2024年中考物理一轮复习之浮力
一.选择题(共12小题)
1.(2023 吉州区模拟)九年级的小明同学对自己的以下估测中,最符合实际的是( )
A.步行的速度大约为3.6km/h
B.每一次脉跳的时间大约是2s
C.游泳时所受的浮力大约为6000N
D.站立时对地面的压强大约为1500Pa
2.(2023 太原一模)如图是物理学科实践活动“造船比赛”的情景。用三块相同的橡皮泥做成小船,放入不同质量的物体后,在水槽中均能实现漂浮。下列分析正确的是( )
A.小船所装物体越重,排开水受到的重力越大
B.漂浮的小船受到的浮力大于船和物体的总重力
C.三只小船受到的浮力相等
D.三只小船底面受到液体的压力相等
3.(2023 罗庄区二模)如图所示的半潜船工作时,通过调节压载水舱中的海水量,使甲板下潜至预定水深,待军舰到达甲板上方,再次调节舱中海水量,使甲板浮出水面,完成军舰的装载过程。下列关于半潜船的说法正确的是( )
A.上浮过程中,甲板受到水的压强变大
B.下沉过程中,船所受浮力小于它排开海水所受重力
C.半潜船通过改变受到浮力的大小实现下沉和上浮
D.军舰装载时处于漂浮状态,装载货物越重,半潜船受到的浮力越大
4.(2023 连云港二模)小明的爸爸买回一只人参后,若把这只人参浸没在装满水的杯中,人参排开了20g的水,若把它泡在密度为0.9×103kg/m3的白酒中,不考虑人参与酒、水之间的渗透,则人参在白酒中受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A.0.2N B.2N C.0.18N D.1.8N
5.(2023 福州模拟)如图所示,关于物体受到的浮力及其应用,下列说法正确的是( )
A.图甲所示,当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度,孔明灯才上升
B.图乙所示,轮船从长江驶入海洋的过程中,浮力变大
C.图丙所示,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
D.图丁所示,潜水艇下沉过程中,重力不变,浮力变小
6.(2023 柳南区一模)关于深海潜水技术,我国走在了世界的前列,某型号无动力自主潜水器在水面下匀速下潜过程中,下列说法正确的是( )
A.浮力小于重力
B.受到的浮力变大,压强变大
C.受到的压强变大,浮力不变
D.上、下表面受到的压力差变小
7.(2023 宁江区一模)如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图像,将同一木块先后放入盛有甲、乙两种液体的相同容器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容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体
B.木块在a容器受到的浮力更大
C.a、b两容器底部受到的液体的压强相等
D.a容器对地面的压强比b小
8.(2023 兰陵县模拟)水平桌面上,甲、乙两个相同的烧杯内均盛有盐水,将两个完全相同的鸡蛋放在盐水中静止时,两烧杯液面相平,如图所示,则( )
A.甲烧杯中盐水的质量大
B.乙烧杯的鸡蛋受到的浮力大
C.甲烧杯底部受到的压强大
D.乙烧杯对桌面的压强大
9.(2023 开江县模拟)一塑料球的密度ρ水>ρ塑>ρ油=0.8×103kg/m3,把塑料球分别放到装有足量水的杯子中和装有足量油的杯子里,分别受到的浮力为6.3N和5.6N,则塑料球的密度为( )
A.0.88×103kg/m3 B.0.90×103kg/m3
C.0.95×103kg/m3 D.0.85×103kg/m3
10.(2023 南岗区校级模拟)如图所示,物理小组利用体积为170cm3的潜水艇模型(忽略进气排气管的体积)探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法不正确的是( )
A.模型浸没在水中受到的浮力为1.7N
B.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
C.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
11.(2023 包河区三模)如图所示,一个密度为ρ,边长为a的实心正方体物块悬浮在某液体中,物块下底面的深度为H,则下列说法中不正确的是( )
A.物块下底面受到液体向上的压力为ρgHa2
B.被物块所排开的液体的重力大小为ρg(H+a)a2
C.物块受到液体向上和向下的压力差为ρga3
D.物块上表面受到液体向下的压力为ρg(H﹣a)a2
12.(2023 广州二模)如图,将一支用自制的简易密度计,先后放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止后竖直立在液体中,两液面相平,下列判断不正确的是( )
A.密度计上a处的刻度数值比b处小
B.密度计底部所受液体的压强相等
C.密度计在两种液体中受到的浮力大小相等
D.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
二.填空题(共8小题)
13.(2023 海港区一模)小刚去湖边散步,看到湖面上树的倒影,这是光的 现象;看到水中的游动鱼是鱼 (选填“实”或“虚”)像;鱼在水中匀速上浮时所受的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)重力(不计阻力)。
14.(2023 合江县模拟)如图所示,为我国自主研制的“海斗一号”自主遥控无人潜水器。若不考虑海水密度随深度的变化,则“海斗一号”在浸没后继续下潜的过程中,受到的压强 ,受到的浮力 (以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”)。设海水密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,“海斗一号”体积为30m3,则它在10000米处受到的浮力为 N。
15.(2023 上饶一模)如图所示,将一个重为8N的金属块挂在弹簧测力计上,当它浸没在水中时,弹簧测力计的读数为6N,此时金属块受到的浮力是 N;如果金属块有一半体积露出水面,则此时金属块受到的浮力是 N。
16.(2023 东莞市校级一模)两只完全一样的大烧杯分别装有相同质量的水和浓盐水,将两个质量完全相同的苹果分别放入其中,静止时苹果的状态如图所示。则两苹果排开液体的体积V甲 V乙,两苹果所受的浮力F甲 F乙,水和浓盐水对杯底的压强p甲 p乙。(以上三空选填“>”“<”或“=”)
17.(2023 朝阳一模)2022年5月,全球首艘智能型无人系统母船“珠海云”号在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨,满载时受到的浮力为 N,船上的无人机起飞后,船身受到的浮力将 (填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
