10.1浮力
一、选择题
1.如图甲是小华在做“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验,她猜想:浮力可能与液体的密度、物体浸入液体的深度以及物体排开液体体积有关:如果她想探究浮力与排开液体体积的关系,在甲图实验的基础上,接下来她应该完成图中的哪一个步骤
A. B. C. D.
2.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,下表面受到水的压力为,上表面受到水的压力为,则该长方体受到的浮力为
A. B. C. D.
3.在探究物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力的关系实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作顺序应该是
A.甲、丁、乙、丙 B.乙、甲、丙、丁 C.乙、甲、丁、丙 D.丁、甲、乙、丙
4.小明同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关”实验时,操作如图,其中、两图中物体下表面受到水的压强分别是、,、两图中物体浸入液体前后,烧杯对水平桌面增加的压力分别是△、△,下列关系正确的是
A.,△△ B.,△△
C.,△△ D.,△△
5.如图所示,取一个雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮;若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了
A.浮力产生的原因
B.连通器原理
C.大气存在压强
D.液体的压强与液体的密度有关
6.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
7.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
8.为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某小组的同学用同一圆柱形物体进行了如下所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数,图中物体放入前溢水杯均装满液体,物体浸没后用量筒测出溢出液体的体积,如图戊所示。下列说法正确的是
A.比较图甲、乙、丙,说明物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度有关
B.比较图甲、丙、丁,说明物体受到的浮力大小与液体密度有关
C.丙图中,物体受到的浮力为
D.根据图中数据可计算出物体的密度是
9.如图所示的四种情景,其中没有受到浮力的物体是
A.下潜的“蛟龙号”
B.遨游太空的“空间站”
C.航行的075攻击舰
D.升空的热气球
10.如图所示,小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数大小。该实验探究的是下列哪个因素对浮力大小的影响
A.液体的密度 B.物体的密度
C.物体排开液体的体积 D.物体浸入液体的深度
11.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。图中三个烧杯均放在水平桌面上,物体均处于静止状态。如图甲、丙和丁所示中,弹簧测力计的示数分别为、和。若盐水的密度为,则下列结论正确的是
A.物体的密度为
B.图乙中,物体受到的拉力为
C.图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小
D.图丁中,物体对容器底部的压力为
12.探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块和塑料块的密度不同,但重力均为。下列分析正确的是
A.如果金属块浸没在水中,受到浮力的大小必为
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
13.某兴趣小组在探究物体在水中浸没前受到的浮力的影响因素时,设计了两种方案:方案一:如图甲、乙,改变长方体金属块部分浸入水中深度,比较弹簧测力计示数、,并多次实验;方案二:如图甲、丙,将同一长方体金属块分别横放和竖放,部分浸入水中,使浸入部分体积相同,比较弹簧测力计示数、,改变浸入部分的体积做多次实验,通过探究能够得到浮力与浸入部分体积关系的方案是
A.两个方案均可以 B.只有方案一
C.只有方案二 D.两个方案均不可以
14.如图,小钰将一个侧面有均匀横线的直圆柱体挂在测力计下方,竖直缓慢放入水面以下,下列说法中正确的是
A.利用此装置可以研究“测力计的拉力和物体的重力是否有关”
B.利用此装置可以研究“测力计的拉力和物体浸入液体的深度是否有关”
C.利用此装置可以研究“物体受到的浮力和液体的密度是否有关”
D.利用此装置可以研究“物体受到的浮力和物体的体积是否有关”
二、综合题
15.利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的,随着角的改变,悬线与水平面的夹角将 (选填“改变”或“保持不变”,剪断悬线,小气球将沿 方向运动。
16.如图所示,完全相同的、两个长方体,长度为,悬浮在密度为的液体中。若两长方体、下表面所受液体的压力分别为、,则 (选填“”、“”、或“”。
17.一个正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到压力,下表面受到压力,则铁块受到浮力是 ;当铁块下沉到某位置时,上表面受到的压力增大至,下表面受到的压力是 ,此时铁块上、下表面的压力差是 。
参考答案与试题解析
一、选择题
1.【答案】C
【解析】要探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关时,要控制液体的密度不变,改变物体排开液体的体积,但是注意不能碰到底部,由以上四图可知图符合。
故选:。
2.【答案】A
【解析】四个表面受到水的压力均为,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为:。
故选:。
3.【答案】D
【解析】
为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;
丙、测出桶和排开水所受的总重力。
故选:。
4.【答案】D
【解析】
