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第1章　水和水的溶液
第3节　水的浮力
第2课时　阿基米德原理
　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.将挂在弹簧测力计上的物体浸没在煤油中静止,弹簧测力计的示数等于 (　　)
A.物体受到的浮力
B.物体受到的重力
C.物体受到的重力减去它受到的浮力
D.物体受到的浮力减去它受到的重力
2.(2023浙江台州模拟)如图所示,盛有水的溢水杯放在水平桌面上,水面低于溢水口;将一块质量为m、体积为V的物块甲轻轻放入溢水杯中,溢出的水全部用空的小烧杯接住;物块甲静止时排开水的体积为V排。则下列说法中,正确的是　 (　　)
A.物块甲受到的浮力一定等于mg
B.小烧杯中水的重力一定小于ρ水gV排
C.物块甲受到的浮力一定等于ρ水gV
D.小烧杯中水的重力一定等于mg
3.(2020浙江台州中考)如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①→②　　　B.②→③　　　C.③→④　　　D.④→⑤
4.在甲、乙、丙三个完全相同的玻璃杯内装入砂粒,将它们分别直立于酒精、水、盐水三种液体中呈漂浮状态。若玻璃杯浸入液体中的深度都相同,则玻璃杯中所装砂粒 (　　)
A.甲玻璃杯最多　　　　　B.乙玻璃杯最多
C.丙玻璃杯最多　　　　　D.三者一样多
5.(2023浙江义乌月考)将一个很薄的塑料袋(质量不计)装满水,袋口扎紧后挂在弹簧测力计下,示数是6 N,若使塑料袋体积的浸在水中,则弹簧测力计的示数接近于 (　　)
A.0 N　　　B.2 N　　　C.4 N　　　D.6 N
6.(2021浙江嘉兴中考)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是 (　　)
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
7.(2023浙江丽水检测)一艘轮船由长江驶入东海后,船所受浮力　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),船身将　　　　(选填“上浮”或“下沉”)一些。另一艘潜水艇从钱塘江潜行(在水面下航行)到东海某地执行任务,潜水艇所受浮力　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),潜水艇重力将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.(2022江苏徐州中考)溪水中一块石头的质量为2.4 kg,体积为1×10-3 m3,g取10 N/kg。求:
(1)石头的密度;
(2)石头浸没在水中受到的浮力。
9.【主题教育·国防教育】(2020浙江湖州中考节选,30,★★☆)2019年12月17日,由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰(如图甲),正式交付海军。该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼 15舰载机,若每架舰载机质量为25吨。(海水的密度取1.03×103 kg/m3)
(1)舰载机起飞时(如图乙),以舰载机为参照物,航母是　　　　(选填“运动”或“静止”)的。
(2)当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减少了　　　　立方米。(结果保留一位小数)
10.(2023浙江杭州模拟,29,★★☆)某同学想探究“漂浮的木块受到的浮力大小与木块排开液体重力的关系”。
(1)实验步骤:
①测量漂浮的木块受到的浮力大小,方法是　　　　　　　　;
②将水倒入溢水杯中直至有水从溢水口溢出为止,如图甲所示;
③待溢水口不再溢水后,在溢水口下放一个重力为G1的空桶,如图乙所示;
④将木块放进溢水杯,让溢出的水全部流入小桶,测出小桶和水的总重力记为G2,如图丙所示。
(2)实验分析:本实验中,下列选项会对实验产生影响的是　　　　(填字母)。
A.溢水杯未装满水
B.测量空桶重力时桶内有水
C.木块吸水
(3)实验完成后,另一同学猜想漂浮的木块受到的浮力大小可能与液体密度有关,于是他用盐水代替水,另取一个相同木块重复步骤②③④,测出小桶和盐水的总重力记为G3,根据所学知识判断G2　　　　(选填“<”“=”或“>”)G3。
11.(2021浙江宁波中考节选,32,★★☆)如图所示是世界上第一艘飞艇,它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后,长44 m,直径11.9 m,体积2 100 m3 ,形状像一个巨大的橄榄。充满氢气后气囊受到的浮力是多少 (空气密度取 1.29 kg/m3,g取10 N/kg)
12.【学科素养·探究实践】(2022江苏苏州中考)兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
(1)提出如下猜想:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关;
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关;
猜想3:与液体的密度有关。
小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图甲步骤进行实验:
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块;
②根据图A、B、C的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是　　　　　　　　　　　　;
③小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图;
④兴趣小组进一步探究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;
⑤根据A、C、E的结果,得出浮力大小还与　　　　　　　　有关。
(2)小华把4个磁力块组合成如图形状,她还能探究浮力大小与　　　　　　　　的关系。
(3)爱思考的小明又进一步探究水产生的浮力与水自身重力的关系,设计了如下实验:取两个相同的、容积均为300 mL 的一次性塑料杯甲、乙(杯壁厚度和杯的质量不计),甲杯中装入50 g水,乙杯中装入100 g水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中。这时甲杯中水产生的浮力为　　　　N;这个实验说明,液体　　　　(选填“能”或“不能”)产生比自身重力大的浮力。(g取10 N/kg)
