物理第九章 浮力综合与测试课后测评

这是一份物理第九章 浮力综合与测试课后测评，共33页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（每题3分，共30分）


1．（2015•淄博）水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器，甲容器内盛有适量的A液体，乙容器内盛有适量的B液体．将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器中，苹果静止后的浮沉状况及液体的深度如图所示．对图中情景分析正确的是（ ）





A．甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强


B．苹果排开A液体的重力小于苹果排开B液体的重力


C．A液体对容器底部的压强等于B液体对容器底部的压强


D．苹果在A液体中受到的浮力大于苹果在B液体中受到的浮力


【考点】8S：物体的浮沉条件及其应用；83：压强大小比较．


【难度】中等


【分析】根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系，再根据p=ρgh判断对杯底的压强关系．


由于容器对桌面的压力等于容器和容器中液体的重力之和，则根据F=G=ρgV得出液体重力的大小；最后根据p=即可比较得出容器对桌面的压强大小关系．


【解答】解：因为苹果在A液体中漂浮，所以苹果的密度小于A液体的密度；因为苹果在B液体中悬浮，所以苹果的密度等于B液体的密度．因此A液体的密度大于B液体的密度，


A、因为甲、乙两个完全相同的容器，AB液面相同，体积相同，A的密度大于B的密度，所以A液体重力大于B液体重力，由于容器对桌面的压力等于容器和容器中液体的重力之和，则甲容器对桌面的压力大，根据p=即可比较得出甲容器对桌面的压强大；故A正确；


B、苹果在A液体中漂浮，苹果受到的浮力等于苹果的重力；苹果在B液体中悬浮，苹果受到的浮力也等于苹果的重力；因此在A和B液体中苹果所受浮力相等，根据阿基米德原理可知：苹果排开A液体的重力等于苹果排开B液体的重力，故B错误；


C、放入苹果后，液面等高，A的密度大于B的密度，由p=ρgh可知：甲容器中液体对容器底的压强大，故C错误；


D、苹果在A液体中漂浮，苹果受到的浮力等于苹果的重力；苹果在B液体中悬浮，苹果受到的浮力也等于苹果的重力；因此在A和B液体中苹果所受浮力相等；故D错误．


故选A．


【点评】本题主要考查压力、压强的比较和浮沉条件的应用，一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系．同时要搞清不同状态下（漂浮、悬浮）物体所受重力与浮力的大小关系．





2．（2013•广元）一长方体铁块按如图所示，从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置．能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是（ ）





A．B．C．D．


【考点】8O：阿基米德原理．


【难度】中等．


【分析】首先我们要学会分析图象，知道一个物理量随着另外的一个物理量怎样变化，A图说明浮力随深度增加而减小，B图说明开始浮力随深度的增加而增大、后来与深度无关，c图说明浮力先不变再变大，D图说明浮力随深度增加而增大；


然后，根据我们所学过阿基米德原理F浮=ρ液v排g，我们知道浮力的大小与液体的密度和物体浸入液体体积的大小有关，与物体浸没在水中的深度无关．我们一定要注意是“浸没”，当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中，物体排开液体的体积在逐渐变大，液体密度不变，所以浮力是变大的．而当物体浸没以后，再向水中下沉的时候，物体排开液体的体积不再发生变化，所以浮力是不变的．


【解答】解：当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中，物体排开液体的体积在逐渐变大，液体密度不变，因为F浮=ρ液V排g，所以物体受到的浮力变大；而当物体浸没以后，再向水中下沉的时候，物体排开液体的体积不再发生变化，所以物体受到的浮力不变．由此可知物体受到的浮力先变大后不变．


故选B．


【点评】本题主要考查的是浮力的大小与物体排开液体体积的关系，能确定物体浸没水中后排开水的体积不变是本题的关键．





3．（2013•无锡）先将盛有适量水的容器放在水平桌面上，用弹簧测力计将系有细线的铁块慢慢浸入水中．小明观察了铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中（如图所示）的实验现象，并对一些物理量做出了如下判断：


①铁块受到的浮力变大；


②水对容器底的压强不变；


③桌面受到的压力变大；


④桌面受到的压强不变．


其中判断正确的是（ ）





A．①②B．①③C．①④D．②④


【考点】8O：阿基米德原理；83：压强大小比较；88：液体的压强的特点．


【难度】中等．


【分析】浮力与液体的密度和排开液体的体积有关；


液体压强与液体的密度和深度有关；


桌面受到的压力等于重力和拉力的合力；


根据p=判断桌面受到压强的变化．


【解答】解：①根据题意可知，铁块排开液体的体积越来越大，因此受到的浮力变大；


②铁块排开液体的体积越来越大，说明水的深度越来越大，由p=ρgh可知，水对容器底的压强变大；


③铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中的过程中，弹簧对铁块的拉力越来越小，则重力和拉力之差将变大，故桌面受到的压力变大；


④因为桌面受到的压力变大，受力面积不变，由p=可知，桌面受到的压强变大．


故①③正确．


故选：B．


【点评】本题考查阿基米德原理、压强大小比较和液体压强的特点，难度不大．





4．（2013•自贡）小张看到鸡蛋浮在盐水面上，如图所示，他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉．在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是图中的（ ）





