2021学年第十章 浮力综合与测试同步测试题

这是一份2021学年第十章 浮力综合与测试同步测试题，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题，实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。

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满分:100分,限时:45分钟
一、选择题(每小题4分,共32分)
1.(2021湖北武汉江岸期中)如图所示的四个情景中,没有受到浮力的物体是( )
2.(2021独家原创试题)在研究物体的浮沉条件时,小明将一个实心铁球和一个实心木球同时放入水中(已知V铁球>V木球),静止后,木球漂浮在水面上,铁球沉入水底。此时,小明的下列判断正确的是( )

A.木球受到的浮力大于自身的重力
B.铁球排开水的体积小于木球排开水的体积
C.铁球受到的浮力小于木球受到的浮力
D.铁球受到的浮力小于自身的重力
3.(2021山西中考)如图10-5-1是“寻梦”学习小组制作的潜水艇模型,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气,使其从如图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计)。下列分析正确的是( )
图10-5-1
A.“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
B.“潜水艇”排开水的重力保持不变
C.“潜水艇”顶部受到水的压强保持不变
D.“潜水艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的
4.(2021云南昆明中考)一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态(如图10-5-2所示)。现用手轻轻向下推一下气球,那么手离开气球后,气球和铁块的运动情况是( )
图10-5-2
A.加速向下运动
B.匀速向下运动
C.减速向下运动
D.仍然处于静止状态
5.(2021广东广州花都二模)如图10-5-3所示,有两个体积相同的小球分别浸没在两杯液体中,已知甲球和杯底间的绳子是绷紧状态,甲、乙两球都处于静止状态,忽略绳的体积,若甲、乙两球的重力相等,则下列选项正确的是( )
图10-5-3
A.甲球所受浮力更大
B.甲、乙两球所受浮力一样大
C.甲球所在的液体密度较小
D.不知道两杯液体的密度,无法比较两球所受的浮力大小
6.(2021湖南常德中考)同一密度计先后放在密度为ρ甲、ρ乙的液体中,静止时所处位置如图10-5-4所示,密度计在两种液体中所受浮力分别为F甲浮、F乙浮。下列选项中正确的是( )
图10-5-4
A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲<ρ乙
C.F甲浮F乙浮
7.(2021四川广安中考)如图10-5-5所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀且不吸水的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
图10-5-5
A.a的密度是0.4×103 kg/m3
B.a、b的重力之比为5∶3
C.a、b的体积之比为5∶2
D.图中,甲、乙烧杯对桌面的压力之比为3∶2
8.(2020浙江温州苍南一模)用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图10-5-6甲所示,物体下放过程中,弹簧测力计示数F与物体下降的高度h的关系如图乙,根据图中信息,可知(g取10 N/kg)( )
图10-5-6
A.物体受到的最大浮力是5牛
B.物体的体积是500厘米3
C.物体的密度是2.25×103千克/米3
D.物体浸没后,下表面受到水的压力保持不变
二、填空题(每空2分,共22分)
9.(2021黑龙江齐齐哈尔富拉尔基模拟)国产航母排水量为67 000 t,可搭载航载机36架。它满载时受到海水的浮力是 N,当舰载机离开航母执行任务后,舰身会 (选填“上浮一些”“下沉一些”或“保持不变”)。(g取10 N/kg,ρ海水=1.0×103 kg/m3)
