05.第十章 浮力 评估测试卷 （含答案）

第十章评估测试卷
(满分:100分　时间:60分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意)
1.如图所示,A、B、C是用不同材料制成的三个体积相同的实心球,它们分别静止在液体中的不同位置上,则(　　)
A.A球受到的浮力大 B.B球受到的浮力大
C.C球受到的浮力大 D.A球的密度最大
2.将一小木块和一大石块浸没在水中,松手后小木块上浮,大石块下沉,比较刚松手时两者所受的浮力大小(　　)
A.小木块受到的浮力较大 B.大石块受到的浮力较大
C.两者受到的浮力一样大 D.条件不足无法比较
3.水平台面上有两个相同规格的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的物体A、B分别放入两烧杯中,静止时如图所示,甲、乙液面刚好相平,此时,设A物体受到的浮力为F浮A,甲液体对烧杯底部的压强为p甲;B物体受到的浮力为F浮B,乙液体对烧杯底部的压强为p乙,则 (　　)
　
甲　　　　乙　
A.F浮A=F浮B,p甲>p乙 B.F浮A=F浮B,p甲C.F浮Ap乙 D.F浮A4.如图所示,水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙,盛有适量的水,把一个橡皮泥做的小船放入乙后,小船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面刚好相平。然后把它们分别放在台秤上,则台秤的示数 (　　)
A.甲放上时大 B.乙放上时大　
C.甲和乙放上一样大 D.无法判断
5.(2024赤峰中考)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为G1;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为G2。下列说法正确的是 (　　)
甲 乙
A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为F1和F2,它们的关系是F1>F2
B.鸡蛋的体积为
C.鸡蛋的密度为ρ水
D.鸡蛋的密度为ρ盐水
6.某同学自制的简易密度计如图所示,它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态。下列说法错误的是 (　　)
A.木棒漂浮在水面上,静止时密度计的重力等于水对其的浮力
B.木棒浸入液体的体积越大,说明该液体密度越小
C.读数时需用手扶住密度计
D.木棒越细,测量误差越小
7.如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为0.6×103 kg/m3的正方体木块A放入容器中,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1∶3;在木块A上表面轻放一个物块B(VA=2VB),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中,它静止时将 (　　)
甲 乙
A.悬浮 B.漂浮
C.沉底 D.无法判断
8.如图所示,水平桌面上放着一个装有适量水的圆柱形容器,水面上漂浮着一个放有实心小铁球的烧杯;若将小铁球从烧杯中取出放入水中,烧杯仍竖直浮在水面上,ρ铁=7.9 g/cm3。下列说法不正确的是 (　　)
A.水可能会溢出 B.烧杯下表面受到水的压强变小
C.圆柱形容器底受到水的压强变小 D.圆柱形容器对桌面的压强不变
9.放有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二的体积露出水面。已知ρ水=1.0 g/cm3,下列叙述中错误的是(　　)
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为0.6 g/cm3
10.小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船,把它们放在盛有水的水槽中,然后往小船内放入不同质量的物体,它们均能漂浮在水面上,如图所示。针对此现象,下列说法正确的是(　　)
A.三只小船受到的浮力相等 B.三只小船底面受到的压力相等
C.小船所装物体越重,受到的浮力越大 D.小船所装物体越轻,受到的浮力越大
二、填空题(本大题共5小题,每空2分,共24分)
11.物块浸没在液体中时,受到液体对它向上、向下的压力分别为15 N、5 N,其受到浮力的大小为
　　　　N,此时物块所受浮力与重力的合力大小为12 N,它所受重力的大小为　　　　N。重力为10 N的水对漂浮的物体所产生的浮力大小　　　　(选填“一定小于”“一定等于”或“可能大于”)10 N。