13.【学科素养·探究实践】【新题型·创新实验】(2021浙江金华中考)某校“制作浮力秤”项目探究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时F浮=G物的原理工作的;浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0 N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度 ρ液/(g·cm-3) — 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数 F拉/N 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小 F浮/N — 0.4 0.5 x 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是　　　　;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是　　　　　　　　　　;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是　　　　　　　　　　　　;
【得出结论】……
【知识应用】
(4)根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法:　　　　　　　　　　。
答案解析
1.C　物体浸没在煤油中处于静止状态,所以弹簧测力计的示数等于物体受到的重力减去它受到的浮力。
2.B　根据物体浮沉的条件可知,若物块甲漂浮或悬浮,F浮=G=mg;若物块甲沉底,则F浮3.A　由阿基米德原理可知,物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而运动员从入水到露出水面的过程中,水的密度不变。①→②是入水过程,排开水的体积增大,由F浮=ρ液gV排可知,运动员受到水的浮力不断增大,A符合题意;②→③、③→④,运动员浸没在水中,其排开水的体积不变,所受浮力不变,B、C不符合题意;④→⑤是露出水面的过程,运动员排开水的体积减小,所受浮力减小,D不符合题意。
4.C　玻璃杯浸入液体中的深度都相同,即排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排,ρ盐水>ρ水>ρ酒精,所以玻璃杯受到的浮力大小关系为F盐水>F水>F酒精;完全相同的玻璃杯内装入砂粒后,分别漂浮在酒精、水、盐水中,浮力与总重力相等,所以丙玻璃杯总重力最大,则丙玻璃杯所装砂粒最多。
5.B　塑料袋的质量不计,装满水后弹簧测力计的示数为6 N,即所受重力G=mg=ρ水gV=6 N;当塑料袋体积的浸入水中时,它受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ水g××6 N=4 N,所以弹簧测力计的示数F拉=G-F浮=6 N-4 N=2 N。
6.A　向海底下潜过程中,深度增加,由p=ρgh可知,受到海水的压强变大,故A正确。在海水中水平游动时,深度不变,受到海水的压强不变,故B错误。对背心进行充气后,排开海水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知,浮力变大;对背心进行放气后,排开海水的体积变小,浮力变小,C、D错误。
7.不变　上浮　变大　变大
解析　轮船行驶时自身重力不变,轮船在东海和长江受到的浮力都等于自身重力;ρ海水>ρ江水,F浮=ρ液gV排,所以轮船排开海水的体积比排开江水的体积小,所以轮船要上浮一些。潜水艇潜行时V排不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,从江水到海水,液体的密度变大,潜水艇所受浮力变大,又因为潜水艇是悬浮在水中的,所以浮力等于重力,故潜水艇重力将变大。
8.解析　(1)石头的密度ρ==2.4×103kg/m3。
(2)石头排开水的体积V排=V=1×10-3 m3,根据阿基米德原理可得F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N。
9.(1)运动　(2)873.8
解析　(1)舰载机起飞时,航母与舰载机的相对位置不断发生变化,以舰载机为参照物,航母是运动的。
(2)36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的质量减少,减少的质量Δm排=36×2.5×104 kg=9×105 kg,由ρ=得,航母排开海水减少的体积ΔV=≈873.8 m3。
10.(1)①用弹簧测力计测出木块的重力(合理即可)　(2)AC　(3)=
解析　(1)①漂浮的物体受到的浮力大小等于自身的重力,所以用弹簧测力计测出木块的重力。(2)溢水杯内未盛满水,则测得的排开水的重力会偏小,会影响实验结果,A符合题意;两次测量的重力之差为排开水的重力,小桶内有少量水不影响实验结果,B不符合题意;木块吸水,对它排开水的重力有影响,C符合题意。(3)木块在水和盐水中都是漂浮状态,它受到的浮力始终等于自身重力,即它受到的浮力不变;根据阿基米德原理可知,它排开盐水的重力和排开水的重力相等,即G2=G3。
11.解析　F浮=ρ空气gV排=ρ空气gV气囊=1.29 kg/m3×10 N/kg×2 100 m3 =27 090 N。
12.(1)②未控制物体浸在液体中的体积相同　③如图所示
⑤液体的密度　(2)物体形状　(3)1　能
解析　(1)②对比B、C可知,除液体的密度相同,物体浸在液体中的体积和深度都不同,所以不能得到浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。③为了证明浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,应使物体浸在液体中的体积相同,深度不同,可以将物体水平吊起,同样让物体的一半浸入液体中,这样可以使物体排开液体的体积相同,但浸在液体中的深度不同。⑤对比A、C、E可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,可以得到浮力大小与液体的密度有关。(2)把4个磁力块进行不同的组合,得到不同形状的物体,将它们浸没在同一液体中,可以探究浮力大小与物体形状的关系。(3)甲杯中水的重力为G甲=m甲g=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N,因为乙杯浮在甲杯中,由物体浮沉的条件可知,甲杯中水产生的浮力为F浮=G乙=m乙g=0.1 kg×10 N/kg=1 N>0.5 N,因此液体能产生比自身重力大的浮力。
13.(1)0.6　(2)控制排开液体的体积相等
(3)金属块碰到烧杯底部　(4)换用密度比水大的液体
解析　(1)由表中数据可知,F拉+F浮=4 N,所以第4次实验中F浮=4 N-3.4 N=0.6 N。(2)要探究浮力大小与液体密度的关系,需保证物体排开液体的体积相等,故每次测量都需要金属块浸没。(3)分析第2、3、4、5、7次实验数据可知,浮力大小与液体密度成正比,与第7次实验相比,第6次实验中液体密度较小,而所计算出的浮力较大,则可能是金属块碰到烧杯底部,使得电子秤示数偏小,计算出的浮力偏大。(4)换用密度比水大的液体,秤盘上物体重力一定时,小筒排开水的体积会减小,可以增大浮力秤的量程。第1章　水和水的溶液
