學(xué)校:___________姓名:___________班級(jí):___________考號(hào):___________
注意事項(xiàng):
1.答題前填寫(xiě)好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息2.請(qǐng)將答案正確填寫(xiě)在答題卡上
一.選擇題(共15小題,每空2分,共30分)
1.下面關(guān)于浮力的說(shuō)法正確的是( )
A.胖子所受的浮力大,瘦子受到的浮力小
B.漂在水面的物體比沉在水底的物體受到的浮力大
C.將體積不同的兩個(gè)物體完全浸沒(méi)入水中,體積大的物體受到的浮力一定大
D.沒(méi)入水中的物體在水中位置越深受到的浮力越大
【答案】C
【解答】解:
A.因胖子和瘦子排開(kāi)液體(或氣體)的體積以及液體的密度未知,所以由F?。溅岩篻V排可知,無(wú)法比較兩者所受的浮力關(guān)系,故A錯(cuò)誤;
B.漂在水面的物體可能比沉在水底物體排開(kāi)水的體積大,由F?。溅岩篻V排可知,漂在水面的物體不一定比沉在水底的物體受到的浮力大,故B錯(cuò)誤;
C.將體積不同的兩個(gè)物體完全浸沒(méi)入水中時(shí),體積大的排開(kāi)水的體積大,由F浮=ρ液gV排可知,體積大的物體受到的浮力一定大,故C正確;
D.沒(méi)入水中的物體,排開(kāi)水的體積不變,由F浮=ρ液gV排可知,沒(méi)入水中的物體在水中受到的浮力與深度無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。
故選:C。
2.(2023?通城縣校級(jí)二模)將一個(gè)乒乓球放入倒置的飲料瓶中,然后向瓶?jī)?nèi)注入水將乒乓球浸沒(méi),如圖所示,乒乓球保持靜止?fàn)顟B(tài)則乒乓球( )
A.仍受水的浮力
B.不受水的浮力,也不受水對(duì)它的壓力
C.不受水的浮力,但受水對(duì)它的壓力
D.無(wú)法判斷
【答案】C
【解答】解:浮力產(chǎn)生的原因是液體對(duì)物體向上和向下的壓力差,圖中小球下部沒(méi)有水,不能產(chǎn)生向上的壓力,因而不受浮力,上部有水,產(chǎn)生向下的壓力,故C正確。
故選:C。
3.(2023?海州區(qū)校級(jí)一模)沒(méi)剝皮的橘子和剝了皮的橘子在水里的表現(xiàn)竟然不一樣!將剝皮前和剝皮后的同一個(gè)橘子分別放入同一個(gè)圓柱形容器中的水中,橘子靜止時(shí)情況如圖所示。下列分析正確的是( )
A.橘子兩次受的浮力一樣大
B.甲圖橘子排開(kāi)水的重力大
C.乙圖中橘子所受浮力大于重力
D.乙圖中容器底部受到水壓強(qiáng)大
【答案】B
【解答】解:ABC、橘子兩次受到的浮力不一樣,剝皮前橘子處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力,剝皮后橘子沉底,浮力小于重力,且剝皮后橘子的重力變小,所以剝皮后所受的浮力小于剝皮前所受的浮力,即剝皮前的橘子排開(kāi)水的重力大,故AC錯(cuò)誤,B正確;
D、由于剝皮前的橘子排開(kāi)水的重力大,則剝皮前的橘子排開(kāi)水的體積大于剝皮后橘子排開(kāi)水的體積,所以甲圖中水的深度高于乙圖中水的深度,根據(jù)p=ρgh可知,甲圖中容器底部受到水壓強(qiáng)大,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
4.如圖所示,一木塊下面用細(xì)線(xiàn)系一鋁塊,把它放入水中某處恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),如果往杯中緩慢注入一些水,則木塊及鋁塊( )
A.向上運(yùn)動(dòng)
B.仍然靜止
C.向下運(yùn)動(dòng)
D.向上、靜止、向下運(yùn)動(dòng)都有可能
【答案】B
【解答】解:由于木塊與鋁塊這一整體,原來(lái)是靜止的,因此其重力與浮力是一對(duì)平衡力,當(dāng)向里再注入部分水后,木塊與鋁塊整體受到的浮力和重力大小不變,仍然平衡,因此木塊與鋁塊仍然靜止。
故選:B。
5.在以下各情況中,水對(duì)輪船向上的壓力增大的是( )
A.輪船由長(zhǎng)江駛?cè)霒|海B.輪船在碼頭裝載貨物
C.輪船由東海駛?cè)腴L(zhǎng)江D.輪船在碼頭卸載貨物
【答案】B
【解答】解:因輪船漂浮在液面上,水對(duì)輪船向上的壓力就是輪船所受浮力,與輪船的重力相等;
A、輪船由長(zhǎng)江駛?cè)霒|海,船始終處于漂浮狀態(tài),此時(shí)F?。紾,因此船受的浮力大小不變。故A說(shuō)法錯(cuò)誤。
B、根據(jù)F?。紾,輪船在碼頭裝載貨物時(shí),因輪船的重力增加,受到的浮力就增大。故B說(shuō)法正確。
C、輪船由東海駛?cè)腴L(zhǎng)江,船始終處于漂浮狀態(tài),此時(shí)F?。紾,因船重力不變,則受的浮力大小不變。故B說(shuō)法錯(cuò)誤。
D、根據(jù)F浮=G,輪船卸載貨物時(shí),受到的重力在減小,因此輪船受到的浮力減小。故D說(shuō)法錯(cuò)誤。
故選:B。
6.重16N的正方體物塊沉在面積很大的容器底部,現(xiàn)用一根細(xì)線(xiàn)將物塊提出水面,物塊所受的浮力F隨物塊上升的距離h變化關(guān)系如圖所示,已知水的密度為1.0×103kg/m3,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.物塊在未出水時(shí)浮力F?。?N
B.物塊在出水前細(xì)線(xiàn)的拉力恒為5.0N
C.物塊的密度為1.6×103kg/m3
D.物塊沉在水槽底部時(shí),水在物塊上表面處產(chǎn)生的壓強(qiáng)為6.0×103Pa
【答案】C