12.一根轻质且不可拉伸的细线将一棱长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30 cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36 cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,则此正方体物块的密度为　　　　kg/m3,图乙中细线的拉力为　　　　N。
甲 乙
13.(2024眉山中考)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平,如图所示,密度计在液体中受到浮力F甲　　　　F乙,液体对杯底的压强p甲
　　　　p乙。(均选填“<”“=”或“>”)
　
甲 乙
14.一个小球的质量为0.2 kg,漂浮在水面上,它受到的浮力是　　　N,排开水的体积是　　　m3。
(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
15.小明用饮料吸管制作了一个简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应　　　　(选填“增加”或“减少”)吸管中铁丝的质量,改进后,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1　　　　h2。用它测量可乐的密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏　　　　。
三、实验探究题(本大题共3小题,第16小题8分,第17小题12分,第18小题10分,共30分)
16.(2024牡丹江中考)综合实践活动课上,小江展示了自制的“小潜水艇”。如图甲所示,矿泉水瓶中装有适量的水,将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中,给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖,吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面,小玻璃瓶沉在水底,小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分,“小潜水艇”上浮了,如图乙所示。
(1)请分析解释“小潜水艇”上浮的原因。
(2)再说出一种能让“小潜水艇”上浮的方法。
甲　　　乙
17.小明想“探究影响浮力大小的因素”,准备了如下实验器材:弹簧测力计、金属块、两个分别装有水和盐水的烧杯。实验装置和实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。
甲 乙 　 丙　 丁　 戊
(1)分析图中的　　　　三幅图,说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)金属块全部浸没在水中所受的浮力是　　　　N,金属块的密度是　　　　kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(3)用图中的实验数据测出盐水的密度是　　　　kg/m3。
(4)小明完成上述实验后又找来了一块橡皮泥,把橡皮泥捏成不同形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉。他们由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。请指出他们实验方法的错误之处:　 。
【拓展】当上述(4)中的密度为1.1×103 kg/m3的橡皮泥漂浮和沉底时,水对同一烧杯底的压力变化了0.03 N,则橡皮泥的重力是　　　　N。
18.(2024天津中考)喜欢篆刻的津津同学购买了一块练习用的印章石料,他想知道这块石料的密度,于是从家中找到如图所示的器材和足够长的细线、足量的水(水的密度为ρ0)。请你从中选用合适的器材,帮他设计一个测量该石料密度的实验方案。要求:
印章石料　 电子秤　 记号笔　 空玻璃杯 　刻度尺
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量。
(2)写出石料密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
四、计算应用题(本大题共2小题,第19小题6分,第20小题10分,共16分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
19.如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车,它既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中航行。该车的总质量是12 t,空载静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为0.2 m2。(g取10 N/kg)
(1)该车空载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少
