答案和解析
【答案】 1. B 2. C 3. C 4. B 5. A 6. B 7. D 8. B 9. B 10. B 11. AD 12. AC 13. AC 14. AC 15. CD
16. 小于;增大;0.2 17. 0.8;1.6;不变 18. 10;竖直向上
19. 7.062×107;5×105
20. 3;大;小;排开液体的体积;变小;丁;液体的密度;下沉 21. 解:
(1)已知上表面距液面10厘米,则物体上表面受到水的压强: p上=ρ水gh上=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa, 正方体的面积:
S=0.1m×0.1m=10-2m2,
由p=得正方体上表面受到的压力:
F上=p上S=1000Pa×10-2m2=10N;
(2)正方体下表面受到的压强:
p下=ρ水gh下=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1+0.1)m=2000Pa; 正方体下表面受到的压力: F下=p下S=2000Pa×10-2m2=20N;
(3)由压力差法可得,正方体受到的浮力为: F浮=F下-F上=20N-10N=10N.
答:(1)物体上表面受到的压力是10N; (2)下表面受到的压力是20N; (3)正方体所受的浮力是10N.
22. 解:(1)冲锋舟满载时所受的浮力:F3334
浮=ρ水gV排=1×10kg/m×10N/kg×1.5m=1.5×10 (2)当冲锋舟满载时 F浮=G总=G自重+G人,
为保证安全,这条冲锋舟最多能承载的人的重力: G人=F浮-G自重=1.5×104 N-0.6×104 N=9000N;
最多能承载的人数:n===15人.
答:(1)冲锋舟满载时所受的浮力是1.5×104
N;
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载的人数是15人. 23. 解:(1)木块的体积: V=(0.1m)3=10-3m3, 由ρ=可得,木块的质量:
m=ρV=0.6×103kg/m3×10-3m3=0.6kg,
木块所受的重力:
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N;
(2)因木块浸没时排开水的体积和自身的体积相等, 所以,木块受到的浮力:
N; 6
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N;
(3)因木块浸没时受到的浮力大于自身的重力, 所以,当细线剪断后木块上浮,静止时漂浮, 此时木块受到的浮力F浮′=G=6N,
由浮力产生的原因F浮=F下-F上可得,木块下表面所受到水向上的压力: F下=F浮+F上=F浮=6N.
答:(1)木块所受的重力为6N; (2)木块所受的浮力为10N;
(3)当细线剪断后,木块最终静止时,其下表面所受到水向上的压力为6N. 【解析】
1. 解:铁桶浸没在水中,受到的重力等于铁桶受到的水的浮力加上所用的拉力, 即G=F浮+F拉, 则F拉=G-F浮,
所以,F拉<G=20N. 故选B.
当铁桶未露出水面时,桶内水受到的重力和浮力是相等的,可以忽略,对铁桶没有力的作用,所以铁桶浸没在水中,受到重力、浮力和人的拉力作用,并且铁桶受到的重力等于铁桶受到的水的浮力加上绳子的拉力,据此求绳子的拉力大小.
理清思路:如果铁桶不受水的浮力,绳子的拉力等于铁桶受到的重力;铁桶在水中受到了水的浮力,绳子的拉力一定小于铁桶受到的重力. 2. 【分析】
(1)浸在液体和气体中的物体均受到浮力;
(2)影响物体所受浮力大小的因素:液体的密度、排开液体的体积; (3)物体漂浮在水面上时,所受浮力等于其重力。
本题考查了浮力、影响浮力大小的因素和物体的浮沉,是中考常考知识点,也是易错知识点,关键是明确浮力产生的原因,难点是把握物体的浮沉条件。 【解答】
A.无论上浮的物体,还是下沉的物体都受到浮力,故A错误; B.浸没在水中体积大的物体受到的浮力大,故B错误;
C.密度大于水的物质构成的物体,做成空心的,也可以浮在水面上,故C正确; D.物体浸在液体、气体中都会受到浮力的作用,故D错误。
故选C。
3. 解:鸡蛋在甲中沉入水底,则ρ甲<ρ鸡蛋,F甲<G; 在图乙中悬浮,则ρ乙=ρ鸡蛋,F乙=G; 在图丙中漂浮,则ρ丙>ρ鸡蛋,F丙=G;
∴液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙,鸡蛋受到的浮力F甲<F乙=F丙,故C正确; 故A错误; F浮=G排=m排g,
鸡蛋排开液体的质量m甲<m乙=m丙,故B错误;
向杯中不断加盐,∴容器里液体重力G甲<G乙<G丙,
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盛水的杯是柱状容器,液体对容器底的压力F=G,则F甲<F乙<F丙, 根据p=可知,液体对容器底的压强p甲<p乙<p丙,故D错误.
故选C.
同一只鸡蛋的重力不变,根据图甲中沉底、图乙中悬浮、图丙中漂浮,利用物体的浮沉条件即可判断三种情况下鸡蛋所受浮力之间的关系.
