2025年山东中考物理第一轮复习专题8:浮力
2025-03-31
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内容正文:
专题8:浮力
一、单选题:
1.物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为、,其受到浮力的大小为。
A. B. C. D.
2.以下四图节选自我国古代科技著作天工开物,其中说法正确的是( )
A. 图甲“没水采珠”中,水面下采珠人下潜的越深受到水的压力越小
B. 图乙“竹笆沉底”中,船上装载的竹笆越多,船受到的浮力保持不变
C. 图丙“河池山锡”中,水由高处流下,水的重力势能转化为动能
D. 图丁“六桨客船”中,划水的船桨属于省力杠杆
3.三个体积相同而材料不同的球、、,分别静止在不同深度的水里,以下说法正确的是( )
A. 球所受的浮力最小 B. 球所受的浮力最大
C. 球所受的浮力最大 D. 球所受的浮力最小
4.如图所示,是一位同学巧用物理知识将帽子交给楼上同学的情境。此过程中应用的关键知识是。
A. 气球受到重力 B. 帽子的质量大于气球的质量
C. 帽子的密度大于气球的密度 D. 空气对帽子和气球有浮力作用
5.我国牵头建设的国际月球科研站预计在年基本建成。若月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有物体受到的重力是在地球上所受重力的。如图所示是托里拆利实验和浮力实验在地球上进行实验时的现象,若将两个实验在月球科研站内重做,下列现象正确的是( )
A. B. C. D.
6.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球、分别放入两个容器中,静止时两球位置如图所示,两容器内液面相平。下列说法正确的是( )
A. 两小球所受浮力 B. 球受到的浮力小于球的重力
C. 两种液体的密度 D. 两种液体对容器底部的压强
7.月日,在年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛中,中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力,下列对全红婵的分析正确的是( )
A. 在跳台静止时,只受到重力作用
B. 到达最高点时,受到平衡力作用
C. 从最高点到入水前的过程中,惯性不变
D. 入水过程中,所受浮力方向取决于入水的角度
8.洗水果时,发现芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,如图所示。它们受到的浮力大小关系为( )
A. B. C. D.
9.将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中。放手后发现:实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面,如图所示。比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小。则( )
A. 实心球受到的浮力大 B. 它们受到的浮力一样大
C. 乒乓球受到的浮力大 D. 不能确定
10.在远洋轮船的船舷上,都漆着“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。当船从印度洋驶向北大西洋时,轮船受到的浮力以及印度洋与北大西洋的海水密度关系是( )
A. 浮力增大, B. 浮力减小,
C. 浮力不变, D. 浮力不变,
11.如图所示,“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船。其最大下潜深度为,满载排水量约万吨。工作时,如图甲、乙、丙所示,通过调节压载水舱中的海水量,使甲板下潜至预定水深,待货物到达甲板上方,再次调节舱中海水量,使甲板浮出水面,完成装载过程。下列关于“新光华”号的说法正确的是( )
A. “新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力相等
B. “新光华”号是通过改变排开液体的体积来实现浮与沉的
C. 最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强约为
D. 满载时,“新光华”号所受浮力约为
二、多选题:
12.小明自制了一个简易密度计:他用一根细竹签作为标度杆,在其下端缠绕适量的铜丝作为“配重”,然后在竹签中部套上一个泡沫球作为“浮子”。他将自制的密度计放入水中时,状态如图所示,然后在标度杆的水位处标上“”。下列分析中正确的是( )
A. “配重”的主要作用是降低重心、提高稳定性、使密度计整体竖立在液体中
B. “浮子”的主要作用是提供足够大的浮力,以使得密度计整体漂浮在液体中
C. 根据放入水中的标度来看,该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体
D. 如果想要测量密度小于水的液体,可以换一个体积更小些的泡沫球作为浮子
三、非选择题
13.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,金属块的重力是______,金属块在水中受到的浮力是______,所测液体的密度是______。取
14.作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图为小球的重心。
15.如图,把一重的苹果放入盛满水的溢水杯中,则从溢水杯溢出的水的重力为多少?
