试卷答案
寻你做寻,想你所想

第九章 浮力 综合素质评价(含解析)

第九章综合素质评价
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列关于浮力的说法正确的是                  (  )
A.浮力都是由水产生的     B.在不同的液体中,浮力的方向会不同
C.只有固体才能受到浮力的作用 D.浮力的方向与重力的方向相反
2.如图所示,体积相同的两圆锥体浸入水中,则两圆锥体受到的水的压力差相比(  )
A.底面朝下的圆锥体受到的压力差较大
B.底面朝上的圆锥体受到的压力差较大
C.一样大
D.无法确定
3.下列四个情景中,没有受到浮力的物体是             (  )
A.大桥的桥墩 B.水面上的赛艇
C.水里下落的苹果 D.沉底的鸡蛋
4.木块下面用细线吊一块铁块悬浮在水中,如图所示,若细线断了,待木块静止后,水对容器底的压力将              (  )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
5.为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分重力,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”。下列对维修过程的描述正确的是                             (  )
A.“零重力”是指维修工人所受重力为零
B.“零重力”时浮力与总重力大小相等
C.上升时维修工人和球所受的浮力变大
D.下降时维修工人和球排开气体所受重力变小
6.小雷的爸爸买回一只人参后,把它泡在密度为0.9×103 kg/m3的白酒中,人参在酒瓶中排开了9 g的白酒,若把这只人参浸没在装满水的杯中,不考虑人参与酒、水之间的渗透,则溢出水的质量为             (  )
A.8 g B.12.5 g C.10 g D.6.4 g
7.在“探究物体所受浮力的大小跟它排开液体所受重力的关系”的实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是(  )
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.丁、甲、乙、丙 D.乙、甲、丁、丙
(第7题) (第8题)
8.如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p3和p4。两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为(  )
A.p1=p2,p3>p4,F1>F2 B.p1=p2,p3>p4,F1=F2
C.p1>p2,p3=p4,F1>F2 D.p1=p2,p3=p4,F1>F2
9.水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体。现将三个完全相同的长方体物体A、B、C分别放入容器的液体中,静止时的位置如图所示,此时三个容器中的液面相平。下列说法错误的是 (  )
A.三个容器中液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.放入物体前液体对容器底的压强p甲=p乙=p丙
C.放入物体后容器对桌面的压强p甲'<p乙'<p丙'
D.放入物体后液体对容器底增加的压强Δp甲=Δp乙=Δp丙
10. 如图甲、丙和丁所示,弹簧测力计的示数分别为4.0 N、2.8 N和2.5 N,若盐水的密度为1.2×103 kg/m3,则下列结论正确的是     (  )
A.物体A的密度为3.2×103 kg/m3
B.图乙中,物体A受到的拉力为1.0 N
C.图丙中,弹簧测力计的示数比乙中的小0.5 N
D.图丁中,容器底部受到物体A的压力等于0.3 N
二、填空题(每空2分,共28分)
11.[2023·益阳]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)
12.[2023·郴州]重为5 N的实心物体挂在弹簧测力计下,物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3 N,此时物体受到的浮力为    N,物体的密度是
    kg/m3。(g取10 N/kg)
13.一个重0.6 N的鸡蛋浸没在盐水中,排开盐水的重力是0.5 N,则鸡蛋所受的浮力为     N,鸡蛋与盐水的密度相比较,ρ鸡蛋    (填“>”“<”或“=”)ρ盐水。
