第十章 流体的力现象 综合练习(二)
一、单选题
1.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
2.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160g煤油溢出.将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180g水溢出.则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是(ρ煤油=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
A.下沉,1.1g/cm3
B.漂浮,0.85g/cm3
C.悬浮,1.0g/cm3
D.漂浮,0.9g/cm3
3.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有30cm3煤油溢出;特其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有27cm3水溢出,已知煤油的密度是0.8×103kg/m3,则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是
A.下沉,1.1×103kg/m3 B.漂浮,0.85×103kg/m3
C.悬浮,1.0×103kg/m3 D.漂浮,0.9×103kg/m3
4.将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中,然后向瓶内注入水将乒乓球浸没,如图所示,乒乓球保持静止状态,则乒乓球
A.仍受水的浮力 B.不受水的浮力,也不受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力 D.无法判断
5.取一根长为、内部横截面积为的直筒塑料管,在底部扎上橡皮膜后,称得它们的总质量为。向管内倒入酒精,将它放入水中静置后,如图所示,观察到橡皮膜恰好变平。下列结论正确的是
A.装有酒精的塑料管受到的浮力大小为
B.水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小为
C.管内液面比管外水面高
D.将放入水中的塑料管继续向下压时,橡皮膜会向外凸
6.用弹簧测力计称得容器和水的总重为5N(如图甲所示).将体积为10cm3的物体A全部没入水中,弹簧测力计的示数T1为0.4N(如图乙所示).若将容器、水和浸没水中的物体A用弹簧测力计一起称量(如图丙所示),弹簧测力计的示数为T2.则
A.浸没水中的物体A所受浮力为
B.浸没水中的物体A所受浮力为
C.弹簧测力计的示数为
D.弹簧测力计的示数为
二、多选题
7.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体.将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有1/11的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3 ,下列计算正确的是
A.小球的质量是40g B.小球的体积是50cm3
C.液体的密度是1.1×103kg/m3 D.小球的密度是0.9×103kg/m3
三、填空题
8.小兰同学在探究“物体的浮沉条件”时,用手拿着一个质量为120克的物体浸没在装满水的深桶中,溢出260克水;重新把桶装满水,只把手浸没到相同深度,溢出了160克水,物体浸没在水中受到的浮力为________N。未放手时,手对物体会产生方向向_____,大小为______N的力。放手后物体将______ (选填“上浮”,“下沉”或“悬浮”)。
9.如图所示,台秤上放有一个装有一定量水的容器,台秤的读数为12N,某人用细绳吊一个体积为100cm3、重为2N的小石块浸没在容器的水中,石块没有触到容器底,则台秤的读数为_____N;若将细绳剪断,则石块下沉到底后,台秤读数为_____N.(g=10N/kg)
10.很多远洋轮船的船舷上,都漆这五条“吃水线”,又称“载重线”.如图所示,标有W 的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线.由此可知,当船从北大西洋驶入印度洋时,轮船受到的浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”),北大西洋海水密度为ρ1,印度洋海水密度为ρ2,则ρ1 ________ρ2.(假设船重不变)
11.如图所示,水平桌面上有两个相同的圆柱形容器A和B,现将完全相同的圆台形实心铁块甲和乙置于其中,则铁块甲和铁块乙对圆柱形容器底的压强pA_____pB(均选填“>”、“=”或“<”,下同).若在圆柱形容器A和B中注入相同质量的水后,水面和铁块的上表面恰好相平,则甲、乙受到的浮力F甲_____F乙,假如在A和B中注入相等质量的水后,甲、乙均未能全部没入水中,则甲、乙受到的浮力F甲′_____F乙′,圆柱形容器的底部受到水的压强p甲′_____p乙′.
