2023年中考物理各项专题综合练—浮力
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.取一根长为20cm、内部横截面积为1cm2的直筒塑料管,在底部扎上橡皮膜后,称得它们的总质量为2g.向管内倒入12g酒精,将它放入水中静置后,如图所示,观察到橡皮膜恰好变平.下列结论正确的是
A.装有酒精的塑料管受到的浮力大小为0.12N
B.水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小为1200Pa
C.管内液面比管外水面高2.5cm
D.将放入水中的塑料管继续下压时,橡皮膜仍能相平
2.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
3.容器内盛有酒精,将物块A放入后,物块A处于图所示的状态,这时物块A受到的浮力是F1、下表面受到液体压强为P1。再将适量的水加入烧杯中,水未溢出,此时物块A受到的浮力是F2、下表面受到液体压强为P2。则下列关系表述正确的是( )。
A.F1<F2 ,P1<P2. B.F1=F2 ,P1=P2.
C.F1=F2 ,P1>P2. D.F1>F2 ,P1<P2.
4.如图甲所示,底面积为100cm2,质量为200g的柱形容器放置在水平地面上,容器足够高。底面积为40cm2,高为15cm的圆柱体M上端与体积可忽略不计的轻杆相连,轻杆固定在天花板上。现在匀速向容器中加水,整个过程中轻杆作用力的大小随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.t=32s时,M所受浮力为6N B.t=50s时,容器对地面的压强为1580Pa
C.t=10s时,水对容器底的压力为5N D.图乙中F1与F2之比为2∶3
5.将一个小瓶的口朝下,使其漂浮在塑料瓶内的水面上,塑料瓶口密封,就做成了一个“浮沉子”.当用力压塑料瓶的侧面,可以看到小瓶缓慢下降,在这一过程中,下列说法正确的是( )
A.小瓶下降过程中,只受重力的作用
B.小瓶下降过程中,压强和浮力一直在增加
C.小瓶原来浮在水面上是因为它所受到的浮力大于重力
D.小瓶下降过程中,它所受到的重力大于受到浮力
6.三个外形相同的木球、铝球和铁球静止在水中,如图所示,由此可以判定
A.木球一定是空心的 B.铝球一定是空心的
C.铁球一定是实心的 D.木球一定是实心的
7.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.甲图:海中航行的“辽宁号”
B.乙图:海中下潜“蛟龙”号
C.丙图:遨游太空的“天宫一号”
D.丁图:空中上升的热气球
二、填空题
8.将一个密度为0.9×103kg/m3实心小球,分别轻轻放入装满水和装满酒精的烧杯中(水和酒精足够多)。则静止时小球在水和酒精中受到的浮力之比为____________,溢出水和酒精的体积之比为____________。
9.某大桥施工时,要向河中沉放大量的施工构件。假设一正方体构件被缓缓吊入河水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。则浮力F1随h变化的图线是图乙中的填 ______(选填“①”或“②”),构件所受的最大浮力为 ______,构件的密度为 ______。(g取10N/kg)
10.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中的液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,鸡蛋在甲容器中受到的浮力是F1,在乙容器中受到的浮力是F2,则F1___________F2,___________杯底部所受的液体压力较大。
11.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出,已知,则可判断物块在水中处于____状态选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”,物块的密度是___.
12.底面积为400cm2的薄壁柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把体积为2.2×10-3m3、重为6N的木块A放入水中后,再在木块A的上方放一个体积为10-3m3球体B,平衡时球体B恰好没入水中,如图甲所示,则球体B对木块A的压力为 _____N。若将B放入水中,如图乙所示,则水对容器底部压强变化了 _____Pa。(g取10N/kg,)
13.一个重5N的木块漂浮在水面上,它受到的浮力为 ___________N,它排开水的体积为 ___________m3。(g=10N/kg)
14.潜水艇能够上浮和下沉是通过改变_______来实现的;潜水艇由东海潜行到长江执行任务中,所受到的浮力将_______(选填“不变”“变大”或“变小”)。
三、实验题
15.2017年4月15日5点左右在我国海南省文昌市,一条15米长,2米高的活鲸鱼突然遇到退湖,搁浅在冯家湾海域沙滩上了,对鯨鱼搁浅的原因,小天和小江展开讨论,猜想浸入水中的物体所受的浮力与水的多少有关,并分别进行了探究.
