内容正文:
9.1浮力
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列事例中的人或物体没有受到浮力的是( )
A.漂浮在死海中悠闲阅读的人 B.在大气层中缓慢上升的气球
C.在月背采样的嫦娥六号 D.校科技展中,小明放飞的“孔明灯”
2.如图所示,有一个重力为G的长方体悬浮在液体中,其受到的浮力为,液体对长方体向下和向上的压力分别为和。下列说法错误的是( )
A.
B.
C.长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D.若物体悬浮于更深的位置,与图示位置相比,、之差不变
3.AB是可自由移动的物体,CD是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,ABCD在水中的位置则下列说法不正确的是( )
A.A物体一定受到浮力作用
B.B物体受到浮力是1N
C.C部分一定受到浮力作用
D.D部分可能受到浮力的作用
4.如图所示,水平桌面上放置一个电子称,电子称上有一盛水的溢水杯,杯内水面跟溢水口相平,现用弹簧测力计悬挂一个圆柱体铝块,将铝块缓缓地浸入水中,直到铝块完全浸没在水中为止,整个过程铝块未接触杯底和侧壁。则从铝块下表面开始接触水面到上表面刚没入水中的过程中( )
A.测力计的示数变小,电子称的示数变大
B.测力计的示数变小,电子称的示数不变
C.溢水杯底所受水的压力变小,电子称的示数变小
D.溢水杯底所受水的压力不变,电子称的示数变小
5.有一实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为15N,当把物体的一半体积浸入水中时,测力计的示数为6N。则此时物体受到的浮力是( )
A.9N B.6N C.18N D.15N
6.如图,在天平的左盘放一杯水,右盘放砝码,天平已经平衡了。现在把手指插入水中,既不碰烧杯壁,也不碰烧杯底,则( )
A.天平继续保持平衡状态
B.放置砝码的一端下沉
C.手指插入的一端下沉
D.无法判断天平的状态
7.一热气球在空气浮力F、总重力G和空气阻力f作用下匀速上升,如图所示,这些力的关系满足( )
A. B.
C. D.
8.如图所示的四个情景中的物体,没有受到水或空气的浮力作用的是( )
A.遨游太空的中国空间站
B.漂浮在海面的大型游轮
C.在水中下沉的苹果
D.飞向天空的飞机
9.以下情景中的物体没有受到浮力的是( )
A.大桥的桥墩 B.航行的“辽宁号”
C.海中的“蛟龙号” D.上升的热气球
10.如图所示,把重3.5N的石块挂在弹簧测力计上,将石块浸没在水中,弹簧测力计示数变为1.5N。下列有关说法正确的是( )
A.石块上、下表面受到的压力差为2N B.石块所受浮力方向竖直向下
C.石块浸没在水中受到的浮力为1N D.石块下表面受到的压力为2N
二、填空题
11.用细线拴住一块边长为20cm、重210N的正方体物块,使其浸没在水中保持静止,物块未与容器接触,物块所受浮力大小为 N,细线对物块的拉力是 N。
12.图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图乙所示。在浸没前,随着物体A逐渐浸入水中,水对容器底部的压强将变 ;完全浸没时,A受到水的浮力为 N。
13.如图,洗手盆底部的出水口塞着水堵头。则水对水堵头 压强, 浮力。(均选填“有”或“没有”)
14.如图所示,容器底面积为200cm2,一根细线下吊着物体,容器开始是空的,现在往容器中以200cm3/min的恒定速度注水,绳子的拉力随注水时间变化如图乙所示,物体的质量为 g,物体下表面离容器底部的距离 cm,物体的密度为 kg/m3
15.如图所示,a、b是自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则a、b、c、d四个物体中受到浮力作用的物体是 。
三、实验题
16.兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
(1)提出如下猜想
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图甲步骤进行实验:
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块;
②根据图A、B、C的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是 ;
③小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图;
④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关:
⑤根据A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关。
(2)小华把4个磁力块组合成下图,她还能探究浮力大小与 的关系。