10.(2021辽宁抚顺二模)如图10-5-7所示的热气球,其下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球开始离地,徐徐升空,则气球内的气体密度 ,气球所受浮力 (以上两空填“变大”“变小”或“不变”)。体积为620 m3的热气球悬浮在空中时,气球吊篮和乘客的总重是 N。(空气密度保持1.3 kg/m3不变,g取10 N/kg)
图10-5-7
11.(2021河南三门峡灵宝模拟)如图10-5-8所示,人之所以可以浮在“死海”水面上休息,是因为人受到浮力可以大到等于人的重力。假如某一天地球对所有物体的引力突然增大,那么,此人 漂浮在水面上(选填“能”或“不能”),你判断的依据是: 。
图10-5-8
12.(2020安徽滁州二模)如图10-5-9所示,重为2 N的圆柱体竖直浮在水面上,其底面积S=50 cm2,则圆柱体下表面所处的深度h= cm。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
图10-5-9
13.在学习了浮力知识后,物理兴趣小组的同学们想利用浮力知识测量一物体的密度。他们将质量为0.32 kg的物体用弹簧测力计悬挂起来浸没水中,弹簧测力计的示数如图10-5-10所示为 N,该物体的密度为 。在测量过程中,如果利用的是热水,计算时水的密度仍按1×103 kg/m3,测得物体的密度比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)(g取10 N/kg)。
图10-5-10
三、解答题(共4分)
14.(2021独家原创试题)现有两个完全相同的实心小球,将其中一个小球放入盛满水的溢水杯中,静止后,溢出18 g水;将另一个小球放入盛满酒精的溢水杯中,静止后,溢出16 g酒精。通过以上信息请说明这两个小球在水中和酒精中的浮沉情况和你的判断理由,并计算出这两个小球的密度。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
四、实验探究题(15题10分,16题12分,共22分)
15.(2021河南南阳南召一模)小明探究“浮力大小与哪些因素有关”时的实验情景如图10-5-11所示,弹簧测力计下方所挂物体是底面积为5 cm2、高为6 cm的实心圆柱体铜块。(g=10 N/kg)
图10-5-11
(1)步骤A中,弹簧测力计的示数为 N,步骤B中,铜块所受的浮力F浮= N。
(2)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 有关。
(3)步骤F中溶液的密度为 g/cm3。(结果保留一位小数)。
(4)分析实验步骤A、E、F,可以得出结论:当物体排开液体的体积一定时, ,物体所受的浮力越大。
(5)实验结束后,小明将步骤B中弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓缓向容器内加水,直到所加的水使铜块刚好浸没(水未溢出),容器底部受到水的压强增加了 Pa。(已知在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力每减少0.1 N,弹簧的长度就缩短0.1 cm,水的密度为1.0×103 kg/m3)
16.(2020广东河源龙川二模)小明在学习《阿基米德原理》这节课时,做了实验来探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系,如图10-5-12所示,选择溢水杯、水、弹簧测力计、石块、小桶、细线等器材进行实验,具体操作步骤如下:
①用弹簧测力计测空桶重G桶;
②溢水杯装水,空小桶置于溢水杯口下方;
③用弹簧测力计测石块重G;
④将石块浸没到溢水杯的水中,读出弹簧测力计的示数F1;
⑤用弹簧测力计测排开水与小桶的总重G总。
图10-5-12
(1)石块所受的浮力:F浮= N;小明分析评估上述实验,发现F浮≠G排,其实小明在操作步骤中有一处错误,应改正成: 。
(2)小明思考:对于漂浮在水面的物体,阿基米德原理是否也成立?于是,他把石头换成木块,在原来的基础上修改了错误做此实验,与上述操作不同的一个步骤是 (选填步骤序号)。
