资源描述
一、选择题
1.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们分别放入水中静止时,两球所受的浮力之比F甲:F乙=4:5,设水的密度为ρ水。则甲球的密度为( )
A.ρ水 B.ρ水 C.ρ水 D.ρ水
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. B. C. D.
3.如图甲所示,水平地面上有一底面积为100cm2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为1kg的水。现将一个质量分布均匀,底面积为60cm2,体积为300cm3的物块(不吸水)放入容器中物块漂浮在水面上,物块露出水面的体积为30cm3。下列说法中不正确的是( )
A.物块受到的浮力大小2.7N
B.物块的密度900kg/m3
C.用力F向下压物块使其恰好完全漫没在水中(水未溢出)如图乙,物体重力做功为0.0135J
D.用力F向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,此时水对容器底的压强为1300Pa
4.水平桌面上有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等的正方体物块M、N分别放入两个烧杯中,静止时液面刚好相平,则( )
A.M的密度小于N的密度
B.M受到的浮力大于N受到的浮力
C.若将M放入乙液体中,静止时M仍漂浮
D.甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强
5.将水平桌面上的大烧杯装满水,然后往杯中轻放入一小球,溢出的水共100g,据此现象,下列判断正确的是(g取10N/kg)( )
A.水对烧杯底的压强会增大 B.小球的质量不小于100g
C.小球的体积一定大于100cm3 D.小球受到的浮力等于0.1N
6.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两小球所受浮力FM=FN B.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
C.两种液体的密度ρ甲=ρ乙 D.两种液体对容器底部的压力F甲<F乙
7.两个底面积相同形状不同的容器A、B(GA=GB),盛有不同的液体放置在水平桌面上,现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示(忽略液体的损失),下列说法正确的是
A.甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力
B.两容器底受到的液体压强相等
C.取出两物块后,B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强
D.取出两物块后,B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强
8.如图所示,水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙盛有适量的水,把一个橡皮泥做的小船放入乙后,小船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面刚好相平,然后把它们分别放在台秤
上,则台秤的示数( )
A.甲放上时大 B.乙放上时大 C.甲和乙放上一样大 D.无法判断
9.如图所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入水中,待A、B静止时,三个容器中木块露出液面部分的体积V甲、V乙和V丙相比较,正确的是( )
A.V甲>V乙>V丙 B.V甲<V乙<V丙
C.V甲=V乙<V丙 D.V甲=V乙=V丙
10.水平桌面上放有甲、乙两个装有不同液体的相同容器,把两个完全相同的实心小球分别缓慢放入两容器中,两小球静止时如图所示且液面恰好相平,下列分析中错误的是( )
A.两容器中小球受到的浮力相等 B.甲容器中液体的密度较大
C.两容器底部受到液体的压强相等 D.甲容器对水平桌面的压力较大
二、填空题
11.底面积为200cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图甲所示,已知物体B的密度为3×103kg/m3,质量为0.3kg,则:图甲中A受到的浮力______N;若将B放入水中,静止时如图乙所示,则水对容器底部压强变化了______Pa。
12.如图,将同一物体分别放入a、b两种液体中,由图可知,物体在a液体中受到的浮力_____(填“大于”、“等于”或“小于”)在b液体中受到的浮力。
13.一正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到15N的压力,下表面受到20N的压力,则此时铁块受到的浮力是_______N;当铁块下沉到某位置时,上表面受到的压力增大为20N时,下表面受到的压力是_____N.