(3)爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系,设计了如下实验:取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯甲、乙(杯壁厚度和杯的质量不计),甲杯中装入50g水,乙杯中装入100g水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中。这时甲杯中水产生的浮力为 N;这个实验说明,液体 (能/不能)产生比自身重力大的浮力。(g取10N/kg)
四、综合题
17.质量40kg的小船静止在水面上,它除了受到重力之外,还受到另一个力的作用,这个力的大小等于多少?方向如何?试着画出小船受力的示意图。
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《9.1浮力》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
B
A
C
B
A
A
A
1.C
【详解】A.漂浮在死海中的人,下表面受到水的压力,水对人上下表面有压力差,所以人受到水的浮力作用,由于浮力等于重力,所以漂浮,故A不符合题意;
BD.在大气层中上升的气球和“孔明灯”在空气中,空气对其上下表面存在压力差,所以它们受到空气的浮力作用,由于浮力大于重力,所以上升,故BD不符合题意;
C.月球上没有空气,所以在月背采样的嫦娥六号不受浮力,故C符合题意。
故选C。
2.B
【详解】A.液体压强的大小与深度有关,同一液体中,深度越深,压强越大,所以悬浮在液体中的长方体,上表面受到液体的压强小于下表面受到液体的压强。根据可知,长方体上表面受到液体的压力小于下表面受到液体的压力,即,故A正确,不符合题意;
B.长方体悬浮在液体中,处于平衡状态。对长方体进行受力分析,长方体受到竖直向下的重力G、竖直向下的压力、竖直向上的压力,所以有,故B错误,符合题意;
C.长方体悬浮在液体中时,在相同深度处,长方体相对侧面受到的液体压强相等,根据可知,长方体的相对侧面所受液体的压力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,满足二力平衡的条件,所以长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡,故C正确,不符合题意;
D.若物体悬浮于更深的位置,上下表面的深度差不变,则上下表面受到的压强差不变,受力面积不变,根据可知,所以上下表面受到的压力差不变,即、之差不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.D
【详解】A.由图可知,A物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对A物体上下表面产生了的压力差,因此A物体一定受浮力的作用,故A正确,不符合题意;
B.根据称重法可得,B物体浸没在水中时,受到的浮力为F浮=4N-3N=1N,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,水对C物体上下表面都产生了的压力差,故C物体受浮力的作用,故C正确,不符合题意;
D.D物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,根据浮力的定义,D物体不受浮力的作用,故D错误,符合题意。
故选D。
4.B
【详解】由力的作用是相互的,铝块对液体的压力等于铝块受到的浮力,则电子称增加的压力等于铝块受到的浮力。根据阿基米德原理,铝块浸在水中受到的浮力等于其排开的水受到的重力,故电子称的示数不变;由液面原来在溢水口处,铝块浸入后液面的高度不变,根据液体压强的公式,杯底受到水的压强不变,由F=pS可得,杯底受到水的压力不变;铝块受到向上的拉力和浮力、竖直向下的重力,其关系为
根据阿基米德原理,将铝块缓缓地浸入水中,排开水的体积变大,受到的浮力不断增加,则拉力不断变小。综合上述分析,ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.A
【详解】物体浸入水中时,受到向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的浮力处于平衡状态,则此时物体受到的浮力为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】原来天平平衡,现在把手指插入水中,因手指受到浮力的作用,则根据力作用的相互性可知手指对水有向下的压力,会造成水和杯子这个整体对左盘的压力增大,所以天平左端下沉,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】热气球匀速上升,处于平衡状态,说明热气球受力平衡。热气球受到的空气浮力F的方向竖直向上,总重力G的方向竖直向下,空气阻力f的方向与相对运动方向相反,竖直向下,故这三个力满足的关系是F=G+f
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.A
【详解】浮力产生的原因是物体上下表面存在压力差,若物体下表面没有受到液体或气体的压力,则物体不受浮力作用。
