「2020年春人教版初二物理下同步训练」第十章 浮力(本章测试)

本章测试

满分:100 分,限时:45 分钟

1、选择题

1.潜水钟是一种无动力单人潜水运载器,它从水面接入一根导管,用风箱和鼓风机把空气送入潜水钟内部, 潜水钟依赖自己重力下沉,但要靠水面船舶上绞车或岸上吊车的帮忙,把它从水下吊上来。则下列关于潜水钟的说法正确的 是

A. 潜水钟在水面下遭到的浮力等于重力

B. 潜水钟可以不依赖其他设施悬浮到水中

C. 制作潜水钟的材料密度肯定小于水的密度

D. 将潜水钟从水下吊起的过程中,在露出水面前浮力不变

答案 D 由题意知,潜水钟在水中会下沉,因此浸没在水中时遭到的浮力小于重力,则它的密度肯定大于水的密度,它不可以悬浮在水中,故A、B、C 错误;将潜水钟从水下吊起的过程中,在露出水面前排开水的体积不变,所以浮力不变,故D 正确。

2.在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的地方如图 10-4-1 所示,下列说法正确的是

图 10-4-1

A. 水对石头的压强比对木头的小

B. 木头遭到的浮力大于它自己的重力

C. 鱼遭到的浮力等于它排开水的重力

D. 石头遭到的浮力等于它自己的重力

答案 C 水产生压强的大小和深度有关,深度越深,压强越大,故水对石头的压强大,A 项错;木头漂浮,F 浮木=G 木,B 项错误; 鱼在水中遭到的浮力等于它排开水的重力,C 项正确;石头沉底,F 浮石+F 支=G 石,D 项错误。

3.一支密度计分别放入甲、乙两种液体中,静止时地方如图 10-4-2 所示。若密度计在甲、乙液体中遭到的浮力分别是 F

甲、F 乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。下列说法正确的是

A.F 甲=F 乙 B.F 甲>F 乙 C.ρ甲=ρ乙 D.ρ甲>ρ乙

图 10-4-2

答案 A 因为密度计两次静止时都漂浮,则 F 浮=G,即密度计在两种液体中遭到的浮力相等,都等于密度计遭到的重力G, 所以 A 正确,B 错;由图知,密度计排开液体的体积 V 甲排>V 乙排,由 F 浮=ρ液gV 排可知:ρ甲<ρ乙,所以 C、D 错。

4.如图 10-4-3 所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的水平、体积及遭到的浮力为 m1、V1 和 F1,梨子的水平、体积及遭到的浮力为 m2、V2 和 F2。现有以下判断:

图 10-4-3

 若m1>m2,则 F1 肯定小于 F2

 若m1=m2,则 F1 肯定大于 F2

 若V1=V2,则 F1 肯定小于 F2

 若V1>V2,则 F1 肯定大于 F2其中正确的是

A. B. C. D.

答案  C  苹果漂浮,F1=m1g,梨子沉底,F22g。若 m1>m2,则 F1 肯定大于 F2,故错误;若m1=m2,则 F1 肯定大于 F2,正确;若 V1=V2,梨浸没,V 梨排>V 苹排,由 F 浮=ρ水gV 排知,F1 肯定小于 F2,故正确;若 V1>V2,则 V 梨排与 V 苹排没办法比较大小,故 F1 和F2没办法比较大小,故错误。综上所述应选 C。

5.在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成浅易的液体密度计,将它分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状况,如图 10-4-4 所示。若密度计在甲、乙液体中遭到的浮力分别是 F 甲、F 乙,甲、乙两种液体的密度分别为

ρ甲、ρ乙。则

图 10-4-4

A.F 甲 乙 B.F 甲>F 乙

C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙

答案 C 因为密度计两次静止时都处于漂浮,它遭到的浮力都等于自己重力,两种状况下浮力相等,故 A、B 错误;由图知, 密度计排开液体的体积 V 甲排乙排,由阿基米德原理得,ρ甲>ρ乙,故 C 正确,D 错误。

6.如图 10-4-5 所示,a、b 是两种物质水平与体积的关系图象,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. 乙漂浮,乙遭到的浮力小

