一、浮力
1.两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。取两块相同的橡皮泥,将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中,将另一块捏成球形状放入乙液体中,橡皮泥静止后如图2所示。以下判断正确的是
A.液体的密度ρ甲>ρ乙 B.液体对容器底部的压强 p甲<p乙 C.橡皮泥受到的浮力F甲<F乙 D.容器对地面的压强p地甲>p地乙 【答案】B 【解析】 【详解】
A.将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同。根据阿基米德公式F浮=液gV排可得
F浮液
V排g
由图可知V排甲>V排乙,所以
ρ甲<ρ乙
故AC错误;
B.液体对容器底的压力等于液体的重力与排开液体的重力之和,因为ρ甲<ρ乙,所以等体积液体甲、乙的质量关系为
m甲<m乙
即
G甲<G乙
橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,因为F浮=G排,所以
G甲排=G乙排
故有
G甲+G甲排<G乙+G乙排
因此液体对容器底压力
F甲<F乙
由压强公式p=
F
,可知液体对容器底部压强 s
p甲<p乙
故B正确;
C.将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,故C错误;
D.容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和,因为G甲<G乙,所以
G甲+G物+G容 <G乙+G物+G容
因此容器对地面的压力
F容甲<F容乙
由压强公式p=
F
可知容器对地面的压强 s
p地甲<p地乙
故D错误。
2.下列关于浮力的说法正确的是 A.漂浮的物体浮力大于重力
B.钢铁比水的密度大,所以用钢铁做成的物体放入水中后最终一定处于沉底状态 C.在空中上浮的气球里充满密度小于空气密度的气体
D.悬浮在水中的潜水艇,若水舱中水位在上升,那么潜水艇一定会上浮 【答案】C
【解析】A、根据物体浮沉条件可知,漂浮的物体浮力等于重力,故A错误;
B、钢铁的密度大于水的密度,若卷成团,则其受到的浮力小于重力而下沉。若把它做成空心的,则它的重力没变,由于体积变大,其排开液体的体积变大,所以受到的浮力变大,因此可以浮在水面上。故B错误;
C、气球中气体的密度小于空气密度,气球受到的空气的浮力大于自身重力,所以漂浮在空中。故C正确;
D、原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,若水舱中水位在上升,则重力应大于浮力,则潜水艇下沉,故D错误。 故选C。
【点睛】此题主要考查了物体的浮沉条件,关键是力和所受浮力之间的关系(或物体密度与液体密度之间的关系).同时考查了学生对阿基米德原理的应用,空心问题就是通过增大排开的液体,从而增大物体所受到的浮力。
3.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲所示).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大 B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大 C.乙烧杯中液体的密度较大 【答案】D 【解析】
试题分析:由于两个密度计在两种液体中都处于漂浮状态,浮力等于重力,而密度计本身的重力是一定的,所以在两种液体中所受的浮力是相等的,故A、B都错;当浮力相等时,排开液体的体积越小,液体的密度就越大,由图示可知,排开丙液体的体积小,所以丙液体的密度大,故C错,D正确;应选D. 【考点定位】密度计的应用
D.丙烧杯中液体的密度较大
4.如图所示,装有一定量水的圆柱形容器(容器足够高)置于水平地面上,把甲、乙两个等体积实心小球分别放入水中,水对容器底部压强的增加量依次为Δp甲、Δp乙,下列判断正确的是
