浮力测试题
时间:60分钟总分: 60
题号 一 二 三 四 五 总分
得分
一、单选题(本大题共10小题,共20.0分)
如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为
A. 4N B. 6N C. 14N D. 7N
三个实心球甲、乙、丙体积相等,在液体中静止时的位置如图所示,下面说法正确的是
A. 三个球所受浮力一样大 B. 甲、乙两球的重力相等
C. 乙球的密度小于丙球的密度 D. 甲球的质量大于丙球的质量
三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列说法正确的是
A. 三个容器中的水对容器底的压强不相等
B. 三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大
C. 如果向乙容器中加人盐水,木块受到的浮力变大
D. 如果向丙容器中加人酒精,小球受到的浮力变小
把体积为、重为的物体放入水中,当物体静止时,它所处的状态及受到的浮力大小分别是
A. 漂浮, B. 漂浮,
C. 沉底, D. 沉底,
某物体重为,把它放在盛有水的烧杯中,溢出的水,则它受到的浮力
A. 一定为 B. 可能为 C. 一定为 D. 可能为
将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中,如图所示,鸡蛋沉入水底,鸡蛋重为G,然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解,在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中,鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是
A. B.
C. D.
一只水桶装满水,总重为60牛,其中空桶重20牛,用这个水桶从井里提水,当水桶尚未露出水面之前,人所用的拉力为
A. 40N B. 小于20牛 C. 0牛 D. 等于20牛
一艘轮船从海里驶入到河里,则
A. 它受到的重力变小,浮力不变 B. 它受到的重力变大,浮力不变
C. 它受到的重力不变,浮力变小 D. 它受到的重力不变,浮力不变
如图所示,质量相等体积不同的三个小球静止在水中,则它们受到的浮力大小是
A. B. C. D.
如图所示的三只球体积是相等的,处在同种液体中静止。由图可以看出
A. A球受的浮力最大 B. B球受的浮力最大
C. C球受的浮力最大 D. 三球受的浮力一样大
二、填空题(本大题共8小题,共16.0分)
将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出,已知,则可判断物块在水中处于______状态选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”,物块的密度是______.
一金属块在空气中称重29N,把它全部浸没在水中称弹簧测力计的示数为18N,则该金属块受到的浮力是______ N,方向______ .
密度计是利用漂浮原理来测量______的仪器同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动时,所处状态如图所示,则密度计在两种液体中所受的浮力______,液体的密度______选填“”、“”或“”
一艘轮船的质量是6000t,它的排水量是10000t,它所能装载的货物的最大质量是______若取,则该船满载货物时受到的水的浮力是______
体积相同的三个实心小球,分别放入盛有水的A、B、C三个容器中,静止后的位置如图所示,若三个小球所受到的浮力分别用、、表示,则它们中最大的是______,容器______中的小球密度最小.
饺子是大家喜爱的食品,在水中煮会漂起来,是因为饺子受热膨胀,体积______浮力______,重力______浮力,上浮到水面.
潜水艇是靠______来实现上浮和下沉的。某外型确定的潜水艇从长江潜行在水面下航行到南海某地执行任务,若它悬浮在江水中所受的浮力为,悬浮在海水中所受的浮力为,则______选填“大于”、“等于”或“小于”,已知海水的密度大于江水的密度。
挂在弹簧测力计下面的物体重12N,它刚好浸没在水中时,物体排开的水的重力是则该物体受到的浮力大小为______N,弹簧测力计的示数为______N。
三、实验探究题(本大题共1小题,共6.0分)
如图所示,是某小组探究浮力与哪些因素有关的装置图,请根据图示回答问题:
比较A、B两图,说明物体受到了水的浮力,浮力的方向______ ,大小为______
比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与______ 有关;
比较______ 、______ 两图能说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
比较______ 、______ 两图能说明物体所受浮力的大小与浸没的深度无关;
该实验主要应用的科学探究法是______ .
四、计算题(本大题共1小题,共8.0分)
将一质量为4kg的木块放入水中,静止后木块露出水面的体积为,求:
木块受到的浮力;
木块在水中的体积;
木块的密度.
五、综合题(本大题共1小题,共10.0分)
底面积为的圆柱形薄壁容器内装有密度为的液体,物块B置于底面积为的木块A上,在液面上漂浮,如图所示请解答下列问题:
画出此时木块A的受力示意图;
将物块B取走,木块A仍保持水平,静止后容器中的液面______选填“上升”或“下降”;
若将物块B取走,静止后木块A相对于容器变化的高度为h,请你求出容器中液面变化的高度和物块B的质量温馨提示:推导过程中需要的物理量请提前设定
答案和解析
【答案】
1. C 2. C 3. D 4. B 5. D 6. C 7. B
8. D 9. D 10. B
11. 漂浮;??
