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第六章 浮力 综合检查卷
满分100分,考试时间:60分钟;
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
3. 考试范围:人教版:第十章 浮力
第I卷(选择题)
一、单选题(共36分)
1.(本题3分)“饺子”是我们节日或日常生活喜欢吃的食品。下列分析不正确的是( )
A.饺子被包成各种形状,说明力能改变物体形状
B.饺香四溢,说明分子永不停息做无规则运动
C.煮饺子时,饺子吸热,内能增大
D.饺子熟了漂在水面,饺子所受浮力大于重力
【答案】D
【详解】A.饺子被包成各种形状,说明力可以改变物体的形状,使物体发生形变,故A错误正确,不符合题意;
B.饺子香味四溢,是由于分子在不停地做无规则运动,故B正确,不符合题意;
C.煮饺子时,通过热传递改变饺子的内能,饺子吸热,内能增大,故C正确,不符合题意;
D.煮熟的饺子浮在水面上,所受浮力等于重力,饺子排开水的体积小于饺子的体积,则此时饺子的密度小于水的密度,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(本题3分)深海潜水技术,我国走在了世界的前列,某型号无动力自主潜水器在水面下匀速下潜过程中,下列说法正确的是( )
A.浮力小于重力 B.受到的浮力变大
C.浮力不变 D.上、下表面受到的压力差变大
【答案】C
【详解】A.潜水器在水面下匀速下潜,受到浮力与重力二力平衡,大小相等,即浮力等于重力,故A错误;
BC.潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排知道,潜水器受到的浮力不变,故B错误、C正确。
D.浮力就是上、下表面受到的液体压力差,潜水器受到的浮力不变,根据浮力产生的原因可知上、下表面受到的压力差不变,故D错误。
故选C。
3.(本题3分)彩球温度计同时是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示,由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度变化的液体组成。当环境温度降低到小球上标记的温度值时,该小球会浮起。在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,则下列说法正确的是( )
A.A球排开水的重力最小 B.D球所受浮力大于重力
C.若环境温度升高, 则D球所受浮力会增大 D.若环境温度降低,则A球所受浮力会增大
【答案】A
【详解】A.由图可知,A球漂浮,B、C、D球都浸没在液体中,由于4个球的体积相等,故A球排开液体的体积最小,即A球排开水的重力最小,故A正确;
B.D球沉底,所受浮力小于重力,故B错误;
C.由题可知,当环境温度降低到小球上标记的温度值时,该小球会浮起,说明环境温度降低时,液体密度会增大,若环境温度升高,则液体密度减小,根据可知,D球所受浮力会减小,故C错误;
D.若环境温度降低,则液体密度会增大,A球仍然漂浮,则浮力等于重力,则排开水的重力不变,所受浮力不变,故D错误。
故选A。
4.(本题3分)下列说法不正确的是( )
A.图甲中橡皮泥船采用空心的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变自身重力来实现的
C.图丙将空饮料瓶慢慢向下按,发现向下按的力越来越大说明物体浸没在液体中体积越大,所受的浮力越大
D.图丁中同一支密度计分别插入被测液体中静止密度计在两种液体中所受浮力F甲>F乙,两种液体的密度ρ甲<ρ乙
【答案】D
【详解】A.图甲中,当船漂浮时,所受力浮力等于橡皮泥和货物的总重力,橡皮泥船采用空心的办法增大排开水的体积,从而增大浮力,即能增加橡皮泥船的载货量,故A正确,不符合题意;
B.改变自身重力可以改变物体的浮沉;图乙中“蛟龙号”从海面潜入 7000m 深的海底是通过改变自身重力来实现的,故B正确,不符合题意;
C.图丙中,将空饮料罐慢慢向下按,饮料罐排开水的体积增大,受到的浮力增大,所以向下按的力越来越大,故C正确,不符合题意;
D.图丁中密度计在两种液体中均漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,由于密度计的重力不变,所以浮力关系为F甲=F乙,由图可知V排甲>V排乙,由F浮=ρ液gV排可得,两种液体的密度ρ甲<ρ乙,故D错误,符合题意。
故选D。
