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初三物理浮力的應(yīng)用同步的練習(xí)題及答案
1.物體浸沒在液體中時(shí),受到_______的浮力F浮,同時(shí)還受到方向_______的重力G。當(dāng)F浮G時(shí),物體就會(huì)____________。
思路解析:物體所受浮力的大小與物體排開液體的重力有關(guān)系,排開的液體重力越大,受到的浮力也越大。當(dāng)浮力小于物體的重力,物體會(huì)下沉;當(dāng)浮力等于重力時(shí),物體就可以停留在液體內(nèi)部任一位置,這樣的現(xiàn)象叫懸浮;當(dāng)浮力大于重力時(shí),物體將浮在水面上。
答案:向上 豎直向下 下沉 懸浮 上浮
2.輪船是根據(jù)_______制成的。潛水艇的工作原理是______________,它是靠改變______________實(shí)現(xiàn)上浮和下沉的。熱氣球是靠加熱球內(nèi)的空氣,使其密度_________,相當(dāng)于充入了_______的氣體,當(dāng)F浮_______G時(shí)就升空了,若需要下降則要_______,這時(shí),球內(nèi)空氣的密度_______,當(dāng)F浮_______G時(shí)就下降了。
答案:漂浮的條件F浮=G 物體的浮沉條件 自身重力 減小 密度小于空氣密度 大于 停止加熱 變大 小于
3.下列說法正確的是( )
A.浮力等于重力,一定懸浮
B.浮力等于重力,一定漂浮
C.物體在水中上浮,在沒有露出水面之前浮力不變
D.在水中勻速下沉的物體重力大于浮力
思路解析:浮力等于重力,有兩種可能,即漂浮或懸浮。勻速下沉的物體,浮力等于重力。上升的物體,在露出水面之前 V物不變,浮力不變,故只有C是正確的。
答案:C
10分鐘訓(xùn)練(強(qiáng)化類訓(xùn)練,可用于課中)
1.(2010北京四中模擬模擬)浸沒在鹽水中的雞蛋(不沉底),所排開鹽水的重力大約為( )
A.0.5 N B.5 N
C.50 N D.500 N
思路解析:浸沒在鹽水中的雞蛋將懸浮,因此雞蛋的重力等于排開水的重力,而一個(gè)雞蛋的重力大約為0.5 N。
答案:A
2.把重5 N、體積為0.6 cm3的物體投入水中,若不計(jì)水的阻力,當(dāng)物體靜止時(shí),下列說法正確的是( )
A.物體上浮,F(xiàn)浮=6 N B.物體懸浮,F(xiàn)浮=5 N
C.物體漂浮,F(xiàn)浮=5 N D.物體沉在水底,F(xiàn)浮=6 N
思路解析:假設(shè)體積為0.6 cm3的物體能浸沒于水中,則F浮=液gV排=1.0 g/cm310 N/kg0.6 cm3=6 N,大于物體自身的重力,因此物體最終漂浮于水面上,由漂浮條件可得F浮=G=5 N。
答案:C
3.質(zhì)量相同的木塊和鋁塊都放入水中,木塊浮在水面上,鋁塊沉入水底。它們受的浮力大小是( )
A.木塊大 B.鋁塊大
C.一樣大 D.無(wú)法比較
思路解析:此題無(wú)法直接用阿基米德原理比較木塊的浮力和鋁塊的浮力,因?yàn)殡m然木塊體積大于鋁塊的體積,但由于漂浮在水面上,它在水下部分的體積與鋁塊的體積無(wú)法直接比較。此題可將相同的質(zhì)量(重力)作為比較的橋梁,利用浮沉條件中浮力與重力的關(guān)系得出結(jié)論。木塊在水中受的浮力等于木塊的重力,鋁塊受到的浮力小于鋁塊的重力,而木塊與鋁塊的重力相等,所以木塊受的浮力大于鋁塊受的浮力。
