一、选择题
1.如图所示,一边长为10cm的实心正方体塑料块挂于弹簧测力计正下方,此时弹簧测力计读数为5N,此时塑料块下方刚好与水面接触,且距底面积为300cm2的容器底部5cm,现往容器中缓慢加水,已知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N的拉力时伸长1cm。以下说法正确的是()
A.塑料块的密度为5g/cm3
B.当加入1000cm3水时,正方体物块所受浮力为5N
C.当加入3000cm3水时,水对容器底的压强为1500Pa
D.当加水至塑料块刚好漂浮时停止加水,然后将容器内的水以50cm3/s的速度向外排出,同时向上拉动弹簧测力计,使物体以1cm/s的速度向上移动,则经过约2.86s之后,弹簧测力计示数再次回到5N
2.如图所示,底面积为50cm2、高为13cm、质量为100g的平底圆柱形容器(厚度不计),将一个质量为250g、体积为200cm3的实心小球置于水平桌面上,放入小球之前容器内水的深度为10cm,将小球放入水中静止后,下列说法正确的是()
A.水对容器底部的压强为1400Pa B.小球受到的浮力为2.5N
C.水对容器底部的压力为5N D.容器对桌面的压强为1600Pa
3.先把一个重为0.5N的木块放人装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态;再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒人浓盐水并观察现象。本实验下列判断错误的是()
A.在水中静止时,木块受到的浮力为0.5N
B.加入盐水后,木块受到的浮力将变大
C.加入盐水后,木块排开盐水的体积将变小
D.加入盐水后,木块排开盐水的质量将不变
4.下列的数据估计正确的是()
A.一个中学生的体重大约是500kg
B.本溪桓仁大雅河最深处的压强为7×105Pa
C.一位成年人站立时对地面的压强为1500Pa
D.一位成年人浸没水中时受到浮力约为600N
5.如图所示,一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面,把它放入水中某处恰好处于静止状态,如果从底部缓慢放出一些水,则铅块及气球()
A.仍能静止B.向下运动
C.向上运动D.静止、向上或向下运动都有可能
6.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是()
A.圆柱体的体积是400cm3
B.圆柱体的密度是1.5g/cm3
C.圆柱体受到的重力是6N
D.圆柱体的高是5cm
7.如图所示,轻质弹簧的下端固定在容器底部,上端与物体A连接,现向容器内注水,
当水的深度为h时,弹簧长度恰好为原长,此时物体A有1
3
的体积露出水面,已知物体A
体积为V,容器内部底面积为S,水的密度为ρ水,下列计算结果正确的是
A.物体A受到的重力G A=1
3
ρ水gV
B.水对容器底部的压力F=2
3
ρ水ghS
C.物体A的密度为ρA=1
3
ρ水
D.若向容器中缓慢加水直到A浸没水中,则弹簧对A的拉力F′=1
3
ρ水gV
8.相比于其他国家来说,我们在核潜艇方面的起步较晚,上世纪60年代开始第一代核潜艇的研制,1970的时候下水了第一艘091型攻击型核潜艇,1981年才下水了第一艘092型弹道导弹核潜艇!关于核潜艇在海中状态的有关分析,正确的是( )
A .漂浮时所受浮力大于重力
B .悬浮时,所受浮力等于重力
C .悬浮和漂浮时所受浮力相等
D .上浮过程中所受浮力保持不变
9.某深海探测器利用“深海潜水器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备多块相同的压载铁,当其到达设定深度时,抛卸压载铁,使其悬浮、上浮等,并通过探测器观察窗观察海底世界.这种深海探测器在一次海底科考活动中,经过下潜、悬浮、上浮等一系列操作后,顺利完成任务.如图所示为该探测器在理想状态下观察窗所受海水压强随时间变化的p t -图像,下列说法正确的是
A .探测器在A
B CD 、两个阶段,在竖直方向的速度大小关系是AB CD v v < B .探测器在CD 阶段处于上浮过程,探测器所受的浮力逐渐增大
