第10章 浮力 基础过关测试卷
时间:60分钟 满分:100分
一、填空题(本题共7小题,每空2分,共32分)
1.某物体的质量为2 kg,所受重力的大小为 N;将该物体放入水中,物体排开水的体积为1×10-3 m3,则它受到的浮力为 N。(g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3)
2.如图所示,一实心正方体物块浸没在水中,其上表面受到水的压力F1=8 N,下表面受到水的压力F2=13 N,则该物块所受浮力大小为 N;若该物块可以自由悬浮在水中,则物块的密度为 g/cm3。(ρ水=1×103 kg/m3)
3.某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图所示),要使潜水艇下潜,应对水舱 (选填“注水”或“排水”);在此下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.弹簧测力计通过细线吊着一个金属块,静止时弹簧测力计的示数如图甲所示,则金属块所受的重力是 N。如图乙所示,将金属块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数是1.6 N,则金属块在水中受到的浮力是 N。
5.长江生态不断恢复,江面上再现“江豚群舞”的场景。小明利用3D打印机打印出江豚模型,若该模型的质量为3.6 g,将模型放入盛满水的溢水杯中,溢出2.8 g水。该模型在水中静止时的状态是 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”);放入模型后,水对杯底的压强大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
6.人们在端午节会吃粽子,康康把粽子放入盛有适量水的锅中,发现粽子浸没在水中且沉在锅底,这说明粽子的密度 水的密度,此时粽子对锅底的压力 (前两空均选填“大于”“等于”或“小于”)粽子受到的重力。若粽子的体积为150 cm3,则它浸没在水中时受到的浮力为 N。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
7.一个不规则的实心物体的质量为55 g,放入装满水的烧杯中,沉入底部,排开0.5 N的水,则物体在水中所受的浮力为 N,物体的体积为 m3。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止,则物体悬浮时盐水的密度为 kg/m3。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
二、选择题(本题共7小题,每小题5分,共35分。每小题只有一个正确答案)
8.如图所示,将乒乓球放进装有水的杯子中,乒乓球所受浮力的施力物体是 ( )
A.空气
B.乒乓球
C.杯子
D.水
9.装满货物的轮船从长江驶向大海,下列说法正确的是 ( )
A.轮船所受的浮力变小
B.轮船的吃水线变深
C.轮船排开液体的质量不变
D.轮船所受的重力变大
10.“怀丙捞铁牛”的故事中描述了被大水冲走的铁牛陷在河底的淤泥里(只有背部凸起,部分未陷入淤泥中),怀丙依靠浮力知识将铁牛捞起的情景。如图所示,在打捞前铁牛 ( )
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,但没有受到水的浮力
D.受到水的压力,也受到水的浮力
11.如图所示,这是《天工开物》中记载的“没水采珠”的场景。浸没在水中的采珠人在继续下潜的过程中,关于他们受到的浮力和压强的变化情况,下列说法正确的是 ( )
A.采珠人受到的浮力变大
B.采珠人受到的浮力变小
C.采珠人受到的压强变大
D.采珠人受到的压强不变
12.如图所示,A为木块,B为铝块,C为铁球,它们的体积相等,把它们都浸没在水中时,下列说法正确的是 ( )
A.铁球受到的浮力最大
B.铝块受到的浮力最大
C.木块受到的浮力最大
D.三个物体受到的浮力一样大
13.我国8名登山队员成功登峰测极,成功登顶离不开准确的天气预报。如图所示,这是气象探测保障服务团队在珠峰大本营释放甲、乙两个探空气球采集气象信息的情景。甲的体积小于乙的体积,在探空气球释放前后的过程中,下列分析正确的是 ( )
A.释放前甲受到的浮力一定等于它自身所受的重力
B.释放前甲受到的浮力一定大于乙受到的浮力
C.释放后探空气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力
D.释放后探空气球上浮过程中受到的浮力一定小于自身所受的重力
14.测量液体密度的仪器叫密度计。现将同一支密度计分别放入装有甲、乙两种液体的容器中,如图所示,则 ( )
A.密度计在甲液体中所受的浮力较大
B.密度计在乙液体中所受的浮力较大
C.甲液体的密度较大
D.乙液体的密度较大
三、作图题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
15.小明暑假学游泳,如图所示,请在图中画出小明所受浮力的示意图。
16.如图所示,小球悬浮在水中,请在图中画出小球所受力的示意图。
四、实验探究题(本题共1小题,共15分)
17.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
A.可能跟物体浸没在液体的深度有关。
B.可能跟物体排开液体的体积有关。
C.可能跟液体的密度有关。
D.可能跟物体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验,他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置。在这一过程中:
(1)铁块从位置1→2→3的过程中,铁块受到的浮力 ;从位置3→4的过程中,铁块受到的浮力 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)通过以上实验可以验证上述猜想 (填上面猜想的字母)是正确的。
(3)铁块从位置3→4的过程中,根据弹簧测力计的示数可验证猜想 (填上面猜想的字母)是错误的。
(4)将铁块浸没在盐水中,跟位置4相比较,弹簧测力计的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
五、计算题(本题共1小题,共8分)
