人教版八年级下 10.1 浮力
一、单选题
1.如图,一个放在斜面上杯子里的铁球,所受到的浮力的方向为( )
A.竖直向上 B.竖直向下
C.垂直于斜面向上 D.垂直于斜面向下
2.如图所示,水平面上有一底面积200cm2,高12cm的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为2kg的水。现将一个质量分布均匀,底面积100cm2,体积500cm3的物体A(不吸水)放入容器中,A漂浮在水面上,且浸入水中的体积为总体积的。再在A的上方放一个物体B,使A刚好浸没于水中(B不浸入)。则下列说法正确的是( )
A.物体A的密度为0.6g/cm3
B.物体B的质量为200g
C.物体A从漂浮到刚好漫没,物体A下降的距离是1.5cm
D.物体A从漂浮到刚好浸没,水对容器底部增大的压力为2N
3.如图所示的四种情景,没有受到浮力的物体是( )
A.遨游太空的“天宫二号”
B.海试中的“山东号”航母
C.下潜中的“蛟龙”号
D.飘在空中的热气球
4.如图所示的四个情景中,没有受到浮力的物体是( )
A.大桥的桥墩 B.水面上的赛艇
C.水里下落的苹果 D.沉底的鸡蛋
5.如图,将一杯水放在水平台秤上,台秤示数为2000g,弹簧测力计下悬挂5N的物体A浸在水中保持静止,弹簧测力计的示数为3N,则此时台秤示数约为( )
A.1800g B.2000g C.2200g D.2500g
6.将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是( )
A.矿泉水瓶受到水对它的浮力 B.浮力的方向竖直向上
C.排开水的体积越大,受到的浮力越大 D.浸没后,压入越深,受到的浮力越大
7.如图,一边长为10cm的实心正方体悬浮在某液体中,已知h1=10cm,其上表面受到液体向下的压力F1=8N,则以下说法正确的是( )
A.正方体的密度为0.8×103g/cm3
B.正方体受到的重力为10N
C.正方体受到的浮力8N
D.正方体下表面受到液体的压强为2×103Pa
8.如图所示,一块长方体正立静止在水中,已知其前后左右四个表面受到水的压力均为10N,下表面受到水的压力为8N,上表面受到水的压力为3N,则该长方体受到的浮力为( )
A.5N B.11N C.21N D.51N
9.有一实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为15N,当把物体的一半体积浸入水中时,测力计的示数为6N。则此时物体受到的浮力是( )
A.9N B.6N C.18N D.15N
10.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的( )
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等
D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等
11.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
12.一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态,如图所示。现用手轻轻向下推一下气球,那么手离开气球后,气球和铁块的运动情况是( )
A.加速向下运动 B.匀速向下运动 C.减速向下运动 D.仍然处于静止状态
二、填空题
13.在探究液体内部的压强特点的实验中,小茗同学自制了一个如图所示装置,容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,实验时可以用______显示左右两侧的液体压强大小,为了研究液体压强与液体密度的关系,小茗同学接下来的操作应是______。
14.把一物体吊在弹簧测力计上,在空气中称得物体重 2 N ,物体浸没在水中称时,弹簧测力计的示数减小了0.5N ,物体在水中受到的浮力为________N,浮力的方向________。
15.将质量为25kg,边长为10cm的均匀正方体木块放在1m2水平桌面的中央,该木块对桌面的压强为______Pa;如果将它切成完全相同的八个小正方体,取其中一个放在原桌面上,则这个小木块对桌面的压强与原来大木块对桌面的压强之比为______。物块掉入水槽中(水足够深),其静止后所受浮力为______N。(g取10N/kg)
16.一个携带有气象仪器的高空探测气球以3m/s的速度匀速上升,若其总质量为200kg,在忽略空气阻力的情况下,该气球受到空气的浮力是______N。()
三、综合题
17.图是小勇研究弹簧测力计的示数与物体下表面离水面的距离的关系实验装置,其中是底面积为的实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到与的关系图像如图中实线所示.()
(1)物体重为,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为_____;
(2)浸没前,物体逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将_____ ;
(3)完全浸没时,受到水的浮力为_____,密度为_____;
(4)小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出如图中虚线所示图像,则该液体密度为_____.
