第十章 浮力 同步训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.将体积相同的实心球分别放入液体中,液体的密度,球在液体中静止如图,则( )
A.球受到的浮力 B.球的质量
C.排开液体的质量 D.排开液体的体积
2.如图所示,三个完全相同的玻璃缸,缸①装满了水,缸②装满了水且水面上漂浮着一只小鸭子,缸③装满了酒精且液面上漂浮着一只大鸭子(大、小鸭子的密度相同)。若将三个玻璃缸分别放到台秤上称量,则台秤的示数大小情况是( )
A.①比②大 B.②比①大 C.③最小 D.①②③一样大
3.随着“一带一路”海外贸易的拓展,满载商品的货轮源源不断地从内河码头驶向大海,在此过程中,货轮( )
A.受到的浮力变大,船体下沉一些
B.受到的浮力不变,船体上浮一些
C.受到的浮力变小,船体下沉一些
D.受到的浮力变大,船体上浮一些
4.如图所示,已知甲、乙两弹簧测力计的示数分别为15N、14N,把甲测力计下移,使金属块刚好没入水中时,甲的示数变成了10N.则此时乙的示数及金属块受到的浮力大小分别为( )
A.16N、3N B.19N、4N C.19N、5N D.无法确定
5.伟大的中华民族正在走向复兴,人民海军走向深蓝,图中是中国第一款排水量超过万吨的主力驱逐舰,以下说法正确的是( )
A.当一架直升机飞走时,驱逐舰底部受到的海水对它的压强不变
B.驱逐舰行驶至一海水密度变小的区域时,受到的浮力变小
C.船舰在巡航时不能并排行驶,因为流速大的地方,压强大
D.直升机停在驱逐舰上受到的支持力和重力是一对平衡力
6.两个完全相同的小球放入盛满不同液体的相同的溢水杯中,如图所示。当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是( )
A.甲球受到浮力,乙球不受浮力 B.小球的质量为40g
C.乙球受到的浮力小于0.4N D.甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
7.在相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,再放入两个完全相同的小球,如图所示。当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别是0.4N和0.5N,取g=10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.甲杯中小球受到的浮力小于0.4N
B.小球的质量是50g
C.甲杯中液体对杯底的压强等于乙杯内液体对容器底部的压强
D.甲杯中液体对杯底的压力大于乙杯内液体对杯底的压力
8.放在水平桌面上相同的烧杯甲、乙装满水,将体积相同的A、B两个小球分别放入甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A.小球的密度大小关系为:ρA>ρB
B.小球受到的浮力大小关系为:FA>FB
C.水对烧杯底的压强大小关系为:pA>pB
D.烧杯对桌面的压力大小系为:F甲二、填空题
9.潜水艇靠改变 来实现上浮或下沉,浸没水中后持续下潜,潜水艇所受浮力 ,底部所受水的压强 (后两空选填“增大”“不变”或“”减小);轮船从大海驶入珠江,船体所在位置会 (填“上浮”“不变”或“下沉”)。
10.先在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),水深为10cm,水的质量为5kg,再放入一块重6N的木块,溢出的水全部用小烧杯接住(如图所示),则木块浸在水面下的体积为 m3,小烧杯中水的重力等于 N。
11.一艘轮船从东海驶入长江后,它受到的重力 ,它受到的浮力 ,它浸入水中的深度 (本小题均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.某战略核潜艇,在海面下潜航时排水量为18000t,此时它所受的浮力为 N,若继续下潜至200m深处,该处受到海水的压强为 Pa,它所受浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(,g取10N/kg)
13.无装备的情况下人类潜水最深记录是113米,此时人体所受水的最大压强是 Pa,若潜水员的体积为60dm3,则在113米深处所受浮力为 N(水的密度取1.0×103kg/m3),
14.如图所示,质量相同的A、B两物块放入水中,物块A漂浮,有的体积浸入水中,则物块A的密度是 kg/m3,B恰好悬浮,则A、B下表面受到水的压力的大小关系是FA FB。(ρ水=1.0×103kg/m3)
三、简答题
15.体积相等的煤油和钢块,温度从0℃同时升高到2℃时,煤油体积的增加量约为钢块体积增加量的30倍。因此,如果将一块钢制砝码放在煤油中加热时,钢的热膨胀与煤油的热膨胀相比可以忽略不计。现将一只钢制砝码挂在精密测力计下,并将砝码完全浸没在煤油中加热,装煤油的容器是一只圆筒形玻璃容器,整个装置放在精密电子秤上,如图所示。不考虑加热过程中煤油质量的变化。试简要回答下列问题。
(1)随着温度的升高,测力计的指示数如何变化 为什么
(2)随着温度的升高,容器底部上表面受到煤油的压强如何变化 为什么
(3)随着温度的升高,电子秤的指示数如何变化 为什么
16.如图所示,设想有一个上、下底面积相等,体积为V的长方体物块浸没在密度为ρ液的液体中.试推导该物体在液体中受到的浮力表达式(重力与质量的比值用g表示).
