第8章 浮力 【A卷 达标卷】-2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练(鲁科版五四学制2024)
2025-05-28
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内容正文:
2023-2024学年八年级物理下册单元测试卷(鲁科版2024)
第八章 浮力 (A卷•考点达标卷)
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:鲁科版2024八年级下册第八章一、单项选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.重5牛的物体浸入一盛有水的容器中,受到的浮力为2牛,该物体排开水的重力( )
A.等于5牛 B.小于2牛
C.等于3牛 D.等于2牛
2.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”。如图所示,某潜水艇在a处所受浮力大小为Fa,排开液体重力为Ga,其驶入低密度海水区, “掉深”到b处,此时所受浮力为Fb,排开液体重力为Gb,则下列选项正确的是( )
A.Fa=Fb B.Fa<Fb C.Ga=Gb D.Fa>Gb
3.水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有两种不同液体,将两个质量相等的小球A、B(VA>VB)分别放入两种液体中,两球静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平,则下列说法正确的是( )
A.A球受到的浮力大于B球受到的浮力
B.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
C.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
D.放入小球前后,甲乙容器底部受到的液体压强变化量相等
4.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为0.5N
B.金属块的密度为
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为1.5N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为
5.将冰块轻轻放入水平桌面上盛满煤油的烧杯中,冰块静止时如图所示()。下列分析不正确的是( )
A.放入冰块后,烧杯对桌面的压力变大
B.冰块完全熔化后,杯中液面高度下降
C.冰块完全熔化后,杯底受到液体的压强变大
D.冰块完全熔化后,煤油的密度变大
6.盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中处于漂浮状态如图甲所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙图中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
B.甲图容器对地面的压强大于乙图容器对地面的压强
C.土豆沉底后,水对碗减少的浮力等于乙图中水对土豆的浮力
D.甲图容器中的水对容器底部的压力大于乙图容器中的水对容器底部的压力
7.如图所示,从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃,下列说法正确的是( )
A.7103救生艇未入水前会受到空气浮力
B.蛟龙号浸没在水中下潜时受到的浮力越来越大
C.深海勇士号匀速下潜的过程中机械能不变
D.奋斗者号圆柱形船身是为了减小水的压强
8.两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计放入两液体中,静止后液面相平如图(a)、(b)所示。下列说法错误的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.密度计在甲、乙液体中所受的浮力相等
C.乙液体对容器底的压力大
D.密度计排开甲、乙两种液体的质量相等
9.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.不受水的压力,受浮力 B.受到水的压力,不受浮力
C.既受水的压力,也受浮力 D.不受水的压力,也不受浮力
10.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.土豆受到的浮力小于它自身的重力
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求。
11.如图甲所示,将一底面积为的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平.木块底部受到水的压强p随容器中水的深度h的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(,)( )
A.木块的重力是24N B.木块的体积是
C.木块完全浸没后受到的浮力是40N D.木块的密度是