第3节　水的浮力
第1课时　浮力
　　　　　　　　　　　　　　
1.(2023浙江杭州期中)下列有关浮力的说法中,正确的是 (　　)
A.浮力的方向竖直向上
B.浮力大小与液体受到的重力有关
C.浮力大小与物体的密度有关
D.行走在月球表面的“玉兔”号月球车也受到浮力的作用
2.(2023浙江台州模拟)近年来我国无人机制造技术发展迅猛,如图是一款用于喷洒农药的无人机产品。该无人机在空中向右飞行时,受到的浮力方向是 (　　)
A.竖直向下　　　　　B.竖直向上
C.水平向左　　　　　D.水平向右
3.【新特色·航空航天·浮力消失实验】(2023浙江宁波镇海期中)“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,如图是王亚平演示浮力消失的实验,将乒乓球没入水中一定深度后释放,乒乓球并没有上浮,而是悬停在水中,对于这个现象的解释,下列说法中最准确的 (　　)
A.太空中失重状态下,水对乒乓球上、下表面的压力都为零
B.太空中失重状态下,乒乓球的重力为零,所以浮力为零
C.乒乓球上表面所受的压力大于下表面所受的压力
D.若此时向水中加入食盐,乒乓球会上浮
4.(2020浙江金华中考)如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况,叙述正确的是 (　　)
A.密度和浮力都不变
B.密度和浮力都变大
C.密度变小,浮力不变
D.密度变小,浮力变大
5.(2022黑龙江哈尔滨中考)如图,一块木头静止在水面上,请在图中画出它所受重力和浮力这两个力的示意图。
6.(2022江苏南通中考节选)根据要求作图。
如图,重为G的小球漂浮在水面上,请画出小球的受力示意图。
7.(2022浙江台州培新中学期末,17,★★☆)如图所示是某大桥的桥墩,它在水中受到的浮力是 (　　)
A.0 N　　　　　B.105 N　　　
C.104 N　　　　　D.1.4×104 N
8.(2023浙江绍兴检测,26,★★☆)用弹簧测力计测得容器和水的总重力为5 N (如图甲)。将体积为100 cm3的物体A全部浸入水中,弹簧测力计的示数F1为1 N (如图乙)。若将容器、水和浸没在水中的物体A用弹簧测力计一起称量 (如图丙),弹簧测力计的示数为F2。g取10 N/kg,则 (　　)
A.浸没在水中的物体A所受浮力为5 N
B.浸没在水中的物体A所受浮力为4 N
C.弹簧测力计的示数F2为7 N
D.弹簧测力计的示数F2为4 N
9.(2020浙江衢州中考,14,★★☆)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;图乙中铁锚浸没在水中但未触底;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 (　　)
A.F甲=F乙=F丙　　　　　
B.F甲>F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙　　　　　
D.F甲10.(2022湖北十堰中考,41,★★☆)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明提出如下猜想:
A.可能与液体密度有关
B.可能与物体浸在液体中的体积有关
C.可能与物体密度有关
D.可能与物体浸没在液体中的深度有关
他们领取的实验器材有柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(适量)、细线(体积忽略不计)。
(1)只用这些器材,可以验证上述猜想中的B和　　　　(选填字母序号)是否正确。
(2)如图是探究猜想B的实验过程,将铁块悬挂在弹簧测力计下静止在空气中时,弹簧测力计示数为F1;将铁块部分浸入水中时,弹簧测力计示数为F2,此时铁块受到的浮力大小表达式为F浮=　　　(用题中物理量符号表示)。将铁块浸没在水中时,弹簧测力计示数为F3,则F2　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)F3。分析比较F1、F2、F3的大小与浮力的关系,可以得到结论:铁块浸在水中的体积越大,受到的浮力越大。
11.【学科素养·科学思维】(2022浙江台州黄岩中学期中节选)小华同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一柱状物体,当柱状物体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与溢水杯底接触,用小桶收集溢出的水,如图甲所示。
甲
乙
(1)分析a、c两图可知,柱状物体浸没在水中时所受浮力为　　　　N;
(2)分析b、c两图可得出,浸在液体中的物体所受浮力大小与　　　　　　　　　　　　　有关;
(3)小华完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出图乙所示的弹簧测力计拉力F随物体下降高度h变化的图像,那么物体浸没在这种液体中受到的浮力为　　　　N,这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟液体密度有关。
12.【学科素养·探究实践】科学项目学习小组的同学们利用弹簧测力计,3个完全相同、体积均为5 cm3的实心正方体铝块,细线,烧杯,足量的水,探究“铝块所受浮力的大小跟排开水的体积是否成正比”。
(1)请你帮他们设计出实验数据记录表格。
(2)他们设计的实验步骤如下:(请你将实验步骤补充完整)
①在烧杯中倒入适量的水;
②用细线将1个铝块挂在调好的弹簧测力计下,测出　　　　,并记录在表格中;
③将弹簧测力计下的铝块浸没在水中,使铝块不接触容器底和侧壁,　　 　　　　,并记录在表格中;
④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
⑤求出　　　　次金属块受到的浮力,记录在表格中。
⑥通过对表格中的数据进行分析,得出探究结论。
(3)如果在实验中不小心使铝块碰到容器底且与容器底有力的作用,则测出的浮力将　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。
答案解析
1.A　浮力的方向总是竖直向上的,故A正确;根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,与其他因素无关,故B、C错误;月球上是真空的,因此月球车在月球上不受浮力的作用,故D错误。
2.B　当无人机在空中向右飞行时,它受到浮力的方向始终是竖直向上的。
3.A　液体的压强由液体受到的重力产生,在太空中,液体受到的重力为零,则液体不会产生压强,即在太空中水对乒乓球上、下表面都没有压力,A正确、C错误;物体在液体中受到的浮力等于上下两个表面的压力差,在太空中,乒乓球上、下表面受到的压力为零,因此它受到的浮力为零,B、D错误。
