专题03 浮力
目 录
01 挑战中考题·查能力漏洞
02 研考向·补能力漏洞
03 能力提升演练
1.(2023·湖北襄阳·中考真题)把一个材质均匀的正方体,分别投入A、B、C三种液体中,静止后的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.在A液体中正方体受到浮力最大 B.三种液体中C液体密度最接近正方体的密度
C.三种液体中的B密度最大 D.正方体的密度大于三种液体中的任意一种
2.(2023·山东淄博·中考真题)将兵乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球( )
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
3.(2023·内蒙古呼和浩特·中考真题)体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体中,静止时的状态如图所示。其中C物体对杯底有压力。用、、分别表示三个物体受到浮力的大小,、、分别表示三个物体受到重力的大小,、、分别表示三个物体排开液体重力的大小。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2023·江苏常州·中考真题)为拯救濒危物种中华鲟,生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后,胶囊与潜入水中的中华鲟脱离,最终漂浮于江面发射定位信号,脱离后,胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的( )
A. B.
C. D.
5.(2023·四川巴中·中考真题)在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,如图所示。下列说法正确的是( )
A.漂浮的种子受到的浮力小于自身重力 B.种子下沉过程中受到的浮力大于自身重力
C.下沉过程中盐水对种子的压强变大 D.沉底的种子只受到重力和支持力
6.(2023·四川甘孜·中考真题)如图所示,盛有水的甲、乙两相同容器放在水平桌面上,体积相等的a、b两均匀实心物体静止在水中,此时两水面相平,则( )
A.物体a的密度较b的大 B.物体b受到的浮力较a的小
C.甲容器底部受到水的压力较乙的小 D.两容器底部受到水的压强相等
7.(2023·山东菏泽·中考真题)在我国探索太空的历程中,设计出了多种空中飞行器。下列飞行器中,利用大气压强升空的是( )
A.风筝 B.孔明灯 C.火箭 D.地球卫星
8.(2023·江苏南京·中考真题)如图所示,在一只轻薄透明塑料袋中装有半袋水,用弹簧测力计吊住塑料袋并将其缓慢浸入水中,当测力计示数减小为零时(塑料袋不接触杯底),发现袋内外水面相平。为了说明浮力的大小与液体的密度有关,仅提供密度不同的两种液体甲和乙(ρ甲>ρ水>ρ乙),在前面步骤的基础上,要求控制V袋不变,以下关于器材选用的设计方案正确的是( )
A.将袋内水换成等体积的甲液体,袋外水不变 B.将袋内水换成等体积的乙液体,袋外水不变
C.将袋外水换成甲液体,袋内水不变 D.将袋外水换成乙液体,袋内水不变
9.(2023·山东德州·中考真题)水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大 B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等 D.乙容器对桌面的压力更大
10.(2023·山东济南·中考真题)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( )
A.石头受到的浮力更大些 B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大 D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
11.(2023·江苏泰州·中考真题)用硬质塑料瓶、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),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
12.(2023·湖北·中考真题)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲。将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法正确的是( )
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
13.(2023·湖南株洲·中考真题)取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计,将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲
14.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则( )
A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力 B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等 D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
15.(2023·山西·中考真题)妈妈生日那天,小梦给妈妈煮饺子时发现,当把饺子放入沸腾的水中后,饺子先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性)( )
A.饺子在下沉的过程中,受到水的压强不变
B.饺子上浮过程中,受到的浮力小于它所受的重力
C.饺子上浮过程中,受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.饺子在水面漂浮时,受到的浮力大于它所受的重力
16.(2023·四川绵阳·中考真题)甲、乙、丙是三个体积、形状相同的球,完全浸入水中后由静止释放,最后情况如图所示,则受浮力最小的是 球,重力最大的是 球。(选填“甲”“乙”或“丙”)
17.(2023·海南·中考真题)“强军筑梦,挺进深蓝”。海军372潜艇起航驶离军港,奔赴深海大洋。该潜艇完全浸没后,下潜过程中所受的浮力 ,从密度小的海域进入密度大的海域所受的浮力 (均选填“变大”“不变”或“变小”)。
