10.3物体的沉浮条件及应用-2024-2025学年八年级物理下册同步知识导航与微点作业(人教版2024)
2025-04-14
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 物体的浮沉条件及应用 |
| 类型 | 学案 |
| 知识点 | 物体的浮沉条件,浮力的应用 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.54 MB |
| 发布时间 | 2025-04-14 |
| 更新时间 | 2025-04-15 |
| 作者 | Xjping |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51600750.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
初中物理新教材知识导航与微点作业
第十章《浮力》 10.3物体的沉浮条件及应用
知识导航与规律点拨
知识点一:物体的沉浮条件
1.浸没在液体中的物体受到_______和_______两个力,由于这两个力的大小不同,物体可能会__________________,所以,浸在液体中的物体的浮沉取决于_____________________________关系。
【重力 浮力 上浮 悬浮 沉底 重力和浮力的大小】
二、当物体完全浸没在液体中时:
1.①当F浮_________G物时,V排_______V物,所以,ρ液_______ρ物,
物体将向______运动即________;
②当物体逐渐露出液面,V排_________,F浮_________,最终_________;
③当物体_______时,F浮_______G物时,V排_______V物。
2.①当F浮_________G物时,V排_______V物,所以,ρ液_______ρ物,
物将向______运动即________;
②当物体_______时,F浮_______G物时,V排_______V物。
3.当F浮_________G物时,V排_______V物,所以,ρ液__________ρ物。
物体可以__________________,最终_________;
【1. > = < 上 上浮 变小 变小 漂浮 漂浮 = < 2. < = < 下 下沉 沉底 < =
3. = = = 静止在液体内部任何位置 悬浮】
综上所述:
知识点二:物体的浮沉条件的应用
1.轮船:
(1)原理:利用“_____________”,即把密度比水大的钢材制成空心的,通过增大________来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮(即F浮 =G)
(2)排水量:______________________________________________________。
即:排水量m排=__________________。 轮船受到的浮力 F浮= _________。
2. 潜水艇
浸没在水中的潜水艇无论下潜多深,它所受的浮力__________(填“不变”“变大”或“变小”)。
潜水艇的上浮和下沉通过_______________来实现。
若要下沉,可向水舱中_________,使F浮___________ G;
若要上浮,可向水舱中_________,使F浮____________G。
当F浮=G时,潜水艇处于_________状态。
总结:潜水艇通过向水舱中充水或排水来改变_______________,从而实现上浮和下沉。
3. 气球和飞艇
气球和飞艇里充的是密度比空气密度___的气体,热气球里充的是被燃器加热而体积膨胀、密度变小了的热空气。
总结:气球和飞艇靠在气囊中充入密度小于空气的气体实现上升,通过_______________,来实现升降。
4. 密度计
密度计是测定液体密度的仪器,它是个密封的玻璃管,下端装有铅粒,上端有刻度。把它放在待测的液体中时,它浮在液面上,液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。密度计的刻度_____,越往下刻度值越___越___。
【 1.空心 排开水的体积 轮船满载时排开水的质量m船﹢m货=m总 G船﹢G货 =G总 不变 改变自身重力充水 > 充入空气(即排水) 悬浮 自身重力,从而改变重力和浮力的大小关系 小 改变自身体积改变浮力,从而改变重力和浮力的大小关系 不均匀 稠密 大 】
微点作业
一、单选题
1.下列说法中正确的是( )
