10.3 物体的沉浮条件及应用-练习题 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期
2025-04-12
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内容正文:
10.3 物体的沉浮条件及应用
一、单选题:
1.如图所示,潜水艇在海面下根据需要实现上浮或下潜但始终未露出海面。在下潜时,潜水艇受到的重力为、浮力为;在上浮时,受到的重力为、浮力为,下列关系正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
2.如图甲是退潮时搁浅的大型货轮,随着海水涨潮、水位上升,货轮会脱离海底,船身随着水位上升逐渐升高,最终如图乙。此过程中,货轮受到的浮力( )
A. 一直变大 B. 先变大后不变 C. 一直不变 D. 先不变后变大
3.如图乙所示,铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具。如图甲所示,早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成,受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二个时辰,受水壶里放置一个能漂浮在水中的浮舟,浮舟上装一支浮箭。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,古人根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。当水位升高时( )
A. 浮舟受到的浮力增大 B. 浮舟排开水的体积变大
C. 浮舟排开水所受的重力不变 D. 受水壶底部受到水的压强不变
4.将体积相同的实心小球、、分别放入两个装有不同液体的相同容器中,静止时的情况如图所示。通过测量可知,两容器中液面相平,小球、露出液面的体积相同。下列说法正确的是( )
A. 三个小球中密度最大的是球 B. 小球所受的浮力大于重力
C. A、两球所受的浮力相等 D. 甲容器底部受到的液体压强比乙容器大
5.图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A. 图中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B. 图中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C. 图中液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大
D. 图中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
6.在竖直放置的弹簧测力计下挂一个物块,让物块从盛有足量水的容器上方离水面某一高度处匀速下降,逐渐浸入水中。该过程中弹簧测力计的示数随物块下降的高度变化的图像如图所示,已知取,水的密度为。下列说法正确的是
A. 物块的质量为
B. 物块的竖直高度为
C. 物块的密度为
D. 当时,物块所受浮力为
7.图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从升到时,水的密度和水温关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,如图丙,把测力计下悬挂的实心金属块体积不变浸没在水中,处于静止状态,下列选项中能正确反映测力计示数和水温关系的是( )
A. B. C. D.
8.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A. 石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B. 石块在水中受到的浮力大小为
C. 石块浸没在水中时,排开水的体积为
D. 丙图中盐水的密度为
9.盛有水的圆柱形容器竖直放置在水平桌面上,如图甲所示,容器对桌面的压力为:用细线拴一实心小球,将小球浸没在水中,如图乙所示,容器对桌面的压力为;将细线剪断,小球沉到容器底部静止,如图丙所示,容器对桌面的压力为,水始终未溢出,取,水的密度,则下列说法中错误的是( )
A. 小球所受重力为
B. 小球的密度为
C. 图丙中小球对容器底的压力为
D. 图丙中水对容器底部的压力比图乙中水对容器底部的压力大
10.水平桌面上,完全相同的甲、乙、丙容器中装有三种不同液体,将同一实心小球放入容器中,静止时三容器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小球所受的浮力浮甲浮乙浮丙
B. 三种液体密度的关系乙甲丙
C. 液体对容器底的压强乙甲丙
D. 桌面所受的压力压甲压乙 压丙
二、填空题:
11.潜水艇靠改变 来实现上浮或下沉;轮船从大海驶入珠江,船体所在位置会 选填“上浮”“不变”或“下沉”。
12.孔明灯在点火后,灯罩内热空气膨胀,使灯罩内热空气的密度小于灯罩外冷空气的密度,此时孔明灯受到的浮力________重力,实现上浮;火车进站时乘客必须站在安全黄线之外,因为流体速度越大,流体压强越________。
13.如图重为的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力是______,若再往玻璃杯中加盐,鸡蛋受到的浮力将______选填“变大”、“不变”或“变小”。
14.一只苹果的质量为、体积为,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为______取,松手后苹果将______选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”船闸是______在实际中的具体运用,它能让大型轮船在上下游之间顺利往返航行.