(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时,受到的浮力是多少
20.(2024自贡中考)自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化,已知g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,p大气=1.013×105 Pa,求:
(1)砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小。
(2)砖块的密度。
(3)砖块刚好完全浸没时,其下底面所受的压强。
甲　　 乙
【详解答案】
1.C　解析:三球的体积相等,由图知,C球悬浮,排开液体的体积等于球自身的体积,而A、B球漂浮,排开液体的体积小于球自身的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,C球受到的浮力最大,故A、B项不符合题意,C项符合题意;C球悬浮,说明C的密度等于液体的密度,而A、B球漂浮,说明A、B两球的密度小于液体的密度,所以C球的密度最大,故D项不符合题意。故选C。
2.B　解析:根据题意可知,大石块的体积大于小木块的体积;浸没在水中刚松手时,大石块排开水的体积大于小木块排开水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,大石块受到的浮力大于小木块受到的浮力。故B正确,A、C、D错误。故选B。
3.A　解析:由图知,物体A、B在液体中都处于漂浮状态,则F浮A=GA,F浮B=GB;而物体A、B是完全相同的物体,则重力相等,即GA=GB,所以F浮A=F浮B,故C、D错误。由图知,A排开液体的体积小于B排开液体的体积,已知F浮A=F浮B,根据F浮=ρ液gV排可知,ρ甲>ρ乙;已知两液面等高,根据p=ρ液gh可知,p甲>p乙。故A正确,B错误。故选A。
4.C　解析:小船处于漂浮状态,所以F浮=G船,再由阿基米德原理可知F浮=G排,两式联立可得G船=G排。因放入小船后两鱼缸内水面相平,所以甲、乙两鱼缸内物体的总重力相等,鱼缸完全相同,所以在台秤上的示数一样大。故C正确,A、B、D错误。故选C。
5.B　解析:A.鸡蛋在水中沉底,浮力小于重力,鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,所以F16.C　解析:木棒漂浮在水面上,则静止时密度计的重力等于水对其的浮力,故A正确;根据F浮=ρ液gV排知,在浮力不变时,木棒浸入液体的体积越大,排开液体的体积越大,液体密度越小,故B正确;读数时自制密度计在液体中处于漂浮状态,且下部较重,能直立在水中,不需要用手扶住密度计,故C错误;根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh知,在浮力、液体密度不变时,排开液体的体积不变,若木棒越细,则两刻度值间的距离越大,测量误差越小,故D正确。故选C。
7.B　解析:甲图中,木块A在液体中漂浮,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1∶3,则V排=VA,漂浮时浮力等于重力,即F浮=G木,所以ρ液gV排=ρ木gVA,即ρ液g×VA=ρ木gVA,则液体的密度:ρ液=ρ木=×0.6×103 kg/m3=0.8×103 kg/m3;在木块A上表面轻放一个物块B(VA=2VB,则VB=VA),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示,因为整体漂浮,所以浮力等于总重力,即ρ液gVA=ρ木gVA+ρBgVB,ρ液gVA=ρ木gVA+ρBg×VA,化简可得ρ液=
ρ木+ρB,则B的密度:ρB=2(ρ液-ρ木)=2×(0.8×103 kg/m3-0.6×103 kg/m3)=0.4×103 kg/m3<ρ液,故若将物块B单独放入此液体中,它静止时将漂浮。故B正确,A、C、D错误。故选B。
8.A　解析:小铁球在烧杯中时,整体漂浮在水面上,所以总浮力F浮总=G烧杯+G球;小铁球拿出后,烧杯仍漂浮在水面上,此时F浮杯=G烧杯,ρ铁>ρ水,小铁球沉底,则F浮球9.C　解析:木块上浮过程中,露出水面前,水的密度一定,木块排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ水gV排可知,木块所受浮力不变,故A正确;在露出水面之前,木块处于上浮过程中,根据浮沉条件可知:木块所受浮力大于木块的重力,故B正确;因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积,所以,木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度,则根据p=ρ水gh可知,木块浸没时水对烧杯底的压强较大,故C错误;木块最后漂浮,且有五分之二的体积露出水面,则根据漂浮条件可得,F浮=G木;结合阿基米德原理和重力公式可得,ρ水gV排=ρ木gV木,所以,ρ木=ρ水=×1.0 g/cm3=0.6 g/cm3,故D正确。故选C。
