第10章:浮力 练习题
一、单选题
1.(2022春·广西玉林·八年级统考期末)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的小球,把它们投入水中静止后的情况如图所示。它们之中所受浮力最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.(2022春·广西河池·八年级统考期末)潜水员由水面下深处潜入更深处的过程中,他受到的压强、浮力变化情况是( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强增大,浮力不变
C.压强不变,浮力增大 D.压强减小,浮力不变
3.(2022春·广西百色·八年级统考期末)课外实践活动中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底) ( )
A.小船受的浮力不变
B.小船排开水的质量变大
C.小船浸在水中的体积变小
D.小船受的浮力大于它和豆粒的总重力
4.(2022春·广西百色·八年级统考期末)2022年6月17日我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”举行下仪式,该航母采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万余吨,当飞机从航母起飞后( )
A.航母将浮起一些,所受浮力减小 B.航母将沉下一些,所受浮力增大
C.航母将沉下一些,所受浮力减小 D.航母始终漂浮,所受浮力不变
5.(2022春·广西百色·八年级统考期末)将重5N的物体轻轻放入盛满水的容器中,溢出水的重力为3N,下列对物体所受的浮力大小和物体静止后的浮沉情况分析正确的是( )
A.5N 上浮 B.3N 漂浮 C.3N 沉底 D.5N 悬浮
6.(2022春·广西玉林·八年级统考期末)“盐水选种”是我国农民常用的选种方法:将待选的种子放入密度适当的盐水中,根据种子的浮沉情况就能选出好种子,在选种的过程中,说法正确的是( )
A.漂浮在水面上的是好种子
B.悬浮在水中的是好种子
C.沉在水底的是好种子
D.无论是漂浮、悬浮或沉底的都是好种子
7.(2022春·广西贺州·八年级统考期末)将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在水中受到的浮力大
B.鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大
C.鸡蛋的密度大于水的密度
D.鸡蛋的密度小于浓盐水的密度
二、填空题
8.(2022春·广西百色·八年级统考期末)如图所示,当向两端开口的容器内注水时,乒乓球___________(填“会”或“不会”)浮起来,因为球的上下表面___________(填“受”或“不受”)到液体向上的压力差。
9.(2022春·广西百色·八年级统考期末)如图所示,重为8N,体积为0.3×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是___________N,静止时弹簧测力计的示数是___________N(ρ水=1.0×103kg/m3)。
10.(2022春·广西百色·八年级统考期末)同种液体中有A、B、C三种物体,静止时的状态如图所示,其中A、B是两个完全相同的物体,C与A、B体积相等。若它们所受的浮力大小分别为FA、FB、FC,则FA___________FB,FB___________FC。(选填“>”、“<”或“=”)
11.(2022春·广西南宁·八年级统考期末)将一个重为0.6N、体积为1×10-4m3的实心物体浸没在水中时,该物体所受浮力大小为________N,松手后该物体将________(填“上浮”“悬浮”或“下沉”),静止时该物体所受浮力大小为________N。(水的密度为1×103kg/m3)
12.(2022春·广西玉林·八年级统考期末)如图所示,充满氢气的气象探测气球携带探空仪在高空测量,此时它会受到________对它产生的浮力,测量完毕后回收气球让其下落到地面,在下落的过程中气球(体积不变)受到的浮力会________(选填:“变大”或“变小”)。
13.(2022春·广西贺州·八年级统考期末)将体积是200cm3,质量是100g的空心铁球置于深水中,放手后,该铁球将____(选 “上浮”“悬浮”或“下沉”),静止后,此铁球受到的浮力是____ N。(g取10N/kg)
14.(2022春·广西梧州·八年级统考期末)一艘远洋货轮从黄浦江驶入东海(已知海水的密度大于江河的密度),货轮受到的浮力将______(填“增大”、“减小”或“不变”),货轮将_________一些(选填“下沉”或“浮起”)。
15.(2022春·广西贺州·八年级统考期末)一个物体的重力为10N,体积为2×10-3m3,用手将它浸没在水中,物体所受的浮力为_______N,放手后物体将________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
16.(2022春·广西百色·八年级统考期末)潜水艇是一种可以在水面下航行的舰艇,当潜水艇在水中悬浮时,所受浮力___________重力(选填“大于”“等于”或“小于”),水面下的潜水艇继续下潜时,所受的浮力将___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
三、作图题