C .探测器在BC 阶段处于悬浮状态,受到重力、浮力和海水对探测器的压力
D .探测器在AB BC CD 、、三个阶段,所受重力的关系是AB BC CD G G G <<
10.一个弹簧测力计下挂了一个圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数F 与圆柱体下降高度h 变化关系的图像如图所示,(g 取10N/kg )下列说法正确的是( )
A.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700Pa
B.圆柱体受到的重力是8N
C.圆柱体受到的最大浮力是4N
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
二、填空题
11.小明有一个不吸水的工艺品,底座为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B。他将工艺品竖直放置在水中(如图甲),静止时木块浸人水中的深度为h1:按图乙竖直放置.静止时木块浸人水中的深度为h2,工艺品所受浮力与甲图相比_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。因粘合处松开导致合金块沉底,若不计粘合材料的影响,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直静止时浸人的深度h=_______(用h1、h2、n表示)。
12.在一足够高的容器底部固定一轻质弹簧,弹簧原长10cm,弹簧上方连有正方体木块A,木块的边长为10cm,容器的底面积为200cm2,如图,此时弹簧长度为6cm(已知弹簧的长度每改变 1cm, 所受力的变化量为1N),现向容器内注入某种液体,当木块A有1/2的体积浸入液体中时,弹簧恰好处于自然伸长状态,则木体A的密度为________kg/m3;在木块A正上方再放置一合金块B,静止时液面刚好浸没B.已知合金块B的体积为100cm3,高为4cm,则合金块B 的重力为________ N.
13.如图所示,A、B为密度=3.0×103kg/m3的实心正方体物块,其边长L A=L B=10cm,将A 浸没于水中,然后在B的右侧施加水平拉力F2,使物块B向右做匀速直线运动,滑动过程中B受到桌面的摩擦力是其自身重力的0.2倍(匀速运动过程中,A一直浸没于水中,不计A上升过程中水的阻力细绳重及机械间摩擦)求:
(1)物块A所受到的浮力多大?
(2)B受到的摩擦力的大小和方向?
(3)细绳对B的拉力F1多大?
(4)拉力F2多大?
14.如图所示,将边长为0.1米的正方体物块A用细线悬挂着浸没于水中后,容器内水深变为0.2米,此时物块A受到的浮力大小为_____牛,方向_____.已知物块A上下两个表面中,一个表面受到水的压力为14.7牛,则另一个表面受到水的压力_____是4.9牛(选填“可能”或“一定”)
15.如图,将同一物体分别放入a、b两种液体中,由图可知,物体在a液体中受到的浮力_____(填“大于”、“等于”或“小于”)在b液体中受到的浮力。
16.一正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到15N的压力,下表面受到20N的压力,则此时铁块受到的浮力是_______N;当铁块下沉到某位置时,上表面受到的压力增大为
20N时,下表面受到的压力是_____N.
17.如图,边长为10cm的正方体木块漂浮在水面,静止时木块有1
2
露出水面,则ρ木
=______kg/m3,木块所受浮力F=______N。用手将它缓慢压入水中,当木块刚好全部投入水中时,手对木块压力F1=______N。
18.如图所示,用原长为8cm的轻弹簧(弹簧的长度每改变1cm,所受力的变化量为1N,且弹簧体积不计),将边长为10cm的正方体物块A的下表面与底面积为200cm2的圆柱形容器底部相连.正方体物块A竖直压在弹簧上且不与容器壁接触,此时弹簧的长度为2cm;则正方体A的质量________g;然后向容器内缓慢加水,当弹簧的长度恰好恢复到原长时停止加水;接着再将一小铁块M轻压在正方体物块A上,正方体物块A刚好没入水中(水始终未溢出),此时弹簧缩短的长度为_________cm.
