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文本内容:
竞赛级浮力试题及答案深度分析
一、单选题(每题2分,共20分)
1.将一个重为10N的物体完全浸没在水中,它排开水的重量为8N,该物体在水中受到的浮力为()(2分)A.2NB.8NC.10ND.18N【答案】B【解析】根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于它排开的液体的重量,即8N
2.一个木块漂浮在水面上,有1/3体积露出水面,则该木块的密度为()(2分)A.
0.33g/cm³B.
0.67g/cm³C.
1.0g/cm³D.
1.33g/cm³【答案】B【解析】木块漂浮时,浮力等于重力设木块体积为V,则排开水的体积为2/3V,根据阿基米德原理和浮力公式,ρ_水g2/3V=ρ_木gV,解得ρ_木=2/3ρ_水=
0.67g/cm³
3.两个体积相同的实心球,分别放入水和酒精中,均能漂浮,则两球受到的浮力关系是()(2分)A.放入水中的球受到的浮力大B.放入酒精中的球受到的浮力大C.一样大D.无法确定【答案】C【解析】两球均漂浮时,浮力等于重力,与液体密度无关,所以两球受到的浮力一样大
4.一个密度为
0.8g/cm³的木块,体积为100cm³,将其放入水中,静止时受到的浮力为()(2分)A.
0.8NB.
0.88NC.1ND.
0.78N【答案】C【解析】木块重力G=ρ_木gV=
0.8g/cm³1g/cm³/cm³100cm³
9.8m/s²=
0.784N,漂浮时浮力等于重力,为
0.784N,四舍五入为1N
5.一个密度为
0.6g/cm³的物体,体积为50cm³,完全浸没在水中,它受到的浮力和它的重力分别是()(2分)A.
0.49N,
0.3NB.
0.49N,
0.49NC.
0.49N,
0.6ND.
0.98N,
0.6N【答案】A【解析】浮力F_浮=ρ_水gV_排=1g/cm³1g/cm³/cm³50cm³
9.8m/s²=
0.49N,重力G=ρ_物gV=
0.6g/cm³1g/cm³/cm³50cm³
9.8m/s²=
0.294N,四舍五入为
0.3N
6.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有1/2体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则()(2分)A.ρ₁ρ₂B.ρ₁=ρ₂C.ρ₁ρ₂D.无法确定【答案】C【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-1/2V=ρ_物gV,解得ρ_物=2ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=2ρ₁,所以ρ₁ρ₂
7.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有1/3体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则()(2分)A.ρ₁ρ₂B.ρ₁=ρ₂C.ρ₁ρ₂D.无法确定【答案】C【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-1/3V=ρ_物gV,解得ρ_物=3ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=3ρ₁,所以ρ₁ρ₂
8.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有2/3体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则()(2分)A.ρ₁ρ₂B.ρ₁=ρ₂C.ρ₁ρ₂D.无法确定【答案】C【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-2/3V=ρ_物gV,解得ρ_物=3ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=3ρ₁,所以ρ₁ρ₂
9.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有1/4体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则()(2分)A.ρ₁ρ₂B.ρ₁=ρ₂C.ρ₁ρ₂D.无法确定【答案】C【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-1/4V=ρ_物gV,解得ρ_物=4ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=4ρ₁,所以ρ₁ρ₂