A.潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉的
B.沉底的物体受到的浮力一定比漂浮的物体受到的浮力小
C.悬浮的物体受到的浮力一定小于排开液体受到的重力
D.气象用探测气球里所充气体的密度大于空气的密度
2.小灿将一个重为0.5N的鸡蛋放入一杯水中,鸡蛋下沉到水底处于静止状态时受到的浮力为F1,小灿加入食盐并搅拌直至鸡蛋处于悬浮状态时受到的浮力为F2,然后又向杯子里加入一些食盐搅拌,使得鸡蛋上浮最终处于漂浮状态时受到的浮力为F3,下面选项正确的是( )
A.F1<0.5N F2=0.5N F3>0.5N
B.F1=0.5N F2>0.5N F3>0.5N
C.F1<0.5N F2=0.5N F3=0.5N
D.F1=0.5N F2>0.5N F3=0.5N
3.将一重为80N的物体,放入一盛满水的溢水杯中,静止后从杯中溢出了30N的水,则该物体在水中静止时状态及浮力大小是( )
A.漂浮;F浮=30N B.悬浮;F浮=80N C.沉底;F浮=30N D.漂浮;F浮=50N
4.将重为3N的泡沫板轻轻放入盛有水的自制溢水杯中,杯中水重5N,则溢出水的重力为( )
A.一定为1N B.可能为2N C.一定为3N D.可能为5N
5.冲泡茶叶时,一开始茶叶漂在水面上,过一段时间后又沉入水底。下列对茶叶的分析正确的是( )
A.茶叶漂浮时,重力小于浮力 B.茶叶沉底时,重力大于浮力
C.茶叶下沉时,重力小于浮力 D.茶叶上浮时,重力等于浮力
6.检测海水水位变化的浮标如右图所示,从夏季至冬季,海水温度下降,体积缩小致密度变大,此过程中,浮标的体积保持不变,下列关于浮标的说法正确的是( )
A.所受浮力变大,露出海面体积变大 B.所受浮力变小,露出海面体积变大
C.所受浮力不变,露出海面体积变大 D.所受浮力变大,露出海面体积变小
7.关于浮力的应用,下列说法正确的是( )
A.同一支密度计放入不同品种的白酒中静止时,浸入酒中的体积越多,酒的密度越大
B.同一艘轮船在不同的江河或海域航行时,排开液体的体积总是相等的
C.利用盐水选种时,漂浮在液面上的种子密度比盐水的密度小
D.飞艇升空,其内部所充气体的密度大于空气的密度
8.如图所示,利用潜水艇模型,探究潜水艇在水中如何实现浮沉。下列说法中正确的是( )
A.潜水艇能上浮或下沉是通过改变浮力实现的
B.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
C.用打气筒向模型中打气模型上浮
D.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力变大
9.小亮研究物体的浮沉条件,把鸡蛋放入在清水中,发现下沉,然后往水中缓缓加入食盐,观察到鸡蛋慢慢浮起。在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间变化的图像,可能是图中的( )
A. B. C. D.
10.关于物体的沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.干瘪、虫蛀的种子漂浮在盐水上,所受浮力等于重力
B.热气球匀速上升时,浮力大于重力
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通过改变自身重力实现的
D.飞艇里所充气体密度大于空气密度
11.如图,把一个自制的密度计分别放入两种不同液体中,下列判断错误的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度小
B.这个密度计在两液体中受到的浮力相等
C.在标记刻度时B的示数应比A小
D.适当增加配重铁丝的质量可以提高密度计的灵敏度
12.如图,将一铁块甲()放在一长方体木块上,共同放入水中,木块刚好完全浸没;将铁块拿走,在木块下方用细线(体积不计)系一合金块乙(),木块仍完全浸没在水中。下列说法正确的是( )
A.甲和乙的体积之比为39∶40 B.甲和乙的体积之比为45∶39
C.甲和乙的质量之比为8∶9 D.甲和乙的质量之比为1∶1
13.科技探究小组正在进行探究浮力与压强的实验,设计了如图的实验,容器置于桌面上,物块a沉底,物块b漂浮在水面上,两物块体积不同,物块a、b的密度分别为ρa、ρb,若将物块a取出再放置在物块b上,下列说法正确的是( )
A.若物块a体积大于物块b,则ρa<ρb
B.物块a受到的浮力变大
C.液体对容器的压强增大
D.容器对桌面的压力增大
