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PAGE19第十章《浮力》单元提高测试一、选择题:1下面关于浮力的说法中,正确的是()A放入水中的小木块漂浮,大石块下沉,大石块受到的浮力小B在水中下沉的金属块不受浮力C浮力的方向是竖直向上的D只有浸在液体中的物体受到浮力【答案】C【解析】A根据阿基米德原理,浮力等于排开流体的重,所以在水中时,浮力大小由排开水的体积决定,如放入水中的小木块漂浮,大石块下沉,则大石块排开的水的体积大,浮力大,故A错误;B根据阿基米德原理,浮力等于排开流体的重,所以在水中下沉的金属块也受到浮力的作用,故B错误;C浮力的方向与重力的方向相反,是竖直向上的,故C正确;D浸在液体和气体中的物体都会受到浮力的作用,故D错误;故C正确。2下列情境中,受到的浮力不变的物体是(
)慢慢压入水中的空矿泉水瓶逐渐浮出水面的潜水艇【答案】C【解析】A.正在码头卸货的轮船,漂浮在水面上,所受浮力等于自身重力,卸货时重力减小,浮力变小,故A不符合题意,C.海面下正在下潜的海底探测器,排开水的体积不变,所受浮力大小不变,故C符合题意为答案。D.逐渐浮出水面的潜水艇,排开水的体积变小,所受到的浮力变小,故D不符合题意。3形状不同的铁块和铅块,浸没在水中不同的深处,如果受到的浮力相等,则可以判断它们的(
)质量相等【答案】B【解析】因为铁块和铅块浸在水中并且所受浮力相等,则根据F浮=ρ液gV排可知:物体排开水的体积相同,又因为三个物体都是浸没的,所以V物=V排,则三个物体的体积相等。因为铁和铅的密度不同,则根据m=ρV可知:物体质量不同,重力也不同。由于铁块和铅块浸没在水中不同的深处,则根据液体压强公式铝>m铁>m铜【答案】D【解析】图中铝球沉底,无法判断铝球是空心还是实心的,铜球漂浮,铁球悬浮可以判断铜球和铁球一定是空心的;A说法错误;因三个小球体积相同,铁球与铝球排开水的体积相同,铜球排开水的体积减小,得F铝=F铁>F铜,B说法错误;由三球的位置关系可得,铜球的重力等于受到浮力,铁球重力等于其受到浮力,铝球重力大于其受到浮力,因浮力F铝=F铁>F铜,可得重力G铝>G铁>G铜,C说法错误;进一步得出质量关系m铝>m铁>m铜,D说法正确;答案选D。8一个小球悬浮在容器内的盐水中,缓慢往容器中加一些水,则该球()先上浮后下沉【答案】B【解析】因为小球悬浮在容器内,所以F浮=G.F浮=G排=ρ液gV球,若往容器内加入水,则ρ液减小,所以F浮减小,小于重力,所以小球会下沉.
故选B.9(2022•德阳)如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面中央,杯内水中漂浮着一冰块,关于冰融化前后比较,下列说法正确的是()
容器内液体的密度减小液体对容器底部的压强不变【答案】D【解析】试题分析:冰块熔化前后,杯内物质的重力不变,杯子的重力不变;故桌面受到的压力(F=G总)就不变,杯子的底面积不变;根据固体的压强公式:3则物块在水中的状态及物块的密度是(
)
A悬浮,×103g/m3B漂浮,×103g/m3C下沉,×103g/m3D漂浮,×103g/m3【答案】D【解析】假设ρ物≥ρ水,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F浮=ρ液v排g可知受到的浮力之比为密度之比为5:4,而现在根据题意知道F浮=G排=G溢=m溢g,即浮力之比为9:8,所以假设错误,ρ物≥ρ水不可能,故AC错误;假设ρ物≤ρ酒精,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,都等于物体的自重,由题意知道实际受到的浮力不相等,所以假设错误,ρ物≤ρ酒精不可能;由上述分析知道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。因为物体在水中漂浮,所以F浮=G物=m物g,因为F浮=G排=G溢=m溢g,所以物体的质量是m物=m溢=81g,因为物体在酒精中下沉,所以V物=V排=m排/ρ酒精=72g/cm3=90cm3,故物体的密度是ρ=m物/v物=81g/90cm3=cm3=×103g/m3,故选D。点睛: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,是一道综合性题目,难度较大。,体积为×103㎝3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态和所受浮力是(