17.(2022春·广西桂林·八年级统考期末)如图所示的是盛有水的杯子静止在斜面上,小球漂浮在水面上,画出小球静止时所受浮力的示意图(O为重心)。
四、实验题
18.(2022春·广西贺州·八年级统考期末)物理兴趣小组的同学们在探究“影响浮力大小的因素”实验中,按如图所示的步骤进行实验:
(1)该实验主要运用的科学探究方法是____________________。
(2)比较①②③三次实验数据,可得出结论:浮力的大小与_____________________有关,分析①③④三次实验的数据,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”)。
(3)要探究浮力大小与液体密度的关系,应该选择____________三次实验进行探究。(填实验序号)
(4)物体浸没在水中时,受到的浮力是___________N,物体的体积是___________。
(5)用图中实验数据计算盐水的密度是___________kg/m3。
19.(2022春·广西玉林·八年级统考期末)小江利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材来探究浮力的大小跟哪些因素有关时,他提出了如下猜想、设计并进行了实验。
猜想a:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关
猜想b:浮力的大小与物体排开液体的体积有关
猜想c:浮力的大小与液体的密度有关
(1)小江确定了测量方法:用弹簧测力计先测出物块的重力G,接着将物块浸入液体中,静止时读出测力计的示数F拉,可计算出物块所受的浮力F浮,其测量原理是:________、________和________是一组平衡力;(选填:“F浮”、“F拉”或“G”)
(2)如图所示是小江的操作步骤及测量数据。
由测量数据可知:B步骤中圆柱体物块受到的浮力为________N;
(3)分析图中的A、C和________步骤(填步骤序号)的数据,可以验证猜想a是错误的;
(4)在此实验中,你认为小江最终应得到的实验结论是:________。
20.(2022春·广西南宁·八年级统考期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们提出如下猜想:
猜想A:浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想B:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想C:浮力的大小可能与排开液体的体积有关;
猜想D:浮力的大小可能与物体的形状有关;
为了验证上述猜想,小明利用下列器材按照如图所示步骤探究。
(1)分析比较实验甲、丙可知物体浸没在水中时所受到的浮力是________N;分析比较实验甲、丙、丁,可以得出猜想________是错误;分析比较实验甲、乙、丙,可以验证猜想________是正确的(填“A、B、C、D”);
(2)分析比较实验________可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关,液体的密度越大,物体所受的浮力越________;
(3)为了研究猜想D,小明用两块完全相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验,得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小红认为这结论不可靠,主要原因是________;
(4)由上图的实验可知,戊图中盐水的密度为________kg/m3。
五、计算题
21.(2022春·广西百色·八年级统考期末)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为5N,下表面受到水的压力F2为15N,两侧受到水的压力相等。求:
(1)正方体受到的浮力;
(2)正方体下表面受到水的压强。
22.(2022春·广西贺州·八年级统考期末)如图所示,将一个体积为重6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木球被浸没时,(g=10N/kg)求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积多大?
23.(2022春·广西河池·八年级统考期末)如图甲所示,小明用弹簧测力计挂着实心圆柱体,将其从底面刚好与水面接触(未浸入水)逐渐放入水中,图乙是圆柱体下放过程中弹簧测力计示数随圆柱体下表面下降距离的变化情况。求:
(1)圆柱体受到的最大浮力;
(2)圆柱体的密度;
(3)圆柱体浸没且下表面距离水面10cm时,下表面受到的液体压强。
24.(2022春·广西百色·八年级统考期末)如图甲所示,用弹簧测力计吊着圆柱体物体从空中匀速下放到盛水的圆柱形容器中(圆柱体物体始终未与容器底接触)。物体下放过程中,弹簧测力计示数F随物体下降高度变化的关系如图乙所示。求:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)若将该物体浸没在某种液体中时,物体所受的浮力为12N,则这种液体的密度是多少kg/m3?
25.(2022春·广西梧州·八年级统考期末)2020年4月22日,我国第二艘075型两栖攻击舰在上海某造船厂下水如图所示,该舰满载排水量40000t。(海水密度取l×103kg/m3)问:
(1)当075型两栖攻击舰行驶到某海域时,舰底受到的海水压强为7.2×104Pa,此时舰底所处的深度为多少?