18.(2023 南城县一模)一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),当船由内河驶入大海后,船相对于水面将 (填“上浮”“下沉”或“不变”)。
19.(2023 明水县模拟)把一小物块轻放入装满水的烧杯中静止后溢出180g的水,将其轻放入装满酒精的烧杯中静止后溢出160g的酒精,该物块的密度为 kg/m3;该物块在水中静止时的状态是 (填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”)(ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
20.(2023 兰陵县模拟)将一个边长为10cm的正方体木块放在水中,木块静止时有四分之一的体积露出水面。此木块的密度为 kg/m3;受到的浮力为 N;木块底部受到水的压强为 Pa(g取10N/kg)。
三.实验探究题(共2小题)
21.(2023 无锡模拟)如图是小刚在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)小刚用弹簧测力计吊着合金块缓慢地浸入液体中的不同深度处,步骤如图①中甲、乙、丙、丁、戊所示(液体均未溢出),由图可知,乙步骤中合金块受到的浮力为 N;
(2)分析步骤甲、丙、丁,说明浮力大小跟物体浸入液体的深度 (选填“有关”或“无关”);分析步骤甲、丁、戊,发现浮力的大小与 有关;
(3)学习了阿基米德原理后,小刚利用实验中的数据计算出盐水的密度为 g/cm3;
(4)小刚还猜想,物体所受浮力的大小和物体的密度有关,于是他找来体积相等的实心铁块和铝块(ρ铁>ρ铝),分别浸没到水中,如图②所示。小刚在实验中观察到弹簧测力计的示数不相等,于是得到结论:浮力的大小与物体的密度有关。你认为他的结论是 的(选填“正确”或“错误”),若要正确完成实验,还需要测量的物理量是 。
22.(2023 青羊区校级模拟)如图所示,某小组为了探究“浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系”,选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体金属块、小桶、细线等器材,按照A、B、C、D的顺序做了如下的实验:
(1)合理的实验顺序是 。
(2)按照合理的顺序进行实验,并收集数据。设 A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4,如果关系式 (用字母表达)成立,即可验证阿基米德原理。
(3)分析实验数据发现物体所受浮力和小桶中液体重力并不相等,小组同学们分析了可能存在的原因,其中不合理的是 。
A.浸入物体前,溢水杯中水未装满
B.物体接触了容器底部或容器侧壁
C.测量过程中测力计一直没有调零
D.实验中本身存在不可避免的误差
(4)同学们对实验提出了进一步改进措施,以下是他们的一些看法,其中不合理的是
A.应该换用不同液体继续实验,使结论具有普遍性
B.实验中让物体应该完全浸没在液体中,控制变量
C.可以将小桶标注刻度做成量筒,测量出小桶中液体体积,计算重力
D.可以改用铁架台悬挂测力计,使示数更稳定,测量更准确
四.计算题(共1小题)
23.(2023 银川二模)如图为我国研制的深海勇士“奋斗者号”载人潜水器,在马里亚纳海沟成功完成10909米坐底,创造了中国载人深潜的新纪录。该潜水器的质量约为12t,在海水中下潜时排开海水的体积为3m3。(g=10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)求:
(1)潜水器的重力;
(2)潜水器在海水中下潜受到的浮力;
(3)潜水器在10000m深处受到海水的压强。
2024年中考物理一轮复习之浮力
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2023 吉州区模拟)九年级的小明同学对自己的以下估测中,最符合实际的是( )
A.步行的速度大约为3.6km/h
B.每一次脉跳的时间大约是2s
C.游泳时所受的浮力大约为6000N
D.站立时对地面的压强大约为1500Pa
【考点】浮力大小的计算;时间的估测;速度与物体运动;压强的计算.
【专题】估算综合应用题;理解能力.
【答案】A
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、人正常步行的速度在1m/s=1×3.6km/h左右,故A符合实际;
B、每一次脉跳的时间大约是1s,故B不符合实际;
C、中学生的体重在500N左右,游泳时接近漂浮状态,浮力等于重力,接近500N,故C不符合题意;
D、中学生的体重在500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强在p====104Pa左右,故D不符合实际。
故选:A。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.(2023 太原一模)如图是物理学科实践活动“造船比赛”的情景。用三块相同的橡皮泥做成小船,放入不同质量的物体后,在水槽中均能实现漂浮。下列分析正确的是( )
A.小船所装物体越重,排开水受到的重力越大
B.漂浮的小船受到的浮力大于船和物体的总重力
C.三只小船受到的浮力相等
D.三只小船底面受到液体的压力相等
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)放入物体后,小船仍然漂浮,但放入的物体质量不同、重力不同,三只小船所受浮力也就不同,因为物体漂浮时浮力等于自身的重力,放入的物体越重,所受浮力越大。
(2)根据浮力的产生原因判断底面受到的压力。
【解答】解:AB、往小船内放入的物体质量越大,小船的总重力越大;由于三只小船始终漂浮,浮力始终等于各自的重力,所以所受的浮力也就越大,根据阿基米德原理可知排开水的重力越大;小船始终处于漂浮状态,受到的浮力等于船和物体的总重力,故A正确、B错误;
C、往小船内放入不同质量的物体,则三只小船的重力不等,因为物体漂浮时浮力等于自身的重力,所受的浮力也不同,故C错误;
D、三只小船漂浮时没有受到水对它产生向下的压力,则根据浮力的大小等于物体受到的向上与向下的压力差可知:小船漂浮时小船底面受到的压力与浮力相等;由于小船受到的浮力不相等,所以底面受到的压力不相等,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对物体的漂浮条件的掌握和运用,关键知道小船在放入物体前后都是漂浮的。
3.(2023 罗庄区二模)如图所示的半潜船工作时,通过调节压载水舱中的海水量,使甲板下潜至预定水深,待军舰到达甲板上方,再次调节舱中海水量,使甲板浮出水面,完成军舰的装载过程。下列关于半潜船的说法正确的是( )
A.上浮过程中,甲板受到水的压强变大
B.下沉过程中,船所受浮力小于它排开海水所受重力
C.半潜船通过改变受到浮力的大小实现下沉和上浮
D.军舰装载时处于漂浮状态,装载货物越重,半潜船受到的浮力越大
