第五章 第6讲 浮力 学案(含答案) 2026年中考物理专题复习考点探究(山东)

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第五章 第6讲 浮力 学案(含答案) 2026年中考物理专题复习考点探究(山东)

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第五章 第6讲 浮力
【考点分析】
浮力 1.浮力的概念 理解浮力产生的原因,能通过实验和理论分析推导出浮力的计算方法; 掌握浮力大小与物体进入液体中体积和液体密度的关系,能够设计并实施控制变量的实验,验证浮力与相关因素的关系
2.探究影响浮力大小的因素
3.测量浮力的方法
阿基米德 原理 4.阿基米德原理 理解并实验验证阿基米德原理中浮力与排开液体重力的关系; 应用阿基米德原理,灵活运用公式计算不同情况下的浮力问题
5.阿基米德原理的应用
物体沉浮条件及其运用 6.物体沉浮条件的理解 能根据二力平衡的条件和力与运动的关系描述物体的沉浮条件; 结合生活实例,如轮船、潜水艇和密度计等分析浮力在生活中的应用
7.物体沉浮条件的运用
【精讲精练】
知识点1 浮力
1.定义:
浸在液体或气体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力。
2.方向:竖直向上。
3.产生原因:
液体(或气体)内部存在压强,而且深度不同,压强不同,浸在液体(或气体)中的物体上下表面受到液体(或气体)对它的压力不同(简单概括:浸在液体或气体中的物体上下表面存在着一个向上的压力差)。即F浮=F2-F1。
4.测量方法:
用弹簧测力计分别测出物体在空气中的示数G物和物体浸入液体后弹簧测力计的示数F示,两者之差即为物体所受的浮力F浮=G物-F示。
5.影响因素:
物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
6.探究浮力大小与哪些因素有关
(1)实验原理
本实验测量浮力的原理:(称重法)
(2)实验器材
物体体积的选取:应选取物体体积稍大一点的
调零时,弹簧测力计应在竖直方向上调零
(3)实验操作及注意事项
实验时烧杯中液体“适量”的标准(能使物体完全浸没在液体中,且不接触到容器底部,液体没有溢出)
(4)实验方法
控制变量法的应用:
①探究浮力大小与物体排开液体体积的关系(控制液体密度不变,改变物体排开液体的体积,观察并记录弹簧测力计的示数)
②探究浮力的大小与液体密度的关系(控制物体排开液体的体积不变,改变液体密度,观察并记录弹簧测力计的示数)
(5)实验结论
浮力的大小与物体浸在物体中的体积、液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大
知识点2 阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2.表达式: 。
(1)推导式:,其中ρ液指的是液体的密度,单位是kg/m3;V排指的是排开液体的体积,单位是m3。
(2)变形式:物体排开液体的体积;液体密度。
(3)阿基米德原理也适用于气体;
(4)“浸在”有两层含义:物体浸没在液体中,;物体部分浸入液体中,。
3.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
(1)实验装置
实验器材:弹簧测力计、烧杯或溢水杯、小桶、物体、细线、水等
物体所受浮力的测量方法:
排开的液体所受到的重力的测量方法:
(2)实验操作要点及注意事项
溢水杯应装满水,保证物体排开的水全部流入小桶
待弹簧测力计示数稳定后再读数
实验步骤及排序:先测出空桶的重力和物体的重力,再将物体浸没在盛满水的溢水杯中,测出拉力的大小,最后测出桶与排开水所受的总重力
(3)实验结论
浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开液体所受重力
(4)交流评估
实验误差分析:
①先将物体放入水中测拉力,再测物体的重力(物体沾水所测重力偏大,所测浮力偏大)
②先测桶和排开水的重力,再测桶的重力(所测桶沾水重力偏大,所测排开水的重力偏小)
多次实验得到普遍结论(由浸没改为部分浸入;换用不同的液体和不同的物体进行实验)
实验装置改进:物块密度小于液体密度时,可将定滑轮置于烧杯底部来改变拉力的方向
知识点3 物体的浮沉条件
1.物体的浮沉条件
F浮 > G物 F浮 < G物 F浮 = G物 F浮 = G物 F浮 + FN = G物
实心体 ρ液 > ρ物 ρ液 < ρ物 ρ液 = ρ物 ρ液 > ρ物 ρ液 < ρ物
处于动态(运动状态改变),受非平衡力作用 可停留液体中任意深度 上浮过程的最终状态 下沉过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
2.物体浮沉条件的应用
采用“空心”的办法增大排开水的体积来增大浮力,从而实现漂浮在水面上;轮船的大小用排水量表示,轮船排水量=轮船满载时货物的质量+船身质量。 拓展 轮船始终漂浮在水面上,F浮=G,当它从内陆河中驶入海中,受到的浮力是不变的,由于海水的密度大于河水的密度,它排开海水的体积小于排开河水的体积,所以它要上浮一些。
潜水艇在水面下潜行时,浸没在水中的潜水艇排开水的体积不变,它受到的浮力也不变。通过向水舱中充水或排水改变自身的重力,实现上浮和下潜的。
内充密度小于外部空气密度的气体,靠空气浮力升空。
原理:根据物体漂浮时F浮=G,及阿基米德原理制成的。 特点:浸入液体的体积越小,说明液体的密度越大,其示数越大。 注意 密度计刻度越往上示数越大,且刻度间隔不均匀。
3.计算浮力的方法
称重法 已知物体的重力和物体浸在液体中弹簧测力计的示数
压力差法 已知物体上、下表面所受的压力
原理法 任何物体(在计算时要统一单位,清楚物体是浸没还是部分浸入)
平衡法 物体在液体中处于悬浮或漂浮时
题型1 浮力的相关判断
1.(2024·四川内江)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)(  )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
2.(2025·湖南)小勇在厨房煮鸡蛋时,由观察到的现象联想到的物理知识,正确的是(  )
A.鸡蛋浸入水中的体积越大,所受浮力越大
B.鸡蛋沉入水底静止时,所受浮力大于重力
C.给水加热,主要是通过做功的方式增大水的内能
D.锅盖被水蒸气顶起的过程与内燃机的压缩冲程发生的能量转化相同
3.(2025·宁夏)向装有细沙的气球中吹入适量气体,使其恰好悬浮在水中,如图所示。以下说法正确的是(  )
A.气球悬浮在水中时,所受浮力小于排开的水所受到的重力
B.将气球用细棒压入水底的过程,气球所受水的压强不变
C.将气球用细棒压入水底的过程,气球所受浮力不变
D.将气球用细棒压入水底,撤去细棒后,气球不会上浮
4.(2025·山东)小华在相同气球内装上不同配重做了两个“小鱼”。“小鱼”甲的质量大于“小鱼”乙的质量。注射器可以通过连接“小鱼”的软管对“小鱼”进行抽气和充气,从而改变“小鱼”的体积。初始时,两“小鱼”在水中处于静止状态,如图所示。忽略空气重力及软管对“小鱼”的作用力。“小鱼”所受浮力分别用F甲、F乙表示。下列说法正确的是(  )
A.对甲充气,甲上浮,再次静止时F甲小于F乙
B.对甲抽气,甲下沉,再次静止时F甲一定小于F乙
C.对乙充气,乙再次静止时所受浮力比初始时的浮力小
D.对乙抽气,乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力
5.(2024·贵州)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 ;茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉。

第5题图 第6题图
6.(2025·四川凉山)2025年5月10日,代号“鲲龙”的水陆两栖飞机AG600,批产首架机总装下线。这是我国自主研制的全球最大的水陆两栖特种用途飞机。“鲲龙”飞行时机翼上方受到空气的压力 下方受到空气的压力(选填“大于”“小于”或“等于”)。如图甲所示,匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火时,其动能会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。“鲲龙”执行海上救援任务时,可一次性救援50名遇险人员。在海上救援时,“鲲龙”静止在水面,如图乙所示,若此时遇险人员被救上“鲲龙”,它受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
题型2 浮力的简单计算
类型1 阿基米德原理法
7.(2024·四川巴中)一个体积为100cm3、质量为90g的球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力大小为( )
A.漂浮 0.9N B.漂浮 1N C.沉底 0.9N D.沉底 1N
8.(2024·四川成都)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为(  )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
9.(2025·山东日照)上有“天宫”,下有“龙宫”。据了解,我国计划2030年前在南海建成未来型深海空间站,该空间站总长度达到60.2米、型高9.7米、型宽15.8米,排(海)水量为2600吨,将为探索深海极端环境下的生命起源及可燃冰等深海资源的绿色开发等前沿基础研究和高新技术研发提供先进的平台支撑。已知海水密度,取。若该深海空间站下表面潜入海平面以下2000米深处,求:
(1)该处海水的压强;
(2)该空间站在深海中所受浮力的大小;
(3)若该空间站在海中以速度竖直上浮2分钟,在这个过程中海水对空间站的浮力做了多少功?
