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第十章 浮力 检测卷
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求.
1.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的“天宫一号” B.上升的热气球 C.航行的“辽宁”号 D.下潜的“蛟龙”号
2.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的塞子,塞子静止不动.则下列说法中正确的是( )
A.塞子不受水的压力作用,但受到水的浮力作用
B.塞子不受水的压力作用,也不受水的浮力作用
C.塞子受到水的压力作用,不受水的浮力作用
D.此时塞子处于非平衡状态
3.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,长方体都保持静止.对这两种情况,下列说法正确的是( )
A.水对长方体上、下表面的压强差不相等,压力差相等
B.水对长方体上、下表面的压强差不相等,压力差不相等
C.水对长方体上、下表面的压强差相等,压力差不相等
D.水对长方体上、下表面的压强差相等,压力差相等
4.宋朝的怀丙和尚聪明善思,曾多次解决当时的工程难题,如图为其利用浮船打捞铁牛的过程示意图.先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸.船在甲、乙、丙三个位置所受浮力分别为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是( )
A.F甲>F乙=F丙 B.F甲=F乙>F丙
C.F甲>F乙>F丙 D.F甲<F乙<F丙
5.如图所示,三个体积相同而材料不同的球A、B、C分别静止在不同深度的水里,以下说法正确的是( )
A.A球所受的浮力最小
B.A球所受的浮力最大
C.C球所受的浮力比B球的小
D.C球所受的浮力比B球的大
6.小明同学在“海底世界”游玩时,观察到鱼嘴里吐出的气泡如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡受到的水的压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变
B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小
D.浮力变大,压强变大
7.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小桶,此时弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力:F浮=F2-F1
B.小桶中水的重力:G<F1-F2
C.溢水杯对桌面的压力:F甲=F乙
D.铁块受到的重力:G甲>G乙
8.小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制成一个“土仪器”,将其先后放入甲、乙两杯液体中,静止时的情景如图所示,对于这个“土仪器”所运用的知识或用途的说法中不正确的是( )
A.运用了二力平衡的知识
B.运用了物体的漂浮条件
C.可以比较不同液体密度的大小
D.能准确测出液体的密度
9.图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中(忽略液面上升),整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降的高度h变化的关系图像如图乙所示,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,下列说法错误的是( )
A.圆柱体受到的重力是9 N
B.圆柱体受到的最大浮力是6 N
C.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
D.当圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强是800 Pa
10.水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器,分别装有密度不同的液体,将两个完全相同的小球放入容器中,静止时两容器中液面高度相同,如图所示.下列说法正确的是( )
A.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B.甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力
C.甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
D.甲容器底部受到液体的压力小于乙容器底部受到液体的压力
二、非选择题:本题共8小题,共60分.按题目要求作答.
11.(6分)(1)食品厂配制了两种不同密度的盐水来挑选榛子果仁.在甲、乙两个完全相同的杯子中倒入体积相等、密度不同的盐水.将四颗榛子果仁(标号为1、2、3、4号,忽略榛子体积变化)先后放入甲、乙两种盐水中,静止后的情形如图1所示.
(1)两杯盐水的密度关系为ρ甲 ρ乙(选填“<”“=”或“>”).
(2)将图1甲中的1号榛子受力示意图在图2中画出(以“·”代表榛子,方框中已画出其所受的重力G).
(3)3号榛子在甲、乙两种盐水中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙(选填“<”“=”或“>”).
(4)如图3所示,物体处于上浮、悬浮状态,画出它们的受力情况.
12.(6分)(1)图1是我国自行设计和自主研制的“蛟龙”号载人潜水器.当“蛟龙”号完全进入海水中工作时,排开海水的重力是5×105 N,则“蛟龙”号受到海水的浮力是 N;随着不断下潜,“蛟龙”号下表面受到海水的压强 ,受到的浮力 .(后两空选填“变大”“不变”或“变小”)
图1
(2)密度计可以用来测量液体的密度,使用时应让密度计在被测液体中 (选填“悬浮”“漂浮”或“下沉”);如图2所示,现将其先后放入装有不同液体的甲、乙两个烧杯中(密度分别为ρ甲和ρ乙),可以判断,密度计在两个烧杯中所受浮力F甲 F乙,两液体密度ρ甲 ρ乙.(后两空选填“>”“=”或“<”)
图2
13.(8分)(1)“深海一号”是我国自主设计建造的第一艘大吨位深海载人潜水器专业母船,如图甲所示.该船静止在水面时,受到浮力的方向是 ,卸去船上的货物后船受到的浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”).
