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【2022年】 一、多选题 1．（2022·河北）下图所示的四幅图中，不能利用流体压强与流速的关系解释的是（ ） A． C． 【答案】ABC 【解析】 A．用吸管吸饮料是利用了大气压的作用，不能揭示流体压强与流速的关系，故A符合题意； B．热气球升空，是因为热空气的密度比空气的密度小，热气球受到的浮力大于重力，利用的是空气的浮力，不能揭示流体压强与流速的关系，故B符合题意； C．向烧瓶浇冷水后，瓶内水面上的空气温度降低，气压减小，导致水的沸点降低，而水的实际温度仍很高，高于此时水的沸点，所以水会重新沸腾，不能揭示流体压强与流速的关系，故C符合题意； D．往b管中吹气，吸管a上方的流速增大，压强减小，a管中液体受到向上的压强大于向下的压强，在这个管内外产生压强差的作用下，液面上升，能揭示流体压强与流速的关系，故D不符合题意。 故选ABC。 2．（2022·天津）小明在研究物体的浮沉问题时，制作了一个空腔“浮沉子”，将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，此时水深为h1，如图所示；一段时间后，由于渗漏空腔内开始进水，最后空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸没，此时水的深度降为h2。已知水的密度为ρ0，则所制作的浮沉子（ ）
A．质量为ρ0(h1-h0)S B．质量为ρ0(h2-h0)S C．材料的密度为 【答案】AD 【解析】 AB．刚放入水中时，排开水的体积为
刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，浮力等于浮沉子的重力，等于排开水的重力，故浮子的重力为
经整理可知
故A符合题意，B不符合题意； CD．一段时间后，空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸没，此时水的深度降为h2，则空腔部分的体积为
实心部分的体积为
材料的密度为
故C不符合题意，D符合题意。 故选AD。 二、单选题 3．（2022·广东广州）两个量筒均装有20mL的水、往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块，物块静止后如图所示，水的密度为1g/cm3，g取10N/kg，则（ ）
A．甲的体积为40cm3 B．甲受到的浮力为0.4N C．乙排开水的体积小于20mL D．乙受到的浮力小于甲受到的浮力 【答案】B 【解析】 A．如图所示，放入甲后，量筒读数为60mL，故甲的体积为 V甲排=60mL-20mL=40mL=40cm3＜V甲 故A错误，不符合题意； B．甲受到的浮力为
故B正确，符合题意； C．如图所示，放入乙后，量筒读数为70mL，故乙排开水的体积为 V乙=70mL-20mL=50mL>20mL 故C错误，不符合题意； D． 根据公式F浮=ρ水gV排可知 V甲排<V乙排 所以 F甲<F乙 故D错误，不符合题意。 故选B。 4．（2022·北京）甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示，将它们浸没在水中释放，在其稳定后，三个小球所受的浮力分别为
A． C． 【答案】B 【解析】 由表格数据可知，甲球的密度为
乙球的密度为
丙球的密度为
由于甲球和乙球密度小于水的密度，所以甲球和乙球最终会漂浮在水面，甲球漂浮时，浮力为
乙球漂浮时，浮力为
由于丙球密度大于水的密度，所以丙球最终会沉底，由
综上所述， 故选B。 5．（2022·山西）如图所示，是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析、全球气候变暖会导致冰山熔化，海平面升高。下列判断正确的是（ ）
A．冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力 B．冰山所受的重力小于它排开水所受的重力 C．冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上 D．冰山熔化一部分后排开水的体积不变 【答案】C 【解析】 A．冰山在海水中漂浮，冰山所受到的浮力等于它所受的重力，故A错误； B．冰山所受到的浮力等于它所受的重力，根据阿基米德原理，冰山所受的重力等于它排开水所受的重力，故B错误； C．冰山熔化一部分后密度仍然小于海水，所以仍会漂浮在水面上，故C正确； D．冰山熔化一部分后，重力变小，浮力变小，则排开水的体积变小，故D错误。 故选C。 6．（2022·河南）两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．密度计A所受浮力较小 B．密度计B所受重力较小 C．两密度计底部所受水的压强相等 D．两密度计在水面处的刻度值不同 【答案】A 【解析】 A．根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排 A、B均漂浮在水中，故液体密度相同。由图可知 VB排>VA排 可得 FB浮>FA浮 故A正确； B．密度计处于漂浮状态，浮力和重力的关系为 F浮=G计 因为 FB浮>FA浮 所以 GB>GA 故B错误； C．A、B浸没的深度关系为 hA<hB 根据液体压强公式 p=ρgh 可得 pA<pB 故C错误； D．密度计是用来测量液体密度的仪器，密度计漂浮时，在液面处的刻度就是所测液体的密度，A、B均为密度计，漂浮在水上，所以两密度计在水面处的刻度都是水的密度，故D错误。 故选A。 7．（2022·湖北黄冈）如图所示，欢欢同学把一只苹果丢入水中，发现苹果下沉一段距离后，又向上运动，最终漂浮在水面上，下列分析正确的是（ ）
