(1)当15s时,测力计示数F=________N。 (2)物块A重________N,高度为________cm。 (3)当t=0时,A受到的浮力为________N,此时A底部受到水的压强大小为________Pa。 (4)物块A的密度为多大?
四、计算题(共2题;共13分)
22.质量为150g的大柿子漂浮在水中时,求: (1)大柿子受到的浮力大小。
(2)大柿子的排开液体体积。(取g=10N/kg)
23.将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6N.将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.8N,如图所示,已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3 , g取10N/kg。
求:
(1)物块受到的浮力; (2)物块浸在水中的体积。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C 【解析】【解答】解:水中的气泡、漂在水面上的树叶、水中正在下沉的石头,都受到水向上的压力,由浮力的产生原因可知,都受到浮力;ABD不符合题意;
桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用;C符合题意; 故答案为:C。
【分析】浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差. 2.【答案】 D 【解析】【解答】1)在“蛟龙”号下潜过程中所处的深度变大、排开海水的体积不变,由p=
ρgh可知,所受海水的压强增大,A、B不符合题意;(2)由p= 的变形式F=pS可知,所受海水压力增大,由F浮=ρgV排可知,所受的浮力不变,因潜水器受到的浮力等于下表面和上表面受到海水压力的差值,所以,潜水器受到的浮力不变,所受海水压力差不变,C不符合题意、D符合题意。 故答案为:D。
【分析】由p=ρgh可知所受海水的压强变化情况,再利用p= 的变形式F=pS可知所受海水压力变化情况;最后利用F浮=ρgV排可知所受的浮力(压力差)的变化情况. 3.【答案】 D 【解析】【解答】(1)根据浮力的产生原因是:上、下表面存在压力差可知,物块C和物块D下表面没有受到水的压力,物块C和物块D不受浮力,即受到的浮力都为零,故B错误,D正确;
(2)物块C、D不同程度地陷入软泥中,D陷入泥巴较深,则D的重力较大,其质量最大,
已知物块A、B、C、D体积相同,由可知,ρD>ρC>ρB ,
由图可知,A漂浮,B悬浮,由物体的浮沉条件可知,ρA<ρB,则物块密度的大小关系ρD>ρC>ρB>ρA , 故AC错误。 故答案为:D。
【分析】浮力的产生原因是:上、下表面存在压力差,判定四个体积、形状完全相同的物块的所受浮力情况;根据物体的体积相同,根据图示得出物体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。 4.【答案】 B 【解析】【解答】(1)由图知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,根据浮沉条件可知,此时它们所受的浮力都等于自身的重力(同一小球的重力不变),则浮力相同,即F甲=F乙;故AC错误;
(2)小球在甲杯中漂浮,则甲液体的密度大于小球的密度; 小球在乙杯中悬浮,则乙液体的密度等于小球的密度;
所以,甲液体的密度大于乙液体的密度;
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,即p甲>p乙 , 故B正确,D错误。 故答案为:B。 【分析】(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;再利用压强公式p=ρgh判断压强的大小。
5.【答案】 D 【解析】【解答】AB、由于密度计两次静止时都处于漂浮,则F浮=G,
即密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G.所以,F甲=F乙 , AB不符合题意;
CD、由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排 ,
由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲<ρ乙;C不符合题意,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】密度计在液体中处于漂浮,则F浮=G,再利用F浮=ρ液gV排可知密度关系. 6.【答案】 B 【解析】【解答】由阿基米德原理可知,物体所受浮力:F浮=G排=2N。 故答案为:B。
【分析】溢出水重即物体排开水重,根据阿基米德原理求浮力即可。 7.【答案】 B 【解析】【解答】根据图示可知,容器中水位越低,底部压强越小,水流速度越小。
AB.当水位在一定高度时,木块处于漂浮状态,即浮力等于重力;当木块接触到容器底时,水继续流出,木块排开水的体积减小,浮力减小;但水流速度越来越小,所以木块受到浮力先不变后减小,且减小越来越慢;图A表示浮力F随时间t先不变后均匀减小,A不符合题意,图B表示浮力F随时间t先不变后减小越来越慢,B符合题意。
CD. 由p= 可得,随着水的流出,容器对桌面的压强p随之减小,水流速度越来越小,容器对桌面的压强p减小变慢。图C表示压强P随时间t均匀减小,图D表示压强P随时间t减小变快,CD不符合题意. 故答案为:B
【分析】根据图示可知,当水位在一定高度时,木块处于漂浮状态,即浮力等于重力;当水位下降到一定高度时,木块对容器底有压力,浮力小于重力;先根据液体压强随深度变化
的特点判断容器对桌面的压力的变化,然后根据p=判断容器对桌面压强的变化.
