内容正文:
第十章浮力同步练习
一、单选题
1.a、b两种物质的质量与体积关系的图像如图所示,分别用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,松手稳定后( )
A.甲漂浮,甲所受的浮力大于乙所受的浮力 B.乙悬浮,乙所受的浮力大于甲所受的浮力
C.甲沉底,甲所受的浮力小于乙所受的浮力 D.乙沉底,乙所受的浮力小于甲所受的浮力
2.如图所示,一个圆球甲和实心小铁块乙,由一条细线连接且在水中处于静止状态;若剪断细线,当甲、乙都静止时,甲所受的浮力将( )
A.减小且等于重力 B.增大且大于重力
C.不变且大于重力 D.减小且小于重力
3.小亮研究物体的浮沉条件,把鸡蛋放入在清水中,发现下沉,然后往水中缓缓加入食盐,观察到鸡蛋慢慢浮起。在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间变化的图像,可能是图中的( )
A. B. C. D.
4.用如图所示的器材,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,下列说法错误的是( )
A.图甲中的溢水杯一定要装满液体
B.通过甲、乙两图可以测出物体所受浮力的大小
C.若图乙中物体碰到了容器底,浮力的测量值会偏小
D.更换大小不同的物体多次实验,是为了寻找普遍规律
5.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
6.在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,可以探究物体所受浮力大小与浸没在液体中的深度无关的是图中的( )
A.甲和丙 B.甲和乙 C.乙和丁 D.丙和丁
7.如图所示,装有不同液体的两个烧杯中放入两个完全相同的物体,当物体静止后,两烧杯中液面恰好相平,液体对两烧杯底部压强分别是,液体对两物体的浮力分别是,下列判断中正确的是( )
A. B.
C. D.
8.“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.在太空中浮力消失了
9.如图甲所示,放在水平桌面上的溢水杯装满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;如图乙所示,将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块的密度
D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
10.如图所示,将同一长方体分别水平、竖直浸没在水中,它们所受到的( )
A.向上、向下的压强差不等,向上、向下的浮力不等
B.向上、向下的压强差不等,向上、向下的压力差相等
C.长方体水平放置时,若深度增加,则压力差增加
D.向左、向右的压强差相等,向左、向右的压力差不等
11.近年来我的国防力量越来越强大。我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练时。下列说法正确的是( )
A.航母是采用“空心”的方法减小了可利用的浮力
B.舰载机飞离航母后,航母底部受海水压强增大
C.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力减小
D.航母能漂浮在海面上是因为它受到的浮力总大于它的重力
12.图所示是阿基米德原理的验证过程的实验,从实验中得出的结论是( )
A.浮力与物体的体积和形状及物体的重力三者有关
B.浮力与物体排开的液体受到的重力有关
C.浮力与物体自身的重力也有关
D.与物体在液体中的深度有关,因为液体对物体产生的力是由压力差所造成的。
二、填空题
13.某航母满载时排水量是67000t,吃水深度(海面到船底的距离)为10m,海水的密度为1.03×103kg/m3,该航母在海上满载航行时受到的浮力是 N,此时航母底部受到海水的压强为 Pa;如果航母上部分飞机起飞离开航母,航母受到的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
14.从密度的角度认识物体的浮沉
(1)漂浮: 、 ;
(2)上浮(物体在液面下): 、 ;
(3)悬浮: 、 ;
(4)下沉(物体在液面下): 、 ;
(5)沉底: 、 。(以上各空均选填“>”“<”或“=”)
15.试根据表格所提供的信息判断将石蜡块浸没在不同的液体中后释放,石蜡块是上浮、下沉还是悬浮。
物质名称
密度/
物质名称
密度/
汽油
水
柴油
石蜡
(1)石蜡块浸没在水中,将会 ;
(2)石蜡块浸没在柴油中,将会 ;
(3)石蜡块浸没在汽油中,将会 。
16.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, 。
17.将重0.5kg的物体压入水中,排开水的重力为8N,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将 (选填“上浮”或“下沉”),待物体静止时所受浮力为 N。(g取10N/kg)