【考点】物体的浮沉条件及其应用;液体压强的概念和特点;阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;错解分析题;推理法;压强、液体的压强;浮沉的应用;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)上浮过程中,甲板的深度减小,根据p=ρgh即可判断甲板受到水的压强;
(2)下沉过程中,根据公式F浮=G排即可判断船所受浮力与它排开海水所受重力之间的关系;
(3)由题意可知半潜船也称半潜式母船,它通过本身压载水的调整,把装货甲板潜入水中,所以是通过改变自身重实现上浮和下沉的;
(4)军舰装载时处于漂浮状态,根据漂浮条件即可判断。
【解答】解:A、上浮过程中,甲板的深度减小,根据p=ρgh可知甲板受到水的压强变小,故A错误;
B、下沉过程中,根据阿基米德原理可知船所受浮力等于它排开海水所受重力,故B错误;
C、半潜船在工作时,通过增加本身压载水舱中的水量,将装货甲板潜入水下,所以是通过改变自身重实现上浮和下沉的,故C错误;
D、半潜船漂浮时浮力等于重力,军舰装载完成后,半潜船的重力变大,所以半潜船受到的浮力变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查阿基米德原理、物体的浮沉条件,记住漂浮时浮力等于重力,是解题的关键。
4.(2023 连云港二模)小明的爸爸买回一只人参后,若把这只人参浸没在装满水的杯中,人参排开了20g的水,若把它泡在密度为0.9×103kg/m3的白酒中,不考虑人参与酒、水之间的渗透,则人参在白酒中受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A.0.2N B.2N C.0.18N D.1.8N
【考点】阿基米德原理的应用.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】C
【分析】若把这只人参浸没在装满水的杯中,人参排开了20g的水,根据V=V排=得出人参的体积;
若把它泡在密度为0.9×103kg/m3的白酒中,根据V排′=V排得出排开白酒的体积,根据阿基米德原理得出人参在白酒中受到的浮力。
【解答】解:若把这只人参浸没在装满水的杯中,人参排开了20g的水,则人参的体积V=V排===20cm3;
若把它泡在密度为0.9×103kg/m3的白酒中,排开白酒的体积V排′=V排=20cm3;
人参在白酒中受到的浮力F浮=ρ水gV排′=0.9×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.18N。
故选:C。
【点评】本题考查阿基米德原理的应用,是一道综合题。
5.(2023 福州模拟)如图所示,关于物体受到的浮力及其应用,下列说法正确的是( )
A.图甲所示,当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度,孔明灯才上升
B.图乙所示,轮船从长江驶入海洋的过程中,浮力变大
C.图丙所示,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
D.图丁所示,潜水艇下沉过程中,重力不变,浮力变小
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【专题】浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】A
【分析】(1)热气球通过改变内部空气密度控制浮沉;
(2)轮船从长江驶入海洋的过程中,依然处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,因此浮力不变;
(3)根据浮沉条件,物体下沉和沉底时,浮力小于物体重力,漂浮时浮力等于物体重力;
(4)停在水中的潜水艇,在下沉时,排开液体体积不变,浮力不变。
【解答】解:A.孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度,使浮力大于自身重力,孔明灯向上升,故A正确;
B.轮船始终漂浮在液面上,浮力始终等于轮船的总重,总重力不变,浮力不变,故B错误;
C.良种沉底,所受浮力小于自身的重力,次种漂浮在液面上,浮力等于自身重力,故C错误;
D.停在水中的潜水艇,在下沉时,排开液体体积不变,浮力不变,是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,当潜水艇下沉过程中,水舱吸水,重力增加,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查浮力及浮沉条件的应用,综合性强,但难度不大。
6.(2023 柳南区一模)关于深海潜水技术,我国走在了世界的前列,某型号无动力自主潜水器在水面下匀速下潜过程中,下列说法正确的是( )
A.浮力小于重力
B.受到的浮力变大,压强变大
C.受到的压强变大,浮力不变
D.上、下表面受到的压力差变小
【考点】物体的浮沉条件及其应用;液体压强的概念和特点;阿基米德原理的应用.
【专题】浮沉的应用;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)潜水器在水面下匀速下潜,受到浮力与重力二力平衡,大小相等;
(2)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,深度变大,
根据F浮=ρ液gV排可知潜水器受到的浮力变化情况;根据p=ρgh可知,潜水器受到的压强变化情况;
(3)根据浮力产生的原因可知,浮力就是上、下表面受到的液体压力差。
【解答】解:A、潜水器在水面下匀速下潜,受到浮力与重力二力平衡,大小相等,即浮力等于重力,故A错误;
BC、潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,深度变大,
根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变;根据p=ρgh可知,潜水器受到的压强变大,故B错误、C正确。
D、根据浮力产生的原因可知,浮力就是上、下表面受到的液体压力差,潜水器受到的浮力不变,则上、下表面受到的压力差不变,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查阿基米德原理、液体压强公式、二力平衡条件和浮力产生原因的考查,难度适中。
7.(2023 宁江区一模)如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图像,将同一木块先后放入盛有甲、乙两种液体的相同容器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容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体
B.木块在a容器受到的浮力更大
C.a、b两容器底部受到的液体的压强相等
D.a容器对地面的压强比b小
【考点】物体的浮沉条件及其应用;密度的计算与公式的应用;固体压强大小比较;液体压强的比较大小.
