3、化為如圖12-21所示的物理過(guò)程,假設(shè)物體浸沒(méi)在水深h=0.5 m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3 N,當(dāng)物體全部離開(kāi)水面后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5 N,已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。則 ( )
圖12-21
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2 N
C.物體在容器底部時(shí),水對(duì)其底部的壓強(qiáng)為5×104 Pa
D.物體的密度為1.25×103 kg/m3
6.[2018·重慶B卷]水平桌面上的薄壁圓柱形容器中盛有某種液體,容器底
4、面積為80 cm2,用細(xì)線拴著體積為100 cm3的金屬球沉入容器底,它對(duì)容器底的壓力為1.9 N,這時(shí)液體深度為10 cm,如圖12-22所示。現(xiàn)將金屬球從液體中取出,液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)改變了100 Pa,從容器中取出金屬球時(shí),表面所沾液體與細(xì)線的體積均不計(jì)。則下列判斷正確的是(g取10 N/kg) ( )
圖12-22
A.金屬球在液體中所受浮力大小為1 N
B.容器中液體所受重力大小為6.4 N
C.取出金屬球后,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)減小了100 Pa
D.金屬球的密度為2.7×103 kg/m3
7.[2018·淄博]如圖12-23所示,水平桌面上有兩個(gè)完全相同的溢水杯甲
5、和乙,杯中裝滿(mǎn)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 ( )
圖12-23
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)
8.[2018·眉山]如圖12-24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 ( )
圖12-24
A.物體受到的浮力大小關(guān)系為FA>FB>FC
B.物體密度的大小關(guān)系
6、是ρA>ρB>ρC
C.容器對(duì)桌面的壓力大小關(guān)系為F甲=F乙=F丙
D.容器底部受到水的壓強(qiáng)大小關(guān)系為p甲>p乙>p丙
二、實(shí)驗(yàn)題
9.[2018·黔東南、黔西南、黔南] 2017年5月30日,“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器在世界最深處的馬里亞納海溝下潛,最大潛深6699 m。在同一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小 (選填“相同”或“不同”),潛水器在海面下下潛過(guò)程中浮力 (選填“變大”“不變”或“變小”),下潛到水下6000 m時(shí),受到海水的壓強(qiáng)為 Pa。(海水密度取ρ=1.0×103 kg/m3,且保持不變,g取10 N/kg)?
10.[2018·南京]如圖12-25所示
7、,水平桌面上兩個(gè)相同的玻璃缸裝滿(mǎn)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',F1 F2,若圖乙中小玩具鴨的質(zhì)量為15 g,它排開(kāi)水的體積是 cm3。?
圖12-25
11.[2018·恩施改編]將體積相等的松木(ρ木=0.5 g/cm3)和石蠟(ρ蠟=0.9 g/cm3)分別放入裝滿(mǎn)水的杯中,松手靜止后,松木受到的浮力F1和石蠟受到的浮力F2的大小關(guān)系為F1 F2。此時(shí)它們露出水面的體積比V木露∶V蠟露=
8、 。如果用手將松木和石蠟全部按到水下,此時(shí)松木受到的浮力 石蠟受到的浮力。手對(duì)松木的壓力 手對(duì)石蠟的壓力(均選填“>”“<”或“=”)。?
12.[2018·十堰]將一底面積為0.01 m2的長(zhǎng)方體木塊用細(xì)線系在一個(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12-26甲所示,在這個(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圖像如圖乙所示,則木塊所受到的最大浮力為 N,木塊重力為 N,細(xì)線對(duì)木塊的最大拉力為 N。(g取10 N/kg)?
圖12-26
13.[2018·廣西四市聯(lián)考]如圖12-27所示,桌子上有一個(gè)底面積為
9、2×10-2 m2、內(nèi)部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 (選填“大于”“小于”或“等于”)液體的密度。若A的密度為0.5×103 kg/m3,體積為4×10-4 m3,則A的質(zhì)量為 kg?，F(xiàn)用力壓A,使其緩慢向下運(yùn)動(dòng),直到恰好浸沒(méi)在液體中(液體未溢出),此時(shí)液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增大了80 Pa,則該液體的密度為 kg/m3。(g取10 N/kg)?
圖12-27
14.[2018·重慶A卷]水平升降臺(tái)面上有一個(gè)足夠深、底面積為40 cm2的柱形容器,容器中水深20 cm,則水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為 Pa?，F(xiàn)將底面積為10 cm2,
10、高20 cm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4 cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.8 N,如圖12-28所示,然后使升降臺(tái)上升7 cm,再次穩(wěn)定后,A所受的浮力為 N。(已知彈簧受到的拉力每減小1 N,彈簧的長(zhǎng)度就縮短1 cm)?
