浙教版科学 浮力 专题复习(含答案)

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名称 浙教版科学 浮力 专题复习(含答案)
格式 docx
文件大小 268.5KB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2022-03-18 21:42:40

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文档简介

浮力
一、选择题
1.潜艇在国防中起到了重要作用,下列关于潜艇涉及的相关知识正确的是( )
A.潜艇的浮沉是通过改变自身体积实现的 B.潜艇浸没在水中越深,受到的浮力越大
C.悬浮在水中的潜艇受到的浮力等于自身重力 D.水对潜艇上表面的压强大于下表面的压强
2.目前,制造中国自己航母的呼声越来越高,如图5所示是某位网友提供的中国航母的设想图.一艘航母的舰载机飞离航母后,则有
A.航母将上浮,所受浮力减小 B.航母将下沉,所受浮力增大
C.航母将下沉,所受浮力减小 D.航母始终漂浮,所受浮力不变
3.两个完全相同的烧杯A、B中分别盛有两种不同液体,将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中,当两小球静止时所处位置如图所示,且两烧杯中的液面相平。两烧杯对桌面的压强分别为和,它们的大小关系是
A. B. C. D.无法确定
4.小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示:然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
5.如图所示,一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面,把它放入水中某处恰好处于静止状态。如果往池中缓慢注入一些水,则铅块及气球( )
A.仍能静止 B.向下运动
C.向上运动 D.静止、向上或向下运动都有可能
6.小明同学在一根细木棒的下端缠绕了一些铁丝然后将它分别置于甲,乙两杯液体中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲杯液体的密度较大 B.乙杯液体的密度较大
C.木棒在甲杯液体中受到的浮力较大 D.木棒在乙杯液体中受到的浮力较大
7.将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F丙<F乙
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p′甲>p′乙=p′丙
8.在一个足够深的容器内有一定量的水,将一个长10cm、横截面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时(塑料块没有离开水面),弹簧秤示数为4N,如图甲所示。已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,g取10N/kg。若往容器内缓慢加水,当弹簧秤的示数为2N时,水面升高6cm。此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示。根据以上信息,能得出的正确结论是( )
A.所加水的体积至1400cm3时,弹簧秤示数恰为零
B.塑料块的密度为0.6×103kg/m3
C.容器的横截面积为125cm2
D.加水1000cm3时,塑料块受到的浮力为1N
二、填空题
9.世界游泳锦标赛上,德国选手保罗·比德尔曼穿上了一款高科技连体泳本.这款泳衣表面采用轻型聚合材料,能够捕获空气增加排开水的体积,从而增加运动员在水中受到的 ;同时它还使运动员身形光滑,从而减少了人体与水之间的 .
10.2020年11月10日,奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜坐底深度10909米,刷新中国载人深潜的新纪录。假设海水的密度为且不变,奋斗者号在水中上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力________(选填“变大”、“变小”或“不变”);则奋斗者号在深处受到的压强是________。()
11.将一重为4.0N的金属筒容器,开口向上放入水中,有的体积露出水面。如在筒内装入100cm3的某种液体后,金属筒有的体积没在水中,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,则金属筒的容积是   m3(筒壁厚度不计),装入金属筒内液体的密度是   kg/m3。
12.将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持悬置状态(如图),在冰块浸入的过程中,台秤的读数将   (选填“增大”、“减小”或“不变”);在冰块熔化过程中,容器内液面将   (选填“上升”、“下降”或“不变”),(已知:冰的密度为0.9×103kg/m3,酒精的密度为0.8×103kg/m3;整个过程中无液体溢出。)
三、实验探究题
13.某物理兴趣小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”时,做了如图甲所示实验,图中底面积为50cm2的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有适量的水,底面积为25cm2的实心圆柱形物体A用轻质细线悬挂在弹簧测力计下端。图乙为物体A缓慢下移过程中,弹簧测力计示数F与物体A下表面浸入深度h的关系图象。(实验过程中容器内水足够深且不会溢出物体A不会接触到容器底部,,)
(1)图甲中弹簧测力计示数F为______N。
(2)物体A位于时,向水里加入适量的食盐并搅拌,稳定后发现弹簧测力计的示数F变小,说明浮力的大小与液体的密度______(选填“有关”或“无关”)。
(3)利用图乙数据,可求出物体A的密度为______kg/m3。
(4)h从0增到10cm时,水对容器底部的压强增大了______Pa。
14.“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。小邦和小册仿效曹冲,制作了一台“浮力称”,用来称量物体的质量。如图所示,浮力称由浮体和外筒构成,浮体包括秤盘和长度为L0、底面积为S0的圆柱体,浮体质量m0=0.23kg,外筒是足够高的、底面积为S的圆柱形玻璃容器,容器器壁厚度可忽略不计。向外筒中加入适量水,将浮体竖直放入水中,浮体漂浮在水面上,被称物体放在秤盘上,测出浮体的圆柱体浸入水中的深度就可以“称”出物体的质量。已知水的密度为ρ。
(1)当秤盘上不放物体时,浮体所受到的浮力为 N(g=10N/kg)。
(2)当秤盘上不放物体时,浮体的圆柱体浸入水中的深度h0= (用S0、m0、ρ表示)。
(3)被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式为m= (用h、S0、m0、ρ表示)。
(4)有同学认为,在外筒的外表面同样可以标注“浮力秤”的刻度值。这与在浮体上标注刻度值相比较,哪种方法更好?为什么?
