1、第十章 浮力 能力提升检测卷（满分100分，时间90分钟）一、选择题（每小题3分，共42分）1.在一支平底试管内装入适量铁砂，然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，如图所示。下列说法正确的是()。A试管在甲液体中受到的浮力较大；B试管在乙液体里排开的液体质量较小；C装乙液体的烧杯底部所受的压强较大；D在甲液体中，试管底部所受液体的压力较大【解析】（1）同一支装入适量的铁砂的平底试管在两液体中都漂浮，试管受到的浮力：F甲=F乙，故A错。（2）F浮=G排=m排g，试管排开的液体质量相等，故B错。（3）F浮=水V排g，排开的液体体积V甲V乙，F甲=F乙，甲乙，p=gh，放入试管后液面等高，所以
2、烧杯底部所受压强：p甲p乙，故C正确。（4）物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体压力差，而上表面受到的压力为0，所以F浮=F下表面-F上表面=F下表面，因为受到的浮力相等，所以下表面受到的压力相等，即：F甲=F乙，故D错。故选C。2.体积为60L的救生圈，所受重力为50N，体重为450N的林林同学在水中使用这个救生圈，当他处于静止状态时，下列判断正确的是()。A人和救生圈没入水中，处于悬浮状态；B人和救生圈漂浮，部分露出水面；C人和救生圈沉入水底；D以上情况都有可能【解析】假设救生圈浸没在水中，则救生圈所受到的浮力为：F浮力=gV排=1.0103kg/m310N/kg0.06m3=600N；
3、G=G人+G圈=450N+50N=500NF浮力；并且人在水里也受到水的浮力，也排开一部分水，所以，人和救生圈漂浮，人和圈可以部分露出水面。故选B。3.把质量相等的两块橡皮泥分别捏成实心球状和碗状，轻轻放到水面，静止之后，实心球橡皮泥沉到容器底部，碗状橡皮泥漂浮在水面，如图所示，则它们所受浮力的大小关系是()。AF球F碗 BF球F碗 CF球F碗 DF球F碗【解析】因为实心球橡皮泥沉到容器底部，所以实心球橡皮泥受到的浮力：F球G；因为碗状橡皮泥漂浮在水面，所以碗状橡皮泥受到的浮力：F碗=G；由此可得：F球F碗。故选B。4.物块轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有76g水溢出；将其轻轻放入盛满酒精的
4、大烧杯中，静止后有64g酒精溢出。已知酒精的密度是0.810kg/m，则物块在水中的状态及物块的密度是（）。A悬浮，1.010kg/m B漂浮，0.9510kg/mC下沉，1.210kg/m D漂浮，0.9010kg/m【解析】若物体在水中漂浮或悬浮，浮力等于重力，64g76g，所以物体在酒精中一定下沉；若物体在水中下沉，则在酒精中一定下沉；由题意知，在酒精中受到的浮力F浮酒精=m排酒精g=6410-3kg10N/kg=0.64N，根据F浮酒精=酒精gV排酒精，得；排开水的体积。因为排开水的体积小于排开酒精的体积，所以在水中漂浮。因为漂浮，所以物体的重力等于浮力（排开水的重力），则m物=m排水
5、=76g=0.076kg；。故选B。5.如图所示，木块漂浮在水面上，当把密度为7.9103kg/m3的铁块A放在木块上时，木块刚好全部浸入水中。若把与A体积相等的合金块B悬挂在这个木块下方，木块也刚好全部浸入水中（细线质量和体积均忽略不计），则合金块的密度是（）。A.6.9103kg/m3B.7.9103kg/m3C.8.9103kg/m3D.9.9103kg/m3【解析】当木块刚好全部浸入水中时，有：（mA+m木）g=F浮；（AvA+木v木）g=水gv木 AvA+木v木=水v木的那个合金块B和木块都全部浸入水中时，有：（mB+m木）g=F浮；（BvB+木v木）g=水g（v木+vB），BvB+
6、木v木=水（v木+vB）减去可得：BvBAvA=水vB，因为vA=vB所以BA=水B=7.9103kg/m3+1103kg/m3=8.9103kg/m3。 故选C。6.如图所示，水平桌面上有两个相同的烧杯，分别盛有质量相等的甲、乙两种液体。将材料相同的a、b两个实心球，分别放入甲、乙两种液体中，a球体积大于b球体积；静止时，a球漂浮在液面上，b球悬浮在液体中，a、b两球受到的浮力分别为F甲、F乙，甲、乙两种液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙，则（ ）。AF甲=F乙，p甲=p乙； BF甲=F乙，p甲p乙；CF甲F乙，p甲=p乙； DF甲F乙，p甲p乙【解析】由题意可知，a、b两球材料相同，故它们
