人教版2022年初中物理浮力基础知识手册.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年初中物理浮力基础知识手册年初中物理浮力基础知识手册 单选题 1、如图所示，将一个空心铁球浸没入水中，放手后铁球恰好悬浮，若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块，则（）A大块的将下沉，小块的将上浮 B大块的将上浮，小块的将下沉 C两块都将上浮 D两块都将下沉 答案：B 解析：空心铜球悬浮在某液体中，说明物体的密度与液体的密度相同，将它沿图示虚线切为大小不等的两块后，小块为实心，小块密度大于液体的密度，大块仍为空心，切除部分实心后密度减小，密度小于液体的密度，所以大块将上浮，小块将下沉，故 ACD 不符合题意，B 符合题意。故选 B。2、下列估算正确的是（）A两个普通鸡蛋重约 10N B一个普通中学生的重力是 50kg 2 C一个中学生静止站在水平地面上对地面的压强约 1.5 104Pa D普通中学生在水中游泳时受到的浮力约是 60N 答案：C 解析：A一斤（500g）鸡蛋可称 810 个，那么一个鸡蛋的质量约为 50g；故两个普通鸡蛋的重力约 =0.1kg 10N/kg=1N 故 A 不符合实际；B中学生的质量约 50kg，受到的重力为 =50kg 10N/kg=500N 故 B 不符合实际；C中学生每只鞋的底面积大约为200cm2，即0.02m2，故双脚面积=0.04m2；中学生的质量大约为 50kg，压力 =50kg 10N/kg=500N 压强 =500N0.04m2=1.25 104Pa 接近1.5 104Pa，故 C 符合实际；D漂浮的物体受到的浮力等于重力。中学生的重力约 500N，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力在 500N 左右，故 D 不符合实际。故选 C。3、如图所示，物理小组利用体积为 170cm3 的潜水艇模型（忽略进气排气管的体积）探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉，下列说法不正确的是（水=1.0 103kg/m3，取=10N/kg）（）3 A模型浸没在水中受到的浮力为 1.7N B模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变 C若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水 D潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的 答案：C 解析：A模型浸没在水中受到的浮力为 浮=排=1 103kg/m3 10N/kg 170 10-6m3=1.7N 故 A 正确，A 不符合题意；B模型浸没后继续下沉的过程中，由于排开液体的体积不变，故浮力大小不变，故 B 正确，B 不符合题意；C若要让悬浮的模型上浮应使模型中排水，减轻潜水艇的重力，小于浮力，从而实现上浮，故 C 错误，C 符合题意；D潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的，排水时，重力小于浮力，故上浮，进水时，重力大于浮力，故下沉，故 D 正确，故 D 不符合题意。故选 C。4、在杠杆两端各悬挂一个体积相同的铅球和铜球处于平衡状态，现将两球同时浸没在水中（如图所示），则杠杆（铅铜）（）4 A静止不动 B顺时针转动 C逆时针转动 D支点受到的压力变大 答案：C 解析：因铅球和铜球体积相同，铅铜，由m=V可知，m铅m铜，则 G铅G铜 由杠杆平衡条件可知 G铅L1=G铜L2 并且 L1L2 将两球同时浸没在水中，由F浮=水gV排可知，两球受到的浮力相等；由杠杆平衡条件可得，左边（G铅F浮）L1=G铅L1F浮L1 右边（G铜F浮）L2=G铜L2F浮L2 因为L1L2，所以 G铅L1F浮L1G铜L2F浮L2 故左端下沉，即杠杆逆时针转动，故 C 选项正确。故选 C。5、2020 年 4 月 23 日，“雪龙”号考察船圆满完成历时 198 天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着5 铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙，它们的大小关系正确的是（）AF甲F乙F丙BF甲F乙F丙 CF甲F乙F丙DF甲F乙F丙 答案：C 解析：根据物体的浮沉条件和阿基米德原理即可分析判断；物体漂浮或悬浮时浮力等于重力，物体下沉到容器底部时，容器会对物体产生支持力。