)A漂浮,F浮=12NB悬浮,F浮=12NC漂浮,F浮=10ND沉在水底,F浮=12N【答案】C【解析】当物体全部浸没水中时所受浮力:=ρ水gV=×103g/m3×10N/g××10−3m3=12N>10N,所以物体会上浮,最终漂浮在水面上,F浮=G=点睛:根据阿基米德原理求出当物体全部浸入水中时,所受浮力的大小,由物体的浮沉条件判断物体的状态。12(2022•来宾)体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁,静止在容器的水中,如图所示.这四个小球所受的浮力分别为
F甲、F乙、F丙、F丁,则()甲=F乙甲<F丁乙>F丙丙>F丁【答案】B【解析】由图知,四个球排开水的体积:V甲<V乙<V丙=V丁,根据F浮=ρ水V排g可知四个球受到的浮力:F甲<F乙<F丙=F丁;由此可知:B正确,ACD错误;故应选B。,体积为5×10-4m3的物体投入一装有适量水的烧杯中,当物体静止时,下列判断正确的是()A物体上浮,F浮=4NB物体漂浮,F浮=5NC物体漂浮,F浮=4ND物体沉底,F浮=5N【答案】C【解析】解答:∵G=mg=ρVg,∴物体的密度为ρ=m/V=G/Vg=4N/5×10−4m3×10N/g=×103g/m3∵ρ<ρ水,∴物体在水中将漂浮;物体在水中受到的浮力:F浮=G=14漂浮在盐水池中的冰块熔化后,水池中的水面将(
)不变无法确定【答案】A【解析】漂浮在盐水池中的冰块受到的浮力等于重力,而冰熔化后质量不变,即重力不变,所以得:,因为盐水的密度大于水的密度,所以冰熔化为水后的体积大于盐水的体积,即熔化后液面会上升。故选A。15(2022•河池)如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起,直至其下表面刚好离开水面.用,舰宽,排水量为×10t,则满载时所受的浮力是____________N;当多架J-15战机起飞后,“辽宁号”排开海水的体积将__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】1×108N2减小【解析】根据阿基米德原理知道满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=67500×103g×10N/g=×108N;由题意知道,多架J-15战机起飞后,航母自重减小,因为航母仍漂浮,所以F浮=G,即航母所受浮力减小;因为F浮=ρ水V排g,故航母排开海水的体积要减小。18小明用弹簧测力计吊着一物块在空气中称时,读数为4N,当把物块浸没在煤油中称时,读数为,此时物块受到煤油的浮力为___________N;把体积为物体浸没在水中时,它受到的浮力是__________N。【答案】121【解析】将物体全部浸没在煤油中时,所受浮力F浮=G−F=4N−=;物体浸没在水中时排开水的体积等于物体的体积,则物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103g/m3×10N/g×=100N,将其浸没在水中时,所排开的水所受的重力为20N,此时它所受的浮力为______N,放手后物体将______(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”,物体静止时所受浮力为____________N【答案】1202上浮310【解析】试题分析:由阿基米德原理可知,物体所受到的浮力等于它所排开的液体的重力,所以可物体所受到的浮力为20N,由于浮力是大于重力的,所以放手后物体将会上浮,最终物体会漂浮在水面上,浮力等于重力为10N。考点:阿基米德原理20甲、乙两同学用质量相同的铁板和铝板,制作容积相同的两只模型船,它们都漂浮在水面上,受到的浮力大小关系是F甲_______F乙,他们能运载水的最大质量关系是M甲_______M乙(填“<”“<”“="”")(ρ铁>ρ铝)【答案】1=2<【解析】(1)由题知,两只模型船的质量相同(重力相同),它们都漂浮在水面上,由漂浮条件可知,两船所受的浮力相同,即F甲=F乙;(2)已知m铁=m铝,ρ铝<ρ铁,由可知:V铝>V铁;当两船即将浸没在水中时,排开水的体积最大,浮力最大,运载的水最重,两船容积相同(即空心部分体积相同),且实心部分的体积关系为V铝>V铁,所以,铝船排开水的体积更大,铝船受到的浮力较大,即:F铝船>F铁船;由于两船的质量相同,即重力相同,所以铝船能承载更多的水量,即m甲<m乙.故答案为:=;<.21质量相等的木块(ρ木=×103g/m3)和冰块投入足够多水中静止时,木块所受的浮力__________冰块所受的浮力,木块排开水的体积__________冰块排开水的体积。