1、 中考物理 （广东专用） 专题七 浮力 1.(2020广东广州,12,3分)图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0 升到15 时,水的密度和水温t 关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,如图丙,把测力计下悬挂的实心金 属块M(体积不变)浸没在水中,M处于静止状态,下列选项中能正确反映测力计示数F和水温t关系的是 ( ) 考点一 浮力与阿基米德原理 A 组 20162020 年广东中考题组 甲 乙 丙 答案答案 C 根据F浮=液gV排,M浸没后排开液体的体积不变,由图乙可知液体密度先增大后减小,所以浮力 先增大后减小。对M进行受力分析,可得F=G-F浮,则拉力先减小后
2、增大,故C正确,A、B、D错误。 2.(2020广东深圳,21,1.5分)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示 数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断 正确的是( ) A.水对溢水杯底部的压强p甲p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲10 cm时,测力计的示数开始保持不变,故h=10 cm时,表示该物块刚好浸没。物块浸没时受到 的拉力为6 N,所以物块浸没时所受到的浮力F浮=G物-F拉=15 N-6 N=9 N,浸没时排开液体的体积V排=V物=1 0 cm10 cm10 cm=103 cm3=110-3 m
3、3。液=0.9103 kg/m3。 F gV 浮 排 -33 9N 10N/kg 1 10 m 4.(2019广东广州,11,3分)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两 杯液体,最后处于图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等。甲、乙所受浮力相比 ( ) A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大 C.甲、乙所受浮力一样大 D.不知道液体密度无法比较浮力大小 答案答案 C 甲、乙排开液体的重力相等,均为G排,根据阿基米德原理可知F浮=G排,即甲、乙所受浮力大小 相等,本题应选C。 5.(2016广东,18,7分)如图1所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体
4、所受重力的关系”实 验的五个步骤。 图1 图2 (1) 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮= N。 两步骤可得出物 块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。 (2)如图2所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入 深度h变化的关系图像。 分析图像可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数 (选填“变大”“变小”或“不 变”)。当h=4 cm时,物块所受的浮力为 N,浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数为 N,该圆 柱体物块的高度是 cm。 答案答案 (1)B和D 1.2 A和E (每空
5、1分,共3分) (2)变小 0.8 3 6 (每空1分,共4分) 解析解析 (1)物块浸没在水中时受到的浮力等于空气中测得的重力减去浸没在水中时弹簧测力计的示数, 所以选B、D两步骤,F浮=4.2 N-3 N=1.2 N;排开的水所受到的重力等于水和桶的总重力减去空桶的重力, 所以选A、E两步骤。 (2)由图像可知,h在06 cm增大的过程中,弹簧测力计的示数F变小,当h=4 cm时,F=3.4 N,F浮=G-F=4.2 N- 3.4 N=0.8 N,浸没后,h增大时,浮力不变,弹簧测力计示数不变,由图像可知弹簧测力计示数为3 N,刚浸没 时h=6 cm,可知圆柱体的高度是6 cm。 审题技巧
6、审题技巧 明确F-h图横、纵坐标的物理意义,横坐标表示圆柱体在水中所处的深度,纵坐标表示弹簧测 力计的示数,并非浮力的大小。 解题关键解题关键 抓准弹簧测力计示数图线由变小到不变的转折点,当弹簧测力计示数开始不变时说明物块 刚好浸没在水中,可知物块的高度。 1.(2020广东,7,3分)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法。质量为50 kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静 静地漂浮在水面上,如图所示。游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是( ) A.5 000 N B.500 N C.50 N D.5 N 考点二 浮沉条件及其应用 答案答案 C 由图可知,人浸在水里的体积约是人体积的,即V排=V人,又由
