内容正文:
8.6浮力 分层作业
一、单选题
1.我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.浮力变大、压强变大 B.浮力变大、压强不变
C.浮力不变、压强不变 D.浮力不变、压强变大
2.下列关于浮力的说法中,正确的是( )
A.浮力的方向总是竖直向上的
B.浮力的大小与物体的密度有关
C.浮力的大小与物体的体积有关
D.浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关
3.如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的向下压力为,下表面受到水向上的压力为,则长方体受到水的浮力为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,用弹簧测力计悬挂重10N的金属块浸入水中,弹簧测力计的示数为6N。此时金属块所受浮力的大小和方向是( )
A.6N,竖直向上 B.10N,竖直向下 C.4N,竖直向下 D.4N,竖直向上
5.如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力为4N,下表面受到液体的压力为12N。下列说法中正确的是( )
A.正方体受到的浮力为12N B.液体对正方体下表面的压强为
C.正方体上表面所处的深度为40cm D.正方体的密度为
6.运用图中器材进行“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,某实验小组进行图中所示操作,(g=10N/kg)小组根据实验形成了以下认识:
①为减小实验误差,该实验合理的顺序应为丁、甲、乙、丙;
②在乙图中,物体受到的浮力为1.5N
③物体的体积为50cm3 ;
④物体的密度是4.0×103 kg/m3
以上说法正确的是( )
A.①③ B.①③④ C.②④ D.②③④
7.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图所示的一系列测量。根据图中所示弹簧测力计示数等信息的判断,下列实验证据或结论正确的是( )
A.物体浸没在水中时所受到的浮力是2N
B.酒精对物体的浮力小于水对物体的浮力
C.浮力大小与物体浸入液体中的深度有关
D.利用图中所示数据可以计算出该物体密度
8.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的大烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计的读数F随圆柱体下降高度h变化的图像(不考虑水面的变化及水对圆柱体的阻力),下列说法中正确的是( )
A.分析图像可知,圆柱体的重力是8N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N
C.圆柱体的密度是
D.时,圆柱体的上表面离水面高度是3cm
二、填空题
9.如图所示,重为12N的物体A静止在水中,若弹簧测力计的示数为2.2N,则A受到的浮力为___________N,它排开液体的重力为___________N。增大A浸没的深度,它受到的浮力将___________(选填“变小”“不变”或“变大”)。
10.乒乓球按入水中时会感到有点费力,松手后乒乓球迅速浮起来,说明乒乓球受到了力的作用,这个力的施力物体是________,方向为________。
11.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“=”)
12.如图所示是小李同学做“验证阿基米德原理”实验的情景,该实验的目的是为了定量研究浸没在水中的物体所受浮力大小与___________的关系。实验过程中用___________来表示物体所受浮力大小,用量筒中液面的两次示数差(V2-V1)来表示___________。若阿基米德原理成立,则实验中各物理量之间应满足的关系式为___________(ρ水表示水的密度,各物理量用符号表示)。
13.小华用同一金属球按图示的步骤进行探究浮力的实验,根据图甲、乙、丙所示的弹簧测力计示数,可计算出图丙中未知液体的密度为________kg/m3。
三、作图题
14.如图所示,重5N的小球漂浮在水面上,请画出小球所受浮力的示意图。
四、实验题
15.在 “探究浮力的大小跟哪些因素有关” 实验中:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体的重力 G = ______N;
(2)如图乙所示,将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数 F = 1.6N,则物体受到的浮力 = ______N;
(3)比较乙、丙两图,可得出物体受到的浮力大小与______有关。
五、计算题
16.小华按图示的步骤进行探究浮力的实验,在弹簧测力计下悬挂一个金属球,弹簧测力计的示数如图甲所示,将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示,圆柱形烧杯内水面上升了2cm且水未溢出。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,请计算:
(1)金属球浸没在水中受到的浮力;
(2)金属球的体积;
(3)烧杯的底面积。
试卷第1页,共3页
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《8.6浮力 分层作业》参考答案
1.D
【详解】因为不考虑潜水器体积的变化,在“奋斗者”号下潜过程中,深度变大,排开液体体积不变,因为不考虑海水密度的变化,根据可知,液体的压强变大,根据可知,“奋斗者”号受到的浮力不变,故D正确,ABC错误。
故选D。
2.A
【详解】A.浮力的方向与重力的方向相反,总是竖直向上的,故A正确;
