第六节 浮力 第2课时(分层作业)物理新教材北师大版八年级下册
2026-01-23
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内容正文:
8.6.2 浮力(二)
目录
2
考点1:浮力大小的判断 2
考点2:探究浮力的大小与重力的关系 3
考点3:利用阿基米德原理计算物体的浮力 7
考点4:利用阿基米德原理求固体物质的密度 8
考点5:利用阿基米德原理求液体物质的密度 11
考点6:浮力与图像的综合运用 14
考点7:利用阿基米德原理解释生活中的现象 19
21
28
考点1:浮力大小的判断
1.潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后不变
【答案】B
【详解】潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他排开水的体积逐渐减小,由得,他受到的浮力逐渐减小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.将一个大铁球和一个小塑料球放入水中,结果如图所示,则( )
A.大铁球受到的浮力大 B.小塑料球受到的浮力大
C.它们所受浮力一样大 D.条件不足,不能确定
【答案】A
【详解】由图得,铁球排开水的体积大于塑料球排开水的体积,由得,大铁球受到的浮力大,故A符合题意,BC D不符合题意。
故选A。
3.长方体容器中盛有水3N,将一物体放入水中后,有1N的水溢出,则正确的是( )
A.物体所受浮力一定1N B.物体所受浮力一定小于1N
C.物体所受浮力可能是1N D.物体所受浮力一定大于1N
【答案】C
【详解】长方体容器中盛有水3N,将一物体放入水中后,有1N的水溢出,若物体排开的水全部溢出,则物体受到的浮力是1N;若物体排开的水没有全部溢出,则物体受到的浮力大于1N,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.如图所示是我国最先进的潜水器“潜龙三号”。潜水器在水面下匀速下潜的过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力和潜水器下表面受到的压强( )
A.浮力变大,压强变大 B.浮力不变,压强变大 C.浮力不变,压强不变D.浮力变大,压强不变
【答案】B
【详解】潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据
可知,潜水器受到的浮力不变。由于潜水器在水中的深度逐渐增加,而海水密度不变,所以根据公式可知,潜水器受到的压强变大。
故选B。
5.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。
考点2:探究浮力的大小与重力的关系
6.小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧秤的示数、、、,下列关系式正确的是:( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,此实验利用的是称重法测浮力,验证阿基米德原理,即物体受到的浮力等于排开液体的重力,则物体受到的浮力是
排开液体的重力为,则正确的关系式为,故ABC错误,D正确。
故选D。
7.小明通过实验验证浸在液体中的物块受到的浮力F浮等于物块排开液体的重力G排液,其正确操作过程如图甲、乙、丙,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。若用F1、F2、F3、F4分别表示出F浮与G排液,则F浮= ,G排液= ,比较F浮与G排液的大小,能够验证阿基米德原理是否正确的表达式为 (用F1、F2、F3、F4表示)。
【答案】 F1-F2 F4-F3 F1-F2=F4-F3
【详解】[1]由甲、乙两图可知,物体的重力是F1,物体放入液体中后弹簧测力计的示数是F2,所以物体受到的浮力F浮=F1-F2
[2]由图丙可知,物块排开液体受到的重力G排液=F4-F3
[3]若F1-F2=F4-F3,则表明物体受到的浮力等于其排开液体的重力,即符合阿基米德原理。
8.某同学在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程:
(1)石块的重力G= N。
(2)石块浸入水中后弹簧测力计的示数F= N,由此可得,石块所受浮力F浮= N。
(3)石块排开的水所受到的重力G排= N。
(4)通过比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮 G排。
(5)由上述实验可得:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的 ,这就是著名的 原理,用公式表示为 。
(6)你认为最合理的实验顺序是 。
【答案】(1)3;(2) 1.6 1.4;(3)1.4;(4)=;(5) 重力 阿基米德 F浮=G排;(6)CABD
【详解】(1)由A图可知,弹簧测力计显示的示数等于石块的重力G,即石块的重力为3N。
(2)[1]由B图可知,石块浸入水中后弹簧测力计的示数为1.6N。
[2]石块浸入水中时的浮力为
(3)由C图可知,空小桶的重力为0.4N,由D图可知,小桶和排开水的总重力为1.8N,因此石块排开的水所受到的重力
(4)比较F浮和G排的大小,可以发现浮力与石块排开水的重力关系为
(5)[1][2][3]分析实验数据可得:浸在液体中的物体,所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,这就是著名的阿基米德原理,其公式表达式为。
(6)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重力,然后再测出石块的重力,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,因此最合理的实验顺序是CABD。
9.下图所示的是小涛同学探究“浮力的大小与石块排开液体所受重力关系”的实验。
【分析论证】
(1)上面操作过程错误的是 (填序号),正确的做法是 。
(2)纠正错误后继续实验,④中石块受到的浮力 N。
(3)石块排开的水所受的重力 N。
(4)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受的重力。
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中,不合理的是___________。
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.用原来的方案将水换成酒精再进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积不等的铁块再进行实验
【拓展】
(6)小涛同学在做实验时还发现,在石块浸没后继续下降的过程中(未接触容器底部),弹簧测力计的示数不再变化。这说明物体所受浮力大小与 无关。
【答案】(1) ② 将溢水杯装满水;(2)0.4;(3)0.4;(4)等于;(5)A;(6)物体浸没在液体中的深度
【详解】(1)[1][2]在探究“浮力的大小与石块排开液体所受重力关系”的实验中,需要准确测量石块排开液体的重力。如果溢水杯没有装满水,那么石块放入溢水杯时,溢出水的体积就不是石块排开液体的真实体积,会导致测量的排开液体重力不准确。所以图中操作过程错误的是②,正确的做法是将溢水杯装满水。
(2)根据称重法测浮力,浮力大小等于物体在空气中的重力减去物体在液体中时弹簧测力计的示数。由图可知,物体在空气中弹簧测力计示数G=3N,物体浸没在水中时弹簧测力计示数F= 2.6N,则情境④中石块受到的浮力。
(3)由图可知,空桶的重力G桶=1.8N,桶和排开的水的总重力G总=2.2N,那么石块排开的水所受的重力。
