2024北京初三一模物理汇编
物体的浮沉条件
一、单选题
1.(2024北京平谷初三一模)甲乙两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装上水。将体积相同的实心球A、B分别放入容器中,静止时如图所示,A球悬浮,B球漂浮,且两容器水面相平,下列说法正确的是( )
A.两个小球受到的重力:GA
C.两个容器底部受到的压力:F甲=F乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
2.(2024北京门头沟初三一模)底面积为400cm 的圆柱形容器装有适量的水,圆柱形木块A的底面积是200cm ,漂浮在水面上,恰好有一半的体积露出水面,如图甲所示;当把物体B叠放到A上时,木块A恰好浸没到水面以下,此时水面比甲图升高了2cm,如图乙所示。下列判断正确的是(ρ水=1.0×103kg/m ,g取10N/kg)( )
A.木块A的体积是800cm
B.物体B受到的重力是8N
C.甲图中A受到的浮力是4N
D.乙图中A受到的浮力是12N
3.(2024北京朝阳初三一模)小阳将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再将电子秤示数清零 (按电子秤的清零键后,示数显示为零)。水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为m1。用细线系好小金属块,使其浸没在水中(不碰水杯),如图丙所示,电子秤示数为m2。使金属块沉底并松手,如图丁所示,电子秤示数为m3。已知水杯的底面积为S, 水的密度为。下列判断正确的是( )
A.乙图中,水对杯底的压强为
B.丁图中,金属块受到的浮力为
C.金属块的密度为
D.丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力大于
4.(2024北京燕山初三一模)三个相同的容器内分别盛有不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,各容器中液面均与容器口相平,下列判断正确的是( )
A.小球受到的浮力 B.液体的密度
C.液体对容器底部的压强 D.容器对桌面的压强
5.(2024北京东城初三一模)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有甲、乙两种不同的液体。先将实心物块A用一根不计质量的细杆压住浸没在甲液体中,然后取出A擦干后,将A放入乙液体中悬浮,A分别浸没在两容器中时液面相平,如图所示。下列判断中正确的是( )
A.甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
B.A在甲液体中受到的浮力等于它在乙液体中受到的浮力
C.装甲液体的容器对桌面的压力小于装乙液体的容器对桌面的压力
D.撤走细杆,A静止时,装甲液体的容器对桌面的压强大于装乙液体的容器对桌面的压强
二、多选题
6.(2024北京燕山初三一模)电子秤放在水平桌面上,将柱形容器放在电子秤上,容器内盛有足够深的某种液体,如图所示。用弹簧测力计提着圆柱体使之缓慢浸入液体中,圆柱体始终保持竖直状态且不接触容器底和侧壁,此过程中容器中的液体未溢出。记录圆柱体下表面所处的不同深度h和相应电子秤的示数m,数据如下表所示。已知圆柱体的高度15cm。当h=8cm时,弹簧测力计的示数为1.2N。(g取10N/g)
下列判断正确的是( )
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 ……
m/kg 2.00 2.040 2.080 2.120 2.160 2.200 2.240 ……
A.物体的重力是20N
B.电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐减小
C.当h=10cm时,圆柱体受到的浮力大小为2N
D.剪断细线后,圆柱体最终处于漂浮状态
7.(2024北京东城初三一模)水平桌面上放有底面积、质量均相同的甲、乙两容器,容器内装有质量相同的不同种液体,将两个完全相同的小球分别放入两种液体中,小球静止时的状态如图所示。甲、乙两容器中的液体密度分别为和;甲、乙两容器中小球受到的浮力分别为和;甲、乙两容器中液体对容器底部的压强分别为和;甲、乙两容器对桌面的压力分别为和。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
8.(2024北京人大附中初三一模)某学习小组自制“浮力秤”,用来称量物体的质量,如图所示。浮力秤由浮体和外筒构成,浮体包括秤盘和高度为100cm、底面积为20cm2的圆柱体(圆柱体包含底部的固定物P,它的作用是能让浮体直立漂浮在水中),浮体总质量为0.25kg。外筒是足够高的、底面积为25cm2的圆柱形玻璃容器,容器壁厚度可忽略不计。现向外筒中加入适量水,浮体直立漂浮在水面上,将被称物体放在秤盘上,测出浮体的圆柱体浸入水中的深度就可以“称”出物体的质量。水的密度为。下列说法中正确的是( )
A.该浮力秤刻度均匀分布,且零刻度线应标在距浮体的圆柱体底部12.5cm处
B.要使此“浮力秤”能够达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入水的质量为0.5kg
C.若将一个物体放到秤盘中,静止时浮体的圆柱体露出水面37.5cm,该物体的质量是1.25kg
D.若将浮体的圆柱体换成底面积更小的圆柱体,可增大浮力秤相邻两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
三、实验题
9.(2024北京平谷初三一模)综合实践活动课上,小华用一根圆柱状饮料吸管自制密度计。他先将吸管两端剪平,测得吸管长为H,然后把铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封,就制成了一个简易密度计。把该密度计分别放在水和酒精中时,均能竖直漂浮,静止时测出密度计露出液面的长度分别为L1和L2,已知水的密度为1.0g/cm3,酒精的密度为0.8g/cm3,请你分析并判断L1和L2的大小关系。
10.(2024北京东城初三一模)小东用电子秤、装有适量水的烧杯、筷子(忽略体积)测量苹果的密度。
(1)以下是实验的主要步骤,请补充完整:
①将电子秤放在水平桌面上并调零,将装有适量水的烧杯放到电子秤上,如图甲所示,读出电子秤的示数并记为;
②如图乙所示,将苹果放入水中,苹果静止后读出电子秤的示数并记为;
③ ,读出电子秤的示数记为;
(2)已知水的密度为,根据以上实验记录的数据,推导出苹果密度的表达式。(用、、和表示,并写出推导过程)
四、科普阅读题
11.(2024北京东城初三一模)请阅读《漏刻》并回答。