7、于人的密度与水的密度相近, 人=水,所以人受到的浮力F浮=水gV排=人gV人=G人。以人为研究对象,人受到向上的浮力、游泳圈 对人的作用力以及竖直向下的重力,由于人浮在水面上保持静止,则F浮+F游泳圈=G人,可得:F游泳圈=G人- F浮=G人 -G人=G人=m人g=50 kg10 N/kg=50 N。 9 10 9 10 9 10 9 10 9 10 1 10 1 10 1 10 2.(2017广东,7,3分)将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相 同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( ) A.三个小球的质量大小关系是m甲
8、m乙m丙 B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F丙p乙p丙 D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p甲p乙=p丙 答案答案 D 甲、丙排开水的体积相同,且大于乙排开水的体积,由阿基米德原理可知,浮力F甲=F丙F乙,B错 误;取甲受重力为G甲,乙受重力为G乙,丙受重力为G丙,甲沉底,则F甲m丙m乙,A错误;由于烧杯中均装满水,放入小球排开水后,仍然是满的,因此,三个烧杯 底部所受水的压强相等,C错误;烧杯底部对桌面的压强大小等于总重与烧杯底面积之比。三个烧杯的 底面积相同,三个烧杯原来装有相同质量的水,现第一杯增加了甲球的重力,它大于排开水的重力,即总重 增大了。第二杯和第三杯各自增加的小球重
9、力均等于排开水的重力,即总重不变,故D正确。 3.(2018广东,14,3分)我国最新研发的63A式轻型水陆两栖坦克的质量为24 t,它在陆地上行驶时与水平地 面接触的总面积为8 m2,对地面的压强为 Pa;坦克的前部和后部各装有一个浮控箱,当坦克在水 面上浮渡时,它受到的浮力是 N,排开水的体积为 m3。(水=1103 kg/m3,g=10 N/kg) 答案答案 3104 2.4105 24 解析解析 坦克的重力G=mg=2.4104 kg10 N/kg=2.4105 N,坦克对水平地面的压力F=G,对地面的压强p= =3104 Pa;坦克漂浮在水上时,浮力与重力二力平衡,故F浮=G=2.4
10、105 N;由阿基米德原理知 坦克排开水的体积V排=24 m3。 F S 5 2 2.4 10 N 8m F g 浮 水 5 33 2.4 10 N 1 10 kg/m10N/kg 4.(2017广东广州,20)某比赛中,两选手分别用六根完全相同的长方体木条搭建了甲、乙两木筏。如图所 示,两木筏静止在水面。 (1)以点代替木筏,在方框内画出甲木筏的受力示意图。 (2)甲木筏的质量为100 kg,底面积为2 m2,求甲木筏浸入水中的深度。(水=1.0103 kg/m3,g=10 N/kg) (3)甲木筏所受浮力 乙木筏所受浮力(选填“”“=”或“”)。写出你的分析过程。 答案答案 (1)如图所示
11、 (2)0.05 m (3)= 分析过程见解析 解析解析 (1)木筏在水中漂浮,受竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用。 (2)木筏处于漂浮状态,木筏所受重力为G F浮=G=mg=100 kg10 N/kg=1 000 N V排=0.1 m3 h浸=0.05 m (3)甲、乙都处于漂浮状态,所以F浮甲=G甲,F浮乙=G乙。又因为G甲=G乙,所以F浮甲=F浮乙。 F g 浮 水 33 1 000N 1.0 10 kg/10 /mN kg V S 排 3 2 0.1m 2m 一题多解一题多解 第(2)问学生也可选择用压强的思路去进行求解:甲木筏漂浮在水面上时,F浮=G甲=m甲g=100 kg10
12、N/kg=1 000 N;木筏漂浮时所受到的浮力等于下表面受到的压力,甲木筏下表面受到的压强p= =500 Pa;由p=gh知甲浸入水中的深度h=0.05 m。 F S 浮 2 1 000N 2m p g 水 33 500Pa 1.0 10 kg/m10N/kg 5.2020广东,15(3)节选重为G的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部,向水中加入食盐并使其溶解,鸡蛋渐渐 浮起,最终漂浮在水面,如图甲所示。请在图乙中画出上述过程中鸡蛋所受的浮力F浮随时间t变化的大致 图像。 答案答案 如图所示 解析解析 逐渐向水中加入食盐时,液体的密度逐渐变大,由阿基米德原理F浮=液gV排可知,鸡蛋受到的浮力 逐渐增
