单元质量评价第十章 浮力
(40分钟 100分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.(2024·厦门质检)下列物体没有受到浮力的是( )
A.太空遨游的“天宫一号” B.海面航行的“辽宁号”
C.水中下潜的“蛟龙”号 D.空中上升的热气球
2.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
3.(2024·上海质检)如图所示,用细绳吊着柱体浸没在水中,柱体所受浮力为F浮,柱体上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上。下列关系式一定成立的是( )
A.F浮=F向下 B.F浮C.F浮>F向下 D.F浮>F向上
4.(2022·江西中考)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( )
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
5.(2024·内江中考)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
6.(2024·合肥质检)已知铜的密度大于铝的密度,如果把两个质量相同的实心铜球和铝球浸没水中,则两球所受浮力的大小关系为( )
A.两球一样大 B.铜球比铝球的大
C.铜球比铝球的小 D.无法确定
7.利用鸬鹚捕鱼是我国传承千年的古老技艺。如图所示,当捕到鱼的鸬鹚从水中跳到渔船上时,下列有关渔船的说法,正确的是( )
A.船体将上浮一些 B.排开水的质量不变
C.所受水的浮力变大 D.所受水的浮力始终大于船的总重力
8.某防溺水宣传报道中指出:“如果不慎溺水,一定不要大喊大叫,手脚乱蹬,这样会使身体下沉更快。正确的做法应该是屏住呼吸,尽可能保持头向后仰,面部向上的仰泳体位,吸气要深,呼气要浅,这样可以使身体浮出水面,为救援争取更多时间。”从浮力的角度分析,以下说法不正确的是( )
A.溺水时大喊大叫,会喝入更多的水,使身体所受重力增大
B.溺水时手脚乱蹬,会减小排开水的体积,使身体所受浮力减小
C.当身体漂浮在水面上时,身体所受到的浮力大于重力
D.面部向上的仰泳体位,可以增大排开水的体积,使身体所受浮力增大
9.如图所示是一个挂在弹簧测力计下的长方体金属块,当金属块从缓慢浸入水中开始直到浸没并继续下潜的过程中,假若水足够深,长方体金属块没有与容器底部接触。能正确反映弹簧测力计的示数F和金属块下表面到水面距离h关系的图象是( )
10.(2024·眉山中考改编)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。下列说法正确的是( )
A.F浮甲>F浮乙 B.F浮甲C.ρ甲<ρ乙 D.ρ甲>ρ乙
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分,选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)
11.(2024·开封质检)如图所示,两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,两球最后均沉至杯底。已知甲、乙两球排开液体受到的重力相等,则下列说法正确的是( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙两球所受浮力大小相等
D.甲所在的容器中的液体密度小于乙所在的容器中的液体密度
12.(2024·长沙质检)关于轮船下列说法正确的是( )
A.钢铁制作成轮船,是采用“空心技术”,增大了排开液体的体积,增大了浮力
B.在海面上航行时,轮船所受浮力等于轮船的重力
C.轮船从河里驶入海里,它将会上浮一些,受到的浮力变小
D.向停靠在港口的轮船加装货物时,轮船始终处于漂浮状态,这个过程中浮力大小不变
三、填空题(本大题共6小题,每空2分,共28分)
13.(2024·福州质检)将重为10 N的圆柱体A用细绳悬挂着竖直浸没在水中某一深度处,静止时上、下表面受到水的压力分别为3 N和5 N,则A受到水的浮力为
N,浮力的方向为 。
14.如图是节日放飞氢气球的场景,氢气球放手后会向上运动。氢气球向上运动,是因为放手时氢气球的重力G (选填“大于”或“小于”)氢气球受到的空气浮力F。当氢气球上升到一定高度后不再上升,说明氢气球受到的浮力F (选填“变大”或“变小”)。请分析氢气球浮力变化的主要原因: 。
15.(2024·淄博质检)如图所示,A和B表示满载的轮船在海水和江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在 (选填“江水”或“海水”)中停泊;往轮船上装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”);若轮船的排水量为6 000 t,在海水中满载时受到的浮力是 N。(g=
10 N/kg)
16.(2024·广东模拟)2024年3月28日,“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器返回海南三亚,顺利完成首次中国—印度尼西亚爪哇海沟联合深潜任务。“奋斗者”号在水下下潜过程中,其排开海水的体积 ,受到海水的浮力 。(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)“奋斗者”号主要利用电磁铁在外部吸住一些压载铁或铁砂,为实现上浮,逐步抛掉压载铁或铁砂,使其所受浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力。
