内容正文:
第九章 浮力 章末复习训练
一、选择题
1.神舟十三号的航天员在空间站做了乒乓球在水中浮力消失的实验,如图所示。太空中失重状态下,下列说法正确的是( )
A.水的密度减小到零 B.乒乓球没有排开水
C.乒乓球的质量为零 D.乒乓球排开的水重力为零
2.用一只量筒、水、一根细针做实验,来测木块的某些物理量。下列说法中正确的是 ()
A.木块的体积、所受的浮力、质量和密度都能测量
B.只能测木块的体积
C.只能测木块所受的浮力
D.只能测木块的体积、质量和密度
3.如图所示,物体的受力示意图正确的是(不计空气阻力)( )
A. 在空中飞行的足球
B. 悬浮在水中的鱼
C. 随传送带水平向右匀速运动的箱子
D. 静置在斜面上的杯子对斜面的压力
4.如图所示,甲、乙两个完全相同的杯子,倒入相同体积的水和浓盐水。将同一个鸡蛋,先后放入两杯液体中静止时,鸡蛋在甲杯中下沉,在乙杯中悬浮。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋的密度小于甲杯中液体的密度
B.乙杯中鸡蛋受到的浮力大于重力
C.甲杯底部受到的液体压强小于乙杯底部受到的液体压强
D.乙杯中鸡蛋受到的浮力等于甲杯中鸡蛋受到的浮力
5.南海是我国的领海,神圣不可侵犯。我国已用水下机器人在南海3000m深的海底插上国旗,若不计海水密度的变化及水的阻力,当机器人在水下下潜过程中( )
A.受到的重力逐渐减小 B.受到海水的浮力逐渐增大
C.受到的浮力大于重力 D.受到海水的压强逐渐增大
6.小明和小强分别把体积相同的实心木块和实心铁块同时浸没在水中,松手后发现木块上浮,铁块下沉;对上述现象他俩展开讨论,你认为他们的说法中错误的是( )
A.铁块的密度大于水的密度,木块的密度小于水的密度
B.在铁块下沉的过程中,铁块受到的浮力小于铁块受到的重力
C.当两物体都处于静止状态时,铁块受到的浮力大于木块受到的浮力
D.因为木块受到的浮力比铁块受到的浮力大,所以木块上浮,铁块下沉
7.如图所示,一斜面上方放置一容器,容器内盛有一定量的水,有一硬质木棒,上端固定在墙上,下端固定一未知材料的小球,小球浸没在水中,以上物体均处于静止状态。关于小球受力情况的分析不正确的是( )
A.小球可能受三个力的作用,木棒对小球施力方向向下
B.小球可能受三个力的作用,木棒对小球施力方向向上
C.小球可能受两个力的作用,木棒对小球不施力
D.小球可能受两个力的作用,木棒对小球施力方向向下
二、填空题
8.如图所示,将一重为8N的物块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中静止,弹簧测力计示数为5N,则物块受到的浮力是 N,浮力的方向是 。
9.甲乙两溢水杯分别盛满密度为ρ1、ρ2的液体,将完全相同、密度为ρ的小球A、B分别轻轻放入甲、乙溢水杯中:小球A在甲溢水杯中静止时,甲溢水杯溢出液体的质量是30g;小球B在乙溢水杯中漂浮时,乙溢水杯溢出液体35g,且有的体积露出液面。
(1)小球A的质量为 g;ρ与ρ2之比为 ;
(2)若已知甲杯内液体密度ρ1为0.8×103kg/m3,可知ρ2为 kg/m3。
10.“钴石公主号”游轮因新冠肺炎进入公众视野,其排水量为116000吨,则其满载时受到的浮力为 N,邮轮上第一批新型冠状病毒检测呈阴性的乘客陆续下船后船底受到水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)(g取10N/kg)。
11.中国“蛟龙号”载入潜水器顺利完成下潜任务后回到母船甲板上。如图所示。当“蛟龙号”下潜深度为3000米时,潜水器受到的海水压强为 帕(海水的密度值取水的密度值)。“蛟龙号”上浮过程中,从刚露出水面到自主漂浮。受到的浮力 。(选填“变大”。“不变”或“变小”),自主漂浮时浮力大小“蛟龙号”自身重力 。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