19.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0. lm的正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有3/5的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态,物块A的密度为____________kg/m3;往容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示,则此时水对容器底部的压强
____________Pa。
20.如图所示,有一块密度为0.9×103 kg/m3的蜡块漂浮在水面上,有20cm3的体积露出水面.则该蜡块的重力为________N.如将水换成酒精,待放入的蜡块静止后,蜡块所受的浮力是______N. (g取l0N/kg,ρ酒精=0. 8×103 kg/m3)
三、实验题
21.为了探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系,某同学进行了如图所示的实验:
(1)你觉得最合理的实验顺序是_________;
(2)实验步骤甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数依次为F甲、F乙、F丙、F丁。若这些示数满足_____(用式子表示),可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小_______物体排开液体所受重力的大小;
(3)图乙中,浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中,合金块所受的浮力_____(填“变大”、“不变”或“变小”);
(4)合金块的密度是_______。
22.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个不同材料的圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N。然后进行如图1所示的abcde五次实验。
①比较序号______的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
②进一步分析可知:液体的密度越大物体所受的浮力越______;
③比较序号abc的三次实验,可得结论:浮力的大小与物体的重力______关。
(2)如图2所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想______;(选填序号)
(3)如图3所示。回家后爱动脑筋的小明想继续探究,在喝有瓶盖的饮料时,当喝到不同程度放入水中出现了如图所示的A、B、C、D四种情况。该四种情况都处于静止状态,四种情况所受到浮力关系正确的是______。
A.F A= F B= F C=F D
B.F A= F B= F C> F D
C. F A> F B> F C> F D
D. F A< F B< F C< F D
23.小明用空塑料瓶和细沙等实验器材探究影响浮力大小的因素。他根据生活经验提出了如下三种猜想,并举出了相应的实例。
猜想一:浮力大小与物体的密度有关。实例:铁块在水中下沉,木头可以浮在水面上;猜想二:浮力大小与液体的密度有关。实例:鸡蛋在水中下沉,在盐水中可以浮起来;猜想三:浮力大小与物体浸入液体中的深度有关。实例:泳池里,人下蹲时感觉到水向上托自己的力增大。
为了验证上述猜想是否正确,他进行了如下实验:
(1)根据图d和____(填写序号),可以确定猜想二是正确的;
(2)根据图c和d可以验证猜想三是_____(选填“正确”或“错误”)的。对该猜想所对应的实例,合理的解释是:_________;
(3) 要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中________后再进行探究;
(4)同学们讨论认为,猜想一和猜想二中的实例反映了物体的浮与沉可能与密度有关。要选用一个能漂浮在图e中盐水液面上的物体,该物体的密度应小于____g/cm3。
24.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图甲所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)由实验过程A可知,物体的重力为______;由实验过程B可知,物体受到的浮力为______。
(2)做BC两次实验,可以得出的结论是:在液体的______相同时,______越大,物体受到的浮力越大。
(3)做两次实验,是为了探究浮力的大小与物体浸没深度是否有关。
(4)在小明的实验基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______g/cm3。
(5)小刚按照教材中“综合实践活动”要求,制作了简易密度计来测量盐水密度(如图乙)。
①取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中______。
②将吸管放到水中的情景如图乙(a)所示,测得浸入的长度为H;放到盐水中的情景如图乙(b)所示,浸入的长度为h。用ρ盐水.ρ水分别表示盐水和水的密度,则ρ盐水与ρ、h及H关系式是ρ盐水=______。
水
③为了使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,以使测量结果更精确,你的改进方法是______。
25.小聪同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如下图所示的实验。
(1)小聪对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度无关。对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而________,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度________。
(2)小聪利用浮力和杠杆的知识。发明了一个密度秤:如图,轻质扛杆可绕O点转动,杠杆上用细绳悬挂两个的正方体M、N(边长为10cm,重力为20N);OA长度为10cm,OE长度为8cm。小聪向容器中倒入不同密度的液体,每次都将M浸没于液体中,移动物体N。使杠杆在水平位置平衡,OE上便可刻上不同液体的密度值。当物体M浸没于水中时,物体N移动到B点时杠杆恰好水平静止,那么OB的长度为_________cm。在B点标上ρ水;这个密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m3。
四、作图题
26.(6分)根据题意作图。
(1)如图甲所示,一重为10N的物体沿斜面匀速下滑,请作出物体所受的摩擦力和物体对斜面的压力的示意图。
(2)将一个鸡蛋轻轻放入烧杯里的水中,然后向水中加盐,使鸡蛋上浮,如图乙所示,在图中画出鸡蛋上浮时所受力的示意图。
(3)在自动化生产线上,常用传送带传送工件,如图丙所示,一个重20N的工件与传送带一起以0.2m/s的速度水平向右匀速运动,不计空气阻力,请在图中画出工件受力的示意图。
27.如图所示,一装有水的烧杯放在斜面上静止不动,将一乒乓球轻轻放入水中,静止时
如图所示,画出乒乓球所受浮力和烧杯对斜面的压力的示意图。
(______)
28.如图所示有一条正方体木块漂浮在水中,请画出木块受到浮力的示意图______;
五、计算题
29.如图甲所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处.图乙是拉力F随时间t变化的关系图像.不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力, g=10 N/kg,求:
(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小;
(2)金属块的密度;
(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小.
