专题04 阿基米德原理(八大题型+优选提升题)-【好题汇编】2024-2025学年九年级物理上学期期中真题分类汇编(上海专用)
2024-10-19
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2份
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67页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪教版(上海)(2007)九年级第一学期 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第六章 压力与压强 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.92 MB |
| 发布时间 | 2024-10-19 |
| 更新时间 | 2024-10-19 |
| 作者 | 爱啥自由不如学小书 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-10-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48069730.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:
专题04 阿基米德原理(八大题型+优选提升题)
考点一 概念辨析及应用
1.(23-24九年级上·上海·期中)下列情景中,浮力增大的是( )
A.轮船从长江驶入大海 B.潜艇在深海中下潜
C.人从游泳池中上岸 D.船在码头上装载货物
2.(23-24九年级上·上海·期中)将重为6牛的物体放入盛有水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2牛的水,物体受到的浮力( )
A.可能等于2牛 B.可能等于4牛
C.一定等于6牛 D.一定等于4牛
3.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)小球漂浮在酒精中时排开酒精的质量为0.2千克。若该小球漂浮在水中,则排开水的质量( )
A.一定大于0.2千克 B.一定等于0.2千克 C.可能大于0.2千克 D.一定小于0.2千克
4.(23-24九年级上·上海·期中)体积相等的均匀实心铅球、铜球、铁球()浸没在水中,所受的浮力( )
A.铅球大 B.铜球大 C.铁球大 D.一样大
5.(23-24九年级上·上海·期中)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 增加而增大:船闸是利用 原理工作的:三峡水库底部受到水的压强可达,则此处面积上受到水的压力为 N:密度计是根据 原理制成的。
6.(23-24九年级上·上海·期中)我国科技近年来飞速发展,C919国产大客机采用铝锂合金来减轻机身重力,这是应用了 知识。辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨,能平稳浮在海面上,这主要应用了 原理。三峡大坝水库边上修筑的船闸是利用 原理工作的。
7.(23-24九年级上·上海普陀·期中)将体积相同的木块和石块浸没在水中,松手后,木块上浮,石块下沉,待静止后下列判断正确的是( )
A.F浮木<G木 B.F浮木<F浮石 C.F浮木=F浮石 D.F浮木>F浮石
8.(23-24九年级上·上海·期中)漂浮在水面上的物体,所受的浮力大小表述正确的有( )
①等于该物体的重力
②等于该物体排开的水所受的重力
③等于该物体下表面受到水对它向上的压力
④等于
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
考点二 入海、潜水等问题
9.(23-24九年级上·上海奉贤·期中)一个漂流瓶在水中排开水的体积为,漂流瓶受到的浮力大小为 牛,当它从黄浦江漂入大海时,所受浮力将 ,它排开水的体积将 (后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
10.(22-23九年级上·上海·期中)潜水艇潜入海水过程中,海水对潜水艇的浮力将 ,潜水艇完全入水后下潜,随着深度的增大,潜水艇受到海水的压强将 ,海水对潜水艇的浮力将 ;潜水艇从海底向上浮的过程中,浮力将 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
11.(23-24九年级上·上海·期中)为了航行安全,远洋轮船的船体上都标有国际航行载重线。如图所示,其中F表示“淡水载重线”,S表示“夏季海洋载重线”,W表示“冬季海洋载重线”。从淡水水域驶入海洋时,轮船所受的浮力将 ,在同一水域,夏季海水的密度比冬季 (前两格均选填“变大”、“不变”或“变小”)。自重为6万吨的某轮船,其排水量为50万吨,装载货物达到载重线时所载货物的质量为 万吨,此时排开水的体积为 。
12.(23-24九年级上·上海宝山·期中)为寻找失联的马航MH370航班,搜救联合协调中心启用了“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻,它的外形与潜艇相似,相关标准参数见表。当“金枪鱼”未开始工作,只是漂浮在海面上时所受的浮力为 牛,露出水面的体积为 米³;当它由海水中2000米处下潜至最大潜水深度处时,海水对它的压强增加了 帕。(海水的密度近似为1.0×103千克/米)
质量750千克
质量750千克
体积1米3
体积1米3
最大潜水深度4500米
最大潜水深度4500米
最大航速7.4千米/时
最大航速7.4千米/时
考点三 验证阿基米德原理
13.(23-24九年级上·上海·期中)图是某同学进行“验证阿基米德原理”的实验示意图,实验需要比较的是浮力和 的大小关系;实验中弹簧测力计的两次示数差(F1-F2)表示物体所受的 。量筒中液面的两次示数差(V2-V1)表示 。若用ρ水表示水的密度,通过实验可以发现浮力大小等于 (用符号表示)。
14.(22-23九年级上·上海闵行·期中)如图所示是小李同学做“验证 原理”实验的情景。弹簧测力计的示数F1表示 ,实验中弹簧测力计的两次示数差(F1-F2)表明了 。量筒中液面的两次示数差(V2-V1)表明了 。若用水表示水的密度,通过实验可以发现浮力大小等于 (用符号表示)。
15.(23-24九年级上·上海闵行·期中)小明进行验证阿基米德原理的实验,操作步骤如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法错误的是( )
A.正确的测量顺序是F3、F1、F2、F4
B.物体排开的液体受到的重力G排=F4-F3
C.若F1-F2=F4-F3,即验证了阿基米德原理
D.步骤甲中如果溢水杯中的水面低于出水口,会导致测得的G排偏大
16.(23-24九年级上·上海浦东新·期中)在“验证阿基米德原理”的实验中,用 测量浮力的大小,为了达成实验目的,需要将所测的浮力大小与该物体排开这部分液体的 的大小进行比较(选填“重力”或“体积”)。根据液体内部压强的大小和方向的知识可以解释浮力产生的原因,并以此推导阿基米德原理。请判断,图中的 不适合作为模型推导阿基米德原理(选填“a”“b”或“c”)。
17.(23-24九年级上·上海奉贤·期中)为探究“压力产生的形变效果与哪些因素有关”,小李决定用海绵和两个同样的装有相同质量水的矿泉水瓶进行实验。实验中,小李通过观察 比较压力产生的形变效果,小李按图甲所示将矿泉水瓶分别正立和倒置放在海绵上,观察分析可得: 。为“探究液体内部压强与哪些因素有关”,小明用U形管压强计进行实验,根据图乙所示可知,他正在探究液体内部压强与 的关系,通过观察U形管两边 ,可知液体内部压强与该因素无关。图丙所示为“验证阿基米德原理”实验的操作和测量结果,为达成实验目的,需由(a)、(c)两图得出物体受到的浮力F浮= ;需由(b)、(c)两图得出 =ρ液(V2-V1)g。
考点四 称重法测浮力 中考填空题浮力考查热点
18.(23-24九年级上·上海松江·期中)如图所示,用弹簧测力计测物体受到的浮力,由图(a)可知,物体受到的重力为 牛;如图(b),当部分浸入水中时,物体受到的浮力为 牛;若如图(c)所示将物体全部浸没在水中,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
19.(23-24九年级上·上海闵行·期中)质量为450g的长方体金属块,体积为,挂在细线下在水中静止,如图所示,金属块的下表面距烧杯底部3cm,距水面7cm。则( )
A.金属块受到的浮力为15N B.金属块受到的浮力为4.5N
C.水对金属块下表面的压强为700Pa D.水对金属块下表面的压强为300Pa
20.(23-24九年级上·上海闵行·期中)一实心铜块挂在弹簧测力计上,在空气中称时,弹簧测力计的示数是4.8N,把它一半浸入水中称时,弹簧测力计的示数为2.6N,则铜块全部浸入水中受到的浮力是 牛,方向 。两个物体分别挂在两个完全相同的弹簧测力计下,将它们同时浸没在同一杯水中,两个弹簧测力计的示数减小值相同,那么这两个物体必有相同的 (填物理量)。
21.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,一弹簧上端与物块相连接,下端固定在容器底部。已知物块所受重力大小为5牛,弹簧受到物体给它的力大小为3N,则物体所受的浮力大小( )
A.可能为8牛 B.一定为8牛 C.一定为2牛 D.可能为3牛