答案:A
4.(2010河北課改區(qū))如圖14-6-1所示,體積相同的甲、乙、丙三個(gè)物體浸沒在水中。甲上浮、乙懸浮、丙下沉,在甲露出水面之前,關(guān)于它們所受浮力的說法正確的是( )
圖14-6-1
A.甲受到的浮力大 B.乙受到的浮力大
C.丙受到的浮力大 D.甲、乙、丙受到的浮力一樣大
思路解析:三球體積相同,由圖示可以知道,甲乙丙排開的液體體積相同,所受浮力也一定相同。之所以甲上浮,是因?yàn)榧椎母×Υ笥谥亓?乙懸浮說明了它受到的浮力等于它的重力;丙下沉說明它受到的浮力小于它的重力。所以D正確,ABC錯(cuò)。
答案:D
5.輪船的排水量指的是___________,若排水量為1萬(wàn)噸的貨輪,自身質(zhì)量為2 000 t,則最多能裝貨物為_______t。輪船是采用_________的辦法來(lái)增大可利用的浮力。
思路解析:輪船滿載時(shí),浮力等于其總重力,即總輪船的重力等于排開水的重力,也就是輪船的總質(zhì)量等于排開水的質(zhì)量,又輪船自身質(zhì)量為2000 t,所以最多能裝貨物為10 000 t-2 000 t=8 000 t。
輪船是用密度大于水的材料制成的,若要能夠浮在水面上,可以把它做成空心的,以使它能排開更多的水。
答案:輪船滿載貨物時(shí),排開水的質(zhì)量 8 000 空心
6.對(duì)于完全浸沒在液體中的物體,若F浮G,則___________;若F浮=G,則___________;若F浮
圖14-6-2
思路解析:本題考查物體的.浮沉條件及漂浮的條件,若用密度比較,可表示為(下沉)、物=(懸浮)、(上浮,最終漂浮)。
答案:上浮 懸浮 下沉
如圖所示。
快樂時(shí)光
博格是大學(xué)籃球隊(duì)的主力,但他考試成績(jī)卻總是不太好。物理教授對(duì)博格說:你的球藝那么好,為什么考試卻不行呢?博格說:打籃球時(shí)有人配合,可考試的時(shí)候沒有合作呀。
30分鐘訓(xùn)練(鞏固類訓(xùn)練,可用于課后)
1.若要質(zhì)量相等的銅塊和鐵塊所受浮力相等,要把它們放在( )
A.水中 B.酒精中
C.水銀中 D.鹽水中
思路解析:質(zhì)量相等的銅塊、鐵塊體積不等,若放到A、B、D中,都要下沉,排開液體的體積不等,浮力不等,只有放到水銀中才能漂浮(水銀的密度較銅、鐵的大),浮力等于重力,故C是正確的。
答案:C
2.完全浸沒在水中的乒乓球,放手后從運(yùn)動(dòng)到靜止的過程中,其浮力大小的變化情況是( )
A.浮力不斷變大,但小于重力
B.浮力不變,但浮力大于重力
C.浮力先大于重力,后小于重力
D.浮力先不變,后變小,且始終大于重力直至靜止時(shí),浮力才等于重力
思路解析:浸沒后物體排開液體的多少不再改變,浮力大小與物體在液體內(nèi)深度無(wú)關(guān)。因此乒乓球在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受浮力不變。當(dāng)球露出水面的過程中,它排開液體的體積逐漸變小,浮力開始變小。當(dāng)浮力等于重力時(shí),球靜止在水面上,呈漂浮狀態(tài)。
答案:D
3.一塑料塊,放入水中靜止時(shí),有 的體積沒入水中,放入另一種液體中靜止時(shí),有 的體積沒入液體中,則另一種液體的密度為( )
