内容正文:
第十章浮力基础练习
一、单选题
1.下列关于浮力的说法中,正确的是( )
A.在液体中下沉的物体不受浮力
B.浮力的方向总是竖直向下
C.浮力的施力物体是气体或液体
D.物体浸在液体中的体积越大,浮力越大
2.下列几种情况中,相关物体受到的浮力变大的是( )
A.游泳结束从深水区走向浅水区的小王 B.由长江驶入大海的一辆满载轮船
C.点燃放飞后慢慢升入高空的“孔明灯” D.往泡菜坛加盐时沉在水中的泡菜
3.南海黄岩岛事件后,中国制造航母的呼声越来越高。一架舰载机飞离航母后,则( )
A.航母将上浮,所受浮力减小
B.航母将上浮,所受浮力增大
C.航母将下沉,所受浮力增大
D.航母将下沉,所受浮力减小
4.“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如下图所示。下列有关该现象的解释,正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下 B.乒乓球受到的浮力等于重力
C.浮力和重力没有关系 D.太空中重力消失时,浮力也消失了
5.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
6.如图所示的甲、乙、丙三个物体,底部均与容器底紧密接触。若向容器内缓慢注水,则( )
A.甲、乙、丙均未受到浮力 B.甲物体受到浮力
C.乙物体受到浮力 D.甲、乙、丙均受到浮力
7.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
8.如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面,下列说法正确的是( )
A.乒乓球自1至3的过程中,受到的浮力始终不变
B.乒乓球自1至4的过程中,水对杯底的压强先不变后增大
C.乒乓球能弹离水面后上升,获得的能量源自水的重力势能
D.乒乓球自1至4的过程中,乒乓球的动能不断增大
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.如图是一小球从密度均匀的油中A处由静止释放后竖直下落的图景,小球在AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,①和②是小球经过的两个位置,则( )
A.小球与油的密度相等
B.小球经过位置①处所受浮力比②处的小
C.小球的机械能在BC段保持不变
D.小球在下落过程中一定受到一个随速度变化的力的作用
二、填空题
11.饺子是大家喜爱的食品,在水中煮会漂起来,是因为饺子受热膨胀,体积 浮力 ,重力 浮力,上浮到水面。
12.如图所示,a、b是自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则a、b、c、d四个物体中受到浮力作用的物体是 。
13.在地面上,放入水中的乒乓球总会漂浮在水面上,而在2021年12月9日神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富的“天宫课堂”中,乒乓球能够停留在水中,如图所示,其原因是乒乓球和其排开的液体所受的 力均近似为零,此时乒乓球的质量 (选填“为零”或“不为零”)。
14.用弹簧测力计提着球形物体缓慢浸入水中后,如图所示时该物体浸没后所受浮力是 N,在此浸入过程中有水不断排出,溢水杯底部所受水的压强 。
15.阿基米德原理;
(1)浸在液体中的物体受到浮力,浮力的大小等于 ,这就是阿基米德原理,其数学表达式是 ;
(2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用,也适用于气体,浮力的大小由 和 两个因素决定。
16.把重12N、体积为1×10-3m3的物体投入水中,当它静止时受到的浮力为 N;把重12N、体积为2×10-3m3的物体投入水中,当它静止时受到的浮力为 N。(g取10N/kg)
17.不同材料制成的甲、乙两物体,其质量与体积的关系如图所示。分析图像可知,两种物质的密度之比 ;若甲、乙质量相等时, 。
三、实验题
18.用量筒测固体的密度(固体密度小于水且不吸水,水的密度用表示),方案如图所示
(1)在量筒内装适量的水,读取量筒示数为;
(2)将固体放入量筒内,读取量筒示数为;
(3)用细铁丝或大头针将固体压至 于水中,读取量筒示数为;
(4)固体的质量m= ,固体的体积V= ;
(5)固体的密度ρ= 。
四、计算题
19.如图所示,小红同学用弹簧测力计挂了重为10牛,边长为0.1m正方体半浸没在水中保持静止。求:
(1)A下表面受到的液体压力。
(2)弹簧测力计的示数。
试卷第1页,共3页
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1.C
【详解】A.浸在液体或气体里的物体都受到液体或气体竖直向上托的浮力,在液体中下沉的物体也不例外,故A错误;
B.浮力的方向是竖直向上,故B错误;
C.浸在液体中的物体受到浮力的施力物体是液体,浸在气体中的物体受到浮力的施力物体是气体,故C正确;
D.物体受到的浮力大小不仅与浸在液体中的体积有关,还与液体的密度有关,所以应该说在同种液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】A.人由深水区走向浅水区时,液体的密度不变,排开水的体积减小,由知道,人受到的浮力减小,故A不符合题意;
B.轮船由长江驶入大海,都漂浮,受到的浮力等于轮船重,轮船重力大小不变,则浮力不变,故B不符合题意;
C.点燃孔明灯中的松脂后,灯就能够腾空而起,灯内空气密度小于外部空气密度,由知道,浮力未变,改变的是自身重力,故C不符合题意;
D.往泡菜坛加盐,液体的密度变大,由知道,泡菜所受浮力变大,故D符合题意。
故选D。
3.A
【详解】由于舰载机飞离后,航母仍漂浮,由浮沉条件知道
F浮=G
但航母自重G减小,所以,航母所受浮力减小,又因为,所以,排开水的体积要减小,航母将上浮一些,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.D
