1、第十章浮力 综合素质评价一、选择题（每题3分，共30分）1如图所示容器中，底部和侧壁分别有木塞a和b，且a，b在水中的体积相等，则（ ）（第1题）Aa受到的浮力大Ba、b受到的浮力相等C只有a受到的浮力为零Da、b受到的浮力均为零2寒假，小华在学着煮汤圆的过程中，他发现未煮过的汤圆沉在水底，煮熟后漂浮在水面上，则此时汤圆（ ）A受到的浮力等于重力，排开水的体积比未煮过的小B受到的浮力大于重力，排开水的体积比未煮过的小C受到的浮力大于重力，排开水的体积比未煮过的大D受到的浮力等于重力，排开水的体积比未煮过的大3关于物体的浮沉条件及应用实例，下列分析合理的是（ ）A轮船从长江驶入东海，吃水深度变大
2、B同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同C潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力，从而实现上浮和下沉D橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是通过改变自身重力实现的4在探究浮力问题时，某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是（ ）（第4题）AF1F2F3F4BF1F2=F3F4CF1+F2=F3+F4DF1F3=F4F2要计算出物体的浮力，要用物体的重力减去物体在液体中时测力计的示数，即F浮=F1F3 ，所以要读出第一次和第三次两个弹簧测力计的读数；而被排开液体的重力为G排=F4F2；从而可以判断出关系式F1F3与关系式F
3、4F2之间的关系，如果两个关系式相等，则阿基米德原理成立。5重力为10N，体积为1.2103m3的物块在足量水中静止时，物块的状态和所受浮力分别是(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg) （ ）A沉底，F浮=10NB悬浮，F浮=10NC漂浮，F浮=10ND漂浮，F浮=12N6有一不吸水木球，其质量为10g，体积为20cm3，先把它轻轻放入盛满水的溢水杯中，当木球静止时，溢出水的质量为10g；把它取出擦干，再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中，当木球静止时，溢出煤油的质量是（煤油的密度是0.8g/cm3）（ ）A5gB8gC10gD16g7隔板从中间将容器隔开，两边分别装有盐水、淡水盐水淡水，甲
4、、乙实心球体积相同，若甲、乙所受的重力和排开液体所受的重力如表，则两球静止在液体中时的情形可能是（ ）实心球实心球所受的重力/N排开液体所受的重力/N甲66乙86ABCD8如图所示是a、b两种物质的质量与体积的关系图像。用a、b两种物质分别制成质量相同的实心正方体甲、乙。将它们放入适量水中静止后（已知水的密度为1.0103kg/m3）（ ）A甲受到的浮力大于自身重力B甲沉底，甲受到的浮力比乙的大C乙漂浮，乙排开水的体积比甲的大D将甲、乙捆在一起放入水中将悬浮9水平桌面上有一个3格水槽（每格底面积相同）分别装有甲、乙、丙三种不同液体，现将两个体积相同的小球A、B分别放入三种液体中，静止时在如图所
5、示的位置，液体液面在水槽的同一高度。下列说法正确的是（ ）AA球的重力大于B球的重力B将A球投入丙液体中，静止时A球将沉底CB球在甲液体中受到的浮力小于它在丙液体中受到的浮力DA、B两球分别在乙、丙两液体中静止时，乙液体对容器底部的压力小于丙液体对容器底部的压力10（多选）一质量为600g，密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为160cm2容器的水中，如图所示，(g取10N/kg，水=1.0103kg/m3)则下列说法中正确的是（ ）A绳子上的拉力为16NB木块所受的浮力为10NC将细线剪断后，木块露出水面的高度为6cmD将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了250
