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第十章压强单元达标检测试卷
(答题时间90分钟,试卷满分100分)
一、选择题(本题有10个小题,每题3分、共30分)
1.(2020贵州黔西南)2019年12月17日,中国第一艘国产航空母舰在海南三亚某军港交付海军,这艘航
母命名为“中国人民解放军海军山东舰”。山东舰满载排水量约5万吨,可以搭载36架歼-15舰载机。下
列分析正确的是( )
A. 山东舰满载时受到的浮力为5×107N
B. 舰载机全部飞出后,山东舰受到的浮力不变
C. 舰载机在舰上起飞的过程是匀速直线运动
D. 山东舰在海上沿直线匀速航行时,受到的阻力与水的推力是平衡力
【答案】D
【解析】A.由题意可知,山东舰满载排水量约5万吨,这些水的重力
根据阿基米德原理可知,山东舰满载时受到的浮力大小等于排开这些水的重力,即山东舰满载时受到的浮
力为 ,A错误;
B.根据二力平衡可知,舰载机没有飞出前,山东舰受到的浮力大小等于其自身和舰载机重力之和;舰载
机全部飞出后,山东舰受到的浮力大小等于其自身重力,浮力是有变化的;B错误;
C.舰载机在舰上起飞的过程速度是越来越大的,不是匀速运动,C错误;
D.山东舰在海上沿直线匀速航行时,水平方向上处于平衡状态,受力平衡,水平方向受到阻力和水的推
力作用,这两个力是平衡力,D正确。
2.如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为 0.6×103kg/m3的正方体木块A放人容器中,
木块静止时露出液面的体积与浸人液体的体积之比为1:3;在木块上表面轻放一个物块B(V=2V ),A的
A B
上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放人此液体中,它静止时将( )
A.悬浮 B.漂浮 C.沉底 D.无法判断
【答案】B【解析】根据物体漂浮时浮力等于重力,算出物体B的密度,作出判断。
甲图中,木块A在液体中漂浮,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3,则V = V,
排 A
漂浮时浮力等于重力,所以ρ gV =ρ gV,
液 排 木 A
即:ρ g× V=ρ gV,
液 A 木 A
则液体的密度:ρ = ρ = ×0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3;
液 木
在木块上表面轻放一个物块B(V=2V ,则V= V ),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示,因为整体
A B B A
漂浮,所以浮力等于总重力,
即:ρ gV=ρ gV+ρgV,
液 A 木 A B B
ρ gV=ρ gV+ρg× V,
液 A 木 A B A
化简可得:ρ =ρ + ρ,
液 木 B
则B的密度:ρ=2(ρ ﹣ρ )=2(0.8×103kg/m3﹣0.6×103kg/m3)=0.4×103kg/m3<ρ ,
B 液 木 液
故若将物块B单独放入此液体中,它静止时将漂浮。
3.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,容器底部受到的液体压强分别为 P 、P ,物体A、B所受浮力分別为F 、F .则(
甲 乙 A B
)
A.P <P ,F=F B.P <P ,F>F
甲 乙 A B 甲 乙 A B
C.P >P ,F=F D.P >P ,F<F
甲 乙 A B 甲 乙 A B
【答案】C.
【解析】(1)由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,
由物体的漂浮、悬浮条件可知:F=G,F=G,所以F=F.
A B A B
(2)甲液体中的A漂浮,
ρ >ρ,
甲液 A
乙液体中的B悬浮,ρ =ρ,
乙液 B
两种液体的密度:ρ >ρ ;
甲液 乙液又因为两容器液面等高,
所以由p=ρgh可知,两种液体对容器底压强:p >p .
甲 乙
故C正确.
4.将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g浓盐水溢出;若将该物体轻轻放
入盛满煤油的大烧杯中,靜止后有 64g 煤油溢出(浓盐水密度为 1.2×103kg/m3,煤油密度为
0.8×103kg/m3、水银密度为13.6×103kg/m3),则( )
A.该物体前后两次所受浮力之比为3:2
B.该物体前后两次排开液体体积之比为4:3
C.该物体的密度为0.9×103kg/m3
D.将该物体分别浸没在水银和纯水中,则除重力和浮力外还需施加第三个力方能靜止,静止时这个物体
在这两种液体中受到的第三个力分别是F 和F,则F 和F 大小之比为12:7
1 2 1 2
【答案】C.