15.受阿基米德辨别真伪皇冠故事的启发,小明设计了一个测量碗的密度的探究实验,实验步骤及实验数据如图所示。根据实验数据,填写计算结果:
碗的体积为______;
碗的质量为______;
碗的密度为______。
16.如图,台秤上放置一个装有适量水的烧杯烧杯质量不计,已知水的质量为,杯的底面积为,将一个质量为、体积为的实心长方体用细线系着逐渐放入水中整个过程杯内水没有溢出。当的一半浸入水中前后,台秤的示数变化了 ;若此时剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压强 选填“变大”“变小”或“不变”
17.密度计是用来测量液体密度的仪器,它工作时漂浮在液面上。如图所示是三只完全相同的密度计放入三种液体中的情况。
密度计受到的浮力的关系为__________________。
三种液体的密度关系为,__________________。
18.将物块、置于装水的烧杯中静止时如图所示,有四分之一的体积露出水面,则的密度为 ;将从水中拿出并放在上,若它们处于漂浮状态,则所受浮力 选填“变大”、“变小”或“不变”,下同,容器底部受到的液体压强 ,容器对桌面的压强 。
三、实验探究题:
19.为了测量盐水密度,小方同学进行了如下实验:
将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,应将平衡螺母向______调,使横梁平衡。
先测出烧杯和盐水的总质量为。然后将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,如图乙所示,量筒读数时做法正确的是:______选填“”“”或“”。
把烧杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当横梁平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的总质量为______。
盐水的密度为______。
小方利用一把刻度尺、装有适量水的水槽和两个相同的薄壁圆柱形平底玻璃容器容器厚度忽略不计也测量出了另一种液体的密度。
向容器中倒入适量的液体,将容器缓慢的放入水槽中,处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出容器下表面到水面的距离为。
从容器中取出一部分液体,放入另一个放在水平桌面上的玻璃容器中,如图戊所示,测量出______为。
容器再次处于竖直漂浮状态,如图己所示,测出容器下表面到水面的距离为。
液体密度______用、、、表示。
20.小华在探究“影响浮力大小的因素”实验时,用弹簧测力计挂着同一金属块进行了如图所示的实验操作、,;
分析实验、、可知:浮力的大小跟物体浸没的深度______;
分析实验、、可知:物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力______;
利用图中的实验数据、还可求出金属块的密度为______;
如图所示,小华把该金属块分别浸入到另外的甲、乙两种液体中时,弹簧测力计的示数相同,且金属块的下表面到容器底部的距离也相等,此时金属块受到的浮力为______,则甲液体对容器底部的压强______选填“大于”、“小于”或“等于”乙液体对容器底部的压强。
小华还想用天平和一杯浓盐水已知浓盐水的密度为及其他辅助器材测量密度均匀的萝卜的密度:
用天平测出萝卜的质量为;
把萝卜轻轻放入浓盐水中漂浮,如图丙,用记号笔记下液面在萝卜上的位置;
取出萝卜擦干,用刀沿记号将萝卜切成、两块,测出块的质量为;萝卜密度的表达式为 ______用字母、和表示。
四、计算题:
21.龙池砚被誉为文房瑰宝,小明想估测制作龙池砚的岩石的密度,他找到体积为的岩石,并利用自制“浮筒质量仪”测其质量,如图甲所示,从浮筒上标注的刻度可得出浮筒浸入水中的深度随浮筒和被测物体的总质量的变化,如图乙所示。空浮筒在水中漂浮时为,放入岩石后浮筒在水中漂浮时为。
岩石的密度是多少?
放入岩石后,浮筒所受浮力是多大?
浮筒底面积约是 ?保留一位小数
22.用电子测力计悬挂一个“冰墩墩”模型玩具,“冰墩墩”的双脚与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放“冰墩墩”,直至浸没于水中并继续匀速下放未与水底接触。“冰墩墩”下放过程中,测力计示数与“冰墩墩”双脚浸入水的深度的关系如图乙。取,水的密度是
求:
“冰墩墩”受到的重力;
“冰墩墩”完全浸没在水中受到的浮力;
“冰墩墩”的密度。
23.如图甲所示,水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器,两部分的横截面积分别为、,高均为。实心圆柱体的质量为,底面积为。如图乙所示将实心圆柱体通过细线与容器底部相连,实心圆柱体浸没在水中,其上端刚好与液面相平,此时水对容器底部的压强为,已知,常数取,实心圆柱体、均不吸水,忽略细线体积、液体晃动等次要因素。
如图甲所示,实心圆柱体对容器底部的压强为多大?
