10.3物体的浮沉条件及应用(一) ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期
2025-03-11
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内容正文:
2025年人教版八年级下册物理同步训练:
第十章《浮力》10.3物体的浮沉条件及应用(一)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1.如图所示,将一块橡皮泥放入水中,橡皮泥会下沉。将橡皮泥从水中捞出,捏成小船形状,再放入水中,橡皮泥就可以漂浮在水面上。两次实验中橡皮泥所受的重力为、,排开水的体积为、,所受的浮力为、,排开水的重力为、。下列判断中正确的是( )
A. , B.
C. , D. ,
2.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的玻璃缸装满了水,其中甲只有水,乙水中漂浮着一只小鸭子,丙水中漂浮着一只大鸭子。若把三个缸放到台秤上称量,可知它们的质量( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
3.如图甲所示,烧杯里盛有的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A. 先上浮然后下沉 B. 浮力变小,一直下沉
C. 先下沉然后上浮 D. 浮力变大,一直上浮
4.远洋轮船的船舷上都漆着五条吃水线,又称“载重线”,如图所示.其中,标有的是北大西洋载重线,标有的是印度洋载重线.当轮船从北大西洋驶入印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋海水的密度和的关系是( )
A. 浮力增大, B. 浮力减小,
C. 浮力不变, D. 浮力不变,
5.一个球先后在盛有不同液体的容器、、、中保持静止状态,如图,四个容器中液面到容器底面的深度相同,容器底面受到液体压强最大的是( )
A. B. C. D.
6.甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有体积相同的、两种液体,将一个小球先后放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,如图所示。若、液体的密度分别为、,小球在液体中所受浮力分别为、,、液体对容器底部的压强分别为、,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为、,则下列判断中正确的是( )
A. B. C. D.
7.在一支平底试管内装入适量铁砂,然后将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯中,试管静止时的状态如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 试管在甲液体中受到的浮力较大
B. 试管在乙液体中受到的浮力较大
C. 装有甲液体的烧杯底部所受压强较大
D. 装有乙液体的烧杯底部所受压强较大
8.如图所示是装有等质量水的相同容器,将质量相等的橡皮泥捏成不同形状,放入甲、乙容器中,静止时橡皮泥小球悬浮在水中,橡皮泥小船浮在水面,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 橡皮泥在甲容器受到的浮力小于在乙容器受到的浮力
B. 橡皮泥在甲、乙容器排开水的重力不相等
C. 橡皮泥在甲、乙容器受到的浮力相等
D. 甲容器底面受到水的压强小于乙容器底面受到水的压强
9.如图,小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后能沉入水底,对这一情景分析正确的是( )
A. 小瓷碗能沉入水底是因为它的重力变大了
B. 小瓷碗漂浮时受到的浮力小于它的重力
C. 小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小了
D. 小瓷碗下沉过程中浮力大于重力
10.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. 潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B. 向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉
C. 向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮
D. 潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定
11.如图所示,桌面上放置两个相同的圆柱形容器,装有甲、乙两种体积相同的液体,密度分别为、,液体对容器底部的压强分别为、;体积相同的实心球、,密度分别为,重力分别为。将球放入甲液体中,球放入乙液体中,球和球静止时均有一半体积露在液面外,液体均没有溢出,此时所受浮力的大小分别为和。下列判断中正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
12.小杰在圆柱形容器内放入一个体积为的实心金属块,并往容器内注入一定量的水如图甲所示.在注水过程中她记录了注水体积和深度,并绘制了和的对应关系图象如图乙所示.已知金属,,则下列判断正确的是( )
A. 金属块受到的最大浮力为 B. 金属块的高度为
C. 水对容器底部的最大压强为 D. 容器的底面积为
二、填空题:本大题共5小题,共10分。
13.用手将一重为的物体全部压入水中,物体排开的水重为,此时物体受到的浮力为______;放手后物体将________填“上浮”、“下沉”或“悬浮”,待物体静止时所受浮力为______。
14.潜水艇是靠 来实现上浮和下沉的。如图所示,静止在处的潜水艇要想到达处未露出水面,它的水舱要 填“吸入”或“排出”一些水,潜水艇从处运动到处的过程中,受到的浮力 。
15.一艘轮船空载时的排水量是,装满货物时的排水量为,那么这艘轮船最多可以装载_______的货物。如果它从长江驶进大海,它所受到的浮力_______填“变大”、“不变”或“变小”,船排开液体的体积________填“变大”、“不变”或“变小”。
16.现有甲乙丙三个实心小球,测得其质量体积图像如图。
由图可知,______选填“”“”或“”;
已知水的密度为,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为______,此时丙球所受的浮力______丙球所受的重力“大于”“等于”或“小于”,松开后丙球将______选填“上浮”“下沉”或“悬浮”。
17.冰山露出海面的部分只是冰山的一小部分,所以常有“冰山一角”的说法。如图所示,冰山的质量为,所受的浮力是______,海水的密度取,冰的密度取,冰山浸入海水的体积是______,冰山露出海面的体积与总体积之比为______取。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
18.如图,重为的苹果静止在水面上,请画出它所受力的示意图。
19.如图所示,一个小球在水面保持静止,请画出小球的受力示意图.