考察船和铁锚为一个整体，考察船和铁锚的总重力为G，图甲中铁锚部分浸入水中；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F甲、铁锚受到的浮力F浮 1；由于考察船是处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：F甲+F浮 1G；所以，F甲GF浮 1；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮 2，由于考察船时处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：F乙+F浮 2G；所以，F乙GF浮 2；6 图丙中由于铁锚沉底，则铁锚受到支持力的作用，所以，考察船和铁锚受力情况是：重力 G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮 3、支持力F支持，根据受力平衡可知：F丙+F浮 3+F支持G；所以 F丙GF浮 3F支持；由于图甲铁锚部分浸入水中；图乙和图丙中铁锚完全浸没水中，则：铁锚排开水的体积 V排 1V排 2V排 3V铁锚，根据阿基米德原理可知：F浮 1F浮 2F浮 3，所以，F甲F乙F丙。故选 C。小提示：本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用，知道影响浮力的因素是液体密度和排开液体的体积，物体下沉到容器底部时，容器会对物体产生的支持力。6、体积相同，密度不同的三个实心小球 A、B、C 放入同种液体中静止时，所处位置如图所示则三个小球密度大小的关系是（）AABCBABC 答案：A 7 解析：物体 A 漂浮，故FA=GA，即 液gV排=AgV，因V排V，所以 液A，物体 B 悬浮，故FB=GB，即 液gV排=BgV，因V排=V，所以 液=B，物体 C 下沉，故FCGC，即 液gV排CgV，因V排=V，所以 液C，所以 ABC 故选 A 7、质量相等的甲、乙两只小球，分别漂浮在酒精和水中，且 酒精水、甲乙。则（）A甲球的体积较小 B甲球受到的浮力较小 C两小球排开液体的质量相等 D两小球排开液体的体积相等 答案：C 解析：A质量相等的甲、乙两只小球，因为 甲乙 由=可知两球的体积 V甲V乙 故 A 不符合题意；BCD根据G=mg可知它们的重力相等，甲乙漂浮在酒精和水中，根据漂浮条件可知浮力等于重力，由于两球重力相等，所以浮力相等，根据阿基米德原理可知它们排开液体的重力相等，由G=mg可知它们的排开液体的质量相等，因为 酒精水 由=可知两小球排开液体的体积不相等，故 C 符合题意，BD 不符合题意。故选 C。8、在杠杆两端各悬挂一个体积相同的铅球和铜球处于平衡状态，现将两球同时浸没在水中（如图所示），则杠杆（铅铜）（）8 A静止不动 B顺时针转动 C逆时针转动 D支点受到的压力变大 答案：C 解析：因铅球和铜球体积相同，铅铜，由m=V可知，m铅m铜，则 G铅G铜 由杠杆平衡条件可知 G铅L1=G铜L2 并且 L1L2 将两球同时浸没在水中，由F浮=水gV排可知，两球受到的浮力相等；由杠杆平衡条件可得，左边（G铅F浮）L1=G铅L1F浮L1 右边（G铜F浮）L2=G铜L2F浮L2 因为L1L2，所以 G铅L1F浮L1G铜L2F浮L2 故左端下沉，即杠杆逆时针转动，故 C 选项正确。故选 C。9、如图所示，把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，若放入后两液体的深度刚好相同，下列9 说法正确的是（）A密度计受到的浮力关系为F浮甲F浮乙 B甲、乙两种液体的密度关系为 甲乙 C两液体对容器底部的压强关系为p甲p乙 D两液体对容器底部的压力关系为F甲F乙 答案：D 解析：A由图可知，密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态，F浮甲G，F浮乙G，因为同一支密度计的重力不变，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等，故F浮甲F浮乙，故 A 错误；B根据阿基米德原理F浮液gV排可知，在F浮一定时，物体浸入液体中的体积越大，则液体的密度越小，由题图知V排甲V排乙，所以 甲乙，故 B 错误；C因为pgh，两液体深度相同，所以两液体对容器底部的压强：p甲p乙，故 C 错误；D底面积相同，根据FpS可知，两液体对容器底部的压力关系为F甲F乙，故 D 正确。故选 D。10、如图所示，小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块平放、侧放和竖放，使其部分浸入同一杯水中，保证每次水面到达同一标记处，比较弹簧测力计示数大小。该实验探究的是下列哪个因素对浮力大小的影响（）10 A液体的密度 B物体的密度 C物体排开液体的体积 D物体浸入液体的深度 答案：D 解析：先后将该长方体铝块平放、侧放和竖放，使其部分浸入同一杯水中，液体的密度相同，每次水面到达同一标记处，说明物体排开水的体积相同，物体进入水的深度不同，比较弹簧测力计示数大小，可以探究浮力与物体浸入液体的深度的关系，故 D 符合题意，ABC 不符合题意。故选 D。多选题 11、两个完全相同的圆柱形容器甲、乙放置在水平桌面上，容器的底面积均为 0.01m2，容器内盛有相同高度的水，如图所示。