【解答】解:A、物塊所受的浮力F隨物塊上升的距離h變化關(guān)系如圖所示,當(dāng)正方體物塊上升高度在0~0.5m之間時(shí),浮力不變,即說(shuō)明物塊全部浸沒(méi)在水中;當(dāng)物體提高到0.5m時(shí),浮力開(kāi)始減小,說(shuō)明物塊的上表面剛剛提到水面,直到0.6m處浮力為零,即物塊全部離開(kāi)水面;
正方體物塊的邊長(zhǎng):L=0.6m﹣0.5m=0.1m,
物塊的體積V=L3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
物塊浸沒(méi)時(shí),排開(kāi)水的體積V排=V=1×10﹣3m3,
物塊受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,故A錯(cuò)誤;
B、物塊在出水前細(xì)線(xiàn)的拉力:F拉=G﹣F?。?6N﹣10N=6N,故B錯(cuò)誤;
C、物塊的體積V=L3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
由G=mg=ρVg可得,物塊的密度:
ρ====1.6×103kg/m3,故C正確;
D、物塊沉在水槽底部時(shí),水在物塊上表面處產(chǎn)生的壓強(qiáng):
p=ρ水gh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5.0×103Pa,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
7.被譽(yù)為“新世界七大奇跡”的港珠澳大橋(如圖)由“水上橋面”和“海底隧道”兩部分組成,其中海底隧道長(zhǎng)5.7km,設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h,隧道洞壁采用了讓人視覺(jué)舒適的新型裝飾材料。下列說(shuō)法正確的是( )
A.水中的橋墩不受海水的浮力
B.橋面上行駛的汽車(chē)相對(duì)燈桿靜止
C.通過(guò)海底隧道最少需要34.2min
D.光在裝飾材料上發(fā)生鏡面反射
【答案】A
【解答】解:A、橋墩下面沒(méi)有水,水不會(huì)對(duì)橋墩產(chǎn)生向上的壓力,不會(huì)產(chǎn)生浮力。故A正確。
B、汽車(chē)行駛時(shí),汽車(chē)和燈桿之間距離發(fā)生的變化,所以以燈桿為參照物,汽車(chē)是運(yùn)動(dòng)的。故B錯(cuò)誤。
C、t===0.057h=3.42min,故C錯(cuò)誤。
D、隧道洞壁采用了讓人視覺(jué)舒適的新型裝飾材料,說(shuō)明人看隧道壁不會(huì)刺眼,所以隧道洞壁發(fā)生漫反射。故D錯(cuò)誤。
故選:A。
8.放在水平桌面上的兩個(gè)容器中分別盛有甲、乙兩種不同的液體,把體積相同的A、B兩個(gè)實(shí)心小球分別放入兩液體中,甲液體中兩球沉底如圖a,乙液體中兩球靜止時(shí)的情況如圖b,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.A的質(zhì)量等于B的質(zhì)量
B.甲液體的密度ρ甲大于乙液體的密度ρ乙
C.A球在甲液體中受到的浮力小于在乙液體中受到的浮力
D.在甲、乙兩種液體中容器對(duì)B的支持力大小相等
【答案】C
【解答】解:
A、在乙液體中,A漂浮,則A的密度小于乙液體的密度;B下沉,B的密度大于乙液體的密度;比較可知,A的密度小于B的密度;兩個(gè)小球的體積相同,根據(jù)m=ρV可知,A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;
B、A、B實(shí)心小球在甲液體中均下沉,則甲液體的密度均小于兩個(gè)小球的密度,由A項(xiàng)解答可知,乙液體的密度大于A的密度,所以甲液體的密度小于乙液體的密度,故錯(cuò)誤;
C、由圖可知,在甲液體中A球下沉,則GA>F浮甲,在乙液體中A球漂浮,則GA=F浮乙,所以F浮甲<F浮乙,故C正確;
D、由圖知B在甲乙液體中都沉底,排開(kāi)液體的體積相同,且甲液體的密度小于乙液體的密度,由F浮=ρgV排可得,B球在甲液體中受到的浮力小于B球在乙液體中受到的浮力
,則根據(jù)G=F浮+F支可知支持力F支=G﹣F浮,所以,F(xiàn)支甲>F支乙,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
9.由兩種物質(zhì)制成直徑相同的兩個(gè)半球組成一個(gè)實(shí)心球,如圖所示,這兩種物質(zhì)的密度分別為ρ1、ρ2且ρ1<ρ2,已知實(shí)心球能在水中懸浮,則( )
A.ρ1?ρ2=ρ水B.ρ1?ρ水=ρ2C.ρ1+ρ2=ρ水D.ρ1+ρ2=2ρ水
【答案】D
【解答】解:由于兩種物質(zhì)各占一半體積,則兩種物質(zhì)的體積相等為V,由ρ=得:
物質(zhì)的質(zhì)量為m1=ρ1V,m2=ρ2V,
則實(shí)心球的質(zhì)量m球=m1+m2=ρ1V+ρ2V=(ρ1+ρ2)V,
實(shí)心球的體積為V球=2V,
ρ球===(ρ1+ρ2);
由于實(shí)心球完全浸入靜水中能保持懸浮狀態(tài),則ρ球=ρ水,
所以(ρ1+ρ2)=ρ水,即ρ1+ρ2=2ρ水。
故選:D。
10.青島“冒險(xiǎn)鴨”水陸兩棲觀光巴士正式首航之后,引起全國(guó)各大城市的轟動(dòng)。下列關(guān)于“冒險(xiǎn)鴨”的說(shuō)法正確的是( )
A.在水上行駛時(shí),車(chē)受到的浮力大于重力
B.在地面上行駛時(shí),車(chē)對(duì)地面的壓力和地面對(duì)車(chē)的支持力是一對(duì)平衡力
C.在水上行駛與在陸地上行駛相比,車(chē)對(duì)水面的壓力等于車(chē)對(duì)地面的壓力
D.在水上行駛與在陸地上行駛相比,車(chē)對(duì)水面的壓強(qiáng)等于車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)