四、解答题
15.在2019年春节前后,我们就有可能坐上大型豪华游船,泛舟钱塘江上。假设满载时船及船上的人总重为5000吨,江水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)满载时轮船受到的浮力;
(2)此时船体浸在水面下的体积。
16.一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀,容器的内底面积,S1=200cm2,外底面积S2=250cm2,将圆柱形容器(内有质量可忽略的空气)倒扣于水中静止时如图所示.已知容器内外液面的高度差h1=5cm,容器口与容器外部液面的高度差h2=8cm,大气压强取1.0×105Pa.求:
(1)外部大气对容器底的压力;
(2)容器口处的水产生的压强;
(3)圆柱形容器所受的重力.
17.如图甲所示,一个边长为10cm的立方体木块,下面用一段细线与木块相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向容器中慢慢加水,直到装满容器,如图乙所示。若细线中的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,如图丙。求:
(1)图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于   状态。
(2)该木块完全浸没在水中所受的浮力为多少牛顿?
(3)该木块的密度为多少?
(4)请在丁图中作出在此过程中木块所受浮力F随水位h变化的大致图象。
答案和解析
一、选择题
1.C
2.A
3.A
【解析】完全相同的小球在A中漂浮,在B中悬浮,由物体的浮沉条件可知:,,即两种液体密度:;
同时,小球排开液体的体积,则完全相同的烧杯中的液面相平时,烧杯内液体的体积,
由公式可知液体质量:;
烧杯对水平桌面的压力为,可见,两个烧杯对桌面的压力大小:,由公式可知,在受力面积相同时,烧杯对桌面的压强大小关系为:,故B、C、D选项错误,A选项正确。
故选:A。
完全相同的小球在A中漂浮,在B中悬浮,由物体的浮沉条件可知液体密度与小球密度的关系为:,,由此可知两种液体密度的关系;
同时,小球排开液体的体积,则完全相同的烧杯中的液面相平时,烧杯内液体的体积,由公式可知烧杯中液体质量的大小关系;
烧杯对水平桌面的压力为,结合压强公式可知烧杯对桌面的压强大小关系。
本题考查物体浮沉条件的应用及压强大小的比较,难度适中。
4.B
【解析】由图可知,b漂浮,,a沉底,,
将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,它们处于漂浮状态,则,
由阿基米德原理可知,,
即将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中排开水的体积比原来变大了,则水面高度将升高。
故选:B。
由图可知,b漂浮,,a沉底,,
将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,把a、b当做一个整体分析,由题意可知都是处于漂浮状态,所以受到的浮力相等,等于它们的总重力,由阿基米德原理分析。
本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,根据阿基米德原理分析出浮力的变化是解题的关键。
5.B
6.B
7.D;
8.A。
【解析】解:A、根据题意可知,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N,往容器内缓慢加水,当弹簧秤的示数为2N时,水面升高6cm,而弹簧的伸长与受到的拉力成正比,所以当水面升高12cm时,弹簧秤示数恰为零,根据图乙可知,此时所加水的体积为1400cm3;故A正确;
B、当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4牛,可以知道塑料块的重力G=4N,体积V=10cm×50cm2=500cm3=5×10﹣4m3,
则塑料块的密度ρ0.8×103kg/m3,故B错误;
C、当弹簧秤示数恰为零时,F浮=G=4N,△h=12cm,则加入水的体积加上塑料块浸没在水中的体积等于容器的底面积和水面升高高度h的乘积,即V水+V排=△hS,
由F浮=ρ水gV排可得,
塑料块排开水的体积V排4×10﹣4m3=400cm3
则容器的横截面积:S′150cm2,故C错误;
D、当浮力F浮=1N时,弹簧测力计的拉力F拉=G﹣F浮=4N﹣1N=3N,这时弹簧向下伸长3cm,即塑料块下新加入水的深度h=1cm
此时塑料块浸入水中的高度h′0.02m=2cm
水面升高的高度:△h=1cm+2cm=3cm,根据图象可知,此时所加水的体积为350cm3,故D错误。
二、填空题
9.浮力;摩擦力(或摩擦).