如图乙中剪断细线,待实心圆柱体静止后,此时水对容器底部的压强为,求实心圆柱体的密度为多少?
如图丙所示,将质量为,高为,底面积为的实心圆柱体竖直放入容器内,若以的恒定速度向容器中缓慢注水,直到时停止,求容器底部所受液体压强与注水时间秒钟的函数关系式。
24.如图所示,把一个盛有水的薄壁容器静置在水平桌面上,容器重为,底面积为,容器中水重为,水面距容器底的距离为。现将物体放入水中,静止时容器中的水未溢出,已知物体的质量为,体积为,水的密度为,取为。求:
物体未放入水中时,水对容器底的压强;
物体在水中静止时,容器对桌面的压强;
物体在水中静止时,它受到的浮力大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:在海水中,潜水艇所受,始终没有露出水面,所以所受浮力不变,;
可以通过“让海水进入压力舱”增大自重、“将海水排出压力舱”减小自重,,潜水艇上浮,,潜水艇下沉,由于,则,故B正确。
故选:。
未露出海面,根据可知,在海水密度、排开水的体积不变时,所受浮力不变;
潜水艇通过改变自身重力的大小来改变与的关系,实现下潜和上浮。
本题考查物体的沉浮条件及其应用,物体浮沉条件:浸没水中的物体,浮力大于重力时物体上浮;浮力等于重力时,物体悬浮;浮力小于重力时,物体下沉,分析时要同时考虑浮力和重力是否变化。
2.【答案】
【解析】解:图甲中货轮搁浅时受力平衡,受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力,则受到的浮力小于重力;
随着水位上升,在货轮脱离海底漂浮前的过程中,货轮排开的水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知,受到的浮力逐渐变大;
图乙中货轮漂浮后,随着水位继续上升的过程中,船身逐渐升高,但排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以整个过程中货轮受到的浮力先变大后不变,故B正确。
故选:。
根据阿基米德原理可知,浮力的大小与液体的密度和排开的液体的体积有关;据此分析涨潮时货轮脱离海底前和脱离海底后排开水的体积变化,根据阿基米德原理分析浮力大小的变化。
本题考查了阿基米德原理的灵活应用,正确判断排开水的体积变化是解题的关键。
3.【答案】
【解析】解:当水位升高时,浮舟始终漂浮,根据物体的浮沉条件知,浮力始终等于重力,而重力保持不变,则浮力不变,根据可知浮舟排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知浮舟排开水所受的重力不变,故AB不符合题意,符合题意;
D.当水位升高时,根据可知受水壶底部受到水的压强变大,故D不符合题意。
故选:。
根据漂浮的物体受到的浮力等于重力结合阿基米德原理分析;
根据分析压强变化。
本题考查物体浮沉条件的应用与液体的压强,属于中档题。
4.【答案】
【解析】解:、根据图示可知,在甲中悬浮,在乙中沉底,因此球的密度与甲液体的密度相等,大于乙液体的密度,因此甲液体的密度大于乙液体的密度;
因为小球、均漂浮,因此球的密度小于甲液体的密度,球的密度小于乙液体的密度,由于甲液体的密度大于乙液体的密度且球的密度与甲液体的密度相等,所以球的密度最大,故A错误;
B、因为球漂浮,因此小球所受的浮力等于自身的重力,故B错误;
C、已知小球、的体积相同,且露出液面的体积相同,因此、两球排开液体的体积相等;又因为液体的密度不同,所以由可知,、两球所受的浮力不相等,故C错误;
D、由知甲液体的密度大于乙液体的密度,且甲、乙液体的深度相同,根据知甲容器底部受到的液体压强比乙容器大,故D正确。
故选:。
根据、、三个小球的浮沉情况及物体的浮沉条件,可判断出球密度和液体密度的大小关系,小球漂浮,则小球的密度小于液体的密度;物体悬浮时,小球的密度等于液体的密度;小球下沉时,则小球的密度大于液体的密度;
物体漂浮时,浮力等于重力;
已知小球、的体积相同,且露出液面的体积相同,据此得出排开液体体积的多少,再根据可知、两球所受浮力的大小;
根据判断出容器底部受到液体压强的关系。
此题通过分析小球在液体中的浮沉情况,考查了对阿基米德原理、液体压强公式的应用以及浮沉条件的应用,同时考查了密度知识的应用,难度较大。
