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1.3.1 水的浮力提高练习
一、选择题(共12题;每小题4分;共48分)
1.浮力产生的原因是( ? ? )
A.?液体(或气体)对物体有压力??????????????????????????????????B.?液体(或气体)对物体有压力差
C.?液体(或气体)有质量????????????????????????????????????????????D.?物体对液体(或气体)有压力
2.浸在液体中的物体如果受到浮力的作用,那么施力物体是( ?)
A.?地球??????????????????????????????B.?液体??????????????????????????????C.?盛液体的容器??????????????????????????????D.?物体本身
3.以下情景中没有受到浮力作用的物体是( )
A.?遨游的“天宫一号” ??????? ??B.?上升的热气球 C.?航行的“辽宁号” ????D.?下潜的“蛟龙号”
4.如图,重5N的石块浸没在水中称时为3N,则石块受到的浮力为(? )
A.?2N????????????????????????????????????????B.?3N????????????????????????????????????????C.?5N????????????????????????????????????????D.?8N
第4题图 第5题图 第7题图
5.小民在学习浮力时用同一装置做了图所示的实验,目的是(?? )
A.?探究浮力与物体的质量的关系?????????????????????????????B.?探究浮力与物体的体积的关系
C.?探究浮力与物体的密度的关系?????????????????????????????D.?探究浮力与物体的深度的关系
6.人在齐胸的深水中走路时会感到轻飘飘的,这是因为( )
A.?人在水中受到的重力变小了,但不为零???????????????B.?人在水中受到的重力为零
C.?人在水中受到了水对他向上的浮力??????????????????????D.?人在水中不受浮力
7.第二届世界青年奥运会于2014年8月在南京举行,庆元县年仅15岁的吴琳俐在T293级女子帆板比赛中荣获冠军,下列分析正确的是( )
A.?帆板静止在水面时没有惯性
B.?帆板前进时以水为参照物运动员是静止的
C.?帆板受到的浮力大于帆板和运动员受到的重力
D.?风力使帆板由静止变运动说明力能改变物体的运动状态
8.往容器中注入一些水,如图5所示,a、b是能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,则下列说法中错误的是(? )
A.?a物体一定受浮力作用??????????????????????????????????????????B.?b物体一定受浮力作用
C.?c物体一定受浮力作用??????????????????????????????????????????D.?d物体一定受浮力作用
第8题图 第9题图
9.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你认为与鸡蛋所受浮力的方向相同应是( )
A.?F1 ?????????????????????????????????????????B.?F2 ?????????????????????????????????????????C.?F3 ?????????????????????????????????????????D.?F4
10.下列关于浮力的说法中正确的是( ?)
A.?浮力都是由水产生的???????????????????????????????????????????B.?在不同液体中浮力的方向会不同
C.?浮力方向与重力方向相反????????????????????????????????????D.?只有固体才会受到浮力的作用
11.游泳的人由河边走向深水处的过程中,如果河底布满碎石子,则(??? )
A.?脚越来越疼,因为水对脚的压力越来越大???B.?脚疼得越来越轻,因为河底对人的支持力越来越小
C.?脚越来越疼,因为水对人的浮力越来越大???D.?脚疼得越来越轻,因为人受到的重力越来越小
12.如图所示,将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确表示浮力F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图象是(?? )
A.??B.?C.??D.?