A．B．C．D．


【考点】8P：浮力大小的计算；8S：物体的浮沉条件及其应用．


【难度】中等


【分析】鸡蛋漂浮在水面上，浮力等于鸡蛋的重力，逐步加入清水，盐水的密度减小，当鸡蛋密度与盐水密度相同时，鸡蛋悬浮，浮力还等于鸡蛋的重力，随着清水的逐渐加入，盐水的密度逐渐减小，鸡蛋逐渐下降，当完全浸没后鸡蛋排开水的体积不变，根据浮力公式可知鸡蛋所受浮力逐渐减小．


【解答】解：鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力不变，等于鸡蛋的重力，鸡蛋完全浸没后随着盐水密度减小，但鸡蛋排开水的体积不变，根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐减小，但盐水密度的减小不是均匀变化的，故A错误，D正确；而B答案是浮力开始不变，再逐渐增大，故B错误；鸡蛋所受浮力从漂浮到刚在盐水中悬浮的过程中，浮力是不变的，故C错误．


故选D．


【点评】本题考查浮力公式的应用和物体的沉浮条件，关键知道物体漂浮或悬浮时浮力等于物体的重力，物体密度大于液体密度时物体会下沉，影响浮力的因素有液体密度和物体排开液体的体积，本题考查的是液体密度对物体所受浮力的影响．





5．（2013•云南）“辽宁舰”航母已正式列入中国人民解放军海军系列，其满载时排水量（满载时排开水的质量）为6.75万吨，则满载时其受到的浮力为（ ）


A．6.75×108NB．6.75×107NC．6.75×104ND．6.75×103N


【考点】8P：浮力大小的计算．


【难度】中等．


【分析】知道航母满载排水量（排开水的质量），利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力．


【解答】解：该舰满载时所受浮力：


F浮=G排=m排g=6.75×107kg×10N/kg=6.75×108N；


故选A．


【点评】本题考查了学生对阿基米德原理的应用，同时考查了漂浮时物体重力与浮力的大小关系．





6．（2013•镇江）如图1所示，边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平．从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图象如图2所示．木块密度ρ=0.5×103kg/m3，容器的底面积为200cm2，g=10N/kg．下列说法正确的是（ ）





