第九章浮力同步练习
一、单选题
1.如图所示,弹簧测力计挂着一个重10N的物块浸没水中,物块受到的水的浮力是3N,则弹簧测力计对物块的拉力是( )
A.3N B.5N C.7N D.13N
2.热气球以恒定速度竖直下降至空中某一高度时,有一物体从热气球中脱落,若热气球所受浮力保持不变,则热气球( )
A.将立即上升 B.将一直下降
C.合力向下 D.合力向上
3.如图所示,四个完全相同的小球分别在盛有不同液体的容器中保持静止,各液面到容器底部的距离相等,容器底部受到的液体压强p的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图是同学们自制的“浮沉子”,它的制作过程如下:先向矿泉水瓶内倒入一定量的水,再向一个轻质小药瓶内倒入少量的水,然后将小药瓶的瓶口朝下装入矿泉水瓶中,调整小药瓶内的水量,使小药瓶漂浮在水面上。下列叙述中正确的是( )
A.拧紧矿泉水瓶盖后用力捏瓶身,小药瓶会上浮一些
B.打开矿泉水瓶盖后用力捏瓶身,小药瓶可能悬浮
C.小药瓶漂浮在水面上时,受到的浮力大于重力
D.小药瓶在水中加速下降时,受到的浮力小于重力
5.如图所示是我国最先进的潜水器“潜龙三号”。潜水器在水面下匀速下潜的过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力和潜水器下表面受到的压强( )
A.浮力变大,压强变大
B.浮力不变,压强变大
C.浮力不变,压强不变
D.浮力变大,压强不变
6.如图,小军用图中实验过程验证阿基米德原理,下列说法正确的是( )
A.由甲、乙两实验过程得出,大于,说明石块重力减小
B.由甲、乙两实验过程得出,石块受到浮力,
C.为操作方便利于减小实验误差,合理的实验顺序是甲、丙、乙、丁
D.由可以得出,石块受的浮力等于石块排开液体受的重力
7.如图甲所示,小明将一只空鞋油管挤瘪后放入水中,又将鞋油管撑开后放入相同容器中,如图乙所示,鞋油管重力为G,鞋油管在水中受到的浮力分别为和,下列选项中判断正确的是( )
A. B. C. D.
8.小亮研究物体的浮沉条件,把鸡蛋放入在清水中,发现下沉,然后往水中缓缓加入食盐,观察到鸡蛋慢慢浮起。在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间变化的图像,可能是图中的( )
A. B. C. D.
9.在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,小明选用了体积相同的实心金属块甲、乙来进行实验,其实验过程如下列图片所示,则他探究的问题是( )
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与物体浸入液体中体积的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
10.将一木块用细线拴在空的容器底部,开始往容器中缓慢加水至图甲所示位置,木块受到的浮力F随容器中水深h的变化关系如图乙。已知ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,则木块的( )
A.重力为8N B.体积为8×10-4m3
C.密度为0.8×103kg/m3 D.受到细线的最大拉力为8N
11.如图所示,我们研究浸没在液体(密度为ρ液)中的长方体,分析它受力的情况。长方体上、下表面的面积为S,上、下表面所处的深度分别记为h1、h2(h2>h1)。下列说法不正确的是( )
A.长方体两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡
B.长方体上表面受到液体对它向下的压力F1=ρ液gh1S
C.长方体上、下表面受到液体对它的压力差为F2-F1=ρ液g(h2-h1)
D.浸在液体中的长方体受到液体对它向上的浮力F浮=ρ液g(h2-h1)S
二、填空题
12.在图所示的实验中,重为10N的小球A静止在水面下,弹簧测力计的示数为6N,小球受到浮力的大小为 N,方向 。当剪断连接小球与测力计的细线时,小球所受浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
13.在一根筷子的下端绕一些铁丝,就制成了简单的密度计。将它放入甲乙两种液体中时,如图所示,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲 F乙,两种液体的密度ρ甲 ρ乙。(选填“大于”、“等于”、“小于”)
14.重的物体在酒精中处于悬浮状态,它所受的浮力为 N。如果把这个物体放入水中,那么它最终将处于 状态,此时物体所受的浮力为 N。
15.将一些细铜丝绕在铅笔下端,制成一个简易密度计,如图所示。如将此密度计先后放入水和某液体中,浸入部分长度之比为4︰5,则该液体的密度为 kg/m3(细铜丝体积忽略不计)。
16.某实验小组用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,使圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水中),如图甲所示,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计示数随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度的变化情况如图乙,圆柱体受到的最大浮力是 N,圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强是 Pa,圆柱体的密度是 kg/m3。(g取10N/kg)
