3.2 浮力（浮力产生的原因）同步练习（含解析）

2021-2022学年华师大版浮力产生的原因
1．下列物体中，不受浮力作用的是（　　）
A．在水中下沉的铁块 B．在水中的桥墩
C．浮在水面上的轮船 D．空中上升的气球
2．将木块投入盛水的盆中，静止时木块会浮在水面上，则木块所受浮力的施力物体是（　　）
A．木块 B．水 C．水盆 D．空气
3．如图所示，洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，则水堵头（　　）
A．受到水的压力，没有受到水的浮力
B．受到水的压力，也受到水的浮力
C．没有受到水的压力，但受到水的浮力
D．没有受到水的压力，也没有受到水的浮力
4．关于浮力，下列说法中正确的是（　　）
A．浮力的施力物体只能是液体
B．浮力的方向不一定总是竖直向上
C．正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D．只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
5．如图所示的甲、乙、丙三个物体，底部均与容器底密切接触，向容器内逐渐注水，则受到水的浮力的物体是（　　）
A．甲、乙、丙三个物体
B．甲物体
C．乙物体
D．丙物体
6．如图所示，将同一长方体分别水平与竖直静置在水中，它的上表面和下表面所受到的（　　）
A．压强差不等，压力差相等
B．压强差不等，压力差不等
C．压强差相等，压力差不等
D．压强差相等，压力差相等
7．把一圆锥体按两种方法没入水中，如图所示，两种情况下，锥体受到的水的压力差的大小是（　　）
A．底面向上的大
B．底面向下的大
C．一样大
D．无法确定
8．图中小球受到的浮力的方向是（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
9．如图所示，将去盖的农夫山泉矿泉水瓶截去底后倒置，放入一乒乓球后压着球向里注水，然后放手，则乒乓球将　 　（选填“上浮”或“不上浮”），同时观察到有少量水流出；再用手将瓶口堵住，过一会儿，观察到乒乓球将　 　（选填“上浮”或“不上浮”）。该实验表明浮力的本质是　 　。
10．物块浸没在液体中，受到液体对它向上、向下的压力分别为15N、5N，其受到浮力的大小为　 　N。
11．如图所示，用细绳将一物体系在容器底部，若物体所受浮力为8N，浮力的方向是 　 　，如果物体上表面受到水向下的压力为4N，则物体下表面受到水向上的压力为 　 　N。
12．一个正方体铁块，在水下某深度时，上表面受到15N压力，下表面受到20N压力，则铁块受到浮力是　 　N；当铁块下沉到某位置时，上表面受到的压力增大至20N，下表面受到的压力是　 　N，此时铁块上、下表面的压力差是　 　N。
13．如图所示，在容器中放一个均匀对称石鼓，其下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓
　 　（选填“受”或“不受”）浮力。
14．如图所示，将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中，当玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左　 　F向右（填“大于”“等于”或“小于”）；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上　 　F向下（填“大于”、“等于”或“小于”）；通过以上探究，你认为浮力产生的原因是　 　。
15．如图所示，把一个底面积为S，高为l的长方体浸没在密度为ρ的液体中，上、下表面分别距液面为h1和h2，因为液体内部存在压强，所以长方体各表面都受到液体的压力。
（1）分析图中长方体的受力情况，其受到浮力的原因是　 　，浮力的方向是　 　。
（2）大量的实验结果表明：“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。
16．如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度△L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深24cm。（g＝10N/kg）求：
（1）物体受到水的浮力。
（2）打开出水口，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的状态时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
浮力产生的原因参考答案与试题解析
1．下列物体中，不受浮力作用的是（　　）
A．在水中下沉的铁块 B．在水中的桥墩
C．浮在水面上的轮船 D．空中上升的气球
【解答】解：
ACD、在水中下沉的铁块、浮在水面上的轮船、空中上升的气球，都受到液体或气体向上的压力，由浮力的产生原因可知，它们都受到浮力作用，故ACD不符合题意；
B、桥墩由于底面埋在地下，其底面不与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，则桥墩不受浮力作用，故B符合题意；
故选：B。
2．将木块投入盛水的盆中，静止时木块会浮在水面上，则木块所受浮力的施力物体是（　　）
A．木块 B．水 C．水盆 D．空气
【解答】解：浸在水中的物体受到水的浮力，浮力的方向总是竖直向上，故木块在水中受到的浮力施力物体是水。
故选：B。
3．如图所示，洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，则水堵头（　　）
A．受到水的压力，没有受到水的浮力
B．受到水的压力，也受到水的浮力