22.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,重20牛的物体A静止在水中,弹簧测力计的示数为12牛,则物体A受到的浮力为 牛,浮力与重力的合力为 牛;若此时物体A上表面受到水的压力为2牛,则其下表面受到水的压力为 牛。剪断测力计挂钩上细绳的瞬间,物体A所受合力为 牛。
23.(22-23九年级上·上海·期中)如图所示,用线吊着重为15牛的长方体物块A,当它完全浸没在水中时,线上的拉力为9牛,则物块受到的浮力为 牛,浮力方向 。若物块上表面所受水的压力为20牛,则物块下表面所受水的压力为 牛。若将物块从水中取出,水对容器底部压力变化量为 牛。
24.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示A、B两只柱状容器(),分别盛有密度为和的两种不同液体,现将同一小球分别浸入两种液体中如图所示的位置时,液体对两容器底部的压力相等。则液体密度 ,小球受到的浮力 ,将小球从容器中取出,液体对两容器底部的压力 。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
考点五 密度计等阿基米德原理的应用
25.(22-23九年级上·上海·期中)小明在长20厘米的均匀细木棒的一段缠绕适量铜丝,制作了一个简易密度计。密度计能够测量液体密度是应用了 的原理。如图所示,将其放入装有相等质量的酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)和水的两个相同烧杯中,该密度计两次排开液体的质量m排酒 m排水,烧杯底部受到的液体压强p酒 p水(以上两空均选填“大于”、“等于”、“小于”)。在酒精中,密度计露出液面的长度为5厘米,则在水中,密度计露出液面的长度为 厘米。
26.(23-24九年级上·上海松江·期中)如图所示的液体密度计,管壁上标有密度值,用来测量液体的密度,它能竖直浮在液体中。当放入未知液体中时,可以从与液面相平的管壁上读出该液体密度值。由图可知,它的刻度值从上到下逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”)。请利用浮力的知识分析刻度值这样排列的道理: 。若我们想要密度计上的刻度值排列更稀疏一些,可以采取的设计方案是 。
A.让玻璃管更粗一些
B.让玻璃管更细一些
C.让玻璃管更重一些,测量时接触到容器底部
27.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示。该“彩球温度计”是由体积相同(保持恒定)质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),在某一环境温度下,四个小球处于如图所示位置,此时B小球受到的浮力 D小球受到的浮力,D小球受到的重力 D小球受到的浮力。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
考点六 压强与浮力动态题
28.(23-24九年级上·上海奉贤·期中)如图所示,薄壁轻质柱形容器放在水平面上,容器内装密度为ρ0的液体,将密度为ρ1小球放入容器内的液体中,液体不溢出,放入小球前、后容器对水平面压强的变化量为p容,放入小球前、后容器底所受液体压强的变化量为p液的比值,下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
29.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)如图所示,完全相同圆柱形容器甲、乙中分别盛有质量相等的水和酒精,将两个完全相同的实心小球分别浸入水和酒精中,两容器中液体足够多且均未溢出,静止后两个容器对水平面的压强增加量为Δp甲、Δp乙,水和酒精对容器底部的压强增加量分别为Δp水、Δp酒精,则下列判断中正确的是( )
A.Δp甲可能等于Δp乙 B.Δp甲一定大于Δp乙
C.Δp水一定大于Δp酒精 D.Δp水可能等于Δp酒精
考点七 计算题
30.(21-22九年级上·上海·期中)体积为0.5×10-3米3的物体浸没在水中,求物体所受的浮力大小F浮。
31.(23-24九年级上·上海松江·期中)一只空心铁球,体积为5×104米3,质量为1.56千克,将它浸没在水中。求:
① 铁球排开水的体积V排;
② 铁球受到的浮力F浮;
③ 已知铁的密度为7.8×103千克/米3,求铁球空心部分的体积V空。
32.(23-24九年级上·上海闵行·期中)如图所示,将质量为320g,底面积为,高20cm的长方体木块放入一薄壁容器中。向容器内慢慢加水,当长方体一半浸入水中时停止加水。
(1)求长方体木块此时受到的浮力;
(2)继续向容器内加水,当木块对容器底部压力为0时,求此时木块排开液体的重力。
33.(21-22九年级下·上海·期中)如图所示,薄壁圆柱形容器A和B放在水平地面上,它们的底面积分别为m和m。A容器中盛有0.2m深的某液体,B容器中盛有0.3m高的水。(g=10N/kg)求:
(1)B容器中水的质量;
(2)B容器中水对容器底部的压强;
(3)若两容器足够高,将一个体积为m,质量为4千克的金属球浸没在B容器的水中。同时向容器A中倒入原有液体,使两容器底部液体压强增加量相同,同时容器底部所受液体的压力也相等。求A容器中所装液体的密度。
考点八 实验题
34.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示的情景,是为了验证 原理,量筒中的液体密度为ρ液,实验中要把物体所受浮力F1﹣F2与 比较(用图中所示字母表示)。在“测定物质的密度”实验中,实验原理是 。在“探究物质质量与体积的关系”实验中用到相同体积的 物质,“探究物质质量与体积的关系”和“测定物质的密度”这两个实验需要测量的物理量是 的(后两空均选填“相同”或“不同”)。
35.(23-24九年级上·上海·期中)学习过密度计以后,小明用一根平头圆柱状饮料吸管、一段细铁丝和石蜡等制作了一个简易密度计。制作时,先将铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,如图 (a)所示,用笔在吸管上标记此时水面位置 O;取出吸管,量出O 点至封口端的距离 H。
(1)O 位置处的刻度值为 g/cm3;
(2)将吸管漂浮在另一种液体中时,如图 (b)所示,液面下方的深度 h= (用 ρ水、ρ液、H 表示);
(3)如图 (c)所示,吸管管壁上已经标注一些刻度值,请将 0.9 g/cm3标注在图 (c)的吸管管壁上;
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化,如图(d)所示,若铁丝的体积为 V,他用这样“改装”后的密度计测水的密度,测量结果 (选填“偏大”“无变化”或“偏小”),理由是 。
36.(23-24九年级上·上海浦东新·期中)为了研究圆柱体浸入水中的过程中,水对柱形容器底部的压力增加量 ΔF水的变化情况,某小组同学使两个体积相同、底面积分别为 S甲和 S乙(S甲> S乙)的实心金属圆柱体分别在同一柱形容器的水中缓慢下降,如图所示。他们设法测得柱体下表面到水面的距离h并计算相应水对容器底部的压力增加量 ΔF水,将相关实验数据记录在表一、表二中。(容器内水均未溢出)。
表一 圆柱体甲
实验序号
h(米)
ΔF水(牛)
1
0
\
2
0.04
3.2
3
0.10
8.0
4
0.14
11.2
5
0.18
12.8
表二 圆柱体乙
实验序号
h(米)
ΔF水(牛)
6
0
\
7
0.04
2.8
8
0.08
5.6
9
0.10
7.0
10
0.14
9.8
①分析比较实验序号2 与3与4(或7 与8与9)中的 F水和 h的倍数关系及相关条件可初步得出:同一圆柱体在浸入同一柱形容器水的过程中, ;
②分析比较实验序号 的数据及相关条件可初步得出:不同圆柱体浸入同一柱形容器的水中, h相同, S越大,F水越大;
③实验序号 5中F水与h的数据并不符合上述结论,出现这一现象的原因是: 。
一、单选题
1.(21-22九年级上·上海长宁·期中)两个完全相同的容器中分别盛有密度为、的两种液体。将两个完全相同的小球甲、乙分别放入两个容器中,待两球静止后,两个容器中的液面相平,此时球所处的状态如图所示。小球在A、B两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙,A、B两液体对容器底部的压强分别为pA、pB,则下列选项正确的( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.pA<pB D.pA>pB
2.(22-23九年级上·上海奉贤·期中)如图所示A、B两只柱状容器(SA>SB),分别盛有密度为ρ甲和ρ乙的两种不同液体,现将两个相同的小球分别浸入两种液体中,小球在如图所示的位置处于静止,两液面恰好相平。若将小球从两液体中取出,则甲、乙液体的密度及对容器底部的压力变化量ΔF的大小关系是( )
A.ρ甲>ρ乙, ΔF甲>ΔF乙 B.ρ甲>ρ乙,ΔF甲=ΔF乙
C.ρ甲>ρ乙, ΔF甲<ΔF乙 D.ρ甲<ρ乙,ΔF甲=ΔF乙
二、填空题
3.(23-24九年级上·上海·期中)盛有等质量水的轻质薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,均匀柱体A、B漂浮在水面上,如图所示。已知容器底面积S甲> S乙,水深h甲 > h乙,水对容器底部的压力F甲 F乙,容器对地面的压力F容甲 F容乙,柱体的密度ρA ρB(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
