内容正文:
8.2 阿基米德原理(分层练习)共40小题
※※目录:———————
模块一:明晰作业目标 训练有的放矢………………………………………………………………1
模块二:回顾整理课本 夯实基础知识(15小题)…………………………………………………1
模块三:巩固提高综合 训练思维方法(17小题)…………………………………………………6
模块四:中考真题演练 考场细心认真(7小题)…………………………………………………11
模块五:动手实验实践 提升综合能力(1小题) …………………………………………………13
※※模块一:明晰作业目标 训练有的放矢————————
1.能通过实验,认识阿基米德原理,能对浮力问题进行简单计算。
2.能了解阿基米德原理在生产生活中的应用。
※※模块二:回顾整理课本 夯实基础知识————————
一、填空题
1.(23-24八年级下·山东济宁·期末)我国自主研制的“奋斗者号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器逐渐下潜到3.0×103m深度的过程中,受到海水的压强 ;潜水器不断下潜的过程中,其受到的浮力 。(以上两空均选填“变大”“不变”或“变小”)。
2.(2024·山东枣庄·二模)如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知,金属块在水中受到的浮力是 N,所测液体的密度是 kg/m3。(取g=10N/kg)
3.(23-24八年级下·山东济宁·期中)已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数是3.3kg。用弹簧测力计将一个重3N的物体放入溢水杯中(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上),当物体完全浸没时(物体未触底),弹簧测力计的示数为2N,如图所示。已知溢水杯的底面积为。则物体的密度为 ,完全浸没时,溢水杯对电子秤的压强为 Pa。
4.(23-24八年级下·山东日照·期末)为建设深水港,运用微型潜水艇探测海底情况,该潜水艇由海面逐渐下潜到浸没的过程中,受到的浮力 (填“变大”“变小”或“不变”),潜水艇在水面下匀速下潜的过程其排开液体所受的重力 (填“变大”“变小”或“不变”)。
二、单选题
5.(24-25九年级上·山东济南·开学考试)在探究阿基米德原理的实验中,有以下四步实验操作,最合理的实验顺序是( )
A.甲乙丙丁 B.丙甲丁乙
C.甲丙乙丁 D.丁丙乙甲
6.(21-22八年级下·吉林长春·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F浮偏大
7.(23-24八年级下·山东济南·期中)利用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入盛满水的溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.物块从接触液面至浸入水中任一位置,左右两侧弹簧测力计变化量总是相等
B.物块浸没在水中时深度越深,左侧弹簧测力计的示数越小
C.物块浸没在水中静止时与未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大
D.若实验前溢水杯未装满水,物块浸入时会导致测得浮力偏小
8.(21-22八年级下·山东临沂·期中)某同学做“验证阿基米德原理的实验”如图,叙述正确的是( )
A.在步骤丙中,物体所受的浮力是1.8N
B.步骤丙中物体排开水的重力为1.2N
C.在步骤丙中物体上、下表面受到水的压力差是1.8N
D.步骤甲中弹簧测力计的示数应该是1.2N
9.(23-24八年级下·山东临沂·期中)用弹簧测力计测出一个物体重为5N,然后将该物体的一半浸入盐水,这时弹簧测力计的示数变为4N。若该物体浸没在盐水中,物体受到的浮力是( )
A.1N B.2N C.5N D.9N
10.(23-24八年级下·山东济南·期末)2023年3月11日下午,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器,圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务,标志着“奋斗者”号载人潜水器运维体系走向成熟、稳定。若海水密度保持不变,下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号上浮至露出水面过程中,所受海水浮力逐渐变大
B.“奋斗者”号进入海水中逐渐下潜过程中,所受海水压强不变
C.“奋斗者”号在水面下下潜过程中,排开海水的质量逐渐变大
D.“奋斗者”号在水中下潜时,所受浮力等于其排开海水的重力
11.(20-21八年级下·山东济宁·期中)如图所示的图像能反映跳水运动员入水的过程中所受浮力F随深度h变化的关系的是( )
A. B.
C. D.
三、作图题
12.(2023·广东·模拟预测)用弹簧测力计挂着一长方体铁块,铁块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。现由此处开始匀速下放铁块,直至浸没水中并继续匀速下放(铁块最终与容器底接触)。请在图乙中画出铁块下放过程中,弹簧测力计示数F与铁块下表面浸入水中的深度h关系的大致图像。
四、实验题
13.(23-24八年级下·山东淄博·期中)下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景。
(1)实验中所用的金属块重 N;
(2)在情景图B中存在的错误是 ;
(3)纠正错误后,继续实验,由情景BC可知,金属块受到的浮力 N;
(4)由情景AD可知,金属块排开水的重力 N;
(5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水的重力。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
五、计算题
14.(2024·山东济南·二模)如图中国“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量(排开水的质量)4900t,是一艘装备精良的现代化综合海监船()。试求满载时“向阳红06”船受到的浮力有多大?
