第十章 浮力
1. (2015·四川德阳中考)如图所示，将盛有适量水的容器放在水平桌面上，然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中(水未溢出)，观察铁块从刚开始浸入水中到完全浸在水中的实验现象，并对一些物理量做出了如下判断：
①铁块受到的浮力变大；
②弹簧测力计的示数变小；
③桌面受到的压力变大；
④水对容器底部的压强变大。其中正确的是( )
A.①② B.①②③ C.①②③④ D.①②④
解析：物体所受浮力大小受液体密度和物体浸入液体的体积两个因素影响，随着浸入体积变大，铁块受到的浮力变大，故①正确；弹簧测力计的示数，其中不变，变大，所以弹簧测力计的示数变小，故②正确；物体浸入水中，相当于在容器中增加了与物体等体积的水，其重力增加量等于浮力，所以桌面受到的压力随着浮力的增大而增大，故③正确；根据，不变，容器底所处深度增加，受到水的压强增大，故④正确。故C选项正确。
答案：C
2．(2015·南宁中考)将一小物块轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后，有72g的水溢出；再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，静止后，有64 g的酒精溢出。则在水中静止时受到的浮力为_______N，的体积是_______，的密度是_______。(酒精的密度是kg/
解析：根据阿基米德原理，物块在水中静止时受到的浮力=0.072kg×10N/kg=0.72N，；物块在酒精中静止时受到的浮力，=，，所以在水中静止时一定是漂浮在水面上，根据物体漂浮的条件，得，所以在酒精中静止时，在酒精中是下沉的，即物块的体积=80，则根据密度公式，的密度。
答案：0.72 80 0.9
3．（2015·湖北荆门中考）为了测量一小块矿石的密度，小丽利用一个弹簧测力计、水和一段细线进行了如下实验：
甲 乙
（1）将小矿石挂在弹簧测力计下（图甲），当小矿石________时，读出测力计示数为4.9 N；
（2）将矿石________在水中，读出弹簧测力计的示数F（图乙），则F＝________N；
（3）矿石所受的浮力＝________N；
（4）矿石的密度ρ＝________。
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解析：用弹簧测力计测量小矿石的重力时，必须待小矿石静止时才能读数，因为只有小矿石静止时，根据二力平衡条件可知，小矿石受到的弹簧测力计的拉力才等于小矿石的重力，根据弹簧测力计的示数才能得知小矿石的重力。只有小矿石浸没在水中，才等于，由图乙可知小矿石浸没在水中时弹簧测力计的示数为2.9 N。根据称重法可知小矿石浸没在水中时受到的浮力＝G－F＝4.9 N－2.9 N＝2.0 N。根据阿基米德原理可得，小矿石的密度 ＝2.45 。
答案：（1）静止 （2）浸没 2.9 （3）2.0 （4）2.45
4. (2015·山东东营中考)如图所示，小球悬浮在水中。请在图中画出小球所受浮力和重力的示意图。
解析：因为小球处于悬浮状态，所以小球受到的竖直向下的重力和竖直向上的浮力是一对平衡力，大小相等，作用点画在小球的重心上，作图时表示重力和浮力的线段的长度应相等。
答案：如图所示。
5．(2015·浙江义乌中考)将一密度比水小的木块，系好绳子后放入甲图容器中，并把绳子的另一端固定在容器底部的中央。然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响)，容器中水与木块位置变化如乙图。请你在丙图中画出木块从开始加水到被浸没的过程中浮力随时间的变化情况图，并说出各段变化的理由。(温馨提示：时木块恰好离开杯底，时绳子刚好拉直，时木块刚好浸没。)
解析：从开始加水到木块刚好离开杯底的过程中，随着不断加水，木块排开水的体积增大，浮力增大；从木块刚好离开杯底到绳子刚好拉直的过程中，木块始终处于漂浮状态，此时木块受到的浮力始终等于木块的重力，浮力不变；从绳子刚好拉直到木块刚好浸没的过程中，随着不断加水，木块排开水的体积又不断变大，浮力再次变大，直至木块浸没；再加水的过程中，木块排开水的体积不再发生变化，浮力保持不变。
答案：如图所示，
因为＝，、不变，越大，越大，从0→加水过程中，木块没有离开杯底，木块排开水的体积增大，浮力增大。从→
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加水过程中，木块离开杯底处于漂浮状态，排开水的体积不变，浮力不变。
从→加水过程中，绳子拉直，木块排开水的体积又不断变大，浮力再次变大。
从→加水过程中，木块浸没，排开水的体积不再发生变化，浮力也不再发生变化。
6.( 2015·湖北鄂州中考)如图所示是小新同学验证阿基米德原理的一个实验过程图：
A B C D
(1)如果是你做这个实验，为了减小误差，则图中的操作步骤顺序为__________。
(2)图中__________两个步骤是为了测量浮力的大小。
(3)下面是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据
实验次数
物重/N
物体浸没水中测力计示数/N
桶与排出水总重
空桶重
浮力
排开水重
1
1.2
0.7
1.1
0.6
0.5
0.5
2
2.0
1.5
1.0
0.6
0.5
0.4
3
2.4
1.7
0.6
0.7
0.7
①请你将该表格第三行数据补充完整。
②小新同学在进行数据分析时，发现第二次实验数据与其他两次反映的规律不相符，为了得到结论，他将第二次实验中的数据改为1.1 N，的数据改为0.5 N。
请你对他的做法进行评估：__________________________________________________；
如果是你，对这种情况采用的做法是：________________________________________。
解析：(1)阿基米德原理指出浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力，所以要验证阿基米德原理，应减小实验误差，正确设计实验步骤。由于物体表面会沾有水而导致误差的存在，所以在测浮力时，应先测出物体所受的重力，再读出物体浸在液体中时测力计的示数，由两者之差得到物体所受的浮力；由于小桶内壁会沾有水而导致误差的存在，所以在测量溢出水的重力时，应先测出小桶所受的重力，再测出小桶和溢出水的总重力，两者之差即为溢出水的重力；综合以上分析，图中操作步骤应为DABC或ADBC；
