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1、浮力 本章檢測 滿分:100 分,限時:45 分鐘 一、選擇題(每小題 4 分,共 32 分) 1.(獨家原創(chuàng)試題)潛水鐘是一種無動力單人潛水運載器,它從水面接入一根導(dǎo)管,用風(fēng)箱和鼓風(fēng)機把空氣送入潛水鐘內(nèi)部, 潛水鐘依靠自身重力下沉,但要靠水面船舶上絞車或岸上吊車的幫助,把它從水下吊上來。則下列關(guān)于潛水鐘的說法正確的 是 ( ) A. 潛水鐘在水面下受到的浮力等于重力 B. 潛水鐘可以不依靠其他設(shè)備懸浮到水中 C. 制作潛水鐘的材料密度一定小于水的密度 D. 將潛水鐘從水下吊起的過程中,在露出水面前浮力不變 答案 D 由題意知,潛水鐘在水中會下沉,因此浸沒在水中時受到的浮

2、力小于重力,則它的密度一定大于水的密度,它不能懸浮在水中,故A、B、C 錯誤;將潛水鐘從水下吊起的過程中,在露出水面前排開水的體積不變,所以浮力不變,故D 正確。 2.在水中,魚、漂浮的木頭、靜止在水底的石頭的位置如圖 10-4-1 所示,下列說法正確的是( ) 圖 10-4-1 A. 水對石頭的壓強比對木頭的小 B. 木頭受到的浮力大于它自身的重力 C. 魚受到的浮力等于它排開水的重力 D. 石頭受到的浮力等于它自身的重力 答案 C 水產(chǎn)生壓強的大小和深度有關(guān),深度越深,壓強越大,故水對石頭的壓強大,A 項錯;木頭漂浮,F 浮木=G 木,B 項錯誤; 魚在水中受到的浮力等于它排

3、開水的重力,C 項正確;石頭沉底,F 浮石+F 支=G 石,D 項錯誤。 3.一支密度計分別放入甲、乙兩種液體中,靜止時位置如圖 10-4-2 所示。若密度計在甲、乙液體中受到的浮力分別是 F 甲、F 乙,甲、乙兩種液體的密度分別為ρ甲、ρ乙。下列說法正確的是( ) A.F 甲=F 乙 B.F 甲>F 乙 C.ρ甲=ρ乙 D.ρ甲>ρ乙 圖 10-4-2 答案 A 由于密度計兩次靜止時都漂浮,則 F 浮=G,即密度計在兩種液體中受到的浮力相等,都等于密度計受到的重力G, 所以 A 正確,B 錯;由圖知,密度計排開液體的體積 V 甲排>V 乙排,由 F 浮=ρ液gV 排可

4、知:ρ甲<ρ乙,所以 C、D 錯。 4.如圖 10-4-3 所示,將蘋果和梨子放入水中后,蘋果漂浮,梨子沉底。若蘋果的質(zhì)量、體積及受到的浮力為 m1、V1 和 F1,梨子的質(zhì)量、體積及受到的浮力為 m2、V2 和 F2。現(xiàn)有以下判斷: 圖 10-4-3 (1) 若m1>m2,則 F1 一定小于 F2 (2) 若m1=m2,則 F1 一定大于 F2 (3) 若V1=V2,則 F1 一定小于 F2 (4) 若V1>V2,則 F1 一定大于 F2其中正確的是( ) A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4) 答案 C 蘋果漂浮,F1=m1g,梨

5、子沉底,F2m2,則 F1 一定大于 F2,故(1)錯誤;若m1=m2,則 F1 一定大于 F2,(2)正確;若 V1=V2,梨浸沒,V 梨排>V 蘋排,由 F 浮=ρ水gV 排知,F1 一定小于 F2,故(3)正確;若 V1>V2,則 V 梨排與 V 蘋排無法比較大小,故 F1 和F2無法比較大小,故(4)錯誤。綜上所述應(yīng)選 C。 5.(2019 山東棗莊中考)在木棒的一端纏繞一些細銅絲制成簡易的液體密度計,將其分別放入盛有甲、乙兩種液體的燒杯中處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖 10-4-4 所示。若密度計在甲、乙液體中受到的浮力分別是 F 甲、F 乙,甲、乙兩種液體的密度分別為