17.小竹将重力为1.2 N的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了1 N的水,物体受到的浮力为 N,则此时物体在水中 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。
18.(2024·齐齐哈尔中考改编)如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,容器内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为
7 N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4 N,则该物体的密度为 kg/m3。(g取10 N/kg)
四、简答题(本大题共1小题,共2分)
19.(2024·广东质检)物理与生活密切相关。在服用药品时,有传统的抬头服用与低头服用两种服药方式。其中质量为m的胶囊药品(m较小),当服用胶囊药品时,应该低头还是抬头呢 请结合物理知识回答并说明理由。
五、实验探究题(本大题共2小题,共18分)
20.(8分)(2024·山西中考)小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
实验思路:
(1)选取体积相同、 不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较;
实验过程:
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从甲图中可知物体A所受的浮力为 N;观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为 N,并计算出物体B所受的浮力;
实验结论:
(3)分析实验数据,可得出初步结论: 。
21.(10分)(2024·淄博质检改编)某物理实验小组的同学,利用图甲和图乙两种实验方式验证阿基米德原理。
(1)如图甲所示,为减小测量误差,最简便、最合理的操作步骤应该是 ;C图中,石块浸没在水中静止时,受到重力、 和拉力三个力的作用,此时,石块受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)分析图甲的实验数据可知,石块受到的浮力F浮= N,石块受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)石块排开水的重力。
(3)如图乙所示,将装满水的溢水杯放在铁架台上,缓慢将石块放入溢水杯的水中,且溢水杯不与石块接触,发现随着石块浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计a的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),且弹簧测力计a示数的变化量 (选填“大于”“小于”或“等于”)b示数的变化量,从而证明了物体受到的浮力与物体排开液体的重力关系。
(4)实验结束后,小李将小桶M放入盛满水的溢水杯中,如图丙所示,依据实验结论,分析小桶M的质量 (选填“大于”“小于”或“等于”)小桶N中水的质量。
六、计算题(本题共2小题,共16分,解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
22.(7分)(2024·芜湖质检)在弹簧测力计下挂一均匀的实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器正上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲所示。记录下整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h的变化关系,绘制出了F-h图像如图乙所示。
已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)圆柱体完全浸入水中时受到的浮力;
(2)圆柱体的底面积;
(3)圆柱体的密度。
23.(9分)厨房里的水池常会因塞子忘记拿出而使水溢出水池,为此小云同学根据所学的浮力知识设计一个防止水溢出的模型进行研究。如图所示,容器的底部装有一薄片塞子,用一块边长为10 cm的立方体泡沫A,其下端用细线连接到塞子上,向容器中加水至细线刚好被拉直停止,此时泡沫A有的体积没入水中;继续向容器中加水,当泡沫A刚好全部浸没时,塞子被拉开,g取10 N/kg。
求:(不计塞子重力及塞子与出水口的摩擦力)
(1)泡沫A的质量;
(2)泡沫A的密度;
(3)塞子被拉开时,塞子受到水的压力。单元质量评价第十章 浮力
(40分钟 100分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.(2024·厦门质检)下列物体没有受到浮力的是(A)
A.太空遨游的“天宫一号” B.海面航行的“辽宁号”
C.水中下潜的“蛟龙”号 D.空中上升的热气球
2.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是(C)
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
3.(2024·上海质检)如图所示,用细绳吊着柱体浸没在水中,柱体所受浮力为F浮,柱体上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上。下列关系式一定成立的是(B)
A.F浮=F向下 B.F浮C.F浮>F向下 D.F浮>F向上
4.(2022·江西中考)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是(A)
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
