1、第第 8 讲讲 浮浮 力力 1下图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大 的阶段是( A ) A B C D 2如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密 度和受到浮力的变化情况，叙述正确的是( D ) A密度和浮力都不变 B密度和浮力都变大 C密度变小，浮力不变 D密度变小，浮力变大 3如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景。下列说 法正确的是( A ) A战斗机从甲板上起飞后，航母受到的浮力变小 B航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力 C甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力
2、 D甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力 4放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力，木 块开始上浮，如图所示，最后漂浮，且有五分之二体积露出水面。下列叙述中，错误的 是( C ) A在露出水面之前，木块所受浮力不变 B在露出水面之前，木块所受浮力大于木块的重力 C木块在浸没和漂浮两种情况下，水对烧杯底的压强相等 D木块的密度为 0.6 克/厘米 3 5一圆柱体先后放入密度为 1和 2的两种液体中，均处于漂浮状态，如图所示。圆柱 体在两液体中所受浮力依次是 F1和 F2，则( D ) A. 12 F1F2 B. 12 F1F2 C. 12
3、F1F2 6半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面(如图甲)；装载时需向船体水舱注 水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙)；待货物被拖到甲板上方时， 排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载(如图丙)。半潜船在 甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为 F1、F2、F3，则以下判断正确的是( B ) AF1F3F2 BF2F3F1 CF3F1F2 DF3F2F1 7潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面合计 10 分钟，显示器上分别显示全过程深 度曲线和速度图像如图，下列对潜水器分析正确的是( C ) A在 13 分钟，受到水的压强逐渐减小 B在 13 分钟，受
4、到水的浮力逐渐变大 C在 46 分钟，都是处于水下静止状态 D在 68 分钟，都是处于受力平衡状态 8如图所示，水母身体外形像一把透明伞。水母身体内有一种特别的腺，腺能产生一 氧化碳改变自身体积，从而能在水中上浮与下沉。下列说法不正确的是 ( D ) A水母漂浮时，所受浮力等于重力 B处于悬浮的水母体积变大时会上浮 C水母在下沉过程中受到水的压强变大 D水母漂浮时比沉在水底时排开的水要少些 9小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块 逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中(不接触容器，无水溢出)。在该过程 中，下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是(
5、D ) A弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变 B弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变 C弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大 D弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大 10杯子放在水平桌面上，放入茶叶，再倒入开水，茶叶先漂浮在水面上，过一段时间， 茶叶逐渐下沉到杯底。 (1)茶叶漂浮在水面，是因为浮力_等于_(填“大于”“小于”或“等于”)重力； (2)茶叶匀速下沉阶段(不考虑水的蒸发)， 茶杯对桌面的压力将_不变_(填“变大”“变 小”或“不变”)。 11“彩球温度计”是一种现代居家饰品，其结构模型如图所示。该“彩球温度计”是 由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组