(2)当075型两栖攻击舰满载行驶在海面上时,其所受的浮力为多少
参考答案:
1.A
【详解】根据题意知道,四个小球的体积相同,由图知道,四个球排开水的体积关系
V甲排 <V乙排 <V丙排 =V丁排
由F浮=ρ水V排g知道,四个球受到的浮力关系
F甲<F乙<F丙=F丁
所以,所受浮力最小的是甲。
故选A。
2.B
【详解】潜水员在下潜过程中,深度越来越大,由液体压强公式p=ρ液gh可知,潜水员在下潜过程中,所受的压强逐渐增大;由于潜水员是完全潜入水中,潜水员排开水的体积不变,而液体的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,在潜水员继续下潜过程中,受到的浮力大小不变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.B
【详解】ABD.在逐渐装入豆粒的过程中,小船漂浮,浮力等于它和豆粒的总重力,总重力增大,浮力增大,由阿基米德原理可知排开水的重力增大,由G=mg可知排开水的质量增大,故B符合题意,AD不符合题意;
C.由阿基米德原理可知排开水的体积为
由于浮力增大,所以小船排开水的体积变大,即小船浸在水中的体积变大,故C错误。
故选B。
4.A
【详解】航母浮在水面上,所受的浮力等于重力,当飞机从航母起飞后,航母所受重力减小,所受到的浮力减小,根据F浮=ρ液gV排,排开水的体积变小,故航母上浮。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
5.C
【详解】根据阿基米德原理,物体排开液体的重力就是浮力,故将重5N的物体轻轻放入盛满水的容器中,溢出水的重力为3N,也就意味着物体受到的浮力是3N。再对物体进行受力分析,物体重力大于浮力,故物体最终将沉底。故ABD错误,C正确。
故选C。
6.C
【详解】种子漂浮在盐水中时,其密度小于盐水的密度,不够饱满;种子悬浮在盐水中时,其密度等于盐水的密度,较饱满;种子沉在水底时,密度大于盐水的密度,最饱满,是最好的种子。故ABD错误,C正确。
故选C。
7.C
【详解】AB.鸡蛋在水和盐水中排开的体积相同,而盐水的密度大于水的密度,据阿基米德原理得,鸡蛋在盐水中受到的浮力大,故AB错误;
CD.鸡蛋在水中下沉,在盐水中悬浮,据物体的浮沉条件知,鸡蛋的密度大于水的密度、等于盐水的密度,故C正确,D错误。
故选C。
8. 不会 不受
【详解】[1][2]由于容器是两端开口,下端的水对乒乓球没有向上的压力,水对乒乓有向下的压力,故小球不会上浮。
9. 3 5
【详解】[1]由可知,物体浸没在水中受到的浮力
[2]由称重法可知,静止时弹簧测力计的示数
10. = <
【详解】[1]因为物体A、B漂浮,根据漂浮条件可知:它们受到的浮力都等于物体的重力,而A、B是两个完全相同的物体,所以它们受到的浮力相等,即FA=FB。
[2]因为B漂浮,排开的液体体积小于物体的体积,C物体下沉,浸没液体中,排开的液体体积与物体的体积相同,而物体C与B体积相等,所以B物体排开的液体体积小于C物体排开的液体体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知:B物体受到的浮力小于C物体受到的浮力,即FB<FC。
11. 1 上浮 0.6
【详解】[1]物体浸没时,所受浮力
[2]物体浸没时,所受的浮力大于自身的重力,所以松手后,物体将上浮。
[3]静止时,物体漂浮在水面,所受的浮力等于自身的重力,为0.6N。
12. 空气 变大
【详解】[1]充满氢气的气象探测气球携带探空仪在高空测量,此时它浸没在空气中,空气对其上、下两个表面存在压力差,这个压力差就是其受到的浮力。
[2]测量完毕后回收气球让其下落到地面,在下落的过程中气球体积不变,排开空气的体积不变,但由于空气的密度随着高度的降低而增大,根据可知,气球所受浮力变大。
13. 上浮 1
【详解】[1]空心铁球浸没于深水中时,受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N
空心铁球的重力
G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N
因
F浮>G
所以,空心铁球将上浮,最终漂浮在水面。
[2]因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,物体静止时所受的浮力为
F浮′=G=1N
14. 不变 浮起
【详解】[1]这艘货轮驶入东海,由于货轮漂浮,所以,货轮受到的浮力与轮船的重力相等,而轮船的重力不变,故浮力不变。
[2]由于ρ河水<ρ海水,由知道,排开河水的体积大于排开海水的体积,故船将上浮一些。
15. 20 上浮
【详解】[1]物体浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积,所以物体受到的浮力为
[2]放手后由于物体受到的浮力大于物体的重力,所以物体将上浮。
16. 等于 不变
【详解】[1][2]潜水艇的体积一定,所以在水中受到的浮力不会改变,要想上浮或下潜,只能靠改变自身的重力来实现,向水舱里充较多的水时,重力增加,重力大于浮力时潜水艇下沉,重力等于浮力时,潜水艇悬浮,重力小于浮力时潜水艇上浮。
17.