6、ρ甲、ρ乙。則( ) 圖 10-4-4 A.F 甲F 乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙 答案 C 由于密度計兩次靜止時都處于漂浮,它受到的浮力都等于自身重力,兩種情況下浮力相等,故 A、B 錯誤;由圖知, 密度計排開液體的體積 V 甲排ρ乙,故 C 正確,D 錯誤。 6.如圖 10-4-5 所示,a、b 是兩種物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系圖象,分別用 a、b 兩種物質(zhì)制成體積相等的甲、乙兩實心物體,浸沒在水中。松手穩(wěn)定后( ) A. 乙漂浮,乙受到的浮力小 B. 甲漂浮,甲受到的浮力大 C. 乙下沉,甲受到的浮力大

7、 D. 甲下沉,乙受到的浮力大 圖 10-4-5 答 案 A ma 1.5g 3 由題圖可知ρa=Va =1.0cm3=1.5g/cm >ρ水, ρ =mb= 1.0g =0.5g/cm3<ρ , b Vb 2.0cm3 水 答案A 因此,放入水中穩(wěn)定后,甲沉底、乙漂浮。 因為 V 甲=V 乙,所以 V 排甲>V 排乙,因為 F 浮=ρ水gV 排,所以 F 浮甲>F 浮乙。 7.(獨家原創(chuàng)試題)如圖 10-4-6 所示是一個密度為 0.9×103g/cm3 的實心塑料蘋果,把該蘋果放入盛滿酒精(ρ酒精=0.8g/cm3)的容器中,

8、溢出酒精的質(zhì)量是 40 克;若把該蘋果放入盛滿水的容器中,則溢出水的質(zhì)量是( ) A.40 克 B.45 克 C.50 克 D.36 克 圖 10-4-6 答案 B 塑料的密度比酒精的密度大,塑料蘋果在酒精中會下沉,則 V=V = m1 = 40g =50cm3,而塑料的密度比水的密 q 酒精 排 1 0.8g/cm3 度小,塑料蘋果在水中漂浮,因此浮力等于該塑料蘋果的重力,所以排開水的質(zhì)量和該塑料蘋果的質(zhì)量相等,m 排 2=m=ρ塑料 V=0.9×103g/cm3×50cm3=45g。 8.(2018 四川眉山中考)如圖 10-4-

9、7 所示,放在水平桌面上的三個完全相同的容器內(nèi),裝有適量的水,將 A、B、C 三個體積相同的正方體分別放入容器內(nèi),待正方體靜止后,三個容器內(nèi)水面高度相同。下列說法正確的是( ) 圖 10-4-7 A. 物體受到的浮力大小關(guān)系為 FA>FB>FC B. 三個物體的密度大小關(guān)系是ρA>ρB>ρC C. 容器對桌面的壓力大小關(guān)系為 F 甲=F 乙=F 丙 D. 容器底部受到水的壓強大小關(guān)系為 p 甲>p 乙>p 丙 答案 C 由題知,A、B、C 三個正方體體積相同;由圖可知,A、B、C 三個正方體排開水的體積關(guān)系為VA排

10、為:FA

11、16 分) 9.如圖 10-4-8 所示,將一長方體物體浸沒在裝有足夠深水的容器中恰好處于懸浮狀態(tài),它的上表面受到的壓力為 1.8N,下表面受到的壓力為 3N,則該物體受到的浮力大小為 N;如將物體再下沉 5cm,則它受到的浮力大小為 N。 圖 10-4-8 答 案 1.2 1.2 解析 由浮力產(chǎn)生的原因可知,該物體受到的浮力:F 浮=F 下-F 上=3N-1.8N=1.2N;因物體浸沒時排開水的體積不變,由 F 浮= ρ液gV 排 可知,物體再下沉 5cm 后,受到的浮力仍為 1.2N。 10.(2018 江蘇連云港中考)如圖 10-4-9 所示,小球在繩子拉力作用下恰好

