浙教版科学第一章水和水的溶液第三节水的浮力基础练习.docx
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浙教版科学第一章水和水的溶液第三节水的浮力基础练习
浙教版科学第一章水和水的溶液第三节水的浮力基础练习(含答案解析)
一、选择题(本大题共13小题,共52.0分)
1.体积相同的实心铝块A为长方体,B为梯形,C为正方形,D为圆球体,如图所示。
C的底面较粗糙与容器底接触不紧密。
在这四种情况下()
A.C所受的浮力最大
B.B所受的浮力比A小
C.A所受的浮力最小,B、C、D浮力是一样大的
D.C所受的浮力为零,B、D所受的浮力都大于A
2.如图所示,同一潜水艇浮在水面时受到的浮力为F1,底部受到水的压强为P1,潜入水中时受到浮力为F2,底部受到水的压强为P2。
下列选项中正确的是( )
A.F1<F2,P1<P2B.F1<F2,P1>P2
C.F1>F2,P1>P2D.F1=F2,P1<P2
3.用绳子将浸没在水下深处的铁块慢慢向上提起,直至完全提出水面。
在这个过程中,铁块受到的浮力
A.保持不变B.先保持不变,后逐渐变小
C.逐渐变小D.先逐渐变小,后保持不变
4.下列说法中正确的是()
A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大
B.密度较大的物体在水中受的浮力大
C.重的物体受的浮力小
D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
5.2016年6月24日,江苏盐城遭遇龙卷风。
龙卷风的实质是高速旋转的气流,它能把地面上的物体或人“吸”起卷入空中,如图所示.龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )
A.龙卷风增大了空气对物体的浮力
B.龙卷风产生强大的静电,将物体吸上天空
C.龙卷风使物体受到的重力减小
D.龙卷风中心区域的气压远小于外部的气压
6.下列物体是因为浮力而升空的是()
A.孔明灯升空B.中国直升机升空
C.中国歼20升空D.神七火箭升空
7.一个大物块甲,先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下,其上表面恰好与水面相平,甲、乙之间用绳连接,如图所示。
则下列说法错误的是()
A.两种情况下,甲物块所受浮力相等
B.绳的拉力与丙物块的重力大小相等
C.乙物块的密度比水小
D.乙物块的质量比丙物块大
8.一艘在水下向左潜行的潜艇,受到的浮力方向表示正确的是()
A.
B.
C.
D.
9.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。
测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F、F3和F4。
其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是()
A.F1>F2>F3>F4 B.F1﹣F2=F3﹣F4
C.F1+F2=F3+F4D.F1﹣F3=F4﹣F2
10.一长方体铝块,在水里漫漫下沉,下沉过程铝块上表面总保持水平。
(1)当铝块上表面没入水面下沉到某位置时,上表面受到水的压力为14N,下表面受到水的压力为19N;
(2)当铝块再下沉到另一更深位置时,上表面受到的压力增大为21N时,下表面受到的压力是()
A.21NB.26NC.35ND.40N
11.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,示数为14牛,当把物体一半体积浸入水中时,示数为5牛,把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是()
A.5牛B.14牛C.18牛D.9牛
12.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。
鸡蛋受到的浮力可以表示为()
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
13.如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体.将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0.9N的液体,乙杯溢出0.8N的液体.则()
A.小球在甲杯中受浮力,在乙杯中不受浮力
B.小球重0.9N,在乙杯中受到的浮力是0.8N
C.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
D.液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强
二、分析计算题(本大题共3小题,共24.0分)
14.如图甲所示,用粗细和重力不计的细线系住一个体积为0.001立方米的物体,从液面上方竖直向下运动直至浸入水中,整个过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。
求:
(1)物体的密度。
(2)物体浸没时浮力的大小。
(3)物体浸没时拉力的大小。
15.如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部.当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,求:
(1)木块浸没在水中受到的浮力;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大?
16.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠的质量为490g,浸没在水中称时,测力计示数为4.5N.求:
(1)王冠受到的重力是多少?
(2)王冠浸没在水中受到的浮力是多少?
(3)若王冠体积为40cm3,它的密度是多少?