12.如图所示为“受水型水钟”模型,利用“滴水等时性”进行计时。它的主要结构包括:漏水容器、接水容器、浮标和钟盘等。(忽略齿轮间摩擦)下列有关计时过程说法正确的是( )
A.接水容器与漏水容器构成连通器
B.浮标受到的浮力不变
C.接水容器底部受到水的压强一直变大
D.溢水口有水流出,可以保证漏水口水滴速度不变
13.如图所示,小明利用一根吸管制作一个简易密度计,下列说法中正确的是( )
A.这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,排开液体的重力相同
B.这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体密度越大,它露出液面部分长度越长
C.如图乙所示为设计好的密度计的一部分,刻度上至A下至B,量程为。若把它放到某种液体中,液面恰好在AB的中点C,这种液体的密度比AB密度的平均值大
D.若将A上方剪掉,该密度计C处对应的刻度将变小
14.如图甲所示,水平桌面上放着盛有水的柱形容器,在容器上方的弹簧测力计下悬挂着一个实心圆柱体,将圆柱体缓慢浸入水中。记录圆柱体下表面到水面的距离和弹簧测力计的示数,并根据记录的数据画出图像,如图乙所示。圆柱体浸入水的过程中,始终不与容器接触且容器中的水未溢出。已知水的密度为,。关于该过程下列说法中正确的是( )
A.圆柱体所受的重力为4N
B.圆柱体受到浮力的最大值为2.5N
C.圆柱体的密度约为
D.从0增大到7.5cm的过程中,桌面受到容器的压力先增大后保持不变
15.某人用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。如图所示,对钓鱼过程的下列几种解释,正确的是( )
A.鱼离开水面后,鱼不受水的浮力
B.鱼离开水面后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重
C.鱼离开水面后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
D.鱼离开水面后,鱼的重力没变
三、非选择题:本题共12小题,共60分。
16.发生火灾时,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离。这是因为含有有害物质的空气温度较高,密度 (选填“较大”、“不变”、“较小”),大量聚集在房间的 (选填“下方”、“中间”、“上方”)。
17.我国研制的096战略核潜艇,它在海面航行时排水量为,浸没时的排水量为,最大下潜深度可达,位居世界第一。当096艇悬浮待命时,受到的浮力为 ,下潜过程中,海水对潜艇底部的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)(取)
18.一只轻质极薄的小塑料袋,袋内装满水(袋内无空气)且水的质量为200g,将其浸没在水中,静止时如图所示,则此时盛水的小塑料袋受到的浮力其大小为 N。若杯内水深10cm,则杯底受到水的压强是 Pa。
19.中国制造的“和平方舟”号大型医院船,被誉为守卫和平的友谊使者。“和平方舟”号满载时总重为1.4×108N,当它满载在海上航行时所受浮力为 N,在某次执行任务过程中,它从大西洋驶入海水密度更小的印度洋时,吃水深度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
20.如图所示,重为10牛的小球漂浮在水面上,请用力的图示法画出小球受到的浮力。
21.烧杯在斜面上静止不动,小球静止在水面上,画出小球受到的浮力和烧杯对斜面的压力示意图。
22.体积为的物块浸没在水中,求物块受到的浮力。
23.如图所示,将一块质量为,体积为的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中()。求:
(1)石块所受浮力;
(2)细线对石块的拉力。
24.一底面积为200cm2、足够高的薄壁柱形容器,内装有足够多的水,静止置于水平桌面上。现在用细线吊着体积为1000cm3的实心正方体A,A的重力为14N,使其一半体积浸入水中静止,如图所示。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)A物体的密度;
(2)此时细线对A物体的拉力;
(3)将细线剪断,把容器中的水全部倒出,然后用轻质细杆连接在A的上表面中间,竖直放入容器底部,再向容器中缓慢加入25cm深的工业液体,稳定后,用细杆将A在竖直方向移动2.5cm后,此时细杆的作用力大小为8N,求工业液体可能的密度。
25.如图所示小明进行了“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图A所示,用调节好的弹簧测力计测出合金块在空气中的重力为 N;
(2)对比图A、B、C可以得出:浮力的大小与排开液体的 有关;对比图A、D、E可以得出:浮力的大小与 有关;
(3)图E中盐水的密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