30.如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处,如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图像.(g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力为多少N______;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力______;
(3)圆柱体的密度______;
31.如图所示,将一盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上。用一根长为20cm 的细线将一个正方体木块固定在容器底部,当木块刚刚完全浸没在水中静止时,细线伸直且对木块的拉力为6N 。已知木块边长为10cm ,水的密度3
3
=1.010kg/m ρ?水
求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)木块完全浸没在水中时所受浮力;
(3)剪断细线,待木块静止时,其下表面距离液面的高度。
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一、选择题 1.D 解析:D 【详解】 A .塑料块的体积
()3
3-330.1m =1?10m V l ==
塑料块的质量
5N =0.5kg 10N kg
G m g =
= 塑料块的密度
333-330.5kg =0.5?10kg m 0.5g cm 1?10m
m V ρ=
== 故A 错误;
B .由以上计算可知,塑料块的密度小于水的密度,当水足够多时,塑料块可漂浮于水面。当塑料块受到的浮力为5N 时,浮力和重力平衡,此时弹簧测力计拉力为0。根据题意可知,此时弹簧将缩短5cm ,即塑料块将上升5cm 。此时,塑料块排开水的体积
-433
335N =5?10m 500cm 1.0?10kg /m ?10N /kg
F V g ρ=
==浮排水 塑料块排开水的体积为自身体积的一样,故它浸入水中的深度5cm 。 故,加入水的体积
()233300cm ?5cm+5cm -500cm =2500cm V Sh V =-=水排
故B 错误;
C .容器中原来水的深度为5cm ,由以上计算知,当加入32500cm 水时,水的深度为
'=5cm+5cm+5cm=15cm=0.15m h
水对容器底的压强
331.0?10kg /m ?10N /kg?0.15m=1500Pa p gh ρ'==水
故C 错误;
D .弹簧测力计示数重新回到5N ,即塑料块脱离水面。如果单独放水,水面相对于塑料块下降速度
312
50cm s =0.25m 200cm
v = 如果单独使塑料块向上移动,根据塑料块和容器横截面积的关系可知,水面相对于原来位置会以0.5m s 的速度下降,故水面相对于塑料块下降的速度
21m +0.5m =1.5m v =
如果同时物体向上移动,则水面相对于物体下降速度
120.25m +1.5m =1.75m s v v v =+=
物体脱离水面所需要时间
5cm 2.86s 1.75m /s
h t v =
=≈浸 故D 正确。 故选D 。
2.D
解析:D 【详解】 A .小球的密度为
33
250g
1.25g/cm 200cm
m V ρ=
=
=球球球
由于小球的密度大于水,故放在容器中时会沉底;假设无水溢出时,将小球放入水中静止后,水面上升高度为
3
2
200cm 4cm 50cm V h S ?===球
容
此时容器中水的高度为
0.1m+0.04m 0.14m h h h '=+?==
由于容器高为0.13m ,故溢出水的高度为0.01m ;根据液体压强公式,可知水对容器底部的压强为
331.010kg/m 10N/kg 0.13m 1300Pa p gh ρ==???=
故A 错误;
B .根据阿基米德浮力公式,可知小球受到的浮力为
