
一、選擇題(本大題共8小題,每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng),每小題3分,共24分)
1.關(guān)于浮沉條件的應(yīng)用,下列說(shuō)法正確的是( A )
A.飛艇里所充氣體的密度小于空氣的密度
B.潛水艇是靠改變自身受到的浮力來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下潛的
C.密度計(jì)上所標(biāo)的密度值自上而下越來(lái)越小
D.輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛r(shí)受到的浮力變大,所以船體要上浮一些
2.在魚(yú)缸里,經(jīng)常能看到魚(yú)吐出的氣泡從水底向上升起,關(guān)于氣泡在水中上升的過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是( B )
A.氣泡所受水的壓強(qiáng)不變,浮力變小
B.氣泡所受水的壓強(qiáng)變小,浮力變大
C.氣泡所受水的壓強(qiáng)變小,浮力變小
D.氣泡所受水的壓強(qiáng)變小,浮力不變
3.一枚重力為G的雞蛋懸浮在鹽水中,如圖所示。往鹽水中均勻緩慢加鹽(鹽水未到飽和),雞蛋所受浮力F隨時(shí)間t變化的圖像可能是( A )
4.將質(zhì)量為200g的小球,輕輕放入盛滿水的容器中,溢出160g的水,靜止后小球?qū)ⅲ? C )
A.浮出水面 B.懸浮水中
C.沉入水底 D.無(wú)法確定
5.中國(guó)海警在釣魚(yú)島海域放置浮標(biāo)以監(jiān)測(cè)我國(guó)領(lǐng)海的水文變化。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),從春季至夏季,海水溫度上升、體積膨脹導(dǎo)致密度減小。此過(guò)程中,若浮標(biāo)體積保持不變,則( D )
A.浮力變大,露出海面體積變小
B.浮力變小,露出海面體積變大
C.浮力不變,露出海面體積變大
D.浮力不變,露出海面體積變小
6.同學(xué)們進(jìn)行驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn),操作過(guò)程如圖所示。圖中F1、F2、F3、F4分別表示對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。下列說(shuō)法正確的是( C )
A.F2<F1表明物體受到的重力減小了
B.物體排開(kāi)水的體積大于物體的體積
C.若F1-F2=F4-F3,說(shuō)明本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合阿基米德原理
D.如果實(shí)驗(yàn)中物體沒(méi)有完全浸入水中,不能驗(yàn)證阿基米德原理
7.(2022 北京中考)甲、乙、丙三個(gè)小球的質(zhì)量m和體積V如下表所示。將它們浸沒(méi)在水中釋放,在其穩(wěn)定后,三個(gè)小球所受的浮力分別為F甲、F乙和F丙。下列判斷正確的是( B )
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲>F丙>F乙
8.如圖甲所示,圓柱形容器中裝有適量的水,現(xiàn)將密度為0.6×103kg/m3的木塊A放入容器中,木塊A靜止后又在木塊A的上表面輕放一個(gè)物塊B(VA=2VB),靜止時(shí)木塊A的上表面剛好與液面相平,如圖乙所示。若將物塊B單獨(dú)放入該容器中,靜止時(shí)它將( B )
A.懸浮 B.漂浮
C.沉底 D.無(wú)法判斷
二、填空題(本大題共10小題,每空1分,共20分)
9.把橡皮泥投入水中會(huì)下沉,把它捏成盆的形狀就能漂浮在水面上,并能裝載一些小“貨物”,這是采用了 空心 的方法增大了可以利用的 浮力 。
10.如圖所示,體積為200cm3的木塊在繩子拉力F=1.2N的作用下浸沒(méi)在水中,處于靜止?fàn)顟B(tài)(繩子重力不計(jì)),此時(shí)木塊受到的浮力大小為 2 N,受到的重力為 0.8 N。
11.50kg的小銘佩戴0.2kg的游泳圈后進(jìn)入游泳池中,當(dāng)他靜止漂浮于水面時(shí),他和游泳圈受到的浮力大小為 502 N,該浮力 大于 (選填“大于”“等于”或“小于”)他所受的重力。
12.一個(gè)體積為100m3的熱氣球靜止在空中。已知空氣的密度為1.29kg/m3,此時(shí)它所受的浮力(把空氣當(dāng)作液體對(duì)待)為 1290 N;繼續(xù)對(duì)熱氣球中的空氣進(jìn)行加熱,熱氣球內(nèi)的空氣密度會(huì) 減小 。
13.將適量橡皮泥包裹在吸管下端,制成了一支簡(jiǎn)易密度計(jì),將其分別放入盛有不同液體的甲、乙兩個(gè)相同的容器中,靜止時(shí)如圖所示。若兩種液體的密度分別為ρ甲和ρ乙,從觀察到的現(xiàn)象可以判斷出ρ甲 < ρ乙;密度計(jì)兩次排開(kāi)液體的重力分別為G甲和G乙,則G甲 = G乙。(選填“<”“=”或“>”)
14.取一只小塑料袋(重力忽略不計(jì)),袋內(nèi)裝滿水,用細(xì)線把袋口扎緊(要求袋內(nèi)不留空氣),用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量水的重力如圖所示。當(dāng)把塑料袋浸沒(méi)在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為 0 N,這時(shí)塑料袋排開(kāi)水的體積為 2.8×10-4 m3。(g=10N/kg)
15.小明清洗甜瓜時(shí)發(fā)現(xiàn)它漂浮在水面上,此時(shí)甜瓜受到的浮力 等于 (選填“大于”“小于”或“等于”)重力。他將甜瓜放入盛滿水的溢水杯中,靜止時(shí)溢出水400mL;向下按壓使甜瓜浸沒(méi)在水中,又溢出水25mL,此時(shí)甜瓜受到的浮力比漂浮時(shí)增大了 0.25 N。(g取10N/kg)