14.一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器内装有适量的水,现将挂在弹簧测力计下的金属块A浸没在水中(未与容器底和壁接触),金属块A静止时,弹簧测力计的示数为F1,如图甲所示;将木块B(B外包有一层体积和质量均不计的防水膜)放入水中,如图乙所示,静止后木块B露出水面的体积与浸在水中的体积之比为2∶3;然后将挂在弹簧测力计下的金属块A放在木块B上面,使木块B刚好浸没在水中,如图丙所示,此时弹簧测力计的示数为F2;已知金属块A的体积与木块B的体积之比为9∶10,则木块B的密度为______kg/m3,金属块A的体积为VB=______(请用字母F1、F2、g、ρ水表示)。
15.边长为10cm的正方体木块漂浮在水面上,如图(甲)所示,露出水面的高度为4cm,则木块的密度为___________g/cm3。若在木块上放一金属块,如图(乙)所示,此时木块恰好完全浸没在水中,则金属块的质量为___________g。(g取10N/kg)
16.将重7.9N的实心铁球A与重8.9N的实心铜球B轻轻投入足够多的水中静止时,A球受到的浮力_________(填“大于”、“小于”或“等于”)B球受到的浮力;当把它们轻轻投入足够多的水银中静止时,A球受到的浮力_________(填“大于”、“小于”或“等于”)B球受到的浮力(ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3)。
17.潜水艇停泊在海面上,它受到的重力为G,潜水艇停泊在海面上时受的浮力_________G;潜水艇下潜时受到的浮力_________G;潜水艇在水下匀速潜行时受到的浮力_________G。(以上三空选填大于、等于、小于)
18.有两种颜色和密度都不相同的饮料,密度分别是和,分别取相同的质量m装入相同的甲、乙两杯中,如图所示。然后小明把甲、乙杯中的部分饮料依次缓慢倒入另一玻璃杯丙中,便做出了一杯好看的分层彩色饮料。丙杯中,上层的是哪一种饮料_____(选填“”或“”);如果甲、乙杯中的饮料全部都倒入了丙杯中,并用筷子把丙杯中的分层饮料搅拌均匀,不计前后总体积的变化。则搅拌均匀后的饮料密度为_____。(用题目中出现的字母来表示)
19.现有一块冰漂浮在水面上,请问这块冰熔化后液面__,若冰块中含有铁块,冰熔化后液面__。(填“上升”“下降”或“不变”)
20.如图 甲所示,在水平桌面上有一个盛水的圆柱形容器,A、B 是用相同材料制成的空心球和实心球,把 A、B 用细线系住,放入容器中,它们刚好悬浮于水中,此时 A、B 受到 的总浮力________(选填“大于”、“小于”或“等于”)A、B 受到的总重力;现将细线剪断, 空心球 A 上浮,至静止时露出水面的体积为 200cm3,如图乙所示,空心球 A 和实心球 B 的质量均为 300g,则制作空心球 A 和实心球 B 的材料密度为________kg/m3,空心球 A 的 空心体积为________ cm3.
三、实验题
21.小华帮爷爷浇菜园,他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:浮力大小可能与物体浸入液体的深度有关。于是他和小明用圆柱体、弹簧测力计、水和刻度尺等器材进行探究,如图17所示,并记录了圆柱体下表面浸入水中深度h时弹簧测力计的示数(如下表所示)。
实验
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
h/m
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
F/N
9.5
8.5
7.5
6.5
5.5
4.5
3.5
3.1
3.1
3.1
(1)当h=0.02m时,圆柱体受到的浮力是______牛;
(2)小华分析实验序号1至7,可以得出初步结论是:______;
(3)小明认为实验过程不够完善,理由是______;
(4)小华选用的圆柱体高度范围是______ 。
A.“13厘米>h>12厘米”;
B.“14厘米>h>13厘米”;
C.“14厘米>h>12厘米”。
22.在一次物理兴趣小组的活动中,某小组同学准备用弹簧测力计、烧杯、水、吸盘、滑轮、细线来测量木块(不吸水)的密度。
(1)使用弹簧测力计前,应先检查指针是否在零刻度的位置,在一定的范围内拉伸到弹簧时,弹簧的拉力越大,弹簧的伸长量就越______。
