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第九章 浮力 单元素养练
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一．选择题（每题2分，共14分）
1．下列四个情景中的物体，没有受到浮力作用的是（ ）
A．遨游太空的中国空间站 B．漂浮在海面的大型游轮
C．在水中下沉的潜水器 D．浮在空中的热气球
2．暑假即将到来，在“防溺水安全系列教育”活动中，专家指出：若不小心落水，应保持冷静，将手臂浸在水中，头后仰，而不要将手臂高举出水面。从物理学的角度分析，将手臂浸在水中的好处是（ ）
A．浸入水的深度增大，受到的浮力增大
B．增大了河水的密度，受到的浮力增大
C．排开水的体积增大，受到的浮力增大
D．减小了自身的重力，受到的浮力增大
3．小明在厨房清洗樱桃时发现，有的樱桃漂浮在水面上，有的沉底。两颗体积相等的樱桃在水中静止时如图。下列说法正确的是（　　）
A．甲樱桃所受浮力大于自身重力
B．甲樱桃的质量小于乙樱桃的质量
C．向水中加盐，甲樱桃会下沉
D．甲樱桃的密度大于乙樱桃的密度
4．如图所示，小雨将电子秤放在水平的桌面上，电子秤上放一盛有适量水的烧杯。然后，将弹簧测力计下挂一金属块，并浸没在水中。若小雨从图中所示位置将金属块匀速提起，直至金属块下表面刚好与水面接触，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．弹簧测力计的示数，先不变后变小 B．电子秤的示数，先不变后变小
C．弹簧测力计的示数，一直变小 D．电子秤的示数，一直变小
（第4题） （第5题）
5．小明在学习“阿基米德原理”时做了图示的四次实验。下列有关说法正确的是（　　）
A．图甲中水面未到达溢水杯的溢水口不会影响结论
B．由图甲、乙可知，物体受到的浮力为1N
C．丙图中弹簧测力计的示数应为2N
D．为了减小实验误差，实验的最佳顺序是甲、乙、丙、丁
6．一个飞艇充入气体后的质量是1.5t,体积为1500m3．已知空气密度为1.29kg/m3，当飞艇悬浮在空中时，下列说法错误的是（　　）
A．飞艇最多能装入435kg货物
B．飞艇在空气中能获得的浮力为19350N
C．飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小
D．飞艇悬浮时F浮=G货
（第6题） （第7题）
7．如图甲所示，轻质竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上，力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小，细杆下端与正方体物块相连。现向底面积为的薄壁空水箱中加水（容器足够高），力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．物块的体积为
B．乙图中B点所对应的数值为m1=1.3kg
C．乙图中C点所对应的水对水箱底的压强为1000Pa
D．当力传感器的示数为2 N时，物块M所受浮力一定为1N
二．填空题（每空2分，共34分）
8．同样重的铜块和铝块，都浸没在煤油中，受到的浮力较大的是___________；若将铜块浸没在煤油中，将铝块浸没在水中，受到的浮力较大的是___________。（均填“铜块”或“铝块”）
9．将一空心的立方体上下左右四面挖相同面积的圆孔，并在圆孔上贴上橡皮膜，再放入水中，其状态如图甲所示，可知浮力产生的原因是_________________。如图乙所示，将乒乓球用细线固定在水杯底部，向杯中注水使细线拉直；水杯外用细线悬挂一小铁球，然后将水杯慢慢向左倾斜，两根细线始终相互平行，说明浮力方向为__________。
（第9题） （第10题）