15.(23-24八年级下·山东济宁·期中)如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验的部分过程,请根据他们的实验探究数据,完成相关的计算:(,)
(1)物体完全浸没在水中受到的浮力;
(2)物体的密度;
(3)另一种液体的密度。
※※模块三:巩固提高综合 训练思维方法————————
一、填空题
1.(24-25九年级上·山东德州·阶段练习)2019年12月17日,我国第二艘航母正式服役,中国进入双航母时代。该航母满载时排水量是67000t,吃水深度(海面到船底的距离)为10m,该航母在海上满载航行时受到的浮力是 N,此时航母底部受到海水的压强为 Pa(海水的密度ρ=1.03×103kg/m3,g= 10N/kg)。
2.(2024·山东淄博·二模)某科考潜水艇,体积为10m3,该潜艇悬浮在水下8m深处时,所受到水的压强为 Pa,受到的浮力为 N;若潜水艇在水下从淡水潜入海水的过程中,其所受浮力 (填“变大”、“不变”或“变小”)。(,g取10N/kg)
3.(23-24八年级下·山东淄博·期中)一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡胶膜。用手拿住药瓶,将它竖直浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,并使两次药瓶在水里位置相同,如图所示。橡胶膜在下端(乙图)时比在上端(甲图)时凹进得多,是因为 ;药瓶在甲图中受到的浮力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)它在乙图中受到的浮力。
4.(23-24八年级下·山东临沂·期中)如图,小明同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示:然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,水未溢出,g取10N/kg,水的密度。
(1)物块受到的重力是 N;
(2)物块刚好浸没时,在水中所受到的浮力大小是 N,物体下表面受到水的压强是 Pa,水对物体下表面压力大小是 N;
(3)分析图表可得:物体的密度为 ;
(4)物块完全浸没后,继续向下运动,所受浮力 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
二、单选题
5.(23-24八年级下·山东济南·期中)在浮力压强的知识构建中,我们认识了很多古今中外的物理学家,他们推动物理学发展,推动社会进步,下列物理学史的描述中正确的是( )
A.阿基米德原理只适用于液体,不适用于气体
B.为纪念物理学家帕斯卡,将其名字作为压力的单位
C.托里拆利实验测得1个标准大气压能托起760mm水银柱
D.马德堡半球实验是历史上第一个证明液体压强存在的实验
6.(23-24八年级下·山东临沂·期中)如图所示,小鱼吐出的泡泡在温度恒定的水中上升的过程中逐渐变大,分析气泡受到的压强、浮力的变化情况,则下列判断正确的是( )
A.压强变大,浮力变小
B.压强变小,浮力变大
C.压强、浮力变小
D.压强、浮力变大
7.(23-24八年级下·山东临沂·期中)小芳同学在实验课上将一乒乓球按入盛满水的烧杯中,使其完全浸没在水中,随后放手,在乒乓球从运动到静止的过程中,其浮力变化情况是( )
A.浮力不变 B.先不变后变小
C.不断变大 D.先变大后不变
8.(23-24八年级下·山东济宁·期中)平桌面上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种不同的液体,图所示是甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。将A、B两个体积相等的实心物体分别放入甲、乙两种液体中,两物体静止时两容器液面相平。下列判断正确的是( )
A.甲、乙两液体的密度: B.A、B两物体受到的浮力:
C.A、B两物体受到的浮力: D.甲、乙两烧杯底部所受液体压强:
9.(23-24八年级下·山东济宁·期中)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,(g取10N/kg)。根据图像信息,下列判断不正确的是( )
A.该金属块重力的大小为54N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.该金属块的密度是
D.在至时间段金属块在水中受到的浮力逐渐减小
10.(23-24八年级下·山东淄博·期中)体积相同的A、B、C三个小球放入同种液体中静止时如图,则三个球受的浮力( )
A. B.
C. D.
11.(23-24八年级下·山东青岛·阶段练习)将一体积为250cm3的物体轻轻地放入盛满水的杯中,溢出m=100g水,则物体受到浮力为( )
A.F=250N B.F=1N C.F=100N D.100N<F<250N
12.(22-23八年级下·山东潍坊·期中)有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接。正常游泳时,连接线是松弛的,气囊漂在水面上,跟人如影相随。在人的体力不支等情况下,人将气囊压入水中,可防止人下沉,在此情况下( )
A.人的重力减小了
B.人所受的重力方向改变了
C.气囊排开水的体积变大了,受到的浮力变大了
D.气囊浸没水中后,浸入的越深,受到的浮力越大
13.(2023·安徽滁州·二模)小明利用小石块、溢水杯及水、弹簧测力计、小烧杯、细线等器材验证阿基米德原理,过程如图所示,下列说法中正确的是( )
A.实验中最合理的操作顺序是甲、乙、丙、丁
B.若实验中出现F1﹣F2>F4﹣F3的现象,则可能是由于溢水杯中没有盛满水
C.若图乙中的石块没有完全浸入水中,就不能验证阿基米德原理
D.若物体漂浮在水面,就一定不满足阿基米德原理
三、作图题
14.(2022·山东日照·中考真题)为了探究铝块在液体中所受浮力的大小跟液体密度的关系,小明将同一铝块用测力计提着分别浸入水和煤油中,如下图所示。已知水的密度为,煤油的密度为,请根据实验做出铝块在水和煤油中所受浮力的示意图。
四、实验题
15.(23-24八年级下·山东济南·期中)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体浸没的深度有关
猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
为了验证猜想,小华在实验室里做了如图1所示的实验。
(1)在序号b的实验中物体所受的浮力为 N;
(2)要验证猜想2,应比较序号 的三次实验;比较序号a、d、e的三次实验,分析可知:排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越 。(选填“大”或“小”);
(3)小明接着又探究了“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”,过程如图2所示,其中a、b、c、d弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
①探究操作的最合理顺序是 (只填字母),若图中F1、F2、F3、F4四个力之间的关系式 成立,就可得出结论;
②图2中会影响该探究结论能否正确得出的是 (只填字母)。
A.c中水面未到达溢水杯的溢水口
B.c中物体没有全部浸入在水中
五、计算题
16.(23-24八年级下·山东临沂·期中)如图所示为某种型号潜水艇,悬浮在海水中排开海水的质量为:(取10N/kg,海水的密度取),
(1)潜艇排开海水的体积是多少?
