第十章《浮力》单元测评
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)
1.(2019·北京中考)装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法正确的是( )
A.M上、下表面受到水压力的差大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的差大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
2.如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0 N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4 N,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9 N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。则下列说法正确的是( )
A.丙图中,溢水杯溢到小桶中的水的质量为90 g
B.丙图中,浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.5 N
C.丁图中,弹簧测力计的示数F应为7.4 N
D.鹅卵石的密度为1.56 g/cm3
3.关于潜水艇的上浮和下沉,下列说法正确的是( )
A.潜水艇是通过改变自身重力从而上浮和下沉的
B.潜水艇是通过改变浮力从而上浮和下沉的
C.潜水艇下沉越深,所受浮力越大
D.潜水艇浮出水面的过程中,所受浮力不变
4.选择优良种子,是农业丰收的基本保证。盐水选种是我国农民常采用的选种方法:将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种沉入水底,次种则漂浮于水面,很快就能完成选种工作,如图所示。但盐水浓度的把握是关键,如果盐水的浓度太低,则可能( )
A.所有种子都漂浮在水面 B.所有种子都不受浮力
C.只有少量次种漂浮 D.良种漂浮,而次种下沉
5.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列四种说法正确的是( )
A.三个容器对水平桌面的压力相等
B.三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大
C.如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
D.如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
6.(2019·山东泰安中考)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中( )
①F1>F2 ②ρ1>ρ2 ③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强 ④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
A.只有②③正确 B.只有①②正确
C.只有③④正确 D.只有①③④正确
7.密度计是用来测量液体密度的仪器,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度计静止时,两种液体的深度相同,如图所示。甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲和p乙,密度计所受浮力为F甲和F乙,则( )
A.p甲
C.p甲>p乙 F甲=F乙 D.p甲>p乙 F甲
8.两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当两球静止时液面相平,球所处的位置如图所示,设甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p甲和p乙,则它们的关系是( )
A.p甲
C.p甲=p乙 D.无法确定
二、填空题(每空3分,共27分)
9.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。漂浮的西瓜受到的浮力 李子受到的浮力,西瓜的密度 李子的密度。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
10. 如图所示,将重为5 N的木块放入烧杯中,静止时木块所受浮力的大小为 N,方向为 。放入木块后,烧杯底部所受水的压强相对于原来 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11. 如图所示,将装有水的小瓶瓶口向 (选填“上”或“下”),使小瓶漂浮在大塑料瓶的水面上,将大塑料瓶密封后,就制成了“浮沉子”。制作时,在小瓶中放入的水要适量,水过少了,会导致 。
12. 如图所示,把一木块放入水中,静止时木块有
的体积浸入水中,木块的密度为 kg/m3。如果把该木块放入密度为0.8×103 kg/m3的酒精中,静止时,如图所示。那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒 的关系为p水
(选填“大于”“等于”或“小于”)p酒。
三、简答题(8分)
13.(2019·内蒙古呼和浩特中考)有人说,水里的冰块熔化后,水面会上升,你认为这种说法是否正确?请你用给出的图示,并用学过的知识进行分析(忽略热胀冷缩对水和冰的影响,已知冰和水的密度之比为9∶10),并得出正确结论。
四、实验题(每空3分,共27分)
14.在探究影响浮力大小的因素这一问题时,请你根据下图所示实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行研究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。
(1)探究的因素是 。选用的图是 (填图中的序号)。
(2)小明想探究物体受到的浮力与其形状是否有关,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力。
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因是他只关注了铁片 的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
15.晓雯学习了浮力知识后进一步思考:浮力是液体对物体向上的托力,而物体间力的作用是相互的,所以物体对液体一定有向下的压力。那么浮力的大小与物体对液体压力的大小有什么关系呢?