6、Pa二、填空题（每空2分，共30分）11小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体，此时弹簧测力计的示数为3.0N。他将物体浸没在水中，此时弹簧测力器的示数变为2.0N，则浮力的大小是_N，方向为_；若将物体继续向下移动，则弹簧测力计的示数大小_（填“变大”“不变”或“变小”）。12绵阳号护卫舰是中国自行设计建造的导弹护卫舰。若某次执行任务时，绵阳号护卫舰的排水量为2 200吨，则它受到的浮力为_N；当舰上执行搜救任务的舰载直升机起飞后与起飞前相比，绵阳号护卫舰所受浮力将_（填“变大”“变小”或“不变”）。(g取10N/kg) 13“海水断崖”是指海中某些区域出现海水密度跃层现象（海水密度突然发
7、生变化）。如图所示，当潜艇由高密度水层潜行至低密度水层时，很容易急剧下掉至安全潜深以下。二战以来在各国潜艇遭遇的数次海水断崖事件中，唯有我国372号潜艇成功自救过，潜艇急剧下掉时，现场工作人员临危不惧，迅速操作使水舱_（填“向内吸水”或“向外排水”），实现快速_（填“增大浮力”或“减小重力”）。（第13题）14在吸管一端塞入铜丝作为配重制作密度计，两端用蜡密封好，放水中后如图甲，此时应适当_（填“增加”或“减少”）铜丝的量。调整并标好刻度后如图乙，A处示数为1g/cm3，B处为1.8g/cm3。把它放入某液体中，液面恰好处在AB的中点C处，则所测液体的密度_（填“大于”“等于”或“小于”）1.
8、4g/cm3。如果再增加一些配重，则C处对应的液体密度值应_（填“调大”“不调”或“调小”）。（第14题）15如图甲所示，将一个气球放在已清零的电子秤上，稳定后电子秤的示数为2.04g。然后用打气筒向气球内打入适量的空气，估算出气球的体积为4000cm3，则充气后的气球受到的浮力的大小为_N(空气 取1.3103g/cm3，g取10N/kg)，且该浮力的大小_（填“大于”“等于”或“小于”）气球的总重力。（第15题）16如图所示，A、B是分别盛有适量的煤油和水的相同容器，底面积均为100cm2，置于水平桌面上，现将一实心小球分别放入A、B两容器中，小球静止后排开煤油和水的体积分别为20cm3和
9、18cm3。则小球在煤油中处于_状态。小球的质量是_g，它的密度为_kg/m3。（小球放入容器中时均无液体溢出，g取10N/kg，煤油的密度为800kg/m3）三、作图与实验探究题（第17题3分，第18题12分，第19题12分，共27分）17如图所示，是研究浮力产生原因小实验中乒乓球上浮过程中的情景，请画出B处乒乓球所受重力和浮力的示意图。（第17题）18“浮囊者，以浑脱羊皮，吹气令满，系其空，束与腋下，人浮以渡”，小凡了解到古人对浮力的利用后，利用所学知识，对影响浮力大小的因素进行了探究。小凡根据已有的知识和生活经验，做出了如下的猜想：（第18题）A.浮力大小与物体排开液体的体积有关；B.浮
10、力大小与液体密度有关。他找来了弹簧测力计、体积不同的圆柱体金属块、圆柱形玻璃杯、水、盐水（盐水密度大于水的密度）等进行了如图所示的操作。（1） 图乙中金属块所受浮力为_N。（2） 通过比较甲、乙、丙三次实验数据可知，浮力大小与_有关。（3） 在探究猜想B的过程中，应控制不变的量是_，改变的量是_。（4） 实验过程中小凡发现丙、丁两图中弹簧测力计示数差异较小，实验过程中很容易得出错误结论，若不改变两种液体密度，请你提出一种改进的方法：_。（5） 将完整的羊皮吹满气密封后固定在人的腋下，这样人在水中漂浮时，露出水面的体积变_，从而更安全。19“曹冲称象”是家喻户晓的故事。某科创小组仿效曹冲，展开项
