水的浮力
一、单选题
1.下列说法中正确的是(
)
A. 物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B. 密度较大的物体在水中受的浮力大
C. 重的物体受的浮力小 D. 同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
2.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,则一定不受浮力的是(
)
A. A B. B C. C D. D
3.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的部分,现往容器里注入一些水,下列说法错误的是(
)
A. A物体一定受到浮力的作用 B. B物体一定受到浮力的作用
C. C部分一定受到浮力的作用 D. D部分一定受到浮力的作用
4.某兴趣小组的同学制作潜水艇模型如图所示,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶吹气就可使改变烧瓶的沉浮状态(忽略瓶内空气的质量、烧瓶体积),若通过胶管向烧瓶内吹气,则(
)
A. 瓶内液面下降,艇将下沉,浮力减小 B. 瓶内液面下降,艇将上浮,浮力不变
C. 瓶内液面上升,艇将上浮,浮力增大 D. 瓶内液面上升,艇将下沉,浮力不变
5.图中,体积相等的金属块甲、乙、丙,浸在同一种液体里,丙底部紧贴容器底,则(
)
A. 甲、乙、丙受到的浮力一样大 B. 乙受到的浮力最大
C. 丙受到的浮力最大 D. 甲、乙受到的浮力一样大,丙不受浮力
6.近年来,中国为了维护领海主权,在南海放置浮标以监测水位变化,监测发现,从夏季到冬季,海水温度下降,体积收缩。此过程中,若浮标体积保持不变,则浮标受到的(
)
A. 浮力变大,露出体积变小 B. 浮力变小,露出体积变大
C. 浮力不变,露出体积变大 D. 浮力不变,露出体积变小
7.一质地均匀物体恰能在水中漂浮,若将此物体切成大小不相等的两块,则(
)
A. 大的一块下沉,小的一块上浮 B. 大的一块上浮,小的一块下沉
C. 两块都悬浮在水中 D. 两块都漂浮在水中
8.一只实心球恰好能悬浮在酒精中,若把此球浸没在密度较大的盐水中,则此球(
)
A. 一定下沉 B. 一定上浮 C. 一定悬浮 D. 无法确定
9.将重为4N的金属小球轻放入盛满水的烧杯中,若排出水重1N,则小球所受到浮力的大小(
)
A. 一定为1N B. 可能为3N C. 一定为4N D. 可能为4N
10.如图所示,体积相同的A、B、C三个球,则它们所受浮力最大的是(ρ酒精<ρ水)(
)
A. A球 B. B球 C. C球 D. B球和C球
11.将质量相等的一个空心铁球和一个实心铁球放入足够深的水中,则(
)
A. 空心铁球受到的浮力大些
B. 实心铁球受到的浮力大些
C. 两铁球受到的浮力一样大
D. 无法比较两铁球受到的浮力大小
12.如图所示,在容器中放一个上、下底面积相等,体积为80cm3的均匀对称石鼓,下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力(
)
A. 等于0 B. 大于0.8N C. 等于0.8N D. 大于0小于0.8N
二、填空题
13.如图所示,悬浮于液体中的A、B两球的体积相同,A球受到的浮力 (选填“大于”“等于"或“小于”,下同)B球,A球的密度 B球。
14.如图所示为我国某新型战略核潜艇,它在海面航行时排水量为8×10
6千克,那么它排开海水的体积是________ 米3
。当向潜艇充入2×10
6
千克海水后潜艇悬浮在100米深的海水中,此时潜艇受到的浮力是________ 牛。(ρ
海水
取1.0×10
3千克/米3
,g取10牛/千克)
三、解答题
15.如图是Argo浮标,广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示,由坚硬壳体和下方可伸缩油囊两部分组成;当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积;当油囊中的油全部被抽回壳体内时,油囊自身体积忽略不计。已知浮标总质量为
55kg,其中含油
20kg;浮标壳体体积为
0.04m3;油的密度0.8×103kg/m3
,
海
水密度取
1.0×103kg/m3。
(1)Argo
浮标是通过改变________(填“重力”或“所受浮
力”)来改变沉浮状态的;
(2)该浮标漂浮在水面上所受到的浮力是多大?