如图所示,两个大小相等的物体浸没在水中,一个悬浮,一个下沉请画出悬浮物体所受重力示意图画出下沉物体所受浮力、重力示意图注意:整个作图过程中大小相等的力线段长度相等,大小不同的力用线段长短区别
四、实验探究题:本大题共4小题,共24分。
20.下面是张超同学利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,图是整个实验的操作情景,请完成下列填空。
在量筒中装适量的水,读出水面对应的刻度值 。
把橡皮泥捏成碗状,小心放入量筒使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值,根据漂浮条件可求出橡皮泥的质量 。
再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值。
利用密度公式可计算出橡皮泥的密度为 。
21.小明想测量木质象棋子的密度,他利用溢水杯、小烧杯、细铁丝、两个量筒和足量的水,设计实验进行测量。主要实验步骤如下:
将一枚象棋子轻放入盛满水的溢水杯内,象棋子漂浮,溢出的水流到空的小烧杯中,将小烧杯中的水全部倒入甲量筒中,测出水的体积并记在表格中;
再用细铁丝轻压漂浮的象棋子使其浸没在水中静止,溢出的水仍流到空的小烧杯中,将小烧杯中的水全部倒入乙量筒中,测出水的体积并记在表格中;
计算象棋子的密度并记在表格中;
请完成下列问题:
画出上述实验的数据记录表格___________;
甲量筒中水面稳定后的位置如图所示,则为___________,已知为,水的密度,则象棋子密度的测量值___________结果保留位小数。
22.“停课不停学”期间,小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后,想用家中可用器材如图所示,测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为,请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案。要求:
写出主要的实验步骤及所需测量的物理量。
写出鸡蛋密度的数学表达式用已知量和测量量表示。
23.小阳观察生活现象发现:浸没在水中的木块、乒乓球等轻的物体会上浮;浸没在水中的石块、金属块等重的物体会下沉。由此,他认为减小物体所受的重力可以使物体上浮。小阳将家中的土豆浸没在水中发现土豆下沉,他认为若将切掉一半的土豆浸没在水中会上浮。请你判断小阳的想法是否正确,并从运动和力的角度分析说明。
五、计算题:本大题共3小题,共24分。
24.兴趣小组制作了一个“浮力秤”,如图所示,已知玻璃小筒的质量为,底面积为,可浸入水中最大高度为,内装入的细砂,上面叠放着的秤盘取,浮力秤与装有染色水的透明大筒能称物体质量,质量示数如图标注在小筒对应刻度。
求浮力秤没有称物体时放在水中如图受到的浮力。
浮力秤不放物体时,总重量用表示,放上的物体的重力用表示,以点代替浮力秤,在方框内画出放上物体的浮力秤的受力示意图。
求该浮力秤称量物体的最大质量。
若想增大该浮力秤的量程,请你举出一种有效的方法。
25.如图所示,将物体轻轻放入装满盐水的倾斜烧杯中处于漂浮状态,溢出的盐水质量为,已知,。
在虚线框内画出物体的受力示意图用黑点表示土豆;
求物体受到的浮力大小?
求物体排开盐水的体积?
