3.4 浮沉条件的应用精选练习-2024-2025学年科学八年级上册(华东师大版)
2024-10-16
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学华东师大版(2012)八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 4 物体浮沉条件及其应用 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 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 | DOCX |
| 文件大小 | 356 KB |
| 发布时间 | 2024-10-16 |
| 更新时间 | 2024-10-16 |
| 作者 | 良知科学工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47992518.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年华师大版科学八年级第三章浮沉条件的应用精选练习
1.如图所示,质量相等的A、B、C三个小球都放在水中,结果A球漂浮,B球悬浮,C球下沉到容器底部。若往水中加入食盐,待食盐溶解后,三个小球所受的浮力变化情况,下列说法中正确的是( )
A.A球和B球所受的浮力变大,C球所受的浮力不变
B.A球和B球所受的浮力不变,C球所受的浮力变大
C.A球所受的浮力变大,B球和C球所受的浮力不变
D.A球所受的浮力不变,B球和C球所受的浮力变大
2.向一个塑料瓶中装入密度为ρA的液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,所受浮力分别为F甲、F乙,如图所示,不计塑料瓶的质量和瓶壁、瓶盖的体积,下列判断正确的是( )
A.ρ甲大于ρ乙 F甲大于F乙
B.ρ甲大于ρ乙 F甲等于F乙
C.ρ甲小于ρ乙 F甲大于F乙
D.ρ甲小于ρ乙 F甲等于F乙
3.小明利用鸭蛋、刻度尺、塑料小碗、底面积为S的柱形容器做了如下实验。他先向容器内倒入适量的水,再放入塑料小碗使其漂浮,如图甲所示,用刻度尺测出水面到杯底的竖直高度h1;将鸭蛋放入小碗中,小碗仍漂浮,如图乙所示,用刻度尺测出水面到杯底的竖直高度h2;将鸭蛋从小碗中取出放入水中,鸭蛋沉底,如图丙所示,用刻度尺测出水面到杯底的竖直高度h3。水的密度用ρ水表示,下列说法正确的是( )
A.甲、丙两图容器对桌面的压力差是ρ水gS(h3﹣h1)
B.丙图中容器底对鸭蛋的支持力是ρ水g(h3﹣h1)S
C.乙、丙两图中水对塑料小碗压力的变化量是ρ水g(h2﹣h1)S
D.此鸭蛋的密度表达式ρ=ρ水
4.如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是( )
A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体
B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等
D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强不相等
5.容器内原来盛有水银,有一只小铁球浮在水银面上,如图(a)所示。现再向容器里倒入油(油浮于水银上),使小铁球完全浸没在这两种液体中,如图(b)所示,则( )
A.铁球受到的浮力增大
B.铁球上升些使它在水银中的体积减小
C.铁球受到油的压力而下沉了些
D.铁球保持原来的位置不动
6.小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子的密度大于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆排开水的重力小于自身的重力
7.如图甲所示,木块A的重力为10N,将合金块B放在木块A上方,木块A恰好有五分之四的体积浸入水中;若将合金块B取下放到水中,如图乙所示,B沉底,木块A露出水面的体积为自身体积的二分之一,此时B受到容器底部的支持力为2N,下列说法正确的是( )
A.木块A的密度为0.8×103kg/m3
B.图乙中水对A底部的压力为2N
C.合金B的密度为1.5×103kg/m3
D.从图甲到图乙水对容器底部压力的变化了8N
8.如图所示,将质量为55克,体积为50厘米3的鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,最终鸡蛋漂浮(图乙)(忽略食盐对溶液体积的影响)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋排开水的重力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图中两种状态下杯中液面的高度h甲<h乙
D.图中两种状态下浮力的大小F甲<F乙
9.如图所示,两个体积相同的实心物体甲和乙,用一根轻质细线相连后放入某液体中,静止后恰好悬浮,细线处于绷紧状态。若甲和乙物体的密度分别用ρ甲、ρ乙表示,在液体中受到的浮力分别用F甲、F乙表示,则( )
A.ρ甲>ρ乙 F甲>F乙
B.ρ甲<ρ乙 F甲>F乙
C.ρ甲=ρ乙 F甲=F乙
D.ρ甲<ρ乙 F甲=F乙
10.在一只铅笔的下端粘上一块橡皮泥,把它分别置于甲、乙、丙三种不同的液体中,铅笔静止时的情形如图所示,则铅笔分别在三种液体中受到的浮力F的大小和三种液体的密度ρ之间的关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.F甲>F乙>F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.F甲=F乙=F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.F甲=F乙=F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
11.某同学制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是( )
A.潜艇模型实现沉浮的原理和鱼在水中实现浮沉的原理相同
B.潜艇模型是通过注射器改变试管内水面上方气体压强来实现充水和排水的
C.为使潜艇模型的沉浮效果更好,在制作时,应尽量增大进排气管和进、排水管之间的距离
D.在制作潜艇模型时,要保证潜艇模型具有良好的气密性
12.用图像来描述物理过程或物理规律是很直观的,如图a所示为一立方体木块,下面用一段细线与之相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长大得多)。现向容器中慢慢加水,如图b所示,若细线的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,在图中可以准确描述拉力F随深度h变化关系的图像是( )