5.(2024·内江中考)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)(B)
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
6.(2024·合肥质检)已知铜的密度大于铝的密度,如果把两个质量相同的实心铜球和铝球浸没水中,则两球所受浮力的大小关系为(C)
A.两球一样大 B.铜球比铝球的大
C.铜球比铝球的小 D.无法确定
7.利用鸬鹚捕鱼是我国传承千年的古老技艺。如图所示,当捕到鱼的鸬鹚从水中跳到渔船上时,下列有关渔船的说法,正确的是(C)
A.船体将上浮一些 B.排开水的质量不变
C.所受水的浮力变大 D.所受水的浮力始终大于船的总重力
8.某防溺水宣传报道中指出:“如果不慎溺水,一定不要大喊大叫,手脚乱蹬,这样会使身体下沉更快。正确的做法应该是屏住呼吸,尽可能保持头向后仰,面部向上的仰泳体位,吸气要深,呼气要浅,这样可以使身体浮出水面,为救援争取更多时间。”从浮力的角度分析,以下说法不正确的是(C)
A.溺水时大喊大叫,会喝入更多的水,使身体所受重力增大
B.溺水时手脚乱蹬,会减小排开水的体积,使身体所受浮力减小
C.当身体漂浮在水面上时,身体所受到的浮力大于重力
D.面部向上的仰泳体位,可以增大排开水的体积,使身体所受浮力增大
9.如图所示是一个挂在弹簧测力计下的长方体金属块,当金属块从缓慢浸入水中开始直到浸没并继续下潜的过程中,假若水足够深,长方体金属块没有与容器底部接触。能正确反映弹簧测力计的示数F和金属块下表面到水面距离h关系的图象是(A)
10.(2024·眉山中考改编)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。下列说法正确的是(C)
A.F浮甲>F浮乙 B.F浮甲C.ρ甲<ρ乙 D.ρ甲>ρ乙
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分,选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)
11.(2024·开封质检)如图所示,两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,两球最后均沉至杯底。已知甲、乙两球排开液体受到的重力相等,则下列说法正确的是(C、D)
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙两球所受浮力大小相等
D.甲所在的容器中的液体密度小于乙所在的容器中的液体密度
12.(2024·长沙质检)关于轮船下列说法正确的是(A、B)
A.钢铁制作成轮船,是采用“空心技术”,增大了排开液体的体积,增大了浮力
B.在海面上航行时,轮船所受浮力等于轮船的重力
C.轮船从河里驶入海里,它将会上浮一些,受到的浮力变小
D.向停靠在港口的轮船加装货物时,轮船始终处于漂浮状态,这个过程中浮力大小不变
三、填空题(本大题共6小题,每空2分,共28分)
13.(2024·福州质检)将重为10 N的圆柱体A用细绳悬挂着竖直浸没在水中某一深度处,静止时上、下表面受到水的压力分别为3 N和5 N,则A受到水的浮力为
2 N,浮力的方向为 竖直向上 。
14.如图是节日放飞氢气球的场景,氢气球放手后会向上运动。氢气球向上运动,是因为放手时氢气球的重力G 小于 (选填“大于”或“小于”)氢气球受到的空气浮力F。当氢气球上升到一定高度后不再上升,说明氢气球受到的浮力F 变小 (选填“变大”或“变小”)。请分析氢气球浮力变化的主要原因: 空气的密度减小,氢气球受到的浮力减小 。
15.(2024·淄博质检)如图所示,A和B表示满载的轮船在海水和江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在 海水 (选填“江水”或“海水”)中停泊;往轮船上装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”);若轮船的排水量为6 000 t,在海水中满载时受到的浮力是 6×107 N。(g=
10 N/kg)
16.(2024·广东模拟)2024年3月28日,“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器返回海南三亚,顺利完成首次中国—印度尼西亚爪哇海沟联合深潜任务。“奋斗者”号在水下下潜过程中,其排开海水的体积 不变 ,受到海水的浮力 不变 。(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)“奋斗者”号主要利用电磁铁在外部吸住一些压载铁或铁砂,为实现上浮,逐步抛掉压载铁或铁砂,使其所受浮力 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力。
17.小竹将重力为1.2 N的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了1 N的水,物体受到的浮力为 1 N,则此时物体在水中 沉底 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。
18.(2024·齐齐哈尔中考改编)如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,容器内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为
7 N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4 N,则该物体的密度为 0.9×103 kg/m3。(g取10 N/kg)
四、简答题(本大题共1小题,共2分)
