内容正文:
第十章 《浮力》练习
§10.3 物体的浮沉条件及应用练习
【知识回顾】
1、 认识物体的浮与沉
根据物体的浮沉条件填空,并在图中画出此状态下物体的受力示意图。
(1)漂浮:F浮 G物、ρ液 ρ物、V排 V物。
(2)上浮(未浮出液面):F浮 G物、ρ液 ρ物、V排 V物。
(3)悬浮:F浮 G物、ρ液 ρ物、V排 V物。
(4)下沉(仍在液面下):F浮 G物、ρ液 ρ物、V排 V物。
(5)沉底:F浮 G物、ρ液 ρ物、V排 V物。
二、 浮力的应用
1.轮船:
(1)原理:采用“空心”的方法使它排开的水的体积 ,从而增大所受的浮力。
(2)排水量:表示轮船的大小,是指轮船装满货物时排开水的 。
(3)一艘轮船从长江驶入大海(ρ海水 > ρ江水),它受到的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”),船身会______(选填“上浮一些”或“下沉一些”)。
2.潜水艇的原理:靠改变 实现上浮或下潜。
3.气球和飞艇:球内或艇内充入密度 空气的气体; 气球和飞艇是利用空气对它的 升到空中的,是靠改变气囊的体积调节 大小来控制升降的。
4.密度计:如图所示的仪器可以测量液体的 ,利用了 原理,其刻度值从上往下逐渐 (选填“变大”或“变小”)。
【精练】
1.小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮。下列说法正确的是( )
A.番茄密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
2.小明观察到:将静置在离水面一定高度的苹果静止释放,苹果掉入水中先向下运动一段距离后(没有触底),后又向上运动,最终漂浮在水面上静止。关于苹果浸没在水中的那段运动过程,下列说法正确的是( )
A.它始终处于平衡状态
B.向下运动时,它所受的重力大于浮力
C.向上运动时,它所受的重力小于浮力
D.运动方向改变,它所受浮力的方向也改变
3.体积相同的三个实心物体A、B、C浸没水中,物体的浮沉情况如图所示。下列分析正确的是( )
A.物体C的密度最大,重力最大
B.三个物体受到的浮力不相等
C.物体A上浮至漂浮,所受浮力一直不变
D.三个物体都处于平衡状态
4.潜水员从浅水区慢慢走向深水区,然后在水面下潜泳。若水底布满小石头,则下列体验与分析合理的是( )
A.从浅水区走向深水区,脚底的疼痛感会加重,因为潜水员所受重力变大
B.从浅水区走向深水区,脚底的疼痛感会减弱,因为潜水员所受浮力变大
C.从水下3m潜泳到水下5m,潜水员所受到的浮力变大
D.潜水员看到桥墩能稳稳地矗立于泥沙中,因为桥墩受到的浮力与重力平衡
5.质量相等的甲、乙两个实心物块在水中静止时如图所示,下列分析正确的是( )
A.甲的密度小于乙的密度
B.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
C.甲排开水的体积大于乙排开水的体积
D.甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力
6.如下图所示,把一个马铃薯放入浓盐水中,马铃薯处于漂浮状态。如果将水面以上的部分切去,则剩下的马铃薯将会( )
A.上浮 B.悬浮 C.下沉 D.不能判断
7.小华将一个李子和一个香瓜放入水槽内的水中,静止后,发现李子沉到水槽底部,香瓜漂浮在水面上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.李子的密度小于水的密度
B.香瓜的密度大于李子的密度
C.香瓜受到的浮力小于李子受到的浮力
D.若往水中加适量酒精香瓜可能悬浮
8.将重为4 N、体积为6×10-4 m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200 g水。当物体静止时,下列判断正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=2 N
B.物体悬浮,F浮=6 N
C.物体漂浮,F浮=4 N
D.物体沉在水底,F浮=2 N
9.我国第三艘国产航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”(如图所示)。满载排水量为88 000 t。当舰载机飞离航母后,航母排开的海水体积改变了26 m3,取ρ海水为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,下列说法正确的是( )
A.满载排水量指的是航母满载时排开水的重力
B.满载漂浮时,航母所受浮力为8.8×108 N
C.当舰载机飞离航母后,舰底所受海水压强变大
D.该舰载机的质量是2.6×105 kg
10.(多选)某校学生开展了利用塑料吸管制作简易密度计的综合实践活动。如图甲,他们将吸管一端用小木塞密封,并缠绕上适量细铁丝,使其能竖直地漂浮在水中,标记吸管在水面处的位置a,此时密度计受到的浮力是F甲。如图乙和图丙,再将此密度计分别放在密度为ρ1和ρ2的两种液体中,标记吸管在液面处的位置b、c,密度计受到的浮力是F乙和F丙。下列关系中正确的是( )
