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人教版2023初中物理八年级物理下册第十章浮力必须掌握的典型题
1
单选题
1、弹簧测力计上挂一重为9牛的金属块,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛。若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为( )
A.9牛B.6牛C.3牛D.0牛
答案:D
金属块受到的浮力
F浮=G-F示=9N-6N=3N
因为金属块体积的三分之一浸入水中静止,由F浮=ρ液V排g知道,所以金属块的体积
13V=V排=F浮ρ水g=3N1.0×103kg/m3×10N/kg
解得
V=3F浮ρ水g=3N×31.0×103kg/m3×10N/kg
当金属块全部浸入水中且未碰到容器底部时,所受浮力为
F=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×10N/kg×3N×31.0×103kg/m3×10N/kg=9N
则测力计的示数
F拉=G-F=9N-9N=0N
故D正确。
故选D。
2、如图,气球下面用细线悬挂一小石块,它们恰好能悬浮在水中。现缓慢沿容器注水,则小石块( )
A.将上浮B.将下沉
C.所受浮力变大D.所受浮力变小
答案:B
由题意可知,当缓慢沿容器注水时,水的深度增加,由p=ρgh可知,气球和小石块所处的位置的液体压强增大,根据F=pS,气球和小石块受到水的压力增大,所以气球的体积会减小,由F浮=ρ液gV排,由于气球悬浮在水中,排开体积等于物体体积,因此,气球体积减小,所受浮力减小,气球和小石块的总重不变,根据物体浮沉条件可知,当F浮<G物时,物体会下沉。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3、图所示的是力学的四个实验情景图,下列说法正确的是( )
A.甲图中:立放在小车上的木块随小车一起向前匀速运动,小车受阻力停止运动,木块向后倾倒
B.乙图中:将一个小球浸没在水中由静止释放,小球一定竖直向上浮起
C.丙图中:当向玻璃管中吹风时,发现A管中的水面上升,B管中水面下降,说明a处的空气流速小于b处的空气流速
D.丁图中:将容器侧壁a孔处的塞子拔出,水会从a孔流出,说明水对容器的侧壁有压强
答案:D
A.甲图中:立放在小车上的木块随小车一起向前匀速运动,小车受阻力停止运动,木块下端随小车停止,木块上端由于惯性继续保持原来速度向前运动,所以木块会向前倾倒,故A错误;
B.乙图中:将一个小球浸没在水中由静止释放,若此时小球所受竖直向下的重力等于竖直向上的浮力,小球则悬浮在水中;若此时小球所受竖直向下的重力大于竖直向上的浮力,小球则下沉;若此时小球所受竖直向下的重力小于竖直向上的浮力,小球则上浮,故B错误;
C.丙图中:当向玻璃管中吹风时,发现A管中的水面上升,B管中水面下降,说明A管液面处的大气压小于B管液面处的大气压,气体流速越快的位置,大气压越小,所以a处的空气流速大于b处的空气流速,故C错误;
D.丁图中:将容器侧壁a孔处的塞子拔出,水会从a孔流出,说明拔出塞子前塞子阻碍了水的运动,对该处的水产生了力的作用,根据物体间力的作用是相互的,水对塞子也有力的作用,从而进一步说明水对容器侧壁有压强,故D正确。
故选D。
4、如图,体积相同的两个物体A、B用不可伸长细线系住,放入水中后,A刚好完全浸没入水中,细线被拉直。已知A重6N,B受到的浮力为8N,A、B密度之比为3∶5。以下说法中正确的是( )
A.B受到的重力为3.6NB.细线对A的拉力为1N
C.A的密度为0.75×103kg/m3D.B对容器底部的压力为2N
答案:C
A.由题知,A、B密度之比
ρA:ρB=3:5
体积之比
VA:VB=1:1,
根据重力
G=mg=ρVg
可得A、B所受的重力之比
GA:GB=ρAVAg:ρBVBg=ρA:ρB=3:5
已知
GA=6N
所以
GB=53GB=53×6N=10N
故A错误;
B.已知A、B的体积相同,都浸没在水中,则A、B排开水的体积相等,根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
可知,A受到的浮力等于B受到的浮力
F浮A=F浮B=8N
A在重力、拉力和浮力的共同作用下刚好完全浸没入水中,细线被拉直,根据力的合成可得细线对A的拉力
F拉A=F浮A-GA=8N-6N=2N
故B错误;
C.根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
可得,A的体积
