内容正文:
第九章浮力基础练习题
一、单选题
1.有一个铜块挂在弹簧测力计上,当铜块全部浸没水中时,弹簧测力计的读数是( )
A.铜块所受的重力
B.铜块所受浮力
C.铜块所受重力与浮力之差
D.以上所述均不正确
2.如图所示,体积相同的甲、乙两个小球,分别放在两个相同的容器中处于静止状态,此时容器中液体深度不同,但液体对容器底部的压强相同,则( )
A.甲球的密度大于乙球的密度
B.甲、乙两球受到的浮力相等
C.甲球的质量小于乙球的质量
D.甲球容器对桌面压强较大
3.将同一个苹果分别放入两种液体中,苹果静止后,情形如图所示。苹果在甲液体中受到的浮力为,在乙液体中受到的浮力为,则下列说法正确的是( )
A.两个容器底部受到的液体压强相等 B.两个容器中,甲容器内的液体密度小
C.两个容器中, D.两个容器中,
4.物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲所示,将其切成大小两块,再次投入水中(杯中水量不变)。发现大块仍漂浮、小块缓慢沉入水底,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
B.小块橙子受到的浮力等于其重力
C.两块橙子受到浮力之和等于整个橙子受到的浮力
D.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
5.空气对物体的浮力有时影响甚微,有时不可忽略,通过直接观察可判定,浮力对下列物体作用效果最明显的是( )
A.空中上升的氢气球 B.发射升空的火箭
C.竖直下落的小铁球 D.水平滚动的足球
6.皮囊,又名浑脱,是我国古代重要的渡河工具。它由整羊、牛皮充气而成,如图所示。使用时,先向皮囊吹气,接着扎紧充气孔,便可以单独作为浮具。下列有关说法正确的是( )
A.充满气的皮囊的密度大于水的密度
B.皮囊漂浮在水面上时受到的重力小于浮力
C.皮囊压入水中静止时受到的浮力等于重力
D.给皮囊充气是为了使其浸没在水中时受到的浮力增大
7.一个盛有水的底面积为的圆柱形容器足够高,将它置于水平桌面上,如图甲所示,容器对桌面的压强为600Pa。用细线系一小球A,将小球A体积的浸入水中,容器对桌面的压强为800Pa,如图乙所示;若将细线剪断,容器对桌面的压力相比乙图增大了0.8N;将小球A与一个密度为的球B用细线连接后置于容器中,A、B球悬浮于水中,如图丙所示。不计所有细线的体积和质量,则下列判断正确的是( )
A.球A的体积为
B.球A的密度为
C.将图丙中的细线剪断后,图丙比图甲的液面高4cm
D.球B的重力为3.2N
8.两艘完全相同的轮船停靠在水中,甲船装满货物,乙船尚未装满货物,则( )
A.甲船所受的浮力大于重力
B.乙船所受浮力小于重力
C.甲、乙两船所受浮力相等
D.甲船所受浮力大于乙船所受浮力
9.下列有关八年级学生小明的相关数据中,最接近实际的是( )
A.小明的质量约为500kg B.小明的重力约为500N
C.小明的体积约为500dm3 D.小明游泳时所受水的浮力约为50N
10.如图,四个相同的水槽A、B、C、D都装满水,B中悬浮塑料球,C中浮着小木块,D中浮着大木块,四个水槽对桌面的压力大小( )
A.相等 B.B最大 C.C最大 D.D最大
11.如图所示,两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种液体。将同一颗樱桃分别放入后,两个烧杯内的液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度小于乙液体密度
B.樱桃在甲液体中受的浮力大于在乙液体中受的浮力
C.樱桃排开的甲液体的质量小于排开的乙液体的质量
D.烧杯对桌面的压强相等
二、填空题
12.某物体浸没在水中时排开水的体积为1m³,受到的浮力为 N。物体在水中下沉过程中,受到水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。如题图所示,船闸工作过程应用了 原理。(,)
13.小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 。
14.如图所示是正在训练的我国某型号核潜艇,若使其由图中位置下潜至海面下某深度,该过程中,潜艇水舱应该 (选填“充水”或“排水”),它受到的浮力变化情况 (选填“变大”“变小”“先变大后不变”或“先变大后变小”)。
15.浸没在水中的正方体铁块边长为10cm,下表面受到水向上的压强4000Pa,压力是 N。上表面受到水的压强是 Pa,压力是 N。铁块受到的浮力是 N。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
16.一物块体积为100cm3,所受的重力为0.8N,用手将物块压住使它浸没在水中受到的浮力为 N,松手后物体静止时受到的浮力为 N。(g取10N/kg)。
