10.1浮力同步练习(含答案)

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名称 10.1浮力同步练习(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2023-03-08 08:53:18

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文档简介

10.1 浮力 同步练习
一、单选题
1.如图所示,木块的上下表面受到水的压力分别为F1=3N,F2=5N,则木块受到的浮力大小(  )
A.2N B.3N C.5N D.8N
2.图中小球受到的浮力的方向是(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.如图所示,a、b为制作容器时留下的一些凸起。向容器中注水,使a、b都在容器的水面以下,则下列说法中正确的是(  )
A.a受浮力,b不受浮力 B.a不受浮力,b受浮力
C.a、b都受浮力 D.a、b都不受浮力
4.如图中各现象与飞机机翼获得升力的原理相同的是(  )
A. 液压机
B. 简易喷雾器
C. 钢笔吸墨水
D. 升空的热气球
5.将一个铜块挂在弹簧秤上,当铜块浸在水中时,弹簧秤上的示数表示铜块所受到的( )
A.浮力大小 B.重力大小 C.重力和浮力之差 D.重力和浮力之和
6.小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验, 其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是(  )
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N
B.由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,可探究浮力大小与物体质量的关系
7.关于浮力,下列说法中正确的是(  )
A.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.浮力的施力物体只能是液体
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
8.“奋斗者”号深潜器坐底10909米,创造了中国载人深潜新记录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型,用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G,然后将模型浸没于水中静止(如图所示),弹簧测力计受到的拉力为F,棋型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是(  )
A.拉力F与重力G是一对平衡力 B.模型所受浮力大小F浮=G-F
C.模型从图示位置下移,浮力变大 D.将模型逐渐提离水面,拉力不变
9.2021年12月9日,神舟十三号的航天员在太空中演示了乒乓球在水中浮力消失的实验,如图所示,对这个现象的解释最准确的说法是(  )
A.乒乓球的质量消失了
B.乒乓球没有排开水
C.太空中失重状态下,水的密度变为零
D.太空中失重状态下,水对乒乓球上下表面的压力差为零
10.在一个底面积为 150cm2足够深的容器内有一定量的水,将一个高14cm、横截面积 50cm2的圆柱形实心塑料块挂在一条橡皮筋上,此时圆柱体的下表面刚好与水面接触,如图,当每次向容器中注入100g 水时,橡皮筋收缩 0.2cm,要想把圆柱体刚好淹没,需要向容器中注入水的质量为(  )
A.2000g B.200g C.1750g D.1800g
二、填空题
11.水对物体向上和向下的___________就是水对物体的浮力,浮力的方向总是___________。物体在水中受到的浮力施力物体是___________。
12.如图所示,水对物体向上、向下的压力分别为F2=20N和F1=5N,物体受到的浮力大小为______,方向为______,施力物体是______。
13.重为5牛的正方体物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中时,测力计的示数为3牛,则物块所受浮力的大小为_______牛,若物块上表面距水面的深度为0.1米,则它的上表面受到水的压强为________帕;增大物块浸没的深度,它所受的________不变(选填“压强”或“浮力”)。
14.如图所示,漂浮在水面上重为4.9牛的木块,木块所受浮力的大小是___________牛,方向是___________,若用力将木块全部摁入水中,它受到水的浮力将___________(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
15.如图所示,用线吊着重为15牛的长方体物块A,当它完全浸没在水中时,线上的拉力为9牛,则物块受到的浮力为 _____牛,浮力方向 _____。若物块上表面所受水的压力为20牛,则物块下表面所受水的压力为 _____牛。若将物块从水中取出,水对容器底部压力变化量为 _____牛。
三、实验题
16.小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确的进行了如图所示的实验操作:
实验次数 液体种类 金属块的重力/N 金属块浸入情况 金属块在液体中时测力计的示数/N 金属块所受浮力/N
1 —— 2.7 —— —— ——
2 水 2.7 部分 2.0 0.7
3 水 2.7 全部 1.7 1.0
4 浓盐水 2.7 全部 1.5 ___________
(1)根据以上实验,把表中数据填写完整:
(2)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越 ___________;
(3)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越 ___________;
(4)结论:浮力的大小与 ___________和 ___________有关;
(5)用这种实验方法,还可以测量 ___________的密度;
(6)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的F-h图像(图⑤)。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数 ___________,这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度 ___________。
四、计算题
17.由浮力产生的原因可知:浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。一均匀的长方体密浸没在液体中,如图所示。已知它的上、下底面积都为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,(液体密度ρ液和g为已量)试推导:
(1)长方体下表面受到液体压力的表达式;
(2)物体受到浮力的表达式。
五、作图题
18.如图所示,请画出潜水艇下潜时所受力的示意图。
六、综合题
19.根据下面个图所给信息填空.
