内容正文:
专题04 浮力
【考点通关】
考点一:浮力及其产生原因
1.(22-23八年级下·广东深圳·期末)“天宫课堂”第一课上,王亚平老师做了一个有关浮力的实验,如图所示,在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,下列有关该现象的解释正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下
B.乒乓球受到的浮力小于重力
C.太空中乒乓球处于失重状态,它不受浮力了
D.浮力是由重力产生的
2.(22-23八年级下·广东梅州·期末)如图所示,将质量相等的a、b两个长方体物块,分别放入甲、乙两个相同容器的水中,a悬浮于水中,b漂浮于水面上,此时两容器中水面相平,则下列说法正确的是( )
A.水对a下表面的压力大于水对b下表面的压力 B.a的密度小于b密度
C.a受到的浮力小于b受到的浮力 D.甲、乙两容器对桌面的压强不相等
3.(22-23八年级下·广东广州·期末)如题图,小昕同学把一只苹果丢入水中后,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上。下列关于苹果的分析正确的是( )
A.在下沉过程中,水对苹果的压强不变 B.在上浮过程中(未露出水面前),苹果所受浮力变大
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力 D.在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上
考点二:阿基米德原理
4.(22-23八年级下·广东·期末)一个物体所受的重力为0.5N,将它轻轻放入装满水的容器中时,从容器里溢出的水的重力为0.3N,则该物体所受的浮力是( )
A.0.7N B.0.5N C.0.3N D.0.2N
5.(21-22八年级下·广东珠海·期末)如图所示,一个盛有水的烧杯水平放置在电子秤上,烧杯底有一轻质细绳系住木块,木块浸没在水中,此时电子秤示数为500g,木块重0.6N,体积为100cm3。剪断细绳,木块上浮,直至漂浮在水面静止。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)下列说法正确的是( )
A.剪断细绳前,木块受到的浮力为0.6N B.木块漂浮时,电子秤的示数仍为500g
C.木块由浸没到漂浮,水对杯底的压强增大 D.木块由浸没到漂浮,所受的浮力增大
6.(19-20八年级下·广东汕头·期末)水平桌面上有两个完全相同的溢水杯和两个相同的小桶,杯中装满不同的液体。将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,静止后如图所示,已知从甲杯溢出的液体到小桶A中。则下列说法正确的是( )
A.小球重,在乙杯中受到的浮力小于
B.液体对A小桶底的压强等于液体对B小桶底的压强
C.甲杯对桌面的压强等于乙杯对桌面的压强
D.小桶A中液体的质量小于小桶B中液体的质量
考点三:浮力与深度图像问题
7.(21-22八年级下·广东湛江·期末)如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降一小段。图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。分析图像可知,圆柱体重力是 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;圆柱体浸没时排开水的重力是 N;圆柱体的体积是 cm3;圆柱体的长度是 cm。
8.(18-19八年级下·广东广州·期末)如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降一小段。图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度力变化的图象。分析图象可知,圆柱体重力是 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;圆柱体浸没时排开水的重力是 N;圆柱体的长度是 cm。
9.(19-20八年级下·广东汕头·期末)如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示。分析图像可知圆柱体受到的重力是 N,圆柱体的高度是 cm,圆柱体的体积是 m3。(g取10N/kg)
考点四:浮力沉浮条件的应用
10.(22-23八年级下·广东深圳·期末)三个完全相同的容器内装有一定质量的水,将a、b、c三个体积相同质量不同的实心小球放入容器中,小球静止后各容器中液面相平,小球的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.三个小球受到的浮力大小关系是
B.三个小球的密度关系是
C.三个小球的质量关系是
D.三个容器底部受到的压强关系是
11.(22-23八年级下·广东深圳·期末)将一根木棒的一端缠绕一些铜丝,能使木棒竖直浮在液体中,这就制成了一个简易密度计。将它分别放到盛有不同液体的相同容器中,此时甲、乙两容器中液面相平。静止时的情景如图所示,简易密度计在甲、乙液体中所受的浮力分别为、,甲、乙液体对容器底的压强分别为、,下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
12.(22-23八年级下·广东广州·期末)如图1所示,甲烧杯中装有某种液体,把一个上端开口的空心球放在液体中处于漂浮状态,液面刚好与球面上的刻度a重合。如图2所示,往空心球内加入一些重物,把该球放到装有另一种液体的乙烧杯中,球仍然处于漂浮状态,液面也刚好与球面上刻度线a重合,则( )
A.甲烧杯中的液体密度小于乙烧杯中的液体密度
B.甲烧杯中的液体密度大于乙烧杯中的液体密度
C.空心球在两烧杯中所受到的浮力相等
D.空心球在甲烧杯中所受到的浮力大于在乙烧杯中所受到的浮力
考点五:比较物体在不同液体的浮力和密度大小
13.(21-22八年级下·广东深圳·期末)将A、B两个体积相同且不吸水的物体放入水中,静止时如图所示,A漂浮、B悬浮。以下说法正确的是( )
A.物体A大于物体B受到的浮力
B.物体A大于物体B的密度
C.物体A下表面小于物体B下表面受到的液体压强
D.将物体B从水中取出并轻轻放在物体A上,物体A和B将会一起沉底
14.(20-21八年级下·广东广州·期末)如图所示,两个完全相同的圆柱形容器甲、乙,装有同样多的水,放在水平桌面上,将体积相等的小球A 和B 分别分别浸没在甲、乙水中,最后A 球漂浮,B 球悬浮,水都没有溢出,下列判断正确的是( )
A.A 的密度小于B 的密度
B.A 受到的浮力大于B 受到的浮力
C.甲对桌面的压强大于乙对桌面的压强
D.甲中水对容器底的压强大于乙中水对容器底的压强
15.(21-22八年级下·广东广州·期末)体积相同的甲、乙两个物块,已知G甲=10N,G乙=12N,现将甲、乙物块分别放入A、B两种液体中,静止时甲物块沉底,乙物块悬浮,如图所示,此时甲受到的浮力为F甲,乙受到的浮力为F乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙
C.液体密度ρA>ρB D.液体密度ρA<ρB
考点六:浮力的应用
16.(22-23八年级下·广东深圳·期末)由我国研发的“奋斗者”号载人潜水器已成功抵达深海10909米。下列有关“奋斗者”号的说法正确的是( )
A.漂浮时,它受到的浮力大于排开水的重力
B.要使悬浮的“奋斗者”号上浮,应对水舱注水
C.浸没后在水中继续下沉的过程中,它受到海水的向上、向下的压力差变大
D.它能自由的浮沉,是通过改变自身的重力来实现的
17.(22-23八年级下·广东深圳·期末)下列关于浮力知识的应用实例中说法正确的是( )
A.图甲中轮船从长江驶入海洋后,吃水深度变小
B.图乙中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,所受浮力逐渐变小
C.图丙中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁中气球上浮,是因为球内气体密度大于空气密度
18.(21-22八年级下·广东中山·期末)如图所示,是小明学习浮力后所制作的潜水艇模型,注射器通过极软的胶管从大试管中抽气或向大试管中注气,就可以调整大试管在水中的状态,忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力。下列分析正确的是( )
A.潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时受到的浮力大
B.将注射器的活塞往里推,“潜水艇”排开水的重力变小
C.将注射器的活塞往外拉,水槽底部受水的压强保持不变
D.当“潜水艇”处于悬浮状态时,向水中加盐,它将上浮
考点七:浮力与物体有绳子类问题
19.(21-22八年级下·广东清远·期末)小明喝奶茶时发现有很多冰块漂浮在奶茶液面上,他想了解冰熔化后奶茶液面变化情况,于是他在家用盐水代替奶茶进行探究:将纯净水凝固而成的冰块放入装有适量盐水的水杯中(如图所示),观察冰块熔化后的情况。则( )
A.液面上升,液体对杯底的压强不变 B.液面上升,液体对杯底的压强变大
C.液面下降,液体对杯底的压强减小 D.液面不变,液体对杯底的压强不变
20.(20-21八年级下·广东深圳·期末)等体积的木球A和铁球B被细线系住,浸没在水中,如图所示,下列说法正确的是( )
A.两球均处于悬浮状态
B.两球所受的浮力相等
C.木球可能空心,铁球一定实心
D.剪断细绳后,水对容器底部的压强不变
21.(19-20八年级下·广东潮州·期末)小英同学得到体积为,密度为的正方体木块,她将木块用细线系于圆柱形容器的水中,如图所示,求:
(1)木块所受重力?
(2)木块所受的浮力大小?
(3)细线的拉力大小?
考点八:压强和浮力的问题
22.(21-22八年级下·广东中山·期末)两个相同容器内分别盛满不同的液体,现将两个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是 B.液体对容器底部的压强关系是
C.小球受到的浮力大小关系是 D.容器对桌面的压强关系是
23.(21-22八年级下·广东惠州·期末)如题图所示,将同一个正方体物体先后放入b、c两种液体中,物体静止时,两种液体的液面高度相同,则下列断正确的是( )
A.在两种液体中,物体受到的浮力不相等
B.液体的密度ρb>ρc
C.在两种液体中,物体下表面受到的液体压强相等
D.液体b对该容器底部的压强大于液体c对该容器底部的压强
24.(20-21八年级下·广东东莞·期末)张老师给同学们做了一个简单的实验:他取一只空牙膏袋,第一次把它挤瘪,第二次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲图中浸没,乙图中只有部分浸入,因此两次排开水的体积V甲>V乙
B.甲图中浮力小于重力,乙图中浮力等于重力,因此两次所受的浮力F甲<F乙
C.甲、乙两图没入体积相等,因此两次杯底受到水的压强p甲=p乙
D.甲图中浸没,因此牙膏袋的密度ρ甲=ρ乙
考点九:浮力的综合计算问题
25.(22-23八年级下·广东广州·期末)如题图甲,2023年2月10日,经过约7小时的出舱活动,神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆密切协同,完成出舱活动全部既定任务,出舱活动取得圆满成功,为了顺利出舱,航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”,其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课,模拟失重训练水槽的原理是:通过增减配重和漂浮器,使宇航员悬浮在水中,模拟失重环境的操作效应。如题图乙所示,质量为75kg的宇航员,若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg,人自身的密度设为,水的密度为,g取10N/kg,求:
(1)宇航员悬浮在水中时所受的总浮力;
(2)宇航员排开水的总体积;
(3)宇航员服手腕处有一块面积为小镜子,航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5m处受到的压力为多大?
26.(22-23八年级下·广东梅州·期末)如图所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2,不吸水的正方体物体B重8N,边长为10cm,质量和体积均忽略不计的细线一端固定在容器底部,另一端固定在物体B底面中央,细线长度为L=8cm,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)向容器A中缓慢加水,物体B上浮后停止加水,当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),物体排开水的体积多大?
(2)继续向容器A缓慢加水,物体B随水上升后细线拉直,当物体B的上表面恰好与水面相平时停止加水,如图3所示,求细线对物体B的拉力多大?