4.(23-24九年级上·上海宝山·期中)如图所示,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和酒精千克/米3)中,密度计均竖直漂浮,测量并记录某段长度为d、已知密度计在水中时d为12厘米,受到的浮力大小为 在酒精中时d为10厘米,受到的浮力大小为F2,则F1 F2(选填“大于”“等于”或“小于”),记录的长度d是液面 吸管的长度(选填“上方”或“下方”)。若将密度计放入密度为 千克/米³的液体中,则d为 厘米。
三、计算题
5.(21-22九年级下·上海嘉定·期中)如图所示,底面积为2S的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,容器内装有深度为h的水。
(1)若容器内水的质量为2千克,求水的体积;
(2)求距离水面0.2米深处水的压强;
(3)若在水中放入一个实心长方体后,水未溢出。已知长方体的密度为ρ、底面积为S、高为3h,求液体对容器底部的压强增加量Δp。(结果用ρ、ρ水、g、h等字母表示)
6.(21-22九年级下·上海·期中)如图所示,薄壁圆柱形容器A和B放在水平地面上,它们的底面积分别为m和m。A容器中盛有0.2m深的某液体,B容器中盛有0.3m高的水。(g=10N/kg)求:
(1)B容器中水的质量;
(2)B容器中水对容器底部的压强;
(3)若两容器足够高,将一个体积为m,质量为4千克的金属球浸没在B容器的水中。同时向容器A中倒入原有液体,使两容器底部液体压强增加量相同,同时容器底部所受液体的压力也相等。求A容器中所装液体的密度。
四、实验题
7.(21-22九年级上·上海·期中)为探究“浮在液面上的实心球体露出液面的体积与哪些因素有关”,某小组同学用甲、乙两种不同物质制成的若干实心球体,放入盛水量筒中进行实验,他们将测量及计算得到的有关数据记录在表一中。
① 分析比较实验序号 中的数据及相关条件,可初步得出:浮在水面上实心球体的体积相同时,球体的密度越大,露出水面的体积越小。
②分析比较表中实验序号1~4(或5~8)中球体露出水面体积随球体体积变化的倍数关系,可初步得出:浮在水面上实心球体的密度相同时, 。
表一ρ水>ρ甲>ρ乙
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
物质
球体的体积V球(cm3)
10
15
20
30
10
12
20
30
球体浸入水中的体积V浸(cm3)
8
12
16
24
5
6
10
15
球体露出水面的体积V露(cm3)
2
3
4
6
5
6
10
15
③若用甲物质制成体积为25厘米3的实心球体,当它浮在水面上时露出水面的体积应为 厘米3,此时它受到的浮力 牛。
④在上述活动的基础上,小组同学认为还须进一步探究所得结论是否适用其它液体,表二所列三个方案中,符合探究要求的是 (选填序号)。
表二:ρ酒精<ρ水<ρ盐水
序号
方案
A
仍用上述球体换在盐水中进行实验
B
换用柱形物体并在酒精中进行实验
C
换用其它物质的球体仍在水中进行实验
⑤如图所示为一种自动贮水器的示意图,若图中的浮子是用甲物质制成的,如果换用乙物质制成相同体积的实心球体为浮子,贮水器中的水位 (选填“升高”或“降低”)。
8.(22-23九年级上·上海奉贤·期中)根据“浸入水中的硬币会沉在容器底部而浸入水中的木块会漂浮在水面上”的现象,某兴趣小组的同学猜想物体浸入液体后静止时的位置可能与①物体的密度;②液体的密度有关。于是他们在实验室找到高度不同的圆柱体A、B、C、D、E、F(已知ρA>ρB>ρC>ρ水>ρD>ρE>ρF)进行实验。当各圆柱体在足够深的水中静止时,实验现象如图(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)所示。
(1)分析比较图中 的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当浸入水中高度相同的圆柱体的密度大于水的密度时,圆柱体静止在容器底部;
(2)①分析比较图中(d)或(e)或(f)的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当 时,圆柱体漂浮在水面上;
②分析比较图中(d)和(e)和(f)的实验现象和相关条件,还可得出的结论是:漂浮在水面上的高度相同的圆柱体, ,其露出水面的高度越大;
(3)他们将容器中的水换成酒精和盐水重新实验,验证了猜想②,在此过程中他们发现漂浮在不同液面上的圆柱体露出液面的高度也不同,于是他们将记录在表格中的实验数据作进一步的分析:
序号
圆柱体的密度ρ圆柱体(千克/米3)
液体的密度ρ液(千克/米3)
圆柱体露出液面的高度h(厘米)
1
400
12.0
2
14.4
3
16.6
4
500
9.0
5
12.0
6
14.8
7
650
4.5
8
8.4
9
12.0
①进一步分析表中数据可得出的结论一: ;
②进一步分析表格中数据可得出的结论二: ;
(4)根据第(3)题中得出的结论,可以推测当圆柱体的密度与液体的密度之比为 时,圆柱体露出液面的高度为零。
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专题04 阿基米德原理(八大题型+优选提升题)
考点一 概念辨析及应用
1.(23-24九年级上·上海·期中)下列情景中,浮力增大的是( )
A.轮船从长江驶入大海 B.潜艇在深海中下潜
C.人从游泳池中上岸 D.船在码头上装载货物
【答案】D
【详解】A.从长江驶入大海的轮船,始终漂浮,浮力等于自身重力,浮力不变,故A不符合题意;
B.潜艇在深海中下潜,排开水的体积不变,所受浮力不变,故B不符合题意;
C.人从游泳池中上岸,排开水的体积逐渐变小,由可知人受到的浮力变小,故C不符合题意;
D.在码头装载货物的轮船,漂浮在水面上,F浮=G,自身重力越来越大,受到水的浮力越来越大,故D符合题意。
故选D。
2.(23-24九年级上·上海·期中)将重为6牛的物体放入盛有水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2牛的水,物体受到的浮力( )
A.可能等于2牛 B.可能等于4牛
C.一定等于6牛 D.一定等于4牛
【答案】C
【详解】将重为6牛的物体放入盛有水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2牛的水,根据物体的浮沉条件可知,物体漂浮时受到的浮力等于物体的重力,即物体受到的浮力为6N。
故选C。
3.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)小球漂浮在酒精中时排开酒精的质量为0.2千克。若该小球漂浮在水中,则排开水的质量( )
A.一定大于0.2千克 B.一定等于0.2千克 C.可能大于0.2千克 D.一定小于0.2千克
【答案】B
【详解】小球在酒精和水中均漂浮,根据沉浮条件有,又因为阿基米德原理,有,所以,即,化简得,小球质量不变,所以排开液体的质量不变,所以若该小球漂浮在水中,则排开水的质量一定等于0.2千克。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.(23-24九年级上·上海·期中)体积相等的均匀实心铅球、铜球、铁球()浸没在水中,所受的浮力( )
A.铅球大 B.铜球大 C.铁球大 D.一样大
【答案】D
【详解】体积相等的均匀实心铅球、铜球、铁球浸没在水中,排开水的体积等于自身的体积,则排开水的体积一样大,根据可知,受到的浮力一样大。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(23-24九年级上·上海·期中)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 增加而增大:船闸是利用 原理工作的:三峡水库底部受到水的压强可达,则此处面积上受到水的压力为 N:密度计是根据 原理制成的。
【答案】 深度 连通器 阿基米德
【详解】[1]因为水的压强随深度增加而增大,所以三峡大坝筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的压强。
[2]船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故利用了连通器原理。
[3]根据可得,此处面积上受到水的压力为
[4]密度计漂浮在液体中,浮力等于重力,液体的密度越大,物体浸入液体的越小,是根据阿基米德原理知识制成的。
6.(23-24九年级上·上海·期中)我国科技近年来飞速发展,C919国产大客机采用铝锂合金来减轻机身重力,这是应用了 知识。辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨,能平稳浮在海面上,这主要应用了 原理。三峡大坝水库边上修筑的船闸是利用 原理工作的。
【答案】 密度 浮力 连通器
【详解】[1]根据可知,体积相同时,密度小的质量小,所以采用密度小的铝锂合金来减轻机身重力。
[2]辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨,能平稳浮在海面上,是因为受到海水对它的巨大的浮力作用。
