内容正文:
专题检测卷(四) 浮 力
一、 填空题(每小题2分,共20分)
1. 如图,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中时示数是15N,浸没在水中时示数是5N,若物块上表面所受水的压力为3N,则物块下表面所受水的压力是 13 N。
第1题
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
2. 某同学利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的。当角α逐渐增大时,悬线与水平面的夹角将 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
第2题
不变
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
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13
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19
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22
3. 如图所示,静止在地面上的热气球被加热后开始升空,是因为它此时的平均密度 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)空气的密度。
第3题
小于
1
2
3
4
5
6
7
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19
20
21
22
4. 如图所示,重2N的圆柱体竖直漂浮在水面上,其底面积S=40cm2,则下表面所处的深度h= 5 cm。(已知水的密度ρ1.0×,
g取10N/kg)
第4题
5
1
2
3
4
5
6
7
8
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11
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13
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21
22
5. 将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲、乙两只相同烧杯中,稳定后如图所示,甲中小球漂浮,乙中小球沉底,甲烧杯溢出的液体质量 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙烧杯溢出的液体质量。
第5题
大于
1
2
3
4
5
6
7
8
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22
6. 小华在弹簧测力计下悬挂一个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6N;将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;将金属球从水中取出并擦干水,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计示数如图丙所示。图丙中液体的密度为 0.8× 。
第6题
1.0×103kg/m3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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7. 用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3,则物块的密度是 2.25×103 kg/m3。
第7题
2.25×103
1
2
3
4
5
6
7
8
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8. 如图所示,将悬挂在弹簧测力计上的实心铝球浸没在装满水的溢水杯中,铝球静止时,弹簧测力计的示数为3.4N。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3,g取10N/kg,则铝球的体积为 2×10-4 m3。
第8题
2×10-4
1
2
3
4
5
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9. 将一合金块轻轻地放入盛满水的溢水杯中,当其静止后有72g水溢出,再将其捞出擦干后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,当其静止后有64g酒精溢出,则合金块的密度为 0.9×103 kg/m3。(ρ酒精=0.8×,g取10N/kg)
10. 如图甲所示,一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M,水平放置在一个方形容器中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,图乙中a的值为 9 。(g取10N/kg)
第10题
0.9×103
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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二、 选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11. 下列选项中,不受浮力的作用的物体是( A )
A. 遨游的“天宫”号空间站 B. 升空的“圆梦”号飞艇
C. 航行的“辽宁”号航母 D. 下潜的“蛟龙”号潜水器
A
1
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6
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8
9
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第12题
B. 由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C. 由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D. 由图中数据可知,物体密度为1.25×103kg/m3
12. 小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是(g取10N/kg)( D )
A. 铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N
D
1
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3
4
5
6
7
8
9
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11
12
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20
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22
13. 在传统农耕文化中,劳动人民一般采用如图的“盐水选种”的方法挑选种子,下列说法正确的是( C )
A. 种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B. 漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C. 下沉的种子密度比盐水的密度大
D. 沉底的种子只受到重力和支持力
第13题
C
1
2
3
4
5
6
7
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10
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12
13
14
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14. 把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1(如图甲);用细针将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2(如图乙),忽略细针的体积,则( D )
第14题
D
A. 木块的质量为ρ水V2
B. 缓慢下压木块的过程中,溢水杯底部受到水的
压强变大
C. 木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大
小为ρ水gV2
D. 木块的密度为ρ水
1
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15. 如图所示,在水平桌面上有两个相同的柱形容器,其高度为40cm,现将两个完全相同的正方体物块放入其中。图甲中的物块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量),图乙中的物块直接置于容器底部,图丙为向图乙中容器加水时物块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像,下列说法正确的是(g取10N/kg)( D )
D
A. 向图甲容器内加水10cm时,物块所受的
浮力为40N
B. 物块的重力为80N
C. 向图乙容器内加水10cm时,物块对容
器底部的压强是3×103Pa
D. 物块的密度为1.5×103kg/m
3
第15题
1
2
3
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5
6
7
8
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20
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22
16. 如图所示,水平桌面上有两个相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( D )
第16题
D
A. 液体密度:ρ甲<ρ乙
B. 两小球受到的浮力:FA=FB
C. 两电子秤示数相等
D. 将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子
秤示数变化较大
1
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22
17. 如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放入容器中,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1∶3;在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中,它静止时将( B )
A. 悬浮
B. 漂浮
C. 沉底
D. 无法判断
第17题
B
1