【答案】C
【解答】解:A、在水上行駛時(shí),浮在液面上的物體所受的浮力等于重力,故A錯(cuò)誤;
B、在地面上行駛時(shí),車(chē)對(duì)地面的壓力和地面對(duì)車(chē)的支持力,這兩個(gè)力沒(méi)有作用在同一個(gè)物體上,不是一對(duì)平衡力,故B錯(cuò)誤;
C、在水上行駛,車(chē)對(duì)水面的壓力等于重力,在陸地上行駛車(chē)對(duì)地面的壓力等于重力,所以車(chē)對(duì)水面的壓力等于車(chē)對(duì)地面的壓力;故C正確;
D、在陸地上行駛地面受力面積只是幾個(gè)輪子與地面的接觸面積,遠(yuǎn)小于車(chē)在水中時(shí)的底面積,所以車(chē)與水面的壓強(qiáng)小于車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng),故D錯(cuò)誤。
故選:C。
11.下列有關(guān)浮力的說(shuō)法不正確的是( )
A.溫州大橋全長(zhǎng)17.1千米,由于橋墩的底部陷入土中,未受到水給它向上的壓力,所以橋墩不受浮力
B.若測(cè)定一個(gè)氣球的重力時(shí),測(cè)定值比實(shí)際值要輕,其原因可能是它受到了空氣對(duì)它的浮力
C.《侶行》節(jié)目中,破冰船從長(zhǎng)江開(kāi)入東海時(shí),由于排開(kāi)液體的密度改變,所以浮力會(huì)變大
D.“蛟龍?zhí)枴睗撍г谒?50m和水下500m處,由于物體排開(kāi)水的體積一樣,所以受到浮力一樣
【答案】C
【解答】解:A、浸在水中豎直的柱形橋墩,下面不受到水的壓力,所以不受浮力的作用,故A正確;
B、浸在空氣中的物體也會(huì)受到空氣的浮力,氣球在空氣中受到浮力、重力和測(cè)力計(jì)的拉力,拉力等于重力和浮力之差,所以測(cè)定值比實(shí)際值要輕,故B正確;
C、破冰船從長(zhǎng)江開(kāi)入東海時(shí),始終處于漂浮狀態(tài),受到的浮力等于自身重力,所以受到的浮力不變,故C錯(cuò)誤;
D、潛水艇在水下150m和水下500m處,排開(kāi)水的體積不變,根據(jù)F?。溅阉甮V排可知,它受到的浮力不變,故D正確。
故選:C。
12.用彈簧測(cè)力計(jì)豎直掛一小球,當(dāng)小球浸入水中體積時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為4N;當(dāng)小球浸入水中體積時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為1N,取下該小球放入水中,小球靜止時(shí)受到的浮力是( )
A.18NB.14NC.8ND.10N
【答案】D
【解答】解:當(dāng)小球浸入水中體積時(shí),則V排1=V,
根據(jù)物體受力平衡和阿基米德原理可知:
G=F浮1+F拉1=ρ水gV排1+F拉1=1×103kg/m3×10N/kg×V+4N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
當(dāng)小球浸入水中體積時(shí),則V排2=V,
根據(jù)物體受力平衡和阿基米德原理可知:
G=F浮2+F拉2=ρ水gV排2+F拉2=1×103kg/m3×10N/kg×V+1N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得:V=1.8×10﹣3m3;
所以小球的重力:
G=F浮1+F拉1=1×103kg/m3×10N/kg××1.8×10﹣3m3+4N=10N,
若物體全部浸沒(méi)在水中時(shí)受的浮力:
F?。溅阉甮V=1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣3m3=18N,
則:F浮>G,即:當(dāng)取下該小球放入水中,小球靜止時(shí)會(huì)漂浮,
所以小球在水中靜止時(shí)F浮′=G=10N。
故選:D。
13.(2023?武進(jìn)區(qū)模擬)如圖所示是甲、乙兩種液體的質(zhì)量與體積關(guān)系圖像,將相同的木塊分別放入盛有甲、乙兩種液體的容器a和b中,待木塊靜止時(shí),兩容器液面相平,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.a(chǎn)容器盛的是乙液體,b容器盛的是甲液體
B.木塊在a容器內(nèi)排開(kāi)液體的質(zhì)量較大
C.a(chǎn)、b兩容器底部受到液體的壓強(qiáng)相等
D.a(chǎn)、b兩容器中木塊下表面受到液體的壓力相等
【答案】D
【解答】解:
A、由圖象可知,體積V相同時(shí),甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,則根據(jù)ρ=可知:ρ甲>ρ乙;
相同木塊在a、b中都處于漂浮,則所受浮力F浮a=F浮b=G木,
根據(jù)F浮=ρ液gV排可得:ρa(bǔ)gV排a=ρbgV排b;
由圖可知:V排a<V排b;所以,ρa(bǔ)>ρb;
所以,由此可知:a容器盛的是甲液體,b容器盛的是乙液體,故A錯(cuò)誤;
B、因F浮a=F浮b,所以由阿基米德原理可知:G排a=G排b,則:m排a=m排b,故B錯(cuò)誤;
C、由于兩容器中液面相平,且ρa(bǔ)>ρb,根據(jù)p=ρ液gh可知,a容器底部受到液體的壓強(qiáng)大,故C錯(cuò)誤;
D、木塊在a、b兩容器中都處于漂浮,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知木塊下表面受到液體的壓力:Fa下=F浮a,F(xiàn)b下=F浮b,則Fa下=Fb下;
由于兩個(gè)木塊相同,則底面積相同,根據(jù)p=可知:pa下=pb下,故D正確。
故選:D。
