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第十章拔尖检测一、选择题(每题3分,共30分)1.如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则()A.a受到的浮力较大 B.a、b受到的浮力相等C.只有a受到的浮力为零 D.a、b受到的浮力均为零(第1题)(第2题)(第3题)2.将甲、乙、丙三个体积相同、材料不同的小球放在水中,静止在如图所示的水里,则()A.甲球所受的浮力最大 B.乙球所受的浮力最大C.丙球所受的浮力最大 D.三个球所受的浮力一样大3.如图所示,将一个空心铁球浸没入水中,放手后铁球恰好悬浮,若沿实线方向将铁球切成大小不等的两块,则()A.大块的将下沉,小块的将上浮B.大块的将上浮,小块的将下沉C.两块都将上浮D.两块都将下沉4.关于浮力知识的应用实例,下列说法中错误的是()A.农业选种时,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力B.巨轮能浮在水面上是因为用空心的办法增大了排开液体的体积C.飞艇里充的是密度小于空气的氦气D.气球是利用填充气体的密度小于空气密度的方法来实现上浮的5.装有适量盐水的透明塑料袋放入盛水的玻璃缸中(不计塑料袋的质量和体积),如图所示,待塑料袋静止时可能出现的情况是(已知ρ盐水>ρ水)()A.②③④ B.①②③ C.①②③④ D.①②④6.有一不吸水木球,其质量为10g,体积为20cm3,先把它轻轻放入盛满水的溢水杯中,当木球静止时,溢出水的质量为10g;把它取出擦干,再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中,当木球静止时,溢出煤油的质量是(煤油的密度是0.8g/cm3)()A.5g B.8g C.10g D.16g7.将一个质量为275g的土豆放入容器内的水中,土豆下沉后静止在容器底部,如图甲所示。小德设法在土豆上插入几个轻质的粗吸管后做成了一个“吸管土豆”,再次放回水中后“吸管土豆”浮了起来,最终漂浮在水面上,如图乙所示(忽略吸管重力,g取10N/kg)。下列说法正确的是()A.图甲中静止的土豆所受浮力等于2.75NB.土豆上插入吸管后增大了排开水的体积从而增大了整体所受的浮力C.图乙中土豆浮起后其下表面所受水的压力比在图甲中时大D.“吸管土豆”漂浮时所受浮力大于重力(第7题)(第9题)8.如图所示是a、b两种物质的质量与体积的关系图像。用a、b两种物质分别制成质量相同的实心正方体甲、乙。将它们放入适量水中静止后(已知水的密度为1.0×103kg/m3)()A.甲受到的浮力大于自身重力B.甲沉底,甲受到的浮力比乙受到的大C.乙漂浮,乙排开水的体积比甲的大D.将甲、乙捆在一起放入水中将悬浮9.水平桌面上有一个3格水槽(每格底面积相同)分别装有甲、乙、丙三种不同液体,现将两个体积相同的小球A、B分别放入三种液体中,静止时小球在如图所示的位置,三种液体液面在水槽的同一高度处。下列说法正确的是()A.A球的重力大于B球的重力B.将A球投入丙液体中,静止时A球将沉底C.B球在甲液体中受到的浮力小于它在丙液体中受到的浮力D.A、B两球分别在乙、丙两液体中静止时,乙液体对容器底部的压力小于丙液体对容器底部的压力10.多选一质量为600g、密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为160cm2的容器内的水中,如图所示,则下列说法中正确的是(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)()A.细线上的拉力为16NB.木块所受的浮力为10NC.将细线剪断后,木块露出水面的高度为6cmD.将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了250Pa(第10题)(第13题)(第14题)二、填空题(每空2分,共30分)11.小德用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0N。他将物体浸没在烧杯内的水中,此时弹簧测力器的示数变为2.0N,则物体所受浮力的大小是________N,方向为______________;若将物体继续向下移动,且不与烧杯侧壁及底部接触,则弹簧测力计的示数大小________(填“变大”“不变”或“变小”)。