课时1.3.3水的浮力提升-【帮课堂】2024-2025学年八年级科学上册同步学与练(浙教版)
2024-07-09
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2份
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41页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版(2013)八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 水的浮力 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.86 MB |
| 发布时间 | 2024-07-09 |
| 更新时间 | 2024-07-10 |
| 作者 | 嘟嘟科学 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-07-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46169050.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第一章 水和水的溶液
课时3.3 水的浮力提升
知识内容
重难点分析
1. 浮力变化与压强关系
2. 浮力变化压强变化
1. 浮力与压强关系
2. 浮力变化与压强变化
一.对于直筒型容器:上下粗细相同的容器
1.浮力变化量等于液体对容器底部支持力变化量
(液体对物体的浮力向上,物体对液体的反作用力向下大小等于浮力,所以整体进行受力分析可得,容器底对液体的F支=G液+F浮)
2.容器底对液体的支持力等于液体对容器底压力
(△F压=△PS=ρ液g△hS=△F浮)
【例1】如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,硬杆B一端固定在容器底,另一端紧密连接物体A。现缓慢向容器中加水至A刚好浸没,硬杆B受到物体A的作用力F的大小随水深h变化的图像如图乙所示,不计硬杆B的质量和体积(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。下列判断正确的是( )
A.硬杆B长为6cm
B.物体A所受的重力为5N
C.当水深h为11cm时,物体A受到的浮力为6N
D.当物体A刚好浸没时,硬杆B对物体A的拉力为10N
【答案】C
【解析】A.由题图乙可知,当水深在0~5cm时,硬杆B受到物体A的作用力不变,该作用力等于A的重力;水深在5~11cm时,硬杆B受到物体A的作用力逐渐变小,原因是物体A受到水的浮力变大,据此可知,硬杆B的长度为5cm,故A错误;
BC.当水深为11cm时硬杆B受到物体A的作用力为零,此时物体A受到的重力和浮力相等,且其处于漂浮状态,此时物体A浸入水中深度
物体A排开水的体积
由可知,物体A受到水的浮力
则物体A的重力
故B错误,C正确;
D.当水深为15cm时,物体A恰好浸没此时排开水的体积
由可知,此时物体A受到的浮力
则硬杆B对物体A的拉力
故D错误。
故选C。
【例2】小胡同学在完成“探究浮力大小与哪些因素有关”实验时,准备了三个相同的容器,装有深度相同的水和盐水,然后他将三块完全相同的橡皮泥分别做成如图所示的三种形状分别放入液体中,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲容器中橡皮泥受到的浮力等于乙容器中橡皮泥受到的浮力
B.甲容器底受到水的压强等于乙容器底受到水的压强
C.乙容器中的橡皮泥受到浮力小于丙容器中橡皮泥受到的浮力
D.乙容器中橡皮泥排开水的体积大于丙容器中橡皮泥排开盐水的体积
【答案】D
【解析】AB.由图可知,甲图中橡皮泥沉底,橡皮泥受到的浮力;乙图中橡皮泥漂浮,受到的浮力;由于橡皮泥完全相同,所以,故A错误;因为,由公式可知,乙容器中橡皮泥排开水的体积大,水的深度大,由公式可知甲容器底受到水的压强小于乙容器底受到水的压强,故B错误;
CD.由图可知,乙、丙两图中橡皮泥漂浮在水面,则橡皮泥受到的浮力,故C错误;由于,且,根据可知,故D正确。
故选D。
1.水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
①甲容器中的物体所受浮力大 ②乙容器中的液体的密度大
③甲容器对水平桌面的压强小 ④乙容器底部所受液体的压力小
A.只有②④正确 B.只有①②④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确
【答案】C
【解析】①两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时,甲中悬浮,乙中漂浮,根据物体的浮沉条件可知,甲中物体受到的浮力等于其重力,乙中物体受到的浮力也等于其重力,所以甲、乙两物体受到的浮力相等,故①错误;
②两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时,甲中悬浮,ρ液甲=ρ物;乙中漂浮,ρ液乙>ρ物。则乙容器中液体的密度大,故②正确;
③甲、乙两个容器质量相等,容器内液体和物体的质量也相等,所以甲、乙两个容器对桌面的压力相等,又因为甲容器的底面积大,根据可知,甲容器对桌面的压强小,故③正确;
④甲乙两容器为柱形容器,容器内物体与容器底不接触,则液体对容器底部的压力等于液体和物体的重力之和,由于物体和液体的质量相等,则液体对容器底的压力相等。故④错误。
综上所述,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.如图所示,水平桌面上有一质量为100g、底面积为的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的高度为10cm。现将密度为的圆柱体金属块挂在弹簧测力计下,示数为F;当金属块浸没于水中(金属块未接触溢水杯)静止时,弹簧测力计的示数变化了1N,小桶收集到溢出水的体积为。下列说法正确的是( )
A.金属块受到的最大浮力为0.4N
B.金属块的重力为2N
C.当金属块浸没于水中静止时,溢水杯对水平桌面的压强为1280Pa
D.剪断细线,当金属块沉底时,溢水杯对水平桌面的压强为1600Pa
【答案】C
【解析】A.根据称重法可知,弹簧测力计的示数变化了1N,则金属块受到的浮力为1N,故A错误;
B.根据阿基米德原理可得,金属块的体积为
金属块的重力为
故B错误;
C.金属块浸没时
溢出水的体积为,则溢水杯中原来水的体积为
水的质量为
当金属块浸没于水中静止时,溢水杯对水平桌面的压力为
溢水杯对水平桌面的压强为
故C正确;
D.剪断细线,当金属块沉底时,溢水杯对水平桌面的压力为
溢水杯对水平桌面的压强为
故D错误。
故选C。
3.如图所示是a、b、c三种物质的质量与体积的关系图像,下列说法正确的是( )
A.三种物质,a物质的密度是c物质密度的2倍
B.三种物质,b物质放入水中会沉到水底
C.三种物质,体积相同,放入水中静止后c物体受到的浮力最小
D.三种物质,质量相同,放入水中静止后a物体受到的浮力最大