第12题图 第13题图 第14题图
二、填空题(共4题;每空2分;共24分)
13.篆刻社团的小柯,对篆刻印章的石头的密度进行测量,相关过程及数据如图,由石头的密度为________?g/cm3。再将它浸没在烧杯中的水里,石头受到的浮力为________?N。
14.某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景。根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是:探究物体所受________与________的关系。
15.一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到水的压力为5N,底部受到水的压力为13N,该圆柱体受到的浮力为________N,
16.如图所示,物体的重力为________N,物体浸没在水中时,受到的浮力大小为________N;从图乙、丙可知,浮力的大小与液体的________有关。
三、综合题(共3题;17小题10分;18小题9分;19小题9分;共28分)
17.阿基米德原理告诉我们:“浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”。小刚在学习了该原理后思考:物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗?于是他猜想:物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关。为了验证猜想,他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验。
(1)要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,小刚应该选取图中的________等步骤进行对比。小刚已经知道铜的密度大于铁的密度,那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力________(选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块所受到的浮力。由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度________(选填“有关”或“无关”)。
(2)小刚根据图中B、C、D三步进行对比分析,发现随着物体浸入液体中深度的增加,物体所受到的浮力在变大,于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论。你认为小刚的结论是________的(选填“正确”、“错误”),原因是: 。
18.某中学物理兴趣小组的同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入足够深的水中,在金属块接触容器底之前,分别记下金属块下表面所处不同深度h和弹簧测力计相应的示数F。实验数据如下:
次数 1 2 3 4 5 6 7
h(cm) 0 2 4 6 8 10 12
F(N) 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.25 4.25
(1)分析实验数据,可以得出物体重________N,第4次实验时,物体受到的浮力为________N。
(2)下图能正确反映弹簧测力计示数F与金属块下表面到水面距离h关系的图像是(? ?? )
19.?如图所示,用弹簧秤悬挂一物体,在空气中弹簧秤示数为6N,当物体浸没在水中弹簧秤的示数是4N,g=10N/kg.求:
(1)物体的重力G
(2)物体浸没在水中受到的浮力F浮
参考答案
一、选择题
1. B 2. B 3. A 4. A 5. D 6. C 7. D 8. C 9.C 10. C 11. B 12.D
二、填空题
13.2.5;0.2
14.浮力大小;液体密度
15.8
16.4;1;密度
三、综合题
17.(1)A、B、D、E;等于;无关(2)错误;没有控制变量,必须在排开液体体积相同的情况下进行实验
18.(1)6.75;1.5(2)B
19.(1)解:由题意知,物体的重力G=6N
(2)解:物体浸没在水中受到的浮力F浮=G﹣F视=6N﹣4N=2N
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1.3.2 水的浮力提高练习
一、选择题(共10题;每空3分;共30分)
1.物体放在水里,排开了10N的水,则物体的浮力是(? )
A.?10N??????????????????????????????????????B.?1N??????????????????????????????????????C.?5N??????????????????????????????????????D.?20N
2.将空矿泉水瓶压入水中,直到浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析错误的是( )
A.?矿泉水瓶受到水对它的浮力????????????????????????????????B.?浮力的方向竖直向上
C.?排开水的体积越大,受到的浮力越大??????????????????D.?浸没后,压入越深,受到的浮力越大
3.日前,雪龙号科考船从上海启航,执行我国第32次南极科考任务。在科考船的铁锚从水下深处向上提起,直至完全离开水面的过程中,铁锚受到的浮力(? )
A.?逐渐变小????????B.?保持不变?? ???? ?????C.?先保持不变,后逐渐变小????????D.?先保持不变,后逐渐变大
4.在下面所举的人或物体中,没有受到浮力的是(??? )
A.?飘浮在死海中悠闲阅读的人????????????????????????????????B.?在大气层中缓慢上升的气球
C.?在太空中运行的“神舟十号”宇宙飞船???????????????D.?三国时代,诸葛亮放飞的“孔明灯”
5.用弹簧测力计竖直挂一物体,当物体浸入水中五分之一体积时,弹簧测力计示数为4N;当物体浸入水中一半体积时,弹簧测力计示数为1N。取下该物体放入水中,物体静止时受到的浮力是(??? )
A.?5N??????????????????????????????????????B.?6N??????????????????????????????????????C.?14N??????????????????????????????????????D.?12N
6.一个实心金属球放在盛满水的杯子里,从杯中溢出10克水,若把这个金属球放入盛满煤油的杯子里,溢出煤油的质量为(注:煤油的密度为0.8×103 千克/米3)( )
A.4克 B.10克 C.12.5克 D.8克
7.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是(?? )
