第十章《浮力》综合检测题原卷版
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(2024·北京期末)下列设备和器材中,利用浮力的是( )
A.抽水机 B.铅垂线 C.气压计 D.潜水艇
2.如图所示,圆锥体重为G,静止在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的关系是( )
A.F1>F2
B.F1=F2
C.F1
3.(2024·临沂期末)将质量为500 g的物体,轻轻放入盛满水的溢水杯中,溢出400 g的水,则此物体受到的浮力大小为(g取10 N/kg)( )
A.9 N B.5 N C.4 N D.1 N
4.把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时,西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( )
A.石头受到的浮力更大些
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
5.如图,是我国055型万吨级驱逐舰延安号。该舰满载时,排水量约12 000 t,吃水深度为6.6 m。下列说法正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.延安号漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.延安号漂浮在海面上,所受浮力方向竖直向上
D.延安号不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
6.如图所示是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是( )
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力小于它排开海水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在海面上
D.冰山熔化一部分后排开海水的体积不变
7.(2024·眉山期中)如图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.图乙中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C.图丙中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
8.a、b两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后( )
A.甲漂浮,甲受浮力大 B.乙漂浮,乙受浮力大
C.甲漂浮,乙受浮力大 D.乙漂浮,甲受浮力大
9.(2024·达州)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
10.(2024·枣庄)将一底面积为200 cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积为50 cm2、高20 cm的圆柱体,如图甲所示。缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25 cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9 cm
B.圆柱体的密度为0.64×103 kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2 500 Pa
D.向容器内注水的总质量是4 200 g
二、填空题(每空2分,共16分)
11.(2024·六盘水模拟)园园煮汤圆时发现,生汤圆放入锅内,由于所受浮力 (选填“大于”或“小于”)其重力而下沉;煮熟的汤圆因其内部受热膨胀,所受浮力 (选填“增大”或“减小”),汤圆上浮。
12.(2024·益阳模拟)某一木块的体积为100 cm3,所受的重力为0.8 N。漂浮在水面上静止时受到的浮力为 N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为 N。(g取10 N/kg)
13.(2024·广安模拟)水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为100 cm2,将重为4.8 N的圆柱体A用细线悬挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中。当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时A受到的浮力为 N。剪断细线,将A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示(A与杯底不密合),与图甲相比,溢水杯对桌面的压强增加了 Pa。
14.(2024·绥化)如图,一长方体物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积是总体积的;当它漂浮在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的。水和液体对物块下表面的压强分别为p1和p2,则p1 (选填“>”“=”或“<”)p2,杯中液体的密度是 kg/m3。(物块质量分布均匀,且不吸水和另一液体)
三、实验探究题(共24分)
15.(14分)(2024·乐山模拟)如图是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。
(1)从图中可知物块的重力为 N。
(2)比较图D和E,可以得出:浮力大小与 有关。
(3)比较图 和 ,可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关。
(4)本实验采用的物理方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(5)该小组的同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密度:
①物块完全浸没于水中所受浮力为 N;
②物块密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
16.(10分)(2024·苏州模拟)综合实践活动课上,小明用一根长约20 cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。
制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8 g/cm3、0.9 g/cm3、1.0 g/cm3、1.1 g/cm3的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为 g/cm3。
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h= (用ρ水、ρ液、H表示)。
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离 (选填“相等”或“不相等”)。
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其他没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“无变化”)。
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将 。
四、综合应用题(共30分)
17.(15分)(2024·烟台)如图,海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台,海军烟台舰舰长134 m,最大宽度16 m,高度35 m,排水量(满载)约4 000 t,巡航速度18节(1节=1.852 km/h),续航里程4 000海里(1海里=1.852 km),抗风力大于12级。(g取10 N/kg,海水的密度取1.0×103 kg/m3)
(1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大?
(2)某次航行中烟台舰吃水深度为4 m,则在舰底0.5 m2的面积上受到海水的压力为多大?
