内容正文:
第九章浮力同步练习
一、单选题
1.如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,关于乙图的说法正确的是( )
A.水对石块的浮力是3N
B.石块对水有1N的压力
C.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.图乙中人的手受的拉力是3N
2.如图是验证阿基米德原理的实验操作,在这一实验中测出浮力大小的步骤是( )
A.D和E B.C和D C.B和E D.C和E
3.下图是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。当从船上卸下一部分集装箱后( )
A.船体略上浮,受到浮力不变 B.船体略上浮,受到浮力变小
C.船体略下沉,受到浮力不变 D.船体略下沉,受到浮力变大
4.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法中错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用 B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定不受浮力的作用 D.D物体一定不受浮力的作用
5.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为15N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为9N。把物体从弹簧测力计上取下浸没在水中静止时,物体受到的浮力是( )
A.5N B.7N C.9N D.12N
6.把体积相同的铁块和铝块浸没在水中,则 ( )
A.铁块受到的浮力大 B.铝块受到的浮力大
C.铁块与铝块受到的浮力一样大 D.无法比较浮力大小
7.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,静止时的情形如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲容器中液体密度小于乙容器中液体密度
B.两容器底部受到的液体压强相等
C.小球在两液体中所受浮力相等
D.小球在甲液体中排开液体的质量较大
8.将两个相同的小球,分别放入两个完全相同的装满清水和酒精的溢水杯中,待小球稳定后均漂浮在液面上,如图所示。已知小球的体积为10cm3,从杯中溢出的清水质量为5g。已知ρ清水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列说法正确的是( )
A.小球的密度为5×103kg/m3
B.小球排开酒精的质量大于小球排开清水的质量
C.小球排开酒精的体积为6.25cm3
D.向清水中加入适量食盐,小球始终漂浮,其浸入液体中的体积一直不变
9.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。则三个物体的密度大小关系为( )
A. B. C. D.
10.如图是金老师制作的潜艇模型,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气,使其从右图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计),下列分析正确的是( )
A.“潜艇”排开水的重力变小
B.“潜艇”所受的浮力不变
C.“潜艇”顶部受到水的压强保持不变
D.“潜艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的
11.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是( )
A.液体的密度大小关系是
B.液体对容器底部的压强大小关系是
C.容器对桌面的压强大小关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
12.体积为64cm3、密度为2g/cm3的立方体橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底;当把它捏成一只小船时,它能漂浮在水面上,以下计算结果正确的是(水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)( )
A.橡皮泥块的质量是12.8g
B.橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28N
C.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.64N
D.橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是1.28×10-4m3
13.如图所示,圆柱形容器装有适量的水,将密度为2.5g/cm3,体积为40cm3的物体M用一细绳提起,使物体M的体积刚好有一半露出液面且保持静止时,磅砰示数为70g,如图甲所示。接下来将物体M放入水中,如图乙所示,磅秤示数将变化80g。下列判断错误的是( )
A.两次台秤示数的变化等于物体M两次所受浮力的变化
B.图甲中物体M下表面受到的液体压力为0.2N
C.图乙中物体M对容器底部的压力为0.6N
D.图乙中磅秤的示数为150g
二、填空题
14.盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙挑选种子(良种、次种)的方法,选种时配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,如图所示,饱满的种子受到的浮力 重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)从而沉入水底,而不饱满的种子受到的浮力 重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)进而漂浮在水面。若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适当的 。
15.A、B、C三个实心小球的体积相等,在水中静止(如图所示),若三个小球所受浮力分别为、、,三个球的密度分别为、、,质量分别为、、,则浮力大小关系为 ,密度大小关系为 ,质量大小关系为 。