[3]三峡大坝水库边上修筑的船闸是根据连通器的原理修建的。
7.(23-24九年级上·上海普陀·期中)将体积相同的木块和石块浸没在水中,松手后,木块上浮,石块下沉,待静止后下列判断正确的是( )
A.F浮木<G木 B.F浮木<F浮石 C.F浮木=F浮石 D.F浮木>F浮石
【答案】B
【详解】A.将体积相同的木块和石块浸没在水中,松手后,木块上浮,石块下沉,最终木块漂浮,石块沉底;由物体浮沉条件可知,木块受到的浮力等于自身重力,即
故A错误;
BCD.木块上浮静止后,排开水的体积
石块下沉至沉底后,排开水的体积
故
由阿基米德原理可知,木块受到的浮力
石块受到的浮力
因此
故B正确,CD错误。
故选B。
8.(23-24九年级上·上海·期中)漂浮在水面上的物体,所受的浮力大小表述正确的有( )
①等于该物体的重力
②等于该物体排开的水所受的重力
③等于该物体下表面受到水对它向上的压力
④等于
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】①根据物体沉浮条件可知,漂浮的物体浮力等于物体的重力,故①正确;
②④根据阿基米德原理,浮力等于该物体排开的水所受的重力,漂浮物体一部分浸入水中,一部分露出水面,排开液体的体积小于物体的体积,故②正确,④错误;
③根据浮力的定义,浮力大小等于水对物体上下表面的压力差,物体漂浮在液面上,上表面的压力为0,故浮力等于该物体下表面受到水对它向上的压力,故③正确。
综上所述,①②③正确,有3个,故ABD错误,C正确。
故选C。
考点二 入海、潜水等问题
9.(23-24九年级上·上海奉贤·期中)一个漂流瓶在水中排开水的体积为,漂流瓶受到的浮力大小为 牛,当它从黄浦江漂入大海时,所受浮力将 ,它排开水的体积将 (后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 19.6 不变 变小
【详解】[1]漂流瓶受到的浮力
[2][3]当它从黄浦江漂入大海时,由于漂流瓶始终漂浮,浮力等于重力,而漂流瓶的重力不变,故所受浮力将不变;海水的密度大于江水的密度,由可知,它排开水的体积将变小。
10.(22-23九年级上·上海·期中)潜水艇潜入海水过程中,海水对潜水艇的浮力将 ,潜水艇完全入水后下潜,随着深度的增大,潜水艇受到海水的压强将 ,海水对潜水艇的浮力将 ;潜水艇从海底向上浮的过程中,浮力将 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 增大 增大 不变 不变
【详解】[1]潜水艇入水到刚全浸入的过程中,其他条件相同时,排开水的体积增大,由知,海水对潜水艇的浮力增大。
[2]潜水艇完全浸入海水后,其他条件相同时,深度增大,由知,潜水艇底部受到海水的压强增大。
[3]潜水艇完全浸入海水后,其他条件相同时,排开水的体积不变,由知,海水对潜水艇的浮力不变。
[4]潜水艇从海底向上浮的过程中,其他条件相同时,排开水的体积不变,由知,海水对潜水艇的浮力不变。
11.(23-24九年级上·上海·期中)为了航行安全,远洋轮船的船体上都标有国际航行载重线。如图所示,其中F表示“淡水载重线”,S表示“夏季海洋载重线”,W表示“冬季海洋载重线”。从淡水水域驶入海洋时,轮船所受的浮力将 ,在同一水域,夏季海水的密度比冬季 (前两格均选填“变大”、“不变”或“变小”)。自重为6万吨的某轮船,其排水量为50万吨,装载货物达到载重线时所载货物的质量为 万吨,此时排开水的体积为 。
【答案】 不变 变小 44 5×105
【详解】[1] 轮船在海水中和淡水中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,浮力都等于其自身重力,所以从淡水水域驶入海洋时,轮船所受的浮力不变。
[2] 根据海洋载重线的位置可知,夏季轮船排开海水的体积较大,根据公式
可知
同一水域,夏季海水的密度比冬季海水密度小。
[3] 自重为6万吨的某轮船,其排水量为50万吨,装载货物达到载重线时,轮船和货物的总重力为
轮船和货物的总质量为
轮船所载货物的质量为
[4] 根据公式
可知,此时排开水的体积为
12.(23-24九年级上·上海宝山·期中)为寻找失联的马航MH370航班,搜救联合协调中心启用了“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻,它的外形与潜艇相似,相关标准参数见表。当“金枪鱼”未开始工作,只是漂浮在海面上时所受的浮力为 牛,露出水面的体积为 米³;当它由海水中2000米处下潜至最大潜水深度处时,海水对它的压强增加了 帕。(海水的密度近似为1.0×103千克/米)
质量750千克
质量750千克
体积1米3
体积1米3
最大潜水深度4500米
最大潜水深度4500米
最大航速7.4千米/时
最大航速7.4千米/时
【答案】 7350 0.25
【详解】[1]“金枪鱼”漂浮在海面上时所受的浮力
[2]由得
由于,“金枪鱼”露出水面的体积
V露=V-V浸= 1m3-0.75m3=0.25m3
[3]当它由海水中2000米处下潜至最大潜水深度处( 4500m )时,海水对它的压强增加值
考点三 验证阿基米德原理
13.(23-24九年级上·上海·期中)图是某同学进行“验证阿基米德原理”的实验示意图,实验需要比较的是浮力和 的大小关系;实验中弹簧测力计的两次示数差(F1-F2)表示物体所受的 。量筒中液面的两次示数差(V2-V1)表示 。若用ρ水表示水的密度,通过实验可以发现浮力大小等于 (用符号表示)。
【答案】 物体排开液体的重力 浮力 排开液体的体积 ρ水g(V2-V1)
【详解】[1]浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体的重力,这就是阿基米德原理。要探究“验证阿基米德原理”,实验需要比较的是浮力和物体排开液体的重力的大小关系。
[2]根据称重法可知,实验中弹簧测力计的两次示数差(F1-F2)表示物体所受的浮力。
[3]量筒是直接或者间接测量物体体积的仪器,因此在实验中量筒中液面的两次示数差(V2-V1)表示排开液体的体积。
[4]由以上分析可得,通过实验可以发现浮力大小为
14.(22-23九年级上·上海闵行·期中)如图所示是小李同学做“验证 原理”实验的情景。弹簧测力计的示数F1表示 ,实验中弹簧测力计的两次示数差(F1-F2)表明了 。量筒中液面的两次示数差(V2-V1)表明了 。若用水表示水的密度,通过实验可以发现浮力大小等于 (用符号表示)。
【答案】 阿基米德 物体重力 浮力 物体排开液体的体积
【详解】[2]由图示知道,F1表示物块的重力。
[3]F2表示物块浸没在水中时物体受到的拉力,由称重法测浮力知道,物块受到的浮力为
F浮=F1-F2
所以,实验中弹簧测力计的两次示数差(F1-F2)表明浮力。
[4]量筒中液面的两次示数差表示物块排开液体的体积,即
V排=V2-V1
[1][5]由重力公式和密度公式知道,物块排开液体的重力
G排=m排g=ρ水V排g=ρ水g(V2-V1)
通过实验的测量和计算,若满足
F1-F2=ρ水g(V2-V1)
则可验证阿基米德原理。
15.(23-24九年级上·上海闵行·期中)小明进行验证阿基米德原理的实验,操作步骤如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法错误的是( )
A.正确的测量顺序是F3、F1、F2、F4
B.物体排开的液体受到的重力G排=F4-F3
C.若F1-F2=F4-F3,即验证了阿基米德原理
D.步骤甲中如果溢水杯中的水面低于出水口,会导致测得的G排偏大
【答案】D
【详解】A.由图知道,F1测物体的重力,F2测物体浸没在液体中时的测力计的拉力,F3测空桶的重力,F4测出排出的水和空桶的总重力,为了避免水沾在物体和小桶的桶壁上,应先测空桶和物体的重力,然后再将物体浸没在液体中,测出拉力,最后测出排出的水和空桶的总重力,因此最合理的顺序为F3、F1、F2、F4,故A正确,不符合题意;
B.由丙知道,物块排开的液体受到的重力
G排=F4-F3
故B正确,不符合题意;
C.因为
若
则表明物体受到的浮力等于其排开液体受到的重力,说明本次实验结果符合阿基米德原理,故C正确,不符合题意;
D.溢水杯中水面低于溢水口,物体静止时溢出水的体积小于排开水的体积,即
则
即测得的G排偏小,故D错误,符合题意。
故选D。
16.(23-24九年级上·上海浦东新·期中)在“验证阿基米德原理”的实验中,用 测量浮力的大小,为了达成实验目的,需要将所测的浮力大小与该物体排开这部分液体的 的大小进行比较(选填“重力”或“体积”)。根据液体内部压强的大小和方向的知识可以解释浮力产生的原因,并以此推导阿基米德原理。请判断,图中的 不适合作为模型推导阿基米德原理(选填“a”“b”或“c”)。
【答案】 弹簧测力计 重力 c
【详解】[1]浮力也是一种力,测量力的工具是弹簧测力计,由此可知,用弹簧测力计来测量浮力的大小。
[2]由阿基米德原理可知,浮力的大小等于物体排开液体的重力,故实验中需要测量浮力的大小和物体排开液体所受的重力的,然后比较两者的大小。
[3]根据浮力产生的原因可知
上下表面所受的力为
而上下表面受到的压强为
因此,为了便于推导要使用上下底面横截面积相同的模型,由此可知c不适合作为推导阿基米德原理的模型。