A.ρ1>ρ水,F甲=F丙 B.ρ2>ρ水,F甲=F乙
C.ρ1>ρ2,F丙<F乙 D.ρ水>ρ2,F甲=F乙
11.(多选)如图所示,一个苹果漂浮在水杯中,若将其切成大小不等的两块,重新放入水中,其中一块沉底。下列选项描述错误的是( )
A.另一块一定漂浮,水对杯底的压强变小
B.另一块一定沉底,水对杯底的压强变大
C.另一块一定漂浮,杯底对桌面的压强不变
D.另一块一定沉底,杯底对桌面的压强变小
12.(多选)水平桌面上放有底面积、质量均相同的甲、乙两容器,容器内装有质量相同的不同种液体,将两个完全相同的小球分别放入两种液体中,小球静止时的状态如图所示。甲、乙两容器中的液体密度分别为和;甲、乙两容器中小球受到的浮力分别为和;甲、乙两容器中液体对容器底部的压强分别为和;甲、乙两容器对桌面的压力分别为和。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
13.(多选)如图所示,放有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一木块浸没到水中一定深度,剪断细线,木块开始上浮,最后漂浮在水面上,漂浮时有五分之二体积露出水面,已知水的密度为,下列叙述中正确的是( )
A.木块的密度为
B.在露出水面之前,木块所受浮力不变
C.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
D.在木块浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
14.对于现代生活给人们带来的紧张,可用漂浮疗法来减轻。当人漂浮在漂浮池的水面上时,池水的密度 人体的密度,人所受水的浮力 人受到的重力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
15.如图所示,泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”,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 (选填“上浮”或“下沉”);茶叶充分吸水后由于其密度 (选填“>”“<”或“=”)水的密度而下沉。
16.盐水选种是我国农业常用的选种方法之一,将待选的种子放入浓度适当的盐水后,优良种子的重力__________其所受的浮力,所以优良的种子会__________(选填“沉入盐水底”或“浮于盐水面”)。
17.如图,将高为5 cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3 cm,排开水的重力为3 N。木块下表面受到水的压强是_______Pa,木块受到的浮力是_______N,木块的质量是_______kg,木块的密度是_______。(,g取10 N/kg)
18.如图所示,重为0.5N的鸡蛋静止在盐水中,此时鸡蛋受到的浮力为__________N,若继续向杯中加盐并搅拌,鸡蛋最终静止时所受浮力__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.在“探究物体的浮沉”的实验中,小明用手将重3 N、体积为2×10-4m3的苹果浸没在水中,松手后苹果将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),最后静止时,苹果所受到的合力是 N(g取10 N/kg);小亮将一小球浸没在水中由静止释放,若小球悬浮在水中,则小球的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
14.在图中,重为3牛的小球漂浮在水面上,请用力的图示法画出小球受的浮力F浮。
20..用量筒测盐水的密度(水的密度用表示)
(1)在小烧杯(质量不计)中倒入适量的水,然后将小烧杯放入一个盛有适量水的水槽中,在水槽外壁上标记出槽内水面的高度;
(2)将小烧杯中的水全部倒入量筒内,量筒的读数为;
(3)把小烧杯擦干,再将其放入水槽中,缓慢向小烧杯中倒入待测盐水,直至水槽内水面的高度 ;
(4)将小烧杯中的盐水全部倒入量筒内,量筒的读数为;
(5)待测盐水的质量m= ,体积V= ;
(6)则待测盐水的密度ρ= .
18.如图甲所示,一个边长为10cm的立方体木块,下面用一段长为15cm的细线与木块相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向容器中缓慢加水,直到装满容器,如图乙所示。若细线中的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,如图丙。求:
(1)图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于 状态;
(2)该木块完全浸没在水中受到的浮力为多少N?
(3)该木块的密度为多少?