A．在下沉的过程中，苹果受到水的压强不变 B．在下沉的过程中，苹果受到水的浮力减小 C．在水面漂浮时，苹果受到的浮力大于它受到的重力 D．在整个过程中，苹果受到浮力的方向总是竖直向上 【答案】D 【解析】 A．在下沉的过程中，苹果所处液体深度变大，苹果受到水的压强变大，故A错误； B．在下沉的过程中，苹果排开水的体积不变，液体密度不变，由阿基米德原理可知苹果受到水的浮力不变，故B错误； C．在水面漂浮时，苹果受力平衡，苹果受到的浮力等于它受到的重力，故C错误； D．物体不管处于何种浮沉状态，所受浮力的方向总是竖直向上的，故D正确。 故选D。 8．（2022·湖北武汉）如图所示，三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水，将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是（ ）
A．图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N B．图丙和图乙中容器底上表面受到的压力之差等于0.1N C．图丙中盐水的密度是1.1×103kg/m3 D．圆柱体的密度是3.0×103kg/m3 【答案】B 【解析】 A．图甲中，还没有浸没，甲上表面的压力为0，故图甲下表面的压力为
图乙中，物体浸没，则
图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差
在图乙中，上表面的压力大于0，故图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N，故A正确，A不符合题意； B．丙图中，物体所受的浮力为
乙图中，物体所受的浮力大小为
图丙中物体上表面的压力为
同理，图乙中物体上表面的压力为
和图乙中容器底上表面受到的压力之差
由于 C．圆柱体在乙和甲中都浸没，排开液体体积相同，且与圆柱体体积相同。在图乙中，圆柱体所受的浮力为1N，则圆柱体的体积为
图丙中，圆柱体所受的浮力为1.1N，则盐水的密度是
故C正确，C不符合题意； D．圆柱体的质量为
圆柱体的密度是
故D正确，D不符合题意。 故选B。 9．（2022·天津）如图所示的实例中利用大气压的是（ ） A． C． 【答案】C 【解析】 A．把锤柄在凳子上撞几下，就能紧固锤头，利用的是惯性，故A不符合题意； B．排水管的U型“反水弯”是利用连通器原理来工作的，故B不符合题意； C．用吸管吸饮料，用力一吸，吸管内的大气压小于外界大气压，水在外界大气压的作用下，被压入口腔内，所以用吸管吸饮料利用的是大气压，故C符合题意； D．潜水艇的浮沉是靠改变自身重力实现的，利用的是物体的浮沉条件，故D不符合题意。 故选C。 10．（2022·四川）2021年12月9日，航天员王亚平在“天宫课堂”中展示了“浮力消失实验”。在中国空间站微重力环境中，她用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球悬停在水中，如图甲所示；在中国科技馆的同学们做了同样的实验，用吸管把完全相同的乒乓球压入水中，取出吸管后，乒乓球会迅速上浮直至漂浮在水面，如图乙所示。请根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中的乒乓球具有惯性，图乙中的乒乓球不具有惯性 B．图甲中的乒乓球受到水对它向上与向下的压力差几乎为零 C．图乙中的乒乓球在上浮过程中，受到水的浮力等于它受到的重力 D．图乙中的乒乓球在水面漂浮时，往水中加盐，乒乓球会下沉 【答案】B 【解析】 A．惯性是物体的一种属性，其大小只与质量有关，两图中的乒乓球都具有惯性，故A错误； B．图甲中乒乓球处于微重力环境中，水对它向上与向下的压力都几乎为零，所以，乒乓球受到水对它向上与向下的压力差几乎为零，故B正确； C．图乙中的乒乓球在上浮过程中，受到水的浮力大于它受到的重力，故C错误； D．图乙中的乒乓球在水面漂浮时，浮力等于重力，往水中加盐，盐水密度比水的密度大，所以它仍会漂浮在液面上，根据阿基米德原来可知，它排开液体体积更小，所以乒乓球会上浮，故D错误。 故选B。 三、综合题 11．（2022·广东）我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10000m，在载人深潜领域达到世界领先水平。（取ρ海水=1.03×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） （1）潜水艇活动的海水深度一般为300m至600m。它可以通过水舱排水或充水来改变___________，从而实现浮沉； （2）深潜器可进入更深的水域，在10000m的深处，海水产生的压强为___________Pa。由于深海海水压强太大，深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同； （3）小明阅读资料后，利用图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态，已知乙的质量为0.2kg，体积为25cm3，则乙所受浮力的大小为___________N，乙受到细线的拉力为___________N。若剪断细线，甲将___________（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”），此时甲所受浮力___________（填字母）。