(2)如图(甲)所示,用弹簧测力计测出木块在空气中的重力为0.6 N,将定滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘在______作用下,被紧紧压在烧杯底部,如图(乙)所示。在烧杯中倒入适量的水,将木块放入水中后,用弹簧测力计将木块全部拉入水中,如图(丙)所示,此时弹簧测力计示数为0.4 N。
(3)如果不计摩擦和绳重,图(丙)所示的木块受到的浮力为______N,
(4)如果将烧杯中的水换成另一种液体,用弹簧测力计将该木块全部拉入该液体中时,弹簧测力计示数为0.2 N,该液体的密度为______kg/m3。
23.在综合实践活动中,小明利用图示装置来测量烧杯中液体的密度,已知物块的休积是50cm3,图1、2中物块均处于静止状态,弹簧测力计示数如图所示,g取10N/kg。
(1)图2中,物块受到的浮力为______N,烧杯中液体的密度为______g/cm3;
(2)小明对本实验原理进行了进一步分析,从而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图3中的图线______(选填“①”、“②”或“③”);
(3)根据上述结论,对弹簧测力计刻度进行重新标度,将图2装置改装成一个密度秤,它的零刻度应标在______N处,用它测量时,待测液体密度ρ液应不超过______g/cm3;该密度秤的分度值为______g/cm3;
(4)用此密度秤测量时,若物块未完全浸没,则测得液体密度值将偏______。
24.小明用天平和量筒测量一个外形不规则且不溶于水的固体的密度(已知该固体的密度小于水的密度)。
(1)测量过程如下:
①将天平放在水平桌面上,把游码调至标尺左端的零刻度线处,调节平衡螺母,使指针指在分度盘的_______,天平平衡。
②把该固体放在天平左盘,平衡时右盘砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,该固体的质量为_____g。
③用量筒测该固体的体积时,用细线将小金属球绑在固体下方(具体测量过程如图乙所示)。该固体的体积为_____cm3。
④该固体的密度为________kg/m3。
(2)实验结束后,小明没有利用天平和量筒,用弹簧测力计,细线、烧杯和足量的水又测出了小金属球的密度,具体过程如下:
①用细线系着小金属球,将其挂在弹簧测力计下,测出小金属球的重力G;
②在烧杯中装入适量的水,将挂在测力计下的小金属球完全浸没在水中(小金属球没有碰到烧杯底和侧壁),读出弹簧测力计示数F;
③该小金属球的体积V小金属球=______(用字母表示,水的密度为ρ水);
④该小金属球的密度ρ小金属球=_______(用字母表示,水的密度为ρ水)。
25.热爱物理的小欣和小川同学想进行有关浮力与密度的探究,他们利用电子秤、玻璃杯、木块、水、细线、细铁丝进行了实验。
(1)小欣利用适量的水,细铁丝进行了图中的a、b、c、d、e的操作。由实验步骤c、d、e可知,没在水中的木块所受的浮力与_______有关;根据实验数据可知,木块质量为_____g,步骤d中细铁丝对木块的作用力______N。小欣由b.c.e的操作计算出了木块的密度。
(2)爱思考的小川却提出了不同的看法,他认为木块浸入水中后会吸水,小欣的方法测量误差较大。木块吸水对木块质量的测量值________(选填“有影响"或“无影响");若木块不吸水,则步骤e中电子秤读数_______348g (选填“大于"、“等于"或“小于")
(3)为了减小误差,聪明的小欣想到了一个好办法,她将e步骤中的木块取出,用毛巾擦干木块表面的水后放电子秤上再称量了一次,如图中f所示,小欣很快就计算出了木块密度为_________g/cm3
(4)接下来小川用电子秤、玻璃杯和水测量一块生姜的密度,他进行了如下的操作:
①用电子秤测出生姜块的质量,记为m:
②将杯子装满水,用电子秤测出杯子及水的总质量,记为m1
③将杯中水倒掉,先将生姜放入杯中,然后将杯装满水,生姜未上浮,用电子秤测出杯、水和生姜的总质量,记为m2,问:
a、若水的密度用水表示,则小川所测得的生姜密度为:_________用字母表示)
b、若小川做完实验后才发现,取下电子秤盘上的杯子后,电子秤的示数没有显示为"0",而是显示为“-0.2g" ,则小明所测得的生姜密度将_______(选填”偏大"、"偏小”或”不受影响")。
四、作图题
26.(1)如图甲所示物体静止在斜面上,请在图中画出物体受到的重力G和物体对斜面压力F的示意图。
(2)小球静止时的情况如图乙所示,请画出小球所受浮力的示意图。
27.如图所示,乒乓球漂浮在水面上,请画出乒乓球受到的重力G和浮力F浮的示意图.