漏刻
漏刻是我国古代的一种计时工具,漏,指漏壶;刻,指箭刻,放置在漏壶内以标记时间。我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象,发现水的流失与时间的流逝有一定的关系,受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏。
泄水型沉箭漏如图甲所示,它只有一个漏水壶,在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔,壶中有一只插有直立漏箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。使用时,壶中的水由小孔流至壶外,漏箭随之逐渐下降,由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间。这种漏刻使用过程中,随着漏水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,导致计时存在较大误差。
受水型浮箭漏的发明晚于泄水型沉箭漏。早期的受水型浮箭漏如图乙所示,它主要包括一只供水的播水壶和一只受水壶,受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。同样由于播水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,计时准确度并未得到大幅提高。
实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的是国家博物馆展示的漏刻展品,有三只播水壶,分别称为日壶、月壶和星壶。使用时,定时给日壶补水,确保星壶始终处于满水状态,保证星壶流入受水壶的滴水速度稳定,从而大大提高了测量的准确性。
漏刻作为我国古代重要的计时工具,不仅反映了我国古代劳动人民的智慧和创造力,而且对后世的计时技术产生了深远影响。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)除了漏刻,请你写出一个我国古代的计时工具 ;
(2)受水型的浮箭漏工作时,浮舟随着水位升高,受到的浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)科技小组分别自制了简易沉箭漏和浮箭漏,如图是沉箭漏的“漏箭”示意图,如图是浮箭漏的“铜尺”示意图。两图中均已标出上午“8:00”所在的位置,则应将上午“9:00”下标在“漏箭”的 处,标在“铜尺”的 处。(均选填“A”或“B”)
五、简答题
12.(2024北京通州初三一模)实验室里有甲、乙两种液体。小华同学将同一个小球分别放入甲、乙液体中,小球静止后的情境如图所示。于是,他得出了甲液体密度比乙液体密度大的结论。请你通过分析推理,判断小华的结论是否正确。
13.(2024北京朝阳初三一模)小阳看到船上的工作人员正在打捞沉入水塘底的石头,他想:把水底的石头打捞到船上,水面高度会变化吗?为了寻找答案,他用大烧杯、石块A和塑料盒B模拟上述过程。他先让塑料盒B漂浮在烧杯的水中,把石块A沉入水底,如图所示,此时水面高度为h 。然后他将石块A从水中取出并轻轻放入塑料盒B内,它们处于漂浮状态,此时水面高度为h2。请你分析并判断h1与h2的大小关系。
14.(2024北京丰台初三一模)小明观察生活现象发现,放入水中的蜡块、冰块会漂浮在水面上;放入水中的铜块、铁块会沉在水底。于是他认为:密度比水小的物体一定可以漂浮在水面上。为了检验这个观点是否正确,小明准备了一个正方体实心木块和一个装有少量水的烧杯,他将木块放入装有水的烧杯中,木块静止时水面刚好达到木块高度的一半。已知实心木块的密度为0.6×103kg/m3,水的密度为1.0×103kg/m3。请从运动和力的角度分析木块静止时是否在水中漂浮,并判断小明的观点是否正确。
15.(2024北京大兴初三一模)测量液体密度的仪器叫做密度计,使用时将其置于被测液体中,待其静止后读取液面处的密度计上的刻度值,该刻度值为被测液体的密度,如图甲所示。在木棒的一端缠绕一些铜丝,就制成了一支简易密度计,现将同一支自制密度计分别放入盛有A、B两种液体的容器中,它静止时竖直立在两种液体中的情境如图乙和丙所示。请你通过分析,比较A和B两种液体密度的大小。
六、综合题
16.(2024北京房山初三一模)图所示,水平桌面上放有柱形薄壁容器,将体积为0.001m3的木块用轻质细线与容器底部连在一起。向容器中注水,当水面没过木块上表面时细线对木块的拉力为4N。水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)画出图25所示木块受力分析图;
(2)求木块浸没在水中时受到的浮力;
(3)求剪断细线后,木块静止时受到的浮力。
七、计算题
17.(2024北京人大附中初三一模)如图所示的装置中,甲物体重5N,甲的底面积为,乙物体重3.5N,乙的体积为。甲、乙均保持静止状态。不计绳重,g取。把乙物体浸没在水中,甲、乙仍保持静止状态。(请画出受力分析的示意图),当乙物体浸没在水中时,求:
(1)乙物体受到的浮力;
(2)甲物体对水平地面的压强。
2023北京初三一模物理汇编
物体的浮沉条件
一、单选题
1.(2023北京石景山初三一模)甲、乙两个圆柱形薄壁容器静止放在水平桌面上,分别装有质量相等的液体A和液体B,液面相平。再将质量相等的实心物块M、N分别放入两容器中,均漂浮,如图所示,此时甲容器中液体A对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体B对容器底部的压强和压力分别为p2和F2。已知甲容器的底面积大于乙容器的底面积,液体A、B的密度分别为ρA、ρB,物块M、N的密度分别为ρM、ρN,下列一定正确的是( )
A.ρM<ρB,p1>p2 B.ρM<ρB,F1=F2
C.ρN<ρA,p1
A.“潜水艇”下潜过程中浮力变小
B.“潜水艇”下潜过程中浮力大于重力
C.“潜水艇”在A位置受到的浮力小于在B位置受到的浮力
D.“潜水艇”在A位置受到的重力等于在B位置受到的重力
3.(2023北京通州初三一模)如图所示,水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器。甲容器内盛有水,水面上漂浮着一个木球;乙容器内用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在酒精中。此时,两个容器中的液面一样高。已知木球和铝球的体积相同, kg/m, kg/m, kg/m,。则下列说法中正确的是( )
A.甲容器底部受到水的压强比乙容器底部受到酒精的压强小
B.甲、乙容器对桌面的压力相同
C.木球受到的浮力比铝球受到的浮力小