12.绵阳号护卫舰是中国自行设计建造的导弹护卫舰。若某次执行任务时,绵阳号护卫舰的排水量为2200吨,则它受到的浮力为____________N;当舰上执行搜救任务的舰载直升机起飞后,与起飞前相比,绵阳号护卫舰所受浮力将________(填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)13.如图所示,刚倒入玻璃杯中的汽水会产生很多小气泡。此时,将一些葡萄干加入杯中,有些葡萄干会先沉入杯底。当这些葡萄干表面附有足够多的小气泡后,它们受到的浮力________重力,从而上浮;上浮到液面后,小气泡破裂,导致它们受到的浮力________重力,于是又沉入杯底。(均填“大于”“等于”或“小于”)14.在吸管一端塞入铜丝作为配重制作密度计,两端用蜡密封好,放水中后如图甲,此时应适当________(填“增加”或“减少”)铜丝的量。调整并标好刻度后如图乙,A处示数为1g/cm3,B处为1.8g/cm3。把它放入某液体中,液面恰好处在AB的中点C处,则所测液体的密度________(填“大于”“等于”或“小于”)1.4g/cm3。如果再增加一些配重,则C处对应的液体密度值应________(填“调大”“不变”或“调小”)。15.如图甲所示,将一个气球放在已清零的电子秤上,稳定后电子秤的示数为2.04g。然后用打气筒向气球内打入适量的空气,如图乙所示,估算出气球的体积为4000cm3,则充气后的气球受到的浮力大小为________N(ρ空气取1.3×10-3g/cm3,g取10N/kg),且该浮力大小________(填“大于”“等于”或“小于”)气球和内部空气的总重力。(第15题)(第16题)16.如图所示,A、B是分别盛有适量的煤油和水的相同容器,底面积均为100cm2,置于水平桌面上,现将一实心小球分别放入A、B两容器中,小球静止后排开煤油和水的体积分别为20cm3和18cm3。则小球在煤油中处于________状态。小球的质量是________g,它的密度为________kg/m3。(小球放入容器中时均无液体溢出,g取10N/kg,煤油的密度为800kg/m3)三、作图题(3分)17.如图所示的是研究浮力产生原因小实验中,乒乓球上浮过程中的情景,请画出B处乒乓球所受重力和浮力的示意图。(第17题)(第18题)四、实验探究题(第18题12分,第19题14分,共26分)18.“浮囊,以浑脱羊皮,吹气令满,系缚其孔,缚于腋下,可以渡也”,小德了解到古人对浮力的利用后,利用所学知识,对影响浮力大小的因素进行了探究。小德根据已有的知识和生活经验,做出了如下的猜想:A.浮力大小与物体排开液体的体积有关;B.浮力大小与液体密度有关。他找来了弹簧测力计、体积不同的圆柱体金属块、圆柱形玻璃杯、水、盐水(盐水密度大于水的密度)等器材进行了如图所示的操作。(1)图乙中金属块所受浮力为________N。(2)通过比较甲、乙、丙三次实验数据可知,浮力大小与______________________有关。(3)在探究猜想B的过程中,应控制不变的量是______________________,改变的量是____________。(4)实验过程中小德发现丙、丁两图中弹簧测力计示数差异较小,实验过程中很容易得出错误结论,若不改变两种液体密度,请你提出一种改进的方法:______________________________。(5)向完整的羊皮中吹满气,密封后固定在人的腋下,这样人在水中漂浮时,露出水面的体积变________,从而更安全。19.“曹冲称象”是家喻户晓的故事。某科创小组效仿曹冲,展开项目化实践活动——制作一台“浮力秤”。制作“浮力秤”步骤如下:(一)设计“浮力秤”(1)绘制设计图①浮力秤的制作原理:物体漂浮在液面上时,所受浮力________(填“大于”“小于”或“等于”)重力;②设计浮力秤的装置图。(2)制作“浮力秤”小组同学按照设计图进行组装:如图1所示,选择轻质的圆柱形小筒,在其底部均匀地放上细沙,上端放一个轻质的小秤盘,将小筒放在水中,就制成了一个“浮力秤”。在小筒底部铺上细沙的目的是____________________________________________。