初三强化班物理讲义(九)
浮力综合练习
一、知识要点:
1.明确浮力的定义,理解浮力产生的原因。
2.会用称重法、阿基米德原理F浮=G排液=ρ液gV排液
、平衡法:F浮=G物
原理法:F浮=F上-F下
等方法计算浮力的实际问题。
3.明确物体浮沉条件(船的排水量、潜水艇浮沉、密度计原理等)。
二、精选习题:
一.选择题(共17小题)
1.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示.下列说法正确的是(
)
A.
甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:3
B.
甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
C.
甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2:5
D.
甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力
2.
6月1日,“东方之星”号邮轮在强暴雨和龙卷风的天气中,倒伏沉没在一处水深15米的长江里,社会各界全力实施了救援,对于事件的一些场面,下列说法中正确的是( )
A.
当起吊船将沉船吊起不断浮出水面的过程中,沉船受到水的浮力不断减少
B.
用两艘同为500吨的起吊船同时起吊船头与船尾时,船尾露出水面的速度较慢(如图所示),说明当时沉船的重心靠前
C.
船内受困人员通过敲击船体发出求救声,敲击发出的声是超声波
D.
若江水的密度为1.0×103kg/m3,则沉船处江水对江底的压强为1.5×104Pa
3.图中的实验操作中,可探究“浮力的大小与液体密度有关”的操作是( )
A.①②③
B.
①②④
C.
②③④
D.
①③④
4.如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面的距离h的关系的图象是( )
A.
B.
C.
D.
5.在盛满不同液体的相同的溢水杯中,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为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是:(g=10N/kg)( )
A.
甲球受到浮力,乙球不受浮力
B.
小球的质量为40g
C.
甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
D.
乙球受到的浮力小于0.4N
6.如图所示,体积相等的铁块甲、乙、丙浸在同一液体里,丙的底部紧贴容器底,则( )
A.
甲、乙、丙受到的浮力一样大
B.
乙受到的浮力最大
C.
丙受到的浮力最大
D.
甲、乙受到的浮力一样大,丙不受浮力
7.小明想测某种金属块的密度,于是将金属块浸没在水中,如图甲所示,在将金属块缓缓从水中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,如图乙所示.则该金属块的密度约为( )
A.2.7×103kg/m3
B.
3.1×103kg/m3
C.
3.5×103kg/m3
D
4.4×103kg/m3
8.如图是某同学用弹簧测力计测量铁块没入水中浮力的图示.当他缓慢地提着弹簧测力计将铁块下表面由位置A移至水面B的过程中,弹簧测力计示数的变化情况是( )
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先变大后变小
D.先不变后变大
9.将一木块分别浮在甲、乙两种不同的液体中,木块均有一部分露出液面,如果甲液体的密度大于乙液体的密度,则( )
A.
木块在甲液体中受到的浮力大
B.
木块在乙液体中受到的浮力大
C.
木块在甲液体中露出液面的体积较大
D.
木块在乙液体中露出液面的体积较大
10.如图所示,是甲与乙质量与体积关系的图象,结合图象所给信息,下列说法不正确的是( )
A.
如果甲放入水中后悬浮,那么乙一定在水中漂浮
B.
如果乙放入水中后悬浮,那么甲乙连在一起在水中一定沉底
C.
如果甲乙质量相同,那么甲乙在水中的浮力一定相同
D.
如果甲乙体积相同,那么甲乙在水中的浮力不一定相同
11.如图,将同一密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中,它竖直立在液体中,如果密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则( )
A.F甲=F乙
ρ甲>ρ乙
B.
F甲=F乙
ρ甲<ρ乙
C.F甲<F乙
ρ甲<ρ乙
D.
F甲<F乙
ρ甲>ρ乙
12.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先下沉然后上浮
B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉
D.浮力变大,一直上浮
13.如图所示,把一小球先后放入盛有不同液体的甲、乙两个容器中,在甲容器中小球漂浮在液面上,在乙容器中小球加速下沉到容器底部.已知:小球在甲容器中受到的浮力为F1,小球在乙容器中受到的浮力为F2,甲容器中的液体密度为ρ1,乙容器中的液体密度为ρ2,则下列判断正确的是( )
A.F1>F2
B.
F1<F2
C.ρ1>ρ2
D.ρ1<ρ2
14.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(
图甲).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( )
A.
密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B.
密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大
C.
乙烧杯中液体的密度较大
D.
丙烧杯中液体的密度较大
15.密度为0.8×103kg/m3的实心木块,轻放于足够深的水中,木块静止后,浸入水中的体积与木块体积之比为( )
A.4:5
B.
4:1
C.
1:4
D.
1:1
16.利用下列哪组器材不能区分如图所示的两杯没有标签的水和盐水( )
A.
B.
C.
D.
17.如图所示,同一物体浸在甲液体中悬浮(图a),浸在乙液体中漂浮(图b).比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定正确的是( )
A.F甲=F乙,ρ甲=ρ乙
B.