(_____)
28.如图所示,小球漂浮在水中,画出小球所受力的示意图。
五、计算题
29.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:mA=600g,SA=100cm2,hA=10cm,SB=50cm2,hB=4cm,B的密度大于水,B的质量为mx克(mx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=300cm2,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/m3,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m1=700g时,求水对容器底的压强p1;
(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p2与mx的函数关系式。
30.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,)
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?
31.如图所示,将质量为140 g,底面积为100 cm2,高为20 cm的薄壁柱形容器置于水平地面上,逐渐倒入3 cm深的水。现用手将一系有细绳的圆柱体A缓慢向下浸入水中,圆柱体A的质量为360 g,底面积为40 cm2,高为10 cm,最终当圆柱体A静止后松开手。整个过程中圆柱体不吸水,细绳质量不计。求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)圆柱体A最终静止时容器对地面的压强;
(3)圆柱体A最终静止时水对容器底的压力。
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一、选择题
1.B
解析:B
【详解】
由于甲、乙两球质量相同,则由G=mg可知两球重力相等,又由可知,两球体积之比等于密度的反比,即
V甲:V乙=ρ乙:ρ甲=2:3
若两球均漂浮,由漂浮浮力等于重力可知,浮力应相等,与题目浮力比例冲突,则两球不都漂浮;若两球均浸没,排开液体体积等于物体体积,则由可知,在液体密度相同的情况下,浮力之比等于排开液体体积之比,即
F甲:F乙=V甲:V乙=2:3
与题目浮力比例不符,则综合可知,两球一个漂浮,一个浸没,根据浮沉条件可知,密度较小的漂浮,密度较大的浸没,即甲球浸没,乙球漂浮;设甲、乙重力均为G,由于乙球漂浮,则乙球所受浮力等于重力,根据甲、乙浮力之比可求甲球所受浮力为
根据可得
整理可得
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
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
故选C。
3.C
解析:C
【详解】
A.物块排开水的体积为
V排=V-V露=300cm3-30cm3=270cm3=2.7×10-4m3
则物块所受浮力为
故A正确,不符合题意;
B.因物块漂浮时受到的浮力等于自身重力,则物块的重力为2.7N,由G=mg可求质量为
则物块密度为
故B正确,不符合题意;
C.1kg水的体积为
物块漂浮时水的深度
物块漂浮时露出水面的高度
用力F向下压物块使其恰好完全浸没在水中时,假设水面深度不变,则物块重心下降高度为0.5cm,而实际上,物块下沉时会引起水面上升,则上身高度为
所以物块重心下降高度为
物体重力做功为
故C错误,符合题意;
D.此时水的深度为
h=h1+h3=12.7cm+0.3cm=13cm=0.13m
此时水对容器底的压强为
故D正确,不符合题意。
故选C。
4.D
解析:D
【详解】
A.物块M、N质量相等,且M的体积小于N的体积,因此M的密度大于N的密度,故A错误;
B.物块M、N质量相等,则重力相等,且物块M和N都处于漂浮状态,因此M受到的浮力等于M的重力,N受到的浮力等于N的重力,综上可知M受到的浮力等于N受到的浮力,故B错误;
C.由图可知,M的密度小于甲液体的密度,N的密度等于乙液体的密度,因此M的密度大于乙液体的密度,若将M放入乙液体中,静止时M将沉底,故C错误;
