内容正文:
【王牌物理】2025八下阶段性调研试题九
第十章浮力 基础卷 难度系数0.62
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
1、 填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.古希腊科学家 对浸在液体里的物体的受力情况进行大量实验,得到结论:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 。
2.如图所示,我国的“海翼1000号”深海滑翔机刷新了下潜深度的世界纪录,它是通过改变自身油囊体积实现浮沉的。在水面下滑翔机下沉时,油囊体积变小,所受浮力 。下沉过程中滑翔机受到海水的压强 。(均填“变大“变小”“不变”)
T2 T3T4
3.“天宫课堂”上、航天员与地面共同做了一个有关浮力的实验。如图甲,同学们在地面观察到乒乓球在水中上浮、乒乓球受到的浮力方向是竖直 ,如图乙,在太空环境下,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,浮力消失的原因是水对乒乓球各方向压力的合力为 (由于液体存在表面张力,太空中水对乒乓球有压强)
4. 如图是我国第三艘航空母舰福建舰开展首次航行试验时的情景,该舰满载排水量为8x104t,可装载70余架舰载机,每架舰软机质量为25t.则福建舰满载时受到的浮力为 N:若有30架舰载机飞离航母,航母排开海水的体积将减少 m3.(海水的密度取ρ水=1.0×103kgm3)
5.将一盛满水的烧杯置于水平桌面上,缓慢放入一质量为 200g的木块,木块最终在杯中处于漂浮状态,此时木块所受浮力大小是 N,从杯中排出水的体积是 cm3,上述过程中水对杯底的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”).(水的密度ρ水=1×103 kg/m3, g取10N/kg)
6.为保证安全,海船的船舷上画有载重线, 如第13题图是部分载重线。当船从北大西洋驶入印度洋时,船受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);根据载重线,可知北大西洋的海水密度 印度洋的海水密度(选填“大于”、“小于”或“等于”),判断的理由是:
2、 选择题(共16分。其中第7—12小题为单选题,每小题2分。第13—14小题为双选题,每小题2分,多选、错选不得分,漏选得1分)
7.关于浮力,下列说法正确的是( )
A.插入淤泥里的桥墩受到浮力的作用
B.浮力的方向是垂直向上的
C.只有漂浮在水面上的物体才能受到浮力
D.浮力的施力物体可能是液体,也可能是气体
8.密度计是用来测量液体密度的仪器,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度计静止时如图所示,设甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,密度计受到的浮力分别为F甲和F乙,则( )
A.ρ甲<ρ乙F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙F甲=F乙 D.ρ甲>ρ乙F甲<F乙
T8 T9
9.如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4N,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103kg/m3)。则下列说法正确的是( )
A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90g
B.丙图中浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.9N
C.丁图中,弹簧测力计的示数F应为6.9N
D.鹅卵石的密度为1.56g/cm3
10.如图所示,将乒乓球置于去底塑料瓶口处,然后向瓶里注水,当有少量水从瓶口流出时,乒乓球不上浮;若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了( )
A.连通器工作原理 B.浮力产生的原因
C.大气存在着压强 D.抽水机工作原理
T10 T11T12
11.物理实践活动中,小明自制了一个体积为50cm3的潜艇模型,如图所示。下列说法正确的是( )
A.潜艇模型悬浮在水中时受到的浮力为5N
B.潜艇模型是通过改变所受的浮力实现浮沉的
C.将注射器向左推,图中悬浮的潜艇模型上浮
D.潜艇模型在水面下下潜的过程中受到的浮力增大
12.用同材料制成、质量相等的空心方形盒和实心玩具鱼,把玩具鱼密封在盒内,再将盒放入水中,盒在水中如图所示位置静止,已知材料密度为,方形盒的体积为V,水的密度为,则下列说法正确的是( )
A.玩具鱼的质量为
B.方形盒与玩具鱼的体积之比为:
C.方形盒空心部分的体积为
D.水对盒下表面的压力为