(4)请在图丁中作出在此过程中木块所受浮力F浮随水位h变化的大致图像。
参考答案
【知识回顾】
2、 认识物体的浮与沉
1. 根据物体的浮沉条件填空,并在图中画出此状态下物体的受力示意图。
(1)漂浮:F浮 = G物、ρ液 > ρ物、V排 < V物。
(2)上浮(未浮出液面):F浮 > G物、ρ液 > ρ物、V排 = V物。
(3)悬浮:F浮 = G物、ρ液 = ρ物、V排 = V物。
(4)下沉(仍在液面下):F浮 < G物、ρ液 < ρ物、V排 = V物。
(5)沉底:F浮 < G物、ρ液 < ρ物、V排 = V物。
二、 浮力的应用
1.轮船:
(1)原理:采用“空心”的方法使它排开的水的体积 变大 ,从而增大所受的浮力。
(2)排水量:表示轮船的大小,是指轮船装满货物时排开水的 质量 。
(3)一艘轮船从长江驶入大海(ρ海水 > ρ江水),它受到的浮力__不变____(选填“变大”、“变小”或“不变”),船身会_上浮一些_____(选填“上浮一些”或“下沉一些”)。
2.潜水艇的原理:靠改变 自身重力 实现上浮或下潜。
3.气球和飞艇:球内或艇内充入密度 小于 空气的气体。气球和飞艇是利用空气对它的 浮力 升到空中的,是靠改变气囊的体积调节 浮力 大小来控制升降的。
4.密度计:如图所示的仪器可以测量液体的 密度值 ,利用了 漂浮 原理,其刻度值从上往下逐渐 变大 (选填“变大”或“变小”)。
【精练】
1.小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮。下列说法正确的是(A)
A.番茄密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
2.小明观察到:将静置在离水面一定高度的苹果静止释放,苹果掉入水中先向下运动一段距离后(没有触底),后又向上运动,最终漂浮在水面上静止。关于苹果浸没在水中的那段运动过程,下列说法正确的是( C )
A.它始终处于平衡状态
B.向下运动时,它所受的重力大于浮力
C.向上运动时,它所受的重力小于浮力
D.运动方向改变,它所受浮力的方向也改变
3.体积相同的三个实心物体A、B、C浸没水中,物体的浮沉情况如图所示。下列分析正确的是( A )
A.物体C的密度最大,重力最大
B.三个物体受到的浮力不相等
C.物体A上浮至漂浮,所受浮力一直不变
D.三个物体都处于平衡状态
4.潜水员从浅水区慢慢走向深水区,然后在水面下潜泳。若水底布满小石头,则下列体验与分析合理的是( B )
A.从浅水区走向深水区,脚底的疼痛感会加重,因为潜水员所受重力变大
B.从浅水区走向深水区,脚底的疼痛感会减弱,因为潜水员所受浮力变大
C.从水下3m潜泳到水下5m,潜水员所受到的浮力变大
D.潜水员看到桥墩能稳稳地矗立于泥沙中,因为桥墩受到的浮力与重力平衡
5.质量相等的甲、乙两个实心物块在水中静止时如图所示,下列分析正确的是( D )
A.甲的密度小于乙的密度
B.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
C.甲排开水的体积大于乙排开水的体积
D.甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力
6.如下图所示,把一个马铃薯放入浓盐水中,马铃薯处于漂浮状态。如果将水面以上的部分切去,则剩下的马铃薯将会( A )
A.上浮 B.悬浮 C.下沉 D.不能判断
7.小华将一个李子和一个香瓜放入水槽内的水中,静止后,发现李子沉到水槽底部,香瓜漂浮在水面上,如图所示。下列说法正确的是( D )
A.李子的密度小于水的密度
B.香瓜的密度大于李子的密度
C.香瓜受到的浮力小于李子受到的浮力
D.若往水中加适量酒精香瓜可能悬浮
8.将重为4 N、体积为6×10-4 m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200 g水。当物体静止时,下列判断正确的是( C )
A.物体漂浮,F浮=2 N
B.物体悬浮,F浮=6 N
C.物体漂浮,F浮=4 N
D.物体沉在水底,F浮=2 N
9.我国第三艘国产航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”(如图所示)。满载排水量为88 000 t。当舰载机飞离航母后,航母排开的海水体积改变了26 m3,取ρ海水为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,下列说法正确的是(B)
A.满载排水量指的是航母满载时排开水的重力
B.满载漂浮时,航母所受浮力为8.8×108 N
C.当舰载机飞离航母后,舰底所受海水压强变大
D.该舰载机的质量是2.6×105 kg
10.(多选)某校学生开展了利用塑料吸管制作简易密度计的综合实践活动。如图甲,他们将吸管一端用小木塞密封,并缠绕上适量细铁丝,使其能竖直地漂浮在水中,标记吸管在水面处的位置a,此时密度计受到的浮力是F甲。如图乙和图丙,再将此密度计分别放在密度为ρ1和ρ2的两种液体中,标记吸管在液面处的位置b、c,密度计受到的浮力是F乙和F丙。下列关系中正确的是( A、D )
A.ρ1>ρ水,F甲=F丙 B.ρ2>ρ水,F甲=F乙