B. 甲漂浮,甲遭到的浮力大

C. 乙下沉,甲遭到的浮力大

D. 甲下沉,乙遭到的浮力大

图 10-4-5

答 案 A

____________________ 1.5g 3

由题图可知ρa=Va =1.0cm3=1.5g/cm >ρ水,

ρ =____________________= 1.0g   =0.5g/cm3<ρ ,

b Vb

2.0cm3 水

答案A 因此,放入水中稳定后,甲沉底、乙漂浮。

由于 V 甲=V 乙,所以 V 排甲>V 排乙,由于 F 浮=ρ水gV 排,所以 F 浮甲>F 浮乙。

7.如图 10-4-6 所示是一个密度为 0.9×103g/cm3 的实心塑料苹果,把该苹果放入盛满酒精的容器中,溢出酒精的水平是 40 克;若把该苹果放入盛满水的容器中,则溢出水的水平是

A.40 克 B.45 克 C.50 克 D.36 克

图 10-4-6

答案 B 塑料的密度比酒精的密度大,塑料苹果在酒精中会下沉,则 V=V

=________________________________________   =__________________________________________________=50cm3,而塑料的密度比水的密

排 1 0.8g/cm3

度小,塑料苹果在水中漂浮,因此浮力等于该塑料苹果的重力,所以排开水的水平和该塑料苹果的水平相等,m 排 2=m=ρ塑料

V=0.9×103g/cm3×50cm3=45g。

8.如图 10-4-7 所示,放在水平桌面上的三个一模一样的容器内,装有适当的水,将 A、B、C 三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是

图 10-4-7

A. 物体遭到的浮力大小关系为 FA>FB>FC

B. 三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC

C. 容器对桌面的重压大小关系为 F 甲=F 乙=F 丙

D. 容器底部遭到水的压强大小关系为 p 甲>p 乙>p 丙

答案 C 由题知,A、B、C 三个正方体体积相同;由图可知,A、B、C 三个正方体排开水的体积关系为VA排C,

m G

所以 GAB

可知,物体密度关系:ρA<ρB<ρC,B 错;因正方体处于漂浮或

V   gV

悬浮状况,由阿基米德原理可知,物体遭到的浮力等于排开液体的重力,因为容器相同,所以三个容器对桌面的重压关系为

F 甲=F 乙=F 丙,C 正确;正方体静止时,三个容器内水面高度相同,容器底遭到水的压强关系为p 甲=p 乙=p 丙,D 错。

2、填空题

9.如图 10-4-8 所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状况,它的上表面遭到的重压为 1.8N,下表面遭到的重压为 3N,则该物体遭到的浮力大小为____________________N;如将物体再下沉 5cm,则它遭到的浮力大小为____________________N。

图 10-4-8

答 案 1.2 1.2

分析 由浮力产生是什么原因可知,该物体遭到的浮力:F 浮=F 下-F 上=3N-1.8N=1.2N;因物体浸没时排开水的体积不变,由 F 浮=

ρ液gV 排 可知,物体再下沉 5cm 后,遭到的浮力仍为 1.2N。

10.如图 10-4-9 所示,小球在绳子拉力用途下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力____________________小球的重力。剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力____________________,水对烧杯底部的压强____________________。

图 10-4-9

答案 大于 变小 变小

分析  小球在绳子拉力用途下恰好浸没在水中,此时小球遭到竖直向上的浮力 F 浮、竖直向下的重力 G 和绳子的拉力 F, 三力平衡,F 浮=G+F,故 F 浮>G;剪断绳子后小球上升,渐渐露出水面直至漂浮,上升过程中 V 排变小,所受浮力变小,水面降低, 水对烧杯底部的压强变小。

11.“辽宁舰”是中国人民解放军海军隶下的一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰,也是中国第一艘服役的航空母舰。舰长 304m、水线 281m、舰宽 70.5m、满载时舰底到海面的距离为 10.5m;排水量:57000 吨,67500 吨。海水密度取ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。该航母满载时,遭到的浮力为____________________N,舰底处受海水的压强为____________________Pa;某架歼击机飞离该航母后,若航母排开的海水体积减小了 20m3,则该歼击机的水平是____________________

kg。

答案  6.75×108    1.05×105    2×104

分析 由题知,航母满载时的排水量 m 排=67500t,该航母满载时,遭到的浮力F 浮=G 排=m 排

g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N;满载时舰底到海面的距离 h=10.5m,航母底部遭到海水的压强

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa;当歼击机从航母甲板上起飞后,ΔV  =20m3,减小的浮力ΔF

=ρgΔV  =1.0×103kg/m3×10N/kg×20m3=2×105N;航母一直漂浮,所以该歼击机的重力等于航母减小的重力,G=ΔG=ΔF

5 G 2×105N 4

=2×10 N,歼击机的水平 m= =

g

=2×10 kg。

10N/kg

3、简答卷

12.测量液体密度的仪器叫做密度计。将它插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值即为被测液体的密度。密度计上的刻度从上到下渐渐减小还是渐渐增大?说出你的原因。