16.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明根据生活经验,提出了浮力的大小可能与下列因素有关的猜想:
与物体排开液体的体积有关;
与液体的密度有关。
分析______三次实验,可知浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。计算物体的密度为______;盐水的密度为______。
另一小组的小强提出猜想:浮力大小跟物体浸没在水中的深度有关,进行了以下探究。
实验器材有:盛有适量水的大烧杯、符合要求的弹簧测力计、拴好细线的实心铁块等;下面是小强设计的部分实验步骤,请你把实验步骤补充完整。
将拴好细线的实心铁块挂在弹簧测力计下静止,测出铁块的______并记录;填写物理量及其符号
用弹簧测力计吊着铁块,使其浸没在大烧杯内的水中深度处,且不接触容器,读取弹簧测力计的示数,并记录、;
______;
通过实验验证小强的猜想是______的。填“正确”或“错误”
17.物理源于生活,可以利用生活中常见的物品开展实验,同学们利用塑料瓶进行了如下实验。
如图甲所示的实验:瓶中有少量水,盖紧瓶盖;用力扭转瓶身;松动瓶盖;瓶盖冲出,瓶内出现的白雾,是水蒸气遇冷______形成的。
如图乙所示,取一塑料瓶,用一小玻璃瓶制作成“浮沉子”。将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在大塑料瓶的水面上。为了观察其浮沉,拧紧塑料瓶的瓶盖,当用力挤压塑料瓶时,此时“浮沉子”会下沉,“浮沉子”的重力______选填“大于”“小于”或“等于”“浮沉子”所受浮力。
如图丙所示,某兴趣小组自制了一个简易温度计,为塑料瓶,吸管通过软木塞与相连,吸管下端插入水槽中;使管内外水面有一高度差。此温度计的测温原理是______。
如图丁所示,用塑料瓶、泡沫和金属块等器材探究“影响压力作用效果的因素”的实验。通过比较两次实验,可以得出结论______。
18.如图所示是小明探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,他将同一金属块分别放在不同液体中:
由甲、乙、丙三图可知,浮力大小与排开液体的体积有关;由甲、丙、丁三图可知,浮力大小和浸没的深度______选填“有关”或“无关”;由甲、丁、戊三图可知,浮力大小和______有关;
小明对甲、乙、丙、丁四个步骤进行了观察研究,能正确反映弹簧测力计的示数和金属块下表面在水中的深度关系的图象是如图中______;填写、、、序号,金属块未接触容器底
小明在实验的基础上,根据图有关实验数据,可以计算出液体的密度为______;
接着小明利用分度值更小的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签,进行了如图所示的操作,测量木块的密度。小明利用这些数据可计算出木块的密度______,若木块浸入水中会吸水木块吸水后,木块体积不变,则小明测得的木块密度应该比真实值______选填“偏大”“偏小”或“无影响”。
19.某学习小组,在做“测量小石块密度”的实验时进行了如下操作:
如图甲,将天平放在水平台面上,指针恰好指在分度盘中央,接下来应该将游码移至零刻度线后向______调节平衡螺母,使指针再次指在分度盘中央。
正确测量小石块的质量,如图乙所示,则小石块的质量为______。
放入小石块前后量筒示数如图丙所示,则小石块的密度为______。
另一小组在实验时先测了小石块的体积,接着测量了它的质量,这样会导致测得的小石块密度比真实值偏______。
我们也可以利用弹簧测力计、烧杯和水来测量小石块的密度,步骤如下:
将小石块挂在弹簧测力计下静止时,读出弹簧测力计的示数为;
将挂在弹簧测力计下的小石块浸没在烧杯内的水中静止时小石块未接触烧杯底,弹簧测力计的示数为;
小石块密度的表达式 ______用、和表示。
20.中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,在高海拔地区能够持续上升突破海拔高度,创造浮空艇大气科学观测的世界纪录。如图所示,浮空艇内有两个气囊:一个是充氦气的主气囊,腹部还有一个充空气的副气囊。当悬于空中的浮空艇需要上升或下降的时候,通过副气囊排出或者吸收部分空气即可实现。请说明排出副气囊中的空气能实现浮空艇上升的原因。设整个过程中浮空艇的体积不变
21.为保证安全,海船的船舷上画有载重线,又叫做“吃水线”,表示船安全航行时排开水的最大体积。在载重线中,最上面的一条是淡水线,表示船在淡水中航行,淡水的水面与这条线齐平时,轮船已装足货物。为什么淡水线在载重线的最上面?
22.潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为,水舱未充海水时潜水艇总重为,最大下潜深度可达。海水密度取,取。求:
最大下潜深度处的海水压强;
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
23.如图是某科技小组设计的打捞装置示意图,已知被打捞的合金块密度为,体积为。每个滑轮重,绳重和摩擦均忽略不计。水的密度,取
合金块下表面距水面时,求合金块下表面所受水的压强。
合金块未露出水面时,求合金块受到的浮力。
完全露出水面后,合金块在内匀速上升了,求人的拉力及其功率。
24.五颜六色的橡皮泥能制成各种形状,可以培养儿童的动手能力和创造力,探受他们喜爱,现有一个底面积、高的圆柱形橡皮泥静止在水平桌面上,橡泥的质量,桌上另有一水槽,槽内水的深度,已知水的密度,求:
橡皮泥的重力和橡泥对桌面的压强;
水槽底部所受水的压强;
将橡皮放入水槽内,求橡皮深静止时所受的浮力。
25.如图所示,全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台“深海一号”能源站在山东烟台交付启航,平台同时具备油气处理、凝析油储存和油气外输功能,标志着中国深水油气田开发能力和深水海洋工程装备建造水平取得重大突破。“深海一号”竖直漂浮在海面上,共有个相同的立柱作为支撑,最大排水量达,立柱中设置凝析油舱,最大存储凝析油的质量是,体积为,通过计算回答:
存储的凝析油的密度是多少
“深海一号”所受到的最大浮力是多少
假设每个立柱的底面积为,当立柱浸入水面下深时,每个立柱底面受到海水的压力为多少
26.实心长方体底面积为,烧杯重、底面积为。弹簧原长为,与和烧杯底部相连,弹簧每受的作用力其长度变化。将烧杯放在水平桌面上,烧杯中无水时弹簧长度为,如图甲所示;向烧杯中缓慢加水,当水深为时,刚好有一半体积浸入水中,此时弹簧长为,如图乙所示。已知水的密度,若取,弹簧的重力、体积及其所受的浮力忽略不计。当水深为时,求:
物体的重力;
物体所受的浮力;
物体的密度;
烧杯对桌面的压强。
27.如图所示装置:一质量,容积,横截面积的圆筒形薄壁容器壁厚忽略不计。对容器注入体积为的某种液体后,将其封闭放入水中,且保持竖直漂浮状态,如图甲所示,此时水对容器底部的压强容器内空气质量不计,求:
图甲中容器受到的浮力;
液体的密度;
如图乙所示,若要使容器恰好竖直悬浮在水,注入液体的体积。
28.“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示,一艘起重船自身质量,要吊装的重物质量。取,
起重船带着重物一起漂浮在水面上时,排开水的体积是多少?