12. 11;竖直向上??
13. 液体密度? ? ??
14. 4000 ??
15. ;C??
16. 增大;增大;小于??
17. 改变自身重力;小于??
18. 10;2??
19. 竖直向上;;物体排开液体的体积;;D;?;E;控制变量法.??
20. 解:木块漂浮
,
木块的总体积:
木块的密度
答:木块受到水的浮力40N;
木块的体积
木块的密度??
21. 下降??
【解析】
1. 解:根据浮力产生的原因:
则.
故选C.
浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力,大小等于上下表面受到的压力之差.
此题考查了对浮力产生原因的应用,浮力大小等于上下表面所受的压力之差,不要受题目中干扰因素的影响.
2. 解:由图知,甲球漂浮,
,---------------
;------------------
乙球漂浮,
,----------------
;------------------
丙球悬浮,
,---------------
;-----------------
由可得:
;
甲、乙、丙三个实心球体积相等,由图可知:乙排,
根据得:
;
由可得:
,
,
.
所以由此分析可知选项中只有C正确.
故选C.
由图知,甲、乙球漂浮、、丙球悬浮,据此可以得出乙、丙球的密度关系;
因为浸没的体积不同,根据物体的浮沉条件即可比较受浮力大小和物体重力的关系.
本题考查了学生对重力公式、物体的浮沉条件的掌握和运用,利用好三球体积相同是本题的关键.
3. 解:A、三个容器中,水的深度相同,根据可判断水对容器底的压强相等,故A错误;
B、漂浮在水面上的木块和悬浮在丙容器中的小球,根据二力平衡和阿基米德原理,有,故桌面上的三个容器的总重力相等,故对桌面的压力相等,故B错误;
C、如果向乙容器中加人盐水,木块仍处于漂浮状态,故木块受到的浮力总等于它的重力,浮力不变,故C错误;
D、如果向丙容器中加人酒精,根据阿基米德原理,液体密度变小,不变,故小球受到的浮力变小,故D正确;
故选:D。
液体压强与深度和密度有关,;
水平面上的固体产生的压力大小等于物体的重力,即;
漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力,即;
阿基米德原理。
深入理解影响液体压强大小的因素、阿基米德原理、二力平衡知识是解答此题的关键。
4. 解:由阿基米德原理可知,当物体浸没在水中,受到的浮力
,
根据浮沉条件可知:物体会上浮,最后漂浮在水面上,
根据漂浮的条件知:受到的浮力。
故选:B。
把这个物体放入水中后,只有先分析物体最后静止在什么位置:是沉在水底还是悬浮在水中或是漂浮在水面,才能正确求出物体它受到的浮力。
本题考查物体沉浮状态的判断以及浮力大小的计算。在判断浮沉时,关键要确定物体的重力与完全浸没时所受浮力的关系。
5. 解:当烧杯中盛满水时,由阿基米德原理可知,溢出水的重即为物体所受的浮力大小,则浮力;
当烧杯中没有盛满水时,若物体漂浮或悬浮在液体中时,物体所受的浮力最大,等于物重,即;
因此物体受到浮力大小的范围为:,只有D选项符合这个范围;
故选D.
先根据阿基米德原理,判断出该物体所受浮力的范围,然后再进行判断.
解题时,要注意物体受到的浮力等于它排开的液体的重力,但不一定等于溢出液体的重力.
6. 解:鸡蛋沉入水底时,受到的浮力小于重力,逐渐向水中加入食盐时,盐水的密度变大,由可知,鸡蛋所受浮力逐渐增大,当浮力大于重力时鸡蛋上浮;当鸡蛋开始露出液面的过程中,浮力逐渐变小,直到浮力等于重力,最后始终漂浮,浮力不再发生变化。
由上分析知,浮力先变大,后变小最后保持不变。
故选:C。
根据物体的浮沉条件:浮力小于重力时下沉、浮力大于重力时上浮、浮力等于重力时漂浮以及阿基米德原理判断鸡蛋所受浮力的变化。
本题关键:一是浮沉条件的使用,二是鸡蛋自重和体积不变隐含条件,三是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素液体的密度和排开液体的体积。
7. 解:铁桶浸没在水中,受到的重力等于铁桶受到的水的浮力加上所用的拉力,
即,
则,
所以,.
故选B.
当铁桶未露出水面时,桶内水受到的重力和浮力是相等的,可以忽略,对铁桶没有力的作用,所以铁桶浸没在水中,受到重力、浮力和人的拉力作用,并且铁桶受到的重力等于铁桶受到的水的浮力加上绳子的拉力,据此求绳子的拉力大小.
理清思路:如果铁桶不受水的浮力,绳子的拉力等于铁桶受到的重力;铁桶在水中受到了水的浮力,绳子的拉力一定小于铁桶受到的重力.