D.将两球从液体中取出后,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的
4.(2023北京平谷初三一模)把一个体积为10cm3的实心小球轻轻放入盛满水的溢水杯中,小球静止时从溢水杯中溢出8.5g的水;把小球取出擦干,轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,待小球静止。(已知水的密度是1.0×103kg/m3,酒精的密度是0.8×103kg/m3)则下列说法正确的是( )
A.小球静止时漂浮在酒精中
B.小球的密度为8g/cm3
C.小球静止时,在酒精中受到的浮力等于在水中受到的浮力
D.小球在酒精溢水杯中静止时,溢出8g酒精
5.(2023北京西城初三一模)如图所示是实心正方体物体甲、乙的质量与体积的关系图像。甲、乙两个物体的质量相等,把它们分别放在水平地面上,它们对地面的压强分别为p甲、p乙;把它们分别浸没在水中释放,静止后它们受到的浮力分别为F甲、F乙。则下列判断正确的是( )
A.p甲=p乙 B.F甲=F乙 C.p甲>p乙 D.F甲>F乙
6.(2023北京海淀初三一模)如图所示,桌面上有一个密度为ρ的实心小球,甲、乙两个分别盛满密度为ρ1、ρ2两种不同液体的溢水杯。将小球放入甲溢水杯中,静止后溢出液体的体积和质量分别为V1、m1,此时小球受到的浮力为F1;将小球放入乙溢水杯中,静止后溢出液体的体积和质量分别为V2、m2,如此时小球受到的浮力为F2,下列判断正确的是( )
A.若ρ1<ρ2,则m1一定不大于m2
B.若小球在乙溢水杯中漂浮,则F2<ρgV2
C.要使V1>V2,必须满足ρ1>ρ>ρ2
D.若F1=F2,则小球在两种液体中静止时一定都悬浮
7.(2020·北京丰台初三一模)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有A、B 两种不同的液体,将一个小球分别放在两种液体中,静止时小球浸入两种液体的情况如图所示,两容器中液面相平。甲、乙两容器中的液体密度分别为 ρ1 和 ρ2;甲、乙两容器中的液体对小球产生的浮力分别为 F1 和 F2;甲、乙两容器中液体对容器底部的压强分别为 p1 和 p2;甲、乙两容器对桌面的压力分别为 F1′和 F2′。则下列判断中正确的是( )
A.ρ1<ρ2 B.F1>F2 C.p1=p2 D.F1′>F2′
二、多选题
8.(2023北京顺义初三一模)装有适量水的一圆柱形容器放置在水平桌面上,一只碗可以漂浮在水面上,如图甲所示,也可以沉入水底,如图乙所示。漂浮时碗所受到的浮力为,容器对桌面的压强为,容器底部受到水的压强为;碗沉入水底时受到的浮力为,容器对桌面的压强为,容器底部受到水的压强为。已知碗的重力为G,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
9.(2023北京房山初三一模)下列说法中正确的是( )
A.在平衡力作用下运动的木块的机械能保持不变
B.跳水运动员起跳时,跳板向下弯,人对跳板的作用力等于跳板对人的作用力
C.容器静止在水平地面上时,液体对容器底部的压力等于液体重力
D.悬浮在盐水中的鸡蛋,受到盐水的作用力的合力等于鸡蛋所受到的重力
三、计算题
10.(2023北京东城初三一模)如图所示,物块A有三分之二的体积浸在烧杯的水中静止时,弹簧测力计的示数F1=0.5N。已知物块A重为3N,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)画出如图所示的情境中物块A的受力分析示意图;
(2)求物块A的体积;
(3)若将物块A从弹簧测力计上取下放入该烧杯中(水足够多),求物块A静止时所受的浮力大小。
11.(2023北京门头沟初三一模)如图所示重为6N的木块漂浮在水面上,有体积露出水面。已知ρ水=1.0×103kg/m3, g取10N/kg。求:
(1)木块所受浮力;
(2)木块的密度;
(3)若在木块的上方施加一个竖直向下的力F,当F为多大时,木块恰好能全部没入水中。
四、科普阅读题
12.(2023北京顺义初三一模)阅读《会飞的船+会游泳的飞机》,回答问题。
会飞的船+会游泳的飞机
“鲲鹏展翅、蛟龙入海”,由中国自行设计研制的大型水陆两栖飞机鲲龙-600(AG600)已经在陆上、水上成功首飞,它是一艘会飞的船,也是一架会游泳的飞机,如图所示。鲲龙-600主要用于应急救援、森林灭火、海洋巡察等多项特种任务。它具有载荷相对较多、飞行速度慢、飞行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水准确等特点,在扑灭森林和高层建筑火灾方面显示出极大的优势。
鲲龙-600全机装备4台WJ6涡轮螺旋桨发动机(参考数据见下表),这种带6个叶片的螺旋桨发动机的核心机都有一样的压气机、燃烧室、燃气涡轮、尾喷管,每台发动机的螺旋桨转动时会产生向前的拉力,高温高压燃气流从尾喷管向后冲出时则会产生推力,一拉一推,两股合力共同驱动飞机快速向前。鲲龙-600配置4台发动机有助于飞机在水中滑行时灵活转弯,只需改变一侧发动机的推力,原本困难的水中航向改变立刻变得轻而易举。另外,多台发动机可提高风急浪高等恶劣环境下飞机的安全系数,哪怕一两台发动机意外失效,飞机都不会受到影响,仍能继续执行飞行任务。鲲龙-600采用现代飞机中少见的平直机翼,平直机翼承载好、结构合理,是飞机获得大升力、小阻力的最佳选择。飞机从水中起飞的一刹那升力最大,平直机翼有利于飞机的顺利跃起。机体的垂尾和高高耸立的水平尾翼,可有效保证飞行中的纵向和航向的安全、稳定与平衡。
动力系统 4台涡轮螺旋桨发动机,单台输出功率高达3120kW
最低稳定飞行高度 50m
起降抗浪高度 2.8m
最大平飞速度 500km/h
最大起飞质量 53.5t
根据上述材料,回答下列问题。
(1)在扑灭森林和高层建筑火灾方面,鲲龙-600的优势是 。(写出一条即可)
(2)根据文中描述,请画出一台发动机施加给鲲龙-600的力 。(用“·”表示鲲龙-600)
(3)鲲龙-600以最大起飞质量静止在水面等待起飞时,请估算其受到的浮力大小,要求写出计算过程 。
五、综合题
13.(2023北京初三一模)如图甲所示,为了航行安全,远洋轮船的船体上都标有多条水平横线,叫“吃水线”。“吃水线”对应的是轮船在不同水域及不同季节承载最大载重石时浸入水中的深度。为了了解“吃水线”,小明查阅资料后得知:①不同水域,表层海水的盐度不同,会导致其密度不同;②不同季节,表层海水温度不同。某一水域,表层海水任不同温度下的密度如下表所示。
某一水域的表层海水
温度t(℃) 6 16 26
密度 1026.8 1025.5 1022.5
(1)根据表格中数据,可以得出结论 。
(2)图乙中钵船上两条线A、B分别表示该船在某水域冬季和夏季时的“吃水线”,其中 是冬季时的“吃水线”。