5.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了学生对阿基米德原理、增大浮力的方法、物体浮沉条件的理解与掌握,是一道浮力应用的综合题。
根据阿基米德原理,受到的浮力与液体的密度和物体排开的液体的体积有关;
将物体做成中空的可以通过增大排开液体的体积增大浮力;
密度计是用来测量液体密度的工具,是根据物体漂浮时浮力与重力相等的原理制成的;
浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对它施加的竖直向上的浮力,当物体受到的浮力大于重力或者物体密度小于气体密度时,物体上浮。
【解答】
A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,水密度和排开水的体积不变,由可知,所受的浮力不变,故A错误;
B.巨轮之所以能够浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,故B正确;
C.密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,故C错误;
D.气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
根据图像得出物块的重力,进而求出质量;
根据液面变化判断圆柱体的竖直高度;
根据称重法求出物块浸没水中受到的浮力,由阿基米德原理得出物块体积,由密度公式求出密度;
根据图像得出时的拉力,由称重法求出浮力。
【解答】
解:由图可知物块受到的重力为,则物体的质量为,故A错误;
B.由图可知物块下表面下降的竖直高度为,圆柱体下降时,液面会上升,则圆柱体浸没时下降的高度小于圆柱体的高度,因此圆柱体的竖直高度大于,故B错误;
C.由图可知物块受到的浮力为;根据阿基米德原理,可知物体的体积为
则物块的密度为,故C正确;
D.由图可知,当时,物块所受拉力为
则物块所受浮力为,故D错误。
7.【答案】
【解析】由图乙可知,当水温从升到时,水的密度先变大后变小;实心金属块体积不变浸没在水中时,根据 可知,金属块受到的浮力先变大后变小;金属块受到本身重力、水对它的浮力、弹簧测力计对它的拉力三个力的作用处于静止状态,弹簧测力计示数即弹簧测力计对它的拉力,三者之间关系
由于水的密度受水温影响,金属块在水中浸没时受到的浮力先变大后变小,所以测力计示数先变小后变大,能反应测力计示数和水温关系的只有项,不符合题意。
故选C。
8.【答案】
【解析】【详解】石块浸没在水中后,弹簧测力计对石块的拉力变小了,说明石块受到竖直向上的浮力,故A错误;
B.由图甲可知,物体的重力,由图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数 ,则石块在水中受到的浮力为
故B正确;
C.石块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为
故C错误;
D.物体的重力,由图丙可知,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数 ,则石块在盐水中受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,盐水的密度为
故D错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】【分析】
A.小球的重力为:放入小球并剪断细线时容器对桌面的压力减去盛水容器对桌面的压力;
B.根据甲乙两图中的压力之差得出小球受到的浮力,根据重力公式得出小球的质量,根据阿基米德原理得出小球的体积,根据密度公式得出小球的密度;
C.力的作用是相互的,图乙中小球对容器底的压力等于小球受到的支持力;
D.由公式可知,水对乙、丙容器底部的压强是一样的,而两个容器底面积相同,由公式可知两个容器底部受到水的压力的大小关系。
本题考查阿基米德原理的应用,属于对基础知识的考查,有一定综合性。
【解答】
A.小球的重力为:放入小球并剪断细线时容器对桌面的压力减去盛水容器对桌面的压力,即:,故A正确。
B.小球受到的浮力为:,小球的质量为:,