18.如图所示,不计空气阻力,质量为0.02kg的气球A保持与水平面成45°角的方向匀速直线运动,则气球除了受重力,还要受到一个 N的力,此力的方向是 。气球所受重力的施力物体是 。(g取10N/kg)
19.用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示,物体下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙,根据图中信息,可知物体浸没时所受的浮力大小为 N ,物体的密度为 kg/m3。
三、实验题
20.小明和小华利用如图所示的实验器材探究物体的浮沉条件,他们探究活动的过程如下:
(1)探究蜡块的上浮条件;
①测量蜡块所受的重力;
小明设计的方案:用弹簧测力计测出蜡块所受的重力;
小华设计的方案:用天平测出蜡块的质量,求出重力。
你支持 (选填“小明”或“小华”)的方案,理由是 ;
②测量蜡块受到的浮力。
小明在量筒中放入适量的水,把蜡块放入水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。上述操作中存在的问题是 ;
③通过比较蜡块所受的重力和受到的浮力可知物体上浮的条件。
(2)探究石块下沉的条件。
①测量石块所受的重力;
用弹簧测力计测出石块所受的重力;
②测量石块受到的浮力。
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。小华依据另一种原理,采用不同的方法也测出了石块受到的浮力,其方法是 ;
③通过比较石块所受的重力和受到的浮力,可知物体下沉的条件。
21.在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,小明利用老师提供的弹簧测力计、圆柱体、两杯分别装有水和某种液体的烧杯进行探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示:
(1)分析图(a)、(b)、(c),说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图 的装置来进行操作;
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N,圆柱体浸没在某液体中受到的浮力是 N,说明这种液体的密度比水的密度 ;
(4)综上所述,影响浮力大小的因素有 、 。
四、计算题
22.某科技小组的同学想制作一个简易密度计来测量液体的密度。他们取了一个上端开口、底部有配重的薄壁玻璃筒,侧壁标有0~80mL体积刻度,将空玻璃筒开口向上放入水中,玻璃筒竖直漂浮。向玻璃筒内加水至50mL刻度线时,在玻璃筒与外侧水面相平处做记号线,如图(a)所示。将空玻璃筒开口向上放入待测液体中,向玻璃筒内加水至30mL刻度线时,外侧待测液体液面恰好与玻璃筒记号线相平,如图(b)所示。已知玻璃筒重0.5N,水的密度为,g取10N/kg。
(1)求图(a)中玻璃筒所受浮力的大小;
(2)求简易密度计上30mL刻度线对应的密度值;
(3)仍然是该套器材,你能再提出一种测量液体密度的方案吗?可以配图加以说明。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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1.C
【详解】由图可知,a的密度
b的密度
根据物体的浮沉条件可知:用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两个实心物体,放入足够多的水中,甲放入水中会下沉;乙会上浮,直到漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知F浮甲<G甲,F浮乙=G乙,由于甲、乙两个实心物体质量相等,所以G甲=G乙,比较可知F浮甲<F浮乙
故选C。
2.A
【详解】剪断细线前,甲静止时,受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力的作用,由力的平衡条件可得,,此时浮力大于重力,当剪断细线后,甲不受向下的拉力作用,由于浮力大于重力,所以甲会上浮,露出水面前,甲排开水的体积不变,由可知,甲受到浮力不变,露出水面后,浮力减小,当浮力等于重力时,甲漂浮在水面上,故A符合题意,BCD不符合题意
故选A。
3.A
【详解】鸡蛋沉入水底,当加入食盐时,液体的密度变大,由得,鸡蛋所受浮力逐渐增大,使鸡蛋慢慢浮起,最后漂浮于水面上,以后无论怎样增加食盐,由浮沉条件知,鸡蛋所受浮力都等于它的重力,不会增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.C
【详解】A.要想测出物体排开的水的重力,溢水杯内水的液面必须到达溢水杯口,若达不到,则测得的排开的液体的重力会变小,故A正确,不符合题意;