A.若Δp甲>Δp乙,则F浮甲>F浮乙 B.若Δp甲>Δp乙,则m甲 已知甲、乙两个实心小球等体积,根据水对容器底部压强的增加量的大小关系利用p=ρgh得出水的深度变化,然后得出小球浸入的体积变化;即可根据阿基米德原理判断得出小球所处的状态,根据物体的浮沉条件判断出小球的浮力和重力、密度的关系。 【详解】 A、若△p甲>△p乙,由于实心小球是放入同一个圆柱形容器里的水中,根据p=ρgh可知:△h甲>△h乙,根据V排=S△h可知:V甲排>V乙排;根据F浮=ρgV排可知:F浮甲>F浮乙;故A正确; B、由于甲、乙两个实心小球等体积,V甲排>V乙排;则说明甲球浸没水中(悬浮或下 沉),乙球漂浮,根据物体的浮沉条件可知:G甲≥F浮甲,G乙=F浮乙;所以m甲>m乙;故B错误; C、若△p甲<△p乙,由于实心小球是放入同一个圆柱形容器里的水中,根据p=ρgh可知:△h甲<△h乙,根据V排=S△h可知:V甲排<V乙排;由于甲、乙两个实心小球等体积,V甲排<V乙排;则说明甲球漂浮,乙球浸没水中;根据物体的浮沉条件可知:ρ甲<ρ水,ρ乙≥ρ水;所以ρ甲<ρ乙;故C错误; D、由于甲、乙两个实心小球等体积,根据G=mg=ρVg可知:G甲<G乙;故D错误。 故选A。 5.如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态.下列判断正确的是 A.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力 B.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力 C.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度 D.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度 【答案】C 【解析】 【详解】 AB.鸡蛋在甲中漂浮,所以浮力等于重力,在乙中悬浮,所以浮力等于重力,所以甲乙中受到的浮力相等,则AB错误; CD.同一个鸡蛋在甲中漂浮,所以鸡蛋的密度小于甲盐水的密度;在乙中悬浮,所以鸡蛋的密度等于乙盐水的密度,所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度,故C正确,D错误. 6.2013年2月,中国海监在海域放置浮标以监测我国领海的水文变化.监测发现,从春季至夏季,海水温度上升、体积膨胀导致密度下降.此过程中,若浮标体积保持不变,则 A.浮力变大,露出海面体积变小 B.浮力变小,露出海面体积变大 C.浮力不变,露出海面体积变大 D.浮力不变,露出海面体积变小 【答案】D 【解析】 试题分析:因为浮标从春季至夏季始终漂浮,漂浮物浮力等于重力,浮标重力从春季至夏季不变,所以浮力大小不变;因为海水密度减小,由F浮=ρgV排可知,浮标排开海水的体积 变大,则露出海面体积变小.答案选D. 考点:物体的浮沉条件及其应用 7.如图所示,两个相同的柱形容器中分别盛有两种不同的液体.并置于水平桌面上,现将相同的小球分别放入容器中,当小球静止时所处的位置如图所示,两小球受到的浮力分别为F甲、F乙,则下列判断正确的是 A.F甲<F乙ρ甲<ρ乙 C.F甲=F乙ρ甲>ρ乙 【答案】C 【解析】 【分析】 两个小球完全相同处于漂浮时受到的浮力都等于重力,由此可知两小球受浮力大小关系;根据小球的状态确定两种液体的密度关系. 【详解】 完全相同的两个小球在甲、乙两种液体处于漂浮时,两个小球受到的浮力:F甲=F乙=G. 从图中可以看出,两球都漂浮,乙中小球排开液体的体积较多,即V排甲<V排乙,浮力都等于重力,由F浮=ρ液gV排可得ρ甲>ρ乙. 故选C. B.F甲=F乙ρ甲<ρ乙 D.F甲>F乙ρ甲>ρ乙 8.同一个小球,先后放入四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图所示.四个容器中的液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最大的是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 试题分析:同一个小球重力不变,漂浮或悬浮时,重力等于浮力,ABC中小球所受的浮力大小相等,A中球排开的液体最少,所以可知A液体的密度大于BC;D中球沉入水底,说明球的密度大于液体的密度;故可知,四种液体中A液体的密度是最大的,由于四个容器中液面是相平的,所以密度最大的A容器底部所受到的压强最大,故应选A. 【考点定位】压强和浮力 9.如图所示,利用弹簧测力计将一处于容器底部的物块缓慢上提,在物块从上提到离开水面的过程中,下列图象能正确表示弹簧测力计的读数F与物块底部离容器底的高度h的关系是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】 物块从容器底部到露出水面之前,物块排开水的体积不变,即V排不变,由F浮=ρ水V排g可知,物块受到的浮力不变;又∵F浮=G−F,物块重G不变,∴弹簧测力计示数F不变;物块从上表面露出水面到下表面离开水面,∵物块排开水的体积变小,∴物块受到的浮力变小;又∵F′浮=G−F′,物块重G不变,∴弹簧测力计示数F变大;所以在物块从容器底提到离开水面的过程中,弹簧测力计的示数先不变、后变大. 10.