甲
(2)某潜水艇在高密度海水区域内沿水平方向潜航进行军事演练(图乙).潜航时,不慎驶入低密度海水区域,受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”),使潜水艇加速下沉.已知该地的海水密度为1.02×103 kg/m3,当仪表显示海水压强为5.1×106 Pa时,潜水艇距离海面的竖直距离约为 m,此时达到潜水艇承受的极限,士兵紧急对舱内的水箱进行 (选填“注水”或“排水”),潜水艇最终转危为安.(g取10 N/kg)
乙
14.(9分)(1)维修“中国天眼”时,为避免压坏反射面板,用氦气球将维修人员吊起,如图1甲所示.小明利用气球A和一个重为5 N的物体B模拟氦气球在地面上的充气过程,如图1乙所示,气球A充入氦气过程中,体积变大,受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”);当气球A体积为0.1 m3时,受到的浮力为 N,此时地面对物体B的支持力为 N.(不计细线、气球和氦气的重力及重物受到的浮力,取ρ空气=1.29 kg/m3,g=10 N/kg)
(2)如图2所示,将完全相同的两个长方体物体分别以水平与竖直放置,恰好都悬浮在水中,若它们下表面所处的深度相同,则 (选填“甲”或“乙”)物体下表面受到的压力大;它们上、下表面受到水的压力差 ;两物体排开水的重力 .(后两空选填“相等”“甲大”或“乙大”)
图2
(3)图3是世界上最长的跨海大桥——我国港珠澳大桥的一部分.该桥全长为55 km,某车以50 km/h的运动速度匀速通过整个大桥需 h.在某段匀速直线运动过程中,不计空气阻力,该车受到的摩擦力为1 000 N,则该车的牵引力为 N,大桥某一桥墩浸在海水中的体积为10 m3,则桥墩受到浮力为 N.(海水的密度取1.03×103 kg/m3)
图3
15.(6分)在学了浮力知识后,科技小组的同学用筷子自制了一个木筏模型,如图所示.木筏的质量为100 g,体积为180 cm3.(g=10 N/kg,ρ=1×103 kg/m3)求:
(1)木筏漂浮在水面上时,受到的浮力;
(2)木筏漂浮在水面上时,露出水面的体积;
(3)将10支签字笔放在木筏上面,木筏刚好浸没在水中,平均每支签字笔的质量.
16.(6分)如图所示,据报道,某奇男子凭借一根未经任何加工的毛竹横渡富春江.已知人与手上物体的总质量为80 kg,他两只脚站在毛竹上的受力面积为400 cm2.(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)求他对毛竹的压强;
(2)若他用来渡江的那一根毛竹质量为50 kg,体积为0.15 m3,请通过计算说明他能否实现水上漂行.
17.(10分)为验证阿基米德原理,小明选用实验器材:弹簧测力计、烧杯、小水桶、石块、小垫块和水,完成以下几个测量步骤:
A.用弹簧测力计测出石块的重力G物;
B.将石块浸没在烧杯的水中,读出此时弹簧测力计的示数F;
C.用弹簧测力计测出小水桶和水的总重力G总;
D.用弹簧测力计测出空水桶的重力G0.
(1)最佳测量步骤为 (填字母).
(2)石块浸没在水中所受的浮力表达式为F浮= ;被石块排开的水的重力表达式为G排= ;比较F浮与G排的大小.(用已测得的物理量表示)
(3)如图B所示,当石块浸没到水中后,随着石块浸在水中深度增加,弹簧测力计的示数 ,石块底部受到水的压强 .(均选填“变大”“不变”或“变小”)
18.(9分)如图甲所示,圆柱体在水中悬浮,其上、下表面受到水的压力分别为3 N、5 N.
(1)圆柱体受到的浮力大小等于 N,依据是 .
(2)圆柱体受到的重力大小等于 N,依据是 .
(3)若把此圆柱体浸没在装满某种液体的溢水杯中(不触底,图乙),静止时弹簧测力计的示数为0.4 N.
①以“·”表示圆柱体,在图丙中画出圆柱体此时的受力示意图;
②圆柱体排开的液体的重力为 N.
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第十章检测卷
1.A 2.C 3.A 4.C 5.A
6.C 【解 析】气泡上升时,深度h 变小,由p=pgh 可知气泡受 到水的压强变小,气泡内的气体随之膨胀,故气泡的体积变 大,排开水的体积变大,由F 浮=P水 gV 排可知气泡受到水的浮力变大.故 ABD 不符合题意,C符合题意.
7.C 【解 析】由称重法可知,铁块受到的浮力F浮=F₁-F₂, 故 A 错误;由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体 的重力,所以小桶中水的重力G=F 浮=F₁-F₂, 溢水杯对桌面的压力F甲=F 乙,故 BC 错误;由于物体受到的重力与物体的 质量有关,与物体受到的浮力大小无关,故铁块受到的重力 G甲 =G, 故 D 错误.