27.(22-23八年级下·广东·期末)如图甲所示,把边长为0.1m的正方体木块放于水中,静止时木块浸入水中的深度为0.08m。再将木块从水中取出,放入另一种密度为1.2×10³kg/m³的液体中,并在木块上表面放一石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。,求:
(1)图甲中木块下表面受到水的压强大小;
(2)图甲中木块所受的浮力大小;
(3)图乙中石块所受的重力大小。
考点十:与浮力有关的探究实验
28.(21-22八年级下·广东珠海·期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小月利用圆柱形物体做了如图所示的实验。
(1)分析③④两次实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析 (填实验序号)两次实验,可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关;该实验探究主要运用的科学探究方法是 ;
(2)根据图中实验数据计算出物体浸没在水中受到的浮力是 N。物体的密度为 kg/m3;(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)小月根据图②、图③得出结论,物体在液体中深度越深,受到的浮力越大,老师认为他的错误是没有控制 相同;
(4)下列能正确反映实验过程中弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是 。
A. B. C. D.
29.(22-23八年级下·广东梅州·期末)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器(分别装有一定量的水和盐水),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。已知,g取10N/kg。
(1)如图①所示,弹簧秤读数为 N,如图④所示实验步骤,物体受到的浮力为 N,如图⑤所示实验步骤,与图④比较有什么不同 ;
(2)由图①、②、③所示实验得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小与 有关;
(3)如图所示,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体A浸入水后下表面到水面距离h关系的图像是 (填序号);
(4)根据以上探究,圆柱体的密度为 kg/m3;盐水的密度为 kg/m3。
一:单选题
30.(21-22八年级下·广东珠海·期末)如图所示,小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后沉入水底,对这一情景分析正确的是( )
A.小瓷碗下沉过程中浮力大于重力
B.小瓷碗沉入水底是因为它的重力变大了
C.小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小了
D.小瓷碗漂浮时受到的浮力小于它的重力
31.(23-24八年级上·广东深圳·期末)蜡在生活中有广泛应用,下列关于蜡的说法正确的是( )
A.熔化后的蜡温度较高,所以熔化过程需放热
B.将一块蜡块切成两半,它的密度不变
C.将一块蜡块放在水中,能漂浮在水面上,是因为质量变小
D.蜡在熔化过程中熔点不断的上升
32.(22-23八年级下·广东湛江·期末)将一重为100N的物体,放入一盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了50N的水,则物体受到的浮力是( )
A.100N B.50N C.60N D.110N
33.(22-23八年级下·广东深圳·期末)两个量筒均装有50mL的水,往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,g取10N/kg,则( )
A.甲排开水的体积为60mL
B.乙排开水的重力小于乙的重力
C.甲受到的浮力大于甲的重力
D.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
34.(22-23八年级下·广东深圳·期末)如图所示,水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的实心小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,下列说法正确的是( )
A.A球密度大于乙液体密度
B.甲液体对烧杯底的压强较大
C.两种液体对烧杯底的压强相等
D.乙液体对烧杯底的压强较大
35.(22-23八年级下·广东珠海·期末)如图所示,关于压强和浮力的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲:壶中茶水静止时,壶嘴的液面比壶身的液面低
B.图乙:潜水艇从悬浮到漂浮,排开液体的重力始终相等
C.图丙:液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁:“珠海云”科考船浮在水面上,是采用“空心”的办法增大了排开液体的体积
36.(22-23八年级下·广东深圳·期末)三个相同容器中盛满三种不同的液体a、b、c,将甲、乙、丙三个体积和质量都相同的小球,分别轻轻放入三个容器中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三种液体的密度大小关系是ρa>ρc>ρb
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲>F丙=F乙
C.三个容器中的液体对容器底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个容器底部对桌面的压强大小关系是
37.(22-23八年级下·广东广州·期末)在甲、乙、丙三支相同试管中,检验人员分别盛放密度为ρ甲=1.055g/cm3、ρ乙=1.052g/cm3和ρ丙=1.046g/cm3的硫酸铜溶液。在每支试管内滴入一滴体积相同的同一病毒感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形,各试管中液面相平。则感染者血液的密度和试管底部受到溶液的压强情况分别是( )
A.1.055g/cm3甲试管最大 B.1.052g/cm3甲试管最大
C.1.046g/cm3丙试管最大 D.1.052g/cm3乙试管最大
38.(21-22八年级下·广东佛山·期末)一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,瓶壁厚度忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力 B.玻璃瓶底的面积为50cm2
C.未知液体的密度为0.85g/cm3 D.玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8N
39.(22-23八年级下·广东河源·期末)将两个完全相同的小球分别放入甲、乙两杯盐水中,甲杯中的小球处于漂浮状态。乙杯中的小球处于悬浮状态,如图所示,此时盐水液面相平,则下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水对容器底部的压强大于乙杯中盐水对容器底的压强
B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C.甲杯中小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
D.甲杯中小球受到的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
40.(22-23八年级下·广东惠州·期末)如题图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内装有适量的水,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( )
A.物体受到的浮力大小关系为
B.容器底部受到水的压力大小关系为
C.容器对桌面的压强大小关系为
D.三个正方体的密度大小关系为
41.(22-23八年级下·广东江门·期末)一艘排水量为1万吨的货轮在海上航行,满载时受到的浮力是 N;它由海上驶入长江后,船体浸入水中的体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”);货轮继续经过葛洲坝和三峡大坝船闸,船闸是根据 原理建造的。(g取10N/kg)
42.(22-23八年级下·广东汕头·期末)某潜艇在高密度海水区域内沿水平方向潜航进行军事演练(如图所示)。潜航时,不慎全部驶入低密度海水区域,导致浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”),使潜艇加速下沉。已知该地的海水密度为1.02×103kg/m3,当仪表显示海水压强为5.1×106Pa时,潜艇距离海面的竖直距离约为 m,此时达到潜艇承受的极限,官兵紧急对舱内的水箱进行 (选填“注水”或“排水”),潜艇最终转危为安。(g取10N/kg)
43.(22-23八年级下·广东深圳·期末)如图甲所示,小明学习完八年级物理后,做了如下实验,把底面积为80cm2的水槽放置在水平地面上,“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的实心柱体,缓慢向图甲所示容器中注水,直到容器中水的深度时停止注水,h随时间t的变化关系如图乙所示,当把“潜艇”水平切掉一部分后,剩余部分放入水中恰好悬浮(如图丙所示),测得“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg,(g取10N/kg,);求:
(1)由图乙分析可知,当t=40s时,“潜艇”恰好处于 (选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态,“潜艇”对容器底部压力为 N;
(2)当t=140s,水对容器底部的压强为 Pa,压力为 N;
(3)图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为 N,排开液体的体积为 ,此时若往水中加盐,“潜艇”将 (选填“沉底”“悬浮”或“上浮”);
(4)“潜艇”水平切掉的高度△h为 cm。
44.(21-22八年级下·广东·期末)如图甲所示,底面积为80cm2的圆柱形容器内装有8cm深的水,放在水平桌面上。圆柱形物体A底面积为60cm2,将它悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1;将物体A浸没在圆筒形容器内的水中静止,且不与容器底部接触,如图乙所示,此时水的深度为18cm,细绳对物体A的拉力为F2,不计绳重,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)判断F1与F2的大小关系;
(2)物体A未浸入水中时,水对容器底部的压强是多少?
(3)物体A浸没在水中时所受的浮力是多少?
一、单选题
45.(22-23八年级下·广东阳江·期末)如题图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为,液体对长方体向下和向上的压力分别为和。下列说法正确的是( )
A.长方体只有上下表面受到液体压力
B.和的大小关系是
C.、和的大小关系是
D.若物体浸没于更深的位置,长方体上下表面压力差不变,压强差变大
46.(22-23八年级下·广东佛山·期末)如题图所示,把同一个密度计分别放入甲、乙两杯液体中,液面高度相同,下列说法正确的是( )
A.甲杯液体的密度较小 B.乙杯液体对容器底部压强较大
C.密度计在乙杯中所受的浮力较大 D.密度计在两杯中排开液体质量相等
47.(22-23八年级下·广东中山·期末)某实验小组在探究“浮力大小跟物体排开液体所受重力”的关系时,做了如图所示的四次实验,下列有关说法正确的是( )
A.丙图实验中石块必须完全浸没在水中
B.乙、 丙中F3<F2表明石块所受重力减小了
C.石块排开的水所受的重力 G球=F4-F2
D.由图可知,溢出到小杯中水的重量一定小于石块所受的浮力
48.(22-23八年级下·广东广州·期末)小昕将土豆和苹果分别放在已平衡的天平左右两盘中(V土豆<V苹果),静止时,如1图取下土豆和苹果,分别放入装满甲、乙液体的相同烧杯中,静止时,如2图两种液体的密度如3图,则下列分析正确的是( )
A.土豆的密度小于苹果的密度 B.土豆排开液体的质量小于苹果的质量
C.甲液体的密度小于苹果的密度 D.土豆排开液体的体积大于苹果的体积
二、填空题
49.(22-23八年级下·广东梅州·期末)如图,将重为10N的圆柱体A用细绳悬挂竖直浸没在水中某一深度处,上、下表面受到水的压力F上、F下分别为2N和8N,则A受到水的浮力F浮为 N;将细绳剪断瞬间,圆柱体A所受的合力大小为 N;细绳剪断后,圆柱体A在水中竖直下沉过程中,压力F上、F下和浮力F浮不变的是 (填写力的符号)。
50.(22-23八年级下·广东湛江·期末)密度计可以用来测量液体的密度,使用时应让密度计在被测液体中 (选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”);现将其先后放入装有不同液体的甲、乙两个烧杯中(密度分别为ρa和ρb),可以判断,密度计在两烧杯中所受浮力Fa Fb,两液体密度ρa ρb(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
51.(22-23八年级下·广东珠海·期末)维修“中国天眼”时,为避免压坏反射面板,用氦气球将维修人员吊起,如图1所示。小海利用气球A和一个重为5N的物体B模拟氢气球在地面上的充气过程,如图2所示,气球充入氦气过程中,体积变大,受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);当气球体积为0.1m3时,受到的浮力为 N,此时地面对物体的支持力为 N(细线、气球和氢气的重力均忽略不计,取ρ空气=1.29kg/m3,g=10N/kg)。
52.(22-23八年级下·广东云浮·期末)如图所示,小冬把装满水的烧杯放在空盘子里,将一个重力为0.5N的空饮料罐按入水中,饮料罐完全浸没之前,饮料罐浸入水中越深,罐底所受水的压强 ,受到的浮力 (两空均选填“越大”“越小”或“不变”)。溢出的水流入盘中,收集并测量出盘中水的重力为1.5N,则饮料罐受到的浮力大小为 N。
53.(22-23八年级下·广东惠州·期末)如题图所示,将完全相同的两个长方体物体分别以水平与竖直放置,恰好都悬浮在水中,若它们下表面所处的深度相同,则 (选填“甲”或“乙”)物体下表受到的压力大;它们上下表面受到水的压力差 ;两物体排开水的重力 (两空均选填“相等”“甲大”或“乙大”)。
三、实验题
54.(22-23八年级下·广东江门·期末)小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的烧杯,烧杯中分别装有一定量的酒精和水,对浸没在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关。在图乙中,把物块A浸没在酒精中后,酒精对烧杯底部的压力增加了 N;
(2)物块A的质量是 kg,体积是 m3,其密度是 kg/m3;
(3)在实验过程中,小明想到,如果在测力计2.8N的位置上标上酒精的密度,在图丙测力计指针所在的位置处标上水的密度,再把该物块分别浸没到密度不同的液体中,按照上述方法分别标上密度值,就可以把测力计改装成一个密度秤。该密度秤的量程应该是 kg/m3。用该密度秤测量某液体的密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积露出液面(物块不接触容器底部),则所测出的液体的密度值会 (选填“偏大”或“偏小”)。
55.(22-23八年级下·广东云浮·期末)兴趣小组的同学们在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,讨论后提出了下列猜想:浮力的大小可能与液体的密度、物体排开液体的体积、物体浸没在液体中的深度有关。为了验证上述猜想,他们实验的装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析实验步骤甲、乙、丙所得到的数据,可知浮力的大小与 有关。分析实验步骤丁和戊所得到的数据,可知浮力大小与 有关;
(2)分析比较图 两次实验数据,可以验证浮力与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)由图可知,圆柱体浸没在盐水中受到的浮力是 N;
(4)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,他找来橡皮泥、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:
步骤一:将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二:将橡皮泥捏成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上;
①经过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次橡皮泥受到的浮力;
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关。小明得出错误结论的原因是,他只关注了橡皮泥形状的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
四、计算题
56.(22-23八年级下·广东湛江·期末)如图所示,水平地面上圆柱形容器中水深40cm,一个体积为1.0×10﹣3m3的正方体物块,通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。(g取10N/kg)求:
(1)此时容器底受到水的压强;
(2)物块浸没在水中受到的浮力:
(3)物块的质量。
57.(22-23八年级下·广东珠海·期末)2023年2月,我国第三艘航空母舰“福建舰”开始海试,该舰满载时排水量达8×104t,吃水深度为10.5m。预计搭载多架质量为3.7×104kg的的“歼﹣20”战机,(海水密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)一架“歼﹣20”战机静止在“福建舰”的水平舰面时,机轮与地面的总接触面积为1.5m2,则该战机对舰面的压强(结果保留一位小数);
(2)“福建舰”满载时,最底部受到海水的压强;
(3)“福建舰”满载时受到的浮力。
58.(22-23八年级下·广东梅州·期末)我国“奋斗者”号(如图所示)载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909米深处成功坐底;“奋斗者”总体积约30m3,潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),保证潜水器下潜开展工作,求:(海水密度取ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是多少?