14.如图所示,关于物体浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲所示,次种所受浮力一定比良种大
B.图乙所示,潜水艇通过改变自身重力来实现浮沉
C.图丙所示,航母从海洋驶入长江的过程中,浮力变小
D.图丁所示,孔明灯利用内部气体密度大于空气密度来实现升空
15.物体浮沉条件的应用对应关系解释不正确的是( )
A.探测气球——球内充有密度比空气小的多的气体
B.轮船——通过做成空心增大排开水的体积从而增大浮力使得轮船漂浮
C.盐水选种——通过改变种子的密度的方法来控制浮沉
D.浮筒打捞物体——通过改变自身重力实现上浮和下沉
16.如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有三种不同的液体,将三个完全相同的长方体A分别放入三种液体中,静止时三个容器的液面恰好相平,下列判断正确的是( )
A.容器对桌面的压强
B.物体受到的浮力F甲>F乙=F丙
C.液体的密度ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.物体下表面受到液体的压力F甲>F乙=F丙
17.水平桌面上甲、乙两个相同容器中,分别盛有等体积但密度不同的液体。现将等质量的A、B两个小球放入其中,小球静止后的状态如图所示。下列说法正确的是( )
A.A、B两个小球所受浮力的大小关系为
B.液体密度的大小关系为
C.容器底部所受液体压强的大小关系为
D.容器对桌面的压力的大小关系为
18.如图所示,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中(两个容器相同),若放入后两液体的深度刚好相同,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两液体的密度关系为
B.甲、乙两液体的质量关系为
C.密度计受到的浮力关系为
D.甲、乙两液体对容器底部的压强关系为
二、填空题
19.小明在综合实践活动课中自制密度计。他找来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成一个能始终 (选填“竖直”或“水平”)漂浮在液体中的长度为10cm的密度计,如图所示,他将密度计放入盛有水的烧杯中,静止后密度计露出水面的长度是4cm;将密度计从水中取出并擦干,然后放入盛有被测液体的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是2cm。密度计在水中和被测液体中所受的浮力大小 (选填“相等”或“不相等”),被测液体的密度是 g/cm3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
20.如图所示,明朝时郑和出使西洋用的大型“宝船”船队,其船体在结构上合理、精致、美观,达到了古代造船工艺的巅峰。当船满载货物与空载时相比,所受浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”),若其载重量为3000吨,所受浮力大小为 N。当船体从江河驶入海水后,所受浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
21.潜水艇能潜入水下航行,是一种很重要的军用舰艇。潜水艇是靠改变 实现上浮、下沉的。一艘体积为3×103m3的潜水艇悬浮在海水中300m深处执行任务时,排开海水的质量为 t;潜水艇上一个面积为300cm2的观察窗此时所受水的压力为 N。完成任务后潜水艇需上浮至海面进行维护等工作,则潜水艇上浮时所受浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)此时潜水艇排开海水的重力。
22.如图所示,充满氢气的气象探测气球携带探空仪(体积不计)探空仪在高空测量,工作完毕后释放部分氢气,气球体积缩小,所受浮力随之 ,气球下落。气球球囊(厚度不计)、细绳及探空仪的总质量为m0,空气密度为ρ空,当它恰能缓慢下降时,球内氢气密度为ρ氢,此时气球的体积为 (用题中已知物理量表示)。
23.如图所示,放在水平地面上的薄壁圆柱形容器A的底面积为200cm2、重5N,薄壁圆柱形容器B的底面积为50cm2、重2N。A、B容器内均装有部分水,B漂浮在A的水面上,A容器内水的深度为30cm,A、B容器内水面的高度差为8cm,若从A容器内取出50g的水倒入B容器内,稳定后A容器内的水对A容器底部的压强为 Pa;若将重1N体积20cm3的合金块放入图所示的B容器内的水中浸没(沉底),稳定后A、B容器内水面的高度差为 cm。(A、B容器内的水足够多且均不溢出,B始终竖直漂浮且不接触A容器底部)