18.(2023·陕西·中考真题)如图,用细线将一个质量为27g、体积为10cm3的铝块系在电子测力计的挂钩上,使铝块完全浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为 N,电子测力计的示数 N。若使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,细线重力忽略不计)
19.(2023·四川甘孜·中考真题)如图所示,在我国“2022巅峰使命”珠峰科考中,极目一号Ⅲ型浮空艇到达海拔9032m的高度,对珠峰地区气候进行数据测量。浮空艇能升空是因为内部充入了密度比空气密度 的气体,在上升过程中,浮空艇受到的大气压强越来越 。(两空均选填“大”或“小”)
20.(2023·湖南益阳·中考真题)某一木块的体积为100cm3,所受的重力为0.8N,漂浮在水面上静止时受到的浮力为 N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为 N(g取10N/kg)。
21.(2023·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯中盛满酒精,乙溢水杯中盛满某种液体。将一个不吸收任何液体的小球轻轻地放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是;将小球从甲溢水杯中取出后擦干,再轻轻地放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是,小球露出液面的体积与浸入液体中的体积之比为。已知,则小球的密度是 ;乙溢水杯中液体的密度是 。
22.(2023·四川内江·中考真题)浸在液体中的物体受到的浮力,方向是 ,浮力的大小等于它排开的液体所受到的 力。
23.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)如图所示,物块A重为3N,将物块A总体积的三分之二浸在足够深的水中静止时,弹簧测力计的示数F=0.5N,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)物块A的体积;
(2)若将物块A从弹簧测力计上取下放入水中,物块A静止时所受浮力的大小。
24.(2023·四川巴中·中考真题)某兴趣小组在做浮力相关实验时,将力传感器固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器的示数等于细线拉力的大小。底面积的柱形容器B放在水平升降台上,装有深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器的示数F与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水,整个过程无水溢出。请回答下列问题:
(1)求A的质量;
(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,求此时A受到的浮力;
(3)求A的密度。
25.(2023·黑龙江牡丹江·中考真题)学习了阿基米德原理,小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先用弹簧测力计测出金属块的重力是,再把金属块浸没到水中,静止时,弹簧测力计的示数是。求:
(1)金属块浸没在水中受到的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)金属块的密度。
26.(2023·北京·中考真题)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
考向一:浮力计算的四种方法
1.称重法——浮力的测量
(1)原理:浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中受到的拉力。
(2)公式:F浮=G物-F拉
(3)应用条件:须知道物体的重力和物体浸在液体中时受到拉力。
2.压力差法——浮力产生的原因
(1)原理:由浮力产生的原因可知浮力等于物体受到的液体对它向上和向下的压力差。
(2)公式:F浮=F向上-F向下
(3)应用条件:已知或可求出液体对物体上、下表面的压力。
3.公式法——阿基米德原理
(1)原理:根据阿基米德原理可知浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(2)公式:F浮=ρ液gV排
(3)应用条件:已知液体的密度和排开液体的体积。
4.平衡法——物体的浮沉条件
(1)原理:物体漂浮在液面或悬浮在液体中时,应用二力平衡条件可知,物体受到的浮力等于物体受到的重力。
(2)公式:F浮=G物
(3)应用条件:物体处于漂浮或悬浮状态,并已知或可计算出物体的重力。
考向二:关于物体浮沉的分析
关于物体的浮沉问题经常要利用受力分析、物体的浮沉条件、阿基米德原理等知识、根据不同的条件选用不同的知识进行分析可以达到快速解题的目的。
1.物体浮沉问题的几种类型
(1)浸没于液体中的物体上浮
物体上浮,则有F浮>G,V排=V物,ρ液gV排>ρ物gV物, 由此可得ρ液>ρ物。此时若没有外力作用,物体最终漂浮在液面。当物体处于漂浮状态时,有F浮=G,V排<V物。在漂浮时根据ρ液gV排=ρ物gV物,若已知V排、V物(或ρ液、ρ物)的关系就可以得到ρ液、ρ物(或V排、V物)的关系。
(2)浸没于液体中的物体下沉
物体浸没时下沉,则有F浮<G,V排=V物,ρ液gV排<ρ物gV物,由此可得ρ液<ρ物。当物体沉底静止后则有F浮+F支=G。
(3)悬浮于液体中的物体
悬浮在液体中的物体受力平衡,则有 F浮=G,ρ液=ρ物,可以静止在液体中的任意位置。
2.物体浮沉条件的主要应用
(1)利用浮沉条件可以判断物体与液体密度的大小关系,计算物体或液体的密度。
(2)根据物体上浮、下沉或悬浮可以判定物体所受浮力与重力的大小关系。
(3)还可以利用浮沉条件和影响浮力大小的因素找到实现物体浮沉的方法。
1.(2024·吉林长春·一模)我国具有自主知识产权的“海翼号”深海滑翔机,它的底部装有油囊,可以根据需要改变油囊的体积,再配合可移动的电池,从而实现浮沉运动。下列与其浮沉原理相似的是( )
A.鱼 B.虾 C.潜艇 D.轮船
2.(2024·湖南·一模)如图所示,“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船。其最大下潜深度为30m,满载排水量约10万吨。工作时,如图甲、乙、丙所示,通过调节压载水舱中的海水量,使甲板下潜至预定水深,待货物到达甲板上方,再次调节舱中海水量,使甲板浮出水面,完成装载过程。下列关于“新光华”号的说法正确的是( )