D.M、N两物体放入两烧杯中,静止时液面刚好相平,说明两液面到烧杯底部的深度相同,根据p=ρgh可知,甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强,故D正确。
故选D。
5.B
解析:B
【详解】
(1)烧杯原来装满水,小球漂浮在水面上,小球所受浮力
F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N
因为
F浮=G排=m排g=G球=m球g
小球的质量
m球=m排=100g
排开水的体积
V排==100cm3<V球
放入小球后水深不变,对容器底的压强不变。烧杯原来装满水,小球沉入水底,小球所受浮力
F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N
因为
F浮=G排=m排g<G球=m球g,
小球的质量
m球>m排=100g
排开水的体积
v′排==100cm3=V球
放入小球后水深不变,对容器底的压强不变。
故选B。
6.A
解析:A
【详解】
A.小球M在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球N在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球M、N完全相同,即GM=GN,则有FM=FN,故A正确;
BC.小球M在甲液体中漂浮,则密度ρM<ρ甲,小球N在乙液体中悬浮,则密度ρN=ρ乙,由于小球M、N完全相同,即ρM=ρN,则有ρ甲>ρ乙,因为ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式p=ρgh可知,p甲>p乙,故BC错误;
D.由上面分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式F=pS得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D错误。
故选A。
7.C
解析:C
【分析】
(1)根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系;
(2)根据得出容器底受到压强的关系;
(3)取出物块后,A的液面下降的多,B的液面下降的少,由此即可判断;
(4)根据压强公式比较压强的大小.
【详解】
A.甲悬浮,F浮甲=G排甲=G;乙漂浮,则F浮乙=G排乙=G,所以浮力相同,故A错误;
B、物体在甲中悬浮,则ρ甲=ρA,在乙中漂浮,则ρ乙>ρB,ρ甲=ρ乙,因此ρAρB,深度相同,由可知,B液体对容器底的压强大,故B错误;
C、取出物块后,A的液面下降的多,B的液面下降的少,两容器中液体深度hAhB,又ρAρB,由可知,B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强,故C正确;
D、B容器液体密度大于A液体密度,甲排开A的体积大于乙排开B的体积,取出后物体后B液体体积大于A液体体积,B液体的重力大于A液体重力,由压强公式得,取出两物块后,B容器对桌面的压强大于A容器对桌面的压强.故D错误.
故选C.
8.C
解析:C
【详解】
将鱼缸放上台秤,台秤的示数为鱼缸的总重力。而甲中装有水,乙中装有水和一个漂浮的小船,则小船的重力与其排开的那部分水的重力相等,而甲乙中的水面相平,所以甲乙两个鱼缸的总重力相等,即台秤的示数一样大。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.B
解析:B
【详解】
由图可知木块A和金属块B作为整体在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,图丙中木块A处于漂浮状态、金属块B沉底,所以A、B两物体受到的浮力
F甲AB=GA+GB
F乙AB=GA+GB
F丙AB=GA+FB浮
因为金属块B在水中会下沉,则GB>FB浮,所以
F甲AB=F乙AB>F丙AB
根据阿基米德原理可知
则V甲AB=V乙AB>V丙AB,因为乙中B全部浸没,故三个容器中木块浸入液面部分的体积V甲A>V乙A>V丙A,即三个容器中木块露出液面部分的体积V甲<V乙<V丙。