13.(双选)关于物体受到的浮力及其应用,下列说法正确的是( )
A.图甲:加热孔明灯内部空气,内部空气的密度比外部空气的密度小到一定程度,孔明灯就上升
B.图乙:山东舰从黄浦江驶入东海后(海水的密度大于河水的密度),山东舰所受浮力变大
C.图丙:用盐水选种时,沉入水底的良种所受浮力小于重力,浮在水面的次种所受浮力大于重力
D.图丁:压缩空气将悬停在水中的潜水艇水舱里的水排出一部分时,浮力大于重力,潜水艇上浮
14.(双选)一装有适量水的容器放在水平桌面上,容器底面积为S。一木球和一合金球的体积分别为5V0和2V0。将它们用细线相连放入水中静止时,木球露出水面的体积为V0;当把细线剪断后,合金球沉底,木球静止时露出水面的体积为2V0,如图所示。已知水的密度为ρ0,下列说法正确的是( )
A.合金球的重力为3ρ0gV0
B.合金球的密度为3ρ0
C.木球的密度为0.6ρ0
D.剪断细线后,水对容器底部的压强减少了0.2ρ0gV0
T14
3、 作图题(每题2分,共4分)
15.如图甲所示是国之重器福建舰,是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,请在图乙的简图中画出福建舰受到的重力和浮力。
T5T6
16. 在图中,重为8N的小球静止在水中,受到的浮力为6N,请用力的图示法画出小球所受的浮力F浮。
4、 实验探究题(共3小题,每空1分,共18分)
17.【探究名称】探究浮力大小的影响因素。
【问题】小明打完篮球后,给篮球进行了一次清洗,他发现篮球漂浮在池中水面上,用力往下按时,越来越费力,由此引起了他探究影响浮力大小的因素的兴趣。所用器材有电子台秤、木块、盆、细针(体积不计)等。
(1)将电子台秤放在 桌面上,打开开关,将木块放在台秤上,台秤示数稳定时如图甲所示,则木块受到的重力为 N;(g取10N/kg)
(2)取走木块,用盆装适量水放在台秤上,待示数稳定后,将木块缓慢放入水中,小明观察到,在放入木块的过程中,台秤的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),直至如图乙所示;
(3)如图丙所示,用细针将木块缓慢压入水中,同时观察台秤示数的变化,他发现当木块完全浸入水中后,继续下压,台秤示数不变;
【解释】分析实验现象可知,浸在液体中的物体受到的浮力随 增大而增大,与物体浸没在液体中的深度 (选填“有”或“无”)关;
【交流】根据实验中的数据,小明还计算出了木块的体积为 cm3,则木块的密度为ρ木= kg/m3。
18.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力大小为 N;
(3)由以上步骤可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于 ;
(4)由图中数据可知石块的体积为 cm3,将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力为 N。
(,, )
19.空的矿泉水瓶随处可见,可以利用它们做很多物理实验。
(1)如图甲,把一装满水的矿泉水瓶平放在水平桌面上,瓶中间有一个气泡,用手突然水平向右推一下瓶子,气泡将 (选填“向右运动”、“向左运动”或“静止”)。
(2)如图乙,在靠近矿泉水瓶底部的侧壁上开—个小圆孔,用胶带封住小孔,往瓶中加入水,接着撕去胶带,水便从小孔射出,当水面还未下降到小孔位置时盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出,此时瓶内水面上方气压 外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)如图丙,在空矿泉水瓶一侧的三个不同高度处扎三个小孔,往里面倒水,其中 孔流出的水喷得最远(选填“a”、“b”、“c”),说明液体内部的压强与 有关。
(4)将矿泉水瓶剪去底部制成漏斗,用它做如下实验:
A.如图丁所示,把一只乒乓球放在瓶内(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径),从上面倒入水,观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,但乒乓球并不上浮。乒乓球没有浮起来的原因是 。
B.如图戊所示,用手堵住瓶颈的出水口,水继续流下并注满瓶颈后,乒乓球上浮直至漂浮,请在图戊中画出漂浮的乒乓球的受力示意图。
五、计算题(共18分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值和单位)
20.(9分)如图甲所示,小方同学用弹簧测力计,将一个长方体金属块从装有水的圆柱形水杯底部,匀速竖直向上提升到离水面一定的高度处。已知水杯底面积为200cm2,图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。求:
(1)金属块受到的浮力;
(2)金属块的密度;
(3)金属块离开水面后,杯底受到的压强减小多少?