(4)通过前面计算得出,石块受到的浮力F浮=0.4N,石块排开的水所受的重力G排=0.4N,二者大小相等。所以实验结果表明: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。
(5)A.本实验是探究浮力与排开液体重力的关系,不是测量性实验,多次测量求平均值并不能得到更普遍的结论,故A符合题意;
B.将水换成酒精再进行实验,改变了液体的种类,可以探究在不同液体中浮力与排开液体重力的关系,能得到更普遍的结论,故B不符合题意;
C.将石块换成体积不等的铁块再进行实验,改变了物体的种类,可探究不同物体在液体中浮力与排开液体重力的关系,能得到更普遍的结论,故C不符合题意。 故选A。
(6)在石块浸没在水中后继续下降的过程中(未接触容器底部),弹簧测力计的示数不再变化,根据称重法F浮=G -F,G不变,F不变,说明浮力不变。而此过程中物体所处深度在改变,所以说明物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
10.(多选)如图所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行试验,(g取10N/kg),下列结果正确的是( )
A.木块的质量是12g B.木块受到的浮力是1.2牛
C.小桶受到的重力是0.4牛 D.木块排开水的体积是160cm3
【答案】BC
【详解】A.由第二幅图可知,木块重力G=1.2N,由G=mg可得,木块质量
故A错误;
B.因为木块漂浮,所以木块受到的浮力
F浮=G=1.2N
故B正确;
C.由阿基米德原理可知,排开水的重力
G排=F浮=1.2N
结合第一、四幅图可得小桶受到的重力
G桶=G总﹣G排=1.6N﹣1.2N=0.4N
故C正确;
D.由F浮=ρ水V排g可得木块排开水的体积
故D错误。
故选BC。
考点3:利用阿基米德原理计算物体的浮力
11.将体积为500cm3的物体浸在装满水的杯中,溢出了0.4kg的水,物体受到的浮力大小是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)( )
A.10N B.5N C.4N D.2N
【答案】C
【详解】将体积为500cm3的物体浸在装满水的杯中,溢出的水即为物体排开的水,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力F浮=G排=m排g=0.4kg×10N/kg=4N
故选C。
12.重5牛的物体浸入一盛有水的容器中,受到的浮力为2牛,该物体排开水的重力( )
A.等于5牛 B.小于2牛
C.等于3牛 D.等于2牛
【答案】D
【详解】由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,重5牛的物体浸入一盛有水的容器中,受到的浮力为2牛,则物体排开水的重力等于其受到的浮力,为2N。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
13.把一个小球放入盛满某种液体的溢水杯中,小球沉入杯底,从溢水杯中溢出100g的液体,则小球受到的浮力是 。
【答案】1N
【详解】根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力是
14.把重15N的一个实心物块挂在弹簧测力计上,浸没在水中后,弹簧测力计的示数是5N,则此时物块受到水的浮力为 N,该物块的体积是 m3。
【答案】 10 1×10−3m3
【详解】[1]由称重法测浮力可知,石块受到的浮力为
[2]由可得排开液体的体积
因为物块浸没水中,所以物体的体积
15.一质量为600g,密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为400cm2容器的水中,如图所示,木块静止时,此时木块的浮力为 N。
【答案】10
【详解】由得,
木块浸没
根据阿基米德原理得,木块所受的浮力大小是
考点4:利用阿基米德原理求固体物质的密度
16.重为10牛的金属块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中,静止时测力计的示数为6牛,则该金属块受到浮力的大小为 牛;此时金属块受到的合力大小为 牛;该金属块的密度为 。
【答案】 4 0 2.5×103kg/m3
【详解】[1]根据称重法可知,则该金属块受到浮力的大小为
[2]此时金属块处于静止状态,属于平衡状态,受到平衡力的作用,故此时金属块受到的合力大小为0。
[3]该金属块的质量为
金属块完全浸没在水中,故金属块的体积为
金属块的密度为
17.如图所示是小华利用合金块、水等器材来探究浮力的实验情景。他设计甲、乙、丙所示实验的目的是为了探究浮力的大小与 的关系。合金块浸没在水中时所受浮力为 N,合金块的体积为 m3,组成合金块的合金的密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】 物体浸在液体中的体积 2
【详解】[1]如甲、乙、丙三图所示的实验,合金块浸在水中的体积不同,故探究的是浮力的大小与物体浸在液体中体积的关系。
[2][3][4]由甲、丙两图得出,合金块浸没在水中受到的浮力
合金块的体积
合金块的质量
合金的密度
18.用弹簧测力计悬挂重为5.4N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为 N,物体的密度为 。()
【答案】 2
【详解】[1]由题意可得,物体静止,即处于平衡状态,物体在竖直方向上受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和拉力,这三个力的合力为0,所以可得
[2]由图可知,物体处于浸没状态,即V物=V排,所以根据公式可得,物体的体积为
该物体的密度是
19.小彤想测量校园里一小石块的密度,她利用弹簧测力计、烧杯及足量的水,完成了测量,步骤如图所示,小石块受到重力 N,把小石块完全浸没在水中后,弹簧测力计的示数为1.5N,则物体浸没在水中时受到的浮力为 N;小石块的密度为 。()
【答案】 2.5 1
【详解】[1]图中测力计的分度值为0.1N,示数为2.5N,故小石块的重力为2.5N。
[2]物体浸没在水中时受到的浮力
[3]小石块的体积等于排开液体的体积,故小石块的体积为
小石块的密度为
20.如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物块从装有水的柱形容器中匀速拉出,拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,物块完全浸没后受到的浮力为 N,物块的密度为 。
【答案】 2.5
【详解】[1]由图乙可知,物体完全浸没时拉力为1.5N,离开水面后拉力为4N,即物体的重力为4N,则完全浸没时,浮力为
[2]物体完全浸没时排开水的体积等于物体的体积,故物体的体积为
物体的密度为
考点5:利用阿基米德原理求液体物质的密度
21.如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量金属块密度和某液体密度的情景。根据图中信息可知,金属块的密度是 ,所测液体的密度是 。
【答案】
【详解】[1]图中测力计每1N被分割成5小格,分度值为0.2N,示数为4.8N。将金属块完全浸没在水中时,拉力为2.8N,则金属块所受浮力为
金属块的体积为
金属块的密度
[2]金属块在待测液体中也是完全浸没的,所以排开液体的体积与金属块的体积相同,所测液体的密度为
22.一金属块在空气中称重,把它全部浸没在水中称弹簧测力计的示数是,此时它在水中所受的浮力为 ;如果把它全部浸没在某油中称弹簧测力计的示数为,则该油的密度是 。
【答案】 5 0.6×103
【详解】[1]根据题意可知,金属块浸没在水中所受的浮力为
[2]根据题意可知,金属块浸没在水中时排开水的体积为
金属块浸没在水中时,金属块排开水的体积等于金属块的体积,即金属块的体积