【答案】C
【解析】A.由图可知当物质a和c的体积都是2m3时,a的质量是c的4倍,根据可得a物质的密度是c物质密度的4倍,故A错误;
B.由图可得b物质的体积是3m3时,质量为,则b物质的密度为
当把b物质放入水中时,根据物体浮沉条件可知b物体会悬浮在水中,故B错误;
C.由图可知,a物质的密度为
c物质的密度为
三种物质的体积相同,则质量关系为
重力关系为
因a物质的密度大于水的密度,放入水中后会漂浮,所以受到的浮力等于重力;b物质密度等于水的密度,放入水中后会悬浮,所以受到的浮力等于重力;c物质密度小于水的密度,放入水中后会沉底,所以受到的浮力小于重力,所以
所以c物体受到的浮力最小,故C正确;
D.三种物质的质量相同,则重力关系为
因a物体在水中后会漂浮,所以受到的浮力等于重力;b物体在水中后会悬浮,所以受到的浮力等于重力;c物体在水中后会沉底,所以受到的浮力小于重力,所以
故D错误。
故选C。
4.如图所示,水平面上有一个底面积为200cm2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为2kg的水。现将一个质量分布均匀、底面积100cm2、体积为500cm3的物体A(不吸水)放入容器中,物体A漂浮在水面上,物体A浸入水中的体积为总体积的,再在物体A的上方放一个物体B,使A刚好能浸没于水中(水未溢出),则下列说法正确的是( )
A.物体B的质量为200g
B.物体A从漂浮到刚好浸没,容器对桌面增大的压强为100Pa
C.物体A从漂浮到刚好浸没,水对容器底部增大的压力为4N
D.物体A从漂浮到刚好浸没,物体A下降的距离是1.5cm
【答案】D
【解析】A.将A放入水中时,A漂浮,物体A浸入水中的体积为总体积的,则
再将B放在A物体上面,物体A刚好完全浸没,但整体仍然漂浮,则
所以
由得
故A错误;
B.物体A从漂浮到刚好浸没,由于使A刚好能浸没于水中时水未溢出,则容器对桌面增大的压力是
所以容器对桌面增大的压强
故B错误;
C.由于是柱状容器,则水对容器底部增大的压力
故C错误;
D.由得,水的体积
物体A漂浮时,液面高度受到了进入水中的的物体A的体积影响,此时的液面高度
此时A浸在水中的高度
A下底面据容器底距离
当物体A完全没入水中时,液面高度
由于容器中没有水溢出,A下底面据容器底距离
因此从漂浮到刚好浸没,物体A下降的距离是
故D正确。
故选D。
5.水平桌面上的甲、乙两只相同的塑料杯中分别装满水,现将两个质量相同的物块放在两杯水中,静止时如图所示,则( )
A.甲杯中物块底部受到的压力大 B.乙杯中溢出水的质量大
C.甲杯底部受到水的压强大 D.两杯对桌面的压强一样大
【答案】D
【解析】A.由知道,乙杯中物块底部受到的压强大,由于不能确定底面积,所以,不能确定物块底部受到的压力,故A不符合题意;
B.两个小球的质量相同,由G=mg知道,物体的重力相同;物体在甲中漂浮,受到的浮力等于自身的重力;物体在乙中悬浮,受到的浮力等于自身的重力,所以两杯中物体受到的浮力相同,水的密度不变,由知道,两个物体排开的水的体积是相同的,烧杯原来都装满水,则溢出水的体积相同,由知道,溢出水的质量相等,故B不符合题意;
C.两杯中液面深度相同,水的密度不变,由知道,两杯底部受到的水的压强是相同的,故C不符合题意;
D.甲杯中小球排开的水的重力等于小球的重力,乙杯中小球排开的水的重力等于小球的重力,小球的重力相同,所以排开的水的重力相同;杯子的重力相同,所以杯子重力、水的重力、小球的重力的和是相同的,受力面积相同,由 知道,桌面受到的压强相同,故D符合题意。
故选D,
6.小亮利用细钢针、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度。测量过程如图甲、乙、丙所示,图中分别是量筒中水面所对应的示数,细钢针浸入水中的体积忽略不计。已知水的密度为,下列四个选项正确的是( )
A.小蜡块的重力为 B.乙图中小蜡块排开水的质量为
C.小蜡块的密度为 D.丙图中小蜡块受到的浮力为
【答案】C
【解析】AB.小蜡块漂浮在水面上,小蜡块受到的浮力等于其重力,根据阿基米德原理可知,小蜡块受到的浮力等于排开水的重力,因此小蜡块受到的重力等于排开水的重力;由图甲和乙可知,根据密度公式,小蜡块排开水的质量为
此时排开水的重力为
所以小蜡块的重力为
故AB错误;
CD.丙图中,小蜡块完全浸没在水中,此时排开水的体积等于蜡块的体积,即
根据阿基米德原理可得,此时小蜡块受到的浮力为
小蜡块的密度为
故C正确,D错误。
故选C。
7.如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀,且不吸水的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
A.a的密度是 B.a、b的重力之比为3∶2
C.a、b的体积之比为5∶3 D.图中,甲、乙烧杯对桌面的压力之比为3∶2
【答案】B
【解析】A.a漂浮,有五分之二的体积露出水面,浮力等于重力
故A错误;
B.若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,则
a、b的重力之比为
故B正确;
C.b悬浮于水中,则密度等于水的密度,a、b的体积之比为
故C错误;
D.甲、乙烧杯中液液体相同,液面相平,因此对桌面的压力相等
故D错误。
故选B。
8.放置在水平桌面上两个相同的烧杯中装满不同的液体,把质量相等的甲、乙两球分别轻轻放入A、B两杯液体中,静止时处于如图所示状态,甲、乙排开液体的重力相等。下列说法正确的是( )
①甲球比乙球所受浮力更大
②甲、乙两球所受浮力一样大
③A杯中液体对容器底的压强大于B杯中液体对容器底的压强
④甲球对容器底的压力等于乙球对容器底的压力
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
【答案】B
【解析】①②根据阿基米德原理可知:F浮A=GA排,F浮B=GB排,已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮A=F浮B,故①错误,②正确;
③由于浮力相同,则 F浮A=ρAgV排A=F浮B=ρBgV排B
由于A的体积大于B的体积,则A的液体的密度要小于B的液体的密度,即ρA<ρB;根据液体压强,又知hA=hB,可知pA<pB,故③错误;
④甲乙的质量是相同的,重力相同;甲乙都受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的浮力;由于甲乙受到的浮力相同,则支持力相同,根据力的相互性可知,甲乙对容器底部的压力是相同的,故④正确。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,模拟了如下“打捞”过程:如图甲,体积为的金属块A下表面陷入淤泥内,小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中时,小船有五分之二的体积露出水面,如图乙。细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计。下列说法正确的是( )