21.(9分)《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述,悟空撩衣上前,摸了一把,乃是一根铁柱子……两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字,“如意金箍棒一万三千五百斤”……拿出外面,只有二丈长短,碗口粗细。以国际单位制,金箍棒质量约为6750kg,长度约6.67m,体积约为0.2m2,其形状为圆柱体,g取10N/kg,海水的密度是1.025×103kg/m3。当孙悟空手托不变形的金箍棒在海水中上升时,问:
(1)浸没在海水中时,棒受到的浮力多大?
(2)孙悟空给金箍棒最小的力为多大?
(3)当金箍棒完全出水后竖立在水平地面时,对地面的压强多大?(结果保留两位小数)
【王牌物理】2025八下阶段性调研试题九
第十章浮力 基础卷 难度系数0.62
答案解析部分
1.【答案】阿基米德;排开液体所受的重力
2.【答案】变小;变大
3.【答案】向上;零
4.【答案】8×108;750
5.【答案】2;200;不变
6.【答案】不变;大于;轮船受到的浮力不变,轮船在北大西洋排开海水的体积较小,根据F浮=ρ液gV排可知,北大西洋的海水密度较大
7.【答案】D 8.【答案】A9.【答案】C10.【答案】B11.【答案】C
12.【答案】C13.【答案】A,D14.【答案】A,C
15.【答案】
16.【答案】
17.【答案】(1)水平;2.6 (2)变大
(3)排开液体的体积;无;400;
18.【答案】(1)B (2)1.5
(3)它排开的液体所受的重力 (4)150;1.2
19.【答案】(1)向右运动 (2)小于 (3)a;深度
(4)乒乓球不受到浮力;
20.【答案】解:(1)浮力:
F浮=G-F=8.4N-7.2N=1.2N
(2)由阿基米德原理F浮=G排水=ρ水V排g得
,
由G=mg得,金属块的质量:
由得,金属块的密度:
(3)金属块离开水面后,水位下降的高度:
,
由p=ρgh得,减小的压强:
答:(1)金属块受到的浮力为1.2N;
(2)金属块的密度为7×103kg/m3;
(3)金属块离开水面后,杯底受到的压强减小了60Pa。
21.【答案】(1)
(2)给金箍棒最小的力为
(3)解:金箍棒横截面积 ,
竖立时对地面的压强
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【王牌物理】2025八下阶段性调研试题九
第十章浮力 基础卷 难度系数0.62
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
1、 填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.古希腊科学家 对浸在液体里的物体的受力情况进行大量实验,得到结论:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 。
【答案】阿基米德;排开液体所受的重力
【解析】【解答】古希腊科学家阿基米德对浸在液体里的物体的受力情况进行大量实验,得到结论:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体所受的重力。
2.如图所示,我国的“海翼1000号”深海滑翔机刷新了下潜深度的世界纪录,它是通过改变自身油囊体积实现浮沉的。在水面下滑翔机下沉时,油囊体积变小,所受浮力 。下沉过程中滑翔机受到海水的压强 。(均填“变大“变小”“不变”)
【答案】变小;变大
【解析】【解答】在水面下滑翔机下沉时,油囊体积变小,则排开液体的体积减小,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它受到的浮力变小。滑翔机所在的深度增大,根据p=ρ液gh可知,它受到海水的压强变大。
3.“天宫课堂”上、航天员与地面共同做了一个有关浮力的实验。如图甲,同学们在地面观察到乒乓球在水中上浮、乒乓球受到的浮力方向是竖直 ,如图乙,在太空环境下,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,浮力消失的原因是水对乒乓球各方向压力的合力为 (由于液体存在表面张力,太空中水对乒乓球有压强)
【答案】向上;零
【解析】【解答】 (1)浮力方向总是竖直向上的;
(2)太空中失重状态下,乒乓球的重力为零,水也处于失重状态,所以水对放入其中的乒乓球不会产生压力的作用,水对乒乓球各个方向的压力合力为零,所以乒乓球不会受到浮力的作用。
故答案为:向上;零。
