内容正文:
第九章 浮力 寒假作业
一、单选题
1.图中小球受到的浮力的方向是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.下列不属于利用浮沉条件工作的是( )
A.轮船 B.潜水艇
C.飞机 D.热气球
3.如图所示是同一密度计分别放入两种不同液体静止后的情形,关于两次密度计所受浮力大小和两种液体密度大小的关系,下列判断正确的是( )
A.密度计在甲杯中受到的浮力比乙杯中小
B.密度计在甲杯中受到的浮力比乙杯中大
C.甲杯液体的密度比乙杯液体的密度大
D.甲杯液体的密度比乙杯液体的密度小
4.诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,从物理学角度来看,下列情景与茅屋顶被狂风掀起的原理一致的是( )
A.起飞的客机 B.放飞的风筝 C.升空的火箭 D.上升的热气球
5.以下关于浮力大小的说法正确的是(已知ρ铜>ρ铝)( )
A.质量相同的两个铜块甲、乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,乙受到的浮力大
B.质量相同的铜块和铝块,都浸没在煤油中,铜块受到的浮力大
C.质量相同的铜块和铝块,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,铝块受到的浮力大
D.体积相同的两个铜块甲、乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,乙受到的浮力大
6.水平桌面上两个容器中分别盛有相同深度的甲、乙两种液体()。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示(两个容器液面相平)。下列说法正确的是( )
A.两小球所受浮力
B.两小球所受浮力
C.两容器底受到液体压强
D.乙容器中加入适量清水,N会下沉
二、填空题
7.浸入 或 中的物体都会受到浮力的作用,浮力的方向总是 的。
8.把一个自制的密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中,情况如图所示密度计在甲、乙两液体中所受浮力分别为F1和F2,甲、乙两种液体的密度分别为ρ1和ρ2。则F1 F2,ρ1 ρ2(都选填“>”、“<”或“=”)。
9.弹簧测力计拉着一个长方体竖直浸没在水中的,其上表面受到水的压力为,下表面受到水的压力为,这个物体受到水的浮力为 N,该长方体浸没时所受拉力如图所示,则该物体所受重力为 N。
10.如图所示是游泳者使用防溺水自救手环的情境。当游泳者潜水遇到危险时,打开开关,手环内压缩气体迅速释放并充满气囊,此时手环拉住人向上逃生。充入气体后,手环中的气囊受到的浮力 (选填“变大”、“不变”或“变小”);手环和气囊的总质量是0.5kg,充满气后总体积是5×10﹣3m3,手环拉动游泳者匀速上浮,手环对人的拉力是 N;如在密度更大的海水中潜水时,手环对人的拉力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
11.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N,当把零件浸没在密度为0.8×103 kg/m3的油中时,测力计的示数为6.6N,则金属零件在油中受到的浮力为 N。金属零件的体积为 cm3。
三、实验题
12.如图是小明验证阿基米德原理的实验步骤示意图:
(1)实验前需要在 方向对弹簧测力计校零,4个实验步骤合理的顺序是 ;
(2)根据实验中所测的物理量可列等式 (用字母表示);下面四个操作不会影响实验结论的是( )
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中若物体未全部浸入在水中
C.图乙中物体碰触到溢水杯底部
D.图乙中,溢水口还在溢水的过程中便急忙将小桶移开
(3)利用测量数据还可计算出石块的密度ρ= 。(水的密度用ρ水表示)
(4)小华利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)小安利用电子秤来测量小木块的密度:
①在秤盘中放置装有水的烧杯;②将小木块轻轻放入装水的烧杯中;
③用细针(细针体积、质量不计)压住小木块,使其恰好浸没在水中。实验中水均未溢出,电子秤对应的示数如图所示,则小木块的密度是 g/cm3;若小木块吸水,则密度测量值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13.春辉同学做“探究浮力大小与液体密度、物体排开液体体积的关系”实验,如下图所示,A、B为同种材料的金属块(体积VA<VB),液体密度ρ浓盐水>ρ海水,均在物体静止时对弹簧测力计进行读数(其中F1、F2分别为乙、丙两图中测力计示数)。
(1)如图甲所示,春辉测量金属块A所受重力为 N;
(2)他将金属块A分别浸没在浓盐水和清水中,如图乙、丙所示,初步得出的实验结论是: 相同时,液体密度越大,物体所受浮力越 ;
(3)春辉又将金属块B浸没在清水中(如图丁所示),测得其受到的浮力为1.2N。春辉分析图甲、图丙和图丁得出了“浮力大小与物体排开液体体积的关系”;而玉丽同学思考:对比图甲,图乙和图丁,同时结合(2)的实验结论,是否也能分析出“浮力大小与物体排开液体体积的关系”呢 ?请针对玉丽的思考写出你的分析。
四、计算题
14.竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一。现有一竹筏,质量为58kg,体积为0.7m3。(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)求:
(1)竹筏的重力;
(2)不载人时,竹筏漂浮于水中时受到的浮力;
(3)为安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,若每名乘客的重力均为500N,求该竹筏最多能载的人数。
15.在抗洪抢险中,某村民自制了一个总体积为1m3的竹筏,放入河水中时有体积浸入水中。求:
(1)此时竹筏受到的浮力有多大?