(3)结合所学知识及以上信息,指出在不同水域及不同季节轮船满载时的“吃水线”不同的原因,并写出分析过程。
14.(2023北京朝阳初三一模)如图所示,自由漂浮在海面上的冰山仅仅露出“冰山一角”,它把巨大的身躯隐藏在海面下,对远航的轮船形成潜在威胁。为了研究方便,假设冰山和海水的密度分别为,,g取。求:
(1)画出冰山的受力分析图;
(2)海面下100m深度处冰山受到的压强;
(3)冰山露出海面的体积与冰山的总体积之比。
六、简答题
15.(2023北京朝阳初三一模)小阳观察生活现象发现:浸没在水中的木块、乒乓球等轻的物体会上浮;浸没在水中的石块、金属块等重的物体会下沉。由此,他认为减小物体所受的重力可以使物体上浮。小阳将家中的土豆浸没在水中发现土豆下沉,他认为若将切掉一半的土豆浸没在水中会上浮。请你判断小阳的想法是否正确,并从运动和力的角度分析说明。
2022北京初三一模物理汇编
物体的浮沉条件及应用
一、单选题
1.(2022·北京东城·一模)桌面上放置两个圆柱形容器,装有甲、乙两种液体,密度分别为、,体积相等的实心球A、B,密度分别为、,如图所示。将A球放入甲液体中,B球放入乙液体中,A球和B球静止时所受浮力的大小分别为F1和F2.下列判断中正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
2.(2022·北京门头沟·统考一模)两个质量、底面积均相同,形状不同的容器A、B,盛有不同的液体放置在水平桌面上,现将两个相同的物块甲、乙分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.两容器底部受到的液体压强相等
B.甲物块受到的浮力小于乙物块受到的浮力
C.取出两物块后,B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强
D.取出两物块后,B容器底部受到液体的压强大于A容器底部受到液体的压强
3.(2022·北京通州·统考一模)完全相同的甲、乙、丙三容器放在水平桌面上,容器中分别装有密度为ρA、ρB、ρC的三种不同液体,将完全相同的三个实心小球分别放入三个容器中,小球静止时所处位置如图所示,此时三容器中液面相平。小球在三种液体中所受浮力分别为FA、FB、FC,三容器中液体对容器底部的压强分别为pA、 pB、pC,三容器对桌面的压力分别为F甲、F乙、F丙,则下列说法正确的是( )
A.ρA=ρB>ρC B.pB=pA<pC C.FA=FC<FB D.F乙<F甲<F丙
4.(2022·北京大兴·统考一模)将体积相等的立方体物块A和B分别放入两只盛水的。完全相同的溢水杯中,溢水杯放置在水平桌面上,物块静止时水面跟溢水口相平,如图甲和乙所示。下列判断中正确的是( )
A.A的密度比B的密度大
B.A和B受到的浮力大小相等
C.甲图中水对杯底的压力小于乙图中水对杯底的压力
D.甲.乙两图中溢水杯对桌面的压力大小相等
5.(2022·北京延庆·统考一模)据史书记载,我国宋朝治平年间,在今陕西境内发生了一次大洪水,洪水将固定浮桥用的八尊沉重的铁牛冲入了河底.当时有一个叫怀丙的人巧妙地将铁牛打捞了起来:把拴在一起的两艘大木船装满沙子,然后用绳索一端系住铁牛,拉紧后另一端拴在船上.把沙子缷入河中,铁牛就被拉起来了.以下判断正确的是
A.铁牛浸没后,随着深度增加,所受的浮力增大
B.铁牛被冲到河底后,只受到重力和浮力
C.用两艘大木船并装满沙子,是为了减小浮力
D.御下沙子的过程中,当木船排开水的体积减小时,铁牛就会被拉起
6.(2022·北京平谷·统考一模)水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器,容器内分别盛有等体积的同种液体。如图所示将物块A放在甲容器的液体中,用一根不计质量的细杆压住物块A,使其浸没,且不与容器接触;用一根不计质量的细线将物块B系好,使其浸没在乙容器的液体中,且不与容器接触。已知物块A与B体积相同,细杆、细线与相应物体间的作用力均不为零,忽略细杆、细线浸入液体中的体积,下列判断正确的是( )
A.物体A受到的浮力小于物体B受到的浮力
B.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
C.甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
D.若剪断细线,物块B静止时,乙容器中液体对容器底的压力变大
二、多选题
7.(2022·北京西城·统考一模)2021年12月9日,在“天宫课堂”第一课中,航天员王亚平展示了一个“浮力消失实验”。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球悬停在水中,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做同样的实验,用吸管把乒乓球压入水中,取出吸管后,乒乓球会迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。请你结合所学知识,判断下列说法中正确的是( )
A.图甲实验中,水对乒乓球的压力的合力几乎为零
B.图甲实验中,乒乓球所受重力可以忽略,因此它不具有惯性
C.图乙实验中,水中上浮的乒乓球所受水的浮力大于它的惯性
D.图乙实验中,漂浮的乒乓球所受水向上的压力大小等于它所受的重力
8.(2022·北京石景山·统考一模)甲乙两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,分别装有A、B两种不同液体。将同一支密度计分别放在两种液体中,静止时密度计在两种液体中的情况如图所示,此时两容器中液面相平.下列说法正确的是( )
A.液体A的密度小于液体B的密度
B.密度计在液体A中受到的浮力大于在液体B中受到的浮力
C.甲容器中液体对容器底的压强小于乙容器中液体对容器底的压强
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
三、计算题
9.(2022·北京丰台·统考一模)如图所示,一个底面积为的薄壁柱形容器静止放在水平桌面上,将一个重为8N,边长为0.1m的实心正方体物块A放在容器底部(物块A与容器底部不密合),沿侧壁向容器中缓慢注入0.3kg的水,且水始终未溢出,已知水的密度,g取10N/kg。请你通过计算,判断注水后物块A能否在容器中处于漂浮状态。请写出计算、推理过程和结论。
2024北京初三一模物理汇编
物体的浮沉条件
参考答案
1.C
【详解】AB.由图可知,A球排开液体的体积比B球大,由F浮=ρ水gV排得,FA浮>FB浮;A球悬浮,浮力等于重力,B球漂浮,浮力等于重力,两个小球受到的重力:GA>GB,故AB错误;
C.两容器水面相平,由p=ρgh得,两个容器底部受到的压强相等,由得,容器的底面积相同,压强相同,所以两个容器底部受到的压力相等F甲=F乙,故C正确;
