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10.1浮力
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,关于乙图的说法正确的是( )
A.水对石块的浮力是3N
B.石块对水有1N的压力
C.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.图乙中人的手受的拉力是3N
2.“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如下图所示。下列有关该现象的解释,正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下 B.乒乓球受到的浮力等于重力
C.浮力和重力没有关系 D.太空中重力消失时,浮力也消失了
3.下列事例中的人或物体没有受到浮力的是( )
A.漂浮在死海中悠闲阅读的人 B.在大气层中缓慢上升的气球
C.在月背采样的嫦娥六号 D.校科技展中,小明放飞的“孔明灯”
4.图中小球受到的浮力的方向是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.有一实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为15N,当把物体的一半体积浸入水中时,测力计的示数为6N。则此时物体受到的浮力是( )
A.9N B.6N C.18N D.15N
6.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为
D.丙图中盐水的密度为
7.如图所示,用细绳将一个物体系在容器底部。若物体所受浮力为6N,上表面受到水向下的压力为7N,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A.4N B.6N C.13N D.7N
8.下列物体主要是依靠空气的浮力升空的是( )
①飞行的飞艇 ②飞行的飞机
③升空的热气球 ④发射的火箭
A.①③ B.③④ C.②④ D.①④
9.以下情景中的物体没有受到浮力的是( )
A.图甲:海中航行的“辽宁号” B.图乙:海中下潜的“蛟龙号”
C.图丙:遨游太空的“天宫一号” D.图丁:空中上升的热气球
10.如图所示,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,下列说法错误的是( )
A.石块的重力力是4N B.水对石块的浮力是3N
C.水对石块的浮力是1N D.图乙中,石块受的力有重力、拉力和浮力
二、填空题
11.质量相同的实心铜球和实心铁球,都浸没在水中时, 球受到的浮力大;体积相同的铜块和铁块,铜块浸没在水中,铁块浸没在煤油中, 块受到的浮力大。(均选填“铜”或“铁”,已知,)
12.如图所示,在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,比较甲和乙可知,物体受到的浮力 (用图中的物理量符号表示);分析乙和丙可知,物体受到的浮力大小关系为: (选填“大于”、“等于”或“小于”),可知物体受到的浮力大小与物体 有关系。
13.弹簧测力计拉着一个长方体竖直浸没在水中的,其上表面受到水的压力为,下表面受到水的压力为,这个物体受到水的浮力为 N,该长方体浸没时所受拉力如图所示,则该物体所受重力为 N。
14.用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示,物体下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙,根据图中信息,可知物体浸没时所受的浮力大小为 N ,物体的密度为 kg/m3。
15.根据图的甲、丙两图可知,物体受到的浮力大小为 牛,甲、乙或甲、丙两图探究的物理问题是 ,甲、乙和甲、丙两组图可以探究的物理问题是 。
16.小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数变为2N,则浮力的大小是 N,方向为 。
三、作图题
17.如图,实心物体被绳子拉着浸没在水中,画出物体所受力的示意图。
四、实验题
18.兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
(1)提出如下猜想
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图甲步骤进行实验:
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块;
②根据图A、B、C的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是 ;
③小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图;
④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关:
⑤根据A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关。
(2)小华把4个磁力块组合成下图,她还能探究浮力大小与 的关系。
(3)爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系,设计了如下实验:取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯甲、乙(杯壁厚度和杯的质量不计),甲杯中装入50g水,乙杯中装入100g水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中。这时甲杯中水产生的浮力为 N;这个实验说明,液体 (能/不能)产生比自身重力大的浮力。(g取10N/kg)
五、综合题
19.神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲开设了“天宫课堂”第三课,为广大青少年带来了一堂精彩的太空科普课。请就此回答下列问题。
(1)“天宫课堂”上刘洋展示了经过70多天生长的高秆水稻和矮秆水稻植株(如图甲),这两种水稻已经抽穗,进入了种子成熟期。则水稻种子在萌发时需要提供的外部条件是 ;这两种水稻高矮性状上的差异是由 决定的;
(2)空间站在轨道上正常飞行时处于“失重”状态,在这种环境下,以下哪些实验不能像在地面上一样正常进行______;
A.用天平称量物体质量 B.用弹簧测力计测拉力
C.粗盐提纯 D.植物根的向水性
(3)在“水球变懒”实验中,将注射器对准固定的水球进行喷气,水球开始振动起来,而且比较剧烈;然后将一个空心钢球放进水球内部,再次喷气,观察到水球振动变慢,即“水球变懒”,如图乙所示。加入钢球后,水球整体惯性 (选填“变大”“不变”或“变小”);钢球 (选填“有”或“没有”)受到水的浮力。
六、计算题
20.弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数如图甲所示,把重物浸在水中时的示数如图乙所示。重物浸在水中时所受的浮力是多大?
