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第三章 浮力 章节训练
一、选择题
1．如图所示，将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，能正确表示浮力F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图象是 （ ）
A．
B．
C．
D．
2．潜水器从水面缓慢下潜至水面下一定深度处悬停的过程中，下列关于潜水器的说法正确的是( )
A．潜水器靠改变受到的浮力来实现下潜的 B．下潜过程中,水对它的压强不变
C．悬停时受到的重力和浮力是一对平衡力 D．下潜过程中受到的浮力一直在变大
3．厦门环岛路上有一座“永不止步”雕像。雕像的大小跟真人差不多，小明上网查询到每尊雕像的质量约200kg．请您估算这尊雕像的平均密度约为( )
A．0.4×103kg/m3 B．0.8×103kg/m3 C．4×103kg/m3 D．8×103kg/m3
4．在下图水槽中有四种质量相等的物体，你认为密度最小的是（ ）
A．松果 B．花岗岩
C．铁块 D．铅块
5．关于水的密度，下列说法中正确的是( )
A．1m3的水质量是100kg
B．1m3的水质量是1kg
C．1m3的水质量是1×103kg
D．1m3的水的质量是103kg/m3
6．在图甲中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降。直至全部没入水中，图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像，若不计水的摩擦力，则可算出该石料的密度为（　　）
A．1.6×103kg／m3
B．2.3×103㎏／m3
C．2.8×l03㎏／m3
D．3.2×103㎏／m3
7．在一支平底试管内装入适量铁砂，然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．试管在甲液体中受到的浮力较大
B．试管在乙液体里排开的液体质量较小
C．装乙液体的烧杯底部所受压强较大
D．在甲液体中试管底部所受液体压力较大
8．质量相同的实心铝块C为正方形，D为圆球体，B为梯形，A为长放体，如图所示，且C的表面很光滑与容器底密闭接触，在这四种情况下：（ ）
A．A所受的浮力最大
B．B所受的浮力一定比A小
C．A所受的浮力最小，B、C、D浮力是一样大的
D．A、C所受的浮力都小于B，C所受的浮力为零
9．质量相等的A、B、C三个小球，放在统一液体中，结果A球漂浮，B球悬浮，C球下沉到容器底部。下列说法正确的（ ）
A．如果三个小球都是空心的，则他们的体积可能相等
B．如果三个小球的材料相同，则A、B两球一定是空心的
C．如果三个小球都是空心的，则他们所受的浮力的大小关系为FA>FB>FC
D．如果三个小球都是实心的，则他们密度的大小关系为ρA>ρB>ρc
10．关于密度的概念，下列说法错误的是（ ）
A．不同物质的密度通常是不同的
B．质量相同的不同物质，密度大的体积小
C．密度与体积成反比，密度与质量成正比
D．密度是物质的一种特性
11．小亮同学利用气球和圆柱形水杯做了一个小实验。把气球内灌入一定量的水封口制成水球（如图甲）。先将水球放入冷水中，水球漂浮（如图乙（冷水））。把杯中冷水换成热水，再次把水球放入热水中，发现水球沉在水底（如图丙（热水））。下列分析正确的是（ ）
A．冷水的密度小于热水的密度 B．在冷水和热水同一深度处压强相等
C．水球在冷水中所受浮力小于热水中所受浮力 D．水球在冷水中排开水的重力等于水球的重力
12．一物体（长方体）漂浮在液面上，如图（甲）所示，对物体施加力的作用，使物体下降至图中的虚线位置。已知物体的下表面到水面的高度为h，水对物体下表面的压强为p，物体受到的浮力为F浮，p、F浮与h的关系如图（乙）所示。其中正确的是（ ）

