第十章浮力练习题
一、单选题
1.某种潜水服,通过气瓶对潜水服进行充气或放气,以改变体积的大小来实现浮沉。如图是潜水员穿着这种潜水服正在潜水,下列说法正确的是( )
A.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
B.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
C.下潜过程中,潜水员受到的浮力等于排开液体的重力
D.在下潜过程中,受到的压强越来越小
2.下列关于浮力说法正确的是( )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.正在下沉的物体不受浮力
C.浮力的方向不一定都是竖直向上的
D.物体受到的浮力大小与物体的形状无关
3.如图,质量相等的A、B、C三个小球,放在同一液体中,结果A球漂浮,B球悬浮,C球下沉到容器底部,下列说法中正确的是( )
A.如果三个小球都是空心的,则它们的体积可能相等
B.如果三个小球的材料相同,则A、B两球一定是空心的
C.如果三个小球都是空心的,则它们所受浮力的大小关系为FA>FB>FC
D.如果三个小球都是实心的,则它们密度的大小关系为ρA>ρB>ρC
4.在图中,重为G的金属块A静止在水面下,弹簧测力计的示数为F,当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块所受合力的大小 ( )
A.大于G B.等于G C.大于F D.等于F
5.如图所示,将已校对好的弹簧测力计挂上物块后,轻轻的浸没于水中后,空烧杯中收集到100ml的水,g=10N/kg,关于该实验能得出的结论正确的是
A.在物块逐渐浸没过程中,A点处受到水的压强先变大后不变
B.弹簧测力计下的物块浸末后示数是1N
C.物块的体积小于100cm3
D.物块受到的浮力是1N
6.关于浮力,下列说法不正确的是:( )
A.在液体中的物体不一定受到浮力
B.沉下去的物体受到浮力一定比浮上去的物体受到浮力小
C.浮力大小与受到浮力物体的运动状态无关
D.同一物体浸没在不同的液体中受到的浮力,一般是不同的
7.将适当的橡皮泥黏在铅笔的一端能使铅笔竖直浮在液体中,这就制成了一个很有用的土仪器——密度计.将它分别放在盛有不同液体的烧杯中,静止时的情景如图所示.对于这个密度计所运用的知识或用途,下列说法不正确的是( )
A.运用了二力平衡的知识 B.它在乙液体中所受浮力最大
C.用它可以比较不同液体密度的大小 D.运用了物体的漂浮条件
8.把两个完全相同的小球A、B,放在两个烧杯中,然后向两烧杯中分别倒入不同的液体甲、乙,小球静止时的情况如图.A球受到的浮力为FA,B球受到的浮力为FB,则
A.FA>FB B.FA=FB
C.FA<FB D.以上都有可能
9.如图甲,圆柱形薄壁玻璃杯A、实心物体B在柱形容器的水中处于静止状态,此时细线拉直(细线不可伸长且质量体积忽略不计),已知A的底面积为,重力为3N,物体B的体积为,柱形容器的底面积为,在打开容器底部水龙头放水的过程中,细线所受拉力大小随时间变化图像如图乙,时刻,物体B刚好接触容器底且与容器底无挤压,则下列说法错误的是( )
A.未放水前,物体A所受浮力为5N
B.物体B的密度为
C.从时刻到时刻柱形容器内的水面高度变化了2cm
D.从时刻到时刻柱形容器对桌面的压强变化了200Pa
10.水平桌面上有A、B两个均装有水的完全相同的容器,将形状相同、体积相等的甲、乙两个物体分别放入A、B两容器中,静止时的位置如图所示,两个容器的水面相平,则下列判断正确的是( )
A.物体受到的重力G甲=G乙
B.水对容器底的压强pA﹤pB
C.物体受到的浮力F浮甲﹥F浮乙
D.物体下表面受到水的压力F甲=F乙
二、填空题
11.2022年6月17日,中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”进行下水命名仪式,它满载时的排水量为,则它满载时所受的浮力为 N;当航母在海面上匀速航行时,它受到的重力与 力是一对平衡力。
12.我国首艘电磁弹射型航母003号“福建舰”成功下水,其满载排水量为88000t,如图所示。该航母满载时,受到的浮力为 N,当舰载机飞离航母后,航母所受浮力变 ,此时航母排开的海水体积改变了,则该舰载机的质量是 kg。(,)
13.拦河大坝修成“上窄下宽”的形状,是因为液体的压强随深度的增加而 ;潜水艇上浮和下潜是通过改变 来实现的;在水面下下潜的过程中,它受到的浮力 (第一和第三个空选填:“变大”、“变小”或“不变”)。
14.在如图所示的实验中,重为8牛的小球A静止在水面下,弹簧测力计的示数为5牛,小球受到浮力的大小为 牛,方向 .当剪断连接小球与测力计的细线时,小球所受浮力将 ,小球触底后,所受浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”).