《10.1浮力》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C A A B C A C B
1.B
【详解】在空气中称出物体的重力G,浸在水中物体受重力、浮力和拉力,故G,则。
A.水对石块的浮力
故A错误;
B.力的作用是相互的,水对石块的浮力是1N,石块对水的压力为1N,故B正确;
C.乙图中石块受到重力、拉力和浮力作用,故C错误;
D.图乙中人的手受的拉力是3N加上弹簧测力计的重力,大于3N,故D错误。
故选B。
2.D
【详解】浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力;在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,故D正确,ABC错误。
故选D。
3.C
【详解】A.漂浮在死海中的人,下表面受到水的压力,水对人上下表面有压力差,所以人受到水的浮力作用,由于浮力等于重力,所以漂浮,故A不符合题意;
BD.在大气层中上升的气球和“孔明灯”在空气中,空气对其上下表面存在压力差,所以它们受到空气的浮力作用,由于浮力大于重力,所以上升,故BD不符合题意;
C.月球上没有空气,所以在月背采样的嫦娥六号不受浮力,故C符合题意。
故选C。
4.A
【详解】浮力的方向是竖直向上的,图中1方向是竖直向上,故小球受到的浮力的方向是1方向。
故选A。
5.A
【详解】物体浸入水中时,受到向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的浮力处于平衡状态,则此时物体受到的浮力为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.B
【详解】A.石块浸没在水中后,弹簧测力计对石块的拉力变小了,说明石块受到竖直向上的浮力,故A错误;
B.由图甲可知,物体的重力G=2N,由图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数,则石块在水中受到的浮力为
故B正确;
C.石块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为
故C错误;
D.物体的重力G=2N,由图丙可知,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数,则石块在盐水中受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,盐水的密度为
故D错误。
故选B。
7.C
【详解】根据浮力产生的原因:F浮=F向上﹣F向下
则物体下表面受到水向上的压力为F向上=F浮+F向下=6N+7N=13N
故选C。
8.A
【详解】①飞艇工作时,需要向飞艇内充入密度比空气小的气体,从而利用浮力来飞行;
②飞机是利用机翼上下方空气的流速不同产生的升力升空的;
③热气球里利用气球里的空气受热后体积变大,密度变小后小于外部空气密度,气球受浮力作用而上升;
④火箭升空靠气体的反作用力而获得动力。综上,依靠空气的浮力而升空的实例是①③,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.C
【详解】A.“辽宁号”航空母舰,能浮在海面上,就是因为受到的浮力作用,故A不符合题意;
B.下潜的“蛟龙”号,上下表面所受压力大小不同,故会受到水竖直向上的浮力,故B不符合题意;
C.太空中没有空气,故遨游太空的“天宫一号”不受到浮力,故C符合题意;
D.上升的热气球,受到空气的浮力,故D不符合题意。
故选 C。
10.B
【详解】由图甲及二力平衡的条件可知,石块的重力大小等于弹簧测力计的示数,为4N,而图乙中,石块受到水的浮力、弹簧测力计的拉力和自身的重力,则由力的平衡条件可得水对石块的浮力为F浮=G-F拉=4N-3N=1N,故ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故选B。
11. 铁 铜
【详解】[1]已知实心铜球和实心铁球的质量相同,且,根据可知,铁球的体积大,都浸没在水中时,由于铁球排开液体的体积大,则铁球受到的浮力大。
[2]体积相同的铜块和铁块,分别浸没在水中和煤油中,排开两种液体的体积相同,由于水的密度大于煤油的密度,因此在水中的铜块受到的浮力大。
12. 小于 排开液体体积
【详解】[1]由甲图可知物体的重力为G;乙图中物体受到重力、拉力和浮力的作用,根据力的平衡条件可得
G=F1+F浮
所以物体受到的浮力
F浮=G F1