18.小聪学习了浮力的有关知识后,想探究浮力的大小是否与物体浸没在液体中的深度有关,于是他去物理实验室找来一弹簧测力计和一个实心圆柱体,他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲所示,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计示数随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度的变化情况如图乙所示.请你帮助他解决下面的问题(g取10N/kg):
(1)圆柱体受到的最大浮力是_____N;
(2)圆柱体的密度是________kg/m3;
(3)由如图乙所示可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度______(选填:“有关”或“无关”).
19.为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示.工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示.小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了.
(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将_______,油对工件下底面的压强大小将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)若A点的坐标为(﹣a,0),则a=_______,从图象分析,a表示了工件一个物理量的值,这个量就是工件的_______;
(3)工件在D点时受到的浮力为_______N.
20.阅读下列材料,然后回答问题。
物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。当流体处于流动状态时,其内部各处的压强有什么规律呢?
小明同学将如图甲所示的玻璃管装置按到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,可看到两个竖直管中液面的高度并不相同。从图中可以看出在A、B两处管的粗细不同,因而A处流速小,B处流速大,可见流体的压强与流速之间有着一定的关系。
接着,小明又自制了一个飞机机翼模型(如图),将其固定在托盘测力计上,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风,来模拟飞机飞行时的气流,比较机翼上下方气流压强的大小,进一步验证了上面的关系。
(1)由图甲所示的实验,可以得出流体的压强与流速之间有什么关系?答:___________;
(2)在图乙所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数发生了什么变化?答:___________;
(3)下列四种情形中,哪几种情形能够运上述的实验规律进行解释___________。
A.乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉
B.将氢气球放手后,它会漂向空中
C.直升飞机能够停在空中一定高度处
D.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
21.理论上分析:浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力.如图所示,一个底面积为S,高为h的长方形浸没在密度为ρ的液体中.
(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力F合1;
(2)求出该物体底面所受液体压力的合力F合2;
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】
放在斜面上杯子里的铁球,受到浮力作用,所受到的浮力的方向竖直向上。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】
A.由题意可知,物体A的体积为
A漂浮在水面上时,浸入水中的体积为总体积的五分之二,故由阿基米德原理可得,A受到水的浮力为
因物体A受力平衡,故物体A的重力
GA=F浮=2N
得到物体A的密度为
故A错误;
B.再将物体B放入后,将A、B看成一个整体,此时整体排开水的体积为VA=510-4m ,故此时整体所受浮力为
因此时整体处于漂浮状态,故整体的重力为
G=F=5N
又因物体A的重力为GA=2N,故物体B的重力为
GB=G-GA=5N-2N=3N
故物体B的质量为
故B错误;
C.由题意可知物体A从漂浮到刚好浸没,浸入水中的体积变化量为
故物体A浸入水中的深度变化量为
而水面高度变化量为
故物体A下降的距离是
故C正确;
D.由C中可知,物体A从漂浮到刚好浸没,水面上升的高度为
故水对容器底部增大的压力为
故D错误。
故选C。
3.A
【详解】
A.浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,太空中没有空气,故太空中运行的“天宫二号”不受到浮力,故A符合题意;
B.海试中的“山东号”航母受到水的向上的浮力,故B不符合题意;
C.下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,故C不符合题意;
D.空中上升的热气球受到空气的浮力,故D不符合题意。
故选A。
4.A
【详解】