A.甲图中的小船所受浮力为18N B.小船的体积为
C.金属块A重18N D.金属块A的密度为
【答案】B
【解析】A.如图甲所示,对小船受力分析可知,小船受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力(由于小船的质量忽略不计,故重力是沙石受到的重力)以及绳子对其向下的拉力作用,即
因此甲图中的小船所受浮力为
故A错误;
B.由图甲可知,小船刚好浸没在水中,其排开水的体积等于小船的体积,因此小船的体积为
故B正确;
C.如图乙所示,根据阿基米德原理可得,此时小船受到的浮力为
根据二力平衡可知,此时绳子对小船的拉力为
根据物体间力的作用是相互的可知,绳子对A的拉力为
根据阿基米德原理可得,此时A受到的浮力为
此时A受到竖直向上的浮力以及绳子对其的拉力、竖直向下的重力,即有
所以A的重力为
故C错误;
D.金属块A的密度为
故D错误。
故选B。
10.如图,水平面上有一底面积为200cm²的薄壁柱形容器,正方体泡沫塑料A的边长为10cm,物体B的体积为400cm³,A、B叠放后漂浮在水面上,此时A底部受到水的压强为800pa。将B物体取下放入水中,B沉底,水面静止后高度变化了1cm,关于此过程下列说法正确的是( )
A.A底部受到的压力减少6N B.A受到的重力为8N
C.容器对地面的压强减少100pa D.B物体的密度为2.5g/cm³
【答案】A
【解析】B.A、B叠放后漂浮在水面上,由可得,A底部所处的深度
则A排开水的体积为
A受到的浮力
B叠放后漂浮在水面上,则A、B叠放后的总重力等于A受到的浮力,即
故B错误;
A.将B物体取下放入水中,B沉底,B受到的浮力小于B的重力,根据浮沉条件,排开水的体积会变小,即水面下降1cm,则有
代入数据
解得
A漂浮,重力等于受到的浮力,有
因为A始终漂浮,故A底部受到的压力减少
故A正确;
D.则B的重力为
B物体的密度为
故D错误;
C.根据,容器对地面的压力等于水、A、B的重力,故压力不变,受力面积不变,故压强不变,故C错误。
故选A。
11.如图,小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示:然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图所示,弹簧测力计始终在水面上方,下列说法中正确的是( )
A.物块受到的重力是10N
B.物块完全浸没后,继续向下运动,所受浮力增大
C.物块刚好浸没时,水对物体下表面压力大小是10N
D.该物块的密度为6g/cm3
【答案】D
【解析】A.由图乙可知,测力计的最大示数为F最大=12N,此时物块未浸入水中,则物块的重力为
故A错误;
B.物块完全浸没后,继续向下运动,物块排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,物块所受浮力不变,故B错误;
C.物块完全浸没在水中测力计的示数为F示=10N,由称重法可得,物块刚好浸没时受到的浮力为
由于物块上表面没有液体的压强和压力,故下表面受到的压力等于浮力,即2N,故C错误;
D.由阿基米德原理可得,物块浸没在水中时,其排开水的体积等于物块的体积,即
该物块的密度为
故D正确。
故选D。
12.小明做了如图所示的三次测量,已知水的密度为1.0×103kg/m3,则关于实验下列说法正确的是( )
A.图甲中,物体的下表面刚好接触水面,所受浮力为3N
B.图乙中,物体完全浸没在水中,所受浮力为2N
C.图丙中,盐水的密度是1.8×103kg/m3
D.计算可得,此物体的体积是1.0×10-4m3
【答案】D
【解析】A.图甲中,物体的下表面刚好接触水面,物体没有浸入水中,所受浮力为零,故A错误;
B.图乙中,物体完全浸没在水中,所受浮力为
F浮=G-F1=3N-2N=1N
故B错误;
CD.物体的体积
物体在盐水中受到的浮力 F浮盐=G-F2=3N-1.8N=1.2N
盐水的密度
故D正确,C错误。
故选D。
13.某同学将底面积为,高30cm的柱形薄壁水桶放置在水平地面上,水桶中盛有28cm深的水,如图甲所示。他将底面积为:的圆柱体A从离水面一定高度处缓慢浸入水中,直到A刚接触水桶底部为止,然后撤去绳子及弹簧测力计。整个过程中弹簧测力计的示数随时间变化的图象如图乙所示。不计绳重及绳子体积,下列说法正确的是( )
A.物体A下降的速度为
B.图乙中t1=5.5s,F1=28N
C.整个过程中水对水桶底部的压强一直增大
D.与A浸入前相比,时,水桶对地面的压强增加了1400Pa
【答案】B
【解析】A.根据乙图可知,圆柱体A的重力为G=32N;圆柱体A全部浸入水中时,圆柱体A受到的浮力大小不再改变,弹簧测力计的示数也不再变化;当t2=8s时,圆柱体A完全浸入水中,受到的弹簧测力计拉力为F=24N,所以圆柱体A受到的浮力大小为
由此可得,圆柱体A的高度为
由乙图可知,t0=4s,圆柱体A刚进入水中;t2=8s时,圆柱体A刚好完全浸入水中;从开始进入水中至刚好完全浸入水里,根据下图可知,圆柱体A下降的距离为
故可得物体A下降的速度为
故A错误;
B.由于圆柱体A刚开始接触水面后的某段过程中,随着圆柱体A的匀速下降,水面也随之上升,当时间为t1水面到达容器顶部时,水面不再上升,此后弹簧测力计减小的速度变慢。t1时,圆柱体A浸入水中的体积为
此时圆柱体A距离液面的高度为
从圆柱体A刚接触水面至时间为t1水面到达容器顶部时,圆柱体A下降的距离为
则物体从t0=4s至t1用时为
故可得
此时圆柱体A受到的浮力为
因此,此时弹簧拉力示数为
故B正确;
C.从A刚要进入水中至液面与容器顶部齐平过程中,水对容器底部压强逐渐增大,此后随着A的下降,水对容器底部压强不变,故C错误;
D.已求得当6s时,水已经到达容器顶部,故当t=15s时,与A浸入前相比,容器对桌面的压强增加量为
故D错误。
故选B。
14.如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为10N B.A的底面积为50
C.B的重力为20N D.B的密度为
【答案】D
【解析】A.由乙图可知,当h处于0~10cm时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A未露出水面,此时弹簧测力计的示数F示=5N,当h处于20cm以上时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A已完全露出水面,此时弹簧测力计的示数F示′=10N,则圆柱体A受到的重力
圆柱体A浸没在水中时受到的浮力 故A错误;
B.由可得,圆柱体A的体积 若圆柱体A拉离水面时容器中的水面高度不变,则圆柱体A的底面积
实际圆柱体A拉出水面时,容器中的水面在下降,物体A从刚露出水面到离开水面时移动的距离与圆柱体A的高度不相等,故B错误;
C.将体积为2000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,放入水中,A、B刚好悬浮,则A、B的总重力 则B的重力 故C错误;
D.B的密度
故D正确。
故选D。
