2023年广东省各地九年级物理中考模拟题分项选编:浮力(含解析)
2023年广东省各地九年级物理中考模拟题分项选编:浮力
一、单选题
1.(2023·广东梅州·统考一模)如图所示,两个相同的烧杯中装有不同的液体,把同种材料制成的小球甲和乙分别放入后均处于沉底状态,两液体液面相平,已知甲、乙两小球排开液体的重力相等,则甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力较大
B.乙所受浮力较大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.两个小球均和容器底部接触,所以都不受浮力
2.(2023·广东广州·统考一模)把一个不吸水的物体缓慢放入已装有盐水的量筒中,物体静止后如图甲所示.取出物体擦干后,再把它放入图乙所示的已装水的量筒中静止(放入状态未画),已知,以下说法正确的是( )
A.物体的体积为
B.物体排开水的体积等于
C.物体在盐水中受到的浮力为
D.物体在盐水中受到的浮力小于它在水中受的浮力
3.(2023·广东汕头·统考模拟预测)小明根据测量出的由甲、乙两种物质组成的物体的质量、体积数据,绘制的m﹣V关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲物质的密度小于乙物质的密度
B.体积为1m3的甲物质在水中受到的浮力为27N
C.将体积相等的甲、乙两种物质放入水中,最终它们所受浮力相同
D.质量相等的甲、乙两种物质,体积比V甲∶V乙=1∶3
4.(2023·广东佛山·统考一模)两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则( )
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度与液体的密度相等
C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到的压力大小不变
D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到液体的压强不变
5.(2023·广东肇庆·统考一模)如图所示是一种独特的黔北民间绝技——独竹漂,它已被列入少数民族传统体育运动会项目,运动员脚踩一根楠竹,漂行水上如履平地。下列相关描述正确的是( )
A.楠竹的密度大于水
B.运动员扔掉手中的竹竿,楠竹将上浮
C.楠竹受到的浮力等于楠竹受到的重力
D.楠竹排开水的重力等于运动员受到的重力
6.(2023·广东广州·统考二模)量筒内装有55mL水,往里放入小桶如图甲,再往小桶里放入20g的物块如图乙,图中小桶均静止,ρ水=1g/cm3,g=10N/kg,则( )
A.图甲小桶排水体积为60cm3
B.图甲小桶受到的浮力大于0.5N
C.图乙小桶排开水的质量大于20g
D.图甲小桶所受浮力等于图乙小桶所受浮力
7.(2023·广东河源·统考一模)最大容积为400mL的烧杯静置在水平桌面上,烧杯内有质量为200g的水,现将一个体积为330mL的可乐罐缓慢浸入烧杯中,如图所示,烧杯溢出水的质量为100g,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,此时可乐罐受到的浮力大小是( )
A.1N B.2N C.3N D.4N
8.(2023·广东广州·统考一模)两烧杯均装满水,把体积相等的甲、乙两球分别轻轻放入水。图为甲进入水后某时刻的位置,甲排开水重,甲所受重力为。图为乙最后静止的状态。两球在图中位置所受浮力分别为、,下列说正确的是( )
A. B. C. D.甲处于悬浮状态
9.(2023·广东广州·统考一模)小昕看到工作人员正在将船上的石块向人工湖中填,她想:船上的石块填入湖中前后,水面高度会变化吗?于是她进行了探究:首先,她将石块b放在不吸水的木块a上,如题图所示;然后将石块b拿出,用体积忽略不计的细线系住,让石块b沉入水底,则水面高度( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
10.(2023·广东河源·统考一模)如图所示,在水槽中放一只不吸水的陶瓷小碗,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,则碗沉入水底时比漂浮在水面上时水面高度将( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
二、填空题
11.(2023·广东佛山·统考模拟预测)如题图所示,盛有2kg水的柱形容器置于水平地面上,重为6N不吸水的正方体,静止时有五分之二的体积露出水面,则物体的密度为________,物体下表面所受水的压力为________N。若物体在压力的作用下刚好浸没水中,不接触容器底,水不溢出,此时水对容器底部的压力为_________N。(g取10N/kg,)
12.(2023·广东深圳·统考二模)如图甲是建设过程中用钢缆拉着实心长方体建筑材料A以0.2m/s的速度竖直匀速下降的情景,图乙是建筑材料下移过程中钢缆对它的拉力F随时间t变化的图像。,g取10N/kg求:
(1)长方体A从接触水面到完全浸没用时___________s,求A的高度hA___________ ;
(2)长方体A浸没在水中时受到的浮力是多少___________ ;
(3)卸掉钢缆后,长方体A静止时,其对江底的压强是多少___________?