15.2021年4月23日,海军三型主战舰艇“长征18号”艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察。如图所示的大连舰满载排水量达12300t,则其满载时受到的浮力为 N。
16.小明有一个不吸水的工艺品,底座为质地均匀的柱形木块A,木块一端粘有合金块B。他将工艺品如图甲倒立竖直放置在水中,静止时木块浸入水中的深度为,按图乙正立竖直放置在水中静止时木块浸入水中的深度为,则工艺品所受浮力之比为 ;因粘合处松开致合金块沉底,若不计粘合材料的影响,已知合金的密度为水的密度的倍,当木块在水中竖直静止时浸入的深度是 (用k、、表示)。
三、作图题
17.如图所示,画出将重为G的铁块放入水中时,铁块从接触水面到逐渐沉入底部前所受浮力F浮随时间t变化的大致图像。
18.点燃后的孔明灯正在加速向上运动,如图甲所示,不计空气阻力,请在图乙中画出孔明灯所受重力和浮力的示意图。
四、实验题
19.市一中爱科学物理小组在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,设计实验步骤如图所示:
(1)根据图中实验步骤的数据,可知物体浸没在水中,受到水的浮力= N,被排开的水所受的重力= N,从而得出初步结论 。;
(2)如果物体没有完全浸没在水中, 完成本实验;
(3)如果溢水杯未装满水就进行实验,则所测数据 ;
(4)若另一小组同学实验数据显示浮力小于排开液体的重力,可能是下列_____实验操作造成的错误结论。
A.测拉力时物体碰到溢水杯底部了
B.先测桶和排开液体的总重力,再测桶的重力
C.先将空桶放在溢水口下面,再向溢水杯中注入液体进行实验
五、计算题
20.我国首台自主设计研发的载人深潜器“蛟龙号”最大下潜深度已达7060m,此处海水产生的压强是多少?“蛟龙号”的体积约为,在最大下潜深度处所受的浮力的大小是多少?(海水密度、)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
1.C
【详解】A.对背心进行放气后,背心的体积变小,排开海水的体积变小,由可知,受到海水的浮力变小,故A错误;
B.对背心进行充气后,背心的体积变大,排开海水的体积变大,由可知,受到海水的浮力变大,故B错误;
C.由阿基米德原理可知,物体在液体中受到的浮力等于物体排开液体受到的重力,所以在下潜过程中,潜水员受到的浮力等于排开液体的重力,故C正确;
D.在下潜过程中,深度逐渐变深,由可知,受到的压强越来越大,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】A.浸在气体中的物体会受到气体竖直向上的浮力,如氢气球利用浮力升空,故A错误;
B.正在下沉的物体也受到浮力作用,下沉是因为浮力小于重力,故B错误;
C.气体或液体对它里面的物体产生浮力,浮力方向都是竖直向上,故C错误;
D.物体受到的浮力大小与液体或气体密度、排开液体或气体的体积有关,与物体的形状无关,故D正确。
故选D。
3.B
【详解】由题知,三个球质量相等,即
mA=mB=mC
由G=mg得重力相等,即
GA=GB=GC
A.A球漂浮,根据漂浮的条件及规律可知
FA=GA,VA排B球悬浮,根据悬浮的条件及规律可知
FB=GC,VB排=VB
则A、B两球受到的浮力相等,即
FA=FB
又根据F=ρgV排可知
FA=ρgVA排,FB=ρgVB排
则A、B两球排开液体的体积相等,即
VA排=VB排
故
VA>VB
即三个球体积不相等,故A错误。
BC.C球下沉,根据下沉条件及规律可得
FC< GC,VC排=VC
故
FC< FA=FB,VA排=VB排>VC排
则
VA>VB>VC
若三球由同种材料制成,则当C球是实心时,A球和B球一定是空心的;若C球是空心时,A球和B球也一定是空心的,故B正确,C错误;
D.由题知A球漂浮,则
ρ液>ρA
B球悬浮,则
ρ液=ρB
C球沉底,则
ρ液<ρC
所以三球密度
ρA<ρB<ρC
故D错误。
故选B。
4.D
【详解】当重为G的金属块A静止在水面下,弹簧测力计的示数为F,由于金属块静止,所以金属块受到的合力为零,
,
当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块受到合力的大小等于
,
方向与F的方向相反,故选D。
5.A
【详解】A、由图知,溢水杯中的水没有装满,在物块逐渐浸入水中的过程,水面上升,A点处水的深度不断增加,当水面达到溢水口后虽有水溢出,但A点处水的深度不再增加,根据可知,A点处受到水的压强先变大后不变,故A正确;
BCD、由图可知,物块的重力G=2N,已知溢出水的体积为100ml,
假如原来溢水杯中装满水,由阿基米德原理可知,物块完全浸没时受到的浮力:,
在这种情况下,物体的体积,
则弹簧测力计下的物块浸没后的示数为:,
由于溢水杯没有装满,则排开水的体积大于溢出水的体积,所以浮力应大于1N,物体的体积应大于100cm3;因为实际的浮力大于1N,所以测力计示数应小于1N,故BCD错误;
故选A.