15.如图甲,水平桌面上静置一个高为18cm、重为3N、底面积为300cm2的柱形容器,其内部装有3kg水。如图乙所示,现有两个由同种不吸水材料制成的实心长方体A和球体B,已知A的底面积为100cm2、高为20cm、密度,球B的质量为0.8kg。将长方体A竖直缓慢放入该容器的水中,待水面静止后,再缓慢并排放入实心球体B(AB之间无接触),不考虑溅水和侧壁沾水,则下列说法正确的是( )
A.长方体A的重力为1.6N
B.放入A后,水对容器底部的压力为30N
C.放入B后,容器对水平桌面的压强为1900Pa
D.若只放A,并向容器内倒入0.5kg水,则水对容器底的压强为1750Pa
【答案】C
【解析】A.长方体A的体积 VA=SAhA=100cm2×20cm=2000cm3=0.002m3
A的质量
A的重力 G=mAg=1.6kg×10N/kg=16N
故A错误;
B.A的密度小于水的密度,A放入水中,漂浮在水面,所受的浮力等于自身的重力,据阿基米德原理得,A排开水的体积
A浸在水中的高度
容器中水的体积
水原来的高度
因为
故A放入后,不会漂浮,而会沉底,故
水面上升的高度
放A后水的深度
水未溢出容器,水对容器底部的压强
水对容器底部的压力
故B错误;
C.B的重力 GB=mBg=0.8kg×10N/kg=8N
B放入水中,漂浮在水面,排开水的体积
水面上升的高度
水面的高度
水未溢出容器。容器中,水的重力 G水=m水g=3kg×10N/kg=30N
此时容器对水平桌面的压力 F压=G+GB+G水+G容器=16N+8N+30N+3N=57N
容器对水平桌面的压强
故C正确;
D.倒入0.5kg的水,其体积
高度
容器中,此时水的深度
水对容器底的压强
故D错误。
故选C。
16.小口尖底陶瓶是仰韶文化半坡类型的水器,是仰韶文化最为典型的器物之一,其顶部有一个小口,腹部鼓起,底部为圆锥状,两侧有对称的双环形耳。用它汲水的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.陶瓶在图甲位置时不受浮力的作用
B.陶瓶在图丙位置继续下沉,受到的浮力不变
C.图乙陶瓶排开水的质量大于图丙陶瓶排开水的质量
D.图甲瓶底外壁受到的压强大于图丙瓶底外壁受到的压强
【答案】B
【解析】A.陶瓶在图甲位置时有部分体积浸入水中,受到浮力,故A错误;
B.陶瓶在图丙位置继续下沉,排开液体的体积不变,只改变了深度,受到的浮力不变,故B正确;
C.图乙陶瓶浸入水中的体积小于丙图陶瓶浸入水中的体积,因此乙图陶瓶排开的水比丙图少,乙图排开水的质量小于图丙陶瓶排开水的质量,故C错误;
D.图甲瓶底外壁深度小于图丙瓶底外壁深度,图甲瓶底外壁受到的压强小于图丙瓶底外壁受到的压强,故D错误。
故选B。
17.小奇在探究阿基米德原理时,图甲测出钩码的重力,再将钩码缓慢浸入装满水的溢水杯中,不碰到容器底和容器壁,当钩码静止时,弹簧测力计示数如图乙,小桶中溢出水的深度为10cm。下列说法正确的是(g=10N/kg)( )
A.钩码所受的浮力为1.8N
B.小桶中的水对桶底的压强为1×105Pa
C.钩码缓慢浸入水中的过程中,电子秤的示数保持不变
D.若将钩码浸没在盐水中,钩码上下表面所受的液体压力差与其浸没在水中时相等
【答案】C
【解析】A.由题意可得,物体的重力为2N,浸没水中时,测力计的拉力为1.8N,则钩码所受的浮力为
F浮=2N-1.8N=0.2N
故A错误;
B.由题意可得,小桶中溢出水的深度为10cm,溢出这部分水对容器底部的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa
故B错误;
C.由于溢水杯中装满水,钩码浸入水中静止时,由阿基米德原理可知钩码受到的浮力等于排开水的重力,即溢出水的重力,而钩码对水的压力大小与浮力相等,所以钩码缓慢浸入水中的过程中,电子秤的示数保持不变,故C正确;
D.钩码上下表面所受的液体压力差即为钩码所受的浮力,由阿基米德原理可得,浮力的大小与密度有关,所以当钩码浸没时,排开液体体积相同,盐水的密度和水的密度不同,在两种液体中所受浮力也不同,故D错误。
故选C。
18.如图,现有一质地均匀、质量为1.2kg、体积为的浮标,用细绳固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90cm时,方块恰好完全浸没且细绳未被拉断。下列相关分析中正确的是( )
A.浮标的密度为 B.水对池底的压强为90000Pa
C.浮标所受的浮力为12N D.细绳对浮标的拉力为68N
【答案】D
【解析】A.浮标的密度为
故A错误;
B.水对池底的压强为
故B错误;
C.浮标所受的浮力为
故C错误;
D.细绳对浮标的拉力为
故D正确。
故选D。
19.如图,重为,底面积为的圆柱形容器放在水平桌面上,容器高,内有的水,用一质量和体积均不计的轻杆悬挂一个底面积为,密度为的圆柱体,从接触液面开始计时,以的速度匀速向下移动,当时,物块完全浸没,则( )
A.当向下移动的距离为时,物体所受浮力为 B.当时,水对容器底的压强为1300Pa
C.物块的高为 D.完全浸没后,容器对桌面的压力为
【答案】A
【解析】A.当向下移动的距离为1cm时,物体排开水增加的体积
水面上升的高度
物体浸入水中的深度 h浸=h+∆h=1cm+1cm=2cm
物体排开水的体积
物体所受浮力
故A符合题意;
B.当t1=1.5s时,物体向下移动的距离 h1=vt1=2cm/s×1.5s=3cm
由A分析知,物体下移1cm,液面上升1cm,物体下移3cm,液面升高3cm,容器内有10cm水,水面高应13cm,但容器高12cm,此时将有水溢出,水深只有12cm,所以此时水对容器底的压强
水对容器底的压强
故B不符合题意;
C.t=3时,下移的距离 h2=vt=2cm/s×3s=6cm
但t1=1.5s时,水面上升到容器口,水面实际上升了2cm,则物体的高度 h物=h2+2cm=6cm+2cm=8cm
故C不符合题意;
D.完全浸没时,有部分水溢出容器。此时容器中水的总质量
水的重力 G=mg=2.4kg×10N/kg=24N
水和容器的总重力 G总=G+G容器=24N+3N=27N
此时容器对桌面的压力等于总重力为27N,故D不符合题意。
故选A。
20.将一重为8N的物体A放在装有适量水的薄壁圆柱形容器中,容器底面积为200cm2,物体A漂浮于水面,浸入水中的体积占总体积的4/5,若将一小球B(ρB=1.8×103kg/m3)用体积和重力不计的细线系于A下方,接着再轻轻放入该容器中,静止时A上表面与水面刚好相平,如图所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,则( )
A.此时A受到的浮力8N B.物体A的密度为0.6×103kg/m3
C.小球B 的体积2.5×10-4m3 D.水对容器底部压强增加了250Pa
【答案】C
【解析】B.物体A漂浮于水面,受到的浮力等于自身的重力,即 F浮1=GA=8N
物体A排开水的体积为
物体A浸入水中的体积占总体积的4/5,物体A的体积为
物体A的密度为
故B错误;
A.将一小球B用体积和重力不计的细线系于A下方,接着再轻轻放入该容器中,静止时A上表面与水面刚好相平,则此时A受到的浮力 F浮=ρ水VAg=1.0×103kg/m3×1×10-3m3×10N/kg=10N
