内容正文:
第九章浮力练习题
一、单选题
1.将重为4牛的铜制实心小球轻放入盛水的烧杯中静止后,溢出重为1牛的水,则小球所受到的浮力大小( )
A.一定为1牛 B.可能为3牛 C.一定为4牛 D.可能为5牛
2.溺水是造成中小学生意外死亡的“第一杀手”。下列对溺水时自救的分析,错误的是( )
A.发现周围有人时,立即大声呼救,是因为声音可以在空气中传播
B.避免将双手举起呼救,是因为手臂举起后口鼻更不易露出,反而更容易溺水
C.放松全身,让身体漂浮在水面,将口鼻露出水面,此时,浮力大于重力
D.身体下沉时,用手掌向下压水,利用的原理是物体间力的作用是相互的
3.如图所示,装有适量水的三个完全相同的容器放置在水平桌面上,然后将一木块放入乙容器内其处于漂浮状态,将小球放入丙容器内其处于悬浮状态,此时三个容器内的水面恰好相平齐。下列说法正确的是( )
A.如果向丙容器中加入酒精,小球将会上浮 B.水对三个容器底部的压力大小不相等
C.如果向乙容器中加入盐水,木块将会下沉 D.三个容器对水平桌面的压强大小相等
4.如图所示的是中国科技馆的“球吸”展项,不吹风时两球静止,当风自下而上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象。这个实验现象揭示的物理原理,在下列四个事例中得到应用的是( )
A.拔火罐 B.孔明灯 C.飞机机翼 D.潜水艇
5.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断不正确的是( )
A.液体的密度关系是
B.液体对容器底部的压强关系是
C.容器对桌面的压强关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
6.如图,三个容器完全相同,在浸过蜡的细木棍下端缠一些铁丝,依次放入深度相同的A、B、C三种液体里,忽略木棍放入液体中液面的深度变化,下列说法中不正确的是( )
A.比较三种液体的密度,C最大,A最小
B.比较木棍在三种液体里所受的浮力,C最大,A最小
C.比较液体对杯底的压强,C最大,A最小
D.比较杯底对桌面的压强,C最大,A最小
7.将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示,下列说法正确的是( )
A.木块在甲液体中所受浮力较大 B.木块在乙液体中所受浮力较小
C.两容器底部受到的液体压强相等 D.甲容器底部受到的液体压强较大
8.将同一枚新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,静置一会儿,出现如图所示的现象。则( )
A.鸡蛋在水中受到的浮力大
B.鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大
C.鸡蛋的密度小于水的密度
D.鸡蛋的密度等于浓盐水的密度
9.关于浮力的应用,下列说法正确的是( )
A.潜水艇在露出水面前的上浮过程中,所受浮力增大
B.同一艘轮船在海里航行时与在河里航行时所受的浮力相等
C.气象探测气球里所充气体的密度大于空气的密度
D.飞艇匀速上升时所受到的浮力大于重力(不计空气阻力)
10.从“蛟龙号”到“奋斗者号”,我国载人潜水器一再刷新深海下潜深度的记录。图甲是“奋斗者号”。在某次竖直下潜中,若从“奋斗者号”刚好浸没开始计时,到返回水面结束计时,下潜深度h 随时间t 的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“奋斗者号”的形变,下列对“奋斗者号”的分析正确的是( )
A.在0~3min,处于匀速直线运动状态
B.在1~3min,受到海水的浮力逐渐变大
C.在4~6min,处于静止状态
D.在 6~8min,受到海水的压强不变
11.将一个密闭的易拉罐放在装有水的深桶中,如图所示,用手慢慢把它竖直压入水中,体会手的感受;易拉罐全部没入水中后,继续把它压向桶底,体会手的感受,根据活动中的感受和观察到的现象判断下列说法正确的是( )
A.浮力的大小与物体的体积有关
B.浮力的大小与液体密度有关
C.浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有关
二、填空题
12.一艘货船排水量为5000t,这艘船在满载时受到的浮力是 N;卸掉一部分货物后,该船底部受到水的压强将 (g=10N/kg)
13.将质量为0.5千克,底面积为0.01米2的木块放入盛水容器中,静止时如图所示。木块所受的浮力为 牛。木块下表面受到的水的压强 帕。当其浸在浓盐水中时(),木块排开液体的质量 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