(3)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少立方米?
四、实验探究题
16.小科从课外资料中看到庄子的一句话:如果河中的水积得不够多,那么乘载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与河中液体的多少有关。庄子的说法有道理吗?
(1)小科为了验证这说法,他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙),此时浮力为F1。然后他往烧杯中加水,发现木块仍然漂浮,此时浮力为F2。经分析可知,F1=F2=________N。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小科进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验还可得出________的结论。
(3)结合小科的探究活动,给我们的启发是:面对前人的观点,应采取的做法是________。
A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑
B.只要多数人认同的观点我们就要全盘接受
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确
D.到目前为止没人反对的观点我们就可以放心接受
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
D
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力只与液体密度和排开液体的体积大小有关,与在水中的深度,物体密度和重力等无关,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.【答案】
D
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析。
【解答】浸在液体里的物体受到向上的浮力,这个浮力来源于物体上下两个表面的压力差。
A、B、C三个物体,下表面都有液体,都受到向上的压力,无论上表面是否受到压力,根据F浮力=F向上-F向下可知,肯定都受到浮力,故A、B、C不合题意;
物体D下表面没有液体,肯定不受向上的压力,根据F浮力=F向上-F向下可知,它肯定不受浮力,故D符合题意。
故选D。
3.【答案】
C
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析。
【解答】浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于上下两个表面的压力之差,即F浮力=F向上-F向下。根据图片可知,A、B、D三个物体,上下两个表面都有液体,存在向上的压力差,都受到浮力;C的下表面没有液体,不受向上的压力,自然不受浮力,故C错误符合题意,而A、B、D正确不合题意。
故选C。
4.【答案】
B
【解析】【分析】首先根据浮沉条件分析烧瓶受到浮力和重力的关系,然后分析向瓶内吹气时瓶内液面的高度变化,进而判断烧瓶的重力变化,最后再根据浮沉条件确定潜水艇模型的浮沉状态即可。
【解答】开水时,烧瓶在水里处于悬浮状态,
那么它受到的浮力等于自身重力。
当通过胶管向内吹起时,瓶内气压增大,水被排出,
因此瓶内的液体会下降,
潜水艇的重力会变小。
由于潜水艇浸没在水中,它排开水的体积不变,
所以它受到的浮力不变。
那么此时浮力大于重力,
因此潜水艇将上浮。
故选B。
5.【答案】
D
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析金属块受到浮力的大小。
【解答】丙的底部紧贴容器底部,那么它的底部没有液体,不会产生向上的压强,而浮力是物体上下两个表面受到的压力差,所以丙不会受到浮力。甲和乙都浸没在液体最后,它们的体积相等,那么它们排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,它们受的浮力相等。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.【答案】
C
【解析】【分析】首先根据浮沉条件确定受到浮力的变化,然后根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排确定浮标排开水的体积变化,最后根据V露=V-V排分析露出体积的变化。
【解答】从夏季到冬季,浮标始终在水面漂浮,它受到的浮力始终等于自身重力,即浮力不变。冬季时,海水体积收缩,密度增大,根据F浮=ρ水gV排可知,浮标排开水的体积减小。根据V露=V-V排可知,浮标露出体积变大,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.【答案】
D
【解析】【分析】首先根据密度特性确定切开后密度是否发生改变,然后根据浮沉条件判断它们的状态。
【解答】一质地均匀物体恰能在水中漂浮,
那么这个物体的密度肯定小于水的密度;
因为物体被切开后,种类没有改变,
所以两块的密度保持不变。
即它们的密度都小于水的密度,
那么两块都漂浮在水中。
故选D。
8.【答案】
B
【解析】【分析】首先根据浮沉条件确定球和酒精的密度大小,再将球的密度与盐水的密度比较,确定它的浮沉状态。
【解答】实心球在酒精中悬浮,
那么它的密度等于酒精的密度;
因为盐水的密度大于酒精,
所以盐水的密度大于实心球的密度,
那么实心球在盐水中一定上浮。