类型2 称重法
10.(2024·海南)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为 N,其密度是 kg/m3。()
11.(2024·黑龙江齐齐哈尔)如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是 N,该物体的密度为 。
12.(2024·陕西)如图所示,将一个重为2.7N的实心金属块挂在弹簧测力计下端,使之浸没在水中,当测力计指针静止时,示数为1.7N。(g取,水的密度为)
(1)金属块浸没在水中时,所受浮力是多少?
(2)金属块的体积是多少?
类型3 平衡法
13.(2024·新疆)人体密度跟水的密度差不多。质量为40kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,则游泳圈浸在水中的体积约为(  )
A. B. C. D.
14.(2024·上海)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力器的示数变为2.0牛,则浮力的大小是 牛,方向为 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 (选填“变大”或“不变”或“变小”)。
15.(2025·北京)某同学利用一个圆柱形容器、一个梨、记号笔、刻度尺和适量的水测量酱油的密度,测量过程如图所示,图中、、、分别是梨放入水、酱油前后液面到容器底的距离。已知水的密度为,则待测酱油的密度 。(用已知量和测量量表示)
16.(2025·四川乐山)如图所示,某同学用一个上端开口的圆柱形厚底空塑料瓶和装有水的圆柱形水槽制作了一个浮力秤,用于测量质量。空塑料瓶质量为120g,塑料瓶底面积为,水槽底面积为,瓶身能够浸入水中的最大长度为18cm,使用过程中水不溢出,塑料瓶始终漂浮且瓶身保持竖直。已知水的密度为,g取10N/kg,不考虑塑料瓶侧壁的厚度。求:
(1)空载时塑料瓶受到的浮力;
(2)浮力秤的最大称量值;
(3)浮力秤空载时和最大称量时水槽内水面的高度差。
题型3 密度、压强、浮力的综合分析
类型1 同一物体同一液体
17.(2025·山东烟台)如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是(  )
A. B. C. D.
18.(2024·江西)下图是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是(  )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
19.(2024·江苏苏州)将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是(  )
A.加盐可以让鸡蛋悬浮
B.鸡蛋悬浮时液体密度大
C.鸡蛋悬浮时浮力大
D.鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
类型2 同一物体不同液体
20.(2025·四川达州)小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮。下列说法正确的是(  )
A.番茄密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
21.(2025·江苏南京)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入装满液体的甲、乙两个相同杯中,甲杯中鸡蛋漂浮,乙杯中鸡蛋沉底。下列说法正确的是(  )
A.与乙杯相比,甲杯中液体密度较小
B.与乙杯相比,甲杯溢出的液体质量较小
C.与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较大
D.与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小
22.(2025·四川眉山)水平桌面上的甲、乙两个相同圆柱形容器,内装不同液体。将两个相同小球分别放入甲、乙两容器中,小球静止时如图所示。若两容器底部所受液体压强相等,则下列判断正确的是(  )
A.两容器中的液体密度相等
B.两容器所装液体的质量相等
C.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
D.甲容器中小球所受浮力大于乙容器中小球所受浮力
23.(2024·山东德州)如图所示,水平桌面上有A、B两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平,A、B两容器对桌面的压力分别为F1、F2,则ρ1 ρ2,F1 F2(均选填“>”“ <”或“=”)。
类型3 不同物体同一液体
24.(2025·四川凉山)《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高、二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列选项正确的是(  )
A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其它三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其它三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
25.(2024·江苏南通)将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是(  )
A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小 B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大 D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
26.(2024·北京)(多选)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是(  )
A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t满足24℃D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
27.(2023·河南)(多选)水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是(  )

A.甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C.甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
类型4 不同物体不同液体
28.(2024·四川达州)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是(  )
A.液体密度
B.两小球受到的浮力
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
29.(2024·甘肃兰州)将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积相等但形状不同,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平,下列说法中正确的是(  )
A.A物体体积大于B物体体积 B.甲液体密度大于乙液体密度
C.A物体所受浮力小于B物体所受浮力 D.甲、乙两液体对容器底部的压强相等
30.(2024·山东烟台)(多选)质量相等的甲、乙两个圆柱形容器静止在水平桌面上,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,容器中分别装有质量相等的液体A和液体B,且液面相平。当将质量相等的实心物块M、N分别放入两容器后均沉底,如图所示,此时甲容器对桌面的压强和压力分别为和,乙容器对桌面的压强和压力分别为和。若液体A、B的密度分别为和,物块M、N的密度分别为和,则下列关系式一定正确的是(  )