4. 如图是我国第三艘航空母舰福建舰开展首次航行试验时的情景,该舰满载排水量为8x104t,可装载70余架舰载机,每架舰软机质量为25t.则福建舰满载时受到的浮力为 N:若有30架舰载机飞离航母,航母排开海水的体积将减少 m3.(海水的密度取ρ水=1.0×103kgm3)
【答案】8×108;750
【解析】【解答】根据排水量,计算满载时的浮力为:F浮=G排=mg=8×104×103kg×10N/kg=8×108N;30架舰载机的质量m机=30×25t=750t=7.5×105kg,航母漂浮,自身质量等于排开水的质量,则Δm排=m机,排开海水的体积将减少。
5.将一盛满水的烧杯置于水平桌面上,缓慢放入一质量为 200g的木块,木块最终在杯中处于漂浮状态,此时木块所受浮力大小是 N,从杯中排出水的体积是 cm3,上述过程中水对杯底的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”).(水的密度ρ水=1×103 kg/m3, g取10N/kg)
【答案】2;200;不变
【解析】【解答】 (1)因为木块在水中静止后处于漂浮状态,
受到的浮力:F浮=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,
木块排开水的体积:;
(2)木块放入水中后,排开的水溢出烧杯,杯内水的深度不变,
根据p=ρgh可知,烧杯底部所受水的压强不变。
故答案为:2;200;不变。
6.为保证安全,海船的船舷上画有载重线, 如第13题图是部分载重线。当船从北大西洋驶入印度洋时,船受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);根据载重线,可知北大西洋的海水密度 印度洋的海水密度(选填“大于”、“小于”或“等于”),判断的理由是: 。
【答案】不变;大于;轮船受到的浮力不变,轮船在北大西洋排开海水的体积较小,根据F浮=ρ液gV排可知,北大西洋的海水密度较大
【解析】【解答】当船从北大西洋驶入印度洋时,船始终是漂浮状态,船所受的浮力等于船的重力,由于船的重力不变,所以船受到的浮力不变。
由图可知,h北大西洋>h印度洋,由V排=Sh可知,船在北大西洋中排开海水的体积较小,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力不变时,排开海水的体积越小,密度越大,故北大西洋的海水密度大于印度洋的海水密度,判断理由是:轮船受到的浮力不变,轮船在北大西洋排开海水的体积较小,根据F浮=ρ液gV排可知,北大西洋的海水密度较大。
二、选择题(共16分。其中第7—12小题为单选题,每小题2分。第13—14小题为双选题,每小题2分,多选、错选不得分,漏选得1分)
7.关于浮力,下列说法正确的是( )
A.插入淤泥里的桥墩受到浮力的作用
B.浮力的方向是垂直向上的
C.只有漂浮在水面上的物体才能受到浮力
D.浮力的施力物体可能是液体,也可能是气体
【答案】D
【解析】【解答】A.插入淤泥里的桥墩,下面没有液体进入,不受浮力的作用,A不符合题意;
B.浮力的方向是竖直向上的,B不符合题意;
C.物体受到上下表面的压力差,受到浮力,C不符合题意;
D.浮力的施力物体可能是液体,也可能是气体,D符合题意。
故答案为:D.
8.密度计是用来测量液体密度的仪器,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度计静止时如图所示,设甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,密度计受到的浮力分别为F甲和F乙,则( )
A.ρ甲<ρ乙F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙F甲=F乙 D.ρ甲>ρ乙F甲<F乙
【答案】A
【解析】【解答】由题干可知,两密度计重力相同,由于密度计均漂浮在水中,所以由二力平衡可知密度计受浮力大小相同, F甲=F乙 ,由公式得,甲密度计排开水的体积大于乙密度计排开水的体积,浮力相同,则 ρ甲<ρ乙 。
故答案为:A
9.如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4N,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103kg/m3)。则下列说法正确的是( )
A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90g
B.丙图中浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.9N
C.丁图中,弹簧测力计的示数F应为6.9N