四、实验题
12.小明同学想利用图示装置来探究“物体下沉的条件”,已知物块的体积是100cm3,如图1、2所示,他将物块缓慢匀速浸没到液体中,测力计示数如图所示,g取10N/kg。
(1)由图示可知,物块浸没在液体中时受到的浮力为______N;通过运算,可知烧杯中液体的密度为______g/cm3。
(2)小宇换用不同的下沉物体多次实验后,发现物体下沉的条件是F浮______G物(选填“大于”或“小于”);
(3)如图3所示,同桌的小虎同学根据实验过程分别画了测力计拉力、浮力、容器底部所受液体压力以及容器对桌面的压力与物体浸入深度h的图象,其中表示容器底部所受液体压力与物体浸入液体深度的关系图象是______。
(4)实验过程中,系住物体的细线突然断裂,此时烧杯对桌面的压力将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。通过交流,班上的小华同学突发奇想,如果在测力计1N的位置标上刚才计算出的液体密度值,就可以把测力计改装成一个密度秤。该密度秤的零刻度应标在______N处,该密度秤的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)。
(5)用此密度秤进行测量时,若物块未完全浸没,则测得液体密度值将偏______。
13.实验室有如下器材:天平(含砝码)、量筒、烧杯(2个)、弹簧测力计、金属块、细线(质量和体积不计)、足量的水(密度已知)、足量的未知液体(密度小于金属块的密度)。
(1)甲组选用上述一些器材测量金属块的密度,步骤是:
①在量筒中倒入20mL水;
②把金属块浸没在量筒的水中,如图甲所示,此时液面对应示数为_____mL;
③把天平放在水平桌面上,如图乙所示,接下来的操作是:
a.______;
b.向______(填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
c.在左盘放金属块,向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡,如图丙所示,金属块的质量m=______g;
④计算金属块的密度是______kg/m3.该实验所测密度与金属块实际的密度相比较______(填“偏大”或“偏小”)
(2)乙组选用上述一些器材(没有天平),设计了一种测量未知液体密度的实验方案,请写出他们的实验过程.
选用器材:弹簧测力计、金属块、细线、水、烧杯(2个)
主要实验步骤:
①用弹簧测力计测金属块的重力G;
②用弹簧测力计测金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F1;
③___________________;
④未知液体密度的表达式:ρ=_____(用字母表示,已知水的密度为ρ水)
14.小文发现:生鸡蛋放入水中会下沉,鸡蛋的密度到底有多大呢?他来到实验室做实验.
(1)他将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端______ 处,观察到指针的偏转情况如图甲所示,他应将平衡螺母向______ (选填“左”或“右”)调,使天平横梁平衡;他把鸡蛋放入天平左盘,正确操作后,天平的示数如图乙所示,则鸡蛋质量是______ g,他又按图丙所示的方法测出了鸡蛋体积是______ ,则鸡蛋的密度为______ .
(2)小文回家后又想测熟鸡蛋的密度,他把熟鸡蛋放入水中发现它也下沉,于是他找来家中的一个柱形薄壁的透明杯子、小米、刻度尺、水盆和适量的水,进一步测出了熟鸡蛋的密度请你帮他将后面的实验步骤补充完整,
并写出熟鸡蛋密度的表达式.
①向杯内倒入适量的水,用刻度尺测出杯内水的高度为;
②将鸡蛋浸没在杯内的水中,用刻度尺测出杯内水的高度为;
③取出鸡蛋,将杯内水倒净并擦干,放入适量小米,其漂浮在水盆中如图丁(放小米的目的是使杯在水中不倾斜),用刻度尺测出杯底浸入水中的深度为;
④______ ,用刻度尺测出杯底浸入水中的深度为.
熟鸡蛋的密度表达式为 ______ .
15.实验中学的小强同学用一个弹簧测力计、一个圆柱体金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究.如图表示探究过程及有关数据.
(1)分析②、③、④三步,说明浮力大小跟________有关.
(2)分析________步,说明浮力大小跟液体的密度有关.
(3)小强边做边思考,觉得浮力可能还和以下因素有关:
①跟物体的重力有关;
②跟物体的形状有关;
于是小强利用上面实验中的器材,同时又找来了体积相同的实心铁块和铝块,一团橡皮泥,设计了实验进行探究,实验过程如下,请你帮他把实验步骤补充完整.
③用弹簧测力计分别测出铁块和铝块的重力为G1、G2;
④用弹簧测力计分别拉着铁块和铝块________,读出弹簧测力计的示数分别为F1、F2;
⑤用细线拴住橡皮泥挂在弹簧测力计挂钩上,把橡皮泥浸没到烧杯的水中,读出弹簧测力计的示数为F3;
把橡皮泥拉出来,然后________,再把橡皮泥浸没到烧杯的水中,读出弹簧测力计的示数为F4;
实验结束后,小强认真分析了数据发现:G1﹣F1=G2﹣F2;F3=F4 , 你认为浮力与物体的重力和形状________(选填“有关”、“无关”).
(4)小强结束了自己的实验探究,就马上得出了自己认为具有普遍意义的结论.你认他的实验结果可靠吗?________选填“可靠”或“不可靠”),请你分析小强的实验设计的不足之处________.