26.在北京奥运会上获得比赛前三名的选手都将挂上既体现奥运理念,又体现中华民族特色的奖牌——用一种玉石制作然后分别镀上金、银、铜而成的奖牌。小阳是个爱动脑筋的孩子,当他得到一小块制作奥运奖牌余下的玉石材料后,立即着手利用家里的弹簧测力计测这种材料的密度。请你和小阳一起来完成测量过程。(g取10N/kg)
(1)如图1所示用细线拴住玉石块,用弹簧秤测出其所受重力,这时弹簧测力计示数是 N,从而可计算出玉石块的质量。
(2)如图2所示让玉石块完全浸入水中,从图中弹簧测力计的示数可计算出玉石块所受的浮力是 N,石块的体积是 m3。
(3)利用以上测量数据可计算出玉石块的密度是 kg/m3。
27.如图所示,小红和小枫同学为了探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体石块、小桶、细线等器材进行实验,按照A、B、C、D的顺序做了如下实验:
(1)按照上述顺序的实验步骤所测 (选填“浮力”或“排开液体所受重力”)偏小,更合理的实验顺序是 。从步骤A到步骤B,水对溢水杯底部的压强 (选填“变小”“变大”或“不变”)。
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理。设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是、、、,如果关系式 (用字母表达式表示)成立,即可验证阿基米德原理。
(3)为使实验结论具有科学性,接下来他们还应该用 (选填“相同”或“不同”)的液体重新实验。
(4)他们还发现通过上述实验收集到的测量数据可以测出金属块的密度,某次实验过程中记录的A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是1.8N、1.6N、0.5N、0.3N,则金属块的质量为 kg,金属块的密度为 ,(,)
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2023-2024学年八年级物理下册单元测试卷(鲁科版2024)
第八章 浮力 (A卷•考点达标卷)
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:鲁科版2024八年级下册第八章
一、单项选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.重5牛的物体浸入一盛有水的容器中,受到的浮力为2牛,该物体排开水的重力( )
A.等于5牛 B.小于2牛
C.等于3牛 D.等于2牛
【答案】D
【详解】由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,重5牛的物体浸入一盛有水的容器中,受到的浮力为2牛,则物体排开水的重力等于其受到的浮力,为2N。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.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”。如图所示,某潜水艇在a处所受浮力大小为Fa,排开液体重力为Ga,其驶入低密度海水区, “掉深”到b处,此时所受浮力为Fb,排开液体重力为Gb,则下列选项正确的是( )
A.Fa=Fb B.Fa<Fb C.Ga=Gb D.Fa>Gb
【答案】D
【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,即Fa>Fb;故AB错误;
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,即Ga>Gb;又因为Fa=Ga,所以,Fa>Gb;故C错误,D正确。
故选D。
3.水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有两种不同液体,将两个质量相等的小球A、B(VA>VB)分别放入两种液体中,两球静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平,则下列说法正确的是( )
A.A球受到的浮力大于B球受到的浮力
B.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
C.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
D.放入小球前后,甲乙容器底部受到的液体压强变化量相等
【答案】D
【详解】A.A、B两球的质量相等,则重力也相等,由于A在甲中处于悬浮状态,则浮力等于自身重力,B在乙总处于漂浮状态,浮力也等于自身重力,所以两球受到的浮力相等,故A错误;
BC.由于A的体积大于B的体积,而质量相等,由知,ρA<ρB,而A在甲中悬浮,则ρA=ρ甲;B在乙中漂浮,则ρB<ρ乙,可知ρ甲<ρ乙,而甲中液体的体积小于乙中液体的体积,由知,甲中液体的质量小于乙中液体的质量,可知甲中液体的重力小于乙中液体的重力,又容器相同,两容器对桌面的压力等于容器、液体、球的总重力,所以甲对桌面的压力小于乙对桌面的压力,故BC错误;
D.放入小球前后,甲乙容器底部受到的压力变化量都等于球的重力,压力变化量相等,而容器底面积也相等,由知,放入小球前后,甲乙容器底部受到的液体压强变化量相等,故D正确。
故选D。