16.水平桌面上甲、乙兩個(gè)完全相同的容器中裝有兩種不同的液體,將兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)方體A、B,分別放入甲、乙兩容器中,長(zhǎng)方體靜止時(shí)所處的位置如圖所示,此時(shí)兩個(gè)容器中的液面相平。則兩個(gè)長(zhǎng)方體受到的浮力大小的關(guān)系是FA = FB,兩容器中的液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)大小的關(guān)系是p甲 < p乙。(選填“>”“<”或“=”)
17.用不同材料制成三個(gè)體積相等的A、B、C實(shí)心小球,將三個(gè)小球放入盛有某液體的容器中,靜止時(shí)各小球所處的位置如圖所示,由圖可以判斷: A 球的密度最大, C 球的重力最小。
18.我國(guó)自行設(shè)計(jì)和自主研制的蛟龍?zhí)栞d人潛水器的體積約為50m3,蛟龍?zhí)柲炒卧谔窖竽澈S蛳聺摰缴媳砻婢嗪C?000m時(shí),進(jìn)行預(yù)定的懸停作業(yè),此時(shí)上表面受到的海水壓強(qiáng)為 2.06×107 Pa,蛟龍?zhí)柺艿胶K母×? 5.15×105 N。(g取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
三、作圖、實(shí)驗(yàn)與探究題(本大題共4小題,共31分)
19.(3分)將一實(shí)心鐵球投入如圖所示盛有水銀的容器中,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出鐵球受力的示意圖。
答案:
20.(10分)在“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中,在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一圓柱體,當(dāng)圓柱體下表面與水面相平時(shí)開(kāi)始緩慢下降,直到圓柱體下表面剛好與燒杯底接觸為止,如圖甲所示。
(1)分析實(shí)驗(yàn)a、b、c,說(shuō)明浮力的大小與 排開(kāi)液體的體積 有關(guān)。
(2)為了探究浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度有無(wú)關(guān)系,可選用實(shí)驗(yàn) c 和實(shí)驗(yàn) d 的來(lái)進(jìn)行比較。
(3)如圖甲所示,圓柱體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力大小為 5 N。
(4)小亮完成如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)后,把水換成另一種未知液體,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與物體浸入液體中的深度的關(guān)系圖像,如圖乙所示。那么物體浸沒(méi)在這種液體中時(shí)受到的浮力F浮= 4 N,該液體的密度是 0.8×103 kg/m3,由此表明,浸在液體中的物體受到的浮力大小還與 液體的密度 有關(guān)。
(5)為了得到更普遍的結(jié)論,下列繼續(xù)進(jìn)行的操作中合理的是 B 。
A.用原來(lái)的方案和器材多次測(cè)量取平均值
B.用原來(lái)的方案,將圓柱體更換成與其體積不同的鐵塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
21.(10分)如圖所示,以鐵塊為研究對(duì)象,探究“浮力的大小與排開(kāi)水所受重力的關(guān)系”。
(1)通過(guò)比較甲、乙兩個(gè)步驟可以得出鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力大小為 1 N,實(shí)驗(yàn)操作的最佳順序是 B 。
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn),當(dāng)增大鐵塊浸沒(méi)在水中的深度時(shí),某一時(shí)刻彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)突然變小,其原因可能是 鐵塊接觸到容器底部 。
(3)物體排開(kāi)液體所受重力由 丙、丁 兩個(gè)步驟求出,重復(fù)實(shí)驗(yàn)可得:浸在液體中的物體,受到的浮力大小 等于 它排開(kāi)液體所受的重力。
(4)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列操作中不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的是 B 。
A.圖乙中水面未到達(dá)溢水杯的溢水口
B.圖乙中物體未全部浸在水中
(5)當(dāng)鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí),鐵塊的體積 等于 (選填“大于”“小于”或“等于”)它排開(kāi)水的體積,那么鐵塊的體積為 1×10-4 m3。
22.(8分)小聰同學(xué)在學(xué)習(xí)阿基米德原理時(shí)想到“物體受到的浮力大小可能還與物體的密度有關(guān)”“沒(méi)有天平和量筒,只用彈簧測(cè)力計(jì)和水也能測(cè)鐵塊等的密度”,他選取了兩塊體積和形狀都相同的實(shí)心銅塊和鐵塊(已知銅的密度大于鐵的密度),進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)步驟C中的鐵塊在水中受到的浮力大小為 0.3 N。