8. 解:轮船从海里驶入河里,
轮船漂浮,
轮船受浮力,
轮船自重不变,
轮船受到的浮力不变.
故选D
轮船从海里驶入河里,都是漂浮,受浮力都等于船重,而轮船重不变,可知轮船受到的浮力不变.
本题综合考查了学生对漂浮条件,与之类似的题目:密度计放在不同的液体中的浮力分析
9. 解:已知三个小球的质量相等,所以三个小球的重力相等;
由图可知:甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉入水底;
由物体的浮沉条件可知:
甲、乙两球受到的浮力等于自身的重力,则;
丙球受到的浮力小于重力,即,
所以.
故选D.
根据图可知,甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉入水底;由于三个小球的质量相等则三个小球的重力相等,根据物体的浮沉条件,先判断甲、乙、丙三球受到浮力与重力的关系,最后即可判断.
本题考查了利用物体的浮沉条件解决简单问题的能力,能从图中判断甲、乙、丙三球的状态关系是本题的关键.
10. 解:根据三球状态:A球、C球漂浮,B球悬浮知:B球浸没液体中,排开的液体体积最大,A球、C球排开的液体体积小于B球,由公式知,在液体密度一定时,B球排开液体的体积最大,所以受到的浮力最大。
故选:B。
本题的前提条件是A、B、C三球的体积相等,根据三球在同种液体中的状态,判断出三球在液体中受到的浮力大小。
对于体积相等的物体在液体中受到的浮力,先根据物体所处的状态,找到物体排开液体的体积,最后根据阿基米德原理判断出各物体受到的浮力大小关系。
11. 解:假设,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据可知受到的浮力关系为5:4,
而现在根据可知浮力关系为9:8,所以不可行;
假设,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以不可行;
可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底:
物体在水中漂浮,
,
,
,
物体在酒精中下沉,,
,
物体的密度:
.
故答案为:漂浮;.
分三种情况大于等于水的密度、大于酒精的密度小于水的密度、小于等于酒精的密度分析,得出物体的密度大于酒精的密度、小于水的密度,从而确定物体在水中漂浮,根据漂浮条件求出物体重,再根据在酒精中受到的浮力求出物体的体积,利用密度公式求物体的密度.
本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,判断出物体密度的取值范围是本题的关键.
12. 解:根据称重法可知,金属球所受的浮力:
,浮力的方向竖直向上.
故答案为:11;竖直向上.
称重法测浮力:金属块所受浮力等于金属块的重力减去金属块在水中测力计的示数;一半浸没时,受到的浮力减半,弹簧测力计的示数等于重力减去此时受到的浮力;
浮力的方向总是竖直向上的.
本题考查学生对称重法测浮力的掌握和运用计算浮力有以下几种方法,根据已知条件选择合适的方法.
知道物体的重力G,物体浸没在液体中称的示数为F,物体受到的浮力为:.
物体漂浮在液面上,物体受到的浮力为:此方法比较常用
据阿基米德原理求浮力,物体受到的浮力为:此方法比较常用
根据物体受到向上的和向下的压力,物体受到的浮力为:.
13. 【分析】
密度计是利用漂浮原理来测量液体密度的仪器;
物体的沉浮条件:当物体的重力大于浮力时,物体下沉,当物体的重力小于浮力时,物体上浮直至漂浮,当物体的重力等于浮力时,物体悬浮或漂浮。密度计在甲、乙两种液体里都是漂浮,根据漂浮条件判断出密度计受到浮力的大小关系;
从图可知,密度计浸没在甲、乙两种液体中体积的大小关系,从而可利用公式判断出两种液体密度的大小关系。
本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮是解此类题目的关键。
【解答】
密度计是利用漂浮原理来测量液体密度的仪器;
同一支密度计在甲、乙两种液体里都漂浮,,因此密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力即;
,
由图可知,密度计在甲、乙两种液体中排开液体的体积:,
液体的密度:.
故答案为:液体密度? ? 。
14. 【分析】
已知排水量即轮船装载货物时所排开的水的质量,它所能装载的货物的质量就等于它满载时排水量减去轮船自身的质量;
轮船满载时漂浮,轮船受到的浮力等于排开水的重力。
本题考查了阿基米德原理和物体的漂浮条件的应用,明确排水量的含义排开水的质量是本题的关键。
【解答】
轮船轮船的质量,它的排水量是10000t,即它满载时排水量为;
则它所能装载的货物的最大质量:
.
船满载时受到的浮力:
。
故答案为:4000;。
15. 解:由图知,A、B、C三个容器中的小球排开水的体积关系为:
,
因为,
所以三个球受到水的浮力关系为:
,故最大的是.