[2][3]比较乙和丙两图可知,乙中弹簧测力计的示数大于丙的示数,由称重法可知,即F浮1<F浮2;在图乙、丙中,液体的密度不变,而排开液体的体积不同,浮力不同,由此说明:当液体密度相同时,受到的浮力与物体排开的液体体积有关。
13. 8 10.6
【详解】[1]这个物体受到水的浮力为
F浮=F向上-F向下=12N-4N=8N
[2]由图可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是2.6N,由称重法可知物体的重力
G=F浮+F=8N+2.6N=10.6N
14. 4
【详解】[1][2]根据图中信息,可知物重
物体浸没时所受的浮力大小为
物体的体积为
物体的密度为
15. 1.1 浸在液体中的物体是否受到浮力 浸没在不同液体中的同一物体所受的浮力大小与液体密度的关系
【详解】[1]根据图中的甲、丙两图和称重法可知,物体受到的浮力为
[2]甲、乙或甲、丙两图,说明物体浸没在水或盐水中受到水或盐水的浮力;探究的物理问题为:浸在液体中的物体是否受到浮力。
[3]由甲、乙两图得出物体受到水的浮力
4N-3N=1N
由甲、丙两图得出物体受到盐水的浮力为1.1N;排开液体的体积相同的,研究的问题是:浸没在不同液体中的同一物体所受的浮力大小与液体密度的关系。
16. 1 竖直向上
【详解】[1][2]由题意可知,物体的重力为3N,将物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数变为2N,物体受到竖直向上的浮力,由称重法可知,浮力的大小
17.
【详解】
物体用细线拉着浸没在水中,物体受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的共同作用,处于静止状态,由力的平衡条件可得
过重心分别沿力的方向画一条有向线段,并标上力的符号,如下图所示:
。
18. 未控制物体浸在液体中的体积相同 液体的密度 物体形状 1 能
【详解】(1)②[1]由图A、B、C可知,液体的密度相同,排开液体的体积和深度都不同,没有控制物体浸在液体中的体积相同,不能得到浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。
③[2]为了研究浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,控制物体浸在液体中的体积相同,图B中物体被竖直吊起,排开液体的体积等于物体体积的一半,图D中可以将物体水平吊起,让物体的一半浸入液体中,这样可以保持物体排开液体的体积相同,浸入液体的深度不同,如图所示:
⑤[3]由图A、C、E可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力大小不同,可以得到浮力大小与液体的密度有关。
(2)[4]把4个磁力块进行不同的组合,可以改变物体的形状,将它们全部浸没在同一液体中,排开液体的体积相同,改变物体的形状,可以探究浮力大小与物体形状的关系。
(3)[5]乙杯处于漂浮状态,所以甲杯中水产生的浮力
F浮=G乙=m乙g=0.1kg×10N/kg=1N
[6]甲杯中液体的重力
G甲=m甲g=0.05kg×10N/kg=0.5N
因为
G甲所以液体能产生比自身重力大的浮力。
19.(1) 适宜温度、充足的水分和氧气 基因
(2)AC
(3) 变大 没有
【详解】(1)[1][2]根据种子萌发的条件可知,水稻种子在萌发时需要提供的外部条件是;适宜温度、充足的水分和氧气;这两种水稻高矮性状上的差异是由基因决定的。
(2)A.用天平称量物体质量,天平是利用杠杆的平衡条件来工作的,太空失重环境下,物体对天平托盘的压力为零,无法测量质量,故A符合题意;
B.用弹簧测力计测拉力,可以正常测量,故B不符合题意;
C.粗盐提纯是利用重力来过滤的,在太空失重环境下,不能正常进行,故C符合题意;
D.植物根的向水性,与重力无关,故D不符合题意。
故选AC。
(3)[1]加入钢球后,水球整体质量变大,所以其惯性变大。
[2]浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力;在太空中水和钢球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,则钢球没有受到水的浮力。
20.1N
【详解】解:本题利用称重法求浮力大小。由图可得弹簧测力计的分度值为0.1N,当重物在空中时弹簧测力计的示数为3.2N,即重物重G=3.2N,当重物浸在水中时弹簧测力计的示数F示=2.2N,则重物受到的浮力
F浮=G-F示=3.2N-2.2N=1N
答:重物浸在水中时所受的浮力是1N。
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