内容正文:
2023-2024学年八年级物理上册单元测试卷(人教版)
第十章 浮力 (B卷•培优卷)
(考试时间:80分钟 试卷满分:80分)
注意事项:
1.测试范围:人教版八年级上册第10章。
第Ⅰ卷 选择题
1、 选择题(本题共11小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、(2024年黑龙江龙东)将两个完全相同的小球,分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中,小球静止时两烧杯液面相平,如图所示,下列判断正确的是( )
A. 甲烧杯中液体的密度小
B. 乙烧杯底部受到液体的压强小
C. 甲烧杯中小球受到的浮力大
D. 甲、乙两烧杯对桌面的压力相等
2、(2024年河南)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为、、,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
3、(2024年广东广州)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A. 受到浮力大小变小 B. 受到浮力大小变大
C. 排开液体重力不变 D. 排开液体重力变大
4、(2024年内蒙古赤峰)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为。下列说法正确的是( )
A. 鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为和,它们的关系是
B. 鸡蛋的体积为
C. 鸡蛋的密度为
D. 鸡蛋的密度为
5、(2024福建)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A. 甲图中,水对杯底的压力为 B. 乙图中,草莓的质量为
C. 丙图中,草莓排开水的体积为 D. 丙图中,细针对草莓的压力为
6、(2024年新疆维吾尔自治区 新疆生产建设兵团)人体密度跟水的密度差不多。质量为40kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,则游泳圈浸在水中的体积约为( )
A. B. C. D.
7、小王同学做了下面几个家庭实验,以下说法正确的是( )
A. 图甲,缓慢拉动纸片,鸡蛋未落入杯中,说明鸡蛋不受重力
B. 图甲,快速抽出纸片,鸡蛋落入杯中,说明鸡蛋具有惯性
C. 图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,说明鸡蛋密度大于盐水密度
D. 图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,增加盐水浓度鸡蛋将下沉
8、(2023四川广元)我国第三艘航空母舰“福建舰”满载时的排水量为8万吨。若满载时,“福建舰”匀速直线航行受到的阻力是自身总重力的0.01倍;如果一架舰载机飞离后,“福建舰”排开的海水体积减少。则下列描述中正确的是( )(海水的密度取,g取10N/kg)
A. “福建舰”静止在海面时,水面下15m处海水的压强为
B. “福建舰”满载时,受到的浮力大小为8万吨
C. 飞离“福建舰”的这架舰载机的质量是
D. 满载时,“福建舰”匀速直线航行受到的牵引力大小是
9、 《天工开物》中记载的“六桨课船”(课船:运税银的船)如图所示,关于“六桨课船”下列说法正确的是( )
A. 船桨是一种杠杆
B. “六桨课船”只受浮力作用
C. 船桨是省力杠杆
D. “六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关
10、“奋斗者”号深潜器坐底10909米,创造了中国载人深潜新记录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型,用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G,然后将模型浸没于水中静止(如图所示),弹簧测力计受到的拉力为F,模型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是
A. 拉力F与重力G是一对平衡力
B. 模型所受浮力大小F浮=G-F
C. 模型从图示位置下移,浮力变大
D. 将模型逐渐提离水面,拉力不变
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验探究题(本大题共6个小题,11题8分,12题4分,13题6分,14题5分,15题4分,共27分)
11、(2024年重庆B)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向______的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______。当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关:并通过计算得出所用盐水密度为______;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度______;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:______。
12、(2024年深圳)思考乐田田同学想要测量质量为6.9g的筷子密度,筷子很长,因此田田将筷子分成高度一样的两部分,中间画上一条横线,把筷子一段浸入量筒中,横线在图甲与水面重合时读出体积V1,取出;然后再把筷子另一段放入水中,横线在图乙与水面重合时读出体积V2。