10．如图所示，取一大塑料瓶，用一小玻璃瓶制作成“浮沉子”。将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在大塑料瓶的水面上。为了观察其浮沉，大瓶的瓶盖应该_________（选填“旋紧”或“拧开”），当用力挤压大瓶时，此时“浮沉子”会_________（选填“上浮”“不动”或“下沉”）。
11．如图是我国第三艘航空母舰福建舰开展首次航行试验时的情景，该舰满载排水量为，可装载70余架舰载机，每架舰载机质量为。则福建舰满载时受到的浮力为_________N；若有30架舰载机飞离航母，航母排开海水的体积将减少________。（海水的密度取）
（第11题） （第13题）
12．载重共1000N的气球，在竖直方向匀速运动时受到空气向上的浮力900N，则气球匀速下降时受到的空气的阻力是__________N，设空气阻力和浮力大小不变，若从气球中抛掉_________kg的重物，气球能在竖直方向上匀速上升。（g取10N/kg）
13．如图，物体A、B通过细线绕过滑轮组相连，A、B的重分别为20N、10N,物体B的体积为300cm3。当B浸没在水中时，A恰好能在水平桌面上向右做匀速直线运动，B受到的浮力为_________N，若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动, 不计水与B的阻力，摩擦力，滑轮和绳子的重，B始终浸没在水中，则F的大小为_________N。
14．如图所示，将合金球B用细线系在A的下方放入水中静止，容器的底面积为，B的重力为5 N，体积为，此时合金球B所受的浮力为________N，细线对B的拉力为________N。剪断细线后，A、B均保持静止，剪断细线前后水对容器底部的压强变化量为________Pa。（水的密度为，g取）
（第14题） （第15题）
15．轻质硬杆AB长50cm，用细线把边长为10cm的立方体甲和体积为1dm3的球乙分别拴在杠杆的两端，在距离A点20cm处的O点支起AB时，立方体甲静止在桌面上，球乙悬空，硬杆AB处于水平平衡。将球乙浸没在某种液体中后，硬杆AB仍平衡，如图所示，此时立方体甲对水平桌面的压强改变了1800Pa。则液体的密度为________kg/m3，球乙所受浮力为________N。（g取10N/kg）
三．实验探究题（每空2分，共22分）
16．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，实验操作如下，实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。
(1)图乙、丙中物体所受浮力均为__________N，并由此可知：浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度__________（填“有关”或“无关”）；
(2)根据图__________实验可知，浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)如果对比丙、戊两次实验中物体所受的浮力，得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论是错误的，理由是__________________________________________________。
17．在学习了浮力的相关知识后，小海想自制一个“密度计”来测量奶茶的密度。已知水的密度。
(1)如图所示，将一支粗细均匀的吸管底部密封，放入适量砂粒，制成简易密度计。放入适量砂粒的目的是降低吸管的____________，使吸管能够竖直漂浮于液体中。
(2)将制作完成的“密度计”置于盛有水的容器中，待其稳定后，在吸管与水面齐平的位置标记为A，如图所示。测得A点到吸管底端的距离为8cm，应在A处标定对应的密度值为____________；
(3)将该“密度计”放入密度为0.8的酒精中，待其稳定后，在吸管与液面齐平的位置标记为B。B点位于A点的____________方，B点到吸管底端的距离应为____________cm，可将此位置的密度值标定为0.8。