(1)小天的探究过程如下:
①在标有刻度的烧杯A、B内均倒入体积为50mL的水;
②将相同物体分别放入A、B烧杯内的水中,静止时分别如图甲、乙(乙中物体未与容器底密合).请根据小天的实验过程填写下表:
根据实验数据,小天认为,浮力的大小跟水的多少________(填“有关”或“无关”).
(2)小江的探究过程如下:
①将重为4N的物体浸入装有适量水的容器中静止,弹簧测力计示数为F1, 如图丙;
②减少容器中的水量,物体静止时,弹簧测力计示数变为F2,如图丁.
请根据小江的实验过程填写下表:
根据小天和小江的实验数据,你认为鯨鱼搁浅的原因是________.
①海边的水太少,产生的浮力也很少
②水位下降,导致鲸鱼的重力变大
③水位下降,导致鯨鱼浸入海水中的体积减少
(3)画出如图戊中水中小鲸鱼所受的重力和浮力________ .
16.某同学利用一只弹簧测力计和装有适量水的杯子,测出了一个小石块的密度。测量过程中,测出小石块的重力为G,再将小石块浸没在水中(石块没有与杯底接触),用弹簧测力计测出石块受到的拉力为F,水的密度用ρ表示。小石块的密度ρ石=_____。(用题目中已知字母表示)
17.探究影响浮力大小的因素:将一个物块挂在弹簧测力计下,依次进行如图所示实验。获得相关实验数据如表。观察并分别比较有关数据可知:
实验数据记录
F1/N 4.2
F2/N 3.8
F3/N 3.2
F4/N 3.4
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 ___________N。
(2)分析图甲、乙、丙可得,物体在液体中所受浮力大小与 ___________有关。
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),图戊中,能表示出此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系是图线 ___________。
(4)分析图丙和图丁,可知某液体的密度 ___________水的密度(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)分析图甲、丙可知,物体密度为 ___________kg/m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3)
四、计算题
18.如图甲所示,底面积为0.75m2的柱形容器中盛有深度为1.1m的水,将一形状规则的金属块在钢绳拉力的作用下在水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸没水中。若容器深度足够且不计水的阻力,水未溢出,忽略钢绳的形变,整个过程中钢绳的拉力F随金属块下降的高度h变化关系的图像如图乙所示。求:
(1)金属块全部浸没水中时受到的浮力是多少?
(2)金属块的密度是多少?
(3)金属块刚好全部浸没时,容器底受到水的压力是多少?
19.如图所示,弹簧测力计下面悬挂一个重18N的物体,当把物体浸没在水中时,弹簧测力计示数为10 N,此时容器内水的深度为0.3 m。求:
(1)物体受到水的浮力;
(2)物体排开水的体积;
(3)物体的密度。
五、作图题
20.如图所示,两个大小相等的物体浸没在水中,一个悬浮,一个下沉.请画出悬浮物体所受重力示意图;画出下沉物体所受浮力、重力示意图.(注意:整个作图过程中大小相等的力线段长度相等,大小不同的力用线段长短区别)
21.重为4牛的小球静止在水中,请用力的图示法在图中画出小球受到的浮力.
22.如图所示,小球悬浮在静止斜面上的杯内液体中,请在图中画出小球所受浮力F的示意图。
六、综合题
23.如图所示是某自动蓄水箱的结构示意图.A是水箱中的实心圆柱体,体积为800cm3,密度为2.0×103kg/m3,用细绳悬挂在水箱顶部的传感开关S上.当传感开关S受到竖直向下的拉力大于10N时闭合,与S连接的水泵(图中未画出)向水箱注水:当拉力等于10N时,S断开,水泵停止注水.细绳的质量忽略不计,求:
(1)A的质量为_____kg.
(2)停止注水时,水箱水位高为1.2m,水箱底部受到水的压强为_____Pa.
(3)停止注水时,A受到的浮力为_____N,此时圆柱体A排开水的体积为多少___?
24.阅读短文,回答文后的问题.
体脂率
脂肪是人体的重要成分,主要分布在内脏周围和皮肤下面.脂肪供给维持生命必需的能量,氧化热值约为3.8×107J/kg,皮下脂肪还能防止热量散失.脂肪过量将使人肥胖,并导致一些慢性疾病.人体脂肪率表示脂肪含量的多少,简称体脂率,是人体中脂肪质量与人体总质量的百分比.脂肪的密度约为0.9g/cm3,肌肉、骨骼等人体其他成分的密度约为1.1g/cm3,只要测出人体组织密度就可以算出体脂率.人体组织密度可以采用下面的方法测量:先测出受试人的肺活量V0,然后用称重设备测出人的重力G1,受试人再进入标有体积刻度的水池,水池中原来有水的体积为V1,当人浸没在水面下尽力呼气,体内剩余气体约为肺活量的1/4,用称量设备测量体重的重力为G2,此时,水池中的水面上升到刻度为V2,水的密度为ρ水.由此可以计算出人体组织密度和体脂率.另外,因为脂肪几乎不含水分,其导电性和其他成分不同,所以还可以用测量人体电阻的办法来计算体脂率.
