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第十章浮力
过关卷
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
（考试时间：60分钟试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题共20分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2019春•蔡甸区期末）如图情景中没有受到浮力的物体是（ ）
A．遨游的“天宫一号” B．航行的“辽宁号”
C．下潜的“蛟龙”号 D．上升的热气球
【解析】A、太空中没有空气，所以太空中遨游的“天宫一号”没有受到浮力，故A符合题意；
B、浮力是浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托起的力，航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力，即受到浮力，故B不符合题意；
C、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉，但仍然受到浮力，故C不符合题意；
D、空中上升的热气球，由于受到空气的浮力而升空，故D不符合题意。
故选：A。
2．（2012•华亭县模拟）游泳的人由河边走向深水处的过程中，如果河底布满碎石子，则（ ）
A．脚越来越疼，因为水对脚的压力越来越大
B．脚疼得越来越轻，因为河底对人的支持力越来越小
C．脚越来越疼，因为水对人的浮力越来越大
D．脚疼得越来越轻，因为人受到的重力越来越小
【解析】人向深水中走的过程中，受到的浮力逐渐增大，人此时受到三个力重力G、支持力F支、浮力F浮，满足F浮+F支＝G，人重力不变，浮力逐渐增大，所以支持力逐渐减小，脚疼越来越轻。
故选：B。
3．（2019春•金乡县期中）如图，一条小溪中有一个小球随着溪流漂流而下，则此小球所受浮力的方向应是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【解析】小球随着溪流漂流而下，所受浮力与重力是一对平衡力，浮力的方向总是竖直向上的，即与重力的方向相反。
故选：C。
4．（2019春•封开县期末）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景实验甲、丙和丁中，弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N．若盐水的密度为1.2×103kg/m3，则下列结论正确的是（ ）
A．实验丙中，弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
B．物体A的密度为3.2×103kg/m3
C．实验丁中，容器底部受到的压力等于0.3N
D．实验乙中，物体A受到的拉力为3N
【解析】（1）实验甲、丙中，弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N，
由F浮＝G﹣F拉可得，
F浮＝ρ盐水g V排，
物体A全部浸没，所以V排等于V物，则：
ρ盐水gV排＝G﹣F拉，
V排＝V物＝，
将ρ盐水＝1.2×103kg/m3、G＝4N、F拉＝2.8N代入上式可得：V排＝V物＝1×10﹣4m3，
物体A的质量m＝＝＝0.4kg，
物体A的密度ρ＝＝＝4×103kg/m3，故B错误；
（2）物体A在水中受到的浮力，
F浮水＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3＝1N，
在乙中物体A受到的拉力：F＝G﹣F浮水＝4N﹣1N＝3N，故D正确；
在实验丙中，弹簧测力计的示数：F丙拉＝2.8N，在乙中物体A受到的拉力：F＝3N，
弹簧测力计的示数比乙中小：3N﹣2.8N＝0.2N，故A错误；
（3）由甲、丙，F浮盐水＝G﹣F丙拉＝4N﹣2.8N＝1.2N，根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力，F支＝G﹣F浮﹣F丁拉＝4N﹣1.2N﹣2.5N＝0.3N，容器底部也受到盐水对它的压力，故压力大于0.3N，故C错误。
故选：D。
5．（2019•山西模拟）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小伟把弹簧测力计下悬挂的铁块完全浸没在水中，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．铁块深度增大时，水对烧杯底的压强减小
B．铁块深度增大时测力计的示数增大
C．向烧杯中加盐并轻轻搅动后测力计示数会变小
D．用体积相同的铜块（ρ铁＜ρ铜）代替铁块测力计示数不变
【解析】A、铁块完全浸没在水中，铁块排开液体的体积不变，水的深度不变，由p＝ρgh可知，水对容器底的压强不变，故A错误；