7、密度相同，a球体积大，a球受到的重力大于b球受到的重力；两球分别漂浮、悬浮在液体中，它们受到的重力与其受到的浮力是平衡力，故a球受到的浮力大于b球受到的浮力。甲乙两种液体质量相同，烧杯相同，故没有a、b两球时，甲乙烧杯中液面的高度分别为：，；它们对烧杯底部的压强分别为：。放入a、b两球后，a球质量大于b球质量，故甲图中液体对烧杯底部的压强大于乙图中液体对烧杯底部的压强。【答案】D。7.潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中，他受到的浮力（）。A逐渐增大B逐渐减小C始终不变D先增大后不变【解析】潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中，由于潜水员排开水的体积逐渐减小，而液体的密度不变，根据阿基米德原理F浮=液
8、gV排可知，受到的浮力逐渐减小。故选B。8.“漂浮的花盆”获红点设计大奖：用底部密封的花盆养绿植，花盆外侧面作记号线、，如图所示，当花盆放置于水中漂浮时，盆内土壤不同干湿状态，会导致不同的记号线与水面重叠。下列对应关系中正确的是（ ）。A、 偏干，正常，偏湿 B、偏干，偏湿，正常C、偏湿，偏干，正常 D、偏湿，正常，偏干【解析】当花盆放置于水中漂浮时，由图可知，如果记号线与水面重叠，则花盆排开水的体积最大，即所受的浮力最大，即F浮大=G大=G盆+G土+G水；如果记号线与水面重叠，则花盆排开水的体积最小，即所受的浮力最小，即F浮=G小=G盆+G土+G水，由于F浮大F浮小，即G水G水；记号线与水面
9、重叠时，表示盆中含水最大，记号线与水面重叠时，表示盆中含水最少，记号线与水面重叠时，表示盆中含水正常，故ABC不正确，D正确。故选D。9.2016年9月，三峡升船机投入使用，如图所示，升船机能将船只从下游以“坐电梯”的方式抬升至上游；船只在下游驶入钢箱，抬升机构把钢箱匀速竖直托举至上游，抬升大小不同的船只时，钢箱内水深均相等，则抬升机构托举刚箱的力（ ）。【解析】三次船都漂浮，因此F浮=G船=G排液，因为钢箱内的水深均相等，所以三次水的重力与船的重力之和相等；因为匀速运动，所以拉力与重力是平衡力，即F=G，所以三次抬升机托举钢箱力一样大，故A正确。故选A。10.小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一
10、个“浮沉子”(如图)。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封。用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是（ ）。A.“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力；B.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中；C.“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出；D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同【解析】挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，将压强传递给水，水被压入小瓶中，将瓶体中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。松开手，小瓶内水面上的空气体积增
11、大，压强减小，浮沉子里面被压缩的空气把水压出来，此时浮沉子的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮；当浮力等于重力，就会悬浮在水中；潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同，都是靠改变自身重力来实现沉浮的。故选B。11.如图甲所示，盛有液体的柱形容器置于水平桌面上，容器对桌面的压强为1000Pa；如图乙所示，用细线栓一铝块，将铝块的一半浸在液体中，容器对桌面的压强改变了80Pa；如图丙所示，将细线剪断，铝块沉到容器底部，容器对桌面的压强又改变了460Pa容器的底面积为100cm2，铝=2.7g/cm3，g取10N/kg。下列判断正确的是（）。A铝块浸没在液体中时所受浮力是0.8N；B铝块的体积是100c