BCD.浮力的大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关,而物体排开液体的体积不一定等于物体的体积,则浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关,且浮力大小与物体的密度、物体的体积无关,故BCD错误。
故选A。
3.A
【详解】长方体浸没在水中,受到水的浮力为
F浮=F下表面﹣F上表面=5N-2N=3N
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.D
【详解】金属块重10N,浸入水中弹簧测力计的示数为6N,浮力的大小为
浮力的方向总是竖直向上的。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.正方体受到的浮力为
故A错误;
B.正方体一个面的面积为
液体对正方体下表面的压强为
故B错误;
D.正方体悬浮在液体中,受到的浮力等于重力,则它的质量为
正方体的体积为
正方体的密度为
故D正确;
C.悬浮ρ液=ρ,液体对正方体上表面的压强为
正方体上表面的所处的深度为
故C错误。
故选D。
6.B
【详解】①若按图中甲乙丙丁的顺序进行实验时,先测量水和桶的总重力,再测量空桶的重力,由于空桶中有残留的水使得空桶的重力偏大,会导致排开水的重力偏小,应该先测量物体或空桶的重力,再将圆柱体放入水中,得出弹簧测力计的示数,最后测出桶和水的总重力,可减小实验误差,实验合理的顺序应为丁、甲、乙、丙,故①正确;
②由称量法可知,在乙图中,物体受到的浮力为
故②错误;
③④由甲、乙两次实验可得物体的重力为2N,浸没在水中时受到的浮力为0.5N,物体的体积等于排开水的体积
则物体的密度为
故③④正确。故ACD错误,B正确。
故选B。
7.D
【详解】A.由图可知,物体的重力为G=3.8N,物体完全浸没在水中时弹簧测力计的示数为2N,由称重法可知,物体浸没在水中时受到的浮力为
故A错误;
B.由图可知,物体完全浸没在酒精中时弹簧测力计的示数为2.4N,由称重法可知,物体浸没在酒精中时受到的浮力为
因此当物体完全浸没时,即排开液体的体积相同时,酒精对物体的浮力小于水对物体的浮力。由前两图可知,当物体没有完全浸没在水中时,受到的水的浮力为
此时酒精对物体的浮力大于水对物体的浮力,故B错误;
C.浮力大小与物体浸入液体的深度无关,与物体排开水的体积有关,故C错误;
D.由可得
由
可得物体的密度
故D正确。
故选D。
8.C
【详解】A.如图乙所示,A点时圆柱体没有下降,此时测量的是圆柱体受到的重力,所以圆柱体受到的重力,故A错误;
B.如图乙所示,CD段弹簧测力计的示数不变,此时受到的浮力就不变,所以圆柱体下降过程中排开液体体积不变,所以圆柱体完全浸没在水中,所以圆柱体浸没在水中时受到的浮力,故B错误;
C.圆柱体浸没时,圆柱体体积等于其排开液体的体积,圆柱体体积
圆柱体的质量
圆柱体的密度
故C正确;
D.如图乙所示,AB段弹簧测力计示数不变,BC段弹簧测力计示数变小,圆柱体受到的浮力逐渐变大,故B点时,圆柱体下表面与水面接触,故在A点时,圆柱体下表面离水面的高度为3cm,故D错误。
故选C。
9. 9.8 9.8 不变
【详解】[1]根据称重法可知,A受到的浮力为
[2]由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力,即
[3]根据公式可知,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与排开液体的深度无关,所以增大A浸没的深度,它受到的浮力将不变。
10. 水 竖直向上
【详解】[1]将乒乓球按入水中时会感到有点费力,此时乒乓球受到了竖直向下重力,和竖直向上的浮力,是浮力让松手后的乒乓球上浮,浮力的施力物体是水。
[2]浮力产生的原因是上下表面压力差,下表面受到的压力大于上表面所受的压力,故浮力的方向是竖直向上的。
11. > =
【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。
12. 物体排开液体所受的重力 F1-F2 物体排开水的体积 F1-F2=ρ水g(V2-V1)
【详解】[1]根据阿基米德原理可知,实验目的是为了研究浸在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体所受的重力之间的关系。
[2]根据称重法,物体受到的浮力等于物体的重力减去浸在水中时弹簧测力计的示数,即
F浮=F1-F2
[3]由图可知,量筒中水面两次示数差(V2-V1)表示金属块排开水的体积。
[4]由和G=mg可得,金属块排开水所受重力为
G排=m排g=ρ水gV排=ρ水g(V2-V1)
阿基米德原理是物体受到的浮力等于排开液体所受到的重力,因此若
F1-F2=ρ水g(V2-V1)
则可得验证阿基米德原理。
13.0.8×103
【详解】由图可知,测力计的分度值为0.2N,金属球的重力为G=2.6N,浸没在水中时弹簧测力计示数为F=1.6N,则金属球在水中所受的浮力
金属球的体积
浸没在液体中时弹簧测力计示数为F=1.8N,金属球在水中所受的浮力
金属球排开液体的体积
未知液体的密度
14.
【详解】浮力作用在物体重心处,方向是竖直向上的。物体漂浮时处于平衡状态,所受浮力与重力是一对平衡力,可知浮力与重力大小相等,大小均为5N。如图:
15.(1)2.6
(2)1
(3)液体的密度
【详解】(1) 由图甲可知测力计的分度值为0.2N,用弹簧测力计测出物体的重力
(2)根据称重法测浮力F浮=G-F乙=2.6N-1.6N=1N
(3)乙、丙两图中,液体密度不同,物体排开液体体积相同,弹簧测力计示数不同,根据称重法可知物体所受的浮力不同,可得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
16.(1)1N
(2)100cm3
(3)50cm2
【详解】(1)由图可知,金属球的重力为,浸没在水中时弹簧测力计示数为,则金属球所受的浮力
(2)金属球浸没在水中,根据浮力公式,则金属球的体积
(3)圆柱形烧杯内水面上升了2cm且水未溢出,说明金属球浸入后排开体积为
则圆柱形烧杯的底面积为
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