17.(23-24九年级上·上海奉贤·期中)为探究“压力产生的形变效果与哪些因素有关”,小李决定用海绵和两个同样的装有相同质量水的矿泉水瓶进行实验。实验中,小李通过观察 比较压力产生的形变效果,小李按图甲所示将矿泉水瓶分别正立和倒置放在海绵上,观察分析可得: 。为“探究液体内部压强与哪些因素有关”,小明用U形管压强计进行实验,根据图乙所示可知,他正在探究液体内部压强与 的关系,通过观察U形管两边 ,可知液体内部压强与该因素无关。图丙所示为“验证阿基米德原理”实验的操作和测量结果,为达成实验目的,需由(a)、(c)两图得出物体受到的浮力F浮= ;需由(b)、(c)两图得出 =ρ液(V2-V1)g。
【答案】 海绵下陷程度 当压力大小相同时,受力面积越小,压力产生的形变效果越显著 方向 液面高度差 F1-F2 G排
【详解】[1][2]探究压力产生的形变效果与哪些因素有关的实验中,通过观察海绵的凹陷的程度来反映压力作用效果,应用了转换法;由甲图知压力相同时,瓶盖与海绵接触的使海绵的凹陷程度大于平底与海绵接触的,因此可得结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
[3][4]将压强计的金属盒放入液体中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处的压强的大小,高度差越大,液体压强就越大。图乙中,只有探头的方向不同,所以探究的是液体内部压强与方向的关系,U形管两边液面的高度差相同,所以液体内部压强与方向无关。
[5][6]根据称重法,,所以实验中;验证阿基米德原理需要比较浮力和排开液体重力的关系,实验中排开液体重力为
考点四 称重法测浮力 中考填空题浮力考查热点
18.(23-24九年级上·上海松江·期中)如图所示,用弹簧测力计测物体受到的浮力,由图(a)可知,物体受到的重力为 牛;如图(b),当部分浸入水中时,物体受到的浮力为 牛;若如图(c)所示将物体全部浸没在水中,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 4.8 1.4 变小
【详解】[1]由图(a)可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为4.8N,则物体的重力为4.8N。
[2]如图(b),当部分浸入水中时,物块在水中受到的浮力为
[3]若如图(c)所示将物体全部浸没在水中,排开水的体积变大,物体受到的浮力变大,由称重法可知,弹簧测力计的示数将变小。
19.(23-24九年级上·上海闵行·期中)质量为450g的长方体金属块,体积为,挂在细线下在水中静止,如图所示,金属块的下表面距烧杯底部3cm,距水面7cm。则( )
A.金属块受到的浮力为15N B.金属块受到的浮力为4.5N
C.水对金属块下表面的压强为700Pa D.水对金属块下表面的压强为300Pa
【答案】C
【详解】AB.图示中,金属块浸没在水中,排开水的体积
据阿基米德原理得,金属块受到的浮力
故AB不符合题意;
CD.水对金属块下表面的压强
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
20.(23-24九年级上·上海闵行·期中)一实心铜块挂在弹簧测力计上,在空气中称时,弹簧测力计的示数是4.8N,把它一半浸入水中称时,弹簧测力计的示数为2.6N,则铜块全部浸入水中受到的浮力是 牛,方向 。两个物体分别挂在两个完全相同的弹簧测力计下,将它们同时浸没在同一杯水中,两个弹簧测力计的示数减小值相同,那么这两个物体必有相同的 (填物理量)。
【答案】 4.4 竖直向上 体积
【详解】[1][2]弹簧测力计在空气中的示数就是物体所受重力的大小,所以物体的重力为4.8N,根据称重法得铜块的一半浸入水中时受到的浮力
则铜块全部浸入水中受到的浮力是铜块的一半浸入水中时受到的浮力的两倍,即为4.4N,浮力的方向始终竖直向上。
[3]浮力大小与液体的密度、排开液体的体积有关。两个物体分别挂在两个完全相同的弹簧测力计下,将它们同时浸没在同一杯水中,两个弹簧测力计的示数减小值相同,说明两个物体受到的浮力大小相等,液体的密度相等,则两个物体浸没在水中时,排开液体的体积相等,那么这两个物体的体积相等。
21.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,一弹簧上端与物块相连接,下端固定在容器底部。已知物块所受重力大小为5牛,弹簧受到物体给它的力大小为3N,则物体所受的浮力大小( )
A.可能为8牛 B.一定为8牛 C.一定为2牛 D.可能为3牛
【答案】A
【详解】由题意可知G物=5N,对物体受力分析可知,其受到重力、浮力以及弹簧对其的弹力作用。当物体压着弹簧时,弹簧对物体的力表现为支持力,方向向上,大小为3N,此时物体受到向下的重力、向上的浮力和支持力作用,受力平衡可得
则此时物体所受的浮力大小为
当物体向上拉着弹簧时,弹簧对物体的力表现为拉力,方向向下,大小为3N,此时物体受到向上的浮力、向下的重力和拉力作用,受力平衡可得
则此时物体所受的浮力大小为
所以物体受到的浮力可能为2N或者8N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
22.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,重20牛的物体A静止在水中,弹簧测力计的示数为12牛,则物体A受到的浮力为 牛,浮力与重力的合力为 牛;若此时物体A上表面受到水的压力为2牛,则其下表面受到水的压力为 牛。剪断测力计挂钩上细绳的瞬间,物体A所受合力为 牛。
【答案】 8 12 10 12
【详解】[1]物体A受到的浮力为
[2]浮力与重力的合力为
[3]若此时物体A上表面受到水的压力为2牛,则其下表面受到水的压力为
[4]剪断测力计挂钩上细绳的瞬间,拉力为零,重力和浮力不变,物体A所受合力为
23.(22-23九年级上·上海·期中)如图所示,用线吊着重为15牛的长方体物块A,当它完全浸没在水中时,线上的拉力为9牛,则物块受到的浮力为 牛,浮力方向 。若物块上表面所受水的压力为20牛,则物块下表面所受水的压力为 牛。若将物块从水中取出,水对容器底部压力变化量为 牛。
【答案】 6 竖直向上 26 6
【详解】[1]物块浸没在水中时,受到竖直向下的重力、竖直向上拉力和浮力的作用,处于静止状态,由力的平衡条件可得,物块受到的浮力
F浮=G-F拉=15N-9N=6N
[2]浮力是浸在液体或气体中物体受到液体或气体对齐向上的力,浮力方向与重力方向相反,所以浮力方向为竖直向上。
[3]由浮力产生的原因可知,物块受到的浮力等于物块上、下表面受到的水的压力差,由
F浮=F下-F上
可得
F下=F浮+F上=6N+20N=26N
[4]力的作用是相互的,物块对水的压力等于水对物块浮力,所以将物块从水中取出,水对容器底部压力变化量
24.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示A、B两只柱状容器(),分别盛有密度为和的两种不同液体,现将同一小球分别浸入两种液体中如图所示的位置时,液体对两容器底部的压力相等。则液体密度 ,小球受到的浮力 ,将小球从容器中取出,液体对两容器底部的压力 。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】 小于 小于 大于
【详解】[1]放入小球后,液体对两容器底部的压力相等,根据以及可知
由图可知,放入小球后,液面相平,根据可知液体密度
[2]由图可知,小球在乙中排开液体体积大,且
根据可知小球受到的浮力
[3]放入小球后,液体对两容器底部的压力相等,因为是柱形容器,则容器底部受到的压力等于液体重力和小球受到的浮力之和,而小球受到的浮力
所以液体重力
故将小球从容器中取出,液体对两容器底部的压力
考点五 密度计等阿基米德原理的应用
25.(22-23九年级上·上海·期中)小明在长20厘米的均匀细木棒的一段缠绕适量铜丝,制作了一个简易密度计。密度计能够测量液体密度是应用了 的原理。如图所示,将其放入装有相等质量的酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)和水的两个相同烧杯中,该密度计两次排开液体的质量m排酒 m排水,烧杯底部受到的液体压强p酒 p水(以上两空均选填“大于”、“等于”、“小于”)。在酒精中,密度计露出液面的长度为5厘米,则在水中,密度计露出液面的长度为 厘米。
【答案】 漂浮时浮力等于自身重力 等于 等于 8
【详解】[1]密度计在液体中都处于漂浮状态,它能够测量液体密度是应用了物体漂浮时浮力等于自身重力的原理,而根据可知,物体浮力不变,液体密度改变,排开液体体积也会改,所以密度计在不同的液体里浸入液体体积不同。
[2]密度计放在两种液体中都漂浮,根据漂浮条件可知,密度计在酒和水这两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,由于密度计的重力不变,所以密度计两次受到的浮力相等,即F浮水=F浮酒;
由于两次的浮力相等,根据阿基米德原理可知,两次排开液体的重力相等,因为G排=m排g,所以两次排开液体的质量相等,即m排酒=m排水。
[3]因为装有液体的烧杯为柱形容器,且密度计漂浮在液体中,所以烧杯底受到的压力等于液体和密度计的总重力,而酒精和水的质量相等,所以两烧杯底受到的压力相等;
又因为两烧杯的底面积相同,则由可知,烧杯底部受到液体的压强相等,即p酒=p水。
[4]细木棒露出酒精面的长度是5cm,则浸入酒精中的深度
h酒=20cm﹣5cm=15cm=0.15m
将该密度计放入水中,设细木棒浸入水中的深度为h水,木棒的横截面积为S,因为密度计不管是在水中还是在酒精中,都是漂浮状态,所以
F浮水=F浮酒=G