C．没有受到水的压力，但受到水的浮力
D．没有受到水的压力，也没有受到水的浮力
【解答】解：洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，受到水向下的压力，但水堵头的下表面没有水，没有受到水向上的压力，所以水堵头不受浮力，故A正确，BCD错误。
故选：A。
4．关于浮力，下列说法中正确的是（　　）
A．浮力的施力物体只能是液体
B．浮力的方向不一定总是竖直向上
C．正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D．只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【解答】解：A、物体浸在空气中也会受到浮力的作用，故A错误；
B、浮力方向是竖直向上的，故B错误；
CD、浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力，即受浮力作用，漂浮的物体受浮力，下沉的物体也受浮力，故C正确，D错误。
故选：C。
5．如图所示的甲、乙、丙三个物体，底部均与容器底密切接触，向容器内逐渐注水，则受到水的浮力的物体是（　　）
A．甲、乙、丙三个物体 B．甲物体
C．乙物体 D．丙物体
【解答】解：
甲物体为上小下大，底部均与容器底密切接触，所以下表面没有受到水竖直向上的压力，根据浮力的产生原因可知，甲物体没有受到的浮力作用；
乙物体上大下小，物体下表面跟容器的底部紧密接触，没有受到水竖直向上的压力，所以乙物体的中间竖直的部分没有受到浮力的作用；但水对乙物体的侧面产生向上的压力，所以根据浮力的产生原因可知，乙物体的侧面部分受到浮力的作用；
丙物体为长方体，下表面跟容器的底部紧密接触，所以，长方体的下表面没有受到水竖直向上的压力，根据浮力的产生原因可知，丙物体没有受到的浮力作用。
故选：C。
6．如图所示，将同一长方体分别水平与竖直静置在水中，它的上表面和下表面所受到的（　　）
A．压强差不等，压力差相等
B．压强差不等，压力差不等
C．压强差相等，压力差不等
D．压强差相等，压力差相等
【解答】解：长方体物块悬浮在水中，说明受到水的浮力不变，而浮力等于物体上下表面受到水的压力差，所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变；
而长方体物块上下表面受到水的压强差：△p＝，竖直放置比水平放置上下表面积小，所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。
综合上述分析可知，故A正确。
故选：A。
7．把一圆锥体按两种方法没入水中，如图所示，两种情况下，锥体受到的水的压力差的大小是（　　）
A．底面向上的大 B．底面向下的大
C．一样大 D．无法确定
【解答】解：由图可知，底面朝下和底面朝上两种浸法排开液体的体积相同，
由F浮＝ρ水gV排可知，两种情况下椎体受到水的浮力的大小相同，
由浮力产生的原因可知，受到水的上下压力差的大小相同。
故选：C。
8．图中小球受到的浮力的方向是（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
【解答】解：由浮力产生的原因可知：浮力的方向总是竖直向上的。故图中小球受到的浮力的方向是1。
故选：A。
9．如图所示，将去盖的农夫山泉矿泉水瓶截去底后倒置，放入一乒乓球后压着球向里注水，然后放手，则乒乓球将　不上浮　（选填“上浮”或“不上浮”），同时观察到有少量水流出；再用手将瓶口堵住，过一会儿，观察到乒乓球将　上浮　（选填“上浮”或“不上浮”）。该实验表明浮力的本质是　向上的压力大于向下的压力　。
【解答】解：开始时乒乓球受到上面液体压强，下部没有液体（流向地面），向上的压强小于向下的压强，向上的压力小于向下的压力，乒乓球不能上浮，静止不动；
用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液体压强，但乒乓球受到向上的液体压强大于向下的液体压强，向上的压力大于向下的压力，乒乓球上浮。
故答案为：不上浮；上浮；向上的压力大于向下的压力。
10．物块浸没在液体中，受到液体对它向上、向下的压力分别为15N、5N，其受到浮力的大小为　10　N。
【解答】解：因为浮力的实质就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差，
所以，物体受到的浮力：F浮＝F向上﹣F向下＝15N﹣5N＝10N。
故答案为：10。
11．如图所示，用细绳将一物体系在容器底部，若物体所受浮力为8N，浮力的方向是 　竖直向上　，如果物体上表面受到水向下的压力为4N，则物体下表面受到水向上的压力为 　12　N。
【解答】解：浮力的方向是竖直向上的；
由题意可知，物体受到的浮力F浮＝8N，上表面受到水向下的压力F向下＝4N，
由浮力产生的原因可得：F浮＝F向上﹣F向下，
则物体下表面受到水向上的压力：F向上＝F浮+F向下＝8N+4N＝12N。
故答案为：竖直向上；12。
12．一个正方体铁块，在水下某深度时，上表面受到15N压力，下表面受到20N压力，则铁块受到浮力是　5　N；当铁块下沉到某位置时，上表面受到的压力增大至20N，下表面受到的压力是　25　N，此时铁块上、下表面的压力差是　5　N。
【解答】解：（1）由题知，F下表面＝20N，F上表面＝15N，
根据浮力产生的原因可得，铁块受到浮力：F浮＝F下表面﹣F上表面＝20N﹣15N＝5N；
（2）液体的密度和铁块排开液体的体积保持不变，
所以根据F浮＝ρ液gV排可知，铁块受到的浮力保持不变，
当上表面受到的压力增大为20N时，
下表面受到的压力为：F下表面′＝F浮+F上表面′＝5N+20N＝25N；
