初中物理 中考一轮复习 第十三章 浮力 学案 原卷+解析卷

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初中物理 中考一轮复习 第十三章 浮力 学案 原卷+解析卷

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第十三章
浮力
原卷
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■考点一 浮力
1、浸在液体中的物体受到____
(?mailto:21世纪教育网?)的力,这个力叫做____
(?mailto:21世纪教育网?)。浮力的方向总是竖直____
(?mailto:21世纪教育网?)。浮力的施力物体是____
(?mailto:21世纪教育网?)。浮力的产生原因是因为物体浸没在液体中时,上、下两个表面在液体中的深度不同,从而上、下两个表面受到液体的____
(?mailto:21世纪教育网?)就不同,受到的____
(?mailto:21世纪教育网?)也不同,且下表面受到液体的压力____
(?mailto:21世纪教育网?)上表面受到的压力,这两个压力之差就是____
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2、物体在液体的中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的____
(?mailto:21世纪教育网?)有关、跟液体____
(?mailto:21世纪教育网?)有关。物体浸在液体中有____
(?mailto:21世纪教育网?)越大、液体的____
(?mailto:21世纪教育网?)越大,浮力就越大。
■考点二 阿基米德原理
3、浸在液体中的物体受到____
(?mailto:21世纪教育网?)的浮力,浮力的大小等于它排开的____
(?mailto:21世纪教育网?)所受的重力,这就是著名的____
(?mailto:21世纪教育网?)__原理。用公式表示就是:F浮=G排=m排g=____
(?mailto:21世纪教育网?)。阿基米德原理既适用于液体,也适用于____
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■考点三 物体的浮沉条件及应用
4、物体的浮沉条件是:浮力____
(?mailto:21世纪教育网?)重力时,物体上浮,静止时将漂浮在液面上;浮力____
(?mailto:21世纪教育网?)重力时,物体受力平衡,物体可以____
(?mailto:21世纪教育网?)在液体内(即物体就可以停留在液体中的任何深度);浮力____
(?mailto:21世纪教育网?)重力时,物体下沉,静止时沉入液体底部。
5、浸没在液体中的物体,如果它的密度____
(?mailto:21世纪教育网?)液体的密度,物体上浮;如果它的密度____
(?mailto:21世纪教育网?)液体的密度,物体可以悬浮有液体内;如果它的密度____
(?mailto:21世纪教育网?)液体的密度,物体下沉。盐水选种就是根据这个原理,让密度大的饱满种子____
(?mailto:21世纪教育网?),不饱满的种子___
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6、漂浮在液面上的物体,受到的____
(?mailto:21世纪教育网?)和____
(?mailto:21世纪教育网?)是一对平衡力,所以浮力的大小等于重力的大小。密度计就是利用____
(?mailto:21世纪教育网?)条件来工作的,密度计要不同的液体中所受的浮力是____
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7、轮船用钢铁做成____
(?mailto:21世纪教育网?)的,从而增大排水量,不仅使轮船能____
(?mailto:21世纪教育网?)在水面上,还能承载很多货物,轮船在不同的液体(河水或海水)中受到的浮力是____
(?mailto:21世纪教育网?)的;和潜水艇是通过改变水舱内水的多少(改变潜水艇所受重力的大小)来实现____
(?mailto:21世纪教育网?)和____
(?mailto:21世纪教育网?)的;气球和飞艇的气囊里充的是密度____
(?mailto:21世纪教育网?)空气的气体,它是靠改变所受到的____
(?mailto:21世纪教育网?)的大小,来实现上浮和下沉的。
■易错提示
1、影响浮力大小的因素是物体排开液体的体积和液体的密度,而跟物体在液体中的深度无关。
2、物体浮沉条件的应用。
3、同一物体漂浮在不同液体中,所受到的浮力相同。
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■考点1:浮力
◇典例1:(2020春?江岸区期末)如图所示的四个情景,没有受到浮力的物体是(  )
A.沉底的鸡蛋
B.遨游的“天宫一号”
C.飘在空中的热气球
D.能承载重物的橡皮泥船
◆变式训练
1.1(2020?房山区二模)下列说法中正确的是(  )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小就是液体对物体压力的合力
C.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力大小只与液体的密度有关
D.悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力是一对相互作用力
1.2(2020春?江岸区期中)如图所示,边长为a,重力为G的正方体物块悬浮在水中,水的密度为ρ水,水对正方体上表面的压力为F1,水对正方体下表面的压力为F2,正方体上表面到水面的距离为h1,下列表达式中错误的是(  )
A.对正方体受力分析得出F浮+F2=G+F1
B.水对正方体下表面的压力F2=G+F1
C.正方体受到的浮力F浮=ρ水ga3
D.水对正方体下表面的压力F2=ρ水ga2(h1+a)
■考点2:阿基米德原理
◇典例1:(2020?玄武区二模)如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,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浮力和该物体的密度分别为(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)(  )
A.9N,0.75×103kg/m3
B.9N,0.8×103kg/m3
C.8N,0.75×103kg/m3
D.8N,0.8×103kg/m3
◆变式训练
2.1(2020?越秀区校级二模)水平面上有两个相同的溢水杯,分别装满不同的液体,将同一个小球A分别放入溢水杯中静止时(如图所示),从甲杯中溢出了0.6N的液体,从乙杯中溢出了0.4N的液体。下列说法不正确的是(  )
A.小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球A的重力等于0.6N,在乙杯中受到的浮力等于0.4N
C.甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
D.小球A放入前,液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
2.2(2020秋?重庆月考)小明有一立方体金属块,他将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,在将金属块缓慢从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计读数F随提起高度h变化的图象,如图乙所示(不考虑液面的变化),则(  )
A.金属块密度为4.4×103kg/m3
B.桶内液体密度为2.5g/cm3
C.正方体提出水面过程中,容器对桌面的压强是不变
D.正方体上表面接触液面至完全拉出的过程,正方体移动8cm
■考点3:物体的浮沉条件及其应用
