内容正文:
第九章 浮力 章末检测练习
一、选择题
1.下列实例中,利用大气压强的是( )
A.孔明灯升空 B.拦河坝形状上窄下宽
C.使用拔火罐治病 D.洗手池回水管的水阻隔臭气
2.水平桌面上两个底面积、质量相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球分别放入两个容器中,静止时两球状态如图,两容器内液面相平。下列分析正确( )
A.两小球所受浮力F甲<F乙
B.两种液体对容器底部的压力F甲'=F乙'
C.两种液体的密度ρ甲>ρ乙
D.两容器对水平桌面压强p甲<p乙
3.“彩球温度计”是一种现代居家饰品,结构模型如图。由体积相同且恒定、质量不同的小球浸在密度随温度升高而减小的液体中,每个彩球都标注有特定的温度。当彩球静止时,所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。以下说法正确的是( )
A.A球质量小于C球质量
B.环境温度越高时,上浮的小球数量越多
C.若C球的质量为4g,则C球的浮力为40N
D.同一时刻,B球受到的浮力大于D球受到的浮力
4.正方体木块A、长方体铝块B及铁球C体积相等,将它们都浸没在水中(如图所示),则下列说法正确的是( )
A.木块A受到的浮力大 B.铝块B受到的浮力大
C.铁球C受到的浮力大 D.三个物体受到的浮力一样大
5.小芳同学在探究“浮力的大小等于什么(阿基米德原理)”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数 、 、 、 之间的大小关系是( )
A. B.
C. D.上述结论都不正确
6.用弹簧测力计测出一个物体重为4N,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数变为1N,则该物体在水中受到的浮力是( )
A.5N B.4N C.1N D.3N
7.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的烧杯中,它会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判断,下列烧杯中的液体密度最大的是( )
A.A B.B C.C D.D
8.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有两种不同的液体,将两个相同的物块A、B分别放入两种液体中,物块静止时两容器中液面相平。则下列说法正确的是( )
①物体所受浮力FAFB
②容器中所装液体密度ρ甲ρ乙
③液体对容器底的压力F甲F乙
④容器对桌面的压强p甲p乙。
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
二、填空题
9.我国第一艘国产航空母舰山东舰在海南三亚某军港交付海军。该舰满载时排开水的质量达5万吨,它所受浮力为 N;舰载战斗机从甲板上起飞时,以战斗机为参照物,战斗机内的驾驶员运动情况是 。
10.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器内盛有不同的液体,现将两个完全相同的物块分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。可判断:① 容器中液体的密度较大;②若物块在甲、乙两容器所受的浮力分别是、,则有 ;③ 容器底部受到液体的压强较大。
11.A、B是能自由移动的物体且体积相等,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器中注入一些水后如图所示,则A、C、D三个物体中不受浮力的为物体 ,已知B的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则B受到的浮力大小为 N。
12.一艘船重为8.0×104N,当船漂浮在水面上时,船排开水的重力为 N,此时船排开水的体积为 m3(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
13. “强军筑梦,挺进深蓝”。海军372潜艇起航驶离军港,奔赴深海大洋。该潜艇完全浸没后,下潜过程中所受的浮力 ,从密度小的海域进入密度大的海域所受的浮力 (均选填“变大”“不变”或“变小”)。
14.水平桌面上放置底面积为400cm2,重为4N的柱形容器,容器内装存10cm深的某液体.将一体积为400cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为4N,(柱形容器的厚度忽略不计,容器内液体没有溢出,物体未接触容器底),物体浸没在液体中时受到的浮力 N,容器内液体密度 kg/m3.物体浸没时,容器对桌面的压强 Pa.
