内容正文:
10.4 浮力
一、单选题
1.先将盛有适量水的容器放在水平桌面上,用弹簧测力计将系有细线的铁块慢慢浸入水中。小明观察了铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中(如图所示)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水对容器底的压强不变;③桌面受到的压力变大;④桌面受到的压强不变。其中判断正确的是( )
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
2.在综合实践活动中,小明利用图示装置来测量烧杯中液体的密度,已知物块的体积是50cm3,图1、2中物块均处于静止状态,弹簧测力计示数如图所示。则下列说法中正确的是( )
A.该液体的密度为3g/cm3
B.缓缓向下移动弹簧测力计,测力计的示数一直变小
C.把该弹簧测力计改装成一个密度秤,刻度线是均匀的
D.要增大该密度秤的量程,只要换用密度更小的物块即可
3.在浅海中潜入海底观光是人们旅游休闲的方式之一。人从水下2米继续下潜的过程中,他受到海水的浮力和压强变化的情况是( )
A.浮力逐渐变小 B.浮力逐渐变大 C.压强逐渐变小 D.压强逐渐变大
4.两只完全相同的平底鱼缸甲和乙,盛有适量的水,把小木船放入乙后,小木船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面刚好相平,如图所示。若水对鱼缸底的压强为p甲和p乙,鱼缸对桌面的压力为F甲和F乙,则它们的关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
5.满载珍贵瓷器的古代沉船“南澳1号”被发现后,水下考古队进行水下作业,当队员们穿上潜水服在海面下逐渐下潜的过程中,受到海水的( )
A.压强和浮力都不变 B.压强增大,浮力不变
C.压强增大,浮力减小 D.压强增大,浮力增大
6.浮力产生的根本原因是( )
A.浸在液体里的物体没受重力
B.浸在液体里的物体受到液体向上的压力
C.浸在液体里的物体受到液体向上的压力大于向下的压力
D.以上说法都不正确
7.相同柱形容器甲、乙底置于水平地面上,容器内装有完全相同物块A、B,物块A与容器底部用一根细绳相连,同时往两容器内注水,直至水面相平,如图所示。下列判断正确的是( )
A.此时物块受到的浮力F浮A=F浮B
B.此时水对物块底部的压力F甲=F乙
C.此时容器对地面的压强p甲>p 乙
D.此时水对容器底部的压力F水甲=F水乙
8.小永研究浮力大小与深度的关系。现有一正方体金属块,将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示;再将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,如图乙所示。不考虑液面变化。根据该图象可以得出的正确结论是( )
A.物体的质量是20g
B.物体的密度为2.5×103kg/m3
C.液体的密度是1.25×103kg/m3
D.浮力的大小总是随着浸入深度的增加而变大
9.物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15N、5N,其受到浮力的大小为( )
A.5N B.10N C.15N D.20N
10.小聪周末洗菜时发现盆中有的菜浮在水面,有的沉底,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.浮在水面的受浮力,沉底的不受浮力 B.浮在水面的不受浮力,沉底的受浮力
C.浮在水面与沉到盆底的菜都不受浮力 D.浮在水面与沉到盆底的菜都受浮力
二、填空题
11.如图甲所示是小东用弹簧测力计挂着一块不吸水的实心圆柱合金体,从空中逐渐浸入水中的情景,图乙是弹簧测力计示数随该合金体下降距离变化的图像。合金体从接触水面到刚浸没的过程中,受到的浮力逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”)。物体受到的最大浮力是 N。
12.如图所示,将底面积为100cm2的圆柱体放在水平桌面上。当把一底面积为80cm2、质量为200g的物体A放在圆柱体的正上方时,圆柱体对桌面压强的变化量为△p1,桌面上还有一个底面积为200cm2、内装有某液体的圆柱形容器(容器壁厚和质量均忽略不计).容器中液体深为10cm,当用外力将物体A刚好浸没在液体中时(液体未溢出,物体A没有接触到容器底部),液体对容器底部压强的变化量为△ p2,已知△p1:△p2=5:4,物体A的密度为0.5×103kg/m3.则物体A的体积为 m3,容器中液体的密度为 kg/m3;若在物体A上放一重物,使得物体A刚好浸没在液体中且保持静止,则此时桌面受到容器的压强为 Pa。(g取10N/kg)
13.“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置。某科技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力,进行了如下实验:在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后,再静放在水平台秤上(如图甲),台秤的示数m1为6kg,然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中,用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中,拉力F的方向始终竖直向上,当背漂的一半体积浸入水中时(如图乙),台秤的示数m2为5kg,当背漂的全部体积浸没在水中时,台秤的示数m3与m2相比变化了2kg,则容器、水和滑轮的总重力为 N;台秤的示数m3为 kg;为确保儿童游泳时的安全,穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面,若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.08×103kg/m3,则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过 kg。(不考虑滑轮的摩擦,在整个过程中水始终没有溢出,背漂不吸水、不变形,且未与容器接触,取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
14.建筑工人常用铅垂线来检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向总是 的性质;在砌房子时,用水平仪来检查所砌的墙面是否水平,当液体中空气泡居中表示墙面水平,若空气泡偏向A端,右图所示,则表示A端的墙面 (“高”或“低”)。
15.某物体质量为1.2kg,将该物体放入水中,静止时排开水的体积为1×10-3m3,它受到的浮力为 N。
16.一打捞公司,从江河里打捞如图甲所示的圆柱体物体,钢丝绳匀速竖直提起该物体所承受的拉力F随物体下表面距水面深度h的变化关系如图乙所示,则该物体浸没时所受到的浮力是 N;该物体的密度是 kg/m3,该物体的底面积是 m2。(;)
17.如图所示,完全相同的a,b两个长方体,边长分别为h1、h2(h1<h2),悬浮在密度为的液体中,a,b两个长方体所受浮力F浮a: F浮b= ,它们上下表面的液体压强差△pa:△pb= .若两长方体a,b下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb,则Fa Fb(选填“大于”、“等于”或“小于”).