由图可知:A容器中的小球悬浮,B、C容器中的小球漂浮,根据物体的浮沉条件可得:
A球密度等于水的密度,B、C两球的密度都小于水的密度,
因为B、C漂浮
所以,
因为,
所以,
因为,球的体积相同,
所以,
所以.
故答案为:;C.
由题知,三个小球的体积相同,根据图示得出三个小球排开水的体积的大小关系,利用阿基米德原理的推导公式比较受浮力的大小关系;
比较物体与液体的密度大小:当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;当物体的密度小于液体的密度时,物体上浮漂浮;当物体的密度等于液体的密度时,物体处于悬浮状态.
物体的浮沉也可根据液体的密度与物体的密度关系进行判断,物体上浮;物体下沉;物体漂浮;悬浮状态
16. 解:饺子在水中煮一会儿,因为饺子受热膨胀,体积增大,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来.
故答案为:增大;增大;小于.
一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力,物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关,又与排开液体的密度有关;?物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关,它是由物体所受重力与浮力的合力决定当合力向上则物体上浮;当合力向下,则物体下沉;当合力为0,则物体处于漂浮或悬浮状态.
知道影响浮力大小的因素和决定物体浮沉的条件是本题的解题关键.
17. 解:在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,
,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,
潜水艇受到水的浮力不变;
把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当时,潜水艇上浮;
打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当时,潜水艇下沉;
当时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;
由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
因为潜水艇潜行在水面下航行,所以不变,根据阿基米德原理可知,从江水到海水,液体的密度变大,所以浮力变大;即;
故答案为:改变自身重力;小于。
潜水艇浸没在水中,潜水艇的体积不变排开水的体积不变,受浮力不变;通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,然后再根据物体的浮沉条件分析是怎么上浮或下沉的。
因为潜水艇潜行在水面下航行,所以排开液体的体积相等,根据阿基米德原理可知,从江水到海水,液体的密度变大,所以浮力变大。
本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,潜水艇是物体的浮沉条件的典型应用,应理解它们原理的,明确它悬浮在水中排开液体的体积不变是解答此题的关键。
18. 解:由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,则物体受到的浮力大小为:10N;
弹簧测力计的示数:;
故答案为:10;2。
根据阿基米德原理求出浮力大小,根据称重法求出弹簧测力计的示数。
本题考查了称重法测浮力和阿基米德原理的应用,是一道基础题目。
19. 解:、B两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到向上的浮力,A、B两图中测力计示数之差等于物体受到的浮力,由图示可知,浮力大小为:.
比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关;
比较C、D两图能说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小与液体密度有关;
比较D、E两图能够说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.
故答案为:竖直向上;;物体排开液体的体积;;D;?;E;控制变量法.
物体浸入液体中受到向上的浮力作用,物体重力与弹簧测力计示数之差是物体受到的浮力;根据控制变量法的要求分析图示情景,然后答题.
此题是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验,考查了控制变量法的应用,称重法浮力的求法,同时考查了阿基米德原理的应用,通过题目应该学习测量物体密度的一种方法.
20. 知道木块的质量可以求重力,根据漂浮条件可求木块所受浮力;
知道浮力可以求,;
知道质量和体积,利用密度公式求密度.
本题考查知识点比较多,密度的计算、浮力的计算及其公式变形,要细心计算.
21. 解:对木块受力分析,其受到竖直向下的重力和B对A的压力以及竖直向上的浮力,
这三个力的作用点可画在木块A的重心上,如图所示:
将物块B取走前,A、B处于漂浮状态,浮力等于二者的总重力,
物块B取走后,木块A仍漂浮,由于浮力减小,根据可知,
木块A排开液体的体积减小,静止后容器中的液面下降;
设物块B取走前来液体的深度为,物块B取走后液体的深度为,
容器中液面变化的高度,A的质量为mA,物块B的质量为,
由和可知,物块B和木块A漂浮时,
,
物块B取走后,木块A仍漂浮,
则有:,
由以上两式可解得,,
即:,
则容器中液面变化的高度:
,
由于物块B取走后,木块A相对于液面上升的高度:
,
又因为,
由以上各式可解得:;
.
故答案为:见上图;
下降;
容器中液面变化的高度为;
物块B的质量为.
对木块A的受力分析,根据力的示意图的画法作出各个力的示意图即可;
根据漂浮条件和阿基米德原理即可判断物块B取走后容器中的液面;
根据和分别列出物块B和木块A漂浮时以及物块B取走后木块A仍漂浮的表达式,
再结合静止后木块A相对于容器变化的高度,联立各式即可求出容器中液面变化的高度和物块B的质量.
本题考查了力的示意图、深度和质量的计算等,涉及到物体漂浮条件和阿基米德原理的应用,关键是知道物体漂浮时浮力等于重力.
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