【专题】浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)由图象得出甲、乙的密度关系,根据物体的浮沉情况判断出物体密度与液体a、b的密度关系,即可得出答案;
(2)由图可知两容器液面相平,然后根据p=ρ液gh得出容器底受到压强的关系;
(3)从图中可知容器a中液体的体积较大,根据G=mg=ρgV可知容器a中液体的重力与容器b中液体的重力的大小关系,根据F=G总=G木+G液可知,a、b容器对地面的压力地质构造,容器的底面积相同,根据p=可知两容器对地面的压强的大小关系。
【解答】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;由此可知:a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,故A正确、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、从图中可知容器a中液体的体积较大,且ρa>ρb,根据G=mg=ρgV可知容器a中液体的重力大于容器b中液体的重力,根据F=G总=G木+G液可知,a容器对地面的压力比b大,容器的底面积相同,根据p=可知a容器对地面的压强比b大,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查密度公式、物体浮沉条件及液体压强公式的应用,关键能够根据阿基米德原理判断出液体的密度。
8.(2023 兰陵县模拟)水平桌面上,甲、乙两个相同的烧杯内均盛有盐水,将两个完全相同的鸡蛋放在盐水中静止时,两烧杯液面相平,如图所示,则( )
A.甲烧杯中盐水的质量大
B.乙烧杯的鸡蛋受到的浮力大
C.甲烧杯底部受到的压强大
D.乙烧杯对桌面的压强大
【考点】物体的浮沉条件及其应用;固体压强大小比较;液体压强的比较大小.
【专题】应用题;压强、液体的压强;浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)鸡蛋在甲杯中悬浮,所受的浮力等于自身的重力,鸡蛋在乙杯漂浮,所受的浮力等于自身的重力,鸡蛋的重力不变,据此分析鸡蛋在甲、乙两杯的盐水中受到的浮力的大小关系;
(2)从图中可知,鸡蛋在甲、乙杯中排开盐水的体积的大小关系,且知道鸡蛋在两杯盐水中受到浮力的大小关系,根据F浮=ρ盐水gV排可知,甲、乙杯中盐水的密度的大小关系,两杯中的液面相平,则盐水的深度相同,根据p=ρ盐水gh可知甲、乙杯中盐水对烧杯底的压强的大小关系;
(3)从图中可知甲、乙杯中盐水的体积的大小关系,已知甲、乙杯中盐水的密度大小关系,根据m=ρV可知甲、乙杯中盐水的质量大小关系,根据F=G总=(m盐水+m鸡蛋+m杯)g可知,甲、乙烧杯对桌面的压力的大小关系,根据p=可知甲、乙烧杯对桌面的压强的大小关系。
【解答】解:B、鸡蛋在甲杯中悬浮,所受的浮力等于自身的重力,鸡蛋在乙杯漂浮,所受的浮力等于自身的重力,鸡蛋的重力不变,所以F浮甲=F浮乙,故鸡蛋在甲、乙两杯的盐水中受到的浮力相等,故B错误;
C、从图中可知,鸡蛋在甲杯中排开盐水的体积大于在乙杯中排开盐水的体积,且F浮甲=F浮乙,根据F浮=ρ盐水gV排可知,甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度,两杯中的液面相平,则盐水的深度相同,根据p=ρ盐水gh可知甲杯中盐水对烧杯底的压强比乙杯的小,故C错误;
AD、从图中可知甲杯中盐水的体积小于乙杯中盐水的体积,已知甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度,根据m=ρV可知甲杯中盐水的质量小于乙杯中盐水的质量,根据F=G总=(m盐水+m鸡蛋+m杯)g可知,甲烧杯对桌面的压力比乙烧杯的小,根据p=可知甲烧杯对桌面的压强比乙烧杯的小,故A错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,综合性强,难度适中。
9.(2023 开江县模拟)一塑料球的密度ρ水>ρ塑>ρ油=0.8×103kg/m3,把塑料球分别放到装有足量水的杯子中和装有足量油的杯子里,分别受到的浮力为6.3N和5.6N,则塑料球的密度为( )
A.0.88×103kg/m3 B.0.90×103kg/m3
C.0.95×103kg/m3 D.0.85×103kg/m3
【考点】物体的浮沉条件及其应用;密度的计算与公式的应用;阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;密度及其应用;浮力;应用能力.