此时铁块上、下表面的压力差是F下表面′﹣F上表面′＝25N﹣20N＝5N。
故答案为：5；25；5。
13．如图所示，在容器中放一个均匀对称石鼓，其下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓　受　（选填“受”或“不受”）浮力。
【解答】解：由图可知，石鼓中间粗、两端细，浸在水中，因为水有流动性和受到重力作用，所以水对浸在其中的石鼓有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力。
故答案为：受。
14．如图所示，将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中，当玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左　等于　F向右（填“大于”“等于”或“小于”）；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上　大于　F向下（填“大于”、“等于”或“小于”）；通过以上探究，你认为浮力产生的原因是　液体对物体上下表面的压力差　。
【解答】解：
（1）当玻璃圆筒沿水平方向放置时，由于在同一深度，由p＝ρgh可知，液体压强相等，又因为受力面积相等，由p＝可知，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等，水平方向的合力为0；
（2）当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，h下大于h上，由p＝ρgh可知，p向上大于p向下，又因为受力面积相等，由p＝可知，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下，此时竖直方向的合力不为0，方向竖直向上；
因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等，压力差F差＝F向上﹣F向下＝F浮，即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为：等于；大于；液体对物体上下表面的压力差。
15．如图所示，把一个底面积为S，高为l的长方体浸没在密度为ρ的液体中，上、下表面分别距液面为h1和h2，因为液体内部存在压强，所以长方体各表面都受到液体的压力。
（1）分析图中长方体的受力情况，其受到浮力的原因是　上、下表面存在压力差　，浮力的方向是　竖直向上　。
（2）大量的实验结果表明：“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。
【解答】解：（1）据图可知，该长方体周围四个面的压强可以相互抵消，但上、下两面的压强不能相互抵消，下表面比较深，所受的液体压强大于上表面所受的液体压强，据公式F＝pS可知，由于S相同，所以长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力，故用下表面所受水的压力减去上表面所受水的压力就是浮力，其方向是竖直向上的；
故浮力的产生原因是：上、下表面存在压力差；浮力的方向总是竖直向上的。
（2）由液体压强公式p＝ρgh及压强公式p＝得：
长方体上表面受到液体的压力：F1＝p1S＝ρ液gh1S；
长方体下表面受到液体的压力：F2＝p2S＝ρ液gh2S，
上、下两表面的压力差为：F2﹣F1＝ρ液gh2S﹣ρ液gh1S＝ρ液g（h2﹣h1）S﹣﹣﹣﹣①。
长方体浸没在液体中，则长方体排开液体的体积：V排＝V物＝Sl＝S（h2﹣h1）﹣﹣﹣②，
所以，结合浮力的产生原因有：F浮＝F2﹣F1＝ρ液g（h2﹣h1）S＝ρ液gV排＝m排g＝G排。
故答案为：（1）上、下表面存在压力差；竖直向上；（2）见上面的推导。
16．如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度△L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深24cm。（g＝10N/kg）求：
（1）物体受到水的浮力。
（2）打开出水口，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的状态时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
【解答】解：（1）物块刚好完全浸没在水中，则有：V排＝V物＝（0.1 m）3＝1×10﹣3m3，
物体所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；
（2）由图甲可知，当物体上表面与液面齐平时，物体上表面距容器底的距离为h＝24cm，弹簧伸长的长度：△L＝24cm﹣10cm﹣10cm＝4cm，
由图乙可知，此时弹簧对物体的拉力为F拉＝4N，
木块的重力：G物＝F浮﹣F拉＝10N﹣4N＝6N，
当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，L弹簧＝10cm，
此时物体受的浮力：F浮'＝G物＝6N，
由F浮＝ρ水gV排可得，物体排开水的体积：
V排'＝＝＝6×10﹣4m3，
物体浸入水中的深度：h浸＝＝＝0.06m；
此时水的深度：h'＝L弹簧+h浸＝0.1m+0.06m＝0.16m；
放水前后水对容器底部压强的变化量：
△p＝p﹣p'＝ρ水g（h﹣h'）＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.24m﹣0.16m）＝800Pa。
答：（1）物体受到水的浮力为10N；
（2）放水前后水对容器底部压强的变化量为800Pa。