故A错误;
C.由题意知,A和B在水中处于平衡状态,因此A和B受到的浮力等于总重力,即 F浮AB=GA+GB
即 10N+1.0×103kg/m3×10N/kg×VB=8N+1.8×103kg/m3×10N/kg×VB
解得VB=2.5×10-4m3,故C正确;
D.综上可知,液面上升的体积 ΔV=2.5×10-4m3+1×10-3m3-8×10-4m3=4.5×10-4m3
则液面上升的高度 水对容器底部压强增加了
水对容器底部压强增加了 Δp=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0225m=225Pa
故D错误。
故选C。
21.如图甲所示,物体A是一个正立方体,重力为4.8N,硬杆B一端固定在容器底,另一端固定在A底部。现缓慢向容器中倒入密度为的某种液体至A刚好浸没,硬杆B受到物体A的作用力F的大小随液体深度h变化的图像如图乙所示,不计杆的质量和体积,g取。下列说法正确的是( )
A.液体密度为
B.硬杆B的长度为6cm
C.液体深度h为13cm时,仅将硬杆B撤去,物体A在原来的位置保持静止
D.液体深度h为13cm时,硬杆B受到物体A的作用力F的大小为3.2N
【答案】D
【解析】AB.由图乙可知,当液体深在0~3cm时,杆B受到物体A的作用力不变,等于A的重力;液体深在3cm~9cm时,杆B受到物体A的压力逐渐变小,原因是物体A受到液体的浮力变大,由此可知,硬杆B的长度为3cm,当液体深为9cm时,杆B受到物体A的作用力为0,此时物体A受到的重力和浮力相等,处于漂浮状态,此时物体A浸入液体中的深度为 h=9cm-3cm=6cm
由图中可知,物体A的边长为 l=13cm-3cm=10cm
故此时物体A排开液体的体积为 V排=10cm×10cm×6cm=600cm3=6×10-4m3
因此时物体A所受浮力F浮等于物体A的重力GA,故由F浮=ρ液gV排可得,该液体的密度为
故AB错误;
C.由图乙可知,当液体深为13cm时,物体A完全浸没,此时物体A排开液体的体积大于600cm3,由阿基米德原理可得,此时物体A所受浮力大于物体A的重力,故仅将硬杆B撤去,物体A会上浮,直至最终漂浮,故C错误;
D.由图乙可知,当液体深为13cm时,物体A完全浸没,此时物体A所受浮力为
F浮0=ρ液gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=8N
由受力分析可得,此时硬杆B对A的拉力为 F=F浮0-GA=8N-4.8N=3.2N
液体h达到13cm后继续向容器内倒入液体,此时物体A排开液体的体积不变,故物体A所受浮力不变,则由受力分析可知,硬杆B对物体A的拉力仍保持在3.2N不变,故D正确。
故选D。
22.如图,某同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示:将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为(如图丙);将物块继续下压至丁位置静止,则丙到丁物块下表面受到水的压力增加了,接着手向下的压力再增加,将将物块继续下压至接触到杯底静止(如图戊),整个过程水始终未溢出,下列说法正确的是( )
A.物块的密度是 B.图丁中电子台秤的读数为
C.从图丙到图戊,烧杯底部受到的压力增加了 D.图戊中电子台秤的读数为
【答案】C
【解析】A.将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为280g(如图乙),则物块的质量为
m物=m排=280g-200g=80g
由甲、丙可知,木块排开水的质量为 m排'=360g-200g=160g
根据密度公式可知,物块的体积
则物块的密度为
故A错误;
B.从图丙到图丁,木块完全浸没在水中,V排不变,水的深度不变,根据p=ρgh可知,瓶底水的压强不变,电子台秤的读数不变仍为m丙=360.0g,故B错误;
C.接着手向下的压力增加0.5N,将物块继续下压至接触到杯底静止(如图戊),则从图丙到图戊,烧杯底部受到的压力增加了0.5N,即增加了手对物块的压力,故C正确。
D.则从图丙到图戊,增加的压力为F=0.5N,相当于增加的质量为
图戊中电子台秤的读数为 m=m丙+m增=360g+50g=410g
故D错误。
故选C。
23.一个底面积S1=0.01m2的不吸水圆柱体用细线拴在容器底部,不计重力的长方体薄壁容器底面积为S2=0.1m2,水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体底部受到的液体压强p随着容器中水的深度h变化的图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.物体的高为9cm B.圆柱体密度为0.75×103kg/m3
C.放水前,水对容器底部的压强为1500Pa D.放水前,容器对桌面压强为4440Pa
【答案】D
【解析】A.水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,由乙可知,此时圆柱体底部受到的液体压强为1500Pa,根据p=ρgh可知,圆柱体浸入水的深度为
即物体的高为15cm,故A错误;
B.当容器中水的深度由39m下降到9cm的过程中,圆柱体处于漂浮状态,物块只受到重力G和浮力F浮1,由可知,圆柱体下表面受到的压力 F1=p1S1=900Pa×0.01m2=9N
由浮力产生的原因可知,此时圆柱体受到的浮力 F浮1=F1=9N
由物体的漂浮条件可知,圆柱体的重力 G=F浮1=9N
由G=mg可知,圆柱体的质量
当容器中水的深度为45cm时,圆柱体刚好浸没水中,由浮力产生的原因和可知,此时圆柱体受到的浮力 F浮2=F2=p2S1=1500Pa×0.01m2=15N
由F浮=ρ液gV排可知,圆柱体的体积
则圆柱体密度
故B错误;
C.放水前,容器中水深45cm,水对容器底部的压强为 p'=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m=4500Pa
故C错误;
D.放水前水的体积为 V水=S2h水-V=0.1m2×0.45m-1.5×10-3m3=0.0435m3
水的重力为 G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×0.0435m3×10N/kg=435N
容器对桌面的压力为 F压=G水+G=435N+9N=444N
则放水前,容器对桌面压强为
故D正确。
故选D。
24.如图所示,装满水的溢水杯中放着一个倒置的矿泉水瓶,去掉瓶底、盖紧瓶口,其内部灌有水,矿泉水瓶和内部水的总质量为0.3kg,下列说法中正确的是( )
A.矿泉水瓶静止时受到的浮力为0.3N
B.向矿泉水瓶中缓慢注入100g水,瓶盖受到水的压强将保持不变
C.向矿泉水瓶中缓慢注入100g水的过程中,溢水口溢出水的质量小于100g
D.若将矿泉水瓶内的水抽出一部分并轻倒入溢水杯中,溢水口不会溢出水
【答案】D
【解析】A.矿泉水瓶和内部水的总重为
矿泉水瓶静止时漂浮,受到的浮力为
故A错误;
