3.如图所示,用量筒和水测量小石头体积时,小石头在水里下沉的过程中,下列判正确的是( ??)
A.水的密度变大 B.水对小石头的压强不变
C.小石头受到的浮力不变 D.量筒对桌面的压力变大
4.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的烧杯中,它会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判断,下列烧杯中的液体密度最大的是( )
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
5.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为 F氢和F空 , 则下列说法中正确的是(?? )
A.F 氢>F 空 B.F 氢=F 空 C.F 氢<F 空 D.条件不足,无法比较
6.两个底面积相同形状不同的容器A、B(GA=GB),盛有不同的液体放置在水平桌面上,现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示(忽略液体的损失),下列说法正确的是( )
A.?甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力???????????
B.?两容器底受到的液体压强相等
C.?取出两物块后,B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强??????????
D.?取出两物块后,B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强
7.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3 , 则下列结论正确的是(? )
A.物体A的密度为3.2×103kg/m3 B.实验乙中,物体A受到的拉力为1.0N
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N D.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N
8.据史书记载,我国宋朝治平年间,在今陕西境内发生了一次大洪水,洪水将固定浮桥用的八尊沉重的铁牛冲入了河底。当时有一个叫怀丙的人巧妙地将铁牛打捞了起来:把拴在一起的两艘大木船装满沙子,然后用绳索一端系住铁牛,拉紧后另一端拴在船上。把沙子缷入河中,铁牛就被拉起来了。以下判断正确的是(?? )
A.?铁牛浸没后,随着深度增加,所受的浮力增大??????????
B.?铁牛被冲到河底后,只受到重力和浮力
C.?用两艘大木船并装满沙子,是为了减小浮力???????????
D.?御下沙子的过程中,当木船排开水的体积减小时,铁牛就会被拉起
9.如图所示,若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江,下列分析正确的是(? )
浮力变小,舰体上浮一些 B.浮力变大,舰体下沉一些
C.浮力不变,舰体下沉一些 D.浮力不变,舰体上浮一些
10.小亮同学利用气球和圆柱形水杯做了一个小实验。在气球内灌入一定量的水封口制成水球(如图甲)。先将水球放入冷水中,水球漂浮(如图乙)。把杯中冷水换成热水,再次把水球放入热水中,发现水球沉在杯底(如图丙)。下列分析正确的是(???? )
A.水球在冷水中所受浮力小于热水中所受浮力 B.水球在冷水中排开的水的重力等于水球的重力
C.冷水的密度小于热水的密度 D.在冷水和热水的同一深度处压强相等
11.对下列生活现象解释正确的是(?? )
A.水坝上窄下宽——液体的压强随深度增加而减小
B.伞被“吸”变形——流速大的地方压强大
C.纸片“托住”满水杯——水有粘性
D.木块漂浮——漂浮时F浮=G
12.小关与同学们去游觉桂林两江四湖,登上游船后,船会下沉一些,那么(??? )
A.船的重力将减小B.水对船的浮力将减小C.水对船的浮力将增大D.水对船的浮力将保持不变
13.体积相同的铁球、铝块和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力(??? )
A.铝球受到的浮力最大B.木块受到的浮力最大C.铜块受到的浮力最大D.它们受到的浮力一样大
14.如图,小船上放有较大石头,当人将石头放入池塘后,下列说法正确的是(??? )
A.水对池塘底部的压强增大B.水对池塘底部的压强减小C.水对船底的压强不变D.水对船底的压强增大
15.水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体,容器底面积为80cm2 , 用细线拴着体积为为100cm3的金属球沉入容器底,这时液体深度为10cm,它对容器底的压力为1.9N,如图所示。现将金属球从液体中取出,液体对容器底的压强改变了100Pa,从容器中取出金属球时,表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是( )
A.?金属球在液体中所受浮力大小为1N????????????????????B.?容器中液体所受重力大小为6.4N
C.?取出金属球后,容器对桌面的压强减小了100Pa??????D.?金属球的密度为2.7×103kg/m3
二、填空题(共5题;共14分)
16.我国最新研发的63A式轻型水陆两栖坦克的质量为24t,它在陆地上行驶时与水平地面接触的总面积为8m2 , 对地面的压强为________Pa;坦克的前部和后部各装有一个浮控箱,当坦克在水面上浮渡时,它受到的浮力时________N,排开水的体积为________m3 . ( =1.0×103kg/m3 , g=10N/kg)
17.把重10N,密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于________(漂浮/悬浮/沉底)状态,物体所受浮力为________N,排开水的体积是________m3 .
