水的浮力
一、单选题
1.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,则下列说法错误的是(??
)
A.?A物体一定受浮力作用????????????????????????????????????????B.?B物体一定受浮力作用
C.?C部分一定受浮力作用?????????????????????????????????????????D.?D部分一定受浮力作用
2.如右图,将同一个小球先后三次分别放入甲、乙、丙(沉底)三种不同的液体中。则小球所受浮力大小的情况应是(??
)
A.?甲最小?????????????????????????????????B.?乙最小?????????????????????????????????C.?丙最小?????????????????????????????????D.?一样
3.甲、乙两只完全相同的杯子盛有相同的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示。则下列说法中正确的是(??
)
A.?乙杯底部所受液体的压强较大?????????????????????????????B.?鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大
C.?甲乙两个杯子对桌面的压力一样大??????????????????????D.?鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
4.下列有关物体沉浮条件及应用实例分析合理的是(??
)
A.?浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.?巨轮之所以熊够浮在水面是因为用空心的办法増大了排开液体的体积
C.?液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.?热气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
5.如图所示,容器中水面上漂浮着一只空碗,水底沉着一只土豆。若将土豆取岀放入碗中(碗仍能漂浮在水面),则水面高度将(??
)
A.?不变?????????????????????????????B.?上升?????????????????????????????C.?下降?????????????????????????????D.?条件不足,难以判断
6.以下情景中没有受到浮力的物体是(?
)
A.?翱翔的人造卫星
???????????????????B.?上升的热气球
C.?航行的“辽宁号”
????????????????D.?下潜的“蛟龙”号
7.如图所示,在研究浮力大小时,小阳同学将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。根据事实,下列猜想最符合小阳同学研究目的的是(????
)
A.?物体排开水越多,物体所受浮力越大??????????????????B.?液体密度越大,物体所受浮力越大
C.?物体体积越大,物体所受浮力越大??????????????????????D.?用力越大,物体排开水的体积越大
8.如图所示,同一物体浸在甲液体中悬浮,浸在乙液体中漂浮,比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,肯定正确的是(??
)
A.?F甲=F乙,ρ甲=ρ乙????????????B.?F甲=F乙,ρ甲<ρ乙????????????C.?F甲F乙,ρ甲>ρ乙
9.下面列举的物体中,利用空气浮力而升空的物体是(
???)
A.?人造卫星?????????????????????????????????B.?飞机?????????????????????????????????C.?风筝?????????????????????????????????D.?氢气球
10.一个物体在空气中用弹簧测力计称,示数为
32
N,将其悬挂起来浸入某液体中称时,示数为
18
N,则此时物体在该液体中所受的浮力大小为(
??)
A.?14N????????????????????????????????????B.?18
N????????????????????????????????????C.?32
N????????????????????????????????????D.?50
N
11.如图所示,把一个自制的密度计分别放入两种不同的液体中,由此得出的下列判断正确的是(???
)
A.?这个密度计在甲液体中受到的浮力较大???????????????B.?这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C.?甲种液体的密度较大???????????????????????????????????????????D.?密度计B处的刻度值应大于A的处的刻度值
12.如图所示,浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面上一段时间,这一过程浮力的变化是(???
)
A.?先减小,后不变??????????????????????????????????????????????????B.?先不变,后减小
C.?先不变,后减小,再保持不变?????????????????????????????D.?先不变,后增大,再保持不变
二、填空题
13.某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图)。要使潜水艇下潜,应对水舱________(选填“注水”或“排水”
),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.木块A重为3N,体积为500cm3
,
如图所示,用细线拉着A浸没于盛水的圆柱形容器中,木块A受到的浮力是________N,若剪断绳子,则木块静止时受到的浮力是________N。(g取10N/kg)
三、解答题
15.如图甲,圆筒形容器内装有适量的水,
放在水平桌面上;实心圆柱形物体A
用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人水中时(水没有溢出容器)
,弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系。实验过程中,小王将测量记录的数据绘制成乙图所示的曲线。请据图分析回答下列问题:
(1)观察图乙通过分析F和h的关系,可以得出结论:浸在液体中的物体所受浮力与________有关。
(2)由图乙可知,
实心圆柱形物体A的浸入14厘米时,所受浮力为________N。
(3)当h等于16cm时,
物体A浸在水中的体积大小为多少?(g=10N/kg)
16.我国发射的神舟十一号飞船在10月19日天宫二号成功对接,两名航天员已经进驻天宫二号,并按计划开展空间科学实验。
(1)为了使航天员能够适应太空的特殊环境,人们设计了在大型水池中对航天员进行太空行走模拟训练的方法(如图)。当航天员在水中处于悬浮状态时,航天员自身及所携带的装备受到的浮力________重力(选“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)如果航天员自身及所携带装备的总体积为0.1米3
,
则
其在水中悬浮时受到的浮力为多少牛?(g值取10
N/kg
)
(3)在天宫二号中,你认为下列实验中能完成的有???。
A.用马德堡半球实验证实飞行器内有气压
B.用干湿球湿度计测飞行器内的相对湿度
C.用过滤法分离食盐和泥沙
D.用密度计测饮用水的密度
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
D
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析判断。
【解答】物体在水中受到的浮力,等于物体上下两个表面的压力差,即F浮力=F向上-F向下。B、C两个物体的上下表面都有液体,会产生向上的压力差,因此会受到浮力,故B、C正确不合题意;
A的上表面没有液体,即向下的压力为零,但是它的下表面有液体,受到向上的压力,会产生向上的压力差,则受到浮力,故A正确不合题意;
D的上表面有向下的压力,而下表面没有水,不会产生向上的压力差,则不受浮力,故D错误符合题意。
故选D。
2.【答案】
C
【解析】【分析】根据浮沉条件比较浮力的大小。
【解答】小球在甲中漂浮,那么它受到的浮力等于重力;小球在乙中悬浮,那么它受到的浮力等于重力;小球在丙中下沉,那么它受到的浮力小于重力。因为小球的重力不变,所以受到浮力的大小关系为:F甲=F乙>F丙。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
3.【答案】
A
【解析】【分析】(1)首先根据浮沉条件比较甲和乙的密度大小,再根据液体压强公式p=ρ液gh比较容器底部受到压强的大小;
(2)(4)首先根据浮沉条件比较浮力的大小,再根据阿基米德原理F浮=G排=m排g比较排开液体的质量大小;
(3)根据对桌面的压力F=G容器+G液体+G鸡蛋判断。
【解答】鸡蛋在甲中悬浮,那么密度ρ=ρ甲;鸡蛋在乙中漂浮,那么密度ρ<ρ乙
,
因此液体的密度ρ甲<ρ乙。当液面高度相平时,根据公式p=ρ液gh可知,乙容器底部受到的液体的压强较大,故A正确;
鸡蛋在甲中悬浮,那么浮力F甲=G;鸡蛋在乙中漂浮,那么浮力F乙=G,那么鸡蛋受到的浮力相等。根据阿基米德原理F浮=G排=m排g可知,鸡蛋排开甲的质量和排开乙的质量相等,故B、D错误。
由于甲和乙中鸡蛋排开液体的质量相等,所以可以将甲和乙两个容器中看成没有鸡蛋,只有液体。根据m=ρV可知,乙的密度大,那么乙容器中液体的重力大。根据F=G容器+G液体可知,乙杯子对桌面的压力更大一些,故C错误。
故选A。
4.【答案】
B
【解析】【分析】根据浮沉条件和应用的知识分析。
【解答】A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,所受浮力逐渐不变,故A错误;
B.巨轮之所以熊够浮在水面是因为用空心的办法増大了排开液体的体积,故B正确;
C.密度计漂浮时,它受到的浮力始终等于重力,即受到的浮力不变,故C错误;
D.热气球是利用填充气体密度小于空气密度的原理上浮,故D错误。
故选B。
5.【答案】
B
【解析】【分析】比较土豆放入碗中后排开水的体积有啥变化,体积变大,水面上升;体积减小,水面下降。
【解答】空碗始终在水面漂浮,因此它不会影响水面的变化。
原来土豆处于下沉状态,它受到的浮力小于重力;
将土豆放入碗中后,它处于漂浮状态,即浮力等于重力。
比较可知,土豆受到的浮力增大了。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,土豆排开水的体积变大了;
因此水面高度将上升。
故选B。
6.【答案】
A
【解析】【分析】浸在液体或气体里面的物体,都会受到液体或气体竖直向上的力,这就是浮力,据此分析判断。
【解答】热气球浸没在空气中,“辽宁号”浸在水中,“蛟龙”号浸没在水中,它们都受到浮力,故B、C、D不合题意;
人造卫星翱翔在太空里,周围没有水和空气,因此不受浮力,故A符合题意。
故选A。
7.【答案】
A
【解析】【分析】根据描述的实验现象,分析其中变化的因素,从而得到实验的探究目的。
【解答】盆子受到的浮力和手向下的压力为相互作用力,因此用力越大,说明盆子受到的浮力越大。盆子进入水中的体积越大,它肯定占的水的体积越大,即排开水的体积越大,因此研究的目的应该是:物体排开水越多,物体所受浮力越大,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.【答案】
B
【解析】【分析】根据浮沉条件比较浮力的大小和液体密度的大小。
【解答】(1)物体在甲中悬浮,那么受到的浮力F甲=G;在乙中漂浮,那么受到的浮力F乙=G,因此浮力F甲=F乙;
(2)物体在甲中悬浮,那么密度ρ甲=ρ;在乙中漂浮,那么密度ρ乙>ρ,因此密度ρ甲<ρ乙。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
9.【答案】
D
【解析】【分析】分析各个选项中设备的工作原理即可。
【解答】A.人造卫星依靠地球对它的吸引力围绕地球公转,故A不合题意;
B.飞机依靠机翼上下两个表面的压力差产生升力,故B不合题意;
C.风筝依靠风筝面上下两个表面的压力差产生升力,故C不合题意;
D.氢气球利用空气产生的浮力大于自身的重力而上升,故D符合题意。
故选D。
10.【答案】
A
【解析】【分析】根据二力平衡的条件列式计算即可。
【解答】当物体保持静止状态时,
它受到的竖直向上的浮力、测力计的拉力和竖直向下的重力相互平衡,
即G=F浮+F拉;
即:32N=F浮+18N;
解得:F浮=14N。
故选A。
?