A．随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小


B．容器中的液体是酒精


C．抽液机每秒钟排出液体的质量是10g


D．第30s时，木块露出液面的高度是2cm


【考点】8Q：浮力的利用；2A：密度的计算；69：速度公式及其应用．


【难度】中等．


【分析】A、根据浮力公式F浮=ρ液gV排进行判断；


B、根据木块完全浸没时，F=F浮﹣G结合图象数据得出液体的密度．其中F是细绳对木块的拉力，求出F浮，从而求出液体的密度；


C、根据题意对木块进行受力分析，当木块恰好漂浮时，其受细绳的拉力为零．根据此计算出木块露出水面的体积，从而得出结果；


D、根据抽水速度，得出木块露出液面的高度．


【解答】解：A、由图2知，整个过程中拉力减小，所以开始浮力减小，当拉力为零时，此时物体漂浮，在液体排出过程中，浮力不再变化，所以A错误；


B、由图1知，此时木块受向上的浮力和竖直向下的重力及拉力作用，由图象知，当物体完全浸没时，此时细绳的拉力为5N．


G=mg=ρVg=0.5×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3=5N


F浮=G+F=5N+5N=10N


由F浮=ρ液gV排得，ρ液===1×103kg/m3


所以此液体为水．因此B错误；


C、当木块恰好漂浮时，F浮=G


则ρ水gV排=ρgV


得V排=V=0.5×10﹣3m3


所以排出水的体积为：V=（S容﹣S木）h露=（200﹣100）××10×10﹣6m3=0.5×10﹣3m3


m=ρ水V=103kg/m3×5×10﹣4m3=0.5kg


所以每秒抽出水的质量为：m′==0.01kg/s=10g/s，所以C正确；


D、第30s抽出水的质量为：m=10g/s×30s=300g=0.3kg


体积为V===3×10﹣4m3=300cm3


木块露出水的高度h===3cm，所以D错误．


故选C．


【点评】此题考查了有关浮力的计算，涉及到了密度、受力分析的应用，解决此题的关键是能从图象中得出有关信息，是一道难度较大的题目．





7．（2013•牡丹江）生物学中也蕴含了许多物理知识，下列说法不正确的是（ ）


A．鱼在水中是靠改变自重来实现浮沉的


B．鱼的表面有粘液可以减小水的阻力


C．鱼前进的施力物体是水


D．鱼摆尾前行利用了物体间力的作用是相互的


【考点】8S：物体的浮沉条件及其应用；6I：力作用的相互性；7I：增大或减小摩擦的方法．


【难度】中等．


【分析】A、鱼的浮沉靠的是鱼鳔，通过改变鱼鳔的体积改变鱼所受的浮力；


B、鱼的表面有粘液有润滑作用，可以减小水的阻力；


CD、根据力的作用的相互性判断．


【解答】解：A、鱼通过鱼鳔改变体积，改变所受浮力实现浮沉，所以A错误；


B、鱼的表面有粘液，使其表面变得光滑，可以减小水的阻力，B正确；


C、鱼前进首先靠鱼鳍向后拨水，水给鱼一个向前的反作用力，所以鱼向前进，所以C正确；


D、由C知，鱼前进是靠水给鱼的反作用力，所以D正确；


故选A．


【点评】此题通过鱼的特点考查了物体的浮沉条件、力的作用的相互性及增大减小摩擦力的方法，将所学的知识应用到现实生活中．





8．（2013•南宁）2013年5月31日，我区首艘千吨级维权执法专用海监船“中国海监1118”号在梧州顺利下水，这将增强海监队伍在北部湾海域的执法能力．当海监船从河里驶入海里时，下列说法正确的是（ ）


A．船所受的浮力大于重力B．船体下沉一些


C．船所受的浮力小于重力D．船体上浮一些


【考点】8S：物体的浮沉条件及其应用．


【难度】中等．


【分析】据物体漂浮在液体中时，浮力等于物体的重力，就能判断出轮船在河里与海里时的浮力变化情况；


由阿基米德原理可知，当物体所受浮力不变时，V排与液体的密度成反比．


【解答】解：A、船在河里与海里都处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，所以浮力也不变，A错误；


B、由F浮=ρgV排可知，浮力不变，从河里到海里时，水的密度变大了，所以V排变小了，所以船体上浮一些，B错误；


C、由A中分析得，C错误；


D、由B中分析得，D正确．


故选D．


【点评】此题涉及到漂浮的特点和阿基米德原理，应当深刻理解漂浮时浮力等于物重这一特点，属于基础题，但也属于易错题．


9．（2012•山西）水平桌面上的烧杯内装有一定量的水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出100g的水，则下列判断正确的是（ ）（g=10N/kg）


A．小球所受浮力可能等于1NB．水对烧杯的压强一定增大


C．小球的质量可能小于100gD．小球的体积一定等于100cm3


【考点】8O：阿基米德原理；23：质量的估测；89：液体的压强的计算．


【难度】中等．


【分析】（1）假设烧杯原来装满水，放入小球后知道排开水的质量，可以求出小球受到的浮力，如果小球漂浮可以求出小球的质量；水深不变，利用液体压强公式分析水对烧杯底的压强变化；


（2）假设烧杯原来装满水，放入小球后知道排开水的质量，可以求出小球受到的浮力，如果小球下沉小球的质量将比排开水的质量大；水深不变，利用液体压强公式分析水对烧杯底的压强变化；


（3）假设烧杯原来没有装满水，排开水的质量比100g大，其他物理量将发生变化．


【解答】解：（1）假设烧杯原来装满水，小球漂浮在水面上，


小球所受浮力：


F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N，


∵F浮=G排=m排g=G球=m球g，


小球的质量：


m球=m排=100g，


排开水的体积：


v排===100cm3＜v球．


放入小球后水深不变，对容器底的压强不变．


（2）假设烧杯原来装满水，小球沉入水底，


小球所受浮力：


F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N，


∵F浮=G排=m排g＜G球=m球g，


小球的质量：


m球＞m排=100g，


排开水的体积：


v′排═==100cm3=v球．


放入小球后水深不变，对容器底的压强不变．


（3）假设烧杯原来没有装满水，排开水的质量比100g大，小球受到的浮力、小球的质量和体积、容器底受到的压强都要变大．


故选A．


【点评】本题因条件不明确，分析起来很复杂，灵活运用阿基米德原理和物体的浮沉条件是关键．





10．（2012•安顺）某地在江面上修建一座大桥，如图中甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图．在整个投放过程中，石料以恒定速度下降．乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图象（从开始投放到石料刚好接触湖底前）．t=0时刻吊车开始下放石料，忽略水的摩擦阻力．则下列说法错误的是（ ）





A．石料在t=20s时开始浸入水中


B．石料的重力是1400N


C．石料受到的浮力始终是500N


D．石料完全浸没水后钢绳的拉力为900N


【考点】8O：阿基米德原理；6W：力的合成与应用．


【难度】中等．


【分析】图象可以分成三个过程分析：


①前20s，钢绳的拉力不变，等于物体的重力，此时物体在水面以上；


②中间10s，钢绳的拉力减小，物体从与水面接触到完全浸没；


③最后90s，钢绳的拉力不变，此时物体完全浸没在水中．


【解答】解：


A、由图象可以看出，物体在第20s开始浸入水中．此选项正确，不符合题意；


B、在前20s，物体的重力等于受到的拉力为1400N．此选项正确，不符合题意；


C、在第20s～30s的过程中，物体排开水的体积不断增大，由公式F浮=ρ液gV排知，浮力不断增大．此选项错误，符合题意；


D、石料完全浸没后，浮力不变，钢绳的拉力不变，始终为900N．此选项正确，不符合题意．


故选C．


【点评】将物理规律或数据以表格或函数图象的形式呈现，体现了数学学科的工具性，也考查了学生利用数学知识解决物理问题的能力，一直是物理命题的热点．


二、填空题（每空2分，共44分）


11．（2013•乐山）如图所示，把一木块放入水中，静止时木块有的体积浸入水中，木块的密度为 0.6×103 kg/m3；如果把该木块放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中，静止时，如图所示．那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒 的关系为p水 等于 p酒 （填“大于”、“等于”、“小于”）．