33631.010kg/m 10N/kg 20010m 2N F gV ρ-==????=球
故B 错误;
C .由液体压强公式可知,水对容器底部的压力为
431300Pa 5010m 6.5N F pS -'==??=
故C 错误;
D .容器对桌面的压力等于容器重力、水的重力与小球的重力之和,即
F G G G =++压水球容
而
0.1kg 10N/kg 1N G m g ==?=容容
33263() 1.010kg/m 10N/kg (0.13m 0.005m 20010m ) 4.5N G g V V ρ-=-=????-?=水球
0.25kg 10N/kg 2.5N G m g ==?=球球
即
1N 4.5N 2.5N 8N F =++=压
则容器对桌面的压强为
42
8N 1600Pa 5010m F p S -=
==?压压 故D 正确。 故选D 。
3.B
解析:B 【详解】
A .静止时漂浮,浮力大小等于重力为0.5N ,故A 正确,A 不符合题意;
B .加入盐水后,木块仍然漂浮,所以浮力大小等于重力,保持不变,故B 错误,B 符合题意;
C .加入盐水后,浮力不变,根据公式=F V g
ρ浮
排液 可知,ρ液变大,所以排开盐水的体积变小,故C 正确,C 不符合题意;
D .加入盐水后,浮力不变,根据阿基米德原理,浮力大小等于排开液体的重力,所以排开盐水的重力不变,质量不变,故D 正确,D 不符合题意。 故选B 。
4.D
解析:D 【分析】
首先要对选项中涉及的几种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。 【详解】
A .中学生的质量大约是50kg ,故A 错误;
B .本溪桓仁大雅河最深处约5m ,故压强为
334=1.010kg/m 10N/kg 5m=510Pa p gh ρ=????
故B 错误;
C .成年人每只鞋的底面积大约为200cm 2,即0.02m 2,故双脚面积S =0.04m 2;成年人的体重大约为60kg ,压力
=60kg 10N/kg=600N F G mg ==?
压强
42600N =1.510Pa 0.04m
F p S =
=? 故C 错误;
D .人的密度接近水的密度,在水中视为悬浮状态,所以成年人浸没水中时受到浮力约为
=600N F G =浮
故D 正确。 故选D 。
5.C
解析:C 【分析】
从底部缓慢放出一些水,气球上部水的深度减小,该处水的压强也随着减小,小气球的体积增大,水对小气球的浮力也就增大。 【详解】
气球和铅块处于静止状态,气球和铅块的浮力等于铅块的重力,从底部缓慢放出一些水,上部水的深度减小,该处水的压强也随着减小,小气球的体积增大,水对小气球的浮力也就增大了;这时就会使铅块重力小于气球和铅块的浮力,因而上浮,故C 正确。 故选C 。
6.A
解析:A 【分析】
(1)由图像可知,圆柱体上升高度在0~2cm 时,圆柱体浸没水中,知道此时弹簧测力计示数,此时圆柱体受到的浮力最大,利用称重法求最大浮力;
(2)(3)当圆柱体上升高度在5cm 以上,圆柱体脱离水面,由图像可知此时弹簧测力计示数,此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数;利用F 浮=ρ水gV 排可求圆柱体的体积,利用G =mg 求圆柱体的质量,最后利用密度公式求圆柱体的密度;
(4)当圆柱体上升高度在2cm 以内,圆柱体在水中;当圆柱体上升高度在5cm 以上,圆柱体脱离水面;若水位不变,圆柱体的高度等于3cm ,现在不知道水位变化,无法确定圆柱体的高度是多少。 【详解】
由图乙可知,圆柱体上升高度在0~2cm 时,弹簧测力计的示数较小,此时圆柱体浸没水中;上升高度从2cm 到5cm ,弹簧测力计的示数逐渐变大,此时圆柱体逐渐露出水面;上升高度为5cm 以后圆柱体脱离水面。
A .由图像可知,圆柱体上升高度在0~2cm 时,圆柱体浸没水中,此时弹簧测力计示数
F 示2=6N
此时圆柱体受到的浮力最大,其大小为
F 浮=