13.(2023·广东清远·统考一模)中国自主研发的“海斗一号”无人潜水器(如图),其在下潜的过程中,海水对它的压强___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。已知海水的密度,在10000米深处,海水对潜水器的压强大小为___________Pa、“海斗一号”在完成了岩石状物体的抓取和其他工作后,抛载上浮,假定潜水器在上浮的过程中体积保持不变,则未露出水面前,它所受浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(g=10N/kg)
14.(2023·广东佛山·统考二模)如图是两种高硬度复合材料的质量与体积关系的图像,由图可知,甲、乙两种材料的密度之比为________;一个用甲材料制成的体积为2×10-4m3的实心元件,它的质量为________g,把它放入密度为1.2×103kg/m3的检测液中,放手后元件将会_______(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
15.(2023·广东汕尾·统考二模)小明把盛有热水的烧杯放水平面上,将椭圆形干红枣放入烧杯中,如图甲漂浮在水面,由于红枣不断吸水重力增加,过一段时间后如图乙静止在水中,再过一段相当长的时间后由于红枣继续吸水后就沉到杯底(如图丙)。则图______红枣受到的浮力最小,乙图中红枣的重力______排开液体的重力(选填“>”“<”或“=”),三个图中水平面受到烧杯压强的大小关系为______(用p甲、p乙、p丙表示)。
16.(2023·广东佛山·统考二模)阅读短文,回答下列问题。
极目一号
2022年5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分,达到9032米,超过珠峰8848.86米的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
据介绍,执行此次观测任务所使用的浮空艇,是我国自主研发的系留浮空器,长55米、高19米,浮空艇体积为9000立方米,总重量约2.625吨,地面锚泊车重90吨,通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空(如图甲)。浮空艇有两个气囊,一个是主气囊,里面充氦气(氦气密度比空气小很多),下边腹部还有一个小的副气囊,里面充空气,通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力(如图乙)。
(1)浮空艇的整体外形呈现白色,因为在白天使用时,白色可以反射光线、减少_______(选填“红外线”或“紫外线”)的吸收,使浮空艇内部气体升温不会过快。
(2)因为大气压随海拔升高而______,所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副气囊需要_______(选填“排出”或“注入”)空气。
(3)若浮空艇携带的科研器材质量175kg,囊内气体的总质量为4t,则未升空前,浮空艇受到空气的浮力为_______N,系留缆绳对浮空艇在竖直方向的拉力为_______N。(不同海拔下大气压和空气密度见下表,g取10N/kg)
海拔/m 4000 4300 4500 5000 6000 7000 8000 9000
大气压/kPa 57.6 55 53.4 50 43.2 36.7 30.9 26.8
空气密度/kg/m3 0.82 0.8 0.78 0.74 0.66 0.59 0.53 0.47
(4)气囊内的气压可以用公式近似表示,其中p表示气压,单位Pa,t表示气体温度,单位℃,V表示气体体积,单位m3,系数k随副气囊空气质量变化而变化的情况如图丙所示。假设气囊内气压均匀,且等于外界气压,温度恒为27℃,则浮空艇从7000m上升到9000m,气囊内空气质量变化约为_______kg。
17.(2023·广东东莞·统考一模)如图所示,这是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机起飞的情景。飞机起飞时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速__________(选填“大于”、“小于”或“等于”)机翼下方空气流速。飞机飞离航母后,航母所受的浮力将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”),一架总质量为22t的舰载飞机从航母上起飞后,航母排开海水的体积将变化__________m3。(海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg)
三、作图题
18.(2023·广东汕头·统考一模)如图甲所示,实心物体被绳子拉着浸没在水中,剪断绳子后该物体运动直至静止,请在图乙画出浮力F浮随时间t变化的大致图象。
四、实验题
19.(2023·广东梅州·统考一模)某实验小组进行了“探究影响浮力大小的因素”和“利用浮力测量盐水密度”的实验。如图1所示,进行了甲、乙、丙、丁、戊五次实验,每次弹簧测力计的示数F都已经标注在测力计旁。请回答以下问题:(假设金属块缓慢下降,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)根据实验过程可知,图乙中金属块受到的浮力为 ___________N。
(2)由丙、丁两图可知:金属块浸没后,所受的浮力大小与 ___________无关;由丙、戊两图可知:金属块所受的浮力大小与 ___________有关。
(3)金属块的体积是 ___________m3。
(4)根据实验过程,最终测得戊图中盐水的密度为 ___________kg/m3。
(5)设烧杯的底面积为100cm2,从乙步骤到丙步骤时,烧杯底部受到水的压强增大了 ___________Pa。
(6)小组成员结合液体压强的知识,设计了测量盐水密度的方案,请将实验步骤补充完整:
①用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,如图2A所示;
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜变成平整状态,即不再向下凸出也不向上凹入,水面到下管口的距离记为h1,盐水面到下管口的距离记为h2,如图2B所示;
③则盐水的密度表达式:ρ盐水=___________(利用ρ水、h1、h2表示)。
20.(2023·广东揭阳·统考模拟预测)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块、大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。(g取10 N/kg),小明进行了如图所示的实验,并记录实验数据,如下表所示。
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计的示数/N 3.8 3.6 3.5 3.5 3.4
(1)金属块的重力为___________N,在实验步骤C中金属块所受到的浮力是___________N;
(2)分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力的大小跟___________有关;