26.小松家的鱼缸中水深为,他要清洗鱼缸底部的观赏用的鹅卵石,先将一个重为的空桶放在水面上漂浮,然后将底部的鹅卵石全部捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面,如图所示。不考虑鹅卵石被捞出过程中带出的水,桶口一直竖直向上,水的密度,取。
求未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强大小;
求空桶漂浮在水面上时,桶排开水的体积;
鹅卵石全部捞出放在漂浮的桶内静止后,请分析说明与鹅卵石被捞出之前相比,鱼缸内水的深度将如何变化。
六、综合题:本大题共2小题,共20分。
27.我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破,在载人深潜领域达到世界领先水平。取,,
潜水艇活动的海水深度一般为至。它可以通过水舱排水或充水来改变______,从而实现浮沉。
深潜器可进入更深的水域,在的深处,海水产生的压强为______。由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。
小明阅读资料后,利用如图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为,体积为,则乙所受浮力的大小为______,乙受到细线的拉力为______,若剪断细线,甲将______选填“上浮”“悬浮”或“下沉”,此时甲所受浮力______填字母。
A.增大,且大于重力
B.不变,且等于重力
C.不变,且大于重力
D.减小,且小于重力
28.阅读材料,回答问题。
绝境重生的舰艇海水跃层也称“跃变层”,它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层。如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中,如突遭“海中断崖”,急剧掉向海底,称为“掉深”,大多数常规潜艇的有效潜深为,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。
中国海军潜艇一次远航战备巡逻中,碰见“掉深”的情况。这次潜艇掉的又快又深,潜艇的主机舱管路发生破损,艇长立即发出命令:“损管警报向所有水柜供气”不到秒钟,应急供气阀门打开,所有水柜开始供气;分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关闭;分钟后,全艇各舱室封舱完毕,但“掉深”依然继续。分钟后,“掉深”终于停止,深度计开始缓慢回升。潜艇闯过鬼门关,化险为夷,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。取海水的密度为,取
潜艇遇到“海中断崖”时,潜艇所处的海水密度突然______选填“变大”或“变小”,所受的浮力突然______选填“大于”“小于”或“等于“重力,潜艇会失去平衡而急剧下沉。
潜艇下潜至深度时受到海水的压强等于标准大气压的______倍。标准大气压取
“向所有的水柜供气”的目的是______。
潜艇“掉深”有所减缓,但不会立即停止,这是因为潜艇具有______。
某潜水艇总质量为,体积为,要使它从海面潜入海水中,至少要向水柜充入______的海水。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用,最关键的还是抓住题目中相等的条件。
由题知,甲、乙质量相同,根据浮力与重力的关系可判断出浮力的大小关系;
根据阿基米德原理可知物体排开水的重力和体积关系。
【解答】
A.甲图中橡皮泥放入水中,橡皮泥会下沉,说明橡皮泥受到的重力大于受到的浮力,即;乙图中橡皮泥在水面上漂浮,说明橡皮泥受到的重力等于受到的浮力,即;故A错误;
B.橡皮泥捏成小船的形状,质量不会改变,由可得,二者所受的重力相等,即;甲图中的橡皮泥受到的浮力小于受到的重力,乙图中的橡皮泥受到的浮力等于受到的重力,所以,故B错误;
C.甲图中的橡皮泥受到的浮力小于受到的重力,乙图中的橡皮泥受到的浮力等于受到的重力,所以,由阿基米德原理可知,排开水的重力,故C正确;
D.由于甲乙两图中橡皮泥,所以由可知,排开水的体积;
甲图中的橡皮泥受到的浮力小于受到的重力,乙图中的橡皮泥受到的浮力等于受到的重力,所以,故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】解:由于鸭子漂浮,
所以,
即:放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力
所以三个玻璃缸的总重相同,
由于,
所以三个玻璃缸的总质量相同,
把它们分别放在台秤上,则台秤的示数相同,即它们的质量一样大。
故选:。
可用等效替代法来分析此题,鸭子漂浮在水面上,所以鸭子受到的浮力与其重力相等,则鸭子的重力等于排开水的重力,从而可以判断出台秤示数的关系。
本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,知识点多,综合性强,难度适中,是一道好题。
3.【答案】
【解析】解:因烧杯里盛有的水时,小球恰好悬浮,所以,小球的密度与此时水的密度相等,
由图象可知:的水的密度最大,的水的密度比时水的密度大,则
当水的温度从降到时,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最后漂浮;
当水的温度从降到时,水的密度减小,最后小于小球的密度,使小球下沉、悬浮、最后沉底,
综上可知,小球先上浮后下沉,故A正确。
故选:。
物体的密度等于液体的密度相等时物体悬浮,物体的密度小于液体的密度时物体上浮、最终漂浮,物体的密度大于液体的密度时物体下沉、沉入水底,据此结合水密度的变化进行分析解答
本题考查了学生对物体浮沉条件的掌握和运用,知道水在反常膨胀热缩冷胀是本题的关键。
4.【答案】
【解析】轮船在印度洋和北大西洋都是漂浮,所受浮力都等于其所受重力,因此受到的浮力不变.