4.D　金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,所处深度变小,受到的液体压强变小,气泡体积变大,而气泡内气体的质量不变,由ρ=可知,气泡的密度变小;气泡上升时,体积变大,则排开水的体积变大,气泡受到的浮力变大。故D正确。
5.如图所示
解析　一块木头静止在水面上,处于漂浮状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,根据物体浮沉的条件可知,这两个力大小相等,方向相反。
6.如图所示
解析　小球漂浮在水面上,其受到的重力和浮力是一对平衡力,二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
7.A　浮力是由液体对物体上、下两个表面的压力差产生的。根据题图可知,桥墩上、下表面都没有在水中,所以它受到的浮力为0 N。
8.C　物体A浸没在水中受到的浮力F浮=ρ液gV排=103 kg/m3×10 N/kg×100×10-6 m3=1 N,A、B错误;物体A受到的重力G=F1+F浮=1 N+1 N=2 N,所以弹簧测力计的示数F2=G总=5 N+2 N=7 N,C正确,D错误。
9.C　把考察船和铁锚看作一个整体,考察船和铁锚的总重力为G,图甲中铁锚部分浸入水中,整体受总重力G、船身受到的浮力F甲、铁锚受到的浮力,由于考察船处于漂浮状态,F甲+=G,所以F甲=G-;图乙中铁锚浸没在水中但未触底,整体受总重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力,由于考察船处于漂浮状态,F乙+=G,所以F乙=G-;图丙中由于铁锚沉底,则铁锚受到支持力的作用,所以,整体受总重力G、船身受到的浮力F丙、铁锚受到的浮力、支持力F支持,则F丙++F支持=G,所以F丙=G-F浮3-F支持;由于图甲中铁锚部分浸入水中,图乙和图丙中铁锚浸没在水中,则,所以F甲>F乙>F丙。
10.(1)D　(2)F1-F2 　大于
解析　(1)实验中除水以外,没有提供其他液体,不能探究浮力与液体密度的关系;只有一个物体,也不能探究浮力与物体密度的关系;可以探究浮力与物体浸在液体中的体积、物体浸没在液体中的深度的关系。(2)根据称重法可知F浮=F1-F2;铁块浸在水中时,排开水的体积越大,受到的浮力越大,即铁块浸没在水中时受到的浮力大于部分浸入水中时受到的浮力,所以F2>F3。
11.(1)5　(2)物体排开液体的体积　(3)4
解析　(1)由a、c两图知,物体浸没在水中时所受浮力F浮=G-F=6 N-1 N=5 N;(2)分析b、c两图,物体排开水的体积是变化的,可得出浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,则浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;(3)由题图乙知,物体的重力G=6 N,物体浸没在这种液体中时拉力F'=2 N,则物体受到的浮力F浮'=G-F'=6 N-2 N=4 N。
12.(1)表格如下:
实验次数 G/N F拉/N V排/cm3 F浮/N
1
2
3
(2)②铝块的重力　③读出弹簧测力计的示数
④分别将2个、3个铝块依次挂在弹簧测力计下,重做实验,将测得的数据填入设计的表格中　⑤3
(3)偏大
解析　(1)为了达到探究目的,实验中需要测出铝块的重力、铝块全部浸入水中时受到的拉力和排开水的体积(即铝块的体积),并算出铝块受到的浮力。(2)②将1个铝块挂在弹簧测力计下,可测出1个铝块的重力;③铝块浸没在水中后,可测得弹簧测力计对铝块的拉力的大小(即弹簧测力计的示数),还需要记下1个铝块的体积;④⑤为探究“铝块所受浮力的大小跟排开水的体积是否成正比”,应该改变铝块的数量,重复实验,得到多组数据;根据测得的实验数据求出3次金属块受到的浮力,记录在表格中。(3)如果在实验中不小心使铝块接触了容器底且与容器底有力的作用,则弹簧测力计示数变小,会导致所测浮力偏大。第1章　水和水的溶液
第3课时　物体浮沉的条件
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2023浙江义乌月考)如图,体积相同的氢气球和空气球刚释放时,氢气球上浮,而空气球却浮不起来。下列说法中正确的是 (　　)
A.氢气球受到的浮力大于空气球所受的浮力
B.氢气球受到的浮力小于空气球所受的浮力
C.氢气球受到的浮力等于空气球所受的浮力
D.无法确定
2.【主题教育·国防教育】(2023浙江义乌期中)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关该核潜艇的说法正确的是　 (　　)
A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力大于自身重力
D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
3.(2022山西中考)如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是 (　　)
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上
D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变
4.【主题教育·国防教育】(2020浙江嘉兴中考)如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是　 (　　)
A.战斗机从甲板上起飞后,航母受到的浮力变小
B.航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力
C.甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力
D.甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力
5.(2022湖北黄冈中考)如图所示,欢欢同学把一个苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是 (　　)
A.在下沉的过程中,苹果受到水的压强不变
B.在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力
D.在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上
6.【新特色·科技创新】(2022湖北十堰中考改编)2022年6月6日,中国“探索二号”科考船搭载深海基站等装备顺利返航(如图)。“探索二号”是可搭载万米级载人潜水器的保障母船,排水量为6 832.6 t。采用电力发动机组驱动,可行驶27 000多千米。下列有关科考船海上航行过程的说法正确的是 (　　)
A.科考船所受浮力的方向竖直向下
B.科考船所受浮力与自身重力是一对平衡力
C.潜水器下水后,科考船所受浮力不变
D.航行中,科考船受到的浮力随船速的增大而增大