(3)如图所示,是其中一位同学绘制的当金属块浸入水中时弹簧测力计的示数随金属块下表面到水面的距离h变化的关系图像,其中正确的是___________;
A. B. C. D。
(4)根据表格中的数据,可以计算出金属块的密度为___________kg/m3,某种液体的密度为___________ kg/m3。
21.(2023·广东汕头·统考一模)同学们利用如下器材来探究“浮力的大小”,实验过程如图所示:
(1)你觉得图1中合理的实验顺序是______;
(2)在图A、B、C、D中,弹簧测力计的示数分别为2.5N、1.4N、1N、2N,则石块的重力为______N,根据弹簧测力计的示数,小明同学发现石块受到的浮力F浮大于排开水的重力G排,造成这种结果不可能的原因是______;
A.弹簧测力计都没有校零
B.步骤B中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
C.石块吸水
D.在进行B步骤前,溢水杯中的水没有加满
(3)小红同学对该实验装置进行了改进,如图2所示,将容器放在升降台C上,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积,小红逐渐调高升降台,使重物慢慢浸入液体,并依次记录下弹簧测力计的示数,由表格数据分析,小红发现在重物浸没之前,随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A示数的变化量等于弹簧测力计B示数的变化量,从而证明了F浮=G排。请你帮她补充完成表格中未完成的内容。
弹簧测力计的示数 物体未浸入液体中 物体部分浸入液体 物体完全浸入液体
FA 2.5N 2N 1.4N
FB 1N 1.5N ______
22.(2023·广东汕头·统考一模)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)弹簧测力计在使用之前应该在________(选填“竖直”或“水平”)方向调零;
(2)D图中金属块完全浸没在水中时所受浮力F浮=________N;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟排开液体的________有关;
(4)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可选步骤A和________步骤进行分析;
(5)完成以上实验后小明想到一个问题:怎样利用浮力测出比水密度小的物体的密度呢?于是小明找来实验器材:木块、弹簧测力计(0~5N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。如图乙所示,小楷用弹簧测力计测出木块的重力,再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来,往水槽中倒入适量的水,使木块浸没在水中,利用定滑轮改变力的方向的作用,测得木块在水中静止时测力计示数为1.6N。从而计算得木块的密度为________kg/m3。
23.(2023·广东汕头·统考模拟预测)如图所示,图甲是小张同学给爷爷准备的生日礼物——手中把玩的“铜核桃”。据商家说铜核桃是“实心纯铜”所作,他想起了阿基米德鉴别皇冠的故事,想要检验一下商家所说是否属实。可是家里并没有测力计、天平、量筒等仪器,于是他又想到利用浮力测密度的方法,从厨房找来了如图乙所示的带刻度的密封罐,放入“铜核桃”还能漂浮在水面上的小瓷碗,以及适量水,进行如图丙中a、b、c三步实验。
a、玻璃罐中装入适量水,将小瓷碗放入水中,待水面静止后,标记此时的体积为V1;
b、再将“铜核桃”放入小瓷碗中,待水面静止后,标记此时的体积为V2;
c、仅将“铜核桃”从小瓷碗中取出放入水中,待水面静止后,标记此时的体积为V3;
d、通过计算得出“铜核桃”的大致密度。
已知水的密度为ρ水,选用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量:
(1)“铜核桃”的体积V=___________,质量m=___________;
(2)进一步推导出“铜核桃”的密度为:ρ=___________;
(3)实验测量中发现,V3小于V2,运用浮力知识分析它的理由是 ___________。
24.(2023·广东深圳·二模)如图所示是小明“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验。
(1)将空心物体A竖直挂在弹簧测力计上,弹簧测力计指针静止时示数如图甲所示,该弹簧测力计量程为______N,物体A所受重力为_______N;
(2)测出空小桶B所受重力为1.4N,将物体A轻轻放入盛满水的溢水杯中,同时用空桶B收集溢出的水,A静止时如图乙所示,则物体A受到的浮力为_______N;将盛有溢出水的小桶B挂在弹簧测力计下,测出小桶B和溢出水的总重为3.4N,记录、分析实验数据,可得出实验结论:物体A排开水的重力_______(选填“大于”“小于”或“等于”)A受到的浮力;
(3)为了得到普遍结论,同学小红用小明以上实验方案和器材多次测量取平均值,这样的做法_______(选填“合理”或“不合理”);
(4)完成以上操作后,小明往A中加入沙子进行实验(每次加入沙子后物体A没有被浸没,也没有触杯底),得到4组数据如表:
次数 1 2 3 4
桶B的重力G/N 1.4 1.4 1.4 1.4
物体A与沙子的总重力G/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与溢出水的总重力G/N 3.8 4.2 4.6 4.8
实验中,加入沙子越多,桶A浸入水中就越_______(选填“深”或“浅”);分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于_______。
25.(2023·广东佛山·统考二模)小宇同学想利用所学过的知识测量木块的密度(不考虑木块吸水),主要实验过程如下:
(1)小宇把天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺的_______处,此时指针位置如图甲,此时应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调,直至天平平衡;
(2)在测量杯子和水的质量时,小宇用镊子往天平的右盘________(选填“从小到大”或“从大到小”)试加砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图乙所示,则杯子和水的总质量为________g,用同样方法测出木块的质量为18g;
(3)如图丙所示,将一个金属块放在木块上,一起放入杯子中,使木块恰好浸没在水中,测出此时的总质量为132g,金属块的质量为________g,木块受到的浮力为________N,木块的密度为_________kg/m3。(计算时g取10N/kg)
五、计算题
26.(2023·广东广州·统考一模)如图所示,空气中有一个氢气球,氢气球完全浸没在空气中,氢气球的体积是0.2m3,已知空气密度ρ空气=1.29kg/m3,氢气密度ρ氢气=0.09kg/m3,g取10N/kg。
(1)此时氢气球受到的浮力为多少?
