内容正文:
第7章 浮力
一、单选题
1.如图所示,为验证阿基米德原理,小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线系住铝块,缓慢将铝块浸入水中,铝块始终不与溢水杯接触。在这一过程中( )
A.水对溢水杯底的压力变小
B.水对溢水杯底的压强变大
C.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理
2.如图,体积相等的甲、乙两实心球分别静止在同一水中不同的位置(其中乙球受到容器底部的支持力),下列说法正确的是( )
A.甲球受到的浮力最大
B.往水中加入足够量的酒精可使乙球上浮(酒精的密度比水小)
C.如果把甲球露出水面的那部分切去,则甲球将会悬浮在水中
D.乙球的密度一定大于水的密度
3.小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为( )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
4.将重20N的某金属块挂在弹簧测力计下,当金属块体积的浸入水中时,金属块静止,测力计的示数为15N。则当金属块全部浸没在水中(不接触容器底和容器壁)时,弹簧测力计的示数为( )
A.12N B.10N C.18N D.5N
5.下图所示的物体中,没有受到浮力的是( )
A.遨游的中国空间站 B.上升的热气球
C.航行的辽宁舰 D.下潜的蛟龙号
6.如图甲所示,底面积为50cm2,高为10cm的平底圆柱形容器和一个质量为1kg,密度为2.5g/cm3的小球置于水平桌面上(容器厚度不计),容器内盛某种液体时,容器和液体的总质量与液体的体积关系如图乙所示,则下列计算结果正确的有( )
①容器的质量为100g
②液体的密度是3g/m3
③容器内盛满这种液体后,容器的总质量是500g
①如果容器和液体的总质量为300g时,将小球投入到容器的液体内,将有100cm3的液体溢出来
A.① B.②③ C.①④ D.①③
7.某同学在家用生活用品做探究实验。如图他将装满水的烧杯放在水平桌面盘子里,再把空的饮料罐缓慢匀速按入水中,体会到手下压的力越来越大,他从实验过程中得出的结论有:①实验表明物体在水中受到浮力大小与自身的体积有关;②随着排到盘子水的增加,饮料罐受到浮力也在增加;③匀速下压过程中烧杯底部受到水的压强逐渐增大;④匀速下压过程中饮料罐所受重力小于所受浮力。你认为正确的是( )
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
8.下列说法中正确的是( )
A.浮在液面上的物体受到了浮力,而下沉的物体不受浮力
B.浮在液面上的物体受到的浮力大,而下沉的物体受到的浮力小
C.凡是沉到液体底部的物体都不受浮力
D.浸在液体中的物体都要受到竖直向上的浮力
二、填空题
9.浮力产生的原因是液体受重力且具有流动性,液体在不同深度处压强 (选填“相等”或“不相等”)。当重力消失时,浮力 (选填“会”或“不会”)消失,这就是浮力和重力伴生的现象。
10.已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数是3.3kg。用弹簧测力计将一个重3N的物体放入溢水杯中(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上),当物体完全浸没时(物体未触底),弹簧测力计的示数为2N,如图所示。已知溢水杯的底面积为。则物体的密度为 ,完全浸没时,溢水杯对电子秤的压强为 Pa。
11.图甲中,左右两侧橡皮膜的凹陷程度相同,说明在同一深度液体对橡皮膜水平方向的压力大小 ;图乙中,上下两侧橡皮膜的凹陷程度不同,说明液体对下侧橡皮膜向上的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)液体对上侧橡皮膜向下的压力。由此可知,浮力是由液体对浸在其中的物体向 和向 的压力差产生的。
12.将一个体积为的金属块浸没在足量的水中,金属块受到的浮力为 N(g取);若再将此金属块浸没在足量的盐水中,则金属块受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
13.我们在从岸边向深水中走时,会觉得自己慢慢变轻了,说明人体在水中受到了 力的作用。浸在液体中的物体,受到液体对它的一种向 (选填“上”或“下”)的托力作用,这种力叫做浮力,浮力的方向总是 。
三、实验题
14.由某种合金制成的两个大小不同的工艺品,其中一个实心、一个空心。小敏为判定哪个是空心的,进行了如下实验。(已知ρ水﹦1.0g/cm3,取g﹦10N/kg)
【实验过程】将下列实验步骤中空白处补充完整。
(1)用弹簧测力计测出小工艺品的重力G1﹦2N;
(2)将挂在测力计下方的小工艺品浸没水中,小工艺品受到 个力的作用,此时测力计的示数F1=1.6N,则浮力F浮= N;
(3)用测力计测出大工艺品的重力G2=3N;
(4)如图所示,将挂在测力计下方的大工艺品浸没水中,测力计的示数F2= N;
(5)合金的密度ρ﹦ g/cm3,则 (选填“大”或“小”)工艺品是空心的。
15.在学习浮力时,小明在家里做了一些有趣的小实验。
(1)把鸡蛋放入清水中,发现它会沉在水底,不断在清水中加盐,下沉的鸡蛋会浮到水面上。根据这个现象,我们可以猜想,物体受到的浮力大小可能跟 有关;
(2)将浮于水面的盆子向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多(如图乙)。针对这一现象,小明做了如下猜想:“物体在水中所受浮力大小可能与 有一定关系”;
(3)经过进一步思考后发现,盆子浸入水中的部分越多,盆子排开的水就越多,排开水的重力就越大。浮力大小与排开水的重力有什么关系呢?在老师的帮助之下,小明又继续进行了实验。图丁是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的情景。请根据图示完成下面的填空。