5.(本题3分)在优质课大赛上,曹老师利用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内,乒乓球在瓶口处静止不动;让一名同学用烧杯向饮料瓶中注水,少量水从瓶口流出,乒乓球却依然静止在瓶口(如图所示),以下分析正确的是( )
A.手与饮料瓶之间的摩擦力方向竖直向下
B.向饮料瓶中注水,乒乓球没有上浮,是因为乒乓球没有受到浮力的作用
C.向饮料瓶中注水,乒乓球没有上浮,是因为乒乓球受到水的压力大于乒乓球受到的浮力
D.手拿饮料瓶的胳膊相当于一个省力杠杆
【答案】B
【详解】A.手握住饮料瓶,瓶子静止,处于平衡状态,受到的重力和摩擦力是一对平衡力,重力方向竖直向下,所以摩擦力的方向是竖直向上的,故A错误;
BC.图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口流出,但乒乓球下表面没有受到水的压力,所以不受浮力作用,故C错误,B正确;
D.在拿重物时胳膊的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,所以手拿饮料瓶的胳膊相当于一个费力杠杆,故D错误。
故选B。
6.(本题3分)水平桌面上,甲、乙两相同的杯中盛有不同浓度的盐水,现将两相同的物块分别放入杯中,待物块静止时,两杯中液面恰好相平,如图所示,则( )
A.甲杯中物块受到浮力较大 B.甲杯中物块所受到的浮力大于物块所受重力
C.乙杯中物块所受到的浮力等于物块所受重力 D.乙杯底部受到液体的压强较小
【答案】C
【详解】ABC.物体在甲中下沉,受到的浮力小于物体所受重力;在乙中漂浮,物体受到的浮力等于物体所受重力;因此甲杯中物块受到浮力较小,故AB不符合题意,C符合题意;
D.物体在甲中下沉,,在乙中漂浮,,则,两杯中液面恰好相平,由可知,乙杯底部受到液体的压强较大,故D不符合题意。
故选C。
7.(本题3分)质量为405g的长方体金属块,体积为,挂在细线下在水中静止,如图所示,金属块的下表面距烧杯底部3cm,距水面7cm,水的密度为,g为。则( )
A.金属块受到的浮力为15N
B.水对金属块下表面的压强为700Pa
C.金属块受到的浮力为150N
D.水对金属块下表面的压强为70Pa
【答案】B
【详解】AC.金属块浸没在水中,则
金属块受到的浮力,故AC错误;
BD.金属块的下表面距水面7cm,即
水对金属块下表面的压强,故B正确,D错误。
故选B。
8.(本题3分)小杰同学在游玩海底世界时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
【答案】D
【详解】气泡上升时,h变小,由得气泡受到水的压强变小,因此气泡的体积变大,由于一定质量的气体,体积变大,压强变小,所以气泡内的压强变小;由于气泡在上升过程中体积变大,所以根据阿基米德原理可知,气泡所受的浮力在变大。
故选D。
9.(本题3分)质量相等,体积不等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时的情景如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力 B.甲的密度小于乙的密度
C.甲下表面受到的压力比乙的大 D.甲下表面受到的压强比乙的小
【答案】C
【详解】A.甲、乙两实心正方体物块分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知:F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,由于两物块质量相等,重力相等,所以浮力相等,故A错误;
B.由图可知,甲物块在水中悬浮,乙物块在水中漂浮,由ρ物=ρ液时物体悬浮、ρ物<ρ液时物体漂浮或上浮可知
ρ甲=ρ水>ρ乙,故B错误;
C.根据F浮=F向上-F向下
可知F向上=F浮+F向下
由于甲悬浮,乙漂浮,则F甲向下>0,F乙向下=0,且F浮甲=F浮乙,所以,F甲向上>F乙向上,故C正确;
D.由图可知,甲下表面比乙下表面所处的深度大,由p=ρgh可知,甲下表面受到水的压强大于乙下表面受到水的压强,故D错误。
故选C。
10.(本题3分)水平桌面上放有两个完全相同的容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将质量相等、体积不等的正方体物块A、B(都不溶于水,VA<VB)分别放入两个容器中,静止时,液面刚好上升到容器上边沿(未溢出)。如图所示,则下列相关说法正确的是( )
A.A排开液体的质量小于B排开液体的质量
B.A下表面受到的液体压力大于B下表面受到的液体压力