将两个密度不同、体积均为 10-3m3的实心柱体 A、B 分别竖直放入甲、乙容器中（水未溢出），水对容器底部的压强p水和容器对桌面的压强p容如表所示，g 取 10N/kg。下列说法中正确的是（）压强 放入 A 柱体 放入 B 柱体 p水/Pa 1500 2000 p容/Pa 2000 3000 A容器受到的重力为 10N BB 受到的浮力小于 B 受到的重力 11 CA 受到的浮力为 8N DB 受到的重力为 15N 答案：BD 解析：A由题知，实心柱体 A、B 的体积相等，密度不同，假若两者同时浸没时，排开水的体积相等，则水面的高度相同。但由p水Ap水B可知，两者不可能同时浸没，由=可知，水A 水B，由=可知，排排B，所以，A 一定漂浮，无水溢出，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，水对容器底部的压力 水甲=水+A=水甲 容器对地面的压力 容甲=容+水+A=容甲 则 容甲 水甲=(容+水+A)(水+A)=容=容甲 水甲 所以容器的重力 容=(容甲 水甲)=(2000Pa 1500Pa)0.01m2=5N 故 A 错误；B若 B 在水中漂浮或悬浮，则 容乙 水乙=(容+水+B)(水+B)=容=容乙 水乙 有 B 求出的容器重力为 容=(容乙 水乙)=(3000Pa 2000Pa)0.01m2=10N 5N,因 A 漂浮，且容 5N，故 B 在水中不可能悬浮，只能是沉底，则 B 受到的浮力小于 B 受到的重力，故 B 正确；C 已知，A 漂浮，B 沉底，由=可分别求出甲、乙容器中水的高度 12 A=水甲水=1500Pa1 103kg/m 10N/kg=0.15m B=水乙水=2000Pa1 103kg/m 10N/kg=0.2m A与B的高度差之间水的体积，即是 A 柱体未浸入水中的体积，则 A 排开水的体积为 排A=A(B A)=103m3(0.2m 0.15m)0.01m2=0.5 103m3 A 受到的浮力 浮=水排A=1 103kg/m 10N/kg 0.5 103m3=5N 故 C 错误；D因为 A 漂浮，所以 A 所受浮力等于 A 的重力，即GA=5N。当 A 放入甲容器后，容器对地面的压力为 容甲=容+水+A=容甲 则 水=容甲 容 A=容甲 容 A=2000Pa 0.01m2 5N 5N=10N B 柱体放入水中后，有 容乙=容+水+B=容乙 则 B 受到的重力为 B=容乙 容 水=容乙 容 水=3000Pa 0.01m2 5N 10N=15N 故 D 正确。故选 BD。12、如图所示，一个边长为 10cm 的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为 5N，正方体受到的浮力为 8N（g 取 10N/kg）。下列说法正确的是（）13 A正方体下表面受到的压力可能比上表面的压力小 B两侧面受到的液体压力的合力一定为零 C正方体上下表面受到压力的合力一定不为零 D下表面受到液体的压力F2为 13N 答案：BCD 解析：A浸入液体中的物体受到的浮力等于物体上下表面的压力差，所以下表面受到的压力一定要大于上表面受到的压力，故 A 错误；B根据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知，正方体浸没在液体中时，它的相对的两个侧面受到的液体的压力相等，合力为 0，故 B 正确；C物体受到了浮力，则正方体上下表面受到压力的合力一定不为零，故 C 正确；D物体受到的浮力为 8N，上表面受到的压力为 5N，则下表面受到的压力为 F下=F上+F浮=5N+8N-13N 故 D 正确。故选 BCD。13、如图甲，在水平面上的盛水容器中，一个质量分布均匀的物体被固定在容器底部的一根细线拉住后完全浸没在水中静止。如图乙，当将细线剪断后，物体漂浮在水面上，且有四分之一的体积露出水面。下列说法正确的是（）14 A甲、乙两图中，物体受到的浮力之比为 4：3 B物体的密度与水的密度之比为 1：4 C图甲中水对容器底的压强大于图乙中水对容器底的压强 D图甲中水对容器底的压力大于图乙中水对容器底的压力 答案：ACD 解析：(1)根据浮=排判断浮力的关系；(2)根据物体漂浮时浮力等于重力结合密度、重力公式即可求解物体密度与水密度的关系；(3)根据=判断水对容器底部的压强关系；(4)根据=判断水对容器底部的压力关系。A甲图中浮力 浮甲=水 乙图中浮力 浮乙=水(1 14)=34水 则木块受到水的浮力之比 浮甲:浮乙=水34水=4:3 故 A 正确；B物体漂浮时，浮乙=，则有 15 34水=物体的密度与水的密度之比为 34，故 B 错误；C物体浸没时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积，则甲图水的深度大于乙图水的深度，由=水可得，甲图中水对容器底的压强大，故 C 正确；D甲、乙两图中是同一容器，则容器内部底面积相同，又甲图中水对容器底的压强大，由=可得，图甲中水对容器底的压力大，故 D 正确。