小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,则物体(g取10 N/kg) A.漂浮在水面上 B.悬浮在水中 C.沉在溢水杯底部 D.受到1.2 N的浮力 【答案】C 【解析】 【分析】 判断物体的浮沉,除通过比较浮力和重力的大小进行判断外,还可以通过比较物体的密度与液体的密度的大小进行判断. 【详解】 10N/kg=1.2N;物体受到的浮力F浮=ρ水gV排物体的重力G=mg=0.12kg× =1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=1N;因为G﹥F浮,所以物体在水中会下沉直至沉在溢水杯底部. 故选C. 10﹣3m3、重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力11.把体积为2× 大小分别为(g取10N/kg)( ) A.漂浮,F浮=20N C.沉底,F浮=20N 【答案】B 【解析】 【详解】 由阿基米德原理可知,当物体浸没在水中,受到的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N>12N, 根据浮沉条件可知:物体会上浮,最后漂浮在水面上; 根据漂浮的条件知:受到的浮力 F浮′=G=12N. B.漂浮,F浮=12N D.沉底,F浮=12N 12.两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把质量相等体积不同的 A、B 两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是( ) A.小球 B 排开甲液体质量小于小球 A 排开乙液体的质量 B.在甲液体中容器底对小球 A 的支持力等于对小球 B 的支持力 C.小球 A 在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力 D.小球 A 排开甲液体质量小于小球 B 排开乙液体的质量 【答案】A 【解析】A. 在乙液体中,A漂浮,A排开的乙液体的重力等于A的重力,在甲液体中,B下沉,B排开的甲液体的重力小于B的重力,A、B质量相等,因此小球 B 排开甲液体质量小于小球 A 排开乙液体的质量,故A正确;B. mA此 B,由 mB,在乙液体中,A漂浮,乙沉底,因 FB浮, 则根据G=F浮 A =可得,VAVB, 在甲液体中, VA排VB排,所以FA浮 N可知支持力N=G−F浮,所以,NA VB,小球 A 排开甲液体质量和小球 B 排开乙液体的质量 13.跳水运动员入水的过程中,他所受浮力是( ) F随深度h变化的关系如图所示,其中正确的 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 试题分析:在运动员入水的过程中,排开水的体积V排先增大后不变, ∵F浮=ρ水gV排, ∴运动员受到的浮力先增大、后不变. 故选A. 14.如图所示是小明同学在探究“浮力大小”的实验,实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,下列等式正确的是 A.F浮=F2–F1 【答案】C 【解析】 B.F浮=F4–F3 C.F浮=F2–F3 D.F浮=F2–F4 如图所示探究“浮力大小”的实验,F2为物体在空气中时,测力计的示数,即物体的重; F3为物体浸没在水中时,测力计的示数,根据称重法测浮力的原理,F浮F2-F3,故C正确; 图中,F4为排出的水加上空桶的重,F1为空桶的重,根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重,所以F浮F4-F1,故ABD都不正确. 选C. 15.如图一个装有石块的小船漂浮在水面,如果将石头投入水中,容器的水位将 A.升高 C.不变 【答案】B 【解析】 【详解】 石头在船上,船和石头受到的浮力: B.降低 D.无法确定 F浮G总G船G石G船石V石g①, 石块放入水中后,船和石头受到的浮力等于船受到的浮力F船加上石头受到的浮力F石, F浮F船F石, 由于船漂浮: F船G船, 石头沉入水底: F石水gV排, ∴F浮F船F石G船水gV石②, ∵石水, 由①②可得: F浮F浮, 即:石头在船上时,船和石头受到的浮力大,由阿基米德原理可知石头在船上时,船和石头排开水的体积大、水位高,所以把船上的石头投入水中,池内水位下降。故ACD项不符合题意,B项符合题意; 故选B。 16.