(1)采用绕线法测得铜丝的直径d=__________cm.
(2)小球浸没在液体中受到的浮力F=___________N.
(3)冬天室外气温t=__________℃.
(4)甲、乙两车同时同地同方向做匀速直线运动,它们的s-t图象如图所示,t=6 s时两车间距离x=__________m.
参考答案
1.A
【详解】浮力的大小等于物体上下表面压力差,即
木块受到的浮力是2N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.A
【详解】浮力的方向是竖直向上的,图中1方向是竖直向上,故小球受到的浮力的方向是1方向。
故选A。
3.A
【详解】由图可知,水对a物体上下表面产生了的压力差,故a物体一定受浮力的作用;b物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对b物体上下表面没有产生压力差,故b物体不受浮力的作用,故A正确,BCD错误。
故选A。
4.B
【详解】飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理。
A.液压机利用的是液体能传递压强,故A不符合题意;
B.用嘴吹气,管上方的流速大,压强小,液体在压力差的作用下被压出,故B符合题意;
C.钢笔吸墨水利用的是大气压,故C不符合题意;
D.热气球升空利用的是物体的浮沉条件,故D不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】当铜块全部浸没水中时,分析铜块受到的力:弹簧对它的向上的拉力F拉,水对它的向上的浮力F浮;地球对它的向下的重力G,此时铜块静止,根据力的平衡知识可知:
F拉+F浮=G
所以
F拉=G F浮
故选C。
6.D
【详解】A.由图甲可知铁圆柱体的重力为5N,由图丙可知铁圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,根据称重法可知铁圆柱体浸没在水中所受浮力
故A错误;
B.由甲、乙、戊三图可知,液体密度种类不同,铁圆柱体排开液体体积不同,无法探究浮力大小与液体密度的关系,故B错误;
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,排开液体的体积也越大;物体在液体中受到的浮力只与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大,跟浸入深度无关,故C错误;
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,控制两种圆柱体浸入液体的密度和排开液体的体积相同,可探究浮力大小与物体质量的关系,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】AD.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A正确,D错误;
B.浮力方向与重力的方向相反,始终为竖直向上,故B错误;
C.物体浸在空气中也会受到浮力的作用,故C错误。
故选A。
8.B
【详解】AB.因为模型在水中处于静止状态,所以模型处于平衡状态,模型在水中受到竖直向上的拉力和浮力,竖直向下的重力,所以拉力F与重力G不是一对平衡力,拉力F和浮力F浮之和等于重力G,则F+F浮=G,所以F浮=G-F,故A错误,B正确;
C.模型从图示位置下移,仍然处于浸没状态,所以排开液体的体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体密度不变时,模型所受浮力大小不变,故C错误;
D.将模型逐渐提离水面,模型排开液体的体积变小,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体密度不变时,模型所受浮力变小,而模型重力不变,由F+F浮=G可知,拉力变大,故D错误。
故选B。
9.D
【详解】A.质量是物体的固有属性,它不会随物体所在的位置的改变而发生改变,故A不符合题意;
B.乒乓球在浸没在水中,故乒乓球排开了水,故B不符合题意;
C.太空中的水仍然有一定的质量和体积,根据密度公式 可知它的密度不为零,故C不符合题意;
D.在太空中的乒乓球处于失重状态,故其受到的水对其上下表面压力差为零时,乒乓球才会处于平衡状态而悬浮在水中,故D符合题意。
故选D。
10.A
【详解】由题意可知,每加100g水,则每次加水的体积
一次加水后,橡皮筋收缩0.2cm,则加入的水要填充圆柱体底部与水面间的空间,这个空间的体积为
其余的水的体积为
这些水要填充圆柱体侧壁与容器侧壁间的空间,这些水的高度(圆柱体被淹没的高度)为
则14cm高的圆柱体恰好被淹没,应该加水的次数为
需加水的质量为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 压力差 竖直向上的 水
【详解】[1]根据浮力产生的原因可知,水对物体向上和向下的压力差就是水对物体的浮力。
[2]浸没在水的乒乓球松手后总是竖直向上运动,说明浮力的方向总是竖直向上的。
[3]物体在水中受到的浮力施力物体是水。