(4)若将该“密度计”放入密度为0.9的液体，待其稳定后，吸管与液面齐平的位置应位于A、B两点的____________。
A．中间位置 B．中间位置偏下 C．中间位置偏上
(5)将该“密度计”放入待测的奶茶中，待其稳定后，在吸管与液面齐平的位置标记为C，测得C点到吸管底端的距离，则所测奶茶的密度为____________（用、、表示）。可以推断，小海同学的“密度计”刻度____________（填“是”或“不是”）均匀分布的。
四．计算题（第18题9分，第19题11分，共20分）
18．如图甲所示为模拟水位报警器装置，容器口左边安装激光器，右边安装接收器，当接收器正常接收到激光照射时，报警器不工作。容器里有一圆柱体浮块M，底部通过弹簧与容器底部相连（弹簧质量、体积忽略不计），当水面距容器口距离h0为11 cm时，弹簧恰好保持原长。容器里水面上升时，浮块随之上升，一旦浮块挡住激光，报警器报警。弹簧伸长量与弹簧所受拉力的关系如图乙所示。已知浮块M高为20 cm，底面积为50 cm2，密度为0.6 g/cm3，g取10N/kg。求：
(1)浮块M的质量；
(2)当弹簧恰好保持原长时，浮块M浸在水中部分的深度；
(3)恰好报警时，水面距容器口的距离。
19．如图甲所示，课外兴趣组的同学们自制了一个潜水器，包含圆柱体形的主体和实心压载铁两部分，带有自动吸水、排水、丢弃压载铁等功能。其中主体部分底面积为100cm2，高度为48cm，水箱中无水时主体质量为3kg，下方两块相同压载铁每块体积均为100cm3，密度为5g/cm3，底面积与主体相同。容器的底面积为200cm2，高度为1.5m，容器中原有水的深度为1m，如图乙所示。现将潜水器水箱装满水，放入圆柱体形容器中，最终沉底如图丙所示。已知水的密度，g取10N/kg。求：
(1)每块压载铁的重力；
(2)乙图中水对容器底的压强；
(3)潜水器浸没时受到的浮力；
(4)潜水器沉底后，先抛掉一块压载铁，处于悬浮状态，模拟深海作业；完成作业后，再丢弃一块压载铁，会上浮至漂浮状态。（整个过程中，潜水器底部能始终保持与液面平行，忽略液体扰动等次要因素）求潜水器上浮至漂浮时，潜水器下表面距容器底部高度h。
五．综合能力题（每空2分，共10分）
20．小红用自制杠杆测物体的密度，装置如图所示。O为杠杆的支点，在杠杆上挂有重为50N的重物B，杠杆的左端通过细绳（绳的中间串一个弹簧测力计）跨过定滑轮悬吊着重物A处于静止状态，此时弹簧测力计的示数为30N，杠杆处于水平位置。现向容器C中缓慢注水，使A浸没，测力计示数变为20N。托起水杯，使A接触容器的底部，弹簧测力计的示数逐渐减为10N，同时移动物体B的悬挂点，使杠杆仍在水平位置平衡。若杠杆、弹簧测力计、细线和滑轮的质量以及一切摩擦均忽略不计，ρ水=1.0×103kg/km3，g=10N/kg。
(1)若杠杆长度为1m，在物体A悬空时，物体B的悬点位置与O的距离为_________cm；
(2)物体A的密度为_________g/cm3；
(3)物体B的悬挂点移动的距离与杆长之比为_________；
(4)若考虑弹簧测力计的重力，测出物体A的密度将______（填“偏大”“偏小”或“不变”），请说明理由___________________________
______________________________________________________。
参考答案
1．A 2．C 3．B 4．B 5．B 6．D
7．B 【点拨】由图像，物块重力，物块完全浸没时，受力平衡，可得最大浮力，根据浮力公式可知，完全浸没时物块体积为，不是400cm3，故A错误；A点对应加水1kg，此时水面刚好接触物块下表面；B点力传感器的示数大小为0，对应浮力为，浸入深度对应排开水的体积，正方体物块边长，物块底面积，物块M浸入深度，从A点到B点，水箱内新增水的体积为，新增水的质量，因此乙图中点所对应的数值为，故B正确；A点时，水箱中水的体积，此时水深，C点物块刚好完全浸没，总水深，此时水对水箱底的压强，并非1000Pa，故C错误；传感器示数为2N时有两种情况：①AB段，杆对物块向上拉力2N，此时浮力，②BC段，杆对物块向下压力2N，此时浮力，浮力不只有1N，故D错误。