(1)晓雯利用烧杯、水、天平、金属圆柱体、细线和弹簧测力计,进行了如下探究:
①在烧杯中盛适量水,用天平测出烧杯和水的总质量m1=136 g。
②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G=0.54 N。
③如图所示,将圆柱体部分没入水中,记下弹簧测力计的示数F,则圆柱体所受水的浮力为 (用字母表示);保持圆柱体浸入水中的部分不变,向天平的右盘加上适量的砝码,使天平重新平衡。记下天平的读数m2,则圆柱体对水的压力为 (用字母表示)。
(2)下表为晓雯记录的实验数据:(表中h2>h1 ,g取10 N/kg)
|
圆柱体的位置 |
测力计的示数F/N |
天平重新平衡后天平的读数m2/g |
|
圆柱体部分浸入 |
0.44 |
146 |
|
圆柱体浸没深度h1 |
0.34 |
156 |
|
圆柱体浸没深度h2 |
0.34 |
156 |
通过分析表格中的数据,可以得出:浮力的大小 物体对液体压力的大小。你还可以得出什么结论?(写出一条即可) 。
五、计算题(14分)
16.若某竹筏用7根完全相同的楠竹制作而成,每根楠竹质量为8 kg,体积为0.1 m3。忽略制作竹筏所使用绳子的质量和体积。g取10 N/kg。求:
(1)不载人时,竹筏漂浮于水面受到的浮力及排开水的体积;
(2)为安全起见,竹筏最多能有
的体积浸入水中,若乘客质量均为50 kg,不计竹筏的质量,该竹筏最多能载多少人。
第十章测评(B)
1.B 解析 正方体物块M悬浮在水中,则F浮=G,其上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,M上、下表面受到水压力的差大小F差=F浮,所以F差=F下-F上=F浮=G,故A错误,B正确;M上表面所处的深度较小,根据p=ρgh可知,M上表面受到水的压强小于M下表面受到水的压强,而上下表面的面积相同,则由F=pS可知,M上表面受到水的压力小于下表面受到水的压力,所以,M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力不是一对平衡力,故C、D错误。
2.B
3.A 解析 潜水艇的体积不变,潜入水中时所受浮力不变,潜水艇通过两侧水舱的放水与充水来改变自重,从而实现上浮与下潜的,故A选项正确,B、C选项错误;当潜水艇浮出水面时,潜水艇排开水的体积变小,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,潜水艇所受浮力变小,故D选项错误。
4.C 解析 盐水选种是利用浮沉条件来实现的,若盐水的浓度太低,则盐水的密度太小,根据物体的浮沉条件可知,一些不是很饱满的种子也将沉入水底,故选项C符合题意。
5.A 解析 题图甲中,容器对水平桌面的压力等于容器重力和容器中水的重力之和。题图乙中,木块漂浮在水面上,木块受到的浮力等于木块排开水的重力,因此对桌面的压力与题图甲中容器对桌面的压力相同。题图丙中小球悬浮,小球受到的浮力等于小球排开水的重力,故对桌面的压力等于题图甲中的压力,故选项A正确,选项B错误;如果向乙容器中加入盐水,木块仍然漂浮,木块受到的浮力等于重力,故木块受到的浮力不变,选项C错误;如果向丙容器中加入酒精,液体的密度减小,小球所受浮力变小,选项D错误。
6.A 解析 ①因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力,则F1=F2,故①错误;②由题图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,ρ1>ρ球,ρ2=ρ球,所以ρ1>ρ2,故②正确;③两杯中液面相平,ρ1>ρ2,所以根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强p1>p2,故③正确。④由于两球漂浮或悬浮,排开液体的重力等于球的重力,则两种情况下容器内液体和小球的总重力等于等高的液体的重力,所以可以认为甲杯内液体的体积等于乙杯内液体的体积,因ρ1>ρ2,由G=mg=ρVg可知,甲杯内总重力较大,甲、乙两烧杯相同,所以甲杯对桌面的压力较大,故④错误。由此分析可知,只有②③正确。
