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1、课时训练(十六)浮力(限时:100分钟)一、选择题1.2022成都将一枚重为0.5 N的鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时如图K16-1所示,然后向杯子里参加一些清水,那么()图K16-1A. 鸡蛋会下沉B.鸡蛋的重力增加C.鸡蛋所受浮力变大D.鸡蛋所受浮力为0.5 N2.如图K16-2所示,假设“玉林号导弹护卫舰从大海驶入珠江,以下分析正确的选项是()图K16-2A. 浮力变小,舰体上浮一些B.浮力变大,舰体下沉一些C.浮力不变,舰体下沉一些D.浮力不变,舰体上浮一些3.2022枣庄在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图K16-3
2、所示,假设密度计在甲、乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为甲、乙。那么()图K16-3A. F甲F乙C.甲乙D.甲乙4.2022临沂将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中,球静止时两烧杯液面相平,如图K16-4所示。以下判断正确的选项是()图K16-4A. 两小球所受浮力大小相等B.乙烧杯中液体的密度大C.乙烧杯中小球排开的液体质量大D.甲烧杯底部受到液体的压强小二、填空题5.2022内江质量为8 kg的木块漂浮在水面上,它受到的浮力大小为N。浮力的方向是。(g取10 N/kg)6.2022武威2022年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号首
3、次下潜(如图K16-5所示)。潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力,潜水器下外表受到的压强。(均选填“变大“不变或“变小)图K16-57.2022苏州2022年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。(1)两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图K16-6所示),这是因为假设靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很,压力差会使舰艇发生碰撞。图K16-6(2)在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受(选填“重力或“浮力)实现上浮的。(3)901综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为40000 t,它满载时所受的浮力约为 N。(g取
4、10 N/kg)8.2022宜昌如图K16-7所示是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600,某次执行任务时它的质量为38 t,当它停在水面上时,排开水的体积是m3,受到的浮力为 N。(g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3)图K16-79.2022苏州将一个小物块完全放入容积为200 mL的杯内,向杯中参加128 g水或96 g酒精都恰能将杯装满,小物块的体积为cm3,密度为kg/m3。(酒精=0.8 g/cm3)10.2022盐城小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应(选填“增加或“减少)吸管中铁丝质量。改良后,如图K16-8所示,分别用
5、它测量水和盐水的密度时,吸管浸入两液体的深度分别为h1和h2,那么h1(选填“大于“小于或“等于)h2,用它测量可乐密度时,吸管上“沾上许多小气泡,使测得的密度偏。图K16-811.2022哈尔滨如图K16-9所示,先将溢水杯装满水,然后用弹簧测力计拉着重为4 N、体积为100 cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为N,石块静止时,弹簧测力计示数为_N。(水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)图K16-9三、解答题12.2022黑龙江龙东地区为探究浮力大小与哪些因素有关,小高设计了如图K16-10所示实验,请依据实验答复:图K16-10(1)比拟b、c
6、两图可知,物体浸在水中的体积越大,受到的浮力。(2)比拟图和图d可知,物体所受浮力的大小与液体的密度有关。(3)由图中的实验数据可知,盐水的密度为 kg/m3。13.2022福建如图K16-11所示,“验证阿基米德原理的实验步骤如下:用弹簧测力计测出物体所受的重力G(如图甲所示);将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时弹簧测力计的示数F(如图乙所示);测出接水后小桶与水所受的总重力G1(如图丙所示);将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(如图丁所示);分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比拟它们的大小是否相同。图K16-11答复
7、以下问题:(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮= ,被排开的水所受的重力G排=。(均用上述测得量的符号表示)(2)指出本实验产生误差的原因:(写出两点)(a);(b)。(3)假设物体没有完全浸没在水中,(选填“能或“不能)用实验验证阿基米德原理。一、选择题1.2022深圳水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球 M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图K16-12所示,两容器内液面相平。以下分析正确的选项是()图K16-12A.两小球所受浮力FM FNB.两种液体的密度甲 F乙2.2022凉山州如图K16-13甲所示,一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体
8、缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图乙中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图像是()图K16-133.2022鄂州如图K16-14所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将 A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。以下说法正确的选项是()图K16-14A. 物体受到的浮力大小关系为FAFBFCB.三个正方体的密度大小关系为ABCC.容器底部受到水的压力大小关系为F甲F乙F丙D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙4.2022咸宁如图K16-15所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量
9、相等的甲、乙两种液体,B容器中的液面高于A容器中液面。将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后小球受到的浮力分别是F1、F2,以下判断正确的选项是()图K16-15A. F1一定大于F2B.F1一定小于F2C.F1不可能大于F2D.F1不可能小于F25.2022荆门重16 N的正方体物块沉在面积很大的容器底部,现用一根细线将物块提出水面,物块所受的浮力F随物块上升的距离h变化关系如图K16-16所示,水的密度为1.0103 kg/m3,g取10 N/kg,那么以下说法中正确的选项是()图K16-16A. 物块的棱长为0.5 mB.物块在出水前细线的拉力恒为5.0 NC.物块的密度为1.