三、实验题
17.学习了密度知识之后,小明利用天平和量筒测量牛奶的密度;
(1)在量筒中倒入适量的牛奶,如图甲所示,则牛奶的体积为 mL;
(2)将天平放在水平桌面上,游码归零后,小明发现指针静止时的位置如图乙所示,他应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),直到天平平衡;
(3)把量筒中的牛奶全部倒入一个质量为20g的烧杯中,并用天平测出总质量,如图丙所示,则牛奶的质量为 g,牛奶的密度为 kg/m3;
(4)小明的测量方法,会导致所测牛奶的密度值偏 (选填“大”或“小”);
(5)接着小明又用物体A、细针和刻度尺,用如图丁所示的步骤测牛奶的密度(ρA已知):
①用刻度尺量出烧杯中的牛奶的深度为h1;
②将干燥的物体A放入烧杯中,A漂浮,用刻度尺量出此时牛奶的深度为h2;
③用细长针将物体A压至浸没在牛奶中,用刻度尺量出此时牛奶的深度为h3;
④牛奶的密度为ρ奶= (用题中所给的物理量符号表示)。
四、计算题
18.如图所示,小华在薄壁平底试管中装入一些沙子,管口密封,制成一个简易密度计。当把它放入水中竖直漂浮时,试管露出水面的高度为5cm;当把它放入待测液体中竖直漂浮时,试管露出液面的高度为7cm。若试管和沙子的总质量为30g,试管的横截面积为,水的密度为,g取10N/kg。求:
(1)试管在水中漂浮时受到的浮力。
(2)在水中漂浮时,水对试管底部的压强。
(3)待测液体的密度。(计算结果保留三位有效数字)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
1.C
【详解】物块浸没水中时,受到竖直向下的重力G=10N,竖直向上的浮力F浮=3N,以及弹簧测力计对物块竖直向上的拉力F。物块静止在水中,在竖直方向上满足二力平衡,根据力的平衡条件可得F+F浮=G,则弹簧测力计对物块的拉力F=10N-3N=7N
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】热气球以恒定的速度竖直下降时处于平衡状态,受到的总重力和浮力是一对平衡力,两个力大小相等,方向相反。从热气球里脱落出一个物体后,热气球受到的总重力减小,若热气球所受到的浮力保持不变,则此时热气球受到的总重力小于浮力,热气球受到的合力的方向向上。故D正确,ABC错误。
故选 D。
3.A
【详解】小球在甲、乙中漂浮,说明小球的密度小于两种液体的密度,并且小球在液体甲中露出的部分大于在液体乙中露出的部分,根据
F浮=G=ρgV排可知ρ甲>ρ乙,在丙中悬浮,说明小球的密度等于液体丙的密度,小球在丁中下沉,说明小球的密度大于液体的密度,所以可以判断出甲液体的密度最大;还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据公式p=ρgh可知
p甲>p乙>p丙>p丁故A正确,BCD错误。
故选A。
4.D
【详解】A.拧紧矿泉水瓶盖后用力捏瓶身,矿泉水瓶内的气压会变大,水进入小药瓶内,小药瓶重力增大,可能下沉,故A错误;
B.打开矿泉水瓶盖后用力捏瓶身,矿泉水瓶的气压不变,没有水进入小药瓶中,小药瓶不会下沉,故B错误;
C.小药瓶漂浮在水面上时,由浮沉条件可知,小药瓶受到的浮力等于重力,故C错误;
D.当小药瓶受到的浮力小于重力时,所受合力向下,小药瓶会在水中加速下降,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据
可知,潜水器受到的浮力不变。由于潜水器在水中的深度逐渐增加,而海水密度不变,所以根据公式可知,潜水器受到的压强变大。
故选B。
6.B
【详解】A.从甲图到乙图,石块的质量没有发生改变,则石块的重力不变,故A错误;
B.根据甲、乙两图,由称重法可知,石块受到浮力为
故B正确;
C.为操作方便利于减小实验误差,合理的实验顺序是丙、甲、乙、丁,先测空桶的重,再测石块的重,然后再进行排水,最后测出排出液体和桶的总重,故C错误;
D.石块排开液体受的重力,所以由可以得出,石块受的浮力等于石块排开液体受的重力,故D错误。
故选B。
7.B
【详解】甲图中鞋油管沉底,受到的浮力小于重力;乙图中鞋油管漂浮,受到的浮力等于重力,则甲图中牙膏受到浮力小于乙图中牙膏受到浮力,即
,,
故ACD错误,B正确。
故选B。
8.A
【详解】鸡蛋沉入水底,当加入食盐时,液体的密度变大,由得,鸡蛋所受浮力逐渐增大,使鸡蛋慢慢浮起,最后漂浮于水面上,以后无论怎样增加食盐,由浮沉条件知,鸡蛋所受浮力都等于它的重力,不会增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.D
【详解】在探究“影响浮力大小的因素”实验中,需采用控制变量法,即保持其他因素不变,只改变一个因素来研究其对浮力的影响。由题意可知两物体的体积相同,由图可知液体的密度相同,浸入液体的深度也相同,唯一不同的因素是两金属块的密度,因此,实验探究的是浮力大小与物体密度的关系,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
10.B
【详解】由题可知,水深0 时,浮力 0。当水深时,木块浸入体积增大,浮力线性增加,但浮力小于重力,细线受拉力为0,浮力为。
当时,木块刚好漂浮,,拉力,由阿基米德原理可得此时木块浸入的体积为
此时木块浸入深度,当水深,木块随着水上浮,,当时,细线刚好绷直,但无拉力。
当水深,木块浸入水的体积增大,浮力增大,但线在底部固定,所以木块不能上浮,此阶段细线受拉力
