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1、
第十講 浮力
命題點1 浮力的相關理解及計算
類型1 浮力的理解與判斷
1. (2019寮步中學二模)關于物體沉浮條件及應用實例,下列分析合理的是( )
A. 同一密度計在不同液體中漂浮時,所受浮力大小相同
B. 輪船從長江駛入東海,吃水深度變大
C. 橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通過改變自身重力實現的
D. 潛水艇靠改變排開水的體積來改變浮力,從而實現上浮和下沉
2. (2019菏澤)人們常用“生沉熟浮”來判斷餃子是否煮熟,煮熟后的餃子會漂起來的原因是( )
A. 餃子的重力減小了 B. 餃子的重力和浮力都增大了
C. 餃子的重力不變,浮力增大 D.
2、 餃子的重力和浮力都減小了
3. (2019咸寧)如圖所示,完全相同的兩個圓柱形容器A和B分別盛有質量相等的甲、乙兩種液體,B容器的液面高于A容器液面.將兩個完全相同的小球分別放入甲、乙液體中,靜止后受到的浮力分別是F1、F2,下列判斷正確的是( )
第3題圖
A. F1一定大于F2 B. F1一定小于F2
C. F1不可能大于F2D. F1不可能小于F2
4. (2019福建)如圖所示,氣球下面用細線懸掛一石塊,它們恰好懸浮在水中.已知石塊與氣球的總重力為G總,則氣球受到的浮力F浮________G總(選填“>”“<”或“=”);若水溫升高,石塊將________(選填“上浮
3、”“下沉”或“保持懸浮”).
第4題圖
類型2 浮力的相關計算
5. (2019常州)科考隊員在南極驚奇地發(fā)現長方體冰山,邊緣齊整宛如人工切割.測得長方體冰山露出海面的高度為4 m,冰山在海面下的深度為(ρ冰=0.9×103 kg/m3,ρ海水=1.1×103 kg/m3)( )
第5題圖
A. 18 m B. 22 m C. 36 m D. 40 m
6. (2019河池)如圖甲所示,彈簧測力計下掛有一個圓柱體,把它從盛水的燒杯中緩慢提升,直到全部露出水面,該過程中彈簧測力計讀數F隨圓柱體上升高度h的關系如圖乙所示,下列說法正確的是( )
第6題圖
4、A. 圓柱體的高是5 cm B. 圓柱體受到的重力是6 N
C. 圓柱體受到的最大浮力是4 N D. 圓柱體的密度是1.5 g/cm3
7. (2019桂林)如圖所示,將一重為8 N的物塊用細線系在彈簧測力計的掛鉤上,將它浸沒在水中靜止,彈簧測力計示數為5 N,則物塊受到的浮力是________ N,浮力的方向是________.
第7題圖
8. (2019陽春市一模)一個物體的重力為25 N,將其全部浸沒在水中時,排開的水所受重力為30 N,此時物體所受浮力為________N,放手后物體將________(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”),最后物體靜止時所受的浮力為____
5、____N.
9. (2019南充)彈簧測力計下懸掛一物體,當物體的體積浸入水中時,彈簧測力計示數為5 N,當物體的體積浸入水中時,彈簧測力計示數為3 N,現將物體從彈簧測力計上取下放入水中,則該物體靜止時所受浮力是________N,該物體的密度為________ kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)
10. (2019禪城區(qū)二模)如圖所示,將重力為20 N的物體浸沒在水中,物體排開水的體積為2×10-3 m3,則物體受到的浮力為________N;它所受重力和浮力的合力大小為________N;增大物體在水中的深度,它受到的浮力將________(選填“
6、變大”“不變”或“變小”).(水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)
第10題圖
11. (2019賀州)如圖甲所示,是一圓柱形容器,放在水平桌面上,內裝有25 cm深的液體,該液體對容器底部產生的壓強為2 000 Pa.(g=10 N/kg)求:
第11題圖
(1)液體的密度;
(2)若將邊長為10 cm的正方體木塊放入圓柱形容器中如圖乙所示,木塊靜止時,有的體積露出液面,此時木塊受到的浮力大小;
(3)要使木塊完全浸沒至少需要施加多大向下的壓力.
