内容正文:
10.1浮力
一、单选题:
1.下列关于浮力的说法正确的是( )
A. 浮力都是由水产生的 B. 在不同的液体中,浮力的方向会不同
C. 只有固体才能受到浮力的作用 D. 浮力的方向与重力的方向相反
2.如图所示,鸡蛋悬浮在盛有盐水的容器中,容器放在斜面上,则鸡蛋所受浮力的方向正确的是( )
A. B. C. D.
3.把可乐瓶剪掉瓶底和去掉瓶盖儿,倒放后把一乒乓球放入,堵住瓶口,往瓶内倒水,对乒乓球受力分析正确的是( )
A. 重力、浮力、压力 B. 浮力、压力、支持力
C. 重力、压力、支持力 D. 重力、支持力、浮力
4.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A. 没有受到水的压力,但受到水的浮力 B. 没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C. 受到水的压力,没有受到水的浮力 D. 受到水的压力,也受到水的浮力
5.如图所示,重为的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为。当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块所受合力的大小( )
A. 大于 B. 等于 C. 大于 D. 等于
6.如图所示,浸没在液体中的圆柱体,上表面受到液体的压力为,下表面受到液体的压力为,所受浮力为,则下列大小关系判断一定正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的压力为,下表面受到水的压力为,则长方体受到水的浮力为( )
A. B. C. D.
8.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为,上表面受到水向下的压力为,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素他先后将该铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数大小该实验探究的影响浮力大小的因素是( )
A. 液体的密度 B. 物体的密度
C. 物体排开液体的体积 D. 物体浸入液体的深度
10.如图所示,在一只轻薄透明塑料袋中装有半袋水,用弹簧测力计吊住塑料袋并将其缓慢浸入水中,当测力计示数减小为零时塑料袋不接触杯底,发现袋内外水面相平。为了说明浮力的大小与液体的密度有关,仅提供密度不同的两种液体甲和乙,在前面步骤的基础上,要求控制不变,下列关于器材选用的设计方案,正确的是( )
A. 将袋内水换成等体积的甲液体,袋外水不变
B. 将袋内水换成等体积的乙液体,袋外水不变
C. 将袋外水换成甲液体,袋内水不变
D. 将袋外水换成乙液体,袋内水不变
11.月日,在年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛中,中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力,下列对全红婵的分析正确的是( )
A. 在跳台静止时,只受到重力作用
B. 到达最高点时,受到平衡力作用
C. 从最高点到入水前的过程中,惯性不变
D. 入水过程中,所受浮力方向取决于入水的角度
二、填空题:
12.一只鸭子漂浮在水面上,此时,它受到了______对它产生向上的浮力;一条金鱼在水里游泳,此时,它______选填“受到”或“不受”浮力作用。
13.一个正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到压力,下表面受到压力,则此时铁块受到的浮力是______;当铁块下沉到某位置时,上表面受到压力增大至时,下表面受到的压力是______。
14.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力和的大小关系是_________填“大于”“小于”或“等于”,当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力和的大小关系是_________填“大于”“小于”或“等于”,通过以上探究,你认为浮力产生的原因是_______________________________________________________。
15.如图所示,小鸣同学将一物体浸没在水中,当如图甲所示放置,上表面受到水的压力为,下表面受到水的压力为,当如图乙所示放置,上表面受到水的压力为,下表面受到水的压力为,则 。选填“”、“”或“”
16.装有水的轻质薄壁柱形容器放置在水平地面上,将重牛的小球浸没在水中,如图、所示。已知小球受到大小为牛、方向 的浮力,则细线对小球的拉力大小为 牛。若放入小球前后水对容器底部压力变化量为水、容器对水平地面压力变化量为容,则 的大小为牛选填“水”、“容”或“水和容”。
17.如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数与圆柱体下降高度变化关系的图像如图乙所示,则圆柱体受到的最大浮力是 ,圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强是 ,此时圆柱体受到的浮力是 取,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化
三、作图题:
18.一个鸡蛋在盐水中匀速向上运动,请在图中画出鸡蛋受力的示意图为鸡蛋重心。
19.重的小球在斜面上的盛水容器中漂浮,请在图中画出小球所受力的示意图。
四、实验探究题:
20.在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验中,某实验小组用图甲所示的装置进行实验。
用图甲所示的实验步骤进行实验,为减小测量误差并使操作最简便,最合理的操作步骤是______填字母。
如图甲所示,物体受到的浮力______,物体排开液体的重力______。若它们相等,则阿基米德原理成立两空均用测力计示数所对应的字母表示。
在实验过程中,若,造成这种结果的原因不可能是______填字母。