故选B。
9.【答案】
A
【解析】【分析】根据阿基米德原理分析即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=G排可知,物体在液体中受到的浮力等于它排开液体受到的重力。金属小球排开水的重力为1N,那么小球受到的浮力肯定是1N,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
10.【答案】
C
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力与V排成正比。因为排开液体的体积VA,
所以受到的浮力FA
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力与液体密度成正比。因为ρ水>ρ酒精
,
所以受到的浮力FB那么三个小球中浮力最大的是C球。
故选C。
11.【答案】
A
【解析】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】两个铁球质量相等,那么空心铁球的体积肯定大于实心铁球。
因为铁的密度大于水,所以实心铁球在水中肯定下沉;
(1)如果空心铁球在水中下沉,那么根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,空心铁球排开水的体积大,它受到的浮力大;
(2)如果空心铁球在水中悬浮或漂浮,那么它受到的浮力等于自身重力,而实心铁球受到的浮力小于自身重力,所以空心铁球受到的浮力大。
故选A。
12.【答案】
D
【解析】【分析】浮力等于物体在液体里上下两个表面的压力差,据此分析判断。
【解答】如果石鼓的下表面有水,
那么它受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(80×10-6m3)=0.8N;
实际上石鼓的下表面无水,有水的只是下图中的阴影部分,
所以它受到的浮力肯定大于0但是小于0.8N。
故选D。
二、填空题
13.【答案】
等于;等于
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的大小,根据浮沉条件比较物体的密度大小。
【解答】(1)悬浮于液体中的A、B两球的体积相同,则它们排开液体的体积相同,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,两球受到的浮力相等;
(2)A、B两球都在液体中悬浮,根据浮沉条件可知,它们的密度都等于水的密度,即A球的密度等于B球。
14.【答案】
8000;108
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理计算排开海水的体积;
(2)根据悬浮条件计算潜艇受到的浮力。
【解答】(1)根据阿基米德原理得到:F浮力=G排;
ρ水gV排=m排g;
ρ水V排=m排;
103kg/m3×V排=8×106kg;
解得:V排=8000m3.
(2)当潜艇在水面漂浮时,它受到的浮力等于重力;
那么潜艇的重力为:G=F浮力=m排g=8×106kg×10N/kg=8×107N。
当潜艇悬浮在海水中时,它受到的浮力F浮力’=G+G海水=8×107N+2×106kg×10N/kg=108N。
三、解答题
15.【答案】
(1)所受浮力
(2)F浮=
G
=
m总g
=
55Kg×10N/Kg
=
550N
(3)V排=
=
=0.055m3
V囊=V油=
=
=0.025m3
V露=0.04
m3+0.025
m3-0.055
m3=0.01
m3
【解析】【分析】(1)当壳体内的油进入油囊时,油囊的体积变大,于是浮标排开水的体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮标受到的浮力变大;当油囊内的油流回壳体时,油囊的体积减小,浮标受到的浮力减小,据此实现浮沉状态的改变。
(2)根据漂浮条件F浮=
G计算出浮标漂浮在水面时受到的浮力;
(3)首先根据
计算出浮标漂浮时排开水的体积,再根据
计算出油囊的体积,接下来用壳体体积+油囊体积得到浮标的总体积,再减去排开水的体积就是露出水面的体积。
四、实验探究题
16.【答案】
(1)2.5
(2)较少的水能产生较大的浮力
(3)A、C
【解析】【分析】(1)根据图片确定弹簧测力计的分度值,然后读出木块的重力。当物体漂浮时,它受到的浮力与重力相互平衡,即F=G,据此分析解答;
(2)B盆漂浮时,它受到的浮力等于自身重力,即等于30N,而A盆内只有10N的水,比较浮力和水的重力的大小关系即可;
(3)根据自己对科学研究的认识判断。
【解答】(1)根据图片可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,那么木块的重力G=2.5N。由于木块始终在水中漂浮,所以它受到的浮力始终等于重力,即F1=F2=2.5N。
(2)小科进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验还可得出结论:较少的水能产生较大的浮力。
(3)A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑,故A正确;
B.多数人认同的观点不一定正确,我们不能全盘接受,故B错误;
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确,故C正确;
D.到目前为止没人反对的观点不一定正确,我们不能放心接受,故D错误。
故选AC。