VA=VA排=F浮Aρ水g=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3
则A的密度
ρA=GAVAg=6N8×10-4m3×10N/kg=0.75×103kg/m3
故C正确;
D.根据力的作用的相互性可得,细线对B的拉力
F拉B=F拉A=2N
方向竖直向上,则B对容器底部的压力
F压=GB-F浮B-F拉B=10N-8N-2N=0N
故D错误。
故选C。
5、体积相同的甲、乙两个物块,已知G甲=10N,G乙=12N,现将甲、乙物块分别放入A、B两种液体中,静止时甲物块沉底,乙物块悬浮,如图所示,此时甲受到的浮力为F甲,乙受到的浮力为F乙,则( )
A.F甲>F乙B.F甲=F乙
C.液体密度ρA>ρBD.液体密度ρA<ρB
答案:D
CD.由题知,G甲<G乙,根据G=mg可知两个物块的质量
m甲<m乙
甲、乙两个物块体积相同,根据ρ=mV 可知两个物块的密度
ρ甲<ρ乙
甲在A中沉底,则有
ρ甲>ρA
乙物块在B中悬浮,则有
ρ乙=ρB
所以液体密度
ρA<ρB
故C不符合题意,D符合题意;
AB.甲、乙两个物块体积相同,都浸没在液体中,则甲、乙排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,甲、乙两个物块受到的浮力
F甲<F乙
故AB不符合题意。
故选D。
6、下列关于浮力的说法中,正确的是( )
A.在液体中下沉的物体不受浮力
B.浮力的方向总是竖直向下
C.浮力的施力物体是气体或液体
D.物体浸在液体中的体积越大,浮力越大
答案:C
A.浸在液体或气体里的物体都受到液体或气体竖直向上托的浮力,在液体中下沉的物体也不例外,故A错误;
B.浮力的方向是竖直向上,故B错误;
C.浸在液体中的物体受到浮力的施力物体是液体,浸在气体中的物体受到浮力的施力物体是气体,故C正确;
D.物体受到的浮力大小不仅与浸在液体中的体积有关,还与液体的密度有关,所以应该说在同种液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大,故D错误。
故选C。
7、两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图,则( )
A.A的重力小于B的重力
B.A受的浮力大于B受到的浮力
C.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
D.甲杯和乙杯的底部受到的压强相等
答案:B
C.同种材料制作的实心物体A、B密度相同,物体A在甲液体中漂浮,说明甲液体的密度大于物体密度,物体B在乙液体中悬浮,说明乙液体密度等于物体密度,则甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,故C不符合题意;
AB.两相同的容器中装有体积相等的两种液体,放入物体后,静止时液面等高,说明实心物体A、B排开液体的体积相同,根据F浮=ρ液gV排,排开液体体积相同,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,则A受的浮力大于B受到的浮力,因为两物体所受浮力都等于重力,则A的重力大于B的重力,故A不符合题意,B符合题意;
D.静止时液面等高,所以液体深度相同,根据液体压强p=ρgh可知,液体深度相同,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,则甲杯中液体的对容器底部的压强大于乙杯中液体对容器底部的压强,故D不符合题意。
故选B。
8、如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( )
A.向杯子中加盐B.向杯子中加水C.倒出少量的水D.轻轻摇晃杯子
答案:A
A.要使沉底的鸡蛋漂浮在水面上,鸡蛋的重力不变,需增大浮力。根据F浮=ρ液gV排可知,鸡蛋的体积不能改变,所以可以增大液体的密度,故向杯子中加盐,盐溶解后,液体密度变大,浮力变大,鸡蛋就能漂浮在水面上,故A符合题意;
BCD.向杯子中加水、倒出少量的水、轻轻摇晃杯子,都不能改变液体的密度,也就不能改变浮力,所以不能鸡蛋漂浮在水面上,故BCD不符合题意。
故选A。
9、如图所示,欢欢同学把一只苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是( )
A.在下沉的过程中,苹果受到水的压强不变
B.在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力
D.在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上
答案:D