(2)潜艇所受浮力多大?
(3)当它潜入到水下200m时,所受海水的压强是多少。
17.(23-24八年级下·山东潍坊·期中)如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其底面积为。弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F与花岗岩下底与容器底部的距离h的关系如图乙所示,g取10N/kg,求:
(1)花岗岩未露出水面前所受水的浮力;
(2)花岗岩的密度;
(3)从开始提起到花岗岩完全离开水面,水对容器底部减小的压强。
※※模块四:中考真题演练 考场有的放矢————————
1.(2024·上海)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力器的示数变为2.0牛,则浮力的大小是 牛,方向为 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 (选填“变大”或“不变”或“变小”)。
2.(2024·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·江西)下图是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
4.(2024·四川成都)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为( )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
5.(2024·新疆)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.
6.(2024·山东烟台)橡皮泥可以被捏成各种形状,深受同学们喜欢。学习了力学知识后,小红利用家中的量杯、茶壶和垫块,测出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不计),操作过程如下:
①如图,把茶壶的一侧垫起并装满水,将橡皮泥轻轻放入茶壶中,用量杯接住溢出的水;
②倒掉量杯中的水,从茶壶中取出橡皮泥,将量杯和橡皮泥擦干;
③把茶壶重新加满水,将橡皮泥捏成空心碗放入壶中,让其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。
(1)操作①是为了获得橡皮泥的 ,操作③是为了获得橡皮泥的 ;
(2)假设操作①量杯中水的体积为,操作③量杯中水的体积为,水的密度为,请写出橡皮泥密度的表达式 ;
(3)如果操作③中茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,则橡皮泥密度的测量结果 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
7.(2024·江西)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为,容器内盛有质量为4kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6kg,体积为。g取10N/kg,求:
(1)木块的密度;
(2)木块受到的重力;
(3)木块受到的浮力;
(4)此时容器对水平桌面的压强。
※※模块五:动手实验实践 提升综合能力————————
阅读材料,回答问题。
(2024·山东东营·二模)载人深潜器随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者”号载人深潜器成功潜入海底10909m,刷新了中国载人深潜的新纪录。图甲是“奋斗者”号,图乙是它的部分结构示意图。“奋斗者”号总质量为20t,其底部装配有质量为2t的可抛弃压载铁,中部安装有固体浮力材料,载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外,其余部分与海水相通。“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海水浮力实现无动力下潜和上浮。忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化(,)。
(1)“奋斗者”号的外壳用的是钛合金,下列不属于这种材料特点的是 ;
A.耐腐蚀性强 B.密度大
C.抗压能力强 D.硬度大
(2)“奋斗者号”下潜至深度为10000m时,舱体表面的观察窗口受到的海水压力为多少 ?
(3)若固体浮力材料质量为2400kg,体积为,将固体浮力材料单独放在海水中时,它受到的浮力为多少 ?
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8.2 阿基米德原理(分层练习)共40小题
※※目录:———————
模块一:明晰作业目标 训练有的放矢………………………………………………………………1
模块二:回顾整理课本 夯实基础知识(15小题)…………………………………………………1
模块三:巩固提高综合 训练思维方法(17小题)…………………………………………………11
模块四:中考真题演练 考场细心认真(7小题)…………………………………………………20
模块五:动手实验实践 提升综合能力(1小题) …………………………………………………27
※※模块一:明晰作业目标 训练有的放矢————————
1.能通过实验,认识阿基米德原理,能对浮力问题进行简单计算。
2.能了解阿基米德原理在生产生活中的应用。
※※模块二:回顾整理课本 夯实基础知识————————
一、填空题
1.(23-24八年级下·山东济宁·期末)我国自主研制的“奋斗者号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器逐渐下潜到3.0×103m深度的过程中,受到海水的压强 ;潜水器不断下潜的过程中,其受到的浮力 。(以上两空均选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 变大 不变
【详解】[1]当潜水器逐渐下潜到3.0×103m深度的过程中,潜水器在海水中的深度不断变大,由可知,潜水器受到海水的压强变大。
[2]由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,与其它因素都无关;当潜水器不断下潜的过程中,因为V排不变,海水的密度也不变,所以潜水器受到的浮力不变。