D.鹅卵石的密度为1.56g/cm3
【答案】C
【解析】【解答】AB.丙图中鹅卵石
溢水杯溢到小桶中水的重力
溢到小桶中水的质量
故AB错误;
C.示数为,故C正确;
D.鹅卵石质量
排开水的体积
浸没时
密度,故D错误。
故选C。
10.如图所示,将乒乓球置于去底塑料瓶口处,然后向瓶里注水,当有少量水从瓶口流出时,乒乓球不上浮;若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了( )
A.连通器工作原理 B.浮力产生的原因
C.大气存在着压强 D.抽水机工作原理
【答案】B
【解析】【解答】 将乒乓球置于去底塑料瓶口处,然后向瓶里注水,当有少量水从瓶口流出时,乒乓球的上部受到的液体压强和大气压强的作用,下部只受到大气压强的作用,向上的压强小于向下的压强,则向上的压力小于向下的压力,故乒乓球不能上浮;
当用手堵住瓶口时,乒乓球下部有水也会受到液体压强,乒乓球下部液体深度越深,液体压强越大,向上的压强大于向下的压强,则向上的压力大于向下的压力,乒乓球就上浮起来。此实验说明的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B。
11.物理实践活动中,小明自制了一个体积为50cm3的潜艇模型,如图所示。下列说法正确的是( )
A.潜艇模型悬浮在水中时受到的浮力为5N
B.潜艇模型是通过改变所受的浮力实现浮沉的
C.将注射器向左推,图中悬浮的潜艇模型上浮
D.潜艇模型在水面下下潜的过程中受到的浮力增大
【答案】C
【解析】【解答】A.潜艇模型悬浮在水中时,
受到浮力,故A错误;
B.潜水艇浸没在水中时,受浮力不变,通过改变自身的重力实现浮沉,故B错误;
C.将注射器向左推,试管中水被排出,自身重力减小,将上浮,故C正确;
D.下潜过程中,排开水的体积不变,受到的浮力不变,故D错误。
故选C。
12.所示位置静止,已知材料密度为,方形盒的体积为,水的密度为,则下列说法正确的是( )
A.玩具鱼的质量为
B.方形盒与玩具鱼的体积之比为:
C.方形盒空心部分的体积为
D.水对盒下表面的压力为
【答案】C
【解析】【解答】A、由于方形盒和实心玩具鱼整体悬浮时,总重力等于浮力,即G总= F浮= ρ水gV,则玩具鱼的重力,玩具鱼的质量,故A错误;
B、假设方形盒和实心玩具鱼分别为m,则玩具鱼的体积V=,方形盒和实心玩具鱼的总重力G总=2mg;根据阿基米德原理得盒的体积,所以盒与玩具鱼的体积之比,故B错误;
C、根据盒与玩具鱼的体积之比变形得实心玩具鱼的体积,因为同种材料制成质量相等的方形盒和实心玩具鱼,所以方形盒中材料的体积等于实心玩具鱼的体积,即V方盒 =V,则盒空心部分的体积,故C正确;
D、根据压力差法可知,水对盒的浮力等于水对盒下表面的压力减去水对盒上表面的压力,所以水对盒下表面的压力大于水对盒的浮力,即水对盒下表面的压力大于ρ水gV,故D错误。
故选: C。
13.关于物体受到的浮力及其应用,下列说法正确的是( )
A.图甲:加热孔明灯内部空气,内部空气的密度比外部空气的密度小到一定程度,孔明灯就上升
B.图乙:山东舰从黄浦江驶入东海后(海水的密度大于河水的密度),山东舰所受浮力变大
C.图丙:用盐水选种时,沉入水底的良种所受浮力小于重力,浮在水面的次种所受浮力大于重力
D.图丁:压缩空气将悬停在水中的潜水艇水舱里的水排出一部分时,浮力大于重力,潜水艇上浮
【答案】A,D
【解析】【解答】 解:A、加热孔明灯内部空气,内部空气的密度比外部空气的密度小到一定程度,则孔明灯受到的浮力会大于自身重力,则孔明灯向上升,故A正确;
B、山东舰从黄浦江驶入东海后,山东舰始终漂浮在液面上,浮力始终等于山东舰的总重,由于山东舰的总重力不变,则山东舰受到的浮力不变,故B错误;
C、根据物体的浮沉条件可知,良种沉底,所受浮力小于自身的重力,次种漂浮在液面上,浮力等于自身重力,故C错误;
D、压缩空气将悬停在水中的潜水艇水舱里的水排出一部分时,潜水艇自身的重力减小,当重力小于受到的浮力时,潜水艇上浮,故D正确。
故选:AD。
14.一装有适量水的容器放在水平桌面上,容器底面积为S。一木球和一合金球的体积分别为5V0和2V0。将它们用细线相连放入水中静止时,木球露出水面的体积为V0;当把细线剪断后,合金球沉底,木球静止时露出水面的体积为2V0,如图所示。已知水的密度为ρ0,下列说法正确的是( )
A.合金球的重力为3ρ0gV0
B.合金球的密度为3ρ0
C.木球的密度为0.6ρ0
D.剪断细线后,水对容器底部的压强减少了0.2ρ0gV0
【答案】A,C
【解析】【解答】AB.剪断前,木球和合金球排开水的体积为:V排前=5V0+2V0-V0=6V0
两球漂浮,根据二力平衡:······①