小球的体积为:,小球的密度为:,故B正确。
C.力的作用是相互的,图乙中小球对容器底的压力等于容器对小球的支持力,此时小球受重力,支持力,浮力,三个力平衡,根据阿基米德原理,此时小球受到的浮力与图乙中小球的浮力相等,为,故此时支持力浮,故C正确。
D.由公式可知,水对乙、丙容器底部的压强是一样的,而两个容器底面积相同,由公式可知,故两个容器底部受到水的压力是相同的,故D错误。
故选:。
10.【答案】
【解析】A.根据图示可知,小球在甲中悬浮,所以小球受到的浮力
浮甲
小球在乙中沉底,所以小球受到的浮力
浮乙
小球在丙中漂浮,所以小球受到的浮力
浮丙
同一实心小球,重力不变,所以小球受到的浮力
浮甲浮丙浮乙
故A错误;
B.小球在甲中悬浮,所以甲液体的密度
甲
小球在乙中沉底,所以乙液体的密度
乙
小球在丙中漂浮,所以丙液体的密度
丙
同一实心小球,重力不变,所以
乙甲丙
故B错误;
C.三容器的液面等高,根据液可知,液体对容器底的压强
乙甲丙
故C正确;
D.甲、乙、丙三个容器完全相同,三容器液面相平,由图知液体的体积
甲乙丙
因为液体的密度关系为
乙甲丙
所以由可知,三容器内液体的质量
乙甲丙
由可知液体的重力
乙液甲液丙液
则容器及容器内液体和物体的总重力
乙甲丙
桌面所受的压力
压乙压甲 压丙
故D错误。
故选C。
11.【答案】自身重力 ;下沉。
【解析】解:潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的;
同一艘轮船从大海驶入珠江,船始终漂浮,浮力等于重力,轮船质量没有变化,轮船受到的重力大小不变,所以轮船受到的浮力不变,海水的密度大于江水的密度,由可知,排开河海水的体积小于排开江水的体积,所以船身相对于水面将下沉一些。
故答案为:自身重力;下沉。
潜水艇浸没在水中无论是上浮还是下沉,潜水艇的体积不变排开水的体积不变,受浮力不变,通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,实现上浮或下沉的;
轮船从大海驶入珠江,自重不变、水的密度变小,根据漂浮条件和阿基米德原理分析回答。
此题考查物体的浮沉条件及其应用以及阿基米德原理的应用,能否紧紧抓住轮船的漂浮状态进行分析轮船重力与浮力的关系是本题的解题关键所在。
12.【答案】大于;小
【解析】【分析】
气球和飞艇的升空原理:气球里充的是密度小于空气的气体,则气球可飘在空中。它靠改变自身的体积来改变浮力的大小
当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快,从而造成人周围空气流速不同,结合流体压强与流速的关系即可解答
本题考查了物体的浮沉条件和流体压强和流速的关系,同学们要理解和掌握。
【解答】
灯罩内的气体被加热,体积膨胀,密度减小,小于灯罩外空气的密度,使孔明灯受到空气的浮力大于孔明灯自重,孔明灯就会上升。
当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人内侧流速快、压强小,外侧压强不变,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,所以乘客必须站在安全黄线内。
故答案为:大于小。
13.【答案】;不变
【解析】解:鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力;
若再往玻璃杯中加盐,盐水的密度变大,则鸡蛋仍漂浮在液面上,则浮力等于重力,鸡蛋的重力不变,则鸡蛋受到的浮力不变。
故答案为:;不变。
鸡蛋漂浮在水面上,此时鸡蛋受到的浮力。若再往玻璃杯中加盐,根据物体的浮沉条件判断所受浮力的变化。
本题考查了物体浮沉条件的应用,记住浮沉条件是关键,要注意同一只鸡蛋的质量不变,则重力不变。
14.【答案】;上浮;连通器
【解析】解:苹果浸没水中受到水的浮力:
;----------
苹果重力:
;----------------
由可知,,
所以松手后苹果会上浮.
船闸由上下两个阀门组成一个闸室,当上游阀门打开时,闸室与上游通过阀门组成连通器,使闸室内的水位与上游水位相平,便于船通过,故船闸是连通器在实际中的具体应用.
故答案为:;上浮;连通器.