【考点】8S：物体的浮沉条件及其应用；83：压强大小比较；8O：阿基米德原理．


【难度】中等．


【分析】（1）根据木块漂浮时，浮力等于重力，用密度和体积表示浮力与重力的关系即可求出木块的密度；


（2）浮力产生的实质是物体上下表面受到的压力差．


【解答】解：（1）由于木块漂浮


所以F浮=G


ρ水g×v木=ρ木gv木


ρ木=ρ水=×103kg/m3=0.6×103kg/m3；


（2）根据图示可知，木块在水中和在酒精中都处于漂浮状态，浮力等于重力；根据浮力产生的实质可知，浮力等于水或酒精对木块下表面的压力，由于木块的重力不变，由p=可得p水=p酒．


故答案为：0.6×103；等于．


【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、漂浮条件和浮力产生的实质，关键是知道浮力等于物体上下表面受到的压力差．





12．（2013•郴州）小明发现妈妈在腌制萝卜块时，新鲜的萝卜块在盐水中是漂浮的，浸泡几天后，原来漂浮的萝卜块又沉在了容器底．


他与几位同学对这一现象进行探究，提出如下猜想：


猜想1：可能是由于水的蒸发，盐水密度增大，导致萝卜块下沉；


猜想2：可能是浸泡几天后，萝卜块质量变大，导致萝卜块下沉；


猜想3：可能是浸泡几天后，萝卜块体积变小，导致萝卜块下沉．


经过一番讨论后，他们马上否定了猜想1，你认为他们否定的原因是 如果盐水的密度增大，萝卜块将会上浮而不会下沉，与现象不符 ．


接着他们就猜想2和猜想3进行了如下实验操作．


①取三块新鲜的萝卜块，编上编号A、B、C，分别测出它们的质量和体积；


②配制一大杯盐水；


③将三块萝卜块放在盐水中，起初处于漂浮状态．几天后，发现萝卜块沉底后将其捞出擦干，分别测出其质量和体积，并记录实验数据如下表．


请分析上表实验数据可知：


（1）猜想2是 错误 （选填“正确”或“错误”）的．


（2）有同学认为猜想3是正确的，他认为萝卜块体积变小，浮力变小，导致萝卜块下沉．但也有同学认为这种分析错误的，理由是 萝卜块的质量也会减少 ．


（3）综合分析上表数据，导致萝卜块下沉的原因是 萝卜块的密度增大，大于盐水的密度，导致重力大于浮力，萝卜块下沉 ．


【考点】8S：物体的浮沉条件及其应用．


【难度】中等


【分析】根据浮力大小的影响因素进行分析，若液体密度变大，则萝卜所受浮力变大；


（1）根据表格中萝卜质量的变化结合猜想2得出结论；


（2）物体的浮沉是由重力和浮力的大小关系共同决定的，不只与物体受到的浮力有关；


（3）根据表格中数据得出放入盐水前和放入盐水后的密度关系得出结论．


【解答】解：如果盐水的密度增大，根据影响浮力的因素，则萝卜受到的浮力增大，萝卜应该上浮，与现象不符，所以否定了猜想1；


（1）根据表格中数据，放入盐水后萝卜的质量减小，所以猜想2错误；


（2）根据数据，萝卜的质量和体积同时发生了变化，所以不能得出浮力与体积的关系；


（3）根据表格中数据知，萝卜的体积变小，其质量也变小，而质量和体积的比值即密度变大了，大于盐水的密度，则其重力会大于排开同体积盐水的重力，即重力大于浮力，所以会下沉．


故答案为：如果盐水的密度增大，萝卜块将会上浮而不会下沉，与现象不符；（1）错误； （2）萝卜块的质量也会减少；（3）萝卜块的密度增大，大于盐水的密度，导致重力大于浮力，萝卜块下沉．


【点评】此题考查了有关物体浮沉条件的应用及对有关现象的分析，物体的浮沉取决于物体重力和浮力的关系，同时也可根据物体密度与液体密度的关系来判断其沉浮．





13．（2013•安徽）2013年5月，象征“和平、友爱和快乐”的巨大黄鸭在香港与游客见面，图为大黄鸭浮在海面上的情景．它的质量约为600kg，海水的密度取1.0×103kg/m3，它浸在水中的体积约为 0.6 m3．