A.“新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力相等
B.“新光华”号从长江驶入东海,其所受浮力变大
C.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强约为
D.满载时,“新光华”号所受浮力约为
3.(2024·广东珠海·一模)如图所示,甲、乙两个相同的杯中装有等量的水,两杯中的小球相同,甲杯中的小球漂浮于水面,乙杯中的小球用细线连接杯底,细线处于绷紧状态。如果分别在两杯中加入等量食盐,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两杯中的小球所受的浮力均会增加
B.甲、乙两杯中的小球所受的浮力均会不变
C.甲杯中的小球所受浮力增加,乙杯中的小球所受浮力不变
D.甲杯中的小球所受浮力不变,乙杯中的小球所受浮力增加
4.(2024·四川德阳·一模)在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示。轻触乙液体中的小瓶使其下沉。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
C.小瓶在乙液体中下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D.小瓶在乙液体中下沉过程中,小瓶所受浮力不变
5.(2024·湖北孝感·一模)如图所示,将小玻璃瓶的瓶口用橡皮膜密封,使玻璃瓶瓶口朝上悬浮在敞口容器的水中。下列做法玻璃瓶仍能悬浮的是( )
A.用滴管向容器中缓慢加水 B.将整套装置从一楼拿到五楼
C.保持玻璃瓶在水中的位置不变,将瓶口朝下放置 D.以上做法均不能使玻璃瓶悬浮
6.(2024·上海闵行·二模)自由潜水运动目前正在全球各地流行起来。如图所示,小丽训练潜水时,排开水的体积为,则她在水中所受浮力为 牛。小丽的重力为480牛,下潜过程中,浮力和重力的合力为 牛、方向竖直 。
7.(2024·上海徐汇·二模)如图所示,质量为2千克的小球落入水中,小球所受重力的大小为 牛;当小球恰好浸没在水中时,排开水的体积为米3,此时小球所受浮力的大小为 牛;随着小球浸没于水中深度越深,它所受浮力的大小 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
8.(2024·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测)一块冰块静止在装有盐水的圆柱形容器中,冰块熔化后盐水面 (上升,下降或不变),一个装有水的容器漂浮一个小船,小船里面放有ABC三个小球,A的密度小于水的密度,B的密度等于水的密度,C的密度大于水的密度,C球扔到水中,水面 (上升,下降或不变)。
9.(2024·上海静安·二模)将重为20牛的物块匀速向上举高2米,则举力做功 焦。若该物块的体积为,浸没在水中时受到浮力为 牛。把该物块浸没在酒精中(),与浸没在水中相比,物块受到的浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
10.(2024·上海·模拟预测)AG600两栖飞机降落在湖面时,排开水的体积达60米3,求飞机所受水的浮力大小。
11.(2024·山东济南·一模)如图所示,“昆明舰”是我国自行研制的新一代导弹驱逐舰首舰,其满载时排开水的质量为7500t,g取10N/kg,通过计算回答:满载时该驱逐舰所受浮力的大小是多少
12.(2024·江西南昌·一模)小明想利用鸡蛋来研究物体的浮沉状况。他找来了一个鸡蛋,利用托盘天平测得质量为,利用排水法,测得鸡蛋的体积为。求:
(1)鸡蛋的密度为多少?
(2)请通过计算,判断鸡蛋在水中的浮沉状态;
(3)小明在烧杯中装入盐水,鸡蛋能恰好悬浮在盐水中,盐水的总质量为多少?专题03 浮力
目 录
01 挑战中考题·查能力漏洞
02 研考向·补能力漏洞
03 能力提升演练
1.(2023·湖北襄阳·中考真题)把一个材质均匀的正方体,分别投入A、B、C三种液体中,静止后的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.在A液体中正方体受到浮力最大 B.三种液体中C液体密度最接近正方体的密度
C.三种液体中的B密度最大 D.正方体的密度大于三种液体中的任意一种
【答案】B
【解析】A.根据图示可知,正方体在A、B、C三种液体中都处于漂浮状态,受到的浮力都等于自身的重力,所以正方体在三种液体中受到的浮力是相同的,故A错误;
BCD.由图中可以看出,物体排开液体的体积最小的是在A中,其次是B、C;因为所受浮力相等,根据公式可知,排开液体的体积越大,这种液体的密度越小,所以液体密度最小的是C,其次是B,液体密度最大的是A;正方体漂浮,正方体的密度小于液体的密度,所以三种液体中C液体密度最接近正方体的密度,故B正确,CD错误。
故选B。
2.(2023·山东淄博·中考真题)将兵乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球( )
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
【答案】D
【解析】ABD.乒乓球在1、2位置时排开的水的体积相同,所受的浮力相同,因为乒乓球最终漂浮,所以浸没在水中时,所受的浮力大于重力,乒乓球在3位置时漂浮,排开水的体积比1、2位置小,所受的浮力小于1、2位置的浮力,故AB不符合题意,D符合题意;
C.从1至2位置,水的深度变浅,据,乒乓球受到水的压强变小,故C不符合题意。
故选D。
3.(2023·内蒙古呼和浩特·中考真题)体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体中,静止时的状态如图所示。其中C物体对杯底有压力。用、、分别表示三个物体受到浮力的大小,、、分别表示三个物体受到重力的大小,、、分别表示三个物体排开液体重力的大小。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AD.体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体中,由图知
又根据阿基米德原理
可得
故AD都错误;
B.A物体处于漂浮状态,B物体处于悬浮状态,受到重力和浮力都是一对平衡力
C物体沉在容器底
又由上述推论
故可得
故B正确;
C.又根据阿基米德原理
可得
