10.1浮力 培优训练2024-2025学年人教版物理八年级下册
2025-02-13
|
25页
|
238人阅读
|
9人下载
内容正文:
第十章《浮力》—10.1浮力 培优训练
一.选择题(共23小题)
1.在如图中,重为G的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为T,金属块下表面受到水的压力为F,则下列说法正确的是( )
A.T>G B.T=G C.F>G﹣T D.F=G﹣T
2.如图所示,浸没在液体中的圆柱体,上表面受到液体的压力为F向下,下表面受到液体的压力为F向上,所受浮力为F浮,则下列大小关系判断一定正确的是( )
A.F向下>F向上 B.F浮<F向上
C.F浮>F向下 D.F浮<F向上﹣F向下
3.在物理教学研讨会上,王老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是( )
A.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
B.手对饮料瓶的摩擦力方向是竖直向上
C.乒乓球上浮的过程中,水对它的压强保持不变
D.此实验说明了浮力产生的原因是物体密度小于液体密度
4.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的部分。现往容器里注入一些水,则下列说法正确的是( )
A.A物体可能不受到浮力作用
B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用
D.D物体一定受到浮力作用
5.把可乐瓶剪掉瓶底和去掉瓶盖儿,倒放后把一乒乓球放入,堵住瓶口,往瓶内倒水,对乒乓球受力分析正确的是( )
A.重力、浮力、压力 B.浮力、压力、支持力
C.重力、压力、支持力 D.重力、支持力、浮力
6.下列几种物体,不受浮力的是( )
A.停靠在港口的我国第二艘航空母舰“山东舰”
B.正在下潜的我国自主设计研发的“蛟龙号”
C.正在执行巡逻任务的“歼20”战斗机
D.在太空绕地球运行的中国空间站
7.2024年巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛,中国选手潘展乐以46秒40的成绩打破世界纪录夺得金牌。比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是( )
A.运动员划水时不受浮力
B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
8.下列物体受到浮力作用的是( )
A.如图甲所示,浸在水下的桥墩
B.如图乙所示,正在水中下沉的石头
C.如图丙所示,飘在太空中的中国空间站
D.如图丁所示,天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球
9.如图所示,取一个矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲);若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙和丙),此实验中,相关说法错误的是( )
A.甲图中,乒乓球不受浮力
B.乙图中,乒乓球不受浮力
C.丙图中,乒乓球在上浮时受到的浮力等于水对球上下面的压力差
D.整个实验验证了浮力产生的原因
10.在2024年多哈游泳世锦赛女子十米跳台决赛中,中国选手全红婵发挥完美,夺得冠军,也拿下了她跳水生涯的金牌大满贯。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力,下列对全红婵的分析正确的是( )
A.在跳台静止时,只受到重力作用
B.到达最高点时,受到平衡力作用
C.从最高点到入水前的过程中,惯性不变
D.入水过程中,所受浮力方向取决于入水的角度
11.如图所示,放在水平桌面上主要水杯盛满水,弹簧测力计下挂一个实心铁块其示数为F1,将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),若溢出的水全部流入小桶,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1
B.两次实验中,溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.两次实验中,水对溢水杯底的压强p甲<p乙
D.两次实验中,溢水杯对桌面的压强p甲=p乙
12.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为6N,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A.16N B.10N C.6N D.4N
13.如图所示各情景中,物体没有受到浮力的是( )
A.甲图:立在河水中的桥墩
B.乙图:悬停在水中的鸡蛋
C.丙图:航行中的“辽宁号
D.丁图:浮在空中的热气球
14.如图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为F浮,液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2,下列说法错误的是( )
A.长方体所有表面都受到液体压力
B.F1、F2和F浮的大小关系是F1﹣F2=F浮
C.长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D.若物体浸没于更深的位置,与图示位置相比,F1的示数变大
15.在下列四幅图片所列举的事例中,没有受到浮力的是( )
A.图甲在钓鱼岛海域巡航的海巡船
B.图乙缓缓上升的探空热气球
C.图丙太空中运行的中国空间站
D.图丁正在水中下潜的潜水艇
16.下列物体没有受到浮力的是( )
A.悬停在水中的鸡蛋 B.太空中遨游的天宫二号
C.航行中的“福建舰” D.正在升空的热气球
17.如图所示,盛水的洗手盆底部的出水口塞着木头(密度小于水)制成的水堵头,下列说法正确的是( )
A.水堵头受到水向下的压力的作用
B.水堵头受到水的浮力的作用
C.洗手盆A处对水堵头施加的压力的方向竖直向上
D.此时水堵头只受到水的压力和重力的作用
18.如图,热气球在空中沿虚线方向飞行,它所受浮力的方向是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
19.如图,在游泳比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是( )
A.运动员划水时不受浮力
B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
20.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A.14N B.10N C.6N D.4N
21.中国空间站是中华人民共和国建成的国家级太空实验室,如图所示。下列说法正确的是( )
A.空间站受到的合力不为零
B.空间站在太空中受到浮力
C.空间站相对地球是静止的
D.空间站在太空中惯性消失
22.如图所示,用细绳吊着柱体浸没在水中,柱体所受浮力为F浮,柱体上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上。下列关系式一定成立的是( )
A.F浮=F向下 B.F浮<F向上 C.F浮>F向下 D.F浮>F向上
23.如图所示,鸡蛋悬浮在盛有盐水的容器中,容器放在斜面上,则鸡蛋所受浮力的方向正确的是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
二.填空题(共17小题)
24.如图所示,重为7牛的金属块A静止在水面下,弹簧测力计的示数为4牛,则金属块A所受浮力为 牛。剪断连接金属块的细线,金属块下沉过程中,其上表面受到水的压强将 ,水对金属块向上、向下的压力差将 。(后两空选填“变大”“变小”“不变”)
25.浸没在水中的小球如图所示,小球所受的浮力方向应为图中 的方向。
26.如图所示,重10牛的柱体A静止在水中,弹簧测力计的示数为4牛,柱体A所受浮力为F浮为 牛,柱体A上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上,则F浮 F向上(选填“大于”“等于”“小于”)。继续增大柱体浸入水中的深度,它受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
27.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中,长方体b上下表面的液体压强差为 。若两长方体a、b下表面所受液体压强分别为pa、pb,则pa pb,下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb,则Fa Fb(后两空选填“大于”、“等于”或“小于”)。
28.如图中没有受到浮力作用的是 号木块。b号木块拉力是 ,比a木块的0.5N (大或小),这是因为受到了 作用。通过观察b号和c号,我们可以发现它们的拉力不同,c号木块受到的浮力 (大或小),这是因为c号木块 。利用如图 两个测力实验,可以比较物体浸没在液体不同深度所受浮力是否相等。我们可以猜测e号木块的拉力应该为 。
29.如图甲和乙,弹簧测力计甲示数为8N,当A浸在水中静止时弹簧测力计示数为7N。可知物体A的质量为 kg,乙图所示物体A浸入水中所受的浮力为 N,(g=10N/kg)。
30.在“太空授课”直播中,展示了浮力消失实验。如图,在失重的环境中,浸在液体中的乒乓球 受到浮力,理由是失重环境中 产生压力差。(均选填“会”或“不会”)
31.将一个大饮料瓶的底剪掉,把一个直径略大于瓶口直径的乒乓球放入瓶内,向瓶里倒水,如图甲所示,乒乓球 (选填“受”或“不受”)浮力的作用;用瓶盖将瓶口堵住,如图乙所示,乒乓球向上运动,这是因为 。
32.请完成下列填空。
(1)如图﹣1所示,向玻璃管内加水,橡皮膜向外凸起,说明水对橡皮膜有向 的压强。
(2)如图﹣2所示,在卡片静止时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的一个条件是 。