17.甲图是“验证凸透镜成像规律”的实验器材,实验时需保持烛焰、光屏中心与凸透镜的中心在 ,为找到光屏上清晰放大的像,则应该向 移动光屏找像(选填“右”或“左”)。用图乙所示的装置可以验证浸没在液体中的物体受到的浮力与 之间的关系,物体排开液体体积大小为 (选用图中字母)。
18.大约在六百年前,我国明代伟大的航海家郑和从南京开始了下西洋的壮举,当时他使用的是名叫“宝船”的大船重4.9×107牛,则船在长江水中航行时受到的浮力大小为 N;宝船进入大西洋时是 一些(选填“浮起”或“下沉”)。
三、实验题
19.小红用量程为0~5N的弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯、水、盐水和细线探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验,实验过程和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图甲、乙、丙或甲、乙、丁可知,物体所受浮力的大小与 有关;
(2)分析图甲、丁、戊可以得出的结论是:当物体排开液体的体积相同时 越大,物体所受的浮力越大;
(3)根据实验数据,可以算出圆柱体的体积是 m3,圆柱体的密度是 kg/m3,盐水的密度是 kg/m3;(g取10N/kg)
(4)小红同学在完成上述探究实验后灵机一动,将此弹簧测力计刻度用密度值标注,制成弹簧密度计,圆柱体浸没在待测液体中,可直接读出待测密度值。则此密度计可以测量的液体密度最大值为 kg/m3。
20.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(1)分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关;
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度;
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3。
四、计算题
21.2023年12月27日,我国首艘自主研制的超深水大洋钻探“梦想”号在珠江口海域顺利完成首次试航,如图所示,它是全球唯一一艘具备海域11000米钻探能力的科考钻探船,质量约为3.3万吨。海水的密度取,g取10N/kg。
(1)“梦想”号试航中30s内航行了180m,这段时间的平均速度为多少?
(2)“梦想”号漂浮在海面上所受浮力约为多少?
(3)“梦想”号试航中船底所受海水的压强为,则船体吃水深度为多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】当铜块全部浸没水中时,对铜块受力分析可知,铜块受到弹簧对它的竖直向上的拉力F拉,水对它的竖直向上的浮力F浮;地球对它的竖直向下的重力G,此时铜块静止,根据力的平衡知识可知
F拉+F浮=G
所以
F拉=G-F浮
故选C。
2.A
【详解】A.由题图可知,右边容器的液体深度大于左边容器的液体深度,且液体对容器底部的压强相同,根据p=ρgh可知,左容器的液体密度大于右容器的液体密度;由题图可知,甲球在左容器液体中悬浮,乙球在右容器中漂浮,根据物体浮沉条件可知,甲球的密度等于左容器液体的密度,乙球的密度小于右容器的液体密度;所以,甲球的密度大于乙球的密度。故A符合题意;
BC.由于甲球的密度大于乙球的密度,且两球的体积相同,根据可知,甲球的质量大于乙球的质量,根据G=mg可知,甲球的重力大于乙球的重力;甲球在左容器液体中悬浮,乙球在右容器中漂浮,根据物体浮沉条件可知,甲球在左容器的液体中受到的浮力等于甲球的重力,乙球在右容器液体中受到的浮力等于乙球的重力,所以,甲球在左容器的液体中受到的浮力大于乙球在右容器液体中受到的浮力,故BC不符合题意;
D.假设左容器的液体深度为,右容器的液体深度为,液体对容器底部的压强相同,根据p=ρgh可得
假设两球的体积都为V,容器的底面积为S,此时左容器中液体的体积为
左容器液体的质量为
右容器中的液体体积为
右容器中的液体质量为
所以,左容器的总重力为
右容器的总重力为
因为
又因为
则有
可知,左右容器的总重力相等,因为容器放置在水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器的总重力,容器相同,受力面积相等,根据可知,两容器对桌面的压强相等,故D不符合题意。
故选A。
3.D
【详解】AB. 因为苹果在甲液体中漂浮,所以苹果的密度小于甲液体的密度;因为苹果在乙液体中沉底,所以苹果的密度大于乙液体的密度。因此甲液体的密度大于乙液体的密度,放入苹果后,液面等高,由p=ρgh可知:甲容器中液体对容器底的压强大,故AB错误;
CD. 苹果在甲液体中漂浮,苹果在甲液体中受到的浮力等于苹果的重力;苹果在乙液体中沉底,苹果在乙液体中受到的浮力大于苹果的重力;苹果重力不变,故在甲中所受浮力大于在乙中所受的浮力,故C错误,D正确。