故C错误。
故选B。
4.(2023·江苏常州·中考真题)为拯救濒危物种中华鲟,生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后,胶囊与潜入水中的中华鲟脱离,最终漂浮于江面发射定位信号,脱离后,胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】当胶囊未离开水面时,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,该过程中胶囊受到的浮力大小不变;当胶囊露出水面且稳定前,排开水的体积不断减小,由阿基米德原理可知,胶囊受到的浮力不断减小;当胶囊最终漂浮在水面时,排开水的体积不再变化,由阿基米德原理可知,此时受到的浮力不再变化。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(2023·四川巴中·中考真题)在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,如图所示。下列说法正确的是( )
A.漂浮的种子受到的浮力小于自身重力 B.种子下沉过程中受到的浮力大于自身重力
C.下沉过程中盐水对种子的压强变大 D.沉底的种子只受到重力和支持力
【答案】C
【解析】A.一部分种子漂浮在盐水中,受力平衡,受到的浮力大小等于其自身的重力,故A错误;
B.种子下沉过程中受力不平衡,由物体的浮沉条件可知,此时种子受到的重力大小大于浮力,故B错误;
C.种子在下沉过程中所处的深度不断增大,由可知,种子受到的液体压强也在不断增大,故C正确;
D.由物体的浮沉条件可知,沉底的种子受到的重力大小大于浮力,所以沉底的种子除了受重力和浮力的作用,还受容器底对其的支持力,故D错误。
故选C。
6.(2023·四川甘孜·中考真题)如图所示,盛有水的甲、乙两相同容器放在水平桌面上,体积相等的a、b两均匀实心物体静止在水中,此时两水面相平,则( )
A.物体a的密度较b的大 B.物体b受到的浮力较a的小
C.甲容器底部受到水的压力较乙的小 D.两容器底部受到水的压强相等
【答案】D
【解析】A.甲图中a物体漂浮根据物体的浮沉条件可知;乙图中b物体悬浮,根据物体的浮沉条件可知,则,故A不符合题意;
B.根据可知,b物体浸在水中的体积多,排开水的体积大,则b物体受到的浮力大,故B不符合题意;
CD.由可知,水的密度相同,深度相同,则水对容器底部的压强相等,据可知,水对容器底部的压力大小相等,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.(2023·山东菏泽·中考真题)在我国探索太空的历程中,设计出了多种空中飞行器。下列飞行器中,利用大气压强升空的是( )
A.风筝 B.孔明灯 C.火箭 D.地球卫星
【答案】B
【解析】A.风筝是利用流体的流速越快,压强越小,产生升力使得风筝升空的,故A不符合题意;
B.孔明灯是利用空气的浮力升空的,而空气中是物体上下表面受到的大气压力不等,因而产生浮力,故依靠大气压强升空的,故B符合题意;
C.火箭是依靠发动机喷气获得反推力升空的,利用物体间力的作用是相互的,故C不符合题意;
D.地球卫星是依靠火箭升空的,利用物体间力的作用是相互的,故D不符合题意。
故选B。
8.(2023·江苏南京·中考真题)如图所示,在一只轻薄透明塑料袋中装有半袋水,用弹簧测力计吊住塑料袋并将其缓慢浸入水中,当测力计示数减小为零时(塑料袋不接触杯底),发现袋内外水面相平。为了说明浮力的大小与液体的密度有关,仅提供密度不同的两种液体甲和乙(ρ甲>ρ水>ρ乙),在前面步骤的基础上,要求控制V袋不变,以下关于器材选用的设计方案正确的是( )
A.将袋内水换成等体积的甲液体,袋外水不变 B.将袋内水换成等体积的乙液体,袋外水不变
C.将袋外水换成甲液体,袋内水不变 D.将袋外水换成乙液体,袋内水不变
【答案】D
【解析】AB.将带内水换成等体积的甲、乙两种液体,控制V袋不变,都浸没在水中,ρ液不变,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力大小不变,无法说明浮力的大小与液体的密度有关,故AB错误;
C.将袋外水换成甲液体,由于ρ甲>ρ水,所以将盛有水的塑料袋放入甲液体中时会漂浮在液面,无法控制V袋不变,故无法完成实验,故C错误;
D.将袋外水换成乙液体,由于ρ水>ρ乙,所以将盛有水的塑料袋放入乙液体中,控制V袋不变,测力计示数不为零,浮力减小,说明能说明浮力的大小与液体的密度有关。
故选D。
9.(2023·山东德州·中考真题)水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大 B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等 D.乙容器对桌面的压力更大
【答案】D
【解析】A.由图可知,密度计在水和浓盐水中均为漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,密度计在水中和浓盐水中受到的浮力大小均与密度计自身的重力大小相等,所以密度计在两液体中受到的浮力相等,故A错误;
B.由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积更大,由密度计在两液体中受到的浮力相等和F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度更小,所以甲液体是水,故B错误;
C.两液体的深度相同,甲液体的密度更小,由p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强更小,故C错误;
D.甲液体的密度小于乙,由图可知,甲液体的体积小于乙,由m=ρV可知,甲液体的质量小于乙液体,甲液体的重力小于乙液体。两容器中密度计的质量相同,所以甲容器对桌面的压力更小,乙容器对桌面的压力更大,故D正确。
故选D。
10.(2023·山东济南·中考真题)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( )
A.石头受到的浮力更大些 B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大 D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
【答案】A
【解析】把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,西红柿排开的水的体积小于石头排开的水的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,石头受到的浮力大。