10.不变;
【解析】奋斗者号在水中上浮且未浮出水面过程中,所处液体的密度不变,排开的液体的体积就是奋斗者号的体积,也保持不变,故上浮过程浮力不变。
奋斗者号在深处受到的压强
11.6×10﹣4;1.5×103;
12.增大;下降;
三、实验探究题
13.①.2.4②.有关③.④.400
14.2.3;;ρS0h﹣m0;在浮体上标注刻度值更好,因为在浮体上的零刻度线是固定不变的,而外筒的外表面上的零刻度线与所装水量的多少有关(或者:因为在分度值相同的情况下,标在浮体上的刻度线比外筒的外表面的刻度线要稀疏些,这样便于看清楚和估读)。;
【解析】解:
(1)当秤盘上不放物体时,由漂浮条件可得浮体所受到的浮力为:
F浮=G0=m0g=0.23kg×10N/kg=2.3N;
(2)当秤盘上不放物体时,根据阿基米德原理和漂浮条件可得:
F浮=ρgV排1=G0=m0g,
则圆柱体排开水的体积为:V排1,
已知圆柱体的底面积为S0,则此时圆柱体浸入水中的深度:
h0;
(3)当被称物体质量为m时,整体处于漂浮状态,则根据阿基米德原理和漂浮条件可得:
F浮′=ρgV排2=(m+m0)g,
即:ρgS0h=(m+m0)g,
整理可得:m=ρS0h﹣m0;
(4)在浮体上标注刻度值更好,因为在浮体上的零刻度线是固定不变的,而外筒的外表面上的零刻度线与所装水量的多少有关。
四、解答题
15.(1)轮船受到的浮力为5×107N;
(2)此时船体浸在水面下的体积为5×103m3。
【解析】解:
(1)由于轮船处于漂浮状态,则根据漂浮条件可知轮船受到的浮力:
F浮=G=mg=5000×103kg×10N/kg=5×107N;
(2)由F浮=ρ液gV排得,船体浸在水面下的体积:
V浸=V排5×103m3;
16.解题过程略;
(1)外部大气对容器底的压力为2500N;
(2)容器口处的水产生的压强为800Pa;
(3)圆柱形容器所受的重力为10N.
17.(1)漂浮;
(2)该木块浸没在水中所受的浮力为10N;
(3)该木块的密度为0.6×103kg/m3。
(4)
【解析】解:(1)根据图丙中的A点对应木块在水中的位置可知,物体只受重力和浮力的作用,绳子对物体的拉力为零,并且物体处于静止状态时,部分体积露出水面,因此此时处于漂浮状态;
(2)木块的体积:V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3;
木块完全浸没在水中,则V排=V=1×10﹣3m3;
木块浸没在水中所受的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(3)由题意可知,线拉直后,水还在倒入,所以木块排开水的体积继续增大,浮力增大,则下端线的拉力也相应增大;当木块浸没后,木块排开水的体积不变,浮力不变,则下端线的拉力也不变;
由图象可知,木块浸没时所受拉力最大为4牛,由力的平衡条件可得F浮=G+F,
所以,木块的重力:G=F浮﹣F=10N﹣4N=6N,
则木块的质量:m0.6kg,
木块的密度:ρ0.6×103kg/m3。
(4)由前面分析可知,木块先静止在底部,水增加到一定程度时,木块缓慢上浮(可认为是漂浮),线拉直后,继续加水直到浸没;
即浮力先随排开液体体积的增加而均匀增大,其次是浮力的大小保持6N不变,然后浮力又增大,当物体全浸入水中后,排开水的体积不变、浮力保持10N不变,故作图如下: