专项素养综合全练（一） 浮力.练习课件-2024-2025学年浙教版科学八年级上册

专项素养综合全练(一)　浮力 类型一　探究浮力大小与哪些因素有关 1.(新特色·科技创新)(2023浙江绍兴中考)2023年3月,“探索 一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载 的“奋斗者号”载人潜水器多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中 (　　) A   A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大 C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变 解析　根据阿基米德原理可知,浮力的大小与排开液体的体 积有关。在潜水器下潜的过程中,排开海水的体积不变,故浮 力不变;液体的压强与液体的密度和深度有关,在潜水器下潜 的过程中,深度越来越深,故受到的海水的压强也越来越大。 2.(新题型·创新实验)(2023吉林中考)在“探究浮力的大小跟 哪些因素有关”的实验中,用密封透明的瓶子(质量和厚度不 计,装有适量酸奶)替代原实验中的物体,如图甲所示。   (1)将瓶子浸没在水中,如图乙所示,此时瓶子受到的浮力为 　     　     N。 (2)继续向上提升弹簧测力计,当酸奶液面与水面相平时,弹 簧测力计的示数如图丙所示。由以上数据可以得出:在液体密度一定时,浮力大小与 　 　　　 　　　    有关。 (3)通过这个实验还可以计算出酸奶的密度ρ=　　　　    kg/ m3。 4.5 物体排开液体的体积 1.2×103 解析    (1)甲图中,弹簧测力计的示数为4.8 N,由于瓶子的质 量和厚度不计,则可认为酸奶的重力为4.8 N;乙图中弹簧测 力计的示数为0.3 N,根据称重法测浮力,可知瓶子受到的浮 力F浮=G-F乙=4.8 N-0.3 N=4.5 N。(2)继续向上提升弹簧测力 计,瓶子排开水的体积变小,而弹簧测力计的示数变大,说明 瓶子受到的浮力变小,由此可以得出:在液体密度一定时,浮 力大小与物体排开液体的体积有关。(3)由题可知,酸奶的重 力G=4.8 N;酸奶的质量m酸奶= = =0.48 kg;丙图中,弹 簧测力计的示数为0.8 N,则瓶子受到的浮力F浮'=G-F丙=4.8 N- 0.8 N=4 N,则瓶子排开水的体积:V排= =  =4×10-4m3;由于瓶子质量和厚度不计,可 认为酸奶液面与水面相平时,酸奶的体积等于瓶子排开液体 的体积,即V酸奶=V排=4×10-4m3;所以酸奶的密度ρ酸奶= =  =1.2×103kg/m3。 3.(学科素养·探究实践)(2023广东中考)在“探究浮力大小与 哪些因素有关”的实验中:  甲  乙 (1)观察弹簧测力计的零刻度线、　　　    和分度值。调零 时,弹簧测力计应在　　　    (选填“竖直”或“水平”)方 向上调零。 (2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6 cm的长方体 量程 竖直 物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停 在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深 度h。请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变 化的图像。 (3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮　　　    ;浸没后,h增加,F 浮　　　    。(均选填“变大”“变小”或“不变”) (4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验。两次 实验所得的F浮随h变化的图像　　　    (选填“相同”或 “不同”)。 如解析图所示 变大 不变 不同 (5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种 材料:　　　　　    。 不同密度的液体 解析    (1)弹簧测力计使用前要观察零刻度线、量程和分度 值。调零时,在弹簧测力计所测力的方向上调零,因此测重力 和拉力时应在竖直方向上调零。(2)根据F浮=G-F可知,物块 在A、B、C、D、E位置时,受到的浮力分别为0.2 N、0.4 N、0.6 N、0.6 N、0.6 N,则描点画出的图像如图:   (3)根据图像知,浸没前,h增加,F浮变大;浸没后,h增加,F浮不 变。 (4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,相同深度时,排开液 体的体积不同,受到的浮力不同,因此所得的F浮随h变化的图 像是不同的。 (5)根据控制变量法,若继续探究浮力的大小与液体密度的关 系,需保持排开液体的体积不变,改变液体的密度,因而需要 不同密度的液体。 类型二　阿基米德原理运用 4.(主题教育·国防教育)(2023宁夏中考)潜艇由海面航行状态 下潜至海面下某深处的过程中,潜艇水舱充排水情况、受到的浮力及水对它的压强变化情况正确的是　　    。 C A.水舱排水;浮力变小;水对它的压强变小 B.水舱充水;浮力变大;水对它的压强变大 C.水舱充水;浮力先变大,后不变;水对它的压强变大 D.水舱充水;浮力先变大,后不变;水对它的压强变小 选择理由:　　　　　　　　 　　    。 