14.在容积为100mL的容器中先放入一个实心小球(如图所示),若向里面再注入32g酒精后液面恰好与容器口相平,若注入46g水也恰好能装满,小球的体积是 cm3,小球的密度是 kg/m3。(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3)
15.航天员在“天宫课堂”中演示了水球变“懒”实验。如图甲,当用注射器向水球喷出空气时,水球的振动很激烈;如图乙,在水球内加入钢球后,再次向水球和钢球整体喷气,观察到水球振动变慢,即“水球变懒”,这是因为加入钢球后,整体惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”),此时钢球 (选填“受”或“不受”)到水的浮力。
16.如图所示,2024年5月1日,我国完全自主设计建造的弹射型航空母舰“福建舰”从江南造船厂解缆启航,开展航行试验,已知“福建舰”满载排水量为88000t。g取10N/kg:
(1)“福建舰”满载时受到的浮力是 N,航母的舰体成流线型,其目的是为了 ;
(2)航母从港口驶向远海区域的过程中,水的密度逐渐变大,则航母的吃水深度 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同);某舰载机从航母甲板上起飞后,舰底所受水的压强将 。
17.阿基米德受洗澡时水从澡盆溢出现象,解决了鉴定纯金王冠真伪。他将质量相等的王冠和纯金分别浸没在盛满水的容器,由于王冠掺入银后密度改变导致体积 (选填“变大、变小、不变”),王冠溢出的水会 纯金溢出的水,此时王冠受到的浮力 纯金受到的浮力(选填“大于、等于、小于”)(ρ金>ρ银)。
18.一个圆柱形容器放在水平桌面上,如图甲所示,容器中立放着一个均匀实心圆柱体M,圆柱体的高度为0.1m,现慢慢向容器中加水,加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图乙所示,在整个过程中无水溢出,M的底面始终与容器中的水面平行,则圆柱形容器的内底面积S= m2,圆柱体M的密度 ρ= kg/m3。(g=10N/kg)
三、实验题
19.小明用一带刻度的圆柱体探究浮力的大小与什么因素有关。小明依次做了圆柱体、全部体积浸入水中和浸没在盐水中,过程如图:
(1)根据A与 三次实验,可得:浮力大小与物体排开液体体积有关;
(2)根据A、D、E的结果,可得圆柱体浸没在水中受到的浮力是 N;浸没更深,测力计示数不变,可得浮力与浸没在液体中的深度 (有关/无关);
(3)圆柱体浸没在盐水中,测力计示数如图F,为 N,说明浮力大小与液体 有关;盐水的密度为 kg/m3。
四、计算题
20.边长10cm、质量为0.6kg的正方体物体放入盛有某种液体的容器中,物体漂浮在液面上如图甲所示。求:
(1)物体的密度;
(2)物体(如图甲)漂浮时,此时物体下表面的压强;
(3)若从漂浮状态用力缓慢向下压物体,发现当物体向下运动2cm时,液面也正好上升2cm。此时物体刚好浸没在液体中(如图乙),液体的密度是多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】将一个重为4N的小球,放入盛有水的烧杯中,溢出烧杯的水重为1N,有以下几种可能:
①若烧杯中水是满的,溢出烧杯的水重为1N,根据阿基米德定律,浮力就是1N;
②若烧杯中水是不满的,溢出烧杯的水重为1N,说明物体排开的水的重力大于1N,所以浮力大于1N;
③若小球的密度小于水的密度,则金属球会漂浮,所以浮力等于4N;
④若小球的密度等于水的密度,则金属球会悬浮,所以浮力等于4N;
⑤若小球的密度大于水的密度,则金属球沉底,所以,浮力小于4N。
故选B。
2.C
【详解】A.因为声音的传播需要介质,声音可以在空气中传播,所以发现周围有人时,立即大声呼救,等待救援,故A正确,A不符合题意;
B.手臂举起,排开水的体积变小,由阿基米德原理可知浮力变小,重力不变,重力大于浮力,会下沉,更容易溺水,故B正确,B不符合题意;
C.放松全身,让身体漂浮在水面,此时浮力大小等于重力,故C错误,C符合题意;
D.身体下沉时,用手掌向下压水,同时水给人一个向上的力,人会向上运动,利用物体间力的作用是相互的,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.D
【详解】A.由图得,小球悬浮在水中,如果向丙容器中加入酒精,液体的密度减小,小于小球的密度,则小球将会下沉,故A错误;