做托里拆利实验时,测得大气压强值比真实值小,其原因可能是 A.玻璃管放得不竖直 C.水银槽内的水银太多 【答案】B 【解析】 【详解】 在大气压未发生变化时,实验中用的玻璃管的粗细、水银槽内的水银多少均不会影响玻璃管中水银柱的高度.玻璃管放得不竖直时,虽然水银柱的长度增加,但高度不变,以上原因均不会影响测量的结果.当玻璃管内混入少量空气时,水银柱的上方已不再是真空,存在一定的气压,作用在管内水银面的上方,使水银柱高度变小,测量值小于真实值;B符合题意.. B.玻璃管混入少量空气 D.玻璃管粗细不均匀 17.如图所示,水平地面上放置着两个底面积不同的轻质圆柱形容器甲和乙(S甲<S 乙 ),分别盛有两种液体A和B,液面高度相同.容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸 没在液体中(ρC<ρA<ρB).当细线剪断,待物体C静止后,甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲和△P乙,则下列关系正确的是( ) A.△P甲可能大于△P乙 C.△P甲可能等于△P乙 【答案】D 【解析】 【详解】 B.△P甲可能小于△P乙 D.以上三种情况都有可能 容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中后,与没有放物体C时相比,甲液面上升高度为 ,乙液面上升高度为 ;当细线没有被剪断时,因为ρC<ρA<ρB,所以 C漂浮在甲、乙两种液体中.由公式,与没有 放物体C时相比,甲液面上升高度为后,甲和乙容器中液体深度变化量分别为 ,乙液面上升高度为;当细线没有被剪断 △h甲=-=,△h乙=-= 甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲= 和△P乙= 由于ρC<ρA<ρB,故较.故答案选D。 ,同时S甲<S乙,所以△P甲与△P乙无法比 18.两手分别拿着质量相等木块和石块,把它们都浸没到水中。松开手后,木块上浮,石块下沉。静止时受到浮力较大的是 A.石块 B.木块 C.一样大 D.不能确定 【答案】B 【解析】 【详解】 松开手后,木块上浮,静止时漂浮,木块受到的浮力石块下沉,石块受到的浮力因为所以故选B。 【点睛】 重点是浮力大小的比较,当质量相等时,根据两物体在液体中的浮沉状态很容易比较浮力的大小,漂浮时物体的浮力等于自身的重。 , 。 ; ; 19.甲、乙两个相同的杯子里盛有不同的液体,将相同的小球放入液体中,小球静止时液面恰好相平(如图所示)。此时液体对容器底的压强分别是p甲和p乙,小球受到的浮力分别为F甲和F乙,则 A.F甲>F乙 【答案】B 【解析】 【详解】 B.p甲>p乙 C.F甲 20.边长为10cm的正方体物块(ρ物<ρ水)放入水平桌面上的圆柱形容器底部,如图甲所示。逐渐向容器内倒入适量水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出物块对应受到 的浮力F浮,并绘制了如图乙(实线)所示的图像;更换一种液体重复上述实验,绘制了 如图乙(虚线)所示的图像。下列选项不正确的是 A.该物块密度为0.8×103 kg/m3 B.未倒水前物块对容器底部的压强为8×102Pa C.h=6cm时,物块分别在水中和液体中所受浮力之比8:7 D.h=l2cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态 【答案】C 【解析】 【详解】 A.由图象知道,水的深度从h=8cm以后物体受到的浮力8N不再发生变化,又因为ρ物 <ρ水 ,所以,物体处于漂浮状态,即受到的浮力和重力相等,所以,物体的重力是: G=F浮 =8N; 由于正方体物块的边长为10cm,所以,体积是: V=(10cm)3 =1000cm3 =0.001m3 , 由G=mg=ρVg知道,物块的密度是: G8N =0.8×103 kg/m3 ,故A正确; 3Vg0.001m0N/kgB.未倒水前,物块对容器底部的压力是: F=G=8N, 受力面积是: S=(10cm)2 =100cm2 =0.01m2 , 所以,对容器底部的压强是: pF8N=8×102 Pa,故B正确; 2S0.01mC.由图象知道,当h=10cm以后物体在液体中受到的浮力是F浮′=7N且不在变化,此时F 浮 ′<G,所以,物体处于沉底状态,因为物体完全浸没时排开液体的体积和自身的体积相 等,由F浮′ =ρ水 V排 g 知道,液体的密度是: 液F浮7N =0.7×103 kg/m3 , 3V排g0.001m10N/kg当h=6cm时,物块分别在水中和液体中都是部分浸入,即排开水、液体的体积相同,由F 浮 =ρ水 V排 g知道,所受浮力之比是: 水gV排水1103kg/m310==== , F液浮液gV排液0.7103kg/m37F水浮故C错误; D.