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第十章浮力练习题
一、单选题
1.将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是( )
A.矿泉水瓶受到水对它的浮力 B.浮力的方向竖直向上
C.排开水的体积越大,受到的浮力越大 D.浸没后,压入越深,受到的浮力越大
2.如图是验证阿基米德原理的实验操作,在这一实验中测出浮力大小的步骤是( )
A.D和E B.C和D C.B和E D.C和E
3.浸没在液体中的物体,受到液体对它向上、向下的压力大小分别是15N和5N,该物体受到的浮力大小是( )
A.5N B.10N C.15N D.20N
4.先把一揉成球状的橡皮泥轻轻放入清水中,小球下沉(如图a);再将该橡皮泥取出捏成一小船,放入水中则可以漂浮在水面上(如图b)。则橡皮泥前后所受浮力大小( )
A.变小 B.不变 C.变大 D.无法判断
5.刘星取一只空牙膏皮,一次将它挤瘪,一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入桌面上同一杯水中,结果如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.牙膏皮在甲中受到的浮力大
B.牙膏皮在乙中受到的浮力大
C.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一样大
D.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力无法比较
6.如图所示,不计滑轮重力及摩擦,已知物体A质量为2kg;物体B质量为5kg,体积为103 cm3。先用手握住A,待放手后( )
A.物体B将沉入水底 B.物体B将停留在水面下任何地方
C.物体B将离开水面上升 D.物体B最后浮在水面上
7.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
8.某同学利用称重法探究浮力大小与哪些因素有关,选用一柱状铜块和多种密度小于铜的液体,实验装置如图。记录实验过程中弹簧测力计示数F、浮力大小F浮、排开液体的体积V排、液体的密度 ρ液 四个物理量,根据铜块浸在同种液体中的相关数据作出A、B两图像,根据铜块浸没在不同液体中的相关数据作出C、D两图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
9.容器中装有适量的水,一小杯在甲中漂浮如图甲所示,然后用手轻轻按压后静止时如图乙所示,下列判断正确的有( )
①小杯所受浮力F甲>F乙
②小杯的材料密度ρ杯=ρ水
③甲乙两图中,水对容器底部压强相等
④甲乙两图中,乙容器对桌面的压力更大
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
10.如图所示,圆柱形容器装有适量的水,将密度为2.5g/cm3,体积为40cm3的物体M用一细绳提起,使物体M的体积刚好有一半露出液面且保持静止时,磅砰示数为70g,如图甲所示。接下来将物体M放入水中,如图乙所示,磅秤示数将变化80g。下列判断错误的是( )
A.两次台秤示数的变化等于物体M两次所受浮力的变化
B.图甲中物体M下表面受到的液体压力为0.2N
C.图乙中物体M对容器底部的压力为0.6N
D.图乙中磅秤的示数为150g
二、填空题
11.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。
12.如图所示,浸没在液体中的物体,其下表面受到液体向上的压力 上表面受到液体向下的压力(选填“小于”“等于”或“大于”),这两个压力之间存在的压力差就是产生浮力的原因。浮力的方向总是 ,浮力的大小与该物体所受重力的大小 (选填“有关”或“无关”)。
13.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强 ,浮力 。(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”,整个过程潜水器的体积不变)
14.如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,另一个是装满水的杯子,杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,猜想一下,观察到的现象是:
(1)充气的气球 ;
(2)弹簧测力计的示数 (选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”);
(3)玻璃杯中的水和塑料片 ,发生变化的原因是 。
15.用细线拴住一块边长为20cm、重210N的正方体物块,使其浸没在水中保持静止,物块未与容器接触,物块所受浮力大小为 N,细线对物块的拉力是 N。
16.质量相等的甲、乙两物体的密度分别为2g/cm3和5g/cm3,现分别用弹簧测力计挂住使之完全浸没在水中,受到浮力大的物体是 ,弹簧测力计测得的示数之比是 。
三、作图题
17.如图为一个苹果漂浮在水面上,请画出它所受力的示意图(O为苹果的重心)。
四、实验题
18.如图所示,是探究浮力的大小跟哪些因素有关实验和实验过程中弹簧测力计的示数。则:
(1)分析丙、丁两图实验数据可得:浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 无关;
(2)分析 两图可知,浮力大小跟液体密度有关;通过以上实验数据计算出盐水的密度 kg/m3;
(3)如下图所示ABCD 四图中能正确反映物体所受的浮力大小F 和金属块下表面在水中的深度h关系的图像是 (金属块未接触容器底);