A.在下沉的过程中,苹果所处液体深度变大,苹果受到水的压强变大,故A错误;
B.在下沉的过程中,苹果排开水的体积不变,液体密度不变,由阿基米德原理可知苹果受到水的浮力不变,故B错误;
C.在水面漂浮时,苹果受力平衡,苹果受到的浮力等于它受到的重力,故C错误;
D.物体不管处于何种浮沉状态,所受浮力的方向总是竖直向上的,故D正确。
故选D。
10、“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如图。下列有关该现象的解释正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下
B.乒乓球受到的浮力小于重力
C.太空中重力消失时,浮力也就消失了
D.浮力是由重力产生的
答案:C
浮力产生的原因:物体受到液体向上的压力大于向下的压力,上下表面的压力差即为浮力,在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,故C正确,ABC错误。
故选C。
11、盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上,容器底面积S=100cm2,如图甲所示,容器对桌面的压力为N1,容器对桌面的压强为p1=1000Pa;如图乙所示,再用细线系一金属球,将金属球浸没在水中,容器对桌面的压强为p2=1200Pa;如图丙所示,将细线剪断,金属球沉到容器底部,金属球对容器底部的压力为N2=3.4N;(g取10N/kg)下列选项中正确的是( )
A.容器对桌面的压力N1为12N
B.金属球受到的浮力为10N
C.金属球的质量为5.4kg
D.金属球的密度为2.7×103kg/m3
答案:D
A.由题意可知,容器底面积
S=100cm2=1×10-2m2
容器对桌面的压强为p1=1000Pa,根据
p=FS
得容器对桌面的压力为
F1=p1S=1000Pa×1×10-2m2=10N
即N1=10N,故A错误;
B.如图乙所示,将金属球浸没在水中,容器对桌面的压强为P2=1200Pa,容器底面积
S=100cm2=1×10-2m2
根据
p=FS
可得此时容器对桌面的压力为
F2=p2S=1200Pa×1×10-2m2=12N
乙图和甲图比较,乙中桌面受到压力的增加量等于小球排开水的重力,即小球受到的浮力,所以金属球受到的浮力为
F浮=F2-F1=12N-10N=2N
故B错误;
C.如图丙所示,金属球沉到容器底部,金属球对容器底部的压力为N2=3.4N,受到的浮力F浮=2N,根据二力平衡可知,小球的重力为
G=N2+F浮=3.4N+2N=5.4N
根据
G=mg
可知金属球的质量为
m=Gg=5.4N10N/kg=0.54kg
故C错误;
D.由B、C解析可知,金属球受到的浮力F浮=2N,金属球的质量为m=0.54kg,根据
F浮=ρ水V排g
可知金属球的体积为
V=F浮ρ水g=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10-4m3
则金属球的密度为
ρ=mV=0.54kg2×10-4m3=2.7×103kg/m3
故D正确。
故选D。
12、如图所示,为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是( )
A.“零重力”是指维修工人所受重力为零
B.“零重力”时浮力与总重力大小相等
C.上升时维修工人和球所受的浮力变大
D.下降时维修工人和球排开气体所受重力变小
答案:B
AB.“零重力”时维修工人所受浮力与重力大小相等,并不是没有重力,故A错误,B正确;
C.上升时维修工人和球排开气体的体积不变,故所受浮力不变,故C错误;
D.下降时维修工人和球排开气体的体积不变,则所受浮力不变,故由阿基米德原理可知,排开气体所受重力不变,故D错误。
故选B。
13、海权握,国则兴;海权无,国则衰,习近平总书记对海军一直很关注,多次强调“努力建设一支强大的现代化海军” ,潜水艇是海军的战略重器,如图是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮,上浮、漂浮的训练过程,下列对此潜水艇分析正确的是( )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力相等B.上浮过程中所受浮力逐渐变大
C.漂浮时排开的海水所受的重力最小D.漂浮时潜水艇底部所受海水压强大
答案:C
A.由图可知,悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由F浮=ρ液V排g可知,潜艇悬浮时所受浮力大,故A错误;