A. B. C. D.
题型4 密度、压强、浮力的综合计算
类型1 漂浮、悬浮模型类
31.(2025·四川)“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是,浮在海面上时所受的浮力是 N。当舰船从海洋驶入长江时,它会 一些(选填“上浮”或“下沉”)。(g取)
32.(2024·四川达州)如图所示,一重为20N的正方体木块静止在盛水的薄壁柱形容器中,已知容器底面积,则木块下底面受到水的压力为 N,木块放入容器前后水对容器底部的压强变化量为 Pa。
33.(2024·青海西宁)“福建舰”是我国完全自主设计建造的航空母舰,满载排水量为8万吨。在海上航行时,水下10m处海水对舰体的压强为 Pa;满载时“福建舰”受到的浮力为 N(海水密度ρ取,g取10N/kg);假如“福建舰”从密度大的海域驶入密度小的海域,浮力 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
34.(2024·四川广安)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4N,此时物体所受浮力为 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 cm。(,g取)
35.(2024·江西)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为,容器内盛有质量为4kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6kg,体积为。g取10N/kg,求:
(1)木块的密度;
(2)木块受到的重力;
(3)木块受到的浮力;
(4)此时容器对水平桌面的压强。
类型2 提拉模型类
36.(2025·湖北武汉)某同学用同一个圆柱体探究浮力的大小跟哪些因素有关,弹簧测力计示数如图所示,图甲中的圆柱体有一半体积浸入水中。下列结论错误的是( )
A.圆柱体的密度为
B.盐水的密度为
C.图丙中圆柱体受到的浮力比图甲中的大1.1N
D.若图丙中弹簧测力计示数为2.6N,圆柱体浸入盐水中的体积为总体积的
37.(2025·四川南充)如图甲所示,一轻质弹簧上端固定,下端连接正方体物块,物块上表面恰与水面相平,物块的边长为10cm,水深为20cm,弹簧的上端与容器底部之间的高度为35cm,弹簧的弹力大小F与长度L的关系如图乙所示。下列选项正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,弹簧未超过弹性限度)(  )
A.水对物块底部的压强为2000Pa
B.弹簧的原长为5m
C.此时弹簧对物块的压力为20N
D.物块的密度为3×103kg/m3
38.(2024·四川眉山)土豆是餐桌上常见的食材,深受师生喜爱。水平桌面上放置一个底面积为,重6N的柱形薄壁容器、装有20N的水。弹簧测力计下悬挂体积为的土豆,静止时示数为2.1N,如图甲;竖直向上拉着土豆匀速上升0.3m,再将土豆浸没在水中,静止时示数为0.1N,如图乙。(细线质量忽略不计,土豆未接触容器,)求:
(1)土豆浸没在水中受到的浮力;
(2)土豆上升0.3m,拉力对土豆做的功;
(3)土豆浸没在水中时,容器对水平桌面的压强。
类型3 出水、入水类
39.(2024·四川达州)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,g取10N/kg,下列说法正确的是(  )
A.A浸没在水中所受浮力为10N B.A的底面积为50
C.B的重力为20N D.B的密度为
40.(2024·山东枣庄)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
41.(2025·陕西)小明想测量一个长方体物块的密度,他用细线提着物块缓慢放入盛有水的杯中,如图-1所示,压力传感器的示数随物块浸入深度的变化关系如图-2所示。整个过程中物块受到浮力的变化情况是 ,已知物块的质量为2.4,则物块的密度为 。剪断细线、当物块静止后压力传感器的示数为 N。(水的密度为,g取10)
42.(2025·重庆)小渝同学将重、底面积的薄壁圆柱形溢水杯B放在水平升降台上,如图所示,内装深的水,则溢水杯对升降台的压强为 ;溢水口到杯底的距离,将底面积、高的圆柱体A悬挂于力传感器的挂钩上,示数为。升降台缓慢上升至A刚好浸没,溢出水,静置一段时间后,水面下降并保持不变,再将升降台降低(全过程A无水析出)。此时力传感器的示数为 N。(不考虑细线伸长、水的蒸发和A体积变化)
43.(2025·安徽)某兴趣小组要测量一实心圆柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进行了如下操作:用一根不可伸长的细线将圆柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容器和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容器内的水面与圆柱体下表面恰好不接触,测得容器内水的深度为,如图所示;缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测得容器上升的高度为,整个过程没有水溢出,圆柱体始终处于竖直状态。已知圆柱体的高为,圆柱体与容器的底面积之比为,,取,不计容器壁厚度。求:
(1)调节升降台前水对容器底部的压强;
(2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深度;
(3)圆柱体的密度。
44.(2024·四川自贡)自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化,已知,,,求:
(1)砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小;
(2)砖块的密度;
(3)砖块刚好完全浸没时,其下底面所受的压强。
类型4 注水、排水类
45.(2024·山东枣庄)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。(,g取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B.圆柱体的密度为kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D.向容器内注水的总质量是4200g
46.(2024·云南)(多选)一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关闭阀门(=1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是(  )
A.圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
B.放水前水面距容器底部的高度为l4cm
C.放水后水对容器底部的压力为21N
D.放水后水对容器底部的压强为600Pa
47.(2025·山东青岛)小明为了自家花园用水方便,设计了一个自动储水水箱,其模型如图所示。底面积为,高为的浮体A(不吸水)通过一轻质细杆与力传感器相连,浮体A的底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为。当水箱内水位低于最低水位线a时,注水系统自动往水箱内注水;当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0;当水位到达最高水位线b时,注水系统停止注水。当水位位于a、b水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小均为。(,)求:
(1)浮体A的重力;
(2)当水位位于最低水位线a时,水对浮体A底面的压强;
(3)当水位位于最高水位线b时,水箱内水的质量。
48.(2025·山东潍坊)如图甲所示,柱形容器的质量,底面积,静置于水平桌面,其底部放置边长的正方体物块。向容器中慢慢注入水,当水的深度时,物块与容器之间恰好无弹力,取,水的密度。
(1)求水的深度时,物块受到的浮力;
(2)求物块的密度;
(3)求水的深度时,容器对桌面的压强;
(4)若注水前,将物块用轻质弹簧悬挂,使物块与容器之间恰好无弹力,如图乙所示。已知该弹簧弹力大小跟其伸长量(或压缩量)之间的关系如图丙所示,向容器中慢慢注入水,直到水面与物块上表面平齐,求水面与物块上表面平齐时水的深度。
49.(2025·黑龙江绥化)如图所示,水平桌面上有一个圆柱形薄壁容器。容器内竖立一个圆柱形杯子(材料质地均匀),高为0.09m,底面积为。现只向容器内注水,当容器内水的深度为0.06m时,杯子对容器底部的压力刚好为零;接下来同时向容器内和杯中注水,当杯口与容器内的水面相平时,杯中水的体积是杯子容积的一半,且杯子对容器底部的压力也刚好为零。(整个过程中,杯底与容器底部始终接触但不紧密)求:
(1)只向容器内注水,当水的深度为0.06m时,水对容器底部的压强;
(2)空杯子的质量;
(3)该杯子材料的密度;
(4)继续向杯子中注水,直至注满,此时杯子对容器底部的压强是多少?
题型5 探究浮力大小与哪些因素有关
50.(2025·四川成都)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是(  )
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与排开液体重力的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
51.(2025·云南)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和 ;
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重 N,c、d中物块所受浮力均为 N.由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度 关;