故选A。
11.(2023·江苏泰州·中考真题)用硬质塑料瓶、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),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
【答案】D
【解析】A.当模型漂浮于水面时,由浮沉条件可知,它受到的浮力等于重力,故A错误;
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,瓶内水被排出来,模型重力将变小,小于浮力,模型将上浮,故B错误;
C.从瓶中抽气时,瓶内气体压强变小,水进入瓶内,模型重力将变大,大于浮力,模型会下沉,此时排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,它受到的浮力不变,故C错误。
D.潜水艇是依靠改变自身重力实现浮沉的,让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,此时应向外抽气,让水进入瓶中,是模型受到的重力大于浮力,实现下沉;然后停止抽气,接着适当充气,向外排水,使模型的重力等于浮力而悬浮,所以瓶内气体是先减少后增加,瓶内的水先增加后减少,故D正确。
故选D。
12.(2023·湖北·中考真题)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲。将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法正确的是( )
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
【答案】D
【解析】A.整个橙子放入水中,漂浮在水面上, 整个橙子的密度小于水的密度,故A错误;
B.将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,大块橙子受到的浮力等于其重力,故B错误;
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中,体积不变,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知其受到的浮力不变,故C错误;
D.整个橙子在水中漂浮,所受浮力等于其重力。将其切成大小两块,再次投入水中,大块橙子受到的浮力等于自身重力,小块橙子受到的浮力小于自身重力,两块橙子受到浮力之和小于整个橙子受到的浮力,故D正确。
故选D。
13.(2023·湖南株洲·中考真题)取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计,将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲
【答案】D
【解析】AB.如图所示,它竖直立在两种液体中都是漂浮状态,所以它受到的浮力等于重力,同一支密度计的重力相等,则密度计在两种液体中受到的浮力相等。即,故AB不符合题意;
CD.如图所示,密度计在甲液体中排开液体的体积比在乙液体中排开液体的体积大,根据可知,浮力相等时,排开液体体积越大,液体密度越小。所以可判断出甲液体密度较小,即,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
14.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则( )
A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力 B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等 D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
【答案】A
【解析】A.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,将实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和,由图可知,A漂浮,排开液体的体积小于物体的体积,B悬浮,排开液体的体积等于物体的体积,所以A的体积大于B的体积,实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,根据可知,A的质量大于B的质量,根据G=mg可知,A的重力大于B的重力。根据物体的浮沉条件知,物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力,故A符合题意;
BCD.由图可知, A漂浮,根据物体的浮沉条件知,A的密度小于甲液体的密度,B悬浮,B的密度等于乙液体的密度,实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,所以,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,静止时液面等高,根据可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强,容器粗细均匀,故甲容器和液体总重大于乙容器的,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故BCD不符合题意。
故选A。
15.(2023·山西·中考真题)妈妈生日那天,小梦给妈妈煮饺子时发现,当把饺子放入沸腾的水中后,饺子先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性)( )
A.饺子在下沉的过程中,受到水的压强不变
B.饺子上浮过程中,受到的浮力小于它所受的重力
C.饺子上浮过程中,受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.饺子在水面漂浮时,受到的浮力大于它所受的重力
【答案】C
【解析】A.饺子在下沉的过程中,饺子在水中的深度变大,由p=ρgh可知,所受水的压强变大,故A错误;
B.饺子上浮过程中,由浮沉条件可知,饺子受到的浮力大于它受到的重力,故B错误;
C.饺子上浮过程中,由阿基米德原理可知浮力等于它排开水的重力,故C正确;
D.饺子在水面漂浮时,受到的浮力等于它所受的重力,故D错误。
故选C。