類型3 壓強浮力綜合
12. (2019陽江區(qū)五模)小杰同學在游玩“海底世界”時,觀
7、察到魚嘴里吐出的氣泡上升的情況如圖所示,對氣泡上升過程中受到的浮力和氣泡內氣體壓強分析正確的是( )
第12題圖
A. 浮力不變,壓強不變 B. 浮力變小,壓強變小
C. 浮力變大,壓強變小 D. 浮力變大,壓強變大
13. (2019博雅中學二模)容器內裝有一定質量的水放在桌面上,將物體A、B疊放后一起放入水中,靜止時如圖所示.再將A從B上拿下放入水中,B靜止時在水面漂浮.下列說法不正確的是( )
第13題圖
A. 物體A的密度大于物體B的密度 B. 物體B漂浮后,水對容器底的壓強變小
C. 物體B漂浮后,物體A所受的浮力不變 D. 物體B漂浮后,桌面受
8、到的壓力變大
14. (2019常州)水平臺面上有兩個同規(guī)格燒杯,分別盛有甲、乙兩種液體.將兩個完全相同的物體A、B分別放入兩杯中,靜止時如圖所示,甲、乙液面剛好相平,此時,設A物體受到的浮力為F浮A,甲液體對燒杯底部的壓強為p甲;B物體受到的浮力為F浮B,乙液體對燒杯底部的壓強為p乙,則( )
第14題圖
A. F浮A=F浮B,p甲>p乙B. F浮A=F浮B,p甲<p乙
C. F浮A<F浮B,p甲>p乙D. F浮A<F浮B,p甲<p乙
15. (2019自貢)如圖所示,一個邊長為10 cm的正方體豎直懸浮在某液體中,上表面受到液體的壓力F1為5 N,下表面受到液體的壓力F2為
9、13 N.(g取10 N/kg)下列說法錯誤的是( )
第15題圖
A. 正方體受到的浮力為8 N
B. 液體的密度為0.8×103 kg/m3
C. 正方體上表面到液面的距離h=5 cm
D. 液體對正方體下表面的壓強為1.3×103 Pa
16. (2019荊門)重16 N的正方體物塊沉在容積很大的容器底部,現用一根細線將物塊提出水面,物塊所受的浮力F隨物塊上升的距離h的變化關系如圖所示,已知水的密度為1.0×103 kg/m3,則下列說法中正確的是( )
第16題圖
A. 物塊的邊長為0.5 m
B. 物塊在出水前細線的拉力恒為5.0 N
C.
10、物塊的密度為1.6×103 kg/m3
D. 物塊沉在水槽底部時,水在物塊上表面處產生的壓強為6.0×103 Pa
17. (2020原創(chuàng))2019年國慶70周年大閱兵上,放飛的7萬只氣球都是用可降解材料制作,氣球升到一定高度會炸裂不會給人群帶來危險,也不會污染環(huán)境.氣球能夠升空是因為所受浮力________(選填“大于”或“小于”)自身重力;氣球升空過程中,受到的大氣壓強隨高度的升高而________(選填“增大”或“減小”).
第17題圖
18. (2019廣東學業(yè)考試三模)我國南海艦隊導彈驅逐艦排水量是7 500 t,最大吃水深度6 m(即船底到海面的距離),滿載時船底受海水
11、的壓強為________Pa,驅逐艦受到的浮力為________N,卸掉部分物品后浮力________(選填“變大”“變小”或“不變”).(取ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
19. (2019盤錦)如圖所示,水平桌面上有一個薄壁溢水杯,底面積是8×10-3 m2,裝滿水后水深0.1 m,總質量是0.95 kg,把一個木塊(不吸水)輕輕放入水中,待木塊靜止時,從杯中溢出水的質量是0.1 kg.求此時:(g取10 N/kg)
第19題圖
(1)水對杯底的壓力;
(2)木塊受到的浮力;
(3)溢水杯對桌面的壓力.
核心素養(yǎng)提升
1.
