水的浮力
一、单选题
1.如图(a),在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A,此时木块漂浮;如果将A从木块上拿下,并放入水中,当木块和A都静止时(水未溢出),下面说法正确的是( )
A. 当A的密度小于水的密度时,容器中水面上升
B. 当A的密度大于水的密度时,容器中水面上升
C. 当A的密度等于水的密度时,容器中水面下降
D. 当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下面,如图(b),容器中水面不变
2.如图所示,质量相同,而形状不同的甲、乙两实心物体,分别静止在水面以下1米和2米深处,由此可以判定( )
A. 甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力 B. 甲物体受到的浮力等于乙物体受到的浮力
C. 甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力 D. 甲物体的密度比乙物体小
3.三个体积相同而材料不同的球A、B、C,分别静止在不同深度的水里,以下说法正 确的是( )
A. A球所受浮力最小 B. A球所受的浮力最大 C. C球所受的浮力最大 D. C球所受的浮力最小
4.有一物体重力为50牛,将它放在一个未装满水的容器中,水溢出了15牛,则下列关于该物体受到的浮 力的说法中正确是( )
A. 物体受到的浮力为15牛 B. 物体受到的浮力大于15牛
C. 物体受到的浮力小于15牛 D. 以上说法都不正确
5.三个实心球甲、乙、丙体积相等,在液体中静止时的位置如图所示,下面说法正确的是( )
A. 三个球所受浮力一样大 B. 甲、乙两球的重力相等
C. 乙球的密度小于丙球的密度 D. 甲球的质量大于丙球的质量
6.潜水艇是现代军事上不可或缺的工具之一,一艘潜水艇从河里潜入海里,不会发生变化的是( )
A. 潜水艇的重力 B. 潜水艇受到的浮力 C. 潜水艇的质量 D. 潜水艇排开液体的体积
7.小明同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4 , 下列等式正确的是( )
A. F浮=F3-F2 B. F浮=F4-F3 C. F浮=F4-F1 D. F浮=F2-F4
8.如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球( )
A. 不受水的浮力,也不受水对它的压力
B. 仍受水的浮力
C. 不受水的浮力,但受水对它的压力
D. 无法判断
9.小明将一个西瓜和一个梨子放入水缸中,发现西瓜浮在水面上,而梨子却沉入水底,如图所示。此时西瓜与梨子受到的浮力相比较( )
A. 西瓜受到的浮力大 B. 梨子受到的浮力大
10.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后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积浸入水面。下列叙述中,正确的是( )
A. 在露出水面之前,木块所受浮力不变
B. 在露出水面之前,木块所受浮力等于木块的重力
C. 木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相同
D. 木块的密度为0.6克/厘米3
11.如图所示,水母身体外形像一把透明伞。水母身体内有一种特别的腺,腺能产生一氧化碳改变自身体积,从而能在水中上浮与下沉。下列判断不正确的是( )
A. 水母漂浮时,所受浮力等于重力 B. 处于悬浮的水母体积变大时会上浮
C. 水母在下沉过程中受到水的压强变大 D. 水母漂浮时比沉在水底时排开的水要少些
12.假如地球的引力减小一半,即g减小一半,那么对于漂浮在水面上的某艘船来说,它所受的浮力和吃水深度(吃水深度指水面到船底的深度)与原来相比,下列说法中正确的是( )
A. 船受到的浮力不変. 船的吃水深度也不变 B. 船受到的浮力减小,船的吃水深度也减小
C. 船受到的浮力减小,船的吃水深度不变 D. 船受到的浮力不变,船的吃水深度减小
二、填空题
13.如图所示,将两块相同的橡皮泥分别做成实心球形和碗形,再分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所的浮力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)乙杯中橡 皮泥所的浮力, 杯中水面 升高多一些.