(2)求氢气球排开的空气的质量m排是多少?
(3)若氢气球的重力为0.28N,当氢气球用细绳系着,静止在空中时,细绳对氢气球的拉力是多少
(4)若继续向氢气球内充氢气,让球内氢气的密度变大,但氢气球的体积不变,请判断氢气球受到的浮力如何变化?写出判断依据。
27.(2023·广东广州·统考一模)鲲龙AG600是我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机,于2022年在广东珠海首飞成功。飞机满水的总质量为53.5t,最小平飞速度220km/h。取,,求:
(1)飞机以最小平飞速度飞行0.1h所经过的路程;
(2)飞机汲满水停泊在水面时所受到的浮力及排开水的体积;
(3)舱底距水面1.5m处所受到的水的压强。
28.(2023·广东深圳·统考二模)市面上有一种防溺水手环,如图,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的CO2会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四,已知某运动员质量m人=51kg,平均密度ρ人=1.02×103kg/m3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略手环体积和自重,求:
(1)该运动员的重力;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力;
(3)人漂浮时,气囊体积至少多大,才能确保运动员的安全。
六、综合题
29.(2023·广东广州·统考一模)甲容器装有适量的水,将重、不吸水的物块放入其中,在物块的水平上表面放置重为的物体,物块此时刚好完全浸没,如图甲所示;乙容器中装有适量的盐水,相同的物块下面挂有物体,在盐水中物块静止时也刚好完全浸没,如图乙所示(;;取)
(1)①以“·”表示物块,在图丙中画出:甲图中物块的受力示意图;________
②计算:甲图中物块所受的浮力大小和物块的体积;( )( )
(2)甲乙两图中物块所受的浮力大小:________(选填“<”“=”“>”)。判断的依据是________;
(3)比较A、B所受重力的大小:________。(选填“<”“=”“>”).
30.(2023·广东广州·统考一模)如图所示,一实心圆柱体物体浮在液面上,露出液面的体积为V1,液面下的体积为V2,则物体的密度与液体的密度之比。
(1)请证明上面等式成立。
(2)小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的质量。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图2所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0,塑料小桶的质量及外壳体积忽略不计)进行实验。请你帮小芳完成实验。要求:
①写出实验步骤和需要测量的物理量(可画图说明,测量量用合适符号表示)。
②写出珍珠项链质量的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
参考答案:
1.C
【详解】A.根据阿基米德原理,物体受到的浮力等于排开液体的重力,甲、乙在液体中受到的浮力等于它们各自排开的液体的重力,因此甲、乙两球受到的浮力相等,故A不符合题意;
B.如上条所述可知,甲乙所受浮力相等,故B不符合题意;
C.如上条所述可知,甲乙所受浮力相等,故C符合题意;
D.小球虽然和容器底部接触,但仍然受到液体对它向上、下的压力,所以都要受到浮力,故D不符合题意。
故选C。
2.B
【详解】A.物体体积
V=40mL-20mL=20mL
故A错误;
B.因为物体的密度大于水和盐水,所以物体都沉底,排开水的体积等于物体的体积为20 mL,故B正确;
C.物体浸没在盐水时,其上、下表面均受到盐水的压力,所以所受浮力不为零,故C错误;
D.盐水的密度大于水的密度,根据可知浸没在盐水物体所受的浮力大于浸没在水中所受的浮力,故D错误。
故选B。
3.D
【详解】A.由图像可知,甲物质的体积是1m3时,其质量是2.7×103kg,乙物质的体积是3m3时,其质量是2.7×103kg,在质量相同的情况下,体积越大,密度越小。甲物质的密度大于乙物质的密度,故A错误;
B.甲物质的密度
所以甲物质放入水中会下沉,则体积为1m3的甲物质在水中受到的浮力为
故B错误;
C.乙物质的密度
乙物质放入水中会漂浮,甲物质放入水中会下沉,所以将体积相等的甲、乙两种物质放入水中,它们排开水的体积不相同,根据知它们所受浮力不相同,故C错误;
D.由图像知,当质量都为2.7×103kg时,甲的体积为1m3,乙的体积为3m3,则甲、乙两种物质,体积比
故D正确。
故选D。
4.C
