资源描述
一、选择题
1.如下图物体没有受到浮力的是( )
第1节 浮力
测试时间:25 分钟
1. 答案 C 立在河水里的桥墩下外表没有受到水的压力,故不受浮力。
2. 将木块投入盛水容器中,静止时木块有一局部体积会露在空气中,那么木块所受浮力的施力物体是( )
A.空气B.水 C.木块D.盛水容器
2. 答案 B 浸在液体中的物体受到液体对它竖直向上的浮力,木块漂浮于水面上,所以木块所受浮力的施力物体是水。
3. 浸在水中的物体受到浮力的根本原因是( )
A. 在水中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大
B. 在水中,压强随深度的增大而增大
C. 浮力起因于液体内部的压强随深度的增加而减小
D. 在水中,温度随水的深度增加而降低
3. 答案 B 物体受到浮力的原因是物体上下外表所受到的压力差,上下外表能有压力差是因为在水中压强随深度增加而增大,故 B 正确。应选 B。
4. 跳水运发动接触水面向下运动的过程中,他所受浮力F随深度h变化的关系如下图,其中正确的选项是( )
4. 答案 A 在运发动接触水面向下运动的过程中,随深度的增大,浸在水中的体积先增大后不变,而水的密度保持不变, 故运发动受到的浮力先增大后不变。
5. 用弹簧测力计悬挂重10N的金属块浸入水中,弹簧测力计的示数为7N。此时金属块所受浮力的大小和方向是( )
A.7N,竖直向上 B.10N,竖直向下
C.3N,竖直向下 D.3N,竖直向上
5. 答案 D 浮力大小 F 浮=G-F 示=10N-7N=3N,方向竖直向上。
6. 如下图,Q 为铜制零件,其上部为边长L=0.2m的立方体,下部为边长l=0.1m的立方体。Q 的下外表与容器底部粘合, 且水面恰好与Q上外表相平,那么零件所受的浮力为(g取10N/kg)( )
6. 答案 CQ 的下外表由于与容器底部粘合,水没有对其产生向上的压力;上部立方体的下外表的一局部(与水接触局部)
受到向上的压力,受力面积为 S=L2-l2=(0.2m)2-(0.1m)2=0.03m2,这局部外表受到的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,Q 的上外表与水面相平,故零件受到的浮力为 F 浮
=pS=2000Pa×0.03m2=60N,所以选项 C 正确。
7.(多项选择)如下图,甲实验用上下均开口的矿泉水瓶,先将乒乓球放置到里面,然后注水,乒乓球并不上浮,然后用手掌堵住下方开口,乒乓球才上浮;乙实验用正常矿泉水瓶子,无水时,将乒乓球堵住瓶口倒置,乒乓球掉落,注满水后,再将乒乓球堵住瓶口倒置,乒乓球不掉落;丙实验用两端开口直径略大于乒乓球的玻璃管,倾斜放置,一端靠近乒乓球处,另一端用吹风机水平吹,乒乓球从玻璃管上端飞出。以下说法正确的选项是( )
A. 甲实验中,下端开口时,乒乓球不上浮,是因为受到的压强差向下
B. 甲实验中,下端堵住时,手对乒乓球有一个向上的托力
C. 乙实验是因为大气压向上的压力远大于水柱向下的压力
D. 甲、乙、丙三个实验都是大气压造成的,甲、乙情况相同,而丙主要是流速不同造成的压强差
7. 答案 AC 甲实验中,下端开口时,向内注水,水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,乒乓球下部没有水,它的底部不受水向上的压强,乒乓球上部由于受到水向下的压强,压强差向下,所以乒乓球不会上浮;用手掌堵住下方开口,此时乒乓球底部也受到水产生的压强,且大于上方受到的压强,即受到浮力,故而上浮,所以 A 正确、B 错误;乙实验中,矿泉水瓶内无水时, 将乒乓球堵住瓶口倒置,瓶内和瓶外大气压相等,乒乓球由于受到重力作用而掉落;注满水后,再将乒乓球堵住瓶口倒置, 由于瓶内气体被排出,而瓶外的大气压远大于瓶内水柱产生的压强,大气压向上的压力远大于水柱向下的压力,所以乒乓球不掉落,C 正确;丙实验中,用吹风机水平吹玻璃管的上端,玻璃管上端空气流速增大,压强变小,而玻璃管下端空气流速不变,压强不变,玻璃管上端的压强小于玻璃管下端的压强,乒乓球从玻璃管上端飞出。由分析可知,甲实验主要是由浮力造成的,乙实验是由大气压造成的,丙实验是流速不同造成的,D 错。