(1)筷子的体积是_________ cm3,思考乐田田同学通过计算得出密度= _________g/cm3;
(2)这样求出的密度_________(填偏大还是偏小);
(3)请帮助思考乐田田同学思考如何用现有装置来改进实验。_________。
13、小明、小刚和小强分别用三种不同的方法测量物体的密度,进行了如下实验设计与操作:
(1)小明用调节好的天平测量萝卜块的质量,天平平衡时,如图甲所示,m= g;将萝卜块浸没在有水的量筒中,如图乙所示,则萝卜块的密度为 kg/m3;
(2)小刚用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜形状如图丙;
①向隔板左侧倒入酱油,发现橡皮膜向右凸,量出液面到橡皮膜中心的深度为10cm;
②向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜 (选填“向左凸”、“继续向右凸”或“恢复原状”)为止;量出水面至橡皮膜中心的深度为11cm,则酱油的密度为 kg/m3();
(3)小强用弹簧测力计挂着石块,做了如图丁两个图的测量,读出弹簧测力计示数分别为F1、F2,则石块受到的浮力表达式F浮= ,密度表达式 (以上两空用F1、F2、等符号表示)。
14、如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮薄膜a、c、b、d,抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮薄膜 的形变可知(填字母),液体内部存在向上的压强。
(2)橡皮薄膜b、d形变相同,说明橡皮薄膜受到的 相同,可知液体内部 压强大小相等。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力将 (选填“变小”“不变”或“变大”),理由 。
15、周末,小丽帮妈妈洗水果的时候发现枣漂浮在水面上,而小番茄沉入水底,于是猜想:浸在液体中的物体受到的浮力大小可能与物体的密度有关?请选择合适的物品帮小丽设计实验并探究她所提出的问题:
所选物品: ;
实验步骤: ;
现象及结论: 。
三、综合应用题(本大题共7个小题,16题4分,17题8分,18题4分,19题2分,20题5分,共23分)
16、小明在成长笔记中记录了如下错题,请你帮他找出错误之处,分析错误的原因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
可回收垃圾投放前应保持清洁干燥。小明在清洗金属材质的空鞋油管时,发现挤瘪的空鞋油管沉在水底(如图甲所示),而将它撑鼓后却浮在水面(如图乙所示)。甲图中鞋油管所受的浮力__小于___它排开水所受的重力,甲图中鞋油管所受的浮力_等于____图乙中鞋油管所受的浮力
分析:在图甲中,鞋油管沉在水底,所受的浮力小于它排开水所受的重力;同一空鞋油管做成不同形状的物体,体积不变,排开液体的相同,甲图中鞋油管所受的浮力等于图乙中鞋油管所受的浮力。
错误之处:
错因分析:
正确解答:
17.阅读短文,回答问题:
中国载人深潜新坐标——“奋斗者号”
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者号”载人深潜器于2020年11月28日,成功潜入海底10909米,再次向世界展示中国力量!
普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重,从而控制其下潜或上浮的,但万米深度,海水压强很大,深潜器无法产生这么大的高压将舱内海水排出,为了实现下潜和上浮,“奋斗者号”带了4块压载铁,总质量为,当“奋斗者号”准备上浮时,它会抛掉压载铁.压载铁所受重力与其浮力的差值等于它能为深潜器提供的额外浮力,为帮助上浮,“奋斗者”号还穿有一件“救生衣”--浮力块,它对深潜器能产生的额外浮力等于它自身所受浮力与重力之差,浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠,在海水高盐环境下,材料必须耐腐蚀,海面下复杂的水流会不断冲刷,因此材料还必须耐磨。
深潜器需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,另外也要使自身重力分布均匀.如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理设计压载铁、浮力块等物体的放置位置,已知“奋斗者”号体积约为,空载时质量约为,其前端有三个观察窗,每个观察窗的表面积大约是。(设海水的密度)
(1)当“奋斗者”号深潜器需要回到水面时,在深海中需要通过抛掉压载铁实现上浮,而不能像普通潜艇那样采用排水的方法实现上浮,原因可能是: ;
(2)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在从水面下10米下潜至深度为的过程中,所受海水的压强逐渐 ,所受浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)深潜器下潜至深处时,海水压强为 ,一个观察窗所受到的海水压力为 N;
(4)下列四幅图中,压载铁和浮力块的放置位置最合理的是 ;
(5)若把“奋斗者”号携带的压载铁全部抛掉,则将会为“奋斗者”号提供 N的额外浮力;
(6)如下图“奋斗者”号在完成探测任务上浮到水面后,“探索一号”科考船对其进行了回收,小亮在实验室模拟了这一过程,通过实验,小亮发现当A物块回收放置在B物块上后,水面将 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
18、煮饺子时,饺子刚下锅时,是沉入水底的,过了一会,饺子煮熟了,就会浮上来,这是为什么?