(2)在海面下104m深处时它底部一个表面积为600cm2的观察窗受到的海水压力是多少?
(3)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是多少?
59.(22-23八年级下·广东深圳·期末)某同学进行“盐水浮鸡蛋”的实验。如甲图,将一个质量为55g、体积为的鸡蛋浸没在盛有水的烧杯中,鸡蛋沉底。向水中加盐并搅拌,直到鸡蛋恰好悬浮在盐水中,如乙图。(取)
(1)请分别计算图甲与图乙中鸡蛋所受到的浮力大小;
(2)请计算图乙中盐水的密度;
(3)另一同学将一重为G的鸡蛋放入盛有盐水的烧杯中,鸡蛋漂浮在盐水面上,如丙图。她沿杯壁缓慢加入清水,直至鸡蛋悬浮,请在图中画出此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间t变化的图像。
60.(21-22八年级下·广东惠州·期末)工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个正方体物件,绳子通过定滑轮,一端系着物件,另一端系在汽车上,如图甲所示。汽车拉着物件匀速上升,已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,不计水对物体的阻力。(水的密度为kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)物件的质量;
(2)物件上表面刚露出水面时,其下表面受到水的压力;
(3)物件的密度。
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专题04 浮力
【考点通关】
考点一:浮力及其产生原因
1.(22-23八年级下·广东深圳·期末)“天宫课堂”第一课上,王亚平老师做了一个有关浮力的实验,如图所示,在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,下列有关该现象的解释正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下
B.乒乓球受到的浮力小于重力
C.太空中乒乓球处于失重状态,它不受浮力了
D.浮力是由重力产生的
【答案】C
【详解】浮力产生的原因:物体在液体中受到上下表面压力差;在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失。
故选C。
2.(22-23八年级下·广东梅州·期末)如图所示,将质量相等的a、b两个长方体物块,分别放入甲、乙两个相同容器的水中,a悬浮于水中,b漂浮于水面上,此时两容器中水面相平,则下列说法正确的是( )
A.水对a下表面的压力大于水对b下表面的压力
B.a的密度小于b密度
C.a受到的浮力小于b受到的浮力
D.甲、乙两容器对桌面的压强不相等
【答案】A
【详解】B.由图知,a物体悬浮在水中,则;b物体漂浮在水面上,则,比较可知,故B错误;
C.a物体悬浮,则.;物体漂浮,则;因为a、b质量相同,所以它们的重力相同,所受浮力也相同,故C错误;
A.根据可得,物体下表面受到的压力
由于a悬浮,b漂浮,则,,且,所以,故A正确;
D.物体的重力等于浮力,浮力等于排开液体的重力,可将物体看成是等重的液体,液体的体积相等,密度相同,重力相等;容器对桌面的压力等于杯子与液体的重力之和,则容器对桌面的压力相同,根据可知,甲、乙两容器对桌面的压强相同,故D错误。
故选A。
3.(22-23八年级下·广东广州·期末)如题图,小昕同学把一只苹果丢入水中后,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上。下列关于苹果的分析正确的是( )
A.在下沉过程中,水对苹果的压强不变
B.在上浮过程中(未露出水面前),苹果所受浮力变大
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力
D.在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上
【答案】D
【详解】A.在下沉的过程中,苹果所处的深度h变大,根据p=ρgh可知,苹果受到水的压强变大,故A错误;
B.在下沉的过程中,苹果排开水的体积不变,根据F浮=ρ液V排g可知,苹果受到水的浮力不变,故B错误;
C.根据物体浮沉条件可知,在水面漂浮时,苹果受到的浮力等于它受到的重力,故C错误;
D.浮力的方向总是竖直向上的,在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上,故D正确。
故选D。
考点二:阿基米德原理
4.(22-23八年级下·广东·期末)一个物体所受的重力为0.5N,将它轻轻放入装满水的容器中时,从容器里溢出的水的重力为0.3N,则该物体所受的浮力是( )
A.0.7N B.0.5N C.0.3N D.0.2N
【答案】C
【详解】物体放入装满水的容器中时,从容器里溢出的水的重力为0.3N,则物体排开水的重力为
G排=G溢=0.3N
由阿基米德原理知,该物体所受的浮力为
F浮= G排= 0.3N
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(21-22八年级下·广东珠海·期末)如图所示,一个盛有水的烧杯水平放置在电子秤上,烧杯底有一轻质细绳系住木块,木块浸没在水中,此时电子秤示数为500g,木块重0.6N,体积为100cm3。剪断细绳,木块上浮,直至漂浮在水面静止。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)下列说法正确的是( )
A.剪断细绳前,木块受到的浮力为0.6N
B.木块漂浮时,电子秤的示数仍为500g
C.木块由浸没到漂浮,水对杯底的压强增大
D.木块由浸没到漂浮,所受的浮力增大
【答案】B
【详解】A.木块浸没在水中,体积为100cm3,则木块受到的浮力
故A错误;
B.木块漂浮时,电子秤称量的物体仍是烧杯、水、木块的质量,所以示数仍为500g,故B正确;
C.木块由浸没到漂浮,水的深度降低,由液体压强影响因素可知,水对杯底的压强减小,故C错误;
D.木块由浸没到漂浮,木块排开水的体积减小,由阿基米德原理可知,木块所受的浮力减小,故D错误。
故选B。
6.(19-20八年级下·广东汕头·期末)水平桌面上有两个完全相同的溢水杯和两个相同的小桶,杯中装满不同的液体。将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,静止后如图所示,已知从甲杯溢出的液体到小桶A中。则下列说法正确的是( )
A.小球重,在乙杯中受到的浮力小于
B.液体对A小桶底的压强等于液体对B小桶底的压强
C.甲杯对桌面的压强等于乙杯对桌面的压强
D.小桶A中液体的质量小于小桶B中液体的质量
【答案】B
【详解】A.物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,甲杯中小球受到的浮力
小球在甲杯漂浮
小球在乙中悬浮
故A不符合题意;
D.由阿基米德原理可知,乙杯中球受到的浮力
故小桶A中液体的质量等于小桶B中液体的质量,故D不符合题意;
B.根据
知,小桶A中液体的质量等于小桶B中液体的质量,根据
知,液体对A小桶底的压强等于液体对B小桶底的压强,故B符合题意;
C.由小球在乙液体悬浮和在甲液体中漂浮可知
液体深度相同,由图知,甲物体部分浸没,乙物体全部浸没,所以
由
可知
则
两个完全相同的溢水杯,两个完全相同的小球。同一个小球进去,甲乙排出来的液体一样多,所以甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,根据
知,甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故C不符合题意。
故选B。
考点三:浮力与深度图像问题
7.(21-22八年级下·广东湛江·期末)如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降一小段。图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。分析图像可知,圆柱体重力是 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;圆柱体浸没时排开水的重力是 N;圆柱体的体积是 cm3;圆柱体的长度是 cm。
【答案】 12 8 8 800 4
【详解】[1]由图乙可知,当h=0时,弹簧测力计的示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,物体的重力等于弹簧测力计的示数,即G=12N。
[2]由图乙可知,当h=7cm后,弹簧测力计的示数不变,始终为4N,说明此时圆柱体已经浸没在水中,根据称重法可得,圆柱体受到的浮力为
F浮=G-F拉=12N-4N=8N
[3]根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,所以圆柱体浸没时排开水的重力为
G排=F浮=8N
[4]由于圆柱体浸没在水中时,受到的浮力为8N,所以根据公式可得,圆柱体排开液体的体积,即圆柱体的体积为
[5]根据图乙可知,当圆柱体下降的高度为3cm时,此时圆柱体的下表面刚开始接触水面,当圆柱体下降的高度为7cm时,圆柱体恰好完全浸没在水中,所以圆柱体的长度为
L=7cm-3cm=4cm
8.(18-19八年级下·广东广州·期末)如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降一小段。图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度力变化的图象。分析图象可知,圆柱体重力是 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;圆柱体浸没时排开水的重力是 N;圆柱体的长度是 cm。
【答案】 12 8 8 4
【详解】[1]由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N。
[2]从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,根据平衡关系可知,受到的浮力
[3]由阿基米德原理公式可知,圆柱体浸没时排开水的重力
[4]由图乙BC段可知,圆柱体在B点时开始浸入水中,至C点时完全浸没,忽略液面升高可得圆柱体的高度
9.(19-20八年级下·广东汕头·期末)如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示。分析图像可知圆柱体受到的重力是 N,圆柱体的高度是 cm,圆柱体的体积是 m3。(g取10N/kg)
【答案】 9 4 6×10-4
【详解】[1]由图象可知,圆柱体下降4cm后开始接触水面,圆柱体下降8cm时被水完全浸没。在空气中称量圆柱体,测力计的示数即为圆柱体的重力
[2]圆柱体的高度
[3]圆柱体完全浸没时受到的浮力
圆柱体完全浸没时其排开水的体积和自身体积相等
考点四:浮力沉浮条件的应用
10.(22-23八年级下·广东深圳·期末)三个完全相同的容器内装有一定质量的水,将a、b、c三个体积相同质量不同的实心小球放入容器中,小球静止后各容器中液面相平,小球的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.三个小球受到的浮力大小关系是
B.三个小球的密度关系是
C.三个小球的质量关系是
D.三个容器底部受到的压强关系是
【答案】C
【详解】由题知,a、b、c三个小球的体积相同;
A.由图可知,a、b、c三个小球排开水的体积关系为,根据可知,浮力的大小关系为,故A错误;
B.a球在甲容器中漂浮,所以;b球在乙容器中悬浮,所以;c球在丙容器中沉底,所以,所以,故B错误;
C.已知小球a、b、c体积相同,且,根据密度公式知,故C正确;
D.小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据可知,容器底受到水的压强关系为,故D错误。
故选C。