A. B.
C. D.
(4)为了研究浮力的大小可能与物体的形状有关,亮亮用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图己所示的实验,由此亮亮得出的结论是∶浮力的大小与物体的形状有关,小宁认为这结论不可靠,主要原因是 。
五、计算题
19.用电子测力计悬挂一个“冰墩墩”模型玩具,“冰墩墩”的双脚与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放“冰墩墩”,直至浸没于水中并继续匀速下放(未与水底接触)。“冰墩墩”下放过程中,测力计示数F与“冰墩墩”双脚浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3。求:
(1)“冰墩墩”受到的重力;
(2)“冰墩墩”完全浸没在水中受到的浮力;
(3)“冰墩墩”的密度。
试卷第1页,共3页
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1.D
【详解】A.空矿泉水瓶慢慢浸水中,直到完全浸没,瓶下水的压力始终大于上面压力,上下表面压力差是浮力,因此浮力一直存在,故A正确,A不符合题意;
B.浮力的方向与重力方向相反,浮力的方向竖直向上,故B正确,B不符合题意;
C.根据阿基米德原理
排开水的体积越大,受到的浮力越大,故C正确,C不符合题意;
D.浸没后,排开水的体积不变,压入越深,受到的浮力也不变,故D错误,D符合题意。
故选D。
2.B
【详解】因题中验证阿基米德原理,B步骤为测量空桶的重力,C步骤为用弹簧测力计测物体的重力G,D步骤为将物体浸没在溢水杯的水中,记下弹簧测力计的示数F,E步骤为测量空桶和排出的水的总重。根据可求浮力大小。在这一实验中,测出浮力大小的步骤是C和D,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.B
【详解】物体受到的浮力为
F浮=F向上-F向下=15N-5N=10N
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.C
【详解】把一揉成球状的橡皮泥轻轻放入清水中,小球下沉,浮力小于重力,将该橡皮泥取出捏成一小船,放入水中则可以漂浮在水面上,浮力等于重力,重力不变,所以橡皮泥受到的浮力变大。
故选C。
5.B
【详解】牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以
m甲=m乙,G甲=G乙
甲下沉
F浮甲<G甲
乙漂浮
F浮乙=G乙
所以
F浮甲<F浮乙
故选B。
6.B
【详解】物体A的重力大小
物体B的重力大小
从图中可以看出,物体B挂在动滑轮上,物体A挂在定滑轮上,当整个系统静止使,物体B受到的拉力大小为
若此时物体B浸没在水中,则物体B排开的水的体积为
物体B受到的浮力大小为
此时
因此待放手后,物体B将悬浮在水中,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.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。
8.B
【详解】AB.如图,表示拉力F与圆柱体排开液体的体积之间的关系,当圆柱体排开液体的体积增大时,圆柱体受到的浮力增大,则拉力减小,当圆柱体全部浸没时, 不在发生变化,物体受到的浮力不再变化,则拉力F也不再变化,故A错误,B正确;
CD.如图,要想正确表示浮力与液体的密度之间的关系,需要一定,根据 可知,一定时,与成正比,由此可知图线为过原点的一条斜线,故CD错误。
故选B。
9.B
【详解】由图示知,甲中小杯漂浮,则有
F甲=G杯
乙中小杯悬浮,则有
F乙=G杯
即
F甲=F乙
据阿基米德原理知,甲乙中小杯排开水的体积相同,则甲乙容器的液面深度相同,据p=ρgh知,甲乙两图中,水对容器底部的压强相等。
小杯悬浮时
V排=V杯
据浮沉条件有
ρ水gV排=ρ杯gV杯
所以
ρ水=ρ杯
甲乙两图中,容器对桌面的压力等于水与小杯的总重力,所以甲、乙两容器对桌面的压力相等。故ACD错误,B正确。
故选B。
10.A
【详解】AD.第一次物体有一半露出液面,通过磅秤测得总质量
m1=70g=0.07kg
则容器对磅秤的压力
F1=G杯+G水+F浮=m1g=0.07kg×10N/kg=0.7N①
第二次物体沉底,没有了拉力,磅秤示数变大,此时的示数
m2=70g+80g=150g=0.15kg
此时容器对磅秤的压力
F2=G杯+G水+GM=m2g=0.15kg×10N/kg=1.5N②
由②﹣①得:
GM﹣F浮=0.8N③
可见,两次台秤示数的变化并不是物体两次所受浮力的变化,故A错误,符合题意,D正确,不符合题意;
B.物体M的质量
mM=ρMV=2.5g/cm3×40cm3=100g=0.1kg
物体M的重力
GM=mMg=0.1kg×10N/kg=1N
由③可得,图甲中物体M受到的浮力
F浮=GM﹣0.8N=1N﹣0.8N=0.2N
根据浮力产生的原因可知