【详解】根据浮力的定义,浮力的方向始终是竖直向上的,过小球的重心做一条竖直向上的力的作用线,末尾处标好箭头,并在箭头位置标好力的字母,如下图
18. 控制变量法 物体排开液体的体积 无关 ①④⑤ 1 1×10-4 1.2×103
【详解】(1)[1]在探究“影响浮力大小的因素”的实验中采用了控制变量法。
(2)[2]比较①②③三次实验数据可知,物体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,说明浸在同一液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
[3]分析①③④三次实验的数据可知,物体浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计示数相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟浸没的深度无关。
(3)[4]探究浮力大小与液体密度的关系,应控制物体排开液体的体积和浸没的深度相同,液体的密度不同,故应该选择①④⑤三次实验进行探究。
(4)[5][6]由图①知,弹簧测力计的示数为4N,即G=4N;物体完全浸没在水中受到的浮力
F浮1=G-F1=4N-3N=1N
由得物体的体积
(5)[7]浸没在盐水中受到的浮力
=G-F′=4N-2.8N=1.2N
在④⑤两图中物体排开液体的体积相等,即
V排盐=V=1×10-4 m3
盐水的密度
19. F拉 F浮 G 0.4 D 见解析
【详解】(1)[1][2][3]将物块浸入液体中,物体受到竖直向上的F拉和F浮与竖直向下的重力是一对平衡力,大小相等,即
(2)[4]由A图可知,弹簧测力计测物体重力,弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为2.4N,所以物体重力为2.4N,由B图可知,弹簧测力计的拉力为2N,由称重法可知,B步骤中圆柱体物块受到的浮力为
(3)[5]由图A、C和D可知,物体浸没在水中所受的浮力相同,浸没在水中的浮力为
由此可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关,故猜想a是错误的。
(4)[6]分析A、B、C三次实验,可知液体密度相同,排开液体的体积不同,浮力大小不同,所以浮力大小与排开液体的体积有关;
分析A、D、E三次实验,可知物体排开液体的体积相同,液体密度不同,浮力大小不同,所以浮力大小与液体的密度有关;
综合分析小江最终应得到的实验结论是:浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
20. 4 A C 甲、丁、戊 大 没有控制物体排开液体的体积相同 1.1
【详解】(1)[1][2][3]甲、丙可知物体浸没在水中时所受到的浮力是
实验甲、丙、丁,排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体浸没的深度不同,而弹簧测力计的示数相同,说明浮力也相同,故猜想A是错误的;分析比较实验甲、乙、丙,液体的密度相同,排开液体的体积不同,探究浮力与排开液体的体积的关系,故为了验证猜想C。
(2)[4][5]探究浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关,需要改变液体的密度,排开液体的体积需要控制得相同,故选甲、丁、戊三次实验。
(3)[6]圆锥体浸没了,而圆柱体没有浸没,排开液体的体积不同,而探究浮力与物体的形状时,一定要控制排开液体的体积相同,由于没有控制排开液体的体积相同,故得出的结论不可靠。
(4)[7]物体的体积为
物体浸没在盐水中的浮力为
盐水的密度为
21.(1)10N;(2)2×103pa
【详解】解:(1)由浮力产生的原因可知,正方体受到的浮力
F浮=F2-F1=15N-5N=10N
(2)正方体下表面离水面深度
h=10cm+10cm=20cm=0.2m
正方体下表面受到的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
答:(1)正方体受到的浮力为10N;
(2)正方体下表面受到水的压强2×103Pa。
22.(1)10N;(2)4N;(3)
【详解】解:(1)木球浸没在水中受到的浮力为
(2)细线对木球的拉力为
(3)木球静止时,根据二力平衡条件可得
所以木球排开水的体积为
故木球露出水面的体积为
答:(1)木球浸没在水中受到的浮力为10N;
(2)细线对木球的拉力为4N;
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积为。
23.(1)1N;(2)3×103kg/m3;(3)1000Pa
【详解】解:(1)由图乙可知,圆柱体没有浸入水中时,弹簧测力计的示数为3N,则圆柱体的重力G=3N,当圆柱体浸没时弹簧测力计的示数为2N,此时圆柱体受到的浮力最大,则圆柱体受到的最大浮力
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,圆柱体的体积为
圆柱体的质量为
则圆柱体的密度为
(3)圆柱体浸没且下表面距离水面10cm时,下表面受到的液体压强
答:(1)圆柱体受到的最大浮力为1N;
(2)圆柱体的密度为;
(3)圆柱体浸没且下表面距离水面10cm时,下表面受到的液体压强为1000Pa。
24.(1)10N;(2);(3)
【详解】解:(1)由图乙可知,物体重为15N,物体完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数为5N,由称重法可知,物体完全浸没在水中时受到的浮力
(2)物体完全浸没在水中时,物体的体积和物体排开水的体积相同,即
(3)由可知,液体的密度
答:(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力为10N;
(2)物体的体积为;
(3)若将该物体浸没在某种液体中时,物体所受的浮力为12N,则这种液体的密度是。
25.(1)7.2m;(2)4×108N
【详解】解:(1)根据p=ρgh得舰底所处的深度为
(2)由阿基米德原理可知,该舰在海面上漂浮,受到的浮力等于排开海水的重力,则其受到的浮力
F浮=G排=m排g=40000×103kg×10N/kg=4×108N
答:(1)舰底所处的深度为7.2m;
(2)当075型两栖攻击舰满载行驶在海面上时,其所受的浮力为4×108N。