(1)一个中学生的体积约为_____.
A.60cm3
B.60dm3
C.60m3
D.60km3
(2)皮下脂肪还能防止热量散失,是因为皮下脂肪的_____.
A.密度较小
B.导电性较差
C.导热性较差
D.比热容较大
(3)人体组织密度的表达式为ρ人=_____.
(4)对过于肥胖无法自行浸没在水面下的人,可以采取什么措施测量人浸没在水面下时水面的刻度_____?
25.在水平桌面上放一个U型的平底玻璃管,左右两边横截面积均为S1,底面积为S2,将水倒入管中后,把一质量为m的小木块放在左管中,木块漂浮在小面上(如图).
(1)这时,左右两管的水面高度是否相同?为什么?
(2)左、右两管的水面比未放木块时升高了多少?
(3)U型管面积受到的压力比未放木块时变化了多少?
参考答案:
1.B
【详解】A. 塑料管和酒精的总重力:G=(m管+m酒精)g=(0.002kg+0.012kg)×10N/kg=0.14N,由题知,装有酒精的塑料管在水中漂浮,则受到的浮力:F浮=G=0.14N,故A错误;
B. 橡皮膜受到酒精的压力:F=G酒精=m酒精g=0.012kg×10N/kg=0.12N,
所以酒精对橡皮膜的压强:;
橡皮膜恰好变平,说明橡皮膜上下受到压强相等,则水对塑料管底部橡皮膜产生的压强也为1200Pa,故B正确;
C. 根据p=ρgh可得,橡皮膜处水的深度:
,
酒精的深度:,
则管内外的液面高度差△h=h酒精 h水=15cm 10cm=5cm.故C错误;
D. 将放入水中的塑料管继续向下压时,橡皮膜处水的深度增加,受到水向上的压强变大,而酒精对橡皮膜向下的压强不变,故橡皮膜会向上凸(即向内凸),故D错误.
2.C
【详解】A.由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,与物体的密度无关,故A错误
B.当物体没入水中时,V排不变,则浮力不变,物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关,故B错误;
C.由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故C正确;
D.漂在水面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.
3.B
【详解】容器内盛有酒精,将物块A放入后,物块A处于漂浮的状态,这时物块A受到的浮力F1与A的重力相等,下表面受到液体压强为
再将适量的水加入烧杯中,水的密度大于酒精的密度,此时物块A仍漂浮在液面上,受到的浮力是F2不变,下表面受到液体压强为
下表面受到液体压强不变,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.D
【详解】C.由乙图可知,当加水时间为20s时,轻杆的作用力开始减小,说明圆柱体M开始受浮力作用,此时圆柱体M下表面开始接触水面;当时间为50s时,轻杆的作用力不再发生变化,说明圆柱体M完全浸没到到水中,从20s到50s的过程中,加入水的体积为
V=(S容-SM)h=(100cm2-40cm2)×15cm=900cm3
由于匀速向容器中加水,所以加水的流量为
所以加水10s时,加入水的体积为
V1=Qt1=30cm3/s×10s=300cm3
此时水对容器底的压力为
F1=G1=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N
故C错误;
A.当加水时间为20s时,杆的作用力开始减小,说明圆柱体M开始受浮力作用,此时圆柱体M下表面开始接触水面,当加水32s时,轻杆的作用力是0,说明此时浮力等于圆柱体M的重力,从20s到32s加入水的体积为
V2=Q(t3-t2)s=30cm3/s×(32s-20s)=360m3
圆柱体M浸在水的深度为
圆柱体M排开水的体积为
V排=SMh1=40cm2×6cm=240cm3
此时圆柱体M受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×24×10-6m3=2.4N
故A错误;
D.当加水32s时,轻杆的作用力是0,说明此时浮力等于圆柱体M的重力,所以圆柱体M的重力为
GM=F浮=2.4N
没加水时,轻杆的拉力方向向上,等于圆柱体M的重力,即
F1=GM=2.4N
从32s开始轻杆的力的方向向上,到50s时加入水的体积为
V3=Q(t4-t3)=30cm3/s×(50s-32s)=540cm3
圆柱体M浸入水中的深度为
轻杆上增加的向下的力等于增加的浮力,增加的浮力
所以
F1∶F2=2.4N∶3.6N=2∶3
故D正确;
B.当加水50s时,轻杆的作用力不再发生变化,说明圆柱体M完全浸没到水中,此时加入水的体积为