故选D。
4.A
【详解】A.在甲中漂浮时
图乙,大块仍漂浮、小块缓慢沉入水底,则有
则
则乙中总浮力变小,排开液体的体积变小,液面下降,乙图中杯底所受水的压强小,故A正确;
B.小块橙子下沉,受到的浮力小于其重力,故B错误;
C.由上分析可知两块橙子受到浮力之和小于整个橙子受到的浮力,故C错误;
D.小块橙子缓慢沉入水底的过程中,排开液体体积不变,浮力不变,故D错误。
故选A。
5.A
【详解】A.空中上升的氢气球,受到的浮力大于重力,是利用浮力升空的,即浮力对它的作用效果明显,故A符合题意;
BCD.发射升空的火箭、竖直下落的小铁球、水平滚动的足球,它们受到的浮力远小于它们各自的重力,浮力对它们的影响很小,故BCD不符合题意。
故选A。
6.D
【详解】A.充气后的皮囊漂浮在水面,其密度小于水的密度,故A错误;
B.皮囊漂浮在水面上时受到的重力等于浮力,故 B错误;
C.皮羲压入水中静止时受到的竖直向上的浮力, 竖直向下的重力和竖直向下的压力,皮囊受力平衡,浮力等于重力加压力,故C错误;
D.给皮囊充气是为了使其浸没在水中时排开的体积变大,根据知,受到的浮力增大,故A正确。
故选D。
7.D
【详解】A.将小球A体积的浸入水中,容器对桌面的压强为800Pa,增加的压力为
根据力的作用是相互的,小球A受到的浮力也是4N,此时排开液体的体积为
球A的体积为
故A错误;
B.当细线剪短后,容器对桌面的压力相比乙图增大了0.8N,即A受到的浮力比乙图又增大了0.8N,若A悬浮或者沉底,则浸没体积是乙图中的倍,则浮力应该增加2N,但A的浮力只增加了0.8N,故A此时为漂浮状态,浮力为
漂浮时浮力等于重力,所以GA=4.8N,A的质量为
A的密度为
故B错误;
CD.当AB用细绳连接后,两者整体悬浮,所以浮力为
根据阿基米德原理可知
又因为B密度为1.6g/cm3,且,联立可解得mB=320g,VB=200cm3,所以球B的重力为
当绳子剪断后,A漂浮,B沉底,AB整体的浮力为
排开水的体积为
液面上升高度为
故C错误,D正确。
故选D。
8.D
【详解】AB.两船均应漂浮于水面,故两船所受浮力均等于自身的重力,故AB不符合题意;
CD.船受到的浮力等于其重力,甲船装满货物后重力大于乙船,故甲船所受浮力大于乙船所受浮力,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.B
【详解】A.小明的质量约为50kg,重力约为
故A不符合题意,B符合题意;
C.小明的质量约为50kg,密度与水的密度近似相等,则小明的体积为
故C不符合题意;
D.小明游泳时可看似漂浮,根据物体的浮沉条件可知,小明受到的浮力等于其重力,约为500N,故D不符合题意。
故选B。
10.A
【详解】A .水槽 A 只有水,对桌面的压力等于水槽和水的重力;
B .水槽 B 中塑料球悬浮,浮力等于球的重力,球受到的浮力等于排开水的重力,所以水槽 B 对桌面的压力等于水槽、水和球的总重力;
C.水槽 C 中小木块漂浮,浮力等于木块重力,木块受到的浮力等于排开水的重力,所以水槽 C 对桌面的压力等于水槽、水和木块的总重力;
D.水槽 D 中大木块漂浮,浮力等于木块重力,木块受到的浮力等于排开水的重力,所以水槽 D 对桌面的压力等于水槽、水和木块的总重力;
因为四个水槽相同且都装满水,木块和塑料球的重力都加到了对桌面的压力中,所以四个水槽对桌面的压力大小相等。
故选A。
11.B
【详解】A.樱桃在甲中漂浮,则
ρ甲>ρ樱
樱桃在乙中沉底,则
ρ乙<ρ樱
甲液体密度大于乙液体密度,故A错误;
BC.樱桃在甲中漂浮,则
F浮甲=G樱
樱桃在乙中沉底,则
F浮乙<G樱
比较可知
F浮甲>F浮乙
樱桃在甲液体中受的浮力大于在乙液体中受的浮力,由阿基米德原理可知樱桃在甲液体中排开液体的重力大于乙液体中排开液体的重力,由G=mg可知,樱桃排开的甲液体的质量大于排开的乙液体的质量,故B正确,C错误;
D.因烧杯相同、液面等高,则甲液体的体积大于乙液体的体积,甲液体密度大于乙液体密度,根据m=ρV可得甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G=mg可知甲液体的重力大于乙液体的重力,烧杯对桌面的压力等于烧杯、液体和樱桃的总重力,烧杯和樱桃的重力相等,所以甲烧杯对桌面的压力较大,烧杯的底面积相等,由可知甲烧杯对桌面的压强较大,故D错误。
故选B。
12. 104 变大 连通器
【详解】[1]某物体浸没在水中时排开水的体积为1m3,受到的浮力为
[2]物体在水中下沉过程中,深度变大,则受到水的液体压强变大。
[3]船闸工作过程,闸室分别与上下游底部连通,构成连通器,应用了连通器原理。
13. 大于 1.2
【详解】[1]根据可知,土豆的体积较大,西红柿的体积较小,则土豆受到的浮力大于西红柿受到的浮力。