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力 。分析b、 三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是 。
题型6 探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
52.(2024·山东德州)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是(  )
A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量 FA= FB
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
53.(2024·青海西宁)小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= (g取10N/kg);
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
题型7 浮力法测密度
54.(2024·内蒙古赤峰)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为。下列说法正确的是(  )

A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为和,它们的关系是 B.鸡蛋的体积为
C.鸡蛋的密度为 D.鸡蛋的密度为
55.(2024·山东威海)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 。
56.(2025·江苏南京)小明和小华测量土豆的密度,设计了如下方案。
(1)小明的方案:
①天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,指针静止后的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,直至天平平衡;
②用天平测量土豆质量,天平平衡时,所加砝码和游码的位置如图乙所示,土豆的质量为 g;
③利用装满水的溢水杯和空量筒测量土豆的体积,正确操作后,量筒示数如图丙所示;
④土豆的密度为 g/cm3。
(2)小华的方案:
仅用小刀、口径较大的量筒和水测出了土豆的密度,在空白处填上适当内容。
①在量筒内装入适量的水,读出水面对应的刻度值V1;
②用小刀对土豆进行加工, ,读出水面对应的刻度值V2;
③ ,读出水面对应的刻度值V3;
④土豆密度的表达式ρ= (用ρ水、V1、V2、V3表示)。
57.(2025·四川凉山)小东想知道家中酱油的密度,于是他采用下列两种方式进行测量。
(1)他用天平和量筒进行酱油密度的测量,步骤如下:
①小东将天平放置在水平桌面上,将游码移到标尺零刻度处,天平指针如图甲所示。要使天平横梁平衡,应将平衡螺母向 调节;
②在烧杯中倒入适量的酱油,用调好的天平测出烧杯和酱油的总质量120g;
③将烧杯中的部分酱油倒入量筒中,体积如图丙所示;
④再次用天平测出烧杯和剩余酱油的总质量,如图乙所示,记为 g;
⑤小东根据以上实验所测数据,计算出酱油的密度为 kg/m3;
(2)经思考,小东想到用浮力相关知识也能粗略测出酱油密度,于是他找来图丁、戊、己中的实验器材,进行测量,步骤如下:
①用细线系住物体,如图丁,用弹簧测力计测出该物体受到的重力G为3N,并记录;
②将物体浸没在水中,如图戊,弹簧测力计示数F1为2N,并记录;
③再将该物体取出擦干后浸没在酱油中,如图己,弹簧测力计示数为F2,并记录;
④利用上述测量出的物理量和已知量,可以计算该物体浸没在水中时所受浮力为 N;酱油的密度ρ酱油= (用ρ水、G、F1、F2表示)。
参考答案
题型1 浮力的相关判断
1.【答案】B
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】AB.当驱逐舰从海洋驶入长江时,仍然处于漂浮状态,所以,浮力仍然等于重力,故浮力不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.由于
ρ海水>ρ水
液体密度变小,所以排开水的体积增大,即舰船的吃水深度变大,故CD不符合题意。
故选B。
2.【答案】A
【知识点】热机工作过程中的能量转化、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、热传递改变物体的内能
【详解】A.根据阿基米德原理,浮力大小等于物体排开液体的重力,因此鸡蛋浸入水中的体积越大,排开的水越多,所受浮力越大,故A正确;
B.由对沉入水底的鸡蛋受力分析可得,鸡蛋沉入水底静止时,浮力小于重力,故B错误;
C.给水加热主要是通过热传递的方式增大水的内能,故C错误;
D.锅盖被水蒸气顶起的过程是水蒸气的内能转化为锅盖的机械能的过程,类似于内燃机的做功冲程,故D错误。
故选A。
3.【答案】D
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】A.根据阿基米德原理,物体所受浮力等于排开液体所受的重力,所以气球悬浮时,浮力等于排开的水的重力,故A错误;
B.将气球压入水底过程中,深度增加,根据,气球所受水的压强会增大,故B错误;
C.压入水底过程中,气球体积会因水的压强增大而变小,排开水的体积变小,根据,浮力会变小,故C错误;
D.开始气球悬浮,受到的浮力与其重力大小相等,气球被压入水底后,体积变小,浮力变小,浮力小于重力,所以撤去细棒后,气球不会上浮,故D正确。
故选D。
4.【答案】D
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.甲在水中悬浮,乙在水中漂浮,由浮沉条件可知,此时甲、乙所受浮力等于各自重力。则甲所受浮力 F甲 = m甲g ,乙所受浮力 F乙 = m乙g ,因为 m甲 > m乙,所以初始时 F甲 > F乙。充气后,甲的体积增大,排开水的体积增大,导致浮力大于重力,因此上浮。再次静止时,处于漂浮状态,浮力等于重力,因此F甲还是大于 F乙,故A错误;
B.初始时甲悬浮,抽气后体积减小,浮力减小,导致浮力小于重力,因此下沉。若抽出气体后,甲排开水的体积仍大于乙,由阿基米德原理可知,再次静止时F甲仍大于F乙,故B错误;
C.初始时乙漂浮,充气后体积增大,浮力增大,导致浮力大于重力,因此上浮。再次静止时乙会漂浮重新达到平衡,此时 F乙' = m乙g。可知F乙' = F乙,因此乙再次静止时所受浮力与初始时的浮力相等,故C错误;
D.抽气后,乙的气球体积减小,浮力减小,导致浮力小于重力,因此下沉。当乙在水中恰好悬浮时,浮力等于重力,忽略空气重力及软管对“小鱼”的作用力,则重力不变。此时所受浮力就等于初始时的浮力,故D正确。
故选D。
5.【答案】 上浮 大于
【知识点】根据物体的浮沉状态判断密度大小、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1]根据浮与沉的条件,茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,根据F浮=ρ液V排g可知,浮力增大,由于浮力大于重力,所以茶叶上浮。
[2]过一段时间,由于茶叶吸收了水分,茶叶的平均密度大于水的密度,所以将会下沉到杯底。
6.【答案】 小于 变小 变大
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、流体压强与流速的关系及现象解释、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、物体运动过程中各种机械能的变化情况
【详解】[1]因为机翼上方的空气流速大,压强小,机翼下方的空气流速小,压强大,这一压强差使飞机获得竖直向上的升力,尤其机翼上方的压强小于压强下方压强,则机翼上方的压力小于飞机下方的压力。
[2]匀速飞行的鲲龙在投水灭火时,质量变小,速度不变,故动能变小。
[3]飞机漂浮在水面上,当遇险人员被救后,鲲龙总重力变大,由物体的漂浮条件可知,飞机所受的浮力变大。
题型2 浮力的简单计算
类型1 阿基米德原理法
7.【答案】A
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】当小球完全浸没后受到的浮力为
小球的重力为
由于可知,小球会加速上浮,最终漂浮,浮力等于重力为0.9N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.【答案】B
【知识点】密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用
【详解】中学生的质量约为50kg,则中学生的体积
由阿基米德原理可得,中学生在空气中受到的浮力
与0.6N接近。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】运用推导公式求解路程和时间、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、功的计算和估算、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)若该深海空间站下表面潜入海平面以下2000米深处,该处海水的压强
(2)该空间站的排(海)水量为2600吨,由阿基米德原理可知,该空间站在深海中所受浮力的大小
(3)若该空间站在海中以速度竖直上浮2min,空间站上升的高度
在这个过程中海水对空间站的浮力做的功
类型2 称重法
10.【答案】 2
【知识点】密度公式的简单应用、重力的计算与估算、称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、根据浮力产生的原因计算浮力的大小
【详解】[1]柱体上表面恰好与水面相平,则上表面受到水的压力为0,则它受到的浮力为
[2]柱体的重力为
柱体的质量为
柱体的体积为
柱体的密度为
11.【答案】 9
【知识点】称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力大小的计算、阿基米德原理的应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1][2]设物体体积为,重力为,根据和称重法,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7N,则有