A.?F1>F2>F3>F4?????????????????????????????????????????????????????B.?F1-F2=F3-F4
C.?F1+F2=F3+F4????????????????????????????????????????????????D.?F1-F3=F4-F2
8.半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,? 船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3 , 则以下判断正确的是(? ? )
A.?F1>F3>F2?????????????????????????B.?F2>F3>F1?????????????????????????C.?F3>F1>F2?????????????????????????D.?F3>F2>F1
9.体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是( )
A.?铅球受到的浮力最大???????????????????????????????????????????B.?木块受到的浮力最大
C.?铜块受到的浮力最大???????????????????????????????????????????D.?他们受到的浮力一样
第9题图 第10题图
10.小明利用如图所示的实验,研究浮力大小与深度的关系。根据测得的实验数据,作出了弹簧测力计的示数 F 与物体下表面在水中所处深度 h 的关系图象。根据该图像可以得出的正确结论是(????? )
A.?物体的质量是 12kg
B.?物体的密度为 1.5×10 3kg/m3
C.?物体浸没在水中时,受到的浮力大小为 6N
D.?浮力的大小总是随着浸入深度的增加而变大
二、填空题(共6题;每空2分;共30分)
11.小明探究怎样使物体上浮或下沉,用手将质量为150g,体积为1.6×10-4m3的苹果浸没水中,苹果受到的浮力为________N,松手后苹果将________(上浮/下沉/悬浮),最后静止时,苹果受到的浮力是________N。
12.(2017?金华)“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示。该“彩球温度计”是由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将________。在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为________。
第12题图 第13题图 第14题图
13.(2016?金华)已知木块A的体积为1×10﹣3m3 , 重力为6N,与固定在容器底部的轻质弹簧相连,如图甲,现向图甲容器中缓慢注水,直至木块A完全浸没并处于静止状态,如图乙.
(1)在向容器中注水的过程中,水对容器底部的压强逐渐________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)木块完全浸没处于静止状态时,弹簧对木块的拉力为________牛.
14.如图所示,体积为 1×10-3m3 , 材料相同的两个金属球,分别连接在弹簧的上端,弹簧的下端固定在容器的底部。
(1)甲图装置内是水,静止时弹簧对球向上的弹力为70N,则该球的重力为________牛。
(2)乙图装置内装的是另一种液体,静止时弹簧对球向上弹力为72N,则该种液体的密度__ __kg/m3。
15.放在水平桌面上的量筒中盛有120厘米3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厘米3处,弹簧测力计的示数为3.4牛。则金属块的体积为________厘米3 , 所受浮力为________。金属块受到的重力为________,密度为________千克米3。(g取10牛/千克)
16.体积相等的甲乙两实心物体,其密度分别是0.8×103kg/m3和1.2×103kg/m3 , 同时投入水中,静止后所受浮力之比为________;如果甲、乙两物体的质量相等,则在水中静止后所受浮力之比为________。
三、实验探究题(共3题;每空2分;共24分)
17.某校八年级二班的同学在学习“探究浮力的大小等于什么,,这节课后。小组反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图所示:其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),F是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲的玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,E是弹簧可升降平台,G为铁架台。
(1)实验时同学们逐渐调节水平铁棒高度,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数________;弹簧测力计B的示数________(选填“增大”、“减小’’或“不变”)。比较弹簧测力计A的示数变化量△FA和弹簧测力计B的示数变化量△FB , 它们的大小关系是:△FA________△FB (选填“>”、“<”或“=”)
(2)通过分析,你认为改进后的装置优点是什么:(请写出一条)________。
第17题图 第18题图
18.某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”,设计了如下实验步骤和数据记录表格:
①在量筒中加入水,读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块桂在弹簧测力计的挂钩上,测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里,再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度。
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N 铁块在水中受到的浮力/N 水的体积/cm3 水和铁块的总体积/cm3 排开水的体积/cm3 排开的水受到的重力/N
(1)实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是________。补充完整后,完成实验。分析数据得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
(2)实验后,该组同学进行了反思:
量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出________,从而不能得出实验结论。