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
13．有一只250克的烧杯，装满了水，质量共为650克，现投入质量为50克的小石块，溢出了20克水。由此可以知道小石块的密度为（ ）
A．5克／厘米3
B．2．5千克／米3
C．2．5克／厘米3
D．无法计算
14．一个空瓶质量是200 g，装满水总质量是700g，现先向瓶内装一些金属颗粒，使瓶和金属颗粒总质量为1kg，然后再向瓶内装满水，则三者质量为1410g。则该金属可能是（　　）
A．铁 B．铝 C．铜 D．以上三种金属都有可能
15．容器内盛有部分盐水，在盐水中放入一块淡水凝固成的冰，冰熔化后（　　）
A．盐水的密度减小，液面上升 B．盐水的密度减小，液面不变
C．盐水的密度减小，液面下降 D．盐水的密度不变，液面也不变
16．2011年8月10日，中国几代人翘首以盼的瓦良格航母首次出海试验航行了，如图。航母航行时消耗了大量燃料，航母试验结束返航时受到浮力和排开水的体积与出海相比将（ ）
A．浮力减小，排开水的体积增大
B．浮力增大，排开水的体积减小
C．浮力减小，排开水的体积减小
D．浮力增大，排开水的体积增大
二、填空题
17．如图甲所示是使用汽车打捞水下重物的示意图．汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。如图乙所示是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，(g取10N/kg)，则圆柱形重物的密度是______ kg/m3。
18．我国首台载人潜水器“姣龙号”将“接触”5000米深海，当其排开海水的体积为3米3时，受到浮力的大小约为____牛；该潜水器从1000米深处继续下潜的过程中，受到的压强将______；浮力将____（选填”变大”、“不变”或“变小”）（海水的密度近似取：1×103千克／米3；g取10N/kg）。
19．将某物体放入装满水的容器中溢出27g水，放入装满煤油的容器中溢出24g煤油，该物体在水中静止时受到的浮力为_________ N，在煤油中静止时会_________ （选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）．
20．小金用刻度尺、塑料碗、大烧杯（底面积为S）等器材测量金属球的体积和质量，他先在烧杯内放入适量水，再将塑料碗轻轻放入水中，如图甲所示，测出此时烧杯内水的深度为h1；将金属球放在塑料碗中，放入球后的状态如图乙所示，测出此时烧杯内水的深度为h2；将塑料碗中的金属球轻放入烧杯中，如图丙所示，测出此时烧杯内水的深度为h3。则h1、h2、h3的大小关系是______________，且该金属球的密度是_______________(结果用字母表示)
21．水的密度是_______千克/米3，其物理意义是__________；当水结冰时，它的质量_________，密度__________。（填“变大”、“变小”或“不变”）。如图所示为三个相同的容器分别装有质量相等的水银、水、酒精，那么装有水的容器是__________。
22．如图所示，用细线拴住一质量为1千克，密度为2×103千克/米3的实心小球，接着将小球放在烧杯内，与烧杯底部接触，细线系在弹簧测力计的挂钩上，弹簧测力计的拉环固定在支架上，最后调节支架的高度，使弹簧测力计的示数为4牛。往烧杯内注水，在小球浸没前，小球所受的浮力_______（选填“变大”、“变小”或“不变”），弹簧测力计的示数_______（选填“变大”或“变小”或“不变”）。
三、探究题