19、如图所示,在斜面上的杯中悬浮着一个重力为3N的小球,请作出小球所受的浮力和重力的示意图。
20、随着生态环境的改善,我省化隆县群科镇黄河边成了天鹅的栖息地。某只天鹅的质量为9kg,若该天鹅每只脚掌与地面的接触面积为200cm2,g取10N/kg。求:
(1)这只天鹅双脚站立在水平地面时,其对地面的压强是多少?
(2)当这只天鹅漂浮在河面时,其浸在河水中的体积是多少?
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2023-2024学年八年级物理上册单元测试卷(人教版)
第十章 浮力 (B卷•培优卷)
(考试时间:80分钟 试卷满分:80分)
注意事项:
1.测试范围:人教版八年级上册第10章。
第Ⅰ卷 选择题
1、 选择题(本题共11小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、(2024年黑龙江龙东)将两个完全相同的小球,分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中,小球静止时两烧杯液面相平,如图所示,下列判断正确的是( )
A. 甲烧杯中液体的密度小
B. 乙烧杯底部受到液体的压强小
C. 甲烧杯中小球受到的浮力大
D. 甲、乙两烧杯对桌面的压力相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,,,所以,小球静止时两烧杯液面相平,根据可知,乙烧杯底部受到液体的压强小,故A错误,B正确;
C.小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,浮力都等于重力,所以浮力相等,故C错误;
D.甲液体密度大于乙液体密度,从图中可知,甲液体的体积大于乙液体的体积,根据可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,烧杯质量相同,小球质量相同,根据
可知,甲烧杯对桌面的压力较大,故D错误。
故选B。
2、(2024年河南)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为、、,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,船在图中甲、乙、丙排开水的体积,根据阿基米德原理可知船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力。
故选B。
3、(2024年广东广州)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A. 受到浮力大小变小 B. 受到浮力大小变大
C. 排开液体重力不变 D. 排开液体重力变大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,排开水的体积不变,根据可知,潜水艇受到的浮力变小,因此与a处相比,潜水艇在b处受到浮力大小变小,故A符合题意,B不符合题意;
CD.根据阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,由于潜水艇受到的浮力变小,所以潜水艇排开液体的重力变小,即与a处相比,潜水艇在b处排开液体重力变小,故CD不符合题意。
故选A。
4、(2024年内蒙古赤峰)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为。下列说法正确的是( )
A. 鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为和,它们的关系是
B. 鸡蛋的体积为
C. 鸡蛋的密度为
D. 鸡蛋的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.鸡蛋在水中沉底,浮力小于重力,鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,所以F1<F2,故A错误;
B.鸡蛋在水中沉底,排开水的体积等于鸡蛋的体积,由阿基米德原理可得,鸡蛋的体积
故B正确;
CD.鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,即
F浮=G2=G鸡蛋
鸡蛋的质量
鸡蛋密度
故CD错误。
故选B。
5、(2024福建)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A. 甲图中,水对杯底的压力为 B. 乙图中,草莓的质量为
C. 丙图中,草莓排开水的体积为 D. 丙图中,细针对草莓的压力为
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中,水的重力为
由于杯子不是柱体,所以水对杯底的压力小于水的重力,即
故A错误;
B.乙图中,草莓漂浮,受到的浮力等于草莓的重力,即,根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力等于排开水的重力,即
所以草莓的质量为
故B错误;
C.根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力
草莓浸没时排开水的体积
故C正确;
D.丙图中,草莓受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向下的细针的压力,根据力的平衡条件可知,细针对草莓的压力