18.如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体,A、B的底面积之比SA:SB=2:1,液面的高度之比hA:hB=3:2,液体对两个容器底部的压力大小相等,现将完全相同的小球分别放入A、B,液面未溢出,静止时,A中的小球悬浮,B中的小球________(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),A、B容器底部受到液体的压强之比pA:pB=________。
19.如图所示为我国某新型战略核潜艇。它在水面航行时排水量为9000t,受到的浮力为________N.它在水下下潜过程中,受到的浮力________(选填“增大”、“减小”或“不变”),受到水的压强________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。(g取10N/kg)
20.如图所示,桌子上有一个底面积为 内盛有某液体的圆柱形容器,物块A(不吸液体)漂浮在液面上,则A的密度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)液体的密度,若A的密度为 ,体积为 则A的质量为________ kg. 现用力压A,使其缓慢向下,直到恰好浸没在液体中(液体未溢出),此时液体对容器底部压强增大了180Pa,则该液体的密度为________ kg/ m3。
三、实验探究题(共6题;共29分)
21.某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。观察图片并分别比较图中有关数据可知:
(1)当物体逐渐浸入水中,物体底面所受压强将逐渐________;
(2)当物体浸没在水中时,受到的浮力为________N;
(3)比较(b)、(c)两图,可以得出________越大,物体受到的浮力越大;
(4)比较________两图可知,物体所受浮力的大小与液体密度有关。
22.一般情况下,人在水中会下沉,在死海中却能漂浮在水面上,为此,小李同学猜想,浮力的大小可能跟液体的密度有关。为了检验这个猜想,他设计了如图所示的实验进行探究
(1)铝块在水中受到的浮力F浮=________
(2)比较如图乙.丙两图中铝块所受浮力的大小,小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论。你认为这个结论是________(选讯“正确”成“错误”)的,原因是________
(3)小赵同学认为用以下方法检较更为同简便,将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐酸水的烧杯中,看到鸡蛋在水中下沉在浓盐水中悬浮,如图所示。分析鸡蛋受力可知,在水中下沉是因为它受到的浮力________(选镇“大于”“小于”成“等干”)重力;在浓盐水中悬浮时,根据________的知识可得.鸡蛋受到的浮力________(选境“大于”小于”“等于)重力。从而可以得出结论。浮力的大小与液体的密度________ (选镇“有关 或“无关)
23.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的人小可能与物体的形状有关猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上.猜想________(选填序号)
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N,4.5N和5N。然后进行如图17所示的实验。
?
①在序号a的实验中物所受的浮力为________ N.
②比较序号________,________,e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所变的浮力越________;
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力________关。
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验、由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为这结论不可靠,主要原因是________。
24.我国自行设计和建造的“较龙号”载人潜水器的艇体由双层船壳构成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金作主材,潜水器在上浮和下潜时,其体积是一定的,潜水器规格:长8.2m宽3.0m、高3.4m.该潜水器悬浮在海水中时总质量为22t
2017年6月23日,“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7062.68m海底,创造了深潜水的世界纪录.在这一深度,海水对潜水器1m2表面产生的压力为7.3×107N.(下列答案用科学计数法表示)
(1)潜水器的外壳选择了钛合金板作主材,这主要是因为这种合金的硬度________(选填“大”或“小”)
(2)假设海水密度不随深度变化,潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力________(选填”变小”“不变”或“变大”)
(3)“蛟龙号"悬浮在海水中,所受到的浮力为________N
(4)“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062.68m海底时,海水对其表面的压强为________Pa
25.为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示示数:F甲________F丙(选填“大野”、“等于”或“小于”)
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离水面(如图丁)可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为________N,此时浮力的测量数值比真实数值将________(选填“偏大”或“偏小”)
26.为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学,用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。物体未放入前溢水杯装满水,物体浸没后,用量筒测出了溢出水的体积,如图丁所示。
(1)该小组同学通过比较F1和F2的大小,得到了“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论是否正确)________(选填“正确”或“不正确”)。
(2)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择________两图。
(3)物体浸没在水中时,所受浮力大小为________N,盐水的密度为________kg/m3(g=10N/kg)
四、解答题(共2题;共8分)
27.“怀丙捞铁牛”的故事中,为了捞起陷入河底淤泥中的铁牛,怀丙用了如图所示的装置:将一根粗木头固定在两只装满泥沙的船之间,再用粗铁链分别套在木头和铁牛上且使铁链绷直。逐渐抛卸出船上的泥沙,铁牛被铁链从淤泥中拔出。请你分析说明抛沙后铁牛能被拔出的原因。(不考虑水的流动,泥沙对水密度的影响)
28.悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3x106kg(g取10N/kg,海水的密度取1x103kg/m3).