16.(2023·四川绵阳·中考真题)甲、乙、丙是三个体积、形状相同的球,完全浸入水中后由静止释放,最后情况如图所示,则受浮力最小的是 球,重力最大的是 球。(选填“甲”“乙”或“丙”)
【答案】 甲 丙
【解析】[1][2]由图可知,三个球排开水的体积
因为
可知,三个球受到的浮力
即甲球受到的浮力最小;由图可知,甲漂浮,乙悬浮,丙沉底,则
所以
即丙球的重力最大。
17.(2023·海南·中考真题)“强军筑梦,挺进深蓝”。海军372潜艇起航驶离军港,奔赴深海大洋。该潜艇完全浸没后,下潜过程中所受的浮力 ,从密度小的海域进入密度大的海域所受的浮力 (均选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 不变 变大
【解析】[1]潜艇完全浸没后,因为排开液体的体积不变,液体的密度不变,根据可知,下潜过程中所受的浮力不变。
[2]因为潜水艇排开液体的体积不变,液体的密度变大,根据可知,浮力变大。
18.(2023·陕西·中考真题)如图,用细线将一个质量为27g、体积为10cm3的铝块系在电子测力计的挂钩上,使铝块完全浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为 N,电子测力计的示数 N。若使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,细线重力忽略不计)
【答案】 0.1 0.17 不变
【解析】[1]铝块完全浸没在水中静止不动,则排开水的体积等于物体的体积,有
受到的浮力为
[2]根据称重法可得,铝块完全浸没时所受的浮力为
则电子测力计的示数为
[3]若使铝块在水中继续下降,根据可知,它所受的浮力将保持不变。
19.(2023·四川甘孜·中考真题)如图所示,在我国“2022巅峰使命”珠峰科考中,极目一号Ⅲ型浮空艇到达海拔9032m的高度,对珠峰地区气候进行数据测量。浮空艇能升空是因为内部充入了密度比空气密度 的气体,在上升过程中,浮空艇受到的大气压强越来越 。(两空均选填“大”或“小”)
【答案】 小 小
【解析】[1]浮空艇能升空是因为内部充入了密度比空气密度更小的气体,整个浮空艇的平均密度小于空气密度,使浮空艇受到的浮力大于其重力,浮空艇就能上升。
[2]在上升过程中,空气越来越稀薄,气压逐渐减小,所以浮空艇受到的大气压强越来越小。
20.(2023·湖南益阳·中考真题)某一木块的体积为100cm3,所受的重力为0.8N,漂浮在水面上静止时受到的浮力为 N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为 N(g取10N/kg)。
【答案】 0.8 1
【解析】[1]木块漂浮在水面上静止时受到的浮力
F浮=G=0.8N
[2]用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为
F′浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N
21.(2023·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯中盛满酒精,乙溢水杯中盛满某种液体。将一个不吸收任何液体的小球轻轻地放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是;将小球从甲溢水杯中取出后擦干,再轻轻地放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是,小球露出液面的体积与浸入液体中的体积之比为。已知,则小球的密度是 ;乙溢水杯中液体的密度是 。
【答案】
【解析】[1][2]小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是,根据密度公式可知溢出酒精的体积即小球的体积为
已知小球露出液面的体积与浸入液体中的体积之比为,则排开液体的体积为
溢出液体的质量是,乙溢水杯中液体的密度是
小球在乙溢水杯中处于漂浮状态,小球的重力等于浮力,由阿基米德原理有
F浮=G=m液g=0.08kg×10N/kg=0.8N
小球的密度是
22.(2023·四川内江·中考真题)浸在液体中的物体受到的浮力,方向是 ,浮力的大小等于它排开的液体所受到的 力。
【答案】 竖直向上 重
【解析】[1][2]根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到一个竖直向上的力的作用,这个力叫做浮力,浮力的大小等于排开的液体所受的重力。
23.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)如图所示,物块A重为3N,将物块A总体积的三分之二浸在足够深的水中静止时,弹簧测力计的示数F=0.5N,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)物块A的体积;
(2)若将物块A从弹簧测力计上取下放入水中,物块A静止时所受浮力的大小。
【答案】(1)3.75×10-4m3;(2)3N
【解析】
解:(1)由图可知,物体A所受的浮力为
由
得,物体A排水的体积为
由题可知,物体A的体积为
(2)由G=mg得,物体A的质量为
物体A的密度为
物体的密度小于水的密度,物体放入水中后漂浮物体A静止时所受的浮力为
答:(1)物块A的体积为3.75×10-4m3;
(2)若将物块A从弹簧测力计上取下放入水中,物块A静止时所受浮力的大小为3N。
24.(2023·四川巴中·中考真题)某兴趣小组在做浮力相关实验时,将力传感器固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器的示数等于细线拉力的大小。底面积的柱形容器B放在水平升降台上,装有深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器的示数F与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水,整个过程无水溢出。请回答下列问题:
(1)求A的质量;
(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,求此时A受到的浮力;
(3)求A的密度。
【答案】(1)1.2kg;(2)2N;(3)1.5×103kg/m3
【解析】解:(1)当物体未浸入水中时传感器的示数即为A的重力,所以A的质量为
(2)当时,物体排开液体的体积为
此时A受到的浮力为
(3)当浸没时,排开液体的体积为
液体上升的高度为
物体的高度为
物体的体积为
A的密度为
答:(1)A的质量为1.2kg;