【详解】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;在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,故D正确,ABC错误。
故选D。
5.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。
6.C
【详解】甲物体为上小下大,底部均与容器底密切接触,所以下表面没有受到水竖直向上的压力,根据浮力的产生原因可知,甲物体没有受到的浮力作用;注水过程中,水没有淹没乙时,乙的上表面不受压力,但侧面会受到水的压力(合力向上),所以此过程乙一定受到浮力;丙物体为长方体,下表面跟容器的底部紧密接触,所以,长方体的下表面没有受到水竖直向上的压力,根据浮力的产生的原因可知,丙物体没有受到的浮力作用,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.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。
8.C
【详解】A.乒乓球自1至3乒乓球排开水的体积先不变,后减小,由阿基米德原理得,1到3乒乓球受到的浮力发生改变,故A错误;
B.乒乓球自1至4的过程中,乒乓球排开水的体积先不变,后减小,水的深度先不变,后减小,由得,水对杯底的压强先不变后减小,故B错误;
C.乒乓球能弹离水面后,水位下降,水的重力势能转化为动能,再对乒乓球做功,所以乒乓球能弹离水面后上升获得的能量源自水的重力势能,故C正确;
D.乒乓球自1至4的过程中,乒乓球的速度先变大后减小,质量保持不变,动能先增大后减小,故D错误。
故选C。
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.D
【详解】A.小球从A处由静止释放后在AB段做加速运动,说明小球受到的重力大于受到的浮力,即G>F浮,则
ρ球V球g>ρ油V球g
所以ρ球>ρ油,故A不符合题意;
B.根据公式F浮=ρ液gV排可知,在下沉过程中,ρ液和V排不变,故浮力不变,故B不符合题意;
C.小球质量不变,在BC段做匀速运动,动能不变;高度减小,重力势能减小,所以机械能减小,故C不符合题意;
D.小球在下落过程中,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向上的油的阻力,小球在AB段做加速运动,重力大于浮力和阻力之和;在BC段做匀速运动,重力等于浮力和阻力之和,其中重力和浮力不变,说明小球受到油的阻力随小球速度的变化而变化,故D符合题意。
故选D。
11. 增大 增大 小于
【详解】[1][2][3]饺子在水中煮一会儿,因为饺子受热膨胀,体积增大,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来。
12.a、b、d
【详解】物体在液体中因为上下表面的压力差而产生浮力,物体b、a、d上下表面在液体中都受到了压力,而且由于上下表面在液体的深度不同,都会产生压力差,都受到了浮力的作用。c物体下表面没有水,故c没有受到浮力的作用。
13. 重 不为零
【详解】[1]太空中失重状态下,乒乓球和其排开的液体所受的重力均近似为零,根据阿基米德原理知,物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力,浮力为零,相当于浮力消失了,所以乒乓球可停留在水中。
[2]在太空失重状态下,乒乓球所含物质的多少没有改变,故此时乒乓球的质量不变。
14. 2 不变
【详解】[1]物体的重力为5N,浸没在水中后弹簧测力计的拉力为3N,根据称重法测浮力可知,该物体浸没后所受浮力是
[2]将其缓慢浸入溢水杯的水的过程中,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。
15.(1) 它排开的液体所受的重力 F浮=G排
(2) 液体密度 排开液体的体积
【详解】(1)[1][2]阿基米德原理是由古希腊科学家阿基米德提出,该原理描述了浸在流体中的物体所受浮力的规律;即浸在液体中的物体受到液体竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,其数学表达式是
(2)[1][2]阿基米德原理揭示了浮力的本质,即浮力的大小与物体排开的液体的重力相等,适用于液体和气体,由其数学表达式可知,浮力的大小由液体密度和排开液体的体积两个因素决定。
16. 10 12
【详解】[1]物体的密度
水的密度是1×103kg/m3,物体的密度大于水的密度,物体在水中会沉底,当它静止时受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N
[2]物体的密度
物体的密度小于水的密度,当它静止时处于漂浮状态,它受到的浮力F′浮=G′=12N
17. ∶ ∶
【详解】[1]由图可知,当甲体积为时,对应的,当乙体积为时,,所以甲、乙两种物质的密度之比
[2]由图可知,当质量都为时,对应的体积,,根据计算体积之比为
18. 浸没
【详解】[1][2][3]在量筒内装适量的水,读取量筒示数为V1,将固体放入量筒内,读取量筒示数为V2,此时,固体排开水的体积为
此时,固体受到的浮力为
固体处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,即
则固体的质量为
用细铁丝或大头针将固体压至浸没于水中,读取量筒示数为V3,此时,固体和量筒内水的总体积为V3,则固体的体积为
[4]固体的密度为
19.(1)5N
(2)5N
【详解】(1)下表面的深度为
A下表面受到的液体压强为
A下表面的面积为
A下表面受到的液体压力为
(2)由浮力产生的原因可知,A受到的浮力为
弹簧测力计的示数为
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