13、大,当浮力大于重力时鸡蛋上浮,上浮的最终结果是漂浮,此时鸡蛋的浮力和重力相等,以后无论怎 样增加食盐,由浮沉条件可知,鸡蛋所受浮力都不会变化,如答案图所示。 6.(2020广东,21,6分)受“曹冲称象”的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为水)、油 性笔等,测量小玻璃珠的密度,如图所示。实验步骤如下(请将步骤补充完整): 如图甲,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水 面的位置; 如图乙,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1; 如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2; 如图丁,将量筒中的水慢慢
14、倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面 ,记下量筒中小玻璃 珠和剩余水的总体积V3。 完成下列填空(选用V1、V2、V3和水表示以下物理量): (1)小玻璃珠的总体积为V= 。 (2)小玻璃珠的总质量为m= 。 (3)小玻璃珠密度的表达式为= 。 (4)在不改变实验方法的前提下,请提出一条提高测量精度的措施: (示 例:在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗)。 答案答案 相平 (1)V2-V1 (2)水(V2-V3) (3) (4)换用分度值更小的量筒(合理即可) 23 21 (-) - V V V V 水 解析解析 (1)利用排水法,根据图乙和图丙,可知小玻璃珠的总体积为V=V2-V1;
15、(2)如图丁,将量筒中的水慢慢 倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3,对比图甲 和图丁,都是漂浮,F浮=G物,又由于液和V排相同,由阿基米德原理F浮=液gV排可知F浮相等,则小玻璃珠的总质 量等于碗中水的质量,即m=m水=水V水=水(V2-V3);(3)小玻璃珠密度的表达式为=;(4)换用分 度值更小的量筒,可提高测量精度。 m V 23 21 (-) - V V V V 水 1.(2020山东青岛,9,2分)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料 块b的密度不同,但重力均为1.6 N。下列分析正确的是( ) A.
16、金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3 N B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系 D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系 考点一 浮力与阿基米德原理 B组 20162020年全国中考题组 答案答案 D 金属块a的重力为1.6 N, 浸没在水中时,如图乙,弹簧测力计示数为1.0 N,则金属块a受到浮力 的大小为F浮=G-F拉=1.6 N-1.0 N=0.6 N,A选项错;甲、乙中液体都是水,a排开液体的体积不同,根据控制 变量法可知:利用甲、乙可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,B选项错;图乙、丙中a、b
17、的 密度和体积都不相同,存在两个变量,不符合控制变量法的要求,因此不能探究浮力的大小与物体密度的 关系,C选项错;利用丙、丁在排开液体体积一定时液体密度不同,可以探究浮力的大小与液体密度的关 系,D选项正确。故选D。 2.(2019北京,14,2分)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与 水面平行,则下列说法中正确的是( ) A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力 B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小 C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力 D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力 答案答案 B M
18、上、下表面受到水压力的合力就是浮力,A错误;M悬浮在水中,浮力和重力二力平衡,大小 相等,所以,M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小,B正确;M上表面比下表面在水 中的深度小,上表面比下表面受到水的压强小,而受力面积相同,所以,M上表面受到水的压力小于M下表 面受到水的压力,C、D错误。 解题思路解题思路 根据物块M悬浮,可知浮力大小等于重力大小,由浮力产生的原因,可得浮力等于物块上、下 表面所受水的压力差,即受到水的压力的合力。 3.(2017湖南常德,6,3分)质量为80 g的木块静止在如图的水面上,下列说法正确的是(g=10 N/kg)( ) A.木块所受浮力方向为F1所