◇典例1:(2020秋?奉贤区期中)鸡蛋放人盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图所示向杯中加盐,使鸡蛋慢慢上浮直至漂浮在液面上。在此过程中,关于鸡蛋受到的浮力大小,下列说法正确的是(  )
A.始终保持不变
B.始终变小
C.先不变,后变大
D.先变大,后不变
◇典例2:(2020?东平县一模)两个相同的烧杯中装有不同的液体,把质量相等的甲,乙两球分别轻轻放入A.B两杯液体中,静止时处于如图所示状态。甲,乙排开液体的重力相等,则下列说法正确的是(  )
①甲球所受浮力更大
②两球所受浮力一样大
③A杯中液体密度小于B杯中液体密度
④甲球对容器底的压力小于乙球对容器底的压力
A.只有①③正确
B.只有①④正确
C.只有②④正确
D.只有②③正确
◆变式训练
3.1
(2020?海东市三模)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是(  )
A.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
3.2(2020?阳信县一模)如图1所示,测量液体密度的仪器叫做密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值。图2和图3是自制的一支简易密度计(在木棒的一端缠绕一些铜丝做成),先后被放入盛有不同液体的两个烧杯中。下列说法正确的是(  )
A.密度计的工作原理是
B.密度计在图2中受到的浮力大于图3中受到的浮力
C.图2与图3中液体对密度计下表面的压强相等
D.图2中液体的密度比图3中液体的密度大
3.3(2020?邵阳县一模)一个飞艇充入气体后的总质量是1.5t,体积为1500m3,已知空气密度为1.29kg/m3,当飞艇悬浮在空中时,如果g=10N/kg,则下列说法正确的是(  )
A.飞艇最多能装1935kg货物
B.飞艇与飞机的起飞原理一样
C.飞艇内充入气体的密度比空气密度大
D.飞艇悬浮时F浮=G货+G艇
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1.(2020?硚口区二模)下列几幅图片中关于压强、浮力的分析:这些说法正确的是(  )
①甲图是鸡蛋在浓盐水中静止时的情况,若往浓盐水中再加一些盐鸡蛋再次静止后所受浮力与原来相等
②乙图是我国海军的潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程,潜水艇在悬浮和漂浮时所受的浮力不相等
③将一木棒下端缠一些铜丝制成的简易密度计分别放入甲乙两溶液中,静止时液面相平如图丙,甲溶液对密度计底部的压强等于乙溶液对密度计底部的压强
④若把丙图中密度计在乙液体的液面以上部分的截掉后,剩余部分一定在乙液体中漂浮
A.②④
B.①②③
C.①②③④
D.①④
2.(2020?北碚区校级模拟)在国内很多地方,正月十五都要吃汤圆。煮汤圆,人们常用“生沉熟浮”来判断汤圆是否煮熟,完整的汤圆煮熟后会漂起来的原因是(  )
A.汤圆的重力减小了
B.汤圆的重力不变,浮力增大
C.汤圆的重力和浮力都增大了
D.汤圆的重力和浮力都减小了
3.(2020?科右前旗一模)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是(  )
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
4.(2020?金牛区模拟)如图所示,鸡蛋在盐水中漂浮。向盐水中缓慢加入清水,鸡蛋将(  )
A.上浮一些,浮力减小
B.上浮一些,浮力保持不变
C.下沉一些,浸没之前鸡蛋所受浮力不变
D.下沉一些,浸没之后继续加水,鸡蛋所受浮力不变
5.(2020?西宁模拟)如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是(  )
A.a容器盛的是乙液体,b容器盛的是甲液体
B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等
D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强相等
6.(2020?包河区一模)将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的(  )
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等
D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等
7.(2020?郏县一模)两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体,图示是同一只鸡蛋在两种液体中静止时的情景。图中两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,鸡蛋所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部所受液体压强分别为p甲和p乙,则它们的大小关系是:ρ甲  ρ乙,F甲  F乙,p甲  p乙.(填写“>”“<”或“=”)
8.(2020?东莞市模拟)将适量橡皮泥包裹在吸管下端,制成了一只土密度计,将其分别放入盛有不同液体的甲、乙两个相同的容器中,静止时如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,密度计在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙.从观察到的现象可以判断:F甲  F乙,ρ甲  ρ乙;密度计两次排开液体的重力分别为G甲、G乙,则G甲  G乙.(均选填“<”“=”或“>”)
9.(2020?苏州模拟)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究浮力的大小。
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是  N
(2)由①③④⑤四个步骤可知,发现浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与 
 有关。
(3)比较①④⑦三幅图可得出的结论是 
 
(4)要探究物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,应选取图中 
 (选填图中数字代号)步骤进行对比分析。
(5)探究完浮力大小的影响因素后,同学们想进一步探究浮力的的大小与物体排开液体所受到的重力的关系,进行了如下实验操作。
此实验操作的正确顺序是 
 (用abcd表示),通过分析数据并进行比较发现: 
 (用图中符号G1、G2、G3、G4表示),从而得出结论:浮力的的大小等于物体排开液体所受到的重力。
10.(2020春?无棣县期末)如图甲是建造重庆嘉陵江大桥时使用的起吊装置(图中未画出),钢缆绳拉着实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变,图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图象(取江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)圆柱体A浸没后受到的浮力是多少N?
(2)圆柱体A的密度是多少kg/m3?
(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平且水深度无变化),卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强为多少Pa?
11.(2020?靖江市三模)094型弹道导弹核潜艇是我国正在服役的先进核潜艇,其水上排水量为8000吨,水下排水量为9000吨。
(1)当该潜艇发射一枚鱼雷后,应在水仓中 
 (选填“充水”或“排水”)。
(2)此时潜艇受到的浮力为多少?(海水密度取1.0×103kg/m3)
(3)当该潜艇漂浮时,露出水面的体积为多少立方米?