G -F 示2=10N -6N=4N
由F 浮=ρ水gV 排可得,圆柱体的体积
43333
4N
410m 4m 11g 000k /m 1g
c 0N/k F V V g ρ-==
==?=??浮排水 故A 正确;
BC .当上升高度在5cm 以上,圆柱体脱离水面,弹簧测力计示数
F 示1=10N
此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力
G =F 示1=10N
圆柱体的质量
10N 1kg 10N/kg
G m g =
== 圆柱体密度
333431kg 2.510kg/m 2.5g/cm 410m
m V ρ-=
==?=? 故BC 错误;
D .若水位不变,则圆柱体的高度等于3cm ,现在不知道水位变化,则无法确定圆柱体的高度是多少,故D 错误。 故选A 。
7.D
解析:D 【分析】
A 、当A 有 13
的体积露出水面,弹簧为原长,说明此时物体漂浮在水面上,受到的浮力与重力相等,利用阿基米德原理求解;
B 、知道水深,利用p gh ρ=求水对容器底部的压强,再利用F
p S
=求水对容器底部的压力;
C 、求出物体A 的质量,利用密度公式求物体A 的密度;
D 、若向容器中缓慢加水直到A 完全浸没,A 受竖直向下的重力、竖直向下的拉力及浮力作用,据此求拉力. 【详解】
A 、当A 有 13的体积露出水面,即 23
的体积浸入水中时,弹簧为原长,则说明此时物体漂浮在水面上,受到的浮力与重力相等,物体重力
22
33
G F gV g V gV ρρρ====浮水排水水,故A 错;
B 、水对容器底部的压强为p gh ρ=,由F
p S
=
得,水对容器底部的压力为g pS S h F ρ==水,故B 错;
C 、物体A 的质量2233gV G m V g g 水水ρρ===,物体A 的密度:223=3
A V V ρρρ=水水,
故
C 错;
D 、若向容器中缓慢加水直到A 完全浸没,A 受竖直向下的重力、竖直向下的拉力及浮力作用,所以F G F =+浮拉,则21
33
F F
G gV gV gV ρρρ=-=-=浮拉水水水,故D 正确. 故选D . 【点睛】
本题考查重力公式、密度公式、阿基米德原理、物体漂浮条件的应用,本题难度较大,解题时一定要认真仔细.关键是能够正确进行受力分析.
8.B
解析:B 【详解】
A .核潜艇通过改变自重实现上浮与下沉,由物体沉浮状态可知,核潜艇漂浮时所受浮力等于自身重力,故A 错误;
B .由物体沉浮状态可知,悬浮时核潜艇所受浮力等于重力,故B 正确;
C .悬浮时核潜艇排开水的体积大于漂浮时排开水的体积,由阿基米德原理可知两种状态下所受浮力不相等,故C 错误;
D .核潜艇通过改变自重实现上浮与下沉,在上浮过程中露出水面前排开水的体积不变,所受浮力保持不变,但逐渐露出水面时排开水的体积变小,所受浮力变小,故D 错误。 故选B 。
9.A
解析:A 【详解】
A .由液体压强公式p gh ρ=可知深度越深压强越大,压强的变化速度体现的即为深度的变化速度,由图像可知A
B 段压强变化的速度小于CD 段压强变化的速度,因此
AB CD v v <;
B .由图像可知CD 段压强逐渐减小,由液体压强公式p gh ρ=可知深度越浅压强越小,因此处于上浮过程中,同时据阿基米德原理F ρV g =浮液排 可知排开液体体积不变,所受浮力不变;
C .BC 段压强不变,由液体压强公式p gh ρ=可知探测器深度不变,因此处于悬浮状态,此时受到向上的浮力和向下的重力二力平衡;
D .AB 段物体下沉,重力大于浮力,BC 段抛去部分重物后悬浮,重力等于浮力,CD 段再次抛去部分重物后上浮,重力小于浮力,因此AB BC CD G G G >>.
10.D
解析:D 【详解】
A .如图,当h =3cm 时,下表面刚刚接触水面,当h =7cm 时,物体刚好浸没,则物体的高度为
7cm-3cm=4cm h =
此时下表面所受水的压强为
33=110kg/m 10N/kg 0.04m=400Pa p gh ρ=???