(3)标记刻度①将组装好的小筒和空秤盘放入水中,并使它漂浮在水面上。用记号笔在小筒外侧水面的位置画上一个刻度a,标记为________g;②在秤盘中只放入一个10g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度b,标记为10g;③在秤盘中只放入一个20g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度c,标记为20g;④作好标记的小筒外侧,如图2所示,a、b、c三个位置正确的是________(填“A”或“B”);⑤用刻度尺测量发现ab=bc,说明该秤的刻度是________(填“均匀”或“不均匀”)的。接下来分别将相邻两个刻度平均分成5等份,就完成了浮力秤的刻度的标记。这个浮力秤的分度值是________g。(二)“浮力秤”的改进(4)同学们利用制作好的浮力秤来测黄豆的质量:如图3所示,将五颗黄豆放在秤盘中,待小筒稳定后,发现水面对应的位置没有与刻度线相平,认为浮力秤的精确度不够。为提高浮力秤的精确度,小组同学提出的以下改进措施中可行的是________(填字母)。A.用直径更大的大筒B.用直径更小的小筒C.增大小筒中细沙的质量D.大筒中换用密度更大的液体四、综合应用题(11分)20.如图所示是水上漂浮式舞台的简化图,舞台架两侧的底部共安装有4个水箱(图中A、B表示水箱),每个空水箱的体积为1m3、质量为50kg,该舞台使用过程中水面不能超过舞台下表面。已知该舞台和舞台架(不含水箱)的总质量为1000kg,舞台架的体积为1.5m3,g取10N/kg。(1)求一个水箱浸没在水中时受到的浮力;(2)求该舞台允许承载演员和设备的最大质量;(3)某次演出需要舞台承载演员和设备的质量为7150kg,为了安全,要保证舞台架两侧水箱个数相同,若按照此要求设计舞台,至少需要安装多少个这种空水箱。
答案一、1.C2.B3.B4.A5.B【点拨】漂浮时塑料袋所受浮力等于盐水的重力,则F浮=G,即ρ水V排g=ρ盐水V盐水g,由于ρ盐水>ρ水,则V盐水<V排,则盐水的液面比水面低,待塑料袋漂浮时可能出现①情况,不可能出现④情况;若塑料袋悬浮在水中,则其所受浮力等于盐水的重力,则有ρ水V排′g=ρ盐水V盐水′g,由于ρ盐水>ρ水,则V盐水′<V排′,待塑料袋悬浮时可能出现②情况;若塑料袋装满盐水,则盐水和排开水的体积相等,根据F浮=ρ水V排″g,重力G=ρ盐水Vg,盐水的密度较大,故盐水重力大于塑料袋所受浮力,因而沉底,故可能出现③情况。故B符合题意,ACD不符合题意。6.C【点拨】木球的密度ρ木=eq\f(m,V)=eq\f(10g,20cm3)=0.5g/cm3,因为木球的密度比水的密度小,所以木球放在水中时是漂浮的,则F浮=G木,由阿基米德原理可知,F浮=G排水,则F浮=G排水=G木;因为木球的密度比煤油的密度小,所以木球放在煤油中也是漂浮的,则F浮′=G木,由阿基米德原理可知,F浮′=G排油,则F浮′=G排油=G木。因此G排油=G排水,m排油=m排水,由于m排水=10g,所以m排油=10g。故选C。7.B【点拨】土豆的重力G=mg=275×10-3kg×10N/kg=2.75N,由图甲知土豆在水中沉底,则所受浮力小于重力,所以图甲中静止的土豆所受浮力小于2.75N,故A错误;土豆上插入吸管后增大了排开水的体积,根据F浮=ρ液V排g知,整体所受的浮力增大,故B正确;图乙中土豆浮起后其下表面所处的深度减小,根据p=ρgh知其下表面受到水的压强减小,受力面积不变,由F=pS知其下表面受到水的压力减小,所以图乙中土豆浮起后其下表面所受水的压力比在图甲中时小,故C错误;根据漂浮条件可知,“吸管土豆”漂浮时所受浮力等于重力,故D错误。故选B。8.C9.D【点拨】在甲液体中,A、B都漂浮在水面上,受到的浮力大小均等于重力,根据F浮=ρ液V排g可知,A排开水的体积小于B,所以A球的重力小于B球的重力,故A错误;因为两球的体积相同,A球的重力小于B球的重力,所以A球的密度小于B球的密度,由图可知B球在丙液体中漂浮,则B球的密度小于丙液体的密度,所以将A球投入丙液体中,静止时A球将漂浮,故B错误;B球在甲、丙液体中都处于漂浮状态,所以B球在甲液体中受到的浮力大小等于它在丙液体中受到的浮力,故C错误;因为A球在乙液体中处于悬浮状态,乙液体密度和A球密度相等,又因为B球在丙液体中处于漂浮状态,B球的密度小于丙液体的密度,所以丙液体的密度大于乙液体,根据p=ρ液gh可知,深度相同时,液体密度越大,液体对容器底部的压强越大,又因为两容器的底面积相同,根据F=pS可知,乙液体对容器底部的压力小于丙液体对容器底部的压力,故D正确。