10.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有3/4体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则()(2分)A.ρ₁ρ₂B.ρ₁=ρ₂C.ρ₁ρ₂D.无法确定【答案】C【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-3/4V=ρ_物gV,解得ρ_物=4ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=4ρ₁,所以ρ₁ρ₂
二、多选题(每题4分,共20分)
1.以下哪些情况会增大物体受到的浮力?()A.将物体从水中取出放入空气中B.将物体从淡水中移到海水中C.将物体浸没的深度增加D.将物体体积增大【答案】B、D【解析】浮力F_浮=ρ_液gV_排将物体从淡水中移到海水中,液体密度ρ_液增大,浮力增大;将物体体积增大,排开液体体积V_排增大,浮力增大将物体从水中取出放入空气中,液体密度ρ_液减小,浮力减小;将物体浸没的深度增加,只要物体仍完全浸没,V_排不变,浮力不变
2.以下哪些情况会减小物体受到的浮力?()A.将物体从海水中移到淡水中B.将物体从液体中取出放入空气中C.将物体浸没的深度增加D.将物体体积减小【答案】A、B、D【解析】浮力F_浮=ρ_液gV_排将物体从海水中移到淡水中,液体密度ρ_液减小,浮力减小;将物体从液体中取出放入空气中,液体密度ρ_液减小,浮力减小;将物体体积减小,排开液体体积V_排减小,浮力减小将物体浸没的深度增加,只要物体仍完全浸没,V_排不变,浮力不变
3.以下哪些情况物体一定漂浮?()A.物体密度小于液体密度B.物体体积小于液体密度C.物体质量小于液体质量D.物体受到的浮力等于它的重力【答案】A、D【解析】物体漂浮的条件是ρ_物ρ_液,或F_浮=G物体体积小于液体密度、物体质量小于液体质量不能保证物体漂浮
4.以下哪些情况物体一定下沉?()A.物体密度大于液体密度B.物体体积大于液体密度C.物体质量大于液体质量D.物体受到的浮力小于它的重力【答案】A、D【解析】物体下沉的条件是ρ_物ρ_液,或F_浮G物体体积大于液体密度、物体质量大于液体质量不能保证物体下沉
5.以下哪些情况物体一定悬浮?()A.物体密度等于液体密度B.物体体积等于液体密度C.物体质量等于液体质量D.物体受到的浮力等于它的重力【答案】A、D【解析】物体悬浮的条件是ρ_物=ρ_液,或F_浮=G物体体积等于液体密度、物体质量等于液体质量不能保证物体悬浮
三、填空题(每题4分,共16分)
1.一个密度为
0.7g/cm³的木块,体积为100cm³,将其放入水中,静止时受到的浮力为______N(4分)【答案】
0.784(或1)【解析】木块重力G=ρ_木gV=
0.7g/cm³1g/cm³/cm³100cm³
9.8m/s²=
0.686N,漂浮时浮力等于重力,为
0.686N,四舍五入为
0.784N(或1N)
2.一个密度为
0.8g/cm³的木块,体积为100cm³,将其放入水中,静止时受到的浮力为______N(4分)【答案】
0.784(或1)【解析】木块重力G=ρ_木gV=
0.8g/cm³1g/cm³/cm³100cm³
9.8m/s²=
0.784N,漂浮时浮力等于重力,为
0.784N,四舍五入为1N
3.一个密度为
0.6g/cm³的物体,体积为50cm³,完全浸没在水中,它受到的浮力为______N,它的重力为______N(4分)【答案】
0.49,
0.3【解析】浮力F_浮=ρ_水gV_排=1g/cm³1g/cm³/cm³50cm³
9.8m/s²=
0.49N,重力G=ρ_物gV=
0.6g/cm³1g/cm³/cm³50cm³
9.8m/s²=
0.294N,四舍五入为
0.3N
4.一个密度为
0.9g/cm³的物体,体积为50cm³,完全浸没在水中,它受到的浮力为______N,它的重力为______N(4分)【答案】
0.49,
0.45【解析】浮力F_浮=ρ_水gV_排=1g/cm³1g/cm³/cm³50cm³
9.8m/s²=
0.49N,重力G=ρ_物gV=
0.9g/cm³1g/cm³/cm³50cm³
9.8m/s²=
0.441N,四舍五入为
0.45N
四、判断题(每题2分,共10分)
1.两个体积相同的实心球,分别放入水和酒精中,均能漂浮,则两球受到的浮力关系是两个球受到的浮力一样大()(2分)【答案】(√)【解析】两球均漂浮时,浮力等于重力,与液体密度无关,所以两球受到的浮力一样大
2.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有1/3体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则ρ₁ρ₂()(2分)【答案】(√)【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-1/3V=ρ_物gV,解得ρ_物=3ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=3ρ₁,所以ρ₁ρ₂
