1、1素养全练 8 浮力(时间:45 分钟 满分:100 分)基础巩固一、选择题(每小题 5 分,共 25 分)1.(2018 四川内江)关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )A.物体的密度越大,受到的浮力越大B.物体没入水中越深,受到的浮力越大C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大D.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大答案:A解析:物体密度越大,排开液体的体积不一定大,故受到的浮力不一定大,故 A 错误;物体没入水中深,但排开水的体积不一定大,故受到的浮力不一定大,故 B 错误;由阿基米德原理 F 浮 = 液 gV 排 可知,物体排开水的体积越大,则物体受到的浮力越大,故 C 正
2、确;漂在水面上的物体,如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故 D错误。2.(2017 吉林)下列设备和器材中,利用浮力的是( )A.抽水机 B.气压计C.潜水艇 D.铅垂线答案:C3.(2018 四川德阳)体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是( )A.铅球受到的浮力最大B.木块受到的浮力最大C.铜块受到的浮力最大D.它们受到的浮力一样大答案:D解析:由体积相同的铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,可知物体排开液体的体积相等,由 F 浮=G 排 = 液 gV 排 可知,它们受到的浮力
3、一样大,故选 D。4.(2017 山西)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是( )A.西瓜的密度比李子的密度大B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力2C.李子下沉过程中所受水的压强不变D.李子浸没后,下沉过程所受浮力大小不变答案:D5.(2018 湖北黄冈)据史书记载,我国宋朝治平年间,在今陕西境内发生过一次大洪水,洪水将固定浮桥用的八尊沉重的铁牛冲入了河底。当时有一个叫怀丙的人巧妙地将铁牛打捞了起来:把拴在一起的两艘大木船装满沙子,然后用绳索一端系住铁牛,拉紧后另一端拴在船上。把沙子卸入河中,铁牛就被拉起来了。以下判断正确的是( )A.铁牛浸没
4、后,随着深度增加,所受的浮力增大B.铁牛被冲到河底只受到重力和浮力C.用两艘大木船并装满沙子,是为了减小浮力D.卸下沙子的过程中,当木船排开水的体积减小时,铁牛就会被拉起答案:D解析:浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与深度无关,铁牛浸没后,水的密度不变,排开水的体积不变,所受的浮力不变,故 A 错误;分析可知,铁牛被冲到河底故重力大于浮力,所以铁牛还受到河底的支持力的作用,故 B 错误;用两艘大木船并装满沙子,船仍旧漂浮在水面上,重力增大,浮力也随之增大,所以是为了增大浮力,故 C 错误;卸下沙子的过程中,木船重力减小,所受浮力减小,根据 F 浮 =gV 排 可知,木船排开水的体积
5、减小时,需要上浮,所以铁牛就会被拉起,故 D 正确。二、非选择题(共 35 分)6.(6 分)(预测题)弹簧测力计下挂着一重为 12 N 的实心小球,小球浸没在水中并静止时,弹簧测力计示数为 7 N,此时小球受到的浮力是 N,其密度是 kg/m3。( g 取 10 N/kg,水 =1.0103 kg/m3) 答案:5 2.4103解析:小球浸没时受到的浮力:F 浮 =G-F=12N-7N=5N;因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以,由 F 浮 =gV 排 可得,小球的体积: V=V 排 =,F浮 水 g则小球的密度: = 水 = 1.0103kg/m3=2.4103kg/m3。mV=
