10.4 浮力 同步練習一、單選題1．如圖所示，2017年4月27日，“快遞小哥”天舟一號飛行器和天宮二號空間站在軌道對接成功，聯(lián)結體由于受地球引力而環(huán)繞地球做勻速圓周運動，并在運動過程中通過密閉管路系統(tǒng)完成首次推進劑在軌補給，俗稱“太空加油”．下列說法中正確的是（   ）A．天舟﹣一號和天宮二號對接后相對地球是靜止的B．聯(lián)結體環(huán)繞地球做勻速圓周運動是由于慣性C．通過密閉管路系統(tǒng)補給推進劑是為了防止推進劑外泄造成太空污染D．聯(lián)結體所受浮力等于地球對它的引力【答案】C【解析】①研究對象相對于參照物的位置沒有變化，是靜止的；位置發(fā)生變化，是運動的；②力的作用效果有二：改變物體的形狀，改變物體的運動狀態(tài)．運動狀態(tài)的改變包括速度和方向兩個方面；物體具有保持原來運動狀態(tài)不變的性質，叫慣性；③人類探索開發(fā)太空過程中，要注意太空環(huán)境的安全和保護；④浸在液體或氣體中的物體受到浮力的作用．A、天舟一號飛行器和天宮二號空間站對接后，以彼此為參照物，都是靜止的；但相對于地球，其位置不斷變化，所以是運動的．故A錯誤；B、聯(lián)結體由于受地球引力而環(huán)繞地球做勻速圓周運動，方向不斷變化，所以不是由于慣性，故B錯誤；C、為避免推進劑外泄造成太空污染，所以通過密閉管路系統(tǒng)完成推進劑在軌補給．故C正確；D、聯(lián)結體在太空飛行過程中，周圍是真空，所以聯(lián)結體不受空氣浮力．故D錯誤．故選C．2．一輕質彈簧的下端固定在容器底部，上端放一鐵質實心小球（不連接），如圖所示，向容器中緩慢倒入水，使小球完全浸沒且靜止在水中，此時小球受到的力（  ）A．重力、浮力 B．重力、浮力和拉力C．重力、浮力和彈力 D．重力、浮力、彈力和壓力【答案】C【解析】小球完全浸沒且靜止在水中，由于鐵的密度大于水的密度，鐵質實心小球完全浸沒水中時小球受到的浮力小于重力，若沒有彈簧會下沉，所以小球除受到浮力和重力的作用外，還受到彈簧對它彈力的作用。，故C符合題意，ABD不符合題意。3．如圖所示，將相同的長方體木塊分別放在甲、乙、丙三個容器中，乙、丙中的木塊用細線拴于容器底，木塊受到的浮力分別是F、F、F，則（   ）A．F＜F＜F B．F=F＜FC．F＜F=F D．F=F=F【答案】A【解析】甲與乙相比，排開液體的體積和液體密度均比乙小，所以甲中的浮力比乙中的浮力小．乙與丙相比，排開液體的體積相等，水的密度比鹽水的密度小，所以乙中的浮力比丙中的?。_的選擇是A．4．浸在水中的物體受到浮力的根本原因是（   ）A．在水中，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大  B．在水中，壓強隨深度的增大而增大C．在水中，物體與水的相互作用的結果                 D．在水中，溫度隨水的深度增加而降低【答案】C【解析】浸在水中的物體受到浮力的根本原因是在水中物體與水的相互作用的結果，物體浸沒在水中，受到水產(chǎn)生的壓力，同時物體對水也會產(chǎn)生壓力，物體側面受到的壓力互相平衡，下表面受到壓力大于上表面壓力，合力方向向上，產(chǎn)生浮力．
故選C．5．如圖，在水槽中有體積相等的甲、乙兩個小球，甲漂浮在水面上，乙懸浮在水中．它們所受浮力F浮、密度ρ、受到的重力G和排開水的體積V排的關系錯誤的是（   ）A．F甲浮＞F乙浮     B．ρ甲＜ρ乙    C．G甲＜G乙     D．V甲排＜V乙排【答案】A【解析】甲乙兩球的體積相等，甲漂浮在水面上，乙沉入水底，所以V排甲＜V排乙，所以D正確．根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)浮＝ρ水gV排， 所以F浮甲＜F浮乙，故A錯誤．根據(jù)二力平衡條件得，G甲＝F浮甲， G乙＞F浮乙，所以G甲＜G乙，故C正確．由物體的浮沉條件可知：A球漂浮，ρ甲＜ρ水；B球下沉，由物體的浮沉條件可知：ρ乙＞ρ水；∵ρ甲＜ρ水 ρ乙＞ρ水∴ρ甲＜ρ乙，所以B正確．故選A．6．游泳時用手向后劃水，人就前進．下面說法正確的是（   ）A．