A. B. C. D.
13.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( )
A.a的密度是0.4×103kg/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0.8×103kg/m3
14.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示,将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.木块的密度为0.6×103kg/m3
B.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:3
C.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是5:2
D.甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力
15.两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把质量相等体积不同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.小球B排开甲液体质量大于小球A排开乙液体的质量
B.在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
D.小球A排开甲液体质量小于小球B排开乙液体的质量
16.如图所示,一个竖直放置、开口向下的圆柱形玻璃缸,全部浸没于水中,缸的上部留有适量的空气,恰好使玻璃缸处于悬浮状态。如果施加外力,改变玻璃缸的深度,然后撤去外力,正确的结论是( )
A.玻璃缸将保持静止悬浮在新位置
B.玻璃缸将上、下往复运动,最后回到原来的位置
C.如施加外力使玻璃缸的深度减小,撤去外力后,玻璃缸将下沉到底
D.如施加外力使玻璃缸的深度增大,撤去外力后,玻璃缸将下沉到底
17.如图所示,是某远洋轮船的船舷上标的“吃水线”,又称“载重线”,其中标有W的是北大西洋“载重线”,标有S的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为1×106kg,g取10N/kg,则远洋轮船此时受到的浮力为 N;当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,远洋轮船在北大西洋受到的浮力F1 (选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)在印度洋受到的浮力F2;北大西洋的海水密度ρ1 印度洋的海水密度ρ2。
18.劳动实践中,小明把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 (填“上升”“下降”或“不变”)。
19.弹簧测力计下悬挂一物体,当物体体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5牛,当物体体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3牛,此过程中物体受到的浮力增加了 牛。现将物体从弹簧测力计上取下浸没在水中,放手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”或“保持静止”)。
20.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体甲,容器侧面的底部有一个由阀门K控制的出水口。此时物体甲刚好完全浸没在水中,接着打开阀门K,缓慢放水,直至物体甲恰好完全离开水面,再关闭阀门K,这个过程中,弹簧的弹力F与物体露出水面的体积V的关系如图乙所示,已知物体甲的密度为0.6×103kg/m3,木块体积为V0,不计弹簧所受浮力。则:
(1)AB段弹簧处于 状态(选填“压缩”或“伸长”)。
(2)点B的横坐标值为 (用V0表示)。
(3)点A与点C的纵坐标a、c的绝对值之比为 。
21.如图所示,一块冰放在盛有的水的容器中,已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化为的水后,容器中水面的位置将 。
22.如图所示,杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。
(1)茶叶漂浮在水面上是因为浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)重力。
(2)一段时间后茶叶逐渐下沉,是因为浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)重力。
23.利用一根吸管制作一个简易密度计。
(1)为了让饮料吸管能竖直地漂浮在液体中,应在吸管的下端塞入一些 作为配重,并用石蜡将吸管的下端封闭起来。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度 (选填“越长”“越短”或“不变”),受到的浮力大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)通过正确计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计。图中两种刻度的标示合理的是 (选填“A”或“B”)。
24.一块实心的冰块,用细线拴住浸没在水中(如图),已知ρ冰=0.9×103千克/米3,则:
(1)冰未融化时,所受浮力 (填“大于”“等于”或“小于”)重力。
(2)冰块熔化过程中(不考虑水蒸发和温度影响),容器底部受到水的压强将 ,台秤的示数将 。(均填“增大”“减小”或“不变”)
25.如图所示,一木块上面放一块实心铁块A,木块顶部刚好与水面相齐,在同样的木块下面挂另一实心铁块B,木块也刚好全部浸入水中,则A、B两铁块的体积比为多少?(ρ铁=7.8×103kg/m3)
26.如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:
(1)此时木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
27.如图所示,一边长为10cm的立方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面。(g取10N/kg),求:
①木块漂浮时的浮力?
②木块的密度是多大?
③用手将木块缓慢压入水中,当木块刚好全部没入水中时,手对木块的压力是多大?
28.一个质量为80g的空玻璃瓶,其瓶身为圆柱形,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丙所示(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,瓶壁厚度忽略不计)。求:
(1)图甲中玻璃瓶底部受到的压强;
(2)玻璃瓶底的面积;
(3)图乙中玻璃瓶受到的浮力;
(4)未知液体的密度。