则可知木块剩余浸入深度为
当,木块完全浸没,浮力最大,拉力最大
由阿基米德原理可得此时木块浸入的体积为
所以木块的密度
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B。
11.C
【详解】A.根据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,长方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,则长方体两个相对的侧面所受液体的压力同时作用在长方体上,且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上是一对平衡力,故A正确,不符合题意;
B.液体对长方体上表面的压强
由可知,液体对长方体上表面的压力
故B正确,不符合题意;
C. 液体对长方体下表面的压强
由可知,液体对长方体上表面的压力
长方体上、下表面受到液体对它的压力差为
故C错误,符合题意;
D.由浮力产生的原因可知,物体受到的浮力
故D正确,不符合题意。
故选C。
12. 4 竖直向上 不变
【详解】[1][2][3]小球静止在水面下,处于平衡状态,所以小球在竖直方向上所受合力为0。对小球进行受力分析,小球竖直方向受到三个力的作用,且,小球重力G为10N,拉力F为6N,所以小球受到的浮力大小为4N,方向竖直向上;当剪断连接小球与测力计的细线时,小球排开液体的体积不变,所以小球受到的浮力不变。
13. 等于 小于
【详解】[1]由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,此时F浮=G,因为同一密度计重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F甲=F乙。
[2]因为密度计在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积,而密度计在两种液体中所受的浮力相等,根据F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙。
14. 8.8 漂浮 8.8
【详解】[1]因为物体在酒精中处于悬浮状态,由物体的浮沉条件可知,浮力等于物体重力,即它所受的浮力是8.8N。
[2][3]因为物体在酒精中处于悬浮状态,则
所以物体上浮,最后漂浮,由物体浮沉条件可知,此时物体所受的浮力等于重力,即此时物体所受的浮力为8.8N。
15.
【详解】由题知,此密度计先后放入水和某液体中,浸入部分长度之比为,设浸入水中的长度为,浸入液体的长度为,横截面积为,根据两次都漂浮,则,所以,根据阿基米德原理可得,即,所以。
16.
【详解】[1]当圆柱体没有浸入水中,弹簧测力计的示数为圆柱体重;由图可知,圆柱体重,当圆柱体全浸入时,弹簧测力计的示数所以,圆柱体受到的最大浮力(全浸入时)
[2]由图知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度为
圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强
[3]圆柱体的质量
根据可得,圆柱体的体积
则圆柱体的密度
17.(1)50
(2)右
(3) 57 1.14×103
(4)小
(5)
【详解】(1)量筒的分度值为2mL,量筒中牛奶的体积为
V=50mL=50cm3
(2)把天平放在水平桌面上,游码归零后,由图乙知,指针偏左,则右边上翘,此时应将平衡螺母向右调节,直到天平平衡。
(3)[1]已知烧杯的质量为:m0=20g,烧杯和牛奶的质量为
m总=m游+m砝=50g+20g+5g+2g=77g
量筒中牛奶的质量为
m=m总﹣m0=77g﹣20g=57g
[2]牛奶的密度为
(4)把量筒中的牛奶全部倒入一个质量为20g的烧杯中,由于有少量牛奶附着在量筒内壁上,所测牛奶质量偏小,根据分析可知,则所测牛奶的密度值偏小。
(5)设图丁中烧杯的底面积为S,由图丁可知,物体A完全浸没在牛奶中时,物体A排开牛奶的体积等于物体A的体积,故物体A的体积为
VA=V排1=S(h3﹣h1)
由图丁可知,物体A漂浮在牛奶中所受浮力为
F浮=ρ奶gV排=ρ奶g S(h2﹣h1)
物体A的重力为
GA=mAg=ρAg VA =ρAg S(h3﹣h1)
物体A漂浮在牛奶中时物体A所受浮力等于物体重力,即
F浮= GA
ρ奶g S(h2﹣h1) =ρAg S(h3﹣h1)
整理得
18.(1)0.3N
(2)2000Pa
(3)
【详解】(1)试管和沙子的总重G=mg=30×10-3kg×10N/kg=0.3N
由于试管漂浮在水面,则F浮=G=0.3N
(2)设试管长为l,则在水中浸入深度为l-0.05m, 根据阿基米德原理得F浮=ρ水g(l-0.05m)S=1.0×103kg/m3×10N/kg×(l-0.05m)×1.5×10-4m2=0.3N
解得l=0.25m, 则浸入水中深度h1=l-0.05m=0.25m-0.05m=0.2m
故水对试管底部的压强p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
(3)当试管漂浮于水面时,有F浮=G=ρ水gh1S①
当试管漂浮于待测液体时,有h2=l-0.07m=0.25m-0.07m=0.18m
则有F浮′=G=ρ液gh2S②
由①②两式得
答案第1页,共2页
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