11.(22-23八年级下·广东深圳·期末)将一根木棒的一端缠绕一些铜丝,能使木棒竖直浮在液体中,这就制成了一个简易密度计。将它分别放到盛有不同液体的相同容器中,此时甲、乙两容器中液面相平。静止时的情景如图所示,简易密度计在甲、乙液体中所受的浮力分别为、,甲、乙液体对容器底的压强分别为、,下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】AB.由图知,密度计在两种液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计的重力,即在甲液体中所受的浮力与在乙液体中所受的浮力相等,即F甲=F乙,故AB错误;
CD.甲、乙受到的浮力相等,由图可知,甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积,根据公式F浮=ρ液gV排可知甲液体的密度大于乙液体的密度,两杯中液面相平,根据p=ρ液gh可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,即p甲>p乙,故C正确,D错误。
故选C。
12.(22-23八年级下·广东广州·期末)如图1所示,甲烧杯中装有某种液体,把一个上端开口的空心球放在液体中处于漂浮状态,液面刚好与球面上的刻度a重合。如图2所示,往空心球内加入一些重物,把该球放到装有另一种液体的乙烧杯中,球仍然处于漂浮状态,液面也刚好与球面上刻度线a重合,则( )
A.甲烧杯中的液体密度小于乙烧杯中的液体密度
B.甲烧杯中的液体密度大于乙烧杯中的液体密度
C.空心球在两烧杯中所受到的浮力相等
D.空心球在甲烧杯中所受到的浮力大于在乙烧杯中所受到的浮力
【答案】A
【详解】根据题意可知,乙中空心球的重力较大,且空心球在两液体中均处于漂浮状态,根据F浮=G可知,乙中空心球所受的浮力较大,由于空心球在两液体中排开液体的体积相同,根据
ρ液=F浮gV排
可知,甲烧杯中的液体密度小于乙烧杯中的液体密度。
故选A。
考点五:比较物体在不同液体的浮力和密度大小
13.(21-22八年级下·广东深圳·期末)将A、B两个体积相同且不吸水的物体放入水中,静止时如图所示,A漂浮、B悬浮。以下说法正确的是( )
A.物体A大于物体B受到的浮力
B.物体A大于物体B的密度
C.物体A下表面小于物体B下表面受到的液体压强
D.将物体B从水中取出并轻轻放在物体A上,物体A和B将会一起沉底
【答案】C
【详解】A.A、B物体的体积相同,B悬浮,A漂浮,A排开的水的体积小于B排开的水的体积,根据F浮=ρ液gV排可知,物体A小于物体B受到的浮力,故A错误;
B.A漂浮在水中,则A的密度小于水的密度;B悬浮在水中,则B的密度等于水的密度,所以物体A的密度小于B的密度,故B错误;
C.由图可知,A的下表面所处水的深度小于B的下表面所处水的深度,根据p=ρ水gh可知,物体A下表面小于物体B下表面受到的水的压强,故C正确;
D.A的密度小于水的密度,B的密度等于水的密度,将物体B从水中取出并轻轻放在物体A上,AB整体的密度小于水的密度,所以物体A和B将会漂浮在水面上,故D错误。
故选C。
14.(20-21八年级下·广东广州·期末)如图所示,两个完全相同的圆柱形容器甲、乙,装有同样多的水,放在水平桌面上,将体积相等的小球A 和B 分别分别浸没在甲、乙水中,最后A 球漂浮,B 球悬浮,水都没有溢出,下列判断正确的是( )
A.A 的密度小于B 的密度
B.A 受到的浮力大于B 受到的浮力
C.甲对桌面的压强大于乙对桌面的压强
D.甲中水对容器底的压强大于乙中水对容器底的压强
【答案】A
【详解】A.由图示知,A球漂浮在水面,A的密度小于水的密度,B球悬浮在水中,B的密度等于水的密度,所以A的密度小于B的密度,故A正确;
B.A漂浮,B悬浮,两球的体积相同,则A排开水的体积小于B排开水的体积,据阿基米德原理知,A所受的浮力小于B所受的浮力,故B错误;
C.A的密度小于B的密度,A、B的体积相等,据m=ρV知,A的质量小于B的质量,据G=mg知,A的重力小于B的重力,两杯中水的质量相同,重力相同,那么甲杯的总重力小于乙杯的总重力。两杯对桌面的压力等于杯的总重力。所以甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力。两杯完全相同,底面积相同,据知,甲对桌面压强小于乙对桌面的压强,故C错误;
D.由图示知,甲中水的深度小于乙中水的深度,据知,甲中水对容器底的压强小于乙中水对容器底的压强。故D错误。
故选A。
15.(21-22八年级下·广东广州·期末)体积相同的甲、乙两个物块,已知G甲=10N,G乙=12N,现将甲、乙物块分别放入A、B两种液体中,静止时甲物块沉底,乙物块悬浮,如图所示,此时甲受到的浮力为F甲,乙受到的浮力为F乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙
C.液体密度ρA>ρB D.液体密度ρA<ρB
【答案】D
【详解】CD.由题知,G甲<G乙,根据G=mg可知两个物块的质量
m甲<m乙
甲、乙两个物块体积相同,根据 可知两个物块的密度
ρ甲<ρ乙
甲在A中沉底,则有
ρ甲>ρA
乙物块在B中悬浮,则有
ρ乙=ρB
所以液体密度
ρA<ρB
故C不符合题意,D符合题意;
AB.甲、乙两个物块体积相同,都浸没在液体中,则甲、乙排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,甲、乙两个物块受到的浮力
F甲<F乙
故AB不符合题意。
故选D。
考点六:浮力的应用
16.(22-23八年级下·广东深圳·期末)由我国研发的“奋斗者”号载人潜水器已成功抵达深海10909米。下列有关“奋斗者”号的说法正确的是( )
A.漂浮时,它受到的浮力大于排开水的重力
B.要使悬浮的“奋斗者”号上浮,应对水舱注水
C.浸没后在水中继续下沉的过程中,它受到海水的向上、向下的压力差变大
D.它能自由的浮沉,是通过改变自身的重力来实现的
【答案】D
【详解】A.漂浮时,根据阿基米德原理可知,其受到的浮力等于它排开水受到的重力,故A错误;
B.要使悬浮的“奋斗者”号上浮,则浮力要大于重力,由于排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,浮力不变,只能减小重力,所以应从水舱向外排水,故B错误;
C.“奋斗者”号潜水器在水面下下潜过程中,排开液体体积不变,液体密度不变,由知,受到水的浮力不变,根据浮力产生的原因可知,下潜的越深,潜水器上下表面受到海水的压力差不变,故C错误;
D.“奋斗者号”浸没在海水中,排开海水的体积不变,根据阿基米德原理可知,其受到的浮力不变,在水中自由上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的,故D正确。
故选D。
17.(22-23八年级下·广东深圳·期末)下列关于浮力知识的应用实例中说法正确的是( )
A.图甲中轮船从长江驶入海洋后,吃水深度变小
B.图乙中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,所受浮力逐渐变小
C.图丙中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁中气球上浮,是因为球内气体密度大于空气密度
【答案】A
【详解】A.轮船从长江驶入海洋后,仍为漂浮状态,则浮力大小等于轮船的重力,即浮力不变,由F浮=ρ液V排g可知,海水的密度大于长江水的密度,所以轮船浸在海水中体积变小,即吃水深度变小,故A正确;
B.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,水密度和排开水的体积不变,由F浮=ρ液V排g可知,所受的浮力不变,故B错误;
C.密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,故C错误;
D.气球是利用在空气中的浮力来工作的,当球内气体的密度小于空气的密度时,才可以在空气中上浮,故D错误。
故选A。
18.(21-22八年级下·广东中山·期末)如图所示,是小明学习浮力后所制作的潜水艇模型,注射器通过极软的胶管从大试管中抽气或向大试管中注气,就可以调整大试管在水中的状态,忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力。下列分析正确的是( )
A.潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时受到的浮力大
B.将注射器的活塞往里推,“潜水艇”排开水的重力变小
C.将注射器的活塞往外拉,水槽底部受水的压强保持不变
D.当“潜水艇”处于悬浮状态时,向水中加盐,它将上浮
【答案】D
【详解】A.潜水艇漂浮时排开水的体积小于悬浮时排开水的体积,根据F浮=ρ水V排g可知潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时受到的浮力小,故A错误;
B.向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时模型的自重减小,“潜水艇”上浮,当露出水面后,排开水的体积减小,根据
G排=m排g=ρ液V排g
可知,排开水的重力先不变后减小,故B错误;
C.将注射器的活塞往外拉,试管内水增加,水槽中的水减少,水面下降,由p=ρgh可知,水槽底部受水的压强将减小,故C错误;
D.当“潜水艇”处于悬浮状态时,向水中加盐,液体密度变大,排开液体的体积不变,由F浮=ρ液V排g可知,“潜水艇”受到的浮力变大,当浮力大于重力,它将上浮,故D正确。
故选D。
考点七:浮力与物体有绳子类问题
19.(21-22八年级下·广东清远·期末)小明喝奶茶时发现有很多冰块漂浮在奶茶液面上,他想了解冰熔化后奶茶液面变化情况,于是他在家用盐水代替奶茶进行探究:将纯净水凝固而成的冰块放入装有适量盐水的水杯中(如图所示),观察冰块熔化后的情况。则( )
A.液面上升,液体对杯底的压强不变 B.液面上升,液体对杯底的压强变大
C.液面下降,液体对杯底的压强减小 D.液面不变,液体对杯底的压强不变
【答案】A
【详解】由题意可得,冰漂浮在盐水上,根据物体的浮沉特点可知,F浮=G冰,根据阿基米德原理可得,ρ盐gV排=ρ冰gV冰,故可得冰排开液体的体积为
当冰熔化后,状态发生改变,质量不变,即冰融化后变成水的质量为m水=m冰,故可得,ρ水V水=ρ冰V冰,故可得冰熔化后变成水的体积为
又因为ρ盐>ρ水,所以V排<V水,排开盐水的体积小于冰块融化后变成水的体积,所以液面上升;因为冰熔化成水后,质量不变,根据G=mg可得,其重力不变,又因为烧杯是圆柱形,所以液体对其底部的压力不变,因为受力面积不变,根据可得,液体对杯底的压强不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
20.(20-21八年级下·广东深圳·期末)等体积的木球A和铁球B被细线系住,浸没在水中,如图所示,下列说法正确的是( )
A.两球均处于悬浮状态
B.两球所受的浮力相等
C.木球可能空心,铁球一定实心
D.剪断细绳后,水对容器底部的压强不变
【答案】B
【详解】A.通过图中被拉直的绳子可判断,木球A可能受到竖直向下的重力与绳子的拉力和竖直向上的浮力,此时木球A受到的浮力大于重力;铁球B可能受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力与绳子的拉力,此时铁球B受到的浮力小于重力;因此两球可能均不处于悬浮状态,故A错误;
B.由题可知,A、B两球体积相等并完全浸没在水中,根据阿基米德原理可知,A、B两球在水中所受浮力相等,故B正确;
C.只要木球A的浮力大于等于重力,铁球B的浮力小于等于重力,都能呈现如图的状态,所以无法判断两球是否空心,故C错误;
D.由于木头的密度小于水的密度,所以剪断绳子后,木球最终会漂浮在水面,排开水的体积小于浸没时,使水面下降,深度减小,由
p=ρgh
可知,水对容器底部的压强会减小,故D错误。
故选B。
21.(19-20八年级下·广东潮州·期末)小英同学得到体积为,密度为的正方体木块,她将木块用细线系于圆柱形容器的水中,如图所示,求:
(1)木块所受重力?
