内容正文:
第十章 浮力
一、选择题
1.如图列举的物体中,利用空气浮力升空的是( )
A.无人机 B.飞机
C.风筝 D.热气球
2.一个浸没在水中的正方体物块,其下表面受到的水对它的向上压力为16N,上表面受到水对它的向下的压力为6N,则正方体在水中受到的浮力大小和方向为( )
A.22N 竖直向上 B.10N 竖直向上
C.10N 竖直向下 D.无法判断
3.福建舰是中国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰,可搭载歼-15T、歼-35、歼-15D、空警600等不同类型的舰载机70架,如图所示。当舰载机全部返回停稳后。下列说法正确的是( )
A.舰体上浮些,受到浮力变小 B.舰体上浮些,受到浮力不变
C.舰体下沉些,受到浮力变大 D.舰体下沉些,受到浮力变小
4.小铭和家人去死海旅游,小铭为躺在水面上的爸爸拍了一张照片,如图所示。下列对爸爸受到浮力的分析,正确的是( )
A.排开海水的体积越大,受到的浮力越大
B.海水的密度小于爸爸身体的密度
C.浮力的方向是垂直向上
D.爸爸受到的浮力大于重力
5.在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,如图所示。下列说法正确的是( )
A.漂浮的种子受到的浮力等于自身重力 B.下沉过程中种子没有受到浮力
C.沉底的种子密度比盐水的密度小 D.沉底的种子只受到重力和浮力
6.如图,水平桌面上甲、乙两相同容器中,分别盛有等体积但密度不同的液体。现将等质量的A、B两小球放入其中,小球静止后的状态如图。下列说法正确的是( )
A.A、B两小球所受浮力FA=FB B.液体密度ρ甲<ρ乙
C.容器底部所受液体压强p甲<p乙 D.容器对桌面的压力F甲=F乙
7.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,如图1。图2是弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系图像。(不考虑水面高度的变化)( )
A.物体浸没时受到的浮力为5N
B.物体的体积为4×10-4m3
C.物体刚浸没时下表面受到水的压强是8×102Pa
D.物体的密度是1.8×103kg/m3
8.水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm(如图)。计算可得出( )
A.绳子受到的拉力为4N
B.容器对水平地面的压力是60N
C.剪断绳子,待物块静止时液体对容器底的压强变化了200Pa
D.剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa
二、填空题
9.中国制造的“和平方舟”号大型医院船,被誉为守卫和平的友谊使者。“和平方舟”号满载时总重为1.4×108N,当它满载在海上航行时所受浮力为 N,在某次执行任务过程中,它从大西洋驶入海水密度更小的印度洋时,吃水深度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
10.如图所示,小芳用手将重1.5N、体积为1.6dm3的苹果逐渐压入水中,直到苹果刚好浸没,松手后苹果将 (填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),最后静止时,苹果受到的浮力大小为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
11.小强用一根长16cm的木棒和铜丝自制了一根密度计,静止时密度计在甲、乙两种液体中的情况如图所示,则 (选填“大于”、“等于”或“小于”),若乙液体为水,静止时密度计露出水面的长度为8cm,将密度计放入甲液体中,静止时密度计露出液面的长度为6cm,则甲液体的密度为 。
12.如图所示,用一根细线 (质量和体积均不计)将A、B两个实心物体相连接并轻轻地放入水中,当两物体保持静止时,正方体A的上表面恰好与水面齐平。已知正方体A的边长为10cm、重力为8N,球形物体B的重力为7N。此时物体A受到的浮力为 N;物体B的体积为 m3。
13.圆柱形容器中装有适量的水,将一只装有配重的薄壁长烧杯放入底面积为S容的圆柱形容器中,烧杯静止时竖直漂在水面,此时容器中水的深度为H1,如图甲所示。将一金属块吊在烧杯底部,烧杯静止时露出水面的高度为h1,容器中的水的高度H2,如图乙所示。将金属块放在烧杯中,烧杯静止时露出水面的高度为h2,如图丙所示。若圆柱形容器底面积为烧杯底面积的2倍,则金属块的质量是 ,金属块的密度是 。(两空均用题目中已知信息的字母表示)
三、作图题
14.如图所示,在斜面上的杯中悬浮着一个重力为3N的小球,请作出小球所受的浮力和重力的示意图。
四、实验探究题
