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1、专题检测九浮力(时间45分钟满分100分)一、选择题(每题4分,共40分)1.水是人类生存的重要资源,下列与水有关的说法正确的是(C)A.漂浮在水面的木块受浮力,而在水中下沉的石块不受浮力B.夏天向教室地面洒水降温利用了水的比热容大C.“潭清疑水浅”是由于光的折射造成的D.水的沸点随气压增大而降低2.两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉。比较松手时两者所受的浮力(B)A.木块受的浮力大B.石块受的浮力大C.两者受的浮力一样大D.条件不足,无法比较3.我国沉船打捞人员在南海打捞宋朝的商船。潜水员在水面下作业,当他继续下潜的过程中,以下说法正确的是(D)A
2、.所受浮力变大,压强变大B.所受浮力变大,压强变小C.所受浮力不变,压强不变D.所受浮力不变,压强变大4.小明同学在做鸡蛋浮沉的实验时如图,用适当浓度的盐水使鸡蛋正好悬浮。那么下列操作和判断正确的是(C)A.向盐水中加一些清水,鸡蛋将上浮直至漂浮,过程中鸡蛋所受的浮力一直不变B.向盐水中加一些盐,鸡蛋将上浮直至漂浮,过程中鸡蛋所受的浮力一直不变C.向盐水中加一些清水,鸡蛋将下沉的原因是排开液体的密度减小,浮力减小D.向盐水中加一些盐,鸡蛋将下沉的原因是鸡蛋所受的重力变大,浮力不变5.如图所示,木块漂浮水面上,不可伸长的细线处于松弛状态,装有足够多水的容器底有一阀门K。打开阀门使水缓缓流出,当细
3、线断裂的瞬间关闭阀门,则(B)A.细线断裂的瞬间,木块受到的拉力大于重力B.细线断后,容器底受到水的压强比断线的瞬间大C.细线断裂前,木块受到的拉力的变化量大于浮力变化量D.细线断后,木块再次漂浮时受到的浮力比断线的瞬间小6.如图是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机飞行的图片,下列说法正确的是(A)A.飞机飞离航母后,航母所受浮力变小B.飞机飞行时能获得向上的压强差,是因为机翼上方空气流速小于机翼下方空气流速C.飞机在航母甲板上加速飞行时,受到平衡力作用D.飞机在起飞过程中,惯性将增大7.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有两种不同的液体,将两个相同的小球分别放在两烧杯中,小球静
4、止时,两烧杯液面相平,下列判断正确的是(C)A.甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度B.甲烧杯中小球受到的浮力大于乙烧杯中小球受到的浮力C.甲烧杯对水平桌面的压强大于乙烧杯对水平桌面的压强D.甲、乙两烧杯底受到液体的压强相等8.如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,下列说法正确的是(D)A.甲球受到的浮力大B.乙球受到的浮力大C.甲球浸在水中的体积大D.两球浸在水中的体积一样大9.如图甲所示,烧杯里盛有6 的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0 的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉
5、情况判断正确的是(C)A.先下沉然后上浮B.浮力变小,一直下沉C.先上浮然后下沉D.浮力变大,一直上浮10.(多选)小李同学在探究某种液体密度的实验中,用弹簧测力计悬挂一个正方体金属块,浸没在液体中,如图甲所示,缓慢地将金属块从液体中竖直提起,该过程中弹簧测力计示数F随金属块提起高度h的关系如图乙所示,g取10 N/kg,则根据图象信息可以确定(AC)A.该金属块的边长为4 cmB.在高度h由2 cm变化到6 cm的过程中,金属块所受浮力逐渐增大C.该液体的密度约为1.56103 kg/m3D.甲图中刚提起金属块时上表面受到的液体压强为250 Pa二、填空题(每空3分,共27分)11.中国核潜
6、艇在捍卫中国领海过程中发挥了巨大作用。为了执行任务,当它从长江潜入到东海时,假设潜入深度不变,则所受浮力变大,潜艇机身所受液体压强变大。(均选填“变大”“变小”或“不变”)12.已知某一物体受到的重力为10 N,把它挂在弹簧测力计下方,并将它浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为6 N。则该物体受到的浮力为4 N,物体的密度为2.5103 kg/m3。(水=1103 kg/m3,g取10 N/kg)13.一艘轮船的排水量是60 000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是6104 m3。一艘潜水艇从海洋潜行(航行时不露出水面)到长江内河时,潜水艇受到的浮力变小(选填“变大”“变小”或“不变
7、”)。(水=1.0103 kg/m3,海水=1.03103 kg/m3,g取10 N/kg)14.用手将一重5 N,体积为0.8 dm3的物体全部压入水中,此时物体受到的浮力为8 N。放手后物体将上浮(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),此运动过程中物体下表面受到水的压强变小(选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)三、实验探究题(本题14分)15.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:A.可能与物体浸没在液体中的深度有关;B.可能与物体的密度有关;C.可能与物体的体积有关;D.可能与物体浸在液体中的体积有关;E.可能与物体的重力有关。为了验证上述猜想,小
