第九章 浮力
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.浸没在液体中的物体,各个方向都受到液体的压力,其中液体对物体向上的压力大于向下的压力,这个压力差就是液体对物体的浮力,因此水中的桥墩 (选填“受到”或“不受”)水的浮力。
2.如图所示,弹簧测力计竖直悬挂着物体A静止在空中时示数为8 N,物体A浸在水中静止时弹簧测力计的示数为7 N。可知物体A浸入水中,下表面受到水的压力为 N。
3.小刚在做探究浮力大小的实验时,观察水面位置的变化。小刚做了一个橡皮泥小船,第一次让小船漂浮在水槽内水面上(如图所示),第二次在小船内放入适量水槽内的水,使小船仍漂浮在水面上。此时观察到水槽内水面位置 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
4.含有杂质的冰块漂浮在水面上如图所示,一段时间后,冰块全部熔化成水,冰内杂质沉到盆底,则对比冰块熔化前,沉到盆底的杂质受到的浮力将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
5.将一盛满水的烧杯放在水平桌面上,缓慢放入一体积为100 cm3的实心木块,木块的密度是0.6×103 kg/m3,则木块漂浮时受到的浮力是 N。(g取10 N/kg)
6.如图所示是世界上最大的货轮“长范号”,其长度约为 400 m,宽度为62 m,甲板的大小和四个足球场差不多,满载时排水量为64万吨,该货轮在海上满载时所受浮力为 N。(g取10 N/kg)
7.如图所示,静止在地面上的热气球被加热后开始升空,如果该热气球的总体积为500 m3,它周围空气的密度为1.2 kg/m3,则该热气球在空气中受到的浮力为 N。(g取10 N/kg)
8.如图所示,将悬挂在弹簧测力计挂钩上的实心铝块浸没在装有适量水的烧杯中,铝块静止时,弹簧测力计的示数为3.4 N,则该铝块的体积为 cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ铝=2.7×103 kg/m3,g取
10 N/kg)
9.小锐在大烧杯内放有密度为ρ的液体,让小烧杯漂浮,如图甲所示,此时大烧杯内液体深度为h1;他将鹅卵石放在小烧杯中,装有鹅卵石的小烧杯仍漂浮,如图乙所示,此时大烧杯内液体深度为h2;他再将鹅卵石从小烧杯取出放入大烧杯中,如图丙所示,此时大烧杯内液体的深度为h3。则鹅卵石的密度表达式为ρ石= 。
10.如图所示,小球漂浮在水面,请在O点画出小球受到的重力G和浮力F浮的示意图。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.以下有关浮力的说法正确的是( )
A.物体所受的浮力的方向总是与物体所受重力的方向相反
B.只有浸没在液体中的物体才受到浮力
C.将一块石块扔在水中,其沉底时一定不受浮力
D.物体受到浮力的作用时,液体对物体向上的压力小于向下的压力
12.当“辽宁舰”上的战机从航母上起飞后( )
A.飞行的战机以航母为参照物,是静止的
B.航母所受浮力变小,会上浮一些
C.航母所受浮力不变,排开海水的体积不变
D.航母两侧水域流速大的位置压强大
13.两个完全相同的容器A、B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,静止后的情况如图所示,已知甲、乙两球排开液体的重力相等,则下列说法正确的是( )
A.甲球所受浮力更大
B.乙球所受浮力更大
C.容器A中液体密度小
D.容器B中液体密度小
14.将一体积为250 cm3的物体轻轻地放入盛满水的杯中,溢出m=100 g水(g取10 N/kg),则物体受到浮力为( )
A.F浮=250 N
B.F浮=1 N
C.F浮=100 N
D.100 N15.人体密度跟水的密度差不多。质量为40 kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,(ρ水=1.0×103 kg/m3)则游泳圈浸在水中的体积约为( )
A.10 dm3 B.20 dm3
C.30 dm3 D.40 dm3
16.如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中(ρ水>ρ酒精),小球的质量为6 g,体积为10 cm3,下列描述正确的是( )
A.小球的密度为6×103 kg/m3
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体),小球浸入液体的体积不变
17.如图甲所示,将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,合金块A浸没在装有水、底面积为100 cm2的圆柱形容器中,水深为10 cm,容器的质量为200 g(容器的厚度忽略不计)。容器底部有个由阀门B控制的出水口。打开阀门B缓慢放水过程中,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示,整个过程中金属块始终不与容器底部接触。下列说法正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)( )
A.随着放水时间的增加,合金块A受到的浮力一直减小
B.合金块A受到的最大浮力为22 N
C.合金块A的密度为3.2×103 kg/m3
D.合金块A浸没时,弹簧测力计示数为10 N
三、实验题(每小题8分,共16分)