B.潜艇上浮过程中,露出水面前,排开海水的体积不变,根据F浮=ρ液V排g可知,潜艇所受浮力不变;逐渐露出水面的过程中,潜艇排开海水的体积减小,潜艇所受浮力减小,故B错误;
C.由图可知,悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,所以漂浮时排开海水的重力最小,故C正确;
D.由图可知,潜艇漂浮时其底部所处深度最小,由p=ρgh可知,此时潜艇底部所受海水压强最小,故D错误。
故选C。
14、如图,体积相同的两个物体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A刚好完全漫没入水中,细线被拉直。已知A重6N,B受到的浮力为8N,A、B密度之比为3:5,以下说法中不正确的是( )(ρ水=1.0×103kg/m3)
A.B受到的重力为10N
B.细线对A的拉力为1N
C.A的密度为0.75×103kg/m3
D.B对容器底部的压力为零
答案:B
A.A重6N,B受到的浮力为8N,因为A、B体积相同,所以受到的浮力相同,A受的浮力FA=8N;A、B密度之比为3:5可知
ρAρB=mAmB=GAGB=6NGB=35
解得
GB=10N
故A正确,不符合题意;
B.细线对A的拉力
F=FA-GA=8N-6N=2N
故B错误,符合题意;
C.A的体积
VA=FAρg=8N1×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3
A的密度为
ρA=mAVA=GAVAg=6N8×10-4m3×10N/kg=0.75×103kg/m3
故C正确,不符合题意;
D.GB=10N ,B受到的浮力为8N ,细线的拉力为2N,故B对容器底部的压力为0,故D正确,不符合题意。
故选B。
15、如图所示,将一个空心铁球浸没入水中,放手后铁球恰好悬浮,若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块,则( )
A.大块的将下沉,小块的将上浮B.大块的将上浮,小块的将下沉
C.两块都将上浮D.两块都将下沉
答案:B
空心铁球悬浮在某液体中,说明物体的密度与液体的密度相同,将它沿图示虚线切为大小不等的两块后,小块为实心,小块密度大于液体的密度,大块仍为空心,切除部分实心后密度减小,密度小于液体的密度,所以大块将上浮,小块将下沉,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
多选题
16、如图所示,溢水杯盛满水放于水平桌面,弹簧测力计下悬挂一个实心铁块,未浸入水中铁块静止时,弹簧测力计的示数为F1;将铁块浸没在水中静止时(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。图甲、乙中水对溢水杯底部的压强分别为p甲、p乙。则下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力F浮=F2-F1
B.小烧杯中溢出水的重力满足G=F1-F2
C.溢水杯对桌面的压力F甲=F乙
D.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
答案:BC
A.由图甲得,铁块的重力为G物=F1;由图乙得,铁块浸没在水中时的受到的拉力为F2,铁块受到重力、浮力和拉力,处于平衡状态,故有
G=F2+F浮
所以,铁块受到的浮力为
F浮=F1-F2
故A错误;
B.依题意得,小烧杯中溢出水为铁块浸入水中排开的水,由阿基米德原理得,铁块受到的浮力为
F浮=G排=G
所以,小烧杯中溢出水的重力
G=F1-F2
故B正确;
C.甲图中溢水杯对桌面的压力
F甲=G水+G杯
乙图中,水对铁块有竖直向上的浮力,由于力的作用是相互的,所以铁块对水有竖直向下的压力,大小为
F压=F浮=F1-F2
溢水杯乙对桌面的压力
F乙=G剩+G杯+F压=G水-G排+G杯+F压=G水-F1-F2+G杯+F1-F2=G水+G杯
所以
F甲=F乙
故C正确;
D.铁块浸入水中前后,水的深度不变,根据p=ρgh 可知,水对溢水杯底部的压强不变,即
p甲=p乙
故D错误。
故选BC。
17、某大桥施工时,要向河水中沉放施工材料。如图甲,一个不吸水的正方体材料被缓缓吊入水中。在浸入水过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体材料所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略水面变化。下列说法正确的是( )
A.钢绳拉力F2随h变化的图线为②图线
B.材料所受的最大浮力为8×104N
C.水对材料下表面最大压强为2×104Pa