【答案】B
【分析】物体密度小于液体密度,物体处于漂浮状态,塑料球在水中处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,根据重力公式计算塑料球的质量,物体密度大于液体密度,物体静止时处于沉底状态,根据阿基米德原理列方程可得塑料球的体积,根据密度公式计算计算塑料球的密度。
【解答】解:已知ρ水>ρ塑,则塑料球在水中处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,故G=F=6.3N,
塑料球的质量:m===0.63kg,
已知ρ塑>ρ油,则塑料球在油中处于沉底状态,受到的浮力F浮=ρ油gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×V排=5.6N,
塑料球的体积V=V排=7×10﹣4m3,
塑料球的密度:ρ===0.9×103kg/m3。
故选:B。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、重力公式、密度公式的灵活运用,综合性强。
10.(2023 南岗区校级模拟)如图所示,物理小组利用体积为170cm3的潜水艇模型(忽略进气排气管的体积)探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法不正确的是( )
A.模型浸没在水中受到的浮力为1.7N
B.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
C.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【专题】应用题;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)已知潜水艇模型的体积,由F浮=ρ水gV排可求得模型浸没在水中受到的浮力;
(2)潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的;
(3)由F浮=ρ水gV排分析模型浸没后继续下沉的过程中浮力变化。
【解答】解:A、模型浸没在水中受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×170×10﹣6m3=1.7N,故A正确;
BD、潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的,若要让悬浮的模型上浮应使模型中放出水,故B错误,D正确;
C、由F浮=ρ水gV排可知,模型浸没后继续下沉的过程中体积不变,则受到的浮力大小不变,故D正确。
故选:B。
【点评】此题主要考查物体的浮沉条件,明确潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的是关键。
11.(2023 包河区三模)如图所示,一个密度为ρ,边长为a的实心正方体物块悬浮在某液体中,物块下底面的深度为H,则下列说法中不正确的是( )
A.物块下底面受到液体向上的压力为ρgHa2
B.被物块所排开的液体的重力大小为ρg(H+a)a2
C.物块受到液体向上和向下的压力差为ρga3
D.物块上表面受到液体向下的压力为ρg(H﹣a)a2
【考点】物体的浮沉条件及其应用;压强的计算;液体压强的计算以及公式的应用;浮力与浮力产生的原因;阿基米德原理的应用.
【专题】压强、液体的压强;浮力.
【答案】B
【分析】(1)由p=ρgh可求得液体对正方体下表面的压强,再利用p=可求得液体对正方体下表面的压力;
(2)根据阿基米德原理可求得正方体受到的浮力;
(3)根据ΔF=F浮=ρgV排求出物块受到液体向上和向下的压力差;
(4)由p=ρgh可求得液体对正方体上表面的压强,再利用p=可求得液体对正方体上表面的压力。
【解答】解:A、物块下底面受到液体向上的压强为:
p下=ρgh下=ρgH,
物块下底面受到液体向上的压力为:
F下=p下S=ρgHa2
故A正确;
B、被物块所排开的液体的重力大小为:
G排=m排g=ρV排g=ρga3,故B错误;
C、由浮力产生的原因可知,物块受到液体向上和向下的压力差,
ΔF=F浮=ρgV排=ρga3,故C正确;
D、物块上表面受到液体向下的压强:
p上=ρgh上=ρg(H﹣a)
物块上表面受到液体向下的压力为:
F上=p上S=ρg(H﹣a)a2,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理、压强定义式、液体压强公式的应用,难易程度适中。
12.(2023 广州二模)如图,将一支用自制的简易密度计,先后放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止后竖直立在液体中,两液面相平,下列判断不正确的是( )
A.密度计上a处的刻度数值比b处小
B.密度计底部所受液体的压强相等
C.密度计在两种液体中受到的浮力大小相等
D.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
【考点】物体的浮沉条件及其应用;液体压强的比较大小;阿基米德原理的应用.
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)同一个密度计放在甲乙液体中都漂浮,根据F浮=G可知密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力的大小关系;密度计上a处与液面相平时排开液体的体积小于密度计上b处与液面相平时排开液体的体积,根据ρ液=可知a处对应的液体密度与b处对应的液体密度的大小关系;
(2)漂浮时浮力等于重力,根据密度计重力的关系判断密度计在两种液体中受到浮力大小的关系;
根据浮力产生的原因,结合压强公式分析比较密度计底部所受液体的压强;
(3)由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,又因为浮力相等,由F浮=ρ液V排g可知两液体的密度大小关系,因为容器中的液面相平,根据p=ρ液gh知两液体对容器底部的压强的大小关系。
【解答】解:A、密度计漂浮,根据F浮=G可知密度计所受的浮力不变,密度计上a处与液面相平时排开液体的体积小于密度计上b处与液面相平时排开液体的体积,根据ρ液=可知a处对应的液体密度大于b处对应的液体密度,故密度计上a处的刻度数值比b处大,故A错误;
BC、同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,根据F浮=G可知密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等,根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体下表面和上表面所受压力之差,而密度计漂浮,其上表面受到的压力为0,所以下表面受到的压力相等,密度计底面积一定,故密度计底部所受液体的压强相等,故BC正确;
D、由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,又因为浮力相等,由F浮=ρ液V排g可知,则ρ甲<ρ乙,因为容器中的液面相平,根据p=ρ液gh知甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查浮力和压强的有关知识,综合性强,难度较大。
二.填空题(共8小题)
13.(2023 海港区一模)小刚去湖边散步,看到湖面上树的倒影,这是光的 反射 现象;看到水中的游动鱼是鱼 虚 (选填“实”或“虚”)像;鱼在水中匀速上浮时所受的浮力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)重力(不计阻力)。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;光的反射现象;光的折射现象及其应用.
【专题】光的传播和反射、平面镜成像;光的折射、光的色散;浮沉的应用;应用能力.
【答案】反射;虚;等于
【分析】(1)倒影是平面镜成像,是由光的反射形成的;
(2)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅、光的色散现象等;
(3)对“奋斗者”号受力分析,判定浮力与重力的大小关系。
【解答】解:小刚去湖边散步,看到湖面上树的倒影,属于平面镜成像,这是光的反射形成的;
水中的鱼反射的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会看到鱼所形成的虚像了;
鱼在水中匀速上浮时,处于平衡状态,不计阻力,受到的浮力等于重力。
故答案为:反射;虚;等于
【点评】本题主要考查了光的反射、光的折射及平衡力的应用,难度不大。
14.(2023 合江县模拟)如图所示,为我国自主研制的“海斗一号”自主遥控无人潜水器。若不考虑海水密度随深度的变化,则“海斗一号”在浸没后继续下潜的过程中,受到的压强 变大 ,受到的浮力 不变 (以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”)。设海水密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,“海斗一号”体积为30m3,则它在10000米处受到的浮力为 3×105 N。
【考点】阿基米德原理的应用;液体压强的概念和特点.