A．增大，且大于重力 B．不变，且等于重力 C．不变，且大于重力 D．减小，且小于重力 【答案】 自身重力 1.03×108 0.25 1.75 上浮 C 【解析】 （1）[1]由于潜水艇排开水的体积不变，所受浮力不变，当它向水舱充水或向外排水时，改变了自身的重力，从而实现上浮或下沉。 （2）[2]深潜器在10000m深处受到海水的压强 p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa （3）[3]由图可知，乙在水中浸没且处于静止状态，则乙所受浮力 F浮乙=ρ水gV排=ρ水gV乙=1.0×103kg/m3×10N/kg×25×10-6m3=0.25N [4]物体乙的重力 G乙=m乙g=0.2kg×10N/kg=2N 物体乙受到竖直向下的重力、竖直向上的细线的拉力和浮力的作用而静止，则物体乙受到细线的拉力 F细线=G乙-F浮乙=2N-0.25N=1.75N [5][6]物体甲在水中浸没且静止，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和细线的拉力而处于平衡状态，则 F浮甲=G甲+F细线 若剪断细线，细线对物体甲的拉力消失，物体甲排开水的体积不变，即物体甲所受浮力不变，物体甲的重力也不变，则物体甲所受浮力大于物体甲的重力，物体甲将上浮。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 四、填空题 12．（2022·海南）一个实心金属球密度为 【答案】 0.3 350 【解析】 [1]一个实心金属球的质量为
[2]水对槽底的压力增大了
浮力等于增大的压力，则排开水的体积为
则总体积为
空心部分的体积为
五、计算题 13．（2022·海南）“欢迎您到海南来，这里四季春常在”。海南为了提高琼州海峡通行效率，特别开通新海港（海口） （1）轮渡海上航行的平均速度约为多少km/h？（保留一位小数） （2）一辆小客车上船后停在船舱水平面上，车的总质量为2000kg，车轮与水平面的总接触面积为 （3）此小客车上船后，轮渡排开海水的体积增加了多少 （4）若轮渡发动机以最大输出功率P工作时，动力推进器效率为
【答案】（1）13.3km/h；（2） 【解析】 解：（1）轮渡海上航行的平均速度
（2）小客车对水平面的压力
小客车对水平面的压强
（3）小客车上船后，轮渡保持漂浮状态，则所增加的浮力等于车的重力，则
（4）轮渡受到水的阻力为
答：（1）轮渡海上航行的平均速度13.3km/h； （2）小客车对水平面的压强 （3）轮渡排开海水的体积增加了2m3； （4）轮渡受到水的阻力为 14．（2022·湖南长沙）一个不吸收液体的圆柱体重5N，底面积 （1）求圆柱体浸没在水中时受到的浮力 （2）将圆柱体竖直放在水平桌面上，求圆柱体对水平桌面的压强p； （3）一个足够高的柱形容器放在水平桌面上，装入某种液体后，液体对容器底部的压强为
【答案】（1）2N；（2）2000Pa；（3）0.54kg或0.72kg 【解析】 解：（1）圆柱体重5N，将圆柱体浸没在水中，弹簧测力计的示数为3N，在水中时受到的浮力为
（2）圆柱体重5N，底面积
（3）将圆柱体浸没在水中，受到的浮力
圆柱体密度为
圆柱体高度为
①若圆柱体漂浮在液面上时，液面与圆柱体顶部的距离d=2cm，此时液面上升的高度为
已知
液体密度小于物体密度，故圆柱体不可能漂浮，只能沉底。 ②若圆柱体沉底，但只有部分浸没，液面与圆柱体顶部的距离d=2cm，此时液面上升的高度为
已知
与题意相符，且此时装有液体的体积为
则容器中液体的质量为
③若圆柱体沉底，且全部浸没，液面与圆柱体顶部的距离d=2cm，此时液面上升的高度为
已知
与题意相符，且此时装有液体的体积为
则容器中液体的质量为
答：（1）求圆柱体浸没在水中时受到的浮力 （2）将圆柱体竖直放在水平桌面上，求圆柱体对水平桌面的压强p为2000Pa； （3）容器中液体的质量为0.54kg或0.72kg。 15．（2022·河北）质地均匀的长方体放在水平地面上，密度为1.5×103kg/m3，边长如图甲所示。另有一高为0.35m、底面积为2×10-2m2的薄壁圆筒形容器放在水平地面上，容器内盛有0.3m深的某种液体，如图乙所示。将长方体由平放变为竖放，长方体对水平地面的压强变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。（g取10N/kg） （1）求长方体的质量； （2）在图甲中作出长方体所受重力的示意图（“O”点为长方体的重心）； （3）求液体的密度； （4）在竖放的长方体上水平截取一部分，并将截取部分放入容器中，能使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小，求截取部分所受的浮力。
【答案】（1）4.5kg；（2）见解析；（3）1.0×103kg/m3；（4）10N 【解析】 （1）长方体的密度为1.5×103kg/m3，由甲图可知，长方体的体积为 V=0.1m×0.1m×0.3m=3×10-3m3 根据 m=ρV=1.5×103kg/m3×3×10-3m3=4.5kg （2）长方体受到的重力为 G=mg=4.5kg×10N/kg=45N 重力的方向是竖直向下的，作用点为O点，故过O点竖直画线段，在线段的末端标箭头，并标出重力的大小为45N，作图如下：
（3）长方体对水平地面的压力等于长方体的重力，将长方体由平放变为竖放，长方体对水平地面的压强变化量为
由题意可知，液体对容器底部的压强为
液体的密度为