(选填“大于”、“等于”或“小于”)。【答案】1等于2等于【解析】1∵G=mg,m木=m冰,∴G木=G冰,∵物体漂浮,F浮=G,∴木块和冰块受到的浮力:F木=F冰,2∵F浮=ρ水V排g,F木=F冰,∴木块和冰块排开水的体积:V木=V冰点睛:(1)木块与冰块的质量相同,由重力公式可知重力相同,都漂浮在水面上,根据漂浮条件确定受到的浮力关系;(2)求出了受到的浮力关系,利用阿基米德原理得出排开水的体积的大小关系。22(2022•天水)有一量筒装水如图所示,水的体积为________cm3,则水的质量为________g.若放入一小木块,木块漂浮在水面上,这是因为水的________比木块大,木块所受浮力________重力.(选填“大于”、“小于”或“等于”)(ρ水=×103g/m3)
【答案】1102103密度4等于【解析】试题分析:由图知量筒的最小分度是1cm3,由图可读出水的体积是10cm3,根据ρ=可得水的质量m=ρV=1g/cm3×10cm3=10g;木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件知水的密度比木块大即ρ木<ρ水,此时木块受到的浮力等于木块的重力即F浮=G。【考点定位】密度公式的应用;量筒的使用;物体的浮沉条件及其应用23如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,在乙杯中处于漂浮状态。则鸡蛋在两杯盐水中受到的浮力F甲_____F乙
,两杯盐水的密度ρ甲_____ρ乙
【答案】1=2<【解析】(1)鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,在乙杯中处于漂浮状态。则鸡蛋在两杯盐水中受到的浮力均等于其自身重力,所以F甲=F乙。(2)鸡蛋在甲中悬浮,所以鸡蛋的密度等于甲杯盐水的密度,在乙中漂浮,所以鸡蛋的密度小于乙杯盐水的密度,因此ρ甲<ρ乙。24某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中称时示数是25N,浸没在水中称时示数是15N,则此时物块受到水的浮力为_______N,物块的密度为________g/m3。水的密度为×103g/m3【答案】1102×103【解析】(1)F浮=GF示=25N15N=10N;(2)∵物块浸没水中,F浮=ρ水V排g,∴V=V排=,∵G=mg=ρVg,∴ρ=g/m3=×103g/m3点睛:(1)利用称重法F浮=GF示求物块在水中受到的浮力;(2)求出来了浮力,利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求物块排开水的体积(物块的体积);上面测出了物块的重力,利用G=mg=ρVg求物块的密度。252022龙东将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中,静止后如图所示,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F甲________F乙,若鸡蛋的质量为50g,则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为________N。
【答案】1=2
则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为:
点睛:重点是浮沉条件的应用,牢记在漂浮和悬浮时,受力平衡,所以浮力等于重力的特点。26如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计漂浮在被测液体中。将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中,可以判断:ρ1_________ρ2;若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1_________m2。(后两空选填“<”、“=”或“>”)
【答案】1<2=【解析】密度计放在两种液体中都漂浮,根据漂浮条件可知,密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,即:F浮1=F浮2=G;由图可知,密度计排开液体的体积V排1>V排2,所以,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,第一种液体的密度小,即ρ1<ρ2.两次浮力相等,根据阿基米德原理可知,两次排开液体的重力相等,所以两次排开液体的质量相等.