12、m3；C铝块沉底时对容器底部的压力是4.6N；D液体的密度是0.8g/cm3【解析】（1）由p=FS可得，图乙比图甲中对桌面增加的压力：F1=p1S=80Pa10010-4m2=0.8N，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，且铝球受到的浮力和铝球对水的压力是一对相互作用力，所以，对桌面增加的压力F1=G排，由阿基米德原理可知，铝球受到的浮力：F浮=G排=0.8N，由F浮=gV排可知，铝球浸没时受到的浮力：F浮=2F浮=20.8N=1.6N，故A错误。（2）将细线剪断，铝块沉到容器底部，图丙比图甲中对桌面增加的压强：p=p1+p2=80Pa+460Pa=540Pa，图丙比图甲中对桌面增加的压力
13、：F2=pS=540Pa10010-4m2=5.4N，铝块的重力：G铝=F2=5.4N，由G=mg可得，铝球的质量：m铝=G铝g=5.4N/（10N/kg）=0.54kg=540g，由=mV可得，铝球的体积：V铝=m铝/铝=540g/(2.7g/cm3)=200cm3，故B错误。铝块沉底时对容器底部的压力：F铝=G铝-F浮=5.4N-1.6N=3.8N，故C错误。因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮=gV排可得，液体的密度：液=F浮gV排=F浮gV铝=1.6N10N/kg20106m3=0.8103kg/m3=0.8g/cm3，故D正确。故选D。12.在探究“物体浮力的大小
14、跟它排开液体的重力的关系“实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示为方便操作和减小测量误差，最合理操作步骤应该是（）。A甲、乙、丙、丁B乙、甲、丙、丁C乙、甲、丁、丙D丁、甲、乙、丙【解析】为方便操作和减小测量误差，合理的实验顺序是：丁、测出空桶所受的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方；甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力；乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数；丙、测出桶和排开水所受的总重力。故选D。13.如图所示，A、B、C三个完全相同的杯子盛有不同体积的水，现将三个质量相同，材料不同的实心金属球甲、乙、丙分别浸没在A、B、C三个盛水的杯子中（水
15、均未溢出），且各杯中的水面达到同一高度下列关于甲、乙、丙对杯子底部压力大小的判断正确的是（）。A甲最大B乙最大C丙最大D一样大【解析】由图可知，三个杯子中水的体积关系为VAVBVC，因材料不同的实心金属球甲、乙、丙分别浸没在A、B、C三个盛水的杯子中时，各杯中的水面达到同一高度，所以，三个实心金属球的体积关系为V甲V乙V丙，因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，三实心金属球排开液体的体积和自身的体积相等，由F浮=gV排可知，三球受到的浮力关系为F甲F乙F丙，因三个实心金属球的质量相等，所以，由F压=GF浮=mgF浮可知，甲、乙、丙对杯子底部压力大小关系为：F压甲F压乙F压丙，即丙最
16、大。故选C。14.下列关于压强、浮力的说法正确的是（）。A压强的大小只与压力的大小有关；B液体内部压强的大小与液体的密度有关，深度相同时，液体密度越大，压强越大；C浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开的液体所受的重力；D浸没在液体中的物体，受到的浮力大于重力时，该物体将上浮【解析】A、压强的定义是指物体单位面积受到的压力；浮力是指浸在液体（或气体）中的物体受到的液体（或气体）的竖直向上托的力；压强增大与浮力无关；故本选项说法错误。B、 影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积，故本选项说法错误。C、由液体压强的计算公式P=gh可知，液体压强与液体的深度有关，而固体压强的计算公式可
17、知压强与液体的深度无关，题中没有指明是固体压强还是液体压强，故本选项错误.D、物体浸在液体中，由于物体上、下表面所处的深度不同，因此液体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等，物体在液体中受到的向上和向下的压力差就是浮力。故选D。二、填空题、实验探究题（每空3分，共27分）15.（12分）如图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。（1）如图甲，物体重N；（2）如图乙，把物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3.2N，物体受浮力的大小为N；（3）分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得：物体受浮力的大小与有关；（4）若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关，应选择图中（填字母）两个物体