C.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D.两容器对水平桌面的压强相等
【答案】C
【详解】A.如图所示,物块AB在甲乙液体中漂浮,则各自受到的浮力等于自身的重力,而两物块质量相等,则重力相等,故A受到的浮力等于B受到的浮力。根据阿基米德原理可知二者排开液体的重力相等,根据可知A排开液体的质量等于B排开液体的质量,故A错误;
B.如图,AB两个物块上表面受到的压力均为0(都露出液面),根据浮力产生的原因可知A下表面受到的液体压力等于B下表面受到的液体压力,故B错误;
C.由图可知,A排开液体的体积小于B排开液体的体积,又知A受到的浮力等于B受到的浮力,根据可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即,两液面等高,根据可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故C正确;
D.从图中可知,甲液体的体积大于乙液体的体积,又因为甲液体的密度大于乙液体的密度,根据可知甲液体的质量大于乙液体的质量,正方体物块的质量相等,且容器相同,根据可知,甲容器对水平桌面的压力较大,容器的底面积相同,根据可知甲容器对水平桌面的压强较大,故D错误。
故选C。
11.(本题3分)水平桌面上的甲、乙两个相同容器内分别装有水和盐水,小明将一个放了很久的小鸡蛋a放在水中,发现a漂浮,他又找来了一个新鲜的大鸡蛋b放在盐水中,b沉在杯底,如图所示,此时水和盐水的液面相平。下列说法正确的是( )
A.水对杯底的压强大于盐水对杯底的压强 B.小鸡蛋a的密度等于大鸡蛋b的密度
C.水对a的浮力大于盐水对b的浮力 D.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
【答案】D
【详解】A.此时水和盐水的液面相平,即两容器底部的深度相同,因,根据,水对杯底的压强小于盐水对杯底的压强,故A错误;
B.鸡蛋a放在水中,发现a漂浮,b却沉在杯底,由浮沉条件
因,故有,即,故B错误;
C.由已知条件,鸡蛋a的体积小于鸡蛋b的体积,由图知
故
根据阿基米德原理,水对a的浮力小于盐水对b的浮力,故C错误;
D.水对杯底的压强小于盐水对杯底的压强,根据,水对杯底的压力小于盐水对杯底的压力,乙中,因b沉在容器底部,故容器底部受到的压力等于盐水对杯底的压力加上b球对容器底部的压力,故甲容器底部受到的压力小于乙中容器底部受到压力,有-----------①
以容器为研究对象,容器受重力和压力及桌面对容器的支持力------------②
由①②,桌面对容器的支持力,由力的相互性,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,根据,故甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强,故D正确。
故选D。
12.(本题3分)放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中盛有同种液体,质量相等的a、b两个物体在液体中静止时,两液面相平,如图所示,则( )
A.物体a的密度大 B.物体a受到的浮力大
C.物体b排开液体的体积多 D.两物体排开液体的质量一样大
【答案】D
【详解】A.a在液体中漂浮,a的密度要小于液体的密度,b在液体中悬浮,b的密度等于液体的密度,所以a的密度要小于b的密度,故A不符合题意;
BCD.由于b悬浮,a漂浮,质量相等的a、b两个物体,由
可知,其重力相等,由
可知,两物体受到的浮力相同,根据
可知,两物体排开液体的质量一样大,因为同一种液体,所以 排开液体体积相同,故BC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、多选题(共12分)
13.(本题4分)饮料吸管下端加适量的铁砂并用石蜡封口可以制成一个简易密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中后,处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是( )
A.密度计利用漂浮条件测量液体密度
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.密度计的刻度是不均匀的,最小的刻度是在密度计的上方
D.为了使测量结果更精确,可以选择更粗的吸管
【答案】AC
【详解】A.根据物体的浮沉条件可知,漂浮时,浮力等于重力,密度计的重力始终不变,所以密度计利用漂浮条件测量液体密度,故A正确;
B.因为是相同的密度计,在两种液体中都漂浮