7.(2023浙江鄞州期中)甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示,将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是 (　　)
小球 甲 乙 丙
m/g 30 40 54
V/cm3 60 50 20
A.F甲>F乙>F丙　　　　　B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲　　　　　D.F甲>F丙>F乙
8.(2019浙江湖州中考)放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。下列叙述中,错误的是 (　　)
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为0.6克/厘米3
9.【新题型·创新实验】(2021浙江丽水中考)如图是小科自制的简易水陆两栖车模型,整“车”质量0.1千克。
(1)接通电路后,尾部叶片转动,推动车子向前,这说明物体间力的作用是　　　　的;
(2)当它在水中处于漂浮状态时,受到的浮力为　　　　牛。(g取10 N/kg)
10.(2020浙江绍兴中考)小敏将质量为20克,体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器内(图甲),放手后容器右端下降。撤去塑料块,往容器内缓慢倒入一定量的水,使容器再次水平平衡(图乙),将该塑料块轻轻放入图丙所示位置,放手后容器最终将　　　　(选填“左低右高”“左高右低”或“水平平衡”)。此时,塑料块所受浮力为　　　牛。(g取10 N/kg)
11.(2022浙江舟山中考,13,★★☆)学习了物体的浮沉条件后,小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,放手后两气球的运动情况是　 (　　)
A.冷水、热水中都下沉
B.冷水中下沉,热水中上升
C.冷水、热水中都上升
D.冷水中上升,热水中下沉
12.(2022浙江湖州中考,16,★★☆)两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则 (　　)
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度与液体的密度相等
C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到的压力大小不变
D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到液体的压强不变
13.(2021浙江绍兴中考,11,★★☆)如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是(g取10 N/kg) (　　)
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲14.(2022广西北部湾经济区中考,16,★★☆)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法中正确的是 (　　)
A.图甲中,乒乓球的质量为零
B.图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C.图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D.图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
15.(2023浙江义乌月考,29,★★☆)体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,放入水中静止时情况如图所示,已知ρ铜>ρ铁>ρ铝>ρ水>ρ木,则下列判断正确的是 (　　)
A.四个小球的重力关系是G铝>G铁>G木>G铜
B.四个小球所受的浮力关系是F铜>F木>F铁=F铝
C.铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
D.四个小球的质量关系是m铝>m铁>m铜>m木
16.(2022江苏苏州中考,15,★★☆)洗水果时,发现芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,如图甲所示。它们受到的浮力大小关系为F浮芒　　　　F浮桃;用天平正确测量油桃的质量,所放砝码及游码位置如图乙所示,则油桃的质量是　　　　g;芒果的体积一定　　　(选填“>”“<”或“=”)82.4 cm3。
甲
乙
17.【新特色·科技创新】(2022浙江丽水中考,19,★★☆)2022年5月15日,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从科考基地上升到海拔9 032米,创造了大气科学观测世界纪录。
(1)上升过程中,以地面为参照物,浮空艇是　　　　的;
(2)该浮空艇是软式飞艇,上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变。上升过程中,该艇受到的浮力　　　　。(填“增大”“减小“或“不变”)。
18.【学科素养·科学思维】(2021浙江温州中考改编)图甲所示为一种水下滑翔机,图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移,从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的,再结合其他技术即可滑行,以执行海洋环境的监测任务。 该滑翔机总重515 N。当外油囊中无油时,滑翔机排开水的体积为0.049 5 m3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当该滑翔机在600 m深度悬浮时,外油囊中油的体积为多少m3。(忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响,g取 10 N/kg)
甲
乙
丙
答案解析
1.C　氢气球和空气球的体积相等,所以它们排开空气的体积相等,根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,它们受到的浮力相等。
2.D　核潜艇是通过改变自身重力的方式实现上浮和下沉的,A错误;浸没在水中的核潜艇上浮时,它排开海水的体积保持不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变,B错误;浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力小于自身重力,C错误;漂浮在水面上的核潜艇在竖直方向上保持静止状态,则它所受的浮力与自身重力是一对平衡力,D正确。