18、，并将它们浸没在同种液体中，测出其所受浮力的大小来进行比较。【解析】（1）由甲图可知，物体重是4.2N；（2）物体浸没水中时，弹簧测力计的示数是3.2N，故物体所受浮力应为：4.2N-3.2N=1N；（3）物体在水中受到的浮力大于在酒精中受到的浮力，由此可知物体受到的浮力大小与液体的密度有关；（4）若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关，应选择图中C、D两个物体，并将它们浸没在同种液体中，测出其所受浮力的大小来进行比较。【答案】（1）4.2；（2）1；（3）液体密度；（4）C、D。16.（9分）小鹭做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。（1）小鹭处理数据时，发现实验步骤有所遗漏遗漏的
19、步骤为。若将遗漏的步骤标注为d，则最合理的实验步骤依次为（用实验步骤对应的字母表示）。（2）实验步骤a、b、c、d中，弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd若这些示数之间的关系满足（用式子表示），则可证明，浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。【解析】（1）验证“验证阿基米德原理”实验，需要测出物体排开水的重力，需要先测出空桶的重力，由图示实验可知，实验遗漏的步骤是：测量空桶的重力；实验时，先测出空桶的重力，然后测出物体的重力，再物体浸没在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据F浮=G-F示得出受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，因此合理的实验步骤是：d、a、b
20、、c。（2）由实验过程可知，物体浸没液体中受到的浮力：F浮=Fa-Fb，物体排开液体的重力：G排=Fc-Fd，如果满足：Fa-Fb=Fc-Fd，可以证明：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小故答案为：（1）测量空桶的重力；d、a、b、c；（2）Fa-Fb=Fc-Fd。17.（6分）如图甲所示，底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的液体，放在水平桌面上；底面积为60cm2的圆柱形物体A悬挂在细绳的下端静止时，细绳对物体A的拉力为F1。将物体A浸没在圆筒形容器内的液体中，静止时，容器内的液面升高了7.5cm，如图乙所示，此时细绳对物体A的拉力为F2，物体A上表面到液面
21、的距离为h1。然后，将物体A竖直向上移动h2，物体A静止时，细绳对物体A的拉力为F3。已知F1与F2之差为7.2N，F2与F3之比为5：8，h1为3cm，h2为5cm。不计绳重，g取10N/kg。则液体的密度是_kg/m3，物体A的密度是_kg/m3。【解析】（1）VA=80cm27.5cm=600cm3，则物体A的高度为：；因为物体在空气中静止时，绳子的拉力等于物体的重力即F1，又因为F1与F2之差为7.2N，因此物体在液体中受到的浮力等于7.2N；即7.2N=液gVA7.2N=液10N/kg60010-6m3，液=1.2103kg/m3。（2）如图乙，当物体A全部浸没在液体中时，以其底面所
22、在平面为参考面，设其位置为e，那么在提出物体A时，在位置e以下的部分体积不再发生变化，因此不做考虑；那么当物体A提起h2时，位置e以上的总体积保持不变，若设物体提起h2时，物体A在液面上的部分高度为xcm，那么以这个总体积不变作为等量关系，可列出：S容器（hA+h1）=SAx+S容器（hA+h2-x），即：80cm2（10cm+3cm）=60cm2x+80cm2（10cm+5cm-x），解得：x=8；那么此时，物体A浸入液体中的高度为：h=10cm-8cm=2cm。已知：完全浸没时细绳对物体A的拉力为F2与提升高度h2时细绳对物体A的拉力为F3的比值为5：8，得：（F1-F浮）：（F1-液gV