15.细心的小晋发现,轮船的船舷上标有“吃水线”,又称“载重线”,而且不同海域所标载重线的位置不同。于是小晋和兴趣小组的同学们利用铁块设计了“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N;
(2)通过比较 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过比较c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系。同时可求得液体的密度为 kg/m3;
(4)同学们还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他们用橡皮泥(不考虑橡皮泥吸水)代替铁块,再进行实验,步骤如下:
步骤一:将橡皮泥做成“碗”状,并放入盛水的烧杯中,使其漂浮在水面上;
步骤二:把橡皮泥从水中取出捏成实心球状,放入盛水的烧杯中,观察到橡皮泥下沉至杯底;
①橡皮泥第一次受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次受到的浮力;
②由此同学们认为:物体受到的浮力与其形状有关。其结论错误的原因是 。
16.某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是 ;
(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为 kg/m3(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3);
(3)兴趣小组的同学换用不同物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮 G排(选填“>“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性;
(4)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图 步骤中可不使用弹簧测力计;
(5)其中一个同学每次进行图甲步骤时, 都忘记将溢水杯中液体装满, 其他步骤无误, 因而他会得出F浮 G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>“<”或“=”)
五、综合题
17.如图一个石块悬挂在弹簧测力计挂钩上,在空气中弹簧测力计示数是10N,当把石块完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数是6N,求:
(1)石块受到的浮力;
(2)石块的质量;
(3)石块的密度。
18.将小球A放在物块B上后一起放入装有水的柱形容器中,静止时的状态如图所示,此时水深30cm。已知小球A的体积为、物块B的质量为0.7kg, 体积为,容器的底面积为。现将A从B上移开,静止后A沉到水底,B漂浮在水面。已知水的密度,求:
(1)A、B叠在一起放在水中时,水对容器底部的压力;
(2)小球A沉到水底时受到的浮力;
(3)小球A的密度;
(4)将A从B上移开后,水对容器底部的压强将如何变化?
参考答案
1.D
2.B
3.C
4.A
5.A
6.A
7.B
8.C
9.1.4×108;变大
10.上浮;1.5
11.小于;
12.10;
13.ρ水(H2-H1)S容;
14.
15.(1)0.5
(2)c、d
(3)液体密度;
(4)大于;没有控制橡皮泥排开水的体积相同
16.(1)丙、甲、丁、乙
(2)2600
(3)=
(4)丁
(5)>
17.(1)解:根据称重法测浮力,计算石块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=10N-6N=4N
(2)解:计算石块的质量
(3)解:因物体浸没时,排开液体的体积和自身的体积相等,该石块的体积
计算石块的密度
18.(1)水深30cm,水对容器底部的压强为
根据得,水对容器底部的压力为
(2)已知小球A的体积为 500cm3,小球A沉到水底时,小球A沉到水底时受到的浮力为
(3)物块B的质量为 0.7kg, 则物块B的重力为
将小球A放在物块B上,处于悬浮状态,把AB看成一个整体,受到的总浮力为
将小球A放在物块B上,处于悬浮状态,则小球A的重力为
根据物体的重力公式得,小球A的密度为
(4)将A从B上移开后,静止后A沉到水底,B漂浮在水面,此时A受到的浮力小于A自身的重力,B受到的浮力等于自身的重力,则此时A、B浮力之和小于小于A、B的重力之和,所以将A从B上移开后,A、B的浮力之和变小,根据阿基米德原理可知,A、B排开水的总体积变小,由可知,容器内液面将下降,根据可知,水对容器底部的压强变小。
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