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1.(2020?西藏)有两根相同的缠有铜丝的木棒,将它们分别放入装有不同液体的两个烧杯中,会竖直立在液体中,静止时液面相平,如图所示。下列说法中正确的是(  )
A.液体的密度大小关系ρ甲>ρ乙
B.木棒在液体中受到的浮力大小关系F甲<F乙
C.容器底部受到液体的压强大小关系p甲=p乙
D.木棒排开液体的质量大小关系m甲=m乙
2.(2020?烟台)三个完全相同的烧杯,分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同液体,将烧杯放在同一个水槽中,静止时如图所示。则下列说法正确的是(  )
A.三个烧杯所受浮力相等
B.乙液体的密度最大
C.丙液体的密度比水大
D.三种液体的密度相等
3.(2020?大连)如图所示,两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲,乙两种不同的液体。a、b是体积相等的两个小球,a球漂浮在液面上,b球沉没在容器底。甲液面高于乙液面,且两种液体对容器底的压强相等。则(  )
A.两种液体的密度ρ甲=ρ乙
B.两种液体的质量m甲=m乙
C.两个小球所受的重力Ga>Gb
D.两个小球所受的浮力Fa<Fb
4.(2020?鄂州)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两球位置如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是(  )
A.两小球所受浮力FA<FB
B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
5.(2020?常州)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则(  )
A.F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙
B.F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C.F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙
D.F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
6.(2020?南通)在综合实践活动中,小明制作了一只长12cm,宽5cm的小纸船,如图甲。图乙是按图甲所示箭头方向观察到的船的主视图。现让纸船漂浮在水面上,向船内轻轻放入目前我们常用的一元硬币,估测纸船最多能承载的硬币数目最接近于(  )
A.15枚
B.35枚
C.55枚
D.75枚
7.(2020?宿迁)小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B.密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大
C.密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大
D.适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
8.(2020?郴州)如图所示是甲、乙两种物质的m﹣V图象,用这两种物质按一定比例混合制成实心小球,并将其放入水中。下列分析正确的是(  )
A.若甲、乙物质质量相等,则实心小球将沉入水底
B.若甲、乙物质体积相等,则实心小球静止时漂浮于水面
C.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为5:3
D.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质质量比为3:2
9.(2020?西藏)在“测量物体浸没在液体中所受的浮力”实验中,某同学在弹簧测力计下悬挂一个物块,静止时弹簧测力计的示数F1=2.2N,再将物体浸没在酒精中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.4N,如图所示,则物体在酒精中受到的浮力是  N,物体的体积是 
 m3.(酒精的密度为0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
10.(2020?沈阳)人们在端午节会吃粽子,康康把粽子放入盛有适量水的锅中,发现粽子完全浸入水中且沉在锅底,这说明粽子的密度  水的密度,此时粽子对锅底的压力  粽子受到的重力
(以上均选填“大于”、“等于”或“小于”),若粽子的体积为150cm3,则它受到的浮力为  N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
11.(2020?乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是  N;
(2)通过  两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 
 的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图象,则该液体的密度为 
 kg/m3。
12.(2020?呼和浩特)2020年6月20日,我国自主设计和建造的“海斗号”载人潜水器,成功下潜到太平洋“马里亚纳海沟”10000米深处。创造了载人潜水器海水深潜的世界纪录。潜水器由双层船壳构成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金作主材,潜水器在上浮和下潜时,其体积是一定的。潜水器近似可以看做长方体,其规格:长9m、宽3m、高3.4m。该潜水器悬浮在海水中时总质量为25t。(海面大气压1.0×105Pa)。
(1)假设海水密度不随深度变化,质量不变的潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力 
 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)“海斗”悬浮在海水中,求所受到的浮力;
(3)载人潜水器在10000米深处,其上表面受到的压力约为2.78×109N,求海水的密度。
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24第十三章
浮力
解析卷
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■考点一 浮力
1、浸在液体中的物体受到向上的力,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)这个力叫做浮力。浮力的方向总是竖直向上。浮力的施力物体是液体。浮力的产生原因是因为物体浸没在液体中时,上、下两个表面在液体中的深度不同,从而上、下两个表面受到液体的压强就不同,受到的压力也不同,且下表面受到液体的压力大于上表面受到的压力,这两个压力之差就是浮力。
2、物体在液体的中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体密度有关。物体浸在液体中有体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
■考点二 阿基米德原理
3、浸在液体中的物体受到向上的浮力,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,这就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是:F浮=G排=m排g=ρV排g。阿基米德原理既适用于液体,也适用于气体。
■考点三 物体的浮沉条件及应用
4、物体的浮沉条件是:浮力大于重力时,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)物体上浮,静止时将漂浮在液面上;浮力等于重力时,物体受力平衡,物体可以悬浮在液体内(即物体就可以停留在液体中的任何深度);浮力小于重力时,物体下沉,静止时沉入液体底部。
5、浸没在液体中的物体,
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)如果它的密度小于液体的密度,物体上浮;如果它的密度等于液体的密度,物体可以悬浮有液体内;如果它的密度大于液体的密度,物体下沉。盐水选种就是根据这个原理,让密度大的饱满种子下沉,不饱满的种子漂浮。
6、漂浮在液面上的物体,受到的重力
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)和浮力是一对平衡力,所以浮力的大小等于重力的大小。密度计就是利用漂浮条件来工作的,密度计要不同的液体中所受的浮力是不变的。
7、轮船用钢铁做成空心的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?),从而增大排水量,不仅使轮船能漂浮在水面上,还能承载很多货物,轮船在不同的液体(河水或海水)中受到的浮力是相等的;和潜水艇是通过改变水舱内水的多少(改变潜水艇所受重力的大小)来实现上浮和下沉的;气球和飞艇的气囊里充的是密度小于空气的气体,它是靠改变所受到的浮力的大小,来实现上浮和下沉的。
■易错提示
1、影响浮力大小的因素是物体排开液体的体积和液体的密度,而跟物体在液体中的深度无关。
2、物体浮沉条件的应用。
3、同一物体漂浮在不同液体中,所受到的浮力相同。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