B、铁块全部浸没在水中后，排开水的体积不变、水的密度不变，受到的浮力不变，而弹簧测力计的示数等于重力减去浮力，所以弹簧测力计的示数不变，故B错误；
C、铁块全部浸没在水中后，排开水的体积不变，向烧杯中加盐并轻轻搅动后盐水的密度变大，受到的浮力变大，而弹簧测力计的示数等于重力减去浮力，所以弹簧测力计的示数变小，故C正确；
D、用体积相同的铜块（ρ铁＜ρ铜）代替铁块，则铜块的重力大于铁块的重力；由于都全部浸没在水中后，排开水的体积相等、水的密度不变，受到的浮力不变，而弹簧测力计的示数等于重力减去浮力，所以弹簧测力计的示数变大，故D错误。
故选：C。
6．（2019•西湖区校级模拟）2015年12月，世界上最大的全透型载客潜水器“寰岛蚊龙”在海南下水（如图）该载客潜水器可搭载9名乘客缓慢下潜至水面下一定深度处悬停，待乘客观光一段时间后，加速上浮至水面，关于潜水器的说法不正确的是（ ）
A．开始下潜至全部刚浸入到水下面，浮力不断变大
B．悬停时，浮力等于重力
C．加速上浮至刚到水面的过程中，浮力大于重力
D．上浮至水面静止后，浮力不断变大
【解析】A、开始下潜至全部刚浸入到水下面时，排开海水的体积不断变大，根据F浮＝ρ液gV排可知浮力变大，故A正确；
B、潜水器悬停时，处于平衡状态，受到的重力和浮力是一对平衡力，则二力的大小相等，故B正确；
C、潜水器上浮至刚到水面的过程中，由于处于上浮状态，则浮力大于重力，故C正确；
D、上浮至水面静止后，处于漂浮状态，则浮力等于重力，由于重力大小不变，所以浮力大小也不变，故D错误。
故选：D。
7．（2019春•黄石期中）如图所示，体积相等铜、铁、铝三个实心球，用细线拴住，全部浸没在水中时三根细线的拉力大小，下列说法正确的是（ ）
A．一样大
B．栓铝球的细线上的拉力大
C．栓铁球的细线上的拉力大
D．栓铜球的细线上的拉力大
【解析】三球的体积相同，ρ铜＞ρ铁＞ρ铝，由G＝mg＝ρVg可知：
G铜＞G铁＞G铝；
三实心球的体积相同，实心球浸没与水中，V排＝V球，
由F浮＝ρ水V排g可知，三球受到水的浮力：
F铜＝F铁＝F铝；
实心球浸没在水中，受到细线的拉力，水的浮力和重力作用，其关系为：F拉+F浮＝G，
即F拉＝G﹣F浮，
三球受的浮力相同，重力大小关系为G铜＞F铁＞F铝，
所以细线所受的拉力的大小：
F铜拉＞F铁拉＞F铝拉。
故选：D。
8．（2019•乐陵市二模）水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体，将一支密度计分别放入这两种不同液体种，静止后的情形如图所示，两液面相平。则下列判断正确的是（ ）
A．甲液体的密度比乙液体的密度大
B．甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C．密度计越靠上的刻度，对应的密度值越大
D．密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
【解析】AD、同一支密度计放在乙、丙两种液体中都漂浮，则F浮乙＝F浮丙＝G，即：密度计在乙、丙两种液体中受到的浮力都等于密度计的重力G，故D错误；
由图知密度计排开液体的体积V排甲＞V排乙，且F浮甲＝F浮乙，
根据F浮＝ρ液V排g可得ρ液＝，则ρ甲＞ρ乙，故A正确；
B、由图可知两液体液面相平，ρ甲＞ρ乙，甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大，故B错误；
C、由AD可知，密度计浸入液体的深度越小，说明液体的密度越大，即密度计越靠近上方的刻度，其相应的密度数值越小，故C错误；
故选：A。
9．（2019•长沙模拟）2019年1月我国自主设计制造的第二艘航母正式下水，当航母从长江驶入东海，船受到的浮力（ ）
A．变大 B．变小
C．不变 D．条件不足，无法判断
【解析】当航母从长江驶入东海，航母始终处于漂浮状态，浮力等于其重力，其重力不变，则浮力不变。
故选：C。
10．（2019•临沂）将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中，球静止时两烧杯液面相平，如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．两小球所受浮力大小相等
B．乙烧杯中液体的密度大
C．乙烧杯中小球排开的液体质量大
D．甲烧杯底部受到液体的压强小
【解析】A、因为物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等，都等于小球的重力，故A正确；
B、由图可知，小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知，ρ甲液＞ρ球，ρ乙液＝ρ球．所以ρ甲液＞ρ乙液，故B错误；
C、由于两球漂浮或悬浮，排开液体的重力等于球的重力，则小球排开的液体质量等于球的质量，故C错误；