4.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为0.5N
B.金属块的密度为
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为1.5N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为
【答案】B
【详解】A.由图像可知,当h为0~10cm时,弹簧测力计示数为2.0N,此时金属块处于空气中,由称重法可知,金属块的重力为
故A错误;
BC.由图像可知,当h为20cm时,金属块刚好完全浸没在水中,此时,弹簧测力计示数为1.5N,由称重法测浮力可知,金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为
由公式可知,金属块的体积为
金属块的密度为
故B正确,C错误;
D.由图像可知,当h为10cm时,金属块下底面刚开始接触水面,当h为20cm时,金属块刚好完全浸没在水中,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,金属块恰好完全浸没时,金属块下底面处水的深度为
20cm-10cm=10cm=0.1m
此时,金属块下底面所受水的压强为
故D错误。
故选B。
5.将冰块轻轻放入水平桌面上盛满煤油的烧杯中,冰块静止时如图所示()。下列分析不正确的是( )
A.放入冰块后,烧杯对桌面的压力变大
B.冰块完全熔化后,杯中液面高度下降
C.冰块完全熔化后,杯底受到液体的压强变大
D.冰块完全熔化后,煤油的密度变大
【答案】D
【详解】A.放入冰块会有等体积的煤油溢出,原来烧杯对桌面的压力等于煤油和烧杯的总重力,放入冰块后,烧杯对桌面的压力等于剩余煤油、冰块和烧杯的总重力,因为冰块的重力大于排开煤油的重力,所以烧杯对桌面的压力变大,故A正确,不符合题意;
B.当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,即m水=m冰,所以
ρ水V冰化水=ρ冰V冰
所以
因为,冰在煤油中是沉底的,所以冰块排开液体的体积V排=V冰,所以V冰化水<V排,所以冰块完全熔化后,杯中液面高度下降,故B正确,不符合题意;
C.冰块静止时沉底,由浮沉条件可得
F浮< G冰
因烧杯为柱形容器,且力的作用是相互的,则此时杯底受到煤油的压力为
F= G煤油+F浮< G煤油+G冰
冰块完全熔化为水后,体积减小,则液体不会溢出,此时杯中液体对杯底的压力为
F′= G煤油+ G水
冰熔化为水后质量不变,重力不变,即
G水=G冰
则
F′= G煤油+ G冰
综上可知F<F′,即冰块完全熔化后与冰块静止时相比,杯中液体对杯底的压力变大,受力面积不变,根据可知,烧杯底部受到液体的压强变大,故C正确,不符合题意;
D.水和煤油不相容,冰块完全熔化后,煤油的密度不变,故D错误,符合题意。
故选D。
6.盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中处于漂浮状态如图甲所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙图中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
B.甲图容器对地面的压强大于乙图容器对地面的压强
C.土豆沉底后,水对碗减少的浮力等于乙图中水对土豆的浮力
D.甲图容器中的水对容器底部的压力大于乙图容器中的水对容器底部的压力
【答案】D
【详解】A.乙图中,碗处于漂浮状态,土豆沉底,由浮沉条件得,碗受到的浮力等于重力,土豆受到的浮力小于重力;碗与土豆的质量相同,由得,碗与土豆的重力相同,则水对碗的浮力大于水对土豆的浮力,故A错误;
B.甲乙容器的总质量相等,甲乙的总重力相等,则甲乙容器对地面的压力相等,甲乙容器的底面积相同,由得,甲图容器对地面的压强等于乙图容器对地面的压强,故B错误;
C.土豆沉底后,水对碗减少的浮力等于土豆的重力,而乙图中水对土豆的浮力小于土豆的重力,故C错误;
D.甲图容器中的水的深度较大,由得,甲图容器中的水对容器底部的压强较大,由得,甲图容器中的水对容器底部的压力大于乙图容器中的水对容器底部的压力,故D正确。
故选D。
7.如图所示,从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃,下列说法正确的是( )
A.7103救生艇未入水前会受到空气浮力
B.蛟龙号浸没在水中下潜时受到的浮力越来越大
C.深海勇士号匀速下潜的过程中机械能不变
D.奋斗者号圆柱形船身是为了减小水的压强
【答案】A
【详解】A.7103救生艇未入水前是浸在空气中的,所以受到空气的浮力,故A正确;
B.蛟龙号浸没在水中下潜时,根据,排开水的体积和水的密度不变,所以浮力不变,故B错误;
C.深海勇士号匀速下潜的过程,质量不变,速度不变,但高度在降低,所以动能不变,重力势能减小,故深渊勇士号的机械能减小,故C错误;
D.根据,奋斗者号在液体中受到压强与液体的密度和深度有关,与形状无关,故D错误。
故选A。