10.C　解析:ACD.三只小船放入物体前后始终漂浮,浮力始终等于各自的重力,放入的物体越重,自身的重力越大,所受的浮力也就越大;放入的物体越轻,自身的重力越小,所受的浮力也就越小,所以放入不同质量的物体后,三只小船受到的浮力不同,故A、D错误,C正确;B.三只小船漂浮时没有受到水对它产生向下的压力,则根据浮力的大小等于物体受到的向上与向下的压力差可知:小船漂浮时小船底面受到的压力与浮力相等;由于小船受到的浮力不相等,所以底面受到的压力不相等,故B错误。故选C。
11.10　22　可能大于　解析:由浮力产生的原因可知,物体受到的浮力F浮=F向上-F向下=15 N-5 N=10 N;物块浸没在液体中,说明重力大于或等于浮力,且浮力和重力的方向相反,因物块所受浮力与重力的合力大小为12 N,则有G-F浮=12 N,所以物块的重力G=12 N+F浮=12 N+10 N=22 N;由阿基米德原理可知,物体所受的浮力的大小取决于液体的密度和物体排开液体的体积,与液体的多少无关,重力为10 N的水对漂浮的物体所产生的浮力大小可能小于10 N,可能等于10 N,可能大于10 N。
12.0.4×103　6　解析:当水深为30 cm时绳子刚好伸直,水深为36 cm时物块上表面恰好与水面相平,正方体物块棱长为10 cm,则绳子刚好伸直时物块浸在水中的深度为h1=10 cm-(36 cm-30 cm)=4 cm,则浸在水中的体积V1=4 cm×10 cm×10 cm=400 cm3=4×10-4 m3,根据阿基米德原理得此时所受浮力F浮1=ρ水gV1=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×4×10-4 m3=4 N,此时物块漂浮,则G物=F浮1=4 N,则物块质量m物===0.4 kg,V物=10 cm×10 cm×
10 cm=1 000 cm3=1×10-3 m3,由ρ=求得物块的密度ρ物===0.4×103 kg/m3;图乙中物块完全浸在水中静止,此时物块在重力、绳子的拉力及浮力的作用下受力平衡,因此绳子的拉力等于浮力减去物块重力,已知物块重G物=4 N,物块完全浸没受到的浮力F浮=ρ水gV物=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N,则绳子拉力F=
F浮-G物=10 N-4 N=6 N。
13.=　<　解析:由图可知,密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,F浮=G密,密度计是同一个,则重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F甲=F乙;由图知,甲中密度计排开液体的体积大于乙中密度计排开液体的体积,根据F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙;两烧杯中液面高度相同,根据p=ρ液gh可知,两个烧杯底部所受液体的压强p甲14.2　2×10-4　解析:小球漂浮,则小球受到的浮力等于其重力,即F浮=G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N;根据阿基米德原理公式F浮=ρ水gV排可知,小球排开水的体积V排===2×10-4 m3。
15.增加　>　大　解析:小明将自制的密度计放入水中,密度计不能直立漂浮,应降低其重心,故需要增加吸管中铁丝的质量;因为密度计不管是在水中还是在盐水中,都处于漂浮状态,所以F浮水=F浮盐水=G,设密度计的底面积为S,则根据F浮=ρ液gV排得,ρ水gSh1=ρ盐水gSh2,已知ρ水<ρ盐水,所以h1>h2。由于密度计漂浮时浮力等于重力,重力不变,则浮力不变;根据F浮=ρ液gV排可知,排开液体的体积不变,当测量可乐的密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,此时V排=V气泡+V浸,所以,密度计浸入可乐中的体积变小,由于密度计的刻度是越往下对应的密度越大,所以,所测的液体密度偏大。
16.(1)通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出。根据F甲=ρ甲gV甲可知,小玻璃瓶内气体体积增大,浮力变大,小玻璃瓶和瓶内气体总重力不变,小玻璃瓶和瓶内气体受到的浮力大于其总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。
(2)将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端,沿水平方向吹气。(合理即可)