2.(2024·山东枣庄·二模)如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知,金属块在水中受到的浮力是 N,所测液体的密度是 kg/m3。(取g=10N/kg)
【答案】 2 1.2×103
【详解】[1] 根据图中信息可知,金属块的重力是即为弹簧测力计的示数,读数为4.8N。即金属块的重力是4.8N。金属块在水中受到的浮力是
故金属块在水中受到的浮力是。
[2]根据排开液体的体积相同,则排开水的体积为
故所测液体的密度是
3.(23-24八年级下·山东济宁·期中)已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数是3.3kg。用弹簧测力计将一个重3N的物体放入溢水杯中(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上),当物体完全浸没时(物体未触底),弹簧测力计的示数为2N,如图所示。已知溢水杯的底面积为。则物体的密度为 ,完全浸没时,溢水杯对电子秤的压强为 Pa。
【答案】
【详解】[1]用弹簧测力计将一个重3N的物体放入溢水杯中,当物体完全浸没时,弹簧测力计的示数为2N,则物体受到的浮力
F浮=G-F拉=3N-2N=1N
物体排开水的体积
物体的体积等于物体排开水的体积,则物体的密度
[2]将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数是3.3kg,当物体完全浸没时,物体受到的浮力等于物体排开水的重力,由于电子秤不能称量溢水杯排开的水的质量,所以电子秤的示数不变,则溢水杯对电子秤的压强
4.(23-24八年级下·山东日照·期末)为建设深水港,运用微型潜水艇探测海底情况,该潜水艇由海面逐渐下潜到浸没的过程中,受到的浮力 (填“变大”“变小”或“不变”),潜水艇在水面下匀速下潜的过程其排开液体所受的重力 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变大 不变
【解析】【小题1】[1]某微型潜水艇由江面逐渐下潜到浸没的过程中,排开水的体积越来越大,所以根据阿基米德原理可得,受到的浮力变大。
[2]潜水艇在水面下匀速下潜的过程中,排开液体的体积不变,而且液体的密度也不变,由
可知,潜水艇排开液体所受的重力不变。
二、单选题
5.(24-25九年级上·山东济南·开学考试)在探究阿基米德原理的实验中,有以下四步实验操作,最合理的实验顺序是( )
A.甲乙丙丁 B.丙甲丁乙
C.甲丙乙丁 D.丁丙乙甲
【答案】B
【详解】为了使小桶在接水之后可直接计算溢出水的重力,应先测量空桶的重,然后再测出物体的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出水的重力,因此,合理的顺序应为:丙→甲→丁→乙。
故选B。
6.(21-22八年级下·吉林长春·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F浮偏大
【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.溢水杯中未装满水,当物块浸入时,水先要充满溢水杯才会溢出,这样溢出的水的体积小于物块浸入液体的体积,实验会使测得的溢出水的重力偏小。但浮力等于F1-F2,不受影响,故D错误,符合题意。
故选D。
7.(23-24八年级下·山东济南·期中)利用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入盛满水的溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.物块从接触液面至浸入水中任一位置,左右两侧弹簧测力计变化量总是相等
B.物块浸没在水中时深度越深,左侧弹簧测力计的示数越小
C.物块浸没在水中静止时与未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大
D.若实验前溢水杯未装满水,物块浸入时会导致测得浮力偏小
【答案】A
【详解】A.根据称重法可知,左边的弹簧测力计示数变化量为浮力;右边的弹簧测力计示数变化量为排开水的重力;根据阿基米德原理可知物块从接触液面至浸入水中任一位置,左右两侧弹簧测力计变化量总是相等,故A正确;
B.浮力和物块浸没在水中的深度无关,故B错误;
C.物块浸没在水中静止时与未浸入水中时相比,水的深度不变,根据可知水对溢水杯底的压强不变,故C错误;
D.若实验前溢水杯未装满水,物块浸入时排开水的体积偏小,则测得的排开水的重力偏小,故D错误。
故选A。
8.(21-22八年级下·山东临沂·期中)某同学做“验证阿基米德原理的实验”如图,叙述正确的是( )
A.在步骤丙中,物体所受的浮力是1.8N
B.步骤丙中物体排开水的重力为1.2N
C.在步骤丙中物体上、下表面受到水的压力差是1.8N
D.步骤甲中弹簧测力计的示数应该是1.2N
【答案】B
【详解】A.由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为3N,则物体的重力为3N,由图丙可知,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数为1.8N,由称重法可知,在步骤丙中,物体所受的浮力为
F浮=G-F=3N-1.8N=1.2N
故A错误;
B.由阿基米德原理可知,步骤丙中物体排开水的重力为
G排=F浮=1.2N
故B正确;
C.由浮力产生的原因
F浮=F下表面-F上表面
可知,在步骤丙中物体上、下表面受到水的压力差为1.2N,故C错误;
D.由图丁可知,弹簧测力计的示数为2.2N,即桶和排开水的总重力为2.2N,因此步骤甲中弹簧测力计的示数即空桶的重力为
G桶=G总-G排=2.2N-1.2N=1N
故D错误。
故选B。
9.(23-24八年级下·山东临沂·期中)用弹簧测力计测出一个物体重为5N,然后将该物体的一半浸入盐水,这时弹簧测力计的示数变为4N。若该物体浸没在盐水中,物体受到的浮力是( )
A.1N B.2N C.5N D.9N
【答案】B
【详解】将该物体的一半浸入盐水时,其受到的浮力
若将其全部浸没在盐水中,排开盐水的体积变为原来的2倍,由可知,此时物体受到的浮力
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.(23-24八年级下·山东济南·期末)2023年3月11日下午,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器,圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务,标志着“奋斗者”号载人潜水器运维体系走向成熟、稳定。若海水密度保持不变,下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号上浮至露出水面过程中,所受海水浮力逐渐变大