3.C　冰山漂浮在水面上,冰山所受到的浮力一定等于它所受的重力;根据阿基米德原理可知,冰山受到的浮力等于其排开的水的重力,所以冰山所受的重力等于它排开水所受的重力,故A、B错误。冰山熔化一部分后,冰山的密度不变,重力减小,冰山仍会漂浮在水面上,受到的浮力变小,根据F浮=ρ液gV排可知,冰山排开水的体积变小,故C正确, D错误。
4.A　战斗机从甲板上起飞后,航母所受的总重力减小了,航母漂浮时所受的浮力等于自身的重力,所以航母受到的浮力变小,A正确,B错误;甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对平衡力,战斗机对甲板的压力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力,故C、D错误。
5.D　在下沉的过程中,苹果所处的深度h变大,根据p=ρgh可知,苹果受到水的压强变大,A错误;在下沉的过程中,苹果排开水的体积先变大后不变,根据F浮=ρ液gV排可知,苹果受到水的浮力先变大后不变,B错误;根据物体浮沉的条件可知,苹果在水面漂浮时,苹果受到的浮力等于它受到的重力,C错误;在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上,D正确。
6.B　科考船所受浮力的方向始终是竖直向上的,故A错误;科考船漂浮在水面上,处于平衡状态,所受竖直向上的浮力与竖直向下的重力是一对平衡力,B正确;潜水器下水后,科考船的总重力变小,科考船仍然处于漂浮状态,浮力等于自身的重力,所以浮力变小,C错误;科考船航行中,所受浮力始终等于自身所受的重力,D错误。
7.B　甲的密度ρ甲==0.5 g/cm3,乙的密度ρ乙==0.8 g/cm3,丙的密度ρ丙==2.7 g/cm3;比较可知,甲和乙的密度都小于水的密度,在水面漂浮,则它们受到的浮力等于自身的重力,即F甲=G甲=m甲g=0.03 kg×9.8 N/kg=0.294 N;F乙=G乙=m乙g=0.04 kg×9.8 N/kg=0.392 N;丙的密度大于水,它受到的浮力F丙=ρ水gV排=103 kg/m3×9.8 N/kg×(20×10-6 m3)=0.196 N;浮力F乙>F甲>F丙。
8.C　木块在露出水面之前,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知木块所受浮力不变,A项正确;木块在露出水面之前,上浮过程中浮力大于重力,B项正确;木块在浸没和漂浮两种情况下排开水的体积不同,烧杯内水的深度不同,而水产生的压强随水的深度的增加而增大,即水对烧杯底的压强不同,C项错误;木块漂浮时,F浮=G木,即ρ水gV排=ρ木gV,已知漂浮时V排=V,则ρ木=ρ水=0.6克/厘米3,D项正确。
9.(1)相互　(2)1
解析　(1)接通电路后,尾部叶片转动,对空气施加向后的力,同时空气对车子施加向前的力,推动车子向前,这说明物体间力的作用是相互的;(2)当模型在水中漂浮时,根据物体的浮沉条件可知,它受到的浮力F浮=G=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N。
10.水平平衡　0.2
解析　塑料块的密度ρ==0.8 g/cm3,ρ<ρ水,放手后塑料块会漂浮。因液体内部朝各个方向都有压强,且在同一深度液体向各个方向的压强相等,所以,由p=的变形式F=pS可知,容器底部各位置受到的压力相等,所以容器最终将水平平衡;塑料块所受浮力F浮=G=mg=20×10-3 kg×10 N/kg=0.2 N。
11.D　温水的密度小于冷水的密度,因此装温水的气球在冷水中上浮;温水的密度大于热水的密度,因此装温水的气球在热水中下沉,故选D。
12.C　甲和乙两个正方体棱长相同,则根据体积公式可知二者体积相等,两个正方体都浸没在同一液体中,则二者排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,甲受到的浮力等于乙受到的浮力,故A说法错误;把甲和乙作为一个整体,甲和乙在液体中静止时悬浮,根据物体浮沉条件可知,甲和乙的平均密度等于液体的密度,而甲和乙由不同材料制成,密度不同,所以甲的密度与液体的密度不相等,故B说法错误;容器底部受到的压力大小等于容器内液体和物体的总重力,如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器内液体和物体的总重力不变,则容器底部受到的压力大小不变,故C说法正确;根据题意可知,细线处于绷紧状态,如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,甲将漂浮在液面上,则甲和乙排开液体的总体积变小,液体深度变小,根据p=ρgh可知,容器底部受到液体的压强变小,故D说法错误。
13.B　鸡蛋的重力G=mg=0.055 kg×10 N/kg=0.55 N。图甲中,鸡蛋在清水里下沉,则浮力小于0.55 N,故A错误;鸡蛋的密度ρ==1.1 g/cm3=1.1×103 kg/m3,图乙中,鸡蛋在盐水中悬浮,则盐水密度等于鸡蛋密度,故B正确;图丙中,鸡蛋漂浮,则浮力等于重力,故C错误;根据物体的浮沉条件可知,三种状态下浮力的大小关系为F甲14.B　质量是物体所含物质的多少,跟物体所处的位置、状态无关,则乒乓球在太空时的质量不变,A错误。在微重力环境中,水所受的重力几乎为零,则乒乓球所受浮力也几乎为零,即浮力消失,B正确。在科技馆里,乒乓球浸没在水中后去掉吸管迅速上浮,说明乒乓球所受浮力大于重力,C错误。乒乓球在上浮过程中,露出水面前,浮力不变,液面距离容器底的高度不变,由p=ρgh可知,水对容器底的压强不变;露出水面后,随着乒乓球的上升,浮力减小,排开水的体积减小,水面距离容器底的高度减小,则水对容器底的压强减小,D错误。
15.A　铜和铁的密度都大于水,如果铜球、铁球是实心的,一定会沉在容器底部,而图中铜球漂浮、铁球悬浮,故二者一定是空心的。铝球沉底、木球漂浮,二者可能是实心的,也可能是空心的,C错误;根据题图可知,排开水的体积V排铜16.>　82.4　>
解析　芒果比油桃体积大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,则芒果排开水的体积比油桃大,由F浮=ρ水gV排可知,芒果受到的浮力大于油桃受到的浮力。油桃的质量m=50 g+20 g+10 g+2.4 g=82.4 g;因油桃在水中漂浮,则油桃的密度小于水的密度,由ρ=可知,油桃的体积一定大于82.4 cm3,而芒果的体积比油桃大,则芒果的体积一定大于82.4 cm3。
17.(1)运动　(2)减小
解析　(1)浮空艇上升过程中,以地面为参照物,浮空艇的位置发生了变化,所以浮空艇是运动的。(2)根据题意可知,上升过程中,该艇排开空气的体积不变,但由于空气的密度会随海拔的升高而变小,由F浮=ρV排g可知,浮空艇受到的浮力减小。
18.解析　该滑翔机处于悬浮状态时,F浮=G=515 N,由F浮=ρ液g V排 得V排==0.05 m3,所以V油= 0.05 m3-0.049 5 m3=5×10-4 m3。第1章　水和水的溶液
第4课时　物体浮沉条件的应用