剪断后,木球排开水的体积为:V排后=5V0-2V0=3V0
木球漂浮,根据二力平衡:······②,
则,合金球的质量为:
合金球的密度为:,故A正确,B错误;
C.木球的质量为
木球的密度为,故C正确;
D.剪断细线后,木球和合金球受到的浮力之和为:
则两球对水的作用力变化量为:
剪断细线后,水对容器底部的压强减少了,故D错误。
故选AC。
三、作图题(每题2分,共4分)
15.如图甲所示是国之重器福建舰,是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,请在图乙的简图中画出福建舰受到的重力和浮力。
【答案】
【解析】【解答】福建舰受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,由于处于漂浮状态,则浮力等于重力,如图所示:
16.在图中,重为8N的小球静止在水中,受到的浮力为6N,请用力的图示法画出小球所受的浮力F浮。
【答案】
【解析】【解答】小球静止在水中,浮力的大小为6N,方向竖直向上,作用点在小球重心,设标度为3N,画出两个标度,表示6N,浮力如图:
4、 实验探究题(共3小题,每空1分,共18分)
17.【探究名称】探究浮力大小的影响因素。
【问题】小明打完篮球后,给篮球进行了一次清洗,他发现篮球漂浮在池中水面上,用力往下按时,越来越费力,由此引起了他探究影响浮力大小的因素的兴趣。所用器材有电子台秤、木块、盆、细针(体积不计)等。
(1)将电子台秤放在 桌面上,打开开关,将木块放在台秤上,台秤示数稳定时如图甲所示,则木块受到的重力为 N;(g取10N/kg)
(2)取走木块,用盆装适量水放在台秤上,待示数稳定后,将木块缓慢放入水中,小明观察到,在放入木块的过程中,台秤的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),直至如图乙所示;
(3)如图丙所示,用细针将木块缓慢压入水中,同时观察台秤示数的变化,他发现当木块完全浸入水中后,继续下压,台秤示数不变;
【解释】分析实验现象可知,浸在液体中的物体受到的浮力随 增大而增大,与物体浸没在液体中的深度 (选填“有”或“无”)关;
【交流】根据实验中的数据,小明还计算出了木块的体积为 cm3,则木块的密度为ρ木= kg/m3。
【答案】(1)水平;2.6
(2)变大
(3)排开液体的体积;无;400;
【解析】【解答】探究浮力大小的影响因素时,
(1)实验时,电子秤放在水平桌面上,木块受到的重力为;
(2)用盆装适量水放在台秤上,将木块放入水的过程中,排开水的体积变大,木块受到的浮力变大,木块对水杯的压力变大,台秤的示数变大。
(3)根据图像,物体受到的浮力随排开液体的体积增大而增大,当木块完全浸没后,继续下压,木块排开液体的体积不变,木块的深度增加,台秤示数不变,说明浮力与物体浸没在液体中的深度无关。
根据实验中的数据,水杯与水的质量为:
木块完全浸没时排开水的质量
木块完全浸没时受到的浮力
木块完全浸没时排开水的体积与自身的体积相等,即
木块的密度为
18.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力大小为 N;
(3)由以上步骤可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于 ;
(4)由图中数据可知石块的体积为 cm3,将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力为 N。
(,, )
【答案】(1)B
(2)1.5
(3)它排开的液体所受的重力
(4)150;1.2
【解析】【解答】(1)先乙后甲,物体由于带水测重力会引起误差;先丙后丁,烧杯内有残留的水,会产生误差,所以实验的最佳顺序是丁、甲、乙、丙,AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力
(3)比较甲乙之差和丙丁之差可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(4)根据可得石块排开液体的体积
石块的体积
石块浸没在酒精中时排开酒精的体积
石块受到的浮力为
19.空的矿泉水瓶随处可见,可以利用它们做很多物理实验。
(1)如图甲,把一装满水的矿泉水瓶平放在水平桌面上,瓶中间有一个气泡,用手突然水平向右推一下瓶子,气泡将 (选填“向右运动”、“向左运动”或“静止”)。