D.材料的密度为2.5×103kg/m3
答案:BD
A.随着下表面到水面的距离h逐渐增大,物体排开水的体积变大,正方体材料所受浮力F1逐渐变大,钢绳拉力F2逐渐变小,则钢绳拉力F2随h变化的图线为①图线,正方体材料所受浮力F1随h变化的图线为②图线,故A错误;
B.由图乙可知,当下表面到水面的距离h为2m时,物体刚好完全浸没,则正方体的边长为2m,材料的体积
V=2m3=8m3
当物体完全浸没后所受浮力最大,浮力为
F浮=ρ液gV=1×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N
故B正确;
C.由乙图可知,物体下表面到水面的距离h最大为4m,水对材料下表面最大压强
p=ρ水gh大=1×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa
故C错误;
D.物体浸没后受到的拉力为1.2×105N,则物体重力
G=F浮+F拉=8×104N+1.2×105N=2×105N
物体的密度
ρ=mV=GgV=2×105N10N/kg×8m3=2.5×103kg/m3
故D正确。
故选BD。
18、2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器,在马里亚纳海沟成功着陆在海床之上,下潜深度为10909米,刷新我国载人深潜新纪录,海水密度约为1.0×103kg/m3,下列有关“奋斗者”号载人潜水器的说法中正确的是( )
A.“奋斗者”号浸没在水中下潜的过程中,所受到的压强变大,浮力不变
B.“奋斗者”号下潜到海水中的深度为10000米时,海水对它产生的压强为1.0×107Pa
C.“奋斗者”号体积约为30m3,着陆在海床之上时受到的浮力为3.0×105N
D.“奋斗者”号身上装配了四块压载铁,总质量将近4吨,当准备上浮时,它会抛出两块压载铁,开始上浮。此时“奋斗者”号所受到的浮力小于重力
答案:AC
A.根据液体压强公式和浮力公式可知,“奋斗者”号浸没在水中下潜的过程中,液体深度变大,压强变大,排开液体的体积不变,浮力不变,故A正确;
B.由液体压强公式可知,海水产生的压强为
p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×10000m=108Pa
故B错误;
C.由阿基米德原理可知,浮力为
F浮=ρgV排=103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
故C正确;
D.根据浮沉条件可知,开始上浮时,此时“奋斗者”号所受到的浮力大于重力,故D错误。
故选AC。
19、甲乙两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,分别装有A、B两种不同液体。将同一支密度计分别放在两种液体中,静止时密度计在两种液体中的情况如图所示,此时两容器中液面相平.下列说法正确的是( )
A.液体A的密度小于液体B的密度
B.密度计在液体A中受到的浮力大于在液体B中受到的浮力
C.甲容器中液体对容器底的压强小于乙容器中液体对容器底的压强
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
答案:AC
AB.将同一支密度计分别放在两种液体中,密度计漂浮,受到的浮力等于重力,故密度计在A、B两种液体中受到的浮力相同;易知密度计A排开液体的体积大,根据阿基米德原理有
ρ液=F浮V排g
故可知,液体A的密度小于液体B的密度,故A正确,B错误;
C.两容器中液体的深度相同,液体A的密度小于液体B的密度,根据p=ρ水gh,甲容器中液体对容器底的压强小于乙容器中液体对容器底的压强,故C正确;
D.容器对桌面的压力等于容器的重力、密度计的重力及容器中液体的重力和,易知乙容器中液体的体积大,液体A的密度小于液体B的密度,根据m=ρ液V,乙容器中液体的质量大,重力大,故甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,故D错误。
故选AC。
20、一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀,容器的内底面积S1=200cm2,容器的外底面积S2=250cm2,将圆柱形容器(内有质量可忽略的空气)倒扣于水中静止时,如下图所示。已知容器内外液面的高度差h1=5cm,容器口与容器外部液面的高度差h2=8cm,大气压强取1.0×105Pa。(ρ水=1×103kg/m3)则( )
A.外部大气对容器底的压力2000NB.容器口处的水产生的压强800Pa
C.进入容器中水的重力6ND.圆柱形容器所受的重力14N