(3)在探究“影响浮力大小的因素”的实验中,物体A重为6N,图﹣3实验操作探究的是浮力大小与 的关系。实验中使用的盐水的密度为 g/cm3。
33.图甲所示,物体的重力为 N,将物体放入水中时,弹簧测力计的示数为2N,则物块受到的浮力为 N。
34.航天员在“天宫课堂”中演示了水球变“懒”实验。如图甲,当用注射器向水球喷出空气时,水球的振动很激烈;如图乙,在水球内加入钢球后,再次向水球和钢球整体喷气,观察到水球振动变慢,即“水球变懒”,这是因为加入钢球后,整体惯性变 ,此时钢球 (选填“受”或“不受”)受到水的浮力。
35.在探究浮力方向的实验中:将一个气球用细线系在装有水的容器中,再把容器放在倾角为a的斜面上,发现:细线沿竖直方向,如图所示,在斜面倾角缓慢变小过程中,细线与水面的夹角 ;剪断细线,气球向上运动;这实验表明浮力的方向是 。
36.5月28日,神舟十八号航天员完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。如图甲所示是问天全景摄像机拍摄的一张照片,此时航天员与摄像机镜头的距离 (选填“大于”或“小于”)镜头的二倍焦距;航天员通过摄像机镜头在其感光元件上成 (填成像性质)的实像;当航天员靠近摄像机镜头(镜头焦距不变),航天员所成的像 (选填“变大”“不变”或“变小”)。如图乙所示,在空间站微重力环境下,浸没在水中的乒乓球 (选填“受”或“不受”)浮力。
37.小明在家用乒乓球做了两个实验,如题图,塑料瓶装满水并在瓶口“盖”一个乒乓球,倒立后放手,乒乓球没有掉落下来,这是因为乒乓球受到 的作用;如图,将塑料瓶底剪开后倒置,乒乓球放在瓶颈后再注水,发现乒乓球不会浮起来,且有少量水从瓶口流出。接着用手将瓶口封住,过一段时间后乒乓球 (选填“会”或“不会”)浮起来。
38.如图甲所示,往下端开口的矿泉水瓶内缓慢倒水,瓶底的乒乓球 (选填“会”或“不会”)浮起来。用材料较硬的矿泉水瓶盛满水并在瓶口放一个乒乓球,将其悬空倒置如图乙所示,乒乓球没有掉落下来,是因为受到 的作用。
39.如图所示是“探究影响浮力大小的因素”实验,比较图甲、乙两次实验可得,物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的 有关。当该物体完全浸没在盐水中时受到的浮力大小为 N。
40.如图中国军舰“东方红3”,在海上受到巨大的浮力,这个浮力的施力物体是 ,浮力的方向是 。当军舰船底某处距海面深度为6m时,该处受到的海水压强为 Pa。()
三.实验探究题(共5小题)
41.安安探究“浮力大小与哪些因素有关”时的实验情景如图所示,弹簧测力计下方所挂铜块是底面积为5cm2、高为6cm的实心圆柱。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)分析A、D、E三个实验步骤,若观察到 的现象,则可以说明物体所受浮力大小跟浸入深度无关。
(2)步骤C中,铜块所受的浮力F浮= N;步骤E中,弹簧测力计的示数为 N。
(3)步骤F中溶液的密度为 g/cm3。(结果保留一位小数)
(4)分析实验步骤A、E、F,可以得出结论:当 一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(5)安安继续设计了图G所示的装置测量一木块的密度:往容器中缓慢加水,当木块体积的一半浸入水中时,拉力传感器的示数为F1;继续往容器中加水,当木块完全浸入水中时,拉力传感器的示数为F2。若水的密度为ρ水,则木块的密度ρ木= (请用F1、F2、ρ水来表示)。
42.如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。请你针对某一个探究因素,从中选择相应的实验操作步骤,并根据弹簧测力计的示数,说明你的探究结论。
①若要探究浮力大小与液体深度的关系,相应的实验操作步骤是图(a)(c)和 (选填图中的符号),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度 (选填“有”或“无”)关。
②若要探究浮力大小与液体密度是否有关,相应的实验操作步骤是图 (选填图中的符号),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小 。
③小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将易拉锯开口向上放入盛水的烧杯中,它漂浮在水面上;
步骤二:将易拉罐捏瘪再放入水中,捏德的易拉罐下沉至杯底。
(ⅰ)通过分析可知,:步骤一时易拉罐受到的浮力 步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(ⅱ)于是小组同学得出结论:物体受到的浮力与形状有关。
请分析他们得出错误结论的原因: 。
43.探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,需要如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体,细线等。
(1)主要实验操作包括:步骤A所示弹簧测力计的示数为 N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
F/N
2.6
2.5
2.4
2.4
2.3
(2)步骤B中铜块所受浮力F浮= N;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 有关;
(4)步骤D、E表明浮力大小跟 无关;
(5)根据表格中的数据,可以推算出未知液体的密度是 g/cm3(结果保留一位小数),步骤B中铜块下表面受到水的压强是 Pa;
(6)在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐 (选填“增大”或“减小”);当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),烧杯底部受到水的压强增加了 Pa。(已知在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度缩短0.1cm,为简便计算,本空g取10N/kg)
44.小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图1所示。
(1)图1中四种情况, 图中金属块所受到的浮力最小。
(2)做乙、丙两次实验,是为了探究浮力大小与 是否有关。
(3)如图2所示,用弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中,从金属块底部接触水面开始到没入水中直到接触容器底部的过程中,图3中能表示弹簧测力计示数F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图象是 。
45.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明进行了如图所示的实验;
(1)如图所示,图甲中弹簧测力计的示数 (选填“大于”“等于”“小于”)图乙中弹簧测力计的示数。金属块进入水的过程中,弹簧测力计的示数逐渐 ,金属块受到的浮力逐渐 (两空均选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)小明猜想金属块在水中受到的浮力大小可能与它在水中的深度和浸入水中的体积有关,根据图 (选填图中序号)可知,金属块在水中受到的浮力与 无关;
(3)比较图甲、戊、己可知,金属块在液体中受到的浮力与液体的 有关。
四.科普阅读题(共1小题)
46.阅读下面材料,回答问题。
天宫课堂
(1)2021年12月9日,中国空间站太空授课以天地互动的方式举行。王亚平在太空中演示浮力实验,将乒乓球放在一杯水中,乒乓球漂在水面上,然后她用一根吸管将乒乓球往下压,再移开吸管,乒乓球悬停在水中,如图甲。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,太空中处于失重环境,水对乒乓球各面的压力都接近于 ,杯中浸没在水中的乒乓球 (填“受到”或“不受”)浮力的作用。
(2)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课开讲,北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”也亮相太空课堂,当起了“助教”,如图乙。王亚平将“冰墩墩”吉祥物抛出,它并没有像在地面上一样掉落,而是沿着直线“飞”了出去。冰墩墩做匀速直线运动,我们可依据 定律来解释冰墩墩离开手后继续沿着直线“飞行”,是因为它具有 。
第十章《浮力》—10.1浮力 培优训练
参考答案
一.选择题(共23小题)
1.在如图中,重为G的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为T,金属块下表面受到水的压力为F,则下列说法正确的是( )
A.T>G B.T=G C.F>G﹣T D.F=G﹣T
【分析】由称重法可知:G﹣T=F浮;浮力产生的原因是由于规则物体上下表面存在压力差,F浮=F2﹣F1。
【解答】解:AB、由称重法可知:G﹣T=F浮,而F浮,不为0,所以T<G,故AB错误;
CD、由称重法可知:G﹣T=F浮,而F浮=F﹣F上,F>F浮,所以F>G﹣T,故C正确、D错误。
故选:C。
【点评】此题考查称重法计算浮力大小、浮力产生的原因,属于基础题目,难度不大。
2.如图所示,浸没在液体中的圆柱体,上表面受到液体的压力为F向下,下表面受到液体的压力为F向上,所受浮力为F浮,则下列大小关系判断一定正确的是( )
A.F向下>F向上 B.F浮<F向上
C.F浮>F向下 D.F浮<F向上﹣F向下
【分析】浸在液体中的物体,液体对物体向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差就是物体受到的浮力。
【解答】解:根据浮力产生的原因可得,浸没在液体中的圆柱体所受浮力为F浮=F向上﹣F向下。