B.根据称重法,由甲乙两图可测出物体所受浮力的大小,故B正确,不符合题意;
C.若物体碰到了容器底,物体会受到容器底的支持力,导致乙图中弹簧测力计的示数变小,测出的浮力测量值会偏大,故C错误,符合题意;
D.为了获得普遍的规律,减小偶然性的发生,实验中需要选用其他液体、更换不同的物体多次实验为,故D正确,不符合题意;
故选C。
5.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。
6.C
【详解】探究物体所受浮力大小与浸没在液体中的深度关系时,需要控制液体的密度、排开液体的体积不变,改变浸没在液体的深度,满足条件的是乙、丁两图(都是盐水、排开盐水的体积相同、浸没的深度不同)。
故选C。
7.A
【详解】由图可知,物体a在液体中处于漂浮、b在液体中处于悬浮,由物体浮沉条件可知,F浮a=Ga,F浮b=Gb
而物体a、b是完全相同的物体,则重力相等,即Ga=Gb
所以F浮a=F浮b
由图可知,a排开液体的体积小于b排开液体的体积,根据可知
已知两液面等高,根据可知
故A正确,BCD错误。
故选A。
8.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。
9.D
【详解】A.根据可知,无论排开多少液体,溢水杯的深度不变,故水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;
B.水对溢水杯底部的压强相等,受力面积相同,根据可知,溢水杯对桌面的压力相等,故B错误;
C.根据称重法测浮力可知,浮力大小为
铁块的体积等于排开水的体积,为
铁块的密度为
故C错误;
D.根据阿基米德原理可知,铁块受到的浮力等于排开液体所受的重力,故小烧杯中水的重力为
故D正确。
故选D。
10.B
【详解】AB.同一长方体分别水平和竖直浸没在水中,排开水的体积相等,据阿基米德原理知,所受的浮力相等,而浮力是物体在液体或气体中,受到向上和向下的压力差形成的,所以它们受到的向上和向下的压力差相等,而水平和竖直浸没时,上、下表面的面积大小不同,据知,向上和向下的压强差不等,故A不符合题意,B符合题意;
C.水平放置时,若深度增加,排开水的体积不变,所受的浮力大小不变,则压力差不变,故C不符合题意;
D.向左、向右的压强差相等,都为0,因为水平或竖直浸没时,左、右表面所处的深度相同,所受的水的压强相等,左、右表面的受力面积相等,据F=pS知,向左和向右的压力相等,压力差相等。故D不符合题意。
故选B。
11.C
【详解】A.航母是采用空心的办法增大排开液体的体积,从而增大可以利用的浮力,故A错误;
BC.舰载机飞离后,航母仍漂浮,F浮=G,但自重G减小,所以航母所受浮力减浮小;由F浮=ρgV排可知,因为浮力减小,所以排开水的体积要减小,航母将上浮一些,则航母底部在水中的深度变小,由p=ρgh可知,航母底部受海水压强减小,故B错误,C正确;
D.当“航母”漂浮在水面上时,它所受浮力等于重力,故D错误。
故选 C。
12.B
【详解】如图所示是阿基米德原理的验证过程的实验,浮力大小等于物体在空气中称得的重力G和物体在水中称得的示数F的差,物体排开液体流入小桶中,可能称得排开液体受到的重力,进行比较,即可得到验证,本题是验证阿基米德原理的,不是研究浮力跟物体体积、形状、物重、深度的关系的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13. 6.7×108 1.03×105 变小
【详解】[1]航母满载时排水量是67000t,则该航母在海上满载航行时受到的浮力是
F浮=G排=m排g=67000×103kg×10N/kg=6.7×108N
[2]此时航母底部受到海水的压强为
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10m=1.03×105Pa
[3]航母上部分飞机起飞离开航母,航母的总重变小,航母受到的浮力将变小。
14.(1) > <
(2) > =
(3) = =
(4) < =
(5) < =
【详解】(1)[1][2]物体漂浮时,物体受到的浮力等于其受到的重力,即
由于,,则
据图可知,,则。
(2)[1][2]物体上浮时,物体受到的浮力大于其受到的重力,即
由于,,则
据图可知,,则。
(3)[1][2]物体悬浮时,物体受到的浮力等于其受到的重力,即
由于,,则
据图可知,,则。
(4)[1][2]物体下沉时,物体受到的浮力小于其受到的重力,即
由于,,则
据图可知,,则。
(5)[1][2]物体沉底时,物体受到的浮力小于其受到的重力,即
由于,,则
据图可知,,则。
15.(1)上浮
(2)悬浮
(3)下沉
【详解】(1)由于ρ石蜡<ρ水,根据物体的浮沉条件可知,石蜡球浸在水中,将会上浮。
(2)由于,根据物体的浮沉条件可知,石蜡球浸在柴油中,将会悬浮。
(3)由于,根据物体的浮沉条件可知,石蜡球浸在汽油中,将会下沉。
16. ∶ ∶
【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