【考点】8S：物体的浮沉条件及其应用；8O：阿基米德原理．


【难度】中等


【分析】已知大黄鸭的质量可求的其重力，根据漂浮条件求出F浮=G，再利用阿基米德原理的推导公式求排开水的体积．


【解答】解：大黄鸭的重力G=mg=600kg×9.8N/kg=5880N，


∵大黄鸭浮在海面上，


∴大黄鸭受到的浮力F浮=G=5880N，


∵F浮=ρ海水gV排，


∴浸在水中的体积V排===0.6m3．


故答案为：0.6．


【点评】本题考查了学生对物体浮沉条件、阿基米德原理公式及推导公式的掌握和运用，综合性强，有难度．





14．（2012•茂名）一个重30N、体积为0.002m3的物体用绳子悬挂着，如图所示．现将物体浸没在烧杯的水中，物体受到的浮力是 20 N（g取10N/kg）．物体浸入水后，水对杯底的压强 增大 （填“增大”、“不变”或“减小”）．释放绳子后，物体将 下沉 ．





【考点】8O：阿基米德原理；89：液体的压强的计算；8S：物体的浮沉条件及其应用．


【难度】中等．


【分析】（1）物体浸没在水中，排开水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理求物体受到的浮力；


（2）物体浸入水后，排开一定体积的水，使烧杯内水深h增大，根据液体压强公式p=ρgh判断水对杯底的压强变化；


（3）比较物体浸没在水中受到的浮力和重力大小关系，利用物体的浮沉条件确定物体状态．


【解答】解：


（1）V排=V=0.002m3，


物体所受的浮力：


F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N；


（2）物体浸入水后，烧杯内水深h增大，由公式p=ρgh可知水对杯底的压强增大；


（3）∵物体浸没在水中，G=30N，F浮=20N，


∴F浮＜G，


∴释放绳子后，物体将下沉．


故答案为：20；增大；下沉．


【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件、液体压强公式的掌握和运用，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．





15．（2012•黑龙江）如图实验中，如果开始水桶中装满了水，按下饮料罐后水会溢出，越向下按饮料罐，桶中溢出的水也越多，饮料罐受到的 浮力 越大．如果溢出了100cm3的水，那么饮料罐所受到的浮力为 1 N．（g取10N/kg）





【考点】8O：阿基米德原理．


【难度】中等．


【分析】①浸在液体中的物体受到液体向上的浮力，浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积成正比；


②浸在液体中的物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力．


【解答】解：


①水桶中装满了水，按下饮料罐后水会溢出，越向下按饮料罐，饮料罐排开水的体积越大，由公式F浮=ρ液gV排知，受到的浮力越大．


②饮料罐受到的浮力为F浮=G排=m排g=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=1N．


故答案为：浮力；1．


【点评】利用阿基米德原理分析浮力问题时，一般先要明确物体所在的位置，以确定排开液体的体积与物体体积的关系．





16．（2012•昆明）如图所示，某实验小组用水、刻度尺、弹簧测力计和圆柱体探究浮力与深度的关系．他们分别记录了不同情况下弹簧测力计的大小（如表所示），表中h表示圆柱体下表面浸入水中的深度．


（1）当h=0.05m时，圆柱体受的浮力是 2.5 N；


（2）圆柱体完全没人水中前，弹簧测力计的拉力F与圆柱体下表面浸入水中深度h的关系F= 10N﹣50N/m×h（h≤0.08m） ．





【考点】8O：阿基米德原理；6W：力的合成与应用．


【难度】中等．


【分析】（1）由表中数据可知，当h=0时，弹簧测力计的示数为10N，即圆柱体重力为10N；当h=0.05m时，弹簧测力计的示数为7.5N，则F浮=G﹣F示；


（2）从表中可以看出，当圆柱体下表面所处深处达8cm时，深度增加，浮力不再改变，此时圆柱体已开始完全浸没．而我们要分析的则是在其完全浸没前弹簧测力计的拉力F与浸入水中深度的关系；


求出h=0.01m、0.02m、0.03m、0.04m、0.05m、0.06m、0.07m、0.08m时圆柱体受到的浮力，分析出浸没前所受浮力与浸入水中深度的关系，进而根据F浮=G﹣F示得出浸没前弹簧测力计的拉力F与浸入水中深度的关系．


【解答】解：


（1）由表中数据可知，圆柱体重力G=10N；当h=0.05m时，弹簧测力计的示数为7.5N，


此时F浮=G﹣F示=10N﹣7.5N=2.5N；


（2）圆柱体浸入深度达0.08m后，其浮力不再改变，可见圆柱体的高为0.08m，


∵F浮=G﹣F示，


∴当h=0.01m、0.02m、0.03m、0.04m、0.05m、时圆柱体受到的浮力为F浮=0.5N、1N、1.5N、2N、2.5N、3N、3.5N、4N，


因此，对前面的有效数据进行分析可得：=========50N/m，


即：=50N/m，


∴F示=G﹣50N/m×h=10N﹣50N/m×h（h≤0.08m）．


故答案为：2.5；10N﹣50N/m×h（h≤0.08m）．


【点评】本题中第二问是难点，直接找浸没前弹簧测力计的拉力与浸入水中深度的关系有难度，利用F浮=G﹣F示求浮力，要先找出浮力大小与圆柱体浸入水中深度的变化规律，再确定浸没前弹簧测力计的拉力与浸入水中深度的关系．