F甲=F乙,ρ甲<ρ乙
C.F甲<F乙,ρ甲=ρ乙
D.
F甲>F乙,ρ甲>ρ乙
二.解答题(共3小题)
18.底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为ρ0的液体,横截面积为S1的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连,且部分浸入液中,此时细线刚好伸直,如图所示.已知细线所能承受的最大拉力为T,现往容器中再缓慢注入密度为ρ0的液体,直到细线刚好被拉断为止.请解答下列问题;
(1)画出细线刚好伸直时,木块在竖直方向上的受力示意图;
(2)导出细线未拉断前,细线对木块拉力F与注入的液体质量m之间的关系式;
(3)求出细线刚好被拉断时与细线断后容器中液面恢复稳定时,容器底部所受液体压强的变化量.
19.如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体.弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示:(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体始终没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
20.某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力是多少?
(2)液体的密度是多少?
(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?初三物理讲义(九)
浮力综合练习答案
一、知识要点:
1.明确浮力的定义,理解浮力产生的原因。
2.会用称重法、阿基米德原理F浮=G排液=ρ液gV排液
、平衡法:F浮=G物
原理法:F浮=F上-F下
等方法计算浮力的实际问题。
3.明确物体浮沉条件(船的排水量、潜水艇浮沉、密度计原理等)。
二、精选习题:
一.选择题(共17小题)
1.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示.下列说法正确的是(
)
A.
甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:3
B.
甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
C.
甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2:5
D.
甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力
2.
6月1日,“东方之星”号邮轮在强暴雨和龙卷风的天气中,倒伏沉没在一处水深15米的长江里,社会各界全力实施了救援,对于事件的一些场面,下列说法中正确的是( )
A.
当起吊船将沉船吊起不断浮出水面的过程中,沉船受到水的浮力不断减少
B.
用两艘同为500吨的起吊船同时起吊船头与船尾时,船尾露出水面的速度较慢(如图所示),说明当时沉船的重心靠前
C.
船内受困人员通过敲击船体发出求救声,敲击发出的声是超声波
D.
若江水的密度为1.0×103kg/m3,则沉船处江水对江底的压强为1.5×104Pa
3.图中的实验操作中,可探究“浮力的大小与液体密度有关”的操作是( )
A.①②③
B.
①②④
C.
②③④
D.
①③④
4.如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面的距离h的关系的图象是( )
A.
B.
C.
D.
5.在盛满不同液体的相同的溢水杯中,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为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是:(g=10N/kg)( )
A.
甲球受到浮力,乙球不受浮力
B.
小球的质量为40g
C.
甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
D.
乙球受到的浮力小于0.4N
6.如图所示,体积相等的铁块甲、乙、丙浸在同一液体里,丙的底部紧贴容器底,则( )
A.
甲、乙、丙受到的浮力一样大
B.
乙受到的浮力最大
C.
丙受到的浮力最大
D.
甲、乙受到的浮力一样大,丙不受浮力
7.小明想测某种金属块的密度,于是将金属块浸没在水中,如图甲所示,在将金属块缓缓从水中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,如图乙所示.则该金属块的密度约为( )
A.2.7×103kg/m3
B.
3.1×103kg/m3
C.
3.5×103kg/m3
D
4.4×103kg/m3
8.如图是某同学用弹簧测力计测量铁块没入水中浮力的图示.当他缓慢地提着弹簧测力计将铁块下表面由位置A移至水面B的过程中,弹簧测力计示数的变化情况是( )
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先变大后变小
D.先不变后变大
9.将一木块分别浮在甲、乙两种不同的液体中,木块均有一部分露出液面,如果甲液体的密度大于乙液体的密度,则( )
A.
木块在甲液体中受到的浮力大
B.
木块在乙液体中受到的浮力大
C.
木块在甲液体中露出液面的体积较大
D.
木块在乙液体中露出液面的体积较大
10.如图所示,是甲与乙质量与体积关系的图象,结合图象所给信息,下列说法不正确的是( )
A.
如果甲放入水中后悬浮,那么乙一定在水中漂浮
B.
如果乙放入水中后悬浮,那么甲乙连在一起在水中一定沉底
C.
如果甲乙质量相同,那么甲乙在水中的浮力一定相同
D.
如果甲乙体积相同,那么甲乙在水中的浮力不一定相同
11.如图,将同一密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中,它竖直立在液体中,如果密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则( )
A.F甲=F乙
ρ甲>ρ乙
B.
F甲=F乙
ρ甲<ρ乙
C.F甲<F乙
ρ甲<ρ乙
D.
F甲<F乙
ρ甲>ρ乙
12.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先下沉然后上浮
B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉
D.浮力变大,一直上浮
13.如图所示,把一小球先后放入盛有不同液体的甲、乙两个容器中,在甲容器中小球漂浮在液面上,在乙容器中小球加速下沉到容器底部.已知:小球在甲容器中受到的浮力为F1,小球在乙容器中受到的浮力为F2,甲容器中的液体密度为ρ1,乙容器中的液体密度为ρ2,则下列判断正确的是( )
A.F1>F2
B.