■考点1:浮力
◇典例1:(2020春?江岸区期末)如图所示的四个情景,没有受到浮力的物体是(  )
A.沉底的鸡蛋
B.遨游的“天宫一号”
C.飘在空中的热气球
D.能承载重物的橡皮泥船
答:B
解:A、沉底的鸡蛋在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,故A不符合题意;
B、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,故B符合题意;
C、空中上升的热气球能上升,是因为其受到空气的浮力,故C不符合题意;
D、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,橡皮泥船受到水的向上托起的力,即受到浮力,故D不符合题意。
◆变式训练
1.1(2020?房山区二模)下列说法中正确的是(  )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小就是液体对物体压力的合力
C.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力大小只与液体的密度有关
D.悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力是一对相互作用力
答:B
解:A、阿基米德原理既适用于液体又适用于气体,因此浸在液体或气体中的物体都受浮力,故A错误;
B、浸在液体中的物体受到各个方向的压力,由于上下表面存在高度差,因此只有受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消,即上下表面的压力差等于浮力,故此浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力,故B正确;
C、浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,故C错误;
D、悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力符合二力平衡的条件,因此是一对平衡力,故D错误。
1.2(2020春?江岸区期中)如图所示,边长为a,重力为G的正方体物块悬浮在水中,水的密度为ρ水,水对正方体上表面的压力为F1,水对正方体下表面的压力为F2,正方体上表面到水面的距离为h1,下列表达式中错误的是(  )
A.对正方体受力分析得出F浮+F2=G+F1
B.水对正方体下表面的压力F2=G+F1
C.正方体受到的浮力F浮=ρ水ga3
D.水对正方体下表面的压力F2=ρ水ga2(h1+a)
答:A
解:A、重力为G的正方体物块悬浮在水中,物体悬浮时,浮力等于重力,即F浮=G,
浮力产生的原因是上下表面受到的压力差;即F浮=G=F2﹣F1,故A错误;
B、由G=F2﹣F1,可得,水对正方体下表面的压力,F2=G+F1,故B正确;
C、正方体边长为a,体积V=a3,因为浸没悬浮,V排=V=a3,
根据阿基米德原理可求得正方体受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水ga3,故C正确;
D、水对正方体下表面的压强p=ρgh=ρ水g(h1+a)
由p=可得,水对正方体下表面的压力F2=pS=ρ水g(h1+a)×a2,故D正确。
■考点2:阿基米德原理
◇典例1:(2020?玄武区二模)如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,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浮力和该物体的密度分别为(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)(  )
A.9N,0.75×103kg/m3
B.9N,0.8×103kg/m3
C.8N,0.75×103kg/m3
D.8N,0.8×103kg/m3
答:A
解:(1)当物体的体积浸入水中时,则排开水的体积为:V排=V,弹簧测力计示数为5N,
根据称重法可知:F浮=G﹣F,
即:ρ水gV排=G﹣F,
所以,ρ水g×V=G﹣5N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,同理有:
ρ水g×V=G﹣3N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
由①﹣②得:ρ水gV=12N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
将③代入①得:
G=ρ水g×V+5N=×12N+5N=9N;
由③知,物体浸没受到的浮力为12N>9N,由物体的浮沉条件,将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时处于漂浮状态,由漂浮的特点,物体所受浮力是:
F=G=9N;
(2)由③得物体的体积:
V=;
该物体的密度为:
ρ====ρ水=×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3。
◆变式训练
2.1(2020?越秀区校级二模)水平面上有两个相同的溢水杯,分别装满不同的液体,将同一个小球A分别放入溢水杯中静止时(如图所示),从甲杯中溢出了0.6N的液体,从乙杯中溢出了0.4N的液体。下列说法不正确的是(  )
A.小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球A的重力等于0.6N,在乙杯中受到的浮力等于0.4N
C.甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
D.小球A放入前,液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
答:D
解:A、根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力大小等于其排开液体的重力,由于甲杯中溢出的液体重力是0.6N,乙杯中溢出的液体重力是0.4N,故小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力,故A正确;
B.根据物体在液体中的沉浮条件可知,小球A在甲杯中漂浮,其重力等于浮力,即0.6N,在乙杯中沉底,受到的浮力等于0.4N,故B正确;
C.根据物体在液体中的沉浮条件可知,物体在乙液体中沉底,则物体密度大于液体乙的密度,而物体在甲液体中漂浮,则物体的密度小于液体甲的密度,故甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度,故C正确;
D.根据液体压强公式p=ρgh知,小球A放入前,两个相同的溢水杯液位高度相同,因为甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度,故液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故D错误。
2.2(2020秋?重庆月考)小明有一立方体金属块,他将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,在将金属块缓慢从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计读数F随提起高度h变化的图象,如图乙所示(不考虑液面的变化),则(  )
A.金属块密度为4.4×103kg/m3
B.桶内液体密度为2.5g/cm3
C.正方体提出水面过程中,容器对桌面的压强是不变
D.正方体上表面接触液面至完全拉出的过程,正方体移动8cm
答:A
解:A.当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即在4cm以上,从图可知,该金属块重力为:G=F拉=0.35N。
根据G=mg可知金属块的质量为:m===0.035kg;
由图乙知,测力计拉力F从2~4cm过程中逐渐变小,故可知正方体金属块的边长为:
L=4cm﹣2cm=2cm,
正方体金属块的体积:
V金=L3=(2cm)3=8cm3=8×10﹣6m3;
金属块的密度:
ρ金==≈4.4×103kg/m3;故A正确;
B.由图乙知,金属块浸没在液体中时,F拉′=0.25N,
根据称重法可知,物体浸没在液体中受到的浮力:
F浮=G﹣F拉′=0.35N﹣0.25N=0.1N,
则根据F浮=ρ液gV排可得:
桶内液体密度ρ液===1.25×103kg/m3=1.25g/cm3;故B错误;
C.正方体提出水面过程中,浮力减小,对水的压力减小,容器对桌面的压力减小,压强也减小,故C错误;
D.正方体上表面接触液面至完全拉出的过程,正方体移动的距离为自身的边长,也就是2cm,故D错误.
■考点3:物体的浮沉条件及其应用
◇典例1:(2020秋?奉贤区期中)鸡蛋放人盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图所示向杯中加盐,使鸡蛋慢慢上浮直至漂浮在液面上。在此过程中,关于鸡蛋受到的浮力大小,下列说法正确的是(  )
A.始终保持不变
B.始终变小
C.先不变,后变大
D.先变大,后不变
答:D
解:同一只鸡蛋的重力不变,向杯中加盐,液体的密度变大,鸡蛋慢慢上浮,鸡蛋排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排鸡蛋受到的浮力变大,鸡蛋慢慢上浮直至漂浮在液面上时,所受的浮力等于鸡蛋的重力,在整个过程中,鸡蛋所受的浮力先变大,后不变,故D正确.
