内容正文:
第十章 浮力
一、选择题
1.以下情境中没有受到浮力的物体是( )
A.正在下潜的潜水艇 B.空中的热气球
C.地球同步卫星 D.池塘中的睡莲
2.如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是( )
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力等于它排开海水所受的重力
C.冰山熔化一部分后会沉入海底
D.冰山熔化一部分后排开海水的体积不变
3.如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中,装有质量相等的水,将两个橡胶吸盘吸合在一起放在甲容器中漂浮;又将这两个橡胶吸盘分开后放入乙容器中,吸盘均沉底。下列说法正确的是( )
A.橡胶的密度小于水的密度
B.甲容器底受到水的压力大于乙容器底受到水的压力
C.甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
D.两吸盘在甲容器中所受的浮力等于在乙图中所受的浮力
4.将完全相同的三个小球同时放入三种不同的液体中,它们静止时的情况如图a、b、c所示,由此可知,小球在三种液体中受浮力、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
5.探究浮力实验时,小青将重为6N的长方体铝块浸在水中,如图所示,铝块上表面刚好与水面相平,此时弹簧测力计示数为2.8N,长方体铝块下表面受水的压力为( )
A.8.8N B.2.8N C.3.2N D.6N
6.中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。如图所示分别为奋斗者号模型以及其结构示意图。“奋斗者”号总质量(不包含压载铁)为20t,其底部装配有2t可抛弃压载铁。下列有关其在水面下运动时的说法正确的是(g取10N/kg,忽略海水密度的变化)( )
A.“奋斗者”号匀速下潜过程中,受到的浮力和水的阻力是一对平衡力
B.“奋斗者”号(包含压载铁)悬浮在某处时,所受浮力为1.8×105N
C.“奋斗者”号抛弃压载铁上浮过程中,其表面所受海水的压强差不变
D.“奋斗者”号在海水中加速上升的过程中,其所受到的浮力逐渐变大
7.水平桌面上两个底面积相同的轻质容器中盛有A和B两种不同液体。现将同一实心小球分别放入两个容器中,静止时小球位置如图所示,且球静止后两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两种液体密度的关系是 B.小球所受浮力的关系是
C.液体对容器底部的压强关系是 D.小球排开两种液体的质量关系是
8.如图是长方体下降浸入水槽的过程中,弹簧测力计读数F随长方体下降高度h变化的图像.下列说法正确的是( )
A.长方体重6N B.长方体受到水的浮力方向为竖直向上
C.长方体受到的最大浮力是18N D.时,长方体受到的浮力是15N
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,重为G的小球漂浮在水面上,请画出小球的受力示意图。
四、实验探究题
15.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力大小为 N;
(3)由以上步骤可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于 ;
(4)由图中数据可知石块的体积为 cm3,将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力为 N。
(,, )
16.小谷同学在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,按如图所示步骤进行实验。
(1)步骤所示的弹簧测力计的示数为 ;
(2)步骤,物体所受浮力为 ;
(3)分析步骤、、、,可以得到浮力大小跟排开液体的 有关;
(4)分析步骤、、,可以得到浮力大小跟 有关;
(5)小谷同学结合实验数据,得到实验中物块的密度为 。
五、综合题
17. 2024年05月28日,中国“深海一号”母船携“蛟龙号”潜水器圆满完成大西洋载人多次深潜科考任务,荣归青岛市母港。如图所示,“蛟龙号”载人潜水器(含压载铁)总体积约为。若g取,,求:
(1)“蛟龙号”潜水器在深处时,受到海水的浮力是多大?
(2)“蛟龙号”潜水器从深度为的观察点,下潜到观察点,它受到海水的压强增加了多少?
(3)某次“蛟龙号”潜水器无动力下潜时,在外部搭载4块相同的压载铁。若每块压载铁的质量为,当下潜到观察点时,抛掉2块压载铁,潜水器刚好能悬浮。求此时潜水器的总质量。
18.如图所示,水平桌面上有一盛有水的圆柱形薄壁容器,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为,重为5N的实心小球,此时水对容器底的压强为,已知水的密度为,求:
(1)容器中水的深度;
(2)挡板对小球的压力;
(3)撤去挡板后,在小球下方用细线挂一体积为的小石块,小球与石块刚好一起悬浮在水中,该小石块的密度。(不计细线体积和质量,小球、小石块均不吸水)
参考答案
1.C
2.B
3.B
4.D
5.C
6.C
7.D
8.B
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)B
(2)1.5
(3)它排开的液体所受的重力
(4)150;1.2
16.(1)3.1
(2)2
(3)体积
(4)液体密度
(5)
17.(1)解:潜水器受到海水的浮力为
F浮=ρ海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
(2)解:当h1=50m,h2=150m时,由p=ρgh得,海水增加的压强为
p增=ρ海水g(h2-h1)=1×103kg/m3×10N/kg×(150m-50m)=1×106Pa
(3)解:由得,抛掉的压载铁的体积为
减小的浮力为
悬停时
此时潜水器的总质量为
18.解:(1)由可知,容器中水的深度
(2)小球受到的浮力为
小球受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力以及挡板对小球的压力,则挡板对小球的压力
(3)由题意可知,小石块受到的重力与浮力之差为0.7N,即
因
又因为
即
解得。
答:(1)容器中水的深度为0.5m;
(2)挡板对小球的压力为0.7N;
(3)该小石块的密度为。
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