14.(2023?子洲縣校級(jí)模擬)如圖所示是世界上最大的豪華渡輪之一“海洋魅力”號(hào),長(zhǎng)361m,寬66m,滿(mǎn)載時(shí)排水量達(dá)22.8萬(wàn)噸,滿(mǎn)載時(shí)吃水深度達(dá)30m,可以搭載6320名游客。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(g取10N/kg,ρ海水=1×103kg/m3)( )
A.滿(mǎn)載時(shí)船底受到海水的壓強(qiáng)為3×104Pa
B.滿(mǎn)載時(shí)船底平均每0.5m2面積上受到海水的壓力為6×105N
C.滿(mǎn)載時(shí)船受到的浮力為2.28×109N
D.當(dāng)游客下船后船受到的浮力保持不變
【答案】C
【解答】解:A、滿(mǎn)載時(shí)船底受到的海水壓強(qiáng)為:p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa,故A錯(cuò)誤;
B、由p=可得,滿(mǎn)載時(shí)船底平均每0.5m2面積上受到海水的壓力:
F=pS=3×105Pa×0.5m2=1.5×105N,故B錯(cuò)誤;
C、船受到的浮力:F浮=G排=m排g=22.8×104×103kg×10N/kg=2.28×109N,故C正確;
D、當(dāng)客人下船后,船的總重力減小,但船始終漂浮在水面上,浮力等于總重力,總重力減小,因此船受到的浮力變小,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
15.(2023春?芝罘區(qū)期中)兩個(gè)邊長(zhǎng)相同、材料不同的實(shí)心正方體甲和乙,用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線(xiàn)連接,輕輕放入某液體中,靜止后整體懸浮,細(xì)線(xiàn)處于繃緊狀態(tài),如圖所示。則( )
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度與液體的密度相等
C.如果將細(xì)線(xiàn)剪斷,甲、乙再次靜止后,甲將上浮
D.如果將細(xì)線(xiàn)剪斷,甲、乙再次靜止后,乙將懸浮
【答案】C
【解答】解:A、甲和乙兩個(gè)正方體棱長(zhǎng)相同,則根據(jù)體積公式可知甲和乙的體積相等,兩個(gè)正方體都浸沒(méi)在同一液體中,則其排開(kāi)液體的體積相等,根據(jù)F?。溅岩篻V排可知,甲受到的浮力等于乙受到的浮力,故A錯(cuò)誤;
B、把甲和乙作為一個(gè)整體,甲和乙在液體中靜止時(shí)懸浮,根據(jù)物體浮沉條件可知,甲和乙的平均密度等于液體的密度,而甲和乙由不同材料制成,其密度不同,所以甲的密度與液體的密度不相等,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)題意可知,細(xì)線(xiàn)處于繃緊狀態(tài),甲受到浮力等于甲的重力和拉力之和,如果將細(xì)線(xiàn)剪斷,則甲受到的浮力大于重力,則甲將上浮,故C正確;
D、根據(jù)題意可知,細(xì)線(xiàn)處于繃緊狀態(tài),乙受到浮力和拉力之和等于乙的重力,如果將細(xì)線(xiàn)剪斷,則乙受到的浮力小于重力,則乙將下沉,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
二.填空題(共7小題,每空2分,共34分)
16.一艘油輪滿(mǎn)載時(shí)排水量為6000t,其受到浮力的大小約為 N;當(dāng)其從大海開(kāi)到河里時(shí),受到的浮力 (選填“變大”“不變”或“變小”)。
【答案】6×107;不變。
【解答】解:(1)油輪滿(mǎn)載時(shí)受到的浮力:
F?。紾排=m排g=6000×103kg×10N/kg=6×107N;
(2)油輪從大海開(kāi)到河里時(shí),始終處于漂浮狀態(tài),其受到的浮力等于自身的重力,因油輪的重力不變,所以它受到的浮力也不變。
故答案為:6×107;不變。
17.(2023春?章丘區(qū)期中)小清河是我省規(guī)劃的“一縱三橫”水運(yùn)體系中唯一可實(shí)現(xiàn)海河聯(lián)運(yùn)的“黃金水道”,小清河復(fù)航工程PPP項(xiàng)目總投資130多億元,復(fù)航后將成為我省第一條通江達(dá)海的水運(yùn)大通道。如圖所示,航船行駛在小清河上,所受的浮力 (填“大于”、“等于”或“小于”)重力,當(dāng)貨物增加時(shí),受到的浮力將 (“變大”或“變小”)。
【答案】等于;變大。
【解答】解:浮在水面上的輪船也是浮力的應(yīng)用,由物體的浮沉條件可知,漂浮在水面上的輪船,受到的浮力等于船受到重力;
當(dāng)貨物增加時(shí),輪船的重力增大,輪船仍然漂浮在水面上,輪船受到的浮力等于輪船裝貨后的重力,所以輪船受到的浮力增大。
故答案為:等于;變大。
18.如圖是一位同學(xué)居家完成的一些小實(shí)驗(yàn),甲圖對(duì)著漏斗吹氣,發(fā)現(xiàn)漏斗中的乒乓球不會(huì)掉落,原因是 ;乙圖向漏斗中加水,水向下流出時(shí)發(fā)現(xiàn)漏斗中的乒乓球不會(huì)浮起來(lái),原因是 。
【答案】乒乓球頂部空氣流速大,壓強(qiáng)小,球下方氣壓大,在壓強(qiáng)差的作用下,球掉不下來(lái);乒乓球的下面不會(huì)受到水向上的壓力的作用
【解答】解:從倒置的漏斗口向下吹氣,乒乓球頂部空氣流速大,壓強(qiáng)小,球下方氣壓大,在壓強(qiáng)差的作用下,球掉不下來(lái);
乙圖向漏斗中加水,水向下流出時(shí),乒乓球的下面不會(huì)受到水向上的壓力的作用,所以不會(huì)浮起來(lái)。
故答案為:乒乓球頂部空氣流速大,壓強(qiáng)小,球下方氣壓大,在壓強(qiáng)差的作用下,球掉不下來(lái);乒乓球的下面不會(huì)受到水向上的壓力的作用。