起重机将该重物匀速提升了,它的电动机所做的功是,则起重机的机械效率是多少?
为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后,就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡,示意图如图乙所示。
小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为,示意图如图丙所示,其中是固定的力传感器,能够显示对它的压力或拉力的大小;是质量和体积均可忽略的细直杆,的上端固定在上,下端固定在物体上;物体是质量为、高度为的圆柱体。水舱中装有的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数的大小随抽出水的体积变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为时,剩余的水对舱底的压强是多少?
29.“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也。”出自战国庄子的逍遥游。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干大事业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢?即物体能否在水中漂浮所受浮力的大小,究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢?为了探究这一问题,某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了如下探究,如图所示。
将两个完全相同的底面积为,高为的圆柱形木块,分别放入底面积为和的甲、乙两个容器中。分别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态,实验数据及现象记录如下表。实验中,容器足够高,无水溢出,不考虑木块吸水,,。根据实验现象和实验数据,求:
实验次数
容器中水深和木块的状态
甲容器
甲容器中木块
乙容器
乙容器中木块
不能浮起
不能浮起
不能浮起
不能浮起
刚好浮起
刚好浮起
浮起
浮起
甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强。
木块的密度。
木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度还是水的质量?
实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解析:因为浮力的实质就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差,所以物体受到的浮力:
。
故选:。
2.【答案】
【解析】解:、图甲“没水采珠”中,由可知,水面下采珠人下潜的越深,受到水的压强越大,由可知,受到水的压力越大,故A错误;
B、图乙“竹笆沉底”中,由漂浮条件可知,船上装载的竹笆越多,总重越大,受到的浮力越大,故B错误;
C、图丙“河池山锡”中,水由高处流下,水的质量不变,速度增大,高度减小,故重力势能减小,动能增加,所以是将重力势能转化为动能,故C正确;
D、图丁“六桨客船”中,划水的船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误。
故选:。
本题结合我国古代科技著作天工开物考查相关的物理知识,具有一定的综合性,注重了物理和生活的联系,是中考的热点。
3.【答案】
【解析】解:由图知,四个球排开水的体积:
,
,
四个球受到的浮力:
。
故选:。
由题知三个小球的体积相同,根据图示得出三个小球排开水的体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受到的浮力的大小关系。
本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,能从图中得出三个球排开水的体积关系是本题的关键。
4.【答案】
【解析】浸在空气中的物体受到空气对它的浮力,帽子能被气球送到楼上,是因为帽子和气球受到空气的浮力大于它们的总重力。
5.【答案】
【解析】解:托里拆利利用大气压等于液体的压强,即大气压;当月球科研站内气压与地面相同时,由于变小为地球的,故增大为倍,则充满的,
漂浮时浮力等于重力,即;由于同时变小,故排开液体的体积不变,故C正确,ABD错误。
故选:。
根据托里拆利实验原理与阿基米德原理结合的变化分析。
本题考查对实验的影响,属于中档题。
6.【答案】
【解析】解:由图知,球在甲液体中漂浮,球在乙液体中悬浮,根据浮沉条件知,浮力都等于重力,而且两个完全相同的小球、,则;
故A正确,B错误;
C.球在甲液体中漂浮,则,球在乙液体中悬浮,则,由于小球、完全相同,即,则有,故C错误;
D.静止时两容器内液面相平,且则由可知,两种液体对容器底部的压强。故D错误。
故选:。
由图可知:球在甲液体中漂浮,球在乙液体中悬浮,且两个完全相同的小球、的重力相同,根据漂浮和悬浮的条件即可判断浮力的大小关系。