12、 (2019山西)網上流傳著一種說法,雞蛋能否沉入水底可以鑒別其是否新鮮.為了驗證其真實性,小亮買了一些新鮮雞蛋,并拿其中一顆進行實驗.第一天放入水中的雞蛋沉入水底(如圖甲),取出雞蛋擦干放置50天后,再放入水中時雞蛋漂浮在水面(如圖乙),看來網傳是真的,下列分析正確的是( )
第1題圖
A. 雞蛋兩次所受的浮力一樣大
B. 甲圖中雞蛋排開水的重力大
C. 乙圖中雞蛋所受浮力大于重力
D. 放置50天后的雞蛋密度變大
參考答案及解析
第十講 浮力
命題點1 浮力的理解及計算
1. A
2. C 【解析】餃子煮熟后,重力不變,但受熱膨脹,其體積變大,餃子受到
13、的浮力變大,當浮力大于重力,餃子會上?。蔬xC.
3. D 【解析】由于甲、乙兩種液體質量相等,乙液體體積較大,故乙液體的密度較小,所以將完全相同的兩個小球放入甲、乙兩種液體,有三種情況:(1)小球密度小于甲、乙密度,漂浮于甲、乙液體上,此時在甲、乙液體的浮力等于小球重力,即浮力相等,則A、B選項錯誤;(2)小球密度大于乙液體小于甲液體,此時小球在甲液體中浮力等于自身重力,在乙液體中沉底,受到浮力小于自身重力,故在甲液體中所受浮力大于在乙中的浮力,C選項錯誤;(3)當小球密度大于甲、乙兩液體,則浮力等于小球體積排開液體的重力,因甲液體密度大于乙液體密度,故小球在甲液體中受到的浮力大于乙液體;
14、綜上,小球在甲中所受的浮力不可能小于在乙液體中受到的浮力.故選D.
4. < 上浮 【解析】氣球和石塊作為整體進行受力分析可知,氣球受到豎直向上的浮力F浮,石塊受到豎直向上的浮力F石浮,石塊與氣球的總重力G總,由于石塊和氣球懸浮在水中,所以有F?。?F石?。?G總,所以F浮
15、.9×103 kg/m3×S×(h+4 m)g ①,由阿基米德原理F浮=ρ海水V排g得,冰山受到的浮力為:F浮=ρ海水V排g=1.1×103 kg/m3×V排g=1.1×103 kg/m3×Shg?、?,由于長方體冰山漂浮在水面,則有F?。紾,即①式等于②式,0.9×103 kg/m3×S×(h+4 m)g=1.1×103 kg/m3×Shg,解得:h=18 m.故選A.
6. C 【解析】由圖像信息解讀可知,圓柱體上升2 cm時,圓柱體開始露出水面,上升5 cm時,恰好完全露出水面,則圓柱體的高度h=5 cm-2 cm=3 cm,A錯誤;當圓柱體完全露出水面后,彈簧測力計的讀數等于重力,即F
16、=G=10 N,B錯誤;當圓柱體完全浸沒在水中時受到的浮力最大F浮最大=G-F′=10 N-6 N=4 N,C正確;根據阿基米德原理F?。溅岩篻V排,可得圓柱體的體積V=V排===4×10-4 m3,圓柱體的質量m===1 kg,圓柱體的密度ρ===2.5×103 kg/m3=2.5 g/cm3,D錯誤.故選C.
7. 3 豎直向上 【解析】浸在液體(或氣體)中的物體都會受到液體(或氣體)豎直向上的浮力作用;根據兩次稱重可得,物塊受到的浮力F?。紾-F示=8 N-5 N=3 N.
8. 30 上浮 25
9. 9 0.75×103 【解析】當物體的體積浸入水中時,受到的浮力F1浮=ρ水
17、g×V物=G物-5 N①;當物體的體積浸入水中時,受到的浮力F2浮=ρ水g×V物=G物-3 N②;由①②解得:G物=9 N;由②得,當物體的體積浸入水中時,受到的浮力F2浮=G物-3 N=9 N-3 N=6 N,由此可推出,當物體全部浸入水中時,受到的浮力為12 N,此時受到的浮力大于物體的重力,所以物體在水中最終應處于漂浮狀態(tài),漂浮靜止時受到的浮力等于重力,即靜止時受到的浮力F浮=9 N;把G物=9 N代入②,解得物體的體積為V物=1.2×10-3 m3,物體的密度為ρ物===0.75×103 kg/m3.