B.“奋斗者”号进入海水中逐渐下潜过程中,所受海水压强不变
C.“奋斗者”号在水面下下潜过程中,排开海水的质量逐渐变大
D.“奋斗者”号在水中下潜时,所受浮力等于其排开海水的重力
【答案】D
【详解】A.“奋斗者”号在上浮过程中,在露出水面之前,排开的海水的体积不变,海水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变;在露出水面的过程中,排开的海水的体积变小,海水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力变小,故A错误;
B.潜水器在下潜的过程中,深度增加,由p=ρgh可知,潜艇受到海水的压强变大,故B错误;
C.潜水器浸没海水中后继续下潜过程中,排开海水的体积不变,海水密度不变,根据m=ρV可知, 排开海水的质量不变,故C错误;
D.“奋斗者”号在水下作业时,根据阿基米德原理可知,所受浮力等于其排开海水的重力,故D正确。
故选D。
11.(20-21八年级下·山东济宁·期中)如图所示的图像能反映跳水运动员入水的过程中所受浮力F随深度h变化的关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】在运动员入水的过程中,随深度h的增加,排开水的体积V排先增大后不变,由可知运动员受到的浮力先增大,后不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
三、作图题
12.(2023·广东·模拟预测)用弹簧测力计挂着一长方体铁块,铁块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。现由此处开始匀速下放铁块,直至浸没水中并继续匀速下放(铁块最终与容器底接触)。请在图乙中画出铁块下放过程中,弹簧测力计示数F与铁块下表面浸入水中的深度h关系的大致图像。
【答案】
【详解】由知,在铁块下表面与水面刚好接触到浸没水中并继续匀速下放最终与容器底接触的过程中,先变大后不变,故先变大后不变,由弹簧测力计知,拉力先变小,后不变。当铁块与容器底部接触时,容器底部给铁块提供支持力,此时拉力跳变为零,据此作出弹簧测力计示数F与铁块下表面浸入水中的深度h关系的图像如图所示
四、实验题
13.(23-24八年级下·山东淄博·期中)下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景。
(1)实验中所用的金属块重 N;
(2)在情景图B中存在的错误是 ;
(3)纠正错误后,继续实验,由情景BC可知,金属块受到的浮力 N;
(4)由情景AD可知,金属块排开水的重力 N;
(5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水的重力。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】(1)4
(2)溢水杯未注满水
(3)1
(4)1
(5)等于
【详解】(1)由图B可知,此时测力计的示数为4N,实验中的所用圆柱体的重力为4N。
(2)圆柱体放入水中前,溢水杯中的水应该满的,否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积,所以,在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水。
(3)由图C可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数FC=3N,由称重法可得,圆柱受到的浮力为
(4)由图D可知,小桶和水的总重力G总=2N;由图A可知,空小桶的重力G桶=1N,则圆柱体排开水所受的重力为
(5)由(3)(4)可知,浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力,即。
五、计算题
14.(2024·山东济南·二模)如图中国“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量(排开水的质量)4900t,是一艘装备精良的现代化综合海监船()。试求满载时“向阳红06”船受到的浮力有多大?
【答案】4.9×107N
【详解】满载排水量为
满载时,“向阳红06”船受到的浮力
15.(23-24八年级下·山东济宁·期中)如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验的部分过程,请根据他们的实验探究数据,完成相关的计算:(,)
(1)物体完全浸没在水中受到的浮力;
(2)物体的密度;
(3)另一种液体的密度。
【答案】(1)0.5N
(2)4×103kg/m3
(3)0.8×103kg/m3
【详解】(1)由甲乙两图可知物体的重力为2N,物体浸没在水中弹簧测力计的示数为1.5N,利用称重法可得,物体完全浸没受到的浮力为
(2)物体浸没后排开液体的体积与物体的体积相等,则物体的体积为
则物体的密度为
(3)物体浸没在另一种液体中受到的浮力为
则另一种液体的密度为
※※模块三:巩固提高综合 训练思维方法————————
一、填空题
1.(24-25九年级上·山东德州·阶段练习)2019年12月17日,我国第二艘航母正式服役,中国进入双航母时代。该航母满载时排水量是67000t,吃水深度(海面到船底的距离)为10m,该航母在海上满载航行时受到的浮力是 N,此时航母底部受到海水的压强为 Pa(海水的密度ρ=1.03×103kg/m3,g= 10N/kg)。
【答案】
【详解】[1]浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力,由于航母满载时排水量为67000t,即
所以,航母满载时所受浮力为
[2]由于航母的吃水深度约为10m,所以,船底受到海水的压强为
2.(2024·山东淄博·二模)某科考潜水艇,体积为10m3,该潜艇悬浮在水下8m深处时,所受到水的压强为 Pa,受到的浮力为 N;若潜水艇在水下从淡水潜入海水的过程中,其所受浮力 (填“变大”、“不变”或“变小”)。(,g取10N/kg)
【答案】 变大
【详解】[1]该潜艇悬浮在水下8m深处,受到水的压强
[2]因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以潜艇受到的浮力
[3] 若潜水艇在水下从淡水潜入海水的过程中,潜艇排开液体的体积不变,液体的密度变大,由可知,潜艇受到的浮力变大。