18.2021年12月9日,“天宫课堂”第一课正式开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。如图所示为王亚平老师所开展的浮力消失实验,当王老师将乒乓球放入水中后,乒乓球并没有浮出水面而是静止在原来的位置。
(1)这项实验所展现的是浮力和重力伴生的现象。液体由于受到重力作用,从而在液体中不同深度产生的 不同,使得浸在液体中的物体受到向上和向下的 ,这就是物体受到的浮力。当重力消失时,液体内部压强相同,浮力也就消失了;
(2)请根据浮力产生的原因以长方体为例,推导浸没在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体受到的重力。(已知液体密度为ρ液,长方体高为h,底面积为S,长方体上、下表面深度分别为h1、h2) 。
19.某同学做实验探究长方体金属块受到水的浮力与物体下表面在水中深度的关系,如图,将高为10cm的长方体挂在弹簧测力计下,将其缓慢浸入水中(水足够深),记录金属块下表面所处的深度h和相应的弹簧测力计示数F,实验数据如下表:
h/cm
0
1
2
3
4
5
6
F/N
10
9.25
8.50
7.75
7.00
6.25
5.50
F浮/N
0
0.75
1.50
2.25
3.00
3.75
4.50
根据实验数据,分析金属块完全浸入水中之前受到浮力F浮与物体下表面浸入水中深度h的关系式为 。
20.长江大桥下的桥墩如图所示,求其在水中受到的浮力为 N.
三、综合题
21.如图甲、乙所示,水平桌面上有两个底面积为200cm2,高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封使其紧密结合(不计蜡的质量,取大气压强p0=1.0×105Pa)。
(1)若向甲图中容器内加水,直至金属块完全浸没,此时金属块所受的浮力为多少?金属块对甲容器的压力大小?
(2)若向甲图中容器内加水,请在丙图画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像。(不需要写出推导过程)
(3)乙图中,向容器内加水至液面高度为25cm,求金属块对容器底部的压力。
22.如图所示,小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,准备了质量为100g、底面积为80cm2的容器两个,其中甲容器中装有深度为10cm的水,乙容器中装有质量0.7kg的酒精。他将物体A悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计示数如图,缓慢将A浸没在水中,观察到指针停在3.4N位置不变;求:(ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)甲容器中未放物体A时,水对甲容器底的压强为 pa;
(2)物体全部没入水中时受到的浮力为 N;
(3)容器乙中未放物体A时,水平桌面受到的压强 ;
(4)物体A的密度 。
23.如图甲是卫生间一种智能抽水的马桶水箱示意图。其工作原理如图乙所示,当出水管阀门打开,水从出水管流出,水箱中的水减少,空心铜球就在重力作用下,随着水位下降而向下运动,通过金属杆AB绕O点转动,向上拉动进水管阀门,使水能通过进水管进入水箱;当出水管阀门关闭,随着不断进水,水箱中的水位不断上升,空心铜球随着向上运动,当金属杆处于水平位置时,把进水管阀门堵严,不再进水。如表为这种马桶的相关参数:
项目
内容
适用水压
0.2~0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)图甲中的存水弯管实际是一个 ,其作用是: ;
(2)某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则配水房提供的水压应不低于 Pa;
(3)如果进水管的阀门的受力面积是24mm2,设计能承担的压强是5×105Pa(超过该压强,阀门就可以关严,不再进水。)金属杆AB能绕O点转动,其质量及形变忽略不计,且不考虑出水管阀门对杠杆的影响。AB长216mm,AO长24mm,空心铜球的质量为70g,重力和浮力可以认为作用在其几何中心,则:铜球浸没后产生浮力为 N ; 空心铜球的体积是 m3。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.B
2.C
3.D
4.B
5.B
6.C
7.D
8.C
9.B
10.D
11. 变大 0.5N
12. 4×10﹣4 0.8×103 960
13. 60 3 21
14. 竖直向下 高
15.10
16. 2000 0.02
17. 大于
18. 压力 压力差 略
19.F浮=0.75N/cm×h
20.0
21.(1)20N,100N;(2) (3)1125N
22. 1000 1
23. 连通器 可以防止下水道里的臭味散发出来 4×105 2.2N 2.2×10﹣4
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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