8.【答案】 A 【解析】【解答】当向杯中慢慢不断加入酒精时,酒精溶液的密度在水的密度和酒精的密度之间变化:
AB.当酒精溶液的密度大于蜡球的密度,蜡球还漂浮,蜡球受到的浮力不变,因溶液的密度减小,根据F浮=ρ液V排g可知排开液体的体积变大,蜡球将下沉一些,B有可能,A不可能;
C.当酒精溶液的密度等于蜡球的密度,蜡球悬浮,蜡球受到的浮力不变,还等于蜡球的重力,C有可能;
D.当酒精溶液的密度小于蜡球的密度,蜡球将下沉,蜡球受到的浮力小于蜡球的重力,因自重不变,蜡球受到的浮力减小,D有可能。 故答案为:A
【分析】当向杯中慢慢不断加入酒精时,酒精溶液的密度减小,分三种情况(当酒精溶液的密度大于蜡球的密度、酒精溶液的密度等于蜡球的密度、酒精溶液的密度小于蜡球的密度),根据物体的浮沉条件分析判断. 9.【答案】 C 【解析】【解答】因为气泡上升时,深度h变小,所以,由p=ρgh可知气泡受到水的压强变小,故气泡的体积变大,因为气泡的体积变大,排开水的体积变大,所以,由F浮=ρ水gV排可知气泡受到水的浮力变大。 故答案为:C
【分析】结合p=ρgh及F浮=ρ水gV排分析解答. 10.【答案】 C 【解析】【解答】将质量为 100g 的物体放入盛满水的盆中,有 90g 水溢出,根据阿基米德原理,其受到的浮力为:F浮=G排=m排g=0.09kg×10N/kg=0.9N; 物体的重力为:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N。
因F浮 【分析】根据阿基米德原理F浮=G排=m排g求得其受到的浮力,再利用G=mg求得物体的重力,根据浮沉条件可知物体的运动状态. 11.【答案】 C 【解析】【解答】解:(1)物体A漂浮,故FA=GA , 物体B悬浮,故FB=GB , 因A、B的重力和体积关系未知,所以浮力大小无法判断,A、B、D选项错误;(2)物体A漂浮,则ρA<ρ水 , 物体B悬浮,则ρB=ρ水 , ∴ρA<ρB , C符合题意; 故答案为:C。 【分析】根据物体的沉浮条件及阿基米德原理分析解答即可. 12.【答案】 D 【解析】【解答】解:A、由于小球在丙中悬浮,故ρ丙=ρ物;在乙容器中漂浮,故ρ乙>ρ物;在甲中下沉,故ρ甲<ρ物;三种液体密度关系:ρ甲<ρ丙<ρ乙 , A不符合题意; B、静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙液体的密度最大,根据p=ρgh可知,乙容器底受到的液体压强最大;B不符合题意; C、开始时,V甲=V乙=V丙 , 放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体体 积 = ,由于ρ甲<ρ丙 , 故m甲<m丙 , 重力G甲<G丙 , 乙液体溢出的最 少,故剩余液体体积 丙 最大,又因为ρ乙最大,所以乙的质量最大、重力最大,G甲<G <G乙 , 容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等, 容器对水平桌面的压力等于容器,容器内的液体和物体的重力之和, 根据p= ,得p'乙>p'丙>p'甲 , C不符合题意; D、由图知,小球在并容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相