D.A球悬浮,B球漂浮,物体的重力和排开液体的重力相等,所以甲的总重力和乙相等,两个容器对桌面的压力相等,由得,在接触面积一定时,两个容器对桌面的压强相等,p甲=p乙,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】A.水面比甲图升高了2cm,则物体A排开水的体积为
物体A恰好有一半的体积露出水面,则物体A的体积为
故A错误;
B.当把物体B叠放到A上时,木块A恰好浸没到水面以下,此时增加的排水体积为
图乙中AB物体漂浮在水面上,则根据二力平衡知识可知,B的重力即为增加的浮力,即
故B正确;
C.图甲中物体A所受的浮力为
故C错误;
D.图乙中物体A所受的浮力为
故D错误。
故选B。
3.C
【详解】A.水的重力为m1g,容器上宽下窄,水对容器底部的压力小于水的重力,则乙图中,水对杯底的压强小于,故A错误;
B.图丙悬挂状态下,金属块受到的浮力与金属块向下压力是一对作用力与反作用力,此时金属块受到的浮力为,图丁中金属块也是完全浸没的,所以浮力与图丙中相同,为,故B错误;
C.金属块的体积为
金属块沉在杯底后,电子秤示数为m3,是一杯水和金属块的总重,则金属块的重力为,金属块的密度
故C正确;
D.丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力等于金属块受到的浮力,等于,故D错误。
故选C。
4.D
【详解】AB.甲中小球沉底,浮力小于重力,球的密度大于甲液体密度;乙中小球漂浮,浮力等于重力,球的密度小于乙液体密度;丙中小球悬浮,浮力等于重力,球的密度等于丙液体密度。所以小球受到的浮力关系为
液体的密度关系为
故AB错误;
C.液体的密度关系为
各容器中液面均与容器口相平,即深度相同,根据可知液体对容器底部的压强关系为
故C错误;
D.由图可知,三容器中液体的体积关系为
液体的密度关系为
根据
可知三容器中液体的重力关系为
容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和,所以容器对水平桌面的压力关系为
由于受力面积相同,由可知容器对桌面的压强关系为
故D正确。
故选D。
5.D
【详解】A.由题意知,A需要在细杆的压力下,才能浸没在甲液体中,则没有细杆的压力,A会上浮,所以A的密度小于甲液体的密度。A放入乙液体中,悬浮,A的密度等于乙液体的密度,所以甲液体的密度大于乙液体的密度。A浸没时,两个容器中液面相平,即液体的深度相同,据知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故A错误;
B.浸没时,A排开两种液体的体积相同,甲液体的密度大于乙液体的密度,据阿基米德原理知,A在甲液体中受到的浮力大于乙液体中受到的浮力,故B错误;
C.容器对桌面的压力等于容器自身重力、液体重力及A对液体的压力之和,两个容器完全相同,重力相等,A对液体的压力等于A所受的浮力,所以A对甲液体的压力大于对乙液体的压力,A在两种液体中排开液体的体积相同,浸没后,两种液体的液面相平,则两种液体的体积相等,甲液体的密度大于乙液体的密度,所以甲液体质量大于乙液体的质量,甲液体的重力大于乙液体的重力,所以装甲液体的容器对桌面的压力大于乙液体的容器对桌面的压力,故C错误;
D.撤走细杆,A会上浮,静止时,漂浮在甲液面。此时A所受的浮力等于自身重力。B在乙液体中悬浮,所受的浮力也等于自身的重力。两种液体对A的浮力相等,则A对两种液体的压力相等,此时容器对桌面的压力仍等于容器自身重力、液体的重力及A对液体的压力之和,所以装甲液体的容器对桌面的压力大于装乙液体的容器对桌面的压力,两容器的底面积相等,据知,装甲液体的容器对桌面的压强大于装乙液体的容器对桌面的压强,故D正确。
故选D。
6.BCD
【详解】B.由表中数据可知,电子秤示数逐渐增大时,物体浸入水中的体积逐渐增大,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力增大,由F浮=G-F示可知,重力不变,弹簧测力计示数减小,即细线对圆柱体的拉力逐渐减小,故B正确;
C.当h=10cm时,电子秤的示数增大的质量为
Δm=2.200kg-2.00kg=0.2kg
电子秤所受压力变化量为
F =Δmg = 0.2kg×10N/kg=2N
即此时圆柱体所受的浮力F浮=2N,故C正确;
A.当h1=8cm时,电子秤的示数增大的质量为
Δm ′=2.160kg-2.00kg=0.16kg
电子秤所受压力变化量为
F ′=Δmg ′ = 0.16kg×10N/kg=1.6N
圆柱体所受的浮力F浮′=1.6N,此时弹簧测力计的示数为1.2N,根据称重法可知,物体重力为
G=F浮′+F示=1.6N+1.2N=2.8N
故A错误;
D.当h1=8cm时,物体受到的浮力为0.16N,由
F浮=ρ液gV排=ρ液gSh
可知,浮力与h正正比,所以当浸入h2=15cm即浸没时,受到的浮力为
由于3N>2.8N,故剪断细线后,圆柱体最终处于漂浮状态,故D正确。
故选BCD。
7.ABC
【详解】AC.根据物体沉浮条件,小球在甲中漂浮,浮力等于物体重力,,,小球在乙中悬浮,浮力等于物体重力,,,则有,,故AC正确;
B.甲中柱形容器底面受到的压力等于液体的总重力,乙容器底部受到的压力为
从乙容器的形状可知,,即压力小于液体的总重力,故,根据压强公式可知,受力面积相同, ,故B正确;
D.甲、乙两容器对桌面的压力等于液体、小球和容器的总重力,总重力相等,压力相等,故,故D错误。
故选ABC。
8.ABD
【详解】A.当秤盘上不放物体时,由漂浮条件可得浮体所受到的浮力
由阿基米德原理可得
则浮体的圆柱体浸入水中的深度
由可知,、均不变,所以随着的变化是均匀的,所以浮力秤刻度均匀分布,故A正确;
B.当此“浮力秤”能够达到最大称量值且恰好漂浮时,加入水的质量最少,则此时加水的体积
由可得,加水的最少质量
故B正确;
C.若将一个物体放到秤盘中,静止时圆柱体露出水面37.5cm,则浮体的圆柱体浸入水中的深度
此时浮筒受到的浮力
由漂浮条件可得,浮体所受到的浮力
则该物体的质量
故C错误;
D.若将浮体的圆柱体换成底面积更小的圆柱体,则浮体的圆柱体最大排开液体的体积变小,由可知,浮力秤受到的最大浮力减小,由物体漂浮条件可知,浮力秤的总重力减小,则称量物体的最大质量减小,增大了浮力秤相邻两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确,故D正确。
故选ABD。
9.见解析
【详解】对密度计进行受力分析,如图所示
密度计静止时,在水中
F浮1=G
在酒精中
F浮2=G
因为同一密度计重力相等,所以
F浮1=F浮2
由阿基米德原理得
又因水的密度大于酒精的密度,所以
则
则密度计浸入液体中的长度