29.“曹冲称象”是家喻户晓的典故,某学校科技小组同学张强模仿这一现象制作了一台“浮力秤”,可以方便的称量物体的质量,其构造是由小筒和秤盘两部分组成,如图a所示,已知小筒底面积为20cm2,高度为20cm,小筒和秤盘总质量为100g。(取g=10N/kg)问:
(1)如图a,当秤不放物体时,“浮力秤”受到的浮力是多少?此时“浮力秤”的小筒浸入水中的深度是多少?
(2)如图b,在秤盘上放一石块后,小筒浸入水中的深度为15cm,则该石块的质量是多少?
(3)通过实验,张强同学把“浮力秤”的读数均匀的刻在了小筒上,请简要回答:张强是怎样确定该“浮力秤”的零刻度线和所能测量的最大质量的?
30.如图所示为我国航空母舰“福建舰”。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置,于2022年6月17日正式下水,其满载排水量为8万吨。(海水的密度取近似值1.0×103kg/m3)
(1)当战斗机返回停在甲板上,福建舰受到的浮力将 (填“增大”、”不变”或”减小”)。
(2)求“福建舰”满载时受到的浮力大小?
(3)“福建舰”满载时,排开海水的体积是多少m3?
2024-2025学年华师大版科学八年级第三章浮沉条件的应用精选练习
参考答案与试题解析
1.【答案】B
【分析】原来A球漂浮、B球悬浮,受到的浮力都等于球重。
若往水中加入食盐,待食盐溶解后,水的密度增大,A球仍为漂浮、B球上浮最后也漂浮,根据物体的漂浮和悬浮条件判断受浮力变化;C球仍沉在水底,排开水的体积不变,根据阿基米德原理分析受浮力变化。
【解答】解:往水中加入食盐,待食盐溶解后,水的密度增大。
A球仍为漂浮,A球受到的浮力FA=GA=mAg,大小不变;
B球将上浮最后也漂浮,B球受到的浮力FB=GB=mBg,大小不变;
C球可能还沉在水底、可能悬浮,也可能上浮最后漂浮,前两种情况排开水的体积不变,水的密度变大,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知C球受到的浮力变大;后一种情况改为漂浮,受到的浮力也变大,所以C球所受的浮力变大。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的掌握和运用,知道往水中加入食盐待食盐溶解后,水的密度增大是本题的关键。
2.【答案】D
【分析】(1)甲、乙图中,同一物体都漂浮,有漂浮条件可知物体所受浮力F甲、F乙的关系;
(2)在甲图中,液体A装入塑料瓶内放入甲液体中,下沉一些,可知甲液体的密度比A的密度小;
(3)在乙图中,液体A装入塑料瓶内放入乙液体中,上浮一些,可知乙液体的密度比A的密度大。
【解答】解:(1)∵塑料瓶漂浮
∴F甲=F乙=G
(2)甲图:F浮=ρ甲V排g=ρAVg
∵V排>V
∴ρ甲<ρA;
(3)乙图:F浮=ρ乙V排g=ρAVg
∵V排<V
∴ρ乙>ρA;
∴ρ乙>ρ甲。
故选:D。
【点评】本题考查了漂浮条件和浮力大小的计算,理解:同样的浮力,液体密度大的,排开液体的体积小是关键。
3.【答案】C
【分析】(1)如图甲,在容器内放入适量水,将塑料小碗轻轻放入水中漂浮,用刻度尺测出此时容器内水的深度为h1;如图乙,将鸭蛋放在塑料小碗中,装有鸭蛋的塑料小碗仍在水中漂浮,用刻度尺测出此时容器内水的深度为h2,两次深度之差与底面积的乘积就是鸭蛋漂浮时排开水的体积;已知水的密度和鸭蛋漂浮时排开水的体积,可以得到鸭蛋漂浮排开水的质量,也就是鸭蛋的质量;比较甲、丙两图可知,丙图中的总质量比甲图中的总质量多了一个鸭蛋的质量,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等求出甲、丙两图容器对桌面的压力差;
(2)如图丙,将塑料小碗中的鸭蛋放入烧杯中,用刻度尺测出此时烧杯内水的深度为h3,h3与h1之差与烧杯底面积的乘积就是鸭蛋浸没时排开水的体积,也就是鸭蛋的体积;根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出丙中鸭蛋受到的浮力,根据力的平衡条件求出丙图中容器底对鸭蛋的支持力;
(3)由浮力产生的原因可知,乙、丙两图中水对塑料小碗压力等于塑料小碗受到的浮力,根据漂浮条件求出两次塑料小碗受到的浮力差即为乙、丙两图中水对塑料小碗压力的变化量;
(4)利用ρ=,可得到鸭蛋密度。
【解答】解:A、已知容器的底面积为S,
由图甲乙可知,鸭蛋漂浮时排开水的体积:V排=(h2﹣h1)S,
鸭蛋漂浮时排开水的质量:m排=ρ水V排=ρ水(h2﹣h1)S,
由漂浮条件和阿基米德原理可得,鸭蛋的质量:m蛋=m排=ρ水V排=ρ水(h2﹣h1)S,
由甲、丙两图可知,丙图中的总质量比甲图中的总质量多了一个鸭蛋的质量,因此甲、丙两图容器对桌面的压力差:ΔF压=G蛋=m蛋g=ρ水g(h2﹣h1)S,故A错误;
B、由图甲丙可知,鸭蛋的体积:V蛋=(h3﹣h1)S,
丙中鸭蛋受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV蛋=ρ水g(h3﹣h1)S,
丙图中鸭蛋受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和支持力,由力平衡条件可知,丙图中容器底对鸭蛋的支持力:F支=G蛋﹣F浮=ρ水g(h2﹣h1)S﹣ρ水g(h3﹣h1)S=ρ水g(h2﹣h3)S,故B错误;
C、因为乙、丙两图中塑料小碗都处于漂浮状态水只对塑料小碗的下表面有压力,所以由浮力产生的原因可知,乙、丙两图中水对塑料小碗压力等于塑料小碗受到的浮力,因为物体漂浮时浮力大小等于自身的重力,比较两图可知,两次塑料小碗受到的浮力差为鸭蛋的重力,所以乙、丙两图中水对塑料小碗压力的变化量:ΔF下=G蛋=m蛋g=ρ水g(h2﹣h1)S,故C正确;
D、鸭蛋的密度:ρ===•ρ水,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查浮力产生的原因、阿基米德原理、物体的浮沉条件和密度公式的应用,关键是根据鸭蛋漂浮求出鸭蛋的质量,根据鸭蛋沉底求出鸭蛋的体积。
4.【答案】A
【分析】(1)由图象得出甲、乙的密度关系,根据物体的浮沉情况判断出物体密度与液体a、b的密度关系,即可得出答案;
(2)由于是同一块木块,根据物体的浮沉条件判断排开液体的重力与木块的重力的关系,然后即可判断排开液体的质量的大小关系;
(3)由图可知两容器液面相平,然后根据p=ρ液gh得出容器底受到压强的关系;
(4)根据浮力的产生原因得出木块下表面受到液体的压力,根据p=即可比较木块下表面的压强。
【解答】解:
A、由图象可知,体积V相同时,甲的质量大于乙的质量,则根据ρ=可知:ρ甲>ρ乙;
相同木块在a、b中都处于漂浮,则所受浮力F浮a=F浮b=G木,
根据F浮=ρ液gV排可得:ρagV排a=ρbgV排b;由图可知:V排a<V排b;所以,ρa>ρb;由此可知:a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,故A正确;
B、因F浮a=F浮b,所以由阿基米德原理可知:G排a=G排b,则:m排a=m排b,故B错误;
C、由于两容器中液面相平,且ρa>ρb,根据p=ρ液gh可知,a容器底部受到液体的压强大,故C错误;
D、木块在a、b两容器中都处于漂浮,根据浮力产生的原因可知木块下表面受到液体的压力:Fa下=F浮a,Fb下=F浮b,则Fa下=Fb下;
