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第25讲浮力
一、选择题：本大题共15小题，共60分。
1.将一个铜块挂在弹簧测力计上，当铜块浸在水中时，弹簧测力计的示数表示铜块受到的( )
A. 浮力大小 B. 重力大小 C. 重力和浮力之差 D. 重力和浮力之和
2.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
3.关于物体受到的浮力，下列说法正确的是( )
A. 物体的密度越大，受到的浮力越大
B. 物体没入水中越深，受到的浮力越大
C. 物体排开水的体积越大，受到的浮力越大
D. 漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
4.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. 冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上 B. 冰山熔化一部分后排开水的体积不变
C. 冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力 D. 冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
5.弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图甲；图乙是弹簧测力计示数F拉与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法中正确的是（g取10 N/kg） （ ）
A. 物体的体积是500 cm3 B. 物体受到的最大浮力是5 N
C. 物体的密度是2.25×103 kg/m3 D. 物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N
6.如图所示，将一长方体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面。此过程中，容器底受到水的压强p随时间t变化的大致图像为下图中的(　 )
A. 　 B.
C. D.
7.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
8.用细绳连在一起的气球和铁块，恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内的某一位置（如图实线所示），若用一细铁丝（铁丝体积不计）将铁块轻轻向下压较长一段距离后（如图虚线所示），气球受到的浮力、气球和铁块在水中的浮沉情况及水对容器底部的压强将（）
A. 变小、下沉、变小 B. 变小、下沉、不变 C. 不变、悬浮、变小 D. 不变、悬浮、不变
9.两个边长相同、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
10.如图所示，将两只同样盛满水的溢水杯放在天平的两盘时，天平平衡。将一木块放在右盘的溢水杯中，木块漂浮在水面上，并将溢出的水取走，此时天平( )
A. 右边上移　　　　　 B. 保持平衡
C. 右边下移 D. 无法确定
11.两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是 （ ）
A. 密度计A所受浮力较小 B. 密度计B所受重力较小
C. 两密度计底部所受水的压强相等 D. 两密度计在水面处的刻度值不同
12.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
13.如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一个实心铁块，示数为F1；将铁块缓慢浸没于水中（未接触溢水杯），溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是 （ ）
A. 水对溢水杯底部的压强p甲＜p乙 B. 溢水杯对桌面的压力F甲＜F乙
C. 铁块受到的浮力F浮＝F2-F1 D. 小烧杯中水的重力G＝F1-F2
14.用下图所示实验装置验证阿基米德原理，当物块浸入溢水杯时，水会流入空桶中，下列说法正确的是( )
A. 实验前溢水杯未装满水，对实验结果没有影响
B. 物块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压强越大
C. 物块浸入水中越深，左侧弹簧测力计的示数越大
D. 通过计算可知实验所用物块的密度为2×103 kg/m3
15.小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关，与物体浸入液体的深度无关”的结论，下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是（）
①测力计挂着浸在水中的铁块，慢慢下移，在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块，让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中，均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中，均漂浮在水面上
