内容正文:
课时训练(十五) 浮力
A基础练
一、选择题
1.(2024枣庄)我国“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者号”在水面以下下潜过程中,受到 ( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
2.(2022南京)在一只烧杯内装有密度为ρA的液体A,在一只轻薄透明塑料袋中装有大半袋密度为ρB的液体B,按如图K15-1所示方式,用弹簧测力计吊住塑料袋并将塑料袋缓慢浸入液体A中,弹簧测力计示数一直减小,当示数减为零时(塑料袋不接触杯底),有以下两个判断:(1)若ρA=ρB,则袋内液面与袋外液面相平;(2)若ρA>ρB,则袋内液面高于袋外液面。这两个判断 ( )
图K15-1
A.只有(1)正确 B.只有(2)正确
C.(1)(2)都正确 D.(1)(2)都不正确
3.(2023山西)妈妈生日那天,小梦给妈妈煮饺子时发现,当把饺子放入沸腾的水中后,饺子先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性) ( )
A.饺子下沉过程中,受到水的压强不变
B.饺子上浮过程中,受到的浮力小于它所受的重力
C.饺子上浮过程中,受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.饺子在水面漂浮时,受到的浮力大于它所受的重力
4.(2023徐州一模)如图K15-2所示,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉,则 ( )
图K15-2
A.小瓶上浮时,浮力小于重力
B.小瓶上浮时,小瓶内的压缩空气会将小瓶内部的水压出
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶能使小瓶下沉
5.(2024河南)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图K15-3所示为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是 ( )
图K15-3
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙>F丙 D.F甲<F乙<F丙
二、填空题
6.(2023上海)体积为1×10-3 m3的物体浸没在水中时,浮力的方向是 的,物体受到的浮力大小为
N。(g取10 N/kg)
7.(2022苏州)洗水果时,发现杧果比油桃大,放入水中后杧果沉底、油桃漂浮,如图K15-4甲所示,它们受到的浮力大小关系为F浮杧 (选填“>”“<”或“=”)F浮桃;用天平正确测量油桃的质量,所放砝码及游码位置如图乙所示,则油桃的质量是 g;杧果的体积一定 (选填“大于”“小于”或“等于”)82.4 cm3。
图K15-4
8.(2023淮安经开区一模)一个苹果的质量为140 g、体积为180 cm3,用手将其浸没在水中,此时受到的浮力为
N;松手后苹果将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),苹果静止后,浸在水中的体积为 cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
9.(2024枣庄)如图K15-5甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸入水中时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10 N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
图K15-5
三、解答题
10.如图K15-6所示,重为5 N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3 N,求:(g取10 N/kg)
(1)木块A所受浮力的大小。
(2)木块A的密度。
图K15-6
11.(2024重庆B卷)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
图K15-7
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7 N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向 的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比 。当测力计示数如图K15-7甲所示时,物块所受浮力为 N。
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由图甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积 ,所受浮力越大;由图丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度 。
(3)然后将物块浸没在盐水中,如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关。并通过计算得出所用盐水的密度为 g/cm3。若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度 。
(4)同组的小王同学还想进一步探究“物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关”。于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3 N,与图乙数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:
。
B提升练
12.(2024盐城)如图K15-8所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,外形像大白鲸,整体呈流线型,尾部有三个尾翼。其内部有两个气囊,一个气囊装有密度比空气小的氦气,另一个气囊内充有空气,艇体通过排放空气实现上升。艇体用特种缆绳与地面相连,缆绳中布置细电缆和光纤。下列关于浮空艇分析错误的是 ( )
图K15-8
A.艇体整体呈流线型是为了减小空气阻力的影响
B.浮空艇在上升过程中受到的浮力变大
C.缆绳中布置光纤,目的是实时传输通信数据
D.缆绳应选择密度小、强度大的材料
13.(2023宿迁)在科技晚会上,小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子,通过调节滑片,就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中,它的原理如图K15-9所示(磁铁固定在活塞上)。闭合开关S后,移动滑片P,使小瓶子悬停在图示位置。对于该装置,下列分析正确的是 ( )