【详解】A.由于甲乙体积相同且浸没,根据知, 甲受到的浮力等于乙受到的浮力。故A不符合题意;
B.由于甲在绳子拉力的作用下浸没与液体中,根据物体浮沉条件知,其密度应小于液体。故B不符合题意;
C.柱形容器中,容器底部受到的压力大小等于液体与物体的总重力,细线剪断后,液体与物体的总重力不变,则容器底部受到的压力大小不变,故C符合题意;
D.将细线剪断后,甲、乙再次静止后,根据以上分析可知整体所受浮力变小,液体密度一定,物体排开液体体积减小,液面下降,容器底部受到液体的压强变小。故D不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】A.运动员、竹竿和楠竹一起漂浮在水面上,所以楠竹的密度小于水的密度,故A错误;
CD.楠竹受到的浮力也就是排开水的重力,等于楠竹、运动员和竹竿的重力之和,大于楠竹受到的重力,也大于运动员受到的重力,故CD错误;
B.当运动员扔掉手里的竹竿,重新平衡后,楠竹受到的浮力等于楠竹和运动员的重力之和,浮力变小,根据F浮=ρ水gV排知排开水的体积变小,楠竹将上浮,故B正确。
故选B。
6.C
【详解】AB.量筒内装有55mL水,由图甲知小桶排开水的体积为
V桶排=60mL﹣55mL=5mL
小桶受到的浮力为
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣6m3=0.05N<0.5N
故AB不符合题意;
C.图乙小桶排开水的体积为
V排′=80mL﹣55mL=25mL=25cm3
小桶排开水的质量为
m排=ρ水V排′=1g/cm3×25cm3=25g>20g
故C符合题意;
D.图甲小桶所受浮力等于小桶的重力,图乙小桶所受浮力等于小桶和物体的重力之和,所以图甲小桶所受浮力小于图乙小桶所受浮力,故D不符合题意。
故选C。
7.C
【详解】水的密度
由可得,烧杯内水的体积
溢出水的体积
烧杯的容积
可乐罐缓慢浸入烧杯中时排开水的体积
此时可乐罐受到的浮力
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.A
【详解】AB.甲、乙两小球,甲排开水的体积比乙大,根据阿基米德原理公式,。故A正确,B错误;
CD.甲排开水重,所以,为3N,,甲小球会下沉直至沉底,故CD错误。
故选A。
9.A
【详解】如图,将石块b放在木块a上,它们处于漂浮状态,则
F浮(a+b)= Ga+Gb
让石块b沉入水底,a漂浮
F浮a=Ga
b沉底
F浮b
F浮(a+b)> F浮a+F浮b
由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,将石块b用细线系住轻轻放水底后,a、b排开水的体积比原来变小了,则水面高度将下降。
故选A。
10.A
【详解】碗漂浮在水面上时,受到浮力等于其重力,F浮=G;碗沉入水底时,受到浮力小于其重力,F浮ˊ
ρ水gV排>ρ水gV 排ˊ
则V排>V排ˊ,所以碗沉入水底时比漂浮在水面上时水面高度将下降,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 0.6×103 6 30
【详解】[1]物体漂浮,受到的重力等于浮力,即
由与得
[2]物体漂浮时受到的浮力等于物体下表面受到的水的压力,则物体下表面受到的水的压力
[3]由与得,正方体的体积为
若物体在压力的作用下刚好浸没水中,排开水的体积
不接触容器底,水不溢出,由力的相互作用得,正方体对水的压力大小等于水对正方体的浮力大小,正方体对水的压力大小不变地传递到容器底部,此时水对容器底部的压力为
12. 10 2m
【详解】(1)[1]由图乙可知,长方体A下底面与水面接触到刚好完全浸没时向下运动的时间
[2]由可得,长方体A下降的高度即长方体A的高度
(2)[3]由图乙可知,前10s时物体在水面以上,受到的拉力
因长方体A匀速下降时受到的拉力与重力是一对平衡力,所以,长方体A的重力
在20s后,长方体A完全浸没,绳子的拉力
则长方体A浸没在水中受到的浮力
(3)[4]因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由可得,长方体A的体积
由可得,长方体A的底面积
卸掉钢缆后,长方体A静止时对江底的压力
长方体A静止时对江底的压强
13. 变大 不变
【详解】[1]“海斗一号”在下潜的过程中,深度不断增大,根据可知,它受到海水的压强变大。
[2]在10000米深处,海水对潜水器的压强大小为
[3]在上浮的过程中未露出水面前,排开海水的体积不变,根据可知,在海水密度不变的情况下,它受到浮力不变。
14. 1∶4 100 上浮
【详解】[1]由图像可知,甲、乙物质的密度分别为
所以
[2]一个用甲材料制成的体积为2×10﹣4m3的实心元件的质量为
m甲'=ρ甲V甲'=0.5×103kg/m3×2×10-4m3=0.1kg=100g
