿=3×105N﹣2.224×105N=7.76×104N,

則由G=mg=ρgV可得注入水的體積:

V注入=7.76m3。

答:(1)“蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時(shí)受到的浮力為2.2×105N;

(2)若“蛟龍?zhí)枴蹦炒螡M載時(shí)下沉是采用注水方式實(shí)現(xiàn)的,至少注入7.76m3的水。

五.解答題(共1小題)

50.(2018·白銀)北方人有吃餃子的習(xí)慣,剛包好的餃子,為什么放入水中會(huì)下沉,而過(guò)一會(huì)兒餃子會(huì)浮起來(lái)?

【分析】物體的浮沉條件:上?。篎>G,懸?。篎=G,下沉:F<G;物體在液體中的浮沉最終是由物體完全浸沒(méi)時(shí)浮力與重力的大小關(guān)系決定的,根據(jù)浮沉條件判斷水餃在水中上浮和下沉的原因。

【解答】答:剛剛包好的餃子,放入水中時(shí),由于餃子所受浮力小于重力,所以下沉;過(guò)一會(huì)兒,由于餃子受熱后內(nèi)部空氣膨脹,餃子的體積增大,排開(kāi)水的體積也增大、浮力增大,當(dāng)餃子所受到的浮力大于重力時(shí),它會(huì)浮起來(lái)。

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