由于两个木块相同,则底面积相同,根据p=可知:pa下=pb下,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查密度公式、物体浮沉条件及液体压强公式的应用,关键能够根据阿基米德原理判断出液体的密度,难点是知道漂浮时物体下表面受到液体的压力与浮力相等。
5.【答案】B
【分析】浮力的本质是液体在物体表面的压力差,只要是物体下表面除了液体不与其他物体接触,浮力就等于排开液体重力;
铁球受到的浮力有一部分是油提供,据此分析判断。
【解答】解:首先铁球受到的浮力等于重力(漂浮),这个浮力全部由它排开水银获得,当加入油后,铁球受到的浮力不变,还是等于它受到的重力(悬浮),但这个浮力由它排开水银和排开油获得,大小等于它排开水银的重力和排开油的重力之和,可见,加入油后,水银提供的浮力变小了,也就是它排开水银的体积变小了,铁球就会上浮一点。
故选:B。
【点评】本题的关键点在于两种情况下,浮力都等于重力,再利用阿基米德原理分析排开液体体积的大小关系去分析。
6.【答案】D
【分析】(1)(4)根据茄子和土豆的浮沉情况判断出浮力与重力的关系;
(2)根据浮沉情况和阿基米德原理判断液体和物体的密度关系;
(3)根据p=ρgh判断出容器底部受到水压强的变化。
【解答】解:A、茄子处于漂浮状态,浮力等于重力,故A错误;
B、茄子漂浮密度小于水的密度,土豆沉底密度大于水的密度,故土豆密度大于茄子的密度,故B错误;
C、放入土豆后、水面升高,根据p=ρgh可知容器底部受到水压强增大,故C错误;
D、土豆沉底所受浮力小于重力,故土豆排开水的重力小于自身的重力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物体的浮尘条件以及液体压强公式的运用,难度不大。
7.【答案】C
【分析】分别以图中AB、A、B物体为对象分析受力,根据力的平衡列出等式,图乙中水对A底部的压力即为A受到的浮力,结合阿基米德原理求出物体的重力和浮力,再根据密度公式求出物体的密度;最后对甲、乙两图容器底进行受力分析可知水对容器底部压力的变化量。
【解答】解:在图甲中,以AB为整体做为研究对象,受到竖直向上的浮力作用FB1,及竖直向下的重力的作用GAB,
因处于静止状态,故FA1=GAB=GB+GA=GB+10N…①
根据阿基米德原理:
FA1=FA1=ρ水gV排1=ρ水g××VA…②
在图乙中,A物体受到的浮力等于重力,FA2=GA=10N…③,
根据浮力产的原因,图乙中水对A底部的压力即A受到的浮力(等于自身的重力),故图乙中水对A底部的压力为10N,故B错误;
根据阿基米德原理:
FA2=ρ水gV排2=ρ水g××VA,…④
以B为研究对象,受到竖直向上的浮力作用FB和器底对其的支持力作用F支持及竖直下的重力作用GB,
且为静止状态,故GB=FB+F支持=FB+2N,…⑤
根据阿基米德原理:
FB=ρ水gVB,…⑥
由③④可得:ρ水g×VA=10N
1×103kg/m3×10N/kg×VA=10N
则,VA=2×10﹣3m3
由G=mg可得,mA===1kg,
则A的密度:ρA===0.5×103kg/m3,故A错误;
由②可得,FA1=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg××2×10﹣3m3=16N,
由①可得,GB=FA1﹣GA=16N﹣10N=6N,
由⑤可得,GB=FB+2N
6N=FB+2N
FB=4N,
由⑥可得,FB=ρ水gVB
4N=1×103kg/m3×10N/kg×VB
VB=4×10﹣4m3
由G=mg可得,mB===0.6kg,
则A的密度:ρB===1.5×103kg/m3,故C正确;
根据甲图可知,容器底部受到的压力等于水和A、B的总重力;
根据乙图可知,容器底部受到的压力小于水和A、B的总重力,由于B受到容器底部的支持力为2N,因此水对容器底的压力减小2N,故D错误。
故选:C。
【点评】本题综合考查了多个知识点,关键是知道物体漂浮时浮力等于自身重力以及物体所受力的分析,分析物体所受力这是本题的难点也是重点,还要学会浮力公式及其变形的灵活运用。
8.【答案】D
【分析】(1)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小,由阿基米德原理判断出鸡蛋排开水的重力;
(2)根据密度公式求出鸡蛋的密度,鸡蛋漂浮在盐水中时,鸡蛋的密度小于盐水的密度;
(3)鸡蛋浸没时排开液体的体积等于鸡蛋的体积,鸡蛋部分浸没时排开液体的体积小于鸡蛋的体积,据此判断出液面的高低;
(4)根据浮沉条件比较浮力的大小。
【解答】解:
A、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力,鸡蛋的重力为G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N,即浮力小于0.55N,由阿基米德原理知鸡蛋排开水的重力小于0.55N,故A错误;
B、鸡蛋的密度为:ρ===1.1g/cm3=1.1×103kg/m3,图乙中,鸡蛋漂浮在液体中时,鸡蛋的密度小于液体的密度,所以盐水的密度大于1.1×103kg/m3,故B错误;
C、由图知甲图鸡蛋浸没,乙图部分浸没,甲图排开水的体积大,所以甲图液面高,即h甲>h乙,故C错误;
D、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力;图乙中鸡蛋漂浮在液体中时,浮力等于重力,所以两种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了密度的计算和物体浮沉条件的应用,计算过程要注意单位的换算。
9.【答案】D
【分析】根据物体沉浮条件和阿基米德原理进行分析。
【解答】解:甲和乙两个体积相同的实心物体,两个物体都浸没在同一液体中,其排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,甲受到的浮力等于乙受到的浮力;根据题意可知,细线处于绷紧状态,甲受到浮力等于甲的重力和拉力之和,乙受到重力等于乙的浮力和拉力之和,如果将细线剪断,则甲受到的浮力大于重力,乙受到的浮力小于重力,则甲将上浮甲将漂浮在液面上,乙会下沉,根据浮沉条件知:甲的密度小于液体的密度。
故选:D。
【点评】此题考查阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,具有较强的综合性强,关键是注意细线刚剪断时甲、乙的重力和浮力不变。
10.【答案】D
【分析】从图中可以看出,铅笔在不同液体中,浸入的深度不同,但始终漂浮,所以浮力相等,都等于自身的重力,根据公式F浮=ρgV排通过比较排开液体的体积大小可以比较液体密度的大小。
【解答】解:(1)浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,甲、乙、丙均漂浮,所以浮力都等于其自身重力,
所以F甲=F乙=F丙;
(2)由图可以看出,甲中排开液体的体积最小,说明液体的密度最大,丙中排开液体的体积最大,说明液体的密度最小,故ρ甲>ρ乙>ρ丙.故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查浮力大小的比较和根据浮力公式比较液体密度的大小,关键是知道物体漂浮时浮力等于重力,研究浮力、液体密度、物体排开液体的体积三者的关系,必须保持其中一个量不变,要学会用控制变量法解决问题。正确运用漂浮条件,并利用浮力的公式进行分析,是解决此题的有效途径。