因吸管的长为露出液面的长度和浸入液体中的长度之和,所以
10. 用细针将苹果压入水中,使其浸没并静止
【详解】(1)③[1]用细针将苹果压入水中,使其浸没并静止,读出电子秤的示数记为。
(2)[2]由步骤①②可知,苹果的质量
m=m2-m1
用细针将苹果浸没在水中,苹果受到竖直向下的压力、重力和竖直向上的浮力,则
F浮=F压+G
由阿基米德原理可得
F浮=ρ水gV排
又因为V排=V苹果,可得
(m3-m1)g=ρ水gV苹果
即
则苹果的密度
11. 日晷 不变 A A
【详解】(1)[1]除了漏刻,我国古代的计时工具还有日晷,其运用了光的直线传播原理。
(2)[2]不论水位高低,漏刻中的箭舟一直在漂浮,它受到的浮力等于它的重力,由于它的重力没变,所以它受到的浮力大小是不变的。
(3)[3]由文章可知,“使用时,壶中的水由小孔流至壶外,漏箭随之逐渐下降,由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间”。如图a是沉箭漏的“漏箭”示意图,随着时间的推移,水流出的越多,箭的位置越低,则应将上午“9:00”下标在A处。
[4]由文章可知,当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。如图b是浮箭漏的“铜尺”示意图,随着时间的推移,流入的水越多,箭的位置越高,则应将上午“9:00”下标在A处。
12.见解析
【详解】甲、乙液体中的小球均漂浮,故。同一小球重力相等,故,即
由于,所以。小华的结论不正确。
13.h1
【详解】物体漂浮时,。木块放入水中后, 依据和,可知
依据和,可知
依据,可知木块此时不能在水中漂浮,所以小明的观点是错误的。
15.见解析
【详解】答:密度计的重力跟它受到的浮力大小相等,即
式中VA和VB为密度计在液体A和B中排开液体的体积,由题知
由以上两式可得
16.(1);(2)10N;(3)6N
【详解】(1)木块受到竖直向下的重力、水对它竖直向上的浮力、细线对它竖直向下的拉力,作用点在重心,如图所示:
(2)木块浸没在水中时受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.001m3=10N
(3)木块的重力
G = F浮-F拉= =10N-4N=6N
重力小于浸没时的浮力,所以剪断细线后木块静止时处于漂浮状态, 所受浮力
F浮'= G =6N
17.;(1);(2)
【详解】解:此时乙物体受到重力、浮力、拉力的作用,如图所示:
(1)把乙物体浸没在水中
受到的浮力
(2)因为
所以乙受到的拉力
由于力的作用是相互的,绳子对甲物体的拉力
甲物体受到重力、地面支持力、拉力的作用,如上图所示,因为
地面对甲物体的支持力
由于力的作用是相互的,甲物体对地面的压力
甲物体对地面的压强
答:把乙物体浸没在水中,甲、乙仍保持静止状态,受力分析的示意图如图所示:
(1)乙物体受到的浮力;
(2)甲物体对水平地面的压强。
2023北京初三一模物理汇编
物体的浮沉条件
参考答案
1.B
【详解】质量相等的实心物块M、N分别放入两容器中,均漂浮,由浮沉条件知ρM<ρA,ρN<ρB;由题意知,分别装有质量相等的液体A和液体B,甲、乙两个圆柱形薄壁容器静止放在水平桌面上,质量相等的实心物块M、N分别放入两容器中,且漂浮,所以甲、乙容器中液体A、B对容器底部的压力分别都等于液体和物块M、N总重,即F1=F2;甲容器的底面积大于乙容器的底面积,再根据知,甲、乙容器中液体A、B对容器底部的压强分别p1
2.C
【详解】A. 潜水艇完全浸没下潜过程中,潜水艇排开水的体积不变,由可知,浮力的大小不变,故A错误;
B. 潜水艇下潜过程中浮力小于重力,故B错误;
C. 潜水艇在A位置漂浮,一部分露出水外;在B位置时潜水艇悬浮,全部浸没在水中,B位置排开水的体积大于A位置,由可知,在A位置受到的浮力小于在B位置受到的浮力,故C正确;
D. 潜水艇从A到B点时,水舱内又充进了部分水,因此潜水艇在A位置受到的重力小于在B位置受到的重力,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】AB.水的密度大于酒精的密度,二者到容器底的深度相同,根据可知,水对容器底的压强大于酒精对容器底的压强。
两个容器是圆柱形的,它们对桌面的压力等于液体对容器底的压力加上容器的重力。两个容器完全相同:重力相同,底面积相同。而据可知水对容器底的压力大于酒精对容器底的压力,故甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力。故AB错误;
C.木球漂浮,受到的浮力与自身的重力相等,有
即
有
得
木球和铝球的体积相等,则木球与铝球受到的浮力之比为
因为木球和铝球受到的浮力之比小于1,说明木球受到的浮力小于铝球受到的浮力
D.将物体浸入容器液体中,物体受到一个向上的浮力,同时液面上升了,对容器底的压强增大了,对容器底的压力也增大了。浮力的相互作用力表现为液体对容器底部增大的压力。木球受到的浮力小于铝球受到的浮力,将二者取出后,液体对容器底的压力都减小了,但水对容器底的压力减小得小,酒精对容器底的压力减小得大。原来水对容器底的压力大于酒精对容器底的压力。故将二者取出后,水对容器底的压力大于酒精对容器底的压力。
圆柱形容器放在水平面上,对水面的压力等于容器的重力与里面液体对容器底压力的和,故将两个小球取出后,甲容器对水平面的压力,两个容器的底面积相等,所以甲容器对水平桌面的压强大。故D错误。
故选C。
4.D
【详解】小球静止时从溢水杯中溢出8.5g的水,故
由此可知物体静止在水中时受到的浮力为
故
则此时物体在水中是漂浮状态,故
故物体的质量为
物体的密度为
小球的密度大于酒精的密度,故小球如果放入酒精中将沉底,小球的密度小于水的密度,故小球如果放入水中将漂浮,小球静止时,在酒精中受到的浮力等于
不等于在水中受到的浮力。由阿基米德原理可得
故
故D正确,ABC错误。
故选D。
5.C
【详解】AC.由图可知,甲的密度为
乙的密度为
等质量的正方体甲乙的体积之比为
由此可知,甲的边长小于乙的边长,所以
物体对地面的压强为
由于甲、乙两个物体的质量相等,又,所以它们对地面的压强关系为
故A错误,C正确;
BD.根据甲乙的密度可知,甲在水中沉底,乙在水中漂浮,甲在水中受到的浮力为
乙在水中受到的浮力为
甲乙在水中的浮力比值为
则
故BD错误。
故选C。
6.A
【详解】A.若ρ1<ρ2,当小球都下沉时,根据可知,则m1小于m2,当小球在两种液体中都悬浮或漂浮时,受到的浮力等于小球的重力,即可知m1等于m2,当在甲中下沉时,在乙中悬浮或漂浮,则可知在甲中浮力小于重力,乙中受到的浮力等于重力,即m1小于m2,综上所述可知,若ρ1<ρ2,则m1一定不大于m2,故A正确;
B.若小球在乙溢水杯中漂浮,根据可知,,由于小球漂浮在乙溢水杯,可知其液体的密度大于小球的密度,则有F2>ρgV2,故B错误;