[2]根据称重法测浮力可知,土豆的重力为2.4N,土豆受到的浮力为
土豆沉入水底,体积等于其排开水的体积,为
土豆的密度为
14. 充水 先变大后不变
【详解】[1] 潜水艇靠自身水舱的吸水和排水,来改变自身的重力,从而改变重力与浮力的大小关系,实现上浮和下沉。潜艇漂浮时,浮力等于重力;当水舱充水,潜水艇重力变大,大于其所受浮力时,潜水艇下潜。
[2] 由图可知,潜水艇由漂浮下潜过程中,其排开水的体积逐渐增大,当其完全浸没时,其排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,其受到的浮力先变大后不变。
15. 40 3000 30 10
【详解】[1]正方体铁块边长为
根据可得,正方体下表面受到的压力为
[2]由可得,正方体下表面所处的深度
则正方体上表面所处的深度
正方体上表面受到水的压强
[3]由可得,正方体上表面受到水的压力为
[4]正方体上、下表面受到水的压力差
由浮力产生的原因可知,铁块受到的浮力
16. 1 0.8
【详解】[1]用手将物块压住使它浸没在水中,物块受到的浮力为
[2]松手后物块漂浮在水面上静止时受到的浮力为
17. 同一高度 右 物体排开液体所受重力大小 V2-V1
【详解】[1][2] 探究凸透镜成像的实验时,为使得像成在光屏中心,实验时需保持烛焰、光屏中心与凸透镜的中心在同一高度;要在光屏上成清晰放大的像,根据凸透镜成像的规律可知,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,此时像距要大于二倍焦距,即应将光屏向右移动找像。
[3][4] 图乙中,根据排水法,物体排开液体体积大小为V2-V1,若知道液体的密度,即可得物体排开液体所受重力大小,根据称重法,测力计示数的减小量即为浮力,所以用图乙所示的装置可以验证浸没在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体所受重力大小之间的关系。
18. 4.9×107 浮起
【详解】[1]船在长江水中航行时处于漂浮状态,因此受到的浮力等于重力大小,即
[2]宝船进入大西洋中仍然处于漂浮状态,浮力等于重力,因此受到的浮力大小不变,海水的密度大于长江水的密度,根据可知排开液体的体积减小,即船要上浮一些。
19. 排开液体的体积 液体的密度 4×10-4 1.25×103 1.1×103 1.25×103
【详解】(1)[1]步骤甲可以测出金属块的重力,步骤乙、丙和步骤乙、丁中,物块排开液体的体积不同,液体密度相同,因此可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系。
(2)[2]步骤丁、戊中,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,盐水密度大于水的密度。由图可知,物体在水中受到的浮力为
5N-1N=4N
物体在盐水中受到的浮力为
5N-0.6N=4.4N
因此,当排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(3)[3]物块完全浸没在水中时受到的浮力为4N,由可知,物体体积
物体体积为。
[4]圆柱体的质量
圆柱体密度
圆柱体密度为。
[5]物体浸没在盐水中受到的浮力为4.4N,则盐水的密度
盐水的密度为。
(4)[6]由可知,当排开液体的体积一定,液体密度越大,受到的浮力越大,因此当物块受到的浮力等于重力5N时,该密度计测量的液体密度最大为
该密度计测量的液体密度最大为。
20.(1) 物体排开液体的体积 液体的密度
(2)小于
(3) 1 2.7×103
【详解】(1)[1]分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[2]分析比较A、E、F可知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(2)由图A可知金属块的重力是2.7N,金属块在水中受到的浮力为
F浮水=G-FE=2.7N-1.7N=1N
金属块在水中受到的浮力为
F浮液=G-FF=2.7N-1.9N=0.8N
所以,F中液体密度小于水的密度。
(3)[1]金属块浸没在水中时受到的浮力大小
F浮水=G-FE=2.7N-1.7N=1N
[2]金属块的体积
金属块的密度
21.(1);(2);(3)10.5m
【详解】解:(1) “梦想”号试航中30s内航行了180m, 这段时间的平均速度为
(2)船漂浮时受平衡力作用,则“梦想”号漂浮在海面上所受浮力等于重力,故浮力约为
(3)由可得,船体底部所处深度为
答:(1)“梦想”号试航中30s内航行了180m,这段时间的平均速度为;
(2)“梦想”号漂浮在海面上所受浮力约为;
(3)船体吃水深度为10.5m。
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