【解析】(1)由已知排开浓盐水和煤油的质量不同,故在液体中不能都漂浮或悬浮,也不能一个漂浮一
个悬浮,只能一个在浓盐水中漂浮,在煤油中下沉,根据阿基米德原理和浮沉条件可求;由浮力之比根据
阿基米德原理可求V 之比;
排
(2)物体在浓盐水中漂浮,根据阿基米德原理可得物体的质量,再根据ρ= 可求密度;
(3)物体在水银和水中都处于漂浮状态,受力分析,F =G+F ,据此可求.
浮 压
A.由阿基米德原理,F =G ,该物体前后两次所受浮力之比为:F :F=m g:m g=72g:64g=9:8,故
浮 排 1 2 排1 排2
A错误;
B.由已知排开浓盐水和煤油的质量不同,受到的浮力不同,故在液体中不能都漂浮或悬浮,也不能一种
漂浮一种悬浮,只能一种在浓盐水中漂浮,在煤油中下沉,根据阿基米德原理:V =V = =
物 排油
=80cm3;
物体在浓盐水中排开的体积:V = = =60cm3;
排盐水
该物体前后两次排开液体体积之比:V :V =60cm3:80cm3=3:4,故B错误;
排盐水 排油
C.由B的分析可知,物体应在浓盐水中漂浮,由阿基米德原理,F =G =G,m g=mg,m=m =72g,
浮 排 排 排由ρ= 可得,ρ= = =90cm3=0.9×103kg/m3,故C正确;
D.已知物体的密度为0.9×103kg/m3,物体在水银和水中都处于漂浮状态,受力分析,F =G+F ,V =V ,
浮 压 排 物
则物体在水银中收到的压力:F=F =F ﹣G=F ﹣mg=ρ gV ﹣mg=13.6×103kg/m3×10N/
1 压水银 浮水银 浮水银 水银 排
kg×80×10﹣6m3﹣0.072kg×10N/kg=10.88N﹣0.72N=10.16N;
物体在水银中收到的压力:F=F =F ﹣G=F ﹣mg=ρ gV ﹣mg=1×103kg/m3×10N/kg×80×10﹣6m3﹣
2 压水 浮水 浮水 水 排
0.072kg×10N/kg=0.8N﹣0.72N=0.08N,
则F 和F 大小之比为:F:F=10.16N:0.08N=136:1,故D错误.
1 2 1 2
5.如图所示,水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器,两部分的横截面积分别为S 、S .质量为
1 2
m的木球通过细线与容器底部相连,细线受到的拉力为T,此时容器中水深为h(水的密度为ρ )。下列
0
说法正确的是( )
A.木球的密度为 ρ
0
B.木球的密度为 ρ
0
C.剪断细线,待木球静止后水对容器底的压力变化量为T
D.剪断细线,待木球静止后水对容器底的压力变化量为( +1)T
【答案】A
【解析】(1)木球浸没时,其受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力,
由于木球处于静止状态,受力平衡,根据力的平衡条件可得:
F =G+T=mg+T,
浮
木球浸没时,V =V ,则根据阿基米德原理F =ρ gV 可得:
排 木 浮 液 排
ρgV =mg+T,
0 排
由ρ= 可得木球的体积:V = ,
木
所以,ρg× =mg+T,
0解得ρ = ρ;故A正确,B错误;
木 0
(2)剪断细线,木块漂浮,F ′=G=mg,
浮
则待木球静止后浮力变化量为:△F =F ﹣F ′=mg+T﹣mg=T,
浮 浮 浮
根据阿基米德原理F =ρ gV 可得水面下降的高度(容器上部的水面下降):
浮 液 排
△h= = = ,
则由△p= 可得,水对容器底的压力变化量:
△F=△pS=ρg△hS=ρg× S= T,故C错误,D错误。
2 0 2 0 2
6.为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操
作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢
水杯接触.则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大
C.铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理
【答案】D.