金属块浸没在某油中的浮力为
金属块浸没在某油中时,排开油的体积等于金属块的体积,由可知,该油的密度为
23.如图所示,圆柱体竖立漂浮在密度为ρ1的A液体中央,有浸入了A液体。再将密度为ρ2的B液体的轻轻的注入该容器中,当完全稳定后,圆柱体恰好完全浸没在自由液面下,此时圆柱体有浸入了A液体。则ρ1:ρ2= 。
【答案】
【详解】因为物块在A液体中是漂浮状态,在A、B混合液体中是悬浮状态由两图可知,由浮力公式可得
24.如图所示,一个边长为10cm的正方体,竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N,则该正方体在液体中受到的浮力为 N,该液体的密度是 kg/m3(g取10N/kg)。
【答案】 8 0.8×103
【详解】[1]由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力为
F浮=F2-F1=13N-5N=8N
[2]正方体悬浮在某液体中,则正方体排开液体的体积为
V排=V=(10cm)3=1000cm3
由F浮=ρgV排可得,液体的密度为
25.小华用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋测量酱油的密度。
(1)测量前,应检查弹簧测力计指针是否指在 刻度线上。
(2)把适量的酱油装入塑料袋,排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测出重力为3.6N;然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,如图所示,弹簧测力计示数为 N。
(3)水的密度为1×103kg/m3,则可算出酱油的密度为 kg/m3。
【答案】 0/零 0.6 1.2×103
【详解】(1)[1]根据弹簧测力计的使用规范可知,在使用弹簧测力计进行测量前,应先对弹簧测力计进行“调零”,即把弹簧测力计的指针调至“0”刻度线处。
(2)[2]由图可知,该弹簧测力计的分度值为0.2N,指针在弹簧测力计的第三小格处,故此时弹簧测力计的示数为0.6N。
(3)[3]当装有酱油的塑料袋浸没在水中时,根据酱油的受力分析可知,此时酱油的浮力
根据可知,酱油排开水的体积
根据可知,酱油的质量
由于装有酱油的塑料袋是浸没在水中,故酱油的体积等于塑料袋排开水的体积,根据可知,酱油的密度
考点6:浮力与图像的综合运用
26.在弹簧测力计下挂圆柱体物块,如图甲所示,物块匀速下降直至浸没在水中并继续下降,弹簧测力计的示数与物块下降的高度的关系如图乙所示。物块的底面积为 ,物块的密度为 。()
【答案】 200 1.5×103
【详解】[1]由图可知,物块下降的高度为零时,弹簧测力计的示数等于物体的重力,物块的重力G=12N;物块浸没时所受的浮力
F浮=G-F=12N-4N=8N物块浸没时排开水的体积等于物块的体积,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得,物块的体积
由图象可知,长方体物体在刚浸没时,下表面所处的深度即圆柱体的高度
h=7cm-3cm=4cm=0.04m
圆柱体的底面积
[2]由G=mg得物块的质量
则此物块的密度
27.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数与金属块下底面下降高度的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,取,则金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为 N,金属块的密度为 ,刚好完全浸没时金属块下底面所受水的压强为 Pa。
【答案】 20 2.3 2000
【详解】[1]由图象可知,当为时,弹簧测力计示数为,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力
由图象可知,当之后,弹簧测力计示数不变,此时金属块浸没水中,则金属块浸没时受到的浮力
[2]因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由可得,金属块的体积
由可得,金属块的质量
则金属块的密度
[3]忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,由图象可知,金属块刚浸没时底部所处的深度
金属块下底面受到水的压强
28.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。(g=10N/kg)
(1)分析图像可知,圆柱体重力是 N。
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(3)圆柱体的体积是 m3。
(4)圆柱体的密度是 kg/m3。
(5)分析图像BC段,可得结论:物体 越大,所受到的浮力越大。
(6)分析图像CD段,可得结论:全部浸没时, 。
(7)根据图像可以判断此实验过程中浮力的变化情况是先 后 。
【答案】 12 8 8×10-4 1.5×103 排开液体的体积 受到的浮力跟物体所处深度无关 变大 不变
【详解】(1)[1]由图象可知,当时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
(2)[2]从开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析可知,
(3)[3]由阿基米德原理得
因为圆柱体是全部浸没,所以
(4)[4]由公式可求出圆柱体的质量
圆柱体的密度
(5)[5]分析图象BC段,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明物体在慢慢浸入水中,在逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大。
(6)[6]分析图象CD段,深度在增加,而测力计的读数不变,说明物体全部浸没水中,不变,浮力不变,受到的浮力跟物体所处深度无关。
(7)[7][8]图象BC段,在逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大,图象CD段,不变,浮力不变,所以,此实验过程中浮力的变化情况是先变大后不变。
29.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。(g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3)求:
(1)物块的质量;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(3)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强。
【答案】(1)0.8kg;(2)4N;(3)400Pa
【详解】解:(1)由图可知,物体浸入水中之前测力计示数为8N,弹簧测力计拉力与重力是一对平衡力,故物体的重力为G=8N,物体的质量为
(2)物体全部浸入水中时,测力计的示数为F=4N,则在水中受到的浮力为
(3)由图可知,物体刚浸没水中时下表面所处深度
则下表面所受压强为
答:(1)物块的质量为;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力为;
(3)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强为。
30.如图甲所示,长方体石料在钢丝绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。其钢丝绳拉力F随时间t变化的规律如图乙所示。
(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2)石料的体积是多少?