A. 水 B. 水
C. 水 D. 水
思路解析:根據(jù)漂浮的條件,F(xiàn)1=G=F2,
V水g= V液g,液= 水,故C正確。
答案:C
4.由同種物質(zhì)做成的實(shí)心正方體,放在水中后有1/3部分露出水面,現(xiàn)將露出水面的部分切去,則剩余的部分( )
A.將有 部分露出水面 B.將懸浮在水中
C.將下沉入水底 D.將有1/2部分露出水面
思路解析:假設(shè)將露出水面的部分切掉后,正方體仍保持原來(lái)的位置不動(dòng),那它受到的浮力也將不變,但此時(shí)它的重力已減小,小于它的浮力,當(dāng)它受到的浮力大于重力時(shí),它將上浮。由于切割后它的密度是不變的,因此它排開液體的體積占總體積的比例是不變的。
答案:A
5.(2010江蘇南京)如圖14-6-3甲所示,一只燒杯中盛有石蠟油、水和水銀三種液體,液體之間不相溶合。將一實(shí)心鉛塊(鉛的密度是11.3 g/cm3)輕輕放入該燒杯中,圖14-6-3乙中能正確顯示出鉛塊靜止時(shí)位置的圖是( )
圖14-6-3
思路解析:實(shí)心鉛球的密度比水銀的密度小,所以一定會(huì)漂浮在水銀液體上。則A錯(cuò),B對(duì)。水的密度比鉛的小,所以一定會(huì)沉入水中,則CD均錯(cuò)。
答案:B
6.一個(gè)漂浮在小型游泳池水面上的小船,一個(gè)人從池中撈上幾種物體放入船中,其中能使池中水面升高的是( )
A.從池中撈鐵塊 B.從水面上撈木塊
C.從池中撈石塊 D.將池中的一些水裝入船中
思路解析:物體的重力為G,在水中排開水的體積為V排,撈到船上后漂浮在水面排開水的體積為V排,石塊、鐵塊浸沒在水中時(shí),V排=V= ,漂浮時(shí)G=F浮=水gV排,V排= ,由于水,則V排V排,石塊、鐵塊撈到船上后,水面上升;木塊漂浮在水面上時(shí)和撈到船上后,所受浮力相同等于木塊的重力,排開水的體積相等;水懸浮在水中時(shí)和撈到船上后,所受浮力相同等于水的重力,排開水的體積相等。水、木塊放到船上后,水面高度不變。
答案:AC
7.(2010江蘇南通)如圖14-6-4所示,縱坐標(biāo)表示物體的質(zhì)量,橫坐標(biāo)表示物體的體積。圖象a、b分別表示物體甲、乙的質(zhì)量與體積的關(guān)系。下列說法中正確的是( )
圖14-6-4
A.將物體甲放入水中一定浮在水面
B.將物體乙放入水中一定沉入水底
C.將體積相等的甲、乙物體捆在一起放入水中一定沉入水底
D.將體積相等的甲、乙物體捆在一起放入水中一定浮在水面
思路解析:從圖象a可以得出,當(dāng)體積為1 m3時(shí),對(duì)應(yīng)物體的質(zhì)量是2.0103 kg,由此得到該物體a的密度為a= 2.0103 kgm-3 水(水的密度);同理物體b的密度為b= 0.6103 kgm-3水(水的密度)。于是可以作出判斷,物體甲放入水中一定下沉,A錯(cuò)。物體乙放入水中一定漂浮,B錯(cuò)。將單位體積的甲乙物體放在一起,混合后的密度仍然大于水的密度,所以還是下沉,C正確D錯(cuò)。
答案:C
8.(2010湖北黃岡)如圖14-6-5所示,打撈江底的沉船,下面采取的措施,合理的是( )
圖14-6-5
A.使沉船與水底淤泥盡量分離
B.使用費(fèi)力的機(jī)械把沉船拉起來(lái)
C.清除船體中的泥沙,使船變輕