6、 Gg F浮水 g=GF浮 12N5N7.(14 分)(2018 云南)一般情况下,人在水中会下沉,在死海中却能漂浮在海面上。为此,小李同学猜想:浮力的大小可能跟液体的密度有关。为了检验这个猜想,他设计了如图所示的实验进行探究:(1)铝块在水中受到的浮力 F 浮 = N。 (2)比较图乙、丙两图中铝块所受浮力的大小,小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论,你认为这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。 (3)小赵同学认为用以下方法检验更为简便:将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中,看到鸡蛋在水中下沉,在浓盐水中悬浮,如图丁所示。分析鸡蛋受力可知,在水中下沉是因为它
7、受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力;在浓盐水中悬浮时,根据 3的知识可得,鸡蛋受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,从而可以得出结论:浮力的大小与液体的密度 (选填“有关”或“无关”)。 导学号 77164121答案:(1) 1 (2)错误 没有控制铝块排开液体的体积相同 (3)小于 二力平衡 等于 有关解析:(1)由图甲知,弹簧测力计分度值是 0.2N,G=2.7N;由图乙知,铝块浸没在水中后所受浮力 F 浮=G-F=2.7N-1.7N=1N;(2)比较乙、丙两图可知,铝块所受浮力的大小相等,但由于实验中没有控制铝块排开液体的体积相同,故小李同学的结论是错误的。
8、(3)鸡蛋在水杯中下沉,受到水的浮力小于鸡蛋重力;鸡蛋悬浮在乙杯中,根据二力平衡知识可得,鸡蛋受到盐水的浮力等于鸡蛋重力;由于鸡蛋重力不变,故盛有水的容器中的鸡蛋受到的浮力小于盛有浓盐水的容器中的鸡蛋受到的浮力,从而可以得出结论:浮力的大小与液体的密度有关。8.(6 分)(2018 湖南怀化)在平静的池水中漂浮有一个木球,木球的体积为 4 dm3,露出水面的体积为总体积的 ,那么木球受到的浮力为 N,木球的密度为 kg/m3。( g 取 10 N/kg) 14答案:30 0.75103解析:(1)由题知,木球排开水的体积: V 排 = V 木球 =310-3m3,则木球受到的浮力: F 浮 =
9、 水 gV 排34=1103kg/m310N/kg310-3m3=30N;(2)木球漂浮,则 F 浮 =G 木球 =30N,故木球的质量:m= =3kg,G木球 g = 30N10N/kg木球的密度:= =0.75103kg/m3。mV= 3kg410-3m39.(3 分)(2017 湖北襄阳)某物体漂浮在水面上,受到的浮力是 5 N,画出物体受到的浮力的示意图。答案:见解析:解析:因为木块漂浮,所以 F 浮 =G=5N;浮力的作用点画在重心,方向竖直向上,如图所示。410.(6 分)(2018 安徽)如图甲所示,重为 200 N 的方形玻璃槽,底面积为 0.4 m2,放在水平台面上,向槽中加
10、水至水深 0.3 m(已知 水 =1.0103 kg/m3,g 取 10 N/kg,玻璃槽的侧壁厚度不计)。(1)将边长为 20 cm 的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为 5 cm,如图乙所示,求该物块的密度;(2)如图丙所示,用力 F 垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为 2 cm 并保持静止,求此时力 F 的大小。答案:(1) 物 =0.75103 kg/m3 (2)F=12 N解析:(1)因为物体漂浮,所以 F 浮 =G 物 ,即 水 gV 排 = 物 gV 物 ,又因为物体边长为 20cm,露出水面的高度为 5cm,所以 ,联立解得 物 =
11、=0.75103kg/m3。V排V物 =34 3 水4(2)因为物体边长为 20cm,此时露出水面的高度为 2cm,所以 V 排 =Sh=(0.2m)2(0.2-0.02)m=7.210-3m3,故此时物块所受浮力 F 浮 =72N,G 物 =60N,而此时物体受力平衡,所以 F+G 物 =F 浮 ,解得 F=F 浮 -G 物 =12N。能力提升一、选择题(每小题 5 分,共 15 分)1.(2018 四川眉山)如图所示,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。下列说法正确的是 ( )A.