圖12-28
15.[2018·廣西北部灣]在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能與液體的密度有關(guān);
猜想2:浮力的大小可能與物體的重力有關(guān);
猜想3:浮力的大小可能與物體的形狀有關(guān);
猜想4:浮力的大小可能與排開(kāi)液體的體積有關(guān)。
(1)如圖12-29甲所示,用
11、手把飲料罐按入水中,飲料料罐浸入水中越深,手會(huì)感到越吃力。這個(gè)事實(shí)可以支持以上猜想 (選填序號(hào))。?
圖12-29
(2)為了探究猜想1和猜想2,運(yùn)用了體積相同的A、B、C三個(gè)圓柱體,測(cè)得重力分別為4 N、4.5 N和5 N。然后進(jìn)行如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)。
①在序號(hào)a的實(shí)驗(yàn)中物所受的浮力為 N。?
②比較序號(hào) 、 、e的三次實(shí)驗(yàn),可得出初步結(jié)論:浮力大小與液體密度有關(guān)。?
③進(jìn)一步分析可知:液體的密度越大,物體所受的浮力越 。?
④比較序號(hào)a、b、c的三次實(shí)驗(yàn),可得出結(jié)論:浮力的大小與物體的重力 關(guān)。?
(3)為了探究猜想3,小明用兩塊相同的橡皮
12、泥分別捏成圓錐體和圓柱體進(jìn)行如圖12-30所示的實(shí)驗(yàn)、由此小明得出的結(jié)論是:浮力的大小與物體的形狀有關(guān)。小珍認(rèn)為這結(jié)論不可靠,主要原因是 。?
圖12-30
三、計(jì)算題
16.[2018·濱州]圖12-31甲是一盛有水的圓柱形容器,現(xiàn)置于水面桌面上,容器內(nèi)水深為0.3 m,容器的底面積為0.04 m2,圖乙是一質(zhì)量均勻的塑料球,密度為0.2×103 kg/m3。(g取10 N/kg)
(1)求容器中水的質(zhì)量。
(2)求距容器底部0.1 m處的A點(diǎn)受到的水的壓強(qiáng)大小。
(3)把塑料球放入該容器中,用了16 N的力恰好使其完全浸沒(méi)在水中(如圖所示),求塑料球的重力
13、。
圖12-31
17.如圖12-32所示,用細(xì)線將正方體A和物體B相連放入水中,兩物體靜止后恰好懸浮,此時(shí)A上表面到水面的距離為0.12 m。已知A的體積為1.0×10-3 m3,所受重力為8 N。B的體積為0.5×10-3 m3,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
圖12-32
(1)A上表面所受水的壓強(qiáng)。
(2)B所受重力的大小。
(3)細(xì)線對(duì)B的拉力的大小。
18.[2018·安徽]重為200 N的方形玻璃槽,底面積為0.4 m2,放在水平臺(tái)面上,向槽中加水至水深0.3 m。(已知ρ水=1.0×103
14、kg/m3,g取10 N/kg,玻璃槽的側(cè)壁厚度不計(jì))
(1)求水對(duì)槽底部的壓強(qiáng)和槽底對(duì)水平臺(tái)面的壓強(qiáng)。
(2)將邊長(zhǎng)為20 cm的正方體物塊輕輕放入水中,如圖12-33乙所示,當(dāng)其靜止時(shí),測(cè)出該物塊露出水面的高度為5 cm,求該物塊的密度。
(3)如圖丙所示,用力F垂直向下作用在物塊的上表面,使物塊露出水面的高度為2 cm并保持靜止,求此時(shí)力F的大小。
圖12-33
19.[2018·樂(lè)山]在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)金屬零件,示數(shù)是2.7 N。當(dāng)把零件浸沒(méi)在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.7 N。現(xiàn)把該零件浸沒(méi)在某種液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.9 N。求:(g取1
15、0 N/kg)
(1)該零件浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮。
(2)該金屬零件的密度ρ金。
(3)該液體的密度ρ液。
參考答案
1.D 2.B 3.B 4.D
5.D [解析] 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。當(dāng)物體離開(kāi)水面后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)即為物體重力,則根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知,物體的重力G=5 N,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示=3 N,則此時(shí)物體受到的浮力F浮=G-F示