(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,此时A受到的浮力为2N;
(3)A的密度为1.5×103kg/m3。
25.(2023·黑龙江牡丹江·中考真题)学习了阿基米德原理,小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先用弹簧测力计测出金属块的重力是,再把金属块浸没到水中,静止时,弹簧测力计的示数是。求:
(1)金属块浸没在水中受到的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)金属块的密度。
【答案】(1)0.1N;(2);(3)
【解析】解:(1)金属块受到的浮力
(2)根据阿基米德原理,金属块完全浸没在水中时,排开的水的体积
因金属块浸没在水中,故金属块的体积
(3)根据G=mg,金属块的质量
金属块的密度
(1)金属块浸没在水中受到的浮力为0.1N;
(2)金属块的体积为;
(3)金属块的密度为。
26.(2023·北京·中考真题)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
【答案】(1)见解析;(2)1.7N;(3)100g
【解析】(1)浮力秤静止时漂浮,浮力秤所受的重力等于所受的浮力,浮力秤受力示意图见图:
(2)浮力秤漂浮,依据平衡条件可知
(3)浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时,秤内被测物的质量为m测,依据平衡条件不放入被测物时F浮=G排
放入被测物时
可知
依据阿基米德原理
可知
答:(1)见解析;
(2)图中所示状态浮力秤受到的浮力为1.7N;
(3)浮力秤上2cm刻度线对应的质量值为100g。
考向一:浮力计算的四种方法
1.称重法——浮力的测量
(1)原理:浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中受到的拉力。
(2)公式:F浮=G物-F拉
(3)应用条件:须知道物体的重力和物体浸在液体中时受到拉力。
2.压力差法——浮力产生的原因
(1)原理:由浮力产生的原因可知浮力等于物体受到的液体对它向上和向下的压力差。
(2)公式:F浮=F向上-F向下
(3)应用条件:已知或可求出液体对物体上、下表面的压力。
3.公式法——阿基米德原理
(1)原理:根据阿基米德原理可知浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(2)公式:F浮=ρ液gV排
(3)应用条件:已知液体的密度和排开液体的体积。
4.平衡法——物体的浮沉条件
(1)原理:物体漂浮在液面或悬浮在液体中时,应用二力平衡条件可知,物体受到的浮力等于物体受到的重力。
(2)公式:F浮=G物
(3)应用条件:物体处于漂浮或悬浮状态,并已知或可计算出物体的重力。
考向二:关于物体浮沉的分析
关于物体的浮沉问题经常要利用受力分析、物体的浮沉条件、阿基米德原理等知识、根据不同的条件选用不同的知识进行分析可以达到快速解题的目的。
1.物体浮沉问题的几种类型
(1)浸没于液体中的物体上浮
物体上浮,则有F浮>G,V排=V物,ρ液gV排>ρ物gV物, 由此可得ρ液>ρ物。此时若没有外力作用,物体最终漂浮在液面。当物体处于漂浮状态时,有F浮=G,V排<V物。在漂浮时根据ρ液gV排=ρ物gV物,若已知V排、V物(或ρ液、ρ物)的关系就可以得到ρ液、ρ物(或V排、V物)的关系。
(2)浸没于液体中的物体下沉
物体浸没时下沉,则有F浮<G,V排=V物,ρ液gV排<ρ物gV物,由此可得ρ液<ρ物。当物体沉底静止后则有F浮+F支=G。
(3)悬浮于液体中的物体
悬浮在液体中的物体受力平衡,则有 F浮=G,ρ液=ρ物,可以静止在液体中的任意位置。
2.物体浮沉条件的主要应用
(1)利用浮沉条件可以判断物体与液体密度的大小关系,计算物体或液体的密度。
(2)根据物体上浮、下沉或悬浮可以判定物体所受浮力与重力的大小关系。
(3)还可以利用浮沉条件和影响浮力大小的因素找到实现物体浮沉的方法。
1.(2024·吉林长春·一模)我国具有自主知识产权的“海翼号”深海滑翔机,它的底部装有油囊,可以根据需要改变油囊的体积,再配合可移动的电池,从而实现浮沉运动。下列与其浮沉原理相似的是( )
A.鱼 B.虾 C.潜艇 D.轮船
【答案】A
【解析】“海翼号”通过压入或排出液压油改变油囊的体积,从而改变自身受到的浮力的大小来实现浮沉;
A.鱼通过改变自身鱼鳔的体积改变浮力的大小,从而实现浮沉,原理和“海翼号”深海滑翔机相同,故A符合题意;
B.虾有强大的游泳能力,通过快速扇动它们的尾部和附肢,它们可以在水中上下移动,故B不符合题意;
C.潜艇通过调节水舱中的水量来改变自身的重力,从而实现浮沉,故C不符合题意;
D.轮船则是通过排水量来保持浮力与重力平衡,实现漂浮在水面上,故D不符合题意。
故选A。
2.(2024·湖南·一模)如图所示,“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船。其最大下潜深度为30m,满载排水量约10万吨。工作时,如图甲、乙、丙所示,通过调节压载水舱中的海水量,使甲板下潜至预定水深,待货物到达甲板上方,再次调节舱中海水量,使甲板浮出水面,完成装载过程。下列关于“新光华”号的说法正确的是( )
A.“新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力相等
B.“新光华”号从长江驶入东海,其所受浮力变大
C.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强约为
D.满载时,“新光华”号所受浮力约为
【答案】C
【解析】A.由图可知,“新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时排开水的体积不同,由可知,所受的浮力不同,故A错误;
B.“新光华”号从长江驶入东海,始终处于漂浮状态,其所受浮力等于重力,重力不变,所以浮力也不变,故B错误;
C.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强
故C正确;
D.由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力,“新光华”号满载排水量约10万吨,则满载时“新光华”号所受浮力约为
故D错误。
故选C。