F1<F2
C.ρ1>ρ2
D.ρ1<ρ2
14.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(
图甲).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( )
A.
密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B.
密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大
C.
乙烧杯中液体的密度较大
D.
丙烧杯中液体的密度较大
15.密度为0.8×103kg/m3的实心木块,轻放于足够深的水中,木块静止后,浸入水中的体积与木块体积之比为( )
A.4:5
B.
4:1
C.
1:4
D.
1:1
16.利用下列哪组器材不能区分如图所示的两杯没有标签的水和盐水( )
A.
B.
C.
D.
17.如图所示,同一物体浸在甲液体中悬浮(图a),浸在乙液体中漂浮(图b).比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定正确的是( )
A.F甲=F乙,ρ甲=ρ乙
B.
F甲=F乙,ρ甲<ρ乙
C.F甲<F乙,ρ甲=ρ乙
D.
F甲>F乙,ρ甲>ρ乙
二.解答题(共3小题)
18.底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为ρ0的液体,横截面积为S1的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连,且部分浸入液中,此时细线刚好伸直,如图所示.已知细线所能承受的最大拉力为T,现往容器中再缓慢注入密度为ρ0的液体,直到细线刚好被拉断为止.请解答下列问题;
(1)画出细线刚好伸直时,木块在竖直方向上的受力示意图;
(2)导出细线未拉断前,细线对木块拉力F与注入的液体质量m之间的关系式;
(3)求出细线刚好被拉断时与细线断后容器中液面恢复稳定时,容器底部所受液体压强的变化量.
19.如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体.弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示:(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体始终没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
20.某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力是多少?
(2)液体的密度是多少?
(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?
《浮力》检测题参考答案:
一.选择题(共17小题)
1.AC
2.A
3.D
4.A
5.C
6.D
7.C
8.D
9.C
10.C
11.B
12.C
13.AC
14.D
15.A
16.B
17.B
二.解答题(共3小题)
18.解:(1)细线刚好伸直时,木块受到重力和浮力作用,二力平衡,大小相等,力的作用点画在重心上,如图所示:
(2)注入液体的质量为m时,细线对木块的拉力为F,液面上升的高度为△h,
细线对木块的拉力F等于木块增大的浮力,则有:
F=△F浮=ρ0gV排=ρ0gS1△h,①
由ρ=得,容器内注入的液体质量:
m=ρ0V液=ρ0(S0﹣S1)△h,②
将①式和②式联立,解得:
F=m;
(3)当细线刚好被拉断时,F浮=G+T,
液面恢复稳定后,F浮′=G,
即:F浮﹣F浮′=T,
ρ0g(V排﹣V排′)=T
ρ0g△h′S0=T
△p=.
答:(1)见上图;
(2)导出细线未拉断前,细线对木块拉力F与注入的液体质量m之间的关系式为:F=m;
(3)求出细线刚好被拉断时与细线断后容器中液面恢复稳定时,容器底部所受液体压强的变化量为△p=.
总结:
本题考查了阿基米德原理、密度公式、压强公式、力的合成知识的综合运用,对木块正确的受力分析,灵活运用阿基米德原理和液体压强公式进行转化是解题的关键,属于难题.
19.解:(1)由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=18N;
当h≥10cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F=13.2N;
所以F浮=G﹣F=18N﹣13.2N=4.8N;
(2)物体排开液体的体积V排=V物=60×10×10﹣6m3=6×10﹣4m3
由F浮=ρ液gV排得:
ρ液===0.8×103kg/m3
(3)液体的质量m液=ρ液V液=0.8×103kg/m3×100×20×10﹣6m3=1.6kg
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对地面的压力F′=(m液+m筒)g+G物﹣F拉=(1.6kg+0.5kg)×10N/kg+18N﹣13.2N=25.8N
p==2.58×103Pa.
答:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是4.8N;
(2)筒内液体的密度是0.8×103kg/m3;
(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是2.58×103Pa.
总结:
此题是一道有关浮力知识的计算题,同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,能够通过图象确定物体的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键,(3)问中关键能分析出压力大小,这是此题的难点.
20.解:
(1)木块受到的浮力为F浮=F+G=2N+1.2N=3.2N;
(2)因为F浮=ρ液gV排,
所以液体的密度为ρ液===1.6×103kg/m3;
(3)因为G=mg,
所以木块的质量为m===0.12kg,
木块的密度为ρ===0.6×103kg/m3,
因为ρ<ρ液,
所以木块最终静止在液面上,
受到的浮力为F浮′=G=1.2N.
答:
(1)木块受到的浮力是3.2N;
(2)液体的密度是1.6×103kg/m3;
(3)剪断细绳,木块稳定时处于静止状态,所受浮力是1.2N.
总结:
此题考查的是阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,熟悉基本规律,对木块进行正确的受力方向,是解答此题的关键.