3.2 浮力 同步练习（含解析）

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3.2 浮力 同步练习
一．选择题（共10小题）
1．（2018 东莞市校级一模）下列情景中没有受到浮力的物体是（　　）
A．遨游的“天空一号” B．航行的“辽宁号”
C．下潜的“蛟龙”号 D．上升的热气球
2．（2018春 永定县月考）将木块投入盛水容器中，静止时木块有一部分体积会露出在空气中，则木块所受浮力的施力物体（　　）
A．空气 B．水 C．木块 D．盛水容器
3．（2017春 重庆期中）以下说法错误的是（　　）
A．在海滨游泳的人受到海水对他的浮力
B．在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力
C．将一石块扔到水中，在其下沉过程中不受浮力
D．在水中升起的木块受到浮力
4．（2016春 余庆县期中）如图所示，体积相同的甲、乙、丙、丁四个小球放在水中静止，其中受到浮力的小球有（　　）
A．只有甲球 B．只有甲、乙、丙球
C．甲、乙、丙、丁四个球都受浮力 D．条件不足，无法判断
5．（2016春 重庆校级月考）以下情景中没有受到浮力的物体是（　　）
A．遨游太空的“天宫一号” B．上升的热气球
C．遨游在大海深处的鲸鱼 D．在海上巡航的“辽宁号”航空母舰
6．（2017春 宁河县期中）如图所示，一个塑料小球堵在一个水池的出口处，水无法排出，则该小球（　　）
A．不受水的浮力，也不受水对它的压力 B．仍受水的浮力
C．不受水的浮力，但受水对它的压力 D．无法判断
7．（2016 南平模拟）王老师用自制教具演示了如下实验：将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下，把乒乓球放入瓶内并注水，看到有少量水从瓶口流出，此时乒乓球静止（如图所示），然后用手堵住瓶口，一会儿乒乓球浮起来了，以下分析正确的是（　　）
A．乒乓球在图中位置静止时没有受到浮力作用
B．乒乓球上浮过程中，受到的浮力始终不变
C．乒乓球上浮过程中，受到的液体压强保持不变
D．乒乓球在图中位置静止时，是由于受到大气压的作用
8．（2016秋 卢湾区期中）如图所示，将正方体用细线悬挂浸没在水中，若其上表面受到的液体压力为F1，其下表面受到的液体压力为F2，则（　　）
A．F1一定大于F2 B．F1一定小于F2 C．F1可能大于F2 D．F1可能等于F2
9．（2016秋 房山区期末）图所示，一个体积为V重为G的金属圆柱体挂在弹簧测力计上（圆柱体底面与水面平行），手提弹簧测力计使圆柱体浸入水中处于静止状态。圆柱体上表面受到水向下的压力为F1，圆柱体下表面受到水向上的压力为F2，圆柱体受到的浮力为F浮，测力计的示数为T，则下列表达式正确的是（　　）
A．G=T+F2 B．F2=ρ水gV C．F浮=F2﹣F1 D．F2=G+F1
10．（2014秋 余杭区校级期中）如图所示容器中，底部和侧壁分别有木塞a和b，且a、b在水中的体积相等，则（　　）
A．a受到的浮力大 B．a，b受到的浮力相等
C．只有a塞受到的浮力为零 D．a，b塞受到的浮力均为零
二．填空题（共5小题）
11．（2017春 城关区校级期末）浸入液体中的物体，通常要受到液体对它向上托的力，这个力叫浮力，浮力的方向是　 　。
12．（2016秋 下城区校级月考）在河边有一打在水中的木桩，浸入水中部分的体积是12分米3，露出水面部分体积为2分米3，木桩受到的浮力是　 　牛。
13．（2016秋 呼伦贝尔月考）水对物体向上和向下的　 　就是水对物体的浮力，浮力的方向总是　 　，物体在水中受到的浮力施力物体是　 　。
14．（2016 闵行区一模）如图所示，完全相同的a、b两个长方体，长度为h，悬浮在密度为ρ的液体中，长方体b上下表面的液体压强差为　 　。若两长方体a、b下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb，则Fa　 　 Fb（选填“大于”、“等于”、或“小于”）。
15．（2016春 马尾区期末）弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块，当它完全浸没在水中时，弹簧秤的示数为9.8N，则金属块排开水的重力为　 　N．若金属块上表面所受水的压力为19.6N，则金属块下表面所受水的压力为　 　N。
三．实验探究题（共1小题）
16．（2016 宜昌）如图所示，把一个底面积为S，高为l的长方体浸没在密度为ρ的液体中，上、下表面分别距液面为h1和h2，因为液体内部存在压强，所以长方体各表面都受到液体的压力。