三、实验题
24.为了探究“物体的浮沉条件”,灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验,如图所示。(取10N/kg,)
步骤一:用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
步骤二:用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
步骤三:将一个物块装入玻璃瓶并盖上盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
步骤四:取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数与玻璃瓶下表面浸入水中深度的关系如图丙所示。
(1)装有物块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 N。
(2)图丙中段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 ,这说明物体所受浮力大小与 有关;BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为 N。
(4)灵灵认真分析以上实验数据和现象后发现,物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关,分析可得出结论:物体上浮的条件是 。
(5)当玻璃瓶刚好浸没时,下表面受到水的压强为 Pa。
(6)细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,请教后得知这表示玻璃瓶的容积,于是他灵机一动,在装有物块的玻璃瓶内装满水,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.1N,根据以上数据他算出了物块的密度约为 kg/m3。(结果保留一位小数)
四、计算题
25.从物理学角度来看,浸在水中的物体,当排开水的体积不同时,受到的浮力和压强会发生怎样的变化呢?为了探究这个问题,某小组设计如下实验进行探究。如图甲所示,质地均匀的长方体物块,质量为1kg,底面积为,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器(筒壁厚度不计)内。(,g取)
(1)求物块对容器底部的压强;
(2)向容器内注入2cm深的水,物块不会倾斜,也没有浮起,如图乙所示。求水对容器底部的压强;
(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物块高度的一半时,物块对容器底部的压力刚好为0,如图丙所示。求物块的密度;
(4)在容器内继续注入适量的水,物块静止时如图丁所示。将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,请推理说明水对容器底部的压强的变化量与容器对水平桌面的压强的变化量的大小有何关系。
26.2023年9月,中国国产首艘大型邮轮“魔都号”缓缓驶离码头,全面实施最终的完工试航计划,如图所示。“魔都号”满载总吨位为13.55万吨。(g取,)求:
(1)以码头为参照物,“魔都号”是 的,“魔都号”从密度大的深海驶入密度小的近海,船体会 (选填“上浮”或“下沉”)一些。
(2)某次航行时,“魔都号”以的速度匀速航行2h,航行路程是多少 ?
(3)“魔都号”满载时受到的浮力是多少 ?
(4)在水面下5m深处,表面积为的“魔都号”船体受到水的压力是多少 ?
27.如图所示为我国093A攻击型核潜艇,该潜水艇主体尺寸:长107米,宽11米,排水量7000吨(水下),最大下潜深度300m。海水的密度取1.0×103kg/m3。求:
(1)潜水艇的体积是多少?
(2)潜水艇处在最大下潜深度时,潜水艇表面400cm2的面积上受到的压力有多大?
(3)当潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量为8×105kg,潜水艇的水舱未充入海水时,自身重力约为多少?
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
C
B
B
C
C
C
A
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