3.(23-24八年级下·山东淄博·期中)一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡胶膜。用手拿住药瓶,将它竖直浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,并使两次药瓶在水里位置相同,如图所示。橡胶膜在下端(乙图)时比在上端(甲图)时凹进得多,是因为 ;药瓶在甲图中受到的浮力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)它在乙图中受到的浮力。
【答案】 液体压强随深度的增加而增大 大于
【详解】[1]因为液体压强随深度的增加而增大,橡胶膜在下端受到水的压强大于在上端时受到水的压强,所以橡胶膜在下端(乙图)时比在上端(甲图)时凹进得多。
[2]由于橡胶膜在下端(乙图)时比在上端(甲图)时凹进得多,所以药瓶在甲图中排开水的体积大于在图乙中排开水的体积,根据公式可知,药瓶在甲图中受到的浮力大于它在乙图中受到的浮力。
4.(23-24八年级下·山东临沂·期中)如图,小明同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示:然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,水未溢出,g取10N/kg,水的密度。
(1)物块受到的重力是 N;
(2)物块刚好浸没时,在水中所受到的浮力大小是 N,物体下表面受到水的压强是 Pa,水对物体下表面压力大小是 N;
(3)分析图表可得:物体的密度为 ;
(4)物块完全浸没后,继续向下运动,所受浮力 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】(1)12
(2) 2 400 2
(3)
(4)不变
【详解】(1)物块下表面浸入水中的深度h为0cm,此时物体并没有浸入液体中,此时弹簧测力计测量物体的重力,故物体所受的重力为12N。
(2)[1]物块刚好浸没时,根据称重法可求得在水中所受到的浮力大小是
F浮=G-F=12N-10N=2N
[2]由图乙可知,物块刚好浸没时下表面的深度
h=4cm=0.04m
物块下表面受到水的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa
[3]由浮力产生的原因可知,水对物体下表面压力大小
F压=F浮=2N
(3)物体的体积
物体的密度
(4)物块完全浸没后,继续向下运动,物块排开液体的体积不变,由F浮=ρ液V排g可知,所受浮力不变。
二、单选题
5.(23-24八年级下·山东济南·期中)在浮力压强的知识构建中,我们认识了很多古今中外的物理学家,他们推动物理学发展,推动社会进步,下列物理学史的描述中正确的是( )
A.阿基米德原理只适用于液体,不适用于气体
B.为纪念物理学家帕斯卡,将其名字作为压力的单位
C.托里拆利实验测得1个标准大气压能托起760mm水银柱
D.马德堡半球实验是历史上第一个证明液体压强存在的实验
【答案】C
【详解】A.阿基米德原理既适合于液体,又适合于气体,浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)的浮力,所受的浮力大小等于它排开的液体(或气体)受到的重力,故A错误;
B.为纪念物理学家帕斯卡,将其名字作为压强的单位,故B错误;
C.托里拆利实验测出了大气压的值,1标准大气压的数值等于高度差为760mm水银柱产生的压强,故C正确;
D.马德堡半球实验是历史上第一个证明大气压强存在的实验,故D错误。
故选C。
6.(23-24八年级下·山东临沂·期中)如图所示,小鱼吐出的泡泡在温度恒定的水中上升的过程中逐渐变大,分析气泡受到的压强、浮力的变化情况,则下列判断正确的是( )
A.压强变大,浮力变小
B.压强变小,浮力变大
C.压强、浮力变小
D.压强、浮力变大
【答案】B
【详解】气泡在温度恒定的水中上升过程中,所处的深度减小,由p=ρgh可知所受的压强变小,因为气泡在上升过程中体积变大,根据F浮=ρ液V排g可知,气泡所受的浮力变大。
故选B。
7.(23-24八年级下·山东临沂·期中)小芳同学在实验课上将一乒乓球按入盛满水的烧杯中,使其完全浸没在水中,随后放手,在乒乓球从运动到静止的过程中,其浮力变化情况是( )
A.浮力不变 B.先不变后变小
C.不断变大 D.先变大后不变
【答案】B
【详解】已知乒乓球的密度小于水的密度,使其完全浸没在水中,随后放手,乒乓球先加速上升,此时未露出液面,所受的浮力不变,后逐渐露出液面至漂浮,浮力变小至等于自身重力,开始保持不变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B
8.(23-24八年级下·山东济宁·期中)平桌面上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种不同的液体,图所示是甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。将A、B两个体积相等的实心物体分别放入甲、乙两种液体中,两物体静止时两容器液面相平。下列判断正确的是( )
A.甲、乙两液体的密度: B.A、B两物体受到的浮力:
C.A、B两物体受到的浮力: D.甲、乙两烧杯底部所受液体压强:
【答案】B
【详解】A.由图可知,液体深度相同时,乙液体的压强大于甲液体的压强,由可知,乙液体的密度大于甲液体的密度,故A错误;
BC.A、B两个物体的体积相等,A物体浸在液体中的体积小于B物体浸在液体中的体积,而乙液体的密度又大于甲液体的密度,由阿基米德原理可知,A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力,故B正确,C错误;
D.两物体静止时,两容器液面相平,乙液体的密度大于甲液体的密度,由p=ρgh可知,甲烧杯底部所受液体压强小于乙烧杯底部所受液体压强,故D错误。
故选B。
9.(23-24八年级下·山东济宁·期中)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,(g取10N/kg)。根据图像信息,下列判断不正确的是( )
A.该金属块重力的大小为54N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.该金属块的密度是
D.在至时间段金属块在水中受到的浮力逐渐减小
【答案】C
【详解】A.当金属块完全露出水面时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,从图可知,该金属块重力为