[3]因为ρ甲<ρ液,所以将实心元件放入密度为1.2×103kg/m3的检测液中,放手后元件将会上浮。
15. 甲 等于 p甲=p乙=p丙
【详解】(1)[1]由图知V甲排最小,根据F浮=ρ液gV排可知图甲红枣受到的浮力最小。
(2)[2]乙图中红枣处于悬浮状态,红枣受到浮力等于红枣的重力等于排开液体的重力。
(3)[3]因为红枣,水和烧杯的总重力不变,对水平面的压力不变,又因为受力面积相同,故由可知
p甲=p乙=p丙
16. 红外线 减小 排出 7.2×104 30250 1100
【详解】(1)[1]红外线能使物体升温,浮空艇的整体外形呈现白色,白色可以反射光线、减少红外线的吸收,使浮空艇内部气体升温不会过快。
(2)[2][3]因为大气压强随海拔升高而减小,所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副气囊需要排出空气。
(3)[4][5]由表中数据可知,4300米的科考营地的空气密度为0.8kg/m3,浮空艇在营地升空前受到空气浮力为
F浮=ρ空gV=0.8kg/m3×10N/kg×9000m3=7.2×104N
浮空艇的总重力为
G总=m总g=(4×1000kg+175kg)×10N/kg=41750N
此时浮空艇受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力及拉力平衡,所以系留缆绳对浮空在竖直方向的拉力为
F=F浮﹣G总=7.2×104N﹣41750N=30250N
(4)[6]气囊内温度恒为27℃,由表中数据知,浮空艇在7000m时的气压
p=36.7kPa=36.7×103Pa
由可得
由图像知,副气囊空气质量
m=15×102kg=1500kg
当浮空艇在9000m时的气压
p′=26.8kPa=26.8×103Pa
副气囊空气质量
m′=4×102kg=400kg
所以浮空艇从7000m上升到9000m,气囊内空气质量变化约为
Δm=m﹣m′=1500kg﹣400kg=1100kg
17. 大于 变小 20
【详解】[1]飞机能够起飞,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速,所以机翼上方压强小于下方,从而产生向上的升力。
[2]飞机飞离航母后,航母的总重力减小,航母始终漂浮,浮力等于重力,所以浮力会变小。
[3]一架总质量为22t的舰载飞机从航母上起飞后,航母所受浮力的减小量等于舰载机的重力,航母排开海水的体积减少量为
18.
【详解】根据图甲可知,物体受重力、拉力和浮力的作用,因此物体受到的浮力大于重力;当剪断绳子后,物体只受到重力和浮力的作用,而浮力大于重力,根据物体浮沉条件可知,物体将上浮,在物体上表面露出水面之前,其排开水的体积不变,浮力大小不变,当物体上表面开始露出水面到物体静止漂浮在水面上时,物体排开水的体积逐渐变小,所受浮力不断变小,当物体再次静止时,浮力等于重力,如下图所示:
19. 2 浸没深度 液体密度 4×10﹣4 1.05×103 200
【详解】(1)[1]图甲中物体的重力为10N,图乙中弹簧测力计的示数为8N,金属块在水中受到的浮力为
F浮=G-F乙=10N-8N=2N
(2)[2]比较图丙、丁知,排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体浸没在液体中的深度不同,两图中,测力计示数相同,根据称重法,可知金属块受到的浮力相同,故由实验数据可得到的结论是:金属块浸没后,所受的浮力大小与浸没深度无关。
[3]比较图丙、戊知,排开液体的体积相同,液体的密度不同,两图中,测力计示数不同,根据称重法,可知金属块受到的浮力不同,故由实验数据可得到的结论是:浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关。
(3)[4]比较图甲、丁知,金属块浸没在水中受到的浮力为
F浮水=G-F丙=10N-6N=4N
根据阿基米德原理得,金属块的体积为
(4)[5]由图甲、戊知,金属块浸没在盐水中受到的浮力为
F浮盐水=G-F戊=10N-5.8N=4.2N
根据阿基米德原理得,盐水的密度为
(5)[6]当金属块浸没在水中后,如图丙,水给金属块一向上的浮力,根据力的作用是相互的可知,金属块也会给水一向下的压力,所以烧杯中的水对烧杯底部增大的压力为
ΔF=F乙-F丙=8N-6N=2N
金属块完全浸没在水中,烧杯中的水对烧杯底部的压强增大了为
(6)[7]③因为橡皮水平,说明盐水与水产生的压强相等,即:ρ盐水gh2=ρ水gh1,得盐水的密度表达式:。
20. 4.0 0.4 液体密度 B 8×103 1.2×103
【详解】(1)[1]由A图可知,测力计的分度值为0.1N,指针正对着4.0N,所以金属块的重力为4.0N。
[2]由表格数据可知,步骤C中测力计示数为3.6N,所以物体受到的浮力为