二、填空题
8. 如下图,小明和小红在探究“影响浮力大小的因素〞。首先用弹簧测力计吊着一个金属球慢慢浸入水中,当金属球完全浸入水中之前,发现弹簧测力计的示数 (选填“不变〞、“逐渐变大〞或“逐渐减小〞)。由此小明猜测:浮力的大小与物体浸入液体的深度有关;小红猜测:浮力的大小与物体浸入液体的体积有关,由此你认为 (选填“小明的猜测合理〞、“小红的猜测合理〞或“两人的猜测都合理〞)。
8. 答案 逐渐减小 两人的猜测都合理
解析 当金属球慢慢浸入水中,排开水的体积逐渐变大,完全浸入水中之前,发现弹簧测力计的示数逐渐变小,由此可知金属球受到向上的浮力,并且浮力的大小与物体排开液体的体积有关,但此时金属球未完全浸入水中,小明猜测:浮力的大小与物体浸入液体的深度有关也是有道理的。
9. 如下图,一个乒乓球在一个水池的出水处;水只能缓慢渗出,池水对这个乒乓球 (填“有〞或“没有〞)向
(填“上〞、“下〞或“四周〞)的压力,因此乒乓球(填“受〞或“不受〞)水的浮力。
9. 答案 没有 上 不受
解析 乒乓球下部没有水,它的底部不受水向上的压力,也就没有压力差,所以,乒乓球不受浮力,球不会浮起来。
10. 一均匀的正方体浸没在液体中,如下图,它的棱长为a,上外表所处的深度为h,那么正方体下外表所受液体的压力表达式为 ,正方体所受浮力的表达式为 (液体密度ρ和g为量)。
10. 答案 F 向上=ρg(h+a)·a2F 浮=ρga3
解析 正方体一个面的面积:S=a2;下外表的深度为 h+a,正方体下外表所受液体的压力:F 向上=p 向上S=ρg(h+a)·a2;正方体上外表所受液体的压力:F 向下=p 向下S=ρgh·a2;正方体所受浮力:F 浮=F 向上-F 向下=ρg(h+a)·a2-ρgh·a2=ρga3。
11. 如下图,在弹簧测力计的挂钩下悬挂一个盛有水的小水桶,用一细线拴一铁球,当用手提细线上端将小球从空气中缓 慢浸没在水中,使其静止,且不与桶壁、桶底接触,水未溢出;此时弹簧测力计的示数会 。(填“增大〞、“减小〞 或“不变〞)
11. 答案 增大
解析 原来弹簧测力计的示数等于水和桶的重力;当铁球浸没水中时,铁球将受到竖直向上的浮力作用,由于物体间力的作用是相互的,铁球对水同时产生一个竖直向下的压力,故弹簧测力计的示数大于水和桶的重力,即弹簧测力计的示数会增大。
三、实验探究题
12. 如下图是研究浮力与哪些因素有关的实验,弹簧测力计的示数依次是 5N、4N、4N、3N。
(1) 比拟图乙与图丙可得到的结论是:浮力的大小与 无关。
(2) 比拟图乙与图丁可得到的结论是:浮力的大小与 有关。
12. 答案 (1)物体浸没的深度 (2)液体的密度
解析 (1)读图并根据题意可知,图乙中测力计的示数为 4N,图丙中测力计的示数同样为 4N,两次实验的液体都是水,只有浸没的深度不同,由此可见,浮力的大小与物体浸没的深度无关;(2)读图并根据题意可知,图乙中测力计的示数为 4N,图丁中测力计的示数为 3N,浸在液体中的体积相同时,图丁中测力计的示数较小,而硫酸铜溶液的密度大于水的密度,由此可知,浮力的大小与液体的密度有关。
13. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关〞的实验时,小丽提出如下猜测:
猜测一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关; 猜测二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜测三:浮力的大小跟物体的密度有关。
(1) 小丽用重为3.2N的物体A做了如图1、2、3所示实验。该实验验证了猜测 是正确的,可得出:在同种液体中,
物体 ,受到的浮力越大。实验中,物体浸没时受到的浮力为 N,方向 。
(2) 小丽在验证猜测二时,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系图象,如图 4 中甲所示。他分析后发现,由于误将物体受到的拉力当成了浮力,导致图象甲未经过坐标原点。由此可以推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图象应是图 4 中的 (选填“乙〞、“丙〞或“丁〞)。