由A、C解答知道,当h=12cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态,故D正确。 21.如图所示,水平桌面上放着一个装有适量水的圆柱形容器,水面上漂浮着一个放有实心小铁球的烧杯;若将小铁球从烧杯中取出放入水中,烧杯仍竖直浮在水面上,ρ铁=7.9g/cm3.下列说法不正确的是 A.水可能会溢出 B.烧杯下表面受到水的压强变小 C.圆柱形容器底受到水的压强变小 D.圆柱形容器对桌面的压强不变 【答案】A 【解析】 【详解】 A.铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以 F浮总G烧杯G球; 拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以 F浮杯G杯, 故烧杯的浮力减小,由F浮=水gV排知,烧杯排开水的体积减小,烧杯中水面会下降,不会溢出,故A不正确,符合题意; B.铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以F浮总G烧杯G球球;拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以F浮杯G杯,故烧杯的浮力减小,烧杯排开水的重力减小,烧杯排开水的体积减小,烧杯将上浮小一些,烧杯下表面受到水的压强变小,故B正确,不符合题意; C.铁球拿出前的总浮力 F总G烧杯G球; 铁球拿出后的总浮力 F浮总F浮杯F浮球, 杯子漂浮在水面上, F浮杯G杯, 故 F浮总G杯F浮球, 而铁球沉底, F浮球<G球, 故 F浮总>F浮总; 即铁球拿出后烧杯和铁球受到的总浮力小于拿出前烧杯和铁球受到的总浮力,根据 F浮gV排可知,拿出后排开水的体积小于拿出前排开水的体积,同一个容器底面积相 同,则拿出前水的深度大于拿出后水的深度,根据pgh可知,拿出前水对容器底的压强大于拿出后水对容器底的压强,故C正确,不符合题意; D、容器对地面的压力等于容器、水、物体的重力之和,同一容器,则质量相等,重力相等,铁球与小船质量相等,重力相等,故容器对地面的压力相等,容器的底面积相等,根据pF可知,甲图容器对地面压强等于乙图容器对地面压强;故D正确,不符合题意. S 22.如图所示,将三个完全相同的鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。则下列判断正确的是 A.三种液体的密度关系为:ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m甲>m乙=m丙 C.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F甲<F乙=F丙 D.三种液体对容器底部的压强关系为:p甲=p乙>p丙 【答案】C 【解析】 【详解】 A、鸡蛋在甲中下沉,甲的密度小于鸡蛋密度;在乙中悬浮,乙的密度等于鸡蛋密度;在丙中漂浮,丙的密度大于鸡蛋密度,所以 ,故A错误; B、鸡蛋在甲中下沉,浮力小于鸡蛋的重力,则排开液体的质量小于鸡蛋的质量;乙悬浮,丙中漂浮,则乙、丙受到的浮力等于鸡蛋的重力,即乙丙排开液体的质量等于鸡蛋的质量,所以 ,故B错误; ,故C正确; 得,三种液体对容 ,故D错误。 C、由B知,甲受到的浮力小于重力,乙丙受到的浮力等于重力,所以鸡蛋受到三种液体的浮力关系为: D、三种液体的深度相同,丙的密度最大,甲的密度最小,根据器底的压强关系是:故选:C。 【点睛】 本题综合考查了物体浮沉条件的应用及液体压强大小的判断,解决此题的关键是掌握物体浮沉情况物体重力与浮力的关系、物体密度与液体密度的关系。 23.在下图所示的甲图中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中.图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像.若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为( ) A.2.8×103kg/m3 C.0.6×103kg/m3 【答案】A 【解析】 B.2.3×103kg/m3 D.3.2×103kg/m3 试题分析:由题图知道,石料的重力G=1400N,石料完全浸没在水中所受浮力 F浮=G-F拉 =1400N-900N=500N,由阿基米德原理F浮=ρ水gV 所以石料的密度 故答案为A. 