A.太空中没有空气,遨游太空的空间站不受气体的压力,所以没有受浮力作用,故A符合题意;
B.漂浮在海面上的大型游轮,部分浸在水中,其下表面受到水向上的压力,所以受浮力作用,故B不符合题意;
C.在水中下沉的苹果,其下表面受到水向上的压力,所以受到浮力作用,故C不符合题意;
D.飞向天空的飞机浸在空气中,其下表面受到空气向上的压力,所以受到浮力作用,故D不符合题意。
故选A。
9.A
【详解】A.因为桥墩立在河床上,所以水对桥墩没有向上的压力,故桥墩不受浮力,故A符合题意;
BC.航行的“辽宁号”和海中的“蛟龙号”均受到水对其竖直向上的浮力作用,故BC不符题意;
D.上升的热气球受到空气对其竖直向上的浮力,故D不符合题意。
故选A。
10.A
【详解】AC.根据称重法可得,石块浸没在水中受到的浮力F浮=G-F示=3.5N-1.5N=2N
根据浮力产生原因,上下表面压力差等于浮力大小,故为2N,故A正确,C错误;
B.浮力方向始终是竖直向上的,与重力方向相反,故B错误;
D.根据
由于石块上下表面的表面积未知,石块所处的深度未知,所以无法求出石块下表面受到的压力,故D错误。
故选A。
11. 80 130
【详解】[1]正方体物块的体积为
浸没时物块所受浮力大小为
[2]物体受到竖直向上的浮力与拉力,竖直向下的重力,所以细线对物块的拉力为
12. 变大 7
【详解】[1]浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,排开水的体积变大,容器中水面升高,容器底部的深度变大,根据p=ρgh,容器底部的压强将变大。
[2]由图乙知,物体A下表面离水面的距离小于hA时,测力计示数逐渐变小,当物体A下表面离水面的距离大于等于hA时,测力计示数不变,根据F浮=G-F,受到的浮力不变,说明物体完全浸没在水中,完全浸没时,A受到水的浮力为
F浮=G-F=12N-5N=7N
13. 有 没有
【详解】[1][2]洗手盆底部的出水口塞着水堵头,水对水堵头有向下的压强,水堵头受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,侧面会受到水向上的压力小于水向下的压力,所以水堵头不受浮力。
14. 240 4 1.2×103
【详解】[1]由图乙可知,在开始注水前,物体静止,处于平衡状态,绳子的拉力为2.4N,此时对物体进行受力分析,物体受到拉力与重力,且G=F拉,所以物体的重力为2.4N,根据G=mg可得物体的质量为
[2]由图乙可知,0~4min,拉力不变,过了4min后,拉力开始逐渐减小,这说明液面在4min时到达物体下表面,由题意可知4min注入水的体积为
V注=200cm3/min×4min=800cm3
根据V=Sh可得物体下表面离容器底部的距离为
[3]由[1]可知,物体的质量为m=0.24kg,由图乙可知,7min后,拉力不再改变,说明7min时,液面达到了物体的上表面,物体刚好处于浸没状态,此时对物体进行受力分析,物体受到拉力、重力与浮力,且G=F浮+F拉,所以可得物体所受浮力为
F浮=G-F拉=2.4N-0.4N=2N
根据可得物体的体积,即此时物体排开液体的体积为
根据可得物体的密度为
15.a、b、d
【详解】物体在液体中因为上下表面的压力差而产生浮力,物体b、a、d上下表面在液体中都受到了压力,而且由于上下表面在液体的深度不同,都会产生压力差,都受到了浮力的作用。c物体下表面没有水,故c没有受到浮力的作用。
16. 未控制物体浸在液体中的体积相同 液体的密度 物体形状 1 能
【详解】(1)②[1]由图A、B、C可知,液体的密度相同,排开液体的体积和深度都不同,没有控制物体浸在液体中的体积相同,不能得到浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。
③[2]为了研究浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,控制物体浸在液体中的体积相同,图B中物体被竖直吊起,排开液体的体积等于物体体积的一半,图D中可以将物体水平吊起,让物体的一半浸入液体中,这样可以保持物体排开液体的体积相同,浸入液体的深度不同,如图所示:
⑤[3]由图A、C、E可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力大小不同,可以得到浮力大小与液体的密度有关。
(2)[4]把4个磁力块进行不同的组合,可以改变物体的形状,将它们全部浸没在同一液体中,排开液体的体积相同,改变物体的形状,可以探究浮力大小与物体形状的关系。
(3)[5]乙杯处于漂浮状态,所以甲杯中水产生的浮力
F浮=G乙=m乙g=0.1kg×10N/kg=1N
[6]甲杯中液体的重力
G甲=m甲g=0.05kg×10N/kg=0.5N
因为
G甲<F浮
所以液体能产生比自身重力大的浮力。
17.(1)400N;(2)竖直向上;(3)
【详解】小船静止在水面上除受到的重力外,还受到浮力的作用,且重力与浮力是一对平衡力所以浮力大小为
方向与重力方向相反,即方向是竖直向上;小船受到两个力:重力G和浮力,如图
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