19.(2023?新城區(qū)校級(jí)二模)水下飛天洛神舞《祈》深受觀眾好評(píng),如圖所示,當(dāng)演員何灝浩從水中向水面“飛行”,但未露出水面的過(guò)程中,她所受水的壓強(qiáng) ,浮力 (前兩空均選填“變大”“不變”,或“變小”);若她潛在水中時(shí),排開(kāi)水的體積約為60dm3,則她在水中所受浮力為 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】變小;不變;600。
【解答】解:當(dāng)演員從水中向水面“飛行”,且未露出水面的過(guò)程中,演員在水中的深度變小,排開(kāi)水的體積不變,根據(jù)p=ρ水gh可知她受到水的壓強(qiáng)變小,根據(jù)F浮=ρ水gV排可知她受到水的浮力不變。
她在水中所受浮力為F?。溅阉甮V排=1×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣3m3=600N。
故答案為:變?。徊蛔?;600。
20.(2023?宿豫區(qū)二模)如圖甲所示,底面積S為25cm2的圓柱形平底容器內(nèi)裝有適量的未知液體,將容器放入水中處于直立漂浮狀態(tài),容器下表面所處深度h1=10cm,該容器受到的浮力是 N;如圖乙所示,從容器中取出100cm3的液體后,容器下表面所處深度h2=6.4cm時(shí),則該容器所受浮力減少了 N,未知液體的密度是 kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】2.5;0.9;0.9×103。
【解答】解:(1)容器排開(kāi)水的體積:
V排=Sh1=25cm2×10cm=250cm3=2.5×10﹣4m3,
容器受到水的浮力為:F?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10﹣4m3=2.5N。
(2)從容器中取出100cm3的液體后,容器下表面所處的深度h2=6.4cm=0.064m,
容器減少的浮力為:ΔF?。溅阉甮ΔV排=ρ水gS(h1﹣h2)=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10﹣3m2×(0.1﹣0.064)m=0.9N。
減小的浮力等于減小的重力,所以,ΔF?。紾液減=0.9N,
所以從容器中取出液體的質(zhì)量為:m===0.09kg=90g,
液體的密度為:ρ===0.9g/cm3=0.9×103kg/m3。
故答案為:2.5;0.9;0.9×103。
21.(2023?吉安模擬)如圖所示,這是一種富含物理知識(shí)的桌面創(chuàng)意擺件“伽利略彩球溫度計(jì)”。密閉的容器中裝有某種液體,液體中有幾個(gè)體積相同且不變的彩球,每個(gè)彩球下掛有標(biāo)有不同溫度的掛牌。當(dāng)掛有20℃和22℃的彩球沉底時(shí),它們受到的浮力 (選填“相等”或“不相等”);當(dāng)掛有20℃的彩球由沉底上浮時(shí),說(shuō)明外界溫度在 (選填“升高”或“降低”)。
【答案】相等;降低。
【解答】解:(1)當(dāng)掛有20℃和22℃的彩球沉底時(shí),彩球都浸沒(méi)在液體中,排開(kāi)液體的體積相等,根據(jù)F?。溅岩篻V排可知所受浮力相等;
(2)玻璃管中液體的密度會(huì)隨溫度升高而減小,當(dāng)外界氣溫降低時(shí),液體的密度變大,當(dāng)液體的密度大于小球的密度時(shí),小球就上浮,所以當(dāng)標(biāo)有20℃彩球由沉底開(kāi)始上浮,說(shuō)明環(huán)境溫度在降低。
故答案為:相等;降低。
22.(2023?碑林區(qū)校級(jí)二模)如圖所示,小芳用手將重1.5N,體積為1.6×10﹣4m3的蘋(píng)果逐漸壓入水中,直到蘋(píng)果剛好浸沒(méi),此過(guò)程中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將 (填“增大”“減小”或“不變”),松手后蘋(píng)果將 (填“上浮”“懸浮”或“下沉”),最后靜止時(shí),蘋(píng)果受到的浮力大小為 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】變大;上?。?.5
【解答】解:(1)小芳用手將蘋(píng)果逐漸壓入水中,直到蘋(píng)果剛好浸沒(méi),由于蘋(píng)果排開(kāi)的水的體積逐漸變大,液面逐漸升高,根據(jù)p=ρgh可知,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將變大;
(2)將蘋(píng)果全部壓入水中后,蘋(píng)果排開(kāi)水的體積等于蘋(píng)果的體積,即:V排=V=1.6×10﹣4m3;
蘋(píng)果浸沒(méi)時(shí)受到的浮力為:F?。紾排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10﹣4m3=1.6N;
浸沒(méi)在水中的蘋(píng)果,受到的浮力F?。?.6N,而重力G=1.5N,
比較可知:F?。綠,故松手后蘋(píng)果將上浮;
(3)蘋(píng)果最后靜止時(shí)漂浮在水面上,此時(shí)受到的浮力等于蘋(píng)果的重力,即:F浮′=G=1.5N;
故答案為:變大;上??;1.5。
三.實(shí)驗(yàn)探究題(共3小題,每空1分,共15分)
23.(2023?市北區(qū)校級(jí)模擬)探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),如圖1所示,依次將體積為100cm3的物體緩緩浸入某液體中(液體未溢出);根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與物體的下表面浸入液體中的深度h的關(guān)系圖象,如圖2所示。(g=10N/kg)
?