◇典例2:(2020?东平县一模)两个相同的烧杯中装有不同的液体,把质量相等的甲,乙两球分别轻轻放入A.B两杯液体中,静止时处于如图所示状态。甲,乙排开液体的重力相等,则下列说法正确的是(  )
①甲球所受浮力更大
②两球所受浮力一样大
③A杯中液体密度小于B杯中液体密度
④甲球对容器底的压力小于乙球对容器底的压力
A.只有①③正确
B.只有①④正确
C.只有②④正确
D.只有②③正确
答:D
解:
①②根据阿基米德原理可知:F浮A=GA排,F浮B=GB排,已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮A=F浮B,故①错误,②正确;
③由于浮力相同,则:F浮A=ρAgV排A=F浮B=ρBgV排B,由于A的体积大于B的体积,则A的液体的密度要小于B的液体的密度;故③正确;
④甲乙的质量是相同的,重力相同;甲乙都受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的浮力;由于甲乙受到的浮力相同,则支持力相同,根据力的相互性可知,甲乙对容器底部的压力是相同的,故④错误。
◆变式训练
3.1
(2020?海东市三模)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是(  )
A.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
答:A
解:由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;
AD、由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故D错误;
因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,根据p=可知,压强也是相同的,故A正确;
B、由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,
则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,
由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;
由于正方体A、B、C的体积相同,
所以根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρA<ρB<ρC,故B错误;
C、正方体静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,根据F=pS知,容器底部受到水的压力大小关系为F甲=F乙=F丙,故C错误。
3.2(2020?阳信县一模)如图1所示,测量液体密度的仪器叫做密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值。图2和图3是自制的一支简易密度计(在木棒的一端缠绕一些铜丝做成),先后被放入盛有不同液体的两个烧杯中。下列说法正确的是(  )
A.密度计的工作原理是
B.密度计在图2中受到的浮力大于图3中受到的浮力
C.图2与图3中液体对密度计下表面的压强相等
D.图2中液体的密度比图3中液体的密度大
答:C
解:A、密度计的设计利用了物体的浮沉条件,故A错误;
BC、同一支密度计放在2、3两种液体中都漂浮,则F浮2=F浮3=G,即:密度计在2、3两种液体中受到的浮力都等于密度计的重力G,故B错误;
因密度计漂浮,则由浮力产生的原因可得F浮=F向上=pS,
所以,2、3两杯中液体对密度计下表面的压强相等,故C正确;
D、由图知密度计排开液体的体积V排2>V排3,且F浮2=F浮3,
根据F浮=ρ液V排g可得ρ液=,则ρ2<ρ3,则D错误。
3.3(2020?邵阳县一模)一个飞艇充入气体后的总质量是1.5t,体积为1500m3,已知空气密度为1.29kg/m3,当飞艇悬浮在空中时,如果g=10N/kg,则下列说法正确的是(  )
A.飞艇最多能装1935kg货物
B.飞艇与飞机的起飞原理一样
C.飞艇内充入气体的密度比空气密度大
D.飞艇悬浮时F浮=G货+G艇
答:D
解:
(1)飞艇在空气中所受浮力为:
F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3×1500m3×10N/kg=19350N,
因为在空中悬浮,
所以F浮=G飞艇+G货
所以G货=F浮﹣G飞艇=19350N﹣1500kg×10N/kg=4350N。
G=mg可知,m===435kg;故A错误,D正确;
(2)飞艇是利用浮力升空的,飞机起飞是利用了流体压强与流速的关系,二者的原理不同,故B错误;
(3)飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小,体积相等时,重力小于浮力,故C错误。
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1.(2020?硚口区二模)下列几幅图片中关于压强、浮力的分析:这些说法正确的是(  )
①甲图是鸡蛋在浓盐水中静止时的情况,若往浓盐水中再加一些盐鸡蛋再次静止后所受浮力与原来相等
②乙图是我国海军的潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程,潜水艇在悬浮和漂浮时所受的浮力不相等
③将一木棒下端缠一些铜丝制成的简易密度计分别放入甲乙两溶液中,静止时液面相平如图丙,甲溶液对密度计底部的压强等于乙溶液对密度计底部的压强
④若把丙图中密度计在乙液体的液面以上部分的截掉后,剩余部分一定在乙液体中漂浮
A.②④
B.①②③
C.①②③④
D.①④
答:C
解:①甲图中的鸡蛋在盐水中处于悬浮状态,说明鸡蛋受到的浮力等于自身重力;再向盐水中撒盐,盐水的密度增大,鸡蛋会上浮最终漂浮,鸡蛋在漂浮时受到的浮力仍然等于其重力,故①正确;
②由图可知,潜水艇在海中悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,潜艇悬浮时所受浮力大,即F悬浮>F漂浮,故②正确;
③同一密度计在不同的液体中都处于漂浮状态,浮力都等于密度计的重力,密度计的重力相等,所以浮力也相等,由于浮力相等,浮力等于密度计下表面与上表面受到的压力差,而两只密度计上表面受到的压力均为0,所以,下表面,即密度计的底部在甲、乙两种液体中受到的压力相等,密度计的底面积一定,根据p=可知,密度计的底部在甲杯中受到的液体压强等于在乙杯中受到的液体压强,故③正确;
④开始时密度计处于漂浮状态,浮力等于重力,将液面以上部分的截掉后,重力减小,浮力大于重力,密度计上浮最终处于漂浮状态,此时所受浮力等于剩余部分的总重力,故④正确。
综合分析①②③④都正确。
2.(2020?北碚区校级模拟)在国内很多地方,正月十五都要吃汤圆。煮汤圆,人们常用“生沉熟浮”来判断汤圆是否煮熟,完整的汤圆煮熟后会漂起来的原因是(  )
A.汤圆的重力减小了
B.汤圆的重力不变,浮力增大
C.汤圆的重力和浮力都增大了
D.汤圆的重力和浮力都减小了
答:B
解:汤圆在水中煮的时候,质量不变,则重力不变,因为汤圆受热膨胀,体积增大,根据F浮=ρgV排知,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来,故B正确,ACD错误。
3.(2020?科右前旗一模)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是(  )
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
答:D
解:
A、由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故A错误;
B、由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;
由于正方体A、B、C的体积相同,所以根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρA<ρB<ρC,故B错误;
C、正方体静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,根据F=pS可知,受到的压力也是相同的,故C错误;
D、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,根据p=可知,压强也是相同的,故D正确。
4.(2020?金牛区模拟)如图所示,鸡蛋在盐水中漂浮。向盐水中缓慢加入清水,鸡蛋将(  )
A.上浮一些,浮力减小
B.上浮一些,浮力保持不变
C.下沉一些,浸没之前鸡蛋所受浮力不变
D.下沉一些,浸没之后继续加水,鸡蛋所受浮力不变
答:C
解:ABC、鸡蛋在盐水中漂浮时,鸡蛋密度小于盐水密度;向盐水中缓慢加入清水,盐水密度减小,没有浸没盐水之前是漂浮状态,受到的浮力等于鸡蛋的重力,鸡蛋重力不变,所以受到的浮力不变。由F浮=ρ液gV排知,排开盐水的体积增大,也就是鸡蛋会下沉一些。故AB错误,C正确;
D、继续加入清水,盐水密度小于鸡蛋密度时,鸡蛋完全浸没。当鸡蛋浸没水后,继续加水鸡蛋排开水的体积不变,但随着盐水密度减小,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐变小。故D错误。
5.(2020?西宁模拟)如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是(  )
A.a容器盛的是乙液体,b容器盛的是甲液体
B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等
D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强相等
答:D
解:
A、由图象可知,体积V相同时,甲的质量大于乙的质量,则根据ρ=可知:ρ甲>ρ乙;
相同木块在a、b中都处于漂浮,则所受浮力F浮a=F浮b=G木,
根据F浮=ρ液gV排可得:ρagV排a=ρbgV排b;
由图可知:V排a<V排b;所以,ρa>ρb;
所以,由此可知:a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,故A错误;
B、因F浮a=F浮b,所以由阿基米德原理可知:G排a=G排b,则:m排a=m排b,故B错误;
C、由于两容器中液面相平,且ρa>ρb,根据p=ρ液gh可知,a容器底部受到液体的压强大,故C错误;
D、木块在a、b两容器中都处于漂浮,根据浮力产生的原因可知木块下表面受到液体的压力:Fa下=F浮a,Fb下=F浮b,则Fa下=Fb下;
由于两个木块相同,则底面积相同,根据p=可知:pa下=pb下,故D正确。
6.(2020?包河区一模)将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的(  )
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等
D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等
答:A
解:长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;
而长方体物块上下表面受到水的压强差:△p=,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。
综合上述分析可知,选项BCD错误,A正确。
7.(2020?郏县一模)两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体,图示是同一只鸡蛋在两种液体中静止时的情景。图中两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,鸡蛋所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部所受液体压强分别为p甲和p乙,则它们的大小关系是:ρ甲  ρ乙,F甲  F乙,p甲  p乙.(填写“>”“<”或“=”)
答:<;=;<
解:
(1)由图知:鸡蛋在甲液体中悬浮,说明ρ甲=ρ;鸡蛋在乙液体中漂浮,说明ρ乙>ρ.所以ρ甲<ρ乙;
(2)鸡蛋在甲液体中悬浮,则F甲=G;鸡蛋在乙液体中漂浮,则F乙=G.所以,F甲=F乙;
(3)由于甲、乙两种液体的体积相等,且液体的密度以ρ甲<ρ乙,根据G=ρVg可知液体的重力:G甲<G乙;
由于是圆柱形容器中,则容器底部所受液体压力:F甲′=G甲+G,F乙′=G乙+G,所以,F甲′<F乙′;
由于圆柱形容器是相同的,则容器的底面积相同,根据p=可知容器底部所受液体压强:p甲<p乙。
8.(2020?东莞市模拟)将适量橡皮泥包裹在吸管下端,制成了一只土密度计,将其分别放入盛有不同液体的甲、乙两个相同的容器中,静止时如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,密度计在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙.从观察到的现象可以判断:F甲  F乙,ρ甲  ρ乙;密度计两次排开液体的重力分别为G甲、G乙,则G甲  G乙.(均选填“<”“=”或“>”)
答:=;<;=
解:由于密度计漂浮,则有:F浮=G,所以,密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,即F甲=F乙;由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排,根据F浮=ρ液gV排可知,液体的密度:ρ甲<ρ乙;浮力相等,由阿基米德原理F浮=G排知,密度计两次排开液体的重力:G甲=G乙。
9.(2020?苏州模拟)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究浮力的大小。
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是  N
(2)由①③④⑤四个步骤可知,发现浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与 
 有关。
(3)比较①④⑦三幅图可得出的结论是 
 
(4)要探究物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,应选取图中 
 (选填图中数字代号)步骤进行对比分析。
(5)探究完浮力大小的影响因素后,同学们想进一步探究浮力的的大小与物体排开液体所受到的重力的关系,进行了如下实验操作。
此实验操作的正确顺序是 
 (用abcd表示),通过分析数据并进行比较发现: 
 (用图中符号G1、G2、G3、G4表示),从而得出结论:浮力的的大小等于物体排开液体所受到的重力。
答:(1)1.2;(2)物体排开的液体体积;(3)浮力大小与液体密度有关;(4)①②④⑥;(5)dabc;G1﹣G2=G3﹣G4
解:(1)由①和⑦可知,铜块浸没在水中时受到的浮力F浮水=G﹣F=9N﹣7.8N=1.2N,
(2)由图③④,物体在水中的深度变大,弹簧测力计的示数变小,根据F浮=G﹣F,物体受到的浮力变大,因没有控制排开液体的体积相等,因此不能得出浮力大小与深度有关的结论。物体在水中的深度变大的同时,排开液体的体积变大,则说明了物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
由图④⑤可知,物体浸没后,物体排开液体的体积不变,弹簧测力计的示数相同,物体受到浮力大小相同,则说明浸没在液体中的物体浮力大小与物体的深度无关。
综上,物体受到的浮力的大小与物体排开的液体体积有关。
(3)比较①④⑦三幅图可知,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,由此可知,浮力大小与液体密度有关;
(4)要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,要控制物体排开液体的体积和液体的密度相同。
他应选取图中①②④⑥等步骤进行对比分析;
根据称重法,铜块所受到的浮力:
F铜=G铜﹣F1=9N﹣8N=1N,
铁块所受浮力为:
F铝=G铝﹣F2=2.8N﹣1.8N=1N,
由此可以得出:物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
(5)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出其重力,所以合理的实验顺序为dabc;通过分析数据并进行比较发现浮力F浮=G1﹣G2=2N﹣1.5N=0.5N,
排开液体的重力G排=G3﹣G4=1N﹣0.5N=0.5N,
即G1﹣G2=G3﹣G4,从而得出结论:浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。
10.(2020春?无棣县期末)如图甲是建造重庆嘉陵江大桥时使用的起吊装置(图中未画出),钢缆绳拉着实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变,图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图象(取江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)圆柱体A浸没后受到的浮力是多少N?
(2)圆柱体A的密度是多少kg/m3?
(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平且水深度无变化),卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强为多少Pa?
答:(1)石料受的浮力为2×104N,(2)圆柱体A的密度是1.5×103kg∕m3;(3)圆柱体A对江底的压强为5×103Pa。
解:
(1)由题知,实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变。
由图象知,前10s钢绳的拉力不变,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N,
中间10﹣15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没的过程,
由图象可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,
则圆柱体A浸没后受到的浮力:F浮=G﹣F′=3×104N﹣1×104N=2×104N;
(2)由F浮=ρ水gV排得,圆柱体A的体积:
V=V排===2m3,
则圆柱体A的密度:
ρ====1.5×103kg∕m3;
(3)A下降到江底卸下钢缆绳后,此时A受到平衡力作用,
圆柱体A对江底的压力:
F=G﹣F浮=3×104N﹣2×104N=1×104N;
根据V=Sh可得,物体A的底面积:
S====2m2,
卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强:
p===5×103Pa。
答:(1)石料受的浮力为2×104N,
(2)圆柱体A的密度是1.5×103kg∕m3;
(3)圆柱体A对江底的压强为5×103Pa。
11.(2020?靖江市三模)094型弹道导弹核潜艇是我国正在服役的先进核潜艇,其水上排水量为8000吨,水下排水量为9000吨。
(1)当该潜艇发射一枚鱼雷后,应在水仓中 
 (选填“充水”或“排水”)。
(2)此时潜艇受到的浮力为多少?(海水密度取1.0×103kg/m3)
(3)当该潜艇漂浮时,露出水面的体积为多少立方米?
答:(1)充水;(2)此时潜艇受到的浮力为9×107N;(3)当该潜艇漂浮时,露出水面的体积为1000m3
解:
(1)当该潜艇发射一枚鱼雷后,自重减小;由于潜艇的体积不变、浸没时排开水的体积不变,其受到的浮力不变;应在水仓中充水增大潜艇的自重,使得浮力等于自重,才能继续在水下航行;
(2)此时(水下)潜艇受到的浮力:
F浮=G排水下=m排水下g=9000×103kg×10N/kg=9×107N;
(3)由F浮=ρ水V排g可得潜艇的体积:
V=V排===9000m3,
当该潜艇漂浮时,受到的浮力:
F浮′=G排水上=m排水上g=8000×103kg×10N/kg=8×107N,
由F浮=ρ水V排g可得潜艇漂浮时排开水的体积:
V排′===8000m3,
则当该潜艇漂浮时,露出水面的体积:
V露=V﹣V排′=9000m3﹣8000m3=1000m3。
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1.(2020?西藏)有两根相同的缠有铜丝的木棒,将它们分别放入装有不同液体的两个烧杯中,会竖直立在液体中,静止时液面相平,如图所示。下列说法中正确的是(  )
A.液体的密度大小关系ρ甲>ρ乙
B.木棒在液体中受到的浮力大小关系F甲<F乙
C.容器底部受到液体的压强大小关系p甲=p乙
D.木棒排开液体的质量大小关系m甲=m乙
答:D
解:ABD、由图可知,密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,F浮=G密,两个密度计完全相同,则重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;即F甲=F乙,根据阿基米德原理F浮=G排知,排开液体的重力相等,根据G=mg知排开液体的质量也相等,故B错误,D正确;
由图知,甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙,故A错误;
C、因ρ甲<ρ乙,液面高度相同,根据p=ρgh可知,两个容器底部所受液体的压强p甲<p乙,故C错误。
2.(2020?烟台)三个完全相同的烧杯,分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同液体,将烧杯放在同一个水槽中,静止时如图所示。则下列说法正确的是(  )
A.三个烧杯所受浮力相等
B.乙液体的密度最大
C.丙液体的密度比水大
D.三种液体的密度相等
答:B
解:
A、由图可知:V甲排<V丙排<V乙排;由F浮=ρgV排可知:烧杯所受的浮力:F乙>F丙>F甲,故A错误;
BD、根据F浮=G可知:烧杯与液体的总重力:G乙>G丙>G甲,由于烧杯相同,所以三种液体的重力关系:G乙液>G丙液>G甲液,
由G=mg可知,液体的质量关系:m乙液>m丙液>m甲液,
由于三种液体的体积相同,由ρ=可得,ρ乙液>ρ丙液>ρ甲液,故B正确,D错误;
C、对丙进行受力分析可知:F浮=G杯+G丙液
由F浮=ρgV排、G=mg和ρ=可得:ρ水gV排=ρ杯gV杯+ρ丙液gV丙液
ρ水gV杯浸没+ρ水gV丙液=ρ杯gV杯+ρ丙液gV丙液
因为ρ杯>ρ水,所以ρ水gV杯浸没<ρ杯gV杯,ρ水gV丙液>ρ丙液gV丙液,即ρ水>ρ丙液,故C错误。
3.(2020?大连)如图所示,两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲,乙两种不同的液体。a、b是体积相等的两个小球,a球漂浮在液面上,b球沉没在容器底。甲液面高于乙液面,且两种液体对容器底的压强相等。则(  )
A.两种液体的密度ρ甲=ρ乙
B.两种液体的质量m甲=m乙
C.两个小球所受的重力Ga>Gb
D.两个小球所受的浮力Fa<Fb
答:D
解:A、两种液体对容器底的压强相等,根据p=ρgh,因为h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙,故A错误。
B、两种液体对容器底的压强相等,受力面积相等,根据F=pS得,所以甲和乙两种液体对容器底的压力相等,
即F甲=F乙,所以G甲+Ga排=G乙+Gb排,
由于ρ甲<ρ乙,Va排<Vb排,
所以ρ甲Va排<ρ乙Vb排,
所以,Ga排<Gb排,
故G甲>G乙,
m甲>m乙,故B错误。
CD、a漂浮在甲液面上,Ga=Fa,b在乙液体中沉底,Gb>Fb,又因为F浮=ρ液gV排,乙液体密度大,b排开乙液体体积大,所以乙受到的浮力大于甲受到的浮力,即Fb>Fa,所以Gb>Ga,故C错误,D正确。
4.(2020?鄂州)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两球位置如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是(  )
A.两小球所受浮力FA<FB
B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
答:D
解:
A.由图知,A球在甲液体中漂浮,B球在乙液体中悬浮,且两个完全相同的小球A、B的重力相同,由浮沉条件可知此时两球所受浮力都等于各自的重力,则两小球所受浮力FA=FB=G球,故A错误;
B.A球在甲液体中漂浮,则ρA<ρ甲;B球在乙液体中悬浮,则ρB=ρ乙,由于小球AB完全相同,即ρA=ρB,则有ρ甲>ρ乙,故B错误;
C.因甲液体的密度大于乙液体的密度,且深度相同,则根据公式
p=ρgh可知,两种液体对容器底部的压强p甲>p乙,故C错误;
D.由C选项可知液体对容器底部的压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由公式
F=pS
可知,两种液体对容器底部的压力F甲>F乙,故D正确。
5.(2020?常州)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则(  )
A.F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙
B.F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C.F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙
D.F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
答:C
解:由于饮料瓶漂浮,则F浮=G,所以,饮料瓶在两种液体中受到的浮力相等,都等于饮料瓶受到的重力G,即F浮甲=F浮乙=G,
由图知,饮料瓶排开液体的体积:V甲排<V乙排,根据F浮=ρ液gV排可知液体的密度:ρ甲>ρ乙。
6.(2020?南通)在综合实践活动中,小明制作了一只长12cm,宽5cm的小纸船,如图甲。图乙是按图甲所示箭头方向观察到的船的主视图。现让纸船漂浮在水面上,向船内轻轻放入目前我们常用的一元硬币,估测纸船最多能承载的硬币数目最接近于(  )
A.15枚
B.35枚
C.55枚
D.75枚
答:C
解:
由题意及图乙可知,纸船的高(船深)约6cm左右,则纸船最大的V排=12cm×5cm×6cm=360cm3;
由阿基米德原理得,纸船受到的最大浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.6×10﹣4m3=3.6N;
目前常用的一元硬币重力约为0.06174N,则纸船最多能承载硬币数目约为n=≈58枚。故55枚是最接近答案的选项。
7.(2020?宿迁)小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B.密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大
C.密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大
D.适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
答:C
解:
A、同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮,则F浮甲=F浮乙=G,即浮力是相同的,故A错误;
B、密度计浸入液体的深度越小,说明液体的密度越大,即密度计越靠近上方的刻度,其相应的密度数值越小,故B错误;
C、由图可知,密度计在乙液体中排开的液体的体积小,根据ρ液=可知,乙液体的密度大,深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯中液体对容器底的压强更大,故C正确;
D、因为密度计漂浮在液体中,则F浮=G,即ρ液gSh=G,则△V=sh,增大该密度计两条刻度线之间的距离,即△V变大,h变大,具体做法是:可适当增大配重或用更细的吸管,故D错误.
