名称 | 第十章 流体的力现象 专题训练 (共3份打包,含解析) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 1.8MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 教科版 | ||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2019-04-26 18:33:13 |
7.如图Z-7-6甲所示为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,g取10 N/kg,下列说法正确的是( )
图Z-7-6
A.圆柱体受到的重力是6 N
B.圆柱体受到的最大浮力是3 N
C.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
D.当圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强为800 Pa
8.如图Z-7-7所示,大鱼和小鱼浸没在同种液体中,________所受的浮力较大;________受到水的压强较大。(均选填“大鱼”或“小鱼”)
图Z-7-7
9.如图Z-7-8所示,在一气球下面拴一小物块,并把它们浸没在水中,当它们在水中不断下沉的过程中,气球受到的液体压强________,受到的浮力________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
图Z-7-8
10.如图Z-7-9所示,将重为5 N的木块放入烧杯中,静止时木块所受浮力的大小为________N,放入木块后,烧杯底部所受水的压强与原来相比________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
图Z-7-9
11.如图Z-7-10所示,一个边长为10 cm的正方体浸没在水下,它下表面距水面30 cm。则物体下表面受到水的压强是________ Pa,物体受到的浮力是________N。(g=9.8 N/kg)
图Z-7-10
12.在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),水深为10 cm,水的质量为5 kg,向水中放入一块重3 N的木块,溢出的水全部用小烧杯接住(如图Z-7-11所示),则水溢出后溢水杯底受到水的压强是________Pa,小烧杯中水的重力等于________N。(g取10 N/kg)
图Z-7-11
13.将边长为10 cm的实心正方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出600 g的水,如图Z-7-12所示。求:(g取10 N/kg)
(1)木块所受到的浮力。
(2)木块下表面受到的水的压强。
图Z-7-12
14.如图Z-7-13所示,金属块在空气中称时弹簧测力计的示数为15 N,把它浸没在水中,弹簧测力计的示数为10 N,若盛水容器的底面积为100 cm2,金属块放入后水没有溢出。g取10 N/kg。求:
(1)金属块受到的浮力。
(2)金属块浸没在水中后,水面升高的高度,水对容器底部的压强增加量。
图Z-7-13
详解详析
1.A [解析] 上浮过程中,潜艇在水中的深度越来越小,根据公式p=ρgh可知,它受到的液体压强减小;潜艇始终没有露出水面,故其排开水的体积大小不变,根据F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力不变。
2.B [解析] 气泡在上升过程中,距离液面越来越近,所处深度h变小,根据公式p=ρgh可知气泡受到的压强在不断减小;气泡的体积在不断变大,则排开水的体积V排变大,根据公式F浮=ρ液gV排可知气泡受到的浮力在不断变大。
3.C [解析] 舰载机群飞离后,航母仍漂浮,但自重G减小,又F浮′=G,航母所受浮力减小。F浮=ρ水V排g,排开水的体积减小,航母将上浮
一些,航母底部所处的深度减小,又p=ρgh,航母底部所受的压强将减小。
4.A [解析] 这两个物体所受的浮力都等于自身的重力,两物体所受浮力相等;由物体的沉浮条件可知,甲中液体的密度大于乙中液体的密度,根据公式p=ρgh可知,h相等时,ρ越大,p越大,故p甲>p乙。
5.C [解析] 鸡蛋在甲中沉底,甲的密度小于鸡蛋的密度;在乙中悬浮,乙的密度等于鸡蛋的密度;在丙中漂浮,丙的密度大于鸡蛋的密度,所以丙的密度最大,甲的密度最小,A错误;鸡蛋在甲中沉底,浮力小于鸡蛋的重力,则排开液体的质量小于鸡蛋的质量;乙悬浮,丙中漂浮,则乙、丙中鸡蛋受到的浮力等于鸡蛋的重力,即乙、丙中鸡蛋排开液体的质量等于鸡蛋的质量,所以m甲<m乙=m丙,B错误;由B知,甲中鸡蛋受到的浮力小于重力,乙、丙中鸡蛋受到的浮力等于重力,所以鸡蛋受到三种液体的浮力大小关系为F甲<F乙=F丙,C正确;三种液体的深度相同,丙的密度最大,甲的密度最小,由p=ρ液gh得,三种液体对容器底的压强大小关系是p甲<p乙<p丙,D错误。
6.A