10.BD【点拨】木块的体积V木=eq\f(m木,ρ木)=eq\f(0.6kg,0.6×103kg/m3)=1×10-3m3,木块所受的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1×10-3m3×10N/kg=10N,木块的重力G木=m木g=0.6kg×10N/kg=6N,此时木块竖直方向受到竖直向下的重力、拉力及竖直向上的浮力作用,则细线对木块的拉力为F拉=F浮-G木=10N-6N=4N,故A错误,B正确;将细线剪断后,木块静止时,木块漂浮,此时木块受到的浮力F浮′=G木=6N,由F浮=ρ液V排g得,木块漂浮时排开水的体积V排′=eq\f(F浮′,ρ水g)=eq\f(6N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=6×10-4m3,而正方体木块的底面积为S木=(eq\r(3,V木))2=(eq\r(3,1×10-3m3))2=0.01m2,所以木块露出水面的高度为h露=eq\f(V木-V排′,S木)=eq\f(1×10-3m3-6×10-4m3,0.01m2)=0.04m=4cm,水面下降的深度为Δh=eq\f(V木-V排′,S容)=eq\f(1×10-3m3-6×10-4m3,160×10-4m2)=0.025m,则容器底部受到水的压强变化量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.025m=250Pa,故C错误,D正确。二、11.1;竖直向上;不变12.2.2×107;变小13.大于;小于14.增加;小于;调大15.0.052;小于【点拨】充气后的气球受到的浮力F浮=ρ空气V排g=1.3kg/m3×4000×10-6m3×10N/kg=0.052N,充气后气球的总质量m总=m气球+m空气=2.04g+1.3×10-3g/cm3×4000cm3=7.24g=7.24×10-3kg,充气后气球的总重力G总=m总g=7.24×10-3kg×10N/kg=0.0724N,则F浮<G总。16.沉底;18;0.9×103【点拨】小球在煤油中排开煤油的体积大于在水中排开水的体积,因此排开水的体积应小于小球的体积,则可知小球在水中一定漂浮在水面上。小球所受浮力F浮水=ρ水V排水g=1.0×103kg/m3×18×10-6m3×10N/kg=0.18N。由物体的浮沉条件可得,小球的重力G=F浮水=0.18N。小球的质量为m=eq\f(G,g)=eq\f(0.18N,10N/kg)=0.018kg=18g,小球在煤油中所受浮力F浮煤油=ρ煤油V排煤油g=800kg/m3×20×10-6m3×10N/kg=0.16N。小球的重力大于在煤油中所受浮力,故小球在煤油中处于沉底状态,即在煤油中排开煤油的体积等于小球的体积,V球=V排煤油=2×10-5m3,由密度公式可得小球的密度ρ球=eq\f(m,V球)=eq\f(0.018kg,2×10-5m3)=0.9×103kg/m3。三、17.如图所示四、18.(1)1(2)物体排开液体的体积(3)物体排开液体的体积;液体密度(4)使用体积更大的物体进行实验(5)大19.(1)①等于(2)降低小筒的重心,使小筒竖直漂浮在水面上(3)①0④A⑤均匀;2(4)B【点拨】(1)物体在液体中处于漂浮状态时,其所受浮力与重力大小相等。(2)把空小筒放入水中漂浮在水面上,由于小筒质量较小,高度较高,难以保持竖直漂浮在水面,在小筒底部铺上细沙,整个小筒重心降低,能使小筒竖直漂浮在水面上,便于实验操作。(3)秤盘上是空的,没有质量,所以漂浮在水面的小筒外侧的刻度应标为0g。秤盘上的质量越大,小筒浸入水中的深度越深,所以刻度从下往上依次增大,即从下往上依次为a、b、c三个位置,故选A;用刻度尺测量发现ab=bc,说明该秤的刻度是均匀的;由题可知,相邻两个刻度之间对应的质量是10g,把它分成5等份,每等份就是2g,所以这个
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