(1)分析圖2發(fā)現(xiàn),物體浸沒(méi)在液體中后,測(cè)力計(jì)示數(shù)不再變化,說(shuō)明浸沒(méi)在液體中的物體所受的浮力大小與 (選填“物體體積”或“排開(kāi)液體體積”)有關(guān)。
(2)物體密度為 g/cm3,若把該物體直接放入此液體中,靜止時(shí)物體受到容器底的支持力F支為 N。
(3)當(dāng)h=4cm時(shí),物體受到浮力為 N,下表面所受壓強(qiáng)為 Pa;整個(gè)過(guò)程,物體下表面所受液體壓強(qiáng)p與其浸入液體中深度h的關(guān)系圖象應(yīng)該是圖3中的 。
【答案】(1)排開(kāi)液體體積;(2)5;3.9; (3)1.1;440;B。
【解答】解:(1)物體A浸沒(méi)在水中之前,物體浸入水中的體積越大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小,浮力越大,當(dāng)完全浸沒(méi)后,排開(kāi)液體的體積不變,浮力不變,說(shuō)明浸沒(méi)在液體中的物體所受的浮力大小與排開(kāi)液體體積有關(guān);
(2)由圖2可知,h=0時(shí),彈簧秤的示數(shù)等于重力,故G=5N;
根據(jù)G=mg知物體的質(zhì)量:
m===0.5kg,
物體的密度:
ρ===5×103kg/m3=5g/cm3;
物體浸沒(méi)在液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,故F示=3.9N,F(xiàn)?。紾﹣F示=5N﹣3.9N=1.1N;
若把該物體直接放入此液體中,靜止時(shí)物體受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力、豎直向上的支持力,
所以容器底的支持力F支=G﹣F?。?N﹣1.1N=3.9N;
(3)當(dāng)h=4cm時(shí),物體受到浮力為:F?。紾﹣F示=5N﹣3.9N=1.1N;
根據(jù)F?。溅裧V排可得,液體的密度為:
ρ液===1.1×103kg/m3
下表面所受壓強(qiáng):p=ρgh=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=440Pa;
根據(jù)p=ρgh可知,物體A下表面所受液體壓強(qiáng)p隨其浸入水中深度h的增大而增大,且p與h成正比,選項(xiàng)中B符合。
故答案為:(1)排開(kāi)液體體積;(2)5;3.9; (3)1.1;440;B。
24.(2023?咸寧模擬)同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)“阿基米德原理”這節(jié)課上,經(jīng)過(guò)討論,提出阿基米德原理的成立是否一定要以物體全部浸入液體為前提條件,于是提出了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案,并動(dòng)手制作了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,其中A、B為兩個(gè)規(guī)格相同的彈簧測(cè)力計(jì),C為重物,D為薄塑料袋(質(zhì)量不計(jì)),E是自制的溢水杯,F(xiàn)是升降平臺(tái)(搖動(dòng)手柄,可使平臺(tái)高度緩慢上升、下降),G為鐵架臺(tái)。
(1)實(shí)驗(yàn)前溢水杯裝滿(mǎn)了水,然后逐漸調(diào)高平臺(tái)F,使重物浸入水中的體積越來(lái)越大,觀察到彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù) (選填“變大”、“變小”或“不變”),此過(guò)程說(shuō)明物體所受浮力與 有關(guān)。
(2)多次記錄彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)變化量ΔFA和彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)變化量ΔFB,并比較物體不同程度浸入液體時(shí),以上兩個(gè)變化量之間的大小關(guān)系,發(fā)現(xiàn)ΔFA ΔFB(選填“>”“<”或“=”),由此證明了阿基米德原理的成立 (選填“需要”或“不需要”)以物體全部浸入液體為前提條件。
(3)若在實(shí)驗(yàn)中物體C接觸水面前測(cè)力計(jì)A的示數(shù)為5N,物體C浸沒(méi)后測(cè)力計(jì)A的示數(shù)為3N,則物體的密度為 kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】(1)變?。慌砰_(kāi)液體的體積;(2)=;不需要;(3)2.5×103。
【解答】解:(1)浸在水中物體C受豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F浮及彈簧測(cè)力計(jì)A的拉力F,則彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)F=G﹣F浮,當(dāng)物體浸入水中的體積越大,即V排增大,由F?。溅裧V排可知,F(xiàn)浮增大,則彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)F變小,此過(guò)程說(shuō)明物體所受浮力與排開(kāi)液體的體積有關(guān);
(2)彈簧測(cè)力計(jì)A示數(shù)的變化量FA′等于物體C所受浮力的變化量,彈簧測(cè)力計(jì)B示數(shù)的變化量FB′等于排出水受重力的增大量,根據(jù)阿基米德原理可知FA′=FB′,由此可知,阿基米德原理的成立不需要以物體全部浸入液體為前提;
該實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)由隨時(shí)觀察比較彈簧測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)的變化量的關(guān)系;