6、成。当环 境温度升高时，浸没在液体中的小球受到的浮力将_变小(或“减小”)_。在某一环境 温度下，四个小球处于如图位置，此时 B 小球受到的浮力与 D 小球受到的浮力的大小 关系为_FBFD_。 1如图所示，在一个一端开口的 U 形管内装有水，管的左端封闭着一些空气，水中有 一只小试管浮在水面，小试管中也封闭着一些空气。向右管中注入水，则小试管相对左 管内的水面变化情况( B ) A小试管将上浮 B小试管将向下沉一些 C小试管将先向下沉一些，再上浮 D无法判断 【解析】 图示 U 形管，左端小试管受到浮力漂浮，当右侧注水后，左端气体受到的压 力增加，小试管内空气被压缩，由于小试管仍需漂浮，受到
7、的浮力仍等于重力，所以小 试管将向下沉一些，增加排开液体的体积，使浮力增加，B 选项正确。 2如图所示，甲、乙两杯液体静止放在水平桌面上。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两 杯液体中，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，此时两液面相平(注：甲乙两杯的液体 均为食盐水)。下列说法中正确的是( A ) A鸡蛋在甲、乙两杯液体中受到的浮力相等 B两杯液体的密度相等 C两杯液体对容器底部的压强相等 D在甲杯液体中加入食盐溶解后，鸡蛋会下沉一些 【解析】 当鸡蛋在液面漂浮时，它受到的浮力和重力相互平衡，即浮力等于重力；因 为鸡蛋的重力不变，所以鸡蛋受到的浮力相等，故 A 正确；因为鸡蛋在甲中漂浮，所以 甲；鸡蛋在
8、乙中悬浮，所以 乙，那么液体密度 甲乙，故 B 错误；根据公式 p液gh 可知，当深度相同时，压强与液体密度成正比。因为 甲乙，所以甲液体对 烧杯底部的压强大于乙， 故 C 错误； 在甲杯液体中加入食盐溶解后， 甲液体的密度增大。 根据公式 F浮液gV排可知，浮力不变时，鸡蛋排开液体的体积变小，即上浮一些，故 D 错误。故选 A。 3气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度，小明在实验室按如图所示步 骤进行实验： 如图甲，将一打足气的足球，放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为 426 毫升。 如图乙，将 500 毫升装满水的量筒倒置于水槽中，用气针和乳胶管将足球中的气体慢 慢排入该量筒
9、，同时调整量筒的位置，当量筒内外水面都与 500 毫升刻度线相平时，停 止排气。共排气 10 次。 如图丙，拔除气针和乳胶管，把排气后的足球放入装满水的容器中，测得溢出水的体 积为 420 毫升。 (1)图乙中，当量筒内外水面都与 500 毫升刻度线相平时停止排气，其目的是_使量筒内 的气压等于外界气压_。 (2)根据测得的数据，计算实验室中空气的密度。 12 千克/米 3 【解析】(1)当量筒内外水面相平时，水处于静止状态，那么量筒内的气压与量筒外的大 气压强相等； (2)当足球漂浮时，它受到的浮力等于重力，根据 GF浮水gV排分别计算出排气前和 排气后足球的重力，而二者之差就是排气的重力，
10、再根据 mG g计算出排气的质量；而 排气的体积就是量筒内水面所对的刻度，即 500 mL，最后根据公式 m V计算空气的密 度即可。 4 如图甲所示， 水平放置的方形容器里有一个重为 8 N、 边长为 10 cm 的立方体物块 M， M 与容器底部不密合。以 5 mL/s 的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度 h 随时间 t 的变化关系如图乙所示。请解答下列问题： (1)当 t140s 时，物块 M 在水中处于_漂浮_(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态。 (2)当 t140s 时，水对容器底部的压力大小是多少？” 15 N (3)图乙中 a 的值是多少？ 8 cm 【解析】(1)当 t1
11、40s 时，假设物块 M 浸没在水中，物块受到的浮力：F浮力水gV排 103kg/m310N/kg10 3 m310 N；因为 10N8N，所以 F 浮力G，那么物块上浮； (2)t140s 时，容器内的水重为： G水水gV水1.0103kg/m310N/kg5 10 6m3/s140s7N，此时水对容器底部的压力大小为：FG 物G水8N7N15N； (3)物块 M 漂浮时，它受到的浮力 F浮G物8N；此时，F浮水gV排水gSha8N 所以 ha F浮 水gS 8N 1.0103 kg/m310N/kg0.1m0.1m 0.08m8cm。 5如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”将一空心金属球与
12、配重通过细线悬挂在定 滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，可根据现 象证明空气浮力的存在。已知金属球重 5 牛，体积为 510 3 米 3。(滑轮和细线的重力、 配重的体积及各种摩擦均忽略不计) (1)用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气， 观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力 的作用？ 金属球上升(配重下降)。 (2)制作该演示器中的空心金属球，用了体积为 510 5 米 3 的金属材料，求该金属材料 的密度。 10103千克/米 3 (3)小明想通过最小刻度为 0.1 牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化，他设想将该演 示器改进成如图乙所示装置。压入空气前，