D、由于两杯中液面相平，所以根据p＝ρ液gh可知，烧杯底受到液体的压强：p甲液＞p乙液．故D错误。
故选：A。
第II卷（非选择题共80分）
二、填空题（每空2分，共34分）
11. 江波同学在港口看到一艘船从东海驶向长江，浮力将 ，吃水线将 。在江中停着另一艘轮船，他想：如果地球对所有物体的引力都突然减小一半，这艘轮船的质量和浮沉情况会怎样变化呢？正确的是：它在水中的位置将 （选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”）
【解析】船质量不变，受重力不变，在海水和河水中都漂浮，则F浮＝G船，所以，船在海水和河水中受到的浮力不变。
因为F浮＝G排＝m排g＝ρ液V排g，ρ海水＞ρ河水，所以，排开海水的体积比排开河水的体积小，
即：船从大海驶向长江，船排开水的体积将增大，船将下沉，吃水线上升。
地球对所有物体的引力都突然减小一半，这艘轮船含有物质的多少不变，所以这艘轮船的质量不变。
地球对所有物体的引力都突然减小一半，可以理解为g变为原来的一半，轮船的重力变为原来的一半，轮船排开水的重力减小一半，
因为F浮＝G，所以ρ物gV物＝ρ液gV液，所以物体排开液体的体积不变，它在水中的位置不变。
故答案为：不变；上升；不变；不变。
12．（2019•南漳县一模）将重为6N物体全部压入水中，物体排开的水重为8N，此时物体受到浮力为 N；放开物体，物体将 （选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）
【解析】用手将物体全部压入水中时，物体排开的水重G排＝8N，
由阿基米德原理知：此时物体所受的浮力F浮＝G排＝8N；
放开物体后，物体受到的浮力8N大于物体的自重6N，因此物体要上浮。
故答案为：8；上浮。
13．（2019•上海模拟）木块A的体积为500cm3，质量为300g，用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中，如图所示时（g取10N/kg），物体受到的浮力是 牛，绳子所受的拉力为 牛，当剪掉绳子后，木块A静止时露出液面的体积是 cm3。
【解析】（1）木块完全浸没，V排＝V木＝500cm3＝500×10﹣6m3，
根据阿基米德原理得木块受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV木＝1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10﹣6m3＝5N；
（2）木块的重力G＝mg＝300×10﹣3kg×10N/kg＝3N；
此时木块受到三个力的作用，向上的是浮力，向下的重力和拉力，即F浮＝G+F拉；
故F拉＝F浮﹣G＝5N﹣3N＝2N；
（3）因为F浮＞G，
所以，当剪掉绳子后，木块A静止时漂浮在水面上，则＝G＝3N，
浸入水中的体积：
V浸＝＝＝＝3×10﹣4m3＝300cm3，
所以，木块A静止时露出液面的体积是：
V露＝V木﹣V浸＝500cm3﹣300cm3＝200cm3，
故答案为：5；2；200。
14．（2019•杨浦区一模）用细绳悬挂一重为10牛的A物体浸没在水中，细绳的拉力为0.2牛，A物体受到水的浮力为 牛，A物体的体积为 米3；向水中加盐时，A物体受到的浮力将 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
【解析】（1）物体受到的浮力：F浮＝G﹣F示＝10N﹣0.2N＝9.8N；
根据F浮＝G排＝ρ液gV排可得，物体排开水的体积：
V排＝＝＝1×10﹣3m3；
因为物体浸没在水中，
所以物体的体积V＝V排＝1×10﹣3m3。
（2）向水中加盐时，排开水的体积不变，盐水的密度变大、由F浮＝ρ液gV排可知它受到的浮力变大。
故答案为：9.8；1×10﹣3；变大。
15．（2019春•桂平市期末）我国首艘自主建造的航母排水量为6.7×104t，其满载时受到的浮力为 N，该航母近期完成了舰载机起降训练，一架质量为25t的舰载机在该航母上降落后，它排开海水的体积增加 m3．（海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【解析】（1）航母满载时的排水量：
m排＝6.7×104t＝6.7×107kg，
航母满载时受到的浮力：
F浮＝G排＝m排g＝6.7×107kg×10N/kg＝6.7×108N；
（2）艘母漂浮，舰载机在该航母上降落后，自身重力变大，浮力变大，则△F浮＝△G排＝G舰载机；
即：△m排＝m舰载机＝25t＝2.5×104kg，
由ρ＝可知航母排开水的体积增加量为：
△V排＝＝＝25m3。
故答案为：6.7×108；25。