6.B
【详解】A.在水中的桥墩由于下方没有水,所以不会受到水的浮力作用,故A正确,不符合题意;
B.根据F浮=ρ水gV排,同种液体中的物体,沉下去的物体排开水的体积不一定小于浮上去的物体排开水的体积,所以沉下去的物体受到浮力不一定比浮上去的物体受到的浮力小,故B错误,符合题意;
C.根据F浮=ρ液gV排,浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与受到浮力物体的运动状态无关,故C正确,不符合题意;
D.根据F浮=ρ液gV排,同一物体浸没在不同的液体中,排开液体的体积相同,液体的密度一般不同,所以受到的浮力一般不同,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.B
【详解】物体在液体中漂浮,浮力等于重力,故A. D正确,B错误.从图中可以看出,仪器在三种液体中排开液体的体积大小,根据公式F浮=ρgV排可以比较三种液体密度的大小,但无法直接读出液体密度的大小,故C正确.故选B.
【点睛】从图中可以看出,物体在不同液体中,浸入的深度不同,但始终漂浮,所以浮力相等,等于自身的重力,根据公式F浮=ρgV排可以比较液体密度的大小.
8.B
【分析】根据漂浮与悬浮的条件可判断小球在不同杯子中受到的浮力的大小.
【详解】读图可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,则浮沉条件可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,重力相同,即浮力相同,故B正确.
故选B.
9.D
【详解】A.对玻璃杯A进行受力分析,受到向下的重力、拉力和向上的浮力作用,由乙图可知,放水前,物体A所受绳子拉力为2N。物体A处于平衡状态,则玻璃杯A受到浮力为
F浮A=GA+F拉=3N+2N=5N
故A正确,不符合题意;
B.对物体B来说,它受到向下的重力和向上的拉力、浮力作用,B受到的浮力为
根据受力平衡可得B的重力为
则物体B的密度为
故B正确,不符合题意;
CD.由图乙可知从时刻到时刻浮力的变化为
玻璃杯A减少的浸没水中体积为
则水面降低的高度为
由于此时玻璃杯A还受到浮力作用,所以它还浸在水中,放出水的体积为
放出水的质量为
容器对桌面减小的压力(放出水的重力)为
则容器对桌面减小的压强为
故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
10.C
【详解】由图可以看出甲物体在水中悬浮,乙物体在水中漂浮,所以甲的密度大于乙的密度。因为甲乙的形状相同、体积相等,所以甲的质量大于乙的质量。
A.由 得,甲的重力大于乙的重力,故A不正确;
B.两容器中水的深度相同,由所以水对 得,水对容器底的压强相等,故B不正确;
C.甲物体排开水的体积大于乙排开水的体积,由 得,物体受到的浮力
故C正确;
D.甲物体下表面所处的深度大于乙物体下表面所处的深度,所
以物体下表面受到水的压力
故D不正确。
故选C。
11. 8.2×108 浮
【详解】[1]航空母舰满载时所受的浮力为
F浮=G排=m排g=8.2×104×103kg×10N/kg=8.2×108N[2]当航母在海面上匀速航行时,处于平衡状态,它受到的重力与浮力是一对平衡力,即所受浮力等于航母的总重力。
12. 小
【详解】[1]航母满载时受到的浮力为
[2]满载时航母漂浮,处于平衡状态,所受浮力和航母的总重是一对平衡力,舰载机飞离航母后,航母总重力变小,航母仍漂浮,根据
F浮=G可知,航母所受浮力会变小。
[3]因为航母漂浮在水面上,则
F浮=G
舰载机飞离该航母后,则
F浮′=G′
由于舰载机飞离该航母后,舰载机的重力
G机=G﹣G′
则
ΔF浮=F浮﹣F浮′=G﹣G′=G机
根据F浮=ρ海gV排和G=mg可得,舰载机的质量为
13. 变大 自身的重力 不变
【详解】[1][2][3]由可知:在液体密度一定的条件下,液体的压强随深度的增加而增大,所以拦河大坝修成“上窄下宽”的形状;潜艇靠改变自身重力来实现上浮和下潜;潜水艇在水面下下潜过程中,排开水的体积始终等于潜水艇的自身体积不变,由阿基米德原理可知,潜水艇受到水的浮力不变。
14. 3 竖直向上 不变 不变
【详解】金属块受到的浮力:F浮=G F示=8N 5N=3N;方向竖直向上.
