内容正文:
第九章浮力练习题
一、单选题
1.如图所示,体积相同的甲、乙、丙、丁四个小球,静止在水中不同深度处,四个小球中密度最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.将重为,体积为的物体投入一装有适量水的溢水杯中,溢出水,若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断正确的是( )
A.物体上浮, B.物体悬浮,
C.物体漂浮, D.物体沉在水底,
3.如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是( )
A.木块在甲液体中受的浮力较大
B.甲液体对容器底部的压强较大
C.盛乙液体的容器对桌面的压强较大
D.木块在甲液体中和乙液体中下表面受到的压力相等
4.如图所示,A、B为不同规格的潜水艇模型,吸、放水功能完好。为空心正方体,B为空心长方体,A、B均由密度为的材料制成。A、B空心部分体积分别为、,底面积分别为、。当中注满水,B中无水,容器中液面与上表面相平时,绳中拉力为,此时轻质容器对桌面压强为,细绳长。若雯雯同学将中所有水放出后,B开始吸水,则下列说法正确的是( )
①A注满水后的重力为
②B的高度为
③容器底面积为
④当绳恰好对容器底部无拉力时,B吸水的质量为
A.①③ B.②③ C.③④ D.④
5.某同学在家用生活用品做探究实验。如图他将装满水的烧杯放在水平桌面盘子里,再把空的饮料罐缓慢匀速按入水中,体会到手下压的力越来越大,他从实验过程中得出的结论有:①实验表明物体在水中受到浮力大小与自身的体积有关;②随着排到盘子水的增加,饮料罐受到浮力也在增加;③匀速下压过程中烧杯底部受到水的压强逐渐增大;④匀速下压过程中饮料罐所受重力小于所受浮力。你认为正确的是( )
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
6.下列实例中,属于连通器的是( )
A.吸尘器 B.密度计 C.锅炉水位计 D.听诊器
7.下列说法错误的是( )
A.船从河里开到海里要上浮一些,所受浮力变大
B.高山上用普通的锅煮饭煮不熟,是因为高山上大气压低
C.拦河坝筑成上窄下宽的形状是因为水的压强随深度的增大而增大
D.用吸管吸饮料,利用的是大气压强
8.在探究阿基米德原理的实验中,有以下四步实验操作,最合理的实验顺序是( )
A.甲→乙→丙→丁 B.丙→甲→丁→乙
C.甲→丙→乙→丁 D.丁→丙→乙→甲
9.已知1标准大气压下氦气密度是氢气密度的两倍,如果用氦气代替同样温度、同样压强的氢气充入同样大小的气球,则气球的载重量将比充氢气时( )
A.增加1倍 B.减小一半 C.保持不变 D.略微减少一些
10.粗细均匀、密度为ρ蜡的蜡烛底部粘有一块质量为m的铁块,蜡烛竖直漂浮在密度为ρ水的水中,蜡烛露出水面的高度为H,如图点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭(假定蜡烛泪不流下来),设燃烧掉的蜡烛长为L,则的关系是( )