11.【答案】A
【分析】(1)潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的,结合这个特点来对此题的模型进行分析;
(2)鱼是通过改变自身的体积,来改变受到的浮力实现上浮和下潜的。
【解答】解:A、潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的,鱼是通过改变自身的体积,来改变受到的浮力实现上浮和下潜的,所以A错误;
B、当推动注射器活塞时,模型压强增大,向外排水,可实现上浮;向外拉动活塞时,模型压强减小,向内充水,重力增大,可实现下沉,B正确;
C、增大进排气管和进、排水管之间的距离,可以增大变化的空间,使得潜艇模型的沉浮效果更好,C正确;
D、在制作潜艇模型时,要保证潜艇模型具有良好的气密性,否则无法很好的改变潜艇内的压强实现排水和充水了,D正确。
故选:A。
【点评】潜水艇就是利用排水和蓄水改变自重,从而实现上浮或下潜的,与鱼在水中上浮和下潜的原理区别开,通过本题要认真体会。
12.【答案】A
【分析】先明确四个选项中F与h的关系:
A中说明一开始为0,以后随深度增加而增大,再后来不变;
B中说明开始就有拉力,以后随深度增加而增大,再后来不变;
C中说明开始随深度增加而减小,后来不变;
D中说明开始随深度增加而增大,后来不变;
据此分析判断。
【解答】解:
向容器中慢慢加水,物体浸入水中,一开始因为排开水的体积小,物体受到的浮力小于重力,物体没有浮起来,细线没有被拉直,拉力为0,随着水的增多,排开水的体积越来越大,当物体受到的浮力等于物体重时,物体开始随着水面上升,处于漂浮状态,排开水的体积不变,当细线被拉直,排开水的体积逐渐增大,浮力增大,细绳的拉力增大,当物体全浸入水中,排开水的体积不变,浮力不变,细线的拉力不变,由此可见细线的拉力是先为0,不断增大,最后不变。
故选:A。
【点评】本题考查了物体受到的浮力与排开水的体积的关系,能分析图象得出每一个图象说明的F与h关系是本题的关键。
13.【答案】C
【分析】(1)根据物体漂浮条件F浮=G及公式G=mg=ρgV、F浮=ρ液gV排来计算物体密度,并分析a、b之间的重力、体积的大小关系;
(2)悬浮时,物体的密度等于水的密度。
【解答】解: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:
在甲中,a漂浮,有五分之二的体积露出水面,则a的重力为Ga=ρagVa,
a受到的浮力为F浮a=ρ液gV排a=ρ水gVa,
即Ga=ρagVa=ρ水gVa……①
在乙中,b悬浮,则Gb=F浮b=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=0.6×103kg/m3,故A错误;
由①②③可得:2Ga=3Gb,即:Ga:Gb=3:2,故B错误;
2Va=5Vb,即:Va:Vb=5:2,故C正确;
b悬浮在水中,所以b的密度等于水的密度,为1.0×103kg/m3,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查物体漂浮、悬浮条件及阿基米德原理的应用,难度较大。
14.【答案】C
【分析】(1)根据漂浮条件即可求出木块密度;
(2)根据F浮=ρ水gV排判断浮力的关系;
(3)根据浮力、拉力、重力的关系判断拉力的大小;
(4)以整体为研究对象进行分析。
【解答】解:A、由乙图知,木块漂浮在水面上,则木块的重力G=F浮乙=ρ水gV排=ρ水g(1﹣)V=ρ水gV,
即:ρ木gV=ρ水gV;所以,ρ木=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3;故A正确;
B、甲图中,浮力:F浮甲=ρ水gV,乙图中,F浮乙=ρ水gV,
则木块受到水的浮力之比:F浮甲:F浮乙=ρ水gV:ρ水gV=5:3,故B正确;
C、甲图中,木块受重力、浮力和细绳的拉力作用,则拉力:F=F浮甲﹣G=ρ水gV﹣ρ水gV=ρ水gV;
故F:F浮甲=ρ水gV:ρ水gV=2:5,故C错误;
D、以整体为研究对象,甲、乙对桌面的压力都等于容器、水和木块的总重力,因此甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力,故D正确。
故选:C。
【点评】本题是有关浮力知识的应用,关键掌握阿基米德原理及浮沉条件,并能够对不同情况对物体正确进行受力分析,搞清各个力之间的关系。
15.【答案】B
【分析】知道A、B两球的质量相同,利用G=mg可得两球的重力相同,由图乙知,在乙液体中,A球漂浮、B球下沉,利用物体的浮沉条件可得浮力大小关系,进而得出两球的体积关系。
A、由图知,B球在甲液体中沉底,B球受到甲液体的浮力F浮=G排<G;A球在乙液体中漂浮,A球受到乙液体的浮力F浮=G排=G;据此比较小球 B 排开甲液体质量与小球 A 排开乙液体的质量大小关系;
B、由图甲知,A、B球在甲液体中都沉底,球的重力G=F支+F浮,利用阿基米德原理比较受到的浮力关系,进而得出支持力的大小关系;
C、由图知,A球在甲液体中沉底,A球受到甲液体的浮力F浮=G排<G;A球在乙液体中漂浮,A球受到乙液体的浮力F浮=G排=G;据此比较小球 A 在甲液体中受到的浮力与在乙液体中的浮力大小关系;
D、由图知,A球在甲液体中沉底,A球受到甲液体的浮力F浮=G排<G;B球在乙液体中下沉,B球受到乙液体的浮力F浮B=G排<G;G排甲、G排乙都小于同一个值,无法比较其大小。
【解答】解:
A、B两球的质量相同,由G=mg可知,两球的重力相同,即GA=GB;
由图乙知,在乙液体中,A球漂浮,则ρA<ρ乙;B球下沉,则ρB>ρ乙,所以两球的密度ρA<ρB,由ρ=可得两球体积VA>VB。
A、由图知,B球在甲液体中沉底,B球受到甲液体的浮力F浮B=G排甲<GB;A球在乙液体中漂浮,A球受到乙液体的浮力F浮A=G排乙=GA;因为GA=GB,所以G排甲<G排乙,则可知小球 B 排开甲液体质量小于小球 A排开乙液体的质量,故A错误;
B、由图甲知,A、B球在甲液体中都沉底,因为G=F支+F浮,所以受到的支持力F支=G﹣F浮;因为VA>VB,则VA排>VB排,F浮=ρ甲V排g,所以F浮A>F浮B;又因为GA=GB,所以受到的支持力F支A<F支B,故B正确;
C、由图知,A球在甲液体中沉底,A球受到甲液体的浮力F浮甲<GA;A球在乙液体中漂浮,A球受到乙液体的浮力F浮乙=GA;所以F浮甲<F浮乙,即小球 A在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中的浮力,故C错误;
D、由图知,A球在甲液体中沉底,A球受到甲液体的浮力F浮A=G排甲<GA;B球在乙液体中沉底,B球受到乙液体的浮力F浮B=G排乙<GB;因为GA=GB,所以G排甲、G排乙都小于同一个值,无法比较其大小,则无法比较小球A排开甲液体质量和小球 B 排开乙液体的质量,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,知识点多,要细心,易错题!