三、作图题
15.如图,斜面上静止放置着一个盛有水的烧杯,请画出静止在水中的小球所受力的示意图。
四、实验探究题
16.小金用粗细均匀的一次性吸管制成一支密度计,用它来测量液体密度,分别将吸管置于甲、乙两种不同的液体中,如图所示。(g=10N/kg)
(1)在吸管底部放入铁丝的目的是 。
(2)密度计在甲、乙两液体中所受浮力F甲 F乙。
(3)液体密度ρ甲 ρ乙。
(4)小金在标注刻度时将该密度计放入酒精中,此时密度计底端到液面的长度h为12.5cm,该处刻度标记“0.8g/cm3”,则“1g/cm3”的刻度应标记于长度h为 cm处。
17.小明用一块柱形合金材料探究“影响浮力大小的因素”,他将该合金块标注成4等份,进行了如图所示的探究实验。
(1)由图甲可知,柱形合金材料的重力为 N,当合金块部分浸入水中,如图乙所示,合金块所受的浮力为 N;
(2)根据图甲、乙、丙、丁(丁图中合金块未触容器底),可以得出结论是:当液体密度一定时,物体浸入液体的体积越大,物体所受浮力越 ;
(3)小明对图丁实验操作进行了修改,设计了如图戊所示的方案进行探究,此时弹簧测力计示数F N;(忽略绳子体积)
(4)完成以上实验后,小明看见实验室有酒精和盐水,还可以探究浮力与 的关系。
五、计算题
18.如图实心正方体,体积1.2×10-3 m3,重10N。用细绳吊着浸入盛水的容器中,有三分之一的体积露出水面,此时容器中水面高度为30cm。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg)
(1)水对容器底部的压强;
(2)物体受到的浮力;
(3)绳子的拉力;
(4)物体浸没在水中时受的浮力。
19.如图所示是我海军096型号战略导弹核潜艇,它作为海下利器,对我国的国防安全有着重要的意义。水舱排空状态的核潜艇总质量为,体积为。(海水密度取,g取10N/kg)求:
(1)核潜艇水舱排空漂浮在海面上时所受的浮力;
(2)潜入水下800m时,核潜艇上方受到海水的压强;
(3)核潜艇在800m深处并处于静止悬浮状态时,核潜艇水舱中容纳海水的重力。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.孔明灯升空是由于孔明灯受到的浮力大于重力,与大气压强无关,故A不符合题意;
B.拦河坝形状上窄下宽,是由于水的压强随水的深度增加而增大,与大气压强无关,故B不符合题意;
C.使用拔火罐治病,火罐内的氧气燃烧使罐内的气体变少,气压变小,小于大气压,在大气压作用下,火罐吸附在皮肤上,故C符合题意;
D.洗手池回水管,上面开口,底部连通,相当于连通器,与大气压强无关,故D不符合题意。
故选C。
【分析】根据各个选项中包含的物理原理即可。
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】D
【解析】【解答】解:A、B、C三个物体的体积相等,它们都浸没在同种液体中,所以排开液体的体积和液体的密度均相等,根据F浮=G排=ρ液gV排可知,三个物体受到的浮力相等。
故答案为:D。
【分析】根据浮力计算公式F浮=G排=ρ液gV排,通过比较ρ液、V排来比较所受浮力的大小即可.
5.【答案】A
【解析】【解答】解:由第二、三两图得出物体受到的浮力:
F浮=F2﹣F3,
由第一、四两图得出排开水的重:
G排=F4﹣F1,
因F浮=G排,
所以,F2﹣F3=F4﹣F1.
故答案为:A.
【分析】四幅图是探究阿基米德原理的实验图,第一个图测量的是空桶重,第二个图测量物体重,第三个图测量物体全浸入水中读出弹簧测力计的示数,同时将排开的水收集在小桶内,第四个图测量的是桶和排开水的总重;利用阿基米德原理分析判断.
6.【答案】D
【解析】【解答】一个物体重为4N,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数变为1N,由称重法测浮力可知,该物体在水中受到的浮力=4N-1N=3N,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据F浮=G-F,可求出浮力。
7.【答案】C
【解析】【解答】密度计使用时,始终漂浮在液面上,漂浮时浮力等于重,所以密度计在液体中受到的浮力都是相等的;
根据阿基米德原理,即 可得: ;
由图知,在C液体中,密度排开液体的体积最小,根据 可得,此液体的密度最大,
故答案为:C。
【分析】密度计测液体密度时漂浮(F浮=G),从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系.