A. B.
C. D.
11.如图所示,小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,细线系住铝块将其缓慢浸入溢水杯的水中,铝块不与溢水杯接触(不考虑细线体积)。则下列说法正确的是( )
A.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,电子秤示数相同
C.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,浸没时水对溢水杯底的压力更大
D.松手后,从铝块浸没到沉底的过程中,水对溢水杯底的压强不停变大
12.在施工过程中,需要运送一定数量的石块放入海底施工。据此,如图所示,小明做了一个橡皮泥“船”,在“船”中放入一定数量的石块后放入水中,待船静止后,逐渐将石块取出并放入水中,下列说法正确的是( )
A.小船受到的浮力不变 B.小船浸在水中的体积变小
C.水面将上升 D.小船底部受到水的压强不变
二、填空题
13.如图所示,A和B两刻度线分别表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图中的轮船是在 (选填“江水”或“海水”)中静止时的情况。已知轮船的排水量为5000t,则轮船在海水中满载时受到的浮力是 N。轮船在江水中,船底处的压强是,则船底浸入水中的深度是 m(g取,,)。
14.如图所示,轻质弹簧上端与物块m相连接,下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时,弹簧的弹力大小相等。物块的体积为100cm3,已知水的密度为1.0×103kg/m3、酒精的密度为0.8×103kg/m3,则物体的质量为 kg。
15.盛夏时节,小明到海里游泳。他把体积为100cm3,重为0.8N的一个物块浸没水中,放手后,当物块静止时受到的浮力为 N。当他从海水中逐渐走上岸的过程中,他感觉踩在鹅卵石上的脚掌越来越疼,请分析原因: 。(水的密度1×103kg/m3)
16.水平桌面上放置两个相同的溢水杯,分别装满水、酒精。将一个小球放入水中,小球静止时如图甲所示,溢出水的质量为;若将这个小球放入酒精中,小球沉底如图乙所示,溢出酒精的质量为,已知水和酒精的密度分别为。则 (选填“>”“<”或“=”);小球的体积是 ,小球的密度是 。(用已知物理量进行表示)
17.在空气中称一物体重为20N,将它的一半浸入水中称时,弹簧测力计示数为12N,求物体浸没时受到的浮力为 N。
18.将一小物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有81 g的水溢出,再将其擦干后轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有72 g的酒精溢出,则A在酒精中静止时受到的浮力为 N,A的密度是 kg/m3。(酒精的密度是0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
19.去洋湖湿地公园可以乘坐如图所示的脚踏船游玩,当乘客登上脚踏船后,船所受到的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。已知脚踏船自重50kg,在安全范围内最多能排开水的体积为,则该船一次最多能乘坐 个质量为60kg的乘客。
三、实验题
20.小明在探究影响浮力大小的因素时,请你根据实验探究回答下列问题。
(1)根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为 N。
(2)BC两图可得浮力大小与 有关。
(3)由实验数据可知,物体A的密度是 。
(4)根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为 。
(5)如图能正确反映浮力F和物体下表面在水中的深度h关系的图像是 。(物体未接触容器底)
四、计算题
21.长江口二号古船是一艘清同治年间的贸易商船,也是中国水下考古发现的体量最大、保存最为完整、船载文物数量巨大的木质沉船。打捞时,为避免对古船造成损坏,先进行了整体迁移项目等比例试验。试验现场,“大力”号打捞船对水下8m深处体积约为、重约的等比例试验体进行打捞练习。已知海水的密度约为,g取10N/kg。通过计算回答:
(1)打捞前,试验体受到水的压强是多少?
(2)出水前,试验体排开水的重力是多少?