故D错误。
故选C。
6、(2024年新疆维吾尔自治区 新疆生产建设兵团)人体密度跟水的密度差不多。质量为40kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,则游泳圈浸在水中的体积约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】人体密度跟水的密度差不多,因此小明在水中悬浮,浮力等于重力
排开水的体积等于小明的体积
当小明带着游泳圈时,漂浮,浮力仍等于他的重力,排开水的总体积也仍为40dm3,小明浸入,即30dm3,则游泳圈排开水体积为10dm3。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7、小王同学做了下面几个家庭实验,以下说法正确的是( )
A. 图甲,缓慢拉动纸片,鸡蛋未落入杯中,说明鸡蛋不受重力
B. 图甲,快速抽出纸片,鸡蛋落入杯中,说明鸡蛋具有惯性
C. 图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,说明鸡蛋密度大于盐水密度
D. 图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,增加盐水浓度鸡蛋将下沉
答案:B
解析:A.图甲中,缓慢拉动纸片,鸡蛋未落入杯中,是因为鸡蛋受到摩擦力的作用,随纸片一起运动,而在地球表面的物体都受到重力的作用,故A错误;
B.快速抽出纸片,鸡蛋由于惯性会保持原来的运动状态:即静止状态,不随纸片运动,所以会掉入杯中,故B正确;
C.图乙中,鸡蛋悬浮在盐水中,是因为鸡蛋与盐水的密度相同,故C错误;
D.增加鸡蛋悬浮着的盐水浓度,那么盐水的密度越大,而鸡蛋的体积不变,则排开盐水的体积不变,据阿基米德原理知,鸡蛋所受的浮力变大,则鸡蛋会上浮,故D错误。
故选B。
8、(2023四川广元)我国第三艘航空母舰“福建舰”满载时的排水量为8万吨。若满载时,“福建舰”匀速直线航行受到的阻力是自身总重力的0.01倍;如果一架舰载机飞离后,“福建舰”排开的海水体积减少。则下列描述中正确的是( )(海水的密度取,g取10N/kg)
A. “福建舰”静止在海面时,水面下15m处海水的压强为
B. “福建舰”满载时,受到的浮力大小为8万吨
C. 飞离“福建舰”的这架舰载机的质量是
D. 满载时,“福建舰”匀速直线航行受到的牵引力大小是
答案:C
解析:A.“福建舰”静止在海面时,水面下15m处海水的压强为
故A错误;
B.辽宁舰满载并静止在水面上时,受到的浮力大小等于排开水的重力,即
故B错误;
C.当舰载机飞离航母后总重力减小,故排开水的体积减小,减小排开液体的重力等于舰载机的重力,即
由得,舰载机的质量是
故C正确;
D.“福建舰”漂浮时,重力等于浮力
满载时,“福建舰”匀速直线航行受到的牵引力大小是
故D错误。
故选C。
9、 《天工开物》中记载的“六桨课船”(课船:运税银的船)如图所示,关于“六桨课船”下列说法正确的是( )
A. 船桨是一种杠杆
B. “六桨课船”只受浮力作用
C. 船桨是省力杠杆
D. “六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关
【答案】A
【解析】
【详解】A.船桨相当于费力杠杆,故A正确;
B.“六桨课船”受浮力与重力作用,故B错误;
C.船桨动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C错误;
D.运载税银的质量越大,船的总质量越大,船的总重力越大,船漂浮在水面,受到的浮力等于船的总重力,由得,运载税银的质量越大,“六桨课船”浸入水中的体积越大,故D错误。
故选A。
10、“奋斗者”号深潜器坐底10909米,创造了中国载人深潜新记录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型,用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G,然后将模型浸没于水中静止(如图所示),弹簧测力计受到的拉力为F,模型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是
A. 拉力F与重力G是一对平衡力
B. 模型所受浮力大小F浮=G-F
C. 模型从图示位置下移,浮力变大
D. 将模型逐渐提离水面,拉力不变
答案:B
解析:解:A、图中深潜器模型受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,模型在这三个力的作用下处于静止和状态,拉力与重力大小不相等,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、由称重法知模型所受浮力大小为,故B正确;
C、模型从图示位置下移,由于排开水的体积不变,根据阿基米德原理知浮力不变,故C错误;
D、将模型逐渐提离水面时,排开水的体积逐渐减小,根据阿基米德原理知浮力变小,由称重法知拉力逐渐增大,故D错误。
故选:。
平衡力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上;
由称重法知模型所受浮力大小;
模型从图示位置下移,排开水的体积不变,根据阿基米德原理判断出浮力的变化;
将模型逐渐提离水面时,排开水的体积逐渐减小,根据阿基米德原理判断出浮力的变化,由称重法判断出拉力的变化。