根据浮沉条件即可判断两液体密度的大小关系;
根据比较两种液体对容器底部的压强。
本题考查浮沉条件与阿基米德原理以及液体压强公式的应用,属于中档题。
7.【答案】
【解析】解:、静止的物体受力平衡,在跳台静止时,受到重力和支持力作用,且相互平衡,故A错误;
B、从离开跳板到最高点的过程中,不计空气阻力,她只受到重力作用,因而受力不平衡;故B错误;
C、惯性的大小只与质量有关,从最高点到入水前的过程中,质量大小不变,则惯性不变,故C正确;
D、浮力的方向始终竖直向上,入水过程中,所受浮力方向始终竖直向上,与入水的角度无关,故D错误。
故选:。
静止的物体受力平衡;
地面附近的物体受到重力的作用;
惯性的大小只与质量有关;
浮力的方向始终竖直向上。
本题考查受力分析、惯性、浮力的方向等,属于中档题。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题考查阿基米德原理的应用,是一道基础题。
芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,芒果排开水的体积大于油桃排开水的体积,由可知二者所受浮力的大小关系;进而比较二者的密度关系和重力关系。
【解答】
、芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,芒果排开水的体积大于油桃排开水的体积,由可知,。故A正确,B错误;
、芒果沉底,其密度大于水;油桃漂浮,其密度小于水,则芒果的密度大于油桃的密度,D错误;而芒果的体积比油桃体积大,则芒果的质量比油桃的质量大,所以芒果的重力比油桃的重力大,C错误。
9.【答案】
【解析】【分析】
根据判断两球所受浮力的大小关系。
本题主要考查了阿基米德原理及物体浮沉条件的应用,要注意的是物体的浮沉不只由物体所受浮力决定,取决于物体所受浮力与重力的大小关系。
【解答】
两球没入水中后,实心球排开水的体积较大,由可知,实心球受到的浮力较大,A正确,BCD错误。
故选A。
10.【答案】
【解析】【分析】
轮船都漂浮,受到的浮力都等于轮船受到的重力;
得出了受到浮力的大小关系,由载重线知道排开水的体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析得出北大西洋海水密度与印度洋海水密度的大小关系。
本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件,利用好轮船漂浮是解此类题目的关键。
【解答】
轮船漂浮,
,
轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力;
设轮船排开北大西洋与印度洋的海水的体积为、,
标有的是北大西洋载重线,标有的是印度洋载重线,
轮船排开海水的体积:
西,
不变,
海水的密度:
。
故选D。
11.【答案】
【解析】解:由图可知,甲、乙、丙三种状态下半潜船排开水的体积不同,液体的密度一定,
由可知新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力不同,故A错误;
B.由题可知,通过调节压载水舱中的海水量,使甲板下潜至预定水深,待货物到达甲板上方,再次调节舱中海水量,使甲板浮出水面,所以“新光华”号是通过改变自身的重力来实现浮与沉的,故B错误;
C.“新光华”号半潜船处在最大下潜时,船底所受海水的压强约为
,故C正确;
D.根据阿基米德原理可得,满载时,“新光华”号所受浮力约为
,故D错误。
故选:。
由图可知,甲、乙、丙三种状态下半潜船排开水的体积关系,根据可知“新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力关系;
根据题意可知,“新光华”号实现浮与沉的方法;
根据求最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强;
根据阿基米德原理求满载时,“新光华”号所受的浮力。
本题考查阿基米德原理和液体压强公式的应用,难度适中。
12.【答案】
【解析】解:“配重”的主要作用是降低重心、提高稳定性、使密度计整体竖立在液体中,故A正确;
B.“浮子”的主要作用是提供足够大的浮力,以使得密度计整体漂浮在液体中,故B正确;
C.根据放入水中的标度来看,该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体,故C正确;
D.如果想要测量密度小于水的液体,可以换一个体积更大些的泡沫球作为浮子来增大浮力,故D错误;
故选:。
密度计是一种测量物体密度的仪器,其基本原理是利用物体在液体中的浮沉条件。当一个物体在液体中时,如果物体能够漂浮,那么它所受到的浮力等于其重力。密度计的设计利用了这一原理,使其能够在不同的液体中保持漂浮状态。密度计的重量小于相同体积水的重力,因此当它浸入液体中时,会根据液体的密度调整其浮力以达到平衡。
密度计的读数设计为下大上小,这是因为当密度计浸入液体中时,浸入的深度不同,排开的液体体积也不同。
本题考查了学生对阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好密度计测液体密度时漂浮是本题的关键。