由F浮=ρgV排可得
ρ水gSh水=ρ酒gSh酒
则密度计浸入水中的深度
则细木棒露出水面的长度
h露′=20cm﹣h水=20cm﹣12cm=8cm
26.(23-24九年级上·上海松江·期中)如图所示的液体密度计,管壁上标有密度值,用来测量液体的密度,它能竖直浮在液体中。当放入未知液体中时,可以从与液面相平的管壁上读出该液体密度值。由图可知,它的刻度值从上到下逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”)。请利用浮力的知识分析刻度值这样排列的道理: 。若我们想要密度计上的刻度值排列更稀疏一些,可以采取的设计方案是 。
A.让玻璃管更粗一些
B.让玻璃管更细一些
C.让玻璃管更重一些,测量时接触到容器底部
【答案】 变大 见解析 B
【详解】[1]观察该液体密度计可以发现,密度计的刻度值从上向下逐渐变大。
[2]同一只液体密度计漂浮在不同液体中,根据F浮=G可知,受到的浮力相同;当液体的密度越大,由可知,V排就越小,刻度线就越向下。
[3]由于密度计漂浮在液体中,则F浮=G,即
则,要使h增大,可以增大或者减小S,因此可以增大配重(但不能在测量时接触到容器底部),或者使用更细的玻璃管。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
27.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示。该“彩球温度计”是由体积相同(保持恒定)质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),在某一环境温度下,四个小球处于如图所示位置,此时B小球受到的浮力 D小球受到的浮力,D小球受到的重力 D小球受到的浮力。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 变小 等于 大于
【详解】[1]浸没在液体中的小球,由于排开液体的体积不变,当环境温度升高时,液体密度减小,根据F浮=ρgV排可知,所受浮力变小。
[2]由图可知:B小球与D小球都处于浸没状态,排开液体的体积与物体的体积相等,由于BD小球的体积相等,所以B小球与D小球排开液体的体积相等,根据F浮=ρgV排可知,所受浮力相等。
[3]由图可知,D小球沉底,根据浮沉条件可知,D小球受到的浮力小于自身重力。
考点六 压强与浮力动态题
28.(23-24九年级上·上海奉贤·期中)如图所示,薄壁轻质柱形容器放在水平面上,容器内装密度为ρ0的液体,将密度为ρ1小球放入容器内的液体中,液体不溢出,放入小球前、后容器对水平面压强的变化量为p容,放入小球前、后容器底所受液体压强的变化量为p液的比值,下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】容器对桌面的压力等于总重力,假设容器的底面积S,放入小球前、后容器对水平面的压力的变化量为小球的重力,故压强的变化量为
将小球放入液体中,根据物体间作用力是相互的,直柱体容器底增加的液体的压力等于小球受到浮力,如果,根据物体沉浮条件,则小球浮漂在液面,受到的浮力等于球的重力,即
如果,根据物体沉浮条件,则小球沉底,受到的浮力小于球的重力,即
综上分析,可得,即。
故选ABC错误,D正确。
故选D。
29.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)如图所示,完全相同圆柱形容器甲、乙中分别盛有质量相等的水和酒精,将两个完全相同的实心小球分别浸入水和酒精中,两容器中液体足够多且均未溢出,静止后两个容器对水平面的压强增加量为Δp甲、Δp乙,水和酒精对容器底部的压强增加量分别为Δp水、Δp酒精,则下列判断中正确的是( )
A.Δp甲可能等于Δp乙 B.Δp甲一定大于Δp乙
C.Δp水一定大于Δp酒精 D.Δp水可能等于Δp酒精
【答案】D
【详解】AB.小球投入静止后,两个容器对水平面的压力的增加量小球的重力,小球质量相同,重力相同,两个容器对水平面的压力的增加量相等,容器的底面积相等,所以静止后两个容器对水平面的压强增加量为Δp甲=Δp乙,故AB错误;
CD.小球投入静止后,当小球在水中都漂浮时,小球受到的浮力等于重力,由于重力相等,所以浮力相等,水和酒精对容器底部的压力的增加量等于浮力,所以漂浮时,水和酒精对容器底部的压力的增加量相等,又容器底面积相同,根据可得,水和酒精对容器底部的压强增加量Δp水=Δp酒精;当小球在水中漂浮,在酒精沉底(或都沉底)时,根据物体的浮沉条件可知,小球受到的浮力F浮水>F浮酒精,由于力的作用是相互的,所以水和酒精对容器底部的压力的增加量等于浮力,所以此时,水对容器底部的压力的增加量大于酒精对容器底部的压力的增加量,即ΔF水>ΔF酒精,又容器底面积相同,根据可得,水对容器底部的压强的增加量大于酒精对容器底部的压强的增加量,即Δp水>Δp酒精,故C错误,故D正确。
故选D。
考点七 计算题
30.(21-22九年级上·上海·期中)体积为0.5×10-3米3的物体浸没在水中,求物体所受的浮力大小F浮。
【答案】4.9N
【详解】解:物体浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积,由阿基米德原理可知,物体所受的浮力大小为
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.5×10-3m3×9.8N/kg=4.9N
答:物体所受的浮力大小为4.9N。
31.(23-24九年级上·上海松江·期中)一只空心铁球,体积为5×104米3,质量为1.56千克,将它浸没在水中。求:
① 铁球排开水的体积V排;
② 铁球受到的浮力F浮;
③ 已知铁的密度为7.8×103千克/米3,求铁球空心部分的体积V空。
【答案】①5×104 米3;②4.9牛;③3×103米3
【详解】解:① 因为浸没,所以铁球的体积等于铁球排开液体的体积,即
V排=V物=5×104 米3
② 根据可知,铁球受到的浮力
F浮=ρ水V排g =1×103千克/米3 × 5×10-4米3 × 9.8牛/千克 =4.9牛
③ 根据题意可知,铁球的体积是
铁球空心部分的体积
V空=V球-V铁=5×103米3-2×103米3=3×103米3
答:① 铁球排开水的体积V排是5×104 米3;
② 铁球受到的浮力F浮是4.9牛;
③铁球空心部分的体积V空是3×103米3。
32.(23-24九年级上·上海闵行·期中)如图所示,将质量为320g,底面积为,高20cm的长方体木块放入一薄壁容器中。向容器内慢慢加水,当长方体一半浸入水中时停止加水。
(1)求长方体木块此时受到的浮力;
(2)继续向容器内加水,当木块对容器底部压力为0时,求此时木块排开液体的重力。
【答案】(1)2N;(2)3.2N
【详解】解:(1)木块排开水的体积
长方体木块此时受到的浮力
(2)木块的重力
当木块对容器底部压力为0时,刚好漂浮,所受的浮力等于自身的重力,据阿基米德原理得,木块此时排开液体的重力
答:(1)长方体木块此时受到的浮力为2N;
(2)此时木块排开液体的重力为3.2N。
33.(21-22九年级下·上海·期中)如图所示,薄壁圆柱形容器A和B放在水平地面上,它们的底面积分别为m和m。A容器中盛有0.2m深的某液体,B容器中盛有0.3m高的水。(g=10N/kg)求:
(1)B容器中水的质量;
(2)B容器中水对容器底部的压强;
(3)若两容器足够高,将一个体积为m,质量为4千克的金属球浸没在B容器的水中。同时向容器A中倒入原有液体,使两容器底部液体压强增加量相同,同时容器底部所受液体的压力也相等。求A容器中所装液体的密度。
【答案】(1)3kg;(2)3×103Pa;(3)0.5×103kg/m3
【详解】解:(1)由题意可知,容器B的底面积sB=1×10-2m2,高度hB=0.3m,由体积公式可得,B中水的体积为
V=sBhB=1×10-2m2×0.3m=3×10-3m3
由质量公式可知,B中水的质量为
(2)由液体压强公式可得,B容器中水对容器底部的压强为
(3)由题意及浮力计算公式可得,金属球完全浸没时所受到的浮力为
由重力公式可知
所以重力大于浮力,金属球直接沉入水底。两容器底部液体压强增加量为两容器中液体增加的高度所产生的压强,B容器中液体高度变化量为
由两容器底部液体压强增加量相同可得
由可得,,结合容器底部所受液体的压力相等可得
即
两式联立,可解得
答:(1)B中水的质量为3kg;
(2)B容器中水对容器底部的压强3×103Pa;
(3)A容器中所装液体的密度0.5×103kg/m3。
考点八 实验题
34.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示的情景,是为了验证 原理,量筒中的液体密度为ρ液,实验中要把物体所受浮力F1﹣F2与 比较(用图中所示字母表示)。在“测定物质的密度”实验中,实验原理是 。在“探究物质质量与体积的关系”实验中用到相同体积的 物质,“探究物质质量与体积的关系”和“测定物质的密度”这两个实验需要测量的物理量是 的(后两空均选填“相同”或“不同”)。
【答案】 阿基米德 ρ液(V2-V1)g 不同 相同
【详解】[1]图中通过计算可得物体受到的浮力与物体排开水的重力大小,可探究阿基米德原理。
[2]物体受到的浮力为
由与得,物体排开水的重力为
阿基米德原理为
则实验中要把物体所受浮力F1﹣F2与比较。
[3]在“探究物质质量与体积的关系”实验中用到相同体积的不同物质,为了得到普遍规律,应选用不同的物质进行多次实验。从而不同物质质量与体积的关系,以总结物质质量与体积关系的普遍规律。