设轮船在北大西洋和印度洋所受浮力分别为和,,即,,,因,则.
5.【答案】
【解析】【分析】
小球在中漂浮,在中悬浮,在中下沉,可以判断小球的密度与液体密度的关系,进一步判断出液体密度的大小,还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据液体压强公式就可比较出容器底面受到液体压强的大小。
本题考查利用液体压强公式来判断容器所受液体压强的大小,关键是根据物体的沉浮条件判断出液体密度的大小关系,这是本题的重点也是难点。
【解答】
小球在中漂浮,说明小球的密度小于液体的密度,在中悬浮,说明小球的密度等于液体和的密度,小球在中下沉,说明小球的密度大于液体的密度,所以可以判断出液体的密度最大,还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据公式可知,容器底面受到液体压强最大。
故选:。
6.【答案】
【解析】A、小球在甲容器中漂浮,所以,在乙容器中沉底,,所以,故A错误;
B、小球在甲容器中漂浮,所以,,在乙容器中沉底,所以,所以,故B错误;
C、由于容器中分别盛有体积相同的、两种液体,所以,由选项可知,根据可得,根据可得,所以液体对容器底部的压力比较大,由于容器的底面积相同,根据可知底面积一定时,压力大的压强大,所以液体对容器底部的压强大,即,故C正确;
D、由选项可知,所以容器对地面的压力较大,由于容器的底面积相同,根据可知底面积一定时,压力大的压强大,所以装液体的容器对地面的压强大,即,故D错误。
根据浮沉条件可知:物体漂浮时,;物体沉底时,;
根据浮沉条件可知:物体漂浮时,;物体沉底时,;
根据可知,相同,所以只需比较液体对容器底部的压力,而由于液体对容器底部的的压力等于液体的重力与小球的重力之和;已知液体的体积相同,根据即可比较出液体质量的大小关系,根据判断出液体重力关系,从而判断出液体对容器底部的的压力的关系;
容器对桌面的压力等于容器的重力、小球的重力以及液体的重力之和。
本题考查了学生对漂浮条件、悬浮条件、液体压强公式的理解和运用,根据物体的浮沉悬浮、漂浮确定液体的密度大小关系是本题的关键。同时知道放在规则容器中的液体压强也可以用计算。
7.【答案】
【解析】解:、因为同一支装入适量的铁砂的平底试管在两液体中都漂浮,所以试管受到的浮力等于自身重力:,故AB错误;
、试管在甲、乙两液体中受到的浮力相等,由图知,排开的液体体积,根据可知,;
由图可知:两液面等高,根据可知,装乙液体的烧杯底部所受压强较大,故C错误,D正确。
故选:。
同一支装入适量的铁砂的平底试管在两液体中都漂浮,受到的浮力相等、都等于自身重力;
试管在甲、乙两液体中受到的浮力相等,而排开液体的体积不同,根据公式可判断两液体密度的大小;
由图可知:两液面等高,根据判断烧杯底部所受压强大小。
本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件、液体压强公式的掌握和运用,知识点多、综合性强,属于难题,要求灵活运用所学知识分析判断。
8.【答案】
【解析】解:
、由图可知,甲悬浮,则橡皮泥的浮力等于重力;乙漂浮,则橡皮泥的浮力等于重力,因为橡皮泥的质量相等,重力相等,故浮力的大小关系为:,浮力的大小等于排开液体的重力,故橡皮泥在甲、乙容器排开水的重力相等,故AB错误、C正确;
D、甲、乙容器中装入等量的水,水的深度相同;橡皮泥排开水的体积为:,容器的底面积相同,则水面上升的高度关系为:,故甲、乙中的水面高度相同,根据可知,液体对容器底部的压强关系为:,故D错误。