（4）当容器中液体装满且不溢出时，液体对容器底的压强最大且截取的部分质量最小，如果液体溢出，液体对容器的压强最大，但不满足截取的部分质量最小。所以当液体装满容器时，增加的体积等于截取的长方体的体积，所以有 V截=S（h容-h）=2×10-2m2×（0.35m-0.3m）=1×10-3m3 由于长方体的密度大于液体密度，所以截取的放入水中后沉底，所以截取的部分排开液体的体积为 V排=V截=1×10-3m3 所以截取的部分所受的浮力为 F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N 答：（1）长方体的质量为4.5kg； （2）见解析； （3）液体的密度为1.0×103kg/m3； （4）在截取部分所受的浮力为10N。 16．（2022·四川）在物理课外拓展活动中，力学兴趣小组的同学进行了如图甲的探究。用细线P将A、B两个不吸水的长方体连接起来，再用细线Q将A、B两物体悬挂放入圆柱形容器中，初始时B物体对容器底的压力恰好为零。从t=0时开始向容器内匀速注水（水始终未滋出），细线Q的拉力FQ随时间t的变化关系如图乙所示。已知A、B两物体的底面积SA=SB=100cm2，细线P、Q不可伸长，细线P长l=8cm，取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3。求： （1）t=10s时，B物体受到水的浮力； （2）每秒向容器内注入水的体积（单位用cm3）； （3）当FQ=3N时，水对容器底部的压力。
【答案】（1）6N；（2）120cm3；（3）69N 【解析】 解：（1）初始时B物体对容器底的压力恰好为零。由图乙知，当t=0时，FQ0=18N。t=10s时，细线Q的拉力FQ1=12N。则B物体受到水的浮力为 F浮=ΔFQ=FQ0-FQ1=18N-12N=6N （2）由阿基米德原理可知，此时B物体排开液体的体积为
由图乙中，在10s内，细线Q的拉力FQ是均匀减小的，说明物体B始终与容器底部接触，则t=10s时容器中的水深为
从10s到30s细线Q的拉力FQ不变，说明在t=10s时，水恰好与物体B的最上端平齐，那么物体B的高度为6cm。在t=30s时，水恰好与物体A的下端平齐。设容器的底面积为S，注水速度为v，则有 h(S-SB)=10s×v lS=(30s-10s)×v 代入数据得 0.06m×(S-100×10-4m2)=10s×v 0.08m×S=(30s-10s)×v 解得 S=300×10-4m2=300cm2 v=1.2×10-4m3/s=120cm3/s 所以每秒向容器内注入水的体积是120cm3。 （3）当FQ=3N时，此时物体A受到的浮力为 F浮A=ΔF'Q=FQ1-FQ=12N-3N=9N 此时排开液体的体积为
物体A浸入水的深度为
则此时水深共计为 h总=hB+l+hA=6cm+8cm+9cm=23cm=0.23m 水对容器底部的压强为 p=ρ水gh总=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.23m=2.3×103Pa 水对容器底部的压力是 F=pS=2.3×103Pa×300×10-4m2=69N 答：（1）t=10s时，B物体受到水的浮力是6N； （2）每秒向容器内注入水的体积是120cm3； （3）当FQ=3N时，水对容器底部的压力是69N。 17．（2022·安徽）小华采用如下方法测量一物块（不溶于水）的密度：弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N（如图甲所示）； 将物块浸没在水中， 静止时弹墴测力计的示数为F2=2.0N（如图乙所示）。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求 ： （1）物块的质量m； （2）物块的体积V； （3）物块的密度ρ。
【答案】（1）0.3kg；（2）1.0×10-4m3；（3）3×103kg/m3 【解析】 解：（1）由图甲可知，物体的重力 G=F1=3.0N 所以物体的质量为
（2）根据称重法可得物体浸没水中受到的浮力为 F浮=F1-F2=3.0N-2.0N=1.0N 根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，可以得出
物体浸没时 V=V排=1.0×10-4m3 （3）物块的密度为
答：（1）物块的质量为0.3kg； （2）物块的体积为1.0×10-4m3； （3）物块的密度3×103kg/m3。 18．（2022·重庆）为进行浮力相关实验，小涛将力传感器固定在铁架台上，底面积为40cm2的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连，力传感器可测量细线拉力的大小。重3N底面积100cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降台上，装有23cm深的水，如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中，力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。当升降台上升高度为8cm时，水对A下表面的压强为500Pa。不计细线的伸缩，A始终保持竖直，且不吸水。完成下列问题： （1）求A的质量； （2）求图乙中F1的大小； （3）当A浸没入水中后剪断细线，升降台和A都静止时，求溢水杯对升降台的压强。
【答案】（1）1.2kg；（2）10N；（3）3400Pa 【解析】 解：（1）当升降台上升的高度小于5cm时，A对绳子的拉力等于A的重力，由图乙可知，绳子的拉力F拉=12N，所以物体的重力为 GA=F拉=12N 物体A的质量为
（2）当升降台上升8cm时，水对A下表面的压强为500Pa，由p=ρgh可知，此时物体A浸在水中的深度为
A排开水的体积为
物体A受到的浮力为