14.[2022·青海]我国自主研发的“深海勇士号”载人潜水器的质量为2×104 kg。当潜水器悬浮在海水中时,受到的浮力是     N;当它继续下潜时受到的浮力    (填“变大”“不变”或“变小”),压强    (填“变大”“不变”或“变小”)。(g取10 N/kg)
15.[2022·济宁]小明利用托盘天平、量筒和水测量一颗新鲜杏的密度,收集的实验数据记录在表格中,则杏的密度ρ=    g/cm3,杏在水中受到的浮力F浮=     N。(g取10 N/kg)
步骤 ①用托盘天平测杏的质量 ②向量筒中倒入适量水,读示数 ③将杏放入量筒中,读示数
数据 21.2 g 40 mL 60 mL
16.[2023·徐州]如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型,潜水艇在水中受到浮力的方向是    ,潜水艇通过改变    来实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重。若塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m螺母=      。
三、实验题(第17题7分,第18题14分,共21分)
17.如图所示的为某小组探究“影响浮力大小的因素”实验的步骤。
(1)由图可知,物体受到的重力为     N。
(2)比较步骤②和③可知,浮力的大小与物体排开液体的    有关。
(3)进行③和④实验,是为了探究浮力大小与物体浸没的    无关。
(4)比较步骤④和⑤,可知浮力的大小还与      有关。
(5)晓华同学用称重法测浮力。测量过程及弹簧测力计的示数如图⑥⑦所示,则金属块受到水的浮力为     N。
(6)杨刚同学利用量筒和水等测金属块排开液体受到的重力。测量过程及量筒的读数如图⑧⑨所示,则金属块排开水所受的重力为     N。(g取10 N/kg)
(7)由晓华和杨刚的结果可知,浸在液体里的物体受到的浮力大小    物体排开的液体受到的重力。
18.小高用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等探究浮力大小与排开液体所受重力的关系。
实验步骤 A B C D
弹簧测力计示数/ N 1.6 1.8 0.5 0.3
(1)部分实验操作步骤如图(a)所示,遗漏的主要步骤是       ;若将遗漏的步骤标注为D,最合理的实验步骤顺序是    (用实验步骤对应的字母表示)。
(2)小高进行实验并把数据记录在表格中,由表中数据可知,石块受到的浮力是    N。小高根据表中数据归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由是                 。
(3)实验结束后,小高还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取    相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计甲和乙、饮料瓶、薄塑料袋(质量忽略不计)和吸管组成的溢水杯对实验进行改进,装置如图(b)所示。向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到甲的示数和乙的示数都在变化,且甲、乙示数的变化量    (填“相等”或“不相等”)。
(5)若该小组记录到重物在浸入水中前和完全浸入水中后(未接触溢水杯底),弹簧测力计甲的示数分别为4.8 N和3.6 N,已知水的密度为1 g/cm3,则该重物的密度为    kg/m3。(g取10 N/kg)
四、综合运用题 (第19题12分,第20题9分,共21分)
19.弹簧测力计拉着一金属球放在底面积为10-2 m2的容器底部,如图甲所示。用弹簧测力计将其从底部匀速拉出水面的过程中,弹簧测力计的示数F随时间变化的图像如图乙所示,g取10 N/kg,根据图像信息,求:
(1)金属球浸没在水中受到的浮力。
(2)金属球的密度。
(3)金属球被拉出水面后,水对容器底减小的压强。
20.[2022·芜湖期末]在水平地面上放有一个底面积为5.0×10-3 m2的圆柱形容器,内装有一定深度的水,水的质量为0.5 kg,将一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5 m3的不吸水的物块放入水中,其状态如图所示,物块浸入水中的体积为4.0×10-5 m3。(g取10 N/kg,水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小。