故选B。
10.C
解析:C
【详解】
A.小球在甲容器中处于漂浮状态
小球在乙容器中处于悬浮状态
所以
故A正确,故A不符合题意;
B.甲乙两容器中所受浮力带下相等,根据得
V排越小密度越大,所以甲容器中液体的密度大,故B正确,故B不符合题意;
C.液面恰好相平,说明液体的深度相同,由可知,深度相同,液体的密度越大,压强越大,故C错误,故选C;
D.甲容器对容器底部的压强大,根据得,甲容器中的液体和小球的重力大于乙液体和小球的重力,所以甲容器对水平桌面的压力较大,故D正确,故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
11.100
【详解】
[1]体积为的正方体木块A放入水,全部浸没时
则图甲中A受到的浮力为
[2]根据密度公式可得物体B的体积为
图甲中,A、B共同悬浮,则
即
则
将B放入水中,A
解析:100
【详解】
[1]体积为的正方体木块A放入水,全部浸没时
则图甲中A受到的浮力为
[2]根据密度公式可得物体B的体积为
图甲中,A、B共同悬浮,则
即
则
将B放入水中,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,A漂浮则
即
则
液面下降
则水对容器底部压强的变化值为
12.等于
【解析】同一物体在两种液体中分别处于悬浮和漂浮状态,所受到的浮力都等于自身受到的重力,所以物体在a液体中受到的浮力等于在b液体中受到的浮力。
【点睛】当液体密度和物体排开的液体体积都不相等时,
解析:等于
【解析】同一物体在两种液体中分别处于悬浮和漂浮状态,所受到的浮力都等于自身受到的重力,所以物体在a液体中受到的浮力等于在b液体中受到的浮力。
【点睛】当液体密度和物体排开的液体体积都不相等时,就不能再用公式 进行比较了;比较同一物体在两种液体中所受的浮力大小关系时,要借助于物体所受重力是一定的,根据在两种液体中的浮沉情况,明确两次所受浮力和自身重力的大小关系,再得出两次所受浮力的大小关系。
13.25
【解析】
浮力产生的原因是液体对浸入的物体下表面和上表面的压力差,所以 ,物体下沉后,上下表面所在位置增加的深度是相同的,上下表面所受到的液体压强增加量也是相同的,由公式=PS可知:上
解析:25
【解析】
浮力产生的原因是液体对浸入的物体下表面和上表面的压力差,所以 ,物体下沉后,上下表面所在位置增加的深度是相同的,上下表面所受到的液体压强增加量也是相同的,由公式=PS可知:上下表面所受到的液体压力增加量也是相同的,即下表面受到的压力为25 N.
14.6×103
【详解】
[1]木块B在水中处于漂浮,已知静止后木块B露出水面的体积与浸在水中的体积之比为2∶3;则
V排∶VB=3∶5
木块受到的浮力
FB=GB
ρ水VB排g=ρBV
解析:6×103
【详解】
[1]木块B在水中处于漂浮,已知静止后木块B露出水面的体积与浸在水中的体积之比为2∶3;则
V排∶VB=3∶5
木块受到的浮力
FB=GB
ρ水VB排g=ρBVBg
木块B的密度
ρB=ρ水=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3
[2]将金属块A浸没在水中受到的浮力
FA=GA﹣F1=ρVAg
则
GA=F1+ρ水VAg①
将木块B放入水中,木块漂浮,木块受到的浮力
FB=GB=mBg=ρBVBg=ρ水VBg②
把金属块A放在木块B上,把AB当做一个整体分析,则
FB′+F2=ρ水V排′g+F2=ρ水VBg+F2=GA+GB③
①②③结合得出
ρ水VBg+F2=ρ水VAg+F1+ρ水VBg
即
ρ水VBg=ρ水VAg+F1﹣F2
已知
VA∶VB=9∶10
所以
ρ水×VAg=ρ水VAg+F1﹣F2
则
VB=
15.6 400
【详解】
[1]当木块漂浮于水面时,露出水面高度为4cm,则浸入水中高度为6cm,则木块排开水的体积为
V排=10cm×10cm×6cm=600cm3
木块受到的浮力
F浮
解析:6 400
【详解】
[1]当木块漂浮于水面时,露出水面高度为4cm,则浸入水中高度为6cm,则木块排开水的体积为
V排=10cm×10cm×6cm=600cm3