8.(2020?郴州)如图所示是甲、乙两种物质的m﹣V图象,用这两种物质按一定比例混合制成实心小球,并将其放入水中。下列分析正确的是(  )
A.若甲、乙物质质量相等,则实心小球将沉入水底
B.若甲、乙物质体积相等,则实心小球静止时漂浮于水面
C.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为5:3
D.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质质量比为3:2
答:D
解:
A、由图象可知,当m甲=300g,V甲=200cm3,
m乙=200g时,V乙=300cm3,
则甲、乙两种物质的密度分别为:
ρ甲===1.5g/cm3,同理,ρ乙=g/cm3,
若甲、乙物质质量相等(为m),
甲的体积为:V1=;
乙的体积为V2=,
混合制成实心小球的平均密度:
ρ======≈0.92g/cm3<1.0g/cm3;
由物体的浮沉条件,若甲、乙物质质量相等,则实心小球将上浮,最后漂浮在水面上,A错误;
B、若甲、乙物质体积相等(为V),
甲的质量:
m1=ρ甲V;
乙的质量:
m2=ρ乙V,
实心的平均密度:
ρ′===≈1.08g/cm3>1.0g/cm3;
由物体的浮沉条件,若甲、乙物质体积相等,则实心小球将下沉,最后沉在水底;B错误;
C、设甲的体积与总体积之比为x、乙物质与总体积之比为1﹣x,
小球的平均密度:
ρ0===ρ甲x+ρ乙(1﹣x),
实心小球悬浮在水中,根据浮沉条件小球的平均密度等于水的密度,
即ρ甲x+ρ乙(1﹣x)=1.5g/cm3×x+g/cm3×(1﹣x)=1.0g/cm3;
x=40%,
即甲的体积与总体积之比为40%,乙物质与总体积之比为1﹣40%=60%,
若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为:
40%:60%=2:3,C错误;
D、设甲物质质量占总质量的比为n,则乙占总质量之比(1﹣n),根据密度公式,小球的平均密度:
ρ″===,
根据悬浮的条件:=1.0g/cm3;
将ρ甲=1.5g/cm3和ρ乙=g/cm3代入上式得:
甲物质质量占总质量的比:n=60%;
乙物质质量占总质量的比:1﹣n=1﹣60%=40%,
则甲、乙物质质量比为:
60%:40%=3:2,D正确。
9.(2020?西藏)在“测量物体浸没在液体中所受的浮力”实验中,某同学在弹簧测力计下悬挂一个物块,静止时弹簧测力计的示数F1=2.2N,再将物体浸没在酒精中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.4N,如图所示,则物体在酒精中受到的浮力是  N,物体的体积是 
 m3.(酒精的密度为0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
答:0.8;1×10﹣4
解:(1)根据称重法,可知物体在酒精中受到的浮力是:F浮=F1﹣F2=2.2N﹣1.4N=0.8N;
(2)由F浮=ρ酒精gV排可得,物体的体积:V=V排===1×10﹣4m3。
10(2020?沈阳)人们在端午节会吃粽子,康康把粽子放入盛有适量水的锅中,发现粽子完全浸入水中且沉在锅底,这说明粽子的密度  水的密度,此时粽子对锅底的压力  粽子受到的重力
(以上均选填“大于”、“等于”或“小于”),若粽子的体积为150cm3,则它受到的浮力为  N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
答:大于;小于;1.5
解:
(1)物体在水中下沉,说明此时粽子的密度大于水的密度;此时物体所受浮力小于物体的重力,
粽子沉在水底时,受到浮力的作用,所以对底部的压力小于重力;
(2)粽子受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×150×10﹣6m3×10N/kg=1.5N。
11.(2020?乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是  N;
(2)通过  两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 
 的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图象,则该液体的密度为 
 kg/m3。
答:(1)0.5;(2)c、d;(3)液体密度;(4)0.8×103
解:
(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,物体浸没在水中所受的浮力为:F浮水=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N;
(2)研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法,需要控制排开液体的密度和体积相同,所以应该对比cd;
(3)由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)实验步骤c中,物体受到的浮力为:F浮c=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N;
实验步骤e中,物体受到的浮力为:F浮e=G﹣Fe=2N﹣1.6N=0.4N;
因物体均浸没,所以V排水=V排液;
根据阿基米德原理可知:=;
所以该液体的密度为:
ρ液=×ρ水=×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3。
12.(2020?呼和浩特)2020年6月20日,我国自主设计和建造的“海斗号”载人潜水器,成功下潜到太平洋“马里亚纳海沟”10000米深处。创造了载人潜水器海水深潜的世界纪录。潜水器由双层船壳构成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金作主材,潜水器在上浮和下潜时,其体积是一定的。潜水器近似可以看做长方体,其规格:长9m、宽3m、高3.4m。该潜水器悬浮在海水中时总质量为25t。(海面大气压1.0×105Pa)。
(1)假设海水密度不随深度变化,质量不变的潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力 
 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)“海斗”悬浮在海水中,求所受到的浮力;
(3)载人潜水器在10000米深处,其上表面受到的压力约为2.78×109N,求海水的密度。
答:(1)不变;(2)“海斗”悬浮在海水中,所受到的浮力为2.5×105N;(3)海水的密度为1.0286×103kg/m3
解:
(1)潜水器在上浮且未浮出水面过程中,排开水的体积不变,水的密度不变,由F浮=ρ水V排g可知潜水器受到的浮力不变;
(2)该潜水器悬浮在海水中时受到的浮力:
F浮=G=mg=25×103kg×10N/kg=2.5×105N;
(3)潜水器上表面面积:
S=9m×3m=27m2,
上表面受到的压力F=2.78×109N,
上表面受到的压强:
p==≈1.0296×108Pa,
海水产生的压强:
p海水=p﹣p大气压=1.0296×108Pa﹣1×105Pa=1.0286×108Pa,
由p=ρgh得海水的密度:
ρ海水===1.0286×103kg/m3。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
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