(3)小明在做实验时发现,在石块刚浸入水到浸没的过程中,弹簧测力计的示数越来越小,溢出的水越来越多,说明物体受到的浮力与其 有关。
(4)小红发现用小明图中的装置,可以用来测牛奶的密度,只需要在这个基础上加上一个操作步骤,将溢水杯的水换成牛奶,将石块浸没到溢水杯的牛奶中,读出弹簧测力计的示数F2,则石块的体积是V石= ,ρ牛奶= 。(用步骤中物理量符号表示,水的密度用ρ水表示)
五、综合题(17题10分,18题10分,共20分)
17.(2021浙江杭州中考)小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为10 N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面。(不考虑捞出过程中带出的水,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求空桶漂浮在水面时所受浮力大小。
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 (选填“上升”“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6.0×10-3 m3,求桶内鹅卵石的质量。
图10-5-13
18.(2021福建泉州石狮一模)如图10-5-14所示,重1 N、底面积为1.0×10-2 m2、高为0.1 m的柱形玻璃方杯放在水平桌面上,内装有600 g的水,把一块质量为9 g的冰放入水中(水的密度为1.0×103 kg/m3,冰的密度为0.9×103 kg/m3,不考虑冰块熔化,g取10 N/kg),求:
(1)冰块在水中静止时受到的浮力;
(2)冰块排开水的体积;
(3)方杯对水平桌面的压强。
图10-5-14
第十章 浮力
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一、选择题
1.A 大桥的桥墩底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,不受浮力作用,故A符合题意;水面上的赛艇、水里下落的苹果和沉底的鸡蛋都浸在液体中,它们均受到浮力作用,故B、C、D不符合题意。
2.D 由物体的浮沉条件可知,漂浮在水面上的木球受到的浮力等于其自身的重力,沉入水底的铁球受到的浮力小于自身的重力,故A错误,D正确;静止后,木球漂浮在水面上,铁球沉入水底,因为V铁球>V木球,所以铁球排开水的体积大于木球排开水的体积,由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,铁球受到的浮力大于木球受到的浮力,故B、C错误。
3.B 吸气时,瓶内气压减小,大气压将烧瓶外的水压入烧瓶内,水进入烧瓶中,“潜水艇”自重增大,但V排不变,浮力不变,即排开水的重力不变,故A错误,B正确;“潜水艇”下沉过程中,顶部到水面的距离越来越大,所以顶部受到的水的压强越来越大,故C错误;“潜水艇”是通过改变自重的大小来实现上浮和下沉的,故D错误。
4.A 原来铁块和气球悬浮在水中,F浮=G;把铁块及气球的位置轻轻向下移动一些,所处的深度增加,由公式p=ρgh可知,气球受到水的压强增大,气球的体积变小,所以气球排开水的体积减小,由公式F浮=ρ液gV排知,气球受到的浮力减小,使得浮力小于自重而向下加速运动。
5.A 因为甲球和杯底间的绳子是绷紧状态,所以甲球受到的浮力要大于自身的重力,乙球悬浮在液体中,受到的浮力等于自身的重力,由于甲、乙两球的重力相等,所以甲球所受浮力更大,故A正确,B、D错误;由于甲球所受浮力大,两个小球的体积相同,根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,甲球所在液体的密度大,故C错误。
6.B 同一支密度计,重力不变,在甲、乙两种液体中都漂浮,由漂浮条件可知:F甲浮=F乙浮=G,故C、D错误;密度计在甲中浸入的体积大于在乙中浸入的体积,即V甲排>V乙排,而F甲浮=F乙浮,所以液体密度ρ甲<ρ乙,故A错误、B正确。