(2)求物块的密度。
(3)用力F将物块压至图乙所示的位置,求水对容器底部的压强增加了多少。
答案
一、1.D 【点拨】浮力的方向总是竖直向上,故D正确。
2.C 【点拨】由F浮=ρ水gV排可知,两种情况下圆锥体受到水的浮力大小相同,由浮力产生的原因可知,两圆锥体受到水的压力差的大小相同。
3.A 【点拨】大桥的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,由浮力产生的原因可知,桥墩不受浮力作用,故A符合题意。
4.B 【点拨】若细线断了,木块上浮,铁块下沉。最终,木块处于漂浮状态,排开水的体积变小,铁块沉底,排开水的体积不变,因此水面较原来下降;根据p=ρgh,h变小,水对容器底的压强变小,根据F=pS,容器底面积不变,水对容器底的压力变小。
5.B 【点拨】把气球和维修工人看成一个整体,整体处于悬浮状态时,受到的浮力等于总重力,形成“零重力”,维修工人所受重力不为零,故A错误,B正确;用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,则维修工人和球排开空气的体积不变,由F浮=ρ空气gV排可知,无论是上升还是下降,维修工人和球所受的浮力大小不变,则维修工人和球排开气体所受重力不变,故C、D错误。
6.C 【点拨】人参在白酒中受到的浮力F浮酒=m排酒g=0.009 kg×9.8 N/kg=0.088 2 N,人参的体积V===1×10-5 m3,把这只人参浸没在装满水的杯中,溢出水的重力G排水=F浮水=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×1×10-5 m3=0.098 N,溢出水的质量m===0.01 kg=10 g。
7.C 【点拨】为方便操作和减小测量误差,应先测出空桶所受的重力,故C正确。
8.D 【点拨】由题意可知,甲、乙两个完全相同的玻璃中水的深度h相同,由p=ρgh可知,p1=p2;由于玩具鸭在水中漂浮,由漂浮条件和阿基米德原理可知G物=F浮=G排,即玩具鸭的重力与排开水的重力相等,所以漂浮着玩具鸭时玻璃缸对桌面的压力大小相等,由于玻璃缸完全相同(底面积相同),所以由p=可知,p3=p4。由题图可知,玩具鸭漂浮,题图甲中玩具鸭排开水的体积大,由F浮=ρ水gV排可知,题图甲中玩具鸭受到的浮力大,即F1>F2。
9.B 【点拨】由题图可知,A悬浮,故ρ甲=ρ物;B漂浮,故ρ乙>ρ物;丙漂浮,故ρ丙>ρ物;已知VB排>VC排,由F浮=ρ液V排g可知,ρ丙>ρ乙,故密度大小关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙,故A正确。放入物体后,三个容器中的液面相平,由于VA排>VB排>VC排,所以放入物体之前V甲<V乙<V丙,又容器相同,则h甲<h乙<h丙,且ρ甲<ρ乙<ρ丙,由p=ρgh可知,p甲<p乙<p丙,故B错误。放入物体之前V甲<V乙<V丙,由于ρ甲<ρ乙<ρ丙,由G=mg=ρVg可知,三个容器中液体受到的重力G甲<G乙<G丙,因为甲、乙、丙是三个完全相同的容器,三个长方体物体完全相同,由F=G液+G物+G容器可知,F甲<F乙<F丙,因为底面积相同,所以由p=得,放入物体后容器对桌面的压强p甲'<p乙'<p丙',故C正确。因为容器底面积相同,放入物体后物体漂浮或悬浮(液体不溢出),所以液体对容器底增加的压力等于物体排开液体所受的重力,都等于物体受到的重力,则放入物体后液体对容器底增加的压强Δp甲=Δp乙=Δp丙,故D正确。
10.D 【点拨】比较甲和丙两题图可知,物体A受到的浮力F浮=G-F拉=4 N-2.8 N=1.2 N,物体A的体积V=V排===10-4 m3,物体A的密度ρ===4×103 kg/m3,故A错误;在题图乙中,物体受到的浮力F浮'=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N,物体A受到的拉力F拉'=G-F浮'=4 N-1 N=3 N,故B错误;题图丙中,弹簧测力计的示数比乙中的小3 N-2.8 N=0.2 N,故C错误;题图丁中容器底部受到物体A的压力F压=G-F浮-F拉″=4 N-1.2 N-2.5 N=0.3 N,故D正确。
二、11.0.8;1 【点拨】木块漂浮时,受到的浮力F浮=G木=0.8 N。木块浸没在水中时,受到的浮力F浮'=G排=ρ水gV排=ρ水gV木=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×100×10-6m 3=1 N。