8.两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计放入两液体中,静止后液面相平如图(a)、(b)所示。下列说法错误的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.密度计在甲、乙液体中所受的浮力相等
C.乙液体对容器底的压力大
D.密度计排开甲、乙两种液体的质量相等
【答案】C
【详解】AB.因为密度计漂浮,所以F浮=G,所以密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力 ,大小相等;由图知,密度计排开液体的体积,,因为相同,液体的密度:,AB正确,故AB不符合题意;
C.由上分析知,甲的密度较大,由得,甲液体对容器底的压强大,又F=pS,所以甲液体对容器底的压力大,C错误,故C符合题意;
D.由A分析知,密度计在两种液体中受到的浮力相等,则排开液体的重力相等,可知排开液体的质 量也相等,D正确,故D不符合题意。
故选C。
9.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.不受水的压力,受浮力 B.受到水的压力,不受浮力
C.既受水的压力,也受浮力 D.不受水的压力,也不受浮力
【答案】B
【详解】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10.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.土豆受到的浮力小于它自身的重力
【答案】D
【详解】A.茄子处于漂浮状态,茄子受到的浮力等于它受到的重力,故A错误;
B.茄子处于漂浮状态,茄子的密度小于水的密度;土豆处于沉底状态,土豆的密度大于水的密度,因此茄子的密度小于土豆的密度,故B错误;
C.放入土豆后,水的深度变大,根据可知,放入土豆后水对盆底的压强变大,故C错误;
D.土豆处于沉底状态,受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和盆底竖直向上的支持力,处于平衡状态,故土豆受到的浮力小于自身的重力,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求。
11.如图甲所示,将一底面积为的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平.木块底部受到水的压强p随容器中水的深度h的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(,)( )
A.木块的重力是24N B.木块的体积是
C.木块完全浸没后受到的浮力是40N D.木块的密度是
【答案】AC
【详解】A.由图像知,容器中水的深度在6cm时,木块刚好漂浮,细线对木块没有拉力,当容器中水的深度超过18cm时,细线对木块产生拉力且逐渐变大,所以在AB过程中细线对物体没有拉力;由图像知,容器中水的深度在6cm时,木块刚好漂浮,此时水对木块下表面的压强是600Pa,由压强公式得,木块下表面受到水的压力为
F=pS=600Pa×0.04m2=24N此时木块刚好漂浮,根据浮力产生的原因得
F浮=F=24N根据漂浮条件得,木块的重力
G=F浮=24N
故A正确;
C.由图像知,当容器中水的深度是22cm时,木块刚好浸没,木块下表面受到水的压强是1000Pa,由压强公式得,此时木块下表面受到水的压力为
F'=p'S=1000Pa×0.04m2=40N根据浮力产生的原因得
F'浮=F'=40N
故C正确;
B.由F浮=ρ水gV排可知,木块的体积为
故B错误;
D.由
G=mg=ρVg可得,木块的密度为
故D错误。
故选AC。
12.如图所示为“受水型水钟”模型,利用“滴水等时性”进行计时。它的主要结构包括:漏水容器、接水容器、浮标和钟盘等。(忽略齿轮间摩擦)下列有关计时过程说法正确的是( )
A.接水容器与漏水容器构成连通器
B.浮标受到的浮力不变
C.接水容器底部受到水的压强一直变大
D.溢水口有水流出,可以保证漏水口水滴速度不变
【答案】BD
【详解】A.上端开口,底部相连通的容器叫连通器,因此接水容器与漏水容器不能构成连通器,故A错误;
B.随接水容器中水量增加,浮标会上升,但浮标始终处于漂浮状态,浮力等于其重力,因此受到的浮力不变,故B正确;
C.接水容器中水未满时深度变大,满了后深度不变,根据可知,接水容器底部受到水的压强先变大后不变,故C错误;
D.溢水口有水流出,漏斗中水的深度不变,根据可知,可以保证漏水口受到水的压强不变,因此漏水口水滴速度不变,故D正确。
故选BD。
13.如图所示,小明利用一根吸管制作一个简易密度计,下列说法中正确的是( )
A.这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,排开液体的重力相同
B.这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体密度越大,它露出液面部分长度越长
C.如图乙所示为设计好的密度计的一部分,刻度上至A下至B,量程为。若把它放到某种液体中,液面恰好在AB的中点C,这种液体的密度比AB密度的平均值大
D.若将A上方剪掉,该密度计C处对应的刻度将变小
【答案】ABD