7.C 在甲中,a漂浮,F浮a=Ga,F浮a=ρ水gV排a=35ρ水gVa,即Ga=ρagVa=35ρ水gVa……①;在乙中,b悬浮,Gb=F浮b=ρ水gVb……②;在丙中,a、b漂浮,Ga+Gb=F浮=ρ水gVa……③;由①可得:ρa=35ρ水=0.6×103 kg/m3,故A错误;由①②③可得:Ga∶Gb=3∶2,2Va=5Vb,即:Va∶Vb=5∶2,故B错误,C正确;在甲、乙中两烧杯液面刚好相平,由p=ρ液gh可知水对烧杯底部的压强相等,两烧杯完全相同,由F=pS可知水对烧杯底的压力相同,水对烧杯底的压力等于两容器内水和物体的总重力,则两个相同的容器对水平桌面的压力为容器的重力与水和物体总重力的和,大小相等,故D错误。
8.C 物重G=9 N,当物体浸没时,拉力F=5 N,则该物体受到的最大浮力:F浮=G-F=9 N-5 N=4 N,故A错误;物体的体积:V=V排=F浮ρ水g=4N1.0×103 kg/m3×10N/kg=4×10-4 m3=400 cm3,故B错误;物体的质量:m=Gg=9N10N/kg=0.9 kg,物体的密度:ρ=mV=0.9kg4×10-4 m3=2.25×103 kg/m3,故C正确;物体浸没后,下降过程中,下表面在水中的深度变大,由p=ρgh可知,水对物体下表面的压强变大,根据F=pS可知下表面受到的水的压力变大,故D错误。
二、填空题
9.答案 6.7×108 上浮一些
解析 航母满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=6.7×107 kg×10 N/kg=6.7×108 N;当舰载机离开航母执行任务后,航母的总重力变小,仍然处于漂浮状态,浮力等于重力,则浮力会变小,液体的密度不变,排开液体的体积会减小,即舰身会上浮一些。
10.答案 变小 不变 8 060
解析 热气球内部气体温度升高,气体体积增大,则气球内的气体密度减小,有一部分空气跑到气球外部,使气球整体重力减小,又因浮力F=ρ空气gV排,故浮力不变;气球在空气中所受浮力:F浮=ρ空气gV排=1.3 kg/m3×10 N/kg×620 m3=8 060 N;在空中悬浮,G总=F浮=8 060 N。
11.答案 能 因F浮=ρ水gV排,G=ρ物gV物,人原本漂浮,F浮=G,地球对所有物体的引力发生变化时,人和海水的密度都没有变化,排开液体的体积不变,人仍漂浮
解析 见答案
12.答案 4
解析 圆柱体漂浮在水面上,其受到的浮力F浮=G=2 N,圆柱体排开水的体积:V排=F浮ρ水g=2N1.0×103 kg/m3×10N/kg=2×10-4 m3,圆柱体下表面所处的深度:h浸=V排S=2×10-4 m350×10-4 m2=0.04 m=4 cm。
13.答案 2.7 6.4×103 kg/m3 偏大
解析 由题图可知,弹簧测力计的示数为2.7 N;物体所受的浮力:F浮=G-F示=3.2 N-2.7 N=0.5 N,物体浸没于水中,物体的体积:V=V排=F浮ρ水g=0.5N1×103 kg/m3×10N/kg=5×10-5 m3,物体的密度:ρ=mV=0.32kg5×10-5 m3=6.4×103 kg/m3;由于热水的密度小于1×103 kg/m3,由公式:V=V排=F浮ρ水g可知,如果计算时水的密度仍用1×103 kg/m3,则计算出物体的体积偏小,由公式:ρ=mV可知,测得物体的密度比真实值偏大。
三、简答题
14.答案 见解析
解析 假设两个小球在水和酒精中静止时都处于漂浮状态,则两小球受到的浮力都等于自身重力,且相等。但是,小球在水中受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.018 kg×10 N/kg=0.18 N,在酒精中受到的浮力:F浮'=G排'=m排'g=0.016 kg×10 N/kg=0.16 N,小球在酒精中受到的浮力小于在水中受到的浮力,所以该假设错误。假设两小球在水和酒精中静止时都处于浸没(悬浮或沉底)状态,则二者排开水和酒精的体积相等,而小球排开水的体积V水=m水ρ水=18g1g/cm3=18 cm3,排开酒精的体积V酒精=m酒精ρ酒精=16g0.8g/cm3=20 cm3,排开酒精的体积大于排开水的体积,所以该假设错误。由以上分析可知,这两个小球在水和酒精中静止时只能是一个漂浮一个浸没(悬浮或沉底),由于水的密度大于酒精的密度,所以小球在水中处于漂浮状态,在酒精中处于浸没(悬浮或沉底)状态。由此,小球受到的重力G=F浮=0.18 N,质量m=Gg=0.18N10N/kg=0.018 kg=18 g,小球的体积V=V酒精=20 cm3,小球的密度ρ=mV=18g20cm3=0.9 g/cm3。由此可知,小球在水中静止时处于漂浮状态,在酒精中静止时处于沉底状态。