16.在综合实践活动中制作简易密度计,实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的底端封闭,做成一只简易密度计,如图甲,将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时,标记的刻度如图乙所示,密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力分别是F1、F2、F3,它们的关系是 ;在水中的刻度是 ,盐水的刻度线是 (后二空选填“A/B/C”)
17.用弹簧测力计将一个正方体物块分别吊在空气中和浸没在盛满水的溢水杯里,两次弹簧测力计的示数如图所示,该正方体物块的密度是 kg/m3(水的密度为)。
18.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中。若两个长方体a、b所受的浮力分别为、,下表面所受的压力分别为、,则 , 。(均选填“>”“<”或“=”)
19.如图所示,桌面上有一个盛有水的圆柱形容器,物块A(不吸水)漂浮在液面上,已知A的密度为,体积为,则物块A所受浮力为 ;现用力压物块A使其缓慢向下,直到恰好浸没在水中(水未溢出),此时水对容器底部的压强增大了80Pa,则该圆柱形容器的底面积为 。(取,水的密度为)
三、实验题
20.【探究名称】探究浮力的大小与哪些因素有关。
【问题】某实验小组在探究浮力的大小与哪些因素有关时,提出了如下猜想:
猜想一:可能与液体的密度有关。
猜想二:可能与物体排开液体的体积有关。
猜想三:可能与物体浸没在液体中的深度有关。
【证据】利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关。
【解释】
(1)A、B两图中弹簧测力计的示数之差就等于物体在水中受到的 。如图A所示,圆柱体重 N;圆柱体浸没在水中受到的浮力为 N。
(2)选用图A、D、E的实验可以验证猜想 是 (选填“正确”或“错误”)的。
【交流】
(1)某同学通过分析图C与图E的数据验证猜想三,其中存在的问题是没有控制液体的 。
(2)某同学根据生活经验“铁块放入水中会下沉,而铁块做成轮船却能漂浮在水面上”,提出浮力大小与物体形状有关,请说出是否合理并说明原因: 。
21.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明根据游泳时发现的“从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大”提出“浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关”的猜想。为了验证自己的猜想是否正确,他用一个高为6cm、底面积为的长方体物块、弹簧测力计、水等器材设计并完成了如图甲所示的实验。
(1)实验前要对弹簧测力计进行调零,此实验中弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如图甲所示,将长方体物块挂在弹簧测力计下,缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和物块下表面的深度h;
(3)图甲中长方体物块在A、B、C位置可以探究浮力的大小与 的关系;在C和D位置发现浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)在A位置长方体物块受到的浮力是 N。请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力随h变化的图象 ;
(5)分析图象可知:浸没前,h增加, ;浸没后,h增加, 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
四、计算题
22.在抗洪抢险中,某村民自制了一个总体积为1m3的竹筏,放入河水中时有体积浸入水中。求:
(1)此时竹筏受到的浮力有多大?
(2)若水对竹筏产生6000牛的浮力时,竹筏多大的体积露出水面?
试卷第1页,共3页
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1.B
【详解】在空气中称出物体的重力G,浸在水中物体受重力、浮力和拉力,故G,则。
A.水对石块的浮力
故A错误;
B.力的作用是相互的,水对石块的浮力是1N,石块对水的压力为1N,故B正确;
C.乙图中石块受到重力、拉力和浮力作用,故C错误;
D.图乙中人的手受的拉力是3N加上弹簧测力计的重力,大于3N,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】因题中验证阿基米德原理,B步骤为测量空桶的重力,C步骤为用弹簧测力计测物体的重力G,D步骤为将物体浸没在溢水杯的水中,记下弹簧测力计的示数F,E步骤为测量空桶和排出的水的总重。根据可求浮力大小。在这一实验中,测出浮力大小的步骤是C和D,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.B
【详解】船始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,当从船上卸下一部分集装箱后,重力变小,根据物体浮沉条件可知船受到的浮力变小,根据F浮=ρ液gV排可知船排开水的体积变小,船略上浮。
故选B。
4.D
【详解】A.浮力产生的原因是浸没在液体中的物体上、下表面受到的水的压力不同,A物体上、下表面积相同,且下表面受到的水的压强大于上表面受到的水的压强,故A物体整体会受到水对它的向上的压力(即浮力),故A物体一定受浮力的作用,故A正确,不符合题意;
B.B物体上表面不受水的压力,下表面受到水向上的压力,故B物体整体会受到水对它的向上的压力(即浮力),故B物体一定受浮力的作用,故B正确,不符合题意;
C.C物体是容器自身部分,其下表面不受水的压力,上表面受到水向下的压力,因此容器自身部分C整体没有受到向上的压力,因此C物体一定不受浮力的作用,故C正确,不符合题意;
D.容器自身部分D的上、下表面积相同,且下表面受到的水的压强大于上表面受到的水的压强,故容器自身部分D整体会受到水对它的向上的压力(即浮力),故D物体一定受浮力的作用,故D错误,符合题意。
故选D。
5.D
【详解】把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为9N为,根据称重法可得,此时受到的浮力
当把物体完全浸没后,物体排开水的体积是原来的2倍,由可知,物体全部浸没在水中时受到的浮力为原来的2倍,即