【详解】AB.密度计始终漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,根据阿基米德原理可知,密度计漂浮在不同液体中排开液体的重力相等;如果液体的密度越大,根据阿基米德原理可知,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,故AB正确;
C.设S为管底面积,A点到吸管底部的深度为h1,B点到吸管底的深度为h2,则液面恰好在AB的中点C时,深度
因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,则有,由可知
则有
当液面恰好在AB的中点C时,有,则有
所以液体的密度
平均密度为
则
所以则,即若把它放到某种液体中,液面恰好在AB的中点C,这种液体的密度比AB密度的平均值小,故C错误;
D.若将 A上方剪掉,密度计的重力减小,则浮力变小,根据可知,密度一定,密度计排开液体的体积变小,即浸入液体的体积变小,浸入液体的深度减小,C在液面上,刻度值变小,故D正确。
故选ABD。
14.如图甲所示,水平桌面上放着盛有水的柱形容器,在容器上方的弹簧测力计下悬挂着一个实心圆柱体,将圆柱体缓慢浸入水中。记录圆柱体下表面到水面的距离和弹簧测力计的示数,并根据记录的数据画出图像,如图乙所示。圆柱体浸入水的过程中,始终不与容器接触且容器中的水未溢出。已知水的密度为,。关于该过程下列说法中正确的是( )
A.圆柱体所受的重力为4N
B.圆柱体受到浮力的最大值为2.5N
C.圆柱体的密度约为
D.从0增大到7.5cm的过程中,桌面受到容器的压力先增大后保持不变
【答案】AD
【详解】A.由图像知,圆柱体未浸入水时,弹簧测力计的示数为4N,此时圆柱体的重力与弹簧测力计对圆柱体拉力平衡,即圆柱体的重力为4N,故A正确;
B.由图像知,圆柱体完全浸入水中时,弹簧测力计的示数为2.5N,则圆柱体受到的最大浮力为
F浮=G-F=4N -2.5N=1.5 N
故B错误;
C.圆柱体的体积为
则圆柱体的密度为
故C错误;
D.桌面受到容器的压力为
由图像可知,测力计示数先变小后不变,根据称重法可知浮力先变大后不变,所以桌面受到容器的压力先增大后保持不变,故D正确。
故选AD。
15.某人用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。如图所示,对钓鱼过程的下列几种解释,正确的是( )
A.鱼离开水面后,鱼不受水的浮力
B.鱼离开水面后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重
C.鱼离开水面后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
D.鱼离开水面后,鱼的重力没变
【答案】ACD
【详解】AC.鱼在水中时,受到水施加的竖直向上的浮力,则钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力减去鱼受到的浮力;当鱼离开水后,不再受到浮力的作用,钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力;所以,鱼离开水后,钓鱼线对鱼竿的拉力增大,使人感到鱼变重了,故AC正确;
BD.鱼离开水面后,质量不变,由G=mg知,鱼的重力不变,故B错误,D正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共12小题,共60分。
16.发生火灾时,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离。这是因为含有有害物质的空气温度较高,密度 (选填“较大”、“不变”、“较小”),大量聚集在房间的 (选填“下方”、“中间”、“上方”)。
【答案】 较小 上方
【详解】[1]发生火灾时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小。
[2]根据物体的浮沉条件,有毒气体漂浮在房间的上方,所以为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离。
17.我国研制的096战略核潜艇,它在海面航行时排水量为,浸没时的排水量为,最大下潜深度可达,位居世界第一。当096艇悬浮待命时,受到的浮力为 ,下潜过程中,海水对潜艇底部的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)(取)
【答案】 变大
【详解】[1]浸没时的排水量为1.5×104t,即
当096艇悬浮待命时,由阿基米德原理可得其受到的浮力为
[2]在下潜过程中,深度越来越大,由液体压强公式可知,海水对潜艇底部的压强变大。
18.一只轻质极薄的小塑料袋,袋内装满水(袋内无空气)且水的质量为200g,将其浸没在水中,静止时如图所示,则此时盛水的小塑料袋受到的浮力其大小为 N。若杯内水深10cm,则杯底受到水的压强是 Pa。
【答案】 2 1000
【详解】[1]盛水的小塑料袋处于悬浮状态,则盛水的小塑料袋受到的浮力与装满水小塑料袋的重力是平衡力,故浮力的大小为
[2]杯底受到水的压强