7.C [解析] 由图像可知,当h=0时,弹簧测力计的示数为9 N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=9 N,故A错误;由图像CD段可知物体浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=9 N-3 N=6 N,故B错误;图像中CD段是圆柱体浸没后的情况,此时圆柱体受到的拉力F=3 N,则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=9 N-3 N=6 N。圆柱体受到的浮力:F浮=ρ水gV排,物体的体积:V物=V排===6×10-4 m3,由公式G=mg可求出物体的质量m===0.9 kg,则圆柱体的密度ρ物===1.5×103 kg/m3,故C正确;下表面受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400 Pa,故D错误。
8.大鱼 小鱼
[解析] 由公式F浮=ρ液gV排可知,水的密度一定,大鱼排开水的体积大,所以大鱼所受浮力大;由公式p=ρgh可知,水的密度一定,小鱼所在深度大,所以小鱼受到的压强较大。
9.增大 减小
[解析] 在水中不断下沉的过程中,气球所处深度增大,根据p=ρgh可知,液体密度不变时,气球受到水的压强增大。因气球受到的压强变大,体积逐渐减小,排开水的体积减小,根据F浮=ρ液V排g可知,气球受到的浮力逐渐减小。
10.5 变大
[解析] 木块漂浮,木块受到的浮力:F浮=G=5 N,浮力方向竖直向上;放入木块后,水的深度h变大,根据p=ρgh可知,容器底所受压强变大。
11.2.94×103 9.8
[解析] 物体下表面距水面h=30 cm=0.3 m,则物体下表面受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.3 m=2.94×103 Pa;
物体的体积:
V物=0.1 m×0.1 m×0.1 m=0.001 m3,
物体浸没在水中,所以V物=V排=0.001 m3,
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.001 m3=9.8 N。
12.1000 3
[解析] 水溢出后液面高度不变,溢水杯底受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1000 Pa;木块漂浮,故浮力等于木块的重力,等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力为3 N。
13.(1)木块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.6 kg×10 N/kg=6 N。
(2)木块下表面受到的水的压力:
F=F浮=6 N,S=0.01 m2,
木块下表面受到的水的压强:
p===600 Pa。
14.(1)金属块受到的浮力:
F浮=G-F′=15 N-10 N=5 N。
(2)金属块排开水的体积:
V排===5×10-4 m3,
水面上升的高度:
Δh===0.05 m,
水对容器底的压强增加量:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m=500 Pa。
专题训练(五)
[浮力的分析与计算]
浮力的四个分析计算方法:
(1)压力差法:浸在液体中的物体受到液体向上的压力为F向上,向下的压力为F向下,则F浮=F向上-F向下,该方法适用于深度已知且形状规则的正方体、长方体或圆柱体。
(2)称重法:把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数为G,再把物体浸入液体中,记下弹簧测力计的示数为F,则F浮=G-F。
(3)阿基米德原理法:利用阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排,它普遍适用于计算任何形状的物体受到的浮力。
(4)沉浮条件法:①物体悬浮或漂浮时,物体处于平衡状态,由二力平衡条件可知:F浮=G物。注意:悬浮时是浸没在液体中,V排=V物;漂浮时:V排
1.物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15 N、5 N,其受到浮力的大小为( )
A.5 N B.10 N C.15 N D.20 N
2.一正方体物块边长为10 cm,放在水中,当它上表面距离水面5 cm,并与水面平行时,如图Z-5-1所示。求:
(1)物块上下表面受到的压强差。
(2)物块上下表面受到的压力差。
(3)物块受到的浮力。
图Z-5-1
?类型二 称重法
3.一物体挂在弹簧测力计下,示数为8 N,当它浸入水中时,示数为3 N,此时物体所受的浮力为( )
A.3 N B.5 N C.8 N D.11 N
4.如图Z-5-2所示,林红同学利用以下器材进行了探究实验:(1)图A中用细线将石块挂在弹簧测力计下,测出它的________大小;(2)将石块浸入装满水的溢水杯中如图B所示,石块所受浮力是________N;(3)比较图B和图C可知,石块在水中所受浮力与浸没的________无关。
图Z-5-2
5.如图Z-5-3甲所示,小宇用弹簧测力计吊着金属块逐渐放入水中,图乙反映了这个过程中弹簧测力计的示数随金属块浸入水中的深度的变化情况,请分析图像回答:(g取10 N/kg)
(1)金属块的质量是多少?
(2)金属块浸没在水中时所受的浮力是多大?
