[第十章 3.科学探究:浮力的大小 第1课时 基础过关]
一、选择题
1.下列关于浮力的叙述中,正确的是 ( )
A.物体浸没在水中的深度越大,受到的浮力越大
B.物体浸在液体中受到的浮力等于排开液体的重力
C.物体浸在液体中受到的浮力由自身的重力决定
D.物体的体积越大,受到的浮力越大
2.如图所示,小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,该过程中气泡受到的浮力和气泡受到水的压强的变化情况是 ( )
A.浮力不变,压强变小
B.浮力变大,压强变小
C.浮力变大,压强变大
D.浮力变小,压强变大
3.如图所示,4个体积相同的小球浸在水中,则所受浮力最小的是 ( )
A.A球 B.B球
C.C球 D.D球
4.如图所示,体积相同的A、B、C三个球浸在液体中,则所受浮力最大的是( )
A.A球 B.B球
C.C球 D.B球和C球
5.游泳的人由河边走向深水处的过程中,如图果河底布满碎石子,则 ( )
A.脚越来越疼,因为水对脚的压力越来越大
B.脚越来越疼,因为水对人的浮力越来越小
C.脚疼得越来越轻,因为人受到的重力越来越小
D.脚疼得越来越轻,因为河底对人的支持力越来越小
6.将一长方体铁块按如图所示,从其下表面与液面刚刚接触下放至图中虚线位置。中能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F与铁块下表面浸入液体深度h的关系的图像是 ( )
二、填空题
7.林红同学用弹簧测力计在空气中称一实心正方体的重力,测力计的示数为3 N;把物体的一半体积浸入水中时,测力计的示数如图所示,此时物体所受的浮力为________N,当把物体全部浸入水中时,物体所受浮力为________N。
8.如图所示,乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底的压强为pA;在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是FA FB,pA pB。
9.如图所示是大鱼和小鱼的争论,你认为________鱼的说法是正确的,因为 ____________________________________________________________ 。
10.如图所示,物体静止时弹簧测力计的示数为1.5 N,排开水的体积为30 mL,则物体所受浮力为________N,当向水中加盐时,物体所受浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
11.一体积为1×10-3 m3的物块浸没在某液体中时,排开液体的重力为12 N,该物块受到的浮力为 N,液体的密度为 kg/m3。(g取10 N/kg)
三、实验探究题
12.小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)物体浸没在水中时,受到的浮力是________N。
(2)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与________________ 有关。
(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选________两图所示装置进行操作。
(4)由丁、戊两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的________有关。
(5)该实验探究主要运用的科学探究方法是________________ 。
13.(2021随州节选)甲、乙、丙、丁是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水探究“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景,其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
(1)在实验操作前细心的小明同学指出:在情景甲中存在错误,该错误是溢水杯中水面________________ 。
(2)纠正错误后,该探究实验的最合理顺序为 (用甲、乙、丙、丁表示)。
(3)在情景乙的测量中,溢水口还在溢水过程中,义正同学便急忙把小杯移开,开始测量小杯和溢出水的总重力,这样会导致测得“排开液体所受重力”____________(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
四、计算题
14.如图所示,装满水的溢水杯放在水平地面上,水深为20 cm。弹簧测力计下挂着重为10 N的物块,现将物块浸没在该溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4 kg。求:(g取10 N/kg)
(1)物块所受的浮力。
(2)物块的体积。
(3)杯底受到的水的压强。
答案
第1课时 基础过关
1.B 物体浸没在水中,无论深度如图何,V排不变,水的密度不变,F浮不变,故A错误;由阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力等于排开液体的重力,故B正确;物体自身重力的大小对物体所受的浮力没有影响,故C错误;由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关,与物体本身的体积无关,故D错误。
2.B (1)气泡在上升过程中,气泡的体积不断变大,排开水的体积等于气泡的体积,则排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,气泡受到的浮力不断变大。
(2)气泡在上升过程中,距离液面越来越近,即深度h越来越小,根据p=ρgh可知,气泡受到水的压强不断减小。
3.A 4.C
5.D
6.B 铁块从开始浸入液体到完全浸入(即浸没)的过程中,铁块排开液体的体积逐渐变大,液体的密度不变,由F浮=ρ液gV排可知,铁块受到的浮力变大;而当铁块浸没以后,在液体中下沉时,铁块排开液体的体积不再发生变化,所以铁块受到的浮力不变。由此可知,铁块受到的浮力先变大后不变。
7.1 2 (1)由图可知,把物体的一半体积浸入水中时,测力计的示数为F示=2 N,此时物体所受的浮力:F浮=G-F示=3 N-2 N=1 N。(2)当把物体全部浸入水中时,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体所受的浮力:F浮'=2F浮=2×1 N=2 N。
8.> > 乒乓球在A位置比在B位置排开水的体积大,受到的浮力较大;由于在A位置时,水较深,故此时水对杯底的压强较大。
9.大 由阿基米德原理知,同样在水中,大鱼排开水的体积大,受到的浮力大
由F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。由图可知,大鱼和小鱼所处水的密度相同,大鱼排开水的体积大,所以大鱼受到的浮力大。
10.0.3 变大
(1)物体排开水的体积:V排=30 mL=3×10-5 m3,
则物体所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-5 m3=0.3 N。
(2)当向水中加盐时,水的密度变大,排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排知,物体所受浮力将变大。
11.12 1.2×103
(1)物块受到的浮力:F浮=G排=12 N。
(2)由F浮=ρ液gV排可得:
12 N=ρ液×10 N/kg×1×10-3 m3,
解得:ρ液=1.2×103 kg/m3。
12.(1)4 (2)物体排开液体的体积
(3)丙、丁 (4)密度 (5)控制变量法
13.(1)未到达溢水杯的溢水口处
(2)丁、甲、乙、丙 (3)偏小
(1)要想测出物体排开的水的重力,溢水杯内水的液面必须到达溢水杯的溢水口处,若达不到,则测得的排开的液体的重力会变小,故图甲中的错误为溢水杯内水面未到达溢水杯的溢水口处。
(2)合理的实验顺序是
丁.测出空桶所受的重力;
甲.测出圆柱形物块所受的重力;
乙.把圆柱形物块浸没在装满水溢水杯中,测出圆柱形物块所受的浮力,收集圆柱形物块排开的水;
丙.测出桶和排开的水所受的重力;
故合理的顺序为丁、甲、乙、丙。
(3)在情景乙的测量中,溢水口还在溢水过程中,把小杯移开,测量小杯和溢出水的总重力,此时测量的总重力会偏小,即测得“排开液体所受重力”偏小。
14.(1)物块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.4 kg×10 N/kg=4 N。
(2)物块浸没在水中,由F浮=ρ液gV排可得,物块的体积:
V=V排===4×10-4 m3。
(3)杯底受到的水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2000 Pa。