11 浮力
一、单项选择题(每小题2分,共26分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的压力为,下表面受到水的压力为,则长方体受到水的浮力为( )
A. B. C. D.
2.如图所示,、是可自由移动的物体,、是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。则下列说法中正确的是( )
A.、、、物体都受到浮力
B.、、物体受到浮力,不受浮力
C.、物体受到浮力,、物体不受浮力
D.物体受到浮力,、、物体不受浮力
3.探究浮力实验时,小青将重为的正方体铝块浸在水中,如图所示,铝块上表面刚好与水面相平,此时弹簧测力计示数为,长方体铝块下表面受水的压力为( )
A. B. C. D.
4.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.压强差不相等,压力差相等
B.压强差不相等,压力差不相等
C.压强差相等,压力差不相等
D.压强差相等,压力差相等
5.把重为的物体轻放入盛满水的大烧杯中,从烧杯中溢出的水,物体受到的浮力( )
A.一定为 B.一定为
C.可能为 D.可能为
6.如图所示,为铜块,为铝块,为铁球,而且,把它们都浸没在水中,则它们受到的浮力、、之间的关系是( )
A. B.
C. D.
7.将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入装有浓度不同的盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法中正确的是( )
A.鸡蛋在甲中受到的浮力大
B.鸡蛋在甲、乙中受到的浮力一样大
C.鸡蛋在乙中受到的浮力大
D.由于盐水密度不同,无法比较
8.如图所示为我国参加演习的“辽宁舰”,当战斗机从军舰上起飞后( )
A.舰体略上浮,受到的浮力不变
B.舰体略上浮,受到的浮力变小
C.舰体略下沉,受到的浮力不变
D.舰体略下沉,受到的浮力变大
9.小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧秤的示数分别为、、、。下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
10.在铅笔的下端粘上一块橡皮泥制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示,若密度计在甲、乙液体中受到的浮力分别是、,甲、乙两种液体的密度分别为、。则( )
A. B. C. D.
11.小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,如图甲所示,而土豆沉在盆底,如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出了一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子的密度大于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆排开水的重力小于自身的重力
12.实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,如图所示,此时浸入水中的体积为,然后在其上表面放置一个重的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平取,,则该木块( )
A.木块的重力是
B.木块的体积是
C.木块的密度是
D.放置铝块后,木块下表面受到水的压强增大了
13.小亮用手将一个重为、体积为的物块浸没在水中,放手后物体最终取( )
A.漂浮,所受的浮力为 B.悬浮,所受的浮力为
C.悬浮,所受的浮力为 D.沉底,所受的浮力为
二、多项选择题(每小题3分,共9分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分)
14.如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,浸没在水中的正方体物块静止在水中某一深度处(未与容器底接触),其上表面与水面平行。下列说法中正确的是( )
A.受到重力、水对它的压力和浮力的作用
B.上、下表面受到水的压力的合力大小等于受到的浮力大小
C.上表面受到水的压力大于下表面受到水的压力
D.上、下表面受到水压力的合力大小等于受到的重力大小
15.水平桌面上放置装有适量水的烧杯,、为两个材料相同且不吸水的实心小球,球的体积是球的1.5倍。先将球放入烧杯中,溢出水的质量,如图甲所示;再放入球,又溢出水的质量,如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.球受到的浮力等于自身的重力
B.球受到的浮力大小为
C.球的质量是
D.图乙中,放入球前后,烧杯对桌面的压力大小不变
16.用电子测力计悬挂一个“冰墩墩”模型玩具,“冰墩墩”的双脚与水面刚好要接触,如图甲所示。从此处匀速下放“冰墩墩”,直至浸没于水中并继续匀速下放(未与水底接触)。“冰墩墩”下放的过程中,测力计示数与“冰墩墩”的双脚浸入水中的深度的关系如图乙所示。取,水的密度是。则( )