升降台上升高度为8cm时，A物体受到的浮力为2N，所以绳子的拉力位 F1=G-F浮=12N-2N=10N （3）当升降台上升5cm时，乙图像第一次出现拐点，说明物体开始浸入水中；当升降台上升8cm时，乙图像第二次出现拐点，说明溢水杯中的水溢满；在从5cm上升到8cm的过程中，升降台上升了3cm，A浸入水中5cm，说明液面上升了2cm至溢水口，容器中水的深度为 H=23cm+2cm=25cm 此时物体浸入水中的体积为 V浸=V排=2×10-4m3 当升降台从8cm上升至18cm的过程中，水溢出，升降台上升的距离等于物体浸入的深度，为 h2=18cm-8cm=10cm 该过程排开水的体积为 V排2=SA×h2=40cm2×10cm=400cm3 容器中剩余水的体积为 V剩=V-V排2=S容h0-V排2=100cm2×23cm-400cm3=1900cm3 当升降台上升到18cm后，绳子的拉力不再变化，说明物体浸没不再排开液体，容器中最终剩余液体的体积为1900cm3，剩余水的重力为 G剩水=ρ水gV剩=1.0×103kg/m3×10N/kg×1900×10-6m3=19N 剪断细线后，物体全部浸没在水中，溢水杯对升降台的压力为 F=G剩水+G容+GA=19N+3N+12N=34N 溢水杯对升降台的压强为
答：（1）A的质量为1.2kg； （2）图乙中F1的大小10N； （3）当A浸没入水中后剪断细线，升降台和A都静止时，溢水杯对升降台的压强为3400Pa。 六、作图题 19．（2022·湖南永州）如图所示，将一木块放在水中，木块处于静止状态。请在图中画出木块所受浮力的示意图。
【答案】 【解析】 木块受到的浮力的方向是竖直向上的，过木块的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段，用符号F浮表示，如图所示：
七、实验题 20．（2022·广东深圳）小红在游玩时见了一些石头，拿了其中一块来做实验。
（1）天平放在水平桌面上指针如甲图所示，平衡螺母应向___________（选填“左”或“右”）调，直至平衡； （2）如图乙，小石头的质量为___________g，可求得小石块的密度为___________g/cm3； （3）砝码磨损，按照以上步骤，测得小石块密度___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （4）若使用弹簧测力计测量石头密度，如图：
【答案】 右
89 8.9 偏大 【解析】 （1）[1]天平放在水平桌面上指针如甲图所示，指针偏左，说明左侧质量更大，因此应该将平衡螺母向右调，直至天平平衡。 （2）[2]如图乙所示，小石头的质量为砝码质量加上游码示数，标尺上每一小格代表0.2g，故石块质量为
[3]石块体积为
故石头密度为
（3）[4]砝码磨损，则测量的质量比实际质量更大，根据 （4）[5]石头浸没在水中所受浮力为
根据阿基米德原理
石头质量为
则石头密度为
21．（2022·山东枣庄）小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
（1）实验步骤如图（a）所示，甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为 （2）小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究，实验数据如下表：
分析表中物体a、b的实验数据，小李得出的结论是：______； （3）小李在探究物体c所受浮力的实验中，排除各种测量误差因素的影响，发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力，请分析实验操作中造成这种结果的原因：______； （4）小张利用身边的器材对小李的实验进行改进：两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯（由饮料瓶和吸管组成）、薄塑料杯（质量忽略不计）等器材，装置如图（b）所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数逐渐______，弹簧测力计B的示数逐渐______，若弹簧测力计A的示数变化量为 （5）针对两种实验方案，小张实验装置的优点是______（填答案标号）。 A．弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小 B．实验器材生活化，实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化 【答案】 【解析】 （1）[1]实验步骤如图（a）所示，甲、丙中的弹簧测力计的示数分别为
[2]分析表中物体a、b的实验数据可知 F浮1=0.5N=G排1=0.5N F浮2=0.6N=G排2=0.6N 小李得出的结论是：物体浸在液体（或水）中所受浮力大小等于它排开液体（或水）所受的重力。 （3）[3]排除各种测量误差因素的影响，将物体c浸入水中之前，若溢水杯中没有装满水，则实际溢出水的体积小于应排出水的实际体积，则会导致物体排开液体受到的重力小于物体受到的浮力。 （4）[4][5][6]逐渐向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，重物排开水的体积变大，受到的浮力变大，由称重法测浮力 F浮=G-F′ 可知弹簧测力计A的示数逐渐变小；而重物排开水的体积越大时，薄塑料杯内水的重力越大，即弹簧测力计B的示数逐渐越大，薄塑料杯的质量忽略不计时，由阿基米德原理可知，弹簧测力计A、B示数的变化量相等，即它们的大小关系是