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6.C
【详解】根据阿基米德原理F浮 =ρ液gV排 ,同体积的铁块和铝块,浸没于水中,V 排 相同,ρ水相同,则F浮铁 =F浮铝 ,即铁块和铝块受的浮力一样大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.C
【详解】A.两个完全相同的小球放入容器中,由图可知,甲容器中小球漂浮,乙容器中小球悬浮,由沉浮条件可知,甲容器中液体密度大于小球的密度,乙容器中液体密度等于小球的密度,小球的密度不变,所以甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度,故A错误;
B.由于甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度,两个容器中液体深度相同,由可知,甲容器底部受到的液体压强大于乙容器底部受到的液体压强,故B错误;
C.由图可知,甲容器中小球漂浮,乙容器中小球悬浮,由沉浮条件可知,甲、乙容器中小球受到浮力都等于重力,小球的重力不变,所以小球在两液体中所受浮力相等,故C正确;
D.由于小球在两液体中所受浮力相等,由阿基米德原理可知,小球在甲、乙液体中排开液体的重力相等,则小球在甲、乙液体中排开液体的质量相等,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】A.小球的密度为
故A错误;
BC.由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体受到的重力,小球漂浮在水面上,从杯中溢出的清水质量为5g,则小球在水中受到的浮力为
小球在酒精中也漂浮,由物体浮沉条件可知,小球在酒精中受到的浮力为
由可知,小球排开酒精的体积为
小球排开酒精的质量为
则小球排开酒精的质量等于小球排开清水的质量。故B错误,C正确;
D.向清水中加入适量食盐,清水密度变大,小球始终漂浮,则小球受到的浮力不变,一直等于小球自身的重力,而液体密度变大,由可知,小球排开液体的体积减小,因此其浸入液体中的体积变小。故D错误。
故选C。
9.D
【详解】已知三个正方体的体积相同,由图可知,三个正方体排开水的体积关系为,根据可知,浮力的大小关系为,由图可知,和处于漂浮,处于悬浮,则由浮沉条件可知:,,,由于,所以;由于正方体的体积相同,所以根据可知,物体密度的大小关系。
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
10.B
【详解】AB.从瓶中吸气烧瓶会进水而下沉,完全浸没时由阿基米德原理可知,浮力大小不变,排开水的重力不变,故A错误,B正确;
C.“潜水艇”从如图所示的位置下沉时,顶部深度变大使受到水的压强变大,故C错误;
D.潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉,不是通过改变浮力的大小来实现下沉的,故D错误。
故选B。
11.C
【详解】A.三个完全相同的小球,其质量、体积和密度都相同。小球在甲中下沉,故;在乙中漂浮,故;在丙中悬浮,故。所以三种液体的密度大小关系为,故A错误;
B.静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙中液体的密度最大,根据可知,乙容器底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,即,故B错误;
C.开始时,液体的体积,放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体的体积;由于,故,重力,乙液体溢出的最少,故剩余液体的体积最大;又因为最大,所以乙的质量最大、重力最大,故;容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和,即;由于受力面积相同,由可得,,故C正确;
D.由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲容器中下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小关系是,故D错误。
故选C。
12.D
【详解】A.由得橡皮泥的质量m=ρV=2g/cm3×64cm3=128g
故A错误;
B.浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×6.4×10-5m3=0.64N
故B错误;
C.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力等于重力,即
故C错误;
D.由得,排开水的体积
故D正确。
故选D。
13.A
【详解】AD.第一次物体有一半露出液面,通过磅秤测得总质量
m1=70g=0.07kg
则容器对磅秤的压力
F1=G杯+G水+F浮=m1g=0.07kg×10N/kg=0.7N①
第二次物体沉底,没有了拉力,磅秤示数变大,此时的示数
m2=70g+80g=150g=0.15kg
此时容器对磅秤的压力
F2=G杯+G水+GM=m2g=0.15kg×10N/kg=1.5N②
由②﹣①得:
GM﹣F浮=0.8N③
可见,两次台秤示数的变化并不是物体两次所受浮力的变化,故A错误,符合题意,D正确,不符合题意;
B.物体M的质量
mM=ρMV=2.5g/cm3×40cm3=100g=0.1kg
物体M的重力
GM=mMg=0.1kg×10N/kg=1N
由③可得,图甲中物体M受到的浮力
F浮=GM﹣0.8N=1N﹣0.8N=0.2N
根据浮力产生的原因可知
F下表面﹣F上表面=F浮
当B一半浸入液体中时,B下表面受到的液体压力
F下表面=F浮=0.2N
故B正确,不符合题意;
C.在乙图中物体全部浸没,物体M 对容器底部的压力等于物体M的重力减去浮力,则压力
F压=GM﹣F浮′=GM﹣2F浮=1N﹣2×0.2N=0.6N
故C正确,不符合题意。
故选A。
14. 小于 等于 盐
【详解】[1][2]根据物体的沉浮条件,饱满的种子密度大,受到的浮力小于其自身的重力,从而沉入水底;而不饱满的种子受到的浮力等于重力时,种子漂浮在水面。
[3]更饱满种子的密度更大,若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的盐,增大盐水的密度,将次种漂浮起来。
15.