(1)潜艇排开海水的体积是多少?
(2)潜艇所受浮力多大?
(3)潜艇所受重力多大?
五、计算题(共5题;共80分)
29.在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12cm的水(如图甲),某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从液面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示,当圆柱体下表面距液面为10cm时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出).如图内所示(g取1ON/kg)
求:
(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力;
(2)圆柱体的体积;
(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强。
30.客轮是水上重要的交通运输工具,能极大地促进各地人民的友好往来。请答下列问题 取
(1)当某客轮的速度为 时,航行60km需要的时间为多少小时;
(2)若某客轮的排水量为5000t , 那么它满载时受到的浮力为多少;
(3)水面下深3m处船体所受水的压强为多少。
31.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3 . 求:
(1)物块受到的重力;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(3)物块的密度。
32.如图所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长l1=4cm,下面部分也为正方体形状,边长l2=6cm,容器总质量m1=50g,容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积S物=9cm2 , 下表面与容器底面距离l3=2cm,上表面与容器口距离l4=1cm,物体质量m2=56.7g。现往容器内加水,设水的质量为M,已知ρ水=1.0×103kg/m3 , g=10N/kg。
(1)当M=58g时,水面还没有到达物体的下表面,求此时容器对水平地面的压强;
(2)实心长方体的密度;
(3)往容器内加入多少体积水时,细线的拉力刚好为零,此时实心长方体刚要开始上浮;
(4)当0≤M≤180g时,在如图中作出F﹣M图象(不要求写出F和M的关系式)
33.小宇给家里楼顶的水箱制作了一个自动加水装置,初步设计如图所示,将两个完全相同的实心圆柱体A、B通过细线与一压力传感开关相连,吊在水平放置的圆柱形水箱中,已知每个圆柱体重为6N,底面积为50cm2 . 当水箱储水深度降到10cm,圆柱体B一半浸在水中时,压力传感开关所受拉力达到10N,其闭合开始加水。(细线质量与体积均忽略不计,g取10N/kg)请求:
(1)刚开始加水时,水箱底部所受水的压强。
(2)圆柱体的密度。
(3)当水箱储水深度达到1.5m时,压力传感开关所受拉力为5N,其断开停止加水,求应设计A、B间细线的长度。
答案
一、单选题
1.C 2.C 3.C 4.C 5.B 6.C 7.D 8.D 9.C 10.B 11.D 12.C 13.D 14.B 15.D
二、填空题
16.3×104;2.4×105;24
17.漂浮;10;1×10﹣3
18.漂浮;1:2
19.9×107;增大;增大
20.小于;0.2;
三、实验探究题
21.(1)变大(2)1(3)物体排开液体的体积(4)(c)、(d)
22.(1)1(2)错误;没有控制V不变(3)小于;二力平衡;等于;有关
23.(1)4(2)1N;a;d;大;无关(3)没有控制变量唯一
24.(1)大(2)不变(3)2.2×105(4)7.3×107
25.(1)等于(2)1.2;偏大
26.(1)不正确(2)乙丙(3)0.5;1.2×103
四、解答题
27.解:船上的沙土逐渐抛人水中,铁牛和船(包括船上的人、术头及剩余的沙土)受到的总重力减小,抛沙土到铁牛即将离开河床的过程中,船的重力减小,浮力不变,因此绳子对铁牛的拉力增大,当拉力大于铁牛的重力时,铁牛被拔出。
28.【解答】解:(1)根据ρ=得潜艇排开海水的体积:
V排===3×103m3 .
(2)根据基米德原理可得:潜艇所受浮力:
F浮=G排=m排g=3×106kg×10N/kg=3×107N;
(3)悬浮时浮力等于重力:
G=F浮=3×107N;
故答案为:(1)潜艇排开海水的体积是3×103m3;(2)潜艇所受浮力为3×107N;(3)潜艇所受重力为3×107N.
