第九章 浮力 练习题
一、单选题
1.(2022春·贵州安顺·八年级统考期末)小明将同一个鸡蛋先后放入如图所示的甲、乙两杯盐水中,盐水密度分别为ρ甲、ρ乙,鸡蛋所受浮力分别为F甲、F乙,则下列关系正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙 F甲>F乙 B.ρ甲<ρ乙 F甲<F乙
C.ρ甲>ρ乙 F甲=F乙 D.ρ甲<ρ乙 F甲=F乙
2.(2022春·贵州毕节·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
3.(2022春·贵州安顺·八年级统考期末)下列生活器件中,利用连通器原理的是( )
A.密度计 B.茶壶 C.抽水机 D.注射器
4.(2022春·贵州黔西·八年级统考期末)关于物体的浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.轮船从长江驶入东海,会沉下去一些
B.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通过改变自身重力实现的
C.潜水艇在水面下匀速下潜过程中,受到的压强不变,浮力变大
D.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
5.(2022春·贵州铜仁·八年级统考期末)如图所示,将同一支密度计分别放入两种密度不同的液体中,静止后两液面相平,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.同一只密度计在甲液体中比在乙液体中所受的浮力大
C.同一只密度计排开甲液体的质量大于排开乙液体的质量
D.同一只密度计排开甲液体的体积小于排开乙液体的体积
二、填空题
6.(2022春·贵州黔西·八年级统考期末)将一个均匀材质的铁球的一半浸入水中,排开水的重力为0.8N,将它全部浸没在水中时,受到浮力的大小为________N。
7.(2022春·贵州铜仁·八年级统考期末)如图所示,2022年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器成功下潜到深度为10909m的海底,创造了中国载人深潜新记录。潜水器在海面下缓缓下潜,是因为潜水器的重力______(选填“大于”“等于”或“小于”)它受到的浮力,潜水器下潜到深度为10909m的海底,潜水器此时受到海水的压强是______Pa。如果潜水器的体积是5m3,悬浮在海底时,它受到的浮力是______N。已知海水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
8.(2022春·贵州毕节·八年级统考期末)潜水艇的上浮和下潜是靠改变______来实现的。当潜水艇悬浮在水中,用压缩空气把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将______(选填“上浮”或“下沉”);在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力将______(选填“变小”、“变大”或“不变”)。
9.(2022春·贵州毕节·八年级统考期末)【2015年广东省初中毕业生学业考试物理试题】如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计_________ 在被测液体中(选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”).将其分别放入装有液体密度为和的两个烧杯中,可以判断:_________.若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1_______m2.(后两空选“<”、“=”或“>”)
10.(2022春·贵州安顺·八年级统考期末)许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是______N。当舰船从海洋驶入长江时,排开液体的体积将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
三、作图题
11.(2022春·贵州铜仁·八年级统考期末)将一个鸡蛋轻轻放入烧杯水中,然后向水中加盐,使鸡蛋上浮,如图所示.在图中画出鸡蛋上浮时的受力示意图.
四、实验题
12.(2022春·贵州毕节·八年级统考期末)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系.
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为___________N.
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为_________N.石块排开的水所受的重力可由_________(填字母代号)两个步骤测出.
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于__________.
(4)为了得到更普遍得结论,下列继续进行得操作中不合理得是________.
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则_____(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论.
13.(2022春·贵州安顺·八年级统考期末)在探究“浮力大小与哪些因素有关的实验”中,某同学的操作步骤如图所示。
(1)操作乙中,物体受到的浮力为______N;
(2)分析比较操作甲、乙、丙可得出的初步结论是:当液体密度相同时,______越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大;
(3)分析比较操作______可得出的初步结论是:当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大;
(4)已知水的密度为1.0×103kg/m3,则实验所用盐水的密度为______kg/m3。
五、计算题
14.(2022春·贵州黔西·八年级统考期末)如图所示,水平桌面上放置一底面积500cm2的薄壁圆筒,筒内装有适量的水。弹簧测力计下悬挂一圆柱体;从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体下表面浸入液体深度h的关系如图所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力;
(2)圆柱体的密度;
(3)圆柱体的底面积。
15.(2022春·贵州毕节·八年级统考期末)有一个边长为3cm,密度为2×103kg/m3的一个立方体橡皮泥块。(g取10N/kg)
(1)浸没在水中时,求出它受到的浮力是多大;
(2)把这块橡皮泥捏成一只小船,使其漂浮在水面上小船受到的浮力是多少;求出此时的小船排开水的体积;
(3)通过以上数据分析说明,用密度大于水的钢铁制造的轮船能够浮在水面上的道理。
16.(2022春·贵州安顺·八年级统考期末)如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子的底面积为50cm2,把质量为0.6kg的木块放入杯中,木块漂浮在水面上,此时杯中水的深度为20cm。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),不计杯壁厚度)求:
(1)木块所受的浮力;
(2)水对杯底的压强:
(3)水对杯底的压力。
参考答案:
1.D
【详解】由图知:将同一个鸡蛋先后放入甲杯盐水中,处于悬浮状态,则ρ甲=ρ鸡蛋 ,F甲=G鸡蛋;将同一个鸡蛋先后放入乙杯盐水中,处于漂浮状态,则ρ乙>ρ鸡蛋 ,F乙=G鸡蛋;所以ρ甲<ρ乙 F甲=F乙,故选D.