答案
C
C
C
B
C
D
A
C
1.A
【详解】A.潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变,受到的浮力不变,为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,故A符合题意;
B.沉在水底的物体,是因为受到的浮力小于重力而下沉到水底,在与底部没有紧密接触的情况下,浮力的大小取决于排开水的体积大小,所受浮力不一定比漂浮的物体小,故B不符合题意;
C.浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力。无论它是漂浮、悬浮、沉底,所受浮力都等于它排开液体的重力,故C不符合题意;
D.气象用探测气球需要漂浮在空气中,气球的平均密度不能小于空气的密度,否则它就会下沉,所以气球内填充的气体密度应该小于空气的密度,故D不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】鸡蛋下沉到水底处于静止状态时受到的浮力为F1,此时的浮力小于鸡蛋的重力,即
当鸡蛋悬浮时,其受到的浮力等于自身的重力,即
鸡蛋在盐水中漂浮时,其受到的浮力等于自身的重力,即
故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】把物体放入盛满水的溢水杯中,排开的水重:G排=30N,由阿基米德原理可得,物体受到水的浮力
F浮=G排=30N
由
F浮=30N<G物=80N
可知,物体在水中静止时应沉底。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.B
【详解】将泡沫板轻轻放入自制溢水杯中,由于泡沫板的密度小于水的密度,所以泡沫板会漂浮在水面上,则由漂浮条件可知泡沫板受到的浮力等于泡沫板的重力,由阿基米德原理可知浮力也等于泡沫板排开水的重力,即排开水的重力是3 N。若溢水杯原来装满水,则溢出的水的重力等于排开水的重力;若溢水杯原来没装满水,则溢出的水的重力小于排开水的重力。由于题目没告知是否装满水,所以溢出水的重力小于等于3N,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选 B。
5.B
【详解】A.茶叶漂浮时,重力等于浮力,故A错误;
B.茶叶沉底时,重力大于浮力,故B正确;
C.茶叶下沉时,重力大于浮力,故C错误;
D.茶叶上浮时,重力小于浮力,故D错误。
故选B。
6.C
【详解】浮标处于漂浮状态,所受浮力等于自身重力,故所受浮力不变,但由于液体密度变大,根据F浮=ρ液gV排知,排开液体体积变小,所以露出海面的体积变大,故C正确,ABD错误。
故选C。
7.C
【详解】A.同一支密度计在不同的白酒中均处于漂浮状态,所受浮力相等,由F浮=ρ液gV排知,浸入酒中的体积越多,酒的密度越小,故A错误;
B.同一艘轮船在不同水域均处于漂浮状态,浮力等于重力,保持不变;由于不同的江河或海域水的密度不同,由F浮=ρ液gV排知,排开液体的体积不同,故B错误;
C.当物体密度小于液体密度时,物体会处于漂浮状态;所以利用盐水选种时,漂浮在液面上的种子密度比盐水的密度小,故C正确;
D.当飞艇内气体密度小于空气密度时,飞艇才能升空,所以飞艇内部所充气体的密度小于空气的密度,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】A.潜水艇的上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的,故A错误;
B.模型原来处于悬浮状态,说明 ,若想要模型上浮,需要增大浮力或者减小重力,题中“使模型中进水”重力增加,不符合,故B错误;
C.根据B中解析可知,题中“向模型中打气”使得V排变大,则浮力变大,此时浮力大于重力,模型会上浮,故C正确;
D.模型浸没后,下沉过程中排开液体的体积不变,所以模型的浮力不变,故D错误。
故选C。
9.A
【详解】鸡蛋沉入水底,当加入食盐时,液体的密度变大,由得,鸡蛋所受浮力逐渐增大,使鸡蛋慢慢浮起,最后漂浮于水面上,以后无论怎样增加食盐,由浮沉条件知,鸡蛋所受浮力都等于它的重力,不会增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.A
【详解】A.干瘪、虫蛀的种子漂浮在盐水上,根据物体的浮沉条件可知,所受浮力等于重力,故A符合题意;