本题考查了物体浮沉条件的应用,记住条件是关键,要注意同一只鸡蛋的重力不变. 4. 解:向容器中加水前,铁块和小气球悬浮在水中,F浮=G; 向容器中加水后,水的深度增加, 由公式p=ρgh知,
小气球受到水的压强增大, 所以气球排开水的体积减小, 由公式F浮=ρ液gV排知,
气球受到的浮力减小,所以铁块和气球将下沉. 故选B.
向容器中加水,水的深度增大,根据液体压强公式p=ρgh知,气球受到的压强增大,所以排开水的体积变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,气球受到的浮力减小.
此题将铁块和小气球连接在一起,使其悬浮在水中,解析时应把两者看成一个整体加以分析;同时还要注意气球的特点(体积可变).
5. 解:A、当舰载机静止在航母上时,航母受到的浮力与它们的总重力大小相等,A正确;
B、当舰载机飞离航母时,航母将上浮,航母受到的浮力仍等于总重力,重力减小,所以浮力减小,B错误; C、当舰载机降落在航母上时,航母将下沉,因为仍是漂浮,航母受到的浮力仍等于总重力,重力变大,所以浮力变大,C错误; D、由BC知,D错误. 故选A.
漂浮的物体,浮力等于重力.浮力是否变化决定于重力如何变化.
此题考查了物体漂浮在液体中时,浮力和重力的关系,物体只要是漂浮,浮力始终等于重力,浮力的变化决定于重力是否变化、如何变化.
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6. 解:当物体全浸入水中时,V排=V=1.0×10m, 物体受到水的浮力:
F浮′=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N; 由于F浮′>G=7N,
所以,物体将上浮,最后静止在水面上漂浮, 当物体漂浮时,受到水的浮力F浮=G=7N. 故选B.
知道物体的体积和水的密度,利用阿基米德原理求全浸入水中物体受到的浮力;又知道物重,再利用物体的浮沉条件判断物体所处的状态和受到的浮力.
本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件,将二者联合使用是解此类题目的关键.
7. 解:都完全浸入水中,甲、乙、丙体积相同,根据公式F浮=ρgV排可知,甲、乙、丙所受浮力相同. 故选D.
物体所受浮力的大小取决于所浸入液体的密度和物体排开液体的体积. 本题考查影响浮力大小的因素,关键是公式的应用. 8. 解:由图知,四个球排开水的体积: V甲<V乙<V丙=V丁,
根据F浮=ρ水V排g可知四个球受到的浮力: F甲<F乙<F丙=F丁。
由此可知:B正确,ACD错误。 故选:B。
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由题知,四个小球的体积相同,根据图示得出四个小球排开水的体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受到的浮力的大小关系。
本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,能从图中得出四个球排开水的体积关系是本题的关键。 9. 解:A、用铅笔和橡皮泥,可把橡皮泥粘在铅笔一段,使铅笔直立在液体中,浸没深度大的是水,不符合题意,故A错;
B、用小石块和细线不能区分,因为无法知道小石块浸没在两种液体里时拉力大小,无法通过浮力比较,符合题意,故B正确;
C、用天平和量筒可以测定它们的密度直接区分,密度小的是水,不符合题意,故C错;
D、用刻度尺和压强计可以比较液体相同深度处的压强,压强小的就是水,不符合题意,故D错。 故选:B。
本题要求区分水和盐水,可根据它们的密度不同来区分。
本题考查了利用密度特性鉴别物质,我们可以用密度计、液体压强的公式(压强计和刻度尺)、称重法测浮力(弹簧测力计)、天平量筒测浮力来比较液体密度大小。 10. 解:鸡蛋在甲中沉入水底,则ρ甲<ρ鸡蛋,F甲<G; 在图乙中悬浮,则ρ乙=ρ鸡蛋,F乙=G; 所以,液体的密度ρ甲<ρ乙,故A错误; 鸡蛋受到的浮力F甲<F乙,故C错误; 由F浮=G排=m排g可知:
鸡蛋排开液体的质量m甲<m乙,故B正确;
由图可知液体的深度相同,根据p=ρgh可知,液体对容器底的压强p甲<p乙,故D错误。 故选:B。
同一只鸡蛋质量不变,则的重力不变,根据图甲中沉底、图乙中悬浮,利用物体的浮沉条件即可判断不同情况下鸡蛋的密度和所受浮力之间的关系;根据阿基米德原理即可判断排开液体的质量关系;根据p=ρgh即可判断液体对容器底的压强关系。
本题考查了物体浮沉条件的应用,记住条件是关键,要注意同一只鸡蛋的鸡蛋质量不变,则重力不变。
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11. 解:A、因为A在水中漂浮所以ρA<ρ水,所以A的质量mA=ρAa≠ρ水a,故A错误;
B、A与B的总质量m总====ρ水a2h2,故B正确;
C、求解A的密度的思路ρA=其中VA=a3,mA====,故C正确;
D、AB叠放时浮力等于两物体的重力的和,叠放在A上的B取下,放入水中后,B沉底,浮力变小,排开水得体积减小,根据P=ρgh知水对容器的压强的变小,根据F=PS水对容器的压力的变小,故D错误. 故选AD.