当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4N,则有

联立①②,解得物体体积,重力,则该物体的密度为
所以则该物体静止时漂浮,浮力为
12.【答案】(1)1.0N
(2)
【知识点】称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】(1)金属块浸没在水中时,所受浮力是
(2)由得金属块的体积是
类型3 平衡法
13.【答案】A
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】人体密度跟水的密度差不多,因此小明在水中悬浮,浮力等于重力
排开水的体积等于小明的体积
当小明带着游泳圈时,漂浮,浮力仍等于他的重力,排开水的总体积也仍为40dm3,小明浸入,即30dm3,则游泳圈排开水体积为10dm3。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
14.【答案】 1 竖直向上 不变
【知识点】称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力大小的计算、浮力的方向及产生原因、阿基米德原理的应用
【详解】[1][2]由题意可知,物体的重力为3N,将物体浸没在水中,物体受到竖直向上的浮力,由称重法可知,浮力的大小
[3]物体完全浸没在水中,若将物体继续向下移动,物体排开水的体积不变,由可知,物体受到的浮力不变,由
可知,弹簧测力计的示数大小不变。
15.【答案】
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】由图可知,梨在水中和酱油中均处于漂浮状态,即受到的浮力等于其重力,所以F浮水=F浮酱油
设圆柱形容器的横截面积为S,则梨在水中排开水的体积V水排=S(h2-h1)
梨在酱油中排开酱油的体积V酱油排=S(h4-h3)
根据阿基米德原理可知ρ水V水排g=ρ酱油V酱油排g,ρ水S(h2-h1)g=ρ酱油S(h4-h3)g,ρ水(h2-h1)=ρ酱油(h4-h3)
则待测酱油的密度
16.【答案】(1)1.2N
(2)0.24kg
(3)0.02m
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)空塑料瓶的重力为
由于漂浮,空载时塑料瓶受到的浮力为
(2)当塑料瓶满载时,浸入水中深度最大,此时塑料瓶排开水的体积为
此时塑料瓶受到的浮力为
此时所载物体的重力为
浮力称的最大称量值为
(3)浮力秤空载时和最大称量时塑料瓶浸入水中的体积变化量为
水槽内水面的高度差为
题型3 密度、压强、浮力的综合分析
类型1 同一物体同一液体
17.【答案】D
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】最初没有向碗中加水时,碗漂浮,受到的浮力等于自身重力;向漂浮在水面上的碗中加水,假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,在碗未浸没到水中时,仍处于漂浮状态,碗受到的浮力为碗的重力和碗中的水的重力之和,浮力也是匀速增加的,其图像为一条斜直线;当碗浸没到水中,碗沉底,排开水的体积变小,为碗自身的体积,此时碗受到的浮力小于碗自身的重力(小于t=0时碗受到的浮力),因排开水的体积不再变化,由可知碗受到的浮力也不变,为一条平行于时间轴的线段,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
18.【答案】A
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用、液体压强公式的简单应用
【详解】在万米深海处继续下潜的过程中,根据和可知,“奋斗者”号排开水的体积不变,深度变大,故“奋斗者”号受到海水的浮力不变,压强变大,故A正确,BCD错误。
故选A。
19.【答案】D
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】AB.如图,鸡蛋漂浮,根据物体的沉浮条件,向杯中加盐,盐水密度变大,鸡蛋仍然漂浮,若适当加水,可以减小盐水的密度,鸡蛋可以悬浮,所以鸡蛋悬浮时液体密度较小,故AB错误;
C.向杯中加盐,鸡蛋仍然漂浮,若加水,鸡蛋悬浮,均浮力等于重力,所以浮力相等,故C错误;
D.加水后,盐水的总质量明显增加,对烧杯底部的压力明显变大,根据可知对烧杯底部的压强明显变大;向杯中加盐,盐水的总质量增加不明显,则对烧杯底部的压力增加不明显,所以对烧杯底部的压强增加不明显,故鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大,故D正确。
故选D。
类型2 同一物体不同液体
20.【答案】A
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】A.番茄在水中下沉,番茄受到的浮力小于自身的重力
番茄沉底时,,说明番茄的密度大于水的密度,即,故A正确;
B.放手后,番茄在水中沉底,浮力小于重力,在盐水中漂浮,浮力等于重力,番茄在盐水中的浮力更大,故B错误;
C.根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,番茄在盐水中受到的浮力等于它排开盐水的重力,故C错误;
D.切去露出部分后,番茄仍漂浮,排开盐水的体积减少,液面下降,盐水深度减小,由可知,盐水对容器底部的压强将减小,故D错误。
故选A。
21.【答案】D
【知识点】比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小、物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】A.根据浮沉条件可知,甲杯中鸡蛋漂浮,甲杯中液体密度应该比鸡蛋密度大,乙中沉底,液体密度比鸡蛋小,与乙杯相比,甲杯中液体密度较大,故A错误。
B.根据浮沉条件可知,甲、乙两杯鸡蛋分别处于漂浮和沉底状态,甲中浮力等于鸡蛋重力,乙中浮力小于重力,因为鸡蛋重力不变,故在甲杯中鸡蛋所受浮力较大,根据阿基米德原理,排开液体的质量也较大,因此甲杯溢出的液体质量较大。故B错误;
C.乙杯中液体密度比甲杯小,深度相等,根据知,与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较小,故C错误;
D.甲中液体的密度大,体积大,液体重力大,鸡蛋和杯子的重力相同,故甲杯子总重力大,对桌面的压力大,故与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小,故D正确。
故选D。
22.【答案】B
【知识点】压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用、压强大小比较
【详解】A.两容器底部所受液体压强相等,由图可知甲液体深度小于乙液体,根据可知,甲液体密度大于乙液体,故A错误;
B.两容器底部所受液体压强相等,两容器底面积相同,由可知,两容器底部所受液体压力相等,又由于液体压力等于液体重力和小球重力的总和,两小球重力相等,所以液体质量相等,故B正确;
C.由于容器重力相同,甲和乙中容器、液体和小球的总重力相等,容器对桌面的压力相等,两容器底面积相同,由可知,甲容器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强,故C错误;
D.小球在甲容器中漂浮,浮力等于重力,小球在乙容器中悬浮,浮力等于重力,由于小球重力相等,因此甲容器中小球所受浮力等于乙容器中小球所受浮力,故D错误。
故选B。
23.【答案】 > >
【知识点】压力大小的计算、根据物体的浮沉状态判断密度大小
【详解】[1][2]小球在A容器中漂浮,则
小球在B容器中悬浮,则
综上可得
两容器液面相平,由图可知,两容器中液体的体积关系为
根据可得,两容器中液体的质量关系为
桌面水平,两容器对桌面的压力
综上可得
类型3 不同物体同一液体
24.【答案】C
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】ABC.根据浮沉条件可得,1号沉底,其密度大于液体的密度,而2、3、4漂浮,密度都小于液体的密度,根据漂浮等于重力,,漂浮时如果物体浸入的体积占总体积的比例越大,物体的密度就越接近液体的密度,即密度越大,即。已知密度关系,不知道体积的关系,故无法比较重力大小,图中2号接近悬浮,密度在1、2之间,所以该海水为二等海水,故AB错误,C正确;
D.图中1号沉底,改盛四等海水,液体的密度更小,因而还是沉底,故排开液体的体积不变,但液体密度变小,由阿基米德原理可知,浮力减小,故D错误。
故选C。
25.【答案】B
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.若甲、乙体积相等,乙排开液体的体积小,根据公式可知,乙受到的浮力比甲小,故A错误;
B.若甲、乙质量相等,由G=mg可知,甲、乙重力相等,乙漂浮,浮力等于重力,甲沉底,浮力小于重力,则甲受到的浮力小,故B正确;
C.原来乙漂浮,说明乙密度小于水的密度,加入盐水后,液体密度变大,乙密度依旧小于液体密度,仍然漂浮,乙受到的浮力仍然等于重力,故乙受到的浮力不变,故C错误;
D.向杯中加酒精,液体密度会变小,乙会下沉一些,可能漂浮或悬浮,此时浮力仍然等于重力;也可能沉底,此时浮力小于重力,浮力变小;故乙受到的浮力不会变大,故D错误。
故选B。
26.【答案】CD
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】当温度升高时,液体的密度变小,原来悬浮的小球因为浮力变小而沉底,彩球4号表示环境温度为22℃,彩球5号比4号先沉底,说明彩球5号表示的温度低于彩球4号表示的温度,所以彩球5号表示环境温度为20℃,那么彩球3号表示环境温度24℃,彩球2号表示环境温度为26℃,彩球1号表示28℃。
A.彩球4在22℃时悬浮,彩球4的密度等于液体的密度,浮力等于重力,在18℃时,温度低,液体的密度比较大,彩球4号处于漂浮状态,浮力等于重力,彩球所受的浮力相同,故A错误;