12.如图所示,重为525 N的人躺在死海的水面上悠闲地阅读,他受到海水的浮力是 N,浸入海水中的体积约是 m3.(g取10 N/kg,ρ海水=1.03×103 kg/m3)
13.将一支密度计先后放入甲、乙两容器中,如图,两容器中液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到液体的浮力是FA、FB,则两个容器中液体的密度ρA ρB,密度计受到的浮力FA FB。若两液面相平,则液体对容器底的压强pA pB。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
三、作图题
14.如图,重为4N的小球漂浮在水面上,请画出小球所受力的示意图。
四、实验探究题
15.某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。观察图片并分别比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中时,物体受到水的浮力为 N;
(2)比较②、③两图,可以得出:在同种液体中, 越大,物体受到的浮力越大;
(3)比较③、④两图,可以得出结论: ;
(4)由图中数据可得出盐水密度为 g/cm3。
16.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)如图所示的四个实验步骤,合理的实验顺序是 ;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N,所测出排出液体的重力为 N;
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它 ;
(4)根据实验数据,还可得出石块的体积为 m3;
(5)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯中的水中(如图戊)(始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压力 (填“变大”“变小”或“不变”),电子秤的读数 (填“变大”或“变小”或“不变”)。
五、计算题
17.一个不规则实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水.然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止.(g=10N/kg),求:
(1)物体在纯水中所受的浮力;
(2)物体的体积:
(3)物体悬浮时盐水的密度.
18.“雪龙”号极地考察破冰船是我国最大的极地考察船,某次破冰时,破冰船与冰面的接触面积是10m2,冰面受到压强为2×106Pa,则破冰船对冰面的压力是多大?“雪龙”号补给了100吨的物资后,船体进入水中深度为8m,则“雪龙”号排开海水的体积增加了多少?(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
答案解析部分
1.【答案】D
2.【答案】A
【解析】【解答】用针扎着木块浸没入量筒的水中,可测出它排开水的体积,也就是木块的体积;同时根据排水的体积,利用浮力的公式可算出木块受到的水的浮力;根据木块漂浮时排水的体积,可测出漂浮时受的浮力,此时的浮力就等于木块的重力,根据G=mg可求出木块的质量;有了质量和体积,根据公式ρ=可求出木块的质量.因此,通过分析可知木块的体积、密度、质量、浮力都可以求出.
故选A.
【分析】利用现有的器材能否测出选项中所列的量,我们必须拿出可行的方法来才能说明问题,因此,要先确定方法才行.此题的设计较为巧妙,利用非常简单的仪器,借助所学的物理知识可求出多个重要的物理量,而且方法简单,思路明确,非常值得我们学习和借鉴.