14.金银花茶味甘,性寒,具有清热解毒、疏利咽喉、消暑除烦的作用。小科把金银花茶泡在玻璃杯中,发现刚开始全部漂浮在水面上,静置后,全部悬浮在水中,此时排开水的重力 (选填“小于”“等于”或“大于”)浮力;一段时间后,发现全部沉入杯底,此时金银花受到的浮力与悬浮时相比 (选填“变小”“变大”或“没有改变”)(忽略吸水导致的体积变化)。
三、解答题
15.如图,将一个体积为1.0×10-3m3、重力为6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木球浸没时,求:
(1).木球浸没在水中受到的浮力。
(2).细线对容器底部的拉力。
(3).剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积为多少升。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】【分析】(1)(2)(3)木块始终在水面漂浮,它受到的浮力始终等于自身重力,则排开水的体积不变,不会对水面高度产生影响。比较A受到浮力的变化,从而确定排开水的体积变化,最终确定水面的高度变化;
(4)将A和木块看做一个整体,比较它们受到浮力的大小变化,从而确定排开水的体积变化,最终确定水面高度是否改变。
【解答】木块始终在水面漂浮,它受到的浮力始终等于自身重力,则排开水的体积不变,不会对水面高度产生影响。a中,物体A在水面漂浮,则它受到的浮力等于重力;从木块上拿下时,
①如果A的密度小于水,那么它在水里漂浮,它受到的浮力还等于重力,即浮力不变,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它排开水的体积不变,则容器中水面不变,故A错误;
②如果A的密度大于水,那么它在水里下沉,它受到的浮力小于重力,即浮力变小了,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它排开水的体积变小,则容器中水面下降,故B错误;
③如果A的密度等于水,那么它在水里悬浮,它受到的浮力等于重力,即浮力不变,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它排开水的体积不变,则容器中水面不变,故C错误;
当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下面。将木块和A看做一个整体,则前后它们都在水面漂浮,它们受到的浮力都等于重力,即浮力保持不变,那么它们排开水的总体积不变,即容器中水面高度不变,故D正确。
故选D。
2.【答案】 B
【解析】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】根据图片可知,甲和乙都在水中悬浮,则它们的密度都等于水的密度,即它们的密度相等,故D错误;
根据悬浮条件可知,它们受到的浮力都等于自身重力。因为它们的质量相同,所以重力相同,则它们受到的浮力相等,故B正确,而A、C错误。
故选B。
3.【答案】 A
【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。
【解答】根据图片可知,排开水的体积VA故选A。
4.【答案】 B
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=G排分析判断。
【解答】原来容器内没有装满水,则放入物体后,水面先上升到容器口,然后才会有水排出,因此物体实际排开水的重力肯定大于15N。根据阿基米德原理F浮力=G排可知,该物体受到的浮力肯定大于15N。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
5.【答案】 C
【解析】【分析】浸在流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力叫作浮力。浮力指物体在流体(液体和气体)中,各表面受流体压力的差(合力)。
【解答】A、三个球的体积相同,由图可知,排开液体体积的关系是甲<乙<丙,根据浮力公式可知,溶液密度相同时,排开液体体积越大,则受到的浮力越大,所以浮力的关系是F甲B、甲乙均处于漂浮状态,浮力等于重力,但甲受到的浮力小于乙受到的浮力,所以甲的重力小于乙的重力;故B错误;
C、乙是漂浮状态,其密度小于液体密度,丙处于悬浮状态,其密度等于液体密度,所以乙的密度小于丙的密度;故C正确;
D、甲是漂浮装态,丙是悬浮状态,其浮力等于重力,但甲受到的浮力小于乙受到的浮力,所以甲球的重力小于丙球的重力,即甲球的质量小于丙球的质量;故D错误;
故答案为:C。
6.【答案】 D
【解析】【分析】(1)注意分析水舱内水的重力变化;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排分析浮力变化;
(3)根据(1)中的分析结合公式G=mg判断;
(4)根据V排和V的关系判断。
【解答】一艘潜水艇从河里潜入海里,它排开液体的体积始终等于自身体积,因此保持不变,故D正确;
根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知,V排不变,但是海水密度大于河水,所以潜水艇受到的浮力增大,故B错误;
潜水艇受到的浮力等于自身重力和水的重力之和,即F浮力=G+G水。由于它受到的浮力增大,所以必须增大水的重力,从而增大潜水艇的总重力,故A错误;
根据公式G=mg可知,潜水艇的重力增大,那么它的质量肯定增大,故C错误。
故选D。
7.【答案】 C
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,物体的重力G=F2 , 完全浸没在水中时测力计的拉力F3 , 根据F浮=G-F拉可知,物体受到的浮力F浮=F2-F3。