木块受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×600×10-6m3×10N/kg=6N
根据浮沉条件,因木块漂浮在水面上,故
F浮=G=6N
由
G=mg=ρVg
可得木块密度
[2]金属块放在木块上后,静止漂浮在水面上时,木块正好完全浸入水中,此时木块受到的浮力
根据浮沉条件
所以
G金属块=10N-6N=4N
所以
m=0.4kg=400g
【点睛】
较难题。第二空要准确分析出物体所受浮力大小等于木块和金属块重力之和。
失分原因:没有正确掌握浮力、浮沉条件、阿基米德原理的综合分析与运用。
16.等于 小于
【详解】
[1]据知,铁球A与铜球B的体积相同,两球投入水中都下沉,即排开水的体积相等,据阿基米德原理得,两球在水中受到的浮力相等。
[2]两球投入水银中都处于漂浮状态,即
解析:等于 小于
【详解】
[1]据知,铁球A与铜球B的体积相同,两球投入水中都下沉,即排开水的体积相等,据阿基米德原理得,两球在水中受到的浮力相等。
[2]两球投入水银中都处于漂浮状态,即所受的浮力等于重力,而铁球的重力小于铜球的重力,所以A球受到的浮力小于B球受到的浮力。
17.等于 大于 大于
【分析】
潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的,当潜水艇静止在水面上时,受到的浮力等于重力;开始下潜至刚没入水中时,排开水的体积逐渐变大,受到的浮力变大;
解析:等于 大于 大于
【分析】
潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的,当潜水艇静止在水面上时,受到的浮力等于重力;开始下潜至刚没入水中时,排开水的体积逐渐变大,受到的浮力变大;当潜水艇从水中上浮至刚露出水面时,潜水艇处于浸没状态,排开水的体积没有改变,所以受到的浮力不变。
【详解】
[1]潜水艇停泊在海面上处于漂浮状态,故受到的浮力等于其重力G。
[2]潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的;潜水艇开始下潜至刚没入水中时,排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理,其受到的浮力变大,大于漂浮状态时的重力G。
[3]潜水艇在水下匀速潜行时,在竖直方向上受力平衡,此时潜水艇浸没在水中,则受到的浮力最大,大于漂浮状态时的重力G。
18.【详解】
[1]从图甲、图乙可以看到,甲中液体的体积较大,根据可知,甲中液体的密度较小,那么在丙杯中,上层的饮料是;
[2]由题意可知,甲中液体的体积是,乙中液体的体积是,搅拌均匀
解析:
【详解】
[1]从图甲、图乙可以看到,甲中液体的体积较大,根据可知,甲中液体的密度较小,那么在丙杯中,上层的饮料是;
[2]由题意可知,甲中液体的体积是,乙中液体的体积是,搅拌均匀后饮料的体积是
则搅拌均匀后的饮料密度为
19.不变 下降
【详解】
[1]冰块漂浮在水面上时:
由阿基米德原理得:
所以:
冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以:
由得:
所以:
故:
即若冰完全熔化,液面不变。
解析:不变 下降
【详解】
[1]冰块漂浮在水面上时:
由阿基米德原理得:
所以:
冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以:
由得:
所以:
故:
即若冰完全熔化,液面不变。
[2]铁块和冰块整体漂浮在水面上时,铁块受到的浮力等于重力;当冰块熔化之后,铁块会沉入水底,此时铁块受到的浮力小于重力;由阿基米德原理可知,此时铁块排开水的体积变小,所以若冰块中含有铁块,冰熔化后液面下降;
20.等于
【解析】
【详解】
[1]当A、B整体悬浮于水中时,由浮沉条件可以,此时A、B 受到的总浮力等于A、B受到的总重力;
[2]A的重力为:
;
由题意知,A上浮到水面后,
解析:等于
【解析】
【详解】
[1]当A、B整体悬浮于水中时,由浮沉条件可以,此时A、B 受到的总浮力等于A、B受到的总重力;
[2]A的重力为:
;
