内容正文:
浮力
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知物块浸没在某液体中受到的浮力为6N,物体上表面受到的向下的压力为2N,则物体下表面受到的向上的压力为( )
A.4N B.8N C.12N D.3N
2.小明想起课堂上老师做过如图实验,弹簧秤吊着金属块A 浸没在水中,金属块A处于静止状态,弹簧秤的示数为6牛,拉力的方向竖直向上。则物体受到的重力( )
A.一定为6牛 B.一定大于6牛 C.可能为6牛 D.可能小于6牛
3.某正方体物块重为,与它等体积的水重为,将它浸没在密度为0.8g/cm3的煤油中,受到煤油的浮力为( )
A. B. C. D.0.8
4.将同一支密度计先后放入两容器中,如图所示,两容器中的液体的密度分别是、,密度计受到的浮力分别是、,则密度和浮力的关系分别满足( )
A.
B.
C.
D.
5.如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,它创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。该浮空艇是软式飞艇,上升过程中需要通过调整气囊中的气压来保持外形不变。下列说法正确的是( )
A.浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力
B.浮空艇上升过程中排开空气的体积变大
C.浮空艇上升过程中受到的大气压变大
D.浮空艇上升过程中受到的大气压不变
6.往容器中注入一些水,如图所示,a、b是容器自身凸起的一部分,c、d是可以自由移动的物体,则一定不受浮力作用的是( )
A.a B.b C.c D.d
7.为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中,再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间。若将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器的保鲜液中,则下列说法正确的是( )
A.甲中苹果所受浮力大于乙中苹果所受浮力
B.甲中液体密度小于乙中液体密度
C.乙中苹果所受浮力等于苹果的重力
D.乙中液体密度大于苹果的密度
8.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。
9.通过如图实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,具体设计的实验步骤如图所示,需要比较实验数据之间的关系是( )
A.F2﹣F1=F4﹣F3 B.F1﹣F2=F3﹣F4
C.F3﹣F1=F2﹣F4 D.F1﹣F3=F4﹣F2
10.如图所示,两个相同的柱形容器分别盛有两种不同液体,在容器中分别放入两个相同物体,当物体静止后两液面刚好相平,下列判断正确的是 ( )
A.物体排开液体的质量m甲<m乙 B.液体对容器底部的压强p甲=p乙
C.容器对地面的压强p甲′=p乙' D.液体对容器底部的压力F甲>F乙
二、多选题
11.关于如图所示的情景,下列说法错误的是( )
A.图甲,“天宫课堂”中展示的乒乓球没有浮起来,是因为受到的浮力太小了
B.图乙,浸在液体中的物体受到的浮力是垂直向上的
C.图丙,阿基米德原理只适用于浸没在液体中的物体
D.图丁,密度计是根据在不同液体中受到的浮力大小相等来测量液体密度
12.如图所示是物理课本中的一些插图,下列分析中正确的是( )
A.甲图中热气球升空,原因是气球内气体被加热膨胀后密度小于外界气体的密度
B.乙图中温度计升高相同的示数反映了水和食用油吸收了相同的热量
C.因图中掉在地上的弹性小球会弹起,但越弹越低,说明这一过程中能量不守恒
D.丁图中紧压的两块铅柱下面吊一个重物不能把它们拉开,说明分子间存在引力
13.如图所示,、B是可自由移动的物体,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、B、C、D物体都受到浮力
B.A、B、C物体受到浮力, D不受浮力
C.A、B物体受到浮力,C、D物体不受浮力
D.A物体受到浮力,B、C、D物体不受浮力
14.浮沉条件在日常生活中有广泛的应用,从简单的物体漂浮到复杂的建筑结构设计,都有其独特的用途。下列四幅图中关于浮沉条件的应用说法正确的是( )
A.图甲中密度计测量的液体密度越大,密度计受到的浮力越大
B.图乙中盐水选种时,下沉的种子密度比盐水的密度大