【专题】压强、液体的压强;浮力;分析、综合能力.
【答案】变大;不变;3×105
【分析】根据p=ρgh分析潜水器下潜过程中所受海水压强的变化情况;根据F浮=ρ水gV排分析潜水器下潜过程中所受浮力的变化情况及受到的浮力大小;
【解答】解:潜水器浸没在海水里下潜的过程中,深度h增加,不考虑海水密度的变化,根据p=ρgh可知,潜水器受到海水压强逐渐增大;
潜水器浸没在海水里下潜的过程中,排开海水的体积不变,不考虑海水密度的变化,根据F浮=ρ海水gV排可知,潜水器所受浮力不变;
海斗一号”体积为30m3,则它在10000米处受到的浮力为:F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N。
故答案为:变大;不变;3×105。
【点评】此题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理的理解和掌握,涉及到的知识点较多,综合性较强,但总体难度不大。
15.(2023 上饶一模)如图所示,将一个重为8N的金属块挂在弹簧测力计上,当它浸没在水中时,弹簧测力计的读数为6N,此时金属块受到的浮力是 2 N;如果金属块有一半体积露出水面,则此时金属块受到的浮力是 1 N。
【考点】浮力大小的计算.
【专题】计算题;浮力;应用能力.
【答案】2;1。
【分析】(1)物体所受浮力等于金属块的重力减去金属块在液体中测力计的示数;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g,一半浸入时,受到的浮力为全部浸没时受到浮力地一半。
【解答】解:(1)金属块全部浸没所受浮力:F浮=G﹣F′=8N﹣6N=2N;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g,一半浸入时,受到的浮力为全部浸没时受到浮力地一半,F浮′=1N。
故答案为:2;1。
【点评】本题考查了学生对称重法测浮力和阿基米德原理的了解与掌握,灵活运用阿基米德原理是解题的关键。
16.(2023 东莞市校级一模)两只完全一样的大烧杯分别装有相同质量的水和浓盐水,将两个质量完全相同的苹果分别放入其中,静止时苹果的状态如图所示。则两苹果排开液体的体积V甲 > V乙,两苹果所受的浮力F甲 = F乙,水和浓盐水对杯底的压强p甲 = p乙。(以上三空选填“>”“<”或“=”)
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【专题】应用题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】>;=;=
【分析】根据物体的浮沉条件判断苹果所受浮力关系;
根据液体的重力和苹果的重力分析液体对烧杯底部的压力的大小,根据p=分析烧杯底部受到液体压强的大小;
根据浮力产生的原因分析苹果底部受到的压力的大小关系,根据p=分析水和浓盐水对两苹果最底部位置的压强的大小关系。
【解答】解:苹果质量相同、密度相同,由ρ=可知两个苹果体积相同;根据图示可知,甲图中苹果悬浮,则排开水的体积V甲=V物;乙图中物体漂浮,则排开浓盐水的体积V乙<V物,故V甲>V乙。
两苹果质量相同,由G=mg可知,两苹果重力相同,甲图中苹果处于悬浮状态,所受浮力F甲=G物;乙图中苹果处于漂浮状态,所受浮力F乙=G物,故F甲=F乙。
图中烧杯为规则柱状容器,烧杯底所受压力等于烧杯中液体和苹果的重力之和,然而烧杯中所装液体质量相同,苹果质量也相同,由G=mg可知,烧杯中液体和苹果的总重力相同,则杯底所受压力相同。烧杯底面积也相同,由可知,液体对杯底的压强p甲=p乙。
故答案为:>;=;=。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和压强公式的应用,一定要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。
17.(2023 朝阳一模)2022年5月,全球首艘智能型无人系统母船“珠海云”号在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨,满载时受到的浮力为 2×107 N,船上的无人机起飞后,船身受到的浮力将 变小 (填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】计算题;应用题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】2×107;变小。
【分析】(1)知道船的排水量(满载时排开水的质量),利用阿基米德原理求船满载时受到的浮力;
(2)船上的无人机起飞后,航母仍处于漂浮状态,根据物体漂浮条件即可判断;
【解答】解:(1)船满载时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=2000×103kg×10N/kg=2×107N;
(2)船上的无人机起飞后,航母仍处于漂浮状态,浮力仍等于重力,由于重力减小,故船受到的浮力减小。
故答案为:2×107;变小。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件的了解和掌握,知道航母满载时排水量就是满载时排开水的质量是本题的关键。
18.(2023 南城县一模)一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”),当船由内河驶入大海后,船相对于水面将 上浮 (填“上浮”“下沉”或“不变”)。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】货轮在装上货物后,船身下沉,说明排开水的体积变大,根据阿基米德原理分析船受到浮力的变化情况;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基米德原理判断排开水的体积的变化,从而得出船是上浮还是下沉。
【解答】解:由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,由F浮=ρ水V排g可知:船受到水的浮力变大;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件可知:F浮=G,由于船受到的重力不变,则船受到的浮力不变;根据F浮=ρ液V排g,ρ河水<ρ海水可知:排开河水的体积大于排开海水的体积,船将上浮一些。
故答案为:变大;上浮。
【点评】本题关键有二,一是漂浮条件的使用,二是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素(液体的密度和排开液体的体积)。
19.(2023 明水县模拟)把一小物块轻放入装满水的烧杯中静止后溢出180g的水,将其轻放入装满酒精的烧杯中静止后溢出160g的酒精,该物块的密度为 0.9×103 kg/m3;该物块在水中静止时的状态是 漂浮 (填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”)(ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;浮力;应用能力.