13.【答案】
【解析】解:由图甲可知,弹簧测力计分度值为,弹簧测力计的示数为,则金属块的重为;
根据称重法测浮力,由甲、乙两图可得物块浸没在水中受到的浮力为:;
根据阿基米德原理,金属块排开水另一种液体的体积:
,
根据甲、丙两图可得金属块浸没在另一种液体中受到的浮力:
,
由阿基米德原理可得另一种液体的密度:
。
故答案为:;;。
先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读数,可得金属块的重力;
根据称重法测浮力,由甲、乙两图求出金属块在水中受到的浮力;
利用阿基米德原理求出金属块排开水另一种液体的体积,根据甲、丙两图可得金属块浸没在另一种液体中受到的浮力,再利用阿基米德原理求液体的密度。
本题考查了阿基米德原理、称重法测浮力的应用,以及弹簧测力计的读数方法,灵活应用阿基米德原理是关键。
14.【答案】
【解析】解:小球受浮力和重力,浮力和重力是一对平衡力,过重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力,如下图:
首先根据小球的状态分析小球的受力情况,小球静止,受重力和浮力,而且二力平衡,重力和浮力的作用点都在小球的球心,所画线段的长度要相等,表示二力平衡,大小相等。
画力的示意图时要考虑到物体的运动状态,当物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力就是平衡力。
15.【答案】从溢水杯溢出的水的重力为。
【解析】解:图中苹果漂浮,浮力等于重力,为,
根据阿基米德原知,阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,由于盛满的,则从溢水杯溢出的水的重力为。
答:从溢水杯溢出的水的重力为。
根据漂浮的条件计算浮力得出溢出的水的重力。
本题考查刚浮沉条件的应用,属于基础题。
16.【答案】; ;; 重力;用弹簧测力计吊着铁块,使其浸没在大烧杯内的水中深度处,且不接触容器,读取弹簧测力计的示数,并记录、,比较与的大小;错误。
【解析】解:分析三次实验可知,物体浸在同种液体中的体积不同时,弹簧测力计的示数不同,说明浮力不同,即浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
序号中物体所受浮力的大小为,
物体的质量为,
由阿基米德原理可知,物体在中浸没,物体的体积为,
物体的密度为。
序号中物体所受浮力的大小为,::::,。
要探究浮力大小跟物体浸没在水中的深度是否有关,需要测出浮力大小,而要测浮力,根据需要先测出物体的重力。根据控制变量法,本实验需要控制液体密度和物体排开液体的体积不变,改变物体浸没在水中的深度,因此实验步骤为用弹簧测力计吊着铁块,使其浸没在大烧杯内的水中深度处,且不接触容器,读取弹簧测力计的示数,并记录、。
根据称重法求出两次的浮力,若,则说明浸没在水中的物体所受浮力大小与物体浸没在水中的深度无关,若,则说明浸没在水中的物体所受浮力大小与物体浸没在水中的深度有关。
通过实验验证小强的猜想是错误的。
故答案为:;;; 重力;用弹簧测力计吊着铁块,使其浸没在大烧杯内的水中深度处,且不接触容器,读取弹簧测力计的示数,并记录、,比较与的大小;错误。
根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关,要控制液体的密度相同。
利用称重法求出物体浸没在水中时受到的浮力,根据阿基米德原理求出物体的体积,然后根据和密度公式求出物体的密度。
利用称重法测浮力需要先测出物体的重力。
根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与物体浸没深度的关系,要控制液体密度和排开液体的体积相同,改变物体浸没的深度。
【分析论证】根据称重法测浮力表示出两次物体受到的浮力,比较两次的浮力大小关系得出结论。
本题探究影响浮力大小的因素,考查控制变量法、称重法测浮力、阿基米德原理、实验步骤设计。
17.【答案】液化; 大于; 气体的热胀冷缩; 在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
【解析】解:盖子飞出时,白雾的产生是因为瓶内气体内能减小,温度降低,水蒸气遇冷发生了液化;
将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在大塑料瓶的水面上,此时“浮沉子”的重力等于“浮沉子”所受浮力;挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,瓶内水的质量增加,重力大于浮力时,浮沉子下沉;
随着温度的升高,液柱逐渐变短,观察实验装置图知道,该温度计是利用其上面瓶中气体热胀冷缩的性质制成的;
由图丁所示实验知,压力相同,受力面积越小,泡沫的凹陷程度更明显,可得出:压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
故答案为:液化;大于;气体的热胀冷缩;在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