(3)通过以上实验得出结论不可靠,理由是(??? )
A.?没有进行多次重复实验B.?没有换用其它液体进行实验C.?有进行物体部分浸入水中时的实验
19.探究影响浮力大小因素的实验中,同学们提出了下列4种猜想:
猜想1:浮力的大小与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关;
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关;
猜想4:浮力的大小与物体所受的重力有关。
(1)如图1所示,小明把一个柱状固体挂在弹簧测力计下,使它浸在液体中的体积逐渐增大,观察到弹簧测力计的读数逐渐变小。此实验说明了猜想________是正确的;
(2)如图2所示,小明将同一块石头浸没在水和盐水中,此实验是为了验证猜想________,在实验中,观察到石块浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,则说明石块在盐水中所受浮力________(选填“大”或“小”);
(3)为了验证猜想3,小明将同一个橡皮泥做成不同的形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉,由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。请你指出他的实验方法的错误:________;
(4)为了验证猜想4,小明将重力相同而体积不相同的铁块和铝块浸没在水中,观察到所受的浮力大小不相等,由此得出结论:浮力大小与物体所受的重力无关。请指出他的实验方法的错误:________。
四、解答题(共2题;20小题9分;21小题7分;共16分)
20.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4牛,当把零件浸没在密度为0.8×103千克/米3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6牛,取g=10N/kg。求:
(1)金属零件所受浮力为多少?(2)金属零件的体积为多少?(3)金属零件的密度为多少?
21.如图甲所示,石块在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图像,若不计水的阻力(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石块全部没入水中时受到的浮力是多少? (2)石块的体积是多少?
参考答案
一、选择题
1. A 2.D 3. C 4. C 5. B 6. D 7.D 8. B 9. D 10.B
二、填空题
11.1.6;上浮;1.5
12.变小(或“减小”);FB=FD
13.(1)增大(2)4
14. (1)80(2)0.8×103
15.50;0.5牛;3.9牛;7.8×103
16.4:5;6:5
三、实验探究题
17.(1)减小;增大;=(2)可直观地比较G排和F浮的大小关系
18.(1)铁块的重力/N
(2)水和铁块的总体积或水的体积
(3)A,B,C
19. (1)2(2)1;大(3)没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同(4)没有控制物体浸入液体的体积相同,没有改变重力的大小
四、解答题
20. (1)零件所受的浮力F浮=G-F示=7.4N-6.6N=0.8N
(2)把零件浸没在油中,由F浮=ρ油gV排得:
(3)金属零件的密度:
21.(1)由图乙可知,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即:F=G=1400N,
石块的质量:当石块全浸入水中后,F浮=G-F′=1400N-900N=500N
(2)根据F浮=ρ水gV排 , 得:
,
因为石块完全浸没,石块的体积:
V石=V排=5×10-2m3;
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1.3.3 水的浮力提高练习
一、选择题(共10题;每小题3分;共30分)
1.下列四个情景中,受到的浮力增大的物体是( ???)
A.?从深水处走向海岸沙滩的游泳者?????????????????????????B.?从长江驶入大海的轮船
C.?海面下正在下沉的潜水艇???????????????????????????????????? D.?在码头装载货物的轮船
2.“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中(??? ?)
A.?潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力
B.?潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力
C.?潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力
D.?潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力
3.鱼类体内有鱼鳔,鱼通过改变鱼鳔的体积,可以轻易地改变自身的沉浮。鱼能控制自身的沉浮,主要是通过改变(?? )
A.?所受的浮力???????????????????????B.?所受的重力???????????????????????C.?液体的密度???????????????????????D.?身体的温度
4.把重为10N的物体缓慢放入装满水的溢水杯中,当物体静止后,测得溢出的水重为8N,则此时物体所处的状态及受到的浮力大小为(?? )
A.?漂浮? F浮=8N????????????????B.?悬浮? F浮=10N?????????????????C.?沉底? F浮=8N????????????????D.?沉底? F浮=10N
5.如果给你一个漂流瓶,你会在其中写些什么呢?如右下图,小贺用一个玻璃瓶装上写有“2019中考加油”的纸片,然后盖上盖子并密封,投入江中,就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶”。如果漂流瓶从长江漂入大海,漂流瓶所受到的浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密度)(?? )
A.?浮力变大,露出水面体积不变?????????????????????????????B.?浮力不变,露出水面体积变大
C.?浮力不变,露出水面体积变小?????????????????????????????D.?浮力变小,露出水面体积变大
第5题图 第6题图 第7题图
6.甲、乙、丙为相同的玻璃瓶,装入体积相同的不同液体,将三个玻璃瓶同时放入水中,如下图所示,则三个瓶中液体的密度最大的是( ??)