17.海船是海上航运的重要工具。海船的船首两舷用铁链悬挂上万斤的船锚,如图甲所示,锚爪顶部设计成尖锐的角,用于泊船。舷上画有载重线(表示船安全航行时排开水的最大体积)用于保证航运安全。在如图乙所示的载重线中,最上面的一条是淡水线,表示船在淡水中航行,淡水的水面与这条线齐平时,轮船已装足货物。其他四条线分别是印度洋线、夏季海洋线、冬季海洋线和北大西洋线。
(1)请分析抛锚后锚爪更容易插进海底的原因。
(2)根据图乙中的载重线,请判断印度洋和北大西洋的海水密度哪个大,为什么?
18.小阳看到船上的工作人员正在打捞沉入水塘底的石头,他想:把水底的石头打捞到船上,水面高度会变化吗?为了寻找答案,他用大烧杯、石块A和塑料盒B模拟上述过程。他先让塑料盒B漂浮在烧杯的水中,把石块A沉入水底,如图所示,此时水面高度为h 。然后他将石块A从水中取出并轻轻放入塑料盒B内,它们处于漂浮状态,此时水面高度为h2。请你分析并判断h1与h2的大小关系。
试卷第2页,共2页
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C B C D D B D
1.B
【详解】ACD.由图可知,两个球排开液体的体积
V甲排>V乙排
液体的密度
由F浮=ρ液gV排得到浮力的关系
由阿基米德原理可知排开液体的重力
由G=mg可知排开液体的质量
故ACD不符合题意;
B.甲图球悬浮,则浮力等于重力,乙图球漂浮,浮力等于重力,浮力的关系
所以两个球的重力
由G=mg可知两个球的质量
故B符合题意。
故选B。
2.C
【详解】AB.缸①装满了水,放到台秤上称量时,台秤受到的压力大小等于水和缸的总重力,
缸②中,因为鸭子漂浮,所以由漂浮条件和阿基米德原理可得
F浮=G排=G鸭
即:放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力,所以缸①和②的总重相同,则放到台秤上称量时,①和②的台秤示数相等,故AB不符合题意;
CD.由于缸③装满了酒精且漂浮着一只大鸭子,由漂浮条件和阿基米德原理可得
F浮'=G排'=G鸭'
所以缸③中酒精和大鸭子的总重与只装满酒精时酒精的重力相同;由于三个玻璃缸完全相同,酒精的密度小于水的密度,则根据
G=mg=ρgV
可知,只装满酒精时酒精的重力小于只装满水时水的重力;所以,缸③中缸、酒精和大鸭子的总重最小,放到台秤上称量时,③的台秤示数最小,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3.B
【详解】当内河码头驶向大海,都是漂浮,货轮受到的浮力
因为货轮受到的重力G不变,所以货轮受到的浮力不变;由于
根据
可知,排开海水的体积小于排开江水的体积,则轮船将上浮,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.C
【详解】因为金属块刚好没入水中时,甲的示数变成了10N,所以,金属块受到的浮力:F浮=G金-F甲示=15N-10N=5N;根据阿基米德原理可知,金属块排开水的重力G排=F浮=5N,而甲排开的水恰好全部进入的乙下面的小杯中,故此时乙的示数:F乙示=G空杯+G排=14N+5N=19N,故选C.