(3)出水前,匀速竖直向上提升试验体所需的拉力至少是多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
参考答案:
1.A
【详解】由图可知,四个球排开水的体积大小关系为
根据可知,则四个球所受的浮力大小关系为
由图可知,甲乙处于漂浮状态,丙处于悬浮状态,丁处于沉底状态,则
即
四个球的四个体积相同,根据可知,
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】物体的质量为
密度为
密度小于水的密度,当物体静止时,物体会漂浮在水面上,此时浮力等于物体的重力,即
F浮=G=4N
故C正确。
3.C
【详解】A.木块在甲中悬浮,浮力等于重力,木块在乙中漂浮,浮力等于重力,所以木块在两种液体中受到的浮力大小相等,故A错误;
B.木块在甲中悬浮,说明木块的密度等于甲液体的密度,木块在乙中漂浮,说明木块的密度小于乙液体的密度,所以乙液体密度大于甲液体密度,将木块放入后,两液面相平,由可知,乙液体对容器底部的压强更大,故B错误;
C.将木块放入后,两液面相平,木块在甲中排开液体的体积更大,说明甲液体的体积小于乙液体体积,由B可知,甲液体密度小于乙液体密度,由可知,乙液体的质量更大,由可知,乙液体的重力更大,容器相同,所以盛乙液体的容器对桌面的压力更大,由可知,盛乙液体的容器对桌面的压强更大,故C正确;
D.浮力指的是物体上下表面受到液体的压力差,由A可知,木块在甲、乙中受到的浮力相等,由图可知,乙上表面没有受到水的压力,所以下表面受到的水的压力就等于浮力,而甲中木块悬浮,所以木块下表面受到的水的压力等于浮力加木块上表面受到的水的压力,则木块在甲液体中下表面受到的压力更大,故D错误。
故选C。
4.D
【详解】①A的体积为
A中空心体积为,则注满水后水的重力为
A中材料的体积为
A中材料的质量为
则A注满水后的重力为
故①错误;
②A受到的浮力为
物体B的重力可表示为
①
B受到的浮力可表示为
②
将A、B看成一个整体,整体受向下的重力,受绳子向下的拉力,受水向上的浮力,处于平衡状态,则
③
联立①②③,代入数据可得,B受到的体积为
则B的高度为
故②错误;
③B的重力为
容器内水的体积为
容器内水的重力可表示为
④
轻质容器对桌面压力由容器内水的重力、A的总重力、B的重力组成,大小为
轻质容器对桌面的压强为可表示为
⑤
代入数据,联立④⑤,代入数据解得容器的底面积为
故③错误;
④根据题意可知,将A中的水放出,水面水上升,然后B再开始吸水,则水面又会下降。A中水未放出时,绳子对B拉力为6N,根据受力分析可知,若要使拉力减小并且恰好为0,则B吸收的水要比A放出的水更多,因此液面会下降至A的上表面以下。设多吸收的水的重力为,则多吸收的水导致水面下降的高度为
此时A受到的浮力为
⑥
拉力并且恰好为0,则整体受力情况为所有向上的力等于所有向下的力,即
⑦
联立⑥⑦,代入数据解得,则B吸收水的质量为
故④正确。
综上所述,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.C
【详解】①实验中人体会到手下压的力越来越大,是因为空的饮料罐受到的浮力越来越大;这表明物体在水中受到浮力大小与浸入到液体的体积有关,而不是与自身体积有关,故①错误;
②根据阿基米德原理可知,物体受到液体的浮力大小等于排开液体的重力大小,随着排到盘子水的增加,就是排开液体的重力增加,所以饮料罐受到的浮力也在增加,故②正确;
③匀速下压过程中,烧杯里的水的高度始终不变,根据可知,烧杯底部受到水的压强不变,故③错误;
④匀速下压过程中饮料罐受到竖直向下的重力和压力,受到竖直向上的浮力,受到的重力和压力大小之和等于受到的浮力大小,所以饮料罐所受重力小于所受浮力,故④正确。
故C正确,ABD错误。
故选C。
6.C
【详解】A.吸尘器属于流体压强的应用,故A不符合题意;
B.密度计属于浮力知识的应用,故B不符合题意;
C.锅炉水位计属于连通器的应用,故C符合题意;
D.听诊器的工作原理是减少声音传播过程中的能量损耗,从而使得医生能够更清晰地听到患者体内的声音,故D不符合题意。
故选C。
7.A
【详解】A.船始终漂浮,浮力等于重力,船从河里开到海里时,重力不变,则浮力不变,水的密度变大,根据可知变小,船要上浮一些,故A错误,符合题意;
B.高山上用普通的锅煮饭煮不熟,是因为高山上大气压低,导致水的沸点降低,故B正确,不符合题意;
C.液体压强跟深度有关,拦河坝筑成上窄下宽的形状是因为水的压强随深度的增大而增大,故C正确,不符合题意;