(1)根据浮沉情况分析物体A的密度于水的密度大小来判断物体的质量; (2)根据浮沉情况分析物体AB的总质量;
(3)根据ρ=分析A的密度的思路;
(4)AB叠放时浮力等于两物体的重力的和,叠放在A上的B取下,放入水中后,B沉底,浮力变小,排开水得体积减小,根据P=ρgh判断压强的变化,根据F=PS判断压力的变化.
本题考查了根据浮沉判断浮力与重力,物体密度于液体密度的关系,以及求密度和压强计压力的变化等知识,是一道难题.
12. 解:将两个完全相同的物体分别浸没在甲、乙液体后,无液体溢出,可得排开不同液体的体积相等; 由于液体对容器底部的压强相等,由F=pS可知,液体对容器底部产生的压力相等,故C正确,D错误; 由图可知,甲容器中液体深度大,故甲液体密度小于乙液体密度,由F浮=ρgV排得,F甲<F乙,故A正确,B错误. 故选AC.
根据放入物体后,液体对容器底产生压强关系,可判断液体密度关系,利用影响液体压强和浮力的因素分
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析.
由液体压强公式和阿基米德原理判断出液体压强与液体密度和深度有关、浮力大小与液体密度和排开液体体积有关,是解答本题的关键. 13. 解:
(1)读图可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,则浮沉条件可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故A正确,B错误;
(2)小球在甲杯中漂浮,甲密度大于小球的密度;在乙杯中悬浮,乙的密度等于小球的密度;说明甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度,故C正确;
(3)两杯中液面相平,h相等,甲的密度大于乙的密度,由公式p=ρgh可知,甲杯底部所受液体的压强较大,故D错误。 故选:AC。
(1)根据漂浮与悬浮的条件可判断小球在不同杯子中受到的浮力的大小; (2)根据小球的浮沉情况判断出杯中盐水密度的大小关系; (3)再利用压强公式p=ρgh判断压强的大小。
本题的解答需要用到浮沉条件、液体压强公式、阿基米德原理、压强的变形公式等,同时还要进行严密的推理,综合性较强,难度适中。
14. 解:A、由阿基米德原理,F浮=G排,该物体前后两次所受浮力之比为:F1:F2=m排1g:m排2g=72g:64g=9:8,故A正确;
B、由已知排开浓盐水和煤油的质量不同,受到的浮力不同,故在液体中不能都漂浮或悬浮,也不能一种漂浮一种悬浮,只能一种在浓盐水中漂浮,在煤油中下沉,根据阿基米德原理:V物=V排油=
=
=80cm3;
物体在浓盐水中排开的体积:V排盐水===60cm3;
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该物体前后两次排开液体体积之比:V排盐水:V排油=60cm:80cm=3:4,故B错误;
C、由B的分析可知,物体应在浓盐水中漂浮,由阿基米德原理,F浮=G排=G,m排g=mg,m=m排=72g, 由ρ=可得,ρ==
=90cm=0.9×10kg/m,故C正确;
3
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D、已知物体的密度为0.9×103kg/m3,物体在水银和水中都处于漂浮状态,受力分析,F浮=G+F压,V排=V物, 则物体在水银中收到的压力:F1=F压水银=F浮水银-G=F浮水银-mg=ρ水银gV排
-mg=13.6×103kg/m3×10N/kg×80×10-6m3-0.072kg×10N/kg=10.88N-0.72N=10.16N; 物体在水银中收到的压力:F2=F压水=F浮水-G=F浮水-mg=ρ水gV排
-mg=1×103kg/m3×10N/kg×80×10-6m3-0.072kg×10N/kg=0.8N-0.72N=0.08N, 则F1和F2大小之比为:F1:F2=10.16N:0.08N=136:1,故D错误. 故选AC.
(1)由已知排开浓盐水和煤油的质量不同,故在液体中不能都漂浮或悬浮,也不能一个漂浮一个悬浮,只能一个在浓盐水中漂浮,在煤油中下沉,根据阿基米德原理和浮沉条件可求;由浮力之比根据阿基米德原理可求V排之比;
(2)物体在浓盐水中漂浮,根据阿基米德原理可得物体的质量,再根据ρ=可求密度;
(3)物体在水银和水中都处于漂浮状态,受力分析,F浮=G+F压,据此可求.
本题主要考查阿基米德原理以及物体的浮沉和密度的运算,是一道综合题,题目较难.
15. 解:(1)在图甲中,测力计分度值为0.2N,示数为3N,由甲丁图,根据称重法测浮力,圆柱体浸没在水中受到的浮力:
F浮=G-F示=3N-1N=2N-------①, A错误;
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