故A 选项错误;
B .在h 在0~3cm 时,物体悬挂在空中,其弹簧测力计的示数即为物重,故物体的重力为12N ,故B 选项错误;
C .当h =7cm 时,此时物体刚好全部浸没,浮力最大,最大浮力为
-=12N-4N=8N F G F =浮
故浮力为8N ,C 选项错误; D .根据浮力公式浮排F gV ρ=
可以求物体的体积:
-43
33
8N ==810m 110kg/m 10N/kg
F V g ρ=
???浮浮 物体的质量为
12N ==1.2kg 10N/kg
G m g =
物体的密度为
33
-43
1.2kg ==1.510kg/m 810m m V ρ=
?? 故D 选项正确。 故选D 。
二、填空题
11.不变
【详解】
[1]甲乙两图中,物体均漂浮在中,所以浮力等于重力,而重力不变,所以浮力不变。
[2]甲乙两图中,工艺品所受浮力不变,由可知,工艺品排开液体体积不变,则合金块B 排开液
解析:不变 21(1)nh n h -- 【详解】
[1]甲乙两图中,物体均漂浮在中,所以浮力等于重力,而重力不变,所以浮力不变。 [2]甲乙两图中,工艺品所受浮力不变,由F gV ρ=浮液排可知,工艺品排开液体体积不变,则合金块B 排开液体的体积为
()B 1212=V Sh Sh S h h =--
所以由=
m
V
ρ,可知B 球的质量为 ()B B B 12==m V n S h h ρρ-水
由图甲可知,工艺品漂浮时,浮力与重力的关系为
F G G ==浮排物
即
()1A B g gSh m m ρ=+水
所以
()A 112m Sh n S h h ρρ=--水水
因粘合处松开导致合金块沉底,木块在水中竖直静止时,木块漂浮,由A G G ''=排
,可知即 A =m m ''排
即
()112Sh Sh n S h h ρρρ=--水水水
浸人的深度为
21(1)h nh n h =--
12.4×103 10.8
【解析】 【详解】
弹簧原长10cm ,在未注入液体前,弹簧长度为6cm ,则木块将弹簧压缩了4cm .因弹簧的长度每改变1cm ,所受力的变化量为1N ,说明木块给弹簧的
解析:4×103 10.8 【解析】 【详解】
弹簧原长10cm,在未注入液体前,弹簧长度为6cm,则木块将弹簧压缩了4cm.因弹簧的长度每改变1cm,所受力的变化量为1N,说明木块给弹簧的压力未4N,则木块的重力G木
=4N,所以木块质量为m木=G
g
木=
4N
10N/kg
=0.4kg.木块边长为10cm,则木块体积为V木=
(10cm)3=1000cm3=0.001m3.则木块密度为ρ=m
V
木
木
=
3
0.4kg
0.001m
=0.4×103kg/m3;向容器内
注入某种液体,当木块A有1/2的体积浸入液体中时,弹簧恰好处于自然伸长状态,说明此时木块受到液体的浮力大小等于木块的重力,且此时木块排开液体的体积等于木块体积的1/2.根据F浮=ρ液gV排得ρ液
=F
gV
浮
排
=1
2
G
g V
?
木
木
=3
4N
1
10N/kg0.001m
2
??=0.8×10
3kg/m3.木块A有1/2的体积浸入液体
中,则此时木块浸入液体中的深度等于木块边长的1/2为5cm,且此时弹簧恰好处于自然伸长状态,则此时容器中液体的深度等于弹簧原长度加木块浸入液体中的深度,即h液
=10cm+5cm=15cm=0.15m.因此时容器中液面以下的总体积由液体体积和木块浸入液体的体积两部分组成,且该总体积V液+排=S容h液=200×10-4m2×0.15m=3×10-3m3,所以容器中液体
的体积V液=V液+排-V排=3×10-3m3-1
2
×0.001m3=2.5×10-3m3.在木块A正上方再放置一合金块
B,静止时液面刚好浸没B,合金块B的体积为100cm3,则此时木块和合金块排开液体的总体积为V排总=V木+V合金=0.001m3+100×10-6m3=1.1×10-3m3,此时木块和合金块受到的总浮力F浮总=ρ液gV排总=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.1×10-3m3=8.8N.由于液面刚好浸没B,所以此时容
器中液面总深度为H=V
S
总
容
=B
++
V V V
S
液木
容
=
333-63
-42
m+0.001m+10010m
200
2.10
m
5
10
-?