(2)浮力的大小等于物体所受的重力与物体浸在液体中时弹簧测力计示数之差，故A、B两个步骤可以测出浮力的大小；
(3)浮力的大小等于它排开的液体所受的重力，所以表格第三行的“桶与排出水的总重”
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大小等于空桶重与排开水的重力之和，大小为0.6 N+0.7 N=1.3 N；小新同学的做法不符合物理实验中的要求，物理实验要坚持实事求是的态度；正确做法应该分析并找出原因，重做实验，收集数据。
答案：(1)DABC或ADBC (2)AB (3)①1.3 ②没有实事求是的科学态度，做法不正确
③分析原因，重新实验
7. （2013·湖北荆门中考）如图所示，一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉，使蜡烛能直立漂浮在水面上，露出长度为L，当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分（ ）
A．还会重新露出水面
B．不会重新露出水面
C．以上两种可能都有
D．无法判断是否会重新露出水面
解析：蜡烛能直立漂浮在水面上，说明浮力等于蜡烛的重力，当把蜡烛水面以上部分截掉后，剩余部分蜡烛的重力将小于蜡烛原来所受的浮力，所以蜡烛将上浮，还会重新露出水面。
答案：A
8.（2012·兰州中考）将重为的金属块挂在弹簧测力计下,金属块体积的浸入水中并静止时，弹簧测力计的示数为，当金属块全部浸入水中并与杯底接触时,弹簧测力计的示数可能变为（ ）
解析：当金属块体积的浸入水中时,浮力为则金属块浸没时受到的浮力为则在没接触杯底之前弹簧测力计示数为接触杯底后，由于可能受到杯底的支持力，所以弹簧测力计示数一定不大于故选项正确。
答案：D
9.（2012·山东临沂中考）将一只盛有水的薄塑料袋，用细线扎紧袋口，用弹簧测力计测得其重力为，再将这个装水的塑料袋浸入水中，当弹簧测力计示数为时，袋内水面与袋外水面相比较（ ）
A.塑料袋内水面比袋外水面高
B.塑料袋内水面比袋外水面低
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C.塑料袋内水面与袋外水面相平
D.塑料袋内水面比袋外水面高低无法判断
解析：薄塑料袋的重力可忽略不计，水的重力为当弹簧测力计的示数为时，说明袋内水受到的浮力为浮力小于重力，袋内水漂浮在水中，说明袋内水面总高于袋外水面，所以选项正确。
答案：
10.（2013·山东威海中考）小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
A B C D E
（1）在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与_______的关系；根据A与E两图所示的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为________N。
（2）小明对ABCD四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而________，当物体浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度________。
（3）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为______。
解析：（1）观察C与E两图可以看出，液体的密度不同，而物体排开液体的体积相同，弹簧测力计的示数不同，因此可以探究浮力与液体密度的关系。由图知物重, 由图E知浸没在盐水中,则浮力。
（2）观察B、C两图发现，物体浸入水中的深度增大，其实质是物体排开水的体积增大，而弹簧测力计的示数减小，说明物体受到的浮力增大，于是得出结论：浮力的大小随着物体排开水的体积的增大而增大；观察C、D两图发现，当A全部浸入水中时，深度增加，弹簧测力计的示数不变，即所受浮力的大小不变，于是得出结论：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
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（3）利用称重法：，可分别求出物体浸没在盐水和水中的浮力为2.4 N和2 N，根据阿基米德原理则有下列两个等式成立： ①
②
因为是同一物体浸没在盐水和水中
所以
由①②式得。
答案：（1）液体密度 2.4 （2）增大 无关 （3）
11.（2012·昆明中考）PP-R管又叫三型聚丙烯管，具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长（可达50年以上）等特点，现在家庭装修中大量使用PP-R管替代了过去使用的铸铁管，然而，一些不法厂家在生产过程中超量加入碳酸钙，严重影响了PP-R管的质量。在中央电视台十频道“我爱发明”栏目中，一位发明者经过反复计算、试验，研究出了一种快速鉴别优劣PP-R管的方法：他截取质量都是、不同厂家生产的PP-R管,在每根管子上都用轻质细线悬挂相同的实心金属配重(如图4所示)，然后分别将它们都浸没水中后放手，结果优质管浮到水面上，劣质管沉到水底。那么金属配重的质量（设为）大小范围满足什么条件时，就能使优质的PP-R管浮到水面上，劣质的沉到水底？根据上述计算结果说明，金属配重质量满足什么条件时，所有管子都沉到水底；满足什么条件时所有管子都浮到水面上。（金属配重的密度,若优质管的密度劣质管的密度满足，计算结果保留两位有效数字）
解：(1)要使优质管浮于水面上，应满足：
代入数据得，
解得
要使劣质管沉到水底,应满足：
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代入数据得，
解得，
所以金属配重的质量满足时，才能使优质管浮到水面上，劣质管沉到水底。
（2）根据以上计算可知，当时优质管和劣质管均沉到水底；当时优质管和劣质管均浮在水面上。
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