图Z-5-3
?类型三 阿基米德原理法
6.在“探究浮力的大小”的实验中,林红同学做了如图Z-5-4所示实验,由左向右4步实验中,弹簧测力计的示数F1、F2、F3、F4之间的大小关系是( )
图Z-5-4
A.F2-F3=F4-F1 B.F1-F4=F2-F3
C.F1=F2=F3=F4 D.F4-F1=F3-F2
7.小明用如图Z-5-5所示的实验装置,验证下沉的物体是否受到浮力的作用。由图可知弹簧测力计前后示数变化了________N。为了使弹簧测力计前后示数变化更明显,他可采取的措施有____________________、____________________(填两种方法)。
图Z-5-5
8.如图Z-5-6所示,放在水平桌面上的量筒中盛有120 cm3的水,当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒里的水中后,量筒的水面上升到170 cm3处,弹簧测力计的示数为3.4 N。求:(g取10 N/kg)
(1)金属块受到的浮力。
(2)金属块受到的重力。
(3)金属块的密度。
图Z-5-6
?类型四 沉浮条件法
9.物理小组制作的潜艇模型如图Z-5-7所示,通过胶管A从烧瓶中抽气或向烧瓶中打气,可使烧瓶下沉、上浮或悬浮,当烧瓶处于图示的悬浮状态时,若用打气筒向烧瓶里打气,烧瓶将会( )
图Z-5-7
A.下沉,受到的浮力减小
B.下沉,受到的浮力不变
C.上浮,在露出水面前受到的浮力不变
D.上浮,在露出水面前受到的浮力增大
10.一艘货轮载满货物后,从长江口进入大海的过程中,货轮受到的浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”),轮船排开水的体积将________(选填“变大”“变小”或“不变”),轮船将________(选填“下沉”或“上浮”)一些。
11.如图Z-5-8所示,将边长为10 cm的正方体木块,放入盛有足够多水的水槽内,待木块静止时,有的体积露出水面。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)木块受到的浮力大小。
(2)木块的密度大小。
(3)要使木块全部浸入水中,至少需对木块施加一个多大的力。
图Z-5-8
详解详析
1.B [解析] 因为浮力的实质就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差,因此,物体受到的浮力:F浮=F向上-F向下=15 N-5 N=10 N。
2.(1)正方体物块上表面的水深为h1=0,物块的边长为L=10 cm=0.1 m,物块下表面距水面的深度h2=L-0.05 m=0.1 m-0.05 m=0.05 m,物块上表面受到水的压强:p上=ρgh1=0,
则物块上下表面受到水的压强差:
Δp=p下-p上=ρgh2-ρgh1=ρgh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m=5×102 Pa。
(2)物块下表面的面积:S=(0.1 m)2=10-2 m2,
物块上表面受到水的压力:F上=p上S=0,
物块上下表面受到水的压力差:
ΔF=F下-F上=p下S-p上S=p下S=5×102 Pa×10-2m2=5 N。
(3)根据浮力产生的原因:浮力等于物块上下表面受到的压力差,F浮=ΔF=5 N。
3.B [解析] 物体的重力G=8 N,物体浸没在水中称重时弹簧测力计的示数F示=3 N,则物体受到的浮力:F浮=G-F示=8 N-3 N=5 N。
4.(1)重力 (2)0.5 (3)深度
[解析] (1)用细线将石块挂在弹簧测力计下,此时可得物体的重力G。(2)由图A知,G=2 N;由图B知,F=1.5 N,则F浮=G-F=2 N-1.5 N=0.5 N。(3)B、C两图中石块都浸没在水中,深度不同,但浮力相同,可知石块在水中所受浮力与浸没的深度无关。
5.(1)由图像可知,金属块的重力G=5 N,
故金属块的质量:m===0.5 kg。
(2)由图像可知,当h=6 cm时,金属块全部浸入水中,此时弹簧测力计的拉力F拉=2 N,故金属块受的浮力F浮=G-F拉=5 N-2 N=3 N。
6.A [解析] 由乙、丙两图得出物体受到的浮力:F浮=F2-F3,由甲、丁两图得出排开水的重力:G排=F4-F1,因为F浮=G排,所以F2-F3=F4-F1。
7.0.2 增加液体的密度 换用体积更大的物体
[解析] 弹簧测力计的分度值为0.2 N,则在空气中弹簧测力计的示数为F1=2.4 N,浸没在水中时弹簧测力计的示数F2=2.2 N,则测力计前后示数变化为ΔF=F1-F2=2.4 N-2.2 N=0.2 N。由于弹簧测力计前后示数变化是浮力作用的结果,影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,可采取的措施:增加液体的密度、换用体积更大的物体。
8.(1)金属块的体积等于它排开水的体积:
V=V排=V2-V1=170 cm3-120 cm3=50 cm3=5×10-5 m3,
金属块浸没在水中受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-5 m3=0.5 N。
(2)金属块受到的重力G=F浮+F′=0.5 N+3.4 N=3.9 N。
(3)因为G=mg,所以金属块的质量m===0.39 kg;
金属块的密度:ρ===7.8×103 kg/m3。
9.C [解析] 若用打气筒向烧瓶里打气,则烧瓶里的液体会排出一部分,自身重力减小,但浮力不变,所以将上浮,在露出水面前由于V排不变,所以受到的浮力不变。
10.不变 变小 上浮
[解析] 海水密度大于江水密度,当货轮由长江口驶入大海后,都是漂浮,货轮受到的浮力:F浮=G,货轮受到的重力G不变,则货轮受到的浮力不变;由F浮=ρ液V排g,ρ江水<ρ海水可知,排开海水的体积小于排开江水的体积,轮船将上浮。
11.(1)木块的体积:V木=a3=(0.1 m)3=10-3 m3,木块排开水的体积:V排=(1-)×10-3 m3=6×10-4 m3,
木块受到的浮力:F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N。
(2)因为木块漂浮,所以G木=F浮,因为G木=ρ木gV木,则ρ木gV木=6 N,
即ρ木×10 N/kg×10-3 m3=6 N,
解得ρ木=0.6×103 kg/m3。
(3)木块全部浸入时受到水的浮力:F浮′=ρ水gV排′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3=10 N,
因为F浮′=G木+F,所以施加的压力:F=F浮′-G木=10 N-6 N=4 N。