所以,F向下一定小于F向上,F浮小于F向上,F浮>可能大于、等于,也可能小于F向下,故选项ACD错误、B正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查压力差法求浮力大小,深入理解浮力产生的原因是关键。
3.在物理教学研讨会上,王老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是( )
A.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
B.手对饮料瓶的摩擦力方向是竖直向上
C.乒乓球上浮的过程中,水对它的压强保持不变
D.此实验说明了浮力产生的原因是物体密度小于液体密度
【分析】(1)对乒乓球进行受力分析;
(2)手握瓶子静止,瓶子受到的重力和摩擦力是一对平衡力,方向相反;
(3)根据p=ρgh判断乒乓受到的液体压强的关系;
(4)根据浮力产生的原因进行分析。
【解答】解:A.乒乓球静止时,受重力、水的压力和支持力,在这三个力的作用下处于平衡状态,故A错误;
B.手握瓶子静止,瓶子受到的重力和摩擦力是一对平衡力,重力竖直向下,而摩擦力竖直向上,故B正确;
C.根据p=ρgh可知,乒乓球上浮的过程中,深度减小,水对它的压强变小,故C错误;
D.图中乒乓球静止时,乒乓球下表面受到的压力小于上表面受到的压力,所以乒乓球不受浮力;
用手堵住瓶口,乒乓球下表面受到的压力大于上表面受到的压力,所以乒乓球受浮力浮起来;
此实验说明了浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和液体压强、力的平衡、摩擦力有关的知识,在学习过程中,要注重理解。
4.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的部分。现往容器里注入一些水,则下列说法正确的是( )
A.A物体可能不受到浮力作用
B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用
D.D物体一定受到浮力作用
【分析】浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差
【解答】解:A、A物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对A物体上下表面产生了的压力差,所以A物体一定受浮力的作用,故A错误;
BC、由图可知,水对B、C物体上下表面都产生了的压力差,所以B、C物体都受浮力的作用,故B正确、C错误;
D、D物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对D物体上下表面没有产生压力差,所以D物体不受浮力的作用,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了浮力产生的原因,明确物体上下表面是否产生了压力差是解答此题的关键。
5.把可乐瓶剪掉瓶底和去掉瓶盖儿,倒放后把一乒乓球放入,堵住瓶口,往瓶内倒水,对乒乓球受力分析正确的是( )
A.重力、浮力、压力 B.浮力、压力、支持力
C.重力、压力、支持力 D.重力、支持力、浮力
【分析】乒乓球受到重力、支持力、压力的作用;浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差而产生。
【解答】解:浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差而产生的。图中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,也就没有压力差,所以乒乓球不受浮力,受到水的压力和瓶子的支持力和自身的重力。
故选:C。
【点评】本题考查了物体的受力分析、浮力产生的原因,属于基础题。
6.下列几种物体,不受浮力的是( )
A.停靠在港口的我国第二艘航空母舰“山东舰”
B.正在下潜的我国自主设计研发的“蛟龙号”
C.正在执行巡逻任务的“歼20”战斗机
D.在太空绕地球运行的中国空间站
【分析】物体浸在液体或气体中,液体或气体对物体向上的压力大于向下的压力,则物体受到向上和向下的压力差作用,这个压力差就是物体受到的浮力。
【解答】解:A、停靠在港口的我国第二艘航空母舰“山东舰”处于漂浮状态,因此受到浮力作用,故A错误;
B、正在海水中下潜的“蛟龙号”号由于上下表面存在压强差,会形成向上的压力差,因此受到海水的浮力,故B错误;
C、正在执行巡逻任务的“歼20”战斗机受空气的浮力,故C错误;
D、在太空绕地球运行的中国空间站,太空中是真空,无浮力,故D正确。
故选:D。
【点评】解答此题的关键是明确浮力的定义,难度不大。
7.2024年巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛,中国选手潘展乐以46秒40的成绩打破世界纪录夺得金牌。比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是( )
A.运动员划水时不受浮力
B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
【分析】(1)浮力产生的原因:物体上下表面存在这压力差;
(2)物体间力的作用是相互的;
(3)惯性大小只跟物体的质量有关;
(4)二力平衡的条件为作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
【解答】解:A、运动员在划水时受到浮力,故A错误;
B、运动员划水时给水向后的力,物体间力的作用是相互的,水给运动员向前的推力,故B正确;
C、运动员加速划水时,质量不变,惯性的大小不变,惯性是物体本身的一种性质,不能说“受到的惯性”受到的惯性,故C错误;
D、运动员对水的力和水对运动员的力,作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力,力的相互性,惯性和平衡力的判断,属于综合题。
8.下列物体受到浮力作用的是( )
A.如图甲所示,浸在水下的桥墩
B.如图乙所示,正在水中下沉的石头
C.如图丙所示,飘在太空中的中国空间站
D.如图丁所示,天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球
【分析】浮力产生的原因是物体在液体中时受到上下表面的压力差。
【解答】解:A.桥墩的底部埋在河床里面,液体对其下表面没有产生向上的压力,所以其不受浮力,故A错误;
B.在水中下沉的石头受到了水对其上下表面的压力,上下表面存在压力差,受浮力的作用;故B正确;
C.飘在太空中的中国空间站,既没有浸入在空气中,也没有浸入在液体中,其不受浮力,故C错误;
D.天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球,水和乒乓球都处于失重状态,水无法产生压强,乒乓球上下表面也没有压力差,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了浮力产生的原因,属于基础题。
9.如图所示,取一个矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲);若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙和丙),此实验中,相关说法错误的是( )
A.甲图中,乒乓球不受浮力
B.乙图中,乒乓球不受浮力
C.丙图中,乒乓球在上浮时受到的浮力等于水对球上下面的压力差
D.整个实验验证了浮力产生的原因
【分析】根据浮力产生的原因,结合物体浮沉条件分析解答:浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
【解答】解:A、甲图下方不受水的压强,因而没有向上的压力,由浮力产生的原因可知,此时乒乓球不受浮力,故A正确
BCD、当用手堵住瓶口,则乒乓球上面和下面都有水,由于乒乓球上、下两面所处的深度不同,下面所处的深度大于上面的深度,下面受到的压强大于上面受到的压强,因此水对乒乓球产生的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水对乒乓球施加的向上托的力,这个力习惯上称为浮力,当乒乓球受到的浮力大于其自身重力时,乒乓球上浮起来,所以此实验说明了浮力产生的原因,故B错误、CD正确。
故选:B。
【点评】浸在液体中的物体产生浮力的原因,是因为物体受到液体的压力,物体受到液体的压力是因为物体受到液体的压强作用,液体压强是因为液体有重力和具有流动性。
10.在2024年多哈游泳世锦赛女子十米跳台决赛中,中国选手全红婵发挥完美,夺得冠军,也拿下了她跳水生涯的金牌大满贯。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力,下列对全红婵的分析正确的是( )
A.在跳台静止时,只受到重力作用
B.到达最高点时,受到平衡力作用
C.从最高点到入水前的过程中,惯性不变
D.入水过程中,所受浮力方向取决于入水的角度
【分析】(1)静止的物体受力平衡;
(2)地面附近的物体受到重力的作用;
(3)惯性的大小只与质量有关;
(4)浮力的方向始终竖直向上。
【解答】解:A、静止的物体受力平衡,在跳台静止时,受到重力和支持力作用,且相互平衡,故A错误;
B、从离开跳板到最高点的过程中,不计空气阻力,她只受到重力作用,因而受力不平衡;故B错误;
C、惯性的大小只与质量有关,从最高点到入水前的过程中,质量大小不变,则惯性不变,故C正确;
D、浮力的方向始终竖直向上,入水过程中,所受浮力方向始终竖直向上,与入水的角度无关,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查受力分析、惯性、浮力的方向等,属于中档题。
11.如图所示,放在水平桌面上主要水杯盛满水,弹簧测力计下挂一个实心铁块其示数为F1,将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),若溢出的水全部流入小桶,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1