23．治理污水是"五水共治"内容之一,小明同学设计了如图所示的装置测量某印染厂排放的废水密度，已知木块的重力为2.4N，体积为400cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2N，（一切摩擦与阻力均忽略不计）请回答下列问题
（1）污水密度是___________kg/m3(请写出计算过程)
（2）若剪断细绳，木块最终静止时所受浮力是多少 __________
参考答案：
1．D
【详解】圆柱体逐渐浸入水中的过程中，在浸没之前，随着浸入水中深度的增加，它排开水的体积增大，受到的浮力增大；浸没后，随着浸入水中深度的增加，它排开水的体积不变，受到的浮力不变； ABC项不符合题意、D项符合题意。
2．C
【分析】根据题中“缓慢下潜至一定深度悬停”可知，本题考查物体的浮沉条件，根据物体的浮沉条件，运用阿基米德原理和二力平衡条件进行分析
【详解】AD．根据阿基米德原理可知，潜水器的浮力大小与其排开水的体积有关，在下潜过程中，潜水器体积不变，因此其所受浮力不变，潜水器是通过改变自身重力的方式下潜的，AD不符合题意；
B．下潜过程中，根据液体压强的特点可知，深度越深其所受压强越大，B不符合题意；
C．悬停时，潜水器处于静止状态，受力平衡，因此受到的重力与浮力是一对平衡力，C符合题意
3．C
【详解】人的密度与水的密度差不多，大约是：ρ人=1.0×103kg/m3，
人的质量大约是：m人=50kg，
人的体积：
V人== =50×10 3m3
雕像的体积：
V雕=V人=50×10 3m3，
雕像的质量：
ρ雕===4×103kg/m3
故C符合题意。
4．A
【详解】由图可知：花岗岩、铁块、铅块沉入水底，由物体的浮沉条件可知：它们的密度都大于水的密度；
松果漂浮在水面上，由物体的浮沉条件可知：松果的密度小于水的密度；
所以松果的密度最小。
故选项A符合题意。
5．C
【分析】密度是物质的一种性质，是质量与体积的比值，即表示物质单位体积时的质量；如水的密度为1.0×103kg/m3，其物理意义是：体积为1m3的水的质量为1.0×103kg．
【详解】物质的密度表示物质单位体积时的质量；水的密度为1.0×103kg/m3，其物理意义是：体积为1m3的水的质量为1.0×103kg；
故选项C正确，ABD错误；
故选C.
6．C
【详解】由图乙可知，石料的重为1400N，石料浸没后钢丝绳的拉力为900N，则石料受到的浮力大小为
由得，石料排开水的体积（石料的体积）
因为G=mg=1400N，石料的质量
石料的密度
故ABD错误、C正确。
故选C。
7．C
【详解】A．因同一支装入适量的铁砂的平底试管在两液体中都漂浮，故试管受到的浮力：F甲=F乙，故A错；
B．因F浮=G排=m排g，故试管排开的液体质量相等，故B错；
C．因F浮=ρgV排，排开的液体体积V甲>V乙，故ρ甲<ρ乙，因p=ρgh，放入试管后液面等高，故烧杯底部所受压强：p甲D．物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体的压力差，而上表面受到的压力为0，所以
F浮=F下表面-F上表面=F下表面，
因受到的浮力相等：F甲=F乙，故下表面受到的压力相等，因试管底面积相同，F=pS，故试管底部所受压力：F甲=F乙，故D错．
【点睛】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件、液体压强公式、压强定义式的掌握和运用，知识点多、综合性强，属于难题，要求灵活运用所学知识分析判断．区分浮力和液体压强的影响因素：决定浮力大小的是液体的密度和排开液体的体积；决定液体压强大小的是液体的密度和液体的深度．
【考点】物体的浮沉条件及其应用；压强的大小及其计算；液体的压强的计算；阿基米德原理．
8．D
【分析】掌握浮力产生的原因，液体对物体上下表面的压力差，C的表面很光滑与容器底密闭接触，此时C不受水的浮力；根据公式判断其它物体浮力的大小。