（5）[7]A．由称重法测浮力可知，弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力，故A不符合题意； B．薄塑料杯不计质量，能同步观察测力计A、B示数的变化，从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系，故B符合题意。 故选B。 22．（2022·北京）小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的，他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。 （1） 以下是他的部分实验步骤，请帮他补充完整。 ①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力G并记录； ②在烧杯中装入适量的水，___________，静止时记录弹簧测力计的示数F1，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录； ③___________，静止时记录弹簧测力计的示数F2，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录； ④用公式___________计算金属块所受浮力 （2） 由水的深度变化时， 【答案】 将金属块浸没在水中且不接触烧杯 向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯 【解析】 （1）②③④[1][2][3]为探究浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度关系，步骤②③中金属块都应浸没在水中，只是前后两次浸没在水中的深度不同，所以步骤②在烧杯中装入适量的水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯，记录弹簧测力计的示数F1，用刻度尺测量烧杯中水的深度h1，根据称重法可知，此时浮力为
步骤③向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯，改变金属块浸没在水中的深度，记录弹簧测力计的示数F2，用刻度尺测量烧杯中水的深度h2，根据称重法可知，此时浮力为
（2）[4]由 23．（2022·江苏苏州）兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
（1）提出如下猜想 猜想1：与物体浸在液体中的深度有关 猜想2：与物体浸在液体中的体积有关 猜想3：与液体的密度有关 小组为验证上述猜想，用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等，按图甲步骤进行实验： ①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块； ②根据图A、B、C的测量结果，小明认为猜想1是正确的，小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是___________； ③小华为了证明自己的想法，利用上述器材设计实验D，根据A、B、D的测量结果，可得：浮力大小与物体浸在液体中的深度无关，请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图；___________ ④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关： ⑤根据A、C、E的结果，得出浮力大小还与___________有关。 （2）小华把4个磁力块组合成下图，她还能探究浮力大小与___________的关系。
（3）爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系，设计了如下实验：取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯甲、乙（杯壁厚度和杯的质量不计），甲杯中装入50g水，乙杯中装入100g水，然后将乙杯放入甲杯中，发现乙杯浮在甲杯中。这时甲杯中水产生的浮力为___________N；这个实验说明，液体___________（能/不能）产生比自身重力大的浮力。（g取10N/kg） 【答案】 未控制物体浸在液体中的体积相同 【解析】 （1）②[1]由图A、B、C可知，液体的密度相同，排开液体的体积和深度都不同，没有控制物体浸在液体中的体积相同，不能得到浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。 ③[2]为了研究浮力大小与物体浸在液体中的深度无关，控制物体浸在液体中的体积相同，图B中物体被竖直吊起，排开液体的体积等于物体体积的一半，图D中可以将物体水平吊起，让物体的一半浸入液体中，这样可以保持物体排开液体的体积相同，浸入液体的深度不同，如图所示：
⑤[3]由图A、C、E可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，由称重法可知浮力大小不同，可以得到浮力大小与液体的密度有关。 （2）[4]把4个磁力块进行不同的组合，可以改变物体的形状，将它们全部浸没在同一液体中，排开液体的体积相同，改变物体的形状，可以探究浮力大小与物体形状的关系。 （3）[5]乙杯处于漂浮状态，所以甲杯中水产生的浮力 F浮=G乙=m乙g=0.1kg×10N/kg=1N [6]甲杯中液体的重力 G甲=m甲g=0.05kg×10N/kg=0.5N 因为 G甲<F浮 所以液体能产生比自身重力大的浮力。 【2021年】 一、单选题 1．（2021·重庆）如图所示，质量分布均匀的甲、乙两个正方体叠放在水平地面上，甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍，甲对乙的压强与乙对地面的压强相等，将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置，正方体乙漂浮且有