C.图丙中热气球是通过自带的加热器调节气囊中气体的温度来控制升降
D.图丁中古人打捞铁牛时,浮船受到的浮力等于铁牛的重力
15.小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
三、填空题
16.如图所示,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,受到浮力的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数是3.3kg。用弹簧测力计将一个重3N的物体放入溢水杯中(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上),当物体完全浸没时(物体未触底),弹簧测力计的示数为2N,如图所示。已知溢水杯的底面积为。则物体的密度为 ,完全浸没时,溢水杯对电子秤的压强为 Pa。
18.如图所示,将空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的桶中(饮料罐未浸没),桶中水不断溢出,此过程中手用力的大小将 ,饮料罐受到浮力的大小将 ,水桶底部受到桶内水的压强将 。(以上均选填“变大”“不变”或“变小”)
19.密度计
原理:利用漂浮原理。G密度计=F浮=ρ液gV排,即ρ液大,V排就小,密度计露出液面的部分就长,所以大的刻度值在 ,小的刻度值在 。(均选填“上面”或“下面”)
20.潜水艇潜入海水过程中,海水对潜水艇的浮力将 ,潜水艇完全入水后下潜,随着深度的增大,潜水艇受到海水的压强将 ;潜水艇从海底向上浮的过程中,浮力将 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
四、实验题
21.如图所示,小南利用如图的器材来探究“浮力的大小跟哪些因素有关”。
(1)如图所示,B步骤中圆柱体受到水的浮力为 N;分析A、C与 步骤(填字母)的数据,可知:铁块所受到浮力与铁块所处的深度无关;
(2)根据A、B、C的步骤,通过分析数据得出的结论是 。
五、综合题
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者”号载人深潜器于2020年11月10日,在马里亚纳海沟深度10909m处成功坐底,成为中国载人深潜新坐标。“奋斗者”号两侧配有压载铁,通过改变其数量来控制下沉、上浮或悬停。
22.“奋斗者”号是通过 的方法实现下潜或上浮的。
23.假定海水的密度处处相同,则“奋斗者”号在下潜过程中船体受到的压力变化是 。
24.追梦学习小组的同学们开展了用橡皮泥进行“造船”比赛的活动,看谁的小船装载的“货物”最多(船始终漂浮)。他们各自用相同的橡皮泥制作了一艘小船放在盛有不同体积水的相同水槽中,然后不同数量的相同泥丸当作“货物”装进去,最终水槽中水面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中的小船所受的浮力小
B.两艘小船排开水的重力相等
C.图乙中小船排开水的体积小
D.甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等
25.如图是我国自行研制的“蛟龙”号深海载人潜水器下潜到5188m深度,达到世界先进水平。
(1)潜水器从海面处下潜到5000m深处用时2.5h,则下潜过程中平均速度为 km/h;
(2)潜水器在水下航行时,需要螺旋桨向后推水,说明 ;
(3)随着潜水器下潜深度增加,受到的浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。(假设海水密度均匀)已知潜水器的总体积为8m3,则在5000m深处,潜水器受到的浮力为 N(取g=10N/kg,海水的密度取1×103kg/m3)。
26.图甲为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰。该舰满载时排水量为5万吨,可同时停放36架歼-15舰载机。若每架舰载机质量为25吨(已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)如图乙所示,舰载机起飞后,山东舰受到的浮力 (选填“增大”或“减小”);
(2)舰载机起飞驶离航母过程中速度越来越大,起飞过程中的牵引力 甲板阻力(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)山东舰满载时受到的浮力 ;