B.热气球匀速上升时处于平衡状态,受到的浮力和重力是一对平衡力,二力大小相等,故B不符合题意;
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,橡皮泥的重力不变、是通过改变排开水的体积来实现漂浮的,故C不符合题意;
D.飞艇升到空中,根据物体的浮沉条件可知,应充入密度比空气小的气体,使得浮力大于重力而升到空中的,故D不符合题意。
故选A。
11.C
【详解】ABC.因为该密度计在甲、乙两液体中都是漂浮状态,所以可知密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于自身的重力,而密度计在甲液体中时排开液体的体积更大,则由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度要小于乙液体的密度,而图中A点表示的是甲液体的密度,B点表示的时乙液体的密度,所以在标记刻度时B的示数应比A大,故AB正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.增加配重铁丝的质量,会使密度计的自重增加,漂浮时,浮力等于重力,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,排开液体的体积会增加,浸入液体的部分会变长,测量相同密度的液体,密度计的变化长度更大,因此可以提高密度计的灵敏度,故D正确,不符合题意。
故选C。
12.C
【详解】将铁块和木块看做是一个整体,此整体漂浮在水中,且木块刚好完全浸没,故有
将合金块和木块看做是一个整体,此整体悬浮在水中,故有
所以甲和乙的体积之比为
甲和乙的质量之比为
故C正确,ABD错误。
故选C。
13.C
【详解】A.在水中a实心物块下沉,则水的密度小于a的密度,b漂浮,说明水的密度大于b的密度,故,故A错误;
BC.原来是一个沉底,一个漂浮,整体的浮力小于a、b重力之和,叠放后,可能整体漂浮、悬浮,此时整体的浮力可能等于总重力,浮力变大了,如果整体是下沉,在整体排开液体的体积变大,故浮力增大,因而排开液体的体积变大,水面升高,液体的压强变大,而a可能是露出水面或浸没,因而排开水的体积减小或不变,浮力不可能变大;故B错误,C正确;
D.叠放后,液面升高,可能有水溢出,也可能不溢出,整体的重力可能减小,也可能不变,故对桌面的压力可能减小或不变,不可能增大,故D错误。
故选C。
14.B
【详解】A.次种漂浮,受到的浮力等于重力;良种沉底,受到的浮力小于重力,二者重力大小未知,所以无法比较浮力大小,故A错误;
B.潜水艇通过往水仓注水或者往外排水改变自身重力来实现浮沉,故B正确;
C.航母从海洋驶入长江的过程中,始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,故C错误;
D.当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度时,孔明灯受到的浮力大于自身的重力,孔明灯才上升,故D错误。
故选B。
15.C
【详解】A.探测气球——气球在空不断上浮,球内充有密度比空气小的多的气体,故A正确,不符合题意;
B.轮船——通过做成空心增大排开水的体积从而增大浮力使得轮船最终浮力等于重力,最终漂浮,故B正确,不符合题意;
C.盐水选种——利用盐水密度大于不饱和种子,盐水密度小于饱和种子,使不饱和种子漂浮,饱和种子沉底,来区分种子的好坏,故C错误,符合题意;
D.浮筒打捞物体——浮筒漂浮在液体表面,受到的浮力等于重力,是通过改变自身重力,改变浮力,改变排开液体的体积,实现上浮和下沉,故D正确,不符合题意。
故选C。
16.D
【详解】BC.由图可知,甲中A悬浮,则浮力等于重力;乙中A漂浮,则浮力等于重力;丙中A漂浮,则浮力等于重力。所以物体受到的浮力F甲=F乙=F丙。甲中A排开液体的体积最大,丙中A排开液体的体积最小,根据可知液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙,故BC错误;
D.物体受到的浮力F甲=F乙=F丙,根据浮力的产生原因,物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,因此甲中A下表面受到的压力大于浮力;乙丙中A上表面受到的压力为零,因此乙丙中A下表面受到液体的压力等于浮力,所以物体下表面受到液体的压力F甲>F乙=F丙,故D正确;
