素养全练8 浮力
(时间:45分钟 满分:100分)
基础巩固
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.(2018四川内江)关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.物体的密度越大,受到的浮力越大
B.物体没入水中越深,受到的浮力越大
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
答案:A
解析:物体密度越大,排开液体的体积不一定大,故受到的浮力不一定大,故A错误;物体没入水中深,但排开水的体积不一定大,故受到的浮力不一定大,故B错误;由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积越大,则物体受到的浮力越大,故C正确;漂在水面上的物体,如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故D错误。
2.(2017吉林)下列设备和器材中,利用浮力的是( )
A.抽水机 B.气压计
C.潜水艇 D.铅垂线
答案:C
3.(2018四川德阳)体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是( )
A.铅球受到的浮力最大
B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
答案:D
解析:由体积相同的铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,可知物体排开液体的体积相等,由F浮=G排=ρ液gV排可知,它们受到的浮力一样大,故选D。
4.(2017山西)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是( )
A.西瓜的密度比李子的密度大
B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
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C.李子下沉过程中所受水的压强不变
D.李子浸没后,下沉过程所受浮力大小不变
答案:D
5.(2018湖北黄冈)据史书记载,我国宋朝治平年间,在今陕西境内发生过一次大洪水,洪水将固定浮桥用的八尊沉重的铁牛冲入了河底。当时有一个叫怀丙的人巧妙地将铁牛打捞了起来:把拴在一起的两艘大木船装满沙子,然后用绳索一端系住铁牛,拉紧后另一端拴在船上。把沙子卸入河中,铁牛就被拉起来了。以下判断正确的是( )
A.铁牛浸没后,随着深度增加,所受的浮力增大
B.铁牛被冲到河底只受到重力和浮力
C.用两艘大木船并装满沙子,是为了减小浮力
D.卸下沙子的过程中,当木船排开水的体积减小时,铁牛就会被拉起
答案:D
解析:浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与深度无关,铁牛浸没后,水的密度不变,排开水的体积不变,所受的浮力不变,故A错误;分析可知,铁牛被冲到河底故重力大于浮力,所以铁牛还受到河底的支持力的作用,故B错误;用两艘大木船并装满沙子,船仍旧漂浮在水面上,重力增大,浮力也随之增大,所以是为了增大浮力,故C错误;卸下沙子的过程中,木船重力减小,所受浮力减小,根据F浮=ρgV排可知,木船排开水的体积减小时,需要上浮,所以铁牛就会被拉起,故D正确。
二、非选择题(共35分)
6.(6分)(预测题)弹簧测力计下挂着一重为12 N的实心小球,小球浸没在水中并静止时,弹簧测力计示数为7 N,此时小球受到的浮力是 N,其密度是 kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
答案:5 2.4×103
解析:小球浸没时受到的浮力:
F浮=G-F'=12N-7N=5N;
因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρgV排可得,小球的体积:V=V排=F浮ρ水g,
则小球的密度:ρ=mV= Gg F浮ρ水g=GF浮ρ水=12N5N×1.0×103kg/m3=2.4×103kg/m3。
7.(14分)(2018云南)一般情况下,人在水中会下沉,在死海中却能漂浮在海面上。为此,小李同学猜想:浮力的大小可能跟液体的密度有关。为了检验这个猜想,他设计了如图所示的实验进行探究:
(1)铝块在水中受到的浮力F浮= N。
(2)比较图乙、丙两图中铝块所受浮力的大小,小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论,你认为这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
(3)小赵同学认为用以下方法检验更为简便:将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中,看到鸡蛋在水中下沉,在浓盐水中悬浮,如图丁所示。分析鸡蛋受力可知,在水中下沉是因为它受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力;在浓盐水中悬浮时,根据
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的知识可得,鸡蛋受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,从而可以得出结论:浮力的大小与液体的密度 (选填“有关”或“无关”)。
〚导学号77164121〛
答案:(1) 1 (2)错误 没有控制铝块排开液体的体积相同 (3)小于 二力平衡 等于 有关
解析:(1)由图甲知,弹簧测力计分度值是0.2N,G=2.7N;由图乙知,铝块浸没在水中后所受浮力F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N;
(2)比较乙、丙两图可知,铝块所受浮力的大小相等,但由于实验中没有控制铝块排开液体的体积相同,故小李同学的结论是错误的。
(3)鸡蛋在水杯中下沉,受到水的浮力小于鸡蛋重力;鸡蛋悬浮在乙杯中,根据二力平衡知识可得,鸡蛋受到盐水的浮力等于鸡蛋重力;由于鸡蛋重力不变,故盛有水的容器中的鸡蛋受到的浮力小于盛有浓盐水的容器中的鸡蛋受到的浮力,从而可以得出结论:浮力的大小与液体的密度有关。
8.(6分)(2018湖南怀化)在平静的池水中漂浮有一个木球,木球的体积为4 dm3,露出水面的体积为总体积的14,那么木球受到的浮力为 N,木球的密度为 kg/m3。(g取10 N/kg)
答案:30 0.75×103
解析:(1)由题知,木球排开水的体积:V排=34V木球=3×10-3m3,则木球受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N;
(2)木球漂浮,则F浮=G木球=30N,故木球的质量:
m=G木球g=30N10N/kg=3kg,
木球的密度:
ρ=mV=3kg4×10-3m3=0.75×103kg/m3。
9.(3分)(2017湖北襄阳)某物体漂浮在水面上,受到的浮力是5 N,画出物体受到的浮力的示意图。
答案:见解析:
解析:因为木块漂浮,所以F浮=G=5N;浮力的作用点画在重心,方向竖直向上,如图所示。
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10.(6分)(2018安徽)如图甲所示,重为200 N的方形玻璃槽,底面积为0.4 m2,放在水平台面上,向槽中加水至水深0.3 m(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,玻璃槽的侧壁厚度不计)。
(1)将边长为20 cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5 cm,如图乙所示,求该物块的密度;
(2)如图丙所示,用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2 cm并保持静止,求此时力F的大小。
答案:(1)ρ物=0.75×103 kg/m3 (2)F=12 N
解析:(1)因为物体漂浮,所以F浮=G物,即ρ水gV排=ρ物gV物,又因为物体边长为20cm,露出水面的高度为5cm,所以V排V物=34,联立解得ρ物=3ρ水4=0.75×103kg/m3。
(2)因为物体边长为20cm,此时露出水面的高度为2cm,所以V排=S·h=(0.2m)2×(0.2-0.02)m=7.2×10-3m3,故此时物块所受浮力F浮'=72N,G物=60N,而此时物体受力平衡,所以F+G物=F浮',解得F=F浮'-G物=12N。
能力提升
一、选择题(每小题5分,共15分)
1.(2018四川眉山)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
答案:C
解析:由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排
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