8、明利用下列器材做了如图所示的实验。器材:体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳。(1)分析比较实验,可以验证猜想D是正确的;分析比较实验,可以验证猜想A是错误的。(均选填“A”“B”“C”“D”或“E”)(2)分析比较实验与,可以验证猜想B是错误的。(3)分析比较实验可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体密度有关。(4)该实验研究主要运用的科学探究方法是控制变量法。(5)在完成以上探究后,小明又选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是为了A(选填字母序号)。A.寻找普遍规律B.取平均值减小误差四、计算题(本题共19分)16.(9分)在水平台面上放置一个底面积为100 cm
9、2的圆筒形容器,容器内水深20 cm,将一个长方体用细线拴好悬挂在弹簧测力计下,从水面开始逐渐浸入直至浸没到水面下某处停止。此过程中,弹簧测力计的示数F与长方体下表面到水面的距离h的关系图象如图所示。(g取10 N/kg,容器厚度、细线重均不计,容器内的水未溢出)求:(1)长方体浸没在水中受到的浮力;(2)长方体浸没时,水对容器底的压强。答案(1)4N(2)2400Pa解析(1)由题图知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=9N。当h10cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F示=5N,所以长方体浸没在水中受到的浮力F浮=G-F示=9N-5N=4N(
10、2)由F浮=水gV排得排开水的体积V排=410-4m3容器内水的体积V水=100cm220cm=2000cm3=210-3m3长方体浸没时,水和物体的总体积V=V水+V排=210-3m3+410-4m3=2.410-3m3容器内水的深度h=0.24m水对容器底的压强p=水gh=1103kg/m310N/kg0.24m=2400Pa17.(10分)测量液体密度的仪器叫做密度计。图(a)和图(b)是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中。(1)请判断哪杯液体密度大,并说明理由。(2)实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管,管下部为一玻
11、璃泡,内装有铅粒。某密度计圆柱形玻璃管长L=10 cm,横截面积S=2.5 cm2,该密度计总质量m=20 g,将它放入水中静止时,水面距玻璃管上端为4 cm;将此密度计放入未知液体中静止时,发现液面距玻璃管上端为2 cm。求这种液体的密度以及密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值。(已知水的密度为1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)答案(1)b液体密度大,理由见解析(2)0.8103kg/m3密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值分别为4103kg/m3、0.67103kg/m3解析(1)同一个密度计放在不同液体中都漂浮,则=G,由题图知密度计排开液体的体积,根据F浮=
12、液gV排可知a球,乙液=球,所以甲液乙液,故A错误。因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,故B错误。由G=mg、=可得G=Vg,因为甲液乙液,甲杯内液体的体积大于乙杯内液体的体积,所以甲杯内液体的质量较大,重力较大,甲、乙两烧杯相同,两小球相同,所以甲杯对桌面的压力较大;又根据p=可知,甲烧杯对水平桌面的压强大于乙烧杯对水平桌面的压强,故C正确。两杯中液面相平,甲液乙液,所以根据p=液gh可知,烧杯底受到液体的压强p甲液p乙液,故D错误。8.D甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,由
13、于两球质量相等,重力相等,所以浮力相等,故A、B错误;由F浮=G排=水gV排可得,V排相同,所以两球浸在水中的体积一样大,故C错误,D正确。9.C由于烧杯里盛有6的水,小球在水中恰好悬浮,则小球的密度与水的密度相等;由题图乙可知,4的水的密度最大,6的水的密度比0时水的密度大;所以当水的温度从6降到4时,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最后漂浮;当水的温度从4降到0时,水的密度减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、悬浮、最后下沉。10.AC由题图可知,金属块被提高2cm时,弹簧测力计的示数开始变大,此时金属块的上表面刚露出液面,金属块被提升6cm时,弹簧测力计的示数不再变化,此时金属