故选:。
漂浮和悬浮时浮力等于重力;浮力大小等于排开液体的重力;
根据排开的水的体积的大小判定深度的大小,根据确定容器底受到的压强关系。
本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,利用好浮沉条件是解题的关键。
9.【答案】
【解析】略
【分析】
本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用,关键是知道小瓷碗倾斜后沉入水底排开水的体积变小了,瓷碗重力是不变的。
对同一个小瓷碗,通过比较排开水的体积变化,利用阿基米德原理来比较所受的浮力的变化。
【解答】
A.小瓷碗能沉入水底,瓷碗所受的重力不变,因排开的水的体积减小,所受浮力减小,小于重力而引起的,故A错误;
B.小瓷碗漂浮时,根据漂浮条件可知:受到的浮力等于它的重力,故B错误;
C.由于瓷碗浸没时是下沉,浮力小于重力,漂浮时与瓷碗重力相等,所以小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小,故C正确;
D.小瓷碗下沉过程中重力大于浮力,故D错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】【分析】
潜艇实现上浮和下沉,依靠的是改变自身的重力;改变自身重力依靠的是吸进和排出水来实现的;潜艇完全浸入水中时,浮力是不改变的,通过本题要认真体会。
本题考查了物体浮沉条件及应用中关于潜艇的知识,关键是要理解潜艇是通过改变自重实现浮沉的。
【解答】
A.当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,故A正确,但不符合题意;
B.图中潜艇模型,向内推注射器活塞,空气被注入试管中,水会被压出试管,此时模型的自重减小,模型上浮,故B错,符合题意;
C.向外拉注射器活塞,空气减少,试管内水增加,试管内水量适当时,潜艇可能悬浮,故C正确,但不符合题意;
D.试管左轻、右重,为了保持试管稳定,潜艇模型的试管上绕些铁丝,故D正确,但不符合题意。
故选B。
11.【答案】
【解析】设球和球的体积均为,因为静止时球和球均漂浮在液面上,根据物体浮沉条件可得
,
若 ,则
若 ,则,故A正确,D错误;
B.两个容器相同,液体的体积相同,由 可得两液体的高度相同,再由 结合甲乙的压强关系可得
根据阿基米德原理 可得 ,
则
再结合物体浮沉条件可得,故B错误;
C.根据阿基米德原理 可得 ,
结合选项可得,故C错误。
故选:。
12.【答案】
【解析】设实心金属块的底面积为,圆柱形容器的底面积为,
已知金属,大于水的密度,在加水过程中柱状物体将静止在容器底不会上浮;
由表中数据可知,从,水的体积变化量:
,
从,水的体积变化量:
,
即:,
解得:,故D错误;
将代入得:;
金属块的体积:物,
金属块的高:
;故B错误;
当金属块浸没在水中时,排开水的体积:
排物,
此时受到的浮力最大:
浮,故A错误.
由图象可知,水的最大深度,
则水对容器底部的最大压强:,故C正确.
13.【答案】;上浮;
【解析】【分析】
本题考查浮力的计算,关键是知道物体所受浮力等于物体排开的液体的重力,以及物体的浮沉条件的相关知识.阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力的作用,浮力大小等于物体排开的液体的重力。
【解答】
由题知,物体浸没在水中,物体排开水的重力为,
由阿基米德原理可知:;而,
所以,,
则放手后物体将上浮.