四、实验探究题
15.答案 (1)2.7 0.1 (2)物体排开液体的体积 (3)1.3 (4)液体的密度越大 (5)420
解析 (1)弹簧测力计的示数为2.7 N,铜块所受浮力F浮=G-F=2.7 N-2.6 N=0.1 N;(2)分析实验步骤A、B、C、D,物体排开水的体积不同,受到的浮力不同,故可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关;(3)物体浸没在水中受到的浮力:F浮水=2.7 N-2.4 N=0.3 N,物体浸没在溶液中受到的浮力:F浮液=2.7 N-2.3 N=0.4 N,V物=V排=F浮水ρ水g=0.3N1×103 kg/m3×10 N/kg=3×10-5 m3,ρ液=F浮液gV排=0.4N10N/kg×3×10-5 kg/m3≈1.3 g/cm3;(4)排开液体的密度不同,体积相同,物体受到的浮力不同,可以得出结论:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大;(5)开始时,铜块排开水的体积:V排'=F浮ρ水g=0.1N1×103 kg/m3×10 N/kg=1×10-5 m3,此时铜块浸入水的深度:h1=V排'S=1×10-5 m35×10-4 m2=0.02 m=2 cm,若铜块不动,则当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),水面上升的高度Δh=h铜-h1=6 cm-2 cm=4 cm=0.04 m,但由于在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1 N,弹簧的长度就缩短0.1 cm,因此当所加水使铜块刚好浸没时,此时拉力减小0.2 N,则弹簧的长度缩短0.2 cm=0.002 m,即铜块会上升0.002 m,所以,水面实际上升的高度Δh'=Δh+d=0.04 m+0.002 m=0.042 m,则容器底部受到水的压强增加了Δp=ρ水gΔh'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.042 m=420 Pa。
16.答案 (1)0.4 溢水杯中装满水,空小桶置于溢水杯口下方
(2)④ (3)排开液体的体积 (4)G-F1ρ水g G-F2G-F1ρ水
解析 (1)石块所受的浮力:F浮=3 N-2.6 N=0.4 N;石块放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于石块排开水的体积,②中应向溢水杯中加水使水面刚好对齐溢水口;(2)根据漂浮的特点,物体漂浮时浮力等于重力,不用称重法测浮力,故若用能漂浮在水面的木块代替石块做此实验,与上述操作不同的一个步骤是④;(3)小明在做实验时发现,在石块刚浸入水到浸没的过程中,弹簧测力计的示数越来越小,由称重法可知,受到浮力越来越大,溢出的水越来越多,说明物体受到的浮力与其排开液体的体积有关;(4)石块在水中受到的浮力:F浮=G-F1,由阿基米德原理得F浮=ρ水gV排,石块浸没时,V排=V石,石块的体积V石=G-F1ρ水g;将石块浸没到溢水杯的牛奶中,读出弹簧测力计的示数F2,则石块在牛奶中受到的浮力:F浮'=G-F2,因石块的体积不变,故有V石=G-F1ρ水g=G-F2ρ牛奶g,ρ牛奶=G-F2G-F1ρ水。
五、综合题
17.答案 (1)10 N (2)上升 5 kg
解析 (1)空桶漂浮在水面上,浮力等于重力,即F浮=G桶=10 N;(2)开始时,鹅卵石沉底,空桶漂浮,二者所受总浮力F浮118.答案 (1)9×10-2 N (2)9×10-6 m3 (3)709 Pa
解析 (1)冰块的重力:G1=m1g=9×10-3 kg×10 N/kg=9×10-2 N,冰的密度小于水的密度,冰块漂浮,所受的浮力等于自身的重力:F浮=G1=9×10-2 N;(2)冰块排开水的体积:V排=F浮ρ水g=9×10-2 N1.0×103 kg/m3×10N/kg=9×10-6 m3;(3)方杯对水平桌面的压力等于杯子和水、冰块的重力之和,则F=G=G杯+(m水+m冰)g=1 N+(0.6 kg+0.009 kg)×10 N/kg=7.09 N,方杯对水平桌面的压强:p=FS=7.09N1×10-2 m2=709 Pa。