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9.1 浮力
一、单选题
1.如图甲所示,将一个充足气的篮球和一个套扎在气针尾端的气球(未充气)一起挂在杠杆左端,调整杠杆右端钩码的悬挂位置,使杠杆在水平位置平衡。然后将该气针插入篮球的气门内,气球膨胀后,某时刻杠杆的位置如图乙所示。关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.气球膨胀时,气球内部气体压强等于外界大气压强
B.杠杆左端上升,说明杠杆左端所受拉力变大
C.杠杆右端下沉,说明杠杆右端所挂钩码变重
D.该实验说明,浸在空气中的物体会受到浮力的作用
2.年月日下午:“天宫课堂”时隔年再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平和叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。在太空完全失重的情况下,下列说法正确的是( )
A.浸入液体或气体中的物体将不再受到浮力
B.托盘天平还能测量物体的质量
C.宇航员将不再受到任何摩擦力
D.物体将失去惯性
3.关于浮力,下列说法中错误的是( )
A.深入河底的柱形桥墩,不受浮力作用
B.浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力
C.浮力的方向,一定与重力方向相反
D.在液体中上升的物体受浮力,下降的物体不受浮力
4.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法中错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用 B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定不受浮力的作用 D.D物体一定不受浮力的作用
5.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则正确的是( )
A.水堵头不受水的压力作用,但受到水的浮力作用
B.水堵头不受水的压力作用,也不受水的浮力作用
C.水堵头受水的压力作用,不受水的浮力作用
D.此时水堵头受到非平衡力的作用
6.如下图所示,物体没有受到浮力的是( )
A.河里的桥墩 B.水面的白天鹅
C.沉入杯底的小球 D.水中的游鱼
二、填空题
7.如图所示,取一只去底的矿泉水瓶,瓶口朝下,瓶口直径略小于乒乓球的直径,放入乒乓球。
(1)如图甲所示,往瓶中注水,可观察到的现象:乒乓球被水压在瓶底,同时有少量水从瓶口流出。这说明乒乓球 (选填“受”或“不受”)浮力;
(2)如图乙所示,用瓶盖(或手)堵住漏水的瓶口,当乒乓球下面积满水时,乒乓球会上浮;
(3)上述实验说明:①浸在液体中的物体 (选填“一定”或“不一定”)受到浮力;②浮力产生的根本原因是 。
8.一均匀的长方体浸没在液体中,已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1 , 下表面所处深度为h2 , 则长方体下表面受到液体的压力表达式为 、浮力表达式为 。(液体密度ρ液和g为已知量)
9.图中小球受到的浮力的方向是 。(填序号)
10. 某同学利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的 。当角α逐渐增大时 ,悬线与水平面的夹角将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
11.如图所示,找一段较粗的红毛线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部。将水注入大烧杯,直到将乒乓球浸没。观察红毛线被拉直的方向。将大烧杯的一侧杯底垫高,观察红毛线被拉直的方向,并与重垂线的方向相比较。通过实验发现浮力的方向是 的。若乒乓球的重力大小为G,线的拉力大小为F,则浮力大小为 。
12.质量40kg的小船静止在水面上,它除了受到重力之外还受到 力的作用,大小是 N,在图中画出小船受力的示意图 。(g=10N/kg)
三、计算题
13.如图所示,一个质量为,边长为的正方体物块A静止浮在水面。求:
(1)物块所受浮力;
(2)物块下表面所受水的压强。
14.质量为50kg的小刚双脚站立在游泳池中。求:(取g=10N/kg)
(1)小刚的重力;
(2)若池水的深度为0.6m,水对池底的压强;(ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)若小刚受到的浮力为200N,双脚与游泳池底的接触面积是0.025m2,池底对小刚支持力产生的压强。
15.地面上放置一个容器,底面积为,高,质量为,将一个实心正方体,体积为,重. ,用细绳吊着浸入盛水的容器中,有的体积浸入水中,容器水面高度为,如图所示,求:
(1)物体受到的浮力;
(2)绳子的拉力;
(3)剪断细绳后,正方体沉入水底,静止后容器对地面的压强。
四、综合题
16.如图所示,重为10N的小球静止在水面上,请对该小球进行受力分析并画出力的示意图。
五、科普阅读题