A. 只有②③ B. 只有②④ C. 只有②③④ D. ①②③④
二、填空题：本大题共7小题，共42分。
16.如图甲所示，实心物体被绳子拉着浸没在水中，此时它受到 个力的作用；剪断绳子后该物体运动直至静止，请在图乙中画出其所受浮力F随时间t变化的大致图像 。
17.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。
18.如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，g取10 N/kg，则圆柱体的重力为________N，圆柱体受到的最大浮力是________N。
19.魔法水母是一款受孩子喜爱的玩具，将魔法水母放入注水的矿泉水瓶中，旋紧瓶盖后，可通过调整握塑料瓶的松紧来控制魔法水母的上浮、下沉及悬浮。
（1）魔法水母悬浮在水中时，浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）重力。
（2）某款魔法水母实现上浮和下沉的原理与排水式潜水艇的原理相同。其原理是靠改变 来实现浮沉。
20.如图甲所示，一个棱长为10 cm、重为9 N的正方体物块M，水平放置在一个方形容器中，M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示，当t＝100 s时，物块M在水中处于________（填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态，图乙中a的值为________cm(g＝10 N/kg)。
21.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
（1）如图1所示的四个实验步骤，合理的实验顺序是________________。
（2）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于它____________________。
（3）根据实验数据，还可得出石块的密度为________kg/m3，但收拾器材时，小爱用手提着拉环发现指针指在“0”刻度的上方，则测量出的石块密度值________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（4）如果换用小木块进行实验，则________（填“能”或“不能”）得到与（2）相同的结论。
（5）小理在实验中发现物体排开水的重力明显小于其所受的浮力，造成这种结果的原因可能是__________________________________________________________________________。
（6）小红找来了一个金属圆柱体来完成实验，她绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入水深度变化的曲线，但是小红忘了在图像中记录弹簧测力计示数，如图2所示，曲线________（填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况，小红所用金属圆柱体的密度是________kg/m3。
22.某实验小组利用图甲所示的器材，来“探究浮力的大小与哪些因素有关”。
(1)选择器材，验证猜想：
探究一：只选择器材a、c、d、e，就可以“探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关”。
探究二：只选择器材 (填器材编号)，就可以“探究浮力的大小是否与液体的密度有关”。
探究三：只选择器材a、b、d、e，就可以“探究 ”。
(2)在上述过程中采用的研究方法主要是 (填字母)。
A．比值法 B．等效法
C．控制变量法 D．估算法
(3)完成以上探究后，他们又按图乙所示的步骤进行了测量物质密度的实验。
①称量出a金属块的重力G＝F1＝4.8 N；将它浸没在水中时，弹簧测力计的示数F2＝ N，则此时a金属块所受浮力F浮＝ N。
②将a金属块浸没在煤油中，此时弹簧测力计的示数F3＝4.0 N，由此可知煤油的密度为ρ煤油＝ kg/m3。
三、实验探究题：本大题共1小题，共8分。
23.某学习小组自制“浮力秤”，用来称量物体的质量，如图甲所示。它是由浮体和外筒构成的，浮体包括小筒和秤盘。已知小筒的质量为50g，筒内装入100g的细沙，底面积为20cm2，可浸入水中的最大深度为20cm，秤盘的质量为10g，外筒是足够高的透明大筒，容器壁厚度可忽略不计。
（1）小筒内装入细沙的作用是 。
（2）小筒上的零刻度线距小筒底部的距离h是多少？
（3）如表所示是“浮力秤”模型评价量表，请选择任意一个指标进行评价，并说明理由。
“浮力秤”模型评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 刻度均匀 刻度不均匀 没有刻度
指标二 最大量程超过500g 最大量程在300～500g 最大量程小于300g
四、分析计算题：本大题共2小题，共16分。