已知苹果完全浸入的体积,根据阿基米德原理求苹果受到的浮力,根据苹果的质量求出重力,再根据物体的浮沉条件判断;船闸是连通器在生活中的应用之一.
本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件、连通器的应用,利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素液体的密度和排开液体的体积.
15.【答案】
【解析】解:由甲、丙图知,水的体积,碗和水的总体积,碗的体积为:
;
由图乙知,水与碗排开水的总体积,碗所排开水的体积,碗所排开水的质量为:
;
碗漂浮在水面上时,碗受竖直向下的重力,竖直向上的浮力,两个力处于平衡状态,由平衡条件得:,即:,所以;
碗的密度为:
。
故答案为:;;。
碗浸没在水中时排开水的体积等于碗的体积;根据量筒的读数方法,分别读出水的体积,碗和水的总体积,碗的体积。
碗漂浮在水面上时,根据量筒的读数方法,读出水及碗所排开水的总体积,碗所排开水的体积,然后由求出碗排开水的质量;
对碗进行受力分析,根据平衡条件求出碗所受的重力,然后求出碗的质量。
根据密度公式求出碗的密度。
本题考查了固体密度的测量,排水法测体积是阿基米德发现的,本题重现排水法的历史渊源,并强化测固体密度的基本方法,是一道好题
16.【答案】
不变
【解析】质量为、体积为的实心长方体的密度为
即物体的密度比水小,所以当物体放入水中时物体处于漂浮状态,没有细线牵引,物体漂浮时受到的浮力为
当物体放入水中时,排开液体的体积为
为总体积的一半,所以当的一半浸入水中前后,物体受到的浮力增加了,由力的作用是相互的可知,物体对水向下压力增加了,则烧杯对台秤的压力也增加了,所以台秤的示数变化了。
若此时剪断细线,物体排开液体的体积仍为总体积的一半,待液面静止后,物体排开液体的体积并没有发生变化,所以水的深度不变,由 可知,水对容器底的压强不变。
17.【答案】;;;
18.【答案】
变小
变大
不变
【解析】漂浮,所以有浮,即
水排
由于有四分之一的体积露出水面,所以 ,所以
解得
将从水中拿出并放在上前,沉底,浮力小于重力,漂浮,浮力等于重力;将从水中拿出并放在上后,漂浮,排开水的体积变小,由浮液排可知,受到的浮力变小。
将从水中拿出并放在上后,、整体处于漂浮状态,受到的总浮力等于、的总重力,所以浮力变大,排开水的体积变大,液面升高,由可知,容器底部受到液体的压强变大。
将从水中拿出并放在上前后,容器对桌面的压力不变,都等于容器、水和物体的总重力,底面积不变,由 可知,容器对桌面的压强不变。
19.【答案】右 容器内液体深度
【解析】解:分度盘指针如图甲所示,说明左侧较重,应该向右调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央;
量筒读数时既不能仰视,也不能俯视,读数时视线应与液面齐平,如图乙所示,做法正确的是,量筒中盐水的体积为;
如图丙所示,砝码的质量为,游码指在处,量筒中盐水的质量为;
盐水的密度为;
小方利用一把刻度尺、装有适量水的水槽和两个相同的薄壁圆柱形平底玻璃容器容器厚度忽略不计也测量出了另一种液体的密度。
向容器中倒入适量的液体,将容器缓慢的放入水槽中,处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出容器下表面到水面的距离为,
漂浮时物体受到的浮力等于重力,设容器底面积为,根据阿基米德原理可知此时容器受到的浮力:,
从容器中取出一部分液体,放入另一个放在水平桌面上的玻璃容器中,如图戊所示,测量出容器内液体的深度为。
容器再次处于竖直漂浮状态,如图己所示,测出容器下表面到水面的距离为,此时容器受到的浮力:,
则图戊所示容器内液体的重力为:,
图戊所示容器内液体的质量为:,
液体密度。
故答案为:右;;;;容器内液体深度;。
