等;在甲中下沉,浮力小于其重力,故小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲 . D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据物体浮沉条件,结合图示得出三种液体的密度大小关系,然后利用液体压强
公式p=ρgh分析判断三种液体对容器底的压强关系;再根据p= 比较压强大小. 二、填空题
13.【答案】 10 【解析】【解答】解:铁球浸没在水中时排开水的体积: V排=V=1×10-5m3 , 铁球受到水的浮力: F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。 故答案为:10。
【分析】利用阿基米德原理F浮=ρ水gV排求得铁球受到水的浮力. 14.【答案】 不变;上浮 【解析】【解答】船无论是在河中还是在海中都漂浮,浮力等于船重,受到的浮力不变;因海水的密度大与河水的密度,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,船进入海水时排开水的体积变小,即船会上浮。 故答案为:不变;上浮。
【分析】船在海里和在河里都是漂浮,通过物体的浮沉条件可知浮力不变,则由浮力公式及液体密度的变化分析轮船排开水的体积变化,得出船上浮还是下沉。 15.【答案】 2;竖直向上;变大 【解析】【解答】木块处于漂浮状态,木块受到的浮力:F浮=G=2N,浮力的方向是竖直向上; 放入木块后,水深h变大,由p=ρgh可知,烧杯底部所受水的压强变大。 故答案为:2;竖直向上;变大。
【分析】因为木块漂浮,所受浮力等于重力,浮力的方向是竖直向上的;放入木块后,木块排开了一定体积的水,使烧杯内的水位上升(水深变大),根据液体压强的公式分析烧杯底部所受水的压强变化。
16.【答案】 8;12;上浮
【解析】【解答】根据物体的质量计算重力为开
的
水
的
体
积
计
算
浮
, 根据排力
为
, 结合力的大小,
物体受到的浮力大于重力,放手后物体将上浮。 故答案为:8;12;上浮。
【分析】根据物体的质量计算重力,利用液体密度和排开的体积计算浮力。 17.【答案】 9 ;上浮;6
【解析】【解答】物体排开的水重为9N,由阿基米德原理知,物体所受的浮力:F浮=G排=9N; 物体受到的浮力9N要大于物体的自重6N,放手后,物体上浮;
物体静止时,漂浮在水面上:此时物体所受的浮力等于物体的重力,F浮=G=6N; 故答案为:9;上浮;6。
【分析】①将物体浸没水中时,已知物体排开的水重,根据阿基米德原理可知物体所受的浮力;
②放手后物体受到的浮力明显大于自身的重力,将上浮,直到漂浮状态; ③利用物体的浮沉条件的知识来解答。 18.【答案】
(相等);等于
【解析】【解答】浸没在液体中的物体体积相同,则受到的浮力相同,悬浮的物体密度和液体的密度相等。
故答案为:FA=FB=FC;等于。
【分析】根据液体密度相同,排开的体积相同,计算受到的浮力相同,悬浮的物体密度等于液体密度。 三、实验探究题
19.【答案】 越大;e;1.2×103 【解析】【解答】解:(1)浮力等于空气中弹簧测力计的示数减去水中弹簧测力计的示数; 由图b和图c所示实验可知,水的密度不变,物体排开水的体积变大,弹簧测力计的示数越小,物体受到的浮力变大,由此可知,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大;(2)要探究物体所受浮力的大小与液体的密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度,图d和e符合题意;(3)由实验数据可知,物体浸没在水中受到的浮力: F浮水=G﹣F示3=8N﹣6N=2N; 物体浸没在盐水中受到的浮力: F浮盐=G﹣F示5=8N﹣5.6N=2.4N;
因物体浸没,故排开液体的体积相等,即V排水=V排盐 ,
所以,根据F浮=ρ液gV排可得: 则盐水的密度:
= ,
ρ盐水= ×ρ水= ×1.0×103kg/m3=1.2×103kg/m3。
故答案为:①越大;②e;③1.2×103。
【分析】(1)应用控制变量法分析图示实验,然后得出结论.