潜水艇排开海水的体积先变大,后不变,所处深度 不断变大 解析    潜水艇是靠改变自身重力实现浮沉的,水舱充水,潜水 艇重力变大,大于其所受浮力时,潜水艇下潜;水舱排水,潜水 艇重力变小,小于其所受浮力时,潜水艇上浮。潜水艇由图中 所示位置下潜至海面下某深处的过程中,排开海水的体积先 变大,后不变,根据F浮=ρ海水gV排可知,潜水艇所受浮力先变大后 不变;由p=ρ海水gh可知,水对它的压强变大。 5.(2023安徽中考)“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计 的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图 1所示的“浮沉子”:装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大 瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空 气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略 小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小 瓶内空气柱的高度为h,手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下 沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的 空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为ρ水,g为已知量, 求:  图1     图2     图3 (1)图2中A所受浮力的大小。 (2)图2中A排开水的体积。 (3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。 答案　(1)由图2可知,A处于漂浮状态,由物体的漂浮条件可知,A所受浮力F浮=G=mg。 (2)由F浮=ρ液gV排可知,图2中A排开水的体积V排= = =  。 (3)图2中小瓶内空气的体积V=Sh;由图3可知,A处于悬浮状 态,由物体的悬浮条件可知,A所受浮力F浮'=G=mg,由F浮=ρ液gV 排可知,图3中A排开水的体积V排'= = = ;忽略小瓶自 身的体积,所以图3中空气的体积V'=V排'= ;由于图2和图3中 小瓶内空气的质量不变,由ρ= 可知,图2和图3中小瓶内空气 的密度之比 = = = = 。 答:(1)图2中A所受浮力的大小为mg。 (2)图2中A排开水的体积为 。 (3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比为 。 类型三　物体的沉浮 6.(2024浙江仙居期中)用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸 片,然后盖上盖子并密封,投入江中,就能漂浮在水面上,成为 “漂流瓶”。如果漂流瓶从长江漂入大海,漂流瓶所受到的 浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密 度)(　　) B A.浮力变大,露出水面体积不变 B.浮力不变,露出水面体积变大 C.浮力不变,露出水面体积变小 D.浮力变小,露出水面体积变大 解析    因为漂流瓶在海水和江水中都漂浮,则F浮=G,所以漂 流瓶从长江漂入大海所受到的浮力不变;又因为F浮=G排=ρ液V 排g,ρ海水>ρ江水,则排开海水的体积比排开江水的体积小,所以漂 流瓶从长江漂入大海露出水面的体积将变大。 7.(新题型·创新实验)(2024浙江余姚期末)小明洗碗时发现, 同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下 列说法正确的是 (　　)   B A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力 B.碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力 C.碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力 D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积 解析    碗漂浮时,碗受到的浮力等于自身的重力,A错误;根据 阿基米德原理知,碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受 的重力,B正确;碗沉入水底时,受到的浮力小于它的重力,碗 漂浮时,浮力等于自身的重力,所以漂浮时所受的浮力大于沉 底时所受的浮力,根据F浮=ρ水gV排知碗沉底时排开水的体积小 于它漂浮时排开水的体积,C、D错误。 8.(2023湖北黄冈中考)物理课上,老师将整个橙子放入水中, 橙子漂浮在水面上,如图甲所示。将橙子切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙所示。下列说法正确的是 (　　) D A.整个橙子的密度等于水的密度 B.大块橙子受到的浮力大于其重力 C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小 D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力 解析    整个橙子放入水中,橙子漂浮在水面上,所以整个橙子 的密度小于水的密度,A错误。