12、浸沒在水中,此時小球所受的浮力 小球的重力(選填“大于”、“小于”或“等于”)。剪斷繩子后,小球上升過程中所受的浮力 (選填“變大”、“變小” 或“不變”),水對燒杯底部的壓強 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。 圖 10-4-9 答案 大于 變小 變小 解析 小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中,此時小球受到豎直向上的浮力 F 浮、豎直向下的重力 G 和繩子的拉力 F, 三力平衡,F 浮=G+F,故 F 浮>G;剪斷繩子后小球上升,逐漸露出水面直至漂浮,上升過程中 V 排變小,所受浮力變小,水面下降, 水對燒杯底部的壓強變小。 11.(2019 四川瀘州江陽模擬

13、)“遼寧艦”是中國人民解放軍海軍隸下的一艘可以搭載固定翼飛機的航空母艦,也是中國第一艘服役的航空母艦。艦長 304m、水線 281m、艦寬 70.5m、滿載時艦底到海面的距離為 10.5m;排水量:57000 噸(標(biāo) 準(zhǔn)),67500 噸(滿載)。海水密度取ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。該航母滿載時,受到的浮力為 N,艦底處受海水的壓強為 Pa;某架殲擊機飛離該航母后,若航母排開的海水體積減小了 20m3,則該殲擊機的質(zhì)量是 kg。 答案 6.75×108 1.05×105 2×104 解析 由題知,航母滿載時的排水量 m 排=67500t,該航

14、母滿載時,受到的浮力F 浮=G 排=m 排 g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N;滿載時艦底到海面的距離 h=10.5m,航母底部受到海水的壓強 排 浮 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa;當(dāng)殲擊機從航母甲板上起飛后,ΔV =20m3,減小的浮力ΔF 排 =ρgΔV =1.0×103kg/m3×10N/kg×20m3=2×105N;航母始終漂浮,所以該殲擊機的重力等于航母減小的重力,G=ΔG=ΔF 5 G 2×105N 4 浮 =2×10 N,殲擊機的質(zhì)量 m= = g =2×10 kg。

15、 10N/kg 三、簡答題(共 4 分) 12.(2019 福建南平模擬)測量液體密度的儀器叫做密度計。將其插入被測液體中,待靜止后直接讀取液面處的刻度值(如圖 10-4-10)即為被測液體的密度。密度計上的刻度從上到下逐漸減小還是逐漸增大?說出你的理由。 圖 10-4-10 答案 密度計上的刻度從上到下逐漸增大;因為密度計正常使用時,在不同液體中均應(yīng)處于漂浮狀態(tài),根據(jù)浮沉條件可知, F浮 浮力都應(yīng)等于其自身重力,因其自身重力不變,所以浮力大小應(yīng)該也不變,則根據(jù) V 排= 可知浮力相同,當(dāng)所測液體密度 q液g 較大時,其排開的液體的體積就小些,

16、密度計就會上浮一些,所以密度計上的刻度是下大上小的。 四、實驗探究題(13 題 12 分,14 題 16 分,共 28 分) 13.(2018 山東青島中考)探究浮力的大小 數(shù)據(jù)結(jié)論 如圖 10-4-11,甲、乙、丙、丁是用同一金屬塊探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)的實驗。 圖 10-4-11 ①圖丙中金屬塊受到的浮力比圖乙中金屬塊受到的浮力 (填“大”或“小”),說明浮力的大小與 有關(guān)。 ②圖丁中金屬塊受到的浮力大小等于 N。 ③比較圖 可知,浮力的大小與液體的密度有關(guān)。 數(shù)據(jù)結(jié)論 如圖 10-4-12,用木塊、彈簧測

17、力計、溢水杯和小桶進行實驗: 圖 10-4-12 ④木塊受到的浮力 F 浮= N。 ⑤木塊排開的水所受的重力G 排水= N。 ⑥比較數(shù)據(jù)可知:浮在水上的木塊受到的浮力大小 (填“大于”、“等于”或“小于”)它排開的水所受的重力。 答案 ①大 物體排開液體的體積 ②0.3 ③丙、丁 ④1.2 ⑤1.2 ⑥等于 解析 ①比較乙、丙兩圖可知,圖丙中金屬塊排開水的體積較大,彈簧測力計的示數(shù)較小,故圖丙中金屬塊受到的浮力較大,說明浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān);②圖丁中金屬塊受到的浮力為 F 浮丁=G-F 丁=3.6N-3.3N=0.3N;③圖丙、丁中, 金屬塊都