（1）分析图中长方体的受力情况，其受到浮力的原因是　 　，浮力的方
向是　 　。
（2）大量的实验结果表明：“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开
液体所受的重力”。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。
四．解答题（共1小题）
17．（2014 北京校级自主招生）张老师在研究浮力产生原因时，做了如下实验，图1是由容器A和B构成的连通器，B容器底的中间部分有一个面积为80cm2方形孔，将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中，且把容器底的正方形孔密合覆盖，然后向B容器缓慢注入15cm深的水，发现木块没有上浮，静止在B容器底部。
（1）求B容器中水对木块压力的大小和方向（g=10N/kg）；
（2）为使B容器中的木块上浮，至少需要在A容器中注入距离B容器底多深的水？
　
3.2 浮力 参考答案
一．选择题（共10小题）
1．【答案】A。
【解答】解：A、太空中没有空气，故遨游的“天空一号”不受到浮力；故A符合题意；
B、浮力是浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托起的力，航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力，即受到浮力；故B不符合题意；
C、下潜的“蛟龙”号在水中，但仍然受到水对它向上的浮力，故C不符合题意；
D、空中上升的热气球受到空气的浮力；故D不符合题意。
2．【答案】B。
【解答】解：
浸在水中的物体受到水的浮力，浮力的方向总是竖直向上，故木块在水中受到的浮力施力物体是水。
3．【答案】C。
【解答】解：浸在液体或气体中的物体都会受到液体或气体对它向上托的力即浮力，下沉的物体也受浮力作用，所以ABD正确，C错误。
4．【答案】C。
【解答】解：根据图示可知，甲漂浮在水面上，受到竖直向上的压力，即为浮力；乙、丙、丁三个小球浸没在水中，既受到向上的压力，又受到向下的压力，并且向上的压力大于向下的压力，压力差等于小球受到的浮力，故四个小球均受到浮力的作用。
5．【答案】A。
【解答】解：
A、太空中没有空气，故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力，故A符合题意；
B、空中上升的热气球受到空气的浮力，故B不符合题意；
C、遨游在大海深处的鲸鱼，浸没在水中但受到水的浮力，故C不符合题意；
D、在海上巡航的“辽宁号”航空母舰，漂浮在水面上，受到水的向上托起的力，即受到浮力，故D不符合题意。
6．【答案】C。
【解答】解：浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差；
将塑料小球堵在一个水池的出口处，球的上表面受到水向下的压力，而下表面不受水的压力，所以该小球不受浮力。
7．【答案】A。
【解答】解：A、图中乒乓球静止时，虽然有少量水从瓶口流出，但乒乓球下表面受到的压力小于上表面受到的压力，所以不受浮力作用，故A正确；
B、乒乓球上浮过程中至露出水面，排开水的体积变小，根据F浮=ρ水gV排可知，受到的浮力会变小，故B错误；
C、乒乓球上浮过程中，距离水面的深度h变小，水的密度不变，根据p=ρgh可知，受到的液体压强变小。故C错误；
D、乒乓球静止时，受重力、水的压力和支持力，在这三个力的作用下处于平衡状态，不是由于受到大气压的作用。故D错误。
8．【答案】B。
【解答】解：据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知，圆柱体浸没在液体中时，它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡，即可以相互抵消掉；
而圆柱体上、下表面所受的压力是不同的，下表面深度为h1，上表面所处的深度为h2。
则上表面受到的压强为p1=ρ液gh1，受到的压力为F1=p1S=ρ液gh1；
下表面受到的压强为p2=ρ液gh2，受到的压力为F2=p2S=ρ液gh2。
因为h1＜h2。所以F1＜F2。
9．【答案】C。
【解答】解：金属圆柱体受力如图一所示，在重力G，拉力T，浮力F浮作用下金属圆柱体处于平衡状态，
由平衡条件得：T+F浮=G ①
金属圆柱体受到的浮力F浮=ρ水gV
设金属圆柱体底面积为S，高为h，上下底面距水面的距离分别为h1、h2，如图二所示。