V4=Qt4=30cm3/s×50s=1500cm3
水的重力为
G水=m水g=ρ水gV4=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500×10-6m3=15N
容器的重力为
G容=m容g=200×10-3kg×10N/kg=2N
轻杆向下的压力为
F压=F2=3.6N
将容器、水和圆柱体M看成一个整体,容器对地面的压力为
F=G容+G水+F压=2N+15N+3.6N=20.6N
所以容器对地面的压强为
故B错误。
故选D。
5.D
【详解】试题分析:A.浸入水中的物体受浮力的作用,小瓶下降过程中,受重力和浮力的作用;
B.小瓶下降过程中,由于距离水面的深度增大,压强一直在增加,但排开水的体积先变大后不变,浮力先增大后不变;
C.小瓶原来浮在水面上是因为它所受到的浮力等于重力,合力为零;
D.小瓶下降过程中,它所受到的重力大于受到浮力,合力向下.故选D
考点:受力分析;力的平衡;力与运动;压强与浮力
6.B
【分析】当物质的密度大于水的密度,若是实心,将下沉;若是空心,由于空心的体积不同,可能是下沉、悬浮、漂浮;
当物质的密度小于水的密度,无论实心还是空心都漂浮,据此分析判断.
【详解】A、D、无论木球是实心、还是空心,都将漂浮在水面上,故AD都错;
B、铝的密度大于水的密度,如果铝球是实心的,它将下沉,所以一定铝球是空心的,故B正确;
C、铁的密度大于水的密度,如果铁球是实心的,它将下沉,所以铁球是空心的,但空心部分少,也可能下沉,故C错.
故选B.
7.C
【详解】A.浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,故A不符合题意;
B.下潜的“蛟龙”号在海中下潜,仍然受到浮力,故B不符合题意;
C.太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,故C符合题意;
D.空中上升的热气球受到空气的浮力,受到的浮力大于重力,故D不符合题意。
故选C。
8. 9:8 9:10
【详解】[1]因为水的密度大于实心小球的密度,所以实心小球在水中漂浮,则小球在水中受到的浮力等于自身重力
因为酒精的密度小于实心小球的密度,所以实心小球在酒精中沉底,则小球在酒精中受到的浮力
故静止时小球在水和酒精中受到的浮力之比
[2]根据阿基米德原理可知,在液体中受到的浮力等于排开液体的重力,故溢出水和酒精的重力之比
由G=mg=ρVg可知
9. ② 8×104N 2.5×103kg/m3
【详解】[1]由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②,钢绳拉力F2随h变化的图线是图乙中的①。
[2]从乙图中可以看出,当构件完全浸没时下表面到水面的距离为2m,则构件边长为2m,构件的体积
当构件完全浸没时受到的浮力最大,,构件所受的最大浮力
[3]由图乙可知,构件完全浸没时,拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力,关系为
所以构件的重力
构件的质量
所以构件的密度
10. = 乙
【详解】[1]因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力。
[2]鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为ρ液=ρ物时物体悬浮,ρ液>ρ物时物体漂浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度;由于两杯中液面相平,由p=ρgh知道,乙杯底受到的压强大于甲杯底受到的压强,底面积相同,由F=pS知道,乙杯底部受到的压力大。
11. 漂浮
【详解】若,物体在水中悬浮或沉底,而在酒精中一定沉底,所以排开液体的体积相等,根据可得,在水中和酒精中的浮力比为为密度的比,即浮力比应为5:4,实际浮力比为:,可见假设是错误的;
若,物体在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,浮力都等于自重,即浮力相等,实际受到的浮力不相等,所以也不正确;
得物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,即物体在水中漂浮,在酒精中沉底.
在水中漂浮,浮力等于重力,浮力等于排开水的重,则物体质量等于溢出水的质量,即物体质量为81g;
在酒精中沉底,即物体的体积等于排开酒精的体积,得:
物体密度为:
【点睛】综合考查了阿基米德原理、浮沉条件和密度的计算,根据在水中和酒精中的排开液体的质量的比,判断出物体的密度关系,即在水中和酒精中的浮沉情况是关键.