19、示 B.木块所受浮力方向为F2所示 C.木块所受浮力大小为8 N D.木块所受的浮力大于重力 答案答案 A 木块漂浮在水面上,静止时受到的浮力F浮和重力G是一对平衡力,大小相等、方向相反。重 力的方向竖直向下,故浮力方向竖直向上,F浮=G=0.8 N,A正确,B、C、D错误。 4.(2018湖北武汉,16,3分)如图是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和 丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0 N、2.8 N和2.5 N。若盐水的密度为1.2103 kg/m3,则下列结论正确的 是(水=1.0103 kg/m3,g=10 N/kg)( ) A.物体A的密度为3.2103 k
20、g/m3 B.实验乙中,物体A受到的拉力为1.0 N C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5 N D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3 N 答案答案 D 本题考查阿基米德原理的应用。从题中所给条件可知物体A在盐水中受到的浮力F盐水浮=4.0 N-2.8 N=1.2 N。由阿基米德原理F浮=液gV排得,V排=,代入数据得V排=110-4 m 3,物体A体积为V A,质量为mA,由于物体浸没,故VA=V排,A= =4103 kg/m3,故选项 A错误;实验乙中,物体A在水中受到的浮力F水浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg110-4 m3=1.0 N,物体A受 到拉力F
21、乙=GA-F水浮=4.0 N-1.0 N=3.0 N,故B错误;实验丙中拉力是2.8 N,实验乙中拉力是3.0 N,所以实验丙 中,弹簧测力计的示数比乙中小0.2 N,故C错误;实验丁中,容器底部受到物体A的压力为2.8 N-2.5 N=0.3 N,除此之外,容器底部还受到盐水的压力,所以实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3 N,故D正确。 F g 盐水浮 盐水 33 1.2 N 1.2 10/m10 /kgN kg A A m V A A G gV -43 4.0 N 10 N/kg 1 10 m 5.(2020湖北黄冈,15,4分)木块在水中漂浮,铁块在水中下沉。浮力的大小是否跟物体的密
22、度有关呢?兴 趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食 盐、细沙等器材进行了如下实验: 第一步:往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子; 第二步:把玻璃瓶放入装水的溢水杯中,用塑料杯接住溢出来的水(如图); 第三步:将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满,重复以上实验; 第四步:比较每次溢出来水的体积。 请回答下列问题: (1)溢水杯里水的多少应该以 为准。 (2)若每次溢出来水的体积 ,则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度 有关。 (3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力,这里运用了 的思想方法,其依据是 。
23、 答案答案 (1)装满 (2)相等 (3)转换 阿基米德原理 解析解析 (1)溢水杯中的水应该装满,溢出来水的体积才会等于物体排开水的体积。(2)根据阿基米德原理 可知,浮力的大小与排开液体的密度和排开液体的体积有关。同种液体,每次排开的体积相等说明浮力 不变。(3)利用排开液体的体积反映出浮力的大小,应用了转换法。根据阿基米德原理,浮力等于排开液 体受到的重力,排开液体体积越大,排开液体重力越大,则浮力越大。 1.(2020湖北武汉,15,3分)一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10 cm,密度是0.8103 kg/m3,漂浮在液 面上,露出液面的体积占物块体积的。用手缓慢下压物块,如图所