【详解】由根据密度公式可得，质量相同的四个实心铝块体积相同；根据公式可知，B、D都是全部浸没，所以B、D受浮力相等，A部分浸没，所以A受到的浮力小于B、D受到的浮力，C的表面很光滑与容器底密闭接触，则C不受浮力，其受浮力为零；
故选D。
9．B
【详解】A．由题知，三球的质量相等、重力相等，A球漂浮FA=G、V排AVB，三球的体积不能相等，故A错；
B．由题知，三球的质量相等、重力相等，A球漂浮F浮A=G、V排AV排C，VA>VB>VC；若三球由同种材料制成，三球质量相等，若C球是实心的，A球和B球一定是空心的，若C球是空心的，A球和B球也一定是空心，故B正确；
C．由题知,三球的质量相等、重力相等，A球漂浮F浮A=G，B球悬浮F浮B=G，所以AB两球受到的浮力相等，故C错；
D．由题知，A球漂浮ρ液>ρA、B球悬浮ρ液=ρB、C球沉底ρ液<ρC,所以三球密度ρA<ρB<ρC，故D错。
10．C
【详解】AD．密度是物质本身的一种特性，不同物质密度一般不同。故AD正确，不符合题意；
B．由公式m=ρV知：在质量相同时，体积与密度成正比，所以密度越大，体积越小。故B正确不符合题意；
C．密度是物质本身的一种特性，它与物体的质量和体积无关，故C错误，符合题意；
11．D
【详解】A．由浮沉条件可知，同样的水球放入冷水中漂浮，说明冷水的密度大于球的密度；在热水中下沉，说明热水密度小于球的密度，因此冷水密度大于热水密度；
B．冷水和热水的密度不同，根据公式 可知，深度相同时压强也不相等；
C．水球在冷水中漂浮，浮力等于重力；在热水中下沉，浮力小于重力，因此冷水中的浮力大于热水中的浮力；
D．水球在冷水中漂浮，浮力等于重力；由阿基米德原理知浮力等于排开水的重力，所以排开冷水的重力等于水球的重力。
12．A
【详解】①②由公式P=ρgh可知，深度越大，液体产生的压强越大，故①正确,②错误；③④根据公式F浮=ρgV排可知，完全没入以前，深度越大，排开水的体积越大，浮力越大，完全浸没后，排开水的体积不再改变，不管深度怎样改变，浮力大小不变，故③正确, ④错误。故A正确；BCD错误。
故选A。
13．C
【详解】根据ρ＝m/V可得溢出水的体积：V溢出＝＝20cm3；∵V石＝V溢＝20cm3，∴石块的密度：ρ＝m石/V石＝50g/20cm3＝2.5g/cm3.
故选C.
14．C
【详解】m水=700g-200g=500g，
V瓶===500cm3
m金=1000g-200g=800g
根据“瓶和金属颗粒总质量为1kg，然后再向瓶内装满水，则三者质量为1410g”
求得此时水的质量是：m2水=1410g-1000g=410g，
V水===410cm3
V金=V瓶-V水=500cm3-410cm3=90cm3
金===8.9g/cm3
此数值是铜的密度。
故C正确。
15．A
【详解】冰块漂浮在水面上，所以，
F浮＝G冰，
ρ盐水gV排＝ρ冰gV冰，
V排＝ ，
冰熔化成水之后，状态变化，质量不变，所以，
m冰＝m水，
ρ冰V冰＝ρ水V水，
V水＝ ，
因为ρ盐水＞ρ水，所以，V水＞V排，所以液面上升；因为盐水里增加了一部分水，所以盐水的密度会减小。
16．C
【详解】由于航母试验返航时与出海时， 始终漂浮，即F浮 =G，由于航母航行时消耗了大量燃料，所以，试验结束返航时受到浮力减小；由阿基米德原理F浮 =ρ液 V排 g知道，航母排开水的体积必将减小，故只有C符合题意。
17．8.0×103
【详解】由乙图可知，物体出水后汽车拉动重物的功率为800W，
由于P= = =Fv，
所以则汽车对重物的拉力：F= = =4000N，
物体匀速上升，所以物体的重力G=F=4000N，
圆柱形重物的质量：
m= = =400kg；
由乙图可知，物体浸没时汽车拉动重物的功率为700W，
P= = =Fv，
则汽车对重物的拉力：
F′= = =3500N，
物体受到的浮力：
F浮=G F′=4000N 3500N=500N，