解析:(1)解法一:通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出。使得小玻璃瓶和瓶内液体的总重力减小,根据F浮=ρ液gV排,此过程中ρ液和V排不变,所以F浮不变,小玻璃瓶和其内部液体受到的浮力大于其总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。解法二:通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出。根据F甲=ρ甲gV甲可知,小玻璃瓶内气体体积增大,浮力变大,小玻璃瓶和瓶内气体总重力不变,小玻璃瓶和瓶内气体受到的浮力大于其总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。(2)由(1)知,使瓶内气压减小,可以使小玻璃瓶内的部分水排出,从而可以让“小潜水艇”上浮,因此使“小潜水艇”上浮的方法有方法一:将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端,沿水平方向吹气;方法二:先用手挤压矿泉水瓶,再用另一只手堵住吸管口,最后撤去挤压矿泉水瓶的手;方法三:将整个装置放到阳光下晒或将装置进行水浴加热等。
17.(1)甲、丙、丁　(2)4　1.25×103　(3)1.1×103
(4)没有控制橡皮泥排开液体的体积相同　【拓展】0.33
解析:(1)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,应控制液体种类和物体排开液体的体积相同,物体在液体中的深度不同,故应选择甲、丙、丁三图。(2)金属块浸没在水中时受到的浮力F浮水=G-F=5 N-1 N=4 N,根据F浮=ρ水gV排得,金属块的体积:V=V排===4×10-4 m3;金属块的密度:ρ=====1.25×103 kg/m3。(3)金属块浸没在盐水中时,由图甲、戊所示的实验可知,其所受浮力:F浮盐水=G-F'=5 N-0.6 N=4.4 N,由F浮盐水=ρ盐水gV排得,盐水的密度:ρ盐水===1.1×103 kg/m3。(4)探究浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积相同、液体密度相同而形状不同,小明将同一个橡皮泥做成不同的形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉,他在实验中没有控制橡皮泥排开液体的体积相同,因此得出的结论是错误的。【拓展】橡皮泥漂浮时浮力等于重力,即F浮=G,沉底时受到的浮力为F'=ρ水gV排,所以橡皮泥漂浮和沉底时受到的浮力之差即为水对同一烧杯底压力的变化,即G-F'=ρ橡皮泥gV橡皮泥-
ρ水gV橡皮泥=0.03 N,代入数据,得(1.1-1.0)×103 kg/m3×10 N/kg·V橡皮泥=0.03 N,解得V橡皮泥=3×10-5 m3,故橡皮泥的重力:G=mg=ρ橡皮泥gV橡皮泥=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-5 m3=0.33 N。
18.(1)①用电子秤称出石料的质量m1;②将盛有适量水的玻璃杯放到电子秤上,读出示数m2;③用细线系住石料浸没在水中(不与杯底或侧壁接触),读出示数m3。
(2)石料浸没在水中排开水的质量:
m排=m3-m2,
由ρ=可得,石料的体积:
V=V排==,
石料的密度:
ρ石料===ρ0,
故石料的密度为ρ石料=ρ0。
19.解:(1)该车空载时的质量:
m=12 t=1.2×104 kg,
该车空载时对水平地面的压力:
F=G=mg=1.2×104 kg×10 N/kg=1.2×105 N,
该车空载时对水平地面的压强:
p===6×105 Pa。
(2)该车空载在水中航行时,处于漂浮状态,则该车空载在水中航行时受到的浮力F浮=G=1.2×105 N。
答:(1)它对水平地面的压强是6×105 Pa;
(2)受到的浮力是1.2×105 N。
20.解:(1)由图像可知,当h为0~40 cm时,弹簧测力计的示数为54 N,此时砖块处于空气中,根据二力平衡条件可知,砖块的重力G=F拉1=54 N;由图像可知,深度大于70 cm时,弹簧测力计的示数为24 N不变,此时砖块浸没在水中,则砖块完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F拉2=54 N-24 N=30 N。
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排可得,砖块的体积:
V=V排===3×10-3 m3,
砖块的质量:
m===5.4 kg,
砖块的密度:
ρ===1.8×103 kg/m3。
(3)由图像可知,砖块刚浸没时底部所处的深度:
h=70 cm-40 cm=30 cm=0.3 m,
砖块下底面受到水的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3 000 Pa,
其下底面所受的压强:
p=p水+p大气=3 000 Pa+1.013×105 Pa=1.043×105 Pa。
答:(1)砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小为30 N;
(2)砖块的密度为1.8×103 kg/m3;
(3)其下底面所受的压强为1.043×105 Pa。