【考点定位】浮力 密度 24.水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底相连,如图所示,此时水面距容器底30cm,则下列相关说法错误的是() A.此时物块B受到的拉力为6N B.容器对水平地面的压力是84N C.剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa D.剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa 【答案】C 【解析】 【详解】 A. 木块的重力:GB=mBg=0.4kg×10N/kg=4N,木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10−3m3,物体浸没时受到的浮力为:F浮=ρ水gV排= 1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3=10N,绳子的拉力为:F=F浮−GB=10N−4N=6N;故A正确;B. 容器内水的体积V=Sh=300cm2×30cm−1000cm3=8000cm3=8×10−3m3,由ρ=可得,水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×8×10−3m3=8kg,因不计质量的薄壁盛水柱形容器,则容器对水平地面的压力F=G总=(m水+mB)g=(0.4kg+8kg)×10N/kg=84N,故B正确; C. 绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变,受力面积不变,故剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强没有变化,故C错误;D. 物块B的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,剪断绳子,待物块B静止后漂浮,F′浮=G=4N;由F浮=ρ液gV排可得, 木块漂浮时排开水的体积:V′排==4×10−4m3,液面下降的 深度为:△h=【点睛】 =0.02m,水对容器底的压强变化量:△p =ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.故D正确;故选C. (1)物体在水中受到三个力的作用:重力、浮力和绳子的拉力.利用G=mg求出木块的重力,木块浸没在水中,求出木块的体积,即排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排计算木块受到的浮力;已知物重和浮力,两者之差就是绳子的拉力;(2)容器对水平地面的压力等于容器、水、木块的重力之和;(3)绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变等于容器重、水重和木块重之和,再利用压强公式分析对地面的压强.(4)根据漂浮时浮力与重力的关系得出木块受到的浮力;根据根据F浮=ρ液gV排得出木块排开水的体积,根据V排的变化得出水深度的变化,从而可得压强的变化. 25.a、b两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后( ) A.甲漂浮,甲受浮力大 C.甲漂浮,乙受浮力大 【答案】D 【解析】 B.乙漂浮,乙受浮力大 D.乙漂浮,甲受浮力大 由图象知道,当ma =2.0g时,Va =1.0cm3 ,所以a的密度是:ρa =ma/Va=2.0g/1.0cm3=2g/cm3,当mb =2.0g时,Va =3.0cm3 ,所以b的密度是:ρb =mb/Vb=2.0g/3.0cm3≈0.67g/cm3 ,根据题意知道,当Va =Vb =V时,因为ρa>ρ水,所以a浸没在水中放手后会下沉,且受到的浮力是:Fa =ρ水gV,因为ρb<ρ水,所以b浸没在水中放手后会上浮,最后漂浮在水面,且受到的浮力是:Fb=Gb =ρb gV,即Fa>Fb,故只有D正确,故选D. 26.在一支平底试管内装入适量铁砂,然后将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯中,试管静止时的状态如图所示,则下列说法中正确的是( ) A.试管在甲液体中受到的浮力较大 B.试管在乙液体中受到的浮力较大 C.装有甲液体的烧杯底部所受压强较大 D.装有乙液体的烧杯底部所受压强较大 【答案】D 【解析】 【详解】 AB. 