2.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。
3.B
【详解】A.密度计是利用物体浮沉条件工作的,故A不符合题意;
B.茶壶的壶身和壶嘴是两个上端开口,下端相连的容器,是利用连通器原理工作的,故B符合题意;
C.抽水机是利用大气压来工作的,故C不符合题意;
D.注射器在抽取药液时是利用大气压来工作的,故D不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】A.轮船从长江驶入东海,轮船的浮力等于重力,大小不变,但海水的密度大于江水的密度,由知道,排开液体的体积变小,会上浮一些,故A错误;
B.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通过增加排开液体的体积从而增大浮力来实现的,故B错误;
C.潜水艇在水面下匀速下潜过程中,深度增加,由知道,受到的压强变大,排开液体的体积不变,由知道,浮力不变,故C错误;
D.同一密度计在不同液体中漂浮时,浮力都等于重力,所以所受浮力大小相同,故D正确。
故选D。
5.A
【详解】B.因为密度计漂浮,所以
F浮=G
即密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力,大小相等,故B错误;
AD.由图知道 ,密度计排开液体的体积
V甲排>V乙排
由于浮力相同,由F浮=ρ液gV排知道,液体的密度
ρ甲<ρ乙
故A正确,D错误;
C.由阿基米德原理知道,物体受到的浮力等于排开液体的重力,由知道,同一只密度计排开甲液体的质量等于排开乙液体的质量,故C错误。
故选A。
6.1.6
【详解】根据题意知道,当铁球的一半浸入水中时,受到的浮力
F浮=G排=0.8N
当铁球全部浸没在水中时,由于
V排′=2V排
由阿基米德原理知道,全浸没时受到的水的浮力
F浮′=ρ水V排′g=2ρ水V排g=2F浮=2×0.8N=1.6N
7. 等于 1.0909×108 5×104
【详解】[1]潜水器在海面下缓缓下潜,即为匀速下降,潜水器为平衡状态,潜水器的重力等于它受到的浮力。
[2]由液体压强公式p=ρ液hg知道,潜水器在10909m海底受到的压强为
p=ρ水hg=1.0×103kg/m3×10909m×10N/kg=1.0909×108Pa
[3]潜水器受到的浮力
8. 自身重力 上浮 不变
【详解】[1]潜水艇浸没时,受到水的浮力和重力的作用,因潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,所以,由F浮=ρgV排可知,潜水艇受到水的浮力不变;把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当F浮>G时,潜水艇上浮;打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当F浮<G时,潜水艇下沉;当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
[2]处于悬浮状态的潜水艇,当将水舱内的水排出一部分后,潜水艇的重力减小,故重力小于浮力,潜水艇将上浮。
[3]在未露出水面之前,由于排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,潜水艇所受到的浮力不变。
9. 漂浮 < =
【详解】测量液体密度的仪器叫密度计.将其插入被测液体中,待漂浮时直接读取液面处的刻度值.观察图可知密度计漂浮在液体中,因为密度计在两种液体中都是漂浮的,所示受到的浮力等于重力.因为是同一密度计,重力不变,所以密度计在两种液体中受到的浮力是相等的,根据阿基米德原理F浮=G排=m排g可知,密度计两次排开液体的质量是相等的.观察两图可发现,密度计在密度为的液体中浸入深度大,即排开液体的体积大,由F浮=gV排可知,在F浮,g不变时,V排越大,越小.
10. 4.8×107 变大
【详解】[1]驱逐舰受到的浮力
F浮=G排=m排g=4800×103kg×10N/kg=4.8×107N
[2]驱逐舰在海洋中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力;驱逐舰在长江中行驶时,仍然处于漂浮状态,浮力仍然等于重力;所以驱逐舰从海洋驶入长江时,所受的浮力不变,由于液体密度变小,由F浮=ρ液gV排可知排开液体的体积将变大。
11.