[4]“探究物质质量与体积的关系”和“测定物质的密度”这两个实验需要测量的物理量是相同的,均要测量物体的质量、体积。
35.(23-24九年级上·上海·期中)学习过密度计以后,小明用一根平头圆柱状饮料吸管、一段细铁丝和石蜡等制作了一个简易密度计。制作时,先将铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,如图 (a)所示,用笔在吸管上标记此时水面位置 O;取出吸管,量出O 点至封口端的距离 H。
(1)O 位置处的刻度值为 g/cm3;
(2)将吸管漂浮在另一种液体中时,如图 (b)所示,液面下方的深度 h= (用 ρ水、ρ液、H 表示);
(3)如图 (c)所示,吸管管壁上已经标注一些刻度值,请将 0.9 g/cm3标注在图 (c)的吸管管壁上;
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化,如图(d)所示,若铁丝的体积为 V,他用这样“改装”后的密度计测水的密度,测量结果 (选填“偏大”“无变化”或“偏小”),理由是 。
【答案】 1.0 偏大 吸管排开水的体积减小,会上浮一些
【详解】(1)[1]如图(a)所示,小明将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,用笔在吸管上标记此时水面位置O,则O位置处的刻度值为水的密度值1.0g/cm3。
(2)[2]设吸管的横截面积为S,因为密度计在水和另一液体中均处于漂浮状态,所以受到的浮力等于自身的重力,则
即
则可得
(3)[3]因为,ρ水和H是定值,则h和ρ液是反比例函数关系,所以密度计的刻度分布不均匀,相邻两刻度值之间的距离不相等,且液体密度变大时h液变化越小,即刻度由上至下间距逐渐减小;所以,0.8g/cm3与0.9g/cm3间的距离大于0.9g/cm3与1.0g/cm3间的距离,如下图
(4)[4][5]将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化,再用这支密度计去测量水的密度,因密度计的重力不变且仍然处于漂浮状态,则密度计受到水的浮力不变,由知道,密度计排开水的总体积不变,因为吸管排开水的体积等于密度计排开水的总体积减去铁丝的体积(即),所以,吸管排开水的体积减小,会上浮一些,则由上图知道,此时根据制作好的密度计上的刻度读出的示数偏大,即测量结果偏大。
36.(23-24九年级上·上海浦东新·期中)为了研究圆柱体浸入水中的过程中,水对柱形容器底部的压力增加量 ΔF水的变化情况,某小组同学使两个体积相同、底面积分别为 S甲和 S乙(S甲> S乙)的实心金属圆柱体分别在同一柱形容器的水中缓慢下降,如图所示。他们设法测得柱体下表面到水面的距离h并计算相应水对容器底部的压力增加量 ΔF水,将相关实验数据记录在表一、表二中。(容器内水均未溢出)。
表一 圆柱体甲
实验序号
h(米)
ΔF水(牛)
1
0
\
2
0.04
3.2
3
0.10
8.0
4
0.14
11.2
5
0.18
12.8
表二 圆柱体乙
实验序号
h(米)
ΔF水(牛)
6
0
\
7
0.04
2.8
8
0.08
5.6
9
0.10
7.0
10
0.14
9.8
①分析比较实验序号2 与3与4(或7 与8与9)中的 F水和 h的倍数关系及相关条件可初步得出:同一圆柱体在浸入同一柱形容器水的过程中, ;
②分析比较实验序号 的数据及相关条件可初步得出:不同圆柱体浸入同一柱形容器的水中, h相同, S越大,F水越大;
③实验序号 5中F水与h的数据并不符合上述结论,出现这一现象的原因是: 。
【答案】 见解析 见解析 圆柱体甲已经浸没
【详解】①[1]比较实验序号2 与3与4(或7 与8与9)中ΔF水与h的倍数关系及相关条件,h为原来的几倍,相应的ΔF水变为原来的几倍,可以得到同一圆柱体在浸入同一柱形容器水的过程中,ΔF水与h成正比。
②[2]要想得出结论:不同圆柱体浸入同一柱形容器的水中时,其下表面到水面的距离h相同,下表面受到的压强,底面积不同,横截面积越大,ΔF水越大,根据控制变量法可知:2与7(或3与9;或4与10)符合题意。
③[3]分析比较实验序号5中ΔF水与h的数据不符合上述结论,出现这一现象ΔF水是变小,说明水的深度不再增加,即可圆柱体不再排开水,即圆柱体甲已经浸没。
一、单选题
1.(21-22九年级上·上海长宁·期中)两个完全相同的容器中分别盛有密度为、的两种液体。将两个完全相同的小球甲、乙分别放入两个容器中,待两球静止后,两个容器中的液面相平,此时球所处的状态如图所示。小球在A、B两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙,A、B两液体对容器底部的压强分别为pA、pB,则下列选项正确的( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.pA<pB D.pA>pB
【答案】D
【详解】AB.由图可知,甲球漂浮,乙球悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,所以,故AB错误;
CD.因为甲球漂浮,所以,又因为乙球悬浮,所以,则两种液体的密度大小关系是,两个容器中的液面相平,根据液体压强计算公式,可得液体对容器底部的压强大小关系为,故C错误,D正确。
故选D。
2.(22-23九年级上·上海奉贤·期中)如图所示A、B两只柱状容器(SA>SB),分别盛有密度为ρ甲和ρ乙的两种不同液体,现将两个相同的小球分别浸入两种液体中,小球在如图所示的位置处于静止,两液面恰好相平。若将小球从两液体中取出,则甲、乙液体的密度及对容器底部的压力变化量ΔF的大小关系是( )
A.ρ甲>ρ乙, ΔF甲>ΔF乙 B.ρ甲>ρ乙,ΔF甲=ΔF乙
C.ρ甲>ρ乙, ΔF甲<ΔF乙 D.ρ甲<ρ乙,ΔF甲=ΔF乙
【答案】B
【详解】由图知,乙中小球悬浮,说明小球的密度等于液体的密度,甲中小球漂浮,说明小球的密度小于甲中液体的密度,所以甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲>ρ乙;将两个相同的小球分别浸入两种液体中,在乙液体中悬浮,F浮=G球,小球在甲液体中漂浮,F浮=G球,浮力大小相等;由于A、B是圆柱形容器,液体对容器底部的压力
将小球从两液体中取出后,液体对容器底部压力的变化量ΔF=F浮,因此ΔF甲=ΔF乙,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
二、填空题
3.(23-24九年级上·上海·期中)盛有等质量水的轻质薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,均匀柱体A、B漂浮在水面上,如图所示。已知容器底面积S甲> S乙,水深h甲 > h乙,水对容器底部的压力F甲 F乙,容器对地面的压力F容甲 F容乙,柱体的密度ρA ρB(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 大于 大于 大于
【详解】[1]根据液体压强计算公式,由于h甲>h乙,液体的密度相同,所以p甲>p乙,根据压强公式可知,F=pS,由题意知S甲>S乙,且p甲>p乙,则F甲>F乙。
[2]由图知两柱体在水中都处于漂浮状态,根据浮沉条件和阿基米德原理可知柱体受到的重力
G柱=F浮=G排
已知轻质容器的重力不计,则容器对地面的压力
F=G物+G水=G排+G水=ρ水g(V排+V水)=ρ水gV总
已知甲、乙容器中水的质量相同,且甲容器的底面积较乙容器的底面积大,则在没有放入柱体A、B的情况下,甲容器中水面的高度较低。当然柱体A、B后,水深h甲>h乙,则可知柱体A排开水的体积较大,所以容器对地面的压力F容甲﹥F容乙
[3]由物体沉浮条件可知,漂浮的物体,密度越大,物体浸入液体中的体积占物体的总体积越大,由图可知,柱体A浸入液体中的体积占柱体B总体积的比例较大,所以A的密度较大,即ρA﹥ρB。
4.(23-24九年级上·上海宝山·期中)如图所示,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和酒精千克/米3)中,密度计均竖直漂浮,测量并记录某段长度为d、已知密度计在水中时d为12厘米,受到的浮力大小为 在酒精中时d为10厘米,受到的浮力大小为F2,则F1 F2(选填“大于”“等于”或“小于”),记录的长度d是液面 吸管的长度(选填“上方”或“下方”)。若将密度计放入密度为 千克/米³的液体中,则d为 厘米。
【答案】 等于 上方 13.6
【详解】[1]密度计在酒精和水中都处于漂浮状态,由物体沉浮条件知道
[2]由知道,当浮力相同时,液体密度越大排开液体的体积越小,露出的体积越大,在水中时d为12厘米大于在酒精中时d为10厘米,故记录的长度d是液面上方吸管的长度。
[3]设吸管的底面积(横截面积)为S,吸管和金属夹的总体积为V总,密度计的总重力为G,根据题意知道
另一种液体的密度
小明将该密度计放入水中,密度计静止时吸管露出液面的长度d1为12cm,由F1=G和阿基米德原理知道
①
小明将该密度计放入酒精中,密度计静止时吸管露出液面的长度d2为10cm,由F2=G知道
即
②
联立①②,代入d1、d2的值解得
设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为d3,同理可得
即
③
将分别代入①和③,并联立①③可解得
d3=13.6cm
三、计算题