12、物体受到的浮力大小关系为 FAFBFCB.三个物体的密度大小关系是 A B CC.容器对桌面的压力大小关系为 F 甲 =F 乙 =F 丙D.容器底部受到水的压强大小关系为 p 甲 p 乙 p 丙答案:C解析:由题知, A、 B、 C 三个正方体的体积相同;由图可知, A、 B、 C 三个正方体排开水的体积关系为,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VA排 VB排 VC排B 处于漂浮, C 处于悬浮,则由浮沉条件可知: GA=FA,GB=FB,GC=FC,由于 FAFBFC,所以 GAGBGC;由于正方体 A、 B、 C 的体积
13、相同,所以根据 = 可知,物体密度的大小关系: A B C,故 B 错误;因mV=GgV5正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,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,能看出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 ,故 C 正确;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 ,故 D 错误。2.(2017 青海)用一
14、个量筒、水、一根细针做实验来测小木块的某些物理量( 木 水 ,小木块能放入量筒中),下列说法正确的是( )A.只能测木块的体积B.只能测木块所受的浮力C.只能测木块的体积、质量和密度D.木块的体积、所受的浮力、质量和密度都能测量答案:D解析:(1)测量木块的体积:先用量筒取适量的水读出体积 V1,用细针将木块压入水中读出总体积 V2,则木块的体积 V 木 =V2-V1;(2)测木块受到的浮力:先用量筒取适量的水读出体积 V3,将木块放入水中读出示数 V4,则木块排开水的体积 V 排 =V4-V3;木块受到的浮力 F 浮 = 水 gV 排 = 水 g(V4-V3);因为漂浮,所以木块的重力 G
15、木 =F 浮 = 水 gV 排 = 水 g(V4-V3),所以木块的质量 m 木 = 水 (V4-V3),再利用密度公式求木块的密度 木 = 水 。由上述分析可知,利用题目提供的器材可以测量木块的体积、V4-V3V2-V1所受的浮力、质量和密度。故选项 D 正确。3.(2017 浙江台州)用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( g 取 10 N/kg)( )A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大D.通过计算可知实验所用物块的密度为 2103 kg/m
16、3答案:D解析:物体放入水中前,溢水杯必须装满水,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积,所以选项 A 错误;物块浸没水中后,随着深度的增加,排开水的体积不变,液体的深度不变,水对容器底部的压强不变,故选项 B 错误;左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,6弹簧测力计的示数不再变化,故选项 C 错误;由测力计的示数可知,物体的重力 G=2N,物体的质量 m=0.2kg;物体浸没水中后的浮力 F 浮 =G-G=2N-1N=1N,由阿基米德原理 F 浮 = 水 gV 排 得,体G
17、g= 2N10N/kg积 V=V 排 = =110-4m3,物体的密度 = =2103m3,故选项 DF浮 水 g= 1N1.0103kg/m310N/kg mV= 0.2kg110-4m3正确。二、非选择题(共 25 分)4.(6 分)如图所示,小华制作了一个简易的密度计:她选择一根长 16 cm 的饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口,使吸管在液体中漂浮时能保持在 方向。密度计在液体中漂浮时,受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力。把密度计放入水中,露出液面的长度是7.9 cm,再将密度计放入某液体中,露出液面的长度是 7 cm,则此液体的密度为 kg/m3。( 水 =1
18、.0103 kg/m3) 答案:竖直 等于 0.91035.(9 分)(2018 湖南株洲)将一底面积为 0.01 m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为 N,木块重力为 N,细线对木块的最大拉力为 N。( g 取 10 N/kg) 答案:15 9 6解析:(1)根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为 L1=9cm;由于从 9cm 到 16cm,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为 16cm 时细线刚好张紧,线
19、的拉力为零;木块上表面与液面相平时,水面的高度为 22cm;所以木块的高度:L=9cm+(22cm-16cm)=15cm=0.15m;则木块的体积:V 木 =S 木 L=0.01m20.15m=1.510-3m3,木块全部淹没时受到的浮力最大:F 浮 = 水 gV 排 = 水 gV 木 =1103kg/m310N/kg1.510-3m3=15N。7(2)由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为 900Pa,则木块的重力与水向上的压力(浮力)平衡,所以,木块重力: G=F 向上 =p 向上 S=900Pa0.01m2=9N;(3)木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件
20、可得,细线对木块的最大拉力: F 拉 =F 浮 -G=15N-9N=6N。6.(10 分)如图所示,将边长为 5 cm 的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为 0.1 kg(g 取 10 N/kg)。求:(1)木块受到的浮力;(2)木块的密度;(3)木块下底面受到水的压强。答案:(1)1 N (2)0.8103 kg/m3 (3)400 Pa解析:(1)木块受到的浮力: F 浮 =G 排 =m 排 g=0.1kg10N/kg=1N;(2)正方体木块的体积:V 木 =(0.05m)3=1.2510-4m3,因为木块漂浮,所以 G 木 =F 浮 =1N,因为 G 木 =m 木 g= 木 V 木 g,所以木块的密度: 木 =GgV木 = 1N10N/kg1.2510-4m3=0.8103kg/m3;(3)由于木块漂浮,根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到的水的压力:F=F 浮 =1N,木块的底面积S=(0.05m)2=0.0025m2,木块下表面受到的水的压强:p= =400Pa。FS= 1N0.0025m28