?
?
=0.18m,
则此时弹簧长度等于液面总深度减去木块和合金块的高度,即0.18m-10cm-4cm=4cm,说明此时弹簧被压缩了6cm,则弹簧此时产生的弹力大小为F弹=6N.此时木块和合金块静止,将它们看成一个整体,它们受到重力G总=G木+G合金、浮力F浮总、弹簧向上的弹力F弹三个力作用,则G木+G合金=F浮总+F弹=8.8N+6N=14.8N,则G合金=14.8N-G木=14.8N-4N=10.8N.13.10N 6N,方向水平向左 F1=20N F2=26N
【解析】
【详解】
(1)物体A排开液体体积等于自身体积,V排=1×10-3m3,所以A所受到的浮力大小为F浮=ρ水
解析:10N 6N,方向水平向左F1=20N F2=26N
【解析】
【详解】
(1)物体A排开液体体积等于自身体积,V排=1×10-3m3,所以A所受到的浮力大小为F浮=ρ水gV排=10N(2)B向右做匀速直线运动, f=0.2×G B;G A
=G B=ρB gV B=3.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=30N,则f=6N,方向水平向左;(3)B受平衡
力作用,处于匀速向右运动,则A 也一定匀速向上运动,对A 进行受力分析可知: G A =F 浮+F 拉所以F 拉= G A - F 浮,F 拉=30N -10N =20N,因为力的作用是相互的,所以绳端的拉力F 1=20N ;(4)因为B 处于平衡状态,所以F 2=F 1+f =20N+6N=26N 。 【点睛】
此题综合考查了密度、质量、重力、浮力、相互作用力、平衡力,其中对于物体平衡状态的判断是解题的关键,根据物体所受平衡力列等式求解相应物理量。
14.8 竖直向上 一定 【解析】
正方体物块A 体积VA0.001,,F 浮水gV 排1.0kg/m39.8N/kg0.0019.8N ;浮力的方向竖直向上;浮力等于物体上下表面受到水的压力
解析:8 竖直向上 一定 【解析】
正方体物块A 体积V A ()3
3a 0.1m ===0.0013m ,V V A =排,F 浮ρ=水gV 排
=1.0310?kg/m 3?9.8N/kg ?0.0013m =9.8N ;浮力的方向竖直向上;浮力等于物体上下表
面受到水的压力差,一个表面受到水的压力为14.7牛,另一个表面受到水的压力可能是14.7N +9.8N 24.5N =或14.7N -9.8N =4.9N ;由题意知,物体的上表面所在的深度小于0.1米,故上表面受到水的压力小于9.8N ,故另一个表面受到水的压力一定是4.9牛.
15.等于
【解析】同一物体在两种液体中分别处于悬浮和漂浮状态,所受到的浮力都等于自身受到的重力,所以物体在a 液体中受到的浮力等于在b 液体中受到的浮力。
【点睛】当液体密度和物体排开的液体体积都不相等时,
解析:等于
【解析】同一物体在两种液体中分别处于悬浮和漂浮状态,所受到的浮力都等于自身受到的重力,所以物体在a 液体中受到的浮力等于在b 液体中受到的浮力。
【点睛】当液体密度和物体排开的液体体积都不相等时,就不能再用公式F V g ρ=浮液排 进行比较了;比较同一物体在两种液体中所受的浮力大小关系时,要借助于物体所受重力是一定的,根据在两种液体中的浮沉情况,明确两次所受浮力和自身重力的大小关系,再得出两次所受浮力的大小关系。
16.25 【解析】
浮力产生的原因是液体对浸入的物体下表面和上表面的压力差,所以 ,物体下沉后,上下表面所在位置增加的深度是相同的,上下表面所受到的液体压强增加量也是相同的,由公式=PS 可知:上
解析:25 【解析】
浮力产生的原因是液体对浸入的物体下表面和上表面的压力差,所以