大块橙子在水中处于漂浮状 态,大块橙子受到的浮力等于其重力,B错误。小块橙子缓慢 沉入水底的过程中,水的密度不变,橙子排开水的体积先变大 后不变,由F浮=ρ水gV排可知,其受到的浮力先变大后不变,C错 误。整个橙子在水中处于漂浮状态,整个橙子受到的浮力等 于其重力;图乙中小块橙子沉入水底,说明F浮小<G小;大块仍漂 浮,则G大=F浮大,又因为G小+G大=G,F浮总=F浮大+F浮小,则两块橙子 受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力,D正确。 9.如图所示,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(　　) 类型四　浮力的综合计算 C   A.a的密度是0.4×103 kg/m3 B.a、b的重力之比为5∶3 C.a、b的体积之比为5∶2 D.b的密度是0.8×103 kg/m3 解析    由漂浮、悬浮条件可知F浮=G,结合公式G=mg=ρgV、 F浮=ρ液gV排可得,在甲图中a漂浮时,有五分之二的体积露出水 面,则a受到的重力Ga=ρagVa, a受到的浮力 =ρ液g = ρ水gVa, 即Ga=ρagVa= ρ水gVa……① 在乙中,b悬浮,则Gb= =ρ水gVb……② 在丙中,a、b漂浮,则Ga+Gb=F浮=ρ水gVa……③ 由①可得ρa= ρ水=0.6×103 kg/m3,A错误;由①②③可得2Ga=3 Gb,即Ga∶Gb=3∶2,B错误;由①②③可得:2Va=5Vb,即Va∶Vb= 5∶2,C正确;b悬浮在水中,所以b的密度等于水的密度,为1.0× 103 kg/m3,D错误。 10.(跨学科·语文)(2023山东滨州中考)“且夫水之积也不厚, 则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟;置杯焉 则胶,水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文 中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干 大事业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水 之积也不厚,则其负大舟也无力”是指水的深度还是水的 质量呢?即物体能否在水中漂浮(所受浮力的大小),究竟与水 的深度有关还是与水的质量有关呢?为了探究这一问题,某 兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了 图所示的探究。   将两个完全相同的底面积为8 cm2,高为10 cm的圆柱形木块, 分别放入底面积为10 cm2和12 cm2的甲、乙两个容器中。分 别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度 和木块的状态,实验数据及现象记录如下表。实验中,容器足 够高,无水溢出,不考虑木块吸水,ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg。 根据实验现象和实验数据,求: (1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强。 (2)木块的密度。 (3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计 算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深 度还是水的质量? (4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变 化量。 答案    (1)由表中数据可知,甲容器中木块刚好浮起时水的深度h=6 cm,此时水对容器底部的压强p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×6×1 0-2 m=600 Pa。 (2)甲容器中木块刚好浮起时排开水的体积V排=S木h=8 cm2×6 cm=48 cm3, 则木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×48×10-6 m3=0.48 N, 由物体的漂浮条件可知,木块的重力G木=F浮=0.48 N, 由G=mg可知,木块的质量m木= = =0.048 kg=48 g, 木块的体积V木=S木h木=8 cm2×10 cm=80 cm3, 则木块的密度ρ木= = =0.6 g/cm3=0.6×103 kg/m3。 (3)由表中数据可知木块刚好浮起时,甲、乙容器中水的深度 均为6 cm, 则甲、乙容器中水的体积分别为 V水甲=(S甲-S木)h=(10 cm2-8 cm2)×6 cm=12 cm3, V水乙=(S乙-S木)h=(12 cm2-8 cm2)×6 cm=24 cm3, 由ρ= 可知,甲、乙容器中水的质量分别为 m水甲=ρ水V水甲=1×103 kg/m3×12×10-6 m3=1.2×10-2kg=12 g, m水乙=ρ水V水乙=1×103 kg/m3×24×10-6m3=2.4×10-2 kg=24 g; 木块刚好浮起时,甲、乙容器中加入水的质量不同,而水的深 度相同,因此木块能否浮起取决于容器中水的深度。 (4)容器对桌面的压力等于容器、水和木块的总重力,实验完 成,把木块从甲容器拿出,此时改变的只有木块的重力,则甲 容器对桌面的压力变化量ΔF=G木=0.48 N, 甲容器对桌面压强的变化量Δp= = =480 Pa。 $$