24.有一足够大的水池，在其水平池底中竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积为0.8 m2，高5 m，密度为0.7×103 kg/m3。（g取10 N/kg）
（1）未向池内注水时，圆木对池底的压力和压强分别为多大？
（2）向水池内缓慢注水，在水位到达1 m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大？
（3）当向水池内注水深度达到4 m时，圆木受到的浮力又为多大？
25.某项目化小组开展“比较谁制作的橡皮泥船的装载能力强”的活动，他们用一块体积为30cm3的实心橡皮泥（如图甲所示）先制作成恰好能漂浮在水中的船（如图乙所示），后增大中空体积，制作成最多能装载20g物体的船（如图丙所示）。已知橡皮泥的密度为1.5×103kg/m3，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）此实心橡皮泥的重力是多少？
（2）此实心橡皮泥完全沉入水中后，受到的浮力为多少？
（3）这艘橡皮泥“船”装载最多20g物体时，排开水的体积为多少？
（4）除了增大排开液体的体积外，你还有什么办法继续提高橡皮泥船的装载能力？请给出方法并说明理由。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】略
2.【答案】D
【解析】略
3.【答案】C
【解析】略
4.【答案】A
【解析】略
5.【答案】C
【解析】略
6.【答案】B
【解析】略
7.【答案】D
【解析】略
8.【答案】A
【解析】略
9.【答案】C
【解析】略
10.【答案】B
【解析】略
11.【答案】A
【解析】略
12.【答案】D
【解析】略
13.【答案】D
【解析】略
14.【答案】D
【解析】略
15.【答案】C
【解析】略
16.【答案】3；
【解析】略
17.【答案】（1）相互 （2）1
【解析】略
18.【答案】2 ；0.4
【解析】略
19.【答案】等于
自身重力
【解析】略
20.【答案】漂浮 9
【解析】略
21.【答案】（1）丁、乙、甲、丙（乙、丁、甲、丙）；（ 2）排开液体的重力；（ 3）1.7×103 ；偏小；（ 4）能；
（5）溢水杯中水没有装满；（ 6）a ；2×103
【解析】略
22.【答案】（1）a、d、e、f(或b、d、e、f或c、d、e、f)；浮力的大小是否与物体的密度有关；（2）C；（3）3.8；1.0；0.8×103
【解析】略
23.【答案】（1）使小筒能竖直稳定地漂浮在水面上
（2）此时F浮＝G总＝（100＋50＋10）×10-3kg×10N/kg＝1.6N，
浮力秤没有称物体时浸入水中的体积
，
小筒浸入水中的深度，
即零刻度距小筒底部的距离为8cm。
（3）选指标一：指标一为优秀。
当放上质量为m的物体时，有G秤总＋G物＝F浮＝ρ水gV排。
即：m秤g＋m物g＝ρ水gSh，则：m物＝ρ水Sh-m秤，故所称物体的质量与浸入的深度成正比，所以浮力秤的刻度是均匀。
选指标二：指标二为待改进。
浮力秤放物体后排开水的最大体积V排＝V小筒＝Sh＝20cm2×20cm＝400cm3＝4×10-4m3，
此时浮力秤受到浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3＝4N。
称量的物体最大重力G物＝F浮-G秤总＝4N-1.6N＝2.4N，
。
【解析】略
24.【答案】解：（1）圆木放在水平池底对池底的压力
F木＝G＝mg＝ρVg＝ρShg＝0.7×103 kg/m3×0.8 m2×5 m×10 N/kg＝2.8×104 N，
圆木对池底的压强 。
（2）圆木受到水的浮力
F浮＝ρ水gV排＝ρ木gSh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.8 m2×1 m＝8×103 N，
由于F浮＜G，则圆木对池底的压力F压＝F支＝G-F浮＝2.8×104 N-8×103 N＝2×104 N。
（3）设当水深为h0时圆木恰好漂浮，由F浮＝G得ρ水gS·h0＝ρ水gS·h，
，
水池水深h2＝4 m＞3.5 m，此时圆木漂浮，则圆木受到的浮力F浮＝G＝2.8×104 N。
【解析】略
25.【答案】（1）m＝ρV＝1.5×103kg/m3×30×10-6m3＝0.045kg，G橡皮泥＝mg＝0.045kg×10N/kg＝0.45N。
（2）F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×30×10-6m3＝0.3N。
（3）G物＝m物g＝0.02kg×10N/kg＝0.2N，G总＝0.45N＋0.2N＝0.65N，
因为漂浮，所以F浮＝G总＝0.65N，根据F浮＝ρ水gV排可知，
。
（4）还可以增大液体密度，减小船体材料密度，理由如下：
F浮＝ρ液gV排，G总＝G船＋G物，∵漂浮时，F浮＝G总，∴ρ液gV排＝G船＋G物，
为了让G物增加，可以增加船排开的体积和液体密度；若两者不能改变了，还可以使G船减小，G船＝ρ船gV船体，
∴船的体积不变时，可以减小船体材料的密度。
【解析】略
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