5.(21-22九年级下·上海嘉定·期中)如图所示,底面积为2S的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,容器内装有深度为h的水。
(1)若容器内水的质量为2千克,求水的体积;
(2)求距离水面0.2米深处水的压强;
(3)若在水中放入一个实心长方体后,水未溢出。已知长方体的密度为ρ、底面积为S、高为3h,求液体对容器底部的压强增加量Δp。(结果用ρ、ρ水、g、h等字母表示)
【答案】(1);(2);(3),
【详解】解:(1)水的体积
(2)距离水面0.2米深处水的压强
(3)在水中放入一个实心长方体后,水未溢出,水的体积不变,则没有放实心长方体前,水的体积为
放了长方体后,若长方体物体沉底,则水的高度为
那么水增加的高度为
液体对容器底部的压强增加量
若物体的密度小于水的密度,物体漂浮,那么物体所受的浮力为
则物体排开水的体积为
那么增加的高度为
液体对容器底部的压强增加量
答:(1)水的体积为;
(2)距离水面0.2米深处水的压强为;
(3)当物体的密度大于水的密度时,液体对容器底部的压强增加量Δp为,当物体的密度小于水的密度时,液体对容器底部的压强增加量Δp为。
6.(21-22九年级下·上海·期中)如图所示,薄壁圆柱形容器A和B放在水平地面上,它们的底面积分别为m和m。A容器中盛有0.2m深的某液体,B容器中盛有0.3m高的水。(g=10N/kg)求:
(1)B容器中水的质量;
(2)B容器中水对容器底部的压强;
(3)若两容器足够高,将一个体积为m,质量为4千克的金属球浸没在B容器的水中。同时向容器A中倒入原有液体,使两容器底部液体压强增加量相同,同时容器底部所受液体的压力也相等。求A容器中所装液体的密度。
【答案】(1)3kg;(2)3×103Pa;(3)0.5×103kg/m3
【详解】解:(1)由题意可知,容器B的底面积sB=1×10-2m2,高度hB=0.3m,由体积公式可得,B中水的体积为
V=sBhB=1×10-2m2×0.3m=3×10-3m3
由质量公式可知,B中水的质量为
(2)由液体压强公式可得,B容器中水对容器底部的压强为
(3)由题意及浮力计算公式可得,金属球完全浸没时所受到的浮力为
由重力公式可知
所以重力大于浮力,金属球直接沉入水底。两容器底部液体压强增加量为两容器中液体增加的高度所产生的压强,B容器中液体高度变化量为
由两容器底部液体压强增加量相同可得
由可得,,结合容器底部所受液体的压力相等可得
即
两式联立,可解得
答:(1)B中水的质量为3kg;
(2)B容器中水对容器底部的压强3×103Pa;
(3)A容器中所装液体的密度0.5×103kg/m3。
四、实验题
7.(21-22九年级上·上海·期中)为探究“浮在液面上的实心球体露出液面的体积与哪些因素有关”,某小组同学用甲、乙两种不同物质制成的若干实心球体,放入盛水量筒中进行实验,他们将测量及计算得到的有关数据记录在表一中。
① 分析比较实验序号 中的数据及相关条件,可初步得出:浮在水面上实心球体的体积相同时,球体的密度越大,露出水面的体积越小。
②分析比较表中实验序号1~4(或5~8)中球体露出水面体积随球体体积变化的倍数关系,可初步得出:浮在水面上实心球体的密度相同时, 。
表一ρ水>ρ甲>ρ乙
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
物质
球体的体积V球(cm3)
10
15
20
30
10
12
20
30
球体浸入水中的体积V浸(cm3)
8
12
16
24
5
6
10
15
球体露出水面的体积V露(cm3)
2
3
4
6
5
6
10
15
③若用甲物质制成体积为25厘米3的实心球体,当它浮在水面上时露出水面的体积应为 厘米3,此时它受到的浮力 牛。
④在上述活动的基础上,小组同学认为还须进一步探究所得结论是否适用其它液体,表二所列三个方案中,符合探究要求的是 (选填序号)。
表二:ρ酒精<ρ水<ρ盐水
序号
方案
A
仍用上述球体换在盐水中进行实验
B
换用柱形物体并在酒精中进行实验
C
换用其它物质的球体仍在水中进行实验
⑤如图所示为一种自动贮水器的示意图,若图中的浮子是用甲物质制成的,如果换用乙物质制成相同体积的实心球体为浮子,贮水器中的水位 (选填“升高”或“降低”)。
【答案】 1与5(或3与7或4与8) 露出水面的体积与物体体积成正比 5 0.196 A 降低
【详解】①[1]当小球漂浮在水面时,它受到的浮力与自身受到的重力相等,有
故
故
即,小球不漂浮时,它浸在水中的体积占总体积的几分之一,球的密度就等于水的密度的几分之一。根据这个结论,结合小球体积与浸入水中的体积,可以推断出,1~4小球的密度均为水的密度的,5~8小球的密度为水的密度的。前四个小球的密度较大,后4个小球的密度较小。即甲物质制成了前四个小球,乙物质制成了后四个小球。小球1与5、3与7、4与8的体积相同,可以发现,它们露出水面的体积是不同的,密度较大的1、3、4小球比同体积的5、7、8小球露出水面的体积较小。
②[2]相同密度的小球,它们浸在水中的体积与总体积的比值是相同的(等于小球密度与水密度的比值),那么,它们露出水面的部分与总体积的比值也是相同的。小球的总体积越大,外露部分的体积越大,露出水面的体积与小球总体积成正比。
③[3][4]甲物质是制作1~4小球的物质,用它制成的小球漂浮在水面上时,有五分之四浸在水中,五分之一露出水面。那么,用它制成的25cm3的物体漂浮在水面上时,也有五分之一外露,即外露部分为
浸在水中的部分为
此时,它受到的浮力为
④[5]要更换液体种类,排除方案C。要保证物体仍能漂浮在液面上。因为两种物质都小于水的密度,则它们在密度更大的盐水中仍能漂浮。但因为酒精的密度小于水的密度,则不保证物体密度小于酒精的密度,就不能保证物体仍能漂浮在酒精上。故排除方案B。所以,只能选择方案A。
⑤[6]因为乙的密度小于甲的密度,所以,将浮子材料换成乙物质后,外露部分增大,当停止进水时,液面与进水口间的高度增大,即水位要降低。
8.(22-23九年级上·上海奉贤·期中)根据“浸入水中的硬币会沉在容器底部而浸入水中的木块会漂浮在水面上”的现象,某兴趣小组的同学猜想物体浸入液体后静止时的位置可能与①物体的密度;②液体的密度有关。于是他们在实验室找到高度不同的圆柱体A、B、C、D、E、F(已知ρA>ρB>ρC>ρ水>ρD>ρE>ρF)进行实验。当各圆柱体在足够深的水中静止时,实验现象如图(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)所示。
(1)分析比较图中 的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当浸入水中高度相同的圆柱体的密度大于水的密度时,圆柱体静止在容器底部;
(2)①分析比较图中(d)或(e)或(f)的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当 时,圆柱体漂浮在水面上;
②分析比较图中(d)和(e)和(f)的实验现象和相关条件,还可得出的结论是:漂浮在水面上的高度相同的圆柱体, ,其露出水面的高度越大;
(3)他们将容器中的水换成酒精和盐水重新实验,验证了猜想②,在此过程中他们发现漂浮在不同液面上的圆柱体露出液面的高度也不同,于是他们将记录在表格中的实验数据作进一步的分析:
序号
圆柱体的密度ρ圆柱体(千克/米3)
液体的密度ρ液(千克/米3)
圆柱体露出液面的高度h(厘米)
1
400
12.0
2
14.4
3
16.6
4
500
9.0
5
12.0
6
14.8
7
650
4.5
8
8.4
9
12.0
①进一步分析表中数据可得出的结论一: ;
②进一步分析表格中数据可得出的结论二: ;
(4)根据第(3)题中得出的结论,可以推测当圆柱体的密度与液体的密度之比为 时,圆柱体露出液面的高度为零。
【答案】 (a)、(b)、(c) 当浸入水中的实心圆柱体的密度小于水的密度 圆柱体的密度越小 高度相同的圆柱体漂浮在不同液体的液面上时,液体的密度越大,露出液面的体积越多 高度相同的不同圆柱体漂浮在同一种液体的液面上时,圆柱体密度越大时,露出液面的高度越大 1∶1
【详解】(1)[1]分析比较图(a)、(b)、(c)的现象,可知,物体A、B、C静止在容器底部,由已知ρA>ρB>ρC>ρ水可得出的初步结论是:当浸入水中高度相同的圆柱体的密度大于水的密度时,圆柱体静止在容器底部。
(2)①[2]由图(d)、(e)、(f)的现象可知,物体都处于漂浮,由已知ρ水>ρD>ρE>ρF可得出的初步结论是:当浸入水中的实心圆柱体的密度小于水的密度时,圆柱体会漂浮在水面上。
②[3]分析比较图中(d)和(e)和(f)的实验可知:露出水面的高度hD<hE<hF,由于ρD>ρE>ρF,则还可得出的结论是:漂浮在水面上的高度相同的圆柱体,圆柱体的密度越小,其露出水面的高度越大。
(3)①[4]比较表格中同一物体在不同液体中漂浮时的数据可知,高度相同的圆柱体漂浮在不同液体的液面上时,液体的密度越大,露出液面的体积越多。
②[5]比较表格中不同物体在同一液体中漂浮时的数据可知,高度相同的不同圆柱体漂浮在同一种液体的液面上时,圆柱体密度越大时,露出液面的高度越大。
(4)[6]由(3)的现象及相关条件可知:都是漂浮在液面上,高度相同的圆柱体密度越大,排开水的体积越大,露出水面的体积越小,由此可推出:圆柱体的密度与液体的密度之比为1∶1时,圆柱体露出液面的高度为零。
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