17.阅读短文 , 回答问题 。
模拟微重力环境的装置——中性浮力水槽
为了在地面模拟航天员在太空受到的失重环境,我国建设了特殊的“潜水池”——中性浮力水槽(图甲)。在训练时 ,航天员需下沉至水下9米左右的深度,为获得与太空中相似的失重环境与失重感,需要在下水前通过增减配重的方法使自身的重力与浮力 基本相等 。
为了充分模拟出舱任务,在水槽中需要穿着水下训练服(图乙),它也是密闭设备,结构与舱外航天服基本一致,整体柔软,内部充有气体,重达130kg。 为了协助身着厚重水下训练服的航天员安全下水,水槽边配备有可伸缩的长臂吊车。
为了进行训练,水下训练服与地面设备之间配备了一条脐带,可用于输送新鲜空气、提供用于调节体温的冷却水等,脐带中还有电缆,用于岸上指挥员与水下航天员之间的语音交互,因为水具有导电性, 为了航天员的安全,相关设备的功率比较小。完成 训练后,潮湿的训练服在储存前需要干燥处理,防止霉变及锈蚀。
请回答以下问题:(已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)为了水中航天员的人身安全,与水下训练服连接的设备电压为 V;
(2)长臂吊车将航天员匀速向下送入水槽的过程中,航天员的动能 (选填“变小”、“不变”或“变大”);
(3)航天员在训练时,受到水的压强约为 Pa;
(4)某航天员质量为70kg,身着训练服在水槽中进行模拟训练时(训练服与配重的总体积约为0.22m3),其所受浮力大小为 N,其配重的质量为 kg;
(5)航天员如果移到稍高的位置继续练习时,应给训练服 (选填“充气”或“排气”),使它的浮力 重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(6)潮湿的训练服进行干燥处理时,水发生的物态变化是 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】大气压的综合应用;浮力及其产生原因;杠杆的动态平衡分析
2.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
3.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
4.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
5.【答案】C
【知识点】平衡状态的判断;浮力及其产生原因
6.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
7.【答案】不受;不一定;上下表面存在压力差
【知识点】浮力及其产生原因
8.【答案】;F浮=ρ液gS(h2- h1)
【知识点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因
9.【答案】1
【知识点】浮力及其产生原因
10.【答案】不变
【知识点】重力的方向;浮力的示意图
11.【答案】竖直向上;G+F
【知识点】重力的方向;二力平衡的条件及其应用;浮力及其产生原因
12.【答案】浮;400;
【知识点】重力示意图;二力平衡的条件及其应用;浮力及其产生原因
13.【答案】(1)5N;(2)500Pa
【知识点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因
14.【答案】(1)500N;(2);(3)
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
15.【答案】(1)实心正方体有的体积浸入水中,排开水的体积为,
物体受到的浮力为;:物体受到的浮力为;
(2)对物体受力分析可知,物体受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的绳子拉力处于静止状态,绳子的拉力为;
答:绳子的拉力为;
(3)解: 来容器中水的体积为,
容器中水的重力为,
容器的重力为,
当正方体的体积浸入水中,容器水面高度为时,容器内水面以上的体积为;
剪断细绳后,正方体沉入水底,正方体排开水的体积增加了;
因排开水的体积增加量大于水面上方的体积,所以容器中的水有溢出,
则溢出水的体积为;
溢出水的重力为,
剪断细绳后,正方体沉入水底,静止后容器对水平地面的压力:,
容器对地面的压强:。
答:剪断细绳后,正方体沉入水底,静止后容器对地面的压强为。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因
16.【答案】小于静止,受到平衡力作用:竖直向上的浮力F与竖直向下的重力G。
【知识点】力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用;浮力及其产生原因
17.【答案】(1)不高于36
(2)不变
(3)9×104
(4)2.2×103;150
(5)充气;大于
(6)汽化
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;重力及其大小的计算;浮力及其产生原因
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