故答案为:<;=.27如图所示,重为10N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳的拉力为8N,若绳子突然断了,木块在露出水面之后,受到浮力的大小__________和方向__________。【答案】1102竖直向上【解析】在水中处于静止状态时,木块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力处于平衡状态,由三力平衡的条件可得:GF拉=F浮,木块受到的浮力F浮=GF=10N8N=18N,若绳子突然断了,木块A在露出水面之前,绳子的拉力为零,受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,二力的反向相反,则所受的合力F合=F浮−G=18N−10N=8N,方向与浮力的方向相同,即竖直向上。点睛:在水中处于静止状态时,木块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力处于平衡状态,根据三力平衡条件求出受到的浮力;若绳子突然断了,木块A在露出水面之前,绳子的拉力为零,受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,二力的反向相反,合力等于二力大小之差,方向与较大力浮力的方向相同。
三、解答题:28如图所示,在斜面上静止一个装有水的容器,容器中放入一个小球,画出小球受到的重力与浮力示意图.___
【答案】见解析【解析】小球静止在水面上,受力平衡,即重力与浮力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用点画在重心,即球心上,如图:
29如图所示,质量为3g的物体漂浮在水面上,画出此物体所受到的力的示意图。________【答案】见解析【解析】质量为3g的物体浮在水面上,受到重力和浮力的作用,二者是一对平衡力,大小相等,即F=G=mg=3g×10N/g=30N,重力G方向竖直向下,浮力F方向竖直向上,力的作用点画在重心上,如图所示:
30一个不规则的实心物体,质量为55g,放入装满水的烧杯中,沉入底部,排开50g的水,然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止,取g=10N/g,求:(1)物体的重力。___(2)物体在水中所受的浮力。______(3)物体的体积。_________(4)物体悬浮食盐水的密度。________【答案】1
2
350cm34cm3【解析】(1)G=mg=50g10N/g=;(2)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力:F浮=G排=;3物体排开的水的体积:V排===5×10−5m3,浸没时V物=V排=5×10−5m3;4因为物体悬浮在盐水中,所以,ρ盐水=ρ物===×103g/m331如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为,木块的体积为4dm3,木块的密度为×103g/m3,试求:
(1)水对容器底面的压强是多少___________木块受到的浮力是多大___(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大_____此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小____【答案】150003×10N/g×=50003×10N/g×4×10-3m3=40N;(2)木块漂浮在水面上时,所受的浮力是:F浮=G=mg=ρ木Vg=×103g/m3××10N/g=24N,此时木块排开水的体积减小,液面下降,故水对容器底的压强减小。点睛:本题考查的是液体压强的计算,浮力的计算,物体的沉浮条件,知识点较多,难度不大,是一道基础题。32(2022•玉林)小明想知道某均质圆柱体的密度,于是他用天平和量筒等器材做了如下实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码放到标尺__________处,发现指针偏向分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调;(2)用天平测量圆柱体的质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则圆柱体的质量为__________g;(3)如图乙、丙和丁所示,用量筒并采用“压入法”(用一根细而长的铁丝将物体压入水中)测圆柱体的体积,则圆柱体体积V为__________cm3;(4)根据测量结果可知圆柱体的密度ρ为__________g/m3;(5)细心的小明观察发现把圆柱体放在另一种已知密度为ρ0的液体中也能漂浮在液面上,则圆柱体露出液面的体积的表达式为:V露=__________V(请用ρ0、ρ、V等符号表示)【答案】10刻度2左32443257506(ρ0-ρ)V/ρ0【解析】(1)指针的位置指在分度盘中央的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向左调节;(2)由图甲所示可知,圆柱体的质量:m=20g4g=24g;(3)圆柱体体积V=72cm3﹣40cm3=32cm3;(4)圆柱体的密度ρ=m/V=24g/32cm3=cm3=×103g/m3;(5)把圆柱体放在另一种已知密度为ρ0的液体中也能漂浮在液面上,F浮=G,则根据G=mg、ρ=m/V和F浮=ρ液gV排可得,ρ0gV排=ρgV,所以V排==V,V露=V﹣V=(1﹣)V。33如图所示是小新同学验证阿基米德原理的一个实验过程图。
(1)如果是你做这个实验,为了减小误差,则图中的操作步骤顺序为_____________。(2)图中_______________两个步骤是为了测量浮力的大小。(3)下面是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据
①请你将该表格第三行数据补充完整________________。②小新同学在进行数据分析时,发现第二次实验数据与其他两次反映的规律不相符,为了得到结论,他将第二次实验中G1的数据改为,G排的数据改为。请你对他的做法进行评估:_____________;如果是你,对这种情况采用的做法是_____________。(4)验证实验结束后,小新同学又去探究影响浮力大小的因素,做了如图所示的实验。请你根据小新的实验探究回答下列问题:
①物体A浸没在水中时所受的浮力大小为_______N。②BC两次实验说明,在__________一定时,浮力大小与_______________________有关;CD两次实验说明物体浸没在水中后,其所受的浮力大小与浸没的深度_________(选填“有关”或“无关”);要想判断浮力大小与液体密度的关系,应选择_________两次实验。【答案】1ADBC2AB34不对5查找原因继续实验627液体密度8排开液体体积9无关10CE【解析】(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出小桶的重力,所以图中的操作步骤顺序为DABC(或ADBC)。(2)图A测物体的重力,图B将物体浸没在水中,由于物体受到浮力的作用,弹簧测
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