3.(2024·广东珠海·一模)如图所示,甲、乙两个相同的杯中装有等量的水,两杯中的小球相同,甲杯中的小球漂浮于水面,乙杯中的小球用细线连接杯底,细线处于绷紧状态。如果分别在两杯中加入等量食盐,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两杯中的小球所受的浮力均会增加
B.甲、乙两杯中的小球所受的浮力均会不变
C.甲杯中的小球所受浮力增加,乙杯中的小球所受浮力不变
D.甲杯中的小球所受浮力不变,乙杯中的小球所受浮力增加
【答案】D
【解析】加入盐水后,虽然甲球上升,但仍处于漂浮状态,所以浮力不变,依然等于重力。对于乙球来说,它所排开盐水的体积不变,液体的密度变大,根据F浮=ρ液gV排可知,乙的浮力增加。故ABC错误,D正确。
故选D 。
4.(2024·四川德阳·一模)在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示。轻触乙液体中的小瓶使其下沉。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
C.小瓶在乙液体中下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D.小瓶在乙液体中下沉过程中,小瓶所受浮力不变
【答案】A
【解析】AB.小瓶在甲乙中均处于悬浮状态,浮力等于重力,同一小瓶,重力不变,所以浮力不变,即甲乙小瓶所受浮力相等。甲中橡皮膜的凹陷程度较大,说明甲中排开液体体积更小,由可知,甲中液体密度大于乙中液体密度,故A正确,B错误;
CD.小瓶在乙液体中下沉过程中,深度加深,橡皮膜所受液体压强增大,橡皮膜凹陷程度变大,排开液体的体积变小,所以所受浮力减小,故CD错误。
故选A。
5.(2024·湖北孝感·一模)如图所示,将小玻璃瓶的瓶口用橡皮膜密封,使玻璃瓶瓶口朝上悬浮在敞口容器的水中。下列做法玻璃瓶仍能悬浮的是( )
A.用滴管向容器中缓慢加水 B.将整套装置从一楼拿到五楼
C.保持玻璃瓶在水中的位置不变,将瓶口朝下放置 D.以上做法均不能使玻璃瓶悬浮
【答案】D
【解析】A.沿桶壁向容器中缓慢加水,橡皮膜受到的液体压强变大,排开水的体积变小,玻璃瓶受到的浮力变小,重力大于浮力,下沉,故A不符合题意;
B.将整套装置从一楼拿到五楼,大气压减小,凹陷程度变小,排开水的体积变大,液体密度不变,玻璃瓶受到的浮力变大,而玻璃瓶的重力不变,玻璃瓶会上浮至水面,故B不符合题意;
C.保持玻璃瓶在水中的位置不变,橡皮膜的深度增加,液体压强变大,排开水的体积变小,玻璃瓶受到的浮力变小,重力大于浮力,下沉,故C不符合题意;
D.综合分析以上做法均不能使玻璃瓶悬浮,故D符合题意。
故选D。
6.(2024·上海闵行·二模)自由潜水运动目前正在全球各地流行起来。如图所示,小丽训练潜水时,排开水的体积为,则她在水中所受浮力为 牛。小丽的重力为480牛,下潜过程中,浮力和重力的合力为 牛、方向竖直 。
【答案】 500 20 向上
【解析】[1]小丽在水中所受浮力为
[2][3]下潜过程中,受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,故浮力和重力的合力大小为
方向与重力的方向一致,即竖直向上。
7.(2024·上海徐汇·二模)如图所示,质量为2千克的小球落入水中,小球所受重力的大小为 牛;当小球恰好浸没在水中时,排开水的体积为米3,此时小球所受浮力的大小为 牛;随着小球浸没于水中深度越深,它所受浮力的大小 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】 20 10 不变
【解析】[1]小球所受重力的大小为
[2]当小球恰好浸没在水中时,小球所受浮力的大小为
[3]随着小球浸没于水中深度越深,它排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,它所受浮力的大小不变。
8.(2024·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测)一块冰块静止在装有盐水的圆柱形容器中,冰块熔化后盐水面 (上升,下降或不变),一个装有水的容器漂浮一个小船,小船里面放有ABC三个小球,A的密度小于水的密度,B的密度等于水的密度,C的密度大于水的密度,C球扔到水中,水面 (上升,下降或不变)。
【答案】 上升 下降
【解析】[1]冰块密度小于盐水的密度,静止时漂浮在盐水面上,浮力等于冰的重力,冰熔化后质量不变,则有
因为水的密度小于盐水的密度,则
冰块熔化后盐水面上升。
[2] C的密度大于水的密度,C球扔到水中,根据物体沉浮条件,C球沉底,C球受到浮力小于重力,船与三个球受到的总浮力减小,根据阿基米德原理,排开水的体积减小,故水面下降。
9.(2024·上海静安·二模)将重为20牛的物块匀速向上举高2米,则举力做功 焦。若该物块的体积为,浸没在水中时受到浮力为 牛。把该物块浸没在酒精中(),与浸没在水中相比,物块受到的浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 40 10 变小
【解析】[1]将重为20牛的物块匀速向上举高2米,则举力做功
[2]若该物块的体积为1×10 3米3,浸没在水中时受到浮力为
[3]把该物块浸没在酒精中(ρ酒精<ρ水),根据可知,与浸没在水中相比,物块受到的浮力变小。
10.(2024·上海·模拟预测)AG600两栖飞机降落在湖面时,排开水的体积达60米3,求飞机所受水的浮力大小。
【答案】
【解析】解:由阿基米德原理可知,飞机在水中受到的浮力
答:飞机所受水的浮力是。
11.(2024·山东济南·一模)如图所示,“昆明舰”是我国自行研制的新一代导弹驱逐舰首舰,其满载时排开水的质量为7500t,g取10N/kg,通过计算回答:满载时该驱逐舰所受浮力的大小是多少
【答案】7.5×107N
【解析】解:满载时该驱逐舰所受浮力
答:满载时该驱逐舰所受浮力的大小是7.5×107N。
12.(2024·江西南昌·一模)小明想利用鸡蛋来研究物体的浮沉状况。他找来了一个鸡蛋,利用托盘天平测得质量为,利用排水法,测得鸡蛋的体积为。求:
(1)鸡蛋的密度为多少?
(2)请通过计算,判断鸡蛋在水中的浮沉状态;
(3)小明在烧杯中装入盐水,鸡蛋能恰好悬浮在盐水中,盐水的总质量为多少?
【答案】(1)1.1g/cm3;(2)鸡蛋在水中下沉,最终沉底;(3)440g
【解析】解:(1)鸡蛋的密度为
(2)鸡蛋受到的重力为
鸡蛋浸没水中时受到的浮力为
因为G>F浮,所以鸡蛋下沉,最终沉底。
(3)鸡蛋能恰好悬浮在盐水中,说明盐水的密度等于鸡蛋的密度
则盐水的总质量为
答:(1)鸡蛋的密度为1.1g/cm3;
(2)鸡蛋在水中下沉,最终沉底;
(3)盐水的总质量为440g。