(3)若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3 000海里,其航行时间为多少小时?(结果保留一位小数)
18.(15分)(2024·眉山模拟)放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为10-4 m2,将一体积为2×10-4 m3的木块放入水中静止时,有体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来,如图乙所示。已知:水的密度为ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)木块的密度。
(2)木块漂浮时排开水的质量。
(3)浸没水中时细线对木块的拉力。
第十章《浮力》综合检测题 答案版
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(2024·北京期末)下列设备和器材中,利用浮力的是( D )
A.抽水机 B.铅垂线 C.气压计 D.潜水艇
2.如图所示,圆锥体重为G,静止在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的关系是( A )
A.F1>F2
B.F1=F2
C.F1
3.(2024·临沂期末)将质量为500 g的物体,轻轻放入盛满水的溢水杯中,溢出400 g的水,则此物体受到的浮力大小为(g取10 N/kg)( C )
A.9 N B.5 N C.4 N D.1 N
4.把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时,西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( A )
A.石头受到的浮力更大些
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
5.如图,是我国055型万吨级驱逐舰延安号。该舰满载时,排水量约12 000 t,吃水深度为6.6 m。下列说法正确的是( C )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.延安号漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.延安号漂浮在海面上,所受浮力方向竖直向上
D.延安号不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
6.如图所示是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是( C )
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力小于它排开海水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在海面上
D.冰山熔化一部分后排开海水的体积不变
7.(2024·眉山期中)如图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( B )
甲 乙 丙 丁
A.图甲中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.图乙中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C.图丙中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
8.a、b两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后( D )
A.甲漂浮,甲受浮力大 B.乙漂浮,乙受浮力大
C.甲漂浮,乙受浮力大 D.乙漂浮,甲受浮力大
9.(2024·达州)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( D )
A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
10.(2024·枣庄)将一底面积为200 cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积为50 cm2、高20 cm的圆柱体,如图甲所示。缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25 cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg),则以下说法正确的是( D )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9 cm
B.圆柱体的密度为0.64×103 kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2 500 Pa
D.向容器内注水的总质量是4 200 g
二、填空题(每空2分,共16分)
11.(2024·六盘水模拟)园园煮汤圆时发现,生汤圆放入锅内,由于所受浮力小于(选填“大于”或“小于”)其重力而下沉;煮熟的汤圆因其内部受热膨胀,所受浮力增大(选填“增大”或“减小”),汤圆上浮。
12.(2024·益阳模拟)某一木块的体积为100 cm3,所受的重力为0.8 N。漂浮在水面上静止时受到的浮力为0.8N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为1N。(g取10 N/kg)
13.(2024·广安模拟)水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为100 cm2,将重为4.8 N的圆柱体A用细线悬挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中。当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时A受到的浮力为1N。剪断细线,将A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示(A与杯底不密合),与图甲相比,溢水杯对桌面的压强增加了280Pa。
14.(2024·绥化)如图,一长方体物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积是总体积的;当它漂浮在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的。水和液体对物块下表面的压强分别为p1和p2,则p1=(选填“>”“=”或“<”)p2,杯中液体的密度是1.2×103kg/m3。(物块质量分布均匀,且不吸水和另一液体)
三、实验探究题(共24分)
15.(14分)(2024·乐山模拟)如图是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。
(1)从图中可知物块的重力为4.8N。
(2)比较图D和E,可以得出:浮力大小与液体的密度有关。
(3)比较图C和D,可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关。
(4)本实验采用的物理方法是控制变量法(选填“控制变量法”或“转换法”)。
(5)该小组的同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密度:
①物块完全浸没于水中所受浮力为0.6N;
②物块密度为8×103kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
16.(10分)(2024·苏州模拟)综合实践活动课上,小明用一根长约20 cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。
制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8 g/cm3、0.9 g/cm3、1.0 g/cm3、1.1 g/cm3的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为1.0g/cm3。
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=(用ρ水、ρ液、H表示)。
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离不相等(选填“相等”或“不相等”)。
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其他没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果偏大(选填“偏大”“偏小”或“无变化”)。
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将提高。
四、综合应用题(共30分)
17.(15分)(2024·烟台)如图,海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台,海军烟台舰舰长134 m,最大宽度16 m,高度35 m,排水量(满载)约4 000 t,巡航速度18节(1节=1.852 km/h),续航里程4 000海里(1海里=1.852 km),抗风力大于12级。(g取10 N/kg,海水的密度取1.0×103 kg/m3)
(1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大?
(2)某次航行中烟台舰吃水深度为4 m,则在舰底0.5 m2的面积上受到海水的压力为多大?
(3)若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3 000海里,其航行时间为多少小时?(结果保留一位小数)
解(1)满载排水量m排=4 000 t=4×106 kg,烟台舰受到的浮力F浮=G排=m排g=4×106 kg×10 N/kg=4×107 N
(2)吃水深度4 m时,烟台舰底部受到的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 m=4×104 Pa。舰底0.5 m2的面积上受到的压力F=pS=4×104 Pa×0.5 m2=2×104 N
(3)航行时间t===166.7 h
18.(15分)(2024·眉山模拟)放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为10-4 m2,将一体积为2×10-4 m3的木块放入水中静止时,有体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来,如图乙所示。已知:水的密度为ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)木块的密度。
(2)木块漂浮时排开水的质量。
(3)浸没水中时细线对木块的拉力。
解:(1)木块处于漂浮状态,有体积露出水面,则V排=(1-)V木=V木,此时浮力等于重力,即F浮=G,根据阿基米德原理和G=mg=ρVg得,ρ水gV木=ρ木gV木,则木块的密度ρ木=ρ水=×1.0×103 kg/m3=0.8×103 kg/m3
(2)木块漂浮时,排开水的体积V排=V木=×2×10-4 m3=1.6×10-4 m3,根据ρ=可得排开水的质量m排=ρ水V排=1.0×103 kg/m3×1.6×10-4 m3=0.16 kg=160 g (3)图乙中,木块浸没水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-4 m3=2 N;木块的重力G木=ρ木gV木=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-4 m3=1.6 N;木块受到浮力、重力和细线的拉力处于平衡状态,则木块浸没水中时细线对木块的拉力F拉=F浮-G木=2 N-1.6 N=0.4 N