24、示,当物块上表面与液面刚好相平时, 下列说法错误的是(g=10 N/kg)( ) A.液体的密度是1.2103 kg/m3 B.手对物块上表面的压力大小是2 N C.液体对物块下表面的压力大小是12 N D.物块下表面受到液体的压强是1.2103 Pa 1 3 考点二 浮沉条件及其应用 答案答案 B 正方体物块的体积V=a3=(0.1 m)3=10-3 m3,物块漂浮,F浮=G物,即液V排g=物V物g,液=0.8 103 kg/m3=1.2103 kg/m3,A项正确,不符合题意;手对物块的压力等于物块1/3体积浸没时受到的浮力,F压 =液V排g=1.2103 kg/m310-3 m310 N
25、/kg=4 N,故B项错误,符合题意;物块下表面受到的压强p=液gh= 液ga=1.210 3 kg/m310 N/kg0.1 m=1.2103 Pa,D项正确,不符合题意;物块下表面受到的压力F=pS=1.21 03 Pa(0.1 m)2=12 N,C项正确,不符合题意。故选择B。 V V 物物 排 3 2 1 3 2.(2019江西,12,3分)“远征号”潜水艇在南海执行任务。根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬 浮,若海水密度保持不变,则下列说法错误的是( ) A.潜水艇排开海水的体积相等 B.潜水艇所受的重力大小不相等 C.潜水艇所受的浮力大小相等 D.潜水艇所受的浮力与重力大小相
26、等 答案答案 B 由题意可知,潜水艇在不同的深度处悬浮,所以排开海水的体积是不变的,故A正确;由于潜水 艇处在悬浮状态,重力与浮力是一对平衡力,潜水艇排开海水的体积不变,浮力大小不变,所以自身重力大 小也不变,故B错误,C、D正确;故说法错误的是B选项。 解题思路解题思路 根据阿基米德原理,浸没在液体中的物体,无论处在什么位置,在液体密度一定时,如果排开液 体的体积不变,则它所受的浮力始终是不变的。 解题关键解题关键 当物体在液体中处于悬浮状态时,浮力等于自身重力。 3.(2018山西,19,3分)小亮同学利用气球和圆柱形水杯做了一个小实验。在气球内灌入一定量的水封口 制成水球(如图甲)。先将
27、水球放入冷水中,水球漂浮(如图乙)。把杯中冷水换成热水,再次把水球放入热 水中,发现水球沉在杯底(如图丙)。下列分析正确的是( ) A.水球在冷水中所受浮力小于热水中所受浮力 B.水球在冷水中排开的水的重力等于水球的重力 C.冷水的密度小于热水的密度 D.在冷水和热水的同一深度处压强相等 答案答案 B 水球在冷水中漂浮,所受浮力与重力大小相等,水球在热水中沉底,所受浮力小于重力,水球的 重力不变,因此,水球在冷水中所受浮力大于在热水中所受浮力,A选项错误;水球在冷水中漂浮,浮力等于 重力,而浮力大小等于物体排开液体所受的重力,所以排开的水的重力等于水球的重力,B选项正确;冷水 的密度大于热水的
28、密度,C选项错误;在深度相同时,液体压强与液体密度成正比,所以,在冷水和热水的同 一深度处,在冷水中的压强大,D选项错误。 4.(2020四川南充,21,2分)某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图),要使潜水艇下潜, 应对水舱 (选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 答案答案 注水 不变 解析解析 潜水艇悬浮在海水中,所受浮力等于其重力,要使潜水艇下潜,则浮力应小于重力,根据F浮=液gV排 可知,浸没在海水中的潜水艇受到的浮力不变,故应增大潜水艇自身的重力,应对水舱注水;海水对潜水 艇上下表面的压力差即潜水
29、艇受到的浮力,故海水对潜水艇上下表面的压力差不变。 5.(2019江苏南京,16,4分)两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体,图示是同一只 鸡蛋在两种液体中静止时的情景。图中两种液体的密度分别为甲和乙,鸡蛋所受浮力分别为F甲和F乙,容 器底部所受液体压强分别为p甲和p乙。则它们的大小关系是:甲 乙,F甲 F乙,p甲 p 乙。以下三种方案:在鸡蛋上开小孔,用注射器抽取鸡蛋内蛋清,再用胶带封好小孔;在鸡蛋上开小孔 塞入大头针,用胶带封好小孔;在容器中加入比原液体密度更大的液体。若想使鸡蛋在乙液体中下沉, 可行的方案有 (填序号)。 答案答案 = 蛋,故F甲=F乙,甲乙,甲 液体对
30、容器底部的压强p甲=;乙液体对容器底部的压强p乙=;因为G液甲=m液甲g=甲V液甲g,G 液乙=m液乙g=乙V液乙g,G蛋和S相同,液体的体积相同,而甲乙,所以G液甲G液乙,故p甲物。 6.2020陕西,22(1)(2),3分海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载 时排水量为5104 t的海洋科学钻探船。甲板上装有很高的钻塔,可以安装并控制钻杆进行拉升作业,使 钻头和钻杆最深可在4 000 m深的海底向下钻取岩芯进行研究。(海水=1.03103 kg/m3,g取10 N/kg) (1)该钻探船满载时受到海水的浮力是多少? (2)满载时,该钻探船从海水密度较小的海域驶