12.2;2.5×103 【点拨】物体受到的浮力F浮=G-F=5 N-3 N=2 N。物体浸没在水中,由F浮=ρ水gV排可得,物体的体积V=V排===2×10-4 m3,由G=mg可得,物体的质量m===0.5 kg,物体的密度ρ===2.5×103 kg/m3。
13.0.5;> 【点拨】根据阿基米德原理,鸡蛋受到的浮力为0.5 N;由于浮力小于重力,所以鸡蛋会沉底,由物体的浮沉条件可知, ρ鸡蛋>ρ盐水。
14.2×105;不变;变大 【点拨】当潜水器悬浮在海水中时,受到的浮力F浮=G=mg=2×104 kg×10 N/kg=2×105 N。
15.1.06;0.2 【点拨】由题意可知,杏排开水的体积V排=60 mL-40 mL=20 mL=20Cm3,杏在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N。杏受到的重力G=mg=21.2×10-3 kg×10 N/kg=0.212 N,又F浮<G,则杏沉底,杏的体积V=V排=20Cm3,杏的密度ρ===1.06 g/cm3。
16.竖直向上;自身重力; 【点拨】由密度公式得,螺母的体积V螺母=,螺母受到的浮力F浮'=ρ水V螺母g=。塑料瓶受到的浮力F浮=ρ水Vg,塑料瓶内水的重力G水=m水g=ρ水g=ρ水Vg,塑料瓶是轻质薄壁的,潜水艇恰能在水中悬浮,有F浮+F浮'=G总=G水+G螺母,即ρ水Vg+=ρ水Vg+m螺母g,解得m螺母==。
三、17.(1)4  (2)体积 (3)深度 (4)液体的密度
 (5)0.2  (6)0.2  (7)等于
【点拨】(5)由题图⑥⑦可得G=2.2 N,F示=2 N,金属块所受水的浮力F浮=G-F示=2.2 N-2 N=0.2 N。(6)由题图⑧⑨可知,金属块的体积V=40 mL-20 mL=20 mL=20Cm3,金属块排开水所受重力G排=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N。
18.(1)测量空桶的重力;DBAC  (2)0.2;只通过一组实验数据得出的结论具有偶然性  (3)体积 (4)相等 (5)4×103
  【点拨】(4)由题意知,重物浸没水中时受到的浮力为F浮=F示1-F示2=4.8 N-3.6 N=1.2 N;
  由F浮=ρ液gV排可得,重物排开水的体积为V排===1.2×10-4 m3,重物的质量m====0.48 kg,因为重物浸没,所以V=V排=1.2×10-4 m3,则重物的密度ρ===4×103 kg/m3。
四、19.【解】(1)由题图乙知,金属球浸没在水中时弹簧测力计的示数F1=4.5 N,金属球露出水面后弹簧测力计的示数F2=6.5 N,金属球受到的重力G=F2=6.5 N,金属球浸没在水中受到的浮力F浮=G-F1=6.5 N-4.5 N=2 N。
  (2)物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ液gV排可得,金属球的体积V=V排===2×10-4 m3,由G=mg可得,金属球的质量m===0.65 kg,则金属球的密度ρ===3.25×103 kg/m3。
  (3)金属球被拉出水面后,水面下降的高度Δh===0.02 m,水对容器底减小的压强Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m=200 Pa。
20.【解】(1)物块漂浮在水面上受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4.0×10-5 m3=0.4 N。
 (2)因为物块漂浮在水面上,所以物块受到的重力G=F浮=0.4 N。物块的质量m===0.04 kg。物块的密度ρ===0.8×103 kg/m3。
 (3)在题图甲中,物块漂浮在水面上,水面升高的高度h1===0.8×10-2 m。在题图乙中,物块浸没在水中,水面升高的高度h2===1×10-2 m。故从题图甲到题图乙水面升高的高度Δh=h2-h1=1×10-2 m-0.8×10-2 m=0.2×10-2 m。增加的压强Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2×10-2 m=20 Pa。

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