16．（2019•薛城区模拟）一艘轮船的排水量是60000吨，当它满载在长江内河航行时，排开水的体积是 m3，一艘潜水艇从海洋潜行（航行时不露出水面）到长江内河时，潜水艇受到的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）（ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ海水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg）
【解析】m排＝60000t＝6×107kg，
由ρ＝可得，它在长江航行时排开水的体积是V＝＝＝6×104m3，
潜水艇从海洋潜行进入长江内河，潜水艇浸没，排开水的体积不变，河水密度减小根据公式F浮＝ρgV排可知，潜水艇受到的浮力变小。
故答案为：6×104；变小。
17．（2019春•槐荫区期末）小刚用手将一重为10N的物体全部压入水中时，测得物体排开水重为8N，此时物体受到的浮力为 N，放手后物体将 （选填“上浮”或下沉）。
【解析】（1）根据阿基米德原理可得，此时物体受到的浮力：F浮＝G排＝8N；
（2）因为10N＞8N，即G＞F浮，所以放手后物体将下沉。
故答案为：8；下沉。
三．作图题（每题2分，共4分）
18．（2019秋•松江区期中）重为10牛的木块漂浮在液面上，用力的图示法在图中画出木块受到的浮力F浮。
【解析】木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，由木块的重力为10N可知，木块受到的浮力也为10N，
浮力的方向是竖直向上的，浮力的作用点在物体的几何中心上；
选取标度为5N，则表示浮力的线段长度为标度的2倍，浮力的图示如下图所示：
19．（2019秋•浦东新区校级期中）重力为10N的小球静止在水中，请用力的图示法画出小球所受力。
【解析】由题意和图示可知，小球处于悬浮状态，则小球受到的浮力和自身的重力大小相等，即F浮＝G＝10N，
小球受到浮力的方向为竖直向上，重力的方向竖直向下，作用点在小球重心上，取标度为5N，则二力的图示如图所示：
四．实验探究题（每空2分，共24分）
20．（2019•恩施州模拟）小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验，请你根据小明的实验探究回答下列问题。
（1）在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与 的关系。根据A与E两图所示的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力 N。
（2）小明对ABCD四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而 ，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度 。
（3）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为
kg/m3。
【解析】（1）比较C与E两图可知，排开液体的体积相同，而液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，根据F浮＝G﹣F可知，物体受到的浮力不同，这是研究浮力与液体密度的关系；
由A知，物体的重力G＝8N；
由E知，物体在盐水中时测力计的示数为F＝5.6N；
则物体浸没在盐水中所受浮力：
F浮盐水＝G﹣F＝8N﹣5.6N＝2.4N；
（2）B、C两图中，物体排开水的体积不同，测力计的示数也不同，物体所受浮力不同，且排开水的体积增大时，所受浮力的大小也增大；
C、D两图中，物体浸没在水中的深度不同，物体排开水的体积相同，而测力计的示数相同，物体所受浮力相同，可得浸没在液体中的物体所受浮力与深度无关；
（3）由A、C两图知，物体浸没在水中所受浮力：F浮＝G﹣F′＝8N﹣6N＝2N；
由F浮＝ρ液gV排得，物体的体积：
V＝V排＝＝＝2×10﹣4m3；
根据1小题可知，F浮盐水＝2.4N，
由F浮＝ρ液gV排得，盐水的密度：
ρ盐水＝＝＝1.2×103kg/m3；
故答案为：（1）液体密度；2.4；（2）增大；无关；（3）1.2×103。
21．（2019春•广饶县期末）某同学设计如下实验，验证阿基米德原理，把弹簧秤上端固定在铁架台上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧秤挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下端放一小杯在金属块的正下方，有一个溢水杯，溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
（1）图甲所示弹簧秤示数为3.2N，平稳抬高溢水杯支架，使金属块缓慢浸没到水中（如图甲→乙→丙），此过程中，弹簧秤示数 （选填“增加”“减小”或“不变”），说明金属块所受的浮力 排开液体的重力。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