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有调零
C.步骤中,石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
另一实验小组设计了方案二,如图乙所示。将装满水的溢水杯放在升降台上,缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数______选填“变大”“变小”或“不变”,且弹簧测力计示数的变化量______示数的变化量选填“大于”“小于”或“等于”,从而证明了。
21.如图是小明同学实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精。
物体完全浸没在水中时所受的浮力为______。
由、、可知,浮力与物体浸没的深度______选填“有关”或“无关”。
由、、可知,浮力与液体的密度______选填“有关”或“无关”。
实验结果表明,物体在液体中所受浮力大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。在这个实验中小明还测量出、、、中排出液体的重力,发现浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开液体所受的重力。
【拓展】小明在家中利用台秤、玻璃杯、水、玻璃缸、记号笔来测量盐水的密度。实验过程如下:
将玻璃杯放在台秤上,测出空玻璃杯的质量为;
如图甲所示,向玻璃缸中倒入适量的水,使空玻璃杯漂浮在水面上,用记号笔记下水面在玻璃杯上对应的位置,此时玻璃杯受到的浮力为______;
倒出玻璃缸中的水并擦干净,向玻璃缸里倒入适量的待测盐水,擦干玻璃杯外面的水,使玻璃杯漂浮在盐水面上如图乙所示。向玻璃杯中倒水,直到盐水液面与______相平;
取出玻璃杯并擦干外面的盐水,用台秤测出其总质量为;
盐水密度的表达式为 ______用字母表示,已知水的密度为。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:、浮力产生的原因是液体对物体的压力差产生的,是物体浸入的液体产生的,物体不一定是浸入水中,其它的液体如煤油、酒精灯都可以。故该选项说法不正确。
B、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,方向总是与物体受到的竖直向上的压力方向一致,浮力方向不会变化,则该选项中说法不正确。
C、浮力是对浸在液体中的物体产生的,物体不一定只是固体,其它的物体如水面上的油、水中的水银也一样受到浮力的作用。则该选项中说法不正确。
D、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,方向与物体受到的向上的压力方向一致,总是竖直向上的,这与竖直向下的重力方向相反。则该选项说法正确。
故选:。
根据浮力的产生原因和阿基米德原理去分析;
浮力是由于液体对物体的竖直向上和竖直向下的压力差产生的,方向总是与物体受到的竖直向上的压力方向一致。
阿基米德原理告诉我们:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开的液体受到的重力。
本题从多方面、多角度考查浮力的产生原因。一定正确理解浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。
2.【答案】
【解析】【分析】从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题。
【解答】解:鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同,这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,所以浮力的方向总是竖直向上的,正确。
故选:。
3.【答案】
【解析】【分析】乒乓球受到重力、支持力、压力的作用;浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差而产生。
【解答】
解:浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差而产生的。图中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,也就没有压力差,所以乒乓球不受浮力,受到水的压力和瓶子的支持力和自身的重力。 故选:。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了液体的压力以及浮力的产生原因,难度不大。
【解答】
解:洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力;故ABD错误,C正确;
故选:。
5.【答案】
【解析】【分析】
当物体处于平衡状态时,物体受平衡力作用,即合力为零;当拆去其中一个力时,物体受到合力的大小与该力大小相等,方向相反。
本题考查二力平衡条件的应用以及力的合成与应用,关键是明确静止物体受平衡力作用,此时物体受到的合力为零。
【解答】
当重为的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为,由于金属块静止,所以金属块受到的合力为零;
当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块受到合力的大小等于,方向与的方向相反,故ABC错误,D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】【分析】
浸在液体中的物体,受到向上和向下的压力差,就是物体受到液体的浮力,这就是浮力产生的原因。
此题考查了学生对浮力产生的原因的理解,知道浮力等于物体受到的向上和向下的压力差是关键。
【解答】
浮力产生的原因就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差,因此,该圆柱体所受浮力为,由此可得,故B正确,ACD错误。
故选:。
7.【答案】
8.【答案】
【解析】物体受到的浮力,上表面受到水向下的压力,由浮力产生的原因可得,物体下表面受到水向上的压力A正确.