所以密度计在两种液体中受到的浮力
又因为浮力大小
由图可知V排甲>V排乙
则。故B错误;
C.密度计受到的浮力不变,根据可知,液体的密度和密度计浸入液体中的深度成反比,所以刻度不均匀,在密度小的液体中密度计的大,密度计浸入液体的体积多,在密度计上对应的刻度偏上,故C正确;
D.密度计漂浮在液体中,即,则
在不变的情况下,减小横截面积S,h变大,测量结果会更精确,故应该选用细的吸管,故D错误。
故选AC。
14.(本题4分)将A、B、C三个物体放入水中静止后,A沉底、B悬浮、C漂浮,如图所示。其中B、C质量相等,A、C体积相等,下列说法正确的是( )
A.B受到的浮力等于C受到的浮力
B.A的密度小于B的密度
C.B下表面受到水的压力大于C下表面受到水的压力
D.它们的重力关系GA>GB=GC
【答案】ACD
【详解】A.由题可知,B悬浮,B受到的浮力等于其重力,C漂浮,C受到的浮力等于其重力,由于B、C的质量相同,由G=mg知,B、C的重力相同,即GB=GC,所以B受到的浮力等于C受到的浮力,故A正确;
B.由图可知,A沉底,则ρA>ρ水,B悬浮,则ρB=ρ水,A的密度大于B的密度,故B错误;
C.根据浮力产生原因可知FB=FB下-FB上,FC=FC下-FC上
由图可知FC上=0,FB上>0,所以FB下=FB+FB上,FC下=FC
由A中可知FC=FB,所以FB下>FC下,故C正确;
D.因为B悬浮,A沉入底部,所以FB=GB,FAGB=GC,故D正确。
故选ACD。
15.(本题4分)如图甲,边长为a的正方体A。漂浮于底面积为S的烧杯中,浸入水中的深度为h;如图乙,将物体B叠放在A上,此时A恰好没于水面之下。下列判断正确的是( )
A.物体A的重力是GA=ρ水a2hg
B.物体B的质量是mB=ρ水a2(a-h)
C.物体A的密度是ρA=
D.将叠放在A上的B取下放到水里,A、B均静止后水对容器底的压力减小
【答案】AB
【解析】本题考核物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,属于难度较大的综合计算题。
【详解】A.因为A漂浮在水中,所以A所受的重力等于浮力,即GA=F浮=ρ水V排g =ρ水a2hg,故A正确;
B.将物体B叠放在A上,此时A恰好没于水面之下,对于A和B组成的整体也是漂浮在水中,所以A和B的总重力等于此时的浮力即
GA+ GB =ρ水a3g
GB =ρ水a3g- GA=ρ水a3g-ρ水a2hg=ρ水a2g(a-h)
mB=ρ水a2(a-h)
故B正确;
C.由A分析可知,GA=ρ水a2hg
ρAa3g =ρ水a2hg
ρA=
故C错误;
D.将叠放在A上的B取下放到水里,由于物体B的体积未知,所以无法判断物体B在水中的浮沉状态,因此A、B均静止后水对容器底的压力变化无法确定,故D错误。
第II卷(非选择题)
三、填空题(共26分)
16.(本题4分)如图是郑和下西洋所用的“宝船”模型。《明史·郑和传》记载,郑和的船队共有62艘长约147m、宽约50m的大船。漂浮在水面的一艘大船,其受到浮力与重力的大小关系为;浮力 重力。在古代制造船只大多选用木材,木材除了有易于加工的特点,还因为其密度较 ,利于船只漂浮。
【答案】 等于 小
【详解】[1]根据漂浮的条件可知,物体受到的重力和浮力是一对平衡力,漂浮在水面的一艘大船,其受到浮力与重力的大小关系为:浮力等于重力。
[2]根据漂浮的条件可知,漂浮的物体ρ物<ρ液,木材的密度较小,利于船只漂浮。
17.(本题4分)A和B两球体积相等,A和C两球质量相等,现将三个球分别放入甲和乙液体中,静止时三球状态如图所示,C球沉在底部,甲、乙液面相平。若两种液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙,则p甲 p乙,若B球在甲液体中受到的浮力为FB,C球在乙液体中受到的浮力为FC,则FB FC(以上选填“=”、“>”或“<”)。
【答案】 < >
【详解】[1]由图可知,球A在甲、乙两种液体中都漂浮,浮力都等于重力,即
且球A在甲液体中浸入的体积大于在乙液体中浸入的体积,即
根据阿基米德原理可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,根据可知,两种液体对容器底部的压强关系为
[2]由图可知,B在甲液体中悬浮,浮力等于重力,即
C在乙液体中沉底,浮力小于重力
A在甲、乙中都漂浮,浮力都等于其重力
因为A、C的质量相同,所以,则
由图可知,A排开甲液体的体积小于B排开甲液体的体积,根据可知,
综合以上分析可知