(2)為了驗(yàn)證物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關(guān),小聰應(yīng)該選取圖中的步驟 ABDE (填字母符號(hào))進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)他所選擇的幾個(gè)步驟中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可以知道,銅塊受到的浮力 等于 (選填“大于”“等于”或“小于”)鐵塊受到的浮力。由此得出:物體所受的浮力大小與物體的密度 無(wú)關(guān) (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
(3)該實(shí)驗(yàn)還可以探究其他的浮力問(wèn)題,按照實(shí)驗(yàn)中的A、C、D步驟,可以得出的結(jié)論是液體密度一定時(shí), 物體排開(kāi)液體的體積越大,所受的浮力越大 。
(4)利用本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),測(cè)得鐵塊的密度大小是 8×103 kg/m3。(g取10N/kg)
四、綜合題(本大題共3小題,共25分)
23.(8分)小敏學(xué)習(xí)了浮力知識(shí)后想運(yùn)用浮力知識(shí)測(cè)量一金屬塊的密度,如圖所示,他把金屬塊用細(xì)線懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,金屬塊在空氣中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1=7.9N,把金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2=6.9N,取出金屬塊擦干表面水分,再次將其浸沒(méi)在某液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3=6.7N。求:(g取10N/kg)
(1)金屬塊的質(zhì)量;
(2)金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力;
(3)金屬塊的密度;
(4)某液體的密度。
解:(1)金屬塊的重力:
G=F1=7.9N
金屬塊的質(zhì)量:m=
(2)金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力:
F浮=G-F2=7.9N-6.9N=1N
(3)金屬塊的體積:
V=V排==1×10-4m3
金屬塊的密度:ρ==7.9×103kg/m3
(4)金屬塊浸沒(méi)在液體中時(shí)受到的浮力:
F浮′=G-F3=7.9N-6.7N=1.2N
金屬塊排開(kāi)液體的體積:V排′=1×10-4m3
液體的密度:ρ液==1.2×103kg/m3
24.(8分)在某次抗洪救災(zāi)中,某武警官兵利用沖鋒舟為人民群眾開(kāi)辟了一條水上生命線,該沖鋒舟自重0.6×104N,滿載時(shí)排開(kāi)水的體積為1.5m3,吃水深度為0.5m。求:(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)沖鋒舟滿載時(shí)底部所受水的壓強(qiáng)有多大?
(2)沖鋒舟滿載時(shí)所受的浮力是多少?
(3)假設(shè)每人的平均質(zhì)量為60kg,為保證安全,沖鋒舟最多能承載多少人?
解:(1)沖鋒舟滿載時(shí)底部所受水的壓強(qiáng):
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa
(2)沖鋒舟滿載時(shí)所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m3=1.5×104N
(3)沖鋒舟滿載時(shí),設(shè)人的總重為G人,則有G舟+G人=F浮
最多能承載的人的總重力:G人=F浮-G舟=1.5×104N-0.6×104N=9×103N
每個(gè)人的重力:G每人=mg=60kg×10N/kg=600N
沖鋒舟最多能承載的人數(shù):
n==15
25.(9分)(2022 景谷期末)一邊長(zhǎng)為0.1m的正方體物塊A底部連一根細(xì)繩,此時(shí)物塊A上表面剛好與液面相平,容器內(nèi)水的深度為30cm,容器底面積為300cm2,如圖所示,細(xì)繩所受力的大小為5N。求:(細(xì)繩的自重和體積以及細(xì)繩所受浮力忽略不計(jì),假設(shè)物塊A不吸水,g取10N/kg)
(1)當(dāng)物塊A浸沒(méi)在水中時(shí)受到水的浮力;
(2)物塊A的密度;
(3)打開(kāi)出水口放水,當(dāng)細(xì)繩剛好不受力時(shí)停止放水,水面靜止時(shí)(物塊A上下表面與水面平行)容器內(nèi)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)。
解:(1)物塊A浸沒(méi)在水中排開(kāi)水的體積:V排=VA=(0.1m)3=1×10-3m3
物塊A受到水的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N
(2)物塊A的重力:G=F浮-F拉=10N-5N=5N
物塊A的質(zhì)量:m=
物塊A的密度:ρ==0.5×103kg/m3
(3)當(dāng)細(xì)繩剛好不受力時(shí),物塊A處于漂浮狀態(tài),此時(shí)物塊A受到的浮力:F浮′=G=5N
則浮力的變化量:ΔF浮=F浮-F浮′=10N-5N=5N
排開(kāi)水的體積變化量:ΔV排==5×10-4m3
水面下降的高度:Δh==0.05m=5cm
此時(shí)水的深度:h′=h-Δh=30cm-5cm=25cm=0.25m
則容器內(nèi)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng):
p=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa
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