图 10-4-10

答案 密度计上的刻度从上到下渐渐增大;由于密度计正常用时,在不同液体中均应处于漂浮状况,依据浮沉条件可知,

F浮

浮力都应等于其自己重力,因其自己重力不变,所以浮力大小应该也不变,则依据 V 排=

可知浮力相同,当所测液体密度

q液g

较大时,其排开的液体的体积就小些,密度计就会上浮一些,所以密度计上的刻度是下大上小的。

4、实验探究题

13.探究浮力的大小

答案 ①大 物体排开液体的体积 ②0.3 ③丙、丁 ④1.2  ⑤1.2 ⑥等于

分析 ①比较乙、丙两图可知,图丙中金属块排开水的体积较大,弹簧测力计的示数较小,故图丙中金属块遭到的浮力较大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;②图丁中金属块遭到的浮力为 F 浮丁=G-F 丁=3.6N-3.3N=0.3N;③图丙、丁中, 金属块都浸没在液体中,排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,即所受浮力不同,可知浮力的大小与液体的密度有关;④由题图知,木块的重力 G'=1.2N,由于木块漂浮,所以 F 浮=G'=1.2N;⑤小桶的重力为 0.4N,小桶和溢出的水的总重为 1.6N,可知木块排开水的重力为 G 排水=G 总-G 桶=1.6N-0.4N=1.2N;⑥综上可知,浮在水上的木块遭到的浮力大小等于它排开的水所受的重力。

14.小明同学在探究浮力的实验中:

图 10-4-13

如图 10-4-13 甲,把半径为 3cm、密度均匀的实心小球 A 用细线挂在弹簧测力计上,测得其重力为____________________N,他用手竖直向上轻轻托起小球,弹簧测力计示数将变____________________。

他又将小球A 缓慢放入盛有适当水的烧杯中,弹簧测力计的示数渐渐变小,说明小球受浮力用途且浮力的方向是竖直向____________________,当小球顶部距水面 7cm 时,弹簧测力计示数为 1.9N,如图乙,小球遭到的浮力大小是____________________N。

为进一步研究浮力产生是什么原因,小明自制了薄壁实验箱,左右分别是柱形箱 B 和 C,B 箱下部有一圆孔与 C 箱相通,他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体 M 放在圆孔上紧密接触,并向 B 箱中加入适当的水使 M 浸没且沉在箱底,如图丙。现往 C 箱加水至与 M 下表面相平常,M 下表面橡皮膜____________________水的重压用途;继续向 C 箱中加水至 M 上下表面橡皮膜形变程度相同时,则 M 上下表面遭到水的重压______________________________;再向 C 箱中加适量的水,M 上下表面形变程度如图丁,则下表面遭到水的重压____________________上表面遭到水的重压。这就是浮力产生的真的缘由。

同组小斌同学依据第小题中小球遭到的浮力大小和第小题探究浮力产生是什么原因巧妙地计算出图乙中小球 A 遭到水对它向下的重压是____________________N。

答案 3.0  小 上 1.1 不受 相等 大于 2.15

分析 由图甲知,实心小球 A 的重力为 3.0N;若用手竖直向上轻轻托起小球,小球遭到竖直向上的拉力和托力及竖直向下的重力有哪些用途,由力的平衡常识可知,托力变大时,测力计的示数变小;将小球 A 缓慢放入盛有适当水的烧杯中,弹簧测力计的示数渐渐变小,说明此时小球遭到的浮力是与竖直向上轻轻托起小球的力有哪些用途成效相同,由此可以判断,浮力的方向是竖直向上,小球遭到的浮力 F 浮=G-F=3.0N-1.9N=1.1N;图丙中,C 箱加水至与M 下表面相平常,因为 M 下表面橡皮膜与C 箱中的水面相同,所以它不受水的重压用途;当 M 上下表面橡皮膜形变程度相同时,M 上下表面遭到水的重压相等;再向 C 箱中加适量的水,如图丁中下表面形变程度明显大于上表面形变程度,所以下表面遭到水的重压大于上表面遭到水的重压,这就是浮力产生的真的缘由。由可知小球遭到的浮力为 1.1N,则半个球遭到的浮力为 F 浮

'=0.55N,小球遭到水向下的重压 F =F -F '=ρghS-0.55N=ρghπr2- 0.55N=1.0×103kg/m3×10N/kg××3×2-0.55N=2.15N。