A.三个容器中液面的高度相同,甲中物体排开液体的体积最大,丙中物体排开液体的体积最小,所以丙中液体体积最大,甲中液体体积最小,因为液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙,根据,甲中液体质量最小,丙中液体质量最大,且三个物体和容器相同,所以丙容器对桌面的压力最大,其次是乙,最小的是甲,受力面积相同,根据,容器对桌面的压强,故A错误。
故选D。
17.A
【详解】A.甲中A小球漂浮,乙中B小球悬浮,浮力都等于自身重力,由于A、B两小球质量相等,根据可知,两小球重力也相等,故两小球受到的浮力也相等,故A正确;
B.由图可知,A小球体积小于B小球体积,由于A、B两小球质量相等,根据可知,A小球密度大于B小球密度,A小球在甲液体中漂浮,则甲液体密度大于A小球密度,B小球在乙液体中悬浮,则乙液体密度等于B小球密度,故甲液体密度大于乙液体密度,故B错误;
C.甲、乙容器中液体体积相等,甲液体密度大于乙液体密度,根据可知甲中液体质量更大,根据可知,甲中液体重力更大;两小球重力相等;因为甲、乙为柱形容器,容器底部受到的液体压强为,甲容器底部所受液体压强更大,故C错误;
D.容器对桌面的压力等于容器、液体和小球的总重力,甲、乙容器重力相同,小球重力也相同,甲中液体重力更大,故甲容器对桌面的压力更大,故D错误。
故选A。
18.C
【详解】C.密度计均漂浮,漂浮时浮力等于重力,所以浮力相等,故C正确;
A.由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积更大,由可知,甲液体密度小于乙液体密度,故A错误;
B.放入密度计后,两液体液面相同,因密度计在甲中排开液体的体积更大,说明甲中液体的体积小于乙中液体的体积,而甲液体的密度小于乙液体的密度,由可知,甲液体的质量小于乙液体的质量,故B错误;
D.由可知,两液体深度相同,甲液体密度小,所以对容器底部的压强小,故D错误。
故选C。
19. 竖直 相等 0.75
【详解】[1]该自制密度计需要根据吸管排开液体的体积变化来计算比较液体的密度,所以吸管的排开液体的体积应方便观察并测量,故密度计需要始终竖直漂浮在液体中。
[2]自制密度计始终漂浮在液体上,所以密度计在水和待测液体中,其浮力大小均和重力大小相等,故密度计在水和待测液体中所受的浮力大小是相等的。
[3]密度计在水和待测液体中所受的浮力大小是相等的,所以可得
即
20. 变大 3×107 不变
【详解】[1]船漂浮在水面上,浮力和重力相等,满载时船的总重力大于空载时的总重力,故船满载货物与空载时相比,所受浮力变大。
[2]浮力大小为
[3]船从江河驶入海水后,仍然处于漂浮状态,所受浮力仍等于其重力,所以浮力不变。
21. 自身重力 3×103 9×104 等于
【详解】[1]潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。当潜水艇需要上浮时,它会排出部分水,减小自身的重力,使其小于受到的浮力,从而上浮;反之,当潜水艇需要下沉时,它会吸入水,增加自身的重力,使其大于受到的浮力,从而下沉。
[2]排开水的质量为
[3]观察窗位于水下300m深处,水对它的压强为
观察窗的面积为
S=300cm2=0.03m2
观察窗此时所受水的压力为
[4]当潜水艇上浮时,它仍然处于水中,排开海水的体积并没有改变(因为潜水艇的体积不变),所以根据阿基米德原理得,潜水艇上浮时所受浮力等于此时潜水艇排开海水的重力。
22. 减小
【详解】[1]根据阿基米德原理可知,气球体积缩小,所受浮力随之减小。
[2]假设气球的体积为V,则气球的总重力
气球的浮力为
因为当气球缓慢下降时,浮力等于重力,则
则气球的体积
23. 3000 9.6
【详解】[1]]由题意可知,开始时A容器内水的深度
h水=30cm=0.3m
此时A容器内的水对A容器底部的压强
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
若从A容器内取出50g的水倒入B容器内,稳定后B仍然漂浮,由物体漂浮条件F浮=G物和阿基米德原理F浮=G排可知,B排开水的重力和A中水的重力之和不变,又因液体对圆柱形容器底部的压力和液体的重力相等,所以,A容器内的水对A容器底部的压力不变,由可知,A容器底部的压强不变,仍为3000Pa。
[2]若将重1N体积20cm3的合金块放入图所示的B容器内的水中浸没,则B所受浮力的增加量
ΔF浮=G合金=1N
由F浮=ρ液gV排可得,B排开水体积的增加量
由V=Sh可得,B容器下降深度的增加量
合金块浸没后B容器内水面上升的高度
则此时A、B容器内水面的高度差
24.(1)1.8
(2) 变大 物体排开液体的体积 无关