(3)石料的密度是多少?
【答案】(1)500N;(2)0.05m3;(3)2.8×103kg/m3
【详解】解:(1)由图乙可知,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即
F=G=1400N
当石块全浸入后,拉力为
F′=900N
则
F浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N
(2)由
F浮=ρ水gV排
得
==0.05m3
因为石料完全浸没,石料的体积
V石=V排=0.05m3
(3)石料的质量
m石==140kg
石料的密度
=2.8×103kg/m3
答:(1)石料全部没入水中时受到的浮力为500N;
(2)石料的体积为0.05m3;
(3)石料的密度为2.8×103kg/m3。
考点7:利用阿基米德原理解释生活中的现象
31.如图所示,将一只空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。在这个过程中,矿泉水瓶受到的浮力分析正确的是( )
A.浮力变大 B.浮力变小 C.浮力不变 D.无法判断
【答案】A
【详解】浸没前,压入越深,排开水的体积越大,由可得,矿泉水瓶所受浮力越大,故A正确,BCD错误。
故选A。
32.2024年5月11日,自浙江舟山港而来的万吨级江海直达船“创新5”轮成功抵达终点站重庆江津珞璜港,标志着长江上游首条江海直达航线首航成功,如图。这也是万吨级江海直达船首次抵达长江上游地区,为释放西部陆海新通道,推进“一带一路”、长江经济带联动发展带来了新格局。“创新5”轮从大海进入长江,下列说法正确的是( )
A.船身略下沉,受到浮力不变 B.船身略下沉,受到浮力变小
C.船身略上浮,受到浮力不变 D.船身略上浮,受到浮力变大
【答案】A
【详解】航母始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,当航母从大海驶入长江时,航母重力不变,所以航母受到的浮力不变;由于轮船从大海进入长江,液体的密度变小,根据F浮=ρ液gV排
可知舰体排开水的体积变大,所以舰体略下沉;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
33.鱼鳔是鱼的一个重要器官,鱼通过呼吸对鱼鳔充气或放气来改变自身的体积,从而改变其在水中的状态,如图,处于水面下的鱼,若把鱼鳔内的一部分气体排出,则鱼( )
A.体积增大 B.受到的浮力减小 C.重力增大 D.受到的浮力增大
【答案】B
【详解】处于水面下的鱼,浸没在水中,当鱼把鱼鳔内的一部分气体排出体外时,鱼的体积减小,排开水的体积减小,根据可知,鱼受到有浮力变小,鱼排出部分气体,鱼的重力略有减小,故ACD不符合题意,故B符合题意。
故选B。
34.如图所示,同一小瓶内装入质量不同的水,将小瓶浸没在水中松手后,发现小瓶在甲图中上浮,在乙图中下沉。待小瓶静止后,小瓶在甲、乙中受到水的浮力分别为Fμ和F,则( )
A.Fμ>F B.Fμ=F C.Fμ<F D.无法比较
【答案】C
【详解】同一小瓶内装入质量不同的水,将小瓶浸没在水中松手后,发现小瓶在甲图中上浮,最终漂浮在水面上,排开水的体积小于小瓶的体积,在乙图中小瓶下沉,排开水的体积等于小瓶的体积,所以待小瓶静止后,乙图中小瓶排开水的体积大,根据可知乙图中小瓶受到的浮力大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
35.投入水中的苹果在水面下下沉的过程中(如图所示),其所受水的压强和浮力的变化( )
A.压强减小,浮力变小 B.压强增大,浮力变大 C.压强减小,浮力不变 D.压强增大,浮力不变
【答案】D
【详解】苹果下沉过程中,所处深度h变大,根据可知,苹果所受水的压强增大;苹果在水面下下沉的过程中,排开水的体积等于苹果本身的体积,则V排不再变化,根据可知,苹果所受浮力大小不变。故ABC不符合题意;D符合题意。
故选D。
一、单选题
1.(2024·山东枣庄·中考真题)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
【答案】C
【详解】当“奋斗者”号在水下下潜过程中,深度逐渐增大,由知道,所以受的压强逐渐增大;“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,“奋斗者”号排开海水的体积和海水密度不变,由知道,下潜过程中所受浮力不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(2024·广东广州·中考真题)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
【答案】A
【详解】AB.潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,排开水的体积不变,根据可知,潜水艇受到的浮力变小,因此与a处相比,潜水艇在b处受到浮力大小变小,故A符合题意,B不符合题意;
CD.根据阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,由于潜水艇受到的浮力变小,所以潜水艇排开液体的重力变小,即与a处相比,潜水艇在b处排开液体重力变小,故CD不符合题意。
故选A。
3.(2024·河南·中考真题)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
【详解】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。
4.(2024·江西·中考真题)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
【详解】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。
二、多选题
5.(2024·四川宜宾·中考真题)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉直。已知甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,甲、乙的体积之比为2:1,甲、乙的密度之比为1:6,水的密度为,g取。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为4N B.乙受到的浮力为4N