11、目化实践活动制作一台“浮力秤”。【项目名称】制作“浮力秤”【项目实施】（一）设计“浮力秤”（1）绘制设计图。浮力秤的制作原理：物体漂浮在液面上时，浮力_重力。设计浮力秤的装置图，如图甲所示。（2）制作“浮力秤”。小组同学按照设计图进行组装：选择轻质的圆柱形小筒，在其底部均匀地放上细沙，上端放一个轻质的小秤盘。如图甲所示，将小筒放在水中，就制成了一个“浮力秤”。在小筒底部铺上细沙的目的是_（3）标记刻度。将组装好的小筒和空秤盘，放入水中，并使它漂浮在水面上。用记号笔在小筒外侧水面的位置画上一个刻度a，标记为_g。在秤盘中只放入一个10g的砝码，用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度b，标记为10g；
12、在秤盘中只放入一个20g的砝码，用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度c，标记为20g；作好标记的小筒外侧，如图乙所示，a、b、c三个位置正确的是_（填“A”或“B”）；用刻度尺测量发现ab=bc，说明这个浮力秤的刻度是均匀的。接下来分别在每相邻两个刻度之间平均分成5等份，就完成了浮力秤的刻度的标记。这个浮力秤的分度值是_g。（二）“浮力秤”的改进同学们利用制作好的浮力秤来测黄豆的质量：如图丙所示，将五颗黄豆放在秤盘中，待小筒稳定后，发现水面对应的位置在相邻的两刻度线之间，认为浮力秤的精确度不够。为提高浮力秤的精确度，小组同学提出的以下改进措施中可行的是_。A.用直径更大的大筒B.用直径更小的小筒
13、C.增大小筒中细沙的质量D.大筒中换用密度更大的液体四、计算题（第20题6分，第21题7分，共13分）20如图所示，某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度，他把底面积为10cm2的圆柱体物块，用细绳悬挂在弹簧测力计上，读出示数后，将物块浸入该液体中，浸入液体中的深度=10cm，容器底面积为40cm2，g取10N/kg。求：（1） 物块所受的浮力；（2） 液体的密度；（3） 物块浸入前后，液体对容器底的压强变化量。21如图所示，是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为4103m3；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力F推，F推可以在03
14、0N之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为0.4kg，体积均为1103m3。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5kg，未装浮块时，机器人的总体积为1.2102m3（体积不变，含机械臂）。（水的密度=1.0103kg/m3,g取10N/kg）（1） 求150m深处水的压强；（2） 求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时，F推的大小；（3） 深处水底有一物体（未与水底紧密接触），其密度均匀且为2.5103kg/m3，体积为4103m3，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在F推调到30
15、N的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。【参考答案】第十章 综合素质评价一、选择题（每题3分，共30分）1C2D3B4D【点拨】要计算出物体的浮力，则需要读出第一次和第三次两个弹簧测力计的读数，物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数，即F浮=F1F3；已知水桶和水的总重，又知空桶重，则排开水的重力G排=F4F2；根据阿基米德原理F浮=G排可知，F1F3=F4F2成立。要计算出物体的浮力，要用物体的重力减去物体在液体中时测力计的示数，即F浮=F1F3 ，所以要读出第一次和第三次两个弹簧测力计的读数；而被排开液体的重力为G排=F4F2；从而可以判