9.【答案】
【解析】将铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,说明铝块每次排开液体的体积相等,不同的是物体浸入液体的深度,因此该实验探究的是物体浸入液体的深度对浮力大小的影响.
10.【答案】
【解析】【分析】
本题考查控制变量法的应用。
探究浮力大小与液体密度的关系,应该改变液体的密度,控制物体排开液体的体积不变,比较浮力大小。
【解答】
探究浮力大小与液体密度的关系,这个液体是指袋外的液体,应该更换袋外的液体;故AB错误;
探究浮力大小与液体密度的关系,应该控制排开液体的体积不变,甲液体的密度大于水的密度,水在甲中会漂浮,不能控制两次实验中排开液体的体积相同;则袋外的液体应换成乙液体,故D正确,ABC错误。
11.【答案】
【解析】解:、静止的物体受力平衡,在跳台静止时,受到重力和支持力作用,且相互平衡,故A错误;
B、从离开跳板到最高点的过程中,不计空气阻力,她只受到重力作用,因而受力不平衡;故B错误;
C、惯性的大小只与质量有关,从最高点到入水前的过程中,质量大小不变,则惯性不变,故C正确;
D、浮力的方向始终竖直向上,入水过程中,所受浮力方向始终竖直向上,与入水的角度无关,故D错误。
故选:。
静止的物体受力平衡;
地面附近的物体受到重力的作用;
惯性的大小只与质量有关;
浮力的方向始终竖直向上。
本题考查受力分析、惯性、浮力的方向等,属于中档题。
12.【答案】水 受到
【解析】解:一只鸭子漂浮在水面上,会受到水对鸭子向上的托力,这个托力就是鸭子受到的浮力;
一条金鱼在水里游泳,金鱼受到水向上的压力大于向下的压力,这个压力差即为金鱼受到的浮力。
故答案为:水;受到。
浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
本题考查了学生对浮力产生原因的了解与掌握,是一道基础题目。
13.【答案】
【解析】解:由题知,,,
根据浮力产生的原因可得,铁块受到浮力:;
液体的密度和铁块排开液体的体积保持不变,
所以根据可知,铁块受到的浮力保持不变,
当上表面受到的压力增大为时,
下表面受到的压力为:。
故答案为:;。
首先从浮力产生的原因来考虑,利用公式计算浮力的大小;
当铁块下沉到某位置时,由于液体的密度和排开液体的体积保持不变,所以铁块受到的浮力保持不变,再利用公式计算下表面受到的压力大小。
本题考查了浮力的计算和压力的计算,关键是知道浮力产生的原因即。
14.【答案】等于;大于;液体对物体上下表面的压力差
【解析】【解答】
当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力和的大小相等,水平方向的合力为;
当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,大于,由可知,大于,又因为受力面积相等,由可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力大于,此时竖直方向的合力不为,方向竖直向上;
因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:等于;大于;液体对物体上下表面的压力差。
【分析】
此题综合考查了学生对浮力产生的原因的理解,实际考查了压强公式、液体压强公式的应用。
物体浸在液体或气体中,物体将受到的液体或气体对它产生的压力,求出合力,即受到的浮力,从而得出浮力产生的原因是液体或气体对物体上下表面的压力差;浮力的方向是竖直向上的。
15.【答案】
【解析】由图可知,同一物体浸没在同一液体中时,由浮排可知,其所受浮力相等。由压差法可知
浮
由图可知,两种放置方式,物体的上表面所处的深度相同,根据液可知,物体上表面所受液体的压强相等。又因为甲图中物体的上表面面积较大,由可知
故
16.【答案】竖直向上
水和容
【解析】【详解】浮力的方向总是竖直向上的,所以浸在水中的小球受到的浮力方向是竖直向上的。
图中,根据对小球的受力分析可知,细线对小球的拉力为
小球对水向下的压力
则水对容器底部压力变化量
将容器、水和小球视为一个整体,则容器对水平地面压力变化量
所以,为水和容均为。
17.【答案】
18.【答案】
【解析】鸡蛋在盐水中匀速向上运动,受到的浮力与重力是一对平衡力,鸡蛋所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出;物体的重力与浮力大小相等,方向相反,作用点都在重心,同理做出重力的示意图,如下图所示:
根据鸡蛋在盐水中匀速向上运动,则可判断鸡蛋受到的浮力与重力是一对平衡力,浮力方向竖直向上,大小等于重力,作用点在鸡蛋重心上作图即可。
作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