故A正确,不符合题意;
B.当金属块浸没在水中时,即为图中的AB段,从图可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块受到的浮力为
故B正确,不符合题意;
C.由可得,金属块排开水的体积(金属块的体积)为
则金属块的密度为
故C错误,符合题意;
D.由图知,在t1至t2时间段绳子的拉力逐渐变大,而金属块的重力不变,则由可知,金属块受到的浮力逐渐变小,故D正确,不符合题意。
故选C。
10.(23-24八年级下·山东淄博·期中)体积相同的A、B、C三个小球放入同种液体中静止时如图,则三个球受的浮力( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】三个小球的体积相同,由图知三个小球排开液体的体积
同种液体的密度一定,根据可知,三个球受到的浮力
综上分析知,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.(23-24八年级下·山东青岛·阶段练习)将一体积为250cm3的物体轻轻地放入盛满水的杯中,溢出m=100g水,则物体受到浮力为( )
A.F=250N B.F=1N C.F=100N D.100N<F<250N
【答案】B
【详解】把物体轻轻放入盛满水的溢水杯中,排开的水重
G排=mg=0.1kg×10N/kg=1N
物体受到的水的浮力
F浮=G排=1N
故选B。
12.(22-23八年级下·山东潍坊·期中)有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接。正常游泳时,连接线是松弛的,气囊漂在水面上,跟人如影相随。在人的体力不支等情况下,人将气囊压入水中,可防止人下沉,在此情况下( )
A.人的重力减小了
B.人所受的重力方向改变了
C.气囊排开水的体积变大了,受到的浮力变大了
D.气囊浸没水中后,浸入的越深,受到的浮力越大
【答案】C
【详解】AB.把气囊压入水中,人受到重力的大小和方向都不变,故AB不符合题意;
CD.气囊排开水的体积变大了,根据可知,气囊受到的浮力变大;气囊浸没水中后,排开水的体积不变,根据可知,受到的浮力不变,故C符合题意,故D不符合题意。
故选C。
13.(2023·安徽滁州·二模)小明利用小石块、溢水杯及水、弹簧测力计、小烧杯、细线等器材验证阿基米德原理,过程如图所示,下列说法中正确的是( )
A.实验中最合理的操作顺序是甲、乙、丙、丁
B.若实验中出现F1﹣F2>F4﹣F3的现象,则可能是由于溢水杯中没有盛满水
C.若图乙中的石块没有完全浸入水中,就不能验证阿基米德原理
D.若物体漂浮在水面,就一定不满足阿基米德原理
【答案】B
【详解】A.为了减小误差,在小桶接水前,应先测出其重力,所以合理的实验顺序为丙、甲、乙、丁,故A错误;
B.重物受到的浮力
溢水杯中盛满水时,重物排开的水的重力为
根据阿基米德原理可知
若实验中出现
的现象,说明重物排开的水的重力大于溢出的水的重力,由此可知可能是由于溢水杯中没有盛满水,故B正确;
C.若图乙中的石块没有完全浸入水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,所以不影响实验结果,故C错误;
D.阿基米德原理反映了物体所受浮力与排开液体重力的关系,即
与物体所处位置无关,所以若物体漂浮在水面,也能验证阿基米德原理,故D错误。
故选B。
三、作图题
14.(2022·山东日照·中考真题)为了探究铝块在液体中所受浮力的大小跟液体密度的关系,小明将同一铝块用测力计提着分别浸入水和煤油中,如下图所示。已知水的密度为,煤油的密度为,请根据实验做出铝块在水和煤油中所受浮力的示意图。
【答案】
【详解】铝块全部进入液体中,排开液体的体积相同,煤油的密度小于水的密度,由可知,铝块在水中受到的浮力大于在煤油中受到的浮力,即;做出铝块在水和煤油中所受浮力的示意图如图
四、实验题
15.(23-24八年级下·山东济南·期中)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体浸没的深度有关
猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
为了验证猜想,小华在实验室里做了如图1所示的实验。
(1)在序号b的实验中物体所受的浮力为 N;
(2)要验证猜想2,应比较序号 的三次实验;比较序号a、d、e的三次实验,分析可知:排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越 。(选填“大”或“小”);
(3)小明接着又探究了“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”,过程如图2所示,其中a、b、c、d弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
①探究操作的最合理顺序是 (只填字母),若图中F1、F2、F3、F4四个力之间的关系式 成立,就可得出结论;
②图2中会影响该探究结论能否正确得出的是 (只填字母)。
A.c中水面未到达溢水杯的溢水口
B.c中物体没有全部浸入在水中
【答案】(1)1.4
(2) a、c、d 大
(3) b、a、c、d A
【详解】(1)在序号b的实验中物体所受的浮力为
(2)[1]要验证浮力的大小可能与物体浸没的深度有关,应保持物体浸入液体的体积、液体的密度不变,改变物体浸入液体的深度,故应比较序号a、c、d的三次实验。
[2]比较序号a、d、e的三次实验,物体浸入液体的体积相同、液体的密度不同,测力计的示数不同。分析可知:排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(3)①[1]探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系,需测出小桶的重力,再测出物块的重力,把物体浸入液体中记下测力计的示数,用测力计测出小桶的总重力,因此探究操作的最合理顺序是 b、a、c、d。
[2]计算浮力的大小
计算排开水的重力大小
若四个力之间关系成立,就可得出结论。
②[3] A.c中水面未到达溢水杯的溢水口,使得排出的水的重力变小,从而影响得出的结论,故A符合题意;
B.c中物体没有全部浸入在水中,物体受到的浮力变小;排开液体的体积变小,重力变小,不会影响结论得出,故B不符合题意。
故选A。
五、计算题
16.(23-24八年级下·山东临沂·期中)如图所示为某种型号潜水艇,悬浮在海水中排开海水的质量为:(取10N/kg,海水的密度取),
(1)潜艇排开海水的体积是多少?
(2)潜艇所受浮力多大?