(2)木块所受的浮力大小?
(3)细线的拉力大小?
【答案】(1)7N;(2)10N;(3)3N
【详解】(1)由可得木块的质量为
木块所受重力为
(2)木块浸没于水中时排开的液体体积为
木块所受的浮力为
(3)木块静止于水中,受平衡力,受到的拉力加上重力等于浮力,细线的拉力为
答:(1)木块所受重力为7N;
(2)木块所受的浮力大小为10N;
(3)细线的拉力大小为3N。
考点八:压强和浮力的问题
22.(21-22八年级下·广东中山·期末)两个相同容器内分别盛满不同的液体,现将两个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是 B.液体对容器底部的压强关系是
C.小球受到的浮力大小关系是 D.容器对桌面的压强关系是
【答案】C
【详解】A.由于小球在甲中沉底,故,在乙容器中漂浮,故,则液体密度的关系,故A错误;
B.静止时甲乙容器的液面恰好相平,即深度相同,由于,根据可知,,故B错误;
C.两个完全相同的小球,重力相同,由图可知小球在甲沉底,在乙容器中漂浮,根据物体的浮沉条件可知,,所以小球受到的浮力的大小关系为,故C正确;
D.两个相同容器内分别盛满不同的液体,开始时,液体的体积,放入小球后,由图可知剩余液体的体积,由于,故,则剩余液体的重力,由于容器相同,两个完全相同的小球,则容器重力和小球的重力相等,因为容器对水平桌面的压力等于容器,容器内的液体和物体重力之和,所以,由于容器相同,则底面积相同,根据可知,,故D正确。
故选CD。
23.(21-22八年级下·广东惠州·期末)如题图所示,将同一个正方体物体先后放入b、c两种液体中,物体静止时,两种液体的液面高度相同,则下列断正确的是( )
A.在两种液体中,物体受到的浮力不相等
B.液体的密度ρb>ρc
C.在两种液体中,物体下表面受到的液体压强相等
D.液体b对该容器底部的压强大于液体c对该容器底部的压强
【答案】C
【详解】A.将同一个正方体物体先后放入b、c两种液体中,处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,所以在两种液体中,物体受到的浮力相等,故A错误;
B.物体在b中排开液体的体积大于c中排开液体的体积,物体受到的浮力不变,由F浮=ρgV排可知b液体的密度小于c液体的密度,即
ρb<ρc
故B错误;
C.在两种液体中,物体受到的浮力相等,由浮力产生的原因可知物体下表面受到液体的压力相等,物体的底面积不变,由可知,物体下表面受到的液体压强相等,故C正确;
D.两种液体的液面高度相同,b液体的密度小于c液体的密度,由p=ρgh可知,液体b对该容器底部的压强小于液体c对该容器底部的压强,故D错误。
故选C。
24.(20-21八年级下·广东东莞·期末)张老师给同学们做了一个简单的实验:他取一只空牙膏袋,第一次把它挤瘪,第二次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲图中浸没,乙图中只有部分浸入,因此两次排开水的体积V甲>V乙
B.甲图中浮力小于重力,乙图中浮力等于重力,因此两次所受的浮力F甲<F乙
C.甲、乙两图没入体积相等,因此两次杯底受到水的压强p甲=p乙
D.甲图中浸没,因此牙膏袋的密度ρ甲=ρ乙
【答案】B
【详解】B.在甲图中,牙膏袋在水中下沉,根据浮沉条件可知
在乙图中,牙膏袋在水中漂浮,根据浮沉条件可知
故牙膏袋两次所受到浮力的关系为
故B正确;
A.甲图中牙膏袋受到的浮力小于乙图中牙膏袋受到的浮力,由可得,两次排开水的体积关系为
故A错误;
C.甲图中牙膏袋排开水的体积小于乙图中牙膏袋排开水的体积,因为原来水一样多,所以两图中液体的深度关系为
由得,两次杯底受到水的压强关系为
故C错误;
D.甲牙膏在水中沉底,故甲牙膏的密度大于水的密度;乙牙膏在水中漂浮,故水的密度大于乙牙膏的密度;所以甲牙膏的密度大于乙牙膏的密度,故D错误。
故选B。
考点九:浮力的综合计算问题
25.(22-23八年级下·广东广州·期末)如题图甲,2023年2月10日,经过约7小时的出舱活动,神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆密切协同,完成出舱活动全部既定任务,出舱活动取得圆满成功,为了顺利出舱,航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”,其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课,模拟失重训练水槽的原理是:通过增减配重和漂浮器,使宇航员悬浮在水中,模拟失重环境的操作效应。如题图乙所示,质量为75kg的宇航员,若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg,人自身的密度设为,水的密度为,g取10N/kg,求:
(1)宇航员悬浮在水中时所受的总浮力;
(2)宇航员排开水的总体积;
(3)宇航员服手腕处有一块面积为小镜子,航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5m处受到的压力为多大?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)因为宇航员悬浮,所以
(2)由于F浮=G总=1000N,根据F浮=ρ水gV排可知,宇航员排开水的体积
(3)根据可得,镜子在水面以下5m深时受到水的压强为
由可知,当小镜子处于水面以下5m处受到的压力为
答:(1)宇航员悬浮在水中时所受的总浮力为。
(2)宇航员排开水的总体积为。
(3)当小镜子处于水面以下5m处受到的压力为。
26.(22-23八年级下·广东梅州·期末)如图所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2,不吸水的正方体物体B重8N,边长为10cm,质量和体积均忽略不计的细线一端固定在容器底部,另一端固定在物体B底面中央,细线长度为L=8cm,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)向容器A中缓慢加水,物体B上浮后停止加水,当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),物体排开水的体积多大?
(2)继续向容器A缓慢加水,物体B随水上升后细线拉直,当物体B的上表面恰好与水面相平时停止加水,如图3所示,求细线对物体B的拉力多大?
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),此时物体B漂浮,根据沉浮条件,浮力为
F浮=G=8N
由可知,物体B排开水的体积为
(2)物体完全浸没时受到的浮力为
因为物体处于静止状态,受力平衡,则 ,细线对物体B的拉力为
答:(1)向容器A中缓慢加水,物体B上浮后停止加水,当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),物体排开水的体积为;
(2)继续向容器A缓慢加水,物体B随水上升后细线拉直,当物体B的上表面恰好与水面相平时停止加水,如图3所示,细线对物体B的拉力为2N。
27.(22-23八年级下·广东·期末)如图甲所示,把边长为0.1m的正方体木块放于水中,静止时木块浸入水中的深度为0.08m。再将木块从水中取出,放入另一种密度为1.2×10³kg/m³的液体中,并在木块上表面放一石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。,求:
(1)图甲中木块下表面受到水的压强大小;
(2)图甲中木块所受的浮力大小;
(3)图乙中石块所受的重力大小。
【答案】(1)800Pa;(2)8N;(3)4N
【详解】解:(1)根据液体压强公式p=ρgh可知,图甲中木块下表面受到水的压强大小为
(2)图甲中木块排开水的体积为
根据阿基米德原理可得,木块所受的浮力大小为
(3)图甲中木块漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可得,此时木块受到的重力等于浮力,即
图乙中整体漂浮在液体中,排开液体的体积等于木块的体积,即
根据阿基米德原理可得,图乙中木块所受的浮力大小为
图乙中,木块和石块整体静止,因此整体处于平衡状态,整体受到的重力和浮力是一对平衡力,则有
则石块所受的重力大小为
答:(1)图甲中木块下表面受到水的压强大小为800Pa;
(2)图甲中木块所受的浮力大小为8N;
(3)图乙中石块所受的重力大小为4N。
考点十:与浮力有关的探究实验
28.(21-22八年级下·广东珠海·期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小月利用圆柱形物体做了如图所示的实验。
(1)分析③④两次实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析 (填实验序号)两次实验,可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关;该实验探究主要运用的科学探究方法是 ;
(2)根据图中实验数据计算出物体浸没在水中受到的浮力是 N。物体的密度为 kg/m3;(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)小月根据图②、图③得出结论,物体在液体中深度越深,受到的浮力越大,老师认为他的错误是没有控制 相同;