(2)如图乙,在靠近矿泉水瓶底部的侧壁上开—个小圆孔,用胶带封住小孔,往瓶中加入水,接着撕去胶带,水便从小孔射出,当水面还未下降到小孔位置时盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出,此时瓶内水面上方气压 外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)如图丙,在空矿泉水瓶一侧的三个不同高度处扎三个小孔,往里面倒水,其中 孔流出的水喷得最远(选填“a”、“b”、“c”),说明液体内部的压强与 有关。
(4)将矿泉水瓶剪去底部制成漏斗,用它做如下实验:
A.如图丁所示,把一只乒乓球放在瓶内(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径),从上面倒入水,观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,但乒乓球并不上浮。乒乓球没有浮起来的原因是 。
B.如图戊所示,用手堵住瓶颈的出水口,水继续流下并注满瓶颈后,乒乓球上浮直至漂浮,请在图戊中画出漂浮的乒乓球的受力示意图。
【答案】(1)向右运动
(2)小于
(3)a;深度
(4)乒乓球不受到浮力;
【解析】【解答】(1)用手突然水平向右推一下瓶子,瓶子受力向右运动,而由于惯性,水会保持原来的静止状态不变,即相当于向后运动。瓶子中的气泡受到挤压,于是向右运动。
(2)当水面还未下降到小孔位置时盖上瓶盖并拧紧,此时外界大气压强等于瓶内水柱压强和瓶内气压之和,即p大气=p内+p水,则瓶内水面上方气压小于外界大气压;
(3)如图丙,在空矿泉水瓶一侧的三个不同高度处扎三个小孔,往里面倒水,其中a孔流出的水喷得最远,说明液体内部的压强与深度有关。
(4)A.物体受到的浮力来自于上下两个表面的压力差,此时乒乓球下表面没有水,即没有向上的压力,因此乒乓球不受浮力;
B.乒乓球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,二者都作用在乒乓球的重心上,如下图所示:
五、计算题(共18分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值和单位)
20.如图甲所示,小方同学用弹簧测力计,将一个长方体金属块从装有水的圆柱形水杯底部,匀速竖直向上提升到离水面一定的高度处。已知水杯底面积为200cm2,图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。求:
(1)金属块受到的浮力;
(2)金属块的密度;
(3)金属块离开水面后,杯底受到的压强减小多少?
【答案】解:(1)浮力:
F浮=G-F=8.4N-7.2N=1.2N
(2)由阿基米德原理F浮=G排水=ρ水V排g得
,
由G=mg得,金属块的质量:
由得,金属块的密度:
(3)金属块离开水面后,水位下降的高度:
,
由p=ρgh得,减小的压强:
答:(1)金属块受到的浮力为1.2N;
(2)金属块的密度为7×103kg/m3;
(3)金属块离开水面后,杯底受到的压强减小了60Pa。
【解析】【分析】(1)根据金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,据此求出金属块重;
(2) 当金属块未露出液面时,拉力等于重力减去浮力,据此求金属块受到的浮力;
(3)首先判断拉力在15s至25s时间段内的变化,再利用公式判断浮力的变化;
21.《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述,悟空撩衣上前,摸了一把,乃是一根铁柱子……两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字,“如意金箍棒一万三千五百斤”……拿出外面,只有二丈长短,碗口粗细。以国际单位制,金箍棒质量约为6750kg,长度约6.67m,体积约为0.2m2,其形状为圆柱体,g取10N/kg,海水的密度是1.025×103kg/m3。当孙悟空手托不变形的金箍棒在海水中上升时,问:
(1)浸没在海水中时,棒受到的浮力多大?
(2)孙悟空给金箍棒最小的力为多大?
(3)当金箍棒完全出水后竖立在水平地面时,对地面的压强多大?(结果保留两位小数)
【答案】(1)
(2)给金箍棒最小的力为
(3)解:金箍棒横截面积 ,
竖立时对地面的压强
【解析】【分析】(1) 金箍棒体积约为0.2m2,根据浮力公式计算金箍棒所受浮力;
(2) 金箍棒质量约为6750kg,根据G=mg计算金箍棒的重力,结合(1)计算金箍棒的浮力,结合称重法计算 、孙悟空给金箍棒最小的力;
(3)金箍棒横截面积 ,根据压强公式F=Ps计算竖立时对地面的压强。
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