(1)由图可知,物体下表面在图中所处的深度小于在图中的深度,由可知,;
(2)物体浸入水中时受到向上的浮力,同时物体给液体一个向下的压力,这两个力的大小相等,所以,桌面受到的压力等于烧杯和液体的重力加上物体的浮力,在排开的液体的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大,所以,△△。
故选:。
5.【答案】A
【解析】开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,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。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,故此实验说明了浮力产生的原因。
故选:。
6.【答案】C
【解析】
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:。
7.【答案】A
【解析】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,故正确。
故选:。
8.【答案】C
【解析】.图乙和丙中液体的密度相同、排开液体的体积相同,深度不同,但由于丙图中物体接触了容器底,使得读数变小,不能说明物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度有关,故错误;
.比较图甲、丙、丁知液体的密度不同、排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,但丙图中物体接触了容器底,不能探究物体受到的浮力大小与液体密度有关,故错误;
.量筒中排开水的体积为:,
物体浸没在水中时所受浮力为:
,故正确;
物体重力为:
,
物体在盐水中受到的浮力:
,
由得:
盐水的密度:
,故错误。
故选:。
9.【答案】B
【解析】
.下潜的蛟龙号,尽管下潜,但浸没在水中,仍然受到水的浮力,故不符合题意;
.太空中没有空气,故遨游的天宫一号不受到浮力,故符合题意;
.航行的075攻击舰,能浮在海水面上,就是因为受到的浮力等于重力,故不符合题意;
.升空的热气球,受到空气的浮力,热气球之所以上升,就是因为受到的浮力大于重力,故不符合题意。
故选:。
10.【答案】D
【解析】他先后将该铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,液体的密度相同,每次水面到达同一标记处,说明物体排开水的体积相同,物体进入水的深度不同,比较弹簧测力计示数大小,可以探究浮力与物体浸入液体的深度的关系,故正确。
故选:。
11.【答案】D
【解析】.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为、,
在盐水中的浮力为:;
物体全部浸没,根据阿基米德原理可知,,
所以等于,则:
,
物体的密度为:
,故错误;
.物体在水中受到的浮力为:,在乙中物体受到的拉力:,故错误;
.在实验丙中,弹簧测力计的示数:,在乙中物体受到的拉力:,弹簧测力计的示数比乙中小:,故错误;
.由甲、丙,,根据实验丁中物体对烧杯底部的压力等于支持力,,容器底部也受到物体对它的压力,故压力等于0.39,故正确。
故选:。
12.【答案】D
【解析】.金属块浸没在水中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为,故错误;
.根据甲、乙可知,物体浸在液体的体积不同,排开的液体的体积不同,所以可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,故错误;
.根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,测力计示数不同,探究浮力与密度关系时,需要控制物体的体积相同(排开液体的体积相同),物体的密度不同,故错误;
.根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故正确。
故选:。
13.【答案】A
【解析】方案一:根据阿基米德原理,浮力大小与排开液体的密度和体积有关,故实验中要控制排开液体的密度相同,只改变物体排开液体的体积,记下测力计示数,根据称重法测浮力可知受到的浮力大小;
方案二:如图甲、丙,将同一长方体金属块分别横放和竖放,部分浸入水中(排开液体的密度相同),使浸入部分体积相同,物体所处深度不同,比较弹簧测力计示数、,由称重法可比较受到的浮力大小,故两个方案均可以。
故选:。
14.【答案】B
【解析】.在放入水之前,物体处于静止状态时,拉力等于重力,不能研究“测力计的拉力和物体的重力是否有关”;
.物体浸入液体的深度不同,测力计的拉力的示数不同,当物体全部浸没时,物体浸入液体的深度改变,测力计的示数不变,由此可知,浮力不变,因此利用此装置可以研究“测力计的拉力和物体浸入液体的深度是否有关”,故正确;
.研究物体受到的浮力和液体的密度是否有关时,应具备两种液体,而此图中只有一种液体,所以利用此装置不可以研究“物体受到的浮力和液体的密度是否有关”,故错误;
.研究“物体受到的浮力和物体的体积是否有关”,应具备两种材料相同,体积不同的物体,而此图中只有一种物,所以利用此装置不可以研究“物体受到的浮力和物体的体积是否有关”,故错误。
故选:。
二、综合题
15.【答案】保持不变;竖直向上。
【解析】浮力的方向总是竖直向上的,随着角的改变,悬线与水平面的夹角不会改变(始终为;
剪断悬线,由于竖直向上的浮力大于竖直向下的重力,所以小气球将沿竖直方向向上运动。
故答案为:保持不变;竖直向上。
16.【答案】
【解析】因为物体上表面的深度比物体上表面的深度更深,且表面积也更大,
根据、可得得,可知长方体的上表面受到的压力大于上表面受到的压力,
又因为两长方体相同,都悬浮在同种液体中,所以受到的浮力相同,
由得,的下表面受到的压力大于下表面受到的压力。
故答案为:。
17.【答案】5;25;5。
【解析】(1)由题知,,,
根据浮力产生的原因可得,铁块受到浮力:;
(2)液体的密度和铁块排开液体的体积保持不变,
所以根据可知,铁块受到的浮力保持不变,
当上表面受到的压力增大为时,
下表面受到的压力为:;
此时铁块上、下表面的压力差是。
故答案为:5;25;5。
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