16.【答案】D
【分析】分两种情况分析:
①向下施加外力,使玻璃缸所处的深度增加,受水的压强增大,使里面空气的体积减小,浮力减小,而自重不变,根据物体的浮沉条件判断玻璃缸的浮沉;
②向上施加外力,使玻璃缸所处的深度减小,受水的压强减小,使里面空气的体积增大,浮力增大,自重不变,根据物体的浮沉条件判断玻璃缸的浮沉。
【解答】解:如向下施加外力,使玻璃缸所处的深度增加,对玻璃缸内空气的压强增大,使空气的体积被压缩,则它们排开水的体积减小,浮力减小,而自重不变,使得浮力小于自重,所以玻璃缸会向下运动,直至下沉到底;
如向上施加外力,使玻璃缸所处的深度减少,对玻璃缸内空气的压强减小,使空气的体积变大,则它们排开水的体积增大,浮力增大,而自重不变,使得浮力大于自重,所以玻璃缸会向上运动,直至液面;
由上述分析可知,ABC错、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的掌握和运用,知道玻璃缸内空气随深度变化、体积变化,影响玻璃缸受浮力变化是本题的关键。
17.【答案】1×107;等于;大于。
【分析】根据阿基米德原理即可求出远洋轮船此时受到的浮力;
当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,根据漂浮条件即可判断受到的浮力关系;
由载重线知道排开海水的体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析海水密度的大小关系。
【解答】解:若此远洋轮船在海面航行时,根据阿基米德原理可知:F浮=G排=m排g=1×106kg×10N/kg=1×107N;
当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,因为轮船漂浮,所以轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G,即:F1=F2;
标有W的是北大西洋“载重线”,标有S的是印度洋“载重线”,由图可知北大西洋“载重线”在下方,
则轮船排开海水的体积:V排1<V排2,即轮船在北大西洋航行时V排较小,
根据F浮=ρ液gV排可知北大西洋的海水密度大于印度洋的海水密度,即:ρ1>ρ2。
故答案为:1×107;等于;大于。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件,利用好轮船漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
18.【答案】(1)小于;(2)上升。
【分析】(1)物体下沉时,所受的浮力小于自身的重力;
(2)根据浮沉条件分析出鹅卵石前、后所受浮力的关系,根据F浮=ρ液gV排知排开水体积的变化,进而判断出水池水面高度的变化。
【解答】解:(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力小于它的重力;
(2)鹅卵石捞出前沉底,浮力小于重力,即F浮1<G,将鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石与小桶都处于漂浮状态,此时鹅卵石的浮力等于重力,即F浮2=G,所以F浮1<F浮2,即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大,根据F浮=ρ液gV排知排开水的体积变大,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。
故答案为:(1)小于;(2)上升。
【点评】此题主要考查的是学生对物体浮沉条件的理解和掌握。
19.【答案】2;上浮。
【分析】根据称重法可表示出两种情况浮力,从而可求出浮力的变化量;
【解答】解:弹簧测力计下悬挂一物体,当物体体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5牛,此时受到的浮力为:F浮1=G﹣F1=G﹣5N,
当物体体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3牛,此时受到的浮力为:F浮2=G﹣F2=G﹣3N,
此过程中物体受到的浮力增加量:ΔF浮=F浮2﹣F浮1=(G﹣3N)﹣(G﹣5N)=2N;
由阿基米德原理知,ΔF浮=ρ水ΔV排g=ρ水(V﹣V)g=ρ水Vg=2N,
所以,G=F浮1+F1=ρ水Vg+F1=2N+5N=7N,
而物体浸没在水中时,受到的浮力为:F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=4×2N=8N>G=7N,放手后物体将上浮。
故答案为:2;上浮。
【点评】本题考查称重法测浮力、阿基米德原理及漂浮的特点的运用,综合性较强。
20.【答案】(1)伸长;(2)0.4V0;(3)2:3。
【分析】(1)根据A点时木块的状态对木块进行受力分析,进而判断弹簧的所处的情况;
(2)B点时,木块处于漂浮状态,根据F浮=G木,求出木块露出水面的体积V即B点的横坐标的值;
(3)根据A点木块的受力情况,利用F浮=ρ水gV排求出木块受到的浮力,利用密度公式和重力公式求出木块的重力,据此求出弹簧弹力F即为点A的纵坐标的绝对值;
C点时木块完全离开水面,此时弹簧弹力F′等于木块的重力,即为点C的纵坐标的绝对值,二者相比即可。
【解答】解:(1)由图乙可知,A点木块A刚好完全浸没在水中,
因为ρ水>ρ木,所以此时木块所受的浮力大于木块的重力,即F浮>G木,
则弹簧对木块有竖直向下的拉力,弹簧被拉伸,所以AB段处于伸长状态;
(2)在B点时,弹簧弹力F=0N,弹簧处于原长,此时木块漂浮在水面上,F浮=G木,即ρ水gV排=ρ木块gV0,
ρ水g(V0﹣V露)=ρ木gV0,
则木块露出水面的体积:V露=(1﹣)V0=(1﹣)V0=0.4V0,
即B点的横坐标为0.4V0;
(3)在A点木块完全浸没时,木块排开水的体积V排=V0,
由ρ=可知,木块的质量m木=ρ木块V0,
木块的重力G木=m木g=ρ木块V0g,
木块受到浮力F浮=ρ水gV0,
此时弹簧弹力F=F浮﹣G木=ρ水gV0﹣ρ木块gV0=(ρ水﹣ρ木块)gV0;
在C点木块完全离开水面时,弹簧被压缩,此时弹簧弹力等于木块的重力,即F′=G木=ρ木块V0g,
则====,
即点A与点C的纵坐标a、c的绝对值之比为2:3。
故答案为:(1)伸长;(2)0.4V0;(3)2:3。