A．甲、乙的质量之比m甲∶m乙=1∶4 B．甲、乙的密度之比 C．甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=4∶3 D．甲、乙在水中静止时所受浮力之比F甲∶F乙=5∶12 【答案】C 【解析】 A．甲对乙的压强与乙对地面的压强相等，甲对乙的压力 F甲=pS甲 甲的重力 G甲=F甲=pS甲 乙对地面的压力 F乙=pS乙 甲乙的总重力 G总=F乙=pS乙 所以
由G=mg可知甲乙的质量之比 m甲∶m乙=1∶3 故A错误； B．甲、乙的密度之比
故B错误； C．正方体乙漂浮且有 F浮乙=G乙 ρ水g ρ乙= 甲的密度 ρ甲= 甲的密度小于水的密度，甲漂浮在水中，所以 F浮甲=G甲 ρ水gV排=ρ甲gV甲 V排甲= 甲、乙浸入水中的深度之比
故C正确； D．甲乙漂浮，所以浮力之比 F浮甲∶F浮乙= G甲∶G乙=1∶3 故D错误。 故选C。 2．（2021·湖北武汉）如图所示，弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体，圆柱体质量为180g。不计厚度的平底容器置于水平桌面上，质量为100g，底面积为50cm2，高为8cm，容器内盛有质量为350g的水。当圆柱体浸入水中静止时，圆柱体未接触容器，弹簧测力计示数为1.4N，此时容器对水平桌面的压强是（ ）
A．7.8×102Pa B．8.0×102Pa C．9.8×102Pa D．1.18×103Pa 【答案】C 【解析】 圆柱体的重力 G=m圆柱体g=0.18kg×10N/kg=1.8N 圆柱体浸入水中时，受到的浮力 F浮=G-F示=1.8N-1.4N=0.4N 此时，容器对水平桌面的压力 F=F浮+G水+G容器=F浮+m水g+m容器g=0.4N+0.350kg×10N/kg+0.1kg×10N/kg=4.9N 对水平桌面的压强
故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．（2021·北京）测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计，体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细钢丝制成简易密度计（未标刻度）。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L表示（如图所示），已知酒精的密度为0.8g/cm3，水的密度为1.0g/cm3为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒销中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6m处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3；小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线。该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为（ ）
A．9.2cm B．9.6cm C．10cm D．10.4cm 【答案】B 【解析】 设木棒长度为h，底面积为S，细钢丝体积为V，密度计重为G，小慧将该密度计放入酒销中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6m处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3；则
小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线，则
联立解得 V=（0.16m-h）S 设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L′，则
解得 L′=0.096m=9.6cm 故选B。 【2020年】 一、多选题 1．（2020·河南）将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙种液体的相同容器中，木块静止时，两容器中液面相平，如图所示。下列说正确的是（ ）
A．木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等 B．木块在乙液体中排开液体的质量较大 C．两容器中木块下表面受到的液体压强相等 D．两容器底部受到的液体压强相等 【答案】AC 【解析】 A．两个木块均漂浮，所以浮力等于重力，且木块完全相同，重力相同，故浮力相同，A正确； B．根据阿基米德原理，两个木块受到的浮力相等，所以排开液体重力相等，故排开液体质量也相等，B错误； C．两木块上表面均未浸没，故下表面压力等于浮力，且下表面底面积相等，故下表面液体压强相等，C正确； D．两木块浮力相等，但甲液体中木块浸入体积小于乙液体，故甲液体密度大于乙液体，当液面高度相同时，甲液体密度大，液体底部压强也大，D错误。 故选AC。 2．（2020·天津）水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器，容器内装有质量为m的水｡现将一个底面积为S2的圆柱形木块（不吸水）缓慢放入水中，松开手后，木块直立在水中且与容器底接触（部分露出水面），如图所示｡若此时木块对容器底的压力刚好为零，则（ ）
A．放入木块前水对容器底的压强为 B．放入木块后水对容器底的压强为 C．木块所受的重力为 D．木块所受的重力为 【答案】AD 【解析】 A．放入木块前，对容器底部的压力等于水所受的重力，由
故A符合题意； B．放入木块前，容器中水的深度为
设放入木块后容器中水的深度为h，因木块对容器底的压力刚好为零，故木块刚好漂浮于水面上，则木块受到的浮力等于木块所受的重力，由阿基米德原理知，木块所受浮力等于木块排开水所受的重力，即