18.小悟同学按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg)
(1)如图A所示,物体所受的重力为 N。
(2)通过比较步骤A、B、C、D,可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与 有关。
(3)通过比较步骤A、B、E, (选填“可以”或“不可以”)得出浮力大小与液体密度有关。
(4)仔细分析实验数据,可推算出物体的密度为 kg/m3。
19.如图甲所示是“探究浮力大小跟物体排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
(1)物块浸没在水中时受到的浮力F浮= N。 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
(2)如图乙所示是物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。分析图像可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数为 N。
四、计算与推导题(第20小题8分,第21小题12分,共 20分;解答要有必要的公式和过程)
20.如图所示是中国自主研制的某款大型水陆两栖飞机。一架总重为4×104 N的该款两栖飞机,静止在水面上。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求此时该款两栖飞机:
(1)在水面下1.5 m深处受到水的压强。
(2)排开水的体积。
21.如图所示,容器底部安装有压力传感器,可显示所受压力的大小。一重为2.5 N的实心圆柱体,放在容器底部,缓慢向容器中加水,当圆柱体有一半浸在水中时,圆柱体对容器底面的压力为1.5 N。若将容器内的水全部倒出,然后向容器中缓慢加入某未知液体,当圆柱体刚好完全浸没在该液体中时,圆柱体对容器底面的压力刚好为0。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)圆柱体一半浸在水中时,所受的浮力大小。
(2)未知液体的密度。第九章 浮力
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.浸没在液体中的物体,各个方向都受到液体的压力,其中液体对物体向上的压力大于向下的压力,这个压力差就是液体对物体的浮力,因此水中的桥墩 不受 (选填“受到”或“不受”)水的浮力。
2.如图所示,弹簧测力计竖直悬挂着物体A静止在空中时示数为8 N,物体A浸在水中静止时弹簧测力计的示数为7 N。可知物体A浸入水中,下表面受到水的压力为 1 N。
3.小刚在做探究浮力大小的实验时,观察水面位置的变化。小刚做了一个橡皮泥小船,第一次让小船漂浮在水槽内水面上(如图所示),第二次在小船内放入适量水槽内的水,使小船仍漂浮在水面上。此时观察到水槽内水面位置 不变 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
4.含有杂质的冰块漂浮在水面上如图所示,一段时间后,冰块全部熔化成水,冰内杂质沉到盆底,则对比冰块熔化前,沉到盆底的杂质受到的浮力将 减小 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
5.将一盛满水的烧杯放在水平桌面上,缓慢放入一体积为100 cm3的实心木块,木块的密度是0.6×103 kg/m3,则木块漂浮时受到的浮力是 0.6 N。(g取10 N/kg)
6.如图所示是世界上最大的货轮“长范号”,其长度约为 400 m,宽度为62 m,甲板的大小和四个足球场差不多,满载时排水量为64万吨,该货轮在海上满载时所受浮力为 6.4×109 N。(g取10 N/kg)
7.如图所示,静止在地面上的热气球被加热后开始升空,如果该热气球的总体积为500 m3,它周围空气的密度为1.2 kg/m3,则该热气球在空气中受到的浮力为 6×103 N。(g取10 N/kg)
8.如图所示,将悬挂在弹簧测力计挂钩上的实心铝块浸没在装有适量水的烧杯中,铝块静止时,弹簧测力计的示数为3.4 N,则该铝块的体积为 200 cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ铝=2.7×103 kg/m3,g取
10 N/kg)
9.小锐在大烧杯内放有密度为ρ的液体,让小烧杯漂浮,如图甲所示,此时大烧杯内液体深度为h1;他将鹅卵石放在小烧杯中,装有鹅卵石的小烧杯仍漂浮,如图乙所示,此时大烧杯内液体深度为h2;他再将鹅卵石从小烧杯取出放入大烧杯中,如图丙所示,此时大烧杯内液体的深度为h3。则鹅卵石的密度表达式为ρ石= ·ρ 。
10.如图所示,小球漂浮在水面,请在O点画出小球受到的重力G和浮力F浮的示意图。
答案:如图所示
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.以下有关浮力的说法正确的是(A)
A.物体所受的浮力的方向总是与物体所受重力的方向相反
B.只有浸没在液体中的物体才受到浮力
C.将一块石块扔在水中,其沉底时一定不受浮力
D.物体受到浮力的作用时,液体对物体向上的压力小于向下的压力
12.当“辽宁舰”上的战机从航母上起飞后(B)
A.飞行的战机以航母为参照物,是静止的
B.航母所受浮力变小,会上浮一些
C.航母所受浮力不变,排开海水的体积不变
D.航母两侧水域流速大的位置压强大