B.向矿泉水瓶中缓慢注入100g水,溢水杯水位上升,瓶盖受到水的压强将保持变大,故B错误;
C.向矿泉水瓶中缓慢注入100g水后,矿泉水瓶和内部水的总重增大,仍处于漂浮状态,增大的重力等于排开水的重力,由物体所受重力与质量成正比可知,溢出水的质量等于注入矿泉水瓶的水的质量100g,故C错误;
D.将矿泉水瓶内的水抽出一部分,矿泉水瓶和内部水的总重减小,所受浮力变小,减小的浮力等于抽出水所受重力,故排开水的体积等于抽出水的体积,将抽出的水轻轻倒入溢水杯中,不会溢出,故D正确。
故选D。
二、计算题
25.如图甲所示,一底面积为圆柱形容器内盛足够多的水,一实心正方体木块漂浮在液面上,已知木块的体积为,,。(g取)
(1)求这时木块受到的浮力;
(2)求此时木块浸在水中的体积;
(3)若在木块上放入一物体A后,木块刚好浸没在水中(如图乙所示),则容器底部对桌面的压强增加多少?水对容器底部的压强增加多少?
【答案】(1);(2);(3),
【解析】解:(1)由得木块的质量 m=ρ木V=0.6×103kg/m3×1000×10−6m3=0.6kg
木块重 G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
因为木块漂浮,所以木块受到的浮力 F浮=G=6N
(2)由得木块浸在水中的体积
(3)在木块上放入一物体A后,木块刚好浸没在水中,此时木块受到的浮力
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10−6m3=10N
由于物体A和木块整体漂浮,故此时的浮力 F浮′=G木+GA
则物体A的重力为 GA=F浮′−G木=10N−6N=4N
此时容器底部对桌面增加的压力 ΔF=GA=4N
故容器底部对桌面的压强增加
水对容器底部的压强增加量
答:(1)这时木块受到的浮力为6N;
(2)此时木块浸在水中的体积为;
(3)容器底部对桌面的压强增加100Pa;水对容器底部的压强增加100Pa。
26.一个重为1.2N、体积为2.4×10-4m3的木块漂浮在底面积为1×10-2m2容器中,将一重为1.8N的小球A用细线系于木块下方,如图所示(水未溢出),此时木块与小球A恰好处于悬浮状态,求:
(1)木块受到的浮力。
(2)细线对小球的拉力。
(3)小球A的密度。(=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)若剪断细线,水对容器底的压强减小多少Pa。
【答案】(1)2.4N;(2)1.2N;(3)3×103kg/m3;(4)120Pa
【解析】解:(1)木块与小球A恰好处于悬浮状态,所以木块排开水的体积等于物体体积,木块受到的浮力为 F木浮=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×2.4×10-4m3=2.4N
(2)对木块受力分析
细线对小球的拉力为
(3)对A受力分析
小球A的体积为
小球A的质量为
小球A的密度为
(4)剪断绳子后,木块由悬浮转变为漂浮,浮力等于木块的重力,此时排开水的体积为
A由悬浮转化为下沉,排开水的体积不变,所以细绳剪断后减小的排开水的体积为
所以减小的浮力为
力的作用是相互的,水给物体浮力,物体给水向下的压力,两个力大小相等,所以细绳剪断后水对容器底的压力减小量等于浮力减小量等于1.2N。所以,水对容器底的压强减小为
答:(1)木块受到的浮力为2.4N;
(2)细线对小球的拉力为1.2N;
(3)小球A的密度为3×103kg/m3;
(4)水对容器底的压强减小为120Pa。
27.如图甲所示,一薄壁圆柱形容器内盛有适量的水,重力为、体积为的正方体木块A漂浮在水面上;现将一体积为的金属块B放在木块A上方,木块A恰好有的体积浸入水中,如图乙所示(g取),求:
(1)图甲中木块A受到浮力的大小;
(2)金属块B的密度;
(3)放上金属块B前后,物体A的下表面受到的液体压强的变化量。
【答案】(1)6N;(2);(3)
【解析】解:(1)图甲中木块A漂浮,浮力等于重力,则浮力为
(2)图乙中木块A受到的浮力为
图甲中木块A漂浮,浮力等于重力,图乙中A和B整体漂浮,浮力等于重力,则B的重力等于增加的浮力,则B的重力为
则金属块B的密度为
(3)放上金属块B前后,排开水的体积变化量为
A的棱长为
则A的底面积为
则物体A的下表面深度变化量为
则放上金属块B前后,物体A的下表面受到的液体压强的变化量为
答:(1)图甲中木块A受到浮力的大小为6N;
(2)金属块B的密度为;
(3)放上金属块B前后,物体A的下表面受到的液体压强的变化量为。
28.用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金属块所受的重力;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为3cm时,弹簧测力计的示数;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。
【答案】(1)4N;(2)3.7N;(3)500Pa;(4)100Pa
【解析】解:(1)由题意可得,金属块受到的重力
(2)由图乙可知,当h=3cm时,金属块排开水的体积是30cm3,即3×10-5m3,此时金属块受到的浮力
弹簧测力计的示数
(3)由图乙可知,当h=5cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为5cm,即0.05m,此时金属块底部受到水的压强
(4)金属块的底面积
容器的底面积
增加的压力等于水对金属块的浮力,则
则水对容器底部增加的压强
答:(1)金属块所受的重力是4N;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为3cm时,弹簧测力计的示数是3.7N;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强是500Pa;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了100Pa。
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第一章 水和水的溶液
课时3.3 水的浮力提升
知识内容
重难点分析
1. 浮力变化与压强关系
2. 浮力变化压强变化
1. 浮力与压强关系
2. 浮力变化与压强变化
一.对于直筒型容器:上下粗细相同的容器
1.浮力变化量等于液体对容器底部支持力变化量
(液体对物体的浮力向上,物体对液体的反作用力向下大小等于浮力,所以整体进行受力分析可得,容器底对液体的F支=G液+F浮)
2.容器底对液体的支持力等于液体对容器底压力
(△F压=△PS=ρ液g△hS=△F浮)
【例1】如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,硬杆B一端固定在容器底,另一端紧密连接物体A。现缓慢向容器中加水至A刚好浸没,硬杆B受到物体A的作用力F的大小随水深h变化的图像如图乙所示,不计硬杆B的质量和体积(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。下列判断正确的是( )