本题考查了平衡力的判断、称重法的利用以及阿基米德原理的应用,是一道综合题,但难度不大。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验探究题(本大题共6个小题,11题8分,12题4分,13题6分,14题5分,15题4分,共27分)
11、(2024年重庆B)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向______的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______。当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关:并通过计算得出所用盐水密度为______;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度______;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:______。
【答案】 ①. 上 ②. 增大 ③. 0.3 ④. 越大 ⑤. 无关 ⑥. 1.1 ⑦. 不变 ⑧. 没有控制物体排开液体的体积相同
【解析】
【详解】(1)[1]将物块部分浸入水中时,物体受到竖直向下的重力、弹簧测力计对它向上的拉力、水对物体的作用力,由于弹簧测力计的示数减小,则水对物体的作用力为竖直向上,即竖直向上的浮力。
[2]物块部分浸入水中后,由于物体排开液体使液面上升, 即容器底的深度变大,则水对容器底部的压强变大,即水对容器底部的压强比放入物块前大。
[3]当测力计示数如图甲所示时,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.4N,则浮力
(2)[4]由图甲、乙、丙所示实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,由此可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
[5]观察丙、丁两图可知,物体完全浸没于液体中,排开液体的体积不变,物体在水中的深度增加,弹簧测力计示数不变,受到的浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。
(3)[6]物体的重力为2.7N,浸没在水中时弹簧测力计示数为1.7N,物体受到的浮力
排开水的体积
当物体完全浸没在盐水中时,受到的浮力
物体排开盐水的体积等于排开水的体积,盐水的密度
[7]在实验前,弹簧测力计并未调零,由于浮力是弹簧测力计的两次示数之差,所以计算得到的浮力是准确的,则算出的盐水密度不变。
(4)[8]要探究物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关,需控制物体排开液体的体积、液体的密度相同,小王同学将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,则在改变深度的同时,物体排开液体的体积也改变了,故该方案不合理之处是没有控制物体排开液体的体积相同。
12、(2024年深圳)思考乐田田同学想要测量质量为6.9g的筷子密度,筷子很长,因此田田将筷子分成高度一样的两部分,中间画上一条横线,把筷子一段浸入量筒中,横线在图甲与水面重合时读出体积V1,取出;然后再把筷子另一段放入水中,横线在图乙与水面重合时读出体积V2。
(1)筷子的体积是_________ cm3,思考乐田田同学通过计算得出密度= _________g/cm3;
(2)这样求出的密度_________(填偏大还是偏小);
(3)请帮助思考乐田田同学思考如何用现有装置来改进实验。_________。
【答案】 ①. 6 ②. 1.15 ③. 偏大 ④. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]筷子一段浸入量筒中,由图甲可知,体积是44mL,原来水的体积是40mL,筷子一段体积
V1=44mL-40mL=4mL=4cm3
由图乙可知,体积是42mL,原来水的体积是40mL,筷子一段体积
V2=42mL-40mL=2mL=2cm3
筷子的体积是
V=V1+V2=4cm3+2cm3=6cm3
[2]筷子密度
(2)[3]第一次将筷子取出,筷子带出一部分水,水的体积减小,小于40mL,再把筷子另一段放入水中,求筷子的体积时还按照原来水的体积是40mL,得到体积减小,质量不变,由密度的公式可知密度偏大。
(3)[4]将筷子另一段放入水中之前,把量筒中的水补充到40mL刻度处,这样测量的体积比较准确,得到的密度比较准确。
13、小明、小刚和小强分别用三种不同的方法测量物体的密度,进行了如下实验设计与操作:
(1)小明用调节好的天平测量萝卜块的质量,天平平衡时,如图甲所示,m= g;将萝卜块浸没在有水的量筒中,如图乙所示,则萝卜块的密度为 kg/m3;
(2)小刚用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜形状如图丙;
①向隔板左侧倒入酱油,发现橡皮膜向右凸,量出液面到橡皮膜中心的深度为10cm;
②向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜 (选填“向左凸”、“继续向右凸”或“恢复原状”)为止;量出水面至橡皮膜中心的深度为11cm,则酱油的密度为 kg/m3();