A.“冰墩墩”受到的重力为
B.“冰墩墩”完全浸没在水中受到的浮力为
C.“冰墩墩”的身高为
D.“冰墩墩”的密度
三、填空题(每空1分,共12分)
17.为了解释浮力产生的原因,老师将一个去盖的矿泉水瓶的底部剪掉,将瓶口向下倒置,在瓶里放一个乒乓球,倒入水后可以看到瓶口有少量水流出,乒乓球没有上浮,如图所示,现用手堵出瓶口,观察到乒乓球____,说明浮力产生的原因是液体对物体下表面和上表面的________。
18.小芳同学在探究“浮力的大小等于什么(阿基米德原理)”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数分别为、、、,当它们之间满足________________________的关系时证明阿基米德原理是正确的。已知水的密度是,则物体的体积的表达式是____________________。
19.如图所示,重的实心小球用轻细线拴住,线的另一端固定在水底,小球静止时,细线对小球的拉力为。则小球的密度为________________,如果剪断细线,小球静止时露出水面的体积是____取。
20.如图所示,将同一金属块挂在弹簧测力计下,分别浸没在水和酒精两种液体中静止,图甲中弹簧测力计的示数,图乙中弹簧测力计的示数,则甲烧杯中所盛液体为____,金属块密度是________________。取,,
21.2024年5月8日,我国完全自主设计的第三艘航空母舰福建舰圆满完成首次出海航行试验,顺利返回位于黄浦江的江南造船厂码头。福建舰从海洋中航行至黄浦江中时受到的浮力____(选填“增大”“减小”或“不变”),福建舰的船体会__________(选填“浮起一些”“下沉一些”或“保持不变”)。
22.如图所示,把一个边长为的正方体木块放在水中,静止时有的体积浸入水中,则木块的密度为________________。若要使正方体木块刚好浸没在水中,则需要对其施加的压力大小为____。
四、作图题(2小题,共4分)
23.
(1) 如图所示,小球重。漂浮在水面上,请作出小球所受浮力的示意图。
(2) 把橙子放入装有清水的杯子中,在橙子加速下沉的过程中拍摄获得一张照片,如图所示。请你尝试画出此时橙子所受的浮力和重力的示意图(O点为橙子重心)。
五、实验探究题(每空1分,共25分)
24.为了探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系,某同学用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作,如图所示,A、B、C、D、是五个步骤示意图。
(1) 指出上述操作步骤中的一处错误,错误的步骤是______(只填图中所标的序号),改正方案是__________________________________。
(2) 改正错误后重新进行实验,读出A、B、D、四幅图中弹簧测力计的读数分别是、、、。
① 由图A和图______中弹簧测力计的读数可以求出小石块的浮力。
② 如果关系式________________________成立,就可以验证“阿基米德原理”。
(3) 若在D步骤中,小石块未能完全浸没到液面下,其他测量均正确,__(选填“能”或“不能”)得到②中所填写的关系式。
(4) 若在实验中先进行图E操作,再进行图B操作,则所测得的排开水的重力与真实值相比偏__。
25.如图是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验,根据图回答下列问题:
图1
(1) 从①、②两图可知物体在水中所受的浮力大小是____;
(2) 若选用的操作是①④⑤,可探究浮力的大小与____________的关系;
(3) 若探究浮力大小与物体浸没深度的关系,应选用的操作是____(填序号);
(4) 若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是____(填序号);
(5) 另一小组在实验结束后,绘制了弹簧测力计对物体的拉力和物体所受浮力随浸入液体深度变化的两条图线,如图2所示。分析图像可知:
图2
① 曲线______(选填“”或“”)描述的是物体所受浮力的变化情况;
② 物体所受重力为____,物体的密度为________________。
26.小华利用如图装置探究“浮力的大小与排开的液体所受重力的关系”。
(1) 小华的实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为、、、。由图甲和图__可知物体受到的浮力;若______________,则可以得出浮力的大小与排开的液体所受重力相等的关系;
图1
(2) 实验完成后,小华利用两个相同的弹簧测力计和、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验装置进行了改进,如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到的示数逐渐____(选填“增大”“减小”或“不变”),的示数逐渐增大,且、示数的变化量____(选填“相等”或“不相等”)。
图2
(3) 上述实验完成后,小华还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥代替实心圆柱体物块,操作步骤如下:
A.将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,使其漂浮在水面上,杯中水深;
B.把橡皮泥从水中取出捏成团状,再放入烧杯中,其下沉至杯底,杯中水深;
①由此小华认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是__________________________________;
②橡皮泥第一次受到的浮力____(选填“ ”“”或“ ”)第二次受到的浮力。
27.在物理综合实践活动中,同学们利用粗细均匀的饮料吸管、金属丝、石蜡制作了简易密度计,在饮料吸管的一端塞入适量的金属丝,再用石蜡封口。
同学们在饮料吸管塞入金属丝的目的是使简易密度计能____漂浮在液体中;同学们在给自制的简易密度计标注刻度时,将密度计放到水中的情景如图,在密度计与水面齐平处标注,并用刻度尺测得浸入的长度为。密度计放到另一液体中的情景如图2所示,测量得浸入的长度为。则密度计在图1中所受浮力与图2中所受浮力的大小关系是______(选填“ ”“ ”或“”);液体的密度大小关系是____(选填“ ”“ ”或“”);液体密度的表达式:____________(用、、表示);
同学们用这支简易密度计测量可乐的密度时,发现吸管上“沾”上许多小气泡,这会导致测得的可乐密度偏__(选填“大”或“小”);
标注好刻度后,同学们发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用密度计测量液体密度时的误差较大,请你提出一个可行的改进方案:________________。
六、综合应用题(第28小题6分,第29小题8分,第30小题10分,共24分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分)
28.如图所示,将长方体物块完全浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为,若物块上、下表面所受水的压力分别为和,则物块的质量是多少?取
29.如图所示,将体积为、密度为的实心物块用一根细线(不计其重力和体积)与薄壁容器底相连,物块保持静止状态,此时容器中水的深度为,,求:
(1) 水对容器底的压强;
(2) 绳子对物块的拉力;
(3) 若剪断绳子,物块静止时受到的浮力。
30.将边长为的正方体木块放入水中,静止时木块有的体积露出水面(如图甲所示);若将一石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中(如图乙所示)。已知,取。求:
(1) 未放石块时木块受到的浮力;
(2) 放上石块后水对木块下表面的压强;
(3) 石块的重力。
11 浮力
一、单项选择题(每小题2分,共26分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.A 2.B 3.C 4.A 5.A 6.C 7.C 8.B 9.D 10.D 11.D 12.C 13.A
二、多项选择题(每小题3分,共9分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分)
14.BD 15.ABD 16.ACD
三、填空题(每空1分,共12分)
17.上浮; 压力差
18.;
19.; 600
20.酒精;
21.不变; 下沉一些
22.; 4
四、作图题(2小题,共4分)
23.(1)
(2)
五、实验探究题(每空1分,共25分)
24.(1) C; 把溢水杯中的水添至溢水杯口
(2) ① D
②
(3) 能
(4) 小
25.(1) 0.4
(2) 液体的密度
(3) ①③④
(4) ①②③
(5) ①
② 2.7;
26.(1) 丁;
(2) 减小; 相等
(3) 没有控制排开液体的体积相等;
27.竖直; ; ; ; 大; 用更细的吸管
六、综合应用题(第28小题6分,第29小题8分,第30小题10分,共24分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分)
28.解:物块所受的浮力:
物块的重力:
据得:
答:物块的质量是。
29.(1) 解:水对容器底的压强:
答:水对容器底的压强为;
(2) 物块浸没在水中时受到的浮力:
物块的重力:
物块浸没在水中时,受到三个力的作用:竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力,则绳子对物块的拉力:
答:绳子对物块的拉力为;
(3) 因为物块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,物块会上浮直至漂浮在水面上,因为物块漂浮,所以物块受到的浮力:
答:若剪断绳子,物块静止时受到的浮力为。
30.(1) 解:未放石块时木块受到的浮力:
答:未放石块时木块受到的浮力为;
(2) 由题意可知,放上石块后,木块下表面距离水面,水对木块下表面的压强:
答:放上石块后水对木块下表面的压强为;
(3) 由题图甲木块漂浮可得,木块的重力:
木块刚好全部浸入水中时所受浮力:
对木块受力分析可得:
则石块的重力:
答:石块的重力为。