B.由前面分析可知,该温度计能测量的最低温度为20℃,此时彩球5处于悬浮状态,另外4个小球均处于漂浮状态,故B错误;
C.若有2个彩球漂浮,则彩球1、2号漂浮,说明最高温度小于26℃,3个彩球沉底,彩球3、4、5号沉底,说明最低温度不低于24℃,故环境温度t满足
24℃故C正确;
D.要增大该温度计能测得的最高温度,此时说明彩球内的液体密度最小,最后悬浮,故需要找一个密度小的彩球,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球,最后悬浮,故D正确。
故选CD。
27.【答案】BD
【知识点】压强公式的简单应用、液体压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.由甲图可知,橘子处于漂浮状态,受力平衡,根据浮沉条件可知,橘子受重力和浮力,重力等于浮力,故A错误;
B.因将甲图中的橘子取出后剥皮再放入右侧杯中,右杯中的橘子重力变小,甲杯中橘子漂浮,所受浮力等于橘子的重力,乙杯中橘子沉底,所受浮力小于重力,则甲图中橘子受到的浮力大,故B正确;
C.橘子剥皮后的重力变小,水和杯子的重力相同,所以甲杯子的总重力大于乙杯子的总重力;受力面积相同,根据可知,甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强,故C错误;
D.由图可知,甲图中水的深度大于乙图中水的深度,根据p=ρ水gh可知,甲图中杯底受到水的压强大于乙图中杯底受到水的压强,故D正确。
故选BD。
类型4 不同物体不同液体
28.【答案】D
【知识点】压强公式的简单应用、液体压强公式的简单应用、浮力综合问题、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、浮力与压强的综合问题
【详解】A.放入小球后,液体深度,液体对容器底部压强相等,根据可知,液体密度,故A错误;
B.由图可知,A球在甲液体中沉底,B球漂浮在乙液体上,故,且液体密度,根据可知,两小球受到的浮力,故B错误;
C.甲中杯底受到的压力有液体甲对杯底的压力和A球对杯底的压力,可表示为
乙中杯底受到的压力只有液体乙对杯底的压力,可表示为
由于液体对容器底部压强相等,故,则左容器中内液体和A球的总重力大于乙容器内液体和B球的总重力,容器的重力相等,则,根据可知,,故左电子秤的示数更大,故C错误;
D.A球在甲液体中沉底,则,B球漂浮在乙液体上,则,由A分析可知,液体密度,故,根据可知,A、B两个小球体积的,则,故将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大,故D正确。
故选D。
29.【答案】A
【知识点】密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】由图可知,A在甲中漂浮,A受到的浮力等于A的重力,又根据阿基米德原理A受到的浮力等于A排开甲液体所受的重力,则有
B在乙中悬浮,B受到的浮力等于B的重力,又根据阿基米德原理B受到的浮力等于B排开乙液体所受的重力,则有
已知,A与B质量相等,根据可知,A与B重力相等,所以,甲与乙液体重力相等,若此时两容器中只装有两种液体且液面相平,则甲液体总重力与乙液体总重力相等,即,所以两容器中只装有两种液体且液面相平时,两种液体的总质量相等。又由图可知,甲液体的总体积大于乙液体的总体积,根据可以得到
根据液体压强计算公式可知,在深度相同时,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强;
由前面分析可知
已知,所以
由题目信息可知,,所以
故A正确,BCD错误。
故选A。
30.【答案】AC
【知识点】密度公式的简单应用、压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】AB.由于容器质量、液体质量、物体质量都相等,由可知,甲乙总重力都相等,而在水平桌面上,压力等于重力,所以F1=F2,因为甲容器的底面积大于乙容器的底面积,由可知,p1p2,故A正确,B错误;
CD.由于甲容器的底面积大于乙容器的底面积,而且液面相平,所以A液体体积大于B液体体积,液体A和液体B质量相等,由可知,;根据物体浮沉条件可知,由图可知,M物体沉底,则M物体的密度大于液体A的密度,即;N物体沉底,N物体的密度大于液体B的密度,即;所以,无法判断M的密度与液体B的密度关系,故C正确,D错误。
故选AC。
题型4 密度、压强、浮力的综合计算
类型1 漂浮、悬浮模型类
31.【答案】 4.8×107 下沉
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、轮船的原理、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1]已知排水量
根据阿基米德原理,“青岛号”导弹驱逐舰满载时所受的浮力
[2]舰船始终漂浮,浮力等于重力,重力不变则浮力不变。从海洋驶入长江,液体密度变小,根据,不变,变小,所以变大,舰船会下沉一些。
32.【答案】 20 1000
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力综合问题、浮力与压强的综合问题、压强公式的简单应用、阿基米德原理的应用
【详解】[1]木块静止在水中时漂浮,浮力等于重力,为
根据压力差法可知,木块受到的浮力等于木块上下表面受到水的压力差,则木块下表面受到水的压力为
[2]木块放入容器后,水对容器的压力变化量等于木块的重力,则前后水对容器底部的压强变化量为
33.【答案】 不变
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】[1]水下10m处海水对舰体的压强为
[2]满载时“福建舰”受到的浮力为
[3]该舰从密度大的海域驶入密度小的海域后,仍然处于漂浮状态,自身的重力不变,由于物体漂浮时浮力等于自身的重力,所以受到的浮力不变。
34.【答案】 16 4
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用
【详解】[1]长方体的重力为
因为长方体受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和支持力,并且
所以长方体受到的浮力
[2]由可得,长方体排开水的体积为
此时水面的高度为
因为长方体刚好漂浮,所以
此时物体排开的体积为
此时水面的高度
此时水面的高度与图甲相比增加的高度为
35.【答案】(1);(2);(3);(4)
【知识点】压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】解:(1)根据题意可知,木块的密度为
(2)根据题意可知,木块受到的重力为
(3)根据题意可知,实心木块漂浮在水面上,则木块受到的浮力等于木块的重力,即浮力为
(4)根据可知,此时容器对水平桌面的压强为
答:(1)木块的密度为;
(2)木块受到的重力为;
(3)木块受到的浮力为;
(4)容器对水平桌面的压强为。
类型2 提拉模型类
36.【答案】B
【知识点】密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】A.由甲知,圆柱体一半体积浸没在水中受到的拉力F1=3.0N,即G-F浮=3.0N①
由乙知,圆柱体浸没在水中受到的拉力F2=2.0N,即G-F'浮=2.0N②
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排=ρ水gV,所以F'浮=2F浮③
联立①②③解得F浮=1N,F'浮=2N,代入①得G=4N
圆柱体的体积④
圆柱体的密度⑤
由④⑤得圆柱体的密度,
故A正确,不符合题意;
B.由丙知,圆柱体浸没在盐水中受到的拉力F3=1.9N,即G-F盐浮=1.9N
则F盐浮=2.1N,根据,所以
故B错误,符合题意;
C.图丙中圆柱体受到的浮力F盐浮=2.1N,图甲中圆柱体受到的浮力F浮=1.0N,则图丙中圆柱体受到的浮力比图甲中的大2.1N-1N=1.1N
故C正确,不符合题意;
D.若图丙中弹簧测力计示数为2.6N,即圆柱体浸在盐水中受到的拉力F'3=2.6N,则F'盐浮=4N-2.6N=1.4N
根据F盐浮=ρ盐水gV排可得,则圆柱体浸在盐水中受到的拉力2.6N时与圆柱体完全浸入盐水中的体积比为
故D正确,不符合题意。
故选B。
37.【答案】D
【知识点】影响弹簧弹力大小的因素、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体压强公式的简单应用
【详解】A.水对物块底部的压强为
故A不符合题意;
B.由图乙可知,弹簧的弹力大小F为0N时,弹簧的长度为,则弹簧的原长为,故B不符合题意;
C.根据图乙利用数学知识解得弹簧的弹力大小F与长度L的函数解析式为。图甲中弹簧长度为
弹簧长度大于弹簧原长,所以弹簧被拉伸,弹簧对物块的力是拉力,将弹簧长度代入解析式可得弹簧的弹力,则此时弹簧对物块的拉力为20N,故C不符合题意;
D.物块受到的浮力为
根据力的平衡条件,物块重力为
则物块的密度为
故D符合题意。
故选D。
38.【答案】(1)2N;(2)0.63J;(3)2.8×103Pa
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、功的计算和估算、压强公式的简单应用、阿基米德原理的应用
【详解】解:(1)土豆浸没在水中受到的浮力
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N(2)土豆上升0.3m,拉力对土豆做的功
W=Fs=2.1N×0.3m=0.63J
(3)把容器、水和土豆当作一个整体,整体受向下的总重力、向上的拉力、向上的支持力,根据相互作用力知识和力的平衡条件可得,容器对桌面的压力
F压=F支=G容+G水+G土豆-F=6N+20N+2.1N-0.1N=28N容器对水平桌面的压强
答:(1)土豆浸没在水中受到的浮力为2N;
(2)土豆上升0.3m,拉力对土豆做的功为0.63J;
(3)土豆浸没在水中时,容器对水平桌面的压强为2.8×103Pa。
类型3 出水、入水类
39.【答案】D