3.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有2/3体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则ρ₁ρ₂()(2分)【答案】(√)【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-2/3V=ρ_物gV,解得ρ_物=3ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=3ρ₁,所以ρ₁ρ₂
4.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有1/4体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则ρ₁ρ₂()(2分)【答案】(√)【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-1/4V=ρ_物gV,解得ρ_物=4ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=4ρ₁,所以ρ₁ρ₂
5.一个物体漂浮在密度为ρ₁的液体中,有3/4体积露出水面,然后把它部分浸入密度为ρ₂的另一种液体中,物体仍漂浮,则ρ₁ρ₂()(2分)【答案】(√)【解析】漂浮时,F_浮=G,即ρ₁g1-3/4V=ρ_物gV,解得ρ_物=4ρ₁再浸入ρ₂液体中,设排开ρ₂液体的体积为V₂,则ρ₂gV₂=ρ_物gV,解得ρ₂=4ρ₁,所以ρ₁ρ₂
五、简答题(每题4分,共12分)
1.简述阿基米德原理的内容及其数学表达式(4分)【答案】阿基米德原理的内容是浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力数学表达式为F_浮=ρ_液gV_排
2.为什么密度小于水的木块能漂浮在水面上?(4分)【答案】因为木块的密度小于水的密度,根据物体的浮沉条件,木块在水中受到的浮力大于它的重力,所以木块能漂浮在水面上
3.如何用实验方法测定不规则物体的密度?(4分)【答案】用天平测量物体的质量m,用排水法测量物体的体积V(将物体放入盛有水的量筒中,测量水面上升的体积),然后用公式ρ=m/V计算物体的密度
六、分析题(每题12分,共24分)
1.一个质量为500g的物体,体积为100cm³,将其放入水中,静止时受到的浮力是多少?它将漂浮还是下沉?(12分)【答案】物体重力G=mg=
0.5kg
9.8m/s²=
4.9N浮力F_浮=ρ_水gV_排=1g/cm³1g/cm³/cm³100cm³
9.8m/s²=
0.98N因为F_浮G,所以物体下沉
2.一个密度为
0.8g/cm³的木块,体积为200cm³,将其放入水中,静止时受到的浮力是多少?它将漂浮还是下沉?(12分)【答案】物体重力G=ρ_木gV=
0.8g/cm³1g/cm³/cm³200cm³
9.8m/s²=
1.568N浮力F_浮=ρ_水gV_排=1g/cm³1g/cm³/cm³200cm³
9.8m/s²=
1.96N因为F_浮G,所以物体漂浮
七、综合应用题(每题25分,共50分)
1.一个密度为
0.7g/cm³的木块,体积为300cm³,将其放入水中,静止时受到的浮力是多少?它将漂浮还是下沉?如果将其放入密度为
1.2g/cm³的盐水中,静止时受到的浮力是多少?(25分)【答案】物体重力G=ρ_木gV=
0.7g/cm³1g/cm³/cm³300cm³
9.8m/s²=
2.058N浮力F_浮=ρ_水gV_排=1g/cm³1g/cm³/cm³300cm³
9.8m/s²=
2.94N因为F_浮G,所以物体漂浮放入盐水中,设排开盐水的体积为V₂,则ρ_盐水gV₂=G,解得V₂=G/ρ_盐水g=
2.058N/
1.2g/cm³
9.8m/s²=
0.174cm³,浮力F_浮=ρ_盐水gV₂=
1.2g/cm³1g/cm³/cm³
0.174cm³
9.8m/s²=
0.201N
2.一个密度为
0.9g/cm³的物体,体积为150cm³,将其完全浸没在水中,受到的浮力是多少?它的重力是多少?它将漂浮还是下沉?如果将其放入密度为
0.8g/cm³的酒精中,静止时受到的浮力是多少?(25分)【答案】完全浸没在水中,浮力F_浮=ρ_水gV_排=1g/cm³1g/cm³/cm³150cm³
9.8m/s²=
1.47N重力G=ρ_物gV=
0.9g/cm³1g/cm³/cm³150cm³
9.8m/s²=
1.323N因为F_浮G,所以物体漂浮放入酒精中,设排开酒精的体积为V₂,则ρ_酒精gV₂=G,解得V₂=G/ρ_酒精g=
1.323N/
0.8g/cm³
9.8m/s²=
0.166cm³,浮力F_浮=ρ_酒精gV₂=
0.8g/cm³1g/cm³/cm³
0.166cm³
9.8m/s²=
0.130N。
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