(3)根据称重法F浮=G﹣F示求物体浸没在水和盐水中的浮力大小,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排 , 根据排开液体的体积相同求盐水的密度. 20.【答案】(1)F2-F3=F4-F1 (2)① 【解析】【解答】(1)由图可知,图c测出了石块的重力,图d读出了石块浸没在液体中时测力计的示数,图b测出空桶的重力,图e测出桶和石块排开液体的重力;则物体浸入液体时受到的浮力为:F2?F3,物体排开液体的重力为F4?F1 , 如果F2?F3=F4?F1时,即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力,阿基米德原理就成立。(2)A.图(a)中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果。B. 图(b)中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果。C. 图(d)中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果。
故答案为:①.
【分析】验证阿基米德原理实验,充分考查了学生对基础知识的掌握程度.先利用称重法测出物体浸在液体中受到的浮力,再测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容(阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力)进行解答.
21.【答案】 (1)15 (2)25;20 (3)20;2.5×103Pa
(4)解:物块的质量:mA= ==2.5kg,
由F浮=ρ水V排g可得物块的体积:VA=V排= = =2×103m3 ,
﹣
物块的密度:ρA= = =1.25×103kg/m3
答:物块A的密度为1.25×103kg/m3。 【解析】【解答】(1)解:由图知,当t=15s时,弹簧测力计示数F=15N 答:测力计示数F=15N。(2)解:在25s后弹簧测力计的示数不变,物体全部露出水面,则物块重GA=25N;
5s~25s,物块逐渐露出水面,即5s时物块的上表面刚好达到水面,25s时物块的下表面刚好离开水面,
则可知物块向上移动的距离即为物块的高度,此过程用时t=25s﹣5s=20s, 物块的高度:h=vt=1cm/s×20s=20cm答:物块A重25N,高度为20cm。(3)解:当t=0时,物块A浸没水中,受到的浮力:F浮=GA﹣F拉=25N﹣5N=20N; 0~5s,物块上升的高度:h′=vt′=1cm/s×5s=5cm;
则由上图可知,当t=0时,A底部所处的深度:hA=h′+h=5cm+20cm=25cm=0.25m, 此时A底部受到水的压强: p=ρghA=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa
答:A受到的浮力为20N,此时A底部受到水的压强大小为2.5×103Pa。 【分析】(1)由F-t图像可读出t=15s时测力计示数.
(2)25s以后,物体露出水面,由图2直接可读出当25s以后测力计示数,即为物块A重力;再根据物体A露出水面的所用时间,根据s=vt即可求出物体A的高度.
(3)当t=0时,物块浸没水中;根据称重法F=GA﹣F拉求出A受到的浮力;再根据s=vt求出深度,利用p=gh求出此时A底部受到水的压强.
(4)根据阿基米德原理 F浮=ρ水V排g 求出物块A的体积,然后利用G=mg求出质量,
利用密度公式 ρA= 即可求出物体A的密度.
四、计算题
22.【答案】 (1)由于柿子漂浮,受到的浮力等于物体的重力,则浮力为
(2)根据物体受到的浮力计算排开的液体的体积为
。
【解析】【分析】(1)物体漂浮时,根据二力平衡,受到的浮力和物体的重力相等; (2)根据物体受到的浮力可以计算排开液体的体积。
23.【答案】 (1)解:由称重法可得物块受到的浮力: F浮=F1﹣F2=2.6N﹣1.8N=0.8N 答:物块受到的浮力为0.8N
(2)解:由F浮=ρ水gV排可得,物块浸在水中的体积:
V排= = =8×105m3
﹣
﹣
答:物块浸在水中的体积为8×105m3
【解析】【分析】(1) 由称重法 F浮=G﹣F示可得物块受到的浮力 . (2) 由F浮=ρ水gV排可得物块浸在水中的体积 .