(4)下列能正确反映实验过程中弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是 。
A. B. C. D.
【答案】 无关 ③⑤ 控制变量法 1 4×103 排开液体的体积 B
【详解】(1)[1]分析③④两次实验可知,液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体所处的深度,但是弹簧测力计的示数都是3N,受到的浮力都是1N,所以浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[2][3]根据控制变量法的思想,应控制排开液体的体积和所处深度相同,液体的密度不相同,因此应分析比较③⑤两次实验数据,弹簧测力计的示数不同,根据称量法F=G-F拉知浮力不同,所以可以得出浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关;该实验采用的是控制变量法。
(2)[4][5]物体浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-F拉=4N-3N=1N
根据公式F浮=ρ水V排g得
物体的质量为
故物体的密度为
(3)[6]分析图②③发现物体在液体中深度以及排开液体的体积不同,出现两个变量,因此他的错误是没有控制排开液体的体积相同。
(4)[7]分析图①②③发现在物体浸没之前,随着深度的增大,浮力在增大,根据称量法F拉=G-F浮知,弹簧测力计的示数在减小,当完全浸没之后,浮力不变,弹簧测力计的示数不变,符合这个规律的是B图。
故选B。
29.(22-23八年级下·广东梅州·期末)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器(分别装有一定量的水和盐水),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。已知,g取10N/kg。
(1)如图①所示,弹簧秤读数为 N,如图④所示实验步骤,物体受到的浮力为 N,如图⑤所示实验步骤,与图④比较有什么不同 ;
(2)由图①、②、③所示实验得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小与 有关;
(3)如图所示,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体A浸入水后下表面到水面距离h关系的图像是 (填序号);
(4)根据以上探究,圆柱体的密度为 kg/m3;盐水的密度为 kg/m3。
【答案】 4.8 0.8 见解析 物体排开液体的体积 B
【详解】(1)[1]如图①弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计的示数为4.8N。
[2]由①④两图可以读出,物体重力,物体全部浸没在盐水中时弹簧测力计的拉力,物体全部浸没在水中时的浮力
[3]比较④⑤知,液体的密度相同,排开液体的体积相同,浮力相同,但弹簧测力计的示数变小,说明⑤中的烧杯底对圆柱体有一个支持力,⑤中物体受竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力以及竖直向上的支持力,共受到4个力的作用。因为物体全部浸没在水中时浮力大小和深度无关,所以图⑤所示实验中,物体所处的深度虽然增加了,但是浮力不变仍为0.8N。
(2)[4]由图①、②、③所示实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,物体所受的浮力大小不同,所以得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关。
(3)[5]弹簧测力计示数F和圆柱体A浸入水后,下表面到水面距离h越大,柱体浸入水中的体积越大,受到的浮力越大,测力计的示数越小;当柱体全部浸没时,h增大,测力计的示数不变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[6]由④知,浸没在水中时的浮力为0.8N,圆柱体的体积
圆柱体的密度
[7]圆柱体在盐水中受到的浮力
盐水的密度
一:单选题
30.(21-22八年级下·广东珠海·期末)如图所示,小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后沉入水底,对这一情景分析正确的是( )
A.小瓷碗下沉过程中浮力大于重力
B.小瓷碗沉入水底是因为它的重力变大了
C.小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小了
D.小瓷碗漂浮时受到的浮力小于它的重力
【答案】C
【详解】A.小瓷碗下沉过程中重力大于浮力,处于非平衡状态,故A错误;
B.瓷碗所受的重力不变,能沉入水底,因排开的水的体积减小,所受浮力减小,小于重力而引起的,故B错误;
C.由于瓷碗浸没时是下沉,浮力小于重力,漂浮时与瓷碗重力相等,所以小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小,故C正确;
D.小瓷碗漂浮时,根据漂浮条件可知:受到的浮力等于它的重力,故D错误。
故选C。
31.(23-24八年级上·广东深圳·期末)蜡在生活中有广泛应用,下列关于蜡的说法正确的是( )
A.熔化后的蜡温度较高,所以熔化过程需放热
B.将一块蜡块切成两半,它的密度不变
C.将一块蜡块放在水中,能漂浮在水面上,是因为质量变小
D.蜡在熔化过程中熔点不断的上升
【答案】B
【详解】AD.蜡是非晶体,没有固定的熔点,在熔化时要吸热,温度不断上升,故AD错误;
B.密度是物质本身的一种性质,将一块蜡块切成两半时,物质种类、状态不变,其密度不变,故B正确;
C.将一块蜡块放在水中,能漂浮在水面上,是因为蜡的密度小于水的密度。质量是物体的一种属性,不随位置、状态和物态的变化而变化,当蜡块放在水中时,蜡块的质量不变,故C错误。
故选B。
32.(22-23八年级下·广东湛江·期末)将一重为100N的物体,放入一盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了50N的水,则物体受到的浮力是( )
A.100N B.50N C.60N D.110N
【答案】B
【详解】阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力。因此物体受到的浮力为
故选B。
33.(22-23八年级下·广东深圳·期末)两个量筒均装有50mL的水,往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,g取10N/kg,则( )
A.甲排开水的体积为60mL
B.乙排开水的重力小于乙的重力
C.甲受到的浮力大于甲的重力
D.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
【答案】D
【详解】A.由甲图可知,量筒原来有50mL的水,放入甲物块后,量筒显示液面示数为60mL,故甲排开水的体积为
60mL-50mL=10mL
故A不符合题意;
B.由乙图可知,乙物块处于悬浮状态,根据阿基米德原理原理可知,物体在液体中受到的浮力等于排开液体的重力,故B不符合题意;
C.由甲图可知,甲物块处于漂浮状态,物体漂浮时,浮力等于重力,故C不符合题意;
D.由甲图可知,甲排开水的体积为10mL,乙排开水的体积为
70mL-50mL=20mL
乙排开水的体积大于甲排开水的体积,根据
可知,甲受到的浮力小于乙受到的浮力,故D符合题意。
故选D。
34.(22-23八年级下·广东深圳·期末)如图所示,水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的实心小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,下列说法正确的是( )
A.A球密度大于乙液体密度
B.甲液体对烧杯底的压强较大
C.两种液体对烧杯底的压强相等
D.乙液体对烧杯底的压强较大
【答案】B
【详解】A.由图可知,A球漂浮,根据物体的浮沉条件可知
B球悬浮
由题意可知,A、B两球完全相同,密度相同即
故
故A错误;
BCD.由上推导可知
且两烧杯中液面相平即
根据液体压强的计算公式可知
故B正确,CD错误。
故选B。
35.(22-23八年级下·广东珠海·期末)如图所示,关于压强和浮力的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲:壶中茶水静止时,壶嘴的液面比壶身的液面低
B.图乙:潜水艇从悬浮到漂浮,排开液体的重力始终相等
C.图丙:液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁:“珠海云”科考船浮在水面上,是采用“空心”的办法增大了排开液体的体积
【答案】D
【详解】A.茶壶是连通器,连通器的原理是静止在连通器中的同种液体的液面是相平的,故A错误;
B.潜水艇从悬浮到漂浮,排开液体的体积变小了,根据F浮=ρ液gV排可知,所受的浮力变小,因而排开液体的重力减小了,故B错误;
C.密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,故C错误;
D.巨轮之所以能够浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,故D正确。
故选D。
36.(22-23八年级下·广东深圳·期末)三个相同容器中盛满三种不同的液体a、b、c,将甲、乙、丙三个体积和质量都相同的小球,分别轻轻放入三个容器中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三种液体的密度大小关系是ρa>ρc>ρb
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲>F丙=F乙
C.三个容器中的液体对容器底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个容器底部对桌面的压强大小关系是
【答案】D
【详解】A.已知甲、乙、丙三个小球体积和质量都相同,由可知三个小球的密度大小相同;
甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,所以,ρa<ρ球,ρb>ρ球,ρc=ρ球,所以,三种液体的密度大小关系为
故A错误;
B.由于已知甲、乙、丙三个小球体积和质量都相同,则三个小球的重力相同;甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,所以,F甲<G球,F乙=G球,F丙=G球,所以,三个小球受到的浮力大小关系是F甲<F丙=F乙,故B错误;
C.因为三个相同容器中盛满三种不同液体,放入球后容器中液面高度不变,已知
ρb>ρc>ρa
根据p=ρgh可知容器底部受到水的压强为
p乙>p丙>p甲
故C错误;
D.因为三个相同容器中盛满三种不同液体,由图可知,三种液体的体积为
V乙>V甲=V丙
又因为
ρb>ρc>ρa
根据
G=mg=ρVg
可知
G乙>G丙>G甲
由于容器底部对桌面的压力等于容器的总重力,则放入小球后容器对桌面的压力为
F=G容器+G液+G球
据此可得
由于容器的底面积相同,根据可知,三个容器底部对桌面的压强大小关系为
故D正确。
故选D。
37.(22-23八年级下·广东广州·期末)在甲、乙、丙三支相同试管中,检验人员分别盛放密度为ρ甲=1.055g/cm3、ρ乙=1.052g/cm3和ρ丙=1.046g/cm3的硫酸铜溶液。在每支试管内滴入一滴体积相同的同一病毒感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形,各试管中液面相平。则感染者血液的密度和试管底部受到溶液的压强情况分别是( )
A.1.055g/cm3甲试管最大 B.1.052g/cm3甲试管最大
C.1.046g/cm3丙试管最大 D.1.052g/cm3乙试管最大
【答案】B
【详解】由图可知,血液滴在乙溶液中悬浮,由物体浮沉条件可知,感染者血液的密度与乙试管中溶液的密度相同,即
ρ血液=ρ乙=1.052g/cm3
血液在甲溶液中漂浮,在乙溶液中悬浮,在丙溶液中沉底,根据物体浮沉条件可知,
,,
故
ρ甲>ρ乙>ρ丙
由图知液面相平,试管底部所处深度相同,由公式p=ρgh可得试管底部受到溶液的压强
p甲>p乙>p丙
所以试管底部受到溶液的压强最大是甲,故ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
38.(21-22八年级下·广东佛山·期末)一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,瓶壁厚度忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力
B.玻璃瓶底的面积为50cm2
C.未知液体的密度为0.85g/cm3
D.玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8N
【答案】D
【详解】A.由图可知,玻璃瓶在水中和液体中均处于漂浮状态,由物体浮沉条件可知,物体漂浮时受到的浮力等于自身重力,因此
故A错误;
B.玻璃瓶漂浮时,受到的浮力等于自身总重力。玻璃杯的重力
玻璃瓶在水中受到的浮力
即
解得。故B错误;
CD.瓶子在水中和液体中受到的浮力相等,在水中受到的浮力为
在液体中受到的浮力
解得
故C错误;D正确。
故选D。
39.(22-23八年级下·广东河源·期末)将两个完全相同的小球分别放入甲、乙两杯盐水中,甲杯中的小球处于漂浮状态。乙杯中的小球处于悬浮状态,如图所示,此时盐水液面相平,则下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水对容器底部的压强大于乙杯中盐水对容器底的压强
B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C.甲杯中小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
D.甲杯中小球受到的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
【答案】A
【详解】AB.由图可知,甲杯中的小球处于漂浮状态,则
乙杯中的小球处于悬浮状态,则
由于是同一个物体,相同,所以分析可以得出
因两杯盐水深度相同,由
可知
故A正确;故B错误;
CD.根据二力平衡的知识可知,处于悬浮、漂浮状态的物体,其受到的浮力等于该物体的重力,故甲杯和乙杯中两小球受到的浮力相等,都等于小球的重力,故C错误;故D错误。