(2)若水对竹筏产生6000牛的浮力时,竹筏多大的体积露出水面?
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
C
C
A
C
D
1.A
【详解】浮力的方向是竖直向上的,图中1方向是竖直向上,故小球受到的浮力的方向是1方向。
故选A。
2.C
【详解】A.轮船在水中始终漂浮,利用了浮沉条件,故A不符合题意;
B.潜水艇是依靠改变自身的重力来实现上浮和下沉的,利用了浮沉条件,故B不符合题意;
C.机翼的形状上凸下平,飞机起飞或滑行时,机翼上方的空气流速大、压强较小,机翼下方的空气流速小、压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而产生向上的升力,与浮沉条件无关,故C符合题意;
D.热气球是利用在空气中的浮力来工作的,当被燃烧器加热的空气密度小于气球周围空气的密度时,浮力大于重力,热气球才可以升空,故D不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】AB.同一支密度计其重力大小相同,在两液体中都处于漂浮状态,浮力等于自身重力,故密度计在两液体中所受浮力大小相等,故AB错误;
CD.密度计在甲液体中所受浮力
密度计在乙液体中所受浮力
因为同一支密度计在两液体中都漂浮,浮力等于自身重力,所以密度计在甲、乙两液体中所受浮力大小相等,故
观察图可知,,故,故C正确;D错误。
故选C。
4.A
【详解】A.秋风吹过茅草屋顶,空气流动速度快,压强小,其压强小于屋内空气的压强,所以屋内向上的大气压力大于大气压对屋顶向下的压力。使屋顶内外大气压力差大于屋顶的重力,所以茅草屋顶被卷走。客机机翼的形状上凸下平,飞机起飞时,机翼上方的空气流速大,压强较小,机翼下方的空气流速小,压强大,所以机翼受到一个向上的压力差,从而产生向上的升力。故A符合题意;
B.放风筝时,经常说要逆风放风筝,这主要是使风筝能吹到风筝,而风筝本身有一个倾斜的角度,因此风会对风筝有一个向上的推力的作用,这就使得风筝不会掉下来。故B不符合题意;
C.火箭发射升空时,发动机向下喷出高温高压气体,火箭对气体施加向下的作用力,由于力的作用是相互的,火箭也受到高温高压的燃气的推力,从而升空。故C不符合题意;
D.上升的热气球是因为受到空气的浮力作用。故D不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】A.甲、乙两铜块的质量相同,则体积相同,分别浸没在水和煤油中,则甲、乙排开液体的体积相同,但水的密度大于煤油的密度,据阿基米德原理知,甲铜块受到的浮力大,故A错误;
B.铜的密度大于铝的密度,则质量相同的铜块和铝块,铝块的体积大,两者都浸没在煤油中,铝块排开的煤油的体积大,据阿基米德原理知,铝块受到的浮力大,故B错误;
C.铜的密度大于铝的密度,则质量相同的铜块和铝块,铝块的体积大,而铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,水的密度大于煤油的密度,据阿基米德原理有
F浮铜=ρ煤油gV铜,F浮铝=ρ水gV铝
铝块受到的浮力大,故C正确;
D.体积相同的甲、乙两铜块分别浸没在水和煤油中,排开的液体体积相同,但水的密度比煤油的大,据阿基米德原理知,甲铜块受到的浮力大,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】AB.小球 M 在甲液体中漂浮,则浮力
小球 N 在乙液体中悬浮,则浮力
由于小球M、N 完全相同,即
则有
故 AB错误;
C.小球 M 在甲液体中漂浮,则它们的密度关系为
小球 N 在乙液体中悬浮,则它们的密度关系为
由于小球M、N 完全相同,即
则有
两容器液面相平即容器内液体的深度h相同,根据液体压强计算公式可知
故C错误;
D.因为,所以当在乙容器中加入适量清水时,液体的密度减小,则液体的密度小于N球的密度,N会下沉,故D正确。
故选D。
7. 液体 气体 竖直向上
【详解】[1][2]浸在液体或气体中物体,由于物体上、下表面所处的深度不同,下表面所处的深度大于上表面的深度,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,因此液体或气体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等,实际上,这两个压力的合力就是液体或气体对物体施加的向上的托力,这个力称为浮力。
[3]静止在水面的上的物体受到的浮力与重力是一对平衡力,重力的方向竖直向下,浮力的方向与重力方向相反,所以浸在液体或气体中的物体无论处于任何状态所受浮力的方向总是竖直向上。
8. = >
【详解】[1]同一只密度计,重力一定,由图可知,密度计在甲、乙液体中均处于漂浮状态,所以,密度计在两种液体中所受的浮力相等。
[2]根据阿基米德原理可知,在F浮一定时,物体浸入液体中的体积越大,则液体的密度越小,由题图知V排1<V排2,所以ρ1>ρ2。
9. 8 10.6
【详解】[1]这个物体受到水的浮力为
