第十章 浮力单元测试卷
一、填空题(每空2分,共22分)
1.小明用弹簧测力计吊着一物块在空气中静止时,弹簧测力计的示数为12 N;当把物块浸没在煤油中静止时,弹簧测力计的示数为5 N,此时物块受到的浮力为 N.
2.利用大塑料袋、铁丝、小碟、固体酒精可自制如图所示的孔明灯.点燃小碟内的固体酒精,加热孔明灯内部的空气,使孔明灯内部气体密度 外部空气的密度,当浮力 重力时,孔明灯就腾空而起.(均填“大于”“小于”或“等于”)
3.小陶子在家中洗碗时,发现空碗可以漂浮在水面上,如图所示,此时空碗受到的浮力 它所受的重力;当碗中装有一定量的水时,碗会沉入水底,则沉底时碗受到的浮力 它漂浮时受到的浮力. (均填“大于”“小于”或“等于”)
4.三个相同的轻质弹簧(重力不计),一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连.向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示的现象,已知乙球下方的弹簧长度等于原长.三个球在液体中受到浮力的大小分别为F甲、F乙和F丙,这三者的大小关系是 ;这三个球的密度分别为ρ甲、ρ乙和ρ丙,这三者的大小关系是 .
第4题图 第5题图
5.两个完全相同的玻璃缸中装满了水,其中甲中只有水,乙内水中悬浮着一个50 g的小球.若把这两个缸放到台秤上称量,台秤示数的大小关系为m甲 m乙(选填“>”“<”或“=”),该小球的体积为 cm3.(ρ水=1.0 g/cm3)
6.如图所示是游泳者使用防溺水自救手环的情景.当游泳者潜水遇到危险时,打开开关,手环内压缩气体迅速释放并充满气囊,此时手环拉住人向上逃生.手环和气囊的总质量是0.5 kg,充满气后总体积是5×10-3 m3,手环拉动游泳者匀速上浮,手环对人的拉力是 N;如在密度更大的海水中潜水时,手环对人的拉力将 (填“变大”“不变”或“变小”).(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
二、选择题(每小题3分,共30分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
7.下列能直观说明浸在液体或气体中的物体受到浮力的是 ( )
A.石块落在水中会下沉
B.风将树叶从树枝上吹落
C.桥墩在水中“稳如泰山”
D.在水中加盐后,原本沉底的鸡蛋上浮
8.如图所示,草莓、苹果、西瓜都漂浮在水面上,关于三者所受浮力的大小,下列说法正确的是( )
A.草莓受到的浮力大 B.苹果受到的浮力大
C.西瓜受到的浮力大 D.三者受到的浮力相同
9.小杰同学在“海底世界”游玩时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示.下列对气泡上升过程中受到的浮力和气泡所受的压强的分析正确的是 ( )
A.浮力不变,压强不变
B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小
D.浮力变大,压强变大
10.如图所示,重力为5 N的木块,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3 N,木块所受浮力的大小和方向是( )
A.8 N 竖直向上
B.5 N 竖直向下
C.3 N 竖直向下
D.2 N 竖直向上
11.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程,下列对此潜水艇的分析正确的是 ( )
A.上浮过程中所受浮力逐渐变大
B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C.漂浮时排开的海水所受的重力最小
D.漂浮时潜水艇底部受到的海水压强最大
12.如图所示是在港珠澳大桥海底隧道的一施工现场,起重船“振华30”将长方体物体放入水中直至浸没.下列图像所描述的此过程中“振华30”主船体所受浮力的变化正确的是 ( )
A B C D
13.如图所示是同学们自制的“浮沉子”,它的制作过程如下:先向矿泉水瓶内倒入一定量的水,再向一个轻质小药瓶内倒入少量的水,然后将小药瓶的瓶口朝下装入矿泉水瓶中,调整小药瓶内的水量,使小药瓶漂浮在水面上.下列叙述中正确的是 ( )
A.拧紧矿泉水瓶盖后用力捏瓶身,小药瓶会上浮一些
B.打开矿泉水瓶盖后用力捏瓶身,小药瓶可能悬浮
C.小药瓶漂浮在水面上时,受到的浮力大于重力
D.小药瓶在水中加速下降时,受到的浮力小于重力
14.如图所示,容器内有水,有一塑料试管下面挂一小铁块,浮在水面上.现将小铁块取下放入试管中,试管仍浮在水面,则 ( )
A.水面上升
B.水面下降
C.容器底部受到水的压强不变
D.试管外壁上A点受到水的压强不变
15.(多选)如图所示是气象探测保障服务团队在珠峰大本营准备释放的甲、乙两个探空气球,甲的体积小于乙的体积.探空气球释放前后,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的重力
B.释放前甲受到的浮力一定小于乙受到的浮力
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重力
16.(多选)在两个相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,再分别放入完全相同的小球,如图所示.当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.4 N和0.5 N,g取10 N/kg.下列说法正确的是 ( )
A.小球的质量为500 g
B.甲杯中小球受到的浮力小于0.4 N
C.甲杯内液体的密度小于乙杯内液体的密度
D.甲杯内液体对杯底的压力小于乙杯内液体对杯底的压力
三、实验探究题(共29分)
17.(10分)如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形.