C.ρ1>ρ2,F丙<F乙 D.ρ水>ρ2,F甲=F乙
11.(多选)如图所示,一个苹果漂浮在水杯中,若将其切成大小不等的两块,重新放入水中,其中一块沉底。下列选项描述错误的是( BD )
A.另一块一定漂浮,水对杯底的压强变小
B.另一块一定沉底,水对杯底的压强变大
C.另一块一定漂浮,杯底对桌面的压强不变
D.另一块一定沉底,杯底对桌面的压强变小
12.(多选)水平桌面上放有底面积、质量均相同的甲、乙两容器,容器内装有质量相同的不同种液体,将两个完全相同的小球分别放入两种液体中,小球静止时的状态如图所示。甲、乙两容器中的液体密度分别为和;甲、乙两容器中小球受到的浮力分别为和;甲、乙两容器中液体对容器底部的压强分别为和;甲、乙两容器对桌面的压力分别为和。下列判断正确的是( ABC )
A. B. C. D.
13.(多选)如图所示,放有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一木块浸没到水中一定深度,剪断细线,木块开始上浮,最后漂浮在水面上,漂浮时有五分之二体积露出水面,已知水的密度为,下列叙述中正确的是( BC )
A.木块的密度为
B.在露出水面之前,木块所受浮力不变
C.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
D.在木块浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
14.对于现代生活给人们带来的紧张,可用漂浮疗法来减轻。当人漂浮在漂浮池的水面上时,池水的密度 大于 人体的密度,人所受水的浮力 等于 人受到的重力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
15.如图所示,泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”,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 (选填“上浮”或“下沉”);茶叶充分吸水后由于其密度 > (选填“>”“<”或“=”)水的密度而下沉。
16.盐水选种是我国农业常用的选种方法之一,将待选的种子放入浓度适当的盐水后,优良种子的重力___大于_______其所受的浮力,所以优良的种子会___沉入盐水底_______(选填“沉入盐水底”或“浮于盐水面”)。
17.如图,将高为5 cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3 cm,排开水的重力为3 N。木块下表面受到水的压强是_300______Pa,木块受到的浮力是__3_____N,木块的质量是___0.3____kg,木块的密度是__0.6×103_____。(,g取10 N/kg)
18.如图所示,重为0.5N的鸡蛋静止在盐水中,此时鸡蛋受到的浮力为___0.5_______N,若继续向杯中加盐并搅拌,鸡蛋最终静止时所受浮力___不变___(选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.在“探究物体的浮沉”的实验中,小明用手将重3 N、体积为2×10-4m3的苹果浸没在水中,松手后苹果将 下沉 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),最后静止时,苹果所受到的合力是 0 N(g取10 N/kg);小亮将一小球浸没在水中由静止释放,若小球悬浮在水中,则小球的密度 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
14.在图中,重为3牛的小球漂浮在水面上,请用力的图示法画出小球受的浮力F浮。
【答案】图略
20..用量筒测盐水的密度(水的密度用表示)
(1)在小烧杯(质量不计)中倒入适量的水,然后将小烧杯放入一个盛有适量水的水槽中,在水槽外壁上标记出槽内水面的高度;
(2)将小烧杯中的水全部倒入量筒内,量筒的读数为;
(3)把小烧杯擦干,再将其放入水槽中,缓慢向小烧杯中倒入待测盐水,直至水槽内水面的高度 达到标记处 ;
(4)将小烧杯中的盐水全部倒入量筒内,量筒的读数为;
(5)待测盐水的质量m= ρ水V1 ,体积V= V2 ;
(6)则待测盐水的密度ρ= .
18.如图甲所示,一个边长为10cm的立方体木块,下面用一段长为15cm的细线与木块相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向容器中缓慢加水,直到装满容器,如图乙所示。若细线中的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,如图丙。求:
(1)图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于 状态;
(2)该木块完全浸没在水中受到的浮力为多少N?
(3)该木块的密度为多少?
(4)请在图丁中作出在此过程中木块所受浮力F浮随水位h变化的大致图像。
【答案】 漂浮 10N
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