F浮=F向上-F向下=12N-4N=8N
[2]由图可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是2.6N,由称重法可知物体的重力
G=F浮+F=8N+2.6N=10.6N
10. 变大 45 变大
【详解】[1][2][3]充入气体后,手环中的气囊排开水的体积变大,根据
可知受到的浮力变大。手环和气囊的总质量是0.5kg,充满气后总体积是,所受的浮力
手环和气囊的总重力
手环拉动游泳者匀速上浮,手环对人的拉力
如在密度更大的海水中潜水时,手环中的气囊排开水的体积不变,但是海水密度变大,根据公式
可知受到的浮力变大,手环和气囊的总重力不变,再根据
可知手环对人的拉力将变大。
11. 0.9 112.5
【详解】[1]根据称重法可得零件浸没在液体中所受浮力
F浮=G-F拉=7.5N-6.6N=0.9N
[2]零件浸没时,排开由图体积等于零件自身体积,则由阿基米德原理可得零件的体积
12. 竖直 丁甲乙丙 F1﹣F2=F3﹣F4 B 相等 0.6 偏大
【详解】(1)[1]为了消除弹簧测力计自身重力对实验的影响,实验前需要在竖直方向对弹簧测力计校零。
[2]为了防止小烧杯内壁沾有水,影响G排得数值,应先测小烧杯的重力,故4个实验步骤合理的顺序是丁甲乙丙
(2)[3]物体所受的浮力等于排开液体所受的重力,则
F1﹣F2=F3﹣F4
[4]A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口,会使测出来的G排偏小,故A不符合题意;
B.阿基米德原理无论物体是否浸没都适用,图乙中若物体未全部浸入在水中,不会影响实验结论,故B符合题意;
C.图乙中物体碰触到溢水杯底部,会使测得的浮力大于排开液体受到的重力,影响实验结论,故C不符合题意;
D.图乙中,溢水口还在溢水的过程中便急忙将小桶移开,会使测得的浮力大于排开液体受到的重力,影响实验结论,故D不符合题意。
故选B。
(3)[5]物体的体积
石块的密度
(4)[6]A减少的示数为物体所受的浮力,B增加的示数为排开液体受到的重力,根据阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于排开液体受到的重力,故A、B示数的变化量相等。
(5)[7]木块的质量为
m木=m2-m1=112g-100g=12g
木块的体积为
小木块的密度是
[8]若小木块吸水,会测得木块的体积偏小,质量不变,则密度测量值偏大。
13. 4 排开液体体积 大 能 见解析
【详解】(1)[1]图甲是用弹簧测力计测量金属块A的重力,弹簧测力计分度值为0.1N,示数4N,即金属块A所受重力为4N。
(2)[2][3]由图乙、丙可知,金属块A浸没在浓盐水和清水中排开液体的体积相同,受到的浮力分别为
F浮乙=G-F1=4N-2.8N=1.2N
F浮丙=G-F2=4N-3N=1N
由此看出,浓盐水的密度大,金属块受到的浮力大,故可得结论:排开液体体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
(3)[4][5]因为ρ浓盐水>ρ水,由(2)知,其他条件相同时,物体在水中受到浮力应小一些,而实验中物体在清水中受到的浮力却等于盐水中受到的浮力,是因为在清水中排开液体体积较大,所以能分析出“浮力大小与物体排开液体体积的关系。
14.(1)580N;(2)580N;(3)5人
【详解】解:(1)由题意可知,竹筏的重力为
G竹筏=m竹g=58kg×10N/kg=580N
(2)由于竹筏在水中处于漂浮状态,所以其受到的浮力等于它的重力
F浮=G竹筏=580N
(3)当竹筏一半的体积浸入水中时,排开水的体积
V排′=0.5V总=0.5×0.7m3=0.35m3
此时竹筏受到的浮力
F浮′=ρ水gV排′=1×103kg/m3×10N/kg×0.35m3=3.5×103N
因为竹筏仍然处于漂浮状态,可求出人的总重力
G总=F浮′﹣G竹筏=3.5×103N﹣580N=2920N
所以,该竹筏最多能载的人数
即该竹筏最多能载5人。
答:(1)竹筏的重力为580N。
(2)不载人时,竹筏漂浮于水面受到的浮力为580N。
(3)该竹筏最多能载5人。
15.(1) 4×103N;(2) 0.4m3
【详解】解:(1)竹筏排开水的体积
V排=V=×1m3=0.4m3
竹筏受到的浮力
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m3=4×103N
(2)已知F浮′=6000N,由F浮=ρgV排可得,此时木筏浸入水中的体积
V排′==0.6m3
则木筏露出水面的体积
V露=1m3﹣0.6m3=0.4m3
答:(1)此时竹筏受到的浮力有4×103N;
(2)若水对竹筏产生6000牛的浮力时,竹筏0.4m3露出水面。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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