12. 16 400
【详解】(1)[1]球体A全部浸没在水中,所以A排开水的体积
则球体A受到的浮力
A浸没且静止,所以A受到的合力为零即
所以
(2)[2]B放入水中后沉底,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,结合阿基米德原理可得
则此时A排开水的体积
此时排开水的体积减少量为
水对容器底部深度的减少量为
水对容器底部压强变化量
13. 5 5×10﹣4
【详解】[1]木块漂浮在水面上,受到的浮力等于自身的重力,大小为
F浮=G木=5N
[2]木块排开水的体积为
14. 自身重力 变小
【详解】[1]潜水艇的体积一定,所以浸没时排开水的体积一定,根据阿基米德知,浮力一定,那么潜水艇要实现上浮和正常只能改变自身的重力。
[2]潜水艇浸没时排开水的体积一定,由东海潜行到长江执行任务中,水的密度变小,根据知,浮力将变小。
【点睛】重点是浮沉条件和阿基米德原理的应用,关键是理解潜水艇的体积不会改变,所以浮力一定,那么潜水艇只能改变自身的重来实现上浮和下沉。
15. 0.3 无关 0.6;0.6×10﹣4 ③
【分析】Ⅰ、根据图读出水和物体的总体积,求出V排,根据计算出浮力大小;分析得出浮力大小与水的多少无关;
Ⅱ、根据b图读出物体受到的拉力F,根据求出浮力大小;根据 计算出V排的大小;根据结论分析船只搁浅的原因.
Ⅲ、水中的小鲸鱼处于悬浮状态,受重力和浮力一对平衡力,大小相等,方向相反,根据重力的方向总是竖直向下和浮力的方向总是竖直向上,过重心表示出重力和浮力的方向.
【详解】Ⅰ、由图乙知,此时水面的刻度为80mL,则;则;由以上分析知,浮力的大小跟水的多少无关,跟物体排开液体的多少有关;
Ⅱ、丁图测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N,则;由得:,所以鲸鱼搁浅的原因是因为水太少,致使鲸鱼排开的水的体积小,受到的浮力小而造成的,③正确.
Ⅲ、水中的小鲸鱼处于悬浮状态,受重力和浮力一对平衡力,根据重力的方向总是竖直向下和浮力的方向总是竖直向上,过重心表示出重力和浮力的方向过重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力,分别用符号G和F表示,注意线段长度相等.如图所示:
故答案为Ⅰ0.3;无关;Ⅱ;0.6;0.6×10-4;③.
【点睛】此题是探究影响浮力大小的因素,考查了测力计的读数、称重法测量浮力的方法,同时考查了对阿基米德原理的应用,还考查了应用结论解决问题的能力,考查全面.
16.
【详解】小石块在水中受到的浮力
F浮=G-F
因石块浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρgV排可得,石块的体积
小石块的密度
17. 1.0 物体排开液体的体积 b 小于 4.2×103
【详解】(1)[1]如图甲可知,物体重G=4.2N,如图丙知,物体浸没在水中,弹簧测力计的示数为F3=3.2N,根据称重法可得,物体浸没在水中受到的浮力为
F水浮=G﹣F3=4.2N﹣3.2N=1.0N
(2)[2]由图可知,物体的重力不变,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,根据称重法F浮=G﹣F可得,物体所受浮力越大,所以物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[3]当物体从接触水面开始,到浸没于水中,物体排开液体的体积越来越大,浮力越来越小,并且当物体浸没在水中,物体排开水的体积不变,物体受到水的浮力不变,故选择图线b。
(4)[4]根据称重法可知,物体浸没在水中受到的浮力为
F水浮=G﹣F3=4.2N﹣3.2N=1.0N
物体浸没在某液体中受到的浮力为
F液浮=G﹣F4=4.2N﹣3.4N=0.8N
所以可得F水浮>F液浮,又因为物体浸没在水中和浸没在某液体中,所以物体排开液体的体积和物体的体积相等,根据可得
ρ水gV>ρ液gV
ρ液<ρ水
(5)[5]由图甲可知,物体重G=4.2N,根据G=mg可得,物体的质量为
又因为物体浸没在水中受到的浮力为1.0N,根据可得,物体的体积为
所以可得物体的密度为
18.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)如图乙所示,金属块刚接触液面时的拉力与重力相等,即
完全浸没后的拉力为,根据称重法,金属块全部浸没水中时受到的浮力为
(2)金属块的体积等于浸没时排液体的体积,根据阿基米德原理,金属块的体积为
金属块的质量为
金属块的密度为
(3)金属块刚好全部浸没时,水面上升的高度为
金属块刚好全部浸没时,容器底部受到压强为
金属块刚好全部浸没时,容器底受到水的压力为
答:(1)金属块全部浸没水中时受到的浮力是;
(2)金属块的密度是;
(3)金属块刚好全部浸没时,容器底受到水的压力是。
19.(1)8N ;(2)8×10-4 m3;(3)2.25×103 kg / m3
【详解】解:(1)根据题意可知,物体受到浮力为
(2)由阿基米德原理原理公式F浮=ρgV排得
(3)由图可知,物体浸没在水中,可得物体的体积
V=V排=8×10﹣4 m3
物体质量为
则有
答:(1)物体受到水的浮力为8N;
(2)物体排开水的体积为8×10-4 m3;
(3)物体的密度为8×10-4 m3。
20.