D.用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下被压入嘴中,利用了大气压,故D正确,不符合题意。
故选A。
8.B
【详解】探究阿基米德原理的实验中,为了测量更加准确,应先测量空桶的重,然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出水的重力,因此,合理的顺序应为丙→甲→丁→乙,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
9.D
【详解】气球在空中,气球受到的浮力F浮=G球+G物,因为用同样压强的氦气充入同样大小的气球,气球的体积不变,所以F浮不变,而氦气密度是氢气密度的两倍,G球变大,所以G物要减小一些,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.B
【详解】设蜡烛原长为L0,蜡烛的横截面积为S:
(1)蜡烛未燃烧时,因为蜡烛和铁块漂浮,所以
F浮=G总
根据阿基米德原理和重力公式有
F浮铁+ρ水S(L0﹣H)g=mg+ρ蜡SL0g①
(2)点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭,因为蜡烛和铁块漂浮,所以
F浮′=G总′
即
F浮铁+ρ水S(L0﹣L)g=mg+ρ蜡S(L0﹣L )g②
①﹣②得
ρ水S(L0﹣H)g-ρ水S(L0﹣L)g=ρ蜡SL0g﹣ρ蜡S(L0﹣L )g
即
ρ水SLg﹣ρ水SHg=ρ蜡SLg
移项得
ρ水SLg﹣ρ蜡SLg=ρ水SHg
故有
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
11.B
【详解】A.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块受到的重力与浮力之差,因此铝块受到的拉力不一定等于排开水的重力,故A错误;
B.由于溢水杯中装满水,铝块缓慢浸入水中的过程中,由阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开水的重力(溢出水的重力),而铝块对水的压力大小与浮力相等(即该压力等于溢出水的重力),所以溢水杯对电子秤的压力不变,则电子秤示数不变,故B正确;
C.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变,由公式F=pS可知水对溢水杯底的压力不变,故C错误;
D.松手后,从铝块浸没到沉底的过程中,溢水杯中水的深度不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变,故D错误。
故选B。
12.B
【详解】A.小船漂浮在水面上,受到的浮力等于它的总重力,逐渐将石块取出并放入水中,船的总重力变小,受到的浮力变小,故A错误;
B.小船受到的浮力变小,根据阿基米德原理可知,小船浸在水中的体积变小,故B正确;
C.石块取出并放入水中后,受到的浮力变小,则它排开水的体积变小,水面将下降,故C错误;
D.小船受到的浮力变小,则它排开水的体积变小,会上浮一些,小船底部在水中深度变小,小船底部受到水的压强变小,故D错误。
故选B。
13. 海水 5×107 6.5
【详解】[1]在海水和江水中,轮船漂浮,浮力和重力相等,即浮力大小不变;因为海水的密度大于江水的密度,根据公式F浮=ρ水gV排可知,轮船在江水中排开江水的体积大于在海水中排开海水的体积,所以在江水中的吃水线要高于在海水中的吃水线,由图可知:轮船的吃水线较低,所以图中的轮船是在海水中停泊。
[2]轮船漂浮,轮船在海水中满载时受到的浮力是
[3]船底浸入水中的深度为
14.0.09
【详解】物块浸没在水中受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=1N
物块浸没在酒精中受到的浮力
F浮'=ρ酒精V排g=0.8×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=0.8N
物块浸没在水中和酒精中受力分析分别如图甲、乙所示:
F浮=F拉+mg
F浮'+F支=mg
F拉=F支
F浮=ρ水gV物
F浮'=ρ酒精gV物
代入数据m=0.09kg。
15. 0.8 见解析
【详解】[1]物体完全浸没时受到的浮力
所以物体上浮,最后漂浮,所以放手后,当物块静止时受到的浮力