10、6103 kg/m3D.物块沉在容器底部时,水在物块上外表处产生的压强为6.0103 Pa二、填空题6.2022福建如图K16-17所示,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。石块与气球的总重力为G总,那么气球受到的浮力F浮(选填“或“=)G总;假设水温升高,石块将(选填“上浮“下沉或“保持悬浮)。图K16-177.2022广东如图K16-18甲所示,用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下外表浸入液体中的深度h之间的关系如图乙所示,那么物块受到的重力为N,物块刚好浸没在液体中时其下外表浸入的深度为cm,该未知液体的密度为kg/m3。(g取10 N
11、/kg)图K16-188.2022达州将密度为0.9103 kg/m3、体积为V的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中(无水溢出),冰块静止时露出水面的体积V露= V;当冰块完全熔化后(总质量不变)容器中的水面将(选填“升高“降低或“不变)。9.2022南京两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K16-19为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,那么它们的大小关系是: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
12、入大头针,用胶带封好小孔;在容器中参加比原液体密度更大的液体。假设想使鸡蛋在乙液体中下沉,可行的方案有(填序号)。图K16-19三、解答题10.2022扬州小明准备用空矿泉水瓶做一个“救生衣。小明的质量是50 kg,身体平均密度约等于水的密度,为确保平安,至少他的头部要露出水面,头部的体积约占身体总体积的110。(不计空矿泉水瓶的质量和塑料的体积,g取10 N/kg)(1)求小明头部的体积。(2)请你帮小明计算一下,制作“救生衣需要多少个如图K16-20乙所示的空矿泉水瓶。图K16-2011.2022德州在“探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中(如图K16-21所示),小明先用弹簧测力计测出金
13、属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:图K16-21实验步骤BCDEF弹簧测力计示数/N2.22.01.71.71.9(1)分析比拟实验步骤A和可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比拟实验步骤A、B、C、D可知:浮力大小与物体有关;分析比拟实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与_有关。(2)分析实验数据可知,实验步骤F中液体密度(选填“大于“小于或“等于)水的密度。(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块的密度为g/cm3。(水的密度水=1.0103 kg/m3, g取10 N/kg)1
14、2.2022菏泽小明测量“形状不规那么的矿石密度时(矿石的密度大于水的密度),可使用的器材有弹簧测力计、烧杯、细线和水。请你设计一个实验方案帮助小明完成测量任务。(1)简要写出实验步骤: 。(2)矿石的密度表达式为 。【参考答案】A组1.A解析由图可知,此时鸡蛋处于悬浮状态,鸡蛋密度和盐水密度相同,当向盐水中参加清水后,盐水密度会减小,小于鸡蛋密度,鸡蛋会下沉,鸡蛋的重力不变,鸡蛋受到的浮力变小,小于0.5 N,应选A。2.C3.C4.A解析小球在甲烧杯中漂浮,那么所受浮力等于小球重力,小球密度小于甲中液体密度,小球在乙烧杯中悬浮,那么浮力等于小球重力,且小球密度等于乙中液体密度,由于为相同的