①石块排开的水所受的重力G排= N;
②实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力;(选填“大于”、“等于”或“小于”)
③在实验中,小明发现石块排开水的重力明显小于所受的浮力,排除测量误差因素的影响,造成这种结果的原因可能是: 。(写出一种即可)
(4)这次实验完成后,还应 才能得出普遍性结论。
四、计算题
16.小明同学把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铁块在空气中时,弹簧测力计的示数是4.74N,已知铁的密度,g取。当把铁块浸没在密度为的液体中时,求:
(1)铁块的体积;
(2)铁块受到的浮力;
(3)弹簧测力计的拉力。
17.如图甲所示,用弹簧测力计悬挂一个实心物块,从盛水的烧杯上方某一高度匀速下降,直至物块浸没于水中并继续匀速下降(物块未与烧杯底接触)。物块下降过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面下移的高度h的关系如图乙所示。(忽略液面高度的变化,g取,)求:
(1)物块的重力;
(2)物块完全浸没在水中时受到的浮力;
(3)物块的体积。
(4)物块刚好被完全浸没时,水对物块下表面的压强。
试卷第1页,共3页
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《第7章 浮力》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
D
B
D
A
C
C
D
1.D
【详解】AB.铝块浸入水中前后,溢水杯中水的深度不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压力不变,故AB不符合题意;
C.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差,故C不符合题意;
D.铝块浸入水中前后,若电子秤示数不变,则说明铝块受到的浮力等于排开水的重力,则验证了阿基米德原理,故D符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A.因为两个小球体积相同,由图可以看出,两个小球排开液体的体积大小为
根据可知,甲球受到的浮力最小,故A错误;
B.因为酒精的密度比水小,当往水中加入足够量的酒精时,可知,乙球受到的浮力更小,所以乙球继续沉底,不可能上浮,故B错误;
C.如果把甲球露出水面的那部分切去,甲球的受到的重力减小,若甲球悬浮,其受到的浮力不变,此时甲球受到的浮力大于其重力,所以甲球会上浮,故甲球不可能悬浮,故C错误;
D.由于乙球沉底,由于
又
可得
可知乙球的密度一定大于水的密度,故D正确。
故选D。
3.B
【详解】中学生的质量约为50kg,则中学生的体积
由阿基米德原理可得,中学生在空气中受到的浮力
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】根据题意,当金属块体积的浸入水中时,金属块受到的浮力为
则当物体完全浸没在水中时,物体受到的浮力为
则根据称重法,可得弹簧测力计的示数为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.A
【详解】A.浮力的施力物体是气体或液体,太空中无气体和液体,因此遨游的中国空间站不会受到浮力的作用,故A符合题意;
B.上升的热气球受到气体向上托起的力,即浮力,故B不符合题意;
CD.航行的辽宁舰、下潜的蛟龙号均受到水向上托起的力,即浮力,故CD不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】①由图乙可知,当容器内没有液体时,质量为100g,即该容器本身的质量为100g,故①符合题意;
②由图乙可知,当液体的体积为200cm3时,容器和液体的总质量为300g,则该液体的密度
故②不符合题意;
③由题意可知,容器的体积
若容器内盛满这种液体,则容器内液体的质量
所以,此时容器和液体的总质量
故③不符合题意;
④当容器和液体的总质量为300g时,容器内液体的体积为200cm3,小球的体积
小球的密度大于液体的密度,所以将小球放入液体中,小球会沉底,此时小球和液体的总体积
小球和液体的总体积大于容器的体积,所以液体会溢出,且溢出液体的体积
故④符合题意。
故选C。
7.C
【详解】①实验中人体会到手下压的力越来越大,是因为空的饮料罐受到的浮力越来越大;这表明物体在水中受到浮力大小与浸入到液体的体积有关,而不是与自身体积有关,故①错误;
②根据阿基米德原理可知,物体受到液体的浮力大小等于排开液体的重力大小,随着排到盘子水的增加,就是排开液体的重力增加,所以饮料罐受到的浮力也在增加,故②正确;
③匀速下压过程中,烧杯里的水的高度始终不变,根据可知,烧杯底部受到水的压强不变,故③错误;
④匀速下压过程中饮料罐受到竖直向下的重力和压力,受到竖直向上的浮力,受到的重力和压力大小之和等于受到的浮力大小,所以饮料罐所受重力小于所受浮力,故④正确。
故C正确,ABD错误。
故选C。
8.D
【详解】A.浸在液体中的物体都会受到液体对它施加的竖直向上的浮力,与物体上浮和下沉无关,所以不管是浮在液面上的物体还是下沉的物体都受浮力作用,故A错误;
B.浸在液体中的物体受到的浮力大小只与液体密度和浸入液体的体积大小有关,与物体上浮还是下沉无关,故B错误;
C.浸在液体中的物体都会受到液体对它施加的竖直向上的浮力,因此沉到液体底部的物体也会受浮力作用,故C错误;
D.浸在液体中的物体都要受到竖直向上的浮力,故D正确。
故选D。
9. 不相等 会
【详解】[1]液体压强的大小与深度有关,因此液体在不同深度处压强不相等。
[2]浮力是由于液体对物体上下表面的压力差产生的,而这个压力差来源于液体的重力。如果重力消失,液体将不再受到竖直向下的力,因此液体对物体上下表面的压力差也将消失,即浮力会消失。
10.