19.中国制造的“和平方舟”号大型医院船,被誉为守卫和平的友谊使者。“和平方舟”号满载时总重为1.4×108N,当它满载在海上航行时所受浮力为 N,在某次执行任务过程中,它从大西洋驶入海水密度更小的印度洋时,吃水深度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
【答案】 1.4×108 变大
【详解】[1]当它满载在海上航行时,它处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,所受浮力为
[2]它从大西洋驶入海水密度更小的印度洋时,它仍处漂浮状态,受到的浮力不变,海水密度变小,根据阿基米德原理可知,它排开海水的体积变大,吃水深度变大。
20.如图所示,重为10牛的小球漂浮在水面上,请用力的图示法画出小球受到的浮力。
【答案】
【详解】小球漂浮在水面上,由漂浮条件可得
F浮=G=10N
浮力的方向竖直向上,浮力的作用点画在重心上,选取标度为5N,过小球的重心沿竖直向上的方向画一条有向线段,使线段长度为标度的2倍,即浮力为10N,如图所示:
21.烧杯在斜面上静止不动,小球静止在水面上,画出小球受到的浮力和烧杯对斜面的压力示意图。
【答案】
【详解】小球受到的浮力方向竖直向上,物体对斜面的压力作用在斜面的表面,方向垂直于斜面向下,如图所示:
22.体积为的物块浸没在水中,求物块受到的浮力。
【答案】29.4N
【详解】物块浸没在水中,排开水的体积
V排=V物=3×10-3m3物块受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×3×10-3m3=29.4N
23.如图所示,将一块质量为,体积为的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中()。求:
(1)石块所受浮力;
(2)细线对石块的拉力。
【答案】(1)1N(2)2N
【详解】(1)石块所受浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N
(2)石块的重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
石块受到重力、拉力和浮力的作用,三个力是平衡力,由力的平衡得到细线对石块的拉力F=G-F浮=3N-1N=2N
24.一底面积为200cm2、足够高的薄壁柱形容器,内装有足够多的水,静止置于水平桌面上。现在用细线吊着体积为1000cm3的实心正方体A,A的重力为14N,使其一半体积浸入水中静止,如图所示。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)A物体的密度;
(2)此时细线对A物体的拉力;
(3)将细线剪断,把容器中的水全部倒出,然后用轻质细杆连接在A的上表面中间,竖直放入容器底部,再向容器中缓慢加入25cm深的工业液体,稳定后,用细杆将A在竖直方向移动2.5cm后,此时细杆的作用力大小为8N,求工业液体可能的密度。
【答案】(1)1.4×103kg/m3(2)9N(3)0.6×103kg/m3,1.6×103kg/m3,2.2×103kg/m3
【详解】(1)A物体的质量为
A物体的密度
(2)由题意知,A物体一半体积浸入水中静止,根据F浮=ρ液V排g可知,A物体受到的浮力为
A物体受到向上的浮力、向上的拉力和向下的重力,根据力的平衡条件,细线对A物体的拉力为
F拉=GA-F浮=14N-5N=9N
(3)由题意知,A的重力是14N,体积为
VA=1000cm3=1×10-3m3
A的密度ρA=1.4×103kg/m3,正方体A的边长为
①加入25cm深的工业液体,若工业液体的密度小于ρA=1.4×103kg/m3,由浮沉条件可知A会沉在容器底部,稳定后,用细杆将A在竖直方向移动2.5cm后(只能是向上移动),仍然是浸没的,则
GA=F浮+8N
即
14N=ρ液×10N/kg×1×10-3m3+8N
解得ρ液=0.6×103kg/m3;
②若工业液体的密度大于ρA=1.4×103kg/m3,由浮沉条件可知稳定后A漂浮在液面上,如果杆子向上移动,当物体上升2.5cm时,液面下降的高度
且根据受力分析可知减小的浮力等于增大的拉力,即
ρ液gΔV排=ρ液gS容Δh=F
代入数据可得
ρ液×10N/kg×200×10-4m2×2.5×10-2m=8N
解得ρ液=1.6×103kg/m3;
检验:物体A漂浮时,根据阿基米德原理和漂浮条件可得
ρ液GSAh浸=ρAgSAhA
则A漂浮时浸入液体中的深度
由上述计算可知,当物体上升2.5cm时,液面下降的高度也为2.5cm,则A浸入液体中深度的减少量
Δh浸=2.5cm+2.5cm=5cm<h浸=8.75cm
即物体A并没有被拉出液面,故上述结果合理;
③若工业液体的密度大于ρA=1.4×103kg/m3,由浮沉条件可知稳定后A漂浮在液面上,设此时满足所给条件的液体密度为ρ液1,且根据②可知A漂浮时浸入液体中的深度
如果杆子向下移动(即对A施加向下的压力),在物体下降2.5cm过程中,有可能浸没在液体中,假设物体A下降到某位置时浸没在液体中且此时细杆的作用力(压力)大小为8N,此后继续下降至原来位置下方的2.5cm处,因浮力、重力大小均不变,则细杆的作用力大小也保持8N不变,则A浸入液体中深度的增加量