如图两次试管都漂浮在液面上,浮力等于重力,所以浮力相等,故AB错误; CD. 试管在乙液体中排开液化的体积小,根据F浮液gV排可知,乙的密度大,且两容器中液体的深度相等,再根据pgh可知,装有乙液体的烧杯底部所受压强较大,故C错误,D正确. 【点睛】 重点是浮沉条件、阿基米德原理和液体压强公式的应用,先根据浮沉状态结合阿基米德原理判断出两液体密度的大小,再根据液体压强的特征判断液体对容器底的压强大小. 27.对于上升的热气球,下列说法正确的是( ) A.热气球的升空原理和民航飞机的起飞原理相同 B.热气球匀速上升时,机械能一定不变 C.热气球上升过程中,受到的大气压强不变 D.热气球燃料减少后,它的惯性变小 【答案】D 【解析】分析:(1)飞机起飞利用了流体压强与流速的关系,热气球是利用浮力升空的; (2)分析热气球在匀速上升过程中气球的动能和势能变化情况即可得出答案。 (3)根据大气压与高度的变化关系可判断热气球上升过程中大气压强的变化; (4)惯性是保持物体运动状态不变的性质,只有质量有关,质量大,惯性大。 解答:A、飞机起飞利用了流体压强与流速的关系,热气球是利用浮力升空的,二者的原理不相同。此选项错误; B、热气球在匀速上升过程中气球的质量不变,速度不变,动能不变;而高度变大,势能变大,所以机械能变大。此选项错误; C、大气压随高度的升高而减小,故热气球上升过程中,受到的大气压强越来越小;此选项错误; D、惯性大小与质量有关,质量小,惯性小,故火箭飞行一段时间后燃料减少,质量减少,其惯性大小变小。此选项正确; 故选D 【点睛】此题通过气球的升空现象,考查了物体浮沉条件的应用,对二力平衡条件的掌握,还考查了机械能的知识,综合性较强,难点是物体浮沉条件的应用。 28.将一支密度计先后放入A、B两容器中,如图所示,两容器中的液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到的浮力分别是FA、FB,则密度和浮力的关系分别满足 A.ρA<ρB,FA=FB B.ρA<ρB,FA>FB C.ρA=ρB,FA>FB D.ρA>ρB,FA=FB 【答案】A 【解析】 因为密度计在A、B两种液体中都是漂浮,所以,受到的浮力相等都等于密度计受到的重力G,即FA =FB=G,又因为ρ液gv排=G,由图知道,密度计排开液体的体积关系是:VA>VB,所以,A、B液体的密度关系是:ρA <ρB,故只有A正确,故选A. 29.如图所示,放于水平桌面上的台秤,其有一个盛水平底柱形烧杯。现将弹簧测力计下端吊着的实心铝块逐渐浸入,直至刚浸没于水中(不接触容器,无水溢出)在此过程中,下列说法正确的是 A.弹簧测力计的示数逐渐减小,台秤的示数不变 B.水对烧杯底部的压强变大,台秤的示数逐渐变小 C.水对杯底增加的压力等于铝块浮力的变化量 D.浮力逐渐变大,台秤对水平桌面的压强不变 【答案】C 【解析】 【详解】 AB.铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,由平衡条件得: G铝=F+F浮, F=G铝-F浮, 在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,根据阿基米德原理得到F浮逐渐增大,弹簧测力计的示数F逐渐减小; 铝块浸在水中,受到竖直向上的浮力,根据力的作用是相互的,可知铝块对水向下的压力 F压=F浮, 台秤的支持力为FN,由平衡条件得到台秤对烧杯的支持力 FN=G+F压, 在铝块完全浸没前,F浮逐渐增大,F压逐渐增大,FN逐渐变大,台秤的示数增大,铝块逐渐浸没过程中,水的深度变大,根据p=ρgh得到水对烧杯底部的压强变大,故AB错误; C.水对杯底增加的压力 ΔF=ΔpS=ρgΔhS=ρgΔV排=ΔF浮, 故C正确; D.实心铝块逐渐浸入,直至刚浸没于水中,V排逐渐增大,F浮增大,根据力的作用是相互的,可知铝块对水向下的压力增大,台秤受到的压力增大,台秤对桌面的压力增大,根据p= F可知台秤对桌面的压强增大,故D错误。 S 30.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的变化图像可能是下图中的( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】 开始加入清水时,鸡蛋会缓慢下沉,浸入水中的体积逐渐增大,但还是漂浮状态,所以浮力不变;全部进入水中后,继续加清水,鸡蛋排开水的体积不变,但液体密度减小,根据阿基米德原理可知,浮力减小,但不会减小为0,所以D图是正确的.
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