【解析】(1)可根据公式p=ρgh和F=pS分析水对溢水杯底的压强和压力的变化情况;
(2)铝块浸没在水中静止时,铝块受到重力、浮力以及拉力的作用;
(3)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则说明铝块受到的浮力等于
排开的水重.
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式 p=ρgh可知,水
对溢水杯底的压强不变,根据公式F=pS可知,水对溢水杯底的压力不变,故A错误;B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式 p=ρgh可知,水
对溢水杯底的压强不变,故B错误;
C.铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差,故C错误;
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则说明铝块受到的浮力等于排
开的水重,则验证了阿基米德原理,故D正确.
7.体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是(
)
A.铅球受到的浮力最大 B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大 D.他们受到的浮力一样大
【答案】D
【解析】根据阿基米德原理的推导公式F =G =ρ gV 可知,浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有
浮 排 液 排
关。由图可知,铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,因物体浸没时排开液体的体积相等,所以,体积
相同的铅球、铜块和木块排开液体的体积相等,
由F =G =ρ gV 可知,它们受到的浮力一样大。
浮 排 液 排
8.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,小球下沉到杯底,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 的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ =0.8×103kg/m3,下列计算正确的是
酒精
( )
①小球的质量是40g
②小球的体积是50cm3
③液体的密度是1.1×103kg/m3
④小球的密度是0.9×103kg/m3.
A.只有①②正确 B.只有②③正确 C.只有②④正确 D.只有①③正确
【答案】B.
【解析】(1)小球漂浮在乙溢水杯液体中,小球受到的浮力等于重力,进而得出球的质量;
(2)小球浸没在甲溢水杯液体中,排开酒精的体积等于小球的体积,故可得出小球的密度;(3)据小球在乙中漂浮,据小球的密度,结合漂浮条件和阿基米德原理可计算乙液体的密度.
由题意知小球放入乙液体中处于漂浮状态,故F =G=G ,故m=m =50g;
浮乙 排 排
由题知,在甲中小球下沉,小球的体积就等于排开酒精的体积,所以据ρ= 可得:
v=v = = =50cm3;
酒精
所以小球的密度是:
ρ = = =1g/cm3=1000kg/m3;
球
因为小球在乙中漂浮,所以
F =G
浮 本身
根据阿基米德原理有,F =m g=ρ g V ①;
浮 排 乙
且G =ρ gV ②;
本身 球
故将①②带入F =G 可得:
浮 本身
ρ g V=ρ gV
乙 球
所以ρ = ρ = ×1000kg/m3=1.1×103kg/m3
乙 球
故②③正确;故选B.
9.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉.对此现象,下列说法正确
的是( )
A.西瓜的密度比李子的密度大
B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变
D.李子浸没后,下沉过程所受浮力大小不变
【答案】D
【解析】西瓜漂浮在水面上,ρ <ρ ;李子在水中下沉,ρ >ρ ,所以,ρ >ρ ,故A错误;
瓜 水 李子 水 李子 水
西瓜漂浮时所受浮力与重力是一对平衡力,大小相等,故B错误;李子下沉过程中,所处深度h变大,根
据p=ρgh可知,所受水的压强变大,故C错误;李子浸没后,排开水的体积等于李子本身的体积,不再变
化,根据F =ρgV 可知,下沉过程所受浮力大小不变,故D正确;故应选D。
浮 排
10.已知g取10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3。如图所示.容器缸内盛有水,把活塞置于缸中,在轻活塞的底部放一物块P,活塞的顶部放上托盘,再在活塞的表面上刻上相应的刻度.这样一个称就制成了。
则下列说法错误的是( )
A.活塞底部固定的物体P,它的作用是能让活塞竖直立在水中;
B.重物P的密度特点是P的密度大于水的密度;
C.托盘上不放物体时,此时所测物体的重力为零,水面所在的高度处为零刻度线;
D.如果要增大秤的测量范围,建议减小活塞的横截面积。
【答案】D
【解析】A. 活塞底部固定的物体P目的就是使活塞能够直立在水中。
B. 使活塞能够直立在水中,P的密度要大于水的密度。
C.托盘上不放物体时,此时所测物体的重力为零,水面所在的高度处为零刻度线。
D.要增大秤的测量范围,应能够增大浮力的变化,所以可从活塞能够排开液体的体积及液体密度的变化着
手,增大活塞的横截面积,增大活塞的长度,或用密度比水大的液体代替水(换用密度比水大的液体)等.