故选A。
40.(22-23八年级下·广东惠州·期末)如题图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内装有适量的水,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( )
A.物体受到的浮力大小关系为
B.容器底部受到水的压力大小关系为
C.容器对桌面的压强大小关系为
D.三个正方体的密度大小关系为
【答案】C
【详解】A.由图可知物体浸入水中的体积为
根据公式可知
即
故A错误;
B.容器底部受到水的压力为
因水的高度和容器的底面积相同,所乙甲、乙、丙容器底部受到水的压力相等,故B错误;
C.因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,受到的浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开水的重力,由此可知,三个容器内总重力相同,则容器对桌面的压力也相同,根据压强定义式可知, 容器对桌面的压强大小关系也相同,故C正确;
D.A、B、C三个物体处于平衡状态所受重力与所受浮力大小相等,所以由
可得
由可知
三个物体体积相等,由可得
故D错误。
故选C。
41.(22-23八年级下·广东江门·期末)一艘排水量为1万吨的货轮在海上航行,满载时受到的浮力是 N;它由海上驶入长江后,船体浸入水中的体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”);货轮继续经过葛洲坝和三峡大坝船闸,船闸是根据 原理建造的。(g取10N/kg)
【答案】 变大 连通器
【详解】[1]货轮在海上航行,处于漂浮状态,受到的浮力等于其重力,可知满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=10000×103kg×10N/kg=1×108N
[2]当船由海上驶入长江后,都是漂浮,浮力等于船的重力,重力不变,浮力大小不变,根据公式F浮=ρgV排可知,水的密度减小,则浸入水中的体积变大。
[3]三峡大坝的船闸由上下两个阀门组成一个闸室,当上游阀门打开时,闸室与上游通过阀门组成连通器,使闸室内的水位与上游水位相平,故船闸的原理即为连通器的原理。
42.(22-23八年级下·广东汕头·期末)某潜艇在高密度海水区域内沿水平方向潜航进行军事演练(如图所示)。潜航时,不慎全部驶入低密度海水区域,导致浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”),使潜艇加速下沉。已知该地的海水密度为1.02×103kg/m3,当仪表显示海水压强为5.1×106Pa时,潜艇距离海面的竖直距离约为 m,此时达到潜艇承受的极限,官兵紧急对舱内的水箱进行 (选填“注水”或“排水”),潜艇最终转危为安。(g取10N/kg)
【答案】 减小 500 排水
【详解】[1]当它从海水密度大的海域进入海水密度小的海域,液体的密度变小,但潜艇的体积不变、排开海水的体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知潜艇受到的浮力减小。
[2]根据p=ρ海水gh得潜艇距离海面的竖直距离为
[3]为避免潜艇继续下沉,根据物体的悬浮条件,需要减小潜艇的自重,官兵紧急对舱内的水箱进行排水,潜艇最终转危为安。
43.(22-23八年级下·广东深圳·期末)如图甲所示,小明学习完八年级物理后,做了如下实验,把底面积为80cm2的水槽放置在水平地面上,“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的实心柱体,缓慢向图甲所示容器中注水,直到容器中水的深度时停止注水,h随时间t的变化关系如图乙所示,当把“潜艇”水平切掉一部分后,剩余部分放入水中恰好悬浮(如图丙所示),测得“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg,(g取10N/kg,);求:
(1)由图乙分析可知,当t=40s时,“潜艇”恰好处于 (选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态,“潜艇”对容器底部压力为 N;
(2)当t=140s,水对容器底部的压强为 Pa,压力为 N;
(3)图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为 N,排开液体的体积为 ,此时若往水中加盐,“潜艇”将 (选填“沉底”“悬浮”或“上浮”);
(4)“潜艇”水平切掉的高度△h为 cm。
【答案】 漂浮 0 19.2 0.5 上浮 10
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,当注水的深度在18cm时,图像出现拐点,且此后注入相同深度的水时水的质量增大,而“潜艇”高是20cm,所以,当注入水的深度h1=18cm时,即t=40s,“潜艇”恰好处于漂浮状态,此时“潜艇”对容器底部压力刚好为0。
(2)[3]注水到24cm时停止,水的深度
h2=24cm=0.24m
水对容器底部的压强为
[4]水对容器底部的压力为
(3)[5][6]由题可知,“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg,剩余部分放入水中恰好悬浮,此时“潜艇”受到的浮力为
由
可知,排开液体的体积为
[7]此时若往水中加盐,液体的密度变大,假设还是浸没,由
可知,浮力变大,浮力大于重力,“潜艇”将上浮。
(4)[8]当注入水的深度
h=18cm=0.18m
时,“潜艇”恰好处于漂浮状态,由漂浮条件有
所以
即
①
当把“潜艇”水平切掉一部分后,剩余部分放入水中恰好悬浮时
即
式①-②式,化简解得
44.(21-22八年级下·广东·期末)如图甲所示,底面积为80cm2的圆柱形容器内装有8cm深的水,放在水平桌面上。圆柱形物体A底面积为60cm2,将它悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1;将物体A浸没在圆筒形容器内的水中静止,且不与容器底部接触,如图乙所示,此时水的深度为18cm,细绳对物体A的拉力为F2,不计绳重,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)判断F1与F2的大小关系;
(2)物体A未浸入水中时,水对容器底部的压强是多少?
(3)物体A浸没在水中时所受的浮力是多少?
【答案】(1)F1大于F2;(2)800Pa;(3)8N
【详解】解:(1)将物体A悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1,则F1=G,将物体A浸没在圆筒形容器内的水中静止,且不与容器底部接触,此时物体A受到竖直向上的浮力的作用,根据称重法可知细绳对物体A的拉力为
F2=G﹣F浮<F1
(2)根据题意可知,物体A未浸入水中时,水对容器底部的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
(3)物体A浸没在水中时排开水的体积为
则物体A浸没在水中时所受的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N
答:(1)F1大于F2;
(2)物体A未浸入水中时,水对容器底部的压强是800Pa;
(3)物体A浸没在水中时所受的浮力是8N。
一、单选题
45.(22-23八年级下·广东阳江·期末)如题图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为,液体对长方体向下和向上的压力分别为和。下列说法正确的是( )
A.长方体只有上下表面受到液体压力
B.和的大小关系是
C.、和的大小关系是
D.若物体浸没于更深的位置,长方体上下表面压力差不变,压强差变大
【答案】C
【详解】A.液体内部各个方向都有压强,长方体浸没在液体中,长方体各个方向都受到压力的作用,故A错误;
B.同种液体中,深度越深,压强越大,长方体上下表面的面积相同,下表面在液体中深度较深,受到的液体压强较大,由得
故B错误;
C.物体在液体中收到的浮力等于物体上下表面受到的压力差,即是
故C正确;
D.若物体浸没于更深的位置,物体排开液体体积不变,长方体受到的浮力大小不变,长方体上下表面压力差不变,压强差不变,故D错误。
故选C。
46.(22-23八年级下·广东佛山·期末)如题图所示,把同一个密度计分别放入甲、乙两杯液体中,液面高度相同,下列说法正确的是( )
A.甲杯液体的密度较小
B.乙杯液体对容器底部压强较大
C.密度计在乙杯中所受的浮力较大
D.密度计在两杯中排开液体质量相等
【答案】D
【详解】CD.同一支密度计在甲、乙中烧杯中都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,密度计在甲、乙烧杯中受到的浮力相等,根据阿基米德原理F浮=G可知密度计在两杯中排开液体重力相等,根据G=mg可知密度计在两杯中排开液体质量相等,故C错误,D正确;
A.由图可知,密度计在甲烧杯中排开液体的体积小于乙烧杯中排开液体的体积,由根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度,故A错误;
B.根据题意可知,当密度计静止时,两烧杯内液面高度相同,由于甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度,根据p=ρgh可知,乙烧杯中液体对容器底的压强小于甲烧杯中液体对容器底的压强,故B错误。
故选D。
47.(22-23八年级下·广东中山·期末)某实验小组在探究“浮力大小跟物体排开液体所受重力”的关系时,做了如图所示的四次实验,下列有关说法正确的是( )
A.丙图实验中石块必须完全浸没在水中
B.乙、 丙中F3<F2表明石块所受重力减小了
C.石块排开的水所受的重力 G球=F4-F2
D.由图可知,溢出到小杯中水的重量一定小于石块所受的浮力
【答案】D
【详解】A.要探究阿基米德原理就要测出物体排开液体的重力,无论是否浸没,都有排开液体,因此实验中石块不需要浸没在水中,故A错误;
B.本实验中石块质量不变,重力常数不变,因此石块的重力是不变的,故B错误;
C.由图可知,石块排开的水所受的重力为G球=F4-F1,故C错误;
D.因为溢杯中没有装满水,溢出到小杯中水的重量小于排开水的重量,所以根据阿基米德原理可知溢出到小杯中水的重量一定小于石块所受的浮力,故D正确。
故选D。
48.(22-23八年级下·广东广州·期末)小昕将土豆和苹果分别放在已平衡的天平左右两盘中(V土豆<V苹果),静止时,如1图取下土豆和苹果,分别放入装满甲、乙液体的相同烧杯中,静止时,如2图两种液体的密度如3图,则下列分析正确的是( )
A.土豆的密度小于苹果的密度 B.土豆排开液体的质量小于苹果的质量
C.甲液体的密度小于苹果的密度 D.土豆排开液体的体积大于苹果的体积
【答案】B
【详解】BD.由图1可知,土豆和苹果的质量相同,即重力相同;由图2可知,土豆沉底,浮力小于重力,苹果漂浮,浮力等于重力;即
F浮土豆<G土豆=G苹果=F浮苹果
根据阿基米德原理F浮=G排=m排g可知
m苹果排=m苹果=m土豆>m土豆排
结合图2可知
V苹果>V苹果排>V土豆=V土豆排
故B正确,D错误;
AC.根据密度公式和浮与沉的条件可知
ρ土豆>ρ甲,ρ土豆>ρ苹果,ρ乙>ρ苹果
由图3可知
ρ甲>ρ乙>ρ苹果
故AC错误。
故选B。
二、填空题
49.(22-23八年级下·广东梅州·期末)如图,将重为10N的圆柱体A用细绳悬挂竖直浸没在水中某一深度处,上、下表面受到水的压力F上、F下分别为2N和8N,则A受到水的浮力F浮为 N;将细绳剪断瞬间,圆柱体A所受的合力大小为 N;细绳剪断后,圆柱体A在水中竖直下沉过程中,压力F上、F下和浮力F浮不变的是 (填写力的符号)。
【答案】 6 4 F浮
【详解】[1]物体A浸在液体中时,上、下两个表面的压力差为A所受浮力,所以A受到水的浮力
[2]剪断细绳瞬间,A受竖直向下的重力和竖直向上的浮力,此时A所受的合力
[3]细绳剪断后,圆柱体A在水中竖直下沉过程中,排开液体的体积不变,所处液体的密度不变,所以A受到的浮力大小不变;A下沉过程中,上、下表面所处液体深度逐渐增加,液体密度不变,由可知,上、下表面所受液体压强变大;整个下沉过程中,上、下表面的受力面积不变,又由可知,上、下表面所受压力变大。
50.(22-23八年级下·广东湛江·期末)密度计可以用来测量液体的密度,使用时应让密度计在被测液体中 (选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”);现将其先后放入装有不同液体的甲、乙两个烧杯中(密度分别为ρa和ρb),可以判断,密度计在两烧杯中所受浮力Fa Fb,两液体密度ρa ρb(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 漂浮 等于 大于
【详解】[1]密度计是利用漂浮原理工作的,因此应该让密度计在被测液体中漂浮。
[2]密度计在两种液体中均漂浮,根据物体浮沉条件可知,密度计受到的浮力等于自身重力,即
,
故。
[3]由图可知
因密度计在两种液体中受到的浮力相同,由可知。
51.(22-23八年级下·广东珠海·期末)维修“中国天眼”时,为避免压坏反射面板,用氦气球将维修人员吊起,如图1所示。小海利用气球A和一个重为5N的物体B模拟氢气球在地面上的充气过程,如图2所示,气球充入氦气过程中,体积变大,受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);当气球体积为0.1m3时,受到的浮力为 N,此时地面对物体的支持力为 N(细线、气球和氢气的重力均忽略不计,取ρ空气=1.29kg/m3,g=10N/kg)。
【答案】 变大 1.29 3.71
【详解】[1]当充入适量氦气过程中,气球A的体积变大,其排开空气的体积变大,根据F浮=ρ空气gV排知,A受到的浮力变大。
[2][3]当气球体积为0.1m3时,受到的浮力为
F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×0.1m3=1.29N
B对A的拉力等于浮力,由于物体间力的作用是相互的,所以,A对B的拉力等于B对A的拉力,等于1.29N,A通过细线拉着B物体静止在水平地面上,B受力平衡,B受到的重力等于加上支持力,所以,此时地面对物体的支持力为
F支=G﹣F拉=5N﹣1.29N=3.71N