(3)根據(jù)稱(chēng)重法可知完全浸沒(méi)在水中的物體C所的浮力F浮=G﹣F示=5N﹣3N=2N;
由于物體C完全浸沒(méi),因此V排=V物,則V物===2×10﹣4m3;
物體的質(zhì)量m物===0.5kg;
則物體的密度ρ物===2.5×103kg/m3。
故答案為:(1)變?。慌砰_(kāi)液體的體積;(2)=;不需要;(3)2.5×103。
25.(2023?五華區(qū)校級(jí)模擬)在綜合實(shí)踐活動(dòng)中,小麗同學(xué)利用一根吸管制作一個(gè)簡(jiǎn)易密度計(jì),如圖所示:
(1)這根吸管豎直漂浮在不同液體中時(shí),液體的密度越大,它露出液面部分 (選填“越長(zhǎng)”、“越短”或“不變”)。
(2)小麗想,如果在吸管上標(biāo)出相應(yīng)的密度刻度,不就能直接顯示所測(cè)液體密度的大小嗎?于是她決定對(duì)吸管進(jìn)行刻度的標(biāo)定。在標(biāo)定刻度前,她先測(cè)出吸管在水中漂浮時(shí)浸入水中的深度為H(如圖所示)。若漂浮在密度為ρ液的液體中,則浸入的深度為h。可推出h的表達(dá)式為 (用ρ水、ρ液、H表示)。根據(jù)h表達(dá)式即可對(duì)不同液體的密度在吸管上進(jìn)行標(biāo)定。下列三種刻度的標(biāo)示合理的是 。
(3)為了使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確,要使簡(jiǎn)易密度計(jì)上兩條刻度線(xiàn)(如0.9、1.0)之間的距離大一些,換 (選填“粗”或“細(xì)”)一點(diǎn)的管子。
【答案】(1)越長(zhǎng);(2)h=H;C;(3)細(xì)。
【解答】解:(1)密度計(jì)是漂浮在液體中,所受浮力等于本身的重力,保持不變,如果液體的密度越大,則密度計(jì)浸入液體中的體積越小,即越往上浮,則露出液面部分的長(zhǎng)度越長(zhǎng);
(2)因?yàn)槊芏扔?jì)是漂浮在液體中,所受浮力等于本身的重力,則F浮水=F浮液=G,即ρ水gSH=ρ液gSh=G,
所以,h=H,h和ρ液是反比例函數(shù),
則密度計(jì)的刻度分布不均勻。且密度計(jì)的刻度由上至下數(shù)值逐漸增大,故C正確;
(3)由于F浮液=G,即ρ液gSh=G,則ΔV=sh,所以,ΔV變大,或使h變大,具體做法是:用更細(xì)的吸管或適當(dāng)增大配重。
故答案為:(1)越長(zhǎng);(2)h=H;C;(3)細(xì)。
四.簡(jiǎn)答題(共5小題,共21分)
26.在研究物體的沉浮條件時(shí),一實(shí)驗(yàn)小組將一質(zhì)量為54g的橡皮泥放入盛水的水槽中,橡皮泥下沉。老師請(qǐng)大家思考能否讓橡皮泥漂浮在水面上呢?他們經(jīng)過(guò)思考后將橡皮泥捏成了如圖所示的厚度均勻的半球狀“小碗”,將碗口朝上輕輕放在水面上,小碗漂?。é涯啵?.2g/cm3,ρ水=1.0g/cm3,半球的體積公式是V=πR3,π取3,取1.65)。
(1)求橡皮泥的體積;
(2)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少?
(3)橡皮泥“小碗”的厚度d要滿(mǎn)足什么條件,才能夠漂浮在水面上?
【答案】(1)橡皮泥的體積為45cm3;
(2)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是0.54N;
(3)橡皮泥“小碗”的厚度d應(yīng)小于1.35cm,才能夠漂浮在水面上。
【解答】解:
(1)由ρ=可知,橡皮泥的體積為:
V泥===45cm3;
(2)橡皮泥的質(zhì)量為:G泥=m泥g=0.054kg×10N/kg=0.54N,
則橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力為:F?。紾泥=0.54N;
(3)由阿基米德原理可知,橡皮泥“小碗”恰好漂浮在水面上時(shí)排開(kāi)水的體積為:
V排===5.4×10﹣5m3=54cm3,
由V=πR3可知,“小碗”的外徑至少為:R===3cm,
“小碗”的容積(內(nèi)部體積)為:V'=V排﹣V泥=54cm3﹣45cm3=9cm3,
所以,“小碗”的內(nèi)徑R'===1.65cm,
所以橡皮泥“小碗”的厚度應(yīng)小于:d=R﹣R'=3cm﹣1.65cm=1.35cm。
答:(1)橡皮泥的體積為45cm3;
(2)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是0.54N;
(3)橡皮泥“小碗”的厚度d應(yīng)小于1.35cm,才能夠漂浮在水面上。
27.一均勻的長(zhǎng)方體浸沒(méi)在密度為ρ液的液體中,如圖所示。已知它的底面積為S,上表面所處的深度為h1,下表面所處的深度為h2,請(qǐng)根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,推導(dǎo)出此時(shí)長(zhǎng)方體受到液體浮力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
【解答】解:由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh及壓強(qiáng)公式的變形公式F=pS得:
長(zhǎng)方體上表面受到的壓力是:F1=p1S=ρ液gh1S;
長(zhǎng)方體下表面受到的壓力是:F2=p2S=ρ液gh2S,
長(zhǎng)發(fā)體側(cè)面受到的液體的合力為零;
所以長(zhǎng)方體受到液體向上和向下的壓力差是:F差=F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S。
據(jù)浮力的產(chǎn)生原因可知,此時(shí)所受的浮力是:F差=F?。溅岩篻(h2﹣h1)S;