(4)山东舰满载时,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积 。
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《浮力》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
D
B
A
A
C
B
D
D
题号
11
12
13
14
15
答案
ABC
AD
ACD
BC
AC
1.B
【详解】由浮力的产生条件可知
由题可知,物体上表面受到的向下的压力F向下=2N,所以物体下表面受到的向上的压力
故选B。
2.B
【详解】A.浸在水中受到向上的浮力,物体重力一定不等于物体的重力,故A不符合题意;
B.物体受到竖直向下的重力,水对物体竖直向上的浮力和弹簧测力计向上的拉力,物体处于静止,所以物体受到向上和向下的力是一对平衡力,即物体重力等于弹簧测力计的拉力与浮力之和,物体重力一定大于6N,故B符合题意;
C.浸在水中受到向上的浮力,物体重力一定不等于物体的重力,故C不符合题意;
D.物体重力等于弹簧测力计的拉力与浮力之和,物体重力一定大于6N,故D不符合题意。
故选B。
3.D
【详解】由题知,正方体物块的体积等于重为水的G体积,由得物块的体积
把它浸没在煤油中,排开煤油的体积
物块受到煤油的浮力
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.B
【详解】AC.因为密度计漂浮,所以,,同一支密度计,重力不变,密度计在A、B两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,故AC不符合题意;
BD.由图知,密度计排开液体的体积:,根据可知,A、B液体的密度:,故B符合题意,D不符合题意。
故选B。
5.A
【详解】A.根据阿基米德原理,浸在气体中的物体受到的浮力等于它排开气体所受的重力。浮空艇浸在空气中,所以浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力,故A正确;
B.浮空艇上升过程中通过调整气囊中的气压来保持外形不变,这意味着浮空艇的体积不变,那么它排开空气的体积也不变,故B错误;
CD.大气压随高度的升高而减小。浮空艇上升过程中,高度增加,所以受到的大气压是变小的,故CD错误。
故选 A。
6.A
【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、c、d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。a物体下表面没有水,故a没有受到浮力的作用。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.C
【详解】甲图中,苹果漂浮在保鲜液中
F浮甲=G
且
ρ甲液>ρ苹果
乙图中,苹果悬浮在保鲜液中
F浮乙=G
所以
ρ乙液=ρ苹果
所以
F浮甲=F浮乙
ρ甲液>ρ乙液
故ABD错误,C正确。
故选C。
8.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。
9.D
【详解】由图可知F1测物体的重力,F2测空桶的重力,F3是物体浸没在液体中时的测力计的拉力,F4测排开的液体和空桶的总重力。根据称重法可知物体所受浮力的大小
物体排开液体所受重力
该实验探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,即需要比较实验数据之间的关系是,即
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.D
【详解】A.物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重,所以物体受到的浮力相等,即F浮甲=F浮乙; 根据阿基米德原理F浮=G排知,G甲排=G乙排, 所以物体排开液体的质量m甲=m乙,故A错误;
BD.因为物体在甲液体中漂浮,所以ρ甲>ρ物, 物体在乙液体中悬浮,所以ρ乙=ρ物, 所以ρ甲>ρ乙, 根据p=ρgh,h相同, 所以对容器底部的压强p甲>p乙,由于甲乙的底面积相等,根据知,液体对容器底部的压力F甲>F乙,故B错误,D正确;
C.由图知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度, 根据