答案:BCD
A.外部大气对容器底的压力为
F=p大气S2=1×105Pa×250×10-4m2=2500N
故A不符合题意;
B.容器口处的水产生的压强为
p=ρ水gh2=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
故B符合题意;
C.进入容器中水的重力
G水=ρ水gV水=ρ水gS1(h2-h1)=1×103kg/m3×10N/kg×200×10-4m2×(0.08m-0.05m)=6N
故C符合题意;
D.将圆柱形容器和进入容器中的水看做一个整体,整体受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gS2h2=1×103kg/m3×10N/kg×250×10-4m2×0.08m=20N
整体漂浮在水中,所以
F浮=G容+G水
则圆柱形容器所受的重力为
G容=F浮-G水=20N-6N=14N
故D符合题意。
故选BCD。
21、图所示实例中,其工作原理应用流体压强与流速关系的是( )
A. 蛟龙号通过抛掉压载铁实现上浮
B. 水翼船通过特殊形状的水翼形成升力
C. 跑车的气流偏导器提高了车轮的附着性能
D. 飞机机翼上凸下平,飞行时获得升力
答案:BCD
A.蛟龙号通过抛掉压载铁,它的重力小于浮力,实现上浮,利用浮沉条件,故A不符合题意;
B.当船在水中高速航行时,水翼上表面凸起,它与船体间的水流速度大,压强小;水翼下表面的水流速度小,压强大,因此在水翼的上下表面存在向上的压力(压强)差,所以船便获得升力,故B符合题意;
C.由于气流偏导器上表面平直,底部呈弧形凸起,所以当跑车高速行驶时,流过气流偏导器下方的空气比上方的空气速度增大,压强减小,从而使车对地面的压力增大,摩擦力增大,提高了车轮的着地性能,故C符合题意;
D.飞机的机翼是上凸下平,上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,于是产生向上的升力,故D符合题意。
故选BCD。
22、水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯分别装有质量相同的两种液体,现将两个体积相同的A、B两物体分别放入甲、乙两烧杯中,A、B两物体静止在如图所示位置时,两烧杯中液面相平。下列判断正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度大
B.甲烧杯底所受液体压强小于乙烧杯底所受液体压强
C.甲烧杯对水平面的压强等于乙烧杯对水平面的压强
D.A物体在甲中所受浮力小于B物体在乙中所受浮力
答案:BD
A.两个物体体积相同,两烧杯液面相平,由图知,甲液体中A物体排开液体的体积小,所以甲液体的体积大于乙液体的体积,两种液体的质量相等,由ρ=mV可知甲液体的密度小于乙液体的密度,故A错误;
B.甲液体的密度小于乙液体的密度,两杯中液面相平,根据p=ρ液gh可知甲烧杯底所受液体压强小于乙烧杯底所受液体压强,故B正确;
CD.甲液体中A物体排开液体的体积小,甲液体的密度小于乙液体的密度,由F浮=ρ液gV排可知,A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力,两个物体在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,所以它们受到的浮力等于重力,A物体的重力小于B物体的重力,两种液体的质量相等,由G=mg可知,两种液体的重力相等,烧杯对水平面的压力等于烧杯的重力、液体的重力和物体的重力之和,烧杯的重力和液体的重力相等,A物体的重力小于B物体的重力,所以甲烧杯对水平面的压力小于乙烧杯对水平面的压力,两个烧杯的底面积相等,由p=FS可知,甲烧杯对水平面的压强小于乙烧杯对水平面的压强,故C错误,D正确。
故选BD。
23、如图甲所示,弹簧测力计下端悬挂着一个质量分布均匀的小圆柱体物块,物块浸没在盛水的大水槽中。现将测力计缓缓提升,直到物块全部露出水面一段距离,在该过程中测力计示数F随物块上升高度h的关系如图乙所示。已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,水槽内水面的变化可忽略不计,则下列判断中错误的是( )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力是1.5NB.圆柱体受到的重力是2.0N
C.圆柱体的高度是5cmD.圆柱体的密度是2.5×103kg/m3
答案:ABC
AB.由题意可知,当弹簧测力计缓慢将浸没于水中的圆柱体拉出水面时,弹簧测力计示数由1.5N增大为2.5N,圆柱体完全露出水面后弹簧测力计的示数就是圆柱体的重力,即