B.三个容器中水的深度相同,容器的底面积相同,由得,水对三个容器底部的压力大小相等,故B错误;
C.如果向乙容器中加入盐水,液体的密度变大,则木块将会上浮,故C错误;
D.图乙中木块漂浮在水面,木块的重力等于受到的浮力,由阿基米德原理得,木块受到的浮力等于木块排开的水的重力,木块的重力等于木块排开的水的重力;图丙中小球悬浮在水中,小球的重力等于受到的浮力,由阿基米德原理得,小球受到的浮力等于小球排开的水的重力,则小球的重力等于小球排开的水的重力,则甲乙丙,容器中物体的总重力相同,三个容器完全相同,三个容器的重力相同,则三个容器的总重力相等,容器在水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器的总重力,则容器对桌面的压力相等,容器对桌面的受力面积相等,由得,三个容器对水平桌面的压强大小相等,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】气流从两只空心球中间的缝隙通过,由于中间空气流速快、压强小,两侧空气流速慢,压强大,所以会发现两只小球向中间靠拢,其原理是流体压强与流速的关系。
A.用火对火罐加热,使火罐内的空气减少,然后利用大气压将火罐压在人体上,属于大气压的应用,故A不符合题意;
B.灯罩内的气体被加热,体积膨胀,密度减小,由于罩内气体的密度小于灯罩外空气的密度,使得孔明灯受到空气的浮力大于受到的重力,孔明灯能上升,故B不符合题意;
C.飞机的机翼通常都做成上面凸起,下面平直的形状。这样,当飞机起飞时,流过机翼上方的空气流速大,压强小,流过机翼下方的空气流速小,压强大。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力,故C符合题意;
D.潜水艇是通过改变自身的重力来上浮下沉的,故D不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】A.小球在甲中下沉,故,在乙容器中漂浮,故,在丙中悬浮,故,所以液体密度关系为
故A正确,不符合题意;
B.静止时三个容器的液面相平,即深度相等,由于乙液体密度最大,根据可知,乙容器底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,即
故B错误,符合题意;
C.开始时液体的体积相等,放入小球后,甲丙溢出相同体积液体,则剩余液体体积相等,即,由于,故,,乙液体溢出的最少,故剩余的液体体积最大,又因为最大,所以最大,最大,故
容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和球的重力之和,即
由于受力面积相同,由可知
故C正确,不符合题意;
D.由图知,小球在丙中悬浮,在乙中漂浮,所以小球所受浮力与自身重力相等,在甲中下沉,浮力小于重力,所以小球受到的浮力大小关系为
故D正确,不符合题意。
故选B。
6.B
【详解】AB.当物体漂浮时,其受到的浮力等于自身的重力,三次放入木棍均是漂浮,因此浮力都等于自身重力,所以三次所受浮力相等;液体的密度大小,可由排开液体的体积大小并根据进行比较,A中排开液体体积最多,C中排开液体体积最少,所以液体的密度,C最大,A最小,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.液体内部压强和液体的密度和液体的深度有关,由A选项分析可知,三种液体的密度大小关系为
因为三种液体深度相等,由p=ρgh可知,液体对杯底的压强,C最大,A最小,故C正确,不符合题意;
D.此时容器对桌面的压强等于容器的重力和容器内部物体重力之和与杯底面积之比,由A选项分析可知,三种液体的密度大小关系为
且液体深度和烧杯底面积相等,三种液体的体积关系为
根据可知,三种液体的质量关系为
根据G=mg可知,三种液体的重力关系为
由于木棍相同,木棍的重力相同,容器相同,容器的重力相等;所以,三个容器对桌面的压力大小关系为
根据可知,杯底对桌面的压强,C最大,A最小,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.D
【详解】AB.如图,相同的木块在两种液体中都处于漂浮状态,受到的浮力都等于它的重力,所以,木块在两种液体中受到的浮力相等,故AB错误;
CD.木块在两种液体中受到的浮力相等,木块排开甲液体的体积较小,根据阿基米德原理可知,甲液体的密度较大,两容器中液体深度相同,所以,甲容器底部受到的液体压强较大,故C错误,D正确。
故选D。