空桶的重力为F1 , 桶和排开水的重力之和为F4 , 那么排开水的重力为:G排=F4-F1;
根据阿基米德原理F浮=G排得到:F浮=F2-F3=F4-F1。
故选C。
8.【答案】 C
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析。
【解答】浮力等于物体在液体中上下两个表面的压力差。塑料小球堵在水池下端的出口处,它上面液体有向下的压力,而下面没有液体,因此不会产生向上的压强,不会产生浮力,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
9.【答案】 A
【解析】【分析】根据浮沉条件判断即可。
【解答】西瓜在水面漂浮,那么它受到的浮力等于重力;梨子在水里下沉,那么它受到的浮力小于重力。因为西瓜的重力远远大于梨子,所以西瓜受到的浮力大,故A正确,B错误。
故选A。
10.【答案】 A
【解析】【分析】1、根据阿基米德公式:可知,物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关;
2、根据物体的浮沉条件可以根据状态得出所受力之间的关系;
3、液体对容器底部的压强与液体的密度和物体在液体中的深度有关;
4、根据漂浮时浮力等于重力,可以求出物体的密度。
【解答】A、在木块露出水面之前,排开液体的体积始终等于木块的体积,所以所受浮力不变,A正确;
B、在露出水面之前,木块向上运动,由浮沉条件可知,上浮时浮力大于重力,B错误;
C、木块浸没在水中时排开液体的体积比漂浮时要大,浸没时液体深度大,所以水对底部的压强大,C错误;
D、木块漂浮时, , D错误。
故选A
11.【答案】 D
【解析】【分析】(1)根据漂浮条件分析;
(2)首先根据悬浮状态确定浮力和重力的关系,然后根据阿基米德原理分析浮力的变化,再根据浮沉条件判断它的状态;
(3)根据液体压强公式p=ρ液gh分析受到压强的变化;
(4)根据浮沉条件比较水母受到浮力的大小,再根据阿基米德原理比较排开水的体积大小。
【解答】A.水母漂浮时,根据二力平衡的条件客栈,此时所受浮力等于重力,故A正确不合题意;
B.处于悬浮的水母,它受到的浮力等于重力。当体积变大时,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力会增大,即浮力大于重力,因此水母此时会上浮,故B正确不合题意;
C.水母在下沉过程中,在水中的深度不断增多,根据公式p=ρ液gh可知,它受到水的压强变大,故C正确不合题意;
D.水母漂浮时,浮力等于重力;下沉时,浮力小于重力,因此漂浮时受到的浮力大于下沉时受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,水母漂浮时比沉在水底时排开的水要多些,故D错误符合题意。
故选D。
12.【答案】 C
【解析】【分析】(1)当物体漂浮在液面上时,它受到的浮力等于重力,据此分析浮力的变化;
(2)根据公式F浮=ρ液gV排判断船排开水的体积变化,进而确定船的吃水深度的变化。
【解答】根据公式G=mg可知,当g减小一半时,物体的重力G变为原来的一半;
该船漂浮在水面上,
那么它受到的浮力F浮=G;
因此当g减小一半时,它受到的浮力也减小;
根据公式F浮=ρ液gV排可知,浮力减小到原来的一半,g减小到原来的一半,
那么船排开水的体积不变;
因此船的吃水深度不变。
故选C。
二、填空题
13.【答案】 小于;乙
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较橡皮泥受到浮力的大小关系;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较橡皮泥排开水的体积大小,从而确定水面升高的多少。
【解答】(1)根据图片可知,甲在水中下沉,则浮力小于重力;乙在水中漂浮,则浮力等于重力。因为橡皮泥的重力相等,所以甲受到的浮力小于乙受到的浮力。
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,甲受到的浮力小,则甲排开水的体积也小,因此乙中水面升高的更多一些。
14.【答案】 等于;没有改变
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=G排分析;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】(1)根据阿基米德原理F浮力=G排可知,金银花排开水的重力等于浮力;
(2)金银花沉入杯底后,它排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变。
三、解答题
15.【答案】 (1)解:木球受到浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N
(2)解:F拉=F浮-G球=10N-6N=4N
(3)解:木球静止时漂浮在水面,F浮=G球=6N,V排=F浮/ρ水g=6N/1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10 4m3 , V露=V物-V排=10-3m3-6×10-4m3=4×10-4m3=0.4L
【解析】【分析】(1)木球浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算受到的浮力;
(2)木球在水中静止,它受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力和拉力平衡,即F浮=G+F拉 , 据此计算细绳的拉力;
(3)剪断细线后,木球在水面漂浮,它受到的浮力与重力平衡,即F浮=G球 , 然后根据计算木球排开水的体积,最后根据V露=V物-V排计算木球露出水面的体积。