31、入密度较大的海域,钻探船排开海水的体积 (选填 “变大”“变小”或“不变”)。 答案答案 (1)5108 N (2)变小 解析解析 (1)满载时船受到的浮力F浮=G排=m排g=5104103 kg10 N/kg=5108 N(2分) (2)船在水上始终处于漂浮状态,所以受到的浮力大小始终等于自身重力,自身重力大小不变,所以受到的 浮力大小也不变。根据F浮=液V排g可得V排=,所以当海水密度变大时,船排开海水的体积会变小。 (1分) F g 浮 液 1.(2020北京,15,2分)某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计A,如图甲所示。将A 依次放入一系列密度已知的液体中,每次当A
32、在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置 相平的刻度线及相应密度值,并测量木棒浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出-h图像,如图乙中 图线所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝,制作简易密度计B。将 B同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图10乙中图线。他进一步研究发现对同一密 度计浸入液体的深度h和对应密度的乘积不变。铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( ) 甲 乙 A.上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大 B.密度计B上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小 C.密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上
33、缠绕铜丝的质量 D.若图乙中3-2=2-1, 则密度计A上3与2刻度线的间距大于2与1刻度线的间距 考点一 浮力与阿基米德原理 C 组 教师专用题组 答案答案 C 同一支密度计放入不同液体中均漂浮,浮力等于密度计重力,重力不变,浮力不变,A错误;密度 计刻度的特点是上小下大,刻度越靠近铜线,对应的液体密度越大,B错误;由题图乙可知,当液体密度相同 时,密度计A排开液体的体积小于密度计B排开液体的体积,密度计A所受的浮力小于密度计B所受的浮 力,因为密度计漂浮,浮力等于重力,所以密度计A缠绕的铜丝质量小于密度计B缠绕的铜丝质量,C正确; 对密度计A,浸入液体的深度h和对应密度的乘积不变,1h1=
34、2h2=3h3,若3-2=2-1,则-=-,即 =,因为h1h2h3,所以h2h3h1h2,则h2-h3h1-h2,即密度计A上3与2刻度线的间距小于2与1刻度线 的间距,D错误。故选C。 3 1 h 2 1 h 2 1 h 1 1 h 23 23 -h h h h 12 1 2 -h h hh 2.(2017北京,15,2分)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子 秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细绳系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝 块始终不与溢水杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是( ) A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水
35、中时相比,水对溢水杯底的压力变小 B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大 C.铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力 D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理 答案答案 D 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯内的液面没有发生变化,即溢水杯 中水的深度不变,水对溢水杯底的压强、压力都不变,A、B错误;对铝块进行受力分析,其受竖直向下的 重力、竖直向上的浮力和绳的拉力,绳对铝块的拉力等于铝块的重力减去铝块受到的浮力,C错误;由题 意可知,若电子秤的示数不变,铝块对杯中水的作用力的反作用力