8.D
【详解】AB.鸡蛋在水中沉底,受到的浮力小于重力;鸡蛋在浓盐水中悬浮,受到的浮力等于重力,鸡蛋在浓盐水中受到的浮力大,故AB不符合题意;
C.鸡蛋在水中沉底,鸡蛋的密度大于水的密度,故C不符合题意;
D.鸡蛋在浓盐水中悬浮,鸡蛋的密度等于浓盐水的密度,故D符合题意。
故选D。
9.B
【详解】A.潜水艇在露出水面前(即浸没在水中),潜水艇排开水的体积不变,根据 可知,所受浮力不变,故A错误;
B.同一艘轮船在海里航行时与在河里航行时处于漂浮状态,所受的浮力都等于自身的重力,浮力相等,故B正确;
C.气象探测气球里所充气体的密度小于空气的密度,故C错误;
D.在不计空气阻力的情况下,飞艇匀速上升时受到的浮力等于重力,故D错误。
故选B。
10.C
【详解】A.由题图可知,在0~3min,下潜深度h 随时间t 的变化关系图线不是一条过原点的倾斜直线,所以,“奋斗者号”在0~3min不处于匀速直线运动状态,故A错误;
B.由题意可知,在1~3min,“奋斗者号”完全浸没在海水中,排开海水的体积不变,根据阿基米德原理可知,“奋斗者号”受到海水的浮力不变,故B错误;
C.由图乙可知,在4~6min内,下潜深度h不变,说明潜水器的速度为0,处于静止状态,故C正确;
D.由图乙可知,在6~8min内潜水器所处的深度逐渐减小,即潜水器在上浮,由p=ρgh可知,潜水器受到海水的压强逐渐减小,故D错误。
故选C。
11.C
【详解】用手慢慢把它竖直压入水中,易拉罐浸在液体中的体积变大,即排开液体的体积变大,易拉罐受到的浮力变大,因此越往下压,手感觉需要的力会越大;易拉罐全部没入水中后,继续把它压向桶底,感觉手施加的力不变;
AB.实验过程中,物体的体积、液体的密度不变,因此无法探究浮力的大小与物体的体积、液体的密度之间的关系,故AB错误;
C.易拉罐未浸没之前,随物体浸在液体中的体积变大,需要施加的力变大,因此说明浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,故C正确;
D.当物体浸没后,继续向下按压物体,所需要的力不变,说明浮力的大小与物体浸入液体的深度无关,故D错误。
故选C。
12. 5×107 变小
【详解】[1]这艘船在满载时受到的浮力
F浮=G排=m排g=5000×103kg×10N/kg=5×107N
[2]货船始终处于漂浮状态,卸掉一部分货物后,总重力减小,受到的浮力等于重力也减小,由阿基米德原理可知,货船排开水的体积变小,因此货船浸入水的深度变小,根据p=ρgh可知,该船底部受到水的压强变小。
13. 4.9 490 不变
【详解】[1]由图可知,木块漂浮,受到的浮力等于自身重力,即
[2]木块排开水的体积为
木块浸入水中的深度为
木块下表面受到的水的压强
[3]将木块放在水中时,木块漂浮,则,当其浸在浓盐水中时,因,故,木块在盐水中仍然漂浮,受到的浮力不变,等于自身重力,由阿基米德原理可知,木块受到的浮力等于排开液体的重力,因此木块排开液体的质量不变。
14. 60 0.9×103
【详解】[1] 46g水的体积为
32g酒精的体积
已知小球完全放入容积为100mL=100cm3的杯内,向杯中加入46g水或32g酒精都恰能将杯装满。根据题意可知,小球排开水的体积
V排水=V容-V水=100cm3-46cm3=54cm3
则排开水的质量
排开酒精的体积
V排酒精=V容-V酒精=100cm3-40cm3=60cm3
则排开酒精的质量
所以
m排水∶m排酒精=54g∶48g=54∶48
若小球放入水中或酒精中都是漂浮,由漂浮条件和阿基米德原理可得
F浮=G排=G物
则m排水应等于m排酒精,与前面的计算不符,故排除这种可能;假设小球放入水中或酒精中都是浸没的,则V排水应等于V排酒精,与前面的计算不符,故排除这种可能;因,所以小球放在水中是漂浮,则小球的质量
m=m排水=54g
小球在酒精中是沉底的,则小球的体积等于小球排开酒精的体积,即
V=V排酒精=60cm3
[2]小球的密度为
15. 变大 不受
【详解】[1]惯性是物体保持其运动状态不变的属性,它只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。在图甲中,只有水球时,其质量相对较小,因此惯性也较小。而在图乙中,当在水球内加入钢球后,整体的质量明显增大,所以整体的惯性也变大。
[2]浮力产生的原因:物体受到液体向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力;在太空中水和钢球处于失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,则钢球没有受到水的浮力。