A.硬杆B长为6cm
B.物体A所受的重力为5N
C.当水深h为11cm时,物体A受到的浮力为6N
D.当物体A刚好浸没时,硬杆B对物体A的拉力为10N
【例2】小胡同学在完成“探究浮力大小与哪些因素有关”实验时,准备了三个相同的容器,装有深度相同的水和盐水,然后他将三块完全相同的橡皮泥分别做成如图所示的三种形状分别放入液体中,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲容器中橡皮泥受到的浮力等于乙容器中橡皮泥受到的浮力
B.甲容器底受到水的压强等于乙容器底受到水的压强
C.乙容器中的橡皮泥受到浮力小于丙容器中橡皮泥受到的浮力
D.乙容器中橡皮泥排开水的体积大于丙容器中橡皮泥排开盐水的体积
1.水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
①甲容器中的物体所受浮力大 ②乙容器中的液体的密度大
③甲容器对水平桌面的压强小 ④乙容器底部所受液体的压力小
A.只有②④正确 B.只有①②④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确
2.如图所示,水平桌面上有一质量为100g、底面积为的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的高度为10cm。现将密度为的圆柱体金属块挂在弹簧测力计下,示数为F;当金属块浸没于水中(金属块未接触溢水杯)静止时,弹簧测力计的示数变化了1N,小桶收集到溢出水的体积为。下列说法正确的是( )
A.金属块受到的最大浮力为0.4N
B.金属块的重力为2N
C.当金属块浸没于水中静止时,溢水杯对水平桌面的压强为1280Pa
D.剪断细线,当金属块沉底时,溢水杯对水平桌面的压强为1600Pa
3.如图所示是a、b、c三种物质的质量与体积的关系图像,下列说法正确的是( )
A.三种物质,a物质的密度是c物质密度的2倍
B.三种物质,b物质放入水中会沉到水底
C.三种物质,体积相同,放入水中静止后c物体受到的浮力最小
D.三种物质,质量相同,放入水中静止后a物体受到的浮力最大
4.如图所示,水平面上有一个底面积为200cm2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为2kg的水。现将一个质量分布均匀、底面积100cm2、体积为500cm3的物体A(不吸水)放入容器中,物体A漂浮在水面上,物体A浸入水中的体积为总体积的,再在物体A的上方放一个物体B,使A刚好能浸没于水中(水未溢出),则下列说法正确的是( )
A.物体B的质量为200g
B.物体A从漂浮到刚好浸没,容器对桌面增大的压强为100Pa
C.物体A从漂浮到刚好浸没,水对容器底部增大的压力为4N
D.物体A从漂浮到刚好浸没,物体A下降的距离是1.5cm
5.水平桌面上的甲、乙两只相同的塑料杯中分别装满水,现将两个质量相同的物块放在两杯水中,静止时如图所示,则( )
A.甲杯中物块底部受到的压力大 B.乙杯中溢出水的质量大
C.甲杯底部受到水的压强大 D.两杯对桌面的压强一样大
6.小亮利用细钢针、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度。测量过程如图甲、乙、丙所示,图中分别是量筒中水面所对应的示数,细钢针浸入水中的体积忽略不计。已知水的密度为,下列四个选项正确的是( )
A.小蜡块的重力为 B.乙图中小蜡块排开水的质量为
C.小蜡块的密度为 D.丙图中小蜡块受到的浮力为
7.如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀,且不吸水的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
A.a的密度是 B.a、b的重力之比为3∶2
C.a、b的体积之比为5∶3 D.图中,甲、乙烧杯对桌面的压力之比为3∶2
8.放置在水平桌面上两个相同的烧杯中装满不同的液体,把质量相等的甲、乙两球分别轻轻放入A、B两杯液体中,静止时处于如图所示状态,甲、乙排开液体的重力相等。下列说法正确的是( )
①甲球比乙球所受浮力更大
②甲、乙两球所受浮力一样大
③A杯中液体对容器底的压强大于B杯中液体对容器底的压强
④甲球对容器底的压力等于乙球对容器底的压力
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
9.某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,模拟了如下“打捞”过程:如图甲,体积为的金属块A下表面陷入淤泥内,小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中时,小船有五分之二的体积露出水面,如图乙。细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计。下列说法正确的是( )
A.甲图中的小船所受浮力为18N B.小船的体积为
C.金属块A重18N D.金属块A的密度为
10.如图,水平面上有一底面积为200cm²的薄壁柱形容器,正方体泡沫塑料A的边长为10cm,物体B的体积为400cm³,A、B叠放后漂浮在水面上,此时A底部受到水的压强为800pa。将B物体取下放入水中,B沉底,水面静止后高度变化了1cm,关于此过程下列说法正确的是( )
A.A底部受到的压力减少6N B.A受到的重力为8N
C.容器对地面的压强减少100pa D.B物体的密度为2.5g/cm³
11.如图,小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示:然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图所示,弹簧测力计始终在水面上方,下列说法中正确的是( )
A.物块受到的重力是10N
B.物块完全浸没后,继续向下运动,所受浮力增大
C.物块刚好浸没时,水对物体下表面压力大小是10N
D.该物块的密度为6g/cm3
12.小明做了如图所示的三次测量,已知水的密度为1.0×103kg/m3,则关于实验下列说法正确的是( )
A.图甲中,物体的下表面刚好接触水面,所受浮力为3N
B.图乙中,物体完全浸没在水中,所受浮力为2N
C.图丙中,盐水的密度是1.8×103kg/m3
D.计算可得,此物体的体积是1.0×10-4m3
13.某同学将底面积为,高30cm的柱形薄壁水桶放置在水平地面上,水桶中盛有28cm深的水,如图甲所示。他将底面积为:的圆柱体A从离水面一定高度处缓慢浸入水中,直到A刚接触水桶底部为止,然后撤去绳子及弹簧测力计。整个过程中弹簧测力计的示数随时间变化的图象如图乙所示。不计绳重及绳子体积,下列说法正确的是( )
A.物体A下降的速度为 B.图乙中t1=5.5s,F1=28N
C.整个过程中水对水桶底部的压强一直增大
D.与A浸入前相比,时,水桶对地面的压强增加了1400Pa
14.如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为10N B.A的底面积为50