18.(本题4分)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则液体的密度为 ,小球的密度为 。
【答案】 1.1×103kg/m3 1×103kg/m3
【详解】[1][2]由题意知小球放入乙液体中处于漂浮状态,故F浮乙=G=G排
故小球的质量为m=m排=50g
由题意可知,在甲中小球下沉,小球的体积就等于排开酒精的体积,据可得小球的体积为
所以小球的密度为
因为小球在乙中漂浮,所以F浮=G,根据阿基米德原理有……①
G=ρ球gV……②
故将①②带入F浮=G可得,
所以
19.(本题4分)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定流速向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,则当t=140s时,水对容器底部的压力大小是 N;图乙中a的值是 cm。
【答案】 15 8
【详解】[1][2]如图可知,当t=140s时,此时容器内注水的总体积为
水的质量为
水的重力为
若物块完全浸没在水中时,所受浮力为
所以物块处于漂浮状态,当t=140s时,水对容器底部的压力大小为
图乙中a的值为物体浸没的深度,物体漂浮时,浮力为
根据可得物块排开的体积为
则物体浸没的深度为
20.(本题4分)小李用弹簧测力计把一个正方体金属块从液体内部某一深度缓慢提起,如图甲所示,该过程中弹簧测力计的示数F随金属块提升高度h变化的情况如图乙所示。根据图像信息可知:液体的密度为 kg/m3 (用科学计数法,计算结果保留两位小数);金属块在刚提起时其上表面受到的液体压强为 Pa。(g=10N/kg,不考虑到液面的变化)
【答案】 312
【详解】[1]由图可知,金属块被提高2cm时,弹簧测力计的示数开始变大,此时金属块的上表面刚露出液面,金属块被提升6cm时,弹簧测力计的示数不再变化,此时金属块的下表面开始露出液面,不考虑到液面的变化,金属块的边长等于
金属块完全露出液面时拉力等于重力,由图像可知,该金属块的重力为
在高度h由0变化到2cm的过程中,金属块完全浸没在液体中,此时排开液体的体积
此过程中弹簧测力计的示数为
所以,物体完全浸没在液体中受到的浮力为
由可知,液体的密度为
[2]由图像可知,甲图中刚提起金属块时上表面距离液面的高度为
则上表面受到的液体压强
21.(本题6分)如图甲所示的容器底固定一轻质弹簧(弹簧质量和体积忽略不计),弹簧原长为10cm,弹簧上端固定一棱长为10cm的正方体,容器足够高,现缓慢往容器内倒水,倒入水的体积与水面上升的高度的关系如图乙所示,则物体浸没时,所受的浮力为 N。当倒入水的体积为11000cm3时,停止倒水,此时水对容器底的压强为 Pa。若剪断弹簧,则剪断弹簧前后,水对容器底的压强变化量为 Pa。
【答案】 10 3000 125
【详解】[1]正方体的棱长为a=10cm=0.1m
物体浸没时,所受的浮力为
[2]由图知,当倒入水的体积为V1=2×103cm3时,水的深度为h1=5cm,则容器的底面积为
此时弹簧的长度为5cm,缩短了10cm-5cm=5cm
此时的弹力F弹=G;当倒入水的体积为V2=9×103cm3时,水的深度为h2,物体全部浸没,则
V2+V正=Sh2
此时水的深度为
此时弹簧的长度为
弹簧伸长量为
由于弹簧被压缩5cm时对物体的弹力等于G可知,此时对物体拉力为F拉=G,再倒入(11-9)×103cm3水时,液面再升高
则此时水的深度为h3=h2+5cm=30cm=0.3m
水对容器底的压强为
[3]剪断弹簧前有F拉+G=F浮=10N
解得F拉=G=5N
剪断弹簧后,物体漂浮,则有
所以浮力的减小量为
则水对容器底的压力减少了5N,故剪断弹簧前后,水对容器底的压强变化量为
四、实验题(共8分)
22.(本题8分)在验证阿基米德原理的实验中,小明利用弹簧测力计、铁块、溢水杯、小桶、水等器材,进行了如下四步操作,得到的数据如图;
(1)图中F3= N;
(2)小明实验后发现实验数据同阿基米德原理相符,就整理器材,准备结束实验。小明的实验存在的问题是 ;
(3)已知弹簧测力计自重0.4N,从甲图到乙图,弹簧测力计对手的拉力变化了 N;
(4)小明通过分析,推理出铁块是空心的,则铁块空心的体积为 cm3。(ρ铁=8×103kg/m3)
【答案】 2 没有更换大小不同的物体,多次实验 1 37.5
【详解】(1)[1]由图甲和乙得到,铁块受到的浮力F浮=F1-F2=5N-4N=1N
由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,所以F浮=G排=F3-F4=1N
则F3=1N+F4=1N+1N=2N