12. 15N 竖直向上 水
【详解】[1]浮力产生的原因是物体受到的向上和向下的压力差,所以物体受到的浮力为
F浮=F2﹣F1=20N﹣5N=15N
[2][3]由于竖直向上的压力大于竖直向下的压力,所以浮力方向竖直向上,其施力物体是水。
13. 2 1000 浮力
【详解】[1]物块所受浮力的大小为
[2]若物块上表面距水面的深度为0.1米,则它的上表面受到水的压强为
[3]增大物块浸没的深度,根据可知,它所受的压强变大,根据可知,浸没后,深度增加,排开液体的体积不变,故浮力的大小不变。
14. 4.9
竖直向上 变大
【详解】[1][2][3]木块漂浮在水中,根据阿基米德原理,漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体的自身重力,则木块受到水的浮力
浮力的方向是竖直向上的,将木块全部摁入水中,物体排开水的体积变大,根据,可知木块受到水的浮力将变大。
15. 6 竖直向上 26 6
【详解】[1]物块浸没在水中时,受到竖直向下的重力、竖直向上拉力和浮力的作用,处于静止状态,由力的平衡条件可得,物块受到的浮力
F浮=G-F拉=15N-9N=6N
[2]浮力是浸在液体或气体中物体受到液体或气体对齐向上的力,浮力方向与重力方向相反,所以浮力方向为竖直向上。
[3]由浮力产生的原因可知,物块受到的浮力等于物块上、下表面受到的水的压力差,由
F浮=F下-F上
可得
F下=F浮+F上=6N+20N=26N
[4]力的作用是相互的,物块对水的压力等于水对物块浮力,所以将物块从水中取出,水对容器底部压力变化量
16. 1.2 大 大 物体排开的液体的体积 液体密度 金属块(或浓盐水) 不变 无关
【详解】(1)[1]由图①④可知,金属块的重力为2.7N,在浓盐水中弹簧测力计的示数为1.5N,则金属块在浓盐水中受到的浮力为
F浮=G-F示=2.7N-1.5N=1.2N
(2)[2]分析实验②③可知,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,即液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)[3]分析实验③④可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大,即金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越大。
(4)[4][5]由(2)、(3)可知,浮力的大小与物体排开的液体的体积和液体密度有关。
(5)[6]根据表中第三次实验数据得到金属块的重力和浸没在水中的浮力,根据G=mg求出金属块的质量,根据阿基米德原理求出物体排开的水的体积,即是物体的体积;利用密度公式算出金属块的密度;或根据表中第四次实验数据得到金属块浸没在浓盐水中受到的浮力,而排开浓盐水的体积等于物体的体积,再利用F浮=ρ液gV排求浓盐水的密度,故用这种实验方法,还可以测量金属块(或浓盐水)的密度。
(6)[7][8]由F-h图像可知,当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数不变,说明当金属块完全浸没在水中后继续下降过程中浮力不变,即浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度无关。
17.(1)ρ液gh2S;(2)F浮=ρ液g(h2﹣h1)S
【详解】解:(1)长方体下表面所处深度为h2,则下表面受到液体的压强
p2=ρ液gh2
下表面受到液体的压力
F2=p2S=ρ液gh2S
(2)长方体上表面所处深度为h1,则上表面受到液体的压强
p1=ρ液gh1
长方体上表面受到液体的压力
F1=p1S=ρ液gh1S
上下两表面的压力差为
F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S
根据浮力产生的原因可得,浮力表达式为
F浮=F2﹣F1=ρ液g(h2﹣h1)S
答:(1)长方体下表面受到液体压力的表达式ρ液gh2S;
(2)物体受到浮力的表达式F浮=ρ液g(h2﹣h1)S。
18.
【详解】潜水艇下潜时,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,两个力都作用在潜水艇的重心O点,下潜时,重力大于浮力,作图如下:
19. 0.30 0.6 -12 60
【详解】(1)由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;线圈左侧与7.00cm对齐,右侧与10.00cm对齐,所以线圈的长度为;线圈的圈数为10圈,铜丝的直径为
(2)由图知,小球的重力为G=3.4N;小球浸没在水中后弹簧测力计的示数为F=2.8N;所受浮力;
(3)由图知:温度计上10℃之间有5个小格,所以一个小格代表的温度是2℃,即此温度计的分度值为2℃;液柱最高处在0℃以下,所以显示的温度低于0℃,为-12℃;
(4)由图可知,经过6s甲乙两车的路程分别是s甲=120m,s乙=60m,因为两车同时、同地、同方向做匀速直线运动,所以经过6s,两车的距离.