(3)小强用弹簧测力计挂着石块,做了如图丁两个图的测量,读出弹簧测力计示数分别为F1、F2,则石块受到的浮力表达式F浮= ,密度表达式 (以上两空用F1、F2、等符号表示)。
【答案】(1) 13.2 1.32×103
(2) 恢复原状 1.1×103
(3) F1-F2
【详解】(1)[1]由图甲可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为3.2g,则萝卜块的质量
[2]由乙图可知,量筒的分度值为2mL,量筒中水的体积为50mL,量筒中水和萝卜块的总体积为60mL,则萝卜块的体积
V萝卜=60mL-50mL=10mL=10cm3
则萝卜块的密度
(2)[1]向隔板左侧倒入10cm酱油,向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜恢复原状,则橡皮膜左右两侧液体压强相等,由液体压强公式,便于计算酱油的密度。
[2]向隔板左侧倒入10cm酱油,向隔板右侧倒入11cm水,橡皮膜恢复原状,则橡皮膜左右两侧液体压强相等,即
由液体压强公式可得
代入数据可得酱油的密度
(3)[1]由图丁可知,弹簧测力计挂着石块,弹簧测力计示数为F1,则石块的重力
G=F1弹簧测力计挂着石块浸没在水中,弹簧测力计示数为F2,则由称重法可得,石块受到的浮力
[2]由阿基米德原理可得石块的体积
石块的密度
14、如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮薄膜a、c、b、d,抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮薄膜 的形变可知(填字母),液体内部存在向上的压强。
(2)橡皮薄膜b、d形变相同,说明橡皮薄膜受到的 相同,可知液体内部 压强大小相等。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力将 (选填“变小”“不变”或“变大”),理由 。
【答案】(1)c
(2) 压强 同一个深度向各个方向的
(3) 变小 塑料盒排开水的体积减小
【详解】(1)实验中,我们通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部向各个方向都有压强,当橡皮膜c向上凸起时,说明液体内部存在向上的压强
(2)[1][2]橡皮膜b、d位于正方体塑料盒对称的位置,且处于水中相同深度,若橡皮膜b、d的形变程度相同,说明液体内部同一深度处各个方向压强大小相等。
(3)[1][2]不断增大塑料盒浸没后的深度,各橡皮膜受到的压强不断增大,形变程度不断增大,塑料盒的体积不断减小,浸没后也减小,由公式可知,塑料盒受到的浮力变小。
15、周末,小丽帮妈妈洗水果的时候发现枣漂浮在水面上,而小番茄沉入水底,于是猜想:浸在液体中的物体受到的浮力大小可能与物体的密度有关?请选择合适的物品帮小丽设计实验并探究她所提出的问题:
所选物品: ;
实验步骤: ;
现象及结论: 。
【答案】 见解析 见解析 见解析
【详解】[1]实验器材:要探究浮力大小与物体的密度是否有关,要控制物体排开液体的体积相同,因此需要体积相同的铜块和铁块,以及弹簧测力计、水、烧杯、细棉线。
[2]实验步骤:
1、用弹簧测力计测出铜块和铁块的重力为 G1、G2;
2、用弹簧测力计分别挂着铜块和铁块浸没在水中,记录弹簧测力计的示数分别为 F1、F2。
[3]现象及结论:
若G1-F1=G2-F2,说明其它条件相同时,铜块和铁块的浮力相同,即浮力的大小与物体的密度无关;若G1-F1≠G2-F2,说明其它条件相同时,铜块和铁块的浮力不同,说明浮力的大小与物体的密度有关。
三、综合应用题(本大题共7个小题,16题4分,17题8分,18题4分,19题2分,20题5分,共23分)
16、小明在成长笔记中记录了如下错题,请你帮他找出错误之处,分析错误的原因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
可回收垃圾投放前应保持清洁干燥。小明在清洗金属材质的空鞋油管时,发现挤瘪的空鞋油管沉在水底(如图甲所示),而将它撑鼓后却浮在水面(如图乙所示)。甲图中鞋油管所受的浮力__小于___它排开水所受的重力,甲图中鞋油管所受的浮力_等于____图乙中鞋油管所受的浮力
分析:在图甲中,鞋油管沉在水底,所受的浮力小于它排开水所受的重力;同一空鞋油管做成不同形状的物体,体积不变,排开液体的相同,甲图中鞋油管所受的浮力等于图乙中鞋油管所受的浮力。
错误之处:在图甲中,鞋油管沉在水底,所受的浮力小于它排开水所受的重力.阿基米德原理理解错误。
甲图中鞋油管所受的浮力等于图乙中鞋油管所受的浮力。排开液体的体积理解错误
错因分析:阿基米德原理的内容:物体所受的浮力的大小等于它排开液体所受的重力.
物体排开液体的体积不一定等于物体的体积
正确解答:
由阿基米德原理可知,鞋油管所受浮力等于它排开水所受的重力
同一空鞋油管做成不同形状的物体,空鞋油管的质量不变,由G=mg可得,二者所受的重力相等,即G甲=G乙;甲中鞋油管沉入水底,则F甲<G甲,乙中鞋油管漂浮在水面上,则F乙=G乙,所以F甲<F乙。
17.阅读短文,回答问题:
中国载人深潜新坐标——“奋斗者号”
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者号”载人深潜器于2020年11月28日,成功潜入海底10909米,再次向世界展示中国力量!