(2)[2]由于验证阿基米德原理的实验,是探究规律实验,为了得到规律的普遍性,应更换大小不同的物体,多次实验,所以存在的问题是没有更换大小不同的物体,多次实验。
(3)[3]甲图中弹簧测力计对手的拉力F拉1=F1+G弹簧
乙图中弹簧测力计对手的拉力F拉2=F2+G弹簧
从甲图到乙图,弹簧测力计对手的拉力变化量ΔF=F拉1-F拉2=F1-F2=5N-4N=1N
(4)[4]铁块全部浸入水中,受到的浮力为1N,由阿基米德原理可知,铁块的体积等于排开水的体积
铁块的实心体积
则铁块空心的体积
五、计算题(共18分)
23.(本题8分)如图所示,底面积为100cm的溢水杯注满水后。将边长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时漂浮在水面上,溢水杯旁的小杯对水平桌面的压力增加了0.75N。 已知ρ水=1.0×10kg/m,试计算:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度。
【答案】(1)0.75N;(2)0.6×103kg/m3
【详解】解:(1)由溢水杯旁的小杯对水平桌面的压力增加了0.75N,即溢出的水的重力为0.75N,
则小木块排开水的重力G排=0.75N
根据阿基米德原理知道,木块所受的浮力F浮=G排=F压 =0.75N
(2)正方体木块的体积
因为木块在水中漂浮,所以,木块的重力G木=F浮=0.75N
则木块的质量
则木块的密度
答:(1)木块受到的浮力为0.75N;
(2)木块的密度为0.6×103kg/m3。
24.(本题10分)如图所示是底面积为400cm2的圆柱形容器,一个底面积为100cm2,高为15cm的长方体物块,竖直放在容器中央,物块密度为0.8g/cm3,小华向容器中缓慢注水,此过程中物块始终竖立,水未溢出容器外。(g取10N/kg,水的密度)求:
(1)物块的重力是多少N?
(2)在水位到达0.1m时,物块对容器底部的压强为多少Pa?
(3)当向容器中注入水的体积为6000mL时,物块所受浮力对物块做的机械功为多少J?
【答案】(1)12N;(2)200Pa;(3)0.72J
【详解】解:(1)由题可知物块的体积为
由可知物块的质量为
物块的重力为G物=m物g=1.2kg×10N/kg=12N
(2)当水位到达h=0.1m=10cm时,物块排开水的体积为
物块此时受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力和浮力,处于静止。则物块受到水竖直向上的浮力为
容器底对物块的支持力为F支=G物-F浮=12N-10N=2N
物块对容器底的压力为F压=F支=2N
物块对容器底部的压强为
(3)当注入6000mL水时,水的深度超过物体的高度,则物块会完全浸没,由于物块的密度小于水的密度,则物块最终漂浮在水面,此时物块受到的浮力为F浮′=G物=12N
由F浮=ρ水gV排可知此时物块排开水的体积为
此时物块浸在水中的深度为
以物块的底部为水平界线将容器中的水分为上下两部分,则容器中上半部分水的体积为
容器中下半部分水的体积为
则容器中下半部分水的深度为
由此可知物块在浮力作用下上升了6cm,则物块所受浮力对物块做的机械功为
答:(1)物块的重力是12N;
(2)在水位到达0.1m时,物块对容器底部的压强为200Pa;
(3)当向容器中注入水的体积为6000mL时,物块所受浮力对物块做的机械功为0.72J。中小学教育资源及组卷应用平台
第六章 浮力 综合检查卷
满分100分,考试时间:60分钟;
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
3. 考试范围:人教版:第十章 浮力
第I卷(选择题)
一、单选题(共36分)
1.(本题3分)“饺子”是我们节日或日常生活喜欢吃的食品。下列分析不正确的是( )
A.饺子被包成各种形状,说明力能改变物体形状
B.饺香四溢,说明分子永不停息做无规则运动
C.煮饺子时,饺子吸热,内能增大
D.饺子熟了漂在水面,饺子所受浮力大于重力
2.(本题3分)深海潜水技术,我国走在了世界的前列,某型号无动力自主潜水器在水面下匀速下潜过程中,下列说法正确的是( )
A.浮力小于重力 B.受到的浮力变大
C.浮力不变 D.上、下表面受到的压力差变大
3.(本题3分)彩球温度计同时是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示,由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度变化的液体组成。当环境温度降低到小球上标记的温度值时,该小球会浮起。在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,则下列说法正确的是( )