【点评】此题考查了学生对浮力的计算、物体浮沉条件的理解与掌握,明确弹簧因受力不同形变不同和木块浸没时弹簧对木块有向下的拉力、木块离开水后弹簧对木块有向上的支持力是正确解答的关键。
21.【答案】见试题解答内容
【分析】已知冰块与容器底部相接触并且相互间有压力,可以得出F浮=ρ水v排g<G冰,再根据冰化成水后质量(重力)不变,得出冰化成的水的体积与冰排开水的体积的关系,从而确定水面的升降。
【解答】解:冰熔化前,F浮+F支=G冰,
所以F浮=ρ水v排g<G冰,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
冰化水后,G冰=G水,
即:ρ冰v冰g=ρ水v水g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:
ρ水v排g<ρ水v水g,
即:冰熔化为水的体积大于排开水的体积,
所以冰熔化后,水面将上升。
故选:上升。
【点评】容器内冰浮在水面上,冰化水质量不变,液面不变;该题的冰不是浮在水面上F浮=ρ水v排g<G冰,这是本题的突破口。
22.【答案】(1)等于;(2)小于
【分析】(1)漂浮在液面上的物体受到的浮力等于其自身的重力;
(2)当物体受到的浮力小于其自身重力时,物体会下沉。
【解答】解:(1)根据物体的漂浮条件可知,茶叶漂浮在水面上,是因为茶叶受的浮力等于其自身的重力;
(2)根据物体的浮沉条件可知,当茶叶受到的浮力小于自身的重力时,茶叶将会下沉。
故答案为:(1)等于;(2)小于。
【点评】本题考查对物体浮沉条件的应用,是一道基础题。
23.【答案】(1)铜丝;(2)越长;不变;(3)A。
【分析】(1)为了让饮料吸管能竖直地漂浮在液体中,应该降低吸管的重心,所以应在吸管的下端塞入一些铜丝;
(2)密度计的质量一定,在液体中受力平衡,受到的浮力总是等于重力,被测液体的密度越大,排开液体的体积越小,浸入液体部分也越小,据此分析回答;
(3)根据密度计的刻度由上至下数值逐渐增大分析。
【解答】解:(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些铜丝作为配重;若将它放入液体中后不能竖直漂浮,则可以在吸管下端再放入一些铜丝;
(2)度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,保持不变,如果液体的密度越大,由F浮=ρ液gV排可知,密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮,则露出液面部分的长度越长;
(3)因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,则F浮水=F浮液=G,即ρ水gSH=ρ液gSh=G,则h=H,h和ρ液是反比例函数,所以刻度分布不均匀,且密度计的刻度由上至下数值逐渐增大,液体密度越大时h液变化越小,故A正确;
故答案为:(1)铜丝;(2)越长;不变;(3)A。
【点评】密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小,类似现象:轮船从江中驶入大海。
24.【答案】(1)大于;(2)减小;不变。
【分析】(1)由图知,冰未融化时,冰块受到竖直向下的拉力、竖直向下的重力和竖直向上的浮力,据此判断出所受浮力与重力的关系;
(2)由题目的信息可知:在冰块熔化过程中,容器内液面将下降,利用p=ρgh得出容器底部受到水的压强变化;台秤的读数将不变,因为冰融化成水质量不变。
【解答】解:由图知,冰未融化时,冰块受到竖直向下的拉力、竖直向下的重力和竖直向上的浮力,所以冰块所受浮力大于重力;
冰化水,状态变化,质量不变,由于水的密度大于冰的密度,由V=可知体积变小,所以冰化水后液面下降,由p=ρgh知容器底部受到水的压强将减小;
冰熔化成水质量不变,台秤的示数将不变。
故答案为:(1)大于;(2)减小;不变。
【点评】本题考查了密度公式、液体压强公式的应用以及质量特性的理解,分析台秤示数变化时从整体考虑好理解。
25.【答案】A、B两铁块的体积比为34:39
【分析】(1)阿基米德定律:浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液•g•V排。
(2)物体在液体中的浮沉条件:上浮:F浮>G;悬浮:F浮=G;下沉:F浮<G。
【解答】解:当铁块在木块的上方时,根据阿基米德原理可知,F浮=ρ水gV木,
此时F浮=G木+G铁A,即ρ水gV木=ρ木gV木+ρ铁gV铁A;
则V铁A=;
当铁块在木块下方时,F浮′=ρ水g(V木+V铁B),
F浮′=G木+G铁B,即ρ水g(V木+V铁B)=ρ木gV木+ρ铁gV铁B;
则V铁B=;
则=:===。
答:A、B两铁块的体积比为34:39。
【点评】此题考查了有关阿基米德原理的应用,同时也涉及到了物体的浮沉条件及有关密度公式的应用,对于此种情况,应按照物体在液体中所处的状态,根据浮沉条件分别列出相等的关系,然后进行换算解答。
26.【答案】(1)此时木块受到的浮力是40N;
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为24N。
【分析】(1)木块浸没在水中,排开水的体积等于木块的体积,利用F浮=ρgV排可求得木块受到的浮力;
(2)根据G=mg=ρ木Vg得出木块的重力;木块漂浮时,根据F浮=G得出木块所受的浮力。
【解答】解:(1)因为木块完全浸没,排开水的体积等于木块的体积,
所以此时木块受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3=40N。
(2)木块的重力为:G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.004m3×10N/kg=24N,
木块漂浮在水面上时,所受的浮力等于木块的重力,即:F浮′=G=24N。
答:(1)此时木块受到的浮力是40N;
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为24N。
【点评】本题考查阿基米德原理的应用,难度不大。
27.【答案】见试题解答内容
【分析】①已知正方体的棱长,可以得到其体积;已知正方体露出水面的体积和总体积,可以得到排开水的体积;已知正方体排开水的体积和水的密度,利用阿基米德原理计算受到的浮力;
②正方体漂浮时受到的浮力等于重力;已知正方体的重力,可以得到其质量;已知质量和体积,利用公式ρ=得到正方体的密度;