15、两个小球,那么两小球所受浮力相等,排开液体的质量也相等,甲烧杯中液体密度大于乙烧杯中液体密度,又因为两液体高度相等,由压强公式p=gh 可得,甲烧杯底部受到液体的压强更大。应选A。5.80竖直向上6.不变变大7.(1)小(2)重力 (3)41088.38 3.8105解析当该飞机停在水面上时,它受到的浮力和重力是一对平衡力,即F浮=G=mg=38103 kg10 N/kg=3.8105 N;根据阿基米德原理F浮=水gV排可得,排开水的体积V排=F浮水g=3.8105N1.0103kg/m310 N/kg=38 m3。9.800.910310.增加大于大解析密度计放入水中不能直立,说明铁丝的质量
16、偏轻了,要增加铁丝的质量使密度计直立在水中;由于密度计漂浮在液体中,那么G=F浮=盐水gV排盐水=水gV排水,因为盐水大于水,那么V排盐水V排水,Sh盐水Sh水,h盐水h水,即h2h1;密度计的刻度值上小下大,用它测量可乐密度时,吸管上“沾上许多小气泡,由于小气泡受到的浮力大于自身重力,小气泡浸没在可乐中,给密度计向上的作用力,使密度计上浮了一些,那么密度计读数变大,使测得的密度偏大。11.1312.(1)越大(2)e(3)1.210313.(1)G-FG1-G2(2)(a)测量时弹簧测力计未保持静止等(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等(3)能解析(1)根据称重法可知,浮力等于物
17、体重力G减去物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F,即F浮=G-F;排开水的重力G排等于桶与水的总重力G1减去空桶的重力G2,即G排=G1-G2。B组1.D解析小球 M 在甲液体中漂浮,那么浮力 FM=GM,小球 N 在乙液体中悬浮,那么浮力 FN=GN,由于小球M、N完全相同,即 GM=GN,那么 FM=FN,故A错误。小球M在甲液体中漂浮,那么密度 M 乙,故B错误。两容器液面相平即深度 h 相同,根据液体压强计算公式 p=gh 可知,p甲 p乙,故C错误。两容器底面积相同,由压力计算公式 F=pS得,两容器底部受到液体的压力F甲F乙,故D正确。2.A3.D解析由题知,A、B、C三个正方体的体
18、积相同,由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排VB排VC排,根据F浮=液gV排可知,浮力的大小关系为FAFBFC,故A错误。由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,那么由浮沉条件可知FA=GA,FB=GB,FC=GC,由于FAFBFC,所以GAGBGC;由于正方体A、B、C的体积相同,所以根据=mV=GVg可知,三个正方体的密度大小关系为ABC,故B错误。正方体静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=gh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,根据F=pS可知,容器底部受到水的压力大小关系为F甲=F乙=F丙,故C错误。因正方体分别处于漂浮或悬浮状态
19、,那么浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,那么三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,又因为三个容器的底面积相同,所以根据p=FS可知,容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙,故D正确。4.D5.C解析据图可知,当正方体物块上升距离在00.5 m之间时,浮力不变,即说明此过程中正方体物块全部浸没在水中;当物块上升距离在0.50.6 m之间时,浮力减小,说明此过程中物块逐渐露出水面,上升高度为0.6 m时,全部
20、露出水面,所以正方体物块的棱长为L=0.6 m-0.5 m=0.1 m,故A错误。物块的体积V=L3=(0.1 m)3=0.001 m3,物块在出水前V排=V=0.001 m3,受到的浮力为F0=水V排g=1.0103 kg/m30.001 m310 N/kg=10 N,细线的拉力为F=G-F0=16 N-10 N=6 N,故B错误。物块的密度=mV=GVg=16N0.001m310N/kg=1.6103 kg/m3,故C正确。物块沉在容器底部时,水在物块上外表处产生的压强为p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.5 m=5103 Pa,故D错误。6.上浮解析气球及石块悬浮在水中