C.甲的密度为 D.容器底部对乙的支持力为4N
【答案】AC
【详解】A.甲球在竖直向下的重力与拉力和竖直向上的浮力作用下处于静止状态,由平衡条件得,细线对甲的拉力为
故A正确;
B.甲有一半的体积露出水面,甲、乙的体积之比为2∶1,则乙的体积等于甲排开的水的体积,由得,乙的体积为
乙浸没在水中,排开水的体积
乙受到的浮力为
故B错误;
C.甲的体积为
甲的密度为
故C正确;
D.甲、乙的密度之比为1∶6,则乙的密度为
由、得,乙的重力为
乙在竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力、竖直向上的支持力的作用下,处于平衡状态,则容器底部对乙的支持力为
故D错误。
故选AC。
三、填空题
6.(2024·海南·中考真题)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为 N,其密度是 kg/m3。()
【答案】 2
【详解】[1]柱体上表面恰好与水面相平,则上表面受到水的压力为0,则它受到的浮力为
[2]柱体的重力为
柱体的质量为
柱体的体积为
柱体的密度为
7.(2024·山东威海·中考真题)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 。
【答案】 大于 1.2
【详解】[1]根据可知,土豆的体积较大,西红柿的体积较小,则土豆受到的浮力大于西红柿受到的浮力。
[2]根据称重法测浮力可知,土豆的重力为2.4N,土豆受到的浮力为
土豆沉入水底,体积等于其排开水的体积,为
土豆的密度为
8.(2024·四川广安·中考真题)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4N,此时物体所受浮力为 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 cm。(,g取)
【答案】 16 4
【详解】[1]长方体的重力为
因为长方体受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和支持力,并且
所以长方体受到的浮力
[2]由可得,长方体排开水的体积为
此时水面的高度为
因为长方体刚好漂浮,所以
此时物体排开的体积为
此时水面的高度
此时水面的高度与图甲相比增加的高度为
【点睛】
四、实验题
9.(2024·甘肃临夏·中考真题)如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置(在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精,g取)。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为 ;
(2)由图甲中A、C、D可知,浮力与物体浸入液体的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)由图甲中A、D、E可知,浮力与液体的密度 (选填“有关”或“无关”);
(4)由实验数据可知,物体的密度为 ;
(5)完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,说明 。
【答案】 1 无关 有关 4×103 见解析
【详解】(1)[1]C图中物体完全浸没在水中,根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力为
(2)[2]图甲中A、C、D可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知,受到的浮力相同,因此可得物体受到的浮力与进入液体中的深度无关。
(3)[3]图甲中A、D、E可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,物体受到的浮力越大,说明物体受到的浮力与液体的密度有关。
(4)[4]物体浸没在水中排开液体的体积与物体的体积大小相等,则物体的体积为
物体的密度为
(5)[5]上述实验过程中,天平依然平衡,说明物体受到的浮力等于其排开液体的重力。
五、计算题
10.(2024·陕西·中考真题)如图所示,将一个重为2.7N的实心金属块挂在弹簧测力计下端,使之浸没在水中,当测力计指针静止时,示数为1.7N。(g取,水的密度为)
(1)金属块浸没在水中时,所受浮力是多少?
(2)金属块的体积是多少?
【答案】(1)1.0N
(2)
【详解】(1)金属块浸没在水中时,所受浮力是
(2)由得金属块的体积是
11.(2024·四川自贡·中考真题)自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化,已知,,,求:
(1)砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小;
(2)砖块的密度;
(3)砖块刚好完全浸没时,其下底面所受的压强。
【答案】(1)30N;(2);(3)
【详解】解:(1)由图像知道,当h=0时,弹簧测力计示数为54N,此时砖块处于空气中,由二力平衡条件知道,砖块的重力
由图像知道,当h=70cm之后,弹簧测力计示数不变,说明砖块浸没水中,受到的浮力
(2)由 知道,砖块的质量
由知道,砖块体积
砖块的密度
(3)不计液面变化,砖块刚浸没时下表面距水面距离
砖块下底面受到水的压强
其下底面所受的压强
答:(1)砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小是30N;
(2)砖块的密度;
(3)砖块刚好完全浸没时,其下底面所受的压强。
一、单选题
1.(23-24九年级下·山东青岛·自主招生)一质量为M,底面积为S的某圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,注入适量的水,空烧杯漂浮在水面上,此时容器内水的深度为h1;后将一金属球置于烧杯中,烧杯仍漂浮于水面,此时容器内水的深度为h2;再从烧杯中取出金属球放入水中,金属球沉底后,容器内水的深度为h3,已知水的密度为ρ水,下列说法正确的是( )