18、浸沒在液體中,排開液體的體積相同,液體的密度不同,測力計的示數(shù)不同,即所受浮力不同,可知浮力的大小與液體的密度有關(guān);④由題圖知,木塊的重力 G'=1.2N,因為木塊漂浮,所以 F 浮=G'=1.2N;⑤小桶的重力為 0.4N,小桶和溢出的水的總重為 1.6N,可知木塊排開水的重力為 G 排水=G 總-G 桶=1.6N-0.4N=1.2N;⑥綜上可知,浮在水上的木塊受到的浮力大小等于它排開的水所受的重力。 14.(2019 重慶中考 B 卷)小明同學(xué)在探究浮力的實驗中: 圖 10-4-13 (1) 如圖 10-4-13 甲,把半徑為 3cm、密度均勻的實心小球 A 用細線掛在彈簧測力計上,

19、測得其重力為 N,他用手豎直向上輕輕托起小球,彈簧測力計示數(shù)將變 。 (2) 他又將小球A 緩慢放入盛有適量水的燒杯中,彈簧測力計的示數(shù)逐漸變小,說明小球受浮力作用且浮力的方向是豎直向 ,當(dāng)小球頂部距水面 7cm 時,彈簧測力計示數(shù)為 1.9N,如圖乙,小球受到的浮力大小是 N。 (3) 為進一步研究浮力產(chǎn)生的原因,小明自制了薄壁實驗箱,左右分別是柱形箱 B 和 C,B 箱下部有一圓孔與 C 箱相通,他將上下表面是橡皮膜的透明空心立方體 M 放在圓孔上緊密接觸,并向 B 箱中加入適量的水使 M 浸沒且沉在箱底,如圖丙。現(xiàn)往 C 箱加水至與 M 下表面相平時,M 下表面橡皮膜 (選

20、填“受到”或“不受”)水的壓力作用;繼續(xù)向 C 箱中加水至 M 上下表面橡皮膜形變程度相同時,則 M 上下表面受到水的壓力 (選填“相等”或“不相等”);再向 C 箱中加一定量的水,M 上下表面形變程度如圖丁,則下表面受到水的壓力 (選填“大于”“小于”或“等于”)上表面受到水的壓力。這就是浮力產(chǎn)生的真正原因。 (4) 同組小斌同學(xué)根據(jù)第(2)小題中小球受到的浮力大小和第(3)小題探究浮力產(chǎn)生的原因巧妙地計算出圖乙中小球 A 受到水對它向下的壓力是 N。(圓面積公式S=πr2,取π=3) 答案 (1)3.0 小 (2)上 1.1 (3)不受 相等 大于 (4)2.15 解析 (

21、1)由圖甲知,實心小球 A 的重力為 3.0N;若用手豎直向上輕輕托起小球,小球受到豎直向上的拉力和托力及豎直向下的重力的作用,由力的平衡知識可知,托力變大時,測力計的示數(shù)變小;(2)將小球 A 緩慢放入盛有適量水的燒杯中,彈簧測力計的示數(shù)逐漸變小,說明此時小球受到的浮力是與豎直向上輕輕托起小球的力的作用效果相同,由此可以推斷,浮力的方向是豎直向上,小球受到的浮力 F 浮=G-F=3.0N-1.9N=1.1N;(3)圖丙中,C 箱加水至與M 下表面相平時,由于 M 下表面橡皮膜與C 箱中的水面相同,所以它不受水的壓力作用;當(dāng) M 上下表面橡皮膜形變程度相同時,M 上下表面受到水的壓力相等;再向 C 箱中加一定量的水,如圖丁中下表面形變程度明顯大于上表面形變程度,所以下表面受到水的壓力大于上表面受到水的壓力,這就是浮力產(chǎn)生的真正原因。(4)由(2)可知小球受到的浮力為 1.1N,則半個球受到的浮力為 F 浮 向下 向上 浮 '=0.55N,小球受到水向下的壓力 F =F -F '=ρghS-0.55N=ρghπr2- 0.55N=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.07m+0.03m)×3×(0.03m)2-0.55N=2.15N。