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
此题考查了浮力大小的判断,根据四个物体的体积相等是解决此题的关键。
根据公式F浮=ρ液gV排判断其它物体浮力的大小。
【解答】
由题意知,四个铝块的体积相同;
BCD都是全部浸没,由F浮=ρ水gV排可知,BCD受浮力相等,A部分浸没,所以A受到的浮力小于BCD受到的浮力,故ABD错误,C正确。
故选C。
2.【答案】A
【解析】
【分析】
根据浮力的计算公式,物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开水的体积有关,根据液体压强的计算公式可知,液体密度一定时,液体压强随深度的增加而增大。
【解答】
潜水艇浮在水面时排开水的体积小于潜人水中时排开水的体积,水的密度一定,根据F浮=ρ液gV排可知,F1 故选A。 3.【答案】B 【解析】 【分析】 本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,得出排开水体积的变化是突破口。 轮船的铁锚从水下深处向上提起,直至完全提出水面,排开水的体积先不变后变小;水的密度不变,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ液V排g分析判断。 【解答】 轮船的铁锚从水下深处向上提起没有提出水面时,排开水的体积不变,当提出水面的过程中,排开水的体积变小;水的密度ρ不变, 由F浮=ρV排g可知, 该过程中,铁锚受到的浮力先保持不变,后逐渐变小。 故选B。 4.【答案】D 【解析】 【分析】 本题考查阿基米德原理的应用,相对比较简单,属于基础题。 根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。 【解答】 A.物体浸没在水中越深,受的压强越大,完全浸没以后,不管浸没多深,受到的浮力将不会变化,故A错误; B.物体所受浮力的大小与物体自身的密度无关,故B错误; C.物体所受浮力的大小与物体的重力无关;故C错误; D.液体密度相同,排开水的体积相同,所以受到的浮力相同,故D正确。 故选D。 5.【答案】D 【解析】 【分析】 本题考查对于流体压强和流速的关系的问题,一般要分析物体的两个侧面流体流速大小,判断物体两侧的压强变化,判断物体的受力情况。 龙卷风能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中,是龙卷风内空气流动速度大,内部压强小,物体在大气压的作用下被推向龙卷风。 【解答】 A.物体在空气中受到的浮力跟空气的密度和物体排开空气的体积有关,这两个因素不变,空气对物体的浮力不变,不符合题意; B.发生龙卷风一般在沿海地区,空气比较潮湿,不易发生摩擦静电,不符合题意; C.物体的重力跟物体的质量有关,质量不变,重力不变,不符合题意; D.龙卷风中心区域空气流速大,压强小,所以龙卷风内部气压小于外部的大气压,符合题意。 故选D。 6.【答案】A 【解析】 【分析】 本题是一道有关浮力、流体压强与流速的关系、物体间力的作用是相互的等知识,在解题时要认真分析每一个选项,找出其对应的知识点。 浮力与升力在生活中的应用很广泛,不同的物体升空的原理也不尽相同.热气球、飞艇等是利用空气浮力与重力的关系实现升降;风筝、飞机、鸟等是利用流体压强产生的升力升空的。 【解答】 A.孔明灯升空是利用空气的浮力来升空的,故A符合题意; B.中国直升机的螺旋桨转动时,对空气有一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以空气对螺旋桨产生一个向上的反作用力,使直升机获得向上的升力,故B不符合题意; C.中国歼20升空时,机翼上方的空气流速大于机翼下方空气流速,根据流体在流速大的位置压强小,所以下方压强大于上方压强,从而产生向上的升力,故C不符合题意; D.神七火箭升空时向下喷气,对空气产生一个向下的力,因为物体间力的作用是相互的,所以空气对火箭产生一个向上的力,使火箭升空,故D不符合题意。 故选A。 7.【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查有关浮力的知识,将阿基米德原理F浮=ρ水v排g和漂浮条件F浮=G联合使用,是解决此类题目的关键。 【解答】 A.∵F浮=ρ水v排g,两种情况下甲物体排开水的体积相同, ∴甲物体受到的浮力相同,故A正确,但不符合题意; B.