D.將浮筒與船綁在一起,再排出浮筒內(nèi)的水
思路解析:使沉船與水底淤泥分離是不可能做到的,A錯(cuò)。沉船在深海中,用機(jī)械把沉船拉起來(lái)會(huì)遇到很大的困難,B錯(cuò)。清除船體中的泥沙,也不能使船變輕。因?yàn)殇撹F的密度遠(yuǎn)大于海水的密度,C錯(cuò)。將浮筒與船綁在一起,再排出浮筒內(nèi)的水,并讓浮筒充滿空氣,是打撈沉船普遍采用的方法,D正確。
答案:D
9.在遠(yuǎn)洋輪船的船舷上,都漆著五條吃水線,又稱載重線,如圖14-6-6所示。其中標(biāo)有W的是北大西洋載重線,標(biāo)有S的是印度洋載重線。當(dāng)船從北大西洋駛向印度洋時(shí),輪船受到的浮力以及北大西洋與印度洋的海水密度1和2的關(guān)系是( )
圖14-6-6
A.浮力增大,2 B.浮力減小,2
C.浮力不變,2 D.浮力不變,2
思路解析:輪船行駛在北大西洋和印度洋上都是漂浮的,它受到的浮力都等于船的重力,由于船的重力是不變的,所以船受到的浮力也不變。由圖可知輪船在北大西洋中排開液體的體積較小,根據(jù)阿基米德原理F浮=液gV排可知,當(dāng)F浮不變,V排較小時(shí),對(duì)應(yīng)的液體密度液較大,因此北大西洋的海水密度較大。
答案:C
10.阿基米德原理不僅適用于液體同樣也適用于氣體。將兩個(gè)沒有充氣的氣球放到已經(jīng)調(diào)好平衡的天平兩邊,天平平衡。如果給左邊的氣球充上空氣,再放在天平左邊,則( )
A.天平還是平衡的
B.天平往沒有充氣的氣球這邊(右邊)傾斜
C.天平往充空氣的氣球這邊(左邊)傾斜
D.無(wú)法判斷
思路解析:當(dāng)左邊的氣球充上空氣后,它受到外面空氣對(duì)它的浮力和地球?qū)λ闹亓ν瑫r(shí)增加,但由于氣球內(nèi)的空氣是被壓縮的,所以它的重力將大于被它排開的外界空氣的重力,即左邊充氣后氣球的重力大于它受到的浮力,它將下沉,天平的左盤下降。
答案:C
11.將適量的橡皮泥捏黏在鉛筆的一端(能使鉛筆豎直浮在液體中),這就制成了一個(gè)很有用的土儀器。將它分別放到盛有不同液體的杯中,靜止時(shí)的情景如圖14-6-7所示。對(duì)于這個(gè)土儀器所運(yùn)用的知識(shí)或用途,下列說法中不正確的是( )
圖14-6-7
A.運(yùn)用了二力平衡的知識(shí)
B.運(yùn)用了物體的漂浮條件
C.用它可以比較不同液體密度的大小
D.用它可以測(cè)出液體密度的大小
思路解析:此土儀器是根據(jù)物體的漂浮條件制成的,物體受到的浮力和重力是一對(duì)平衡力,A、B選項(xiàng)正確。它漂在不同密度的液體里,所受浮力大小是不變的,都等于土儀器自身的重力。根據(jù)阿基米德原理,浮力不變時(shí),V排越大液越小,因此根據(jù)它浸入液體里的體積多少來(lái)比較液體的密度。此土儀器不能具體測(cè)出液體密度的大小,因?yàn)檫沒有將它準(zhǔn)確地標(biāo)上刻度。
答案:D
12.將一個(gè)實(shí)心鐵球分別放入水中、酒精中和水銀中(水銀鐵水酒精),關(guān)于鐵球所受浮力,下列說法中正確的是( )
A.在酒精中所受的浮力比在水中所受的浮力大
B.在水銀中受到的浮力最小
C.在水銀中受到的浮力最大
D.在三種液體中所受的浮力一樣大
