内容正文:
第十章 浮力
一、选择题
1.下列物体受到了浮力的是( )
A.静止在湍急河水中的柱形桥墩
B.正在水中加速下落的一块大石头
C.“飘”在太空中的天宫空间站
D.空间站里面被放在水中的乒乓球
2.五一期间,小明和爸爸去贵州旅游,观看了著名的“独竹漂”表演(如图所示)。“独竹漂”又称独竹舟,俗称划竹竿,表演者赤足站立于一根直径大约15厘米,长约8米以上的笔直楠竹上。手拿一根直径约5厘米、长约4米的笔直小竹竿当桨,左右交替,在水上划行。对此下列说法中正确的是( )
A.人站到楠竹上后,楠竹受到的浮力变大
B.表演时,楠竹受到的浮力大于人和楠竹的总重力
C.表演时,楠竹受到的浮力大于楠竹排开水的重力
D.人从楠竹上离开后,楠竹所受到的浮力不变
3.一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有380g水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有320g酒精溢出。已知酒精的密度0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是( )
A.漂浮,0.95×103kg/m3 B.悬浮,1.0×103kg/m3
C.下沉,1.2×103kg/m3 D.漂浮,0.90×103kg/m3
4.小明洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桔子的密度大于芒果的密度 B.芒果的密度小于水的密度
C.桔子受到的浮力小于桔子受到的重力 D.芒果受到的浮力小于芒果受到的重力
5.从超市购买的新鲜水果,要用盐水浸泡清洗表面的农药残留物。小梦将一个200g的苹果放入盐水中,苹果处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是( )
A.苹果的密度等于盐水的密度 B.苹果的密度大于盐水的密度
C.苹果排开盐水的质量是200g D.苹果在盐水中受到的浮力是200N
6.完全相同的甲、乙两个圆柱形容器内分别装有水放在水平桌面上。将体积相同的A、B实心球分别放入容器中,静止时如图所示,A球漂浮,B球悬浮,两容器水面相平。下列说法正确的是( )
A.实心球A、B受到的浮力FA浮= FB浮 B.实心球A、B受到的重力GA> GB
C.甲、乙容器底部受到的压力F甲= F乙 D.甲、乙容器对桌面的压强p甲< p乙
7.如图,现有一质地均匀、质量为1.2kg、体积为的浮标,用细绳固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90cm时,方块恰好完全浸没且细绳未被拉断。下列相关分析中正确的是( )
A.浮标的密度为 B.水对池底的压强为90000Pa
C.浮标所受的浮力为12N D.细绳对浮标的拉力为68N
8.小明对传感器感兴趣,他将力传感器固定在容器底部,用轻硬细杆连接力传感器和柱形物块M,如图甲所示,力传感器能够显示细杆所受的压力或拉力(不计细杆的质量和体积)。现缓慢向容器中加水,力传感器的示数F随水深h变化的图像如图乙所示,下列分析错误的是( )
A.物块M的重力为15N
B.当水深为9cm时,物块M所受浮力为9N
C.物块M的密度为
D.物块M刚浸没时,水对容器底的压强为1300Pa
二、填空题
9.如图所示,A、B、C是三个用不同材料制成的体积相同的实心球,它们分别静止在液体的不同位置上,则球 所受浮力最大, 球密度最小, 球质量最大。
10.将一支相同的密度计放入甲、乙两容器中,如图所示,两容器中的液体密度分别为 ρA、ρB,密度计所受浮力分别为FA、FB,则密度和浮力的关系 ρA ρB,FA FB(选填“>”、“<”或“=”)。
11.如图所示,根据实验现象可知:物体所受到的重力为 N,物体受到的浮力为 N,物体排开水受到的重力为 N。
12. 根据阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力。如图所示,是我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器。当蛟龙号完全进入海水中工作时,排开海水的重力是5×105N,则蛟龙号受到海水的浮力是 N;随着不断下潜,蛟龙号下表面受到海水的压强变大,受到的浮力 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
13.如右图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是 N,该物体的密度为 。
三、实验探究题
14.小明利用弹簧测力计溢水杯、小桶、小石块细线等器材探究浮力大小与排开液体的重力的关系,实验步骤如图
A.如图甲,测出小石块所受的重力.
B.如图乙,测出小桶所受的重力
C.如图丙,把小石块浸没在盛满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数同时,用小桶收集小石块排开的水
D.如图丁,测出小桶和小石块排开的水所受的总重力
(1)小明进行实验并把数据记录在下表中.从表中数据可知小石块受到的浮力是 N,分析数据可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 为了得出普遍结论,接下来的实验操作应该是
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计示数/N
1.8
0.4
1.3
0.9
(2)小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取相同 的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小.