16、=5 N-3 N=2 N,故物體在容器底部時(shí),受到的浮力F浮'=2F浮=2×2 N=4 N,故B錯(cuò)誤。物體在容器底部時(shí),水對(duì)其底部的壓強(qiáng)為p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa,故C錯(cuò)誤。根據(jù)F浮=ρ液gV排可得,物體的體積V=V排=F浮'ρ水g=4N1×103kg/m3×10N/kg=4×10-4 m3,則物體的密度ρ=mV=GgV=GVg=5N4×10-4m3×10N/kg=1.25×103 kg/m3,故D正確。
6.D
7.B
8.C
9.相同 不變 6×107
10.= = > 15
[解析] 甲、乙兩個(gè)完全相同的玻璃缸裝滿(mǎn)
17、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)缸底的壓強(qiáng)相等,即p1=p2。因完全相同的甲、乙兩個(gè)玻璃缸裝滿(mǎn)水時(shí),水的質(zhì)量相等,甲、乙兩個(gè)玻璃缸裝滿(mǎn)水時(shí)對(duì)桌面的壓力相等;由于玩具鴨都漂浮,根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理可知G物=F浮=G排,即玩具鴨的重力與溢出水的重力相等,所以漂浮著玩具鴨時(shí)的玻璃缸甲、乙對(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=FS可知,此時(shí)缸對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等,即p1'=p2'。根據(jù)圖示可知,甲缸中玩具鴨排開(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;若圖乙中小玩具鴨的質(zhì)量為15 g,則G排=F浮=G物,即m排g=
18、m物g,所以m排=m物=15 g,則排開(kāi)水的體積V排=m排ρ水=15g1g/cm3=15 cm3。
11.< 5∶1 = >
[解析] 體積相等的松木和石蠟,在水中靜止后均漂浮,漂浮時(shí)受到的浮力都等于自身的重力,松木密度小,則質(zhì)量較小,故松木受到的浮力小。松木漂浮時(shí),有F浮=G木,即ρ木gV=ρ水gV排木,V露木=V-V排木=ρ水-ρ木ρ水·V。同理,V露蠟=V-V排蠟=ρ水-ρ蠟ρ水·V。V露木:V露蠟=(ρ水-ρ木)∶(ρ水-ρ蠟)=5∶1。因?yàn)樗赡竞褪烍w積相等,根據(jù)阿基米德原理可知,當(dāng)松木和石蠟全部浸入水中時(shí),它們所受的浮力相等。對(duì)物體進(jìn)行受力分析,則有F壓=F浮-G,因?yàn)楦×ο嗟?/p>
19、,石蠟的密度更大,所以石蠟的重力大,由此得出手對(duì)松木的壓力大。
12.15 9 6
[解析] 根據(jù)圖乙可知,木塊剛漂浮時(shí),木塊浸入水中的深度為L(zhǎng)1=9 cm;水的深度為9 cm到16 cm時(shí),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16 cm時(shí),細(xì)線剛好拉緊,線的拉力為零;當(dāng)木塊上表面與水面相平時(shí),此時(shí)水面的高度為22 cm;所以木塊全部浸沒(méi)時(shí)木塊底部受到的壓強(qiáng)最大,由圖乙可知,此時(shí)壓強(qiáng)為1500 Pa,則木塊受到的最大浮力F浮大=1500 Pa×0.01 m2=15 N。由圖乙可知,木塊剛剛漂浮時(shí)木塊底部受到水的壓強(qiáng)為900 Pa,此時(shí)木塊的重力與水向上的壓力(浮力)平衡,所
20、以木塊重力G=F向上=p向上S=900 Pa×0.01 m2=9 N。當(dāng)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,此時(shí)細(xì)線對(duì)木塊的拉力最大,F拉大=F浮大-G=15 N-9 N=6 N。
13.小于 0.2 0.9×103
[解析] 已知物塊A(不吸液體)漂浮在液面上,則物體A所受浮力等于其重力,即F浮=G,可得ρ液gV排=ρAgVA,因?yàn)閂排ρA。由ρ=mV可得,A的質(zhì)量mA=ρAVA=0.5×103 kg/m3×4×10-4 m3=0.2 kg。物體A漂浮在液面上,則F浮=G,即ρ液gV排=ρAgVA,則V排=ρAVAρ液,現(xiàn)用力壓A,使其
21、緩慢向下運(yùn)動(dòng),則液面上升的高度Δh=VA-V排S=VA-ρAVAρ液S,此時(shí)液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增大了80 Pa,則Δp=ρ液gΔh=ρ液g×VA-ρAVAρ液S,代入數(shù)據(jù)可得80 Pa=ρ液×10 N/kg×