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示,物块的重力为 N.
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到 .由此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关.
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为 N.
(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是控制 相同;他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显.小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是 .
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
18.(12分)小明和小华各自做了“验证阿基米德原理”实验,如图甲为小明实验的示意图,如图乙为小华实验的部分示意图.
(1)在小明的实验示意图中,弹簧测力计的示数分别为F1、F2,量筒中水面对应的示数分别为V1、V2,则实验中圆柱体受到水的浮力的表达式为 ;圆柱体排开的水受到的重力的表达式为 (水的密度用ρ水表示).通过比较两者的大小关系,可以验证阿基米德原理.
(2)小华的实验示意图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华完成图乙所示步骤后,接着使用天平成功完成实验,则天平需要测量的两个物理量分别是 、 .
(3)实验中,为了得到“排开液体的重力”,小明使用了量筒、弹簧测力计,小华使用了溢水杯、小烧杯和天平.
①请你写出小明实验的一条优点: .
②请你分析小华实验中可能造成的误差: .
19.(7分)小明在课外兴趣小组的活动中制作了一个简易密度计.
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入金属丝并用石蜡封口,放入水中,吸管竖直漂浮在水面上,吸管所受浮力为F浮1.如图所示,小明感觉吸管浸入水中的长度偏大,在不改变吸管的前提下,他应 (填具体操作),再次将吸管放入水中,吸管仍竖直漂浮在水面上,此时吸管浸入水中的长度为H,吸管所受的浮力为F浮2.则F浮1 (填“=”“>”或“<”)F浮2.
(2)再将此吸管放入另一液体中,测得此时吸管浸入液体中的长度为h,此时吸管所受浮力为F浮3.则F浮3 (填“=”“>”或“<”)F浮2,液体密度的表达式为ρ液= .
(3)小明在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),紧接着标出了其他刻度线.结果发现,0.9刻度线在1.0刻度线的 (填“上”或“下”)方.
四、综合应用题(共19分)
20.(10分)如图所示是一种木制的“菱桶”(可看成圆柱体),是江南地区常见的采菱时的载人工具.已知菱桶的底面积为2 m2,高为25 cm,质量为20 kg.求:(g取10 N/kg)
(1)一只空“菱桶”放入水中静止时受到的浮力.
(2)静止时,空“菱桶”露出水面的高度.
(3)若图中采菱人的重力为600 N,“菱桶”此时露出水面的高度为20 cm,则“菱桶”内菱角的重力.
21.(9分)如图所示,盛有水的平底薄壁容器放在水平桌面上静止,容器的底面积为0.05 m2,容器和水的总重力为4 N.用细线吊着一个重为3 N的实心金属块并将其浸没在水中(水未溢出),已知金属块的体积为1×10-4 m3,水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg.求:
(1)金属块浸没时受到的浮力;
(2)金属块浸没时细线对金属块的拉力;
(3)若剪断细线,当金属块沉底时,容器对桌面的压强变化量.
第十章 浮力单元测试卷答案
1.7
2.小于 大于
3.等于 小于
4.F甲=F乙=F丙 ρ甲<ρ乙<ρ丙
5.= 50
6.45 变大
7.D
8.C
9.C
10.A
11.C
12.A
13.D 14.C
15.BC 16.CD
17.(1)1.8 (2)物块排开液体的体积逐渐增大
(3)0.8 (4)物块排开液体的体积 CD
18(1)F1-F2 ρ水(V2-V1)g (2)小烧杯和溢出水的总质量 小烧杯的质量 (3)实验中不用添加其他测量工具,可直接测得排开液体的体积进而计算得到排开液体的重力 测小烧杯的质量时,因有水未倒尽,导致“排开液体的质量”的测量值偏小
19.(1)减少塞入的金属丝的质量 >
(2)= (2分) (3)上(2分)
20.(1)一只空“菱桶”放入水中静止时,“菱桶”漂浮,此时浮力等于重力,空“菱桶”受到的浮力F浮=G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N
(2)由F浮=ρ水gV排可知,空“菱桶”排开水的体积
V排===0.02 m3
由V=Sh可得,空“菱桶”浸入水中的深度
h == =0.01 m=1 cm
因此空“菱桶”露出水面的高度h露=h桶-h =25 cm-1 cm=24 cm
(3)已知“菱桶”此时露出水面的高度为20 cm,则“菱桶”浸入水中的深度h'=25 cm-20 cm=5 cm=0.05 m
“菱桶”排开水的体积V排'=Sh'=2 m2×0.05 m=0.1 m3
“菱桶”受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m3=1 000 N
“菱桶”漂浮,则浮力等于人、“菱桶”和菱角的总重力,则菱角的重力G菱角=G总-G人-G=1 000 N-600 N-200 N=200 N
21.(1)金属块浸没时排开水的体积V排=V=1×10-4 m3
金属块受到的浮力F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-4 m3=1 N
(2)细线对金属块的拉力F拉=G-F浮=3 N-1 N=2 N
(3)金属块沉底时,容器对桌面压力的变化量ΔF=F拉=2 N
则容器对桌面压强的变化量Δp===40 Pa