人只受到重力、水的推力和阻力作用           B．水只是受力物體，不是施力物體C．人向后劃水，水對人就有向前的推力           D．人對水的推力和水對人的推力可以相互抵消【答案】C【解析】A. 人浸在水中，除了受到重力、水的推力和阻力作用外，還受到水的浮力．故A錯誤．B. 手向后劃水時，手給水一個力，同時水也給手一個力，所以水也是施力物體．故B錯誤．C. 手向后劃水時，手給水一個向后的力，同時水也給手一個向前的推力．故C正確．D. 人對水的推力和水對人的推力分別作用在兩個物體上，不可以相互抵消．故D錯誤．7．在如下圖所示的事例中，沒有利用連通器原理的是（   ）A．    B．    C．    D．【答案】B【解析】過路涵洞是上面開口，下面連通的，屬于連通器；攔河大壩是根據(jù)液體壓強隨深度的增加而增大的特點修建成上窄下寬的形狀，不屬于連通器；洗手間下水管成U形，水不流動時，U形管里的水相平，可以防止下水道里的氣味散發(fā)出來，屬于連通器；船閘的原理先打開一端，船閘里的水位逐漸與外面相等，外面的船就可以開進船閘；然后把這一端船閘關閉，打開另一端的船閘，船閘里的水位逐漸與外面相等，船就可以開到另一端去，應用了兩次連通器，故沒有利用連通器原理的是B。 二、填空題8．一木塊放在盛滿水的容器中漂浮，溢出水的質量是8g，則木塊受到的浮力為______；若將它放在盛滿鹽水的容器中（ρ鹽水>ρ水），溢出鹽水的質量______8g（選填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】0.08N    等于    【解析】[1]根據(jù)阿基米德原理知，木塊受到的浮力為為F浮＝G排＝m排g＝0.008kg×10N/kg＝0.08N[2]因為木塊漂浮在水面上，且ρ鹽水＞ρ水，所以若將此木塊輕輕放入盛滿鹽水的杯中，也漂浮在鹽水面上，所以G＝F浮＝G排＝m排g所以可以得出放入木塊后，溢出鹽水的質量和溢出水的質量相等，都等于8g。9．把重5N、體積為0.4dm的物體投入水中．當物體靜止時，物體將會處于_______狀態(tài)（填“漂浮”、“懸浮”或“沉底”），所受浮力大小為_______ N．（g取10N/kg）【答案】沉底   4【解析】當物體完全浸沒時受到的浮力：F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.4×10-3 m3 =4N，因為F浮=4N＜G=5N，即浮力小于重力，所以物體將沉底，即物體靜止時實際受到的浮力等于4N。10．一長方體木塊豎直插入水中后，如圖所示靜止在水面上，木塊受到的浮力的方向__________，已知木塊的高度為50 cm，露出水面的高度h為 20 cm，底面積S＝100 cm2，則水對木塊A底面的壓強為_______________Pa.，木塊受到的浮力 ______________N。【答案】豎直向上  3×103Pa  30【解析】木塊受到的浮力的方向是豎直向上的；（木塊下表面所處的深度h=50cm-20cm=30cm=0.3m，水對木塊A底面的壓強：p=ρgh=1×103 kg/m3 ×10N/kg×0.3m=3000Pa；由p=F/S得水對木塊A底面的壓力：F下表面 =pS=3000Pa×100×10-4 m2 =30N，因為水對木塊上表面的壓力為0，所以F浮 =F下表面 -F上表面 =30N-0N=30N。11．2014年9月26日，引江濟漢工程正式通水通航，工程有67Km黃金航道、500m3/s的最高流量，已成為中國現(xiàn)代最大的人工運河．一艘排水量100t的貨船在航道通行時，船上裝有質量為10t的貨物，該船滿載時受到的浮力為__________N；距離水面1.5m下的船體位置受到的水的壓強為_________Pa．（ g=10N/kg）【答案】106    1.5×104    【解析】輪船的排水量就是輪船排開的水的質量為100t，等于106N，由阿基米德原理知道貨船受到的浮力等于排開水受到的重力等于106N；距離水面1.5m下的船體位置受到的水的壓強P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa.12．浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體的      力，這個力稱為浮力．【答案】向上托起的【解析】根據(jù)浮力的定義及浮力的方向來解答．液體對浸在液體中的物體產(chǎn)生的壓力作用效果，就是向上托的作用，在液體和氣體中把這種作用稱為浮力．解：物體浸在液體或氣體中，由于物體上、下表面所處的深度不同，下表面所處的深度大于上表面的深度，下表面受到的壓強大于上表面受到的壓強，因此液體對物體產(chǎn)生的一個向上的壓力與向下的壓力不相等，實際上，這兩個壓力的合力就是液體對物體施加的向上托的作用，這個力習慣上稱為浮力．故答案為：向上托起的．13．豎直浸沒在水中的長方體金屬塊，上、下表面受到水的壓力分別為2牛、10牛，該金屬塊受到的浮力為______牛。若上表面距離水面的深度為0.1米，則上表面受到水的壓強為______帕；增大金屬塊在水中的深度，金屬塊受到的浮力將______，（選填“變大”、“不變”或“變小”）。【答案】8    980    不變    【解析】[1]該金屬塊受到的浮力等于長方體金屬塊上、下表面受到水的壓力之差，即[2]由題意可知，上表面受到水的壓強為[3]根據(jù)阿基米德原理可知，金屬塊受到的浮力大小等于它排開的液體所受的重力，即，增大金屬塊在水中的深度，金屬塊排開水的體積不變，水的密度也不變，那么金屬塊受到的浮力將不變。14．如圖是常見的廁所自動沖水裝置原理圖，水箱內有質量m1="0.4" kg，體積V=3×10﹣3m3的浮筒P，另有一厚度不計，質量m2="0.2" kg，面積S=8×10﹣3m2的蓋板Q蓋在水箱底部的排水管上．用細線將P、Q連接，當供水管流進水箱的水使浮筒剛好完全浸沒時，蓋板Q恰好被拉開，水通過排水管流出沖洗廁所．當蓋板Q恰好被拉開的瞬間，浮筒受到的浮力為     N，此時細線對浮筒P的拉力為     N，水箱中水的深度為     m．（g取10 N/kg）【答案】30；26；0.3【解析】（1）當供水管流進水箱的水使浮筒剛好完全浸沒時，浮筒排開水的體積等于浮筒的體積，利用阿基米德原理求此時浮筒P所受的浮力；（2）浮筒P受到的浮力等于浮筒P的重力加上細線的拉力，據(jù)此求細線的拉力．（3）因為蓋板Q恰好被拉開，所以水對蓋板的壓力加上蓋板的重力等于細線的拉力，而水對蓋板的壓力F壓=pS=ρghS，據(jù)此求水箱中水的深度h．解：（1）浮筒P剛好完全浸沒時排開水的體積：V排=V=3×10﹣3m3，浮筒P所受的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N；（2）對浮筒P進行受力分析可知，浮筒P受到重力、浮力和拉力的作用，根據(jù)力的平衡可知，浮力F浮=GP+F拉則F拉=F浮﹣GP=30N﹣0.4kg×10N/kg=26N；（3）因為蓋板Q恰好被拉開，水對蓋板的壓力F壓加上蓋板的重力G蓋等于細線的拉力F拉，即：G蓋+F壓=F拉=26N，則F壓=F拉﹣G蓋=26N﹣0.2kg×10N/kg=24N，根據(jù)p=、p=ρgh可得，F(xiàn)壓=pS=ρghS，所以深度h===0.3m．故答案為30；26；0.3．15．一個質量為160g、體積為200cm3的物體，若將物塊浸沒在水中后松手，物塊將       （選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”），物塊靜止時所受浮力大小為      N．【答案】上??；1.6【解析】（1）利用物體的浮沉條件判定，物體完全浸沒時浮力與重力的關系，得出物體漂浮在水面上；（2）物體漂浮在水面上，浮力等于物體重力．解：（1）物體完全浸沒時受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0002m3=2N；物體的重力G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N；G物＜F浮，物體上浮，最后漂浮；（2）物體靜止時浮在水面上，所以F浮=G物=1.6N．故答案為：上?。?.6． 三、綜合題16．