C.若小球悬浮或漂浮,根据可知,要使V1>V2,此时ρ1<ρ2,故C错误;
D.当小球在甲、乙溢水杯中悬浮和漂浮时,受到的浮力等于重力,即F1=F2,故D错误。
故选A。
7.D
【详解】A.由图可知,,根据浮力公式可知,,故A错误;
B.由题知,两容器的小球质量相同,则物体重力相同,在甲容器中漂浮,在乙容易中悬浮,均处于平衡状态,所以两球所受浮力F1=F2,故B错误;
C.由于两容器液面等高,且,根据可知,,故C错误;
D.已知两容器完全相同,液面相平,则液体体积可知,,根据公式可知,液体质量,则GA>GB,由于物体重力相等,所以F1′>F2′,故D正确。
故选D。
8.AC
【详解】A.由甲图知道,碗漂浮,则碗的浮力等于重力,已知漂浮时碗所受到的浮力为F1,碗的重力为G,则
故A正确;
B.乙下沉,则碗的浮力小于其重力,碗沉入水底时受到的浮力为F2,即
故B错误;
C.碗在同一个盛有水的容器中可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,则容器、容器内的水和碗的重力均相同,容器对桌面的压力等于三者的重力之和,所以两种情况下,容器对桌面的压力相同,受力面积不变,由 知道,容器对桌面的压强不变,即
故C正确;
D.漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,由知道,小碗浸没后,排开的水的体积减小,水面则下降,由p=ρgh知道,容器底受到水的压强变小,即
故D错误。
故选AC。
9.BD
【详解】A.在平衡力作用下木块可能匀速上升,动能不变,但高度变大,重力势能增加,机械能增大,故A错误;
B.人对跳板的作用力和跳板对人的作用力是一对相互作用力,所以大小相等,方向相反,故B正确;
C.对于不规则容器来说静止在水平地面上时,液体对容器底部的压力可能大于液体重力也可能小于液体重力,故C错误;
D.悬浮在盐水中的鸡蛋,受到盐水的作用力的合力就是浮力,因为鸡蛋悬浮,所以受到的重力与浮力的大小相等,故D正确。
故选BD。
10.(1)见解析;(2)3.75×10-4m3;(3)3N
【详解】解:(1)对物块A受力分析,物块A受竖直向下的重力,竖直向上的浮力,弹簧测力计的拉力,如图所示:
(2)由题意可知,弹簧测力计的示数为0.5N,物块A重为3N,则物块A受到的浮力
F浮=G-F1=3N-0.5N=2.5N
物块A有三分之二的体积浸在烧杯的水中静止,则物块A浸入水中的体积
则物块A的体积
(3)物块A重为3N,则物体A的密度
物块A的密度小于水的密度,根据浮沉条件可知,将物块A从弹簧测力计上取下放入该烧杯中,物块A漂浮,则浮力大小等于重力大小,即
F浮'=G=3N
答:(1)见解析;
(2)物块A的体积为3.75×10-4m3;
(3)物块A静止时所受的浮力大小为3N。
11.(1)6N;(2)0.75×103kg/m3;(3)2N
【详解】解:(1)由于木块漂浮在水面上,故浮力等于重力
F浮=G=6N
(2)根据阿基米德原理,可得
解得,由题意可得
解得,木块的质量
木块的密度
(2)当木块全部没入水中时,受到的浮力为
则施加竖直向下的力
答:(1)木块所受浮力为6N;
(2)木块的密度为0.75×103kg/m3;
(3)当施加竖直向下的力为2N时,木块能全部没入水中。
12. 能在水面起降、汲水迅速、投水准确等 5.35×105N
【详解】(1)[1]鲲龙- 600具有载荷相对较多、飞行速度慢、飞行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水准确等特点,在扑灭森林和高层建筑火灾方面显示出极大的优势。
(2)[2]每台发动机的螺旋桨转动时会产生向前的拉力,如图所示:
(3)[3]鲲龙- 600以最大起飞质量静止在水面等待起飞时,处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,即
F浮=G物=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N
13. 表层海水温度越高,海水的密度越小 B 见解析
【详解】(1)[1]分析表中数据可知,当温度不同时海水的密度不同,表层海水的温度越高,海水的密度越小。
(2)(3)[2][3]轮船始终在水面处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,在不同水域及不同季节轮船满载时受到的浮力大小相等;根据阿基米德原理可知,轮船受到的浮力和液体密度及轮船排开液体的体积有关,,液体的密度越大,轮船排开液体的体积越小,则吃水线越靠下。在同一水域,冬天时气温较低,水的密度较大,轮船排开液体的体积较小,则吃水线靠下,所以B是冬季时的“吃水线”。
14.(1);(2)106Pa;(3)1∶10
【详解】解:(1)因为冰山漂浮,根据物体的浮沉条件知,受到的浮力和自身的重力相等,所以如图下所示
(2)根据知
(3)因为冰山漂浮,根据物体的浮沉条件知,受到的浮力和自身的重力相等,所以
冰山露出海面的体积与冰山的总体积之比
答:(1)画出冰山的受力分析图;
(2)海面下100m深度处冰山受到的压强106Pa;
(3)冰山露出海面的体积与冰山的总体积之比为1∶10。
15.见解析
【详解】土豆开始时下沉
若切掉一半,根据,不变,减半,一半土豆浸没时所受浮力
根据,不变,减半,所以
综上
土豆受到力的合力不为零,合力方向竖直向下,所以切掉一半后的土豆仍下沉,小阳的说法是错误的。
2022北京初三一模物理汇编
物体的浮沉条件及应用
参考答案
1.D
【详解】AB.若,则A球在甲液体中漂浮,浮力等于重力,则有
B球在乙液体中沉底,排开液体的体积等于物体体积,根据阿基米德原理,B球在乙液体中所受浮力为
又因为,所以,故AB错误;
CD.若,则A球在甲液体中沉底,排开液体的体积等于物体体积,根据阿基米德原理,A球在甲液体中所受浮力为
B球在乙液体中沉底,排开液体的体积等于物体体积,根据阿基米德原理B球在乙液体中所受浮力为
又因为,所以,故C错误,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】A.由甲、乙是两个相同的物块可知,甲、乙两个物块的密度相同,由物体浮沉条件可知,甲在A中处于悬浮状态,A中液体的密度等于甲的密度;乙在B中处于漂浮状态,乙的密度小于B中液体的密度,所以A中液体的密度小于B中液体的密度;由可知,当液体高度相同,B容器底部受到的液体压强大于A容器底部受到的液体压强,故A错误;
B.甲处于悬浮状态,乙处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,甲受到的浮力等于甲的重力,乙受到的浮力等于乙的重力,甲乙是相同物体,重力相同,浮力也相等,故B错误;