[2]从海水中逐渐走上岸的过程中,人体排开海水的体积逐渐变小,而海水的密度不变,根据可知,人受到的浮力逐渐变小,人的重力不变,所受的支持力变大,脚底受到的压力变大,由可知,受力面积一定时,脚底受到的压强逐渐变大,所以他感觉踩在鹅卵石上的脚掌越来越疼。
16. >
【详解】[1]将一个小球放入水中,小球静止时如图甲所示,小球漂浮,浮力等于重力;若将这个小球放入酒精中,小球沉底,则浮力小于小球的重力,故小球在水中受到的浮力大,根据阿基米德原理,小球在水中排开液体的重力大,根据G=mg,有。
[2]小球在酒精中受到的浮力为
则小球的体积为
[3]小球在水中漂浮,受到的浮力等于自身重力,则
则小球的质量,小球的密度是
17.16
【详解】在空气中称一物体重为20N,将它的一半浸入水中称时,弹簧测力计示数为12N,此时物体受到的浮力为
F浮=G-F=20N-12N=8N
根据阿基米德原理F液=ρ水 gV排可知,在ρ水及g不变时,受到的浮力与排开水的体积成正比,故物体浸没水中时受到的浮力为
F浮′=2F浮=2×8N=16N
18. 0.72 0.9×103
【详解】[1]由阿基米德原理可得,物体A在酒精中静止时受到的浮力为
[2]物体A在水中静止时受到的浮力为
假设物体A在水中和酒精中都漂浮,因漂浮时物体受到的浮力和自身的重力相等,且物体A的质量不变、重力不变,物体在水和酒精中受到的浮力应相等,不符合题意;
假设物体A在水中和酒精中都浸没,则物体排开液体的体积和自身的体积相等,由 可知,它们受到的浮力之比为
不符合题意;
因水的密度大于酒精的密度,所以,只能是A在水中漂浮,在酒精中浸没,A受到水的浮力为
在酒精中受到的浮力为
故A的密度为
19. 变大 5
【详解】[1]脚踏船处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,游客登船前游船受到的浮力F1=G1,游客登船后游船受到的浮力F2=G2,由G1<G2知,F1<F2,故当游客登船后,它受到的浮力将增大。
[2]脚踏船的最大浮力为
F浮大=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.38m3=3800N
因为脚踏船漂浮,所以脚踏船的总重力
G总=F浮大=3800N
游客的总重力为
一名游客的重力为
则最多能承载游客的数量
所以最多能承载游客的数量为5人。
20.(1)2.4
(2)排开液体的体积
(3)
(4)
(5)C
【详解】(1)根据A图知道,物块的重力为8N,物块浸没在盐水中时,受到的浮力为
(2)根据B、C两图知道,液体的密度相同,排开的水的体积不同,弹簧测力计示数不同,受到的浮力不同,故结论为:密度一定时,浮力大小与排开的液体的体积有关。
(3)根据A、C知道,物块浸没在水中受到的浮力为
由可知,物体的体积为
物体A的密度为
(4)物块分别浸没在水和盐水中时,排开的水的体积等于排开的盐水的体积;由知道,盐水的密度为
(5)随着金属块浸入水的深度增大,金属块排开水的体积增大,受到的浮力增大,当金属块完全浸没时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以浮力F与深度的关系是先增大后不变,故ABD不符合题意,C符合题意。
故C符合题意。
21.(1)8×104Pa;(2)8×107N;(3)8×106N
【详解】解:(1)打捞前,试验体在水下8m深处,根据液体压强的计算公式p=ρ水gh,我们可以计算出试验体受到的水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa
(2)出水前,试验体完全浸没在海水中,根据阿基米德原理,试验体排开水的重力等于它所受的浮力,即
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8000m3=8×107N
(3)出水前,试验体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力以及拉力作用,由于试验体是匀速竖直向上提升的,所以这三个力是平衡的。根据力的平衡条件,我们可以得到拉力F的大小
F=G−F浮=8.8×107N−8×107N=8×106N
答:(1)打捞前,试验体受到水的压强是8×104Pa;
(2)出水前,试验体排开水的重力是8×107N;
(3)出水前,匀速竖直向上提升试验体所需的拉力至少是8×106N。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
$$