调节天平横梁平衡时,指针偏向左侧,说明天平的左端下沉,平衡螺母向上翘的右端移动;
量筒读数时既不能仰视,也不能俯视,读数时视线应与液面齐平,进一步读出液体的体积;
量筒中盐水的质量等于烧杯和盐水的的总质量减去如图丙所示砝码的质量和游码对应的刻度值;
知道液体的质量和体积,根据密度公式求出液体的密度;
漂浮时物体受到的浮力等于重力,设容器底面积为,根据阿基米德原理可知图丁和己容器受到的浮力,两次浮力之差即为图戊所示容器内液体的重力,根据重力公式计算图戊所示容器内液体的质量,根据体积公式和密度公式计算液体的密度。
本题考查天平和量筒的使用,重力公式、密度公式、阿基米德原理的灵活运用,综合性强。
20.【答案】无关 越大 大于
【解析】解:由图、可知,金属块排开水的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知浮力相同,故浮力大小跟物体浸没的深度无关;
比较图和图可知,由称重法可知,中物体受到的浮力大小为:
,
中物体受到的浮力大小为:
,
实验中物体排开液体体积相同,中液体密度比中液体密度大,它受到的浮力就越大;
由图、可知,由称重法可得,中金属块受到的浮力大小为:
,
因为金属块浸没在水中,其排开水的体积等于金属块的体积,所以金属块的体积为:
,
金属块的密度为:
;
由题题意知把该金属块分别浸入到甲、乙两种液体中时,弹簧测力计的示数相同,根据称重法可知金属块在甲、乙两种液体中受到的浮力大小相等,则浮力为:;
而由浮力产生的原因可知甲、乙两种液体对金属块的下表面产生的压力大小相等,同时由压强公式可知液体对金属块下表面的压强关系为:,再结合阿基米德原理理和,可知两种液体的密度大小,因为金属块的下表面到容器底部的距离相等,结合液体压强公式求出甲、乙两种液体从金属块下表面对容器底部的压强关系为:,甲、乙两种液体对容器底部的压强等于各自上下两部分压强之和,由此可知;
由题意可知本题要利用浮力相关知识测量密度,把物体轻轻放入浓盐水中漂浮时,物体受到的浮力和物体的重力平衡,大小相等,故需要测出物体的质量,则物体受到的浮力为:,
由得块物体的体积为:
,
物体密度的表达式为:
。
故答案为:无关;越大;;;大于;。
根据图、、的相同量和不同量,根据控制变量法确定浮力大小与变化量之间的关系;
比较图、和图,由称重法分析;
由图、求出金属块浸没在水中时受到的浮力,由阿基米德原理得出物体的体积为,根据求出金属块的密度;
根据称重法分析金属块在甲、乙两种液体中受到的浮力大小关系,而由浮力产生的原因可知甲、乙两种液体对金属块的下表面产生的压力关系,同时由压强公式可判断甲、乙两种液体对金属块的下表面产生的压强关系,再结合阿基米德原理求出两种液体的密度大小关系,因为金属块的下表面到容器底部的距离相等,结合液体压强公式求出甲、乙两种液体从金属块下表面对容器底部的压强,而甲、乙两种液体对容器底部的压强等于各自上下两部分压强之和,据此判断;
利用二力平衡得出漂浮时受到的浮力,利用阿基米德原理求出物体排开液体的体积即块物体的体积,知道块的质量,根据密度公式计算物体的密度。
本题考查了“影响浮力大小的因素”的实验探究,涉及了其中称重法测浮力和阿基米德原理的运用、液体和固体压强的计算以及控制变量法的运用,有一定难度。
21.【答案】空浮筒在水中漂浮时为,根据图象可知,空浮筒的质量为筒,放入岩石后浮筒在水中漂浮时为,浮筒和岩石的总质量总,故岩石的质量为
岩总筒
岩石的密度
放入岩石后浮筒在水中漂浮时为,浮筒和被测物体的总质量为,根据漂浮的特点,此时浮筒受到的浮力为
浮总
浮筒排开水的体积为
浮筒底面积约
【解析】详细答案和解答过程见答案
22.【答案】解:
由图乙可知,当块下表面与水面刚好接触时,弹簧测力计的示数,
由二力平衡条件可知,冰墩墩的重力;
当冰墩墩完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数不变,
则冰墩墩完全浸没在水中受到的浮力:;