3.【答案】C
【解析】【解答】A.不计空气阻力,在空中飞行的足球只受重力的作用,没有推力,A不符合题意;
B.悬浮在水中的鱼,所受的浮力和重力是平衡力,大小相等,两条线段长度应相等,B不符合题意;
C.随传送带水平向右匀速运动的箱子,水平方向不受力的作用,竖直方向上受到的重力和支持力二力平衡,大小相等,线段等长,C符合题意;
D.杯子对斜面的压力作用点在斜面上,压力方向与斜面垂直,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受到的重力竖直向下;物体受到的浮力竖直向上;压力的作用点在受力物体上。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.在甲杯中鸡蛋下沉,鸡蛋的重力大于浮力,F浮甲<G,鸡蛋的密度大于甲液体的密度,ρ甲<ρ鸡蛋,故A错误;
BD.鸡蛋在乙杯中悬浮,根据二力平衡,鸡蛋受到的浮力等于重力,F浮乙=G,则F浮甲<F浮乙,故BD错误;
C.根据F浮=ρ液gV排,结合F浮甲<F浮乙,排开液体体积相等,则ρ甲<ρ乙,甲、乙液体的体积相同,鸡蛋浸没,杯中液体深度相同,根据p=ρgh,乙杯底部所受液体的压强较大,故C正确。
故选C。
【分析】悬浮物体受到的浮力等于物体的重力,密度等于液体密度;沉底物体的浮力小于物体重力,密度大于液体密度;根据p=ρgh,判断液体压强的大小。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.当机器人在水下下潜过程中,机器人的质量不变,故重力不变,A不符合题意;
B.当机器人在水下下潜过程中,排开液体的体积不变,根据 可知,受到海水的浮力不变,B不符合题意;
C.不受阻力,那么机器人只受重力和浮力,当机器人在水下下潜过程中,重力大于浮力,C不符合题意;
D.当机器人在水下下潜过程中,深度在变大,根据 可知,受到海水的压强逐渐增大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;压强的大小与液体密度和深度有关系,深度越深,液体密度越大,压强越大。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.当实心木块和实心铁块同时浸没在水中,由物体的浮沉条件知道,木块上浮说明木块的密度小于水的密度,铁块下沉说明铁块的密度大于水的密度,A正确,不符合题意;
B.由物体的浮沉条件知道,在铁块下沉的过程中,铁块受到的浮力小于铁块受到的重力,B正确,不符合题意;
C.当两物体都处于静止状态时,由于木块漂浮,铁块沉底,所以木块排开的水的体积小于铁块排开的体积,由阿基米德原理知道,木块受到的浮力小于铁块受到的浮力,C正确,不符合题意;
D.当都浸没在水中时,铁块木块受到的浮力相等;而木块上浮是由于木块受到的浮力大于木块受到的重力;铁块下沉是由于铁块到的浮力小于铁块受到的重力,D错误,符合题意。
故答案为:D
【分析】物体在液体中的状态,要通过受到的浮力和自身重力的大小进行判断。
7.【答案】D
8.【答案】3;竖直向上
【解析】【解答】第一空.用称重法可知,物块受到的浮力:F浮=G-F=8N-5N=3N;第二空.浮力的方向是竖直向上的。
故答案为:3;竖直向上.
【分析】根据称重法F浮=G-F求出物块受到的浮力,要注意浮力的方向和物体重力的方向相反,总是竖直向上的.
9.【答案】35;5∶6;1.12×103
10.【答案】1.16×109;变小
11.【答案】2.94×107;小;等于
【解析】【解答】“蛟龙号”下潜深度为3000米时,根据压强计算公式计算潜水器受到的海水压强
;由可知,潜艇露出水面过程中受到的浮力变小,浮力等于重力时,“蛟龙号”自主漂浮;浮力大小等于身重力。
综上第一空2.94×107;第二空变小;第三空等于。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
12.【答案】525;0.05
13.【答案】大于;等于;大于
14.【答案】
15.【答案】1;排开液体的体积;物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;1.2
16.【答案】丁、乙、甲、丙;2;2;排开液体的重力;2×10﹣4;不变;不变
17.【答案】(1)解:根据阿基米德原理可知物体受到的浮力:
F浮=G排=0.5N;
答:物体在纯水中所受的浮力为0.5N;
(2)解:根据F浮=ρ液gV排可得,物体排开的水的体积:
V排= = =5×10﹣5m3
浸没时V物=V排=5×10﹣5m3;
答:物体的体积为5×10﹣5m3;
(3)解:因为物体悬浮,所以ρ盐水=ρ物= = =1.1×103kg/m3.
答:物体悬浮时盐水的密度1.1×103kg/m3.
【解析】【分析】根据阿基米德原理,物体受到的浮力等于物体排开的水的重力,利用公式F浮=ρ液gV排,可求出物体的体积,当物体悬浮时,盐水的密度等于物体的密度.
18.【答案】解:破冰船对冰面的压力
船漂浮在海面上,故有
即
解得
答:破冰船对冰面的压力是 ,“雪龙”号排开海水的体积增加了 。
【解析】【分析】已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积。
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