16. 8.8×108 减小流体阻力 变小 变小
【详解】(1)[1]“福建舰”满载时受到的浮力是
[2]为了减小航母在水中航行时受到的阻力,科学家把航母的舰体设计成流线型。
(2)[3]航母始终处于漂浮状态,浮力不变,水的密度变大,由可知排开水的体积变小,则航母的吃水深度变小。
[4]舰载机从航母甲板上起飞后,航母的重力减小,航母始终漂浮,故航母的浮力减小,水的密度不变,航母会上浮一些,所以舰底的深度减小,根据可知舰底所受水的压强将变小。
17. 变大 大于 大于
【详解】[1][2][3]因为金的密度大于银的密度,则王冠掺入银后,其平均密度减小,由可知,王冠体积变大,所以王冠溢出的水就会大于纯金溢出的水,根据阿基米德原理可知,王冠受到的浮力大于纯金受到的浮力。
18. 0.1 0.6×103
【详解】[1]由图乙可知,当加入3kg水时,M刚好对容器底部无压力,继续加入水,M将漂浮;加入水的质量从3kg到7kg时,水对容器底的压强变化量为
Δp=1×103Pa-0.6×103Pa=0.4×103Pa
水对容器底压力的变化量等于加入水的重力,即
ΔF=ΔG=Δmg=(7kg-3kg)×10N/kg=40N
由得,圆柱形容器得内底面积为
[2]如图乙,当加入水的质量为3kg时,水对容器底的压强为0.6×103Pa,此时水的深度为
此时加入水的体积为
所以水的底面积为
所以圆柱体的底面积为
S柱=S-S水=0.1m2-0.05m2=0.05m2
圆柱体的体积为
V柱=S柱h柱=0.05m2×0.1m=0.005m3
漂浮时圆柱体排开水的体积为
V排=S柱h=0.05m2×0.06m=0.003m3
漂浮时,圆柱体的重力等于所受的浮力,即
G柱=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.003m3=30N
圆柱体的质量为
圆柱体的密度为
19.(1)B、C
(2) 2 无关
(3) 1.8 密度 1.1×103
【详解】(1)要探究浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关,应控制液体密度相同,改变物体排开液体的体积,由图可知,B、C的实验符合要求。
(2)[1]由A可知,圆柱体的重力为4N,根据称重法测浮力,由D、E可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力为
[2]分析A、D、E三次实验,D和E中圆柱体浸没在液体中的深度不同,测力计示数相同,浮力大小相同,故能得出:浮力与浸没在液体中的深度无关。
(3)[1]由图F可知,测力计分度值为0.2N,示数为1.8N。
[2]图E和图F中,圆柱体排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度相同,液体密度不同,测力计示数不同,根据称重法测浮力可知,圆柱体受到的浮力不同,故能得出:浮力大小与液体密度有关。
[3]由图A和图E可知,圆柱体浸没在水中时,受到的浮力为
根据可知,圆柱体的体积为
由图A和图F可知,圆柱体浸没在盐水中时,受到的浮力为
根据可知,盐水的密度为
20.(1)0.6×103kg/m3;(2)600Pa;(3)1×103kg/m3
【详解】解:(1)正方体物体的体积为
V=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3
物体的密度为
(2)正方体物体的底面积为
S=(10cm)2=100cm2=0.01m2
漂浮时,浮力等于物体的重力,即
F浮=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
由浮力产生的原因知,此时下表面受到的压力等于物体受到的浮力,即
F=F浮=6N
由知,此时物体下表面的压强为
(3)从漂浮状态用力缓慢向下压物体,发现当物体向下运动2cm时,液面也正好上升2cm,此时物体刚好浸没在液体中,说明漂浮时物体浸入的深度为
h=10cm-2cm-2cm=6cm
由p=ρgh知,液体的密度为
答:(1)物体的密度为0.6×103kg/m3;
(2)物体(如图甲)漂浮时,此时物体下表面的压强为600Pa;
(3)若从漂浮状态用力缓慢向下压物体,发现当物体向下运动2cm时,液面也正好上升2cm。此时物体刚好浸没在液体中(如图乙),液体的密度是1×103kg/m3。
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