G=2.5N
圆柱体完全浸没于水中时,所受浮力最大,弹簧测力计示数最小,由图可知为1.5N,则圆柱体浸没在水中时受到的浮力
F浮=G-F=2.5N-1.5N=1N
故AB错误,AB符合题意;
C.由图乙知,上升2cm时圆柱体上表面与水面恰好相平,上升5cm时圆柱体恰好全部露出水面,所以圆柱体高度
h=5cm-2cm=3cm
故C错误,C符合题意;
D.由F浮=ρ水gV排可得,圆柱体浸没在水中排开水的体积
V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3
则圆柱体的体积
V=V排=1×10-4m3
圆柱体的质量
m=Gg=2.5N10N/kg=0.25kg
则圆柱体的密度
ρ=mV=0.25kg1×10-4m3=2.5×103kg/m3
故D正确,D不符合题意。
故选ABC。
24、如图所示,放在水平桌面上的两个质量和底面积相同的容器,分别装有密度不同的甲、乙两种液体。将两个体积相同的小球a、b分别放入两容器中静止时,容器底部受到的液体压强相等。下列说法正确的是( )
A.放入小球后,容器底部对桌面的压力F甲=F乙
B.两种液体的密度ρ甲>ρ乙
C.a、b两个小球的质量ma>mb
D.若将a球放入乙液体中,b球放入甲液体中,静止时,两球所受浮力Fa<Fb
答案:BC
B.由图知,甲液体的深度大于乙液体的深度,两个容器底部受到的液体压强相等,根据p=ρgh可知,ρ甲>ρ乙,故B正确;
A.根据阿基米德原理可知,两小球排开液体的重力和自身的重力相等,容器对桌面的压力
F=G容+G液+G球=G容+G液+G排=G容+ρ液V液g+ρ液V排g=G容+ρ液V总g
因两容器中液体的体积和排开液体的体积之和V总无法比较,且ρ甲>ρ乙,所以,无法比较ρ液V总g的大小关系,从而无法比较甲、乙容器对桌面的压力关系,故A错误;
C.因为a在甲液体中处于悬浮状态,所以ρ甲=ρa,因为b在乙液体中处于漂浮状态,所以ρ乙>ρb,又因为ρ甲>ρ乙,所以ρa>ρb,根据ρ=mV可知,当两球体积相同时,ma>mb,故C正确;
D.由BC知
ρa=ρ甲>ρ乙>ρb
若将a球放入乙液体中,处于沉底状态,浮力小于重力,浮力为
Fa=ρ乙gV排=ρ乙gV
b球放入甲液体中会漂浮,浮力大小等于重力,浮力为
Fb=Gb=ρbgV
因为ρ乙>ρb,所以力Fa>Fb,故D错误。
故选BC。
25、如图所示,有两个完全相同的物体A和B,A的下端与物块甲通过轻质细绳相连,B的上面放着物块乙,A、B都刚好浸没于水中。则下列说法正确的是( )
A.物体A和B下表面受到水的压强相等
B.绳的拉力大于乙的重力
C.甲受到的浮力大小等于它的重力减去乙的重力
D.甲的密度大于乙的密度
答案:AC
A.由题意可知,物体A和B下表面所处的深度相同,由p=ρgh可知,物体A和B下表面受到水的压强相等,故A正确;
B.以A物体为研究对象,由力的平衡条件可得,A受到水的浮力
F浮A=GA+F拉
以B物体为研究对象,由力的平衡条件可得,B受到水的浮力
F浮B=GB+G乙
由于物体A、B受到的浮力相同、重力也相同,所以F拉=G乙,故B错误;
C.甲处于静止状态,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力的共同作用,则甲受到的浮力为
F浮甲=G甲-F拉
由于F拉=G乙,则
F浮甲=G甲-G乙
故C正确;
D.把甲和A、乙和B分别当做一个整体,因为物体A和甲悬浮,所以,它们受到的浮力
F1=G+G甲①
因为物体B和乙漂浮,所以,它们受到的浮力
F2=G+G乙②
左图中,两物体均受浮力作用,则F1=F浮A+F甲浮;右图中,只有物体B受到浮力作用,则F2=F浮B,所以
F1>F2③
结合①②两式可知:G甲>G乙,由G=mg可知,m甲>m乙,由于甲、乙的体积未知,所以无法比较其密度大小,故D错误。
故选AC。
填空题
26、质量为0.5千克的木块漂浮在水中,木块所排开水的质量为________千克,木块受到的浮力为________牛:若该木块漂浮在酒精中(ρ酒精<ρ水),则木块所排开酒精的质量________0.5千克(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
答案: 0.5 4.9 等于
[1][2]木块漂浮在水中,根据漂浮条件得到木块受到的浮力
F浮=G木=m木g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N
根据阿基米德原理得
F浮=G排=m排水g
木块所排开水的质量
m排水=F浮g=4.9N9.8N/kg=0.5kg
[3]该木块漂浮在酒精中,根据漂浮条件得到木块受到的浮力