17．（2012•济宁）某物质的质量与体积的关系如图所示，由该物质构成的体积为40cm3的实心物体放入水中，静止后受到的浮力是 0.32 N．（g取10N/kg）





【考点】8S：物体的浮沉条件及其应用；8O：阿基米德原理；8P：浮力大小的计算．


【难度】中等．


【分析】先假设该物体完全浸没，根据阿基米德原理求出物体受到的浮力，然后根据图象读出对应的质量并根据G=mg求出重力，比较二者的大小判断物体上浮、最终漂浮，最后根据物体漂浮的条件得出受到的浮力．


【解答】解：假设该物体完全浸没，则


V排=V=40cm3=4×10﹣5m3，


物体受到的浮力：


F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N，


由图象可得，40cm3实心物体的质量为32g=0.032kg，


受到的重力：


G=mg=0.032kg×10N/kg=0.32N，


因F浮＞G，


所以，该物体静止时处于漂浮状态，


物体放入水中静止时，受到的浮力为：


F浮′=G=0.32N．


故答案为：0.32．


【点评】本题考查了阿基米德原理、重力公式和物体浮沉条件的应用，关键是会根据物体完全浸没时受到的浮力和自身的重力得出物体静止时的状态．





18．（2011•滨州）游泳时，有的人会有这样的体验：当人站立在水中且身体将要浸没时，池底对脚的支持力几乎为零．假如一位重为500N的同学正在体验这种感觉，此时他受到的浮力约为 500 N，排开水的体积约为 5×10﹣2 m3．（g取10N/kg）


【考点】8P：浮力大小的计算；6T：二力平衡条件的应用．


【难度】中等．


【分析】根据阿基米德原理公式：F浮=ρ液gv排，结合物体的悬浮条件G=F浮，联立求解即可．


【解答】解：当人站立在水中且身体将要浸没时，池底对脚的支持力几乎为零，则物体处于悬浮状态，悬浮条件G=F浮，故F浮=G=500N，据阿基米德原理公式：F浮=ρ液gV排，则V排===5×10﹣2m3；


故答案为：500，5×10﹣2．


【点评】解决此类题目主要是根据阿基米德原理公式：F浮=ρ液gv排，根据物体的悬浮条件G=F浮，联立求解．





19．（2011•梅州）用手将一重为6N的木块全部压入水中，木块排开的水重为10N，此时木块受到的浮力为 10 N；放手后待木块静止时所受浮力为 6 N．


【考点】8P：浮力大小的计算；8S：物体的浮沉条件及其应用．


【难度】中等．


【分析】根据阿基米德原理，物体所受浮力等于它排开的水重．物体的浮沉情况要根据浮沉条件来进行判断，确定了放手后物体的浮沉，再进一步判断变化后的浮力．


【解答】解：由阿基米德原理可知，物体排开的水重就是它的浮力，因此当将木块全部压入水中，此时木块受到的浮力，F浮=G排=10N，


因为浮力大于物体的重力，所以由物体的浮沉条件可知，放手后物体将上浮，待物体静止时，会漂浮在水面上，此时物体的重力等于浮力，为6N．


故答案为：10；6．


【点评】浮沉条件是我们应该熟知的重要知识，根据它可以判断物体浮沉，也可以在已知浮沉的情况下判断浮力与重力的关系．





20．（2011•盐城）小华用牙膏探究物体的沉与浮．如图所示，牙膏悬浮在水中，牙膏所受浮力 等于 （小于/等于/大于）重力．向水中加入食盐并使其溶解，牙膏将 上浮 （上浮/下沉）．如果不加食盐，将牙膏内部分空气排出，再次放入水中后，牙膏将 下沉 （上浮/下沉）．





【考点】8S：物体的浮沉条件及其应用；8O：阿基米德原理．


【难度】中等．


【分析】物体的浮沉条件：浸没水中的物体，如果物体受到的浮力大于物体的重力，物体将上浮；如果物体受到的浮力小于物体的重力，物体将下沉；如果物体受到的浮力等于物体的重力，物体将悬浮．


牙膏悬浮在水中，牙膏受到的浮力与重力是一对平衡力，大小相等；


向水中加入食盐并使其溶解，使水的密度增大，此时排开水的体积不变，根据阿基米德原理得出牙膏受到的浮力变大；


如果不加食盐，将牙膏内部分空气排出，使排开水的体积变小，根据阿基米德原理得出牙膏受到的浮力变小．


据此分析是上浮还是下沉．


【解答】解：如图，


∵牙膏悬浮在水中，牙膏受到的浮力与重力是一对平衡力，


∴F浮=G，


向水中加入食盐并使其溶解，使水的密度增大，


∵F浮=ρ水v排g，排开水的体积不变，


∴牙膏受到的浮力变大，大于牙膏重，


∵F浮′＞G，


∴牙膏将上浮；


如果不加食盐，将牙膏内部分空气排出，使得排开水的体积变小，


∵F浮=ρ水v排g，水的密度不变，


∴牙膏受到的浮力变小，小于牙膏重，


∵F浮′＜G，


∴牙膏将下沉．


故答案为：等于，上浮，下沉．


【点评】本题考查了学生对物体的浮沉条件的掌握和运用，在利用阿基米德原理分析浮力变化时，用好控制变量法．


三、实验探究题（每题6分，共6分）


21．（2017•安顺）在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，请你根据图所示实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行研究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果．