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2023浙江义乌稠州中学检测)用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模型,不计进排气管体积,要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮,采取的措施是使瓶内气体 (　　)
A.增加　　　　　B.减少
C.先增加后减少　　　　　D.先减少后增加
2.小科用纸折了一艘小船放入水中,往小船里装入砂粒来测试它的承载量,如图所示。在逐渐装入砂粒的过程中(船未沉底) (　　)
A.小船所受的浮力不变
B.小船排开水的质量变大
C.小船浸在水中的体积变小
D.小船所受的浮力大于它和砂粒的总重力
3.【新题型·创新实验】(2022浙江杭州新世纪外国语学校检测)某科学小组制作的潜水艇模型如图所示,通过软管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会 (　　)
A.上浮,它受到的浮力增大
B.下沉,它受到的浮力减小
C.下沉,它受到的浮力不变
D.上浮,它受到的浮力不变
4.(2023浙江鄞州期中)如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种不同液体中,静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮、在丙液体中下沉到底部。如果用ρ甲、ρ乙、ρ丙分别表示三种液体的密度,则关于三种液体密度大小的关系说法正确的是 (　　)
A.ρ甲>ρ乙=ρ丙　　　　　B.ρ甲=ρ乙>ρ丙
C.ρ甲>ρ乙>ρ丙　　　　　D.ρ甲<ρ乙<ρ丙
5.有人献给曹操一头大象,曹操想知道大象到底有多重,但当时没有能一次称量出如此巨型重物的大秤,大臣们都想不出好办法。曹操的小儿子曹冲想出了一个妙法:先把大象牵到大船上,在水面处的船身上标一个记号;然后牵走大象,再往船上装石头,使船下沉到原记号处为止;再称量每一块石头的质量,最后计算出这些石头的总质量就是大象的质量。下列说法正确的是 (　　)
A.他用到了控制变量法
B.石头和大象使船下沉到同一深度,它们排开水的体积相同
C.大象在船上时,船所受浮力的大小等于大象的重力
D.船上装载大象或石头时,船处于悬浮状态
6.【主题教育·传统习俗】(2023浙江杭州拱墅模拟)如图所示为“独竹漂”的表演场景,表演者手持竹竿立于楠竹之上,用竹竿划水前行。若表演者脚下楠竹的质量为12 kg,此时排开水的体积为0.07 m3(ρ水=1×103kg/m3,g=10 N/kg)
(1)表演者用竹竿向后划水,楠竹与表演者便向前行,这是因为　　　　　　　　。
(2)楠竹受到的浮力为多少
(3)表演者和手中竹竿受到的总重力为多少
7.【新特色·科技创新·“蛟龙号”】“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3,空载时质量约22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大
(2)若“蛟龙号”某次满载时采用注水方式实现在某一位置悬浮,则注入水的体积为多大 (海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)
8.(2023浙江东阳横店一中期中,15,★★☆)密度计分为“比重计”和“比轻计”。测量密度大于水的液体时用比重计,比重计的最小刻度线是“1”;测量密度小于水的液体用比轻计,比轻计的最大刻度线是“1”。图中A、B两支密度计,一支是比重计,一支是比轻计,它们的外形完全相同,B中配重质量大于A。下列有关A、B两支密度计及刻度线“1”位置的说法正确的是 (　　)
A.图中密度计A上面的刻度“a”大于刻度“b”
B.密度计A是比轻计,刻度线“1”在密度计刻度的下端
C.密度计B是比重计,刻度线“1”在密度计刻度的下端
D.将A、B两支密度计放入水中,漂浮时露出水面较长的是B
9.(2023浙江苍南模拟,9,★★☆)一个边长为10 cm的正方体,放入水中静止时,有的体积露出水面,此时受到水的浮力为F水;把该物体放入某种液体中,待物体静止时,有的体积浸入液体中,此时受到液体的浮力为F液,液体的密度为ρ液(g取10 N/kg),则 (　　)
A.F液=6 N,ρ液=2.4×103 kg/m3
B.F水=6 N,ρ液=0.8×103 kg/m3
C.F液=4 N,ρ液=0.53×103 kg/m3
D.F水=4 N,ρ液=0.8×103 kg/m3
10.【新特色·科技创新·“极目一号”】(2022浙江宁波中考,19,★★★)2022年4月28日,“巅峰使命”珠峰科考全面启动。5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4 300 m的科考营地顺利升空,4点40分达到海拔9 032 m,超过珠峰8 848.86 m的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。g取10 N/kg。
(1)该浮空艇总质量约2 625 kg,它受到重力的大小约为　　　　N。
(2)已知海拔4 300 m处的空气密度约为0.8 kg/m3。如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9 060 m3,此时浮空艇受到的浮力大小约为　　　　N。
(3)“极目一号”浮空艇内部有三层:上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多),中间隔开,下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要　　　　　(选填“上浮”或“下降”)的时候,可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身重力,同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
11.(2022浙江杭州中考,35,★★☆)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1 cm),制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示,质量为1 440 g。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强;
(2)合金板的密度;
(3)将盒子开口朝上,缓慢放入水中,当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深),盒子稳定后在水中的浮沉情况为　　　　(选填“漂浮”或“沉底”),通过计算说明理由。
12.【学科素养·科学观念】(2019浙江温州中考节选)气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:(g取10牛/千克)
①如图甲,将一打足气的足球,放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为426毫升。