待物体静止时,漂浮在水面上,
此时物体所受的浮力等于物体的重力,即浮力为。
故答案为:;上浮;。
14.【答案】改变自身重力;排出;不变
【解析】【分析】
潜水艇为物体的浮沉条件中最典型的应用
由物体的浮沉条件可知当排出一部分水时潜水艇的运动状态;由浮力公式可知浮力的变化。
【解答】
潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的,静止在处的潜水艇要想到达处即上浮,其浮力应该大于重力,所以应将水舱内的水排出一部分,使潜水艇的重力减小,当重力小于浮力时,潜水艇将上浮;
在未露出水面之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇从处运动到处过程中,所受到的浮力不变。
故答案为:改变自身重力;排出;不变。
15.【答案】;不变;变小
【解析】【分析】
本题利用了阿基米德原理、浮沉条件漂浮条件和液体的压强公式,知道轮船满载时的排水量就是轮船满载时排开水的质量是关键。
已知轮船空载时排水量,即轮船空载时所排开的水的质量,利用物体的漂浮条件和阿基米德原理求轮船自身的质量,然后再根据满载时排开水的质量,利用物体的漂浮条件和阿基米德原理求轮船和货物的总质量;
根据浮沉条件可知道船都是漂浮状态,则浮力都等于重力,然后根据阿基米德原理可确定船排开液体的体积变化。
【解答】
轮船空载时漂浮:,
即;
船满载时受到的浮力:,
轮船满载时漂浮:,
排,
;
它从长江驶进大海,仍然是漂浮状态,浮力等于重力,则浮力不变;
根据阿基米德原理:,液体的密度变大,而浮力不变,
所以船排开水的体积变小。
故答案为:;不变;变小。
16.【答案】;;小于;下沉。
【解析】【分析】
由图可知甲、乙的质量和体积,根据密度公式分别计算甲、乙的密度并比较大小;
由图可知丙的质量,根据重力公式计算丙的重力,由图可知丙的体积,根据阿基米德原理计算丙球完全浸入水中时所受的浮力,比较浮力与重力的大小可知丙的运动状态。
本题考查密度公式、阿基米德原理的灵活运用,知道物体受到的浮力小于重力时,物体下沉。
【解答】
由图可知甲的质量是,体积是,则甲的密度:,
由图可知乙的质量是,体积是,则乙的密度:,比较可知;
由图可知丙的质量是,则丙的重力:,
丙的体积是,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为:,
则松手后的丙球将下沉。
故答案为:;;小于;下沉。
17.【答案】 :
【解析】冰山漂浮在水面上,冰山的质量为,所受的浮力等于重力:
;
根据阿基米德原理可知,冰山浸入海水的体积:;
设冰山的总体积为,排开海水的体积为,
冰山的重力,
冰山受到的浮力,
因为冰山漂浮,
所以冰山受到的浮力,
可得:,
,
冰山露出海面的体积与总体积之比为::。
故答案为:;;:。
分析:物体漂浮时受到的浮力等于重力;
根据阿基米德原理求出冰山浸入海水的体积;
设冰山的总体积为,排开海水的体积为,冰山的重力,冰山受到的浮力,利用物体的漂浮条件得出答案。
本题考查了物体浮沉条件的应用,关键是知道处于漂浮状态的物体受到的浮力等于物体本身的重力。
18.【答案】
【解析】苹果漂浮在水面上,受到重力和浮力作用,二力为一对平衡力,大小相等,重力和浮力的作用点是苹果的重心,然后过重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力,均为,如下图所示:
19.【答案】;
【解析】【分析】
本题考查力的示意图的画法,难度一般。画力的示意图的方法是:一定点,二画线,再在线上标尖尖;“点”指力的作用点,“尖尖”指力的方向。
根据小球漂浮在水杯中,则可判断小球受到的浮力与重力是一对平衡力,浮力方向竖直向上,大小等于重力,作用点在小球重心上作图即可。
【解答】
物体所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出;
物体的重力与浮力大小相等,方向相反,作用点都在重心,同理做出重力的示意图,如下图所示:
。
【分析】
本题考查力的示意图的画法,画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
物体悬浮,浮力等于重力;物体下沉,浮力小于重力;据此根据力的示意图的画法画出相关各力的示意图。
【解答】
物体悬浮时,浮力等于重力。过物体的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用和 表示,注意线段的长度应与表示浮力的线段长度相等;