二、填空题(每空1分,共20分)
11.(2020苏州)如图所示,重为12N、边长0.1m的正方体物块静置于粗糙的水平桌面上,物块对桌面的
压强为 Pa。物块掉入水槽中(水足够深),其静止后所受浮力为 N.(g取10N/kg)
【答案】1200;10。
【解析】正方体物块对水平桌面的压力F=G=12N,受力面积S=0.1m×0.1m=0.01m2,
物块对桌面的压强:p= = =1200Pa;
正方体物块的体积:V=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3,
物块全部浸没在水中时受到的浮力:F =ρ gV =ρ gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N,
浮 水 排 水因为F <G,所以物块掉入水槽中(水足够深)沉底,其静止后所受浮力F =10N。
浮 浮
12.如图甲所示的平底薄壁玻璃杯的底面积为30cm2,装满水后水深0.lm,如图乙所示现将个体积为
50cm3的木块缓慢放入水中,静止后有 的体积露出水面。则水对杯子底部的压强是 Pa,木块的密度是
g/cm3。
【答案】1×103;0.6。
【解析】(1)水对杯子底部的压强:
p=ρ gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;
水
(2)木块漂浮,受到的浮力等于其重力,F =G,
浮
ρ gV =ρ gV,即ρ g V=ρ gV,
水 排 木 水 木
所以木块的密度:
ρ = ρ = ×1g/cm3=0.6g/cm3。
木 水
13.一重为0.6N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中,如图所示,鸡蛋在甲中悬浮,在乙中漂浮,则鸡蛋在甲
中受到的浮力为 N,甲的密度 乙的密度(选填“>”、“<”或“=”).
【答案】0.6;<。
【解析】根据物体的漂浮和悬浮条件判断出所受浮力的大小关系,由图得出排开液体的体积关系,然后根
据阿基米德原理解开判断甲乙液体的密度大小关系.
因为鸡蛋(重为G)在甲液体悬浮,
所以鸡蛋受到甲液体的浮力:F =G=0.6N,
甲
鸡蛋在乙液体漂浮,所以鸡蛋受到乙液体的浮力:F =G=0.6N,
乙
所以F =F ,
甲 乙
据F =ρ v g,V >V ,
浮 液 排 排甲 棑乙
所以ρ <ρ ,
甲 乙
14.(2019福建)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G
,则气球受到的浮力F G (选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将 (选填
总 浮 总
“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
【答案】<;上浮。
【解析】(1)气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。
则F +F =G ,
浮气球 浮石块 总
所以则气球受到的浮力F <G ;
浮气球 总
(2)水温升高时,气球内空气的体积变大,排开水的体积变大,
由F =ρ V g,
浮 水 排
气球受到的浮力将变大;
石块受到的重力不变,
此时气球和石块受到的浮力大于自重,石块将上浮。
15.我国首艘国产航母的长度315m,宽度75m,吃水约10.5m,2018年5月13日离港海试。航母静止在海
面上时所受海水的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,其水下部分距海面深9m处承受
海水产生的压强为 Pa.(ρ =1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
海水
【答案】等于;9.27×104。
【解析】根据物体浮沉条件可知,航母静止在海面上时(漂浮),其受到的浮力等于它受到的重力;
距海面深9m处承受海水产生的压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×9m=9.27×104Pa。
16.如图所示,在水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,现将三个完全相同的
圆柱体分别放入容器的液体中,静止时三个容器的液面恰好相平.在三个容器中,液体密度最小的是 ,
三种液体对容器底的压强最大的是 .(选填“甲”“乙”或“丙”)【答案】甲;丙.
【解析】(1)当物体漂浮或悬浮时,判断出液体密度和物体密度额关系;
(2)液体内部压强和液体的密度和液体的深度有关,故分析即可判断.