13.两个完全相同的容器A、B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,静止后的情况如图所示,已知甲、乙两球排开液体的重力相等,则下列说法正确的是(C)
A.甲球所受浮力更大
B.乙球所受浮力更大
C.容器A中液体密度小
D.容器B中液体密度小
14.将一体积为250 cm3的物体轻轻地放入盛满水的杯中,溢出m=100 g水(g取10 N/kg),则物体受到浮力为(B)
A.F浮=250 N
B.F浮=1 N
C.F浮=100 N
D.100 N15.人体密度跟水的密度差不多。质量为40 kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,(ρ水=1.0×103 kg/m3)则游泳圈浸在水中的体积约为(A)
A.10 dm3 B.20 dm3
C.30 dm3 D.40 dm3
16.如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中(ρ水>ρ酒精),小球的质量为6 g,体积为10 cm3,下列描述正确的是(B)
A.小球的密度为6×103 kg/m3
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体),小球浸入液体的体积不变
17.如图甲所示,将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,合金块A浸没在装有水、底面积为100 cm2的圆柱形容器中,水深为10 cm,容器的质量为200 g(容器的厚度忽略不计)。容器底部有个由阀门B控制的出水口。打开阀门B缓慢放水过程中,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示,整个过程中金属块始终不与容器底部接触。下列说法正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)(C)
A.随着放水时间的增加,合金块A受到的浮力一直减小
B.合金块A受到的最大浮力为22 N
C.合金块A的密度为3.2×103 kg/m3
D.合金块A浸没时,弹簧测力计示数为10 N
三、实验题(每小题8分,共16分)
18.小悟同学按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg)
(1)如图A所示,物体所受的重力为 4 N。
(2)通过比较步骤A、B、C、D,可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与 物体排开液体的体积 有关。
(3)通过比较步骤A、B、E, 不可以 (选填“可以”或“不可以”)得出浮力大小与液体密度有关。
(4)仔细分析实验数据,可推算出物体的密度为 4×103 kg/m3。
19.如图甲所示是“探究浮力大小跟物体排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
(1)物块浸没在水中时受到的浮力F浮= 1.2 N。 A、E 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
(2)如图乙所示是物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。分析图像可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数为 3 N。
四、计算与推导题(第20小题8分,第21小题12分,共 20分;解答要有必要的公式和过程)
20.如图所示是中国自主研制的某款大型水陆两栖飞机。一架总重为4×104 N的该款两栖飞机,静止在水面上。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求此时该款两栖飞机:
(1)在水面下1.5 m深处受到水的压强。
(2)排开水的体积。
解析:(1)在水面下1.5 m深处,水对该处的压强为p=ρ水gh=1.0×
103 kg/m3×10 N/kg×1.5 m=1.5×104 Pa。
(2)因该款两栖飞机静止在水面,处于漂浮状态,即 F浮=G=4×104 N,该款两栖飞机排开水的体积为
V排===4 m3。
答案:(1)1.5×104 Pa (2)4 m3
21.如图所示,容器底部安装有压力传感器,可显示所受压力的大小。一重为2.5 N的实心圆柱体,放在容器底部,缓慢向容器中加水,当圆柱体有一半浸在水中时,圆柱体对容器底面的压力为1.5 N。若将容器内的水全部倒出,然后向容器中缓慢加入某未知液体,当圆柱体刚好完全浸没在该液体中时,圆柱体对容器底面的压力刚好为0。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)圆柱体一半浸在水中时,所受的浮力大小。
(2)未知液体的密度。
解析:(1)圆柱体一半浸在水中,圆柱体对容器底面的压力为1.5 N,圆柱体所受的浮力
F浮=G-F压=2.5 N-1.5 N=1 N。
(2)由F浮=ρ液gV排可得排开水的体积
V排===1×10-4m3,
圆柱体的体积V=2V排=2×1×10-4 m3=2×10-4 m3;
圆柱体刚好浸没未知液体中,圆柱体对容器底面的压力F压′=G-
F浮′,
受到液体的浮力F浮′=G-F压′=2.5 N-0 N=2.5 N,排开未知液体的体积V排′=V=2×10-4 m3,
由F浮=ρ液gV排可得未知液体的密度
ρ液===1.25×103 kg/m3。
答案:(1)1 N (2)1.25×103 kg/m3