物质由气态变成液态的过程叫液化;
浮力大于重力,物体上浮;浮力小于重力,物体下沉;
观察实验装置和所给的表格中的数据,分析随着温度的升高,液柱是变长还是变短即可得出该温度计的制作原理;
根据控制变量法的要求,分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象,然后得出实验结论。
本题考查物态变化、浮力、温度计和压力作用效果的影响因素,属于综合题。
18.【答案】无关 液体的密度 偏大
【解析】解:由甲、丙、丁两图可知,液体的密度和物体排开水的体积相同,物体浸没的深度不同,根据称重法可知浮力相同,因此可知浮力大小和浸没的深度无关。
由甲、丁、戊可知,同一物体浸没在不同的液体中,液体的密度不同,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知,受到的浮力不同,可知浮力大小和液体的密度有关。
由甲、乙、丙、丁四个步骤进行了观察研究可知,开始时随着金属块的浸在水中的深度越大,排开水的体积越大,则受到的浮力越大,根据称重法可知,弹簧测力计的示数减小,当金属块完全浸没后,随着金属块的浸在水中的深度越大,排开水的体积不变,则受到的浮力不变,根据称重法可知,弹簧测力计的示数不变,因此能正确反映弹簧测力计的示数和金属块下表面在水中的深度关系的图象应是。
故选:。
由甲、丁两图,根据称重法可知物体在水中受到的浮力为,
物体的体积等于排开水的体积,则,
由甲、戊两图,根据称重法可知物体在液体中受到的浮力为,
利用阿基米德原理可知戊中液体的密度为
。
由图可知,木块的质量,
木块全部浸入水中时,排开的水的质量为,
木块的体积即木块排开的水的体积为
,
木块的密度为
,
考虑木块的吸水性不考虑木块膨胀,木块吸水后浸没时排开水的质量保持不变,而玻璃杯及剩余水的总质量变小,所以,图中电子秤的示数偏小,故求出的木块的体积偏小,而根据图、求出的木块的质量不受影响,根据,小明测得的木块密度应该比真实值偏大。
故答案为:无关;液体的密度;;;;偏大。
分析甲、乙、丙图可知,浮力大小与排开液体的体积有关;由甲、丁、戊图可知,同一物体浸没在不同的液体中,液体的密度不同,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知,受到的浮力不同,可知浮力大小和液体的密度有关;
由甲、乙、丙、丁四个步骤进行了观察研究可知,开始时随着金属块的浸在水中的深度越大,排开水的体积越大,则受到的浮力越大,根据称重法可知,弹簧测力计的示数减小,当金属块完全浸没后,随着金属块的浸在水中的深度越大,排开水的体积不变,则受到的浮力不变,根据称重法可知,弹簧测力计的示数不变;
由甲、丁两图根据称重法可知物体在水中受到的浮力,物体的体积等于排开水的体积,根据可知物体的体积,由甲、戊两图根据称重法可知物体在液体中受到的浮力,利用阿基米德原理求得戊中液体的密度;
将烧杯、水、木块视为一个整体,即为木块的质量表示图中电子秤的示数,以下类似,为木块被压浸没时排开水的质量,由此求出木块的体积,根据密度公式可以求出木块的密度;考虑木块的吸水性不考虑木块吸水膨胀,在图实验时,测出的质量偏小,故求出的物体体积偏小,测出的木块密度偏大。
本题是探究影响浮力大小因素的实验,考查了对实验现象的分析、称重法求浮力公式、阿基米德原理、密度公式的应用,要注意控制变量法的应用。
19.【答案】右;;;大;。
【解析】解:将天平放在水平台面上,指针恰好指在分度盘中央,由图甲可知,此时标尺上的游码没有移到左端的零刻度处,所以接下来将游码移至零刻度线后,指针会向左偏转,则此时应向右调节平衡螺母,使指针再次指在分度盘中央;
由图乙可知,砝码的质量为,标尺分度值为,游码的读数为,则小石块的质量:;
由图丙可知,量筒中水的体积,量筒中水和石块的总体积,
则小石块的体积,
小石块的密度:;
小石块从水中拿出后会沾水,再测质量时会使小石块的质量偏大,根据可知,小石块的密度偏大;
根据题意可知,小石块的重力,
由称重法可知,小石块浸没在水中受到的浮力,
由阿基米德原理可知,小石块的体积:,
由可知,小石块的质量:,
则小石块的密度:。
故答案为:右;;;大;。
调节天平横梁平衡时,应先将游码移到标尺左端零刻线处,平衡螺母的调节按“左偏右调,右偏左调”,直到天平平衡;
物体的质量等于砝码的总质量加上游码所对的刻度值;
小石块的体积等于量筒中水和小石块的体积之和减去量筒中水的体积;根据密度公式求出小石块的密度;
小石块从水中拿出后会沾水,再测质量时会使小石块的质量偏大,根据密度公式可知小石块的密度偏差;
根据称重法求出小石块浸没在水中受到的浮力,根据阿基米德原理求出小石块的体积,根据求出小石块的质量,根据密度公式求出小石块的密度表达式。
本题是测量固体的密度实验,考查了天平和量筒的使用、密度计算、阿基米德原理的应用以及误差的分析,题目有一定的难度。
20.【答案】答:悬于空中的浮空艇受力平衡,浮力等于重力,当需要上升或下降的时候,可以改变副气囊中空气的质量,排出副气囊中的空气使得自身的重力减小,而整体的体积不变,受到的浮力不变,故浮力大于重力,就能实现浮空艇的上升。
【解析】根据悬浮的物体浮力等于重力,结合浮沉条件分析。