13、容器内原有的空气密度为 1.2 千克/米 3，现 通过气泵向玻璃容器内压入空气，使容器内空气密度增大到 3.0 千克/米 3，能否使演示 器中的弹簧测力计示数变化值大于 0.1 牛，请通过计算说明。 能使弹簧测力计示数变化值大于 0.1 牛。 【解析】(1)在向装置鼓入空气之前，金属球和配重二力平衡，处于静止状态，如果通入 空气后金属球一端上升，则说明金属球受到空气的浮力。 (2)mG g 5牛 10牛/千克 0.5 千克 m V金 0.5千克 510 5米3 10103千克/米 3 (3)F浮1汽1gV球1.2 千克/米 310 牛/千克5103 米 30.06 牛 F浮2汽2gV球3.0
14、千克/米 310 牛/千克5103 米 30.15 牛 F12(G球F浮1)2(5 牛0.06 牛)9.88 牛 F22(G球F浮2)2(5 牛0.15 牛)9.7 牛 F拉F1F29.88 牛9.7 牛0.18 牛F拉0.18 牛0.1 牛能使弹簧测力计示数 变化值大于 0.1 牛。 6如图是一种简易温度计，当外界温度升高时，液体体积膨胀，引起液体密度变化， 导致小球受到的浮力变化而运动，小球运动会引起悬挂于下端的链条长度发生变化，最 终使小球重新悬浮在液体的某一深度，指针指示温度值。(小球体积变化可忽略) (1)该温度计的刻度值自下而上变_小_。 (2)若该温度计中小球的体积为310 3米
15、3, 20 时容器内液体密度为0.8103千克/米3， 则此时悬浮在液体中的小球受到的浮力为多少牛？(g 取 10 牛/千克) 悬浮在液体中的小球受到的浮力为 24N。 (3)为了使该温度计更精准，请提出一条改进建议：_改用热胀冷缩更明显的液体，或选 用弹性更好更细的金属链条_。 【解析】(1)由于外界温度升高时，液体体积膨胀，引起液体密度变小，导致小球受到的 浮力减小，链条拉力减小，则小球会下降，最终使小球重新悬浮在液体的深度变大，所 以该温度计的刻度值向下的应是变大的，即自下而上指针指示温度值是变小。 (2)小球排开水的体积与小球的体积相等，即 V排V球310 3m3，则 F 浮液 V排
16、g0.8103kg/m310N/kg310 3m324N； (3)该温度计测量的原理是根据外界温度对液体密度产生的影响， 引起小球在液体所处的 深度不同，从而判断外界温度的高低；所以小球所处的深度与液体密度的变化和金属链 条的弹性程度有关，所以为了使小球悬浮在液体的深度的变化更明显，则可以改用热胀 冷缩更明显的液体，或选用弹性更好更细的金属链条。 7如图甲，水平升降台上有一圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一实心正方 体 M(不吸水)悬挂在不可伸缩的细绳下端(细绳体积忽略不计)，使 M 浸没水中并刚好与 容器底接触但不产生压力，现使升降台匀速下降，图乙是绳的拉力 F 随时间 t 的变化图
17、像。 (1)在 t1和 t2时刻，M 所受浮力分别为 F浮1、F浮2，则 F浮1_(填“”“”或 “”)F浮2。 (2)求物体 M 的密度。 3103kg/m3 (3)当绳子的拉力为 0.63N 时，正方体上表面到水面的距离。 001m 【解析】(1)根据图乙可知，t1时刻的拉力小于 t2时刻的拉力，根据 F浮GF 可知，t1 时刻的浮力大于 t2时刻的浮力，即 F浮1F浮2；(2)根据乙图可知，当物体完全出水后拉 力 F0.81N，根据二力平衡的知识 得到，物体 M 的重力 GF0.81N；那么物体 M 的质量为：mG g 0.81N 10N/kg0.081kg； 当物体 M 完全浸没时受到
18、的拉力为 0.54N，那么此时受到的浮力 F浮GF拉0.81N 0.54N0.27N；因为物体完全浸没在水中，所以排开水的体积等于物体的体积，即 V 排V物；根据阿基米德原理 F浮液gV排液gV物得到：物体的体积 V物 F浮 液g 0.27N 1.0103kg/m310N/kg 2.710 5m3 ； 物 体 的 密 度 m V物 0.081kg 2.710 5kg/m3 3103kg/m3。 (3)当绳子的拉力为 0.63N 时受到的浮力 F浮GF拉0.81N0.63N0.18N；根据阿 基米德原理 F浮液gV排可知，当液体密度相同时，浮力与 V排成正比，得到： V排 V物 F浮 F浮 0.18N 0.27N 2 3；因为 V 物V排V露，那么：V 露 V物 1 3；设正方体边长为 a，上表面距离水面 高度为 h，那么正方体上表面到水面的距离与物体的边长之比：h a V露 V物 1 3；根据 V 物 2.710 5m3a3 得到，物体 M 的边长 a0.03m；那正方体上表面到水面的距离 h1 3a 1 30.03m0.01m。
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