B.两次实验中,溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.两次实验中,水对溢水杯底的压强p甲<p乙
D.两次实验中,溢水杯对桌面的压强p甲=p乙
【分析】(1)根据称重法求出铁块受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理分析解答:物体所受浮力等于排开液体的重力;
(3)根据p=ρgh分析水对溢水杯底部的压强变化;
(4)根据p分析解答。
【解答】解:A、F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法可知,铁块受到的浮力F浮=F1﹣F2,故A错误;
B、根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,根据力的相互作用可知,铁块给水的向下的作用力等于铁块受到的浮力,铁块给水的向下的作用力与溢出水的重力相等,所以溢水杯对桌面的压力保持不变,故B错误;
C、甲、乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故C错误;
D、铁块浸没在水中后,溢水杯对桌面的压力不变,而受力面积不变,所以溢水杯对桌面的压强不变,即p甲=p乙,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查浮力与压强的综合,属于中档题。
12.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为6N,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A.16N B.10N C.6N D.4N
【分析】浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力,大小等于上下表面受到的压力之差。
【解答】解:物体受到的浮力F浮=10N,上表面受到水向下的压力F向下=6N,由浮力产生的原因可得物体下表面受到水向上的压力F向上=F浮+F向下=10N+6N=16N。
故选:A。
【点评】本题考查了对浮力产生原因的应用,浮力大小等于上下表面所受的压力之差,不要受题目中干扰因素的影响。
13.如图所示各情景中,物体没有受到浮力的是( )
A.甲图:立在河水中的桥墩
B.乙图:悬停在水中的鸡蛋
C.丙图:航行中的“辽宁号
D.丁图:浮在空中的热气球
【分析】物体浸在液体或气体中,液体或气体对物体向上的压力大于向下的压力,则物体受到向上和向下的压力差作用,这个压力差就是物体受到的浮力。
【解答】解:A、立在河水中的桥墩,其下底面埋在地下,与河底紧密接触,桥墩没有受到水向上的压力,所以桥墩不受浮力作用,故A符合题意;
BCD、悬停在水中的鸡蛋、航行中的“辽宁号、浮在空中的热气球都浸在水或空气中,物体受到水或空气向上的压力和向下的压力,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差也就是物体受到的浮力,故均受浮力的作用,故BCD不合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,不要认为沉在水底的物体不受浮力的作用。
14.如图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为F浮,液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2,下列说法错误的是( )
A.长方体所有表面都受到液体压力
B.F1、F2和F浮的大小关系是F1﹣F2=F浮
C.长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D.若物体浸没于更深的位置,与图示位置相比,F1的示数变大
【分析】(1)液体内部向各个方向都有压强;
(2)根据液体压强特点分析,相同深度液体向各个方向的压强相等;
(3)物体受到液体(或气体)对它的上、下表面的压力的合力,这个合力就叫浮力。
【解答】解:A.因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力,故A正确;
B.根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体上下表面的压力差,即F2﹣F1=F浮,故B错误;
C.根据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,长方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,则长方体两个相对的侧面所受液体的压力同时作用在长方体上,且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上是一对平衡力,故C正确;
D.若物体浸没于更深的位置,由p=ρgh可知,长方体上表面受到的压强增大,由F=pS可知,与图示位置相比,F1的示数变大,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力产生的原因、液体压强的存在及其特点,是一道基础题,难度不大。
15.在下列四幅图片所列举的事例中,没有受到浮力的是( )
A.图甲在钓鱼岛海域巡航的海巡船
B.图乙缓缓上升的探空热气球
C.图丙太空中运行的中国空间站
D.图丁正在水中下潜的潜水艇
【分析】浸在液体或气体中的物体,液体或气体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
【解答】解:A、在钓鱼岛海域巡航的海巡船,受到海水竖直向上的浮力作用,故A不符合题意;
B、缓缓上升的探空热气球,是因为受到大气的浮力作用,故B不符合题意
C、太空中没有空气,所以太空中运行的中国空间站不受到浮力的作用,故C符合题意;
D、正在水中下潜的潜水艇受到海水的浮力小于其重力,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查浮力的产生,应从浮力产生的原因上进行分析,属基础性问题。
16.下列物体没有受到浮力的是( )
A.悬停在水中的鸡蛋
B.太空中遨游的天宫二号
C.航行中的“福建舰”
D.正在升空的热气球
【分析】根据浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力,对各个选项逐一分析即可。
【解答】解:A.悬停在水中的鸡蛋受到水对它向上的浮力,故A不符合题意;
B.太空中没有空气,故太空中遨游的“天宫二号”不受浮力,故B符合题意。
C.在海中航行的福建舰受到海水对它的浮力,故C不符合题意;
D.上升的热气球,是因为球内空气受热,内部空气的密度减小,在上升时,受到空气的浮力的作用,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查浮力产生的原因,解答此题的关键是明确浮力的定义,难度不大,属于基础知识。
17.如图所示,盛水的洗手盆底部的出水口塞着木头(密度小于水)制成的水堵头,下列说法正确的是( )
A.水堵头受到水向下的压力的作用
B.水堵头受到水的浮力的作用
C.洗手盆A处对水堵头施加的压力的方向竖直向上
D.此时水堵头只受到水的压力和重力的作用
【分析】(1)浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力(适用于气体),浮力的方向总是竖直向上的。
(2)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力。
【解答】解:AB、洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故A正确、B错误;
C、A处对水堵头施加的压力方向竖直向下,故C错误;
D、此时水堵头除受到水的压力和重力的作用外,还受到一个支持力作用,否则其无法保持平衡,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了浮力与浮力的产生原因、平衡状态的判断,属于基础题目,难度不大。
18.如图,热气球在空中沿虚线方向飞行,它所受浮力的方向是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【分析】根据浮力的方向(竖直向上)分析解答。
【解答】解:无论热气球处于什么状态,热气球所受空气浮力的方向总是竖直向上的。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力的方向,记住浮力的方向竖直向上,与重力的方向相反。
19.如图,在游泳比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是( )
A.运动员划水时不受浮力
B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
【分析】(1)浮力产生的原因:物体上下表面存在这压力差;
(2)物体间力的作用是相互的;
(3)惯性大小只跟物体的质量有关;
(4)二力平衡的条件为作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
【解答】解:A、运动员在划水时受到浮力,故A错误;
B、运动员划水时给水先后的力,物体间力的作用是相互的,水给运动员先前的力,故B正确;
C、运动员加速划水,受到的惯性不变,故C错误;
D、运动员对水的力和水对运动员的力不是同一物体,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力,力的相互性,惯性和平衡力的判断,属于综合题。
20.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A.14N B.10N C.6N D.4N
【分析】浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力,大小等于上下表面受到的压力之差。
【解答】解:
由题意可知,物体受到的浮力F浮=10N,上表面受到水向下的压力F向下=4N,由浮力产生的原因可得:F浮=F向上﹣F向下,则物体下表面受到水向上的压力:F向上=F浮+F向下=10N+4N=14N。
故选:A。
【点评】本题考查了对浮力产生原因的应用,浮力大小等于上下表面所受的压力之差,不要受题目中干扰因素的影响。
21.中国空间站是中华人民共和国建成的国家级太空实验室,如图所示。下列说法正确的是( )
A.空间站受到的合力不为零
B.空间站在太空中受到浮力
C.空间站相对地球是静止的
D.空间站在太空中惯性消失
【分析】(1)当物体合力为零时,处于平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态;
(2)浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力;
(3)判断一个物体的运动状态时,关键是看被研究的物体与所选的标准(参照物)之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
(4)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性大小只与物体的质量有关。
【解答】解:A、空间站绕地球沿椭圆轨道运动,空间站的运动状态在改变,处于非平衡状态,说明空间站受到的合力肯定不为零,故A正确;
B、太空中没有空气,故在太空中的中国空间站不受浮力作用,故B错误;
C、空间站相对于地球之间有位置变化,空间站是运动的,故C错误;
D、任何物体在任何时候都具有惯性,空间站在太空中惯性不会消失,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查对惯性、运动和静止的相对性、浮力的产生原因、平衡状态的判断等知识,综合性强,难度适中。
22.如图所示,用细绳吊着柱体浸没在水中,柱体所受浮力为F浮,柱体上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上。下列关系式一定成立的是( )
A.F浮=F向下 B.F浮<F向上 C.F浮>F向下 D.F浮>F向上
【分析】浮力产生的原因就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差
【解答】解:浮力产生的原因就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差,因此,该正方体所受浮力为F浮=F向上﹣F向下,
即F浮<F向上,F浮与F向下的大小关系无法确定。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,属于基础题。
23.如图所示,鸡蛋悬浮在盛有盐水的容器中,容器放在斜面上,则鸡蛋所受浮力的方向正确的是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【分析】从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题。
【解答】解:鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同,这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,所以浮力的方向总是竖直向上的,F1正确。
故选:A。
【点评】此题主要考查学生对浮力方向这一知识点的理解和掌握。学生要牢记浮力方向是竖直向上的。
二.填空题(共17小题)
24.如图所示,重为7牛的金属块A静止在水面下,弹簧测力计的示数为4牛,则金属块A所受浮力为 3 牛。剪断连接金属块的细线,金属块下沉过程中,其上表面受到水的压强将 变大 ,水对金属块向上、向下的压力差将 不变 。(后两空选填“变大”“变小”“不变”)
【分析】(1)利用称重法F浮=G﹣F示即可求出浮力的大小;
(2)增大金属块浸没的深度,金属块下表面浸在水中的深度变大,根据p=ρ液gh,判断压强变化;
(3)金属块下沉时,金属块排开水的体积不变,利用阿基米德原理分析浮力变化,浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差。
【解答】解:金属块静止在水面下,金属块受到的浮力:
F浮=G﹣F示=7N﹣4N=3N;
剪断连接金属块的细线,金属块下沉,金属块下表面浸在水中的深度h变大,根据p=ρ液gh知其上表面受到水的压强变大;
金属块下沉时,金属块排开水的体积不变,根据阿基米德原理,F浮=G排=ρ水gV排,金属块受到的浮力大小不变;
由浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下知物体受到向上和向下的压力差将不变。
故答案为:3;变大;不变。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、称重法测浮力以及液体压强等知识的掌握和运用。
25.浸没在水中的小球如图所示,小球所受的浮力方向应为图中 1 的方向。
【分析】掌握浮力的方向总和重力的相反,是竖直向上的是解答本题的关键。
【解答】解:由浮力产生的原因可知:浮力的方向总是竖直向上的,故图中的小球受到的浮力方向应为图中1的方向。
故答案为:1。
【点评】本题主要考查学生对浮力方向总是竖直向上的认识和了解,是一道基础题。
26.如图所示,重10牛的柱体A静止在水中,弹簧测力计的示数为4牛,柱体A所受浮力为F浮为 6 牛,柱体A上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上,则F浮 小于 F向上(选填“大于”“等于”“小于”)。继续增大柱体浸入水中的深度,它受到的浮力 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【分析】根据称重法计算浮力,结合浮力产生的原因分析;根据阿基米德原理分析浮力大小变化。
【解答】解:重10牛的柱体A静止在水中,弹簧测力计的示数为4牛,
根据称重法,柱体A所受浮力为F浮=G﹣F=10N﹣4N=6N,
根据浮力产生的原因是上下表面的压力差,由于上表面浸入水中,即;F向下>0,柱体A上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上,则F浮=F向上﹣F向下;则F浮<F向上
继续增大柱体浸入水中的深度,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理知,它受到的浮力不变。
故答案为:6;小于;不变。
【点评】本题考查浮力的测量与计算以及有关因素,属于中档题。
27.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中,长方体b上下表面的液体压强差为 ρgh 。若两长方体a、b下表面所受液体压强分别为pa、pb,则pa 小于 pb,下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb,则Fa 大于 Fb(后两空选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【分析】根据液体压强的公式p=ρgh可计算长方体上下表面的液体压强差;同样利用液体压强的公式,结合浮力的表达式F浮=F向上﹣F向下,可进行分析与比较。
【解答】解:由图可知,长方体b上表面的压强为p上=ρgh上,
下表面的压强为p下=ρg(h上+h),
上下表面的压强差为:
Δp=p下﹣p上=ρg(h上+h)﹣ρgh上=ρgh;
由p=ρgh可知,当液体密度相同,液体压强大小与深度成正比,由图可知,长方体b下表面的深度大于a下表面的深度,故b下表面所受液体压强大于a下表面的压强,即pa小于pb。
因为物体a上表面的深度比物体b上表面的深度大,且表面积也大,由公式F=pS=ρghS得,物体a的上表面受到的压力大,又因为两长方体相同,故它们浸在液体中的体积相同,都悬浮在同种液体中,所以受到的浮力相同,由F浮=F向上﹣F向下得,因为a的上表面受到的压力大,所以下表面受到的压力也一定是大的,只有这样才能保证a和b上下表面的压力差相同,即浮力相同。
故答案为:ρgh;小于;大于。
【点评】本题主要考查液体压强公式的运用、浮力的计算,能将压强与浮力相结合进行分析,是解答本题的关键。
28.如图中没有受到浮力作用的是 a 号木块。b号木块拉力是 0.45N ,比a木块的0.5N 小 (大或小),这是因为受到了 浮力 作用。通过观察b号和c号,我们可以发现它们的拉力不同,c号木块受到的浮力 大 (大或小),这是因为c号木块 排开水的体积更大 。利用如图 d、e 两个测力实验,可以比较物体浸没在液体不同深度所受浮力是否相等。我们可以猜测e号木块的拉力应该为 0.3N 。
【分析】浸入水中的物体会受到水竖直向上托举的力,这种力叫作浮力。正是因为有了浮力,物体才能漂浮在水面。物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积有关。物体浸入水中的体积越大,受到的浮力越大。
【解答】解:(1)浸入水中的物体会受到水竖直向上托举的力,这种力叫作浮力。上图中a号木块没有浸入水中,没有受到浮力作用的是a号木块。
(2)观察题干,b号木块拉力是0.45N,比a木块的0.5N小,这是因为受到了浮力作用。
(3)通过观察b号和c号,我们发现它们的拉力不同,这是因为c号木块浸入水中的体积大,排开水的体积更大,所以它受到的浮力大。
(4)比较物体浸没在液体不同深度所受浮力的大小,根据控制变量法可知,应选d、e两个测力实验,根据浸入水中的体积相同判断,可以猜测e号木块的拉力应该为0.3N。
故答案为:a;0.45N;小;浮力;大;排开水的体积更大;d、e;0.3N。
【点评】了解浮力及影响浮力大小的因素是解答此题的关键。
29.如图甲和乙,弹簧测力计甲示数为8N,当A浸在水中静止时弹簧测力计示数为7N。可知物体A的质量为 0.8 kg,乙图所示物体A浸入水中所受的浮力为 1 N,(g=10N/kg)。
【分析】知道物体A静止在空中时弹簧测力计的示数,即A的重力,根据G=mg求出A的质量,又知道A浸在水中静止时弹簧测力计示数,根据称重法测浮力求出所受的浮力。
【解答】解:弹簧测力计竖直悬挂着物体A静止在空中时示数为8N,则A的重力G=8N,