因冰墩墩浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由可得,冰墩墩的体积:,
由可得,冰墩墩的质量:,
则冰墩墩的密度:。
答:“冰墩墩”受到的重力为;
“冰墩墩”完全浸没在水中受到的浮力为;
“冰墩墩”的密度为。
【解析】根据图乙读出冰墩墩没有浸入水中时弹簧测力计的示数,根据二力平衡条件得出冰墩墩的重力;
根据图乙读出冰墩墩完全浸没在水中弹簧测力计的示数,根据称重法求出冰墩墩完全浸没在水中受到的浮力;
根据求出冰墩墩排开水的体积即为物块的体积,利用求出冰墩墩的质量,再利用求出冰墩墩的密度。
本题考查了称重法求浮力和阿基米德原理、重力公式、密度公式的应用,从图乙中获取有用的信息是关键。
23.【答案】解:实心圆柱体的质量为,其重力为,
如图甲所示,实心圆柱体对容器底部的压强;
如图乙所示将实心圆柱体通过细线与容器底部相连,实心圆柱体浸没在水中,其上端刚好与液面相平,此时水对容器底部的压强为,根据得,水的深度为:
;
如图乙中剪断细线,待实心圆柱体静止后,此时水对容器底部的压强为,水的深度为:
;
由乙图知,水的体积为:,
图乙中剪断细线,水的体积为:,
则
此时漂浮,即即,,
代入数据得:,
解得:
将代入得,,
实心圆柱体的密度为:;
实心圆柱体的体积为:,;
当恰好漂浮时,,
根据阿基米德原理,则,
浸入水的深度为:,
此时容器中的水的体积为:,
向容器中缓慢注水的速度为,则注水时间段为:,时间水面升高的高度为:,
容器底部所受液体压强,
当水面上升至容器上下分界线时,容器中的水,
同样,容器中的水的体积从到对应的时间段为:,时间水面升高的高度为:,
容器底部所受液体压强,
当水恰好要溢出时,,此时,,则,解得,
。
答:如图甲所示,实心圆柱体对容器底部的压强为;
实心圆柱体的密度为;
容器底部所受液体压强与注水时间秒钟的函数关系式为:当时,,当时,,当时,。
【解析】根据得出实心圆柱体的重力,对容器底的压力等于的重力,根据可求出实心圆柱体对容器底部的压强;
根据可求出水的深度,剪断细线后,知道水对容器底部的压强,根据可求出水的深度;
根据剪断细线前后水的体积没有变化列出方程,求出,进而求出,根据密度公式可求出实心圆柱体的密度;
实心圆柱体的体积为:;当恰好漂浮时,,根据阿基米德原理可求出实心圆柱体排开水的体积,即可求出浸入水的深度,
计算出此时容器中的水的体积,向容器中缓慢注水的速度为,则注水时间段为:,可求出时间水面升高的高度,
当水面上升至容器上下分界线时,求出容器中水的体积,同样,容器中的水的体积从到对应的时间段为:,可求出时间水面升高的高度为,
当水恰好要溢出时,求出容器中水的体积,此时,,可求出时间水面升高的高度为。
本题考查了压强的计算、密度的计算、液体压强的计算以及公式的应用,难度较大。
24.【答案】解:物体未放入水中时,水对容器底的压强:
;
物体的重力:
,
物体在水中静止时,容器对桌面的压力:
,
容器对桌面的压强:
;
物体的密度:
,
由可知,物体在水中静止时处于漂浮状态,
则它受到的浮力:。
答:物体未放入水中时,水对容器底的压强为;
物体在水中静止时,容器对桌面的压强为;
物体在水中静止时,它受到的浮力为。
【解析】知道物体未放入水中时水深,根据求出水对容器底的压强;
根据求出物体的重力,物体在水中静止时,容器对桌面的压力等于容器和水、物体的重力之和,利用求出容器对桌面的压强;
根据求出物体的密度,然后与水的密度相比较判断出物体在水中静止时所处的状态,根据物体浮沉条件求出它受到的浮力。
本题考查了液体压强公式和重力公式、固体压强公式、密度公式、物体浮沉条件的应用,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
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