G=mg=ρgV知甲液体的重力大于乙液体的重力, 又因为容器的重力相等,且在水平面上压力等于重力, 所以F′甲>F′乙, 根据,甲乙底面积S相同,所以p甲'>p乙',故C错误。
故选D。
11.ABC
【详解】A.太空中处于失重状态,“天宫课堂”中展示的乒乓球不会受到水的浮力作用,所以没有浮起来,故A错误,符合题意;
B.浸在液体中的物体受到的浮力方向是竖直向上的,故B错误,符合题意;
C.阿基米德原理不仅适用于浸在液体中的物体,也适用于浸在气体中的物体,故C错误,符合题意;
D.用密度计测量液体的密度时,密度计总是漂浮在液面上的,故浮力等于其重力,因此密度计是根据在不同液体中受到的浮力大小相同来测量液体密度的,故D正确,不符合题意。
故选ABC。
12.AD
【详解】A.在体积一定时,通过加热气球内部的气体,使气球内部的气体受热膨胀逸出,密度变小,小于其外部气体的密度,根据物体的浮沉条件可知,气球受到的浮力大于重力,所以气球才能上升,故A正确;
B.乙图中温度计升高相同的示数,因为水和食用油的比热容不同,根据可知,质量相同时,水和食用油吸收的热量不同,故B错误;
C.丙图中掉在地上的弹性小球会弹起,但越弹越低,说明小球在运动过程中要克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能减小,但能量是守恒的,故C错误;
D.分子间存在引力和斥力。丁图中紧压的两块铅柱下面吊一个重物不能把它们拉开,说明分子间存在引力,故D正确。
故选AD。
13.ACD
【详解】根据浮力的定义可知,物体的下部若存在液体,则物体受浮力,则A、B、C物体受到浮力,D不受浮力,ACD错误,B正确,故ACD符合题意,B不符合题意。
故选ACD。
14.BC
【详解】A.密度计是根据物体的漂浮条件来工作的,不论液体密度大小如何,密度计受到的浮力都等于重力,浮力大小不变,故A错误;
B.当物体密度大于液体密度时,物体在液体中下沉,图乙中下沉的种子密度比盐水的密度大,故B正确;
C.图丙中热气球通过自带的加热器调节气囊中气体的温度,从而改变囊中气体的密度,当浮力大于重力时,气球上升;当浮力小于重力时,气球下降,故C正确;
D.图丁中古人打捞铁牛时,船和铁牛的总重等于船和铁牛受到的浮力,故D错误。
故选BC。
15.AC
【详解】依题意得,体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底。
A.由浮沉条件得,桔子的密度小于水的密度,芒果的密度大于水的密度,因此桔子的密度小于芒果的密度,故A正确;
B.桔子受到的浮力等于它受到的重力,故B错误;
CD.桔子体积小于芒果体积,桔子排开水的体积小于桔子的体积,芒果排开水的体积等于芒果的体积,则桔子排开水的体积小于芒果排开水的体积,由得,桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力,桔子受到的浮力等于它受到的重力,芒果受到的浮力小于它受到的重力,则桔子受到的重力小于芒果受到的重力,故C正确,D错误。
故选AC。
16.变大
【详解】气泡上升过程,气泡受到液体的压强变小,气泡体积变大,由于气泡排开水的体积与气泡体积相等,所以,气泡排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排可知,气泡受到浮力的大小变大。
17.
【详解】[1]用弹簧测力计将一个重3N的物体放入溢水杯中,当物体完全浸没时,弹簧测力计的示数为2N,则物体受到的浮力
F浮=G-F拉=3N-2N=1N
物体排开水的体积
物体的体积等于物体排开水的体积,则物体的密度
[2]将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数是3.3kg,当物体完全浸没时,物体受到的浮力等于物体排开水的重力,由于电子秤不能称量溢水杯排开的水的质量,所以电子秤的示数不变,则溢水杯对电子秤的压强
18. 变大 变大 不变
【详解】[1][2][3]将空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的桶中(饮料罐未浸没),桶中水不断溢出,饮料罐排开的液体的体积逐渐变大,根据
此过程中饮料罐受到的浮力将逐渐变大,饮料罐受力情况为
浮力大小逐渐变大,重力大小不变,故手用力的大小将逐渐变大;桶底受到水的压强大小和液体的深度有关,由于将空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的桶中,桶中的水的深度不变,故根据
可知水桶底部受到桶内水的压强将不变。