14、块的下表面开始露出液面,故金属块的边长为6cm-2cm=4cm,故A正确。由题图可知,在高度h由2cm变化到6cm的过程中,弹簧测力计的示数逐渐变大,根据F浮=G-F拉,金属块的重力不变,浮力逐渐减小,故B错误。金属块完全露出液面时拉力等于重力,由题图可知,该金属块的重力G=F拉=3.5N。在高度h由0变化到2cm的过程中,金属块完全浸没在液体中,此时排开液体的体积V排=V=(4cm)3=64cm3=6.410-5m3,此过程中弹簧测力计的示数为F拉=2.5N,所以,物体完全浸没在液体中受到的浮力为F浮=G-F拉=3.5N-2.5N=1N,由F浮=液gV排得,液体的密度液=1.56103kg/
15、m3,故C正确。由题图可知,甲图中刚提起金属块时上表面距离液面的高度为h=2cm=0.02m,则上表面受到的液体压强p=液gh=1.56103kg/m310N/kg0.02m=312Pa,故D错误。11.变大变大解析潜艇从长江某基地进入东海,水下的深度不变,V排不变,因为液体密度变大,由F浮=液gV排可知,潜艇所受浮力变大;又由p=液gh可知,它受到的液体的压强也变大。12.42.5103解析物体受到的浮力F浮=G-F=10N-6N=4N物体完全浸没,根据F浮=gV排可得,物体的体积V=V排=410-4m3物体的质量m=1kg物体的密度=2.5103kg/m313.6104变小解析m排=600
16、00t=6107kg,由=可得,它在长江航行时排开水的体积是V排=6104m3。潜水艇从海洋潜行进入长江内河,潜水艇浸没,排开水的体积不变,水密度减小,根据公式F浮=gV排可知,潜水艇受到的浮力变小。14.8上浮变小解析物体全部压入水中,即物体浸没在水中,V排=V物,则所受浮力F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.810-3m3=8N;因为浮力大于重力,故放手后物体将上浮;物体在上浮过程中,深度变小,由p=gh可知物体下表面受到水的压强变小。15.(1)DA(2)(3)液体密度(4)控制变量法(5)A解析(1)由题图所示实验可知,铁块排开水的体积不同,铁块受到的浮力不同,由此可
17、知,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关,由此可知,猜想D是正确的;由题图所示实验可知,铁块排开水的体积相同而铁块进入水中的深度不同而铁块受到的浮力相等,由此可知,物体受到的浮力与物体进入液体的深度无关,由此可知,猜想A是错误的。(2)两物体的密度不同,体积相同,由可知,甲受到的浮力为3N-1N=2N;由可知,乙受到的浮力为4N-2N=2N;由上可知物体在液体中受到的浮力与物体的密度无关,猜想B错误。(3)由所示实验可知,铜块排开液体的体积相同而液体密度不同,铜块受到的浮力不同,由此可得,浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。(4)由猜想知,浮力大小可能与多个因素有关,该实验的探究
18、过程中用到了控制变量法。(5)实验分为探究性实验和测量型实验,测量型实验的目的是取平均值减小误差,而此实验是探究性实验,多次测量的目的是寻找普遍规律,故A正确。16.(1)4 N(2)2 400 Pa解析(1)由题图知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=9N当h10cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F示=5N所以长方体浸没在水中受到的浮力F浮=G-F示=9N-5N=4N(2)由F浮=水gV排得排开水的体积V排=410-4m3容器内水的体积V水=100cm220cm=2000cm3=210-3m3长方体浸没时,水和物体的总体积V=V水+V排=21
19、0-3m3+410-4m3=2.410-3m3容器内水的深度h=0.24m水对容器底的压强p=水gh=1103kg/m310N/kg0.24m=2400Pa17.(1)b液体密度大,理由见解析(2)0.8103 kg/m3密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值分别为4103 kg/m3、0.67103 kg/m3解析(1)同一个密度计放在不同液体中都漂浮,则=G,由题图知密度计排开液体的体积,根据F浮=液gV排可知ab。(2)密度计的质量m=20g=0.02kg,则G=mg=0.02kg10N/kg=0.2N当置于水中时,F浮1=G=0.2N由F浮=水gV排可得V排水=210-5m3圆柱
20、形玻璃管进入水的体积V1=S(h-h1)=2.5cm2(10cm-4cm)=15cm3=1.510-5m3所以管下部玻璃泡的体积V0=V排水-V1=210-5m3-1.510-5m3=510-6m3放入未知液体中静止时,圆柱形玻璃管进入液体的体积V2=S(h-h2)=2.5cm2(10cm-2cm)=20cm3=210-5m3则V排液=V0+V2=510-6m3+210-5m3=2.510-5m3由于密度计都是处于漂浮状态,则F浮2=G=0.2N由F浮=gV排可得液=0.8103kg/m3当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时,所测液体密度值为最大,因为F浮=G,所以,最大gV0=G,则最大=4103kg/m3当密度计上部的圆柱形玻璃管全部浸没液面时,所测液体密度值为最小,圆柱形玻璃管的体积V=Sh=2.5cm210cm=25cm3=2.510-5m3V排最大=V0+V=510-6m3+2.510-5m3=310-5m3因为F浮=G,所以,最小gV排最大=G,则最小=0.67103kg/m3。9