（1）探究的因素是： 浮力大小与物体排开液体的体积的关系 ．选用的图是： ①②③或①②④ （填图中的序号）．


（2）小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片，烧杯和水进行实验，实验步骤如下：


步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；


步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．


①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力 小于 第二次铁片受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；


②小明得出：物体受到的浮力与其形状有关，小明得出错误结论的原因是：他只关注了铁片 形状 的改变，忽视了 排开水的体积 对浮力大小的影响．


【考点】8R：探究浮力大小的实验．


【难度】中等


【分析】（1）要探究浮力大小与多个变量的关系，运用控制变量法分析解答．


①结合题意，首先要做出自己的猜想，再根据猜想运用控制变量法判断出探究的因素；


②根据猜想选择可用于探究的实验步骤，即可得出需要选用的图．


③运用控制变量法得出浮力大小与变量之间的关系．


（2）利用浮沉条件，步骤一铁片下沉说明F浮1＜G，步骤二铁片漂浮说明F浮2=G，所以F浮1＜F浮2；步骤二把“碗状”铁片浮在水面上，没有全浸入，这样虽然改变了形状，但没有控制排开液体的体积不变，所以得出结论是不正确的．


【解答】解：


（1）测物体所受的浮力要利用称重法，即F浮=G﹣F拉，故每次必须要选图①才行；


若要探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系，应控制液体的密度相同，而物体排开液体的体积不同，故应选用图①②③或①②④；


若要探究浮力大小与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同，而液体的密度不同，故应选用图①④⑤．


（2）①第一次铁片下沉，说明F浮1＜G，


第二次铁片漂浮，说明F浮2=G，所以F浮1＜F浮2；


②本探究实验把铁片弯成“碗状”，改变了形状，虽然都是水，但两次排开液体的体积不同，所以得出结论是不正确的，即：他只关注了铁片形状的改变，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响．


故答案为：（1）浮力大小与物体排开液体的体积的关系；①②③或①②④；


（2）①小于；②形状；排开水的体积．


【点评】控制变量法的熟练运用是完成此题的关键，在这里有多个猜想可供我们选择，但真正影响浮力大小的是物体排开液体的体积和液体的密度，这是我们必须牢记的．


四、计算题（每题7分，共14分）


22．（2017•潍坊）边长为0.1m的正方体木块，漂浮在水面上时，有的体积露出水面，如图甲所示．将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块表面上放一重2N的石块．静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示．取g=10N/kg，已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3．求：


（1）图甲中木块受的浮力大小；


（2）图乙中液体的密度；


（3）图乙中木块下表面受到液体的压强．





【考点】8P：浮力大小的计算；2A：密度的计算；89：液体的压强的计算．


【难度】中等．


【分析】（1）根据题意，求出物体所排开水的体积，由阿基米德原理解题；


（2）根据物体的漂浮特点，由阿基米德原理解题；


（3）根据液体内部压强的特点，由p=ρgh求解．


【解答】解：（1）由阿基米德原理可得：


F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×（0.1m）3×（1﹣）×10N/kg=6N；


（2）木块的重力：G木=F浮=6N，


木块表面上放一重2N的石块，当它静止时，F'浮=G总，


即ρ液V木g=G木+G石，


液体的密度：ρ液===0.8×103kg/m3．


（3）图乙中木块下表面受到液体的压强：p=ρ乙gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa．


答：（1）图甲中木块受的浮力为6N；


（2）图乙中液体的密度为0.8×103kg/m3；


（3）图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa．


【点评】本题考查阿基米德原理的运用，要理解物体漂浮时的特点，掌握液体内部压强的运算．





23．（2016•德阳）水平放置的平底柱形容器A重3N，底面积是200cm2，内装有一些水，不吸水的正方体木块B重5N，边长为10cm，被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部，如图所示，拉直的细线长为L=5cm，受到拉力为1N．（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：


（1）木块B受到的浮力是多大？


（2）容器底部受到水的压强是多大？


（3）容器对桌面的压强是多大？





【考点】8O：阿基米德原理；86：压强的大小及其计算；89：液体的压强的计算．


【难度】中等．


【分析】（1）对木块做受力分析，向上的是浮力，向下受到了自身的重力和细线的拉力，即F浮=G+F拉；


（2）根据求得的木块B受到的浮力，利用F浮=ρgV排变形可求得排开水的体积，然后可知木块浸入水的深度，再加上拉直的细线长，即为水的深度，利用p=ρgh可求得容器底部受到水的压强；