(3)当它潜入到水下200m时,所受海水的压强是多少。
【答案】(1)3×103m3
(2)3×107N
(3)2×106Pa
【详解】(1)潜艇排开海水的体积是
(2)潜艇所受浮力
(3)当它潜入到水下200m时,所受海水的压强是
17.(23-24八年级下·山东潍坊·期中)如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其底面积为。弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F与花岗岩下底与容器底部的距离h的关系如图乙所示,g取10N/kg,求:
(1)花岗岩未露出水面前所受水的浮力;
(2)花岗岩的密度;
(3)从开始提起到花岗岩完全离开水面,水对容器底部减小的压强。
【答案】(1)2.3N
(2)2×103kg/m3
(3)230Pa
【详解】(1)由图乙可知,花岗岩的重力G=4.6N,花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数F=2.3N,所以花岗岩所受水的浮力大小
F浮=G-F=4.6N-2.3N=2.3N
(2)花岗岩的体积
花岗岩的密度
(3)花岗岩离开水面后,水面下降的高度
水对容器底部减小的压强
Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.023m=230Pa
※※模块四:中考真题演练 考场有的放矢————————
1.(2024·上海)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力器的示数变为2.0牛,则浮力的大小是 牛,方向为 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 (选填“变大”或“不变”或“变小”)。
【答案】 1 竖直向上 不变
【解析】[1][2]由题意可知,物体的重力为3N,将物体浸没在水中,物体受到竖直向上的浮力,由称重法可知,浮力的大小
[3]物体完全浸没在水中,若将物体继续向下移动,物体排开水的体积不变,由可知,物体受到的浮力不变,由
可知,弹簧测力计的示数大小不变。
2.(2024·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】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·江西)下图是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
【答案】A
【解析】在万米深海处继续下潜的过程中,根据和可知,“奋斗者”号排开水的体积不变,深度变大,故“奋斗者”号受到海水的浮力不变,压强变大,故A正确,BCD错误。
故选A。
4.(2024·四川成都)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为( )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
【答案】B
【解析】中学生的质量约为50kg,则中学生的体积
由阿基米德原理可得,中学生在空气中受到的浮力
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.(2024·新疆)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】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。
6.(2024·山东烟台)橡皮泥可以被捏成各种形状,深受同学们喜欢。学习了力学知识后,小红利用家中的量杯、茶壶和垫块,测出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不计),操作过程如下:
①如图,把茶壶的一侧垫起并装满水,将橡皮泥轻轻放入茶壶中,用量杯接住溢出的水;
②倒掉量杯中的水,从茶壶中取出橡皮泥,将量杯和橡皮泥擦干;
③把茶壶重新加满水,将橡皮泥捏成空心碗放入壶中,让其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。
(1)操作①是为了获得橡皮泥的 ,操作③是为了获得橡皮泥的 ;
(2)假设操作①量杯中水的体积为,操作③量杯中水的体积为,水的密度为,请写出橡皮泥密度的表达式 ;
(3)如果操作③中茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,则橡皮泥密度的测量结果 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 体积 质量 不变
【解析】(1)[1]操作①中橡皮泥沉底,所以溢出水体积为橡皮泥体积。
[2]操作③中橡皮泥浮在水面上静止,所以其浮力等于橡皮泥重力,而浮力等于排开水得重力,就可有G=mg得橡皮泥质量。
(2)[3]操作③中橡皮泥所受浮力为
因为浮力等于橡皮泥重力,所以橡皮泥质量为
所以橡皮泥密度为
(3)[4]茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,会使浮力变大,但溢出水的不变,密度的测量结果不变。
7.(2024·江西)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为,容器内盛有质量为4kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6kg,体积为。g取10N/kg,求:
(1)木块的密度;
(2)木块受到的重力;
(3)木块受到的浮力;
(4)此时容器对水平桌面的压强。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】解:(1)根据题意可知,木块的密度为
(2)根据题意可知,木块受到的重力为
(3)根据题意可知,实心木块漂浮在水面上,则木块受到的浮力等于木块的重力,即浮力为
(4)根据可知,此时容器对水平桌面的压强为
答:(1)木块的密度为;
(2)木块受到的重力为;
(3)木块受到的浮力为;
(4)容器对水平桌面的压强为。
※※模块五:动手实验实践 提升综合能力————————
阅读材料,回答问题。
(2024·山东东营·二模)载人深潜器随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者”号载人深潜器成功潜入海底10909m,刷新了中国载人深潜的新纪录。图甲是“奋斗者”号,图乙是它的部分结构示意图。“奋斗者”号总质量为20t,其底部装配有质量为2t的可抛弃压载铁,中部安装有固体浮力材料,载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外,其余部分与海水相通。“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海水浮力实现无动力下潜和上浮。忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化(,)。
(1)“奋斗者”号的外壳用的是钛合金,下列不属于这种材料特点的是 ;
A.耐腐蚀性强 B.密度大
C.抗压能力强 D.硬度大
(2)“奋斗者号”下潜至深度为10000m时,舱体表面的观察窗口受到的海水压力为多少 ?
(3)若固体浮力材料质量为2400kg,体积为,将固体浮力材料单独放在海水中时,它受到的浮力为多少 ?
【答案】 B
【详解】(1)[1]钛合金比普通钢性能优良,钛合金具有硬度大、密度小、强度高、抗腐蚀性强的特性,故B不属于钛合金的特点,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2]当“奋斗者号”下潜至深度为10000m时,海水的压强为
舱体表面面积受到的海水压力为
(3)[3]由于固体浮力材料质量为2400kg,体积为,则固体浮力材料的密度为
可知固体浮力的密度小于海水的密度,将固体浮力材料单独放在海水中时,它处于漂浮状态,它受到的浮力大小等于它的重力大小,即浮力为
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