8．铝块；铝块
9．物体上下表面受到液体的压力不同；竖直向上
10．旋紧；下沉
11．8×108；750
12．100；20
13．3；7
14．1.5；3.5；175 【点拨】B完全浸没在水中，排开水的体积等于B自身体积，根据阿基米德原理，合金球B所受的浮力为，对B受力分析，B静止，向下的重力等于向上的浮力与拉力之和，细线对B的拉力为，剪断前，把A、B看作整体，总浮力等于总重力，剪断后，A漂浮，浮力等于自身重力，B沉底，总浮力，总浮力减少量，浮力减少说明排开水的体积减小，水面下降，水对容器底的压力减少量等于浮力减少量， 容器底面积，压强变化量。
15．； 【点拨】立方体甲边长为，底面积，已知甲对桌面压强变化，根据得，压力变化量，压力减小量等于A端拉力的减小量，即；已知，杠杆总长，因此，初始平衡…①；乙浸没后平衡…②；①②两式相减得，代入数据，解得。乙浸没在液体中，即，根据阿基米德原理得，液体的密度。
16．(1)1.4；无关 (2)甲、丙、丁 (3)没有控制排开液体体积相同
17．(1)重心 (2)1.0 (3)上；10 (4)B (5)；不是
18．【解】（1）计算浮块M的质量：浮块为圆柱体，体积公式为，代入已知量，得：根据密度公式，变形得，代入得：。
（2）计算弹簧原长时浮块浸在水中的深度：弹簧原长时浮块漂浮，根据漂浮条件，浮力等于重力：，因此根据阿基米德原理，变形得排开水的体积：浸在水中的深度为：
（3）计算恰好报警时水面距容器口的距离：恰好报警时，浮块顶部到达激光位置（容器口）挡住激光，对浮块受力分析得：。由图乙可得弹簧伸长量（单位）与拉力（单位）满足：。弹簧原长时，浮块露出水面高度。设水面上升，报警时水面距容器口，此时浮块浸入深度，浮块露出高度。报警时露出高度等于水面到容器口距离，即，代入得：，解得，对应拉力。因此浮力，再次由阿基米德原理得：浸入深度，因此水面距容器口的距离：
19．【解】（1）每块压载铁的质量为
每块压载铁的重力为
（2）乙图中水深为，水对容器底的压强为
（3）潜水器完全浸没时，排开液体体积等于主体与两块压载铁的总体积。主体体积为
总排开体积为
浸没时浮力为
（4）抛掉一块压载铁时，潜水器（主体+单块压载铁）完全浸没，处于悬浮状态。此时排开体积为
此时浮力为
由悬浮条件，主体的重力为
可得得水箱内水的重力为
抛掉两块压载铁后，潜水器（主体+水箱水）处于漂浮状态。此时浮力为
此时排开水的体积为
容器内原有水的体积为
两块压载铁均沉底，总排开体积为
此时容器内水深为
潜水器为柱形，漂浮时浸入深度为
潜水器下表面距容器底部的高度为
20．（1）60 （2）3 （3）2∶5 （4）偏小；测力计受重力，使得测力计示数小于物体A所受重力 【点拨】(1)根据杠杆的平衡条件得到F1OF=GBOB，即30N×1m=50N×OB，解得OB=0.6m=60cm。(2)由于滑轮为定滑轮，则GA=F1=30N，当A浸没，测力计示数变为20N时，根据称重法可得F浮=GA-F=30N-20N=10N，物体A的体积V=V排==1×10-3m3，物体A的密度=3×103kg/m3=3g/cm3。(3)弹簧测力计的示数逐渐减为10N，根据杠杆的平衡条件得到F2OC=GBOB′，即10N×1m=50N×OB′，解得OB′=0.2m，所以，物体B的悬挂点移动的距离与杆长之比为(0.6m-0.2m)∶1m=2∶5。(4)若考虑弹簧测力计的重力，使得测力计示数小于物体A所受重力，A的重力就会偏小，测得A的质量就偏小；物体A的浮力与浸没的液体和排开的体积有关，没有影响浮力的计算，所以A测出的密度偏小。
答案第1页（共2页）

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