A.金属球的密度为
B.水深为h2时桌面受到容器的压力为ρ水gh2S
C.金属球沉底后受到的重力和支持力平衡
D.金属球沉底后对容器底的压力为ρ水g(h2-h3)S
【答案】D
【详解】A.金属球放入烧杯中,排开水的体积为
因为烧杯漂浮,浮力等于重力,即增加的浮力等于金属球的重力为
金属球取出放入水中时,由于金属球完全浸没,此时排开水的体积等于金属球的体积为
则可求金属球的密度为
故A错误;
B.水深为h2时,由p=ρgh可知,液体对容器底部的压强为
p液=ρgh2
液体对容器底部的压力为
F液=ρgh2S
因容器为薄壁圆柱形容器,故此时桌面受到容器的压力为
F桌=ρgh2S+Mg
故B错误;
CD.当金属球沉底后,受到重力、浮力、支持力,这三个力平衡,由阿基米德原理可知,受到的浮力为
则金属球对容器底的压力为
故C错误,D正确。
故选D。
2.(24-25九年级上·重庆·开学考试)某同学将底面积为、高的柱形薄壁水桶放置在水平地面上,水桶中盛有深的水,如图甲所示。他将底面积为的圆柱体A从离水面一定高度处缓慢浸入水中,直到A刚接触水桶底部为止,然后撤去绳子及弹簧测力计。整个过程中弹簧测力计的示数随时间变化的图象如图乙所示。不计绳重及绳子体积,下列说法正确的是( )
A.物体A下降的速度为
B.图乙中,
C.整个过程中水对水桶底部的压强一直增大
D.与A浸入前相比,时,水桶对地面的压强增加了
【答案】D
【详解】A.由乙图知道,圆柱体A的重力为G=32N;圆柱体A全部浸入水中时,圆柱体A受到的浮力大小不再改变,弹簧测力计的示数也不再变化;当t2=8s时,圆柱体A完全浸入水受到的弹簧测力计拉力为F=24N,所以圆柱体A受到的浮力大小为
由此可得,圆柱体A的高度为
由乙图知道,t0=4s,圆柱体A刚进入水中,t2=8s时,圆柱体A刚好完全浸入水中;从开始进入水中至刚好完全浸入水里
由图知道,圆柱体A下降的距离为
所以,物体A下降的速度为
故A错误;
B.由于圆柱体A刚开始接触水面后的某段过程中,随着圆柱体A的匀速下降,水面也随之上升,当时间为t1水面到达容器顶部时,水面不再上升,此后弹簧测力计减小的速度变慢;t1时,圆柱体A浸入水中的体积为
此时圆柱体A距离液面的高度为
从圆柱体A刚接触水面至时间为t1时,圆柱体A下降的距离为
则物体从t0=4s至t1用时为
故可得
此时圆柱体A受到的浮力为
因此,此时弹簧拉力示数为
故B错误;
C.从A刚要进入水中至液面与容器顶部齐平过程中,水对容器底部压强逐渐增大,此后随着A的下降,水对容器底部压强不变,故C错误;
D.已求得当6s时,水已经到达容器顶部,故当t=15s时,与A浸入前相比,容器对桌面的压力增加量=浸没时的浮力-溢出水的重力;溢出水的体积等于容器中原来水的体积加上圆柱体的体积减去容器的容积,即
溢出水的重力为
容器对桌面的压力增加量为
容器对桌面的压力增加量为
故D正确。
故选D。
3.(24-25九年级上·福建泉州·开学考试)如图甲所示,竖直细杆(质量不计)的上端通过力传感器连在天花板上,力传感器可以显示细杆上端受到力的大小,下端与质量为0.4kg的正方体物块M相连。现向底面积为、质量为1kg的薄壁空水箱中加水,力传感器的示数大小随加入水质量变化的图像如图乙所示,则下列说法错误的是( )
A.物块受到的浮力最大值为10N
B.物块的下方距离容器底部的距离为5cm
C.当加入的水的质量是2kg时,物块恰好所受浮力最大
D.水箱加水到C点时,对桌面的压强是1500Pa
【答案】D
【详解】A.物体的重力为
由图乙可知,当压力增大到6N后不再发生改变,说明此时物体已浸没,此时浮力最大,则最大浮力为
故A正确,不符合题意;
B.在A点处物体下表面刚接触到水,此时加入水的质量为1kg,则水面高度为
即物块的下方距离容器底部的距离为5cm,故B正确,不符合题意;
C.物体浸没时受到的浮力为10N,则物体的体积为
M是正方体,所以边长为
此时水面高度为
物块恰好浸没,所受浮力最大,此时水箱内水的体积
水的质量为
故C正确,不符合题意;
D.水箱加水到C点时,对桌面的压强
故D错误,符合题意。
故选D。
4.(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)建设桥梁的过程中,要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1,钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(ρ水=1×103kg/m3)。下列判断正确的是 ( )
(1)构件所受浮力F1随h的变化图像是①
(2)构件所受的最大浮力为6.4×105N
(3)构件所受的重力为2.4×105N
(4)构件的密度为3×103kg/m3
A.(1)(2) B.(3)(4) C.(1)(3) D.(2)(4)
【答案】B
【详解】(1)随着构件浸入水中,V排越来越大,当浸没时V排不变,由F浮=ρ液gV排可知,构建受到的浮力先增大,后不变,所以构件所受浮力F1随h的变化图像是②,故(1)错误;
(2)由图乙可知,当下表面到水面的距离达到2m后,浮力、拉力不再发生变化,这表明当下表面到水面的距离为2m时,构件恰好完全浸没,所以构件的长度为2m,构件的体积为
V=2m×2m×2m=8m3
构件浸没时,所受的浮力最大,为
F浮最大=ρ水gV排大=1×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N
故(2)错误;
(3)由题意可得,构件浸没时,浮力最大,拉力最小,由图乙可得,拉力最小为1.6×105N,因为构件从江面被匀速吊入江水中,处于平衡状态,对构件进行受力分析可得,构件受到重力、拉力和浮力,且重力等于拉力与浮力之和,则构件所受重力为
G=F拉最小+F浮最大=1.6×105N+8×104N=2.4×105N
故(3)正确;
(4)构件的质量为
构件的密度为
故(4)正确。综上,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.(23-24八年级下·重庆·期末)如图甲所示,这是某饮水机自动注水装置的模型,底面积为的柱形水箱内装有质量为9kg的水,一质量和体积不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的、底面积为的实心长方体A连接,打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小F随排出水的质量m变化的关系如图乙所示,当排水质量为6kg时,长方体A刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水,则下列说法正确的是( )