普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重,从而控制其下潜或上浮的,但万米深度,海水压强很大,深潜器无法产生这么大的高压将舱内海水排出,为了实现下潜和上浮,“奋斗者号”带了4块压载铁,总质量为,当“奋斗者号”准备上浮时,它会抛掉压载铁.压载铁所受重力与其浮力的差值等于它能为深潜器提供的额外浮力,为帮助上浮,“奋斗者”号还穿有一件“救生衣”--浮力块,它对深潜器能产生的额外浮力等于它自身所受浮力与重力之差,浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠,在海水高盐环境下,材料必须耐腐蚀,海面下复杂的水流会不断冲刷,因此材料还必须耐磨。
深潜器需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,另外也要使自身重力分布均匀.如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理设计压载铁、浮力块等物体的放置位置,已知“奋斗者”号体积约为,空载时质量约为,其前端有三个观察窗,每个观察窗的表面积大约是。(设海水的密度)
(1)当“奋斗者”号深潜器需要回到水面时,在深海中需要通过抛掉压载铁实现上浮,而不能像普通潜艇那样采用排水的方法实现上浮,原因可能是: ;
(2)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在从水面下10米下潜至深度为的过程中,所受海水的压强逐渐 ,所受浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)深潜器下潜至深处时,海水压强为 ,一个观察窗所受到的海水压力为 N;
(4)下列四幅图中,压载铁和浮力块的放置位置最合理的是 ;
(5)若把“奋斗者”号携带的压载铁全部抛掉,则将会为“奋斗者”号提供 N的额外浮力;
(6)如下图“奋斗者”号在完成探测任务上浮到水面后,“探索一号”科考船对其进行了回收,小亮在实验室模拟了这一过程,通过实验,小亮发现当A物块回收放置在B物块上后,水面将 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】(1)万米深度,海水压强很大,深潜器无法产生这么大的高压将舱内海水排出
(2) 变大 不变
(3) 108 2×107
(4)B
(5)2.6×105
(6)不变
【详解】(1)根据文意可知,“奋斗者”号深潜器不能像普通潜艇那样采用排水的方法实现上浮,是因为万米深度,海水压强很大,深潜器无法产生这么大的高压将舱内海水排出。
(2)[1]根据液体压强的特点可知,深度越深,压强越大,因此“奋斗者号”在从水面下10米下潜至深度为的过程中,所受海水的压强逐渐变大。
[2]“奋斗者号”完全浸没在液体中,排开液体的体积不变,因此下潜过程中浮力不变。
(3)[1]深潜器下潜至深处时,海水压强为
[2]一个观察窗所受到的海水压力为
(4)潜水器在下潜或上浮的过程中要保持平衡状态,所以压载块在下面,浮力块在上面,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(5)已知“奋斗者”号体积约为,完全浸没后受到的浮力为
“奋斗者”自身的重力为
则将会为“奋斗者”号提供的额外浮力为
(6)A物块漂浮,浮力等于其重力,当A物块回收放置在B物块上后,浮力的大小不变,因此液面保持不变。
18、煮饺子时,饺子刚下锅时,是沉入水底的,过了一会,饺子煮熟了,就会浮上来,这是为什么?
【答案】见解析
【详解】水饺刚下锅时,浮力小于重力,会沉在水底;饺子在水中煮一会儿,因为饺子受热膨胀,体积增大,根据阿基米德原理知道饺子受到水的浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来。
19、如图所示,在斜面上的杯中悬浮着一个重力为3N的小球,请作出小球所受的浮力和重力的示意图。
【答案】
【详解】小球处于悬浮状态,受到的浮力等于重力,大小均为3N,浮力竖直向上,重力竖直向下,力的作用点都画在它的重心,故作图如下:
20、随着生态环境的改善,我省化隆县群科镇黄河边成了天鹅的栖息地。某只天鹅的质量为9kg,若该天鹅每只脚掌与地面的接触面积为200cm2,g取10N/kg。求:
(1)这只天鹅双脚站立在水平地面时,其对地面的压强是多少?
(2)当这只天鹅漂浮在河面时,其浸在河水中的体积是多少?
.解析:(1)天鹅的重力为:
G=mg=9kg×10N/kg=90N
F=G=90N
(2)∵天鹅漂浮在河面上,
∴F浮=G=90N
又F浮=P水gV排
∴
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