由G=mg可得物体A的质量:
m0.8kg,
A浸在水中静止时弹簧测力计示数F′=7N,
则物体A浸入水中所受的浮力:
F浮=G﹣F′=8N﹣7N=1N。
故答案为:0.8;1。
【点评】本题考查了重力公式和称重法测浮力的应用,是一道基础题目。
30.在“太空授课”直播中,展示了浮力消失实验。如图,在失重的环境中,浸在液体中的乒乓球 不会 受到浮力,理由是失重环境中 不会 产生压力差。(均选填“会”或“不会”)
【分析】浮力产生的原因:液体具有重力,液体具有流动性,能产生压强;浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力。
【解答】解:在太空这个失重的环境中,液体对放入其中的物体不会产生压强和压力,不存在压力差,所以物体不受浮力。
故答案为:不会;不会。
【点评】本题考查了浮力产生的原因、物体在失重环境下是否受到浮力,属于基础题。
31.将一个大饮料瓶的底剪掉,把一个直径略大于瓶口直径的乒乓球放入瓶内,向瓶里倒水,如图甲所示,乒乓球 不受 (选填“受”或“不受”)浮力的作用;用瓶盖将瓶口堵住,如图乙所示,乒乓球向上运动,这是因为 乒乓球受到了浮力 。
【分析】浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差而产生的。据此对甲、乙两图进行分析,然后做出判断。
【解答】解:甲图中,乒乓球上部有水,水对乒乓球有一个向下的压力,但乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,所以,乒乓球不受浮力;
乙图中,乒乓球上部和下部都有水,乒乓球的上、下表面都受到水的压力,所以产生了一个向上的压力差,该压力差就是浮力。
故答案为:不受;乒乓球受到了浮力。
【点评】此题考查浮力产生的原因,此题甲图中物体与容器是一个整体,由于底部不受液体向上的压力,所以不受浮力的作用,这是容易出错的地方。
32.请完成下列填空。
(1)如图﹣1所示,向玻璃管内加水,橡皮膜向外凸起,说明水对橡皮膜有向 下 的压强。
(2)如图﹣2所示,在卡片静止时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的一个条件是 作用在同一物体上 。
(3)在探究“影响浮力大小的因素”的实验中,物体A重为6N,图﹣3实验操作探究的是浮力大小与 液体密度 的关系。实验中使用的盐水的密度为 1.1 g/cm3。
【分析】(1)液体对容器的底面和侧壁都有压强;
(2)二力平衡条件:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;根据实验操作及现象判断哪个条件发生了变化;
(3)根据控制变量分析,根据F浮=G﹣F计算出在水中和盐水中受到的浮力,根据V排计算出物体的体积,根据ρ盐水计算出盐水的密度。
【解答】解:(1)在玻璃管中倒入适量的水,橡皮膜向外凸起,说明水对容器的底部有向下的压强。
(2)图2装置中,在卡片平衡时,用剪刀将卡片剪开,此时拉力将分别作用在两个物体上,会观察到两片卡片分别往左右方向移动,说明物体受二力平衡还需要两个力作用在同一物体上;
(3)由图3知,物体都是浸没在液体中,排开液体的体积相同,水和盐水密度不同,由此可知,探究的是浮力大小与液体密度的关系,
浸没在水中时的浮力F浮=6N﹣2N=4N;
浸没在盐水中时的浮力F浮′=6N﹣1.6N=4.4N;
由F浮=ρ水gV排得物体的体积:
V=V排4×10﹣4m3,
因为浸没在水中和盐水中排开液体的体积相同,
则盐水的密度:
ρ盐水1.1×103kg/m3=1.1g/cm3。
故答案为:(1)下;(2)作用在同一物体;(3)液体密度;1.1。
【点评】此题考查了液体压强的特点、探究二力平衡实验、探究影响浮力大小的因素实验,同时考查了有关浮力公式的应用,在(3)中确定V排相等是解决此题的关键。
33.图甲所示,物体的重力为 3 N,将物体放入水中时,弹簧测力计的示数为2N,则物块受到的浮力为 1 N。
【分析】首先对物体所受到的力进行分析,搞清各个力之间的大小关系,在水中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力及浮力作用,所以这几个力满足F浮=G﹣F拉.据此求物体受到的浮力,求浮力利用称重法。
【解答】解:如图甲,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为3N,所以物体重力为3N,浸没在水中时弹簧测力计示数为2N,则浮力F浮=G﹣F=3N﹣2N=1N。
故答案为:3;1。
【点评】此题考查学生对浮力大小的计算这一知识点的理解和掌握,计算浮力的方法很多,这是最简单的一种。
34.航天员在“天宫课堂”中演示了水球变“懒”实验。如图甲,当用注射器向水球喷出空气时,水球的振动很激烈;如图乙,在水球内加入钢球后,再次向水球和钢球整体喷气,观察到水球振动变慢,即“水球变懒”,这是因为加入钢球后,整体惯性变 大 ,此时钢球 不受 (选填“受”或“不受”)受到水的浮力。
【分析】(1)惯性大小只跟物体的质量大小有关,质量越大,惯性越大。
(2)浸在液体或气体中的物体受到向上的浮力;在太空中,和重力有关的一切现象会消失。
【解答】解:惯性与质量有关,加入钢球后,整体质量增大,惯性增大。
在太空中,水球与钢球处于完全失重状态,钢球在水中不受浮力。
故答案为:大;不受。
【点评】本题考查了惯性大小的影响因素、浮力产生的原因,掌握微太空重力环境和地球上重力环境的区别是解答本题的关键。
35.在探究浮力方向的实验中:将一个气球用细线系在装有水的容器中,再把容器放在倾角为a的斜面上,发现:细线沿竖直方向,如图所示,在斜面倾角缓慢变小过程中,细线与水面的夹角 不变 ;剪断细线,气球向上运动;这实验表明浮力的方向是 竖直向上 。
【分析】浮力的方向总是竖直向上的,与水平面垂直。
【解答】解析:如图所示,在斜面倾角缓慢变小过程中,悬线与水平面的夹角将保持不变,始终与水平面垂直;
剪断悬线,小气球将沿竖直向上方向运动,这说明浮力的方向是竖直向上。
故答案为:不变;竖直向上。
【点评】本题考查浮力产生的原因与浮力的方向,属于中档题。
36.5月28日,神舟十八号航天员完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。如图甲所示是问天全景摄像机拍摄的一张照片,此时航天员与摄像机镜头的距离 大于 (选填“大于”或“小于”)镜头的二倍焦距;航天员通过摄像机镜头在其感光元件上成 倒立、缩小 (填成像性质)的实像;当航天员靠近摄像机镜头(镜头焦距不变),航天员所成的像 变大 (选填“变大”“不变”或“变小”)。如图乙所示,在空间站微重力环境下,浸没在水中的乒乓球 不受 (选填“受”或“不受”)浮力。
【分析】(1)根据凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,f<v<2f,应用于照相机和摄像机;根据物近像远像变大分析解答;
(2)浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,而太空中处于失重环境。
【解答】解:(1)摄像机相当于照相机,拍摄时,航天员与摄像机镜头的距离即物距大于镜头的二倍焦距,成倒立、缩小的实像;当航天员靠近摄像机镜头(镜头焦距不变),即物距变小,根据凸透镜成像规律,像距会变大,同时航天员所成的像变大。
(2)如图乙所示,在空间站微重力环境下,浸没在水中的乒乓球不会受到水的压强,则不会受到水的浮力。
故答案为:大于;倒立、缩小;变大;不受。
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律和浮力产生的原因,属于基础题。
37.小明在家用乒乓球做了两个实验,如题图,塑料瓶装满水并在瓶口“盖”一个乒乓球,倒立后放手,乒乓球没有掉落下来,这是因为乒乓球受到 大气压 的作用;如图,将塑料瓶底剪开后倒置,乒乓球放在瓶颈后再注水,发现乒乓球不会浮起来,且有少量水从瓶口流出。接着用手将瓶口封住,过一段时间后乒乓球 会 (选填“会”或“不会”)浮起来。
【分析】空气受到重力作用,而且空气具有流动性,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强;
浮力是由于物体在液体中上下表面受到的压力差产生的。
【解答】解:大气压可以支持约为10m高的水柱,塑料瓶装满水并在瓶口“盖”一个乒乓球,倒立后放手,乒乓球没有掉落下来,这是因为乒乓球受到大气压的作用。
将塑料瓶剪开,乒乓球压在瓶颈处并注水,虽然有少量水从瓶口向下流出,但球的下表面没有受到水的压力,而上表面受到水向下的压力,则乒乓球不受浮力的作用,所以乒乓球不能上浮;用手堵住瓶口,乒乓球下表面受到水的压力,此时乒乓球的上下表面受到液体的压力差即浮力的作用,当浮力大于重力时,乒乓就会浮起来。
故答案为:大气压;会。
【点评】此题通过乒乓球,以实验的形式考查了大气压强的存在、浮力与浮力产生的原因,涉及到的知识点多,综合性强,凸显了学科特点,难度中等,值得关注。
38.如图甲所示,往下端开口的矿泉水瓶内缓慢倒水,瓶底的乒乓球 不会 (选填“会”或“不会”)浮起来。用材料较硬的矿泉水瓶盛满水并在瓶口放一个乒乓球,将其悬空倒置如图乙所示,乒乓球没有掉落下来,是因为受到 大气压 的作用。
【分析】(1)浮力是由于物体在液体中上下表面受到的压力差产生的;
(2)空气受到重力作用,而且空气具有流动性,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强。
【解答】解:(1)将塑料瓶剪开,乒乓球压在瓶颈处并注水,虽然有少量水从瓶口向下流出,但球的下表面没有受到水的压力,而上表面受到水向下的压力,则受到的合力方向向下,即乒乓球不受浮力的作用,所以乒乓球不能上浮;
(2)大气压可以支持约为10m高的水柱,塑料瓶装满水并在瓶口“盖”一个乒乓球,倒立后放手,乒乓球没有掉落下来,这是因为乒乓球受到大气压的作用。
故答案为:不会;大气压。
【点评】此题通过乒乓球,以实验的形式考查了浮力与浮力产生的原因、大气压强的存在,涉及到的知识点多,综合性强,凸显了学科特点,难度中等,值得关注。