21、,故气球及石块所受浮力与它们的总重力相等,气球所受浮力小于气球及石块所受浮力,所以气球所受浮力小于它们的总重力,即F浮G总;假设水温升高,气球内气体温度升高,体积增大,由阿基米德原理F浮=液V排g可知:气球受到的浮力增加,整体受到的浮力大于总重力,整体一起上浮,那么石块会上浮。7.15100.91038.0.1不变9.=,所以甲乙;鸡蛋在甲液体中悬浮,那么F甲=G,鸡蛋在乙液体中漂浮,那么F乙=G,所以F甲=F乙;由于甲、乙两种液体的体积相等,且液体的密度甲乙,根据G=Vg可知,液体的重力G甲G乙,由于是圆柱形容器,那么容器底部所受液体压力F甲=G甲+G,F乙=G乙+G,所以F甲F乙,由于容器
22、的底面积相同,根据p=FS可知,容器底部所受液体压强p甲p乙。乙液体中鸡蛋漂浮,假设想使鸡蛋在乙液体中下沉,根据浮沉条件可知:应增大重力或减小浮力。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,此时鸡蛋的重力变小,故方案不可行。在鸡蛋上开小孔,塞入大头针,用胶带封好小孔,此时鸡蛋的重力变大,故方案可行。在容器中参加比原液体密度更大的液体,那么鸡蛋会上浮,故方案不可行。10.解:(1)由于身体平均密度约等于水的密度,那么小明的总体积V总=m人水=50kg1103 kg/m3=510-2 m3,小明头部的体积V头=110V总=110510-2 m3=510-3 m3。(2)要使小明漂浮
23、在水面,那么浮力等于重力,F浮=G=mg=50 kg10 N/kg=500 N,V排=F浮水g=500N1103 kg/m310N/kg=510-2 m3,V瓶总=V排-(1-110)V总=510-2 m3-910510-2 m3=510-3 m3, 需要空矿泉水瓶的数量n=V瓶总V瓶=510-3 m35.510-4 m310(进一法,取9时浮力缺乏以支撑头部露出水面)。11.(1)D、E浸在液体中的体积液体的密度(2)小于(3)12.7解析(1)探究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系时,要控制排开液体的体积和液体的密度相同,只改变浸没在液体中的深度;由实验步骤A、D、E可知,当金
24、属块排开液体的体积和液体的密度相同时,虽然浸没的深度不同,但弹簧测力计示数不变,即受到的浮力相同,所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。分析比拟实验步骤A、B、C、D可知,当液体的密度相同时,金属块排开液体的体积不同,浮力不同,说明物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。分析比拟实验步骤A、E、F可知:物体排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。(2)根据称重法可知,金属块在水中浸没时受到的浮力为F浮=G-F=2.7 N-1.7 N=1 N,物块在另一液体中浸没时受到的浮力为F浮=2.7 N-1.9 N=0.8
25、 N;根据阿基米德原理F浮=液gV排知,金属块排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大,故F中液体密度小于水的密度。(3)由(2)中知金属块在水中所受的浮力为1 N,那么金属块浸没在水中时排开水的体积为V排=F浮g水=1N10N/kg1103 kg/m3=10-4 m3,金属块的体积为V=V排,金属块的质量为m=Gg=2.7N10N/kg=0.27 kg,金属块的密度为=mV=0.27kg110-4 m3=2.7103 kg/m3=2.7 g/cm3。12.(1)用细线系住矿石,悬挂在弹簧测力计下方,测出矿石的重力G;再把矿石浸没在盛有水的烧杯中,读出此时弹簧测力计示数F(2)=GG-F水