则
联立①②解得，放入木块后水的深度
则放入木块后，水对容器底部的压强为
故B不符合题意； CD．由
可得木块所受的重力
故C不符合题意，D符合题意。 故选AD。 二、单选题 3．（2020·福建）如图，体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住，放入水中后，A有四分之一体积露出水面，细线被拉直。已知A重4N，B受到的浮力为8N，A、B密度之比为2∶5，那么（ ）
A．A、B所受的重力之比为5∶2 B．A、B所受的浮力之比为1∶2 C．细线对A的拉力大小为1N D．B对容器底部的压力为零 【答案】D 【解析】 ACD．AB的体积相同，B受到的浮力为8N，由阿基米德原理可知物体A和B的体积 VA=VB= A的密度
A、B密度之比为2∶5，B的密度
B的重力 GB=mBg=ρBVBg=1.25×103kg/m3×8×10-4m3×10N/kg=10N A、B所受的重力之比为 GA∶GB=4N∶10N=2∶5 AB受力情况如图所示： 由力的平衡可知 F浮A=F+GA
F=2N GB=F+F浮B+N GB=2N+8N+N=10N N=0N B受到支持力为零，由力的作用相互性可知B对容器底部的压力为零，故AC错误，D正确。 B．A、B所受的浮力之比为 F浮A∶F浮B=6N∶8N=3∶4 故B错误。 故选D。 4．（2020·山东青岛）探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是（ ）
A．金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3N B．利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C．利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系 D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 【答案】D 【解析】 A．由图乙可知，金属块a浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.0N，根据称重法可得金属块浸没在水中受到的浮力
故A错误； B．要探究浮力的大小与物体体积的关系，需要控制物体排开水的体积相同，改变物体的体积；甲、乙两图中物体排开水的体积不同，故B错误； C．要探究浮力的大小与物体密度的关系，需要控制物体排开水的体积相同，改变物体的密度；乙、丙两图中物体排开水的体积不同，故C错误； D．要探究浮力的大小与液体密度的关系，需要控制物体排开液体的体积相同，改变浸入液体的密度；丙、丁两图可以完成该探究，故D正确。 故选D。 5．（2020·北京）某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝，制作简易密度计A，如图甲所示。将A依次放入一系列密度已知的液体中，每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时，在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ，并测量木棒浸入液体的深度h，再利用收集的数据画出ρ-h图像，如图乙中图线①所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒，并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计B。将B同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验，得到图乙中图线②。他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。铜丝的体积可以忽略，下列说法正确的是（ ）
A．上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时，浸入的深度h越大，受到的浮力越大 B．密度计B上越靠近铜丝的位置，其刻度线对应的密度值越小 C．密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量 D．若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1，则密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距 【答案】C 【解析】 A．密度计A的重力不变，不同的液体中，处于竖直漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，浮力不变，故A错误； B．对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变，密度计B上越靠近铜丝的位置，浸入液体的深度越小，对应密度越大，故B错误； C．由图乙可知，密度计浸入液体深度相同，密度计B对应的密度较大，根据F浮=ρ液gV排可知，V排相同，密度计B受到的浮力较大，由漂浮条件可知密度计B的重力较大，由G=mg可知密度计B的质量较大，故C正确； D．如图所示：
密度计A上三个密度和对应的深度的乘积相等，即
ρ3与ρ2刻度线的间距
ρ2与ρ1刻度线的间距
因为 ρ3-ρ2=ρ2-ρ1 所以
比较①②，由于 h2＞h3，ρ2＞ρ1 所以 h2-h3＜h1-h2 密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ2与ρ1刻度线的间距，故D错误。 故选C。 |
|
|
D
=6N
①
②