【知识点】密度公式的简单应用、称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力大小的计算、阿基米德原理的应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.由乙图可知,当h处于0~10cm时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A未露出水面,此时弹簧测力计的示数F示=5N,当h处于20cm以上时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A已完全露出水面,此时弹簧测力计的示数F示′=10N,则圆柱体A受到的重力
圆柱体A浸没在水中时受到的浮力
故A错误;
B.由可得,圆柱体A的体积
若圆柱体A拉离水面时容器中的水面高度不变,则圆柱体A的底面积
实际圆柱体A拉出水面时,容器中的水面在下降,物体A从刚露出水面到离开水面时移动的距离与圆柱体A的高度不相等,故B错误;
C.将体积为2000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,放入水中,A、B刚好悬浮,则A、B的总重力
则B的重力
故C错误;
D.B的密度
故D正确。
故选D。
40.【答案】 2.0 1000 0.5
【知识点】称重法测浮力的大小、浮力大小的计算、液体压强公式的简单应用
【详解】[1]由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为2N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
[2]由图知物体下降高度到10cm时,下表面接触水面,下降20cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是10cm,则下表面受到水的压强
[3]圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力为1.5N,则圆柱体受到的浮力
41.【答案】 先变大后不变 58
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】[1]当物体还未浸没时,随着浸入的深度增大,物体浸入的体积增大;浮力变大,当浸没时,物体所受浮力不变,故浮力的变化情况是先变大后不变。
[2]由图-2可知,物体浸没时受到的浮力
则物体的体积
则物块的密度
[3]剪断细线,当物块静止时,压力传感器的示数就等于原有水(含水杯)的重力加上所受的物块的重力,由题图-2可知,原有水及水杯的重力为34N,物块受到的重力为G=2.4kg×10N/kg=24N
则传感器的示数为F=34N+24N=58N
42.【答案】 1750 15.5
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力与压强的综合问题、压强公式的简单应用
【详解】[1]溢水杯中水的重力
溢水杯对水平升降台的压力
根据可得,溢水杯对升降台的压强为
[2]根据题意,A的重力为20N;体积为1000cm3;溢水口到杯底的距离是20cm,内装17cm的水,则当A刚好浸没时,若A不吸水,会溢出水的体积为1000cm3-(20cm-17cm)×200cm2=400cm3
而现在溢出水的重力为3.5N,体积为350cm3。说明A吸收了50cm3的水,即50g的水。静置一段时间后,水面下降0.5cm时,溢水杯中水的体积的减少量为
根据题意可知,圆柱体吸收水的质量为
圆柱体吸收的水的重力为
此时溢水杯B内剩余水的重力为
此时溢水杯B内剩余水的质量为
此时溢水杯B内剩余水的体积为
根据题意,A刚好浸没时,此时A的上表面与B的溢水口相平,A的下表面与B的底部的距离为
当再将升降台降低时,即B的底部下降2cm,由于A的位置不变,所以,此时A的下表面与B的底部的距离为
可得
所以,此时A浸入水的深度为
可得此时A排开水的体积为
根据阿基米德原理可得,此时A受到的浮力为
根据称重法可得,此时力传感器的示数为
43.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)调节升降台前水对容器底部的压强
(2)缓慢调节升降台后使细线恰好伸直且无拉力,故圆柱体的位置始终不变。由水的体积不变可得,
所以圆柱体浸入水中的深度
(3)调节升降台后细线恰好伸直且无拉力,则圆柱体处于漂浮状态,所以,则有,则圆柱体的密度
44.【答案】(1)30N;(2);(3)
【知识点】称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力大小的计算、阿基米德原理的应用、液体压强公式的简单应用
【详解】解:(1)由图像知道,当h=0时,弹簧测力计示数为54N,此时砖块处于空气中,由二力平衡条件知道,砖块的重力
由图像知道,当h=70cm之后,弹簧测力计示数不变,说明砖块浸没水中,受到的浮力
(2)由 知道,砖块的质量
由知道,砖块体积
砖块的密度
(3)不计液面变化,砖块刚浸没时下表面距水面距离
砖块下底面受到水的压强
其下底面所受的压强
答:(1)砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小是30N;
(2)砖块的密度;
(3)砖块刚好完全浸没时,其下底面所受的压强。
类型4 注水、排水类
45.【答案】D
【知识点】密度公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】A.由图乙知,当注水高度为16cm时,圆柱体恰好漂浮,此时圆柱体浸入水中的深度为16cm,露出水面的高度为
h=h圆柱体-h1=20cm-16cm=4cm
故A错误;
B.圆柱体漂浮时,所受的浮力等于自身重力。此时排开水的体积
圆柱体的重力
圆柱体的质量
圆柱体的体积
圆柱体的密度
故B错误;
C.由A可知,圆柱体漂浮时,圆柱体浸入水中的深度为16cm,即圆柱体底部所处的深度为16cm,当停止注水时,圆柱体底部所处的深度不变,仍为16cm=0.16m,则水对圆柱体底部的压强
故C错误;
D.水的深度为25cm时,水及圆柱体浸入水中部分的总体积
停止注水时,水的真正体积
水的总质量
故D正确。
故选D。
46.【答案】AD
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力与压强的综合问题
【详解】A.圆柱体的密度
故A正确;
B.放水前水的体积
圆柱体漂浮时受到的浮力
根据得圆柱体排开水的体积
圆柱体浸没水中的体积和水的总体积
放水前水面距容器底部的高度为
故B错误;
D.圆柱浸没水中的高度
放水后水的质量
m后=4.2kg-3kg=1.2kg
放水后水的体积
假设圆柱体已经沉底,则放水后水的高度为
所以放出3kg的水后圆柱体已经沉底,放水后水对容器底部的压强
故D正确;
C.因圆柱体不会与容器底密切接触,会受到水的浮力,故放水后水对容器底部的压力
故C错误。
故选AD。
47.【答案】(1)50N
(2)1000Pa
(3)991kg
【知识点】密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、二力或多力平衡问题、压强公式的简单应用
【详解】(1)当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0,此时浮体A受到的重力和浮力大小相等、方向相反,是一对平衡力;此时浮体A排开水的体积
浮体A受到的浮力
浮体A的重力
(2)当水位位于a水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小为,此时浮体A的浮力小于重力,轻质细杆受到浮体A向下的拉力,大小为40N,浮体A受到的浮力
浮体A受到的浮力等于浮体上下底面受的压力差,浮体A上底面在水面上,上底面受的压力为0,因此水对浮体A底面的压力为
水对浮体A底面的压强
(3)当水位位于最高水位线b时,轻质细杆对力传感器的作用力大小40N,此时浮体A的浮力大于重力,轻质细杆受到浮体A向上的压力,大小为40N,浮体A受到的浮力
浮体A浸入液体的体积
浮体A浸入液体的长度
水箱内水的深度
水箱内水的体积
水箱内水的质量
48.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)物块排开水的体积
根据阿基米德原理,可得物块受到的浮力
(2)当时,物块与容器无弹力,物块漂浮,,由G=mg得物块质量
物块体积
物块的密度
(3)水的体积
水的质量
容器对桌面压力
容器对桌面的压强
(4)未加水前弹簧拉力等于方块重力,为8 N,可从图丙读出其伸长量为。
当水面与物块上表面平齐时,物块排开水体积
物块受到的浮力
弹簧弹力
此时弹力方向向下,由图丙知时,弹簧压缩量。
物块边长,所以水面与物块上表面平齐时水的深度
49.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】密度公式的简单应用、重力的计算与估算、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、压强公式的简单应用、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)当容器内水的深度为,容器底所受压强
(2)解法一:
当容器内水的深度时,杯子排开水的体积
根据阿基米德原理,杯子此时所受的浮力
此时杯子对容器底部的压力刚好为零,即
杯子的质量
解法二:
当容器内水的深度时,杯子对容器底的压力刚好为零,此时杯子漂浮,杯子受到的浮力等于杯子的重力,即
代入数据可得
化简上式可得
杯子的质量
(3)解法一:
由题意可知:杯中水的重力等于增加的浮力,即,由此可得
代入数据
解得,杯子中水的体积
当杯口与容器内的水面相平时,杯子排开水的体积
组成杯子的材料的体积
杯子材料的密度
解法二:
杯子的重力
容器内水的深度时,
杯子受到的浮力
当杯口与容器内水面相平时,杯子漂浮,杯子的重力等于杯子受到的浮力,即杯子中注入水的重力
则杯中水的质量
所以杯中水的体积
组成杯子的材料的体积
杯子材料的密度
(4)(4)解法一:
杯子注满水后,杯子的总重力
杯子对容器底的压力
注满水时杯子对容器底部的压强
解法二:
继续向杯子中注水直至注满,此时杯子浸没于水中,即,注满水时杯子对容器底部的压强
解法三:
杯子注满水后,对杯子对容器底部的压强等于后来注入的水对容器底产生的压强.