28.(2023?蜀山區(qū)校級(jí)二模)如圖所示,底面積為100cm2的圓柱形容器里盛滿(mǎn)水,將一個(gè)底部粗糙的金屬碗輕輕地放在容器中的水面上,水溢出一部分。將金屬碗取出,水面下降了10cm;再將金屬碗沉入水中,靜止在容器底部,液面又上升了2cm。(已知水的密度為ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)金屬碗漂浮時(shí)的浮力;
(2)金屬碗漂浮在水面和沉入水底,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量;
(3)金屬碗靜止在容器底部時(shí),容器對(duì)金屬碗的支持力。
【答案】(1)金屬碗漂浮時(shí)的浮力為10N;
(2)金屬碗漂浮在水面和沉入水底,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了800Pa;
(3)金屬碗靜止在容器底部時(shí),容器對(duì)金屬碗的支持力是8N。
【解答】解:(1)金屬碗漂浮時(shí)排開(kāi)水的體積:
V排=Sh1=100cm2×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3,
金屬碗受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(2)金屬碗漂浮在水面和沉入水底時(shí),容器內(nèi)水深度下降的高度:
h3=h1﹣h2=10cm﹣2cm=8cm=0.08m,
水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了:
Δp=ρ水gh3=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(3)因金屬碗漂浮時(shí)受到的浮力和自身的重力相等,
所以,金屬碗的重力G=F?。?0N,
金屬碗沉底時(shí)排開(kāi)水的體積:
V排′=Sh2=100cm2×2cm=200cm3=2×10﹣4m3,
金屬碗靜止在容器底部時(shí),受到的浮力:
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N,
對(duì)金屬碗受力分析可知,受到豎直向上的支持力和浮力、豎直向下的重力作用,
由金屬碗受到的合力為零可得:F支持+F浮′=G,
則F支持=G﹣F浮′=10N﹣2N=8N。
答:(1)金屬碗漂浮時(shí)的浮力為10N;
(2)金屬碗漂浮在水面和沉入水底,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了800Pa;
(3)金屬碗靜止在容器底部時(shí),容器對(duì)金屬碗的支持力是8N。
29.(2023?蒙城縣模擬)我國(guó)從遠(yuǎn)古時(shí)代就開(kāi)始利用浮力了。據(jù)考古工作者發(fā)現(xiàn),在距今7500年前的新石器時(shí)期,我國(guó)古代勞動(dòng)人民就制造出了獨(dú)木舟,如圖所示。該獨(dú)木舟外形可看成一個(gè)長(zhǎng)方體,它長(zhǎng)2m、寬0.5m、高0.15m,質(zhì)量為50kg,ρ水=1×103kg/m3。求:
(1)當(dāng)獨(dú)木舟底部距離水面0.1m時(shí),底部受到的壓強(qiáng);
(2)獨(dú)木舟空載時(shí)受到的浮力;
(3)獨(dú)木舟能承載的最大貨物的重量。
【答案】(1)當(dāng)獨(dú)木舟底部距離水面10cm時(shí),底部受到的壓強(qiáng)為1000Pa;
(2)獨(dú)木舟空載時(shí)受到的浮力為500N;
(3)獨(dú)木舟能承載的最大貨物的重量為1000N
【解答】解:(1)獨(dú)木舟底部受到的壓強(qiáng)為:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1000Pa;
(2)獨(dú)木舟空載漂浮時(shí)受到的浮力等于獨(dú)木舟的自重,即:
F浮=G舟=m舟g=50kg×10N/kg=500N;
(3)獨(dú)木舟的體積為:V=abc=2m×0.5m×0.15m=0.15m3,
當(dāng)獨(dú)木舟剛好浸沒(méi)時(shí),受到的浮力最大,此時(shí)獨(dú)木舟排開(kāi)水的體積等于獨(dú)木舟的體積,
則獨(dú)木舟受到的最大浮力為:F浮大=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m3=1500N,
獨(dú)木舟的最大總重力等于最大浮力,即:G總=F浮大=1500N,
獨(dú)木舟能承載的最大貨物的重量為:G貨=G總﹣G舟=1500N﹣500N=1000N。
答:(1)當(dāng)獨(dú)木舟底部距離水面10cm時(shí),底部受到的壓強(qiáng)為1000Pa;
(2)獨(dú)木舟空載時(shí)受到的浮力為500N;
(3)獨(dú)木舟能承載的最大貨物的重量為1000N。
30.(2023?賽罕區(qū)二模)如圖所示,自由漂浮在海面上的冰山僅僅露出“冰山一角”,它把巨大的身軀隱藏在海面下,對(duì)遠(yuǎn)航的輪船形成潛在威脅。為了研究方便,假設(shè)冰山和海水的密度分別為ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3?,求:
?(1)海面下100m深度處冰山受到的壓強(qiáng);
(2)冰山露出海面的體積與冰山的總體積之比。
【答案】(1)海面下100m深度處冰山受到的壓強(qiáng)為106Pa;
(2)冰山露出海面的體積與冰山的總體積之比為1:10。.
【解答】解:(1)海面下100m深度處冰山受到的壓強(qiáng)為:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=106Pa;
(2)冰山漂浮,根據(jù)物體的浮沉條件可知,F(xiàn)?。紾;根據(jù)阿基米德原理可知;ρ水gV排=ρ冰gV冰;則:===;
則冰山露出海面的體積與冰山的總體積之比為:==1﹣=1﹣=。
答:(1)海面下100m深度處冰山受到的壓強(qiáng)為106Pa;
(2)冰山露出海面的體積與冰山的總體積之比為1:10。.
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