19.(2024·广东质检)物理与生活密切相关。在服用药品时,有传统的抬头服用与低头服用两种服药方式。其中质量为m的胶囊药品(m较小),当服用胶囊药品时,应该低头还是抬头呢 请结合物理知识回答并说明理由。
答:应该低头服药。由于胶囊药物质量小于同体积水的质量,因此胶囊的重力小于受到的浮力,会漂浮在水上,如果仰头服用它就漂在水面上,不容易下咽,低头服药,胶囊药物才能顺利通过咽喉进入食道。
五、实验探究题(本大题共2小题,共18分)
20.(8分)(2024·山西中考)小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
实验思路:
(1)选取体积相同、 密度 不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较;
实验过程:
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从甲图中可知物体A所受的浮力为 1.2 N;观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为 2.8 N,并计算出物体B所受的浮力;
实验结论:
(3)分析实验数据,可得出初步结论: 浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关 。
21.(10分)(2024·淄博质检改编)某物理实验小组的同学,利用图甲和图乙两种实验方式验证阿基米德原理。
(1)如图甲所示,为减小测量误差,最简便、最合理的操作步骤应该是 BACD ;C图中,石块浸没在水中静止时,受到重力、 浮力 和拉力三个力的作用,此时,石块受力 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)分析图甲的实验数据可知,石块受到的浮力F浮= 1 N,石块受到的浮力 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)石块排开水的重力。
(3)如图乙所示,将装满水的溢水杯放在铁架台上,缓慢将石块放入溢水杯的水中,且溢水杯不与石块接触,发现随着石块浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计a的示数 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),且弹簧测力计a示数的变化量 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)b示数的变化量,从而证明了物体受到的浮力与物体排开液体的重力关系。
(4)实验结束后,小李将小桶M放入盛满水的溢水杯中,如图丙所示,依据实验结论,分析小桶M的质量 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)小桶N中水的质量。
六、计算题(本题共2小题,共16分,解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
22.(7分)(2024·芜湖质检)在弹簧测力计下挂一均匀的实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器正上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲所示。记录下整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h的变化关系,绘制出了F-h图像如图乙所示。
已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)圆柱体完全浸入水中时受到的浮力;
(2)圆柱体的底面积;
(3)圆柱体的密度。
解:(1)由乙图知,下降0~3 cm过程中,弹簧测力计示数不变,说明圆柱体还未接触水面,此时F1=G=12 N(1分)
下降7 cm之后,弹簧测力计示数不变,说明圆柱体已经完全浸没在水中,此时弹簧测力计示数F2=4 N,所以圆柱体完全浸没水中时受到的浮力
F浮=F1-F2=12 N-4 N=8 N(1分)
(2)从圆柱体刚浸入水中到完全浸没,下降了4 cm,即圆柱体的高度h=4 cm=
0.04 m(1分)
完全浸没时F浮=ρ水gV排,得到V物=V排===8×10-4 m3(1分)
圆柱体的底面积S===0.02 m2(1分)
(3)圆柱体的质量m====1.2 kg(1分)
圆柱体的密度ρ===1.5×103 kg/m3(1分)
23.(9分)厨房里的水池常会因塞子忘记拿出而使水溢出水池,为此小云同学根据所学的浮力知识设计一个防止水溢出的模型进行研究。如图所示,容器的底部装有一薄片塞子,用一块边长为10 cm的立方体泡沫A,其下端用细线连接到塞子上,向容器中加水至细线刚好被拉直停止,此时泡沫A有的体积没入水中;继续向容器中加水,当泡沫A刚好全部浸没时,塞子被拉开,g取10 N/kg。
求:(不计塞子重力及塞子与出水口的摩擦力)
(1)泡沫A的质量;
(2)泡沫A的密度;
(3)塞子被拉开时,塞子受到水的压力。
解:(1)泡沫A的体积V=10 cm×10 cm×10 cm=1 000 cm3=1×10-3 m3(1分)
漂浮时泡沫A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg××1×10-3 m3=4 N(1分)
泡沫A处于漂浮状态,重力G=F浮=4 N(1分)
A的质量m===0.4 kg(1分)
(2)泡沫A的密度ρ===0.4×103 kg/m3(2分)
(3)当A刚好全部没入水中时,泡沫A受到的浮力
F浮'=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N(1分)
当塞子被拉开时,塞子受到水的压力F=F浮'-G=10 N-4 N=6 N(2分)