18.如图所示,这是我国第三艘航空母舰“福建舰”。据悉,“福建舰”使用常规动力,配备电磁弹射器,其满载时的排水量约为8万吨。海水的平均密度取1×103 kg/m3,g取10 N/kg。
(1)“福建舰”满载航行时,排开海水的体积约为多少
(2)若“福建舰”满载航行时的吃水深度为13 m,则此时舰底所受海水的压强为多少
(3)“福建舰”在不同海域的吃水深度是不同的,这是由它所受的浮力改变引起的吗 请你解释原因。
参考答案
一、填空题
1.20 10 解析:物体所受的重力G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N。物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N。
2.5 1 解析:物块所受的浮力F浮=F2-F1=13 N-8 N=5 N;因为物块悬浮在水中,则物块的密度等于水的密度,为1 g/cm3。
3.注水 不变 解析:潜水艇是靠改变自身所受的重力来实现上浮和下潜的,要使潜水艇下潜,应对水舱注水来增大它自身所受的重力;在下潜过程中,潜水艇一直浸没在水中,排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,其受到的浮力不变,由浮力产生的原因可知,海水对潜水艇上下表面的压力差等于其所受的浮力,故海水对潜水艇上下表面的压力差不变。
方法技巧 潜水艇的工作原理是通过改变自身重力实现上浮、下沉。潜水艇有水舱,向水舱中充水时,潜水艇逐渐变重沉入水中。当水舱充水至潜水艇所受的总重力等于潜水艇排开的水所受的重力时,潜水艇就可以悬浮在水中。当压缩舱内空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇变轻,潜水艇会上浮。
4.2.8 1.2 解析:由图甲可知,该弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.8 N,即金属块所受的重力为2.8 N;将金属块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数是1.6 N,此时金属块受到的浮力F浮=G-F示=2.8 N-1.6 N=1.2 N。
5.沉底 不变 解析:模型受到的浮力F浮=G排=m排g=2.8×10-3kg×10 N/kg=0.028 N,模型受到的重力G=mg=3.6×10-3 kg×10 N/kg=0.036 N,由于F浮
7.0.5 5×10-5 1.1×103 解析:由阿基米德原理可知,物体受到的浮力F浮=G排=0.5 N,则物体排开水的体积V排===5×10-5 m3;由于物体浸没在水中,则物体的体积V物=V排=5×10-5 m3;因为物体悬浮在盐水中,所以盐水的密度ρ盐水=ρ物===1.1×103 kg/m3。
二、选择题
8 9 10 11 12 13 14
D C C C D C D
8.D 解析:因乒乓球漂浮在水面上,所以乒乓球所受浮力的施力物体是水,方向竖直向上。
9.C 解析:轮船由长江驶入大海,一直处于漂浮状态,受到的浮力等于轮船所受的重力,由于轮船所受的重力不变,则其受到的浮力不变,故A、D选项错误;因为F浮=ρ液gV排,ρ海水>ρ江水,所以轮船排开海水的体积小于排开江水的体积,故轮船浸入海水中的体积变小,船上浮一些,即吃水线变浅,故B选项错误;根据 F浮=G排可知,轮船受到的浮力不变,排开液体的质量不变,故C选项正确。
方法技巧 用密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的轮船,原理是把密度大于水的材料做成空心的,使它能够排开更多的水。物体漂浮时,所受的浮力等于自身所受的重力。若物体自重改变,受到的浮力也改变,由F浮=ρ液V排g可知V排的变化情况。
10.C 解析:铁牛陷在河底的淤泥里,即铁牛底部没有受到水向上的压力,铁牛没有受到水对铁牛向上和向下的压力差,所以铁牛不受浮力,但铁牛在淤泥之外的部分受到水的压力。
11.C 解析:浸没在水中的采珠人在继续下潜的过程中,排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,他们受到的浮力大小不变;在下潜过程中,水的深度变大,根据p=ρgh可知,他们受到的压强变大。
12.D 解析:已知A、B、C三个物体的体积相等,且都浸没在水中,则它们排开水的体积和液体的密度均相等,根据F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力相等。
13.C 解析:由物体的浮沉条件可知,释放前甲受到的浮力一定大于它自身所受的重力,甲球才能上浮,故A选项错误;已知甲的体积小于乙的体积,由F浮=ρ气gV排可得,释放前甲受到的浮力一定小于乙受到的浮力,故B选项错误;由阿基米德原理可知,物体在气体中受到的浮力等于物体排开气体所受的重力,故C选项正确;释放后探空气球开始上浮的过程中,气球受到的浮力一定大于重力,故D选项错误。
14.D 解析:将同一支密度计分别放入装有甲、乙两种液体的容器中时,密度计都处于漂浮状态,说明密度计所受的浮力等于其自身所受的重力,故密度计在甲、乙液体中所受的浮力相等,A、B选项错误;由图可知,甲液体中密度计排开液体的体积较大,由F浮=ρ液gV排可得,ρ液甲<ρ液乙,故C选项错误,D选项正确。
方法技巧 用密度计测量液体的密度时,密度计始终漂浮在被测液体中,密度计所受浮力等于自身重力。由F浮=ρ液gV排可知,液体的密度越大时,密度计排开液体的体积越小,密度计的位置越高。
三、作图题
15.如图所示。
16.如图所示。
四、实验探究题
17.(1)变大 不变
(2)B
(3)A
(4)变小
五、计算题
18.解:(1)“福建舰”满载航行时,受到的浮力F浮=G排=m排g=8×107 kg×10 N/kg=8×108 N。根据F浮=ρ液gV排可得,“福建舰”排开海水的体积V排===8×104 m3。 (3分)
(2)“福建舰”满载航行时,其舰底所受海水的压强p=ρ海水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×13 m=1.3×105 Pa。 (2分)
(3)“福建舰”漂浮在海面上,所受的浮力与自身所受的重力相等,大小是不变的,根据公式F浮=ρ液gV排可得,当ρ液增大时,V排会变小,因此吃水深度的改变不是由其所受的浮力改变引起的,而是由海水的密度变化引起的。 (3分)