F浮C=G-F示C=4.0N-3.6N=0.4N
(2)[3]由实验步骤A、E、F可知,物体浸没的体积相等,液体密度不同,测力计示数不同,说明浮力不同,所以由实验步骤A、E、F可以说明浮力的大小跟液体密度有关。
(3)[4]随金属块下表面到水面的距离h的增大,物体排开的水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排可知,浮力增大,根据F浮=G-F可知,测力计示数减小;当物体完全浸没在水中后,V排不变,所以浮力不变,故测力计示数不变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[5]金属块的质量为
D图中,金属块受到的浮力为
F浮D=G-F示D=4.0N-3.5N=0.5N
金属块的体积为
金属块的密度为
[6]由表中数据可知,F图中,金属块浸没在液体中受到的浮力为
F浮F=G-F示F=4.0N-3.4N=0.6N
液体密度为
21. CABD 2.5 AC 2.1
【详解】(1)[1]要先测空桶的重力,再测物体的重力,然后再把物体没入水中,测出物体受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的总重力,故图1中合理的实验顺序是CABD。
(2)[2][3]由A图物体没有浸入液体,测力计的示数等于物体的重力,即G=2.5N,根据F浮=G﹣F可知,石块浸没在水中受到的浮力为
排开水的重力为
所以,F浮>G排。
A.若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故A不可能,符合题意;
B.步骤B中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,测的FB偏小,则利用F浮=FA﹣FB偏大,故B有可能,不符合题意;
C.石块吸水,会使溢水杯溢出水的体积减小,导致测得排开水的重力减小;石块吸水时,会导致步骤B中测力计的示数增大,由称重法测浮力可知,测得的浮力偏小,且浮力的减小量和G排的减小量相等,则F浮=G排,故C不可能,符合题意;
D.若最初溢水杯中的水未装至溢水口,则石块排开水的只有一部分溢出到桶中,排开水的重力G排减小,故D有可能,不符合题意;
故选AC。
(3)[4]重物浸入水中的体积变大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,弹簧测力计A的示数变化即为F浮;重物浸入水中的体积变大时,排开水的体积变大,则溢出水的质量变大,所以弹簧测力计B的示数变大;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等;部分浸入时,弹簧测力计A示数减小0.5N,B增加0.5N;则全部浸没时,弹簧测力计A示数减小2.5N﹣1.4N=1.1N,故弹簧测力计B的示数增加1.1N,即1N+1.1N=2.1N。
22. 竖直 0.4 体积 DE
【详解】(1)[1]实验中弹簧测力计在竖直方向测量力的大小,故应该在竖直方向调零。
(2)[2]由A可知物体重力为2.7N,由D图可知此时弹簧测力计的示数为2.2N,故根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力为
(3)[3]分析实验步骤A、B、C、D,可以发现随着物体排开液体的体积(浸入液体中的体积)逐渐增大,测力计示数在变小,则受到的浮力也在增大,故可以说明浮力大小跟排开液体的大小有关。
(4)[4]如果为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,应该控制物体浸入同种液体的体积不变,改变浸没在液体内的深度,故可选步骤ADE。
(5)[5]由题意可知弹簧测力计的示数可知物体的重力为2.4N,故其质量为
利用定滑轮改变力的方向的作用,测得木块在水中静止时测力计示数为1.6N,由此可得物体受到的浮力为
故物体的体积为
故物体的密度为
23. V3﹣V1 ρ水(V2﹣V1) “铜核桃”在水中漂浮时所受的浮力大于它沉底时所受的浮力
【详解】(1)[1][2]用水、小瓷碗排开水的体积、“铜核桃”的总体积减去水、小瓷碗排开水的体积算出由图知“铜核桃”的体积为
V=V3-V1
小瓷碗漂浮,受到的浮力等于瓷碗的重力,由阿基米德原理知
F浮=G排=G
所以
m=m排=ρ水(V2﹣V1)
(2)[3]“铜核桃”的密度为
(3)[4]b中“铜核桃”处于漂浮状态,浮力等于重力,即
F浮1=G
c中“铜核桃”沉底,浮力小于重力,即
F浮2<G
所以
F浮1>F2
根据F浮=ρ液gV排知
V排1>V排2
故V3小于V2。
24. 0~5 2 2 等于 不合理 深 排开的液体所受的重力
【详解】(1)[1]由图甲可知,弹簧测力计量程为0~5N。