C.B的重力为20N D.B的密度为
15.如图甲,水平桌面上静置一个高为18cm、重为3N、底面积为300cm2的柱形容器,其内部装有3kg水。如图乙所示,现有两个由同种不吸水材料制成的实心长方体A和球体B,已知A的底面积为100cm2、高为20cm、密度,球B的质量为0.8kg。将长方体A竖直缓慢放入该容器的水中,待水面静止后,再缓慢并排放入实心球体B(AB之间无接触),不考虑溅水和侧壁沾水,则下列说法正确的是( )
A.长方体A的重力为1.6N B.放入A后,水对容器底部的压力为30N
C.放入B后,容器对水平桌面的压强为1900Pa
D.若只放A,并向容器内倒入0.5kg水,则水对容器底的压强为1750Pa
16.小口尖底陶瓶是仰韶文化半坡类型的水器,是仰韶文化最为典型的器物之一,其顶部有一个小口,腹部鼓起,底部为圆锥状,两侧有对称的双环形耳。用它汲水的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.陶瓶在图甲位置时不受浮力的作用
B.陶瓶在图丙位置继续下沉,受到的浮力不变
C.图乙陶瓶排开水的质量大于图丙陶瓶排开水的质量
D.图甲瓶底外壁受到的压强大于图丙瓶底外壁受到的压强
17.小奇在探究阿基米德原理时,图甲测出钩码的重力,再将钩码缓慢浸入装满水的溢水杯中,不碰到容器底和容器壁,当钩码静止时,弹簧测力计示数如图乙,小桶中溢出水的深度为10cm。下列说法正确的是(g=10N/kg)( )
A.钩码所受的浮力为1.8N
B.小桶中的水对桶底的压强为1×105Pa
C.钩码缓慢浸入水中的过程中,电子秤的示数保持不变
D.若将钩码浸没在盐水中,钩码上下表面所受的液体压力差与其浸没在水中时相等
18.如图,现有一质地均匀、质量为1.2kg、体积为的浮标,用细绳固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90cm时,方块恰好完全浸没且细绳未被拉断。下列相关分析中正确的是( )
A.浮标的密度为 B.水对池底的压强为90000Pa
C.浮标所受的浮力为12N D.细绳对浮标的拉力为68N
19.如图,重为,底面积为的圆柱形容器放在水平桌面上,容器高,内有的水,用一质量和体积均不计的轻杆悬挂一个底面积为,密度为的圆柱体,从接触液面开始计时,以的速度匀速向下移动,当时,物块完全浸没,则( )
A.当向下移动的距离为时,物体所受浮力为 B.当时,水对容器底的压强为1300Pa
C.物块的高为 D.完全浸没后,容器对桌面的压力为
20.将一重为8N的物体A放在装有适量水的薄壁圆柱形容器中,容器底面积为200cm2,物体A漂浮于水面,浸入水中的体积占总体积的4/5,若将一小球B(ρB=1.8×103kg/m3)用体积和重力不计的细线系于A下方,接着再轻轻放入该容器中,静止时A上表面与水面刚好相平,如图所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,则( )
A.此时A受到的浮力8N B.物体A的密度为0.6×103kg/m3
C.小球B 的体积2.5×10-4m3 D.水对容器底部压强增加了250Pa
21.如图甲所示,物体A是一个正立方体,重力为4.8N,硬杆B一端固定在容器底,另一端固定在A底部。现缓慢向容器中倒入密度为的某种液体至A刚好浸没,硬杆B受到物体A的作用力F的大小随液体深度h变化的图像如图乙所示,不计杆的质量和体积,g取。下列说法正确的是( )
A.液体密度为
B.硬杆B的长度为6cm
C.液体深度h为13cm时,仅将硬杆B撤去,物体A在原来的位置保持静止
D.液体深度h为13cm时,硬杆B受到物体A的作用力F的大小为3.2N
22.如图,某同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示:将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为(如图丙);将物块继续下压至丁位置静止,则丙到丁物块下表面受到水的压力增加了,接着手向下的压力再增加,将将物块继续下压至接触到杯底静止(如图戊),整个过程水始终未溢出,下列说法正确的是( )
A.物块的密度是 B.图丁中电子台秤的读数为
C.从图丙到图戊,烧杯底部受到的压力增加了 D.图戊中电子台秤的读数为
23.一个底面积S1=0.01m2的不吸水圆柱体用细线拴在容器底部,不计重力的长方体薄壁容器底面积为S2=0.1m2,水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体底部受到的液体压强p随着容器中水的深度h变化的图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.物体的高为9cm B.圆柱体密度为0.75×103kg/m3
C.放水前,水对容器底部的压强为1500Pa D.放水前,容器对桌面压强为4440Pa
24.如图所示,装满水的溢水杯中放着一个倒置的矿泉水瓶,去掉瓶底、盖紧瓶口,其内部灌有水,矿泉水瓶和内部水的总质量为0.3kg,下列说法中正确的是( )
A.矿泉水瓶静止时受到的浮力为0.3N
B.向矿泉水瓶中缓慢注入100g水,瓶盖受到水的压强将保持不变
C.向矿泉水瓶中缓慢注入100g水的过程中,溢水口溢出水的质量小于100g
D.若将矿泉水瓶内的水抽出一部分并轻倒入溢水杯中,溢水口不会溢出水
二、计算题
25.如图甲所示,一底面积为圆柱形容器内盛足够多的水,一实心正方体木块漂浮在液面上,已知木块的体积为,,。(g取)
(1)求这时木块受到的浮力;
(2)求此时木块浸在水中的体积;
(3)若在木块上放入一物体A后,木块刚好浸没在水中(如图乙所示),则容器底部对桌面的压强增加多少?水对容器底部的压强增加多少?
26.一个重为1.2N、体积为2.4×10-4m3的木块漂浮在底面积为1×10-2m2容器中,将一重为1.8N的小球A用细线系于木块下方,如图所示(水未溢出),此时木块与小球A恰好处于悬浮状态,求:
(1)木块受到的浮力。
(2)细线对小球的拉力。
(3)小球A的密度。(=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)若剪断细线,水对容器底的压强减小多少Pa。
27.如图甲所示,一薄壁圆柱形容器内盛有适量的水,重力为、体积为的正方体木块A漂浮在水面上;现将一体积为的金属块B放在木块A上方,木块A恰好有的体积浸入水中,如图乙所示(g取),求:
(1)图甲中木块A受到浮力的大小;
(2)金属块B的密度;
(3)放上金属块B前后,物体A的下表面受到的液体压强的变化量。
28.用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金属块所受的重力;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为3cm时,弹簧测力计的示数;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。
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