五、综合题
16.我国自主研发的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)多次下潜到7000m海底,深海潜水器是用增加和抛弃压载铁的办法来改变所受重力来实现浮沉。(g=10N/kg)
(1)若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为7×107Pa,则潜水器的一个面积为300cm2观测孔受到海水的压力约为多大______?
(2)正在水中匀速直线下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22t,在水中抛弃8000N的重物后潜水器以同样的速度匀速直线上浮,潜水艇的外壳及体积不发生改变,所受海水的阻力不变,请你估算潜水器的体积约为多大________?(海水的密度近似取1.0×103kg/m3)。
(3)如图乙为某专业区内海水的密度σ(单位体积内含盐量)随海水垂直深度h变化的图线,海水密度的垂直分布主要是由盐度决定,其他因素的影响可忽略。装载着潜水器的轮船在作业区域,将潜水器用钢缆吊起浸没水中直至悬停在水中时,松开钢缆,潜水器刚好匀速下沉,则下沉过程中,潜水器速度最大位置为_____(选填“A”“B”“C”“D”),此位置潜水器受到的力是_____(选填“平衡力”“非平衡力”)。
17.今年小明家种植柑橘获得了丰收.小明想:柑橘的密度是多少呢?于是,他将柑橘带到学校实验室,用天平、溢水杯来测量柑橘的密度.他用天平测出一个柑橘的质量是114g,测得装满水的溢水杯的总质量是360g;然后借助牙签使这个柑橘浸没在溢水杯中,当溢水杯停止排水后再取出柑橘,接着测得溢水杯的总质量是240g.
请根据上述实验过程解答下列问题:
(1)溢水杯中排出水的质量是多大?
(2)这个柑橘的体积和密度各是多大?
(3)小明用这种方法测出的这个柑橘的密度与它的实际密度比较,是偏大还是偏小?
六、计算题
18.2017年4月上饶文化创意产业博览会在广丰区洋口镇隆重举行,小萱在“五一”期间参观“文博会”时带回了一块信江河里最美的石头——黄蜡石,她很想知道这块黄蜡石的密度,于是进行了实验:她先测出一个溢水杯装满水后的总质量为85g(图甲),再将黄蜡石浸没在溢水杯中的水里,测出总质量为115g(图乙),最后取出黄蜡石再测出剩余的水和溢水杯的总质量为65g(图丙).求:(g=10N/kg)
(1)黄蜡石在水中受到的浮力;
(2)黄蜡石的体积;
(3)黄蜡石的密度.
19.边长0.1 m的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重2 N的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。求:
(1)图甲中木块受的浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
20.某同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台“浮力秤”,可方便地称量物体的质量,其构造如图所示。已知小筒底面积为0.01m2,小筒和秤盘总重为6N。
(1)如图甲,当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力是多少?
(2)该浮力秤零刻度标在小筒上何处(即A距筒底的距离)?
(3)如图乙,在秤盘上放一物体后,小筒浸入水中的深度h为0.2m,则该物体的质量为多少?
21.如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着静止,已知水深为50cm,容器的底面积为400cm2,木块的体积为4×10-3m3,木块的密度为0.6×103kg/m3,已知水的密度为1×103kg/m3,试求:
(1)水对容器底面的压强;
(2)绳子的拉力大小;
(3)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
参考答案
1.D
2.D
3.D
4.C
5.C
6.A
7.BC
8.1 上 0.2 下沉
9.13N 14N
10.不变 >
11.< = > >
12.0.8 0.8 小于 C 变大 1.8 均匀 小
13.40 将游码移到零刻线处 右 157.8 7.89×103 偏大 用弹簧测力计测金属块浸没在水中(未接触烧杯底)的示数F2 ρ=ρ水
14.零刻度线 左 57.2 52 1.1 将鸡蛋放入装米的杯中 (h4-h3)ρ水/(h2-h1)
15.排开液体体积 ①④⑤ 浸没在水中 改变橡皮泥形状 无关 不可靠 他只选了一种液体,做了一次实验,结论没有普遍性
16.2.1×106N 21.6 m3 C 平衡力
17.(1)溢水杯中排出水的质量是120g;
(2)这个柑橘的体积为120cm3,密度为0.95g/cm3;
(3)小明用这种方法测出的这个柑橘的密度与它的实际密度比较是偏小的.
18.(1) 0.2N;(2) 2×10-5m3;(3) 2.5×103kg/m3.
19.(1)6 N(2)0.8×103 kg/m3(3)800 Pa
20.(1) 6N (2) 6cm (3) 14kg
21.(1)5000Pa;(2)16N;(3)24N