A.长方体A浸没时的浮力为6N
B.长方体A的密度为
C.长方体A上表面恰好露出水面时,水对水箱底的压力为80N
D.当力传感器示数为3N时,水对水箱底部的压强为
【答案】D
【详解】A.当排水质量为6kg时,A刚好全部露出水面,此时A受到的浮力为零,则GA=F拉=2N当A浸没时,所受浮力为F浮=GA+F压=2N+8N=10N,故A错误;
B.由F浮=ρ液gV排可知,A排开液体的体积,则A的体积VA=V排=1×10-3m3
长方体A的密度为,故B错误;
C.当排水质量为1kg时,长方体A上表面恰好露出水面时,此时水箱内的水受到的重力为G剩=m剩g=(9kg-1kg)×10N/kg=80N,因此水对水箱底的压力为80N+10N=90N故C错误;
D.当力传感器示数为3N时,A受到的浮力F浮′=GA+F示′=2N+3N=5N
此时A浸入水中的体积
A浸入水中的体积等于露出水面的体积,由V=Sh可知,A的下表面距离水面的深度
A的下表面到容器底的距离
则上述排水过程中,当力传感器示数为3N时,水箱中水的深度
h=h剩+hA=0.1m+0.1m=0.2m
水箱底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa,故D正确。
故选D。
二、填空题
6.(24-25九年级上·重庆·开学考试)如图甲所示,容器底面积为,装有适量油漆,待上漆的柱体底面积为,通过细绳与传感器相连,力传感器示数为。当浸没在油漆中,如图乙所示,油漆液面升高,A的上表面距离油漆液面,力传感器示数为,与之差为。则油漆的密度为 ;将柱体提升,此时力传感器示数为,且,则柱体A的密度为 。
【答案】 1.5 2.1
【详解】[1]根据称重法,浸没时柱体A受到的浮力为
柱体A的体积为
则油漆的密度为
[2]柱体A的上表面距离液面,设乙图中油漆面高为h,将柱体A提升时,油漆面比乙图中油漆面下降的高度为,则有
解得,则此时柱体A底部浸入油漆中的深度为
因为,根据称重法有
即
即
解得。
7.(2025八年级·全国·专题练习)如图甲所示,一实心圆柱体金属块通过细线与上端的拉力传感器相连,拉力传感器可以显示出受到的拉力大小。缓慢地往空水箱中加水,直到装满(圆柱体不吸水,水的密度)。如图乙所示是传感器的示数F随水箱中水面到水箱底的距离h变化的图像,则圆柱体金属块的底面积是 ,圆柱体金属块的密度是 。
【答案】 10 5
【详解】[1]由图乙可知,当水箱中水面到水箱底的距离时,拉力开始减小,说明圆柱体金属块下表面刚好与水面接触,传感器此时示数为圆柱体金属块的重力,当水箱中水面到水箱底的距离时,拉力开始不再改变,说明圆柱体金属块刚好浸没在水中,传感器的示数,所以圆柱体金属块浸没时受到的浮力
金属块的体积
圆柱体金属块的高度
圆柱体金属块的底面积
[2]金属块的质量
金属块的密度
8.(2024·湖南岳阳·二模)有不吸水的圆柱体,顶部系有一根轻质细线,已知的质量为0.66kg,密度为,圆柱体的底面积为,则圆柱体的体积为 ,现将圆柱体竖直放入薄壁柱形容器中,如图甲所示,然后向容器中缓慢加入液体(),直至加满,液体体积与深度的关系如图乙所示,则薄壁柱形容器底面积为 ,当液体加满后,用细线将竖直向上提升2cm时,细线的拉力为1.8N,液体的密度为 取。
【答案】 600 150
【详解】[1]圆柱体A的体积为
[2]由图乙可知,设容器的底面积为S容,当深度为h0时,容器对应的体积为
解得
----------①
从深度h0~1.5h0,容器对应的体积
解得
------------②
联立①②解得S容=150cm2。
[3]当液体加满后,因为,所以圆柱体漂浮,用细线将A竖直向上提升2cm,此时细线的拉力为1.8N,物体处于平衡状态,则A物体受到浮力减少1.8N,根据阿基米德原理有
代入数据得
解得。
9.(2025·广西南宁·一模)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水,当水深为15cm时正方体A刚好浸没,杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。则杆B的长度为 cm,当F大小为0时,容器底部受到水的压强为 Pa。
【答案】 5 1100
【详解】[1]由图乙可知,当h0=0cm时,力传感器的示数为F0=6N,由于细杆的质量不考虑,所以正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力G=F0=6N,由图乙可知,当h2=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,因此细杆的长度L杆=5cm。
[2]当力传感器的示数大小F为0时,正方体A受到的浮力等于正方体A的重力,即F'浮=G=6N,由图乙可知,当h2=5cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h1=15cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长L=h浸1=15cm-5cm=10cm
由阿基米德原理公式变形可知,此时正方体A排开水的体积
则正方体A浸在水中的深度
所以此时容器中水的深度h=L杆+h排=5cm+6cm=11cm=0.11m
则当力传感器的示数大小F为0时,容器底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1100Pa
三、计算题
10.(2024·湖南长沙·二模)雅境科技小组利用如图装置测量长方体工件的密度。他们将静止在水平地面的容器装适量水,已知容器底面积为100cm2,上端开口面积为用细线吊着底面积为的工件,使其缓慢浸入水中,直至静止在容器底部。松开细线后发现工件上表面距水面10cm,容器对地面的压强相比未放入工件时增大了4000Pa(容器外壁不会附着水)。图乙是水对容器底部的压强p与工件下表面浸入水中深度H的图像。(g=10N/kg)求:
(1)未放入工件时,容器中水的深度;