由于F浮=ρgV排，
所以物体的体积：
V=V排= = =0.05m3
物体的密度：
ρ= ==8.0×103kg/m3
18． 3×104 变小 不变
【分析】（1）知道排开海水的体积，根据阿基米德原理求出受到的浮力；
（2）继续下潜过程中，所处的深度增大，排开的水的体积不变，根据液体压强公式分析受到海水压强的变化，根据阿基米德原理判断受到的浮力大小变化．
【详解】(1)潜水器受到的浮力：
F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×3m3=3×104N，
(2) 继续下潜过程中，所处的深度增大，排开的水的体积不变，
由p=ρgh可知，受到海水的压强将变大；
由F浮=ρgV排可知，受到的浮力将不变。
19．0.27；下沉
【详解】根据阿基米德原理可知，F浮=G排=mg=0.027kg×10N/kg=0.27N；由浮力公式F浮=ρgV排可知：物体排开水的体积V排水==2.7×10-5m3，由密度公式ρ=m/V可知，物体排开同体积煤油的质量m=ρ煤油V排煤油=0.8×103kg/m3×2.7×10-5m3=2.16×10-2kg=21.6g，实际上物体排开煤油的质量是24g，则物体排开煤油的体积大于物体排开水的体积，说明物体放在水中时漂浮在水上，物体的重力G=F浮水=0.27N，物体在煤油中受到的浮力F浮′=m煤油g=0.024kg×10N/kg=0.24N＜G，则物体放在煤油中静止时将沉底。
20． h2＞h3＞h1 ρ水（h2-h1）/（h3-h1）
【详解】[1]根据浮沉条件，第一次塑料碗所受浮力F1=G塑料碗；第二次塑料碗与金属球所受浮力F2= G塑料碗G球；第三次塑料碗所受浮力=G塑料碗，金属球所受浮力小于G球，塑料碗与金属球所受浮力之和F3G塑料碗+G球,因此F2 F3 F1，据F浮=水gV排可知V排2 V排3 V排1，故烧杯内水的深度h2＞h3＞h1；
[2]设烧杯的底面积为S，
金属球漂浮时排开水的体积:
V=(h2 h1)S，
金属球漂浮时排开水的质量:
m=ρ水V=ρ水(h2 h1)S，
金属球的质量:
m球=m=ρ水V =(h2 h1)S，
金属球的体积:
V球=(h3 h1)S，
金属球的密度:
ρ金属===ρ水.
21． 1×103 1m3水的质量为1×103kg 不变 变小 乙
【详解】水的密度为1×103kg/m3,其物理意义是：1m3水的质量为1×103kg；
当水结冰时,状态变化,但质量不变,体积变大,由ρ=可知其密度变小；
由题知,m水银=m水=m酒精, ρ水银>ρ水>ρ酒精，由V=ρ可知,V水银22． 变大 不变
【详解】由F浮=ρ水gV排，往烧杯内注水，在水面没有浸没小球前，排开水的体积不断增大，所以受到的浮力变大；
当未加水时，测力计的示数为4N，则容器对小球的支持力为F支持=mg-F=1kg×10N/kg-4N=6N；
由ρ==可得，小球的体积V===5×10-4m3；
小球完全浸没时所受浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N<6N；
则小球在整个过程中，测力计的示数将不变；
23． 1.1103 2.4N
【详解】(1)木块刚好浸没时受到竖直向上的浮力F浮、拉力F和重力G的作用，
木块受到的浮力为F浮=F+G=2N+2.4N=4.4N；
因为F浮=ρ液gV排,V排=V物=400cm3=400×10 6m3，
所以污水的密度：
ρ污水= = =1.1×103kg/m3
(2)因为G=mg，
所以木块的质量为m= = =0.24kg，
木块的密度为ρ= ==0.6×103kg/m3，
因为ρ<ρ污水，
所以木块将上浮,最终静止在液面上,受到的浮力为F′浮=G=2.4N.

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