由于A悬浮,故ρ =ρ ;B漂浮,故ρ >ρ ;丙漂浮,故故ρ >ρ ;且在丙中漂浮的更厉害,所
甲 物 乙 物 丙 物
以ρ >ρ ;故密度关系是:ρ <ρ <ρ ,故甲液体密度最小,丙液体密度最大;
丙 乙 甲 乙 丙
据P=ρgh可知,丙容器底所受的压强最大.
17.一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示.已知它的底面积为S,上表面所处深度为h ,下表面所处深
1
度为h ,则长方体下表面所受到液体的压力表达式为____,浮力表达式为____.(液体密度ρ 和g为已
2 液
知量)
【答案】ρ ghS;ρ g(h﹣h)S.
液 2 液 2 1
【解析】由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS得:
长方体上表面受到液体向下的压力F=pS=ρ ghS;
1 1 液 1
长方体下表面受到液体向上的压力F=pS=ρ ghS,
2 2 液 2
长方体受到的浮力F =F﹣F=ρ ghS﹣ρ ghS=ρ g(h﹣h)S.
浮 2 1 液 2 液 1 液 2 1
18.如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力
为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为 N;如将物体再下沉5cm,则它受到的
浮力大小为 N.
【答案】1.2;1.2.
【解析】本题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理的应用.知道长方体上、下表面受到的压力,根据浮力产生的原因F =F ﹣F 求出受到的浮力,长方体浸没时排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知受
浮 下 上
到的浮力变化,从而得出答案.
由浮力产生的原因可知,该物体受到的浮力:
F =F ﹣F =3N﹣1.8N=1.2N;
浮 下 上
因长方体浸没时排开水的体积不变,
所以,由F =ρgV 可知,物体再下沉5cm后,受到的浮力仍为1.2N不变.
浮 排
19.一铁块挂在弹簧秤下,静止时,弹簧秤的示数为15.484N,当铁块全部浸没在水中静止后,弹簧秤的示
数为13.524N,铁块在水中受到的浮力是____N。若把该铁块全部浸没在煤油中,铁块受到的浮力是
_____N。
【答案】1.96,1.568.
【解析】本题用称量法结合阿基米德原理求解。
(1)把物体挂在弹簧测力计上,记下其在空气中弹簧测力计的示数F=G=15.484N,
1
再把物体浸入液体,记下弹簧测力计的示数F=13.524N。
2
则物体在液体水中受到的浮力F =F-F=G-F;
浮 1 2 2
(2)铁块全部浸没在煤油中,铁块受到的浮力F =ρ gv ,这里煤油的密度ρ =0.8g/cm3
浮 油 排 油
v 等于铁块的体积,为已知条件,所以在煤油中受到浮力可求。
排
20.把重10N,密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于 (漂浮/悬
浮/沉底)状态,物体所受浮力为 N.
【答案】漂浮;10。
【解析】(1)因为ρ =0.9×103kg/m3<ρ ,
物 水
所以物体静止时,物体漂浮;
(2)因为物体漂浮,所以F =G =10N;
浮 物
三、作图题(每题2分,共4分)
21.请画出漂浮在水面上的木块的受力示意图.【答案】如下图所示
【解析】漂浮在水面上的木块,处于平衡状态,受到重力和浮力作用,而且是一对平衡力;重力从重心竖
直向下画,浮力从重心竖直向上画,标出符号G和F ,注意两条线段的长度相等,如上图所示。
浮
22.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 的示意图。
浮
【答案】如图所示:
【解析】根据乒乓球漂浮在水面上,则可判断乒乓球受到的浮力与重力是一对平衡力,浮力方向竖直向上,
重力方向竖直向下,浮力大小等于重力,作用点在球重心上;根据力的示意图的做法,用一条带箭头的线
段把浮力和重力的大小、方向、作用点分别表示出来。
乒乓球所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出 F ;
浮
乒乓球的重力与浮力大小相等,方向相等,作用点都在重心,同理做出重力的示意图,如图所示。
四、分析简答题(23题4分、24题4分,共8分)
23.一同学在河边游泳后从水的较深处走向越来越浅的岸边,由于岸边都是尖硬的鹅卵石,该同学感觉河
底越来越“扎脚”,请利用你学过的物理知识解释这个现象