（3）容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力，再利用p=可求得容器对桌面的压强．


【解答】解：


（1）木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力，


根据力的平衡条件可得，木块B受到的浮力：F浮=GB+F拉=5N+1N=6N；


（2）由F浮=ρgV排可得，排开水的体积：


V排===6×10﹣4m3，


木块的底面积S木=0.1m×0.1m=1×10﹣2m2．


木块浸入水中的深度：h′===0.06m=6cm，


则水的深度h=h′+L=6cm+5cm=11cm=0.11m，


容器底部受到水的压强：


p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa；


（3）容器内水的体积：


V水=S容h﹣V排=200×10﹣4m2×0.11m﹣6×10﹣4m3=1.6×10﹣3m3，


由ρ=可得，水的质量：


m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.6×10﹣3m3=1.6kg，


水的重力：G水=m水g=1.6kg×10N/kg=16N，


容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力，


即容器对桌面的压力：F=GA+GB+G水=3N+5N+16N=24N，


容器对桌面的压强：p′===1200Pa．


答：（1）木块B受到的浮力是6N；


（2）容器底部受到水的压强是1.1×103Pa；


（3）容器对桌面的压强是1200Pa．


【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件和液体压强公式的应用，关键是求“水的深度“，是一道难度较大的题目．


五、解答题（每题6分，共6分）


24．（2015•重庆）某兴趣小组在探究浸在液体中动物体所受浮力大小规律的实验中，做了如图所示的实验，将同一物体A逐渐浸入到密度为ρ0的液体中，并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律，得出以下一些结论：





（1）分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论：当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越 大 ，分析比较实验序号 甲、丙、丁 可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，物体所受浮力与浸没在液体中的深度 无关 （选填“有关”或“无关”）．


（2）由实验可知A物体的重力为 6 N，A物体浸没在液体中所受的浮力是 2 N．


（3）同组的小薇同学继续用下面的方法测出了金属块B物体的密度，她具体操作如下：①取边长为a的正方体木块放入装有适量该液体的烧杯中，待其静止后用刻度尺测出有高度露出液面，如图甲所示，则木块浸入液体中的深度是 a ，木块底部所受液体的压强是 ρ0ga （以上两空均用相关的物理量表示）．


②将B物体放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出液面的高度为h1，如图乙．


③用体积可忽略不计的细线将物体B系在木块中央，放入液体中静止后测出此时木块露出液面高度h2，如图丙．


④则B物体的密度ρB= （用相关的物理量表示），实验结束后同学们展开了激烈讨论，认为小薇同学的操作还是有一些不足，请你说出一条不足之处 木块露出液面高度的测量误差较大 ．


【考点】8R：探究浮力大小的实验．


【难度】中等


【分析】（1）分析甲乙丙可得浮力大小与排开液体体积的关系；


要得到浮力大小与物体所在深度的关系，需使物体排开液体的体积和液体的密度相同，根据测力计的示数得出结论；


（2）由甲图得出物体的重力；


读出浸没在液体中时测力计的示数，由F浮=G﹣F得出物体的浮力；


（3）①根据物体露出液面的高度得出物体浸没在液体中的深度，根据p=ρ液gh得出木块底部所受液体的压强；


④两种情况下，木块与B均漂浮，浮力相等，可知V排相等，从而可得物体B的体积；


由甲、乙两图可知，物体B的重力应等于木块浮力的变化，从而可得出物体B的质量；


由密度公式得出物体B的密度；


从木块露出水面高度的测量误差分析不足之处．


【解答】解：（1）乙、丙，液体的密度相同，物体浸在液体中的体积不同，测力计的示数不同，且V排越大，测力计示数越小，即浮力越大，可得当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；


丙、丁液体的密度和物体排开液体的体积相同，所在深度不同，测力计的示数相同，由甲、丙、丁可知当排开液体的体积相同时，物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关；


（2）由图甲知，物体的重力G=6N；


由图丙或丁知，物体浸没时，F=4N，则F浮=G﹣F=6N﹣4N=2N；


（3）①由题意知，木块静止后有高度露出液面，则木块浸入液体中的深度是（1﹣）a=a；


则木块底部受到液体的压强：p=ρ液ga=ρ0ga；


④由题意知，物体B的重力应等于木块增大的浮力，则GB=△F浮=ρ液g△V排=ρ0ga2（a﹣h1﹣a）=ρ0ga2（a﹣h1）；


mB===ρ0a2（a﹣h1）；


乙、丙物体排开液体的体积应该相同，则VB=（h2﹣h1）a2；


则ρB===；


由图知，木块的边长较大，而物体B的体积较小，所以乙、丙两图相比，木块露出液面的高度变化不大，会造成测量误差较大．


故答案为：（1）大；甲、丙、丁；无关；（2）6；2；（3）①a；ρ0ga；④；木块露出液面高度的测量误差较大．


【点评】本题是探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验，分析时，注意控制变量法的应用，（3）是本题的难点，注意浮力知识的有关应用，能够根据甲、乙得出物体的质量，根据乙、丙得出物体的体积是解决该题的突破点．


萝卜块编号
质量/g
体积/cm3
放入盐水前
放入盐水后
放入盐水前
放入盐水后
A
63.6
58.2
54.8
48.5
B
47.3
42.5
42.2
35.4
C
79.3
69.8
70.8
58.2
h/m
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.12
0.16
F/N
10.0
9.5
9.0
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
6.0
6.0