A.?甲??????????????????????????????????????B.?乙??????????????????????????????????????C.?丙??????????????????????????????????????D.?三者相同
7.用细绳连在一起的气球和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内如图所示位置,若用力向下轻轻戳动一下铁块,则气球和铁块将( )
A.?下沉????????????????????????????????B.?悬浮????????????????????????????????C.?上浮????????????????????????????????D.?先下沉再上浮
8.半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙):将货物被拖到甲板上方时,并出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。以下图像能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是(? )
A.?B.?C.?????D.?
9.在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕上适量的铁丝,把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力 F 的大小及三种液体密度 ρ 之间的关系,正确的是(??? )
A.?F甲>F乙>F丙 ????ρ甲>ρ乙>ρ丙?????????????????????????B.?F甲<F乙<F丙?? ??ρ甲<ρ乙<ρ丙
C.?F甲=F乙=F丙 ??????ρ甲>ρ乙>ρ丙???????????????????????D.?F甲=F乙=F丙 ????ρ甲<ρ乙<ρ丙
第9题图 第10题图
10.在帮妈妈做家务的时候,小明发现两根相同体积的筷子,甲浮在水面上,乙沉在水底,如图所示。由此可知甲比乙(?? )
A.?所受浮力小???????????????????????????B.?质量大???????????????????????????C.?所受压强大???????????????????????????D.?密度大
二、填空题(共5题;每空2分;共24分)
11.小明煮汤圆时发现,生汤圆放入锅内,由于浮力________(填“大于”或“小于”)重力而下沉;煮熟的汤圆因其内部受热膨胀,由于浮力________?(填“大于”或“小于”)重力而上浮。若一个汤圆的体积约为20厘米3,那么它在上浮过程中(未露出水面)所受浮力约为________牛。
12.周末的始丰溪,钓鱼的人三五成群,水面上漂浮着颜色不一的浮标。
(1)浮标的密度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(2)浮标的重力有多大呢?在大人的帮助下,某同学选取了一只浮标,测得浮标的体积为15cm3 , 放入水中时露出水面的体积为5cm3 , 则该浮标的重力为________?N。
(3)如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半,浮标在水中的位置将________(选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。
13.小王在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化。
(1)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在 A 处(如图甲)。此时,密度计受到的浮力________重力(选填“<”、“=”或“>”)。
(2)使用中,小王发现细铁丝很容易滑落,于是他取下铁丝,改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度,杯中液面将________(选填"上升"、"下降"或"仍在 A 处")。
第13题图 第14题图 第15题图
14.如图所示,盛热水的茶杯中有一片茶叶,茶叶上附有两个的球形气泡,此时它恰好处于悬浮状态,茶叶与两气泡的总体积为1×10﹣8m3 , 则这片茶叶的重力为________N.若在茶杯上盖紧盖子,会发现这片茶叶将________(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)(g=10N/kg)。
15.如图所示,乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上,乒乓球在 A 位置时受到的浮力为 FA ;在 B 位置时受到的浮力为 FB ,则它们的大小关系是FA________FB , (选填“大于”“小于”或“等于”)。已知乒乓球的质量为2.7g,当它漂浮在水面时,排开水的体积为 ________cm3。
三、实验探究题(共3题;每空2分;共20分)
16.如图是探究浮力大小影响因素的实验。
(1)丁图中圆柱体所受浮力为________牛。
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,可以探究浮力大小跟________的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,还应进行的实验操作是________。