(3)1.8
(4)浮力大于物体重力
(5)600
(6)3.3×103
【详解】(1)由图丙得,装有物块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是
(2)[1][2]图丙中段玻璃瓶受到的拉力不断减小,玻璃瓶的总重力不变,由得,图丙中段玻璃瓶受到的浮力逐渐变大;此过程中玻璃瓶排开水的体积变大,这说明物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[3]BC段物体浸没在水中,物体浸没在水中的速度改变,物体受到的拉力不变,说明物体受到的水的浮力不变,说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关。
(3)步骤二中空玻璃瓶浸没时排开水的体积与装有物块的玻璃瓶浸没时排开水的体积相同,由得,玻璃瓶受到的浮力相同,则步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为1.8N。
(4)由图甲得,测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,即空玻璃瓶的重力为1.4N,空玻璃瓶浸没时受到的浮力为1.8N,此时空玻璃瓶受到的浮力大于重力,空玻璃瓶上浮,说明物体上浮的条件是浮力大于物体重力。
(5)由图丙得,当玻璃瓶刚好浸没时,玻璃瓶下表面浸入水中深度为6cm,此时下表面受到水的压强为
(6)由图丙得,玻璃瓶与物块的重力为2.4N。细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,请教后得知这表示玻璃瓶的容积,于是他灵机一动,在装有物块的玻璃瓶内装满水,再用弹簧测力计测出总重力,此时弹簧测力计示数为3.1N,此时瓶中装的水的重力为
由得,玻璃瓶中装的水的体积为
物块的体积为
物块的重力为
物块的密度约为
25.(1)1000Pa
(2)200Pa
(3)0.5×103kg/m3
(4)
【详解】(1)无水时,物块对容器底部的压力等于其重力,即
则物块对容器底部的压强
(2)水的深度为2cm=0.02m,根据可知,水对容器底部的压强
(3)当水深为物块高度的一半时,物块对容器底部的压力为0,则此时浮力等于重力。根据阿基米德原理可知,物块所受的浮力
物块的密度为
(4)将物块露出水面的部分切去,即切去的质量,假设容器的底面积为S,则容器对水平桌面的压强的变化量,当物块切去一半后,剩下的一半仍漂浮,故排开水的质量与剩余物块的质量、切去的质量相等,均为0.5kg,即排开水的质量
排开水的质量的变化量,则,水面高度的变化量为
则水对容器底部的压强的变化量
由,可得。
26.(1) 运动 下沉
(2)72km
(3)
(4)
【详解】(1)[1]“魔都号”缓缓驶离码头,与码头的位置发生了变化,所以以码头为参照物,“魔都号”是运动的。
[2]“魔都号”从密度大的深海驶入密度小的近海,船始终漂浮,浮力不变,根据,当液体密度变小,则排开液体的体积变大,所以船体会下沉一些。
(2)航行路程是
(3)根据阿基米德原理,“魔都号”满载时受到的浮力是
(4)在水面下5m深处, “魔都号”船体受到水的压强是
船体受到水的压力是
27.(1)7000m3;(2)1.2×105Pa;(3)6.2×107N
【详解】解:(1)潜水艇潜入水下时排开海水的体积
潜水艇潜入水下时,排开海水的体积等于潜水艇自身的体积,潜水艇的体积
V艇=V排海水=7000m3
(2)潜水艇处在最大下潜深度时受到海水的压强
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa
潜水艇表面400cm2的面积上受到的压力
F=pS=3×106Pa×400×10-4m2=1.2×105N
(3)当潜水艇悬浮在海水中时受到的浮力
F浮=G排=m排g=7000×103kg×10N/kg=7×107N
根据物体的浮沉条件可知,潜水艇的总重力
G总=F浮=7×107N
潜水艇充入海水的重力
G海水=m海水g=8×105kg×10N/kg=8×106N
潜水艇自身的重力
G艇=G总-G海水=7×107N-8×106N=6.2×107N
答:(1)潜水艇的体积是7000m3;
(2)潜水艇处在最大下潜深度时,潜水艇表面400cm2的面积上受到的压力有1.2×105N;
(3)潜水艇的水舱未充入海水时,自身重力约为6.2×107N。
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