A.A球排开水的重力最小 B.D球所受浮力大于重力
C.若环境温度升高, 则D球所受浮力会增大 D.若环境温度降低,则A球所受浮力会增大
4.(本题3分)下列说法不正确的是( )
A.图甲中橡皮泥船采用空心的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变自身重力来实现的
C.图丙将空饮料瓶慢慢向下按,发现向下按的力越来越大说明物体浸没在液体中体积越大,所受的浮力越大
D.图丁中同一支密度计分别插入被测液体中静止密度计在两种液体中所受浮力F甲>F乙,两种液体的密度ρ甲<ρ乙
5.(本题3分)在优质课大赛上,曹老师利用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内,乒乓球在瓶口处静止不动;让一名同学用烧杯向饮料瓶中注水,少量水从瓶口流出,乒乓球却依然静止在瓶口(如图所示),以下分析正确的是( )
A.手与饮料瓶之间的摩擦力方向竖直向下
B.向饮料瓶中注水,乒乓球没有上浮,是因为乒乓球没有受到浮力的作用
C.向饮料瓶中注水,乒乓球没有上浮,是因为乒乓球受到水的压力大于乒乓球受到的浮力
D.手拿饮料瓶的胳膊相当于一个省力杠杆
6.(本题3分)水平桌面上,甲、乙两相同的杯中盛有不同浓度的盐水,现将两相同的物块分别放入杯中,待物块静止时,两杯中液面恰好相平,如图所示,则( )
A.甲杯中物块受到浮力较大 B.甲杯中物块所受到的浮力大于物块所受重力
C.乙杯中物块所受到的浮力等于物块所受重力 D.乙杯底部受到液体的压强较小
7.(本题3分)质量为405g的长方体金属块,体积为,挂在细线下在水中静止,如图所示,金属块的下表面距烧杯底部3cm,距水面7cm,水的密度为,g为。则( )
A.金属块受到的浮力为15N B.水对金属块下表面的压强为700Pa
C.金属块受到的浮力为150N D.水对金属块下表面的压强为70Pa
8.(本题3分)小杰同学在游玩海底世界时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
9.(本题3分)质量相等,体积不等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时的情景如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力 B.甲的密度小于乙的密度
C.甲下表面受到的压力比乙的大 D.甲下表面受到的压强比乙的小
10.(本题3分)水平桌面上放有两个完全相同的容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将质量相等、体积不等的正方体物块A、B(都不溶于水,VA<VB)分别放入两个容器中,静止时,液面刚好上升到容器上边沿(未溢出)。如图所示,则下列相关说法正确的是( )
A.A排开液体的质量小于B排开液体的质量
B.A下表面受到的液体压力大于B下表面受到的液体压力
C.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D.两容器对水平桌面的压强相等
11.(本题3分)水平桌面上的甲、乙两个相同容器内分别装有水和盐水,小明将一个放了很久的小鸡蛋a放在水中,发现a漂浮,他又找来了一个新鲜的大鸡蛋b放在盐水中,b沉在杯底,如图所示,此时水和盐水的液面相平。下列说法正确的是( )
A.水对杯底的压强大于盐水对杯底的压强 B.小鸡蛋a的密度等于大鸡蛋b的密度
C.水对a的浮力大于盐水对b的浮力 D.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
12.(本题3分)放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中盛有同种液体,质量相等的a、b两个物体在液体中静止时,两液面相平,如图所示,则( )
A.物体a的密度大 B.物体a受到的浮力大
C.物体b排开液体的体积多 D.两物体排开液体的质量一样大
二、多选题(共12分)
13.(本题4分)饮料吸管下端加适量的铁砂并用石蜡封口可以制成一个简易密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中后,处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是( )
A.密度计利用漂浮条件测量液体密度