题型5 探究浮力大小与哪些因素有关
50.【答案】D
【知识点】探究浮力大小与液体密度的关系、探究阿基米德原理实验的数据处理、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系
【详解】由题意可知,选用体积相同的实心金属块甲和乙,浸没在水中,则金属块排开水的体积相同,则排开液体的重力相同;液体的密度相同;由图可知,金属块在水中的深度相同,金属块的密度不同,由控制变量法可知,他探究的问题是浮力大小与物体密度的关系,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
51.【答案】(1) 变大 排开液体的体积
(2) 3.8 1.4 无
(3) 越大 e、f
(4)见解析
【知识点】探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系
【详解】(1)[1]a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,通过称重法计算可知,铁块受到的浮力逐渐变大,说明浮力与深度有关。
[2]铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,通过称重法计算可知,浮力不变,说明浮力与深度无关。
(2)[1]由图b可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是3.8N,物块的重力是3.8N。
[2] c、d中物块所受拉力都是2.4N,物块所受浮力均为F浮c= F浮d=G-Fc=3.8N-2.4N=1.4N
[3]c、d图中物块浸入液体中的深度不同,浮力相同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(3)[1] b、d、e三次实验,e图中物体排开液体的体积最大,弹簧测力计的示数最小,由称重法可知浮力最大,可以得到浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。
[2]探究浮力和液体的密度的关系,保持排开液体的体积相同,液体的密度不同,选择b、e、f三次实验,e、f图中弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力不同,可以得到排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关。
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,球体的形状规则,深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系。
题型6 探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
52.【答案】C
【知识点】液体压强的特点及其应用、探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】A.金属块浸入水中的深度增大时,溢水杯中水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强不变,根据F=pS可知,水对溢水杯底部的压力不变,故A错误;
B.金属块浸没在水中的深度变化时,排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,受到的浮力不变,根据
F拉=G金-F浮
知,金属块受到的拉力不变,弹簧测力计A的示数不变,故B错误;
C.由图可知,弹簧测力计A的示数
FA=G-F浮
弹簧测力计B的示数
FB=G桶+G排
则 FA= F浮, FB= G排,根据阿基米德原理可知, F浮= G排,则 FA= FB,故C正确;
D.若实验前溢水杯中未装满水,则测得的F浮不变、G排偏小,对实验结果有影响,故D错误。
故选C。
53.【答案】(1)甲、乙
(2)偏小
(3)B
(4)丁甲乙丙
(5)
(6)能
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】(1)由图甲可知,物块的重力为2N,由图乙可知,将物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,因此物块受到的浮力大小为
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致溢出水的体积偏小,则导致测出的偏小。
(3)为了得到更普遍的结论,应该选择不同的液体或者物体重复试验,使用相同的方案和器材多次测量是没有意义的。故选B。
(4)实验步骤的最佳顺序是先测出空小桶的重力,再测出物块的重力,然后将物块浸没在水中进行排水,最后测得小桶和溢出水的总重力,所以最佳顺序是丁甲乙丙。
(5)物块的体积为
则物块的密度为
(6)将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,木块的浮力可以由漂浮时浮力等于重力得到,根据原来的方法得到,所以也能得到与(1)相同的结论。
题型7 浮力法测密度
54.【答案】B
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.鸡蛋在水中沉底,浮力小于重力,鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,所以F1B.鸡蛋在水中沉底,排开水的体积等于鸡蛋的体积,由阿基米德原理可得,鸡蛋的体积
故B正确;
CD.鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,即
F浮=G2=G鸡蛋鸡蛋的质量
鸡蛋的密度
故CD错误。
故选B。
55.【答案】 大于 1.2
【知识点】称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、应用阿基米德原理解释生活中的现象
【详解】[1]根据可知,土豆的体积较大,西红柿的体积较小,则土豆受到的浮力大于西红柿受到的浮力。
[2]根据称重法测浮力可知,土豆的重力为2.4N,土豆受到的浮力为
土豆沉入水底,体积等于其排开水的体积,为
土豆的密度为
56.【答案】(1) 右 47.2 1.57
(2) 挖空土豆,做成船状,使土豆漂浮在水面 用小刀将土豆按入水中刚好浸没
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、测量固体密度的数据处理和误差分析、测量固体密度的实验器材和实验步骤、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、通过推导间接测量物质的密度
【详解】(1)[1]用天平测物体质量时应把天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端零刻度线处;由甲图可知,指针偏左,应将平衡螺母向右调节,使横梁平衡。
[2]由图乙所示,标尺的分度值为0.2g,游码所在位置为2.2g,土豆质量为
[3]土豆的体积等于其排开水的体积,由图丙所示,量筒的分度值为2mL,示数为30mL,即土豆排开水的体积为30mL,则土豆的体积V=30mL =30cm3
土豆的密度
(2)[1][2][3]①在量筒内装入适量的水,读出水面对应的刻度值V1;②用小刀对土豆进行加工,挖空土豆,做成船状,使土豆漂浮在水面,读出水面对应的刻度值V2,此时土豆受到的浮力等于这自身重力,根据阿基米德原理可知土豆受到的浮力F浮=ρ水(V2﹣V1)g
由得,土豆的质量
③用小刀将土豆按入水中浸没,读出水面对应的刻度值V3,土豆的体积
④土豆密度的表达式
57.【答案】(1) 右 54 1.1×103
(2) 1
【知识点】测量液体密度的数据处理和误差分析、称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、测量液体密度的实验器材和实验步骤
【详解】(1)''[1]在调节托盘天平时,首先将其放在水平桌面上,游码放在标尺的左端零刻度线处,此时,若发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边,应将平衡螺母向右调节。
[2]由图乙可知,烧杯和剩余酱油的总质量m剩=50g+4g=54g
[3]由图丙可知,倒出的酱油的体积V=60mL=60cm3
倒出的酱油的质量m=m总-m剩=120g-54g=66g
酱油的密度
(2)[1]根据称重法可知,物体浸没在水中时所受浮力F浮水=G-F=3N-2N=1N
[2]由F浮=ρ液V排g可得,物体排开水的体积,即物体的体积
再将该物体取出擦干后浸没在酱油中,如图己,弹簧测力计示数为F2,则该物体在酱油中受到的浮力F浮酱油=G-F2
因为物体在酱油中和在水中都是全部浸没,所以V排酱油=V排水=V
由F浮酱油=ρ酱油V排酱油g可得,酱油的密度表达式

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