因物体A下降到某位置时浸没在液体中且此时细杆的作用力大小为8N,则根据受力分析可知增大的浮力等于增大的压力,即
ρ液1gΔV排1=ρ液1gSAΔh浸1=F
则
化简代入数据可得
10N/kg×100×10-4m2×(ρ液1-1.4×103kg/m3)×0.1m=8N
解得ρ液1=2.2×103kg/m3。
25.如图所示小明进行了“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图A所示,用调节好的弹簧测力计测出合金块在空气中的重力为 N;
(2)对比图A、B、C可以得出:浮力的大小与排开液体的 有关;对比图A、D、E可以得出:浮力的大小与 有关;
(3)图E中盐水的密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】(1)4.8(2) 体积 液体的密度(3)
【详解】(1)如图A所示,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为4.8N,则合金块在空气中的重力为4.8N。
(2)[1]对比图A、B、C,物体排开液体的体积不同,则测力计示数不同,则浮力不同,说明浮力的大小与排开液体的体积有关。
[2]对比图A、D、E,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,则测力计示数不同,则浮力不同,说明浮力的大小与液体的密度有关。
(3)由A、D可知,合金块浸没在水中受到的浮力为
则合金块的体积为
由A、E可知,合金块浸没在盐水中受到的浮力为
则图E中盐水的密度为
26.在北京奥运会上获得比赛前三名的选手都将挂上既体现奥运理念,又体现中华民族特色的奖牌——用一种玉石制作然后分别镀上金、银、铜而成的奖牌。小阳是个爱动脑筋的孩子,当他得到一小块制作奥运奖牌余下的玉石材料后,立即着手利用家里的弹簧测力计测这种材料的密度。请你和小阳一起来完成测量过程。(g取10N/kg)
(1)如图1所示用细线拴住玉石块,用弹簧秤测出其所受重力,这时弹簧测力计示数是 N,从而可计算出玉石块的质量。
(2)如图2所示让玉石块完全浸入水中,从图中弹簧测力计的示数可计算出玉石块所受的浮力是 N,石块的体积是 m3。
(3)利用以上测量数据可计算出玉石块的密度是 kg/m3。
【答案】(1)3.6(2) 0.8 (3)
【详解】(1)由图1可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N,则物体受到的重力为3.6N。
(2)[1]由图2可知,弹簧测力计的示数为2.8N,玉石块所受的浮力是
[2]石块的体积是
(3)玉石块的密度是
27.如图所示,小红和小枫同学为了探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体石块、小桶、细线等器材进行实验,按照A、B、C、D的顺序做了如下实验:
(1)按照上述顺序的实验步骤所测 (选填“浮力”或“排开液体所受重力”)偏小,更合理的实验顺序是 。从步骤A到步骤B,水对溢水杯底部的压强 (选填“变小”“变大”或“不变”)。
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理。设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是、、、,如果关系式 (用字母表达式表示)成立,即可验证阿基米德原理。
(3)为使实验结论具有科学性,接下来他们还应该用 (选填“相同”或“不同”)的液体重新实验。
(4)他们还发现通过上述实验收集到的测量数据可以测出金属块的密度,某次实验过程中记录的A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是1.8N、1.6N、0.5N、0.3N,则金属块的质量为 kg,金属块的密度为 ,(,)
【答案】(1) 排开液体所受重力 D、A、B、C 不变(2)
(3)不同(4)
【详解】(1)[1]若按图示顺序进行实验,D图中,因空桶中会沾有水,根据桶与水的重力减去空桶的重力计算出的排开液体的重力会偏小。
[2]为消除这个影响,实验时,先测出空桶的重力,然后测出石块的重力,再将石块浸在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据得出石块受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出石块排开水的重力,因此合理的实验步骤是D、A、B、C。
[3]从步骤A到步骤B水的深度不变,根据知水对溢水杯底部的压强不变。
(2)由称重法知石块浸没水中受到的浮力为
石块排开水的重力为
若
说明
即可验证阿基米德原理。
(3)由于只测了一组实验数据,这样得出的结论会具有片面性或偶然性,所以为了寻找普遍规律,做完一次实验后,需要换用不同液体重新实验。
(4)[1]由表格数据知浸没在水中的金属块所受的浮力
由阿基米德原理知物体的体积
根据知金属块的质量为
[2]金属块的密度为
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