11.【答案】
C
【解析】【分析】首先根据浮沉条件确定密度计受到浮力的大小是否改变,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断液体密度的大小。
【解答】密度计始终在液面漂浮,那么它受到的浮力始终等于自身重力,即浮力相等。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力相等时,液体的密度与V排成反比。因为排开液体的体积V甲,
所以液体的密度ρ甲>ρ乙
,
故C正确,A、B错误;
刻度B比刻度A靠上,因此B处的V排>A处的V排
,
那么B处的密度小于A处的密度,故D错误。
故选C。
12.【答案】
C
【解析】【分析】1、浸在液体中的物体会受到向上的浮力,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关;
2、阿基米德原理的表达式:。
【解答】浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面的过程中,排开液体的体积的变化是,在上表面到水面这段时间中V排不变,露出水面后直到静止这段时间V排减小,静止后V排不变。由阿基米德的原理可知,浮力的变化是先不变,后随V排减小而减小,静止后V排不变浮力也保持不变,C选项正确。A、B、D错误。
故选C
二、填空题
13.【答案】
注水;不变
【解析】【分析】(1)浮力大于重力,物体上浮;浮力等于重力,物体悬浮;浮力小于重力,物体下沉,据此分析;
(2)根据浮力产生的原因和阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析解答。
【解答】(1)根据浮沉条件可知,要使潜水艇下潜,它的重力必须大于浮力,则应对水舱注水。
(2)在下潜的过程中,潜水艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它受到的浮力不变。根据F浮力=F向上-F向下可知,它上下表面的压力差不变。
14.【答案】
5;3
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算木块A受到的浮力;
(2)比较浮力和重力的大小关系,从而确定剪断绳子后木块的状态,最后选择合适的方法计算出它受到的浮力。
【解答】(1)木块A受到的浮力是F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(500×10-6m3)=5N;
(2)当木块完全浸没时,因为F浮>G,所以剪断绳子后木块会上浮,最终在水面漂浮。根据二力平衡额知识可知,此时木块受到的浮力F浮'=G=3N。
?
三、解答题
15.【答案】
(1)排开液体的体积
(2)7
(3)当深度h=16cm时,测力计的示数还是2N,则此时它受到的浮力还是7N,
那么物体排开水的体积为:。
【解析】【分析】(1)根据乙图可知,物体浸入液体的深度越大,它排开液体的体积越大;根据F浮力=G-F拉可知,测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,据此分析浮力和排开液体体积的关系;
(2)根据图乙确定物体的重力和测力计的拉力,最后根据F浮力=G-F拉计算出浮力;
(3)根据计算排开液体的体积。
【解答】(1)观察图乙通过分析F和h的关系,可以得出结论:浸在液体中的物体所受浮力与排开液体的体积有关。
(2)根据图乙可知,当物体浸入水的深度为0时,测力计的示数为9N,即物体的重力G=9N。当浸入水的深度为14cm时,测力计的示数为2N,则此时受到的浮力为:F浮力=G-F拉=9N-2N=7N。
(3)当深度h=16cm时,测力计的示数还是2N,则此时它受到的浮力还是7N,
那么物体排开水的体积为:。
?
16.【答案】
(1)等于
(2)F浮=ρ水gV排
=1.0×103kg∕m3×10N∕kg×0.1
m3
=1000N
(3)A,B
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件分析解答;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算航天员受到的浮力;
(3)在天宫二号中,肯定处于失重状态,凡是与重力有关的实验都无法完成。
【解答】(1)根据浮沉条件可知,当航天员在水中处于悬浮状态时,航天员自身及所携带的装备受到的浮力等于重力。
(2)航天员在水中悬浮时受到的浮力:F浮=ρ水gV排
=1.0×103kg∕m3×10N∕kg×0.1
m3
=1000N。
(3)A.马德堡半球实验与重力无关,可以验证飞行器内是否有气压,故A正确;
B.干湿球温度计的工作与重力无关,可以测量飞行器内的相对湿度,故B正确;
C.过滤法分离食盐和泥沙,利用的就是重力作用,故C错误;
D.密度计的工作原理就是漂浮时浮力和重力相等,它们都与重力有关,故D错误。
故选AB。