在彈簧測力計下掛一圓柱體，從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降，圓柱體浸沒后繼續(xù)下降，直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止，如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象，根據(jù)題目條件，你能從中獲悉哪些物理信息？(至少寫出三個)樣例:圓柱體受到的重力為12N(1)_____________________________；(2)_____________________________；(3)_____________________________。【答案】物體浸沒在水中所受浮力為8N。    物體的質量為1.2kg。    物體完全浸沒在水中，所受浮力與深度無關。    【解析】（1）從h＝7cm開始，彈簧測力計示數(shù)不變，說明此時圓柱體已經(jīng)浸沒在水中，對圓柱體受力分析可知，F浮＝G﹣F拉＝12N﹣4N＝8N。（2）由公式G＝mg可求出物體的質量 。（3）分析圖象CD段，深度在增加，而測力計的讀數(shù)不變，說明物體全部浸沒水中，V排不變，浮力不變。17．質量為60kg的建筑工人用如圖甲所示的滑輪組勻速提升貨物，滑輪組的機械效率隨貨物重力變化的圖像如圖乙所示．工人在10s內將貨物勻速提高了3m，雙腳與地面的接觸面積為0.04m2．工人對鋼繩拉力的方向始終豎直向下，不計摩擦與繩重，g取10N/kg．則（1）畫出工人所受到的各個力的示意圖；（2）求動滑輪的重力；（3）若工人對鋼繩的拉力為400N，求此時工人的功率和他對地面的壓強．【答案】（1）（2）100N（3）240W（4）5×103Pa【解析】（1）工人站在地面上，受到重力、拉力、地面對他的支持力作用，示意圖如下：；（2）由圖乙可知，當物重G=300N時，滑輪組的機械效率是75%，根據(jù)可得： （3）繞過動滑輪的繩子n=2，貨物勻速提高了3m，所以繩端移動的距離是s=3m×2=6m，則工人的功率：；他對地面的壓強：．答：（1）工人所受到的各個力的示意圖；（2）動滑輪的重力100N；（3）工人的功率240W，他對地面的壓強5×103Pa．18．圖甲是小勇研究彈簧測力計的示數(shù)F與物體A下表面離水面的距離h的關系實驗裝置．其中A是底面積為25 cm2的實心均勻圓柱形物體，用彈簧測力計提著物體A，使其緩慢浸入水中（水未溢出），得到F與h的關系圖像如圖乙中實線所示．(g取10 N/kg) (1)物體A重為_______N，將它放在水平桌面上時對桌面的壓強為_______Pa.(2)浸沒前，物體A逐漸浸入水中的過程中，水對容器底部的壓強將_________．（填“變大” “變小”或“不變”）(3)完全浸沒時，A受到水的浮力為_______N，A的密度為_______kg/m3. (4)小勇?lián)Q用另一種未知液體重復上述實驗并繪制出圖乙中虛線所示圖像，則該液體密度為_______kg/m3．【答案】（1）3；1.2×103；（2）變大；（3）2；1.5×103；（4）0.8×103．【解析】當物體沒有接觸水時，物體受到重力和拉力作用，此時F=G，當物體進入水中之后，物體受到重力和拉力和浮力的作用，它們的關系為F+F浮=G，（1）分析圖象數(shù)據(jù)可以得出結論：在物體A沒有浸沒之前，彈簧測力計的示數(shù)為3N，即物體重力為3N；放在水平桌面上時對桌面的壓力F=G=3N，= 1.2×103Pa；（2）物體浸入水中到完全浸沒；物體排開的水逐漸變大，由于水未溢出，則水面逐漸升高，根據(jù)p=ρgh可知水對容器底部的壓強的變大；（3）由圖2可知：完全浸沒時，彈簧測力計的拉力為F=1N，所以此時受到的浮力為F浮=G﹣F=3N﹣1N=2N；由F浮=ρgV排可得：物體體積2×10﹣4m3；由G=mg=ρVg得：ρ物==1.5×103kg/m3．（4）由圖2虛線所示可知：完全浸沒另一種未知液體時，彈簧測力計的拉力為F′=1.4N，所以此時受到的浮力為F浮′=G﹣F=3N﹣1.4N=1.6N；由F浮=ρgV排可得：未知液體==0.8×103kg/m3  

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