F′浮=G木
所以
F′浮=F浮
根据阿基米德原理可知,排开水的重力等于排开酒精的重力,所以排开酒精的质量等于排开水的质量,等于0.5kg。
27、洗水果时,发现芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,如图甲所示。它们受到的浮力大小关系为F浮芒___________F浮桃;用天平正确测量油桃的质量,所放砝码及游码位置如图乙所示,则油桃的质量是___________g;芒果的体积一定___________(>/</=)82.4cm3。
答案: > 82.4 >
[1]芒果比油桃体积大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,则芒果排开水的体积比油桃大,由F浮=ρ水gV排可知,芒果受到的浮力大于油桃受到的浮力。
[2]天平标尺的分度值为0.2g,读数时砝码质量数和游码所对的刻度值之和为油桃的质量,则油桃的质量
m=50g+20g+10g+2.4g=82.4g
[3]因油桃在水中漂浮,则油桃的密度小于水的密度,由ρ=mV可知,油桃的体积大于82.4cm3,而芒果的体积比油桃大,则芒果的体积一定大于82.4cm3。
28、暑假小红和父母坐火车前往海南旅游,过海前,她们乘坐的火车驶上了跨海火车渡轮,该过程渡轮受到的浮力______(选填“变大”、“不变”或“变小”);过海时,以渡轮为参照物,火车是______(“静止”或“运动”)的。该渡轮吃水深度5米,此时渡轮底部受到海水的压强是______Pa。(ρ海水=1.03×103kg/m3)
答案: 变大 静止 5.15×104
[1]在火车驶上跨海火车渡轮之前,渡轮漂浮在水面上,渡轮受到的浮力
F浮=G渡
火车驶上了跨海火车渡轮时,渡轮依旧漂浮在水面上,此时渡轮受到的浮力
F'浮=G渡+G火
所以该过程渡轮受到的浮力变大。
[2]火车驶上了跨海火车渡轮,过海时,火车和渡轮之间没有发生位置的改变,故以渡轮为参照物,火车是静止的。
[3]渡轮底部受到海水的压强
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×5m=5.15×104Pa
29、人类对于水资源的过度开发利用导致很多水库的水位下降,水位下降后,仍浸没在水底的物体的上表面受到水的压强将_______;仍漂浮在水面上的物体浸入水中的体积将_______。
答案: 减小 不变
[1]水位下降后,仍浸没在水底的物体的上表面所处的深度减小,由p=ρgh可知,物体的上表面所受水的压强减小。
[2]物体漂浮时浮力等于重力,水位下降后,物体仍漂浮在水面上,所以受到的浮力仍然等于其自身重力,重力不变,则浮力不变,根据F浮=ρgV排,水的密度一定、浮力不变,可知物体浸入水中的体积不变。
30、在测量物质密度的实验中:
(1)整理实验室时,大威发现一个实心金属块,在征得老师同意后设计了如下实验,鉴别金属块的种类。
物质名称
密度ρ/(kg·m-3)
银
10.5×103
铜
8.9×103
钢、铁
7.9×103
铝
2.7×103
①将天平放在水平台上,调平后发现右盘底粘有污渍,清理完毕后向______侧调节平衡螺母,使横梁重新平衡;
②大威测量金属块密度的过程:
A.用天平测出金属块的质量,砝码质量及游码示数如图甲所示,为______g;
B.在量筒中装入适量的水,体积为40cm3;
C.用细线系住金属块并将其浸没在水中,水面上升至图乙所示的位置,读出水面对应的刻度为______cm3;算出金属块的密度为______kg/m3;
③查表可知该金属块可能为______。
(2)大威学习浮力知识后利用自制简易密度计、溢水杯和小量筒设计实验,测量浓盐水的密度。
①将密度计放入装满水的溢水杯中(如图丙),待密度计静止,用量筒测量溢出水的体积V1;
②取出密度计,将密度计放入装满浓盐水的溢水杯中,待密度计静止,用量筒测量溢出浓盐水的体积V2;
算出浓盐水的密度ρ浓盐水=______(用字母表示,水的密度用ρ水表示);
③密度计从水中取出后未擦干直接放入浓盐水中,会导致测量结果偏______。
答案: 右 27 50 2.7×103 铝 V1V2ρ水或V1ρ水V2 小
(1)①[1]将天平放在水平台上,调平后发现右盘底粘有污渍,清理完毕后,右边轻,指针像左偏,所以需向右侧调节平衡螺母,使横梁重新平衡。
②[2]由图甲可知,砝码的质量为为
20g+5g=25g
游码对应的质量为2g,所以金属块的质量为
m=25g+2g=27g
[3]量筒中装入水的体积为40cm3,用细线系住金属块并将其浸没在水中,由乙图可知,水
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