8.D
9.D 【解析】由题图乙可知,圆柱体重G=9N, 故 A 正确、不符 合题意;圆柱体浸没时弹簧测力计的示数 F 票=3N,圆 柱 体 浸没时受到的浮力F 浮=G-F 票=9N-3N=6N, 即圆柱体受 到的最大浮力是6 N, 故 B 正确、不符合题意;根据 F浮=
P水 gV排可知,圆柱体的体积
,圆柱体的密度
,故C 正确、不符合 题意;圆柱体刚好浸没时,下表面在水中的深度 h=8cm-
4cm=4 cm=0.04m,下表面受到水的压强 p=P水gh = 1.0×10³kg/m³×10 N/kg×0.04m=400Pa,故 D 错误、符合题意.
10.C 【解 析】两个小球重力相等,题图甲中,小球漂浮,浮力等于重力,即 F甲=G, 题图乙中,小球悬浮,浮力等于重力, 即 F 乙=G, 所以甲容器中小球受到的浮力等于乙容器中小球受到的浮力,根据F 浮=P 波gV排,在浮力相同时,由题图知 V甲排<V乙,所以p 甲>P乙,故 AB 错误;两容器中液面高度相 同,ρ甲>P乙,根据p=pgh可知P甲>P乙,由F=pS 可知,S 相同, 容器底受到液体的压力F甲>F乙,故 C 正确、D 错误.
11 . (1)>(2)如图所示(3)=
(4)如图所示
12. (1)5×10⁵ 变大 不变 ( 2 ) 漂浮 = >
13 . (1)竖直向上 减小(2)减小500 排水
14 . (1)变大1 . 29 3 . 71 (2)甲 相等 相等 (3)1.1 1000 0
【解析】(1)充入适量氦气过程中,气球A 的体积变大,其排开空气的体积变大,根据 F 浮=P空气gV排知,气球 A 受到的浮 力变大. 当气球 A 体积为0 . 1m³ 时,其受到的浮力 F浮= P空气gV非=1.29kg/m³×10N/kg×0.1m³=1.29N. 物体 B 对气球A 的拉力等于浮力,由于物体间力的作用是相互的,所以,气球A 对物体 B 的拉力等于物体 B 对气球 A 的 拉 力,等于1.29 N, 气 球 A 通过细线拉着物体 B 静止在水平 地面上,物体B 受力平衡,物体 B 受到的重力等于拉力加上支持力,所以,此时地面对物体 B 的支持力F 支=G-F 拉= 5N-1.29N=3.71N.
(2)甲、乙下表面所处的深度相同,根据p=pgh 得,甲、乙下 表面受到的压强相等,由题图2知,甲的受力面积比乙的 大,由F=pS 得,甲下表面受到的压力比乙的大.根据浮力产 生的原因得,上、下表面受到水的压力差等于浮力,根据悬 浮条件及 F 浮=G排=P 液gV# 得,甲、乙受到的浮力相等,则上、下表面受到水的压力差相等,排开水的重力相等.
15.解:(1)木筏漂浮在水面上时,根据漂浮条件得,木筏所受 浮力等于其重力,即
F 浮=G=mg=0.1 kg×10N/kg=1N
(2)木筏漂浮在水面上时,排开液体的体积
木筏露出水面的体积
V露=V-V排=180 cm³-100cm³=80cm³
(3)因木筏刚好浸没在水中,由 F浮=pgV 得,此时木筏所 受的总浮力
F浮'=pgV=1×10³kg/m³×10 N/kg×180×10⁶m³=1.8N 所以10支签字笔和木筏的总重力G 总=F 浮'=1.8 N 则10支签字笔和木筏的总质量
则10支签字笔的总质量
m签 字 笔 总 =m 总-m=180g- 100 g=80g 则1支签字笔的质量
答:(1)木筏漂浮在水面上时,受到的浮力为1N;(2) 木筏 漂浮在水面上时,露出水面的体积为80cm³;(3) 将10支签字笔放在木筏上面,木筏刚好浸没在水中,平均每支签字笔 的质量为8g.
16.解:(1)他对毛竹的压力
F=G=mg=80kg×10 N/kg=800N 他对毛竹的压强
(2)毛竹和人的总重力
G总 =m总 g=(80kg+50kg)×10N/kg=1300N
毛竹刚好浸没时,所受的浮力最大,所以最大浮力
F浮= P水 gV排 = 1.0× 10 ³ kg/m³×10 N/kg×0.15m³=1500N
因为F浮>G总,所以他能实现水上漂行
答:(1)他对毛竹的压强为2×10⁴ Pa;(2) 他能实现水上 漂行.
17.(1)DABC(2)G物-FG总-G₀(3) 不变 变大
18. (1)2 物体受到的浮力等于上、下表面受到的压力差
(2)2 物体悬浮时受到的浮力和自身的重力相等
(3)①如图所示②1.6
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