左边甲物体受到水的浮力: F浮=G甲+F拉, 右边甲物体受到水的浮力: F浮=G甲+G丙, ∵甲物体受到的浮力相同, ∴F拉=G丙,故B正确,但不符合题意; C.乙物体的密度大于水的密度,乙物体才能下沉,才能给甲物体向下的拉力,故C错,但符合题意; D.把甲乙、甲丙分别当做一个物体进行受力分析: ∵甲乙漂浮, ∴甲乙物体受到的浮力: F甲乙=G甲+G乙, ∵甲丙漂浮, ∴甲丙物体受到的浮力: F甲丙=G甲+G丙, ∵F甲乙=F甲+F乙,F甲丙=F甲, ∴F甲乙>F甲丙, ∴G乙>G丙, ∵G=mg, ∴m乙>m丙,故D正确,但不符合题意。 故选C。 8.【答案】D 【解析】 【分析】 本题考查浮力的方向,不管物体如何运动,所受浮力的方向总是竖直向上的。 浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;浮力的方向是竖直向上的。 【解答】 在水下向左潜行的潜艇,受到的浮力方向是向上的,故ABC错误,D正确。 故选D。 9.【答案】D 【解析】 【分析】 此题考查浮力大小与什么因素有关以及阿基米德原理,计算浮力的方法有四种: ①压力差法;②称重法;③阿基米德原理法;④平衡法。 本题关键有: 一是知道石块在水中下沉排开水体积的不变,二是利用好称重法测浮力。 要计算出物体的浮力,需要物体的重力减去物体在液体中的测力计的示数,即F浮=G物-F示,所以要读出第一次和第三次两个弹簧秤的读数。 而被排开液体的重力显而易见为: F1-F3;从而可以判断出关系式F4-F2与关系式F1-F3之间的关系,如果两个关系式相等,则阿基米德原理成立。 【解答】 要计算出物体的浮力,需要物体的重力减去物体在液体中的测力计的示数,则需要读出第一次和第三次两个弹簧秤的读数。 物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1-F3; 已知水桶和水的重,又知空桶重,则排开水的重为: G排=F4-F2; 最后关系式F浮=G排,即F1-F3=F4-F2成立,就可以得到著名的阿基米德原理。 故选D。 10.【答案】B 【解析】 【分析】 本题考查了利用浮力产生的原因来计算浮力的大小,并可以利用其公式变形F下表面=F浮+F上表面计算压力的大小。 首先从浮力产生的原因来考虑,利用公式F浮=F下表面-F上表面计算浮力的大小,当铝块下沉到某位置时,由于液体的密度和排开液体的体积保持不变,所以铝块受到的浮力保持不变,再利用公式F下表面=F浮+F上表面计算压力的大小。 【解答】 因为F下=19N,F上=14N, 所以F浮=F下-F上=19N-14N=5N, 又因为水的密度和排开水的体积保持不变, 所以铝块受到的浮力保持不变, 当上表面受到的压力增大为21N时, 下表面受到的压力为: F下′=F浮+F上′=5N+21N=26N。 故选B。 11.【答案】B 【解析】 【分析】 根据视重法计算出物体浸没在水中的浮力大小,再根据漂浮条件确定物体在水中的状态,最后根据漂浮条件计算物体受到的浮力大小。 本题考查了浮力的计算方法(漂浮条件、阿基米德原理),涉及到用称重法测量物体受到的浮力,知识点多,要能熟练解答。 【解答】 把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N, 浮力F浮=G-F=14N-5N=9N; 根据阿基米德原理F液=ρ水gV排可知,物体全部浸没水中时浮力F浮'=2F浮=2×9N=18N; 浮力F浮大于物体的重力G,故物体上浮,直至漂浮, 物体此时受到的浮力: F浮''=G=14N。 故选B。 12.【答案】C 【解析】 【分析】 从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题。 此题主要考查学生对浮力方向这一知识点的理解和掌握。 学生要牢记浮力方向是竖直向上的。 【解答】 鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同,这个压力差就是鸡蛋所受浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F3正确。 故选C。 13.【答案】B 【解析】 【分析】 本题考查了学生对阿基米德原理和重力公式的应用,关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件(密度关系)得出两液体的密度关系。 (1)浸在液体中物体都要受到浮力作用;根据阿基米德原理: 物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,求出甲杯中小球受到的浮力;根据漂浮时浮力等于重力可求得甲杯中小球的重力,然后根据阿基米德原理分析乙杯中球受到的浮力; (2)杯对桌面的压力等于杯、水、小球的总重力,再利用 分析其对桌面的压强; (3)根据p=ρgh分析液体对杯底的压强。 【解答】 A.小球在甲杯中受浮力,在乙杯中也受浮力,故A错误; B.物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,甲杯中小球受到的浮力F甲=G排甲=0.9N; 小球在甲杯漂浮,G甲=G排甲=0.9N; 由阿基米德原理可知,乙杯中球受到的浮力F浮=G排乙=0.8N.故B正确; C.由小球在乙液体下沉和在甲液体中漂浮可知,ρ甲>ρ乙;液体深度相同,两个完全相同的溢水杯,由 可知m甲液>m乙液,则G甲液>G乙液, F甲>F乙,S相同,由 可知,甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故C错误; D.由小球在乙液体下沉和在甲液体中漂浮可知,ρ甲>ρ乙;由p=ρgh可知,两容器中,甲容器中的液体对容器底的压强大,故D错误。 故选B。 14.【答案】解: (1)刚开始时,物体没有浸入水中,物体受到的拉力等于自身重力, 因此物体质量为 , 根据密度计算公式可得 。 (2)根据浮力计算公式可得,物体浸没时浮力为F浮=ρ液gv排=1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3 =10N。 (3)物体浸没时,物体受到自身重力、拉力和浮力的作用, 可得F拉=G-F浮=20N-10N =10N。 答: (1)物体的密度为2×103kg/m3。 (2)物体浸没时浮力的大小为10N。 (3)物体浸没时拉力的大小为10N。 【解析】 本题研究物体从空气中浸入水中的过程物体浮力的变化规律,由图乙中可以读出各个阶段物体浮力的大小,主要考查浮力计算公式得应用。 (1)物体在空气中受到的拉力等于自身重力,利用密度计算公式进行求解; (2)物体完全浸入水中后,根据浮力计算公式进行求解; (3)物体完全浸入水中后受到自身重力、浮力和拉力的作用,利用公式求解物体受到的拉力。 15.【答案】 (1)由F浮=ρ液V排g得木块浸没在水中时受到的浮力: F浮=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N (2)F拉=F浮-G=10N-6N=4N (3)木块静止在水面时,由于漂浮,所以F浮=G=6N, V露=V- V排’=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3 答: (1)木块浸没在水中受到的浮力为10N; (2)细线对木球的拉力为4N; (3)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积为4.0×10-4m3。 【解析】 本题是有关浮力知识的综合应用,关键掌握阿基米德原理公式,并做到灵活应用。 (1)已知木块的体积就可以知道它浸没时排开水的体积,那么知道了V排和水的密度,则可以根据阿基米德原理公式就可以算出木块浸没在水中时受到的浮力; (2)可根据F=G-F浮计算出拉力的大小; (3)剪断细线后,木块时漂浮在水面上的,则F浮=G,可知木块受到的浮力大小;就可以根据阿基米德原理公式的变形式算出此时木块在水中的V排,最后用木块的体积减去V排就算出了木块露出水面的体积。 16.【答案】解: (1)G=mg=0.49kg×10N/kg=4.9N; (2)F浮=G-F拉=4.9N-4.5N=0.4N; (3) ; 答: (1)王冠受到的重力是4.9N; (2)王冠浸没在水中受到的浮力是0.4N; (3)王冠的密度为12.25g/cm。 【解析】 此题中主要以故事为背景,考查了重力公式、称重法求浮力、密度公式的基本应用,这些都是我们应该掌握的基本知识点。 (1)王冠的重力可利用公式G=mg来进行计算; (2)王冠浸没水中受到的浮力可通过称重法计算得出; (3)知道王冠的体积,再利用公式 可求出其密度的大小。
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