(3) 为验证猜测三,小丽选用了与物体 A 密度不同的物体 B 进行实验。她将物体 B 逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图示 O 位置时,弹簧测力计示数恰好变为 0,如图 5 所示。取出物体 B 后,小丽又将物体 A 缓慢浸入水中,她在水面上升到
(选填“O点之上〞、“O点〞或“O点之下〞)位置时,读取弹簧测力计的示数,这样做是为了控制 相同,以便判断浮力的大小与物体密度是否有关。
13. 答案 (1)一 排开液体的体积越大 2.2 竖直向上 (2)丙 (3)O 点 物体排开水的体积
解析 (1)由图 1 知,物体浸在水中的体积不同,所受浮力不同,可知物体所受浮力与物体排开液体的体积有关,可验证猜测一;浸在水中的体积越大,测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大,可得在同种液体中,物体排开液体的体积越大, 受到的浮力越大;由图丙知,物体浸没时测力计的示数为 1N,受到的浮力 F 浮=G-F=3.2N-1N=2.2N,浮力方向竖直向上;(2) 物体受到的浮力大小与液体密度有关,密度越大,浮力越大,那么拉力越小,故物体受到的浮力大小与液体密度的图象与拉力与密度图象是相反的,应选丙;(3)要探究浮力与物体密度的关系,需使物体排开液体的体积相同,那么应将物体 A 缓慢浸入水中,使水面上升到 O 点处,读取测力计的示数。
14. 现有实验器材如下图:细线、长方体金属块(图中虚线为中线标记)、装有适量水的烧杯、弹簧测力计及刻度尺。 小明利用这些器材做“探究浮力大小与哪些因素有关〞的实验。 他将悬挂在弹簧测力计下面的长方体金属块缓慢浸入水中的过程中,发现弹簧测力计的示数逐渐减小。 于是他得出结论:“物体浸没在水中前,所受浮力大小与物体浸入水中的深度有关。〞请你利用图中的实验器材,设计一个实验证明小明的观点是错误的。
(1) 写出实验步骤(可画图辅助说明);
(2) 画出实验数据记录表格。
14. 答案 (1)①用弹簧测力计分别横、竖两个方向吊起金属块,在金属块上标记,分别浸入水中二分之一的体积,记下弹簧测力计的示数;②两次弹簧测力计的示数相等,从而说明:物体浸没在水中前,所受浮力大小与物体浸入水中的深度无关, 小明的观点是错误的。
(2)实验数据记录表格:
放置方式
浸入水中的深度
弹簧测力计示数/N
结论
横放
小
竖放
大
解析 此题主要考查实验器材选择、科学探究方案制订的科学探究能力,以及“基于证据得出结论〞。 运用控制变量法, 如何实现在浸入水中的体积不变的前提下,改变物体浸入水中的深度是此题的关键。
四、计算题
15. 有一个长方体物体浸没在水中,它的上、下外表面积均为 0.15m2。上外表距水面 10cm,下外表距水面 22cm。求:
(1) 水对长方体物体上、下外表的压强各是多少?
(2) 物体所受的浮力和压力差各是多少?
15.答案 (1)9.8×102Pa 2.156×103Pa (2)176.4N 176.4N
解析 (1) 水对长方体物体上外表的压强 p 上=ρ 水gh 上=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=9.8×102Pa, 水对长方体物体下外表的压强 p 下=ρ 水gh 下=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.22m=2.156×103Pa。(2) 物体所受的压力差 ΔF=F 向上-F 向下=p
下·S-p 上·S=(p 下-
p 上)·S=(2.156×103Pa-9.8×102Pa)×0.15m2=176.4N,浮力实质为物体上、下外表受到的液体压力差,那么 F 浮
=ΔF=176.4N。
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