5.D
【详解】A.飞机起飞后,驱逐舰受到的浮力减小,由可知,驱逐舰排开水的体积减小,驱逐舰将上浮一些,驱逐舰底部所处的深度减小,由可知,驱逐舰底部受到水的压强变小,故A错误;
B.驱逐舰行驶至一海水密度变小的区域时,始终处于漂浮状态,此时浮力仍然等于其重力,即浮力不变,故B错误;
C.由流体压强和流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;由此可知:两船并排行驶时,两船之间的压强要小于外面的压强,从而使两船逐渐靠近,有相撞的危险;故船舰在巡航时不能并排行驶,故C错误;
D.直升机停在驱逐舰上静止不动时,处于平衡状态,竖直方向上受力平衡,受到的支持力和重力符合二力平衡的条件,因此二力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】A.浸入液体中的物体都会受到竖直向上的浮力,故甲球和乙球都受到浮力,故A错误;
B.甲球在液体中漂浮,受到的浮力等于物体的重力,由阿基米德原理可知,溢出液体的重力等于物体受到的浮力,所以物体的重力等于溢出液体的重力,即G=0.5N,由G=mg得
故B错误;
C.由阿基米德原理可知,溢出液体的重力等于物体受到的浮力,故乙球受到的浮力等于溢出液体的重力,即乙球受到的浮力等于0.4N,故C错误;
D.甲球在液体中处于漂浮状态,所以甲杯液体的密度大于球的密度,乙球在液体中处于沉底状态,所以乙杯液体的密度小于球的密度,所以甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】A.根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力等于排开液体的重力,甲杯中溢出液体的重力是0.4N,所以甲杯中小球受到的浮力等于0.4N,故A错误;
B.如图乙所示,小球漂浮在液面,则小球受到的重力等于受到的浮力;根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力等于排开液体的重力,所以小球受到的重力等于排开液体的重力为0.5N,则小球的质量为
故B正确;
C.如图所示,两个完全相同的小球,一个在甲杯液体中沉在底部,另一个在乙杯液体中漂浮在液面上,根据物体沉浮条件可知,甲杯中液体的密度小于小球的密度,乙杯中液体密度大于小球的密度,则甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度。又因为两杯中液体的深度相同,根据液体压强公式可得,深度相同时,密度越小,液体对容器底的压强越小,所以甲杯内液体对杯底的压强小于乙杯内液体对杯底的压强;故C错误;
D.如图,两个溢水杯的底面积相同,而甲杯内液体对杯底的压强小于乙杯内液体对杯底的压强,根据可得,受力面积相同时,压强越小的压力越小,所以甲杯内液体对杯底的压力小于乙杯内液体对杯底的压力,故D错误。
故选B。
8.D
【详解】A.根据物体的沉浮条件可知,A球漂浮,,B球下沉,,故,故A错误;
B.两球体积相同,A球排开水的体积比B球小,根据可知A球受到的浮力小于B球,FAC.两容器底部水的深度相同,根据可知水对烧杯底的压强大小关系为pA=pB,故C错误;
D.由阿基米德原理和物体浮沉条件可知,小球A漂浮时有
F浮A = G排A = GA
小球B沉底时有
F浮B = G排B < GB
因物体对水平面上的压力和自身的重力相等,所以容器对桌面的压力
F=G容+(G水-G排)+G球
则
可知F甲故选D。
9. 自身重力 不变 增大 下沉
【详解】[1]潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
[2]潜水艇浸没水中后持续下潜,排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,潜水艇受到水的浮力不变。
[3]潜水艇浸没水中后持续下潜,潜水深度增加,根据p=ρgh可知,潜水艇底部受到水的压强增大。
[4]当轮船由大海驶入珠江后,都是漂浮,船受到的浮力等于重力,因为船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变;已知
ρ海水>ρ江水
由阿基米德原理F浮=ρgV排可知排开海水的体积小于排开江水的体积,即船体浸入水中的体积变大,船体下沉一些。
10. 6×10﹣4 6
【详解】[1]因为木块漂浮,所以木块受到的浮力为
F浮=G=6N
根据F浮=ρ液gV排可得,木块浸在水面下的体积为
[2]由阿基米德原理可知,木块排开水的重力为
G排=F浮=6N
由于木块浸入水中排开的水全部流入小烧杯中,所以小烧杯中水的重力为
G溢水=G排=6N
11. 不变 不变 变大
【详解】[1]一艘轮船从东海驶入长江后,其质量不变,则它受到的重力大小不变。
[2]轮船从东海驶入长江后仍然漂浮,根据漂浮条件,它受到的浮力等于重力,即它受到的浮力大小不变。
[3]轮船受到的浮力大小不变,从东海驶入长江后水的密度变小,根据F浮=ρ液gV排可知,轮船排开水的体积将变大,则船身要下沉一些,故浸入水中的深度变大。
12. 1.8×108 2×106 不变
【详解】[1]此时它所受的浮力
F浮=G排=m排g=18000×103kg×10N/kg=1.8×108N
[2]该处受到海水的压强
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa
[3]当战略核潜艇全部没入海水中继续下潜的过程中,排开水的体积V排不变,由于水的密度ρ水不变,根据F浮=ρ水gV排可知受到的浮力不变。
13. 1.13×106 600
【详解】113米深的水产生的压强为:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×113m=1.13×106Pa;
潜水员的体积为60dm3,在113米深处所受浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N.