(3)实验结束后,小明将小石块用弹簧测力浸没在盐水中,弹簧测力计的示数为 1.2 N,则盐水的密度为 kg/m3.(水的密度为1.0×103kg/m3)
15.如图所示,物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
(3)比较 (填字母代号)二图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
(4)金属块的密度为 kg/m3。
(5)在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于称重法所受的浮力,请指出实验操作中可能造成这种结果的原因: 。
四、计算题
16.如图所示,我国自主研制的“海斗一号”完成首次万米海试与试验性应用任务,其下潜深度达到,达世界领先水平。“海斗一号”潜水器的质量为,体积为,海水密度为,下潜到海底的深度时,求:
(1)潜水器受到海水的压强:
(2)所承受的海水浮力;
(3)“海斗一号”需要在水舱中吸入海水的质量超过多少才能顺利下潜?
17. 如图甲,将重为8N的物体A放在装有适量水的杯中,物体A漂浮于水面,浸入水中的体积占总体积的,此时水面到杯底的距离为20cm。如果将一小球B用体积和重力不计的细线系于A下方后,再轻轻放入该杯水中,静止时A上表面与水面刚好相平,如图乙所示。已知,求:
(1)物体A的密度;
(2)小球B的体积。
18.有一个放在水平桌面上,底面积为10﹣2m2的薄壁柱形容器。其底部放置一个不吸水的实心均匀圆柱体物块A(如图甲所示),A的底面积为5×10﹣3m2,高为0.1m,密度为ρA=2.0×103kg/m3。现用细线把物块A悬挂固定在柱形容器正上方,往柱形容器加水,当物块A有浸入水中时,停止加水,此时容器内水深0.16m(如图乙所示),使物块A下落至容器底(物块A始终处于竖直状态,且水始终未溢出容器)。求:
(1)如图甲所示,物块A对容器底部的压强;
(2)当物块A有的体积浸入水中时,物块A受到的浮力大小;
(3)物块A下落至容器底静止后,其底部受到水向上的压力。
参考答案
1.B
2.A
3.A
4.D
5.C
6.C
7.D
8.D
9.C;A;C
10.>;=
11.4;1;1
12.5×105;不变
13.9;
14.0.5;排开液体的重力;换用不同液体重新实验;体积;1.2×103
15.1N;A、B、C或A、B、D;C、D;2.7×103kg/m3;溢水杯没有装满水
16.(1)解:“海斗一号”下潜到海底的深度时,受到海水的压强:;
答:潜水器受到海水的压强为:
(2)解:“海斗一号”浸没时排开海水的体积:,
则承受的海水浮力:;
答:所承受的海水浮力为;
(3)解:“海斗一号”自身的重力:,
重力大于浮力时,海斗一号”才能顺利下潜,所以需要在水舱中吸入海水的重力需超过:,
“海斗一号”需要在水舱中吸入海水质量需超过:。
答:“海斗一号”需要在水舱中吸入海水的质量超过才能顺利下潜。
17.(1)解:图甲中物体A漂浮于水面,受到的浮力等于自身的重力,即
物体A排开水的体积为
物体A浸入水中的体积占总体积的,物体A的体积为
物体A的密度为
答:物体A的密度为0.8×103kg/m3;
(2)解:图乙中A、B共同悬浮,则有
即
所以小球B的体积为
答:小球B的体积为2.5×10-4m3。
18.(1)解: 圆柱体A对容器底部的压强为
答:圆柱体A对容器底部的压强为2000Pa;
(2)解: A排开水的体积为V排=0.2VA=0.2SAhA=0.2×5×10﹣3m2×0.1m=10﹣4m3
A受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=1N
答:A受到的浮力大小为1N;
(3)解: 由压强公式和液体压强公式p=ρ液gh可得:A物体下表面受到水的压力F=ρ水ghSA
即F与A下表面浸在水中的深度h成正比,当A全部浸入水中时,A排开水的体积增加量为ΔV排=0.8VA=0.8SAhA=0.8×5×10﹣3m2×0.1m=4×10﹣4m3
水的深度增加量为Δh水==0.04m
水的深度为h'水=Δh+h水=0.04m+0.16m=0.2m
A沉底时下表面浸在水中的深度为h=h'水=0.2m
A物体下表面受到水的压力为F=ρ水gSAh=
答:物块A下落至容器底静止后,其底部受到水向上的压力为10N。
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