52.(22-23八年级下·广东云浮·期末)如图所示,小冬把装满水的烧杯放在空盘子里,将一个重力为0.5N的空饮料罐按入水中,饮料罐完全浸没之前,饮料罐浸入水中越深,罐底所受水的压强 ,受到的浮力 (两空均选填“越大”“越小”或“不变”)。溢出的水流入盘中,收集并测量出盘中水的重力为1.5N,则饮料罐受到的浮力大小为 N。
【答案】 越大 越大 1.5
【详解】[1]将一个空饮料罐按入水中,根据可知,饮料罐浸入水中越深,罐底所受水的压强越大。
[2]易拉罐浸入水中越深,即排开水的体积越大,根据F浮=ρ液gV排可知,罐受到的浮力越大。
[3]由题知,G排=1.5N,根据阿基米德原理得,易拉罐受到浮力
F浮=G排=1.5N
53.(22-23八年级下·广东惠州·期末)如题图所示,将完全相同的两个长方体物体分别以水平与竖直放置,恰好都悬浮在水中,若它们下表面所处的深度相同,则 (选填“甲”或“乙”)物体下表受到的压力大;它们上下表面受到水的压力差 ;两物体排开水的重力 (两空均选填“相等”“甲大”或“乙大”)。
【答案】 甲 相等 相等
【详解】[1] 它们下表面所处的深度相同,根据,甲、乙下表面受到的压强相等,根据,甲的受力面积比乙的大,则甲下表面受到的压力比乙的大。
[2][3]根据浮力产生的原因,上下表面受到水的压力差等于浮力,根据
甲、乙受到的浮力相等,则上下表面受到水的压力差相等,排开水的重力相等。
三、实验题
54.(22-23八年级下·广东江门·期末)小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的烧杯,烧杯中分别装有一定量的酒精和水,对浸没在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关。在图乙中,把物块A浸没在酒精中后,酒精对烧杯底部的压力增加了 N;
(2)物块A的质量是 kg,体积是 m3,其密度是 kg/m3;
(3)在实验过程中,小明想到,如果在测力计2.8N的位置上标上酒精的密度,在图丙测力计指针所在的位置处标上水的密度,再把该物块分别浸没到密度不同的液体中,按照上述方法分别标上密度值,就可以把测力计改装成一个密度秤。该密度秤的量程应该是 kg/m3。用该密度秤测量某液体的密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积露出液面(物块不接触容器底部),则所测出的液体的密度值会 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 液体的密度 0.8 0.36 1×10﹣4 3.6×103 0~3.6×103 偏小
【详解】(1)[1]分析甲、乙、丙三图可知,物块A排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,由F浮=G﹣F′可知,物块受到的浮力不同,说明浮力的大小与液体的密度有关。
[2]由图甲可知,物块A的重力G=3.6N,由图乙可知弹簧测力计的示数F′=2.8N,当物块A浸没在酒精中后,酒精给物块A一向上的浮力,根据力的作用是相互的可知,物块A也会给水一向下的压力,所以烧杯中的酒精对烧杯底部增大的压力
ΔF=F浮=G﹣F′=3.6N﹣2.8N=0.8N
(2)[3]由(1)可知,物块A的重力G=3.6N,其质量为
[4]因物块A浸没在酒精中,受到的浮力为F浮=0.8N,根据阿基米德原理可知
[5]则物块A的密度为
(3)[6]因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排可得物块A的体积
物体的重力为3.6N,则当物体受到的浮力恰好为3.6N时,该密度秤的称量值达到最大,由F浮=ρ液gV排可得,所测液体密度的最大值
则该密度秤的量程应该是0~3.6×103kg/m3。
[7]若物块没有完全浸没,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力偏小,弹簧测力计示数偏大,测得液体密度值将偏小。
55.(22-23八年级下·广东云浮·期末)兴趣小组的同学们在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,讨论后提出了下列猜想:浮力的大小可能与液体的密度、物体排开液体的体积、物体浸没在液体中的深度有关。为了验证上述猜想,他们实验的装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析实验步骤甲、乙、丙所得到的数据,可知浮力的大小与 有关。分析实验步骤丁和戊所得到的数据,可知浮力大小与 有关;
(2)分析比较图 两次实验数据,可以验证浮力与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)由图可知,圆柱体浸没在盐水中受到的浮力是 N;
(4)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,他找来橡皮泥、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:
步骤一:将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二:将橡皮泥捏成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上;
①经过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次橡皮泥受到的浮力;
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关。小明得出错误结论的原因是,他只关注了橡皮泥形状的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
【答案】 物体排开液体的体积 液体的密度 丙、丁 4.4 小于 物体排开液体的体积
【详解】(1)[1]由甲、乙、丙可知,物体浸在同种液体中,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,则说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
[2]由丁和戊可知,物体浸没在水和盐水中时,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,说明浮力的大小与液体的密度有关。
(2)[3]探究浮力大小与深度的关系时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度不同,故选丙、丁两图。弹簧测力计的示数相同,说明浮力的大小与浸没在液体中的深度无关。
(3)[4]由甲图可知,物体的重力为G=5N,由戊图可知物体浸没在盐水中弹簧测力计的示数为F=0.6N,此时物体在盐水中受到的浮力为
F浮=G-F=5N-0.6N=4.4N
(4)①[5]将橡皮泥放入盛有适量水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底,所以浮力小于重力;将橡皮泥捏成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上,浮力等于重力。因此第一次浮力小于第二次浮力。
②[6]第二次受到的浮力大,是因为排开液体的体积增大了。由于两次排开液体的体积不同,所以不能探究浮力大小与物体形状是否有关。
四、计算题
56.(22-23八年级下·广东湛江·期末)如图所示,水平地面上圆柱形容器中水深40cm,一个体积为1.0×10﹣3m3的正方体物块,通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。(g取10N/kg)求:
(1)此时容器底受到水的压强;
(2)物块浸没在水中受到的浮力:
(3)物块的质量。
【答案】(1)4000Pa;(2)10N;(3)0.6kg
【详解】解:(1)水深
水对容器底的压强
(2)物块的体积
物块浸没在水中时排开水的体积
受到的浮力
物块受到竖直向下的重力G和拉力F、竖直向上的浮力F浮而静止,则物块受到的重力
由得,物块的质量为
答:(1)此时容器底受到水的压强为4000Pa;
(2)物块浸没在水中受到的浮力为10N;
(3)物块的质量为0.6kg。
57.(22-23八年级下·广东珠海·期末)2023年2月,我国第三艘航空母舰“福建舰”开始海试,该舰满载时排水量达8×104t,吃水深度为10.5m。预计搭载多架质量为3.7×104kg的的“歼﹣20”战机,(海水密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)一架“歼﹣20”战机静止在“福建舰”的水平舰面时,机轮与地面的总接触面积为1.5m2,则该战机对舰面的压强(结果保留一位小数);
(2)“福建舰”满载时,最底部受到海水的压强;
(3)“福建舰”满载时受到的浮力。
【答案】(1)2.5×105Pa;(2)1.05×105Pa;(3)8×108N
【详解】解:(1)“歼﹣20”战机静止在水平舰面时
G=mg=3.7×104kg×10N/kg=3.7×105N
歼﹣20”战机对水平舰面的压力
F=G=3.7×105N
该战机对舰面的压强
(2)“福建舰”满载时,最底部受到海水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa
(3)由题意知
m排=8×104t=8×107kg
“福建舰”满载时受到的浮力
F浮=G排=m排g=8×107kg×10N/kg=8×108N
答:(1)战机对舰面的压强是2.5×105Pa;
(2)“福建舰”满载时,最底部受到海水的压强为1.05×105Pa;
(3)“福建舰”满载时受到的浮力为8×108N。
58.(22-23八年级下·广东梅州·期末)我国“奋斗者”号(如图所示)载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909米深处成功坐底;“奋斗者”总体积约30m3,潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),保证潜水器下潜开展工作,求:(海水密度取ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是多少?
(2)在海面下104m深处时它底部一个表面积为600cm2的观察窗受到的海水压力是多少?
(3)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是多少?
【答案】(1)1.03×108Pa;(2)6.18×106N;(3)3.09×105N
【详解】解:(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×104m=1.03×108Pa
(2)观察窗受到的海水压力
F=pS=1.03×108Pa×600×10-4m2=6.18×106N
(3)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力
F浮=ρgV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×30m3=3.09×105N
答:(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是1.03×108Pa;
(2)它底部一个表面积为500cm²的观察窗受到的海水压力是6.18×106N;
(3)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是3.09×105N。
59.(22-23八年级下·广东深圳·期末)某同学进行“盐水浮鸡蛋”的实验。如甲图,将一个质量为55g、体积为的鸡蛋浸没在盛有水的烧杯中,鸡蛋沉底。向水中加盐并搅拌,直到鸡蛋恰好悬浮在盐水中,如乙图。(取)
(1)请分别计算图甲与图乙中鸡蛋所受到的浮力大小;
(2)请计算图乙中盐水的密度;
(3)另一同学将一重为G的鸡蛋放入盛有盐水的烧杯中,鸡蛋漂浮在盐水面上,如丙图。她沿杯壁缓慢加入清水,直至鸡蛋悬浮,请在图中画出此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间t变化的图像。
【答案】(1),;(2);(3)
【详解】解:(1)没在水中的鸡蛋排开水的体积
,
所以图甲中鸡蛋的浮力为
鸡蛋的质量,鸡蛋在图乙中悬浮,则图乙中鸡蛋受到的浮力为
(2)鸡蛋在图乙中悬浮,图乙中盐水的密度为
(3)开始鸡蛋漂浮,浮力等于自身重力;沿杯壁缓慢加入清水,盐水的密度逐渐减小,鸡蛋排开盐水体积逐渐增大,鸡蛋逐渐下降,直到鸡蛋悬浮。因为鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力都等于鸡蛋的重力,所以鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像是一条水平线段;如下图
答:(1)图甲中鸡蛋的浮力为0.5N,图乙中鸡蛋受到的浮力0.55N;
(2)图乙中盐水的密度为;
(3)如解析所示。
60.(21-22八年级下·广东惠州·期末)工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个正方体物件,绳子通过定滑轮,一端系着物件,另一端系在汽车上,如图甲所示。汽车拉着物件匀速上升,已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,不计水对物体的阻力。(水的密度为kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)物件的质量;
(2)物件上表面刚露出水面时,其下表面受到水的压力;
(3)物件的密度。
【答案】(1)220kg;(2)1100N;(3)
【详解】解:(1)物件完全离开水面后,由图乙可知此时的拉力为2200N,可得物件的重力
G=F拉=2200N
物件的质量
(2)物件浸没在水中时,由图乙可知此时的拉力为1100N,根据称重法可得此时物件受到的浮力为
F浮=G-F拉′=2200N-1100N=1100N
物件上表面刚露出水面时,上表面受到压力F向下=0N,且F浮=F向上-F向下,此时物件下表面受到水的压力为
F向上=F向下+F浮=0N+1100N=1100N
(3)当物体浸没时物体的体积等于物体排开液体的体积,根据F浮=ρ水gV排可得,物件的体积为
则物件的密度为
答:(1)物件的质量为220kg;
(2)物件上表面刚露出水面时,其下表面受到水的压力为1100N;
(3)物件的密度为kg/m3。
试卷第2页,共3页
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