当剪断连接金属块与测力计的细线时,排开水的体积不变,浮力不变;金属块下沉至容器底,金属块排开水的体积不变,则所受浮力不变.
15.1.23×108
【详解】大连舰满载时的排水量为
m排=12300t=1.23×107kg
由阿基米德原理可得,大连舰满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=1.23×107kg×10N/kg=1.23×108N
16. 1∶1 (1-k) h2+ k h1
【详解】[1]因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,且工艺品的总重力不变,所以工艺品所受浮力之比为1:1。
[2]设柱形木块A的底面积为S,由F浮=ρgV排可得,两种情况下工艺品排开水的体积相等,即
Sh1+VB= Sh2
则合金的体积
VB=S(h2-h1)
合金部分的重力
GB=mBg= ρBVBg=kρ水S(h2-h1)g
因工艺品受到的浮力等于木块A和合金B的重力之和,所以
ρ水gV排=GA+GB
则木块A的重力
GA=ρ水gV排-GB=ρ水gSh2-kρ水S(h2-h1)g=(1-k) ρ水gSh2+kρ水gSh1
因粘合处松开后合金块沉底,则木块处于漂浮状态,所以
GA=ρ水gV排A=ρ水gSh3
则
h3===(1-k) h2+ k h1
即当木块在水中竖直静止时浸入的深度是(1-k) h2+ k h1。
17.
【详解】将铁块放入水中时,随着铁块排开的水的体积的变化,根据阿基米德原理可知,铁块受到的浮力会逐渐变大,当铁块全部浸入水中后,水的密度不变,铁块排开的水的体积不变,受到的浮力不变;由于铁块的密度大于水的密度,所以铁块在水中下沉,其受到的浮力要小于重力,铁块从接触水面到逐渐沉入底部前所受浮力随时间变化的大致图像如图
18.
【详解】孔明灯正在加速向上运动,受竖直向下的重力小于竖直向上的浮力,作用点均画在重心位置,过重心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线分别表示重力、浮力,浮力大于重力,如图所示:
19.(1) 0.2 0.2 =
(2)能
(3)>
(4)C
【详解】(1)[1]由图知道,物体的重力G=3N,空桶重力G1=2N,物体浸没水中弹簧测力计的示数F=2.8N,桶和水的总重力G2=2.2N,由称重法可得物体受到的浮力
[2]排开的水所受的重力
[3]可以得出物块受到浮力等于物块排开的水所受重力,即
(2)无论物体是否完全浸没,物体所受的浮力都等于排开的液体所受的重力,所以物体没有完全浸没在水中,仍能完成本实验。
(3)溢水杯未装满水,则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积,物块排开水所受的重力变小,所以,测得排开水的重力会偏小,即
(4)A.测拉力时物体碰到溢水杯底部,此时物体受到底部的支持力,会弹簧测力计拉力F减小,根据公式知道,浮力变大,会大于排开液体所受重力,故A不符合题意;
B.先测桶和排开液体的总重力,把水倒出再测桶的重力时,由于桶内壁上会沾少量的水,导致所测桶的重力变大,根据公式知道,G排会变小,物体所受的浮力会大于排开液体所受重力,故B不符合题意;
C.向溢水杯注入液体时,液体正在向外流就将空桶放在溢水口下面了,这样会导致桶内水的重力大于物体排开水的重力,那么物体所受的浮力会小于排开液体所受重力,故C符合题意。
故选C。
20.7.06×107Pa,5×105N
【详解】解:最大下潜深度已达7060m,此处海水产生的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7060m=7.06×107Pa
在最大下潜深度处所受的浮力的大小
F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×50m3=5×105N
答:此处海水产生的压强是7.06×107Pa,在最大下潜深度处所受的浮力的大小是5×105N。
答案第1页,共2页
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