圆柱体上底面受到水向下的压力F1=P1S=ρ水gh1S，
下底面受到水向上的压力F2=P2S=ρ水gh2S，
F2﹣F1=ρ水gh2S﹣ρ水gh2S=ρ水ghS=ρ水gV=F浮。
即F2﹣F1=F浮=ρ水gV ②
把②代入①得T+F2﹣F1=G，T+F2=G+F1 ③
由①②③知C正确。
10．【答案】C。
【解答】解：根据图示可知，a木塞在瓶底，a木塞底部不接触液体，即底部不受液体压力的作用，故a木塞不受浮力；b木塞在侧壁，一部分下表面和上表面浸在水中，故b木塞受到的浮力不为零。
二．填空题（共5小题）
11．【答案】竖直向上。
【解答】解：物体浸在液体中，由于物体上、下表面所处的深度不同，下表面所处的深度大于上表面的深度，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，因此液体对物体产生的向上的压力与向下的压力不相等，实际上，这两个压力的合力就是液体对物体施加的向上托的作用，这个力习惯上称为浮力。方向与物体受到的向上的压力方向一致，总是竖直向上的。
12．【答案】：0。
【解答】解：由题知，木桩被打入水中，下表面受到水的压力为0，
因为物体受到的浮力等于在水中物体上表面和下表面受到水的压力差；
即：F浮=F下表面﹣F上表面，
所以，此时木桩受到的浮力为0。
13．【答案】压力差；竖直向上；水。
【解答】解：根据浮力产生的原因可知，水对物体向上和向下的压力差就是水对物体的浮力；
浮力的方向总是竖直向上，物体在水中受到的浮力施力物体是水。
14．【答案】：ρgh；大于。
【解答】解：（1）读图可知，长方体b上表面的压强为：p上=ρgh上，
下表面的压强为：p下=ρg（h上+h）
上下表面的压强差为：△p=p下﹣p上=ρg（h上+h）﹣ρgh上=ρgh；
（2）因为物体a上表面的深度比物体b上表面的深度更深，且表面积也更大，
由公式F=pS=ρghS得，物体a的上表面受到的压力大，
又因为两长方体相同，都悬浮在同种液体中，所以受到的浮力相同，
由F浮=F向上﹣F向下得，
a的上表面受到的压力大，所以下表面受到的压力也一定是大的，只有这样才能保证a和b上下表面的压力差相同，即浮力相同。
15．【答案】4.9；24.5。
【解答】解：金属块受到的浮力为：F浮=G物﹣F示=14.7N﹣9.8N=4.9N；
下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=19.6N+4.9N=24.5N；
三．实验探究题（共1小题）
16．【答案】（1）上、下表面存在压力差；竖直向上；（2）见上面的推导。
【解答】解：（1）据图可知，该长方体周围四个面的压强可以相互抵消，但上、下两面的压强不能相互抵消，下表面比较深，所受的液体压强大于上表面所受的液体压强，据公式F=pS可知，由于S相同，所以长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力，故用下表面所受水的压力减去上表面所受水的压力就是浮力，其方向是竖直向上的；
故浮力的产生原因是：上、下表面存在压力差；浮力的方向总是竖直向上的。
（2）由液体压强公式p=ρgh及压强公式p=得：
长方体上表面受到液体的压力：F1=p1S=ρ液gh1S；
长方体下表面受到液体的压力：F2=p2S=ρ液gh2S，
上、下两表面的压力差为：F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g（h2﹣h1）S﹣﹣﹣﹣①。
长方体浸没在液体中，则长方体排开液体的体积：V排=V物=Sl=S（h2﹣h1）﹣﹣﹣②，
所以，结合浮力的产生原因有：F浮=F2﹣F1=ρ液g（h2﹣h1）S=ρ液gV排=m排g=G排。
四．解答题（共1小题）
【解答】解：（1）木块上表面受到水的压强为p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×（0.15m﹣0.1m）=500Pa，上表面所受水的压力为：F=pS=500Pa×0.01m2=5N，方向：垂直上表面向下；
（2）木块的重力为G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N，
则为使B容器中的木块上浮，至少A中所注入的水所产生的向上的压力F1=5N+6N=11N，
A中水所要产生的压强应为p1===1375Pa
因此A中水的深度为h1===0.1375m=13.75cm。
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