故选 ACD。14、如图，底面积相同的轻质容器甲和乙，内装液体的密度分别为 a和 b。将两个完全相同的物体分别放入液体中，静止时，两容器中的液面恰好相平。物体在 a 液体中悬浮，在 b 液体中漂浮。下列判断正确的是（）A两种液体的密度大小关系是 a b B物体放入前，两容器对水平桌面的压力分别为F甲和F乙，则F甲F浮b D放入物体后，液体对容器底压力的增加量分别为 Fa和 Fb，则 FaFb 答案：ABD 解析：A物体在甲液体中悬浮，则 a=物体在乙液体中漂浮，则 b 16 两种液体的密度大小关系是 ab 故 A 正确；Ba 排开液体的体积大于 b 排开液体的体积，甲是圆柱形容器，乙是口大低小的容器，两个容器的底面积相等，容器内液面相平，假设将 ab 取出，甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积，所以物体放入前，甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积，因为 a b 由m=V可知液体的质量大小关系 ma mb 由G=mg可知液体的重力大小关系 GaGb 轻质容器甲和乙，不计容器的重力，所以物体放入前，两容器对水平桌面的压力关系为 F甲”“”或“=”）。（4）丁图，此实验装置可探究_（选填“电动机”或“发电机”）的工作原理。答案：升高 缩小、倒立的实像 照相机 密度 =发电机 解析：（1）1从山脚爬到山顶，大气压降低，瓶内气压不变，压着液柱上升。（2）23物距大于两倍焦距，成倒立缩小实像，是照相机的原理。（3）45向水中加盐，改变了液体的密度，盐水密度比水大，鸡蛋在液面静止时，处于漂浮状态，浮力等于重力。（4）6没有电源，可探究电磁感应现象，是发电机原理。17、为解决人口膨胀、全球变暖等问题，设计师提出建立海上漂浮城市的设想，如图所示的“百合镇”浮岛就是其中最著名的设计。这座城市能自给自足，全部物质都可以循环使用并采用清洁能源。请完成以下问题：（海水=1.03103kg/m3，g=10N/kg）20 （1）海水涨潮时，“百合镇”浮岛的吃水深度将_；随着入住人数的增加，“百合镇”受到海水的浮力将_；（都选填“变大”、“变小”或“不变”）（2）若“百合镇”浮岛浸入海水中的体积为 2107m3，则“百合镇”浮岛的重力为多少 N？_（3）“百合镇”浮岛在水面下 10m 深处有一面积为 0.25m2的观察窗，则该观察窗受到海水的压力为多少 N？_ 答案：不变 变大 2.061011N 2.575104N 解析：（1）1当涨潮时，“百合镇”仍处于漂浮，根据漂浮条件知浮力等于重力，浮岛的重力不变，则浮力也不变，根据阿基米德原理可知，浮岛排开海水的体积不变，所以浮岛的吃水深度不变。2随着入住人数的增加，“百合镇”自重增大，因为“百合镇”漂浮，即F浮=G，所以“百合镇”受到的浮力变大。（2）3“百合镇”受到的浮力 F浮1=海水V排g=1.03103kg/m32107m310N/kg=2.061011N 因为“百合镇”处于漂浮状态，浮力等于重力，所以“百合镇”受到的重力为 G=F浮1=2.061011N（3）4观察窗受到海水的压强为 p=海水gh=1.03103kg/m310N/kg10m=1.03105Pa 根据=可得该观察窗受到海水的压力 F=pS=1.03105Pa0.25m2=2.575104N 18、如图 1 所示，水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器。一个质量=50g、体积=100cm3的木21 球通过细线与容器底部相连，浸没在水中静止不动，此时细线受到的拉力为F拉。水的密度=1 103kg/m3，=10N/kg。（1）以“”表示木球，在图 2 方框内画出木球此时的受力示意图；()（2）求绳子的拉力F拉；()（3）剪断细线且待木球静止后，忽略水的汽化带来的影响，水对容器底部的压强_，容器对桌面的压力_（以上均选填“变大”、“变小”、“不变”）。答案：0.5 变小 不变 解析：解：（1）木球受到竖直向下的重力，竖直向下的拉力以及竖直向上的浮力，处于平衡状态，如图 （2）木球的质量为 =50g=0.05kg 木球的重力为 =0.05kg 10N/kg=0.5N；22 因为木球浸没，排开水的体积 排=103=1003=1043，木球受到的浮力为 浮=排=液排=1 103kg/m3 10N/kg 104m3=1N 木块受到竖直向下的重力和绳子的拉力以及竖直向上的浮力而处于平衡状态，由力的平衡条件可得 +拉=浮 则细线对木块的拉力 拉=浮 =1N 0.5N=0.5N；（3）因为剪断细线前，木球的浮力大于重力，所以剪断细线后，木球上浮，直至漂浮，木球排开水的体积减小，液面降低，根据=知，水对容器底部的压强减小；剪断细线前后，容器、水、木块的质量都不变，三者的重力不变，容器对桌面的压力等于三者的重力之和，因此容器对桌面的压力不变。答：（2）绳子的拉力F拉为 0.5N；（3）剪断细线且待木球静止后，忽略水的汽化带来的影响，水对容器底部的压强变小，容器对桌面的压力不变。