19. 下面 上面
【详解】[1][2]根据漂浮条件,密度计在液体中处于漂浮状态,浮力与重力相等,即G密度计=F浮=ρ液gV排,因此密度计在不同液体中所受的浮力相等,当液体密度越大时,V排会越小,密度计露出液面部分越多,大的刻度值在下面, 小的刻度值在上面。
20. 增大 增大 不变
【详解】[1]潜水艇潜入海水过程中,排开水的体积增大,由知海水对潜水艇的浮力增大。
[2]潜水艇完全浸入海水后,深度增大,由知潜水艇受到海水的压强增大。
[3]潜水艇从海底向上浮的过程中,排开水的体积不变,海水密度不变,由知海水对潜水艇的浮力不变。
21.(1) 0.4 D
(2)液体密度相同,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大
【详解】(1)[1]由A步骤可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计示数为2.4N,则物体的重力为2.4N,由B步骤可知,物体浸入液体中,弹簧测力计的拉力为2N,根据称重法求得,B步骤中铁块受到水的浮力为
F浮=2.4N-2N=0.4N
[2]探究铁块所受浮力和铁块所处的深度的关系时,根据控制变量法,应控制液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,深度不同,所以应分析A、C、D步骤。由A、C、D步骤数据可知,液体密度相同,铁块排开水的体积相同,深度不同,测力计的示数相同,根据称重法可知,铁块受到的浮力相同,可知:铁块所受到浮力与铁块所处的深度无关。
(2)分析A、B、C步骤发现,液体密度相同,物体浸入液体中的体积增大,弹簧测力计的示数逐渐变小,即物体受到的浮力增大,故说明:液体密度相同,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。
22.改变压载铁数量 23.变大 24.AD
【解析】22.“奋斗者”号是通过改变压载铁数量,改变自身重力的方法实现下潜或上浮的。
23.假定海水的密度处处相同,则“奋斗者”号在下潜过程中船体在水中的速度变深,由得,“奋斗者”受到的压力变大。
24.A.由图知,甲图小船中的“货物”少,甲中小船的重力要小于乙中小船的重力,由于两只船都处于漂浮状态,浮力等于重力,故甲中的小船所受的浮力小,乙中的小船所受的浮力大,A正确;
BC.乙中的小船所受的浮力大,则乙小船排开水的重力较大;液体的密度相同,根据阿基米德原理可知,乙中小船排开水的体积大,甲中的小船所受的浮力小,根据阿基米德原理可知甲小船排开水的重力小,BC错误;
D.由题意知,小船中放入不同的“货物”时,甲、乙中水的深度相同,根据液体压强公式可知甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等,D正确。
故选AD。
25. 2 物体间力的作用是相互的 不变 8×104
【详解】(1)[1]潜水器从海面处下潜的深度
平均速度
(2)[2]潜水器在水下航行时,需要螺旋桨向后推水,水给潜水器一个向前的力,说明物体间力的作用是相互的。
(3)[3]随着潜水器下潜深度增加,但潜水器排开水的体积不变;海水密度保持不变,由阿基米德原理可知受到的浮力不变。
[4]潜水器完全浸没在海水中,排开海水的体积等于自身的体积,潜水器在5000m深度受到的浮力
26. 减小 大于 5×108N 4.91×104m3
【详解】解:(1)[1]舰载机起飞前后,航母始终漂浮,受到的浮力和自身的总重力相等;舰载起飞舰后,航母的总重力减小,所以航母受到的浮力将减小。
(2)[2]舰载机起飞驶离航母过程中速度越来越大,说明受力不平衡且起飞过程中的牵引力大于甲板阻力。
(3)[3]由题意可知,该航母满载时的排水量约为5万吨,则由阿基米德原理可得,航母满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排1g=5×104×103kg×10N/kg=5×108N
(4)[4]因为航母始终漂浮,受到的浮力和自身的总重力相等,即
F浮=G排=G总
根据阿基米德原理、浮沉条件以及G=mg可得
m排=m总
所以36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的质量为
m排2=m排1-36m机=50000t-36×25t=49100t
航母排开海水的体积为
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