C.由题可知,两容器底面积相等,B容器为柱形而A的横截面积越往上越小,故A水面下部分的体积小于B水面下部分的体积,而甲浸没于液体中乙漂浮于液面,则甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,所以A容器中液体的体积小于B容器中液体的体积;又因为A中液体的密度小于B中液体的密度,根据 可知,A容器中液体的质量小于B容器中液体的质量;容器对桌面的压力为
所以,A容器对桌面的压力小于B容器对桌面的压力;而两容器的底面积相等,根据可知,A容器对桌面的压强小于B容器对桌面的压强,故C错误;
D.如图,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,而甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,且A容器上部较窄,所以取出甲乙两物体后,A容器中液面下降较多,所以A容器中液体的深度小于B容器中液体的深度;又因为A中液体的密度小于B中液体的密度,由可知,取出两物块后,B容器底部受到液体的压强大于A容器底部受到液体的压强,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】A.A球在甲液体中处于悬浮状态,由物体的浮沉条件
ρA=ρ
B球在沉在容器底部,,由物体的浮沉条件
ρB<ρ
C球在漂浮在液体表面上,由物体的浮沉条件
ρC>ρ
故有
ρC>ρA>ρB
故A错误;
B.丙中液体密度最大,乙中液体密度最小,三容器中液面相平,液体的深度相同,根据,故有
pB
C.三个小球的质量相同,根据物体的浮沉条件结合小球在三种不同液体中的状态有
FA=G
FB
故有
FA=FC>FB
故C错误;
D. 三容器中液面相平,由小球在液体中的状态可知,丙中液体体积最大,甲、乙中液体体积相等,根据m=ρV,由
ρC>ρA>ρB
可知甲、乙、丙容器中液体的质量关系为
m丙>m甲>m乙
根据G=mg可知
G乙
F乙<F甲<F丙
故D正确,符合题意。
故选D。
4.D
【详解】AB.根据漂浮条件可知
GA=FA浮,GB=FB浮
A、B排开水的体积
VA排
F浮=ρ水gV排
可得
FA浮
GA
可知
ρA<ρB
即A的密度比B的密度小,故AB错误;
C.由图甲、乙知,两只溢水杯中水的深度相同,由
p=ρ液gh
得,容器底部所受水的压强
p甲=p乙
由于两只溢水杯完全相同,则底面积相同,根据
F=pS
可知水对杯底的压力相等,故C错误;
D.由阿基米德原理可知,物体A、B所受的浮力分别等于物体A、B排开水的重力,因此物体A、B的重力与它们排开水的重力相等,因此甲溢水杯的总重力等于乙溢水杯的总重力,即两溢水杯对桌面的压力大小相等,故D正确。
故选D。
5.D
【详解】因为浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与深度无关,所以铁牛浸没后,随着深度增加,所受的浮力不变,故A错误;因为重力大于浮力,所以铁牛被冲到河里会沉到河底,故铁牛受到的有重力和浮力和河底的支持力,故B错误;当两艘大木船装满沙子,仍旧漂浮在水面上时,重力增大了,浮力也随之增大,所以是为了增大浮力,故C错误;卸下沙子的过程中,木船重力减小,所受浮力也减小,由F浮 =ρgV排 知道,此时木船排开水的体积在减小,所以会上浮的同时,把铁牛拉起,故D正确,故选D.
点睛:此题考查的是阿基米德原理和物体浮沉条件,解题的关键是是对铁牛和船进行正确的受力分析.
6.B
【详解】A.物块A与B体积相同,液体的密度相同,两个物块全部浸入液体中,排开液体的体积相同,根据阿基米德原理可知它们受到的浮力相同,故A错误;
B.因为物块A受到竖直向下重力和杆的压力及竖直向上的浮力,所以
F浮A=GA+F杆压
甲中以容器、液体和物块A的整体为研究对象,整体受竖直向下的总重力、竖直向下的细杆压力和竖直向上的支持力,则桌面受到压力
F甲=F甲支=G甲液+G容+GA+F杆压=G甲液+G容+ F浮A
因为物块B受到竖直向下重力、竖直向上的浮力和绳的拉力,所以
F浮B=GB-F绳拉
乙中以容器、液体和物块B的整体为研究对象,整体受竖直向下的总重力、竖直向上的细线拉力和竖直向上的支持力,则桌面受到压力
F乙=F乙支= G乙液+G容+GB-F绳拉= G乙液+G容+F浮B
已知甲容器中液体的密度等于乙容器中液体的密度,且液体体积相同,根据
G=mg=ρgV
可知甲中液体的重力等于乙中液体的重力,又因为容器完全相同,两个物块浮力相同,所以
F甲=F乙
即甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,故B正确;
C.液体的密度相同,液体深度相同,所以,根据p=ρ液gh可知,甲容器中液体对容器底的压强等于乙容器中液体对容器底的压强,故C错误;
D.若剪断细线,物块B静止时会沉底,V排不变,则乙容器中液面的深度不变,液体压强不变,根据F=pS可知,液体对容器底的压力不变,故D错误。
故选B。
7.AD
【详解】A.在中国空间站微重力环境中,图甲中乒乓球所受重力几乎为零,乒乓球悬停处于平衡状态,因此水对乒乓球的浮力几乎为零,即乒乓球所受压力及压力差都为零,故A正确;
B.惯性的大小与质量有关,在空间站乒乓球质量不变,因此惯性不变,故B错误;
C.力和惯性不是同一物理概念,没有可比性,故C错误;
D.图乙实验中,漂浮的乒乓球处于平衡状态,因此乒乓球所受水向上的压力即为乒乓球所受浮力,和重力大小相等,方向相反,故D正确。
故选AD。
8.AC
【详解】AB.将同一支密度计分别放在两种液体中,密度计漂浮,受到的浮力等于重力,故密度计在A、B两种液体中受到的浮力相同;易知密度计A排开液体的体积大,根据阿基米德原理有
故可知,液体A的密度小于液体B的密度,故A正确,B错误;
C.两容器中液体的深度相同,液体A的密度小于液体B的密度,根据,甲容器中液体对容器底的压强小于乙容器中液体对容器底的压强,故C正确;
D.容器对桌面的压力等于容器的重力、密度计的重力及容器中液体的重力和,易知乙容器中液体的体积大,液体A的密度小于液体B的密度,根据,乙容器中液体的质量大,重力大,故甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,故D错误。
故选AC。
9.注水后物块A不能在容器中处于漂浮状态
【详解】解:假设注水后物块A能在容器中处于漂浮状态,则物块A受到的浮力为
F浮=G=8N
物块A排开水的体积为
物块A浸入水中的深度为
要使注水后物块A能在容器中处于漂浮状态,至少需要水的体积为
V水=(S容-SA)h浸=(1.5×10-2m2-0.1m×0.1m)×0.08m=4×10-4m3
倒入水的体积为
所以注水后物块A不能在容器中处于漂浮状态。
答:注水后物块A不能在容器中处于漂浮状态。