16、断出关系式F1F3与关系式F4F2之间的关系，如果两个关系式相等，则阿基米德原理成立。5C6C【点拨】木球的密度木=mV=10g20cm3=0.5g/cm3，因为木球的密度比水的密度小，所以木球放在水中时是漂浮的，则F浮=G木，由阿基米德原理可知，F浮=G排水，则F浮=G排水=G木；因为木球的密度比煤油的密度小，所以木球放在煤油中也是漂浮的，则F浮=G木，由阿基米德原理可知，F浮=G排油，则F浮=G排油=G木。因此G排油=G排水，m排油=m排水，由于m排水=10g，所以m排油=10g。故选C。7C【点拨】由表格数据可知，G甲=6N，G乙=8N，G排甲=6N，G排乙=6N，由阿基米德原理可得，甲
17、、乙实心球受到的浮力F浮甲=6N，F浮乙=6N，甲球排开盐水的体积小于乙球排开水的体积，乙球所受的浮力小于重力，所以乙球在淡水中沉底，甲球在盐水中漂浮，故C正确，ABD错误。故选C。8C【点拨】由图可知，甲的密度为甲=maVa=2g1cm3=2g/cm3=2.0103kg/m3，甲的密度大于水的密度，在水中会下沉，浮力小于重力，故A错误；乙的密度为乙=mbVb=1g2cm3=0.5g/cm3=0.5103kg/m3，乙的密度小于水的密度，在水中会漂浮，浮力等于重力，甲、乙质量相同，由G=mg可知，甲、乙的重力相等，因此甲受到的浮力小于乙受到的浮力，故B错误；由B可知，乙的浮力大于甲的浮力，由V
18、排=F浮液g可知，乙排开水的体积比甲的大，故C正确；将甲、乙捆在一起放入水中，把甲、乙看作一个整体，设甲、乙的质量都为m，则这个整体的密度为=mV=2mV甲+V乙=2mm甲+m乙=212103kg/m3+10.5103kg/m3=0.8103kg/m3，密度小于水的密度，所以会漂浮，故D错误。9D【点拨】在甲中，A、B都漂浮在水面上，受到的浮力等于重力，根据F浮=液V排g，A排开水的体积小于B，所以A球的重力小于B球的重力，故A错误；因为两球的体积相同，A球的重力小于B球的重力，所以A球的密度小于B球的密度，由图可知B球在丙液体中漂浮，所以将A球投入丙液体中，静止时A球将漂浮，故B错误；B球在
19、甲、丙液体中都处于漂浮状态，所以B球在甲液体中受到的浮力等于它在丙液体中受到的浮力，故C错误；因为A球在乙液体中处于悬浮状态，乙液体密度和A球密度相等；又因为B球在丙液体中处于漂浮状态，B球的密度小于丙液体的密度，所以丙液体的密度大于乙液体，根据液体压强的公式p=液g可知，深度相同时，液体密度越大，液体的压强越大，又因为两容器的底面积相同，根据F=pS可知，乙液体对容器底部的压力小于丙液体对容器底部的压力，故D正确。10BD【点拨】木块的体积V=m水水=0.6kg0.6103kg/m3=1103m3,木块所受的浮力F浮=水V排g=1.0103kg/m31103m310N/kg=10N,木块的重
20、力G木=m木g=0.6kg10N/kg=6N，此时木块受到竖直向下的重力、拉力及竖直向上的浮力作用，则绳子的拉力为F拉=F浮G木=10N6N=4N，故A错误,B正确；将细线剪断后，木块静止时，木块漂浮，此时木块受到的浮力F浮=G木=6N，由F浮=液V排g得，木块漂浮时排开水的体积V排=F浮水g=6N1.0103kg/m310N/kg=6104m3，而正方体木块的底面积为S木=3V木2=31103m32=0.01m2，所以木块露出水面的高度为露=V木V排S木=1103m36104m30.01m2=0.04m，液面下降的深度为=V木V排S容=1103m36104m3160104m2=0.025m，
21、则容器底部受到水的压强变化量p=水g=1.0103kg/m310N/kg0.025m=250Pa，故C错误，D正确。二、填空题（每空2分，共30分）111； 竖直向上； 不变122.2107； 变小13向外排水； 减小重力14增加； 小于； 调大150.052； 小于【点拨】充气后的气球受到的浮力F浮=空气V排g=1.3kg/m34103m310N/kg=0.052N,充气后气球的总质量m总=m气球+m空气=2.04g+1.3103g/cm34000cm3=7.24g=7.24103kg,充气后气球的总重力G总=m总g=7.24103kg10N/kg=0.0724N,则F浮G总。16沉底； 1