36、是铝块受到水给的浮力,铝块所受浮力 F浮等于排出的水所受的重力G排,即F浮=G排,则验证了阿基米德原理,D正确。故选D。 解题关键解题关键 熟练掌握液体压强的知识,会受力分析,知道用绳吊着物体浸入液体中且物体不与容器接触 时,物体对液体的压力与液体对物体的浮力是相互作用力,大小相等。 易错警示易错警示 不要认为物体浸入液体后,液体对杯底的压强就会变大,要认真审题仔细思考液体的深度是 否会增加,再来判断液体对杯底的压强如何变化。 3.(2019山东青岛,13,3分)(多选)如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为 S,弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块,从水面开始缓慢浸入水
37、中,在金属块未触底且水未溢出的过程 中,测力计示数F随金属块浸入水中深度h的关系图像如图乙所示。下列分析正确的是( ) A.金属块逐渐浸入水的过程,受到的浮力一直在减小 B.金属块的高度为h1 C.金属块的密度为水 D.金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压强增加 1 12 - F F F 12 -F F S 答案答案 BCD 金属块逐渐浸入水的过程,排开水的体积先变大,当浸没后,排开水的体积不变,根据F浮=液 V排 g可知,受到的浮力先变大,后不变,A错误。由图乙可知,金属块浸入水中深度h1后,F浮不变,即V排不变, 意味着金属块浸入水中深度h1时,金属块刚好完全浸入水中,由此可见金属块
38、的高度为h1,B正确。由图像 可知,当h=0时金属块处于空气中,弹簧测力计示数为F1,则金属块重力G=F1,金属块质量m= =;金属 块浸没在水中,受到的最大浮力F浮=F1-F2,根据F浮=液V排 g可得:金属块体积V=V排=;所以,金属 块密度=水,C正确。金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压力变化量F=F浮= F1-F2,所以水平桌面受到的压强变化量p=,D正确。故选B、C、D。 G g 1 F g F g 浮 水 12 -F F g 水 m V 1 12 - F g F F g 水 1 12 - F F F F S 12 -F F S 4.(2020辽宁营口,21,3分)水平桌面上
39、有一个盛满水的溢水杯,杯中水的深度为10 cm,现将一个不吸水的 物块轻轻放入溢水杯中,静止时有72 g水溢出,将其捞出擦干后轻轻放入完全相同且盛满酒精的溢水杯 中,静止时有64 g酒精溢出,则物块在酒精中受到的浮力为 N,物块的密度为 kg/m3;此 时酒精对容器底的压强为 Pa。(水=1.0103 kg/m3,酒精=0.8103 kg/m3,g取10 N/kg) 思路分析思路分析 根据已知条件,物块放入盛满水的溢水杯中有72 g水溢出,放入装满酒精的溢水杯中有64 g酒 精溢出,计算并比较两种情况下受到的浮力大小,讨论确定出物块在酒精中浸没,则物块的体积V物=V排酒精 =;物块在水中漂浮,
40、则物块的质量m物=m排= 72 g,再根据密度公式计算出物块的密度。 m 排 酒精 答案答案 0.64 0.9103 800 解析解析 将物块放在水中时受到的浮力F浮=G排=m排g=0.072 kg10 N/kg=0.72 N,将该物块放在酒精中受到 的浮力F浮=G排=m排g=0.064 kg10 N/kg=0.64 N,因为物块在酒精中受到的浮力小于在水中受到浮力,所 以物块在水和酒精中不可能都漂浮,只能一漂浮、一浸没或都浸没;由于酒精的密度小于水的密度,则物 块放入酒精中时一定浸没,则物块的体积V物=V排酒精=80 cm3,物块在水中排开水的体积V排水 =72 cm3,因为排开水的体积小于
41、排开酒精的体积,所以物块在水中漂浮,受到的浮力(排开水 的重力)等于物块的重力,则m物=m排=72 g,物块的密度=0.9 g/cm3=0.9103 kg/m3;此时酒精对 容器底的压强为p=洒精gh=0.8103 kg/m310 N/kg0.1 m=800 Pa。 m 排 酒精 3 64g 0.8g/cm m 排 水 3 72g 1g/cm m V 物 物 3 72g 80cm 5.(2018江苏苏州,28,6分)为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系,小明和小 华把装满水的溢水杯放到台秤上,溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计 上,弹簧测力计示数为
42、G,然后将金属块缓慢浸入水中,且始终不与杯接触,如图。 (1)金属块浸没前的过程中,弹簧测力计示数逐渐变小,说明浮力大小逐渐 。据此,小明认为金属 块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大;而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大。根据 以上实验你认为下列说法正确的是 。 A.只有小明的观点合理 B.只有小华的观点合理 C.两人的观点都不合理 D.两人的观点都合理 (2)接下来他们继续实验,增大金属块浸没在水中的深度,发现弹簧测力计的示数始终不变且为F,据此可 得出 的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F浮= 。 (3)为了深入研究,他们测出量筒中水的体积V排,水的密度用水表示,其重
