内容正文:
第八讲 浮力
一、填空题
1.(2024贵州)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 上浮 ;茶叶充分吸水后由于其密度 大于 水的密度而下沉。
第1题图 第2题图
2.(2024广安)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2 kg、底面积为100 cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4 N,此时物体所受浮力为 16 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 4 cm。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
3.(2024新乡三模)新乡具有“乒乓之乡”的美誉。我们用乒乓球也可以做很多实验,比如用手将乒乓球压入水中一定深度后松手,乒乓球将 上升 (选填“上升”“下降”或“静止”),你判断的理由是 乒乓球受到的浮力大于重力 。
二、选择题
4.(2024泸州)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是 ( C )
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉的
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
5.(2024自贡)在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,下列说法正确的是 ( C )
A.种子上浮过程中,盐水对种子的压强变大
B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C.下沉的种子密度比盐水的密度大
D.沉底的种子只受到重力和支持力
6.(2024德阳)盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中,处于漂浮状态,如图甲所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态,如图乙所示。下列说法正确的是 ( C )
A.水对碗减少的浮力(甲、乙图对比)等于乙图中水对土豆的浮力
B.乙图中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
C.甲图容器中的水对容器底部的压强大于乙图容器中的水对容器底部的压强
D.甲图容器对桌面的压强大于乙图容器对桌面的压强
7.(2024福建)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲所示;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙所示;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙所示;水均未溢出,电子秤示数依次为m1、m2、m3,水的密度为ρ水,不计细针体积。下列判断正确的是 ( C )
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1-m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
三、实验探究题
8.(2024周口模拟)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,实验小组同学进行了如图所示的实验。
(1)从图中的实验数据可知,物块浸没在水中所受的浮力为 0.6 N。
(2)比较A、D和E三次实验,可以得出:浮力大小与 液体密度 有关。
(3)比较 A、B、C(或A、B、D) 三次实验,可以得出:浮力大小与物体浸入液体的体积有关。请你举出可以印证该结论的一个生活实例: 从浅水区走向深水区会感觉身体越来越轻 。
(4)本实验采用的物理方法是 控制变量法 。通过实验数据可以得出物块的密度为 8×103 kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
四、综合应用题
9.(2024西峡一模)一个边长为10 cm的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底,如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向容器中慢慢加水,如图乙所示。用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度。图丙为可以正确描述F浮随深度h变化的关系图像。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)当F浮=4 N时,木块处于 漂浮 (选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?
(3)求整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h的变化范围。
解:(1)我们结合题图丙将木块的各个状态分解出来,当F浮=4 N时,水面上升到木块刚好对底部无压力,而此时细线对木块没有拉力,由此可知,此时木块处于漂浮状态(F浮=G)。
(2)由G=mg得,木块的质量:
m===0.4 kg;
木块的体积:
V=(10 cm)3=1 000 cm3=1×10-3 m3,
则木块的密度:
ρ===0.4×103 kg/m3。
(3)根据(1)可知,当F浮=4 N时,木块受到重力和浮力的作用,木块漂浮;
由F浮=ρ水gV排=ρ水gSh可知,此时水的深度:
h===0.04 m=4 cm,
此时细线的高度为0 cm;
由图丙可知,当h=25 cm时,木块浸没,则细线的长度为L=25 cm-10 cm=15 cm,
因此细线刚好伸直时,水的深度:
h'=15 cm+4 cm=19 cm;
故木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h的变化范围为4~19 cm。
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