图K15-9
A.电磁铁的右端为S极
B.若将滑片P向右移,小瓶子将会上浮
C.小瓶子下沉时,小瓶子中的气体密度变小
D.小瓶子上浮时,小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
14.(2023南京联合体一模)如图K15-10所示,小明把一个质量分布均匀的马铃薯(密度为ρ1)放入盛有浓盐水(密度为ρ2)的容器中,马铃薯处于漂浮状态,现将盐水面以上的部分切去后再次放入容器中,不计水的损失。下列4个判断中,有几个是正确的 ( )
①ρ1=ρ2;②马铃薯将悬浮在盐水中;③马铃薯受到的浮力大小不变;④盐水的液面将下降
图K15-10
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
15.利用塑料笔芯自制密度计,同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用 。将所选笔芯放入水中,它能 漂浮在水中,在笔芯上标出水面的位置A;将笔芯放入酒精中,仍可漂浮,标出液面的位置B,如图K15-11所示。该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小 。已知水的密度ρ1=1.0 g/cm3,酒精的密度ρ2=0.8 g/cm3,若笔芯漂浮在密度为ρ3=0.9 g/cm3的液体中,则液面对应的位置可能是 (选填“C”或“D”)。
图K15-11
16.(2024常州)为实施流花11-1油田二次开发,中国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。
图K15-12
①工程师将导管架装载在驳船上,静止时驳船排开海水的体积为8×104 m3,如图K15-12甲所示;
②驳船将导管架运至海洋指定位置后,导管架被推入海中,如图乙所示;
③驳船和导管架完全分离后,静止时空驳船排开海水的体积为5×104 m3,如图丙所示。
已知导管架的体积为3.3×104 m3,ρ海水=1.1×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)导管架受到的重力。
(2)导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到浮力的大小。
17.(2024徐州二模)小明同学按照如图K15-13所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
图K15-13
(1)物体全部浸入在水中时,物体受到的浮力是 N。
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出物体受到的浮力大小与 有关。
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关。
(4)小明还想用如图K15-14所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲、乙的示数均发生了变化,若 ,则证明阿基米德原理是正确的。
图K15-14
【参考答案】
1.C [解析]“奋斗者号”在水面以下下潜过程中,深度增大,排开水的体积不变,受到的压强变大,浮力不变。
2.C
3.C [解析]饺子下沉过程中,饺子在水中所处的深度变大,由p=ρgh可知,受到水的压强变大,A错误;饺子上浮过程中,由浮沉条件可知,饺子受到的浮力大于它受到的重力,B错误;饺子上浮过程中,由阿基米德原理可知,饺子所受的浮力等于它排开的水所受的重力,C正确;饺子在水面漂浮时,受到的浮力等于它所受的重力,D错误。
4.B
5.B [解析]甲、乙、丙三个位置船排开水的体积逐渐变小,根据F浮=ρ液V排g可知船所受浮力逐渐变小,故F甲>
F乙>F丙。
6.竖直向上 10
[解析]浮力的方向是竖直向上的;该物体浸没在水中时,排开水的体积V排=V=1×10-3 m3,物体受到的浮力大小F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N。
7.> 82.4 大于
[解析]由图甲可知,杧果沉底,排开水的体积等于杧果的体积,即V排芒=V芒;油桃漂浮,排开水的体积小于油桃的体积,即V排桃<V桃;而V杧>V桃,则V排杧>V排桃,由F浮=ρ液gV排可知,F浮杧>F浮桃;由图乙可知,油桃的质量m桃=50 g+20 g+10 g+2.4 g=82.4 g;油桃漂浮,所受浮力等于重力,则油桃排开水的体积V排桃==82.4 cm3,已知V芒=V排杧>V排桃,则杧果的体积一定大于82.4 cm3。
8.1.8 上浮 140
9.20 1000 2
10.解:(1)木块A静止在水中时,受力平衡,
则木块A所受的浮力:
F浮=G木+F拉=5 N+3 N=8 N。
(2)木块A浸没在水中,则木块A的体积:V木=V排==8×10-4 m3,
木块A的质量:m木==0.5 kg,
木块A的密度:ρ木==0.625×103 kg/m3。
11.(1)上 增大 0.3
(2)越大 无关
(3)1.1 不变
(4)不合理,没有控制物体排开液体的体积相同
12.B [解析]空气密度随高度的升高而减小,浮空艇在上升过程中,排开空气的体积不变,空气密度变小,所受浮力变小。
13.B
14.A [解析] 马铃薯处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,马铃薯的密度小于盐水的密度,即ρ1<ρ2;现将盐水面以上的部分切去后再次放入容器中,由物体的浮沉条件可知,马铃薯仍处于漂浮状态,此时切去部分后的马铃薯受到的重力减小,则此时受到的浮力减小,由阿基米德原理可知,此时排开盐水的体积减小,盐水的液面下降,所以①②③错误,只有④正确,故选A。
15.旧笔芯 竖直 相等 D
16.解:(1)根据漂浮条件可知,导管架与驳船的总重力:
G总=ρ海水gV1;
空驳船的重力:G船=ρ海水gV2;
则导管架的重力:
G导=G总-G船=ρ海水gV1-ρ海水gV2=ρ海水g(V1-V2)=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×(8×104 m3-5×104 m3)=3.3×108 N。
(2)导管架的密度:ρ==1×103 kg/m3,ρ<ρ海水,
导管架最终静止时,处于漂浮状态,受到的浮力等于其重力,即F浮=G导=3.3×108 N。
17.(1)1
(2)物体排开液体的体积
(3)液体密度
(4)两弹簧测力计示数的变化量相等
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