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第十章 浮力【培优】
一、填空题
1.小悟利用弹簧测力计测量石块受到的浮力。他用细线将石块挂在弹簧测力计上,测出石块重4.2N,然后将石块浸没在水中,弹簧测力计的示数如图所示,则石块受到的浮力为 N,剪断细线,石块将下沉,下沉过程中石块所受浮力 (选填“变小”、“变大”或者“不变”)。
2. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,这是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图,三峡船闸利用了 原理;质量为60t的轮船静止在江面上时排开江水的体积为 。取,
3.把重10N,体积为1.2×103cm3的物体轻轻投入水中,当物体静止时,物体处于 状态(填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)此时物体所受浮力是 N。
4.弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数为 N(从图中读取数据),把重物浸在水中时的示数为 N(从图中读取数据)。重物浸在水中时所受的浮力是 N。
5.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变它 实现的,潜水艇是靠改变自身的 来实现上浮和下沉的。
6.浸没在水中的实心物块如图,其上表面受到水的压力F1=8N,下表面受到水的压力F2=13N,请问物块所受浮力大小为 N;若该物体可以自由悬浮在水中,则物体的密度为 g/cm3。
7.小敏把一块体积为200 cm3,质量为 240 g 的洋芋全部没入水中时,洋芋受到的浮力是 N;松手后洋芋将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”).
8.现有如下器材:弹簧测力计、盛有适量水的大杯子、一个铁块(能放入杯中)、细线、要测铁块的密度。
主要步骤:
①
②
铁块密度表达式:
9.元宵节是中华民族的传统节日,吃汤圆是元宵节传统民俗活动之一。生汤圆刚放入水中会沉在锅底,随着水温升高,汤圆逐渐上浮,最后浮在水面上。露出水面前,汤圆上浮时体积变大,受到的浮力 ,最后浮在水面上时,汤圆受到的浮力 汤圆的重力。
10.一个重力为10N的物体,将其浸没入水中,排开水的重力为20N,则松手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”);将物体从水中取出(不沾水)再放入酒精中,静止后排开酒精的体积为 m3.()
二、实验探究题
11.某同学为探究漂浮在水面上的物体受到的浮力大小是否遵从阿基米德原理的结论,他进行了如图所示的实验。实验中所用弹簧测力计的一个黑格或一个白格均表示0.5牛。请回答下列问题:
(1)由图中a的测量可知,木块受到重力的大小是 牛;由图中a、d可知木块漂浮时受到浮力的大小是 牛。
(2)图中b、e两次测量的目的是为了测出 的大小。
(3)分析上述实验可得出初步结论:漂浮在水面上的物体受到的浮力大小 阿基米德原理的结论(选填“遵从”或“不遵从”)。
12.某实验小组用如图所示的方法探究“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”。
(1)图中所示实验的最佳操作顺序是 (填图片序号);
(2)由图可知物体所受重力为 N,物体所受浮力为 N;
(3)通过图中实验数据可初步得到结论: (用文字表述);
(4)以下情况不会影响实验结论的是 ;
A.图乙中物体碰到容器底
B.图乙中物体未浸没在水中
C.图乙中水面未达到溢水杯的溢水口
(5)根据本次实验数据结合最终实验结论,可算出此物体的密度为 ;
(6)若将杯中液体换为酒精,乙图中测力计示数将会 3N(选填“大于”“小于”或“等于”)。
三、单选题
13.水平桌面上的两个完全相同的烧杯分别盛有甲、乙两种液体。如图所示,将两个完全相同的物体A、B放入杯中静止时液面刚好相平。A、B所受浮力分别为F浮A和F浮B,液体对烧杯底部的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F浮A=F浮B,p甲<p乙 B.F浮A=F浮B,p甲>p乙
C.F浮A<F浮B,p甲=p乙 D.F浮A>F浮B,p甲>p乙
14.小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞人适量金属丝并用石蜡封口,制成简易“密度计”,如图所示。现使吸管竖直漂浮在相同烧杯内深度相等的不同液体中,测得液面到吸管下端的深度为h,如图中表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ、液体对杯底的压强p和烧杯对桌面的压强p'与深度h关系的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
15.下列说法中正确的是( )
A.密度大的液体对物体的浮力一定大
B.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
C.同一物体漂浮在不同液体的液面时,物体所受的浮力大小不等
D.体积相同的铁球和木球浸没在水中,它们受到的浮力一定相等
16.水平桌面上两个底面积相同、质量相同的容器中,盛有水。将两个体积相同的小球、分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内水面相平。下列分析错误的是( )
A.水对容器底部的压强
B.两容器对水平桌面的压力
C.两小球所受浮力
D.两小球的密度
17.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
18.一个鸡蛋沉没在一杯清水中,将下列添加物(足量)分别加入杯内的水中经搅拌后,最终能使鸡蛋浮起来的是( ).