22、8； 0.9103【点拨】小球在煤油中排开煤油的体积大于在水中排开水的体积，因此排开水的体积应小于小球的体积，则可知小球在水中一定漂浮在水面上。小球所受浮力F水=水V水g=1.0103kg/m318106m310N/kg=0.18N。由物体的浮沉条件可得，G=F水=0.18N。小球的质量为m=Gg=0.18N10N/kg=0.018kg=18g，小球在煤油中所受浮力F煤油=煤油V煤油g=800kg/m320106m310N/kg=0.16N。小球的重力大于在煤油中所受浮力，故小球在煤油中处于沉底状态，即在煤油中排开煤油的体积等于小球的体积，即V球=V煤油=2.0105m3，由密度公式可得小球的
23、密度球=mV球=0.018kg2.0105m3=0.9103kg/m3。三、作图与实验探究题（第17题3分，第18题12分，第19题12分，共27分）17【解】如图所示。18（1） 1（2） 物体排开液体的体积（3） 物体排开液体的体积； 液体密度（4） 使用体积更大的物体进行实验（5） 大19等于； 使小筒竖直漂浮在水面上； 0； A； 2； B【项目实施】（一）【点拨】（1）物体在液体中处于漂浮状态时，其所受浮力与重力大小相等。（2）把空小筒放入水中漂浮在水面上，由于小筒质量较轻，高度较高，难以保持竖直漂浮在水面，在小筒底部铺上细沙，整个小筒重心降低，能使小筒竖直漂浮在水面上，便于实验操作
24、。（3）秤盘上是空的，没有质量，所以漂浮在水面的小筒外侧的刻度应标为0g。秤盘上的质量越大，小筒浸入水中的深度越深，所以刻度从下往上依次增大，即从下往上依次为a、b、c三个位置，故选A。由题可知，相邻两个刻度之间的质量是10g，把它分成5等份，每等份就是2g，所以这个浮力秤的分度值是2g。（二）用直径更小的小筒，在排开液体体积相同时，浸入水中的高度变化越明显，精确度就越高。故选B。四、计算题（第20题6分，第21题7分，共13分）20（1） 【解】由图可知，物块的重力G=3N，物块浸入液体中时的拉力F拉=2.2N，则物块所受的浮力F浮=GF拉=3N2.2N=0.8N。（2） 物块浸入液体中的体
25、积，即排开液体的体积V排=S=10cm210cm=100cm3=1104m3，根据F浮=液V排g得，液体的密度液=F浮V排g=0.8N1104m310N/kg=0.8103kg/m3。（3） 容器的底面积S容=40cm2=4103m2，物块浸入后，液面升高的高度=V排S容=1104m34103m2=0.025m，液体对容器底的压强变化量p=液g=0.8103kg/m310N/kg0.025m=200Pa。21（1） 【解】150m深处水的压强p=g=1.0103kg/m310N/kg150m=1.5106Pa。（2） 该机器人水舱未充水时的重力G=mg=9.5kg10N/kg=95N，水舱充满
26、水，水的重力G水=m水g=Vg=1.0103kg/m34103m310N/kg=40N，浮力F浮=gV排=1.0103kg/m310N/kg1.2102m3=120N，悬停时，根据二力平衡，F推+F浮=G+G水，所需推力F推=G+G水F浮=95N+40N120N=15N。（3） 物体重力G物=m物g=物V物g=2.5103kg/m34103m310N/kg=100N，物体浮力F浮=gV排=1.0103kg/m310N/kg4103m3=40N，物体要上浮，需要的拉力F拉=G物F浮=100N40N=60N，将水舱排空，机器人可产生拉力F=F浮G=120N95N=25N，当F推调为30N时，则还需要的升力由浮块提供，为F浮块=F拉FF推=60N25N30N=5N，每个浮块重力G浮块=m浮块g=0.4kg10N/kg=4N，每个浮块所受浮力F浮块=gV浮块排=1.0103kg/m310N/kg1103m3=10N，每个浮块可产生升力F浮块=F浮块G浮块=10N4N=6N，因此，在F推调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。14/14