43、力G排= ,通过比较数据 发现F浮=G排。换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出F浮=G排,说明决定浮力大小的根本因素是 G排。 (4)从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是 。 答案答案 (1)变大 D (2)小明 G-F (3)水V排g (4)一直不变 解析解析 (1)金属块浸没前的过程中,受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F和浮力F浮,弹簧测力计示 数逐渐变小,根据F=G-F浮可知,说明浮力大小逐渐变大;根据以上实验两人的观点都合理,故说法正确的 是D;(2)增大金属块浸没在水中的深度,发现弹簧测力计的示数始终不变且为F,据此可得出浮力与物体 完全浸没在液体中
44、的深度无关,故小明的观点不具有普遍性;这个过程中金属块受到的浮力根据F=G-F浮 可知,F浮=G-F;(3)量筒中水的体积V排,水的密度用水表示,其重力G排=m排g=水V排g(g=10 N/kg),通过比较数 据发现F浮=G排,换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出F浮=G排,说明决定浮力大小的根本因素是 G排。(4)对台秤受力分析可知:开始时台秤的示数F=G水+G杯(溢出水杯所受重力为G杯,其中水所受重力为 G水);当物体放入后,受到水对它向上的浮力,因为力的作用是相互的,所以物体对水有一个向下的反作用 力F压=F浮,这时台秤的示数F=G水+G杯+F压-G溢,而物体对水向下的压力等于浮力
45、,等于溢出的水所受的重 力,故台秤示数不变。 6.(2018福建A,29,7分)小明要测量木块的密度。实验器材有:木块、弹簧测力计(05 N)、底部固定有滑 轮的水槽、细线及足量的水。(g=10 N/kg,水=1103 kg/m3) (1)先用弹簧测力计测木块的重力,如图甲,示数为 N;再用细线绕过滑轮将木块与弹簧测力计连接 起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静止时弹簧测力计示数为1.6 N。木块的体积为 m3,密度为 kg/m3。本实验中滑轮的作用是 。 (2)小明分析发现,如果把水换成其他液体,弹簧测力计的示数就会不同,于是他把弹簧测力计的刻度改成 相应的密
46、度值,将该装置改装为测量液体密度的“密度计”。原弹簧测力计的1.0 N刻度处应标注为 kg/m3,该“密度计”的刻度分布 (选填“均匀”或“不均匀”)。 (3)若要增大这种“密度计”的最大测量值,可以采取的方法有 (写出一种即可)。 答案答案 (1)2.4 410-4 0.6103 改变力的方向 (2)0.85103 均匀 (3)换用更大量程的弹簧测力计 (换用体积更小的木块、换用密度更大的物块等) 解析解析 本题考查与浮力相关的知识。(1)弹簧测力计的分度值是0.2 N,甲图指针停留在2 N下两格,故读 数是2.4 N。从乙图的装置可以看出,浸没在水中的木块受到竖直向下的重力G木和拉力F拉、
47、竖直向上的 浮力F浮,此时浮力的大小F浮=G木+F拉=2.4 N+1.6 N=4 N,由阿基米德原理F液=水gV排,得V排= =410-4 m3,因为浸没,木块的体积V木=V排=410-4 m3,又G木=木V木g,得木= =0.6103 kg/m3。乙图实验中滑轮的作用就是改变力的方向,在弹簧测力计向上拉时, 可把木块拉入水中。 (2)在弹簧测力计读数为1.0 N时,浮力F浮=2.4 N+1.0 N=3.4 N,由阿基米德原理知液= =0.85103 kg/m3。由乙图实验知道F浮=G木+F拉,F拉就是弹簧测力计的读数。由阿基米德 原理F浮=液gV排,可得G木+F拉=液gV排,浸没时V排=V木
48、,所以F拉=液gV木-G木,因为g、V木、G木均是定值,所以F拉= 液gV木-G木是线性方程,故“密度计”的刻度是均匀分布的。 F g 浮 水 33 4N 1.0 10 kg/m10N/kg G V g 木 木 -43 2.4N 4 10 m10N/kg F gV 浮 排 -43 3.4N 10N/kg4 10 m (3)由F拉=液gV木-G木,可得液=,要增大“密度计”的最大测量值,可以增大弹簧测力计的最大测量 值,也就是换用更大量程的弹簧测力计,当然,也还有其他办法,由液=+木知,可换用体积更小的木块 或换用密度更大的物块。 FG gV 拉木 木 F gV 拉 木 7.(2017湖北黄冈,14,4分)某同学利用滑轮、完全相同但质量未知的若干个钩码、溢水杯、量筒等器材 测量一个物块的密度。他设计的实验步