【答案】0.9×103;漂浮。
【分析】根据物体在酒精和水中受到的浮力大小,判断出物体在酒精中的状态,根据浮力公式得出物体的体积,从而可根据物体在水中完全浸没时的浮力与物体所受浮力的关系得出浮沉情况,确定重力,由密度公式求出物体的密度。
【解答】解:由题知,同一物体分别放入装满酒精和水的溢水杯后,溢出水的质量大于溢出酒精的质量,
由阿基米德原理可知,物体在水中的浮力大于在酒精中的浮力,则在水中无论漂浮、悬浮或下沉,在酒精中一定下沉;
物体的体积:V=V排酒精===200cm3;
物体完全浸没时排开水的质量:m=ρ水V=1g/cm3×200cm3=200g;
由题意知实际排开水的质量(180g)小于物体完全浸没时排开水的质量(200g),所以物体在水中并未完全浸没,在水中漂浮;
根据漂浮条件和阿基米德原理可得F浮水=G=G排水,则物体的质量m=m排水=180g;
所以物体的密度:ρ===0.9g/cm3=0.9×103kg/m3。
故答案为:0.9×103;漂浮。
【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,判断出物体在两种液体的浮沉情况是解决问题的关键。
20.(2023 兰陵县模拟)将一个边长为10cm的正方体木块放在水中,木块静止时有四分之一的体积露出水面。此木块的密度为 0.75×103 kg/m3;受到的浮力为 7.5 N;木块底部受到水的压强为 750 Pa(g取10N/kg)。
【考点】物体的浮沉条件及其应用;液体压强的计算以及公式的应用;阿基米德原理的应用.
【专题】定量思想;浮沉的应用;理解能力.
【答案】0.75×103;7.5;750。
【分析】(1)先根据V=a3求出正方体的体积,进一步求出木块排开水的体积,然后根据F浮=ρ水gV排求出木块受到的浮力;
(2)根据木块漂浮时浮力等于重力可知木块的重力,再根据重力公式和密度公式求出木块的密度;
(3)根据木块的边长和露出的比例可求出木块底部距离水面的高度,然后根据p=ρ水gh求出木块底部受到水的压强。
【解答】解:(1)木块的体积:V=a3=(0.1m)3=0.001m3,
木块排开水的体积:V排=(1﹣)V=×0.001m3=7.5×10﹣4m3,
木块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5×10﹣4m3=7.5N;
(2)因为木块漂浮,所以木块的重力:G=F浮=7.5N,
由G=mg可得,木块的质量:
m===0.75kg,
木块的密度:
ρ===0.75×103kg/m3;
(3)木块底部距离水面的高度:h=(1﹣)×0.1m=0.075m,
木块底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m=750Pa。
故答案为:0.75×103;7.5;750。
【点评】本题考查浮力、重力、密度、压强等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难度不大。
三.实验探究题(共2小题)
21.(2023 无锡模拟)如图是小刚在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)小刚用弹簧测力计吊着合金块缓慢地浸入液体中的不同深度处,步骤如图①中甲、乙、丙、丁、戊所示(液体均未溢出),由图可知,乙步骤中合金块受到的浮力为 0.6 N;
(2)分析步骤甲、丙、丁,说明浮力大小跟物体浸入液体的深度 无关 (选填“有关”或“无关”);分析步骤甲、丁、戊,发现浮力的大小与 液体密度 有关;
(3)学习了阿基米德原理后,小刚利用实验中的数据计算出盐水的密度为 1.2 g/cm3;
(4)小刚还猜想,物体所受浮力的大小和物体的密度有关,于是他找来体积相等的实心铁块和铝块(ρ铁>ρ铝),分别浸没到水中,如图②所示。小刚在实验中观察到弹簧测力计的示数不相等,于是得到结论:浮力的大小与物体的密度有关。你认为他的结论是 错误 的(选填“正确”或“错误”),若要正确完成实验,还需要测量的物理量是 物体的重力 。
【考点】探究浮力大小与哪些因素有关.
【专题】浮力.
【答案】(1)0.6;(2)无关;液体密度;(3)1.2;(4)错误;物体的重力。
【分析】(1)根据称重法求出图乙中浮力;
(2)根据控制变量法分析不变的量和变化的量,据此作答;
(3)由称重法算物体浸没在水中时受到的浮力,由阿基米德原理计算排开液体的体积,由于物体浸没在液体中物体体积与排开液体体积相等,求得物体体积;
根据称重法求出物体浸没在盐水中时受到的浮力;
根据阿基米德原理计算液体密度;
(4)要正确完成实验,还需要测量的物理量是实心铁块和铝块的重力,再进行分析比较,故小刚的观点错误。
【解答】解(1)图甲中,弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为3N,该合金块的重力为3N,图乙中弹簧测力计的示数是2.4N,
合金块受到的浮力为:F浮=G﹣F1=3N﹣2.4N=0.6N;
(2)比较实验步骤甲、丙、丁,合金块浸没在水中,深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知所受浮力相同,可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
分析步骤甲、丁、戊,合金块浸没在水中,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力不同,可以得到浮力大小与液体密度有关;
(3)由甲和丁可知,合金块浸没在水中受到的浮力:
F浮水=G﹣F3=3N﹣1N=2N,
合金块浸没在水中,所以合金块的体积:
合金块在盐水中受到的浮力:
F浮盐=G﹣F4=3N﹣0.6N=2.4N,
根据阿基米德原理可得,盐水的密度:
(4)探究浮力大小是否与物体的密度有关时,需使物体排开液体的体积和液体的密度相同,物体的密度不同,故应选用体积相同、密度不同的物体,但要注意物体所受浮力不等于弹簧测力计的示数,而是F浮=G﹣F拉,
若要正确完成实验,还需要测量的物理量是实心铁块和铝块的重力,再进行分析比较,故小刚的观点错误。
故答案为:(1)0.6;(2)无关;液体密度;(3)1.2;(4)错误;物体的重力。
【点评】本题探究影响浮力大小因素实验,考查称重法测浮力、控制变量法、以及阿米德原理的运用,综合性强,有一定难度。
22.(2023 青羊区校级模拟)如图所示,某小组为了探究“浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系”,选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体金属块、小桶、细线等器材,按照A、B、C、D的顺序做了如下的实验:
(1)合理的实验顺序是 DABC 。
(2)按照合理的顺序进行实验,并收集数据。设 A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4,如果关系式 F1﹣F2=F3﹣F4 (用字母表达)成立,即可验证阿基米德原理。
(3)分析实验数据发现物体所受浮力和小桶中液体重力并不相等,小组同学们分析了可能存在的原因,其中不合理的是 C 。
A.浸入物体前,溢水杯中水未装满
B.物体接触了容器底部或容器侧壁
C.测量过程中测力计一直没有调零
D.实验中本身存在不可避免的误差
(4)同学们对实验提出了进一步改进措施,以下是他们的一些看法,其中不合理的是 B
A.应该换用不同液体继续实验,使结论具有普遍性
B.实验中让物体应该完全浸没在液体中,控制变量
C.可以将小桶标注刻度做成量筒,测量出小桶中液体体积,计算重力
D.可以改用铁架台悬挂测力计,使示数更稳定,测量更准确
【考点】探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系.