物体下沉时,浮力小于重力,过物体的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用和 表示,注意表示重力的线段长度较长,如图所示:
。
20.【答案】;;
【解析】【分析】
本题考查了不规则固体密度的测量,是一道常考题目,关键是能推导出物体的质量和体积。
读取量筒的示数时,应该注意量筒的分度值;
橡皮泥漂浮在水面时,橡皮泥的重力等于其排开水所受的重力,从而可表示出橡皮泥的质量;
根据密度公式计算橡皮泥的密度。
【解答】
量筒每一个大格代表,每一个小格代表,橡皮泥放入之前水面对应的刻度值。
橡皮泥漂浮在水面上时对应的刻度值,橡皮泥排开水的体积为,橡皮泥漂浮在水面上,受到的重力等于排开水的重力,所以橡皮泥的质量等于排开水的质量,故。
把橡皮泥团成球浸没在水中,水面对应的刻度值为。
橡皮泥的体积为,
所以橡皮泥的密度为 。
故答案为:;;。
21.【答案】
;
【解析】由题意可知,实验过程需要记录和,在算出密度,则数据记录表格如下:
由图可知,量筒的分度值为,则示数为
小球漂浮时排开水的体积:;小球浸没时的排开水的体积,也就是小球的体积
小球的质量等于它漂浮时排开水的质量
小球的密度
22.【答案】实验步骤:用刻度尺测量出塑料管的长度;令装有适量食盐的塑料管竖直漂浮在水中,测出塑料管露出液面的长度;将鸡蛋放入水中,向水中加盐使鸡蛋悬浮,再测出塑料管露出液面的长度;
设塑料管的横截面积为,,,因塑料管漂浮,有,,因塑料管漂浮,,,,,因鸡蛋悬浮在盐水中,有。
【解析】略
23.【答案】土豆开始时下沉
若切掉一半,根据 , 不变, 减半,一半土豆浸没时所受浮力
根据 , 不变, 减半,所以
综上
土豆受到力的合力不为零,合力方向竖直向下,所以切掉一半后的土豆仍下沉,小阳的说法是错误的。
【解析】土豆开始时下沉
若切掉一半,根据 , 不变, 减半,一半土豆浸没时所受浮力
根据 , 不变, 减半,所以
综上
土豆受到力的合力不为零,合力方向竖直向下,所以切掉一半后的土豆仍下沉,小阳的说法是错误的。
24.【答案】解:浮力秤的总重力:,
浮力秤在水中处于漂浮状态,受到的浮力:;
浮力秤放物体后排开水的最大体积:
浮力秤受到浮力的最大增加量为: ,
称量的物体最大重力:,
称量的物体最大质量:;
称量的物体最大质量:,
由上式知若想增大该“浮力秤“的量程,可以减小细砂的质量;增加小筒的体积;将水换成盐水等。
答:“浮力秤”没有称物体时放在水中受到的浮力是;
如图所示;
该“浮力秤”称量物体的最大质量是;
可以减小细砂的质量;增加小筒的体积;将水换成盐水等。
【解析】“浮力秤”在水中处于漂浮状态,受到的浮力等于其重力;
对浮力秤受力分析,画出示意图;
求得浮力秤排开水的最大体积,利用 求得浮力秤受到的最大浮力,然后可求称量的物体最大重力,利用可求得称量的物体最大质量;
先写出浮力秤中放入物体的质量与小筒浸入水中增加的深度之间关系,再分析出增加量程的办法。
本题考查阿基米德原理和漂浮条件的应用,本题情景就是学生熟知的课本中的演示实验,由此展开探究活动,主要考查学生提出猜想的能力、设计和实施物理实验的能力以及科学探究的基本过程和方法。
25.【答案】解:已知排开盐水的质量:,
物体受到的浮力:;
因为物体漂浮,所以物体受到的重力和浮力是一对平衡力,即;
从重心开始分别沿竖直向上和竖直向下的方向画一条带箭头的线段表示浮力和重力,并标出和,如下图所示:
由可得,排开盐水的体积:。
答:如上图所示;
物体受到的浮力为;
物体排开盐水的体积为。
【解析】根据阿基米德原理和重力公式求出物体受到的浮力,再根据物体漂浮时,物体受到的重力与浮力是一对平衡力可知重力的大小;
浮力与重力大小相等,方向相反,作用在同一直线,作用点在重心,重力的方向是竖直向下,浮力的方向是竖直向上;
已知排开盐水的质量和体积,根据密度公式可求出排开盐水的体积。
本题考查了力的示意图、阿基米德原理、浮沉条件以及密度公式的应用,注意作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
26.【答案】解:未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强
根据物体浮沉条件可知,空桶漂浮在水面上时,受到的浮力等于自身重力,即
桶排开水的体积
鹅卵石被捞出之前,受到的浮力小于重力,即