【详解】鸡蛋受竖直向上的浮力及竖直向下的重力,两力在同条直线上,上浮时浮力要大于重力,故浮力线段的长度应大于重力线段的长度,如下图所示:
12. 3.8 1.4 DA 该物体所排开的水受到的重力的大小; A 能
【详解】(1)根据测力计分度值读数;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,,根据计算;分析比较哪两个图可以得出块排开的水所受的重力;
(3)根据阿基米德原理分析回答;
(4)该实验为使结论具有普遍性和代表性,应换用不同液体和物体进行实验.
(5)根据阿基米德原理,物体受到浮力大小等于排开液体的重力,排开液体的体积越大,受到浮力越大;
解答:(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,石块的重力为3.8N;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,弹簧测力计的示数是2.4N, 根据;比较DA两图,可以得出块排开的水所受的重力;
(3)由以上步骤可初步得出结论,也就是阿基米德原理的内容:浸在水中的物体所受浮力的大小等于该物体所排开的水受到的重力的大小;
(4)为了得到更普遍得结论,应换用不同液体和物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,操作中不合理的是A;
(5)根据阿基米德原理,物体受到浮力大小等于排开液体的重力,排开液体的体积越大,受到浮力越大;只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到与(3)相同的结论.
故答案为(1)3.8; (2)1.4; (3)DA;(4)该物体所排开的水受到的重力的大小;
(5)A; (6)能;
【点睛】本题是探究阿基米德原理的实验,重点是要掌握阿基米德原理的内容,难点是掌握整个实验过程及应注意的事项.
13. 2 物体排开液体的体积 甲、丙、丁
【详解】(1)[1]由甲可知,物体的重力为10N,由乙可知,物体在浸在水中时弹簧测力计对物体的拉力为8N,根据称重法可知,物体受到的浮力为
(2)[2]比较操作甲、乙、丙可知,物体浸在液体中的体积越大,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大,可初步得出结论:当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)[3]要探究浮力大小与密度的关系,要控制物体排开液体的体积相同,只改变液体密度,通过分析比较操作甲、丙、丁可知,当物体排开液体的体积相同时,物体液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大,因此可初步得出结论:当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(4)[4]由丙可知,物体浸没在水中时弹簧测力计对物体的拉力为6N,根据称重法可知,物体在水中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,物体的体积为
由丁可知,物体浸没在盐水中时弹簧测力计对物体的拉力为5.6N,根据称重法可知,物体在盐水中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,盐水的密度为
14.(1);(2);(3)0.01m2
【详解】解:(1)根据图像可知,当深度为0时,弹簧测力计的拉力等于物体的重力,即,当深度为8cm开始,拉力不变,表明物体已经浸没在水中,根据称重法,圆柱体浸没在水中时受到的浮力为
(2)浸没时圆柱体的体积等于排开水的体积,则圆柱体的体积为
圆柱体的密度为
(3)如图所示,当物体浸没时,浸入的深度为
圆柱体的底面积为
答:(1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力为;
(2)圆柱体的密度为;
(3)圆柱体的底面积为。
15.(1)0.27N;(2)0.54N,5.4×10﹣5m3;(3)见解析
【详解】解:(1)因为橡皮泥浸没在水中
由阿基米德原理得,它受到的浮力是
(2)把橡皮泥捏成小船,质量不变,重力不变,橡皮泥漂浮时,根据二力平衡的条件
此时的小船排开水的体积
(3)通过以上数据分析得,橡皮泥排开水的体积小于橡皮泥捏成小船排开水的体积,橡皮泥所受浮力小于橡皮泥捏成小船所受浮力;采用“空心”的办法能增大可以利用的浮力,所以人们用密度大于水的钢铁制作成了可以漂浮在水面上的船。
答:(1)浸没在水中时,它受到的浮力是0.27N;
(2)把这块橡皮泥捏成一只小船,使其漂浮在水面上小船受到的浮力是0.54N;
此时的小船排开水的体积为5.4×10﹣5m3;
(3)采用“空心”的办法能增大可以利用的浮力,所以人们用密度大于水的钢铁制作成了可以漂浮在水面上的船。
16.(1)6N;(2)2000Pa;(3)10N
【详解】解:(1)因木块漂浮在水面上,所以,木块所受的浮力
F浮=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
(2)杯中水的深度
h=20cm=0.2m
水对杯底的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
(3)水对杯底的压力
F=pS=2000Pa×50×10-4m2=10N
答:(1)木块所受的浮力为6N;
(2)水对杯底的压强为2000Pa;
(3)水对杯底的压力为10N。