②如图乙,将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中,用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,同时调整量筒的位置,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时,停止排气。共排气10次。
③如图丙,拔除气针和乳胶管,把排气后的足球放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为420毫升。
根据测得的数据,计算实验室中空气的密度。
答案解析
1.D　潜水艇模型是靠改变自身的重力实现上浮或下沉的,所以让原本悬浮在a位置的潜水艇模型下潜至b位置悬浮,应先向外抽气,使瓶内气体减少,让水进入瓶中,使潜水艇模型受到的重力大于浮力,实现下沉,然后再适当充气,使重力等于浮力而悬浮,即瓶内气体先减少后增加。
2.B　由于小船一直漂浮在水面上,所以小船受到的浮力一直等于小船和砂粒的总重力,在逐渐装入砂粒的过程中,小船和砂粒的总重力逐渐变大,则小船受到的浮力逐渐变大,A错误;由于小船受到的浮力逐渐变大,根据阿基米德原理F浮=G排,小船排开水的重力也逐渐变大,根据m=可知,小船排开水的质量变大,B正确;根据F浮=ρ液gV排可知,当ρ液、g一定时,小船受到的浮力变大,则小船排开水的体积变大,C错误;小船受到的浮力大小等于小船和砂粒的总重力的大小,D错误。
3.C　若从A管吸气,烧瓶内气压减小,外界大气压将水压入烧瓶内,其自身重力增大,但排开水的体积不变,所受浮力不变,所以烧瓶将下沉。
4.C　小球在甲中漂浮,则液体密度ρ甲>ρ球;小球在乙中悬浮,则液体密度ρ乙=ρ球;小球在丙中沉底,则液体密度ρ丙<ρ球。比较可知,液体密度ρ甲>ρ乙>ρ丙。
5.B　在称象过程中运用的是等效替代法;石头和大象排开水的质量相等,所以石头和大象的质量也相等;大象在船上时,船所受浮力的大小应该等于大象和船的总重力;船在水面上处于漂浮状态。
6.(1)力的作用是相互的　(2)700 N　(3)580 N
解析　(1)物体间力的作用是相互的,表演者用竹竿给水一个向后的力,同时水给表演者和楠竹一个向前的力。(2)由题意及阿基米德原理可得,楠竹受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.07 m3=700 N。
(3)表演者站在漂浮在水中的楠竹上,所以表演者、竹竿和楠竹受到的总重力等于楠竹受到的浮力,楠竹受到的浮力为700 N,楠竹受到的重力G楠竹=m楠竹g=12 kg×10 N/kg=120 N,所以表演者和手中竹竿受到的总重力G总=F浮-G楠竹=700 N-120 N=580 N。
7.解析　(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时,受到的浮力F浮=G空载=m空载g=22×103 kg×10 N/kg=2.2×105 N。(2)满载时,“蛟龙号”排开海水的体积V排=V=30 m3,此时F浮'=ρ海水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×30 m3=3×105 N,满载时总重力G满=m满g=(22×103 kg+240 kg)×10 N/kg=2.224×105 N,G注水=F浮'-G满=3×105 N-2.224×105 N=7.76×104 N,则由G=mg=ρgV可得,注入水的体积V注水==7.76 m3。
8.B　同一支密度计在不同液体中都漂浮,浮力都等于重力,由题图知,根据F浮=ρ液gV排知,ρa<ρb,所以刻度“a”小于刻度“b”,A错误。密度计漂浮时,所受浮力等于其重力,由于B中配重质量大于A,由G=mg 知B中配重所受重力大于A,所以B受到的浮力大,A受到的浮力小;如果A、B的V排相等,根据F浮=ρ液gV排可知,这时A测量的液体密度小于B测量的液体密度,则B为比重计,A为比轻计。密度计的刻度从上向下逐渐增大,且比重计的刻度线“1”最小,所以比重计的刻度线“1”在最上端,比轻计的刻度线“1”在最下端,B正确、C错误。将A、B两支密度计放入水中,它们受到的浮力都等于自身重力,所以它们受到的浮力FA9.B　正方体的体积V=(10 cm)3=1 000 cm3=1×10-3 m3,则排开水的体积V排水=×1×10-3 m3=6×10-4 m3,此时它受到水的浮力F水=ρ水gV排水=1×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N。正方体在水中漂浮,则重力G=F水=6 N,正方体在液体中也漂浮,则受到液体的浮力F液=G=6 N,排开液体的体积V排液=×1×10-3 m3=7.5×10-4 m3,根据F浮=ρ液gV排可得,液体的密度ρ液==0.8×103 kg/m3。故B正确。
10.(1)2.625×104　(2)7.248×104　(3)上浮
解析　(1) 由G=mg可知,浮空艇受到的重力G=mg=2 625 kg×10 N/kg=2.625×104 N。(2)由F浮=ρgV排可知,该浮空艇在营地升空前受到的浮力F浮=ρ空气gV排=0.8 kg/m3×10 N/kg×9 060 m3=7.248×104 N。(3)由于相同条件下氦气密度比空气小得多,当用上层的氦气排出下层的部分空气时,浮空艇自身重力减小,此时浮空艇受到的浮力会大于重力,故浮空艇会上浮。
11.(1)1 000 Pa　(2)4.5 g/cm3或4.5×103 kg/m3
(3)见解析
解析　(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强p盒==1 000 Pa;(2)合金板的体积V合金=V外-V空心=12 cm×12 cm×5 cm-10 cm×10 cm×4 cm=720 cm3-400 cm3=320 cm3,合金板的密度ρ合金==4.5 g/cm3=4.5×103 kg/m3;(3)盒子受到的最大浮力F浮=ρ水gV外=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.12 m×0.12 m×0.05 m)=7.2 N,盒子的重力G盒=m合金g=1.44 kg×10 N/kg=14.4 N,因为F浮12.解析　由题意得,打足气的足球所受浮力F浮1等于其所受重力G1,F浮1=ρ水gV排1=1×103 kg/m3×10 N/kg×426×10-6m3=4.26 N,即G1=F浮1=4.26 N。
排气后的足球所受浮力F浮2等于其所受重力G2,F浮2=ρ水gV排2=1×103 kg/m3×10 N/kg×420×10-6m3=4.2 N,即G2=F浮2=4.2 N。
排出空气的质量m气==6×10-3kg。
排出空气的体积V气=10×500 mL=5 000 mL=5×10-3m3。
ρ气==1.2 kg/m3,
则实验室中空气的密度为1.2 kg/m3。

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