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.密度计的刻度是不均匀的,最小的刻度是在密度计的上方
D.为了使测量结果更精确,可以选择更粗的吸管
14.(本题4分)将A、B、C三个物体放入水中静止后,A沉底、B悬浮、C漂浮,如图所示。其中B、C质量相等,A、C体积相等,下列说法正确的是( )
A.B受到的浮力等于C受到的浮力
B.A的密度小于B的密度
C.B下表面受到水的压力大于C下表面受到水的压力
D.它们的重力关系GA>GB=GC
15.(本题4分)如图甲,边长为a的正方体A。漂浮于底面积为S的烧杯中,浸入水中的深度为h;如图乙,将物体B叠放在A上,此时A恰好没于水面之下。下列判断正确的是( )
A.物体A的重力是GA=ρ水a2hg
B.物体B的质量是mB=ρ水a2(a-h)
C.物体A的密度是ρA=
D.将叠放在A上的B取下放到水里,A、B均静止后水对容器底的压力减小
第II卷(非选择题)
三、填空题(共26分)
16.(本题4分)如图是郑和下西洋所用的“宝船”模型。《明史·郑和传》记载,郑和的船队共有62艘长约147m、宽约50m的大船。漂浮在水面的一艘大船,其受到浮力与重力的大小关系为;浮力 重力。在古代制造船只大多选用木材,木材除了有易于加工的特点,还因为其密度较 ,利于船只漂浮。
17.(本题4分)A和B两球体积相等,A和C两球质量相等,现将三个球分别放入甲和乙液体中,静止时三球状态如图所示,C球沉在底部,甲、乙液面相平。若两种液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙,则p甲 p乙,若B球在甲液体中受到的浮力为FB,C球在乙液体中受到的浮力为FC,则FB FC(以上选填“=”、“>”或“<”)。
18.(本题4分)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则液体的密度为 ,小球的密度为 。
19.(本题4分)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定流速向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,则当t=140s时,水对容器底部的压力大小是 N;图乙中a的值是 cm。
20.(本题4分)小李用弹簧测力计把一个正方体金属块从液体内部某一深度缓慢提起,如图甲所示,该过程中弹簧测力计的示数F随金属块提升高度h变化的情况如图乙所示。根据图像信息可知:液体的密度为 kg/m3 (用科学计数法,计算结果保留两位小数);金属块在刚提起时其上表面受到的液体压强为 Pa。(g=10N/kg,不考虑到液面的变化)
21.(本题6分)如图甲所示的容器底固定一轻质弹簧(弹簧质量和体积忽略不计),弹簧原长为10cm,弹簧上端固定一棱长为10cm的正方体,容器足够高,现缓慢往容器内倒水,倒入水的体积与水面上升的高度的关系如图乙所示,则物体浸没时,所受的浮力为 N。当倒入水的体积为11000cm3时,停止倒水,此时水对容器底的压强为 Pa。若剪断弹簧,则剪断弹簧前后,水对容器底的压强变化量为 Pa。
四、实验题(共8分)
22.(本题8分)在验证阿基米德原理的实验中,小明利用弹簧测力计、铁块、溢水杯、小桶、水等器材,进行了如下四步操作,得到的数据如图;
(1)图中F3= N;
(2)小明实验后发现实验数据同阿基米德原理相符,就整理器材,准备结束实验。小明的实验存在的问题是 ;
(3)已知弹簧测力计自重0.4N,从甲图到乙图,弹簧测力计对手的拉力变化了 N;
(4)小明通过分析,推理出铁块是空心的,则铁块空心的体积为 cm3。(ρ铁=8×103kg/m3)
五、计算题(共18分)
23.(本题8分)如图所示,底面积为100cm的溢水杯注满水后。将边长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时漂浮在水面上,溢水杯旁的小杯对水平桌面的压力增加了0.75N。 已知ρ水=1.0×10kg/m,试计算:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度。
24.(本题10分)如图所示是底面积为400cm2的圆柱形容器,一个底面积为100cm2,高为15cm的长方体物块,竖直放在容器中央,物块密度为0.8g/cm3,小华向容器中缓慢注水,此过程中物块始终竖立,水未溢出容器外。(g取10N/kg,水的密度)求:
(1)物块的重力是多少N?
(2)在水位到达0.1m时,物块对容器底部的压强为多少Pa?
(3)当向容器中注入水的体积为6000mL时,物块所受浮力对物块做的机械功为多少J?