③木块浸没时,排开水的体积等于总体积;已知木块排开水的体积和水的密度,利用阿基米德原理可以得到此时木块受到的浮力;已知木块受到的浮力和重力,两者之差就是手的压力。
【解答】解:
①正方体的体积为V=a3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
正方体排开水的体积为V排=×1×10﹣3m3=0.5×10﹣3m3,
木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10﹣3m3=5N;
②∵木块漂浮
∴G=F浮=5N
又∵G=mg
∴m===0.5kg
∴木块的密度为ρ===0.5×103kg/m3;
③木块完全浸没时受到的浮力为F浮′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
手对木块的压力为F=F浮′﹣G=10N﹣5N=5N。
答:
①木块受到的浮力为5N;
②木块的密度为0.5×103kg/m3;
③手对木块的压力为5N。
【点评】物体受到的浮力与液体密度和排开液体的体积大小有关。在此题中,前后两种情况物体排开水的体积不同,所以受到的浮力不同。
28.【答案】(1)图甲中玻璃瓶底部受到的压强为1000Pa;
(2)玻璃瓶底的面积为40cm2;
(3)图乙中玻璃瓶受到的浮力为4.8N;
(4)未知液体的密度为0.75×103kg/m3。
【分析】(1)根据p=ρgh求出压强的大小;
(2)图乙中杯子处于漂浮状态,浮力等于其总重力,据此列出等式,然后即可求出玻璃瓶底的面积;
(3)根据杯子在水中和在图丙的液体中受的浮力相等列出等式,解出液体密度
【解答】解:(1)甲图中玻璃瓶底部受到的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)设玻璃瓶的底面积为S,h1=0.10m,h2=0.02m,h3=0.06m,
图乙中玻璃瓶处于漂浮状态,浮力等于其总重力,G瓶=m瓶g=0.08kg×10N/kg=0.8N,
根据物体的浮沉条件可知,F浮水=G瓶+G水,
ρ水gS(h1+h2)=G瓶+ρ水gSh1,所以ρ水gSh2=G瓶,
则玻璃瓶底面积:S===4×10﹣3m2=40cm2;
(3)物体排开水的体积:V排=S(h1+h2)=40cm2×(10cm+2cm)=480cm3=4.8×10﹣4m3,
F浮水=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.8×10﹣4m3=4.8N;
(4)设玻璃瓶的底面积为S,玻璃瓶在水中和在液体中受的浮力相等,F浮水=F浮液,ρ水gV排=ρ液gV排′,则:ρ水g(V水+Sh2)=ρ液g(V水+Sh3),
因为水的体积V水=Sh1,图中h1=0.10m,h2=0.02m,h3=0.06m,解得:ρ液=0.75×103kg/m3。
答:(1)图甲中玻璃瓶底部受到的压强为1000Pa;
(2)玻璃瓶底的面积为40cm2;
(3)图乙中玻璃瓶受到的浮力为4.8N;
(4)未知液体的密度为0.75×103kg/m3。
【点评】此题主要考查的是学生对浮力、压强、二力平衡等知识的理解和掌握,综合性很强,难度较大,能够读懂图中信息是解决此题的关键。
29.【答案】(1)当秤不放物体时,“浮力秤”受到的浮力是1N;此时“浮力秤”的小筒浸入水中的深度是5cm;
(2)该石块的质量是0.2kg;
(3)“浮力秤”的零刻度线是“秤盘里不放物体漂浮在水面上时,水面到小筒的位置为零刻度线;所测最大质量是”放入物体后使小筒下降到水面刚好到达小筒最上端时,秤盘里所放物体的质量。
【分析】(1)小筒在水中漂浮受到的浮力等于小筒和秤盘总重力;再利用公式F浮=ρgV排可求小筒排开水的体积,进一步求出小筒浸入水中的深度;
(2)根据小筒浸入的深度求出小筒此时受到的浮力,小筒受到的浮力等于小筒和秤盘以及石块的总重力,进一步求出石块的质量;
(3)当不放任何物体时小筒与水面接触的地方即为0刻线;当放上物体后,水面恰好到达小筒的最上端,此时物体的质量就是所能测量的物体的最大质量。
【解答】解:(1)小筒和秤盘总质量100g=0.1kg,
当秤不放物体时,“浮力秤”受到的浮力是:F浮1=G总=m总g=0.1kg×10N/kg=1N;
小筒浸入的深度:h===0.05m=5cm;
(2)在秤盘上放一石块后,小筒浸入水中的深度为15cm,
此时小筒受到的浮力为F浮2=3F浮1=3N;
所以石块的质量为m石===0.2kg;
(3)“浮力秤”的零刻度线是“秤盘里不放物体漂浮在水面上时,水面到小筒的位置为零刻度线;
所测最大质量是”放入物体后使小筒下降到水面刚好到达小筒最上端时,秤盘里所放物体的质量。
答:(1)当秤不放物体时,“浮力秤”受到的浮力是1N;此时“浮力秤”的小筒浸入水中的深度是5cm;
(2)该石块的质量是0.2kg;
(3)“浮力秤”的零刻度线是“秤盘里不放物体漂浮在水面上时,水面到小筒的位置为零刻度线;所测最大质量是”放入物体后使小筒下降到水面刚好到达小筒最上端时,秤盘里所放物体的质量。
【点评】本题考查浮力、质量等的计算,难点是对零刻度线和最大称量刻度线的判断,重点知道物体漂浮时受到浮力等于自身的重力,这是解决本题的关键。
30.【答案】(1)增大;
(2)“福建舰”满载时受到的浮力为8×108N;
(3)“福建舰”满载时,排开海水的体积是8×104m3。
【分析】(1)“福建舰”漂浮在海面上,根据物体的漂浮可知“福建舰”受到的浮力等于自身的总重力;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g求出“福建舰”满载时受到的浮力大小;
(3)根据F浮=ρ液gV排求出“福建舰”满载时,排开海水的体积。
【解答】解:(1)“福建舰”漂浮在海面上,根据物体的漂浮可知,“福建舰”受到的浮力等于自身的总重力,
当战斗机返回停在甲板上,“福建舰”依然漂浮在海面上,由于“福建舰”的总重力增大,所以“福建舰”受到的浮力将增大;
(2)“福建舰”满载时受到的浮力大小:F浮=G排=m排g=8×104×1000kg×10N/kg=8×108N;
(3)由F浮=ρ液gV排可知,“福建舰”满载时,排开海水的体积:V排===8×104m3。
答:(1)增大;
(2)“福建舰”满载时受到的浮力为8×108N;
(3)“福建舰”满载时,排开海水的体积是8×104m3。
【点评】本题考查物体浮沉条件以及阿基米德原理的应用,是一道常考题,难度不大。
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