本题考查浮沉条件的应用,属于基础题。
21.【答案】淡水线在载重线的最上面,主要是因为淡水的密度小于海水的密度。根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于排开液体的重力。当轮船在水中漂浮时,处于平衡状态,受力平衡,浮力等于轮船的重力。由于海水的密度大于淡水的密度,在轮船重力不变的情况下,轮船在淡水中需要排开更多体积的水才能获得相同的浮力,船的吃水线就会相对较高。
【解析】船满载时漂浮在海面上受到的浮力等于自身的重力且不变,在不同的海域,海水的密度不同,根据公式可知,轮船在淡水中排开海水的体积大于轮船在海水中排开海水的体积,所以淡水线在载重线的最上面。
22.【答案】解:最大下潜深度处的海水压强为:
;
潜水艇完全潜入海水中,潜水艇受到的浮力为:
;
潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于潜水艇重力和充入海水的重力之和,即:;
水舱至少充水重力为:,
充水质量为:。
答:最大下潜深度处的海水压强为。
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力为。
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量为。
【解析】知道海水深度、密度,根据液体压强公式求出液体压强。
知道潜水艇的体积、水的密度,根据阿基米德原理求出完全潜入海水时受到的浮力。
潜水艇完全潜入海水中悬浮时,潜水艇受到的浮力等于总重,知道水舱未充水的重力,可以求出至少增加水的重力,求出增加水的质量。
本题主要考查了液体压强、漂浮和悬浮条件、阿基米德原理等知识;当物体漂浮和悬浮时,首先要考虑浮力等于重力,一般情况下,这个条件都是非常重要的。
23.【答案】解:合金块下表面所受水的压强;
因为合金块浸没水中,所以合金块排开水的体积:
;
合金块所受的浮力:
;
由可得,合金块的质量,
,
完全露出水面后,人所用拉力,
绳子自由端移动的距离,
人的拉力做功,
拉力的功率。
答:合金块下表面所受水的压强为;
合金块受到的浮力为。
人的拉力为,其功率为。
【解析】本题考查了密度公式、阿基米德原理、功、功率的公式的应用,计算时注意:在金属块完全露出水面后,人的拉力。
由可求得合金块下表面所受水的压强;
由于合金块浸没水中,合金块排开水的体积等于合金块的体积,利用阿基米德原理求合金块所受的浮力;
利用密度公式求解合金的质量,然后可求得其重力,完全露出水面后,人所用拉力,已知合金块上升高度,则绳子自由端移动的距离,由可求得人的拉力做功,由可求得人的拉力的功率。
24.【答案】解:橡皮泥的重力为:
;
橡泥对桌面的压强为:
;
水槽底部所受水的压强为:
;
橡皮泥的体积:
,
橡皮泥的密度:
,
橡皮泥的密度大于水的密度,则橡皮泥在水中是下沉的;
根据阿基米德原理可知,橡皮泥受到的浮力为:
;
答:橡皮泥的重力为;橡泥对桌面的压强为;
水槽底部所受水的压强为;
将橡皮放入水槽内,求橡皮深静止时所受的浮力为。
【解析】根据求出物体的重力;根据求出橡皮泥对桌面的压强;
根据求出水对容器底部的压强;
先求出橡皮泥的体积,然后根极密度公式求出橡皮泥的密度,根据橡皮泥的密度和水的密度判定橡皮泥的浮沉情况,然后根据阿基米德原理求出浮力大小。
本题考查了阿基米德原理和液体压强公式、物体浮沉条件、压强定义式的应用等,关键是知道物体对水平桌面的压力和自身的重力相等。
25.【答案】 解:,凝析油的密度:;
,
根据阿基米德原理可得“深海一号”所受到的最大浮力;
立柱底面受到的压强:
,
立柱底面受到的压力。
答:存储的凝析油的密度是;
“深海一号”所受到的最大浮力是;
假设每个立柱的底面积为,当立柱浸入水面下深时,每个立柱底面受到海水的压力为。
【解析】本题考查密度的计算、阿基米德原理、压强的计算等。
利用密度的公式计算存储的凝析油的密度;
利用阿基米德原理计算“深海一号”所受到的最大浮力;
利用液体压强的公式计算每个立柱底面受到海水的压强,根据计算立柱底面受到的压力。
26.【答案】物体的重力为;
物体所受的浮力为;
物体的密度为;
烧杯对桌面的压强为。
【解析】解:无水时,弹簧被压缩了,由题意知,此时弹簧对的弹力为,
受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用,处于平衡状态,根据力的平衡条件可知,
的重力等于弹簧对的弹力,即:;
有水时,弹簧被拉伸了,由题意知,此时弹簧对的拉力为,
受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力作用,处于平衡状态,
根据力的平衡条件可知,受到的浮力:;
根据可得,一半浸入水中时,排开水的体积:
,
则的体积:,
根据可得,的密度:
;
刚好有一半浸入水中时,烧杯中水的体积:
,
此时烧杯中水的重力:
,
弹簧的重力、体积及其所受的浮力忽略不计,烧杯对水平桌面的压力等于烧杯、水和的总重力,
即: ,
烧杯对桌面的压强:。
答:物体的重力为;
物体所受的浮力为;
物体的密度为;
烧杯对桌面的压强为。