7.A 解析 两支密度计完全相同,即重力相同,在两种液体中都处于漂浮状态,根据漂浮的条件可知,F浮=G,所以密度计受到的浮力相等,即F甲=F乙;由题图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积大于在乙液体中排开液体的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得ρ液=
,当浮力相同时,V排大的液体密度小,即ρ甲<ρ乙,又根据液体压强公式 p=ρgh可知,当两种液体深度相同时,液体密度大的对容器底的压强大,即p甲
8.B 解析 由题图可知,小球在甲液体中漂浮,则ρ球<ρ甲,小球在乙液体中悬浮,则ρ球=ρ乙,故 ρ甲>ρ乙。甲液体对容器底的压强p甲=ρ甲gh,乙液体对容器底的压强p乙=ρ乙gh,由于ρ甲>ρ乙,所以p甲>p乙。故正确的选项是B。
9.解析 西瓜漂浮,它受到的浮力大小等于它的重力大小,即F浮瓜=G瓜,西瓜的密度小于水的密度,即ρ瓜<ρ水;李子在水中下沉,则F浮李
答案 大于 小于
10.解析 木块漂浮在水面上,故F浮=G=5 N,浮力的方向竖直向上,烧杯中的水面会上升,根据 p=ρgh可知,烧杯底部所受水的压强变大。
答案 5 竖直向上 变大
11.解析 “浮沉子”的原理是挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。松开手,小瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮。由此可知装有水的小瓶瓶口应向下放置于大塑料瓶的水面。在小瓶中放入的水要适量,水过少了,使小瓶子的重心偏上,当手捏大瓶时,进入浮沉子里的水量太少,它的重力增加不多,不足够大于它受到的浮力,小瓶可能不能沉入水中。
答案 下 手捏大瓶时,小瓶不能沉入水中
12.解析 木块漂浮在水面上,则F浮=G木,
即ρ水gV木=ρ木gV木
ρ木=ρ水=0.6×1.0×103 kg/m3=0.6×103 kg/m3
由于ρ木<ρ酒精,当木块放在酒精中时,木块漂浮,所受浮力不变,故木块在水中和在酒精中下表面受到的压力相同,压强相同。
答案 0.6×103 等于
13.解答 由于冰块漂浮,F浮=G冰,由阿基米德原理得F浮=G排;又因为冰熔化前后重力不变,G冰=G冰化水,即有G排=G冰化水;因为F浮=G排=ρ水V排g,G冰=G冰化水=ρ水V冰化水g,所以ρ水V排g=ρ水V冰化水g,故V排=V冰化水,所以冰熔化前后水面不升也不降。
14.答案 (1)浮力大小与物体排开液体体积的关系 ①②③或①②④ (2)小于 形状 排开水的体积
15.解析 (1)用测力计测出圆柱体的重力G=0.54 N,将圆柱体部分浸入水中,读出测力计的示数F,则圆柱体受到的浮力为F浮=G-F。由于力的作用是相互的,液体对圆柱体的浮力是竖直向上的,圆柱体对液体会产生竖直向下的压力,天平测出的两次示数之差为圆柱体排开水的质量,压力的大小等于圆柱体排开水的重力,即(m2-m1)g。(2)分析表中数据可知,当圆柱体部分浸入水中时,圆柱体受到的浮力F浮=G-F=0.54 N-0.44 N=0.1 N
而圆柱体对液体的压力
FN=(m2-0.136 kg)g
=(0.146 kg-0.136 kg)×10 N/kg=0.1 N
即浮力的大小等于物体对液体压力的大小。分析圆柱体浸没水中的数据,可得到相同的结论。分析表中的数据还发现:圆柱体浸没水中后,浮力的大小与浸没的深度无关。
答案 (1)G-F (m2-m1)g
(2)等于 浮力大小与浸没的深度无关
16.解析 (1)竹筏漂浮于水面,受到的浮力F浮=G竹筏=nm竹g=7×8 kg×10 N/kg=560 N,排开水的体积V排=
=5.6×10-2 m3。
(2)竹筏的体积浸入水中时,排开水的体积V排'=V总=×7×0.1 m3=0.35 m3,此时竹筏受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.35 m3=3.5×103 N。不计竹筏的质量,竹筏仍然漂浮,则人的总重力G总=F浮'=3.5×103 N,所以,该竹筏最多能载的人数n人=
=7。
答案 (1)560 N 5.6×10-2 m3 (2)7
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