[2]由图甲可知,测力计的分度值是0.2N,故此时测力计的示数是2N,即物体A所受重力为2N。
(2)[3]由图乙可知,物体A处于漂浮状态,由物体漂浮的条件可知,物体A受到的浮力与物体A的重力大小相同,即
[4]小桶B所受重力为1.4N,小桶B和溢出水的总重为3.4N,则物体A排开的水重
故物体A排开水的重力等于A受到的浮力。
(3)[5]为了得到更普遍的结论,应换用不同液体和物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,故这样的做法不合理。
(4)[6]由表中数据可知,加入沙子越多,物体A排开水的重力越大,说明桶A浸入水中就越深,同时桶B与溢出水的总重力与桶B的重力之差等于物体A与沙子的总重力,故可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于排开的液体所受的重力。
25. 零刻度线 右 从大到小 102 12 0.3 0.6×103
【详解】(1)[1][2]使用天平测量物体质量时,应先将天平放于水平桌面上,在将游码移到零刻度上,最后调节平衡螺母使天平平衡;观察图甲可知分度盘上指针偏左,说明右托盘高,平衡螺母就应该向右调节,直到天平平衡。
(2)[3]天平使用过程中,右盘的砝码要遵行从大到小的顺序,最后移动游码,直到天平平衡。
[4]砝码和游码的总和如图乙所示,即杯子和水的质量
100g+2g=102g
(3)[5][6][7]由题意可知
m杯+水=102g
m木块=18g
m杯+水+木块+金属块=132g
则金属块的质量
m金属块=132g-102g-18g=12g
木块由于是漂浮,浮力等于重力,则
F浮力=G木块+G金属块=0.018kg×10N/kg+0.012kg×10N/kg=0.3N
根据阿基米德定律,物体受到的浮力等于它排开液体的重力,根据F浮力=ρ水gV排则有
0.3N=1.0×103kg/m3×10N/kg×V排
求得:V排=0.3×10-4m3,木块浸没时
V排=V木块=0.3×10-4m3
则木块的密度
26.(1)2.58N;(2)0.258N;(3)2.3N;(4)见解析
【详解】(1)由题意知此时氢气球受到的浮力
(2)排开气体的质量为
(3)气球处于静止状态,受力平衡,则
(4)浮力不变,由得,空气密度,排开空气体积不变,所以受到的浮力大小不变。
答:(1)氢气球的浮力为2.58N;
(2)排开的空气质量为0.258kg;
(3)细绳的拉力为2.3N;
(4)见解析。
27.(1)22km;(2),;(3)
【详解】解:(1)由速度公式可得飞机以最小平飞速度飞行0.1h所经过的路程为
(2)飞机汲满水停泊在水面时处于漂浮状态,所受水的浮力等于此时飞机的重力,即为
根据阿基米德原理可知飞机汲满水是排开水的体积为
(3)舱底距水面1.5m处所受到的水的压强
答(1)飞机以最小平飞速度飞行0.1h所经过的路程为22km;
(2)机汲满水停泊在水面时所受到的浮力为;排开水的体积为;
(3)舱底距水面1.5m处所受到的水的压强为。
28.(1)510N;(2)400N;(3)0.011m3
【详解】解:(1)该运动员的重力为
G人=m人g=51kg×10N/kg=510N
(2)由得人的体积为
当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力为
(3)人漂浮时,受到的浮力为
F浮1=G人=510N
由F浮=ρ水gV排得此时排开水的体积为
气囊体积为
答:(1)该运动员的重力为510N;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力为400N;
(3)人漂浮时,气囊体积至少为0.011m3,才能确保运动员的安全。
29. 40N 4×10-3m3 < 见解析 <
【详解】(1)[1]物块受到竖直向下的重力、竖直向下的压力,竖直向上的浮力,如下图所示
[2][3]因为物体静止,物体的受力平衡有
根据
解得
因为浸没,所以
(2)[4][5]根据
物体都浸没在液体中,所以
而所以:。
(3)[6]甲乙两图中两个物体受到的浮力均等于各自的总重力,因乙图中物体受到的浮力大,乙图两物体的总重力大,因为物块相同可得GA
【详解】解:(1)[1]物体漂浮时
根据阿基米德原理
则
即
解得
(2)[2]往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置;取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所计位置,用量筒测出桶中水的体积V3。
[3]因为装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,量筒测出桶中水的体积V3,即为项链漂浮时排开水的体积,则漂浮时排开水的质量
因为漂浮,项链的质量