A.浮力是由下表面和上表面水的压力差产生的,桥墩完全没入泥土,下方没有水,所以下表面不受向上的水的压力,故不受浮力,故A符合题意;
B.水面上的赛艇漂浮,受到水对其向上托的力即浮力,故B不符合题意;
C.水里下落的苹果在下沉,受到水对其向上托的力即浮力,故C不符合题意;
D.沉底的鸡蛋,受到水对其向上托的力即浮力,故D不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】
物体A浸在水中受到的浮力
F浮=G-F=5N-3N=2N
物体A受到的竖直向上的浮力和A给水向下的压力是一对相互作用力,两个力的大小相等,A给水向下的压力
F压=F浮=2N
台秤的示数等于杯子和水的重力之和加上A给水的压力,所以
m′g=mg+F压
m′==2.2kg=2200g
故选C。
6.D
【详解】
A.空矿泉水瓶慢慢浸水中,直到完全浸没,瓶下水的压力始终大于上面压力,上下表面压力差是浮力,因此浮力一直存在,故A正确,A不符合题意;
B.浮力的方向与重力方向相反,浮力的方向竖直向上,故B正确,B不符合题意;
C.根据阿基米德原理
排开水的体积越大,受到的浮力越大,故C正确,C不符合题意;
D.浸没后,排开水的体积不变,压入越深,受到的浮力也不变,故D错误,D符合题意。
故选D。
7.C
【详解】
A.其上表面受到液体向下的压强
则液体的密度为
故A错误;
B C D.正方体下表面所受的压强为
则D错误;
下表面所受的压力为
则浮力为
故C正确;
由于物体悬浮,故浮力等于重力,故正方体的重力为8N,故B错误。
故选C。
8.A
【详解】
四个表面受到水的压力均为10N,长方体在水平方向上受到的合力为0;由浮力的产生原因可知,该长方体受到的浮力是
该长方体受到的浮力是5N。
故选A。
9.A
【详解】
物体浸入水中时,受到向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的浮力处于平衡状态,则此时物体受到的浮力为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.B
【详解】
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:,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,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.C
【详解】
A.物体浸在空气中也会受到浮力的作用,此时的施力物体是空气,故A错误;
B.浮力方向总是与重力方向相反,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。
12.A
【详解】
原来金属块和小气球悬浮在水中,浮力等于重力,向下推一下气球,所处的深度增加,由公式p=ρgh知,气球受到水的压强增大,气球的体积变小,所以气球排开水的体积减小,由公式F浮=ρ液gV排知,气球受到的浮力减小,总浮力小于总重力,加速向下运动,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
13. 橡皮膜凸出的方向 橡皮膜两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的凸出方向判定压强的大小
【详解】
[1]橡皮膜两侧受到的压强不同,则橡皮膜凸出的方向不同,故实验中根据橡皮膜的凸出的方向判定压强的大小。
[2]为了研究液体压强与液体密度的关系,应控制液体的深度相同,液体的密度不同,故操作是:橡皮膜两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的凸出方向判定压强的大小。
14. 竖直向上
【详解】
[1][2]物体受到的拉力
F拉=2N-0.5N=1.5N
物体在水中受到的浮力
F浮=G-F拉=2N-1.5N=0.5N
浮力的方向是竖直向上的。
15. 2.5×104 1∶2 10
【详解】
木块对桌面的压力大小F=G=mg=25kg×10N/kg=250N,
S木块=(10cm)2=0.01m2<1m2,
木块对桌面的压强p= F/S木块=250N/0.01m2=25000Pa
设原来正方体的重为G,底面积为S,
原来正方体放置在水平地面上,对地面的压强:p=F/S=G/S
将这个木块切成完全相同的八个小正方体,如图所示:
则一个小木块的重为 G/8,其底面积为S/4
一个小正方体对水平地面的压强:p'= p/2
故之比为1:2
假设物体完全浸没根据阿基米德原理:
F浮=ρ液V排g =1×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=10N<250N
因此浮力就为10N
16.2000
【详解】
空气阻力不计,气球匀速上升时,气球受到向上的浮力与向下的重力是一对平衡力,大小相等,则该气球受到空气的浮力
17. 变大
【详解】
解:(1)物体A放在水平桌面上时对桌面的压力F=G=3N,所以它对桌面的压强
(2)浸没前,物体逐渐浸入水的过程中,水的深度逐渐增加,根据可知,水对容器底部的压强将变大.
(3)完全浸没时,受到水的浮力为 ,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρgV排可得,物体A的体积:
由G=mg=ρVg可得,物体A的密度:
(4)由图2可知,物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数
物体A受到液体的浮力:
该液体密度:
.