【专题】定性思想;探究型实验综合题;应用能力.
【答案】( 1)DABC;(2)F1﹣F2=F3﹣F4;(3)C;(4)B。
【分析】(1)分析排开液体的重力变化和最合理的实验顺序;
(2)根据称重法,F浮=G﹣F示可表示出物块浸没在水中时受到的浮力;物块排开水所受的重力G排等于桶和排开水的总重减去空桶的重,比较F浮和G排即可验证阿基米德原理;
(3)分析实验数据发现物体所受浮力和小桶中液体重力并不相等,可能是误差因素,也可能排到小桶中的液体偏小、也可能是物体接触到了容器底;
(4)根据实验步骤和实验器材分析各个选项是否合理。
【解答】解:(1)实验时,先测出空桶的重力,然后测出石块的重力,再将石块浸在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据F浮=G﹣F示得出石块受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出石块排开水的重力,因此合理的实验步骤是D、A、B、C;
(2)由称重法知石块浸没水中受到的浮力为:F浮=F1﹣F2,
石块排开水的重力为:G排=F3﹣F4,
若F1﹣F2=F3﹣F4说明F浮=G排,即可验证阿基米德原理;
(3)分析实验数据发现物体所受浮力和小桶中液体重力并不相等;
A、浸入物体前,溢水杯中水未装满会造成排到小桶内液体偏少,故A合理;
B、物体接触了容器底部或容器侧壁,使得弹簧测力计在液体中的示数偏小,由称重法知测量的浮力偏大,故B合理;
C、由于F浮=F1﹣F2,G排=F3﹣F4,测量过程中测力计一直没有调零对实验结果没有影响,故C不合理;
D、验中本身存在不可避免的误差,也会使得物体所受浮力和小桶中液体重力并不相等,故D合理;
故选:C;
(4)A、换用不同液体继续实验,可以实现多次测量,找普遍规律,故A合理;
B、由于F浮=F1﹣F2,G排=F3﹣F4,实验中物体可以完全浸没在液体中也可以部分浸没在液体中,都能得出F浮=G排,故B不合理;
C、可以将小桶标注刻度做成量筒,测量出小桶中液体体积,根据G排=m排g=ρ液gV排计算出排开液体的重力,故C合理;
D、可以改用铁架台悬挂测力计,使示数更稳定,测量更准确,故D合理。
故选:B。
故答案为:( 1)DABC;(2)F1﹣F2=F3﹣F4;(3)C;(4)B。
【点评】本题探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体的重力的关系,考查称重法测浮力、操作步骤。
四.计算题(共1小题)
23.(2023 银川二模)如图为我国研制的深海勇士“奋斗者号”载人潜水器,在马里亚纳海沟成功完成10909米坐底,创造了中国载人深潜的新纪录。该潜水器的质量约为12t,在海水中下潜时排开海水的体积为3m3。(g=10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)求:
(1)潜水器的重力;
(2)潜水器在海水中下潜受到的浮力;
(3)潜水器在10000m深处受到海水的压强。
【考点】浮力大小的计算;重力的计算;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】计算题;压强、液体的压强;浮力;分析、综合能力.
【答案】(1)潜水器的重力为1.2×105N;
(2)潜水器在海水中下潜受到的浮力为3×104N;
(3)潜水器在10000m深处受到海水的压强为1.0×108Pa。
【分析】(1)根据G=mg求出潜水器的重力;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出潜水器在海水中下潜受到的浮力;
(3)利用p=ρgh求出潜水器在10000m深处受到海水的压强。
【解答】解:(1)“奋斗者号”潜水器的重力:G=mg=12×103kg×10N/kg=1.2×105N;
(2)潜水器在海水中受到的浮力:F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m3=3×104N;
(3)水器在10000m深处所受海水的压强:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×104m=1.0×108Pa。
答:(1)潜水器的重力为1.2×105N;
(2)潜水器在海水中下潜受到的浮力为3×104N;
(3)潜水器在10000m深处受到海水的压强为1.0×108Pa。
【点评】本题考查重力公式、阿基米德原理以及液体压强公式的应用,难度不大。
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