19.【答案】
【解析】小球处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,作用点在小球的重心,受力示意图如图所示:
20.【答案】 变小 等于
【解析】解:
为了减小误差,可以先测量小桶的重力,再测量物体的重力,故顺序为;
甲图中测出了物体的重力,甲图中测量的是物体浸在水中弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力,所以图中两个步骤是为了测量浮力的大小;
由实验过程可知,物体浸没液体中受到的浮力:,物体排开液体的重力:;若它们相等,则阿基米德原理成立;
、若最初溢水杯中的水未装至溢水口,则石块排开水的只有一部分溢出到桶中,排开水的重力减小,故A有可能;
B、若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故B不可能;
C、步骤中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,测的偏小,则利用偏大,故C有可能;
故选:;
方案二中,重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据可知,重物受到的浮力变大,因为,所以弹簧测力计的示数变小;
又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大,溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计的示数变大;
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计示数的变化量和弹簧测力计的示数变化量相等。
故答案为:;;;能;能;变小;等于。
方案一为了使实验更加简便,可以先测量小桶的重力,再测量物体的重力;
物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力;要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力和物体排开液体所受重力,两者进行比较即可验证;
、若最初溢水杯中的水未装至溢水口会使溢出的水偏少;
B、若弹簧测力计都没有校零,四次测量结果都偏大,且都偏大相同的数值,据此判断浮力的变化以及排开水的重力的变化;
C、石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,测的偏小,根据称量法分析解答即可;
根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计示数的变化;此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤的示数变化量和弹簧秤的示数变化量之间的关系。
本题为探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验,涉及称重法测浮力、阿基米德原理等知识,同时考查了实验过程、注意的事项和对实验误差的分析及对实验方案的改进,综合性强,难度大。
21.【答案】 无关 有关
【解析】解:
物体完全浸没在水中时所受的浮力:;
由图、可知,、中的液体都是水,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,测力计的示数不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关;
图、是探究物体所受的浮力大小与液体密度的关系,控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,物体所受浮力大小不同,浮力与液体的密度有关;
【拓展】玻璃杯在水中漂浮,所受浮力:;
向玻璃杯中倒水,直到盐水液面与相平,玻璃杯两次排开液体的体积相等,
由阿基米德原理可得:,即-----,
玻璃杯在盐水中漂浮时,所受浮力:,
由阿基米德原理可得:,即----,
将代入可得,盐水的密度:。
故答案为:;无关;有关;【拓展】;;。
物体完全浸没在水中时所受的浮力等于空气中弹簧测力计的示数减去水中弹簧测力计的示数;
浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,在进行实验探究时,要注意控制变量法的运用;
【拓展】向玻璃杯中倒水,直到盐水液面与相平,利用玻璃杯在水中和盐水中排开的体积相等,结合漂浮时浮力等于其重力,列等式解答。
本题考查浮力的有关知识、浮沉条件以及阿基米德原理的运用,难度不大。
第1页,共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$