无水时,弹簧被压缩,受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用,处于平衡状态,根据力的平衡条件可知的重力;
有水时,弹簧被拉伸,受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力作用,处于平衡状态,根据力的平衡条件可知受到的浮力;
根据求排开水的体积,从而可得的体积,根据求的密度;
根据求得水的体积,根据求水的重力;弹簧的重力、体积及其所受的浮力忽略不计,烧杯对水平桌面的压力等于烧杯、水和的总重力,根据求烧杯对桌面的压强。
本题考查重力、浮力、密度和压力、压强的计算,难度较大。
27.【答案】解:物体受到的浮力;
由物体的沉浮条件知,容器受到的浮力等容器的重力加容器中液体的重力即:
,
,
解得:
图乙中,容器处于悬浮状态,总浮力等于总重力即:
,
答:图甲中容器受到的浮力是;
液体的密度;
如图乙所示,若要使容器恰好竖直悬浮在水,注入液体的体积是。
【解析】由浮力产生的原因,浮力等于其底部的压强乘以底面积;
由物体的沉浮条件可知,物体受到的浮力等于容器的重力加容器中液体的重力,容器中液体的体积已知,可求出液体的密度;
容器在水中悬浮时,受到的浮力等总重力,液体的密度已求出,可知容器中注入的液体的体积。
本题考查了浮力产生的原因浮力的计算,物体的沉浮条件,密度公式的应用,质量和重力的关系。
28.【答案】解:船漂浮时浮力等于重力,起重船自身质量,,要吊装的重物质量,则起重船带着重物一起漂浮在水面上时所受浮力为:
,
排开水的体积为:
;
起重机将该重物匀速提升了过程中做的有用功为:
,
则起重机的机械效率为:
;
由图丁可知,当抽出的水为后,力传感器的示数等于的重力,且保持不变,则抽出水时,的下表面露出水面,
则的下表面距离舱底的深度:;
由丁图可知,当水舱中装有的水时,对传感器的压力为,
,所以,
此时浸没在水中,由阿基米德原理可得:,
的横截面积:,
当力传感器示数为时,水对的浮力等于的重力,
根据阿基米德原理可得,,
浸在水中的深度:,
此时水舱中水的深度:,
水对舱底的压强:。
答:排开水的体积是;
起重机的机械效率是;
剩余的水对舱底的压强是。
【解析】根据得出起重船带着重物漂浮在水面上时所受浮力;利用阿基米德原理可求出起重船带着重物排开水的体积;
根据求出起重机做的有用功,利用求出起重机的机械效率;
由图丁可知,当抽出的水为后,力传感器的示数等于的重力,且保持不变,则抽出水时,的下表面露出水面,由此计算剩余的水的深度;
根据图丁当水舱中装有的水时,对传感器的向上压力为,分析的受力情况,计算受到的浮力,由阿基米德原理计算的体积,求出的截面积;
当力传感器示数为时,水对的浮力等于的重力,由此根据阿基米德原理计算浸在水中的深度;再根据计算水对舱底的压强。
本题考查了阿基米德原理和液体压强公式的综合应用,从图像中获取有用的信息和正确判断受到作用力的方向是关键。
29.【答案】解:由表中数据可知,甲容器中木块刚好浮起时水的深度,
此时水对容器底部的压强:;
甲容器中木块排开水的体积:,
则木块受到的浮力:,
由物体的漂浮条件可知,木块的重力:,
由可知,木块的质量:,
木块的体积:,
则木块的密度:;
由表中数据可知木块刚好浮起时,甲、乙容器中水的深度均为,
则甲、乙容器中水的体积分别为:
,
,
由可知,甲、乙容器中水的质量分别为:
,
,
即木块刚好浮起时,甲、乙容器中加入水的质量不同,而加入水的深度相同,因此木块能否浮起,取决于容器中水的深度;
容器对桌面的压力等于容器、水和木块的总重力,
实验完成,把木块从甲容器拿出,此时改变的只有木块的重力,则甲容器对桌面的压力变化量:,
甲容器对桌面压强的变化量:。
答:甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强为;
木块的密度为;
木块刚好浮起时,甲、乙容器加入水的质量分别为和,木块能否浮起,取决于容器中水的深度;
实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量为。
【解析】根据表中数据可知甲容器中木块刚好浮起时水的深度,根据求水对容器底部的压强;
根据体积公式求出甲容器中木块排开水的体积,根据阿基米德原理求出木块受到的浮力,根据物体的漂浮条件求出木块的重力,根据求出木块的质量,根据体积公式求出木块的体积,根据密度公式求出木块的密度;
根据表中数据可知木块刚好浮起时,甲、乙容器中水的深度,根据体积公式分别求出两容器中水的体积,根据密度公式求出水的质量,并进行比较,结合表中木块刚好浮起时,甲、乙容器中水的深度分析判断木块能否浮起,取决于容器中水的深度还是水的质量;
容器对桌面的压力等于容器水和木块的总重力,据此求出实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面的压力变化量,根据求出甲容器对桌面压强的变化量。
本题液体密度公式、重力公式、压强公式、压强定义式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的应用和分析数据归纳结论的能力。
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