五、计算题
29.(1)解:由图乙得,圆柱体未进入水面以下时弹簧测力计读数F1=3N,圆柱体浸没在水中后弹簧测力计读数F2=2N,
故F浮=F-F2=3N-2N=1N;
答:圆柱体浸没在水中时所受到的浮力为1N;
(2)当圆柱体浸没在水中后,圆柱体体积V=V排 ,
由F浮=G排=ρ水gV排得
V排= = =10-4m3=100cm3
所以圆柱体体积V=V排=100cm3;
答:圆柱体的体积为100cm3;
(3)解:圆柱体未进入水面以下时水的体积
V水=S圆·h=100cm2×12cm=1200cm3
圆柱体沉入在水底后,圆柱体与水的总体积
V总=V水+V柱=1200cm3+100cm3=1300cm3
则圆柱体沉浸后水面到水底的深度为
h’= = =13cm=0.13m
则圆柱体沉底时,水对容器底部的压强
p=ρ水gh’=1×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1.3×103Pa。
答:水对容器底部的压强为1.3×103Pa。
30.(1)解:根据 得航行60km需要的时间为;
(2)解:客轮的排水量为5000t,所以排开水的重为:
?????????????????????????????
根据阿基米德原理知,浮力等于排开水的重,所以满载时受到的浮力为:
(3)解:根据 计算水面下深3m处船体所受水的压强为:
31.(1)解:由图知,物块未浸入水中时,即深度为0时,测力计的拉力即为物体的重力,则重力为:
(2)解:如图,物体浸入水中后,受到浮力,所以拉力减小,当拉力不变时,说明物体已全部浸没在水中,所以物块完全浸没在水中受到的浮力为:
(3)解:根据 求得物体的体积为:
,
根据 得物体的密度为:
32.(1)解:当M=58g时,水面还没有到达物体的下表面,此时水可看做是柱体,此时容器对水平地面的压力F=G=(M m1)g=(0.058kg 0.05kg)×10N/kg=1.08N , 容器的底面积S1=6cm×6cm=36cm2=3.6×10?3m2 , 此时容器对水平地面的压强p= =300Pa
(2)解:物体高度h=(4cm 6cm) 1cm 2cm=7cm,物体体积V=Sh=9cm2 7cm=63cm3,物体密度 =0.9g/cm3=0.9 103kg/m3
(3)解:物体的密度小于水的密度,物体在水里应处于漂浮状态,如果绳子的拉力为0,F浮=G物 , 即 水V排g= 物V物g,V排= V物= 63cm3=56.7cm3 , 物体进入水中的深度 = =6.3cm;注入水的体积,容器下方正方体能够注水的体积,V下=6cm 6cm 6cm 9cm2 (6cm 2cm)=180cm3,所以容器中上方正方体中水的体积V上=(4cm 4cm 9cm2) (6.3cm 2cm 6cm)=16.1cm3,容器中注水体积V=V上 V下=180cm3 16.1cm3=196.1cm3
(4)解:当水面恰好达到物体下表面时,水的体积V=6cm×6cm×2cm=72cm3 , 水的质量m=ρV=1×103kg/m3×7.2×10?5m3=7.2×10?2kg , 当水的质量0g
33.(1)解:根据 计算刚开始加水时,即水深为10cm时,水箱底部所受水的压强为:
(2)解:圆柱体B一半浸在水中时,压力传感开关所受拉力达到10N,将两个圆柱体看作一个整体,此时受到受向上的浮力、拉力和向下的总重力,三个力平衡,可得: ,
此时圆柱体B受的浮力:
??????????????????????????????????????
由 得,圆柱体B浸在水中的体积为:
?????????????????????????
圆柱体B一半浸在水中,则圆柱体B的体积为:
;
由 得,圆柱体密度为:
(3)解:根据压力传感开关所受拉力为5N,得此时AB受到的总浮力:
??????????????????????????????????????
根据 得,AB浸入水中的总体积为:
,
AB浸入水中的总深度:
??????????????????????????????????????
当水深为h1=10cm时,B浸入水中的深度:
???????????????????????????????????????
所以AB浸入水中增加的深度为:
???????????????????????????????????
得AB间细线的长度为:
(
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)