10. 19.6 0.4 不變
11. 解:(1)液體的密度:ρ===
0.8
18、×103 kg/m3
(2)木塊的體積:V木=(0.1 m)3=1×10-3 m3
木塊靜止時,有的體積露出液面,則木塊排開液體的體積:V排=(1-)V木=0.75×10-3 m3
根據阿基米德原理,木塊受到的浮力:
F?。紾排=ρ液gV排=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.75×10-3 m3=6 N
(3)木塊漂浮在液面上所以有G木=F?。? N
木塊完全浸沒時受到的浮力:
F浮′=ρ液gV木=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=8 N
需要向下的壓力:F= F浮′-G木=8 N-6 N=2 N
類型3 壓強浮力綜合
12. C
19、 13. D
14. A 【解析】由題圖可知,A、B兩物體漂浮在液面,所以根據漂浮條件可知兩物體受到的浮力都等于自身的重力,由于兩個物體完全相同,重力相等,所以F浮A=F浮B=G.由于B物體浸入液體的體積比A物體浸入液體的體積大,即V排Aρ乙;兩燒杯中液面相平即h甲=h乙,根據液體壓強的計算公式p=ρgh可知:p甲>p乙.A正確.故選A.
15. C 【解析】物體受到的浮力大小F?。?F2- F1= 8 N,A正確;液體密度ρ===0.8×103 kg/m3,B正確;p===500 Pa,又因為
20、p =ρ液gh,h=-=6.25 cm,C錯誤;p===1 300 Pa,D正確.故選C.
16. C 【解析】根據物體所受浮力F隨物塊上升的距離h的變化關系的圖像可知,物體從開始露出水面到完全離開水面上升的距離為0.1 m,即為物體的邊長,A錯誤;物塊露出水面前V排=V物=l3=(0.1 m)3=0.001 m3,此時物塊受到的浮力為F?。紾排=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3=10 N,即出水前細線的拉力:F拉=G-F?。?6 N-10 N=6 N,B錯誤;由物塊的重力為16 N知,物塊的質量為m===1.6 kg,所以物塊的密度為ρ===1.6×
21、103 kg/m3,C正確;由物體所受浮力F隨物塊上升的距離h的變化關系的圖像可知,物塊上表面在水中的深度為0.5 m,故物塊上表面處產生的壓強為p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa,D錯誤.故選C.
17. = < <
18. 6×104 7.5×107 變小
19. 解:(1)水對杯底的壓強p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa
水對杯底的壓力F=pS=1 000 Pa×8×10-3 m2=8 N
(2)木塊受到的浮力F?。紾排=m排g=0.1 kg×10 N/kg=1 N
(3)溢
22、水杯對桌面的壓力F1=G=mg=0.95 kg×10 N/kg=9.5 N
核心素養(yǎng)提升
1. B 【解析】兩次實驗所用液體的密度相同,雞蛋的外殼體積幾乎相同,第一次雞蛋沉入水底,V排1=V物,第二次雞蛋漂浮,V排2<V物,由F?。溅岩篻V排知,第二次雞蛋所受浮力小于第一次,A錯誤;根據阿基米德原理F?。紾排,甲圖中雞蛋所受浮力大于乙圖中雞蛋所受浮力,故甲圖中雞蛋排開水的重力大,B正確;乙圖中雞蛋漂浮,其處于平衡狀態(tài),根據二力平衡可得,雞蛋所受重力等于浮力,C錯誤;甲圖中雞蛋沉入水底,說明此時雞蛋的密度大于水的密度.放置50天后,雞蛋漂浮在水面上,說明此時雞蛋的密度小于水的密度,所以放置50天后的雞蛋密度變小,D錯誤.故選B.
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