【详解】物体悬浮时,浮力等于重力.过物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,注意线段的长度应与表示浮力的线段长度相等;
物体下沉时,浮力小于重力,过物体的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F浮 表示,注意表示重力的线段长度较长,如图所示:
21.
【详解】试题分析:小球静止在水中,重力与浮力是一对平衡力,根据平衡力的条件,已知重力大小和方向即可知浮力大小和方向.再按照力的图示要求画出这个力.
解:因为重力与浮力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,由重力的大小和方向可知,浮力的大小为4N,方向竖直向上,作用点在小球重心,设标度为2N,过小球重心,沿竖直向上的方向画一条有向线段,使线段长度为标度的2倍,如图所示:
【点评】此题考查了力的图示的画法,力的图示比示意图要求更加严格,在作图时,注意线段的长度必须与标度统一起来.
22.
【详解】小球在水中静止时,所受到的浮力F的作用点在重心,方向是竖直向上的。如图所示
23. 1.6 1.2×104 6 6×10﹣4m3
【分析】(1)利用密度公式计算A的质量;
(2)利用液体压强公式求解水箱底部受到水的压强;
(3)细绳的质量忽略不计,停止注水时,A受到重力、拉力和浮力的作用保持平衡,则浮力等于重力与拉力之差;知道浮力,利用求解此时圆柱体A排开水的体积.
【详解】(1)根据可得,A的质量:
m=ρV=2.0×103kg/m3×800×10﹣6m3=1.6kg;
(2)利水箱底部受到水的压强:
P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa;
(3)A受到的拉力为F拉=10N,
A的重力G=mg=1.6kg×10N/kg=16N,
细绳的质量忽略不计,停止注水时,A受到重力、拉力和浮力的作用保持平衡,
则A受到的浮力F浮=G﹣F拉=16N﹣10N=6N,
根据F浮=ρ水gV排可得,排开水的体积:
.
【点睛】此题考查密度公式的应用、力的平衡、液体压强计算和浮力公式的应用,题目难度适中,适合学生训练,是一道好题.
24. B C . 可以让人抱着一块质量较大的石块或铁块浸没在水中
【详解】(1)一个中学生的质量约为60kg,人体密度接近水的密度,由=得中学生的体积约为:
V===0.06m3=60dm3,故B正确;
(2)皮下脂肪能防止热量散失,说明脂肪的导热性差,故C正确;
(3)用称量设备测出人的重力G1,
则受试人的质量m人=,
人排开水的体积为:
V排=V2V1,
此时体内剩余气体约为肺活量的,即:V气体=V0,
则人体组织的体积:
V人=V排-V气体= V2V1V0,
所以人体组织密度的表达式:
ρ人===.
(4)要测量过于肥胖无法自行浸没在水面下的重力,可以让人抱着一块质量较大的石块或铁块浸没在水中.
25.见解析所示
【详解】(1) 左右两管中装的是同种液体,根据连通器的原理,左右两管的水面高度相同.(2)设木块漂浮在水面上时,水面升高的高度为h1,则V排=2h1S1---①,因木块漂浮在水面上,所以F浮=G木,即ρ水gV排=mg,即V排=-------②,由①②两式得:2h1S1=,即h1=;(3)放入木块后,管底的压力增大,增加的压力F=Ps2=ρ水g h1S2=ρ水gS2=.