A.水 B.食盐 C.酒精 D.食用油
19.将实心的塑料球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积是它自身体积的,如图所示,当把细绳剪断后,塑料球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的,这时塑料球受到池底对它的支持力为2N,若已知塑料球和木球体积之比为1:4。下列判断正确的是( )(g取10N/kg)
A.塑料球所受浮力为2N
B.塑料球的重力为6N
C.塑料球的密度为2×103kg/m3
D.绳子剪断前后,两球所受总浮力相差4N
四、计算题
20.如图所示,将长方体物块A完全浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为10N,若物块上、下表面所受水的压力分别为18N和23N。求:
(1)物体A所受的浮力;
(2)物块A的质量是多少千克()。
21.2023年8月初,华北地区面临严峻的防汛形势。为减小抗洪压力,科创小组设计了水库自动泄洪控制装置,将其制成顶部开有小孔的模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是密度小于水且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深时,B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启通洪阀门。已知圆柱体B的底面积,高,。求:
(1)当模型内水深时,水对容器底部的压强;
(2)B的密度;
(3)刚触发报警装置时,B浸入水中的深度。
22.小侨酷爱动手做实验,他在实验室中找到一个工件,该工件由实心圆柱体A、B紧密连接组成,hA=hB=10cm,SB=2SA=100cm2如图甲,用细线将工件与力传感器相连,如图乙为力传感器原理图,其中R为力敏电阻,其阻值与所受拉力F的关系如表1所示,电源电压为3V。重2.5N,底面积200cm2的薄壁柱形容器放在水平升降台上,其内装有15cm深的水,B的下表面刚好与水面接触。现将升降台上升使工件逐渐浸入水中,该过程中力传感器示数F与升降台上升高度h的关系如图丙。求:
R与F的关系
R/Ω 10 6 4 2
F/N 30 20 15 10
(1)工件的质量;
(2)已知细线拉力为F0时,B恰好浸没,此时乙图中电流的大小;
(3)当工件浸没后剪断细线,稳定时容器对升降台的压强。
答案解析部分
1.【答案】2;不变
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
2.【答案】连通器;60
【知识点】连通器原理;浮力大小的计算
3.【答案】漂浮;10
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
4.【答案】3.2;2.2;1
【知识点】浮力大小的计算
5.【答案】排开水的体积;重力
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用
6.【答案】5;1
【知识点】浮力及其产生原因;物体的浮沉条件及其应用
7.【答案】2;下沉
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
8.【答案】用细线将铁块绑好,用弹簧测力计测出重力G;再将铁块浸没水中,此时测力计示数F;ρ=Gρ水∕G–F
【知识点】阿基米德原理
9.【答案】变大;等于
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
10.【答案】上浮;
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
11.【答案】0.5;0.5;排开水的重力;遵从
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
12.【答案】丁甲乙丙;4.2;1.2;物体受到的浮力等于物体排开水的重力;B;3×103;大于
【知识点】阿基米德原理
13.【答案】B
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
14.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
15.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
16.【答案】B
【知识点】压强大小比较;物体的浮沉条件及其应用
17.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
18.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
19.【答案】B
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
20.【答案】(1);(2)
【知识点】浮力大小的计算
21.【答案】(1)解: 当模型内水深时,水对容器底部的压强:
(2)解: 当模型内水深时,B排开水的体积:
由B与模型底面刚好接触且压力为零可知,此时B处于漂浮状态,由物体的漂浮条件可知,B的重力:
由G=mg可知,B的质量:
B的体积:
则B的密度:
(3)解: 刚触发报警装置时,圆柱体B对压力传感器的压力为3N,由力的平衡条件可知,此时B受到的浮力:…
由可知,B排开水的体积:
由V=Sh可知,B浸入水中的深度:
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
22.【答案】(1)3kg;(2)0.5A;(3)3000Pa
【知识点】浮力的利用;欧姆定律及其应用
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