4×10-4m3-0.5×103kg/m3×4×10-4m3ρ液2×10-2m2,
解得ρ液=0.9×103 kg/m3。
14.2×103 1.2
15.(1)4 (2)①1?、赼 d?、鄞蟆、軣o(wú)
(3)沒(méi)有控制排開(kāi)液體的體積相同
16.解:(1)容器中水的體積V=Sh=0.04 m2×0.3 m=0.012 m3,
則容器中水的質(zhì)量為m=ρ水V=1.0×103 k
22、g/m3×0.012 m3=12 kg。
(2)A點(diǎn)到液面的距離h'=0.3 m-0.1 m=0.2 m,
則A點(diǎn)處受到水的壓強(qiáng)p=ρ水gh'=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa。
(3)塑料球受到的重力G球=m球g=ρ球V球g,
塑料球浸沒(méi)在水中時(shí),排開(kāi)水的體積為V排=V球,受到的浮力為F浮=ρ水gV球,
對(duì)塑料球在豎直方向上進(jìn)行受力分析,可知F浮=G球+F壓,即ρ水gV球=ρ球V球g+F壓,則V球=F壓(ρ水-ρ球)g=
16N(1×103kg/m3-0.2×103kg/m3)×10N/kg=2×10-3 m3,
塑料球的重力G球=ρ球V球g
23、=0.2×103 kg/m3×2×10-3 m3×10 N/kg=4 N。
17.解:(1)由題意可知,A上表面所受水的壓強(qiáng)為
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa。
(2)由題意可知,A和B受到的總浮力為
F浮=ρg(VA+VB)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(1.0×10-3 m3+0.5×10-3 m3)=15 N,
由于A和B一起懸浮在水中,所以F浮=GA+GB,
則B受到的重力大小為GB=F浮-GA=15 N-8 N=7 N。
(3)由題意可知,B受到的浮力大小為F浮B=ρgVB=1.0×103 kg
24、/m3×10 N/kg×0.5×10-3 m3=5 N,由題意可知,此時(shí)B受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和豎直向上的拉力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),所以細(xì)線對(duì)B的拉力大小為F=GB-F浮B=7 N-5 N=2 N。
18.解:(1)水對(duì)玻璃槽底部的壓強(qiáng)p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa;
槽底對(duì)水平臺(tái)的壓強(qiáng)p槽=F壓S=G總S=G槽+ρ水ShgS=200N+1.0×103kg/m3×0.4m2×0.3m×10N/kg0.4m2=3.5×103 Pa。
(2)因?yàn)槲飰K漂浮,所以F浮=G物,即ρ水gV排=ρ物gV物①,又因?yàn)槲矬w邊長(zhǎng)為20
25、cm,露出水面的高度為5 cm,所以V排V物=S物h浸S物h物=h浸h物=20cm-5cm20cm=34②,①②聯(lián)立解得ρ物=34ρ水=34×1×103 kg/m3=0.75×103 kg/m3。
(3)因?yàn)槲矬w邊長(zhǎng)為20 cm,此時(shí)露出水面的高度為2 cm,
所以V排'=S物h浸'=0.2 m×0.2 m×(0.2 m-0.02 m)=7.2×10-3 m3,
此時(shí)受到水的浮力F'浮=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7.2×10-3 m3=72 N,
V物=(0.2 m)3=8×10-3 m3,
G物=ρ物gV物=0.75×103 kg/m3×10 N/
26、kg×8×10-3 m3=60 N。
此時(shí)物體受力平衡,所以F+G物=F'浮,
則F=F'浮-G物=72 N-60 N=12 N。
19.解:(1)浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮=G-F=2.7 N-1.7 N=1 N。
(2)金屬零件的體積V金=V排=F浮ρ水g=
1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4 m3,
金屬零件的密度ρ金=mV金=GV金g=2.7N1×10-4m3×10N/kg=2.7×103 kg/m3。
(3)在該液體中所受浮力F浮'=G-F'=2.7 N-1.9 N=0.8 N,
該液體的密度ρ液=F浮'gV排=0.8N10N/kg×1×10-4m3=0.8×103 kg/m3。
10
（呼和浩特專(zhuān)用）2019中考物理高分一輪 第12單元 浮力及其應(yīng)用習(xí)題
