第十章 浮力
一、选择题
1.下列物体中没有受到浮力的是( )
A.邀游的天宫二号 B.下潜的潜水器
C.上升的热气球 D.航行的辽宁号航母
2.如图所示,在装满水的烧杯中,将空饮料罐慢慢向下按,我们发现向下按的力越来越大。根据以上的实验过程,下列猜想最符合研究目的的是( )
A.物体的体积越大,所受的浮力越大 B.物体浸没在液体中越深,所受的浮力越大
C.向下按的力越大,物体所受浮力越大 D.物体浸在液体体积越大,所受浮力越大
3.小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,而土豆沉在盆底,如图所示。已知它们的体积相同,下列说法正确的是( )
A.茄子受到的浮力比它重力大 B.茄子的质量大于土豆的质量
C.茄子的密度小于土豆的密度 D.茄子受到的浮力比土豆受到的浮力大
4.用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和注射器等,制作如图所示的潜水艇模型(不计进排气管的体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉,下列说法正确的是( )
A.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
B.向内推注射器活塞,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.向外拉注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇上浮
D.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
5.如图所示,两个完全相同的小球A和B分别放入装着甲、乙两种不同液体的同规格溢水杯中(放入后两球均能浸没).用两个相同的小桶分别收集溢出的两种液体(小桶均未洞出),测出它们的质量相等。以下说法中正确的是( )
A.小桶内甲液体的体积等于乙液体的体积 B.甲液体的密度等于乙液体的密度
C.小球A和B所受到的浮力相等 D.小球A所受到的浮力小于B所受到的浮力
6.如图所示,两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲,乙两种不同的液体。a、b是体积相等的两个小球,a球漂浮在液面上,b球沉没在容器底。甲液面高于乙液面,且两种液体对容器底的压强相等。则( )
A.两种液体的密度 B.两种液体的质量
C.两个小球所受的重力 D.两个小球所受的浮力
7.如图所示,在盛有水的圆柱形容器内,体积为实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,现将甲取下并放在水中沉底,静止时,容器对甲的支持力为2N,已知木块乙的质量为400g,圆柱形容器的底面积为,则下列说法中正确的是( )
A.将甲放入水中沉底,水对容器底部的压强变大 B.容器内水面高度变化2cm
C.甲的密度为 D.乙物体受到的浮力将变化3N
8.如图甲所示,将一圆柱体木块用细线栓在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是( )
①木块的重力为10N
②木块的底面积为100cm2
③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1600Pa
④木块的密度为0.8×103kg/m3
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
二、填空题
9.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了浮力的方向是 的,浮力产生的原因是物体上下表面存在 。
10.2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习,这是对“台独”分裂势力与外部反华势力勾连挑衅的严重警告,是捍卫国家主权和领土完整的必要行动。如图所示为参加演习的我国辽宁号航空母舰,当战斗机从航空母舰上起飞后,舰体会略 (选填“上浮”或“下沉”)一些,航空母舰所受的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
11.人的密度跟水差不多,约为1×103kg/m3。已知一成年男子的质量为70kg,该男子的体积约为 m3,当该男子漂浮在海面时,受到的海水的浮力为 N。(g取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
12.如图所示,一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体,将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2cm,液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该木块底部受到的液体压强为 Pa,木块受到的浮力为 N。
13.一个木块体积为500cm3,放入水中露出的体积,此时木块受到的浮力是 N,木块密度是 kg/m3;把一小球放入盛满酒精的溢水杯中,小球沉入容器底部,从溢水杯中溢出8g酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),若将该小球放入盛满水的溢水杯中,小球漂浮在水面,从溢水杯中溢出水的质量 8g。(选填“大于”“小于”或“等于”)
三、实验探究题
14. 小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向 的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比 。当测力计示数如图甲所示时,浮力为 N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积 ,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度 ;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关:并通过计算得出所用盐水密度为 ;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度 ;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由: 。
15.小红设计了如图1所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是 ;
A.甲、乙、丙、丁B.丁、甲、乙、丙C.乙、甲、丁、丙
(2)通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它 ;
(3)以下情况会影响实验结论的是 ;
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水B.图乙中物体未浸没在水中
(4)将图乙中的水换成酒精(),物体受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)小红还想知道菜籽油的密度,于是她在烧杯里装上适量的菜籽油,将物块擦干,挂在弹簧测力计下方,全部浸没在菜籽油里如图2,待弹簧测力计读数稳定,读数为1.2N,则菜籽油的密度为 。
四、计算题
16.福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,满载排水量为8万吨,是我国吨位最大的水面战斗舰艇,搭载多架质量为15t的“歼-15”舰载机。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)求:
(1)满载的福建舰受到海水的浮力;
(2)在海水下10m、面积为200cm2的舰体表面受到的海水压力;
(3)当一架“歼-15”舰载机飞离甲板后,福建舰排开海水的体积变化量。
17.如图所示,圆柱形容器放在水平桌面上。现将质量为 的矩形铁块放在容器底部,缓缓向容器中注水,直到铁块刚好完全浸没在水中(此时铁块的底部与容器的底部不密合),经测量此时水深为5cm。( , )求:
(1)铁块此时受到的浮力大小。
(2)铁块此时对容器底部的压力。
(3)若圆柱形容器的底面积是铁块底面积的5倍,轻轻将铁块从水中取出,不考虑损失的水,取出铁块后水对容器底部压强大小。
18. 如图甲所示,金属块A部分陷入淤泥内,重4N的小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,此时船有 的体积露出水面;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为 ,细绳的质量和体积忽略不计。()
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面60cm,求金属块A上表面受到的水的压强。
(2)乙图中,小船有 体积浸入水中,求此时绳子的拉力。
(3)金属块A的密度。
参考答案
1.A
2.D
3.C
4.A
5.D
6.D
7.D
8.B
9.竖直向上;压力差
10.上浮;变小
11.0.07;700
12.640;6.4
13.3;0.6×103;大于
14.(1)上;增大;0.3
(2)越大;无关
(3)1.1;不变
(4)没有控制物体排开液体的体积相同
15.B;排开液体所受重力;A;变小;0.8
16.(1)解:满载的福建舰受到海水的浮力:
答: 满载的福建舰受到海水的浮力是 ;
(2)解:舰体表面受到的海水压强:
舰体表面受到的海水压力:
答: 舰体表面受到的海水压力是 ;
(3)解:一架“歼-15” 舰载机飞离甲板后, 福建舰所受浮力的变化量:
排开海水的体积的变化量:
答: 福建舰排开海水的体积的变化量是 。
17.(1)解:因为铁块浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以由 可得排开水的体积
铁块此时受到的浮力
答:铁块此时受到的浮力为2N;
(2)解:铁块的重力
铁块此时对容器底部的压力
答:铁块此时对容器底部的压力为3.4N;
(3)解:矩形铁块的底面积
因圆柱形容器的底面积是铁块底面积的5倍,所以,容器的底面积
容器内水的体积
则容器内水的质量
取出铁块后水对圆柱形容器底部压力
取出铁块后水对容器底部压强
答:取出铁块后水对容器底部压强为400Pa。
18.(1)解:甲图中,金属块A上表面距离水面60cm,金属块A上表面受到的水的压强
(2)解:对甲图中的小船受力分析可得,小船此时受到的浮力
甲图中船有 的体积露出水面,所以船的体积为
乙图中,小船有 体积浸入水中,此时的浮力为
此时绳子拉力
(3)解:图乙中,金属块A浸没在水中,金属块A受到的浮力
对小船和金属块整体进行分析可得,金属块A的重力
则金属块A的质量
金属块A的密度