(2)当工件下表面浸入水中深度H=4cm时,工件受到的浮力;
(3)求工件的密度。
【答案】(1)0.13m
(2)2N
(3)8×103kg/m3
【详解】(1)根据图乙可知,长方体未放入水中时,水对容器底部的压强为1300Pa,由可知,未放入物体时,容器中水的深度
(2)当工件下表面浸入水中深度H=4cm时,此时工件浸入水中的体积
工件排开液体的体积
工件受到的浮力
(3)工件未浸入水中时,容器中水深为13cm,当水对容器底的压强为1500Pa时,容器中水深即下面大容器的高度
当H=10cm时,容器中水深为
此后水对容器底部的压强最大为p1且不再变化,说明此时水面不再变化,即容器中水深始终为20cm。当工件静止在容器底部时,工件上表面距离水面10cm,可得工件的高度为
即工件下表面浸入水中10cm深时,工件恰好浸没,浸没时水面为20cm。此后工件浸没继续向下时,水面不再变化,说明容器中的水未溢出。工件静止中水中时,容器对地面的压强相比未放入工件时增大了4000Pa,则物体的重力等于容器对地面增大的压力
工件的体积
工件的密度为
11.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)底面积为的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图所示,已知物体B的密度为,质量为。(取)求:
(1)物体B的体积;
(2)木块A的密度。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由可得物体B的体积
(2)图中,A、B共同悬浮,则
即
其中
则木块A的密度
12.(24-25九年级上·四川眉山·期中)在物理课外拓展活动中,力学兴趣小组的同学进行了如图所示的探究。用不可伸长的细线将、两个形状相同的不吸水的长方体连接起来,再用不可伸长轻质细杆将、两物体悬挂后,放入底面积的圆柱形容器中,细杆上端接有一个力传感器,初始时物体与容器底刚好接触但没有压力。从时开始向容器内匀速注水(水始终未溢出),注水速度。已知、两物体的底面积,,,,细线长度为,,取。求:
(1)物体的体积。
(2)时,物体受到的浮力。
(3)现从水刚好到的下表面开始计时,到刚好浸没为止,写出力传感器的示数随时间变化的函数关系式。
【答案】(1)800cm3
(2)8
(3)见解析
【详解】(1)由题意可知,,,则物体A的密度为
由可知,A物体的体积为
(2)A、B两物体的高度为
当t = 14s时,注入水的体积为
容器内水的深度为
由于ρB>ρ水, 且h水> hB,所以此时B物体浸没在水中, B物体受到的浮力为
(3)B物体的重力为
A物体的重力为
当杆受力为零时,A、B整体受到的浮力和重力平衡, 则有
F浮总=GA+GB
即
代入已知数据后,解得此时A浸入水中的深度为
h= 0.06m= 6cm
注入水的体积为
注水时间为
①当0s≤t≤10s时,A、B整体受到的浮力为
代入数据得
F浮1= 8N+0.6t
此时A、B整体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和细杆的拉力, 所以细杆的拉力即传感器的示数为
②当A浸没时的注水时间为
则当时,A、B整体受到的浮力为
代入数据得
F浮2=8+0.6t
此时A、B整体受到竖直向下的重力、细杆的压力和竖 直向上的浮力, 所以细线的压力即传感器的示数为
综上所述,现从水刚好到A的下表面开始计时,到A刚好浸没为止,力传感器的示数随时间变化的函数关系式为:当0s≤t≤10s时,;当时,。
13.(24-25九年级下·广西玉林·开学考试)底面积为、高的薄壁圆柱形轻质容器放在水平桌面上,将边长为的正方体形状的物体A(质地均匀)竖直放在容器底部,如图甲所示。然后向容器内缓慢注入某种液体,物体始终直立,它对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图乙所示。(g取10N/kg)
(1)求物体的密度;
(2)物体A刚好被浸没时,求它受到的浮力;
(3)当液体对容器底部的压强最大时,求容器对桌面的压强。
【答案】(1)
(2)12N
(3)
【详解】(1)由图乙可知物体A对容器底的压力为:F=60N,则G=F=60N
根据知物体的质量为
物体的体积为
物体A的密度为
(2)由图乙可知,当注入液体质量大于时,圆柱体对容器底部的压力大于0,且不变,说明此时圆柱体浸没在液体中,即圆柱体沉底了;正方体的底面积为
容器的底面积
正方体刚好浸没时,液体的体积为
由图乙可知,正方体刚好浸没时,注入液体的质量为,则液体的密度
根据阿基米德原理可得,当圆柱体刚被浸没时,它受到的浮力
(3)此时容器中液体的体积为
容器中液体的质量为
容器对桌面的压力为F=G总=m总g=(m液体"+m)g=(8.4kg+6kg)×10N/kg=144N
容器对桌面的压强为
14.(2025·新疆·一模)如图所示,柱形容器内水深20cm,体积均为300cm3、密度之比为1:3的A、B两个实心长方体通过底部的定滑轮用细线相连,物体A有体积露出水面,物体B上表面与水面相平,求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)物体A受到的浮力;
(3)物体B的密度。
【答案】(1)
(2)2N
(3)
【详解】(1)水对容器底的压强为
(2)物体A受到的浮力为
(3)物体B受到的浮力为
受力分析可知,A与B对细线向上的拉力相等,有
且
综上所述,得
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8.6.2 浮力(二)
目录
2
考点1:浮力大小的判断 2
考点2:探究浮力的大小与重力的关系 2
考点3:利用阿基米德原理计算物体的浮力 4
考点4:利用阿基米德原理求固体物质的密度 5
考点5:利用阿基米德原理求液体物质的密度 6
考点6:浮力与图像的综合运用 8
考点7:利用阿基米德原理解释生活中的现象 10
11
15
考点1:浮力大小的判断
1.潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后不变
2.将一个大铁球和一个小塑料球放入水中,结果如图所示,则( )
A.大铁球受到的浮力大 B.小塑料球受到的浮力大
C.它们所受浮力一样大 D.条件不足,不能确定
3.长方体容器中