17.三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连,向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示的情况,
乙球下方弹簧长度等于原长,这三个球受到浮力的大小关系是________(选填字母);
A.F甲<F 乙<F丙 B.F甲>F 乙>F丙 C.F甲=F 乙=F丙
这三个球的密度大小关系是________(选填字母)
A.ρ甲<ρ 乙<ρ 丙 B.ρ甲>ρ乙>ρ丙?? C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
其中________球(选填“甲”“乙”“丙”)的密度与液体密度相同。
第17题图 第18题图
18.为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、量筒、金属块、细线、水及其他简单辅助器材。实验步骤如下:
(1)按如图甲的方法测出金属块受到的重力,大小为________牛;
(2)按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积,大小为________厘米3;
(3)用公式F浮=ρ水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力,大小为________牛;
(4)比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小,可知金属块浸没在水中时会________。(填“上浮”“悬浮”或“下沉”)
四、解答题(共3题;19小题8分;20小题9分;21小题9分;共26分)
19.“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3 , 空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米3 , g 取10 牛/千克)
20.一边长为10cm,密度为0.6×103kg/m3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示。求:
(1)木块所受的浮力大小。
(2)细线对木块的拉力大小。
(3)剪断细线后,木块最终静止后受到的浮力。
21.为了缓解城市交通拥堵,某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示),荣获全国汽车创新设计大赛最高奖项,该车表似蚂蚁,小巧实用,质量仅有400kg,总体积0.75m3? , 轮胎与地面的总接触面积200cm2 , 标准乘载100kg.请解答标准乘载时的下列问题。
(1)“都市蚂蚁”车对水平路面的压强多大????
(2)科技社团的同学想将此车改造成“水陆两栖蚂蚁车”,若该车密封良好,请通过计算判断它能否浮在水面上?若能,它露出水面的体积是多少?
参考答案
一、选择题
1.D 2. A 3.A 4. C 5. B 6. B 7. A 8. A 9. C 10. A
二、填空题
11. 小于;大于;0.2 12. (1)小于(2)0.1N(3)不变
13. (1)=(2)仍在A处 14. 1×10﹣4;下沉 15. 大于;2.7
三、实验探究题
16. (1)5(2)液体密度(或“液体种类”)(3)先用测力计测出空桶的重,再测出圆柱体浸入水中时桶和排开水的总重
17.C;A;乙
18.(1)2.2(2)20(3)0.2(4)下沉
四、解答题
19. (1)解:设“蛟龙号”空载时质量为m空
∵漂浮
∴F浮=G= m空g= 22000kg× 10N/kg= 220000N
(2)解:设“蛟龙号”满载时至少需要注入水的质量为m注水 , 体积为V注水 , 最大荷载质量为m物
∵满载时若要下沉,至少G总= F浮总
∴m注水g+m空g+m物g=ρ水gV排
∴m注水=ρ水V排-m空-m物
=1.0×103kg/m3×30m3-22000kg-240kg=7760kg
V注水=
20. (1)木块的体积V木=10cm×10cm×10cm=103cm3=10-3 m3
?????? 木块浸没,所以V排= V木=10-3 m3
?????? 木块受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×10-3 m3=10 N
(2)木块受到的重力为:G木=ρ木V木g =0.6×103kg/m3×10-3 m3×10N/kg=6 N
?????? 所以细线对木块的拉力为F拉=10 N-6 N=4 N
(3)剪断细线后,因木块密度小于水的密度,所以木块最终漂浮,漂浮时浮力等于重力,
?????? ∴ F浮= G木=6 N
21.(1)“都市蚂蚁”车标准乘载时对地面的压力
F=G总=(m车+m人)g=(400kg+100kg)×10N/kg=5×103N;
对水平路面的压强
(3)“都市蚂蚁”车浸没水中时受到的浮力
F浮=ρ水gV车=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.75m3=7.5×103N;
由于 F浮>G总 , 所以“都市蚂蚁”车可以浮在水面上;
当“都市蚂蚁”车漂浮时, 受到的浮力
由 F浮=ρ水gV排得,排开水的体积
车露出水面的体积 V露=V车﹣V排=0.75m3﹣0.5m3=0.25m3
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