鹅卵石被捞出后,与桶一起漂浮在水面上,此时鹅卵石受到的浮力等于重力,即
因此鹅卵石被捞出后,受到的浮力变大,由 可知,鹅卵石排开水的体积变大,因此鱼缸内水的深度将上升。
答:未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强为;
空桶漂浮在水面上时,桶排开水的体积为 ;
鹅卵石全部捞出放在漂浮的桶内静止后,与鹅卵石被捞出之前相比,鱼缸内水的深度将上升。
【解析】解:未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强
根据物体浮沉条件可知,空桶漂浮在水面上时,受到的浮力等于自身重力,即
桶排开水的体积
鹅卵石被捞出之前,受到的浮力小于重力,即
鹅卵石被捞出后,与桶一起漂浮在水面上,此时鹅卵石受到的浮力等于重力,即
因此鹅卵石被捞出后,受到的浮力变大,由 可知,鹅卵石排开水的体积变大,因此鱼缸内水的深度将上升。
答:未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强为;
空桶漂浮在水面上时,桶排开水的体积为 ;
鹅卵石全部捞出放在漂浮的桶内静止后,与鹅卵石被捞出之前相比,鱼缸内水的深度将上升。
27.【答案】自身重力;;;;上浮;。
【解析】【分析】
潜水艇是通过改变自重来实现上浮和下沉的;
根据可得海水产生的压强;
乙浸没在水中,排开水的体积等于乙的体积,根据阿基米德原理可得乙受到的浮力;
对乙受力分析,根据力的平衡条件可得乙受到的拉力;
对甲受力分析,根据力的平衡条件得出甲的受力关系,从而确定浮力与重力的大小,再判断甲的浮与沉;
根据可知甲露出水面前的浮力变化。
本题考查了物体的浮与沉、液体压强的计算和浮力大小的计算。较难。
【解答】
潜水艇是通过改变自重来实现上浮和下沉的;
海水产生的压强:;
乙浸没在水中,排开水的体积等于乙的体积,即:,
乙所受浮力:;
乙静止时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和绳子拉力的作用,
由力的平衡条件可知,拉力:;
剪断细线前,甲静止时,受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力的作用,
由力的平衡条件可得,,此时浮力大于重力,当剪断细线后,甲不受向下的拉力作用,由于浮力大于重力,所以甲会上浮,露出水面前,甲排开水的体积不变,由可知,甲受到浮力不变,故C正确。
故答案为:自身重力;;;;上浮;。
28.【答案】变小 小于 排出水柜内的水,减小自身重力,使潜艇快速上浮 惯性
【解析】根据“海中断崖”现象可知,海水跃层是上层密度大、下层密度小,因此由可知,海中断崖的海水密度变化会造成潜艇受到的浮力减小,当浮力小于重力时,潜水艇会下沉。
当时,潜艇受到的压强:;
海水的压强等于标准大气压的倍数:倍。
潜艇能够在海底自由的上浮和下潜靠的是改变自身重力来实现的;“向所有的水柜供气”的目的是排出水柜内的水,减小自身重力,使潜艇快速上浮。
实施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇掉深有所减缓;由于潜艇具有惯性,要继续保持原来的运动状态,所以不会立即停止。
潜水艇潜入水中时受到的浮力:
;
要使潜水艇下潜,,
所以至少要向水舱充入海水的重力:,
根据和可得,至少要向水舱充入海水的体积:
。
故答案为:变小;小于;;排出水柜内的水,减小自身重力,使潜艇快速上浮;惯性;。
分析:根据海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,被称为“海中断崖”,结合可得出结论;
根据求出液体压强的大小,然后与大气压对比;
当主水柜供气排海水,潜艇获得预备浮力,此时潜艇上浮到海面上。当主水柜注入海水,潜艇失去预备浮力,此时潜艇下潜到水下;
物体总有保持原有运动状态不变的性质,这种性质叫做惯性。一切物体都有惯性;
知道潜水艇的总体积,利用阿基米德原理可求潜水艇潜入水中受到的浮力,要使潜水艇下潜,潜水艇的自重潜水艇重加上水箱内水重大于受到的浮力,据此求出在水箱内至少加的水重;再利用和计算水的体积。
此题综合考查了阿基米德原理的应用、液体压强、物体浮沉条件的应用及惯性知识等多个知识点,是一道综合性较强的题目,关键能够仔细阅读材料,理解相关知识。
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