17. 8 上浮 5
【详解】[1][2][3]由阿基米德原理可知物体受到的浮力F浮=G排=8N
物体重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,此时F浮>G
放手后物体将上浮;待物体静止时,漂浮在水面上,此时浮力F浮′=G=5N
18. 0.2 竖直向上 地球
【详解】[1][2]气球的重力
气球在空中做匀速直线运动,因此它受到的力是平衡力,不计空气阻力,气球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,浮力的大小
[3]物体由于地球吸引而受到的力叫做重力,故气球所受重力的施力物体是地球。
19. 4
【详解】[1][2]根据图中信息,可知物重
物体浸没时所受的浮力大小为
物体的体积为
物体的密度为
20.(1) 小华 蜡块所受的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量 蜡块没有浸没在水中
(2)将石块浸没在水中时,读出弹簧测力计的示数,算出浮力的大小
【详解】(1)①[1][2]由图可知,弹簧测力计的1N之间有5小格,1小格为0.2N,即分度值为0.2N,蜡块的重力
蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量,所以,支持小华的方案。
②[3]把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,这样用阿基米德原理求出的浮力不是蜡块浸没在水中受到的浮力。应该利用“助沉法”使蜡块浸没在水中,测出蜡块排开水的体积。
(2)利用称重法测量石块受到的浮力:将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F示,利用计算石块受到的浮力大小。
21.(1)排开液体的体积
(2)(a)、(c)、(d)/(c)、(d)
(3) 4 4.4 大
(4) 物体排开液体的体积 液体密度
【详解】(1)据图中圆柱体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,圆柱体进入到液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,弹簧测力计的拉力越小,根据F浮=G-F拉可知,圆柱体重力不变,受的浮力会越大,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)比较图(a)、(c)、(d)或(c)、(d)两图可知,液体密度相同,圆柱体排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明圆柱体浸没在同种液体中,所受浮力大小与圆柱体浸没在液体中的深度无关。
(3)[1][2]由图(a)可知,圆柱体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力,则物体的重力为G=5N
由图(c)可知,圆柱体完全浸没后,圆柱体受的浮力为F浮1=G-F拉水=5N-1N=4N
同理,图(e)中圆柱体受的浮力为F浮2=G-F拉液=5N-0.6N=4.4N
[3]由于圆柱体体积不变,即V排不变,根据可知,当V排不变时,液体密度越大,物体受到的浮力越大,因
说明这种液体的密度比水的密度大。
(4)[1][2]由(1)可知,浮力的大小与物体排开液体的体积有关;由(3)可知,浮力的大小与液体的密度有关;故影响浮力大小的因素有:物体排开液体的体积、液体的密度。
22.(1)1N
(2)
(3)见解析
【详解】(1)向玻璃筒内加水至50mL刻度线,水的体积为,水的重力为
玻璃筒漂浮在水面上,受到的浮力与总重力相等,则浮力为
(2)向玻璃筒内加水至30mL刻度线时,加入水的体积为,水的重力为
此时玻璃筒受到的浮力为
外侧待测液体液面恰好与玻璃筒记号线相平,玻璃筒排开液体的体积与排开水的体积相等,则排开液体的体积为
则液体的密度为
(3)原理:根据物体漂浮时浮力等于重力,利用玻璃筒在不同液体中漂浮时,排开液体的体积不同来测量液体密度。
步骤一:将空玻璃筒开口向上放入密度为ρ0的液体中(如水),向玻璃筒内加水,使玻璃筒竖直漂浮,在玻璃筒与外侧液面相平处做记号线A,记录此时玻璃筒内水的体积V1;
步骤二:将空玻璃筒开口向上放入密度为ρ0的液体中(如水),向玻璃筒内加待测液体,使玻璃筒竖直漂浮,且外侧液面恰好与玻璃筒上的记号线A相平,记录此时玻璃筒内待测液体的体积V2。
推导:两种情况下玻璃筒在已知密度液体中均处于漂浮状态,且排开液体的体积相等,所受浮力相等。则玻璃筒和筒内液体的总重力G=G筒+G液=G筒+ρ水gV1=G筒+ρ液gV2
则待测液体的密度。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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