39.如图所示是“探究影响浮力大小的因素”实验,比较图甲、乙两次实验可得,物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的 体积 有关。当该物体完全浸没在盐水中时受到的浮力大小为 2.2 N。
【分析】浮力的大小与液体密度和物体排开液体体积有关;
浮力的称重法公式:F浮=G﹣F拉计算
【解答】解:甲、乙两图液体相同,所以探究的是浮力与物体排开液体的体积的关系,即物体浸入液体的体积;
物体完全浸没在盐水中时受到的浮力:F浮=G﹣F拉=4.6N﹣2.4N=2.2N;
故答案为:体积,2.2
【点评】本题探究浮力的影响因素
40.如图中国军舰“东方红3”,在海上受到巨大的浮力,这个浮力的施力物体是 海水 ,浮力的方向是 竖直向上 。当军舰船底某处距海面深度为6m时,该处受到的海水压强为 6.18×104 Pa。()
【分析】(1)浸入液体中的物体,通常要受到液体对它的浮力,浮力的施力物体是液体,方向是竖直向上。
(2)知道船底某处的深度,根据p=ρgh求出受到海水的压强。
【解答】解:(1)浸在液体中的物体会受到竖直向上的浮力,军舰在海上受到巨大的浮力的施力物体是海水(液体),浮力的方向是竖直向上。
(2)当军舰船底某处距海面深度为6m时,该处受到的海水压强为:
。
故答案为:海水;竖直向上;6.18×104。
【点评】本题考查了浮力和液体压强的计算,属于基础题。
三.实验探究题(共5小题)
41.安安探究“浮力大小与哪些因素有关”时的实验情景如图所示,弹簧测力计下方所挂铜块是底面积为5cm2、高为6cm的实心圆柱。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)分析A、D、E三个实验步骤,若观察到 步骤D、E中弹簧测力计的示数相等 的现象,则可以说明物体所受浮力大小跟浸入深度无关。
(2)步骤C中,铜块所受的浮力F浮= 0.2 N;步骤E中,弹簧测力计的示数为 2.4 N。
(3)步骤F中溶液的密度为 1.3 g/cm3。(结果保留一位小数)
(4)分析实验步骤A、E、F,可以得出结论:当 排开液体的体积 一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(5)安安继续设计了图G所示的装置测量一木块的密度:往容器中缓慢加水,当木块体积的一半浸入水中时,拉力传感器的示数为F1;继续往容器中加水,当木块完全浸入水中时,拉力传感器的示数为F2。若水的密度为ρ水,则木块的密度ρ木= (请用F1、F2、ρ水来表示)。
【分析】(1)根据称重法,观察到弹簧测力计的示数相同,可得出浮力与浸入深度的关系;
(2)认清弹簧测力计的分度值,根据指针对应的刻度读数;
(3)由A、D和A、F得出物体浸没在水中和溶液中受到的浮力,根据阿基米德原理可得V排,因物体浸没在液体中时排开液体的体积相同(等于物体自身的体积),据此可求出步骤F中溶液的密度;
(4)物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积和密度有关,研究浮力大小与其中一个因素的关系时,要控制另一个因素不变,结合称重法测浮力,找出相同量和不同量,分析得出浮力与变化量的关系;
(5)根据阿基米德理建立方程组可求出木块的重力和体积,根据G=mg=ρVg可求出木块的密度。
【解答】解:(1)根据称重法,观察到弹簧测力计的示数相同,可得出浮力与浸入深度无关;
(2)由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则其示数为2.7N;实验步骤A中,弹簧测力计测铜块的重力,因此铜块的重力:G=FA=2.7N,则在实验步骤C中铜块所受浮力:F浮=G﹣FC=2.7N﹣2.5N=0.2N;
由实验E可知,此时弹簧测力计的示数为2.4N;
(3)由A、D可知物体浸没在水中受到的浮力:F浮水=2.7N﹣2.4N=0.3N,
由A、F可知物体浸没在溶液中受到的浮力:F浮液=2.7N﹣2.3N=0.4N,
根据阿基米德原理可得V排,
因为物体浸没在液体中时排开液体的体积相同(等于物体自身的体积),
所以可得:,
解得步骤F中溶液的密度:ρ液≈1.3g/cm3;
(4)分析实验步骤E、F,排开液体的密度不同,排开液体的体积相同,而测力计的示数不同,由称重法可知物体受到的浮力不同,可以得出结论:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大;
(5)设木块的重力为G,当木块的一半体积浸入水中时,拉力传感器的示数为F1,则有:G+F1=ρ水gV=ρ水gV......①
当木块完全浸没时,拉力传感器的示数为F2,则有:G+F2=ρ水gV......②
把②代入①中可得:G=F2﹣2F1,
由②﹣①可得:V,
由G=mg=ρVg可知,木块的密度为:
ρ木。
故答案为:(1)步骤D、E中弹簧测力计的示数相等;(2)0.2;2.4;(3)1.3;(4)排开液体的体积;(5)。
【点评】本题探究“浮力大小与哪些因素有关”,考查弹簧测力计的读数、称重法测浮力、液体压强的计算、控制变量法和阿基米德原理的应用,是一道综合题。
42.如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。请你针对某一个探究因素,从中选择相应的实验操作步骤,并根据弹簧测力计的示数,说明你的探究结论。
①若要探究浮力大小与液体深度的关系,相应的实验操作步骤是图(a)(c)和 (d) (选填图中的符号),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度 无 (选填“有”或“无”)关。
②若要探究浮力大小与液体密度是否有关,相应的实验操作步骤是图 (a)(d)(e) (选填图中的符号),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小 与液体密度有关 。
③小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将易拉锯开口向上放入盛水的烧杯中,它漂浮在水面上;
步骤二:将易拉罐捏瘪再放入水中,捏德的易拉罐下沉至杯底。
(ⅰ)通过分析可知,:步骤一时易拉罐受到的浮力 大于 步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(ⅱ)于是小组同学得出结论:物体受到的浮力与形状有关。
请分析他们得出错误结论的原因: 没有控制变量,易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化 。
【分析】(1)浮力大小与液体密度、排开液体的体积有关,探究与深度关系,必须控制液体密度、排开液体的体积相同,据此分析,浮力与物体浸没在液体中的深度无关;
(2)根据控制变量法分析;
(3)根据浮沉条件分析浮力;
要探究物体受到的浮力与其形状的关系,应控制液体的密度及物体排开液体的体积相同,据此分析。
【解答】解:①若要探究浮力大小与液体深度的关系,因为浮力大小与液体密度、排开液体的体积有关,故必须液体密度、排开液体的体积相同,相应的实验操作步骤是图(a)(c)和(d),而弹簧测力计的示数不变,浮力大小不变,可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度无关。
②若要探究浮力大小与液体密度是否有关,应控制排开液体的体积相同,相应的实验操作步骤是图(a)(d)和(e),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关。
③(ⅰ)通过分析可知,步骤一时漂浮,浮力等于重力,而下沉时浮力小于重力,故步骤一时易拉罐受到的浮力大于步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力;
(ⅱ)探究物体受到的浮力与其形状的关系,应控制液体的密度及物体排开液体的体积相同,由于压瘪后排开液体的体积减小,故不符合控制变量法,得出错误结论。
故答案为:①(d);无; ②(a)(d)(e);与液体密度有关;③大于;没有控制变量,易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化。
【点评】本题探究“影响浮力大小的因素”实验,利用控制变量法结合称重法,进行分析。
43.探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,需要如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体,细线等。
(1)主要实验操作包括:步骤A所示弹簧测力计的示数为 2.7 N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
F/N
2.6
2.5
2.4
2.4
2.3
(2)步骤B中铜块所受浮力F浮= 0.1 N;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 排开液体体积 有关;
(4)步骤D、E表明浮力大小跟 物体浸没在液体中的深度 无关;
(5)根据表格中的数据,可以推算出未知液体的密度是 1.3 g/cm3(结果保留一位小数),步骤B中铜块下表面受到水的压强是 200 Pa;
(6)在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐 减小 (选填“增大”或“减小”);当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),烧杯底部受到水的压强增加了 420 Pa。(已知在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度缩短0.1cm,为简便计算,本空g取10N/kg)
【分析】(1)认清弹簧测力计的分度值,根据指针对应的刻度读数;
(2)根据称重法求出在实验步骤B中铜块所受浮力;
(3)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;
(4)根据浸没的深度改变,结合浮力是否改变分析;
(5)根据水中和液体中的浮力,结合阿基米德原理计算液体的密度;