8.【答案】B
9.【答案】5×108;静止
10.【答案】乙;=;乙
【解析】【解答】解:①因为物块在甲容器悬浮,
所以,ρ甲=ρ物,
因为物块在乙容器的漂浮,
所以,ρ乙>ρ物,
所以,两种液体的密度:ρ甲<ρ乙,即乙容器中液体的密度较大;
②因为两个相同的物块,在甲容器的物块悬浮,在乙容器的物块漂浮,
所以,两个相同的物块受到的浮力:F甲=F乙=G;
③又因为两容器液面等高,p=ρgh,ρ甲<ρ乙,
所以,两种液体对容器底压强:p甲<p乙,即乙容器底部受到液体的压强较大。
故答案为:①乙;②=;③乙。
【分析】 (1)根据漂浮和悬浮时液体密度和球的密度关系,找出两种液体的密度关系;
(2)漂浮和悬浮时受到的浮力都等于重力,由此可知两个相同的物块受浮力大小关系;
(3)知道两容器液面等高(深度h相同),利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强的大小关系。
11.【答案】C;1.2
12.【答案】8×104;8
【解析】【解答】解:
船漂浮时受到的浮力F浮=G=8×104N;
根据F浮=ρgV排得:
V排= = =8m3;
故答案为:8×104;8.
【分析】船漂浮时受到的浮力等于其重力;根据F浮=ρgV排的变形公式求出排开水的体积.
13.【答案】不变;变大
【解析】【解答】潜水艇下潜过程中,排开水的体积不变,故所受浮力大小不变;该潜艇完全浸没后从密度小的海域进入密度大的海域,根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排判断,液体密度增大,排开液体的体积不变,浮力变大。
【分析】浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。
14.【答案】6;1.5×103;1450Pa
【解析】【解答】解:(1)由图象知,圆柱体完全浸没,此时F=4N;
所以F浮=G﹣F拉=10N﹣4N=6N,(2)因为浸没,所以V排=V物=400cm3=4×10﹣4m3
由F浮=ρ液gV排得:
ρ液= = =1.5×103kg/m3;(3)液体的体积V液=Sh=400cm2×10cm=4000cm3=4×10﹣3m3
液体的重力G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/m3×4×10﹣3m3×10N/kg=48N,
容器对桌面的压力F=(G液+G容器+G物)﹣F拉=(48N+4N+10N)﹣4N=58N;
受力面积:S=400cm2=4×10﹣2m2,
p= = =1450Pa.
故答案为:6;1.5×103;1450Pa.
【分析】(1)根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力,根据公式F浮=G﹣F计算出浮力的大小;(2)根据F浮=ρ液gV排的变形公式ρ液= 计算出液体的密度;(3)物体浸没时,圆筒对桌面的压力,等于圆筒和液体的总重加物体与拉力的之差(即浮力),根据公式p= 计算出压强.
15.【答案】
16.【答案】使密度计竖直漂浮;等于;大于;10
17.【答案】4.8;0.2;大;4.0;液体密度
18.【答案】(1)解:水对容器底部的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa
答:水对容器底部的压强是 ;
(2)解:正方体排开水的体积
物体受到的浮力
答:物体受到的浮力是8N;
(3)解:绳子的拉力
答:绳子的拉力2N;
(4)解:当物体全部浸没水中时所受浮力
答:物体浸没在水中时受的浮力12N。
【解析】【分析】(1)根据公式 p=ρ水gh ,可求出压强;
(2)根据公式F浮=ρgV,可求出浮力;
(3)根据公式F拉=G-F浮,可求出拉力;
(4)根据公式F浮=ρgV,可求出浮力。
19.【答案】(1);(2);(3)
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