23、排）=5：8，即：（AgSAhA-液gSAhA）：（AgSAhA-液gSAh）=5：8，解得：，。故答案为：1.2103；2.8103。三、计算题（共31分）18.（12分）随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接。根据某航母的主要参数值列式计算：(g10 N/kg，海水1.03103 kg/m3)主要参数值航母总质量(包括舰载飞机)6107 kg每架舰载飞机的质量5150 kg每架舰载飞机与甲板的总接触面积5000 cm2航母正常航行速度54 km/h航母以正常航行速度行驶时所受阻力3.6108 N(1)求每架舰载飞机对甲板的压强；(2)求航母所受的总
24、重力和浮力的大小；(3)若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540 km.求此过程中航母牵引力的功率；(4)若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？【解析】（1）舰载飞机对甲板的压：F=G1=m1g=5150kg10N/kg=5.15104N，舰载飞机对甲板的压强：p=1.03105Pa。（2）航母总重力：G2=m2g=6107kg10N/kg=6108N，因为漂浮，所以F浮=G2=6108N。（3）因为航母在匀速行驶，根据二力平衡可得：F牵=f=3.6108N，牵引力的功率：P=F牵v=3.6108N/kgm/s=5.4109W。（4）舰载飞机起飞前后，航母受到的
25、浮力：F浮=液gV排，F浮1=G2-G1=液gV排1，根据阿基米德原理可得：V=V排-V排1=-=5m3。答：（1）每架舰载飞机对甲板的压强为1.03105Pa；（2）航母的总重力和受到的浮力均为6108N；（3）航母行驶过程中牵引力的功率为5.4109W；（4）航母排开海水的体积减少了5m3。19.（9分）在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.4N，当把零件浸没在密度为0.8103kg/m3的油中时，弹簧测力计的示数是6.6N，求：（1）金属零件所受浮力为多少？（2）金属零件的体积为多少？（3）金属零件的密度为多少？【解析】（1）零件所受的浮力F浮=GF示=7.4N6.6N=0.8N，（
26、2）把零件浸没在油中，由F浮=油gV排得：1104m3；（3）金属零件的质量，金属零件的密度；答：（1）零件受到的浮力为0.8N；（2）金属零件的体积为1104m3；（3）该金属零件的密度为7.4103kg/m3。20.（10分）在水平桌面上放置一个底面积为100cm2，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某种液体。弹簧测力计的下端悬挂着一个底面积为40 cm2，高为8cm的金属柱，当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时，弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示。（圆筒厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，g=10N/kg）求：（1）当金属柱有一半的体积浸在液体中时，受到
27、液体的浮力是多少？（2）圆筒内所装液体的密度是多少？（3）当金属柱有一半的体积浸在液体中时，圆筒对桌面的压强是多少？【解析】解：（1）由图象知，当h=0时，此时测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G=10N；当金属柱有一半的体积浸在液体中时，即当h1=h=8cm=4cm时的拉力F1=6N；所以F浮1=GF1=10N6N=4N；（2）当金属柱有一半的体积浸在液体中时，物体排开液体的体积：V排1=S物h1=40cm24cm=160cm3=1.6104m3由F浮=液gV排得：液=2.5103kg/m3；（3）由=得液体的质量：m液=液V液=2.5103kg/m3100104m20.16m=4kg，容器和液体的总重力：G总=（m容器+m液）g=（0.4kg+4kg）10N/kg=44N，当圆柱体的一半浸入液体中时，对地面的压力：F=G总+F浮1=44N+4N=48N，p=4.8103Pa。答：（1）当金属柱有一半的体积浸在液体中时，受到液体的浮力是4N；（2）圆筒内所装液体的密度是2.5103kg/m3；（3）当金属柱有一半的体积浸在液体中时圆筒对桌面的压强是4.8103Pa。