【详解】[1]用弹簧测力计将一个重3N的物体放入溢水杯中,当物体完全浸没时,弹簧测力计的示数为2N,则物体受到的浮力
F浮=G-F拉=3N-2N=1N
物体排开水的体积
物体的体积等于物体排开水的体积,则物体的密度
[2]将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数是3.3kg,当物体完全浸没时,物体受到的浮力等于物体排开水的重力,由于电子秤不能称量溢水杯排开的水的质量,所以电子秤的示数不变,则溢水杯对电子秤的压强
11. 相等 大于 上 下
【详解】[1]橡皮膜两侧橡皮膜凹进去,且凹进的程度相同,这说明了同一深度处的液体对橡皮膜水平方向的压力大小相等。
[2]橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,也就说明液体对下面橡皮膜向上的压强大于液体对上面橡皮膜向下的压强,受力面积相等,则液体对下面橡皮膜向上的压力强大于液体对上面橡皮膜向下的压力。
[3][4]在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,且向上的压力大于向下的压力,则液体对物体向上和向下的压力差(压力的合力)即为浮力。
12. 2 变大
【详解】[1]根据题意可知,金属块浸没在足量的水中,所以金属块排开水的体积等于物体的体积,根据可知,金属块受到的浮力为
[2]因为盐水的密度大于水的密度,由于V排不变(金属块仍浸没),密度ρ液增大,根据可知,浮力会变大。
13. 浮 上 竖直向上
【详解】[1][2][3]根据浮力的定义可知,浸在液体中的物体,都会受到液体对它的一种向上的托力作用,这种力被称为浮力,浮力的方向总是竖直向上的,人从岸边走向深水中时感到自己变轻了就是因为人体浸入到水中受到了水的人体的浮力的作用。
14. 3 0.4 2.2 5 大
【详解】(1)[1][2]对浸没水中的小工艺受力分析可知,小工艺品受到竖直向下的重力和竖直向上绳子的拉力、液体的浮力,故小工艺品受到三个力的作用;根据称重法可知,小工艺品受到的浮力
F浮=G1-F1=2N-1.6N=0.4N
(4)[3]图中弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧秤的示数为2.2N。
(5)[4][5]大工艺品受到的浮力
F浮′=G2-F2=3N-2.2N=0.8N
两者完全浸没,根据阿基米德原理可得,两者排开液体的体积即合金的体积
两者的密度
因为
ρ1>ρ2
所以合金的密度为5g/cm3,大工艺品是空心的。
15. 液体密度 排开液体的体积有关 1.2 等于 见解析 见解析
【详解】(1)[1]把鸡蛋放入清水中,发现它会沉在水底,此时浮力小于重力。不断在清水中加盐,盐水的密度逐渐增大,下沉的鸡蛋会浮到水面上,此时浮力等于重力,重力不变,故这个过程中浮力变大,根据这个现象,我们可以猜想,物体受到的浮力大小可能跟液体密度有关。
(2)[2]将浮于水面的盆子向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多时,手感受到的反作用力越大,故猜想物体所受浮力可能与物体排开液体的体积有关。
(3)[3]空桶的重力为1N,桶与排开水的重力之和为2.2N,则排开水的重力为
[4]物体在水中所受浮力
所以,浮力等于排开水所受重力。
[5]小明发现石块排开水的重力明显小于所受的浮力,可能是因为溢水杯中没装满水,石块开始进入水中时排开的水没有溢出来。
(4)[6]为了避免偶然性,得出普遍性结论,还应换用不同种类的液体,重复实验。
16.(1)
(2)0.63N
(3)4.11N
【详解】(1)由可得,铁块的质量
由得,铁球的体积
(2)铁球浸没液体中,排开液体的体积
铁块受到的浮力
(3)由可得,弹簧测力计的拉力
17.(1)
(2)8N
(3)
(4)400Pa
【详解】(1)根据题目所给信息及图乙,我们能知道物块在未浸入水中时,弹簧测力计的示数就等于物块的重力,此时重力G=12N
(2)从题目可知,在图乙的CD段,物块完全浸没在水中。根据称重法测浮力的原理,浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的拉力,物块被浸没时所受的浮力
(3)由题意及可得,物块被完全浸没时,物块排开液体的体积为物块的体积,则
(4)由图乙可知,从B点开始,物块下表面开始接触水面,物块刚好被完全浸没时,物块下表面浸入水的深度
由可得,物块刚好被完全浸没时,水对物块下表面的压强
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