（2）再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离水面（如图丁）此时弹簧秤示数为4.4N，由此可计算出金属块完全浸入到液体中时所受到的浮力约为 N。
【解析】（1）平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸没入水中（如图甲→乙→丙），此过程中，弹簧秤示数不变，说明甲受到的浮力等于排开液体所受的重力；
（2）图甲所示弹簧秤示数为3.2N，由（1）可知图丙中弹簧秤示数F示＝F甲＝3.2N；
已知图丁中弹簧秤示数为4.4N，即G总＝4.4N，
图丙中金属块所受到的浮力为：
F浮＝G总﹣F示＝4.4N﹣3.2N＝1.2N。
故答案为：（1）不变；等于；（2）1.2。
22．（2019•邯郸三模）测量液体密度的仪器叫做密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值（图甲）。图乙和图丙是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铅丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由观察到的现象可以判断哪杯液体的密度大。
请回答下列问题：
（1）木棒一端缠上铅丝，是为了 。
（2）密度计是利用 条件工作的。被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积 （选填“越小“或“越大”）。
（3）乙、丙两容器中液体密度较大的是 （选填“乙“或“丙”）。
【解析】（1）铅丝的密度比较大，木棒一端缠上铅丝，能使密度计的重力增大，并且密度计重心偏低越稳定，使密度计能够竖直漂浮在液体中；
（2）密度计在液体中处于漂浮状态时，根据漂浮条件，浮力与重力相等，因此密度计在不同液体中所受的浮力相等，根据F浮＝ρ液gV排，当液体密度越大时，V排会越小。
（3）由图可知，密度计在乙、丙液体中都处于漂浮状态，且同一密度计的重力不变，
所以，密度计在两种液体中所受的浮力相等；
由图可知，丙中密度计排开液体的体积小于乙中排开液体的体积，
由F浮＝ρ液gV排可得ρ液＝，所以，丙液体的密度大于乙液体的密度。
故答案为：（1）降低重心，使密度计竖直立在液体中；（2）漂浮；越小；（3）丙。
五．计算题（每题9分，共18分）
23．（2019秋•新昌县期中）如图甲所示，用粗细和重力不计的细线系住一个体积为0.001立方米的物体，从液面上方竖直向下运动直至浸入水中，整个过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。求：
（1）物体的密度。
（2）物体浸没时浮力的大小。
（3）物体浸没时拉力的大小。
【解析】解：（1）刚开始时，物体没有浸入水中，物体受到的拉力等于自身重力；
由G＝mg可得，物体质量：m＝＝＝2kg，
则物体的密度：ρ＝＝＝2×103kg/m3；
（2）物体浸没时浮力：F浮＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N；
（3）物体浸没时，物体受到自身重力、拉力和浮力的作用；
由F浮＝G﹣F拉可得，F拉＝G﹣F浮＝20N﹣10N＝10N。
答：（1）物体的密度为2×103kg/m3；
（2）物体浸没时浮力为10N；
（3）物体浸没时拉力为10N。
24．（2019•通辽）2018年5月13日，中国首艘国产航母001A型航空母舰离开大连港码头，开始海试。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）请问：
（1）航母001A设计排水量6.7×104t，那么它满载时受到的浮力是多少？
（2）海面下8m处的压强是多少？
（3）一位体重为600N的歼15舰载机飞行员，每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？
【解析】解：
（1）根据阿基米德原理可得，该航母满载时受到的浮力：
F浮＝G排＝m排g＝6.7×104×103kg×10N/kg＝6.7×108N；
（2）海面下8m处的压强：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8m＝8×104Pa；
（3）飞行员每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2，
所以飞行员双脚站立的受力面积：S＝2×200×10﹣4m2＝4×10﹣2m2，
飞行员站立在水平甲板上，对甲板的压力F＝G，
站立时对甲板的压强：p＝＝＝＝1.5×104Pa；
答：（1）满载时受到的浮力是6.7×108N；
（2）海面下8m处的压强是8×104Pa；
（3）双脚站立时对甲板的压强是1.5×104Pa。
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