F下表面﹣F上表面=F浮
当B一半浸入液体中时,B下表面受到的液体压力
F下表面=F浮=0.2N
故B正确,不符合题意;
C.在乙图中物体全部浸没,物体M 对容器底部的压力等于物体M的重力减去浮力,则压力
F压=GM﹣F浮′=GM﹣2F浮=1N﹣2×0.2N=0.6N
故C正确,不符合题意。
故选A。
11. 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
12. 大于 竖直向上 无关
【详解】[1]浸没在液体中的物体,下表面所处的深度大于上表面所处的深度,根据液体内部压强的特点可知,物体下表面所受的液体压强大于上表面所受的液体压强,物体上下表面受力面积相同,根据可知,物体下表面所受的液体向下的压力大于上表面所受液体向下的压力。
[2]因为物体浸没在液体中时,下表面所受的液体压力是竖直向上的,上表面所受的液体压力是竖直向下的,物体上下表面所受的压力差就是浮力,所以浮力的方向总是竖直向上的。
[3]浮力的大小与液体的密度和物体浸没在液体中的体积有关,与物体所受重力大小无关。
13. 变大 不变
【详解】[1]奋斗者号在下潜过程,深度变深,据p=ρgh知,所受水的压强变大。
[2]下潜过程,奋斗者号体积不变,排开水的体积不变,据阿基米德原理知,所受的浮力不变。
14. 膨胀变大 几乎不变 会落下来 见解析
【详解】(1)[1]当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,气球内压强大于外部压强,气球会膨胀变大。
(2)[2]当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,物体受浮力减小,而弹簧测力计的示数,重力不变,由于空气密度远小于物体密度,所以浮力变化量很小,几乎在弹簧测力计分度值以内,所以弹簧测力计的示数几乎不变。
(3)[3][4]塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来。
15. 80 130
【详解】[1]正方体物块的体积为
浸没时物块所受浮力大小为
[2]物体受到竖直向上的浮力与拉力,竖直向下的重力,所以细线对物块的拉力为
16. 甲 5∶8
【详解】[1]由题意可知,质量相等的甲、乙两物体的密度分别为2g/cm3和5g/cm3,甲物体的密度小于乙物体的密度,由可知,甲物体的体积大于乙物体的体积。甲、乙两物体完全浸没在水中,则甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积。由F浮=ρ液V排g可知,受到浮力大的物体是甲。
[2]甲浸没在水中时,排开液体的体积等于自身的体积,由称重法测浮力可得,弹簧测力计的示数为
F甲=G甲-F浮甲=G甲-ρ水V排甲g=G甲-ρ水V甲g
乙浸没在水中时,排开液体的体积等于自身的体积,由称重法测浮力可得,弹簧测力计的示数为
F乙=G乙-F浮乙=G乙-ρ水V排乙g=G乙-ρ水V乙g
则弹簧测力计测得的示数之比是
甲、乙两物体质量相等,由G=mg可知,G甲=G乙。则上式化简为
17.
【详解】苹果漂浮在水面上,受的浮力和重力的作用,两个力大小相等,方向相反,重力从重心竖直向下画,标出符号G和F,如图所示
18. 深度 丁戊 1.2×103 C 橡皮泥排开液体的体积不相同
【详解】(1)[1]由图甲、丙和丁可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度相同,甲图中物体的重力为4.8N,丙图和丁图弹簧测力计的示数都为2.8N;则两物体的浮力都为
说明与深度无关。
(2)[2]因为在丁图中物体浸没在水中,物体受到的浮力为2N。在戊图中物体浸没在盐水中,受到的浮力为
所以,由丁、戊两图可知,浮力大小与液体密度有关。
[3]根据可知,物体的体积为
因为在盐水中物体受到的浮力为2.4N,则盐水的密度为
(3)[4]物体在慢慢浸入水中时,排开液体的体积逐渐变大,根据可知,在没有完全浸没时,物体所受到的浮力逐渐变大,当物体完全浸没在水中时,浮力大小不变。
故选C。
(4)[5]根据控制变量法可知,要探究浮力大小与物体的形状有关,必要控制排开液体的体积和液体的密度不变,只改变物体的形状。由图己可知,实验没有控制排开液体的体积相同,所以结论不可靠。
19.(1)10N;(2)8N;(3)1.25×103kg/m3
【详解】解:(1)由乙图可知,当冰墩墩没有放入水中时弹簧测力计的示数等于“冰墩墩”的重力为10N。
(2)结合图乙可知,“冰墩墩”完全浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-F示=10N-2N=8N
(3)“冰墩墩”的体积为
“冰墩墩”的密度为
答:(1)“冰墩墩”受到的重力为10N。
(2)“冰墩墩”完全浸没在水中受到的浮力为8N;
(3)“冰墩墩”的密度为1.25×103kg/m3。
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