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3
4
5
6
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三、 实验题(第18小题7分,第19小题5分,第20小题7分,共19分)
18. 小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底。由此,他进行了有关浮力的实验探究。(1) 如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 1.4 N。
1.4
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6
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(2) 将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 变小 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 不变 ,说明浮力的大小与 排开液体的体积 有关。
(3) 将 体积 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 相同 ,说明浮力的大小与物体密度无关。
(4) 将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 丙 。
变小
不变
排开液体
的体积
体积
相同
丙
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22
19. 如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置(在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精,g取10N/kg)。
第19题
(1) 物体浸没在水中时所受的浮力为 1 N。
1
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(2) 由图甲中A、C、D可知,浮力与物体浸入液体的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3) 由图甲中A、D、E可知,浮力与液体的密度 有关 (选填“有关”或“无关”)。
(4) 由实验数据可知,物体的密度为 4×103 kg/m3。
无关
有关
4×103
1
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3
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8
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(5) 完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材,首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,说明 浮力等于排开液体的重 。
浮力等于排开液体的重力
1
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20. 小梦游泳时发现,人在水中越往深处走就感觉自己越来越轻,由此她猜想:“浮力的大小可能与物体浸入液体中的深度或与物体排开液体的体积有关”,于是她找来一个金属块、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图(a)所示的探究。
(a)
1
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(1) 分析图(a)中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体的体积越大,所受的浮力就 越大 (选填“越大”或“越小”)。
越大
(2) 小梦绘制了弹簧测力计对金属块的拉力和金属块所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图(b)所示。分析图像可知:描述的是金属块所受浮力的变化情况的图线是 a (选填“a”或“b”);当金属块浸没在水中后所受的浮力是 1.2 N,金属块浸没在水中后所受浮力大小与金属块所处的深度 无 (选填“有”或“无”)关。
a
1.2
无
(b)
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(4) 小梦实验时发现,弹簧测力计示数保持不变后又突然减小,原因是 金属块受到杯底对它的支持力的作用 。
(5) 在上述实验的基础上,请你再增加一个最简便的实验步骤,用来研究浮力大小与液体密度的关系: 换用密度不同的液体,将金属块浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与图丙比较得出结论(合理即可) 。
换用密度不同的液体,将金属块浸
没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与图丙比较得出结论(合理即
可)
(3) 金属块的密度是 3×103 kg/m3。(g取10N/kg)
金属块受到杯底对它的支持力的作用
3×103
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22
四、 计算与推导题(第21小题7分,第22小题10分,共17分;解答要有必要的公式和过程)
21. 测量液体密度的仪器叫做密度计。在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图甲所示。
(1) 请判断哪种液体密度大,并说明理由。
解:(1) 液体b密度大;同一个密度计放在不
同液体中都漂浮,则F浮a=F浮b=G,由图知密
度计排开液体的体积V排a>V排b,根据F浮=ρ液V排g可知,
ρa<ρb
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21
22
26
(2) 如图乙所示,实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管,管下部为一玻璃泡,内装有铅粒。某密度计圆柱形玻璃管长L=10cm,横截面积S=2.5cm2,该密度计总质量m=20g,将它放入水中静止时,水面距玻璃管上端为4cm;将此密度计放入未知液体中静止时,发现液面距玻璃管上端为2cm。求这种液体的密度以及密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值。(已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
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解:(2) 密度计的质量m=20g=0.02kg,则G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N,当置于水中时,F浮1=G=0.2N,由F浮=ρ液gV排可得,密度计排开水的体积V排水===2×10-5m3,圆柱形玻璃管浸入水中的体积V1=S(L-L1)=2.5cm2×(10cm-4cm)=15cm3=1.5×10-5m3,所以管下部玻璃泡的体积V0=V排水-V1=2×10-5m3-1.5×10-5m3=5×10-6m3;
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放入未知液体中静止时,圆柱形玻璃管浸入液体中的体积V2=S(L-L2)=2.5cm2×(10cm-2cm)=20cm3=2×10-5m3,则V排液=V0+V2=5×10-6m3+2×10-5m3=2.5×10-5m3,由于密度计都是处于漂浮状态,则F浮2=G=0.2N,由F浮=ρ液gV排可得,ρ液===0.8×103kg/m3。当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时,所测液体密度值为最大,因为F浮=G,所以ρ最大gV0=G,则ρ最大===4×103kg/m3。
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当密度计上部的圆柱形玻璃管刚好浸没时,所测液体密度值为最小,圆柱形玻璃管的体积V=SL=2.5cm2×10cm=25cm3=2.5×10-5m3,V排最大=V0+V=5×10-6m3+2.5×10-5m3=3×10-5m3,因为F浮=G,所以ρ最小gV排最大=G,则ρ最小==≈0.67×103kg/m3
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22. 如图甲所示为某公共厕所的自动冲水装置图。浮筒A是一个长方体,盖片B的面积为20cm2,A、B以硬杆连接。当水刚好达到浮筒A的下表面时,水箱中水的质量为8kg;当供水管流进水箱的水刚好淹没浮筒A时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所。图乙是水箱中水的质量m和深度h的关系图像(盖片B的质量和厚度、硬杆的体积和质量都不计)。求:(g取10N/kg)
第22题
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31
(1) 当水刚好到达浮筒A下表面时,水箱中水的体积。
解:(1) 水z刚好到达浮筒A下表面时,水箱中水的体积V水===8×10-3m3
(2) 当水刚好淹没浮筒A时,水对盖片B的压力。
解:(2) 当h=30cm=0.3m时,水箱中的水刚好淹没浮筒A,此时,水对盖片B的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa;水对盖片B的压力FB=pS=3×103Pa×20×10-4m2=6N
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(3) 浮筒A浸没在水中时受到的浮力。
解:(3) 由图乙可知,水刚到A下表面时,深度h1=20cm=0.2m,则水箱的底面积S箱===4×10-2m2,水从A下表面上升到上表面时,分析图乙可知,水上升的高度Δh=hA=30cm-20cm=10cm=0.1m,水增加的体积ΔV水===2.9×10-3m3。由ΔV水+VA=S箱hA得,浮筒A的体积VA=S箱hA-ΔV水=4×10-2m2×0.1m-2.9×10-3m3=1.1×10-3m3,浮筒A浸没时V排=VA,浮筒A浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.1×
10-3m3=11N
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22
33
(4) 浮筒A的质量。
解:(4) 当盖片B刚好被拉开时,水对B的压力与杆对A的拉力相等,即F拉=FB=6N,对浮筒A受力分析得,浮筒A的重力GA=F浮-F拉=11N-6N=5N,浮筒A的质量mA===0.5kg
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$$