根据浮力产生的原因分析铜块下表面受到的压力变化,根据p分析铜块下表面受到水的压强。
(6)根据液体压强公式计算铜块浸入的深度,根据高度结合浸入深度得出增大的深度,计算压强的变化。
【解答】解:(1)由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的示数为2.7N。
(2)由表中数据可知,弹簧测力计的示数为2.6N,则步骤B中铜块所受浮力
F浮=G﹣F拉=2.7N﹣2.6N=0.1N
(3)由图A、B、C、D可知,物体浸入液体中的体积逐渐增大,观察表中数据发现,弹簧测力计的示数逐渐减小,即物体受到的浮力逐渐增大,可以说明浮力大小与物体浸入液体中的体积有关。
(4)由图D、E可知,物体浸没在液体中,深度增大,排开液体的体积不变,观察表中数据发现,弹簧测力计的示数不变,即物体受到的浮力不变,所以表明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由图E、F中,物体在液体中受到的浮力
F浮1=G﹣F拉1=2.7N﹣2.4N=0.3N;
F浮液=G﹣F拉2=2.7N﹣2.3N=0.4N;
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:水中的浮力:0.3N=ρ水gV排水;
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:液体中的浮力:0.4N=ρ液gV排液;
因物体均浸没,所以V排水=V排液;
解得该液体的密度为:
ρ液≈1.3×ρ水=1.3×103kg/m3=1.3g/cm3;
根据浮力产生的原因,步骤B中铜块下表面受到水的压力等于其受到的浮力
F浮=0.1N;
步骤B中铜块下表面受到水的压强p200Pa。
(6)缓慢向杯内加水,铜块浸入液体中的体积逐渐增大,铜块排开液体的体积增大,铜块受到的浮力逐渐增大,所以弹簧测力计的示数逐渐减小。
在步骤B中,铜块浸入水中的深度为
;
当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),所加水的深度
h=6cm﹣2cm=4cm=0.04m;
因此时排开水的体积为原来的2倍,浮力为原来的2倍
F′浮=2×0.1N=0.2N;
由于弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度就缩短0.1cm,故弹簧缩短了:
2×0.1cm=0.2cm=0.02m;
即铜块上升的高度
h升=0.2cm=2×10﹣3m;
故还应再加2×10﹣3m深的水,所以增加的水的深度共计
Δh=0.04m+2×10﹣3m=4.2×10﹣2m;
故烧杯底部受到水的压强增加了
Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×4.2×10﹣2m=420Pa。
故答案为:(1)2.7;(2)0.1;(3)排开液体体积;(4)物体浸没在液体中的深度;(5)1.3;200;(6)减小;420。
【点评】本题探究“浮力大小与哪些因素有关”,考查弹簧测力计的读数、称重法测浮力、液体压强的计算、控制变量法和阿基米德原理的应用,是一道综合题。
44.小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图1所示。
(1)图1中四种情况, 甲 图中金属块所受到的浮力最小。
(2)做乙、丙两次实验,是为了探究浮力大小与 深度 是否有关。
(3)如图2所示,用弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中,从金属块底部接触水面开始到没入水中直到接触容器底部的过程中,图3中能表示弹簧测力计示数F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图象是 C 。
【分析】(1)根据称重法测浮力,F浮=G﹣F示,由测力计示数分析;
(2)探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关,要控制排开液体的体积相同和排开液体的密度相同;
(3)根据称重法测浮力,F浮=G﹣F示,物体在浸没前,随排开水的体积增大,受到的浮力变大,浸没后,受到的浮力不变,据此分析。
【解答】解:(1)根据称重法测浮力,F浮=G﹣F示,F示=G﹣F浮,甲测力计示数最大,故上述四种情况,甲图中金属块所受到的浮力最小;
(2)探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关,要控制排开液体的体积相同和排开液体的密度相同,故做乙、丙两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度是否有关;
(3)根据称重法测浮力,F浮=G﹣F示,物体在浸没前,根据阿基米德原理,随排开水的体积增大,受到的浮力变大,故测力计示数变小,浸没后,受到浮力不变,测力计示数不变,故图3中能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图象是C;
故答案为:(1)甲;(2)深度;(3)C。
【点评】本题的目的就是考查学生对探究影响浮力大小因素的实验,还有学生对控制变量法应用的灵活程度。控制变量法在实验探究中经常用到,所以我们一定要掌握好。
45.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明进行了如图所示的实验;
(1)如图所示,图甲中弹簧测力计的示数 大于 (选填“大于”“等于”“小于”)图乙中弹簧测力计的示数。金属块进入水的过程中,弹簧测力计的示数逐渐 减小 ,金属块受到的浮力逐渐 增大 (两空均选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)小明猜想金属块在水中受到的浮力大小可能与它在水中的深度和浸入水中的体积有关,根据图 甲、丁、戊 (选填图中序号)可知,金属块在水中受到的浮力与 深度 无关;
(3)比较图甲、戊、己可知,金属块在液体中受到的浮力与液体的 密度 有关。
【分析】(1)物体进入液体时,受到向上托的力,所以弹簧测力计示数变小,据此分析;物体所受浮力与排开液体的体积和液体的密度有关;
(2)分析图甲、丁、戊所示的相同量和不同量,根据控制变量法得出结论;
(3)分析图甲、戊、己所示的相同量和不同量,根据控制变量法得出结论。
【解答】解:(1)由称重法测浮力可知,图甲中弹簧测力计示数等于金属块的重力,图乙中弹簧测力计示数等于金属块的重力减去金属块受到的浮力,故图甲中弹簧测力计的示数大于图乙中弹簧测力计的示数。
由图甲、乙、丙、丁可知,金属块浸入水的过程中,弹簧测力计的示数逐渐减小,由称重法测浮力可知,金属块受到的浮力逐渐增大;
(2)分析图甲、丁、戊可知,图丁和图戊中金属块浸在水中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法测浮力可知,金属块受到的浮力相同,故金属块在水中受到的浮力与深度无关;
(3)分析图甲、戊、巳可知,图戊和图巳中金属块完全浸没在液体中,排开液体的体积相同,弹簧测力计示数不同,由称重法测浮力可知,金属块受到的浮力不同,故能得出:金属块在液体中受到的浮力与液体的密度有关。
故答案为:(1)大于;减小;增大;(2)甲、丁、戊;深度。
【点评】本题考查了探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,在探究过程中,控制变量法的运用至关重要。称重法表达式的运用也在这一实验的进行中起到了重要的作用,是我们必须熟练掌握的。
四.科普阅读题(共1小题)
46.阅读下面材料,回答问题。
天宫课堂
(1)2021年12月9日,中国空间站太空授课以天地互动的方式举行。王亚平在太空中演示浮力实验,将乒乓球放在一杯水中,乒乓球漂在水面上,然后她用一根吸管将乒乓球往下压,再移开吸管,乒乓球悬停在水中,如图甲。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,太空中处于失重环境,水对乒乓球各面的压力都接近于 零 ,杯中浸没在水中的乒乓球 不受 (填“受到”或“不受”)浮力的作用。
(2)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课开讲,北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”也亮相太空课堂,当起了“助教”,如图乙。王亚平将“冰墩墩”吉祥物抛出,它并没有像在地面上一样掉落,而是沿着直线“飞”了出去。冰墩墩做匀速直线运动,我们可依据 牛顿第一 定律来解释冰墩墩离开手后继续沿着直线“飞行”,是因为它具有 惯性 。
【分析】(1)浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,而太空中处于失重环境。
(2)牛顿第一定律内容:一切物体在没有受到任何力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
一切物体在任何情况下都有惯性,即任何物体都有保持原来运动状态的性质。
【解答】解:(1)浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,太空中处于失重环境,水的重力几乎消失,所以水对乒乓球各面的压力都接近于零,则杯中浸没在水中的乒乓球不受浮力的作用。
(2)宇航员王亚平老师做太空抛物实验,可爱的冰墩墩做匀速直线运动,因为物体不受力的作用将保持保持匀速直线运动,所以可以用牛顿第一定律解释;
冰墩墩离开手后能继续向前运动是因为它具有惯性,保持原来的运动状态不变。
故答案为:(1)零;不受;(2)牛顿第一;惯性。
【点评】本题在“天宫课堂”展示的情景中考查多个知识点,是一道综合题,能激发学生的学习兴趣,是不可多得的好题。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/2/11 21:35:52;用户:康广会;邮箱:ts6z10@xyh.com;学号:47830284
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。