思路解析:要知道物體受到的浮力,首先要判斷物體在液體里的狀態(tài),因?yàn)椴煌瑺顟B(tài)下它受到的浮力往往不同。因?yàn)殍F的密度大于水和酒精的密度,所以實(shí)心鐵球在水中、酒精中都是下沉的,它們的浮力可以用阿基米德原理比較。鐵球排開水的體積和排開酒精的體積是相同的,但水的密度大于酒精的密度,根據(jù)阿基米德原理F浮=液gV排可知,鐵球在水中比在酒精中受到的浮力大,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。鐵球的密度小于水銀的密度,鐵球?qū)⑵≡谒y中,鐵球受到的浮力等于鐵球自身的重力。而鐵球在水中是下沉的,在水中受到的浮力小于它自身的重力,因此鐵球在水銀中受到的浮力比在水中受到的浮力大。
答案:C
13.圖14-6-8中a、b所示的是將相同的密度計(jì)分別放入兩種不同液體中的情形,由圖可知:兩種液體的密度相比較:a_______密度計(jì)在兩種液體中受到的浮力相比較:Fa_______Fb。(兩空均填或=)
圖14-6-8
思路解析:本題先做第二問比較容易,因?yàn)槊芏扔?jì)是利用物體漂浮條件而工作的,它所受到的浮力總等于它受到的重力F浮=G,所以密度計(jì)在兩種液體中受到的浮力始終相等,F(xiàn)a=Fb。再根據(jù)F浮=液gV排可知:待測(cè)液體密度越大,則V排越小,密度計(jì)浸入液體中的體積越小,露出部分的體積就越大,反之,待測(cè)液體密度越小,則V排越大,密度計(jì)浸入液體中的體積越大,露出部分的體積就越小,所以b。
答案:
14.通常在煮餃子時(shí),先將包好的餃子放入沸水中,餃子將沉在鍋底,這是為什么?待水沸騰后,餃子逐一浮出水面,這是為什么?煮一會(huì)兒后,往往需要向鍋中加入少許涼水,這又是為什么?
思路解析:煮餃子是日常生活中常見的現(xiàn)象,開始時(shí),由于餃子所受的浮力小于重力,所以下沉;水沸騰時(shí),由于餃子內(nèi)部的空氣受熱膨脹,體積增大,排開水的體積也增大,所以餃子受到的浮力大于重力,上浮;而加入涼水的目的是降低水的溫度,達(dá)到止沸的目的。
答案:餃子所受的浮力小于重力,所以下沉;水沸騰后,餃子體積增大,排開水的體積也增大,餃子受到的浮力大于重力,上浮;加入少許涼水目的是使沸水放熱,溫度降低,達(dá)到止沸的目的。
15.旅游用的游艇上常常備有救生衣(一種顏色比較鮮艷的背心,并用密度比較小的發(fā)泡材料做成內(nèi)膽),請(qǐng)回答:
(1)為什么要用顏色比較鮮艷的面料來(lái)做救生衣?
(2)設(shè)計(jì)救生衣的發(fā)泡材料用量要根據(jù)哪些條件?
思路解析:本題是一道把浮力知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合的試題。救生衣是為了防止人落水后下沉,所以要用密度比較小的發(fā)泡材料做內(nèi)膽,而用顏色鮮艷的面料做是為了容易被人們發(fā)現(xiàn)。穿上救生衣的人落水后始終漂浮在水面上,所以有 F浮=G物。根據(jù)題目中所給的條件即可解出發(fā)泡材料的最小質(zhì)量。
答案:用顏色比較鮮艷的面料做救生衣,是因?yàn)轷r艷的顏色,能見度比較高,容易被人發(fā)現(xiàn),當(dāng)事故發(fā)生時(shí),很遠(yuǎn)的地方就能看見。設(shè)計(jì)出的救生衣應(yīng)能讓質(zhì)量足夠大的從穿上后也能浮在水面上,并保證至少讓人的頭部能露出水面。