【详解】[1]由图可知,A排开水的体积最小,BC排开水的体积相同,根据公式可知,BC所受浮力相同,A所受浮力最小,即
[2][3]由图可知,A球漂浮、B球悬浮、C球下沉,则根据物体的浮沉条件可知,,
所以
由可知三个实心小球体积相等时,质量关系为
16. B C
【详解】[1][2][3]将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时,由可知密度计在三种液体中所受浮力大小相等,即密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力;盐水的密度最大,酒精的密度最小,根据可知密度计在盐水中排开液体的体积最小,在酒精中排开液体的体积最大,在水中的刻度是B,盐水的刻度线是C。
17.3.5×103
【详解】由图甲可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是4.2N,物块的重力G=4.2N
由图乙可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是3N,物块受到的浮力F浮=G-F=4.2N-3N=1.2N
该正方体物块的体积
该正方体物块的密度
18. > =
【详解】[1][2]长方体a、b浸没在液体中,排开液体的体积相同,则所受的浮力相等,即。由图可知,长方体a、b上表面所处的深度大小关系为,根据可知长方体上表面受到液体的压强大小关系为;由图可知,长方体a、b上表面的面积大小关系为,所以,根据可知液体对长方体上表面的压力大小关系为,由于a、b受到的浮力相等,故,根据浮力产生的原因可知,长方体下表面受到的压力等于浮力大小与长方体上表面受到的压力之和,所以。
19.
【详解】[1]由可得,物块A的质量为
由题意可知,物块A漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可得,物块A所受浮力为
[2]由可得,物块A漂浮时排开水的体积为
现用力压物块A使其缓慢向下,直到恰好浸没在水中(水未溢出),则排开水的体积增加量为
此时液体对容器底部压强增大了,则由可得,物块A浸没后增加的深度为
则该圆柱形容器的底面积为
20. 浮力 2.4 1 一 正确 密度相同 见详解
【详解】[1]B图中弹簧测力计示数较小,说明物体浸在液体中受到向上的力,这个力就是浮力,根据称重法测浮力的原理,则A、B两图中弹簧测力计的示数差等于物体在B图的装置中受到的浮力大小。
[2]在图A中,弹簧测力计的分度值为0.2N,此时测力计的数为2.4N,即圆柱体的重力为G=2.4N。
[3]在图C中,圆柱体浸没在水中,测力计的示数为FC=1.4N,则此时圆柱体受到的浮力为
[4][5]图A、D、E的实验,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,即物体受到的浮力不同,则由此可知浮力大小与液体的密度有关,故猜想一是正确的。
[6]比较图C与图E可知,液体种类不同,圆柱体浸没在液体中的深度不同,虽然测力计示数不同,即物体受到的浮力不同,但由于未控制液体密度相同,故不能得出:”浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系“的结论。
[7]铁的密度大于水的密度,在水中,铁块排开水的重力小于铁块的重力,所以铁块在水中会下沉,铁块做成轮船是空心的,与同质量的铁块相比,在水面上轮船排开水的重力等于轮船所受重力,所以轮船漂浮在水面上,总之就是当铁块形状改变之后,它排开水的体积不同了,导致所受浮力不同,所以结论不合理。
21. 竖直 物体排开液体的体积 无关 0.2 变大 不变
【详解】[1]因为要使用弹簧测力计在竖直方向上测力,所以弹簧测力计要调零时,应在竖直方向上调零。
[2]由图可知长方体物块在A、B、C位置时,物体排开液体的体积不同,液体密度相同,可以看到弹簧测力计示数逐渐减小,根据称重法,物体所受浮力逐渐增大。因此探究的是探究浮力的大小与排开液体体积的关系。
[3]在C和D位置时,排开液体的体积相同,深度不同,弹簧测力计示数相同,说明浮力不变,因此得出结论浮力的大小与物体浸没的深度无关。
[4]物体重力1N,物体在A位置时弹簧测力计示数为0.8N,根据称重法
[5]根据知道,0cm、2cm、4cm、6cm、8cm、10cm时,受到的浮力分别为0、0.2N、0.4N、0.6N、0.6N、0.6N;由此在图像上描点画出图像,如下图
[6][7]浮力大于与排开液体的体积有关,进一步分析物块所受浮力F浮随h变化的图象可以知道,浸没前,h增加,排开液体的体积增加,F浮变大;浸没后h增加,排开液体的体积不变,F浮不变。
22.(1) 4×103N;(2) 0.4m3
【详解】解:(1)竹筏排开水的体积
V排=V=×1m3=0.4m3
竹筏受到的浮力
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m3=4×103N
(2)已知F浮′=6000N,由F浮=ρgV排可得,此时木筏浸入水中的体积
V排′==0.6m3
则木筏露出水面的体积
V露=1m3﹣0.6m3=0.4m3
答:(1)此时竹筏受到的浮力有4×103N;
(2)若水对竹筏产生6000牛的浮力时,竹筏0.4m3露出水面。
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