【答案】见解析。【解析】根据F =ρ v g,人在水中由深水走向浅水时,ρ 不变由于人排开水的体积减小,故人所受
浮 液 排 液
浮力减小再由 F =G﹣F ;因浮力减小,重力不变,故支持力增大,根据p=F/S脚的受力面积不变,脚受
支 浮
到石头的压强变大,所以人的脚将越来越疼。
24.小柯是个善于观察的学生,她注意到一个有趣的现象:在无风的、寒冷的冬天,用吸管沿水平方向吹
出的肥皂泡是先上升,一段时间后才开始下降(如图)。而这种现象在火热的夏天不明显。请结合所学知识,
解释冬天吹肥皂泡时出现这种现象的原因。(不计空气阻力)
【答案】①肥皂泡受到的浮力大于受到重力的原因分析(肥皂泡内气体密度小,浮力大);②肥皂泡上升的
原因(浮力大于重力);③肥皂泡受到浮力减小的原因分析(肥皂泡内气体温度下降 ,热胀冷缩,体积减
小);④肥皂泡下降的原因(浮力小于重力)
【解析】在无风的、寒冷的冬天,肥皂泡被吹出后,由于肥皂泡内气体密度小,所受浮力大于肥皂泡的重
力而上升;随后肥皂泡内气体的温度降低,体积变小,受到的浮力减小,浮力小于肥皂泡的重力而下降;
在火热的夏天,肥皂泡被吹出后,由于空气的气温高,密度也小,与肥皂泡内气体密度相比,大的不多,
故肥皂泡受到浮力大于肥皂泡的重力不明显;故肥皂泡是先上升再下降的种现象不明显。
五、实验题( 25题10分、26题10分,共20分)
25.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据图所示实验操作,从中选出一些图,针对某一
个因素进行研究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果.
(1)探究的因素是: .选用的图是: (填图中的序号).
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铁片,烧杯和水进行实验,实验步骤
如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小
于”);
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片 的改变,
忽视了 对浮力大小的影响.
【答案】(1)浮力大小与物体排开液体的体积的关系;①②③或①②④;(2)①小于;②形状;排开水
的体积
【解析】(1)测物体所受的浮力要利用称重法,即F =G﹣F ,故每次必须要选图①才行;若要探究浮力
浮 拉
大小与物体排开液体的体积的关系,应控制液体的密度相同,而物体排开液体的体积不同,故应选用图
①②③或①②④;若要探究浮力大小与液体密度的关系,应控制物体排开液体的体积相同,而液体的密度
不同,故应选用图①④⑤;(2)①第一次铁片下沉,说明F <G,第二次铁片漂浮,说明F =G,所以
浮1 浮2
F <F ;②本探究实验把铁片弯成“碗状”,改变了形状,虽然都是水,但两次排开液体的体积不同,
浮1 浮2
所以得出结论是不正确的,即:他只关注了铁片形状的改变,忽视了排开水的体积对浮力大小的影响。
26.小强为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,做了如下的实验:(弹簧测力计每小格
示数为0.5N)
A B C D
(1)请在A图中画出被测物体所受力的示意图。
(2)你认为更为合理的实验顺序是 。
(3)通过实验你得到的结论是:浸在液体中的物体,所受浮力的大小等于 。
(4)请你根据小强在实验中获得的数据,计算物体的体积是 m3;你认为通过本实验获得的数据
(填“能”或“不能”)计算出此物体的密度。
(5)请你指出实验中的注意事项。(说出一条即可) 。
【答案】(1)见图。(2)DABC;(3)物体排开液体所受到的重力;(4)1×10﹣4m3;能;(5)物体要缓慢浸入水中,弹簧测
力计要尽量竖直,弹簧测力计要调零等.
【解析】(1)已知弹簧测力每小格示数是0.5N,由图A知,物体的重力G=2.5N,物体受重力和测力计的
拉力作用,二者大小相等,重力方向竖直向下,拉力方向竖直向上;
(2)合理的实验顺序是:DABC;
(3)根据阿基米德原理,浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体所受的重力.
(4)由图AB中实验数据可知,物体受到的浮力:F =G﹣F =2.5N﹣1.5N=1N,
浮 拉
由公式F =ρ gV 可得,物体的体积:V=V =1×10﹣4m3,
浮 水 排 排
本实验获得的数据能计算出此物体的密度,过程如下:
由公式G=mg得,物体的质量:m=0.25kg,物体的密度:ρ=2.5×103kg/m3.