由题意知,A上浮到水面后,最终漂浮,则A受到的浮力等于A的重力;即;
设空心球A的体积为VA,因为,则有:
解得:
在甲图中,空心球A完全浸没在水中时受到的浮力为:
在甲图中,当A和B整体悬浮时,整体受到的浮力为:
;
所以B球受到的浮力为:
因为B球完全浸没在水中,所以B球的体积等于排开液体的体积,由得:
;
故B球的密度为:
;
因为A、B 是用相同材料制成的,所以制作空心球 A 和实心球 B 的材料密度为:
[3]由得,300g这种材料的体积为:
故空心球A的空心体积为:
三、实验题
21.当物体浸没水前,物体受到浮力的大小与浸入的深度成正比 实验中选用的液体种类少,不易得出此结论,应选用不同种类的液体进行实验 A
【详解】
(1)[1]由表中数据可知,圆柱体重力G=9.5N;当h=0.02m时,弹簧测力计的示数为8.5N,此时
F浮=G-F示=9.5N-8.5N=1N
(2)[2]分析实验序号1至7,圆柱体浸没水前,当h为0.02m、0.04m、0.06m、0.08m、0.10m、0.12m时,对应圆柱体受到的浮力F浮为1N、2N、3N、4N、5N、6N,可以得出:物体受到浮力的大小与浸入的深度成正比。
(3)[3]实验过程因只使用了水做实验,选用的液体种类少,所以结论不够完善,应选用不同种类的液体进行实验。
(4)[4]圆柱体浸入深度达0.14m后,其浮力不再改变,可见圆柱体的高度小于或等于0.14m,由
F浮=G-F示
当h为0.02m、0.04m、0.06m、0.08m、0.10m、0.12m、0.14m时,对应圆柱体受到的浮力为F浮为1N、2N、3N、4N、5N、6N、6.4N,对数据进行分析可得:圆柱体浸入的深度在0.12m前,每增加0.02m时,浮力增加1N,说明圆柱体在深度为0.12m时没有浸没,所以圆柱体的高度大于0.12m;当圆柱体浸入的深度由0.12m到0.14m时,深度增加0.02m,浮力只增加0.4N,说明在深度为0.14m之前已经浸没;假设圆柱体没有浸没,当浮力每增加1N时,深度增加0.02m,浮力每增加0.5N时,深度增加0.01m,从实验序号6与7可以发现,浮力只增加了0.4N时,所以深度增加的数值一定小于0.01m,由此得出圆柱体的高度小于12cm+1.0cm=13cm;所以圆柱体高度范围是“13厘米>h>12厘米”。
故选A。
22.大 大气压(或大气压强) 1 0.8 × 103
【详解】
(1)[1]在一定的范围内拉伸到弹簧时,弹簧的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。
(2)[2]挤出吸盘内部的空气,吸盘在大气压的作用下,被紧紧压在烧杯底部。
(3)[3]由图丙可知此时弹簧测力计的示数为0.4N,木块受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和向上的浮力作用,所以此时木块的浮力为
(3)[4]物体浸入水中时浮力为1N,则由可知,物体的体积为
另一种液体后,木块所受浮力为
则由可知,液体密度为
23.5 1 ③ 1.5 3 0.2 小
【详解】
(1)[1]由图1可知,物体重力为1.5N,图2中物块受弹簧拉力为1N,则受到的浮力为
[2]物体浸没在液体中,根据阿基米德浮力公式可知烧杯中液体的密度为
(2)[3]物体重力不变,物体所受浮力与被测液体密度成正比,而弹簧测力计的示数等于物体的重力与所受浮力之差,故与被测液体的密度之间的函数关系符合图3中的图线③。
(3)[4]当密度为零时,物块受到的浮力为零,弹簧测力计的示数等于物体重力,所以它的零刻度应标在1.5N处。
[5]物体的重力是1.5N,所以液体对物块产生的浮力最大不能超过1.5N,此时液体密度ρ液达到最大值,为
[6]弹簧测力计的分度值为0.1N,则该密度秤的分度值为
(4)[7]若物块未完全浸没,根据阿基米德原理,则物体受到的浮力偏小,弹簧测力计示数偏大,测得液体密度值将偏小。
24.中线处 16.4 20 0.82×103
【分析】
(1)①调平天平遵循左偏右调、右偏左调的原则,使指针指在分度盘的中线处,天平平衡;
②读取天平的示数
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