14. 0.75×103 <
【详解】[1]物体A漂浮,受到的浮力等于重力,即
F浮=G
ρ水gV排=ρAgV
物块A的密度
[2]A漂浮,受到的浮力等于重力,浮力等于A上、下表面受到的压力差,则A下表面受到水的压力
FA=FA浮
B悬浮,受到的浮力等于重力,而A、B质量相同,所以它们的重力相同,浮力相同,即
FA浮=FB浮
根据受到的浮力等于上、下表面的压力差可知B下表面受到水的压力
FB=FB浮+FB上
FB>FB浮
所以
FA15.(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)随着温度的升高,测力计的指示数将会变大。因为随着温度的升高,煤油的体积膨胀,密度变小,而由题意可知砝码排开煤油的体积不会变化,由可知,排开煤油的质量就会变小,由可知,排开煤油的重力会变小,由,砝码受的浮力变小,当砝码静止不动时,测力计对砝码的拉力T与砝码所受浮力之和等于砝码所受的重力G,所以当砝码受的重力不变,受的浮力变小时,测力计对砝码的拉力T就变大,所以测力计的指示数会变大。
(2)随着温度的升高,容器底部上表面受到煤油的压强变小。容器底部上表面受到煤油的压力等于煤油受的重力加钢块对煤油的压力,浮力减小,所以压力也减小,煤油的重力是不变的,煤油对容器底部上表面的总压力减小,容器底部上表面的面积不变,所以受到的压强变小。
(3)随着温度的升高,电子秤的指示数会变小。砝码对煤油的作用力与砝码受到的浮力是相互作用力,大小相等。电子秤对容器的支持力N等于砝码对煤油的作用力与容器和煤油的总重G筒油之和,当砝码受到的浮力变小时,砝码对煤油的作用力也变小,容器和煤油的总重G筒油之和不变,电子秤对容器的支持力N就会变小,盛煤油的容器对电子秤的压力会变小,所以电子秤的指示数会变小。
16.见解析所示
【详解】如图:上表面所处的深度为h1,则上表面受到的压强为p1=ρgh1,受到的压力为F1=P1S=ρgh1S;
下表面所处的深度h2=h1+h,则下表面受到的液体压强为p2=ρg(h1+h),受到的压力为F2=P2S=ρg(h1+h)S;
因此液体对正方体产生一个向上的压力和向下的压力不相等,压力差F浮=△F=F2 F1=ρg(h1+h)S ρgh1S=ρghS=ρ液gV排
17.见解析
【详解】答:(1)海船的船首两舷用铁链悬挂上万斤的船锚,如图甲所示,锚爪顶部设计成尖锐的角,铁锚很重,投入海底时增大了压力,很尖减小了受力面积,增大了对海底的压强,而更容易插进海底。
(2)图中“印度洋线”在上,“北大西洋线”在下,说明轮船在印度洋中排开海水的体积大于轮船在北大西洋中排开海水的体积;船满载时漂浮在海面上受到的浮力等于自身的重力且不变,在不同的海域,海水的密度不同,轮船在印度洋中排开海水的体积大于轮船在北大西洋中排开海水的体积,根据公式可知,印度洋海水的密度小于北大西洋海水的密度。
18.h1【详解】A沉底时,浮力小于A的重力,B漂浮时浮力等于重力,当A与B一起漂浮时,浮力等于A和B的总重力,所以总的浮力在变大,由可知,排开水的体积变大,因大烧杯的底面积不变,所以水的高度会上升,即h1