(5)为了保证实验的准确性,在操作中应该注意的事项包括:物体要缓慢浸入水中,弹簧测力计要尽量
竖直,弹簧测力计要调零等.
六、综合应用题(27题6分、28题6分、29题6分,共18分)
27.(2020湖北咸宁)如图甲所示,水平地面上有一底面积为50cm2的圆柱形容器,容器中水深10cm,现
将一物块悬挂在弾簧测力计下端,当物块浸没在水中时(物块不接触容器底面和侧面),容器内水深由10cm
上升到12cm,此时弹簧测力计的示数如图乙所示。(已知ρ =1.0 103kg/m3)求:
水
(1)物块未放入水中时,水对容器底的压强;
(2)物块浸没在水中时受到的浮力;
(3)物块的密度。【答案】(1)1000Pa;(2)1N;(3) 3.4×103kg/m3
【解析】(1)物块未放入水中时,水深h=10cm=0.1m
1
水对容器底的压强p=ρ gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
水
水对容器底的压强为1000Pa。
(2)物体浸没在水中时,水面上升的高度为
h=h-h=12cm-10cm=2cm=2×10-2m
2 1
物体排开液体的体积为V =V=S h=50×10-4m2×2×10-2m=1×10-4m3
排
浸没时,物体受到的浮力为F =ρ gV = 1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
浮 水 排
物体受到的浮力为1N。
(3)由乙图弹簧测力计的示数可知F =2.4N
拉
弹簧测力计在水中拉时F =G-F ,则物体的重力G=F +F =2.4N+1N=3.4N
拉 浮 拉 浮
物体的密度为
ρ= = = = =3.4×103kg/m3
物体的密度为3.4×103kg/m3。
28.如图甲所示,一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降,然后将圆柱体
逐渐浸入水中.整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h关系如图乙所示.(g=10N/kg;水的
密度约为1.0×103kg/m3)
求:
(1)圆柱体的重力;
(2)当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到的水的压强;
(3)圆柱体的密度.
【答案】(1)圆柱体的重力为6N;
(2)当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到的水的压强为300Pa;
(3)圆柱体的密度为3×103kg/m3.【解析】(1)由图乙可知,圆柱体没有浸入水中时弹簧测力计的示数F=6N,
则圆柱体的重力G=F=6N;
(2)由图乙可知,当圆柱体刚好全部浸没时,下表面所处的深度:
h=7cm﹣4cm=3cm,
则下表面受到的水的压强:
p=ρ gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa;
水
(3)由图乙可知,圆柱体完全浸没时弹簧测力计的示数F′=4N,
则圆柱体完全浸没后受到的浮力:
F =G﹣F′=6N﹣4N=2N,
浮
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F =ρgV 可得,圆柱体的体积:
浮 排
V=V = = =2×10﹣4m3,
排
由G=mg可求,圆柱体的质量:
m= = =0.6kg,
则圆柱体密度:
ρ= = =3×103kg/m3.
29.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7N.当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是
1.7N.现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9N,求:
(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F
浮
(2)该金属零件的密度ρ ;
金
(3)另一种液体的密度ρ
液
【答案】(1)该零件浸没在水中时受到的浮力为1N;
(2)该金属零件的密度为2.7×103kg/m3;
(3)另一种液体的密度为0.8×103kg/m3。
【解析】(1)金属零件重等于在空气中称时弹簧测力计的示数:G=F =2.7N,
示1
物体受到水的浮力:
F =G﹣F =2.7N﹣1.7N=1N;
浮 示2
(2)由F =ρ V g得金属零件的体积:
浮 水 排V=V = = =1×10﹣4m3;
排
金属零件的质量:m=G/g=0.27kg,
金属零件的密度:ρ=m/v=2.7×103kg/m3;
(3)浸没在另一种液体时受到的浮力:F ′=G﹣F =2.7N﹣1.9N=0.8N,
浮 示3
由F =ρ V g得液体的密度:
浮 液 排
ρ = = =0.8×103kg/m3。
液