18. 0.4 5×103 无关
【详解】
解:(1)由图乙可知,当圆柱体全部浸入时,弹簧测力计的示数F’=1.6N,
所以圆柱体受到的最大浮力F浮=G-F’=2.0N-1.6N=0.4N.
(2)由图可知,圆柱体重G=2N,所以圆柱体的质量
圆柱体完全浸入水中时,所受到的浮力
所以圆柱体的体积
圆柱体的密度.
(3)由图乙可知,物体完全浸没后,弹簧测力计的拉力不变,根据F浮=G-F’可知,物体的重力不变,浮力不变,所以浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关.
19. 变大 变大 400 重力 1000
(1)根据浮力公式F浮=ρ油gV排和压强公式p=ρ油gh,用控制变量法,F与V排有关,p随h的减小而减小可判断;
(2)由图乙中坐标系,可得到a的值,它表示工件与油面的距离为0时,工件受到的竖直向上的拉力,即等于自身受到的重力;
(3)图乙中,h≥0.5m时,力F的大小不再发生变化,而对木块受力分析知:力F和木块的重力之和等于木块受到的浮力,计算出木块受到的浮力,即木块下表面受到的液体的压力(依据:浮力产生的原因).
【详解】
(1)随着h的增大,工件排开油的体积也随之增大,根据F浮=ρ油gV排可知,工件受到的浮力将变大;
根据p=ρ油gh可知,油对工件下底面的压强也增大.
(2)由图乙可知,h与F成一次函数,设为h=kF+b;
图中A是一次函数图象上的一点,函数过(0,0.2)和(600,0.5)两点,
将(0,0.2)、(600,0.5)代入h=kF+b;可得:
一次函数为h=5×10﹣4F+0.2;
当h=0时,解得F=﹣400;则a=400,它表示的量就是工件受到的重力.
(3)图乙中,h≥0.5m时,力F的大小不再发生变化,说明浮力也不变;
而对木块进行受力分析可知,压力F与木块的重力之和等于木块受到的浮力,
所以工件在D点时受到的浮力:
F浮=G+FD=400N+600N=1000N;
20. 流速越大的位置压强越小 示数减小 AD
【详解】
(1)[1]甲图中,A管比较粗,B管较细。在流量一定时,管子越细,水的流速就越大,因而A处流速小,B处流速大。由图可知,A管上方液柱高说明压强大,由此得出流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小。
(2)[2]电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸,空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方平,空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,使托盘测力计的示数减小。
(3)[3]A.弧圈球是利用球的急速转动带动空气的运动,使球的下方空气流速变大,压强减小,小于上方的气体压强,形成一个向下的压强差,使球急剧下沉,故A符合题意;
B.氢气球的升空是由于受到空气的浮力,故B不符合题意;
C.直升飞机是利用螺旋桨的运动对空气施加了一个向下的力,物体间力的作用是相互的,空气对螺旋桨施加了一个向上的力,将飞机托住,故C不符合题意;
D.船舶航行时若两艘靠的比较近且并排前进,两船之间的水流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两船外侧的压强,形成向内的压强差,使船相撞,故D符合题意。
故选AD。
21.(1) 0;(2)ρ液gV.
【详解】
(1)如图,
以长方形物体的左右侧面为例,两侧面所处液体的深度相等,液体的密度相等,根据pρgh可知,左右两侧面受到液体的压强相等,即p左p右,又知两侧面面积相等,根据pFS可得FpS,则两侧面受到的液体的压力相等,即F左F右,所以,物体侧面所受液体压力的合力F1F左-F右0;同理,其前后两个侧面受到的合力也为0;(2)已知液体压强公式pρgh,由压强公式pFS得,FpS,所以:F下p下Sρ液(h1+h)gS,F上ρ液h1gS,物体底面所受体压力的合力F2F下-F上ρ液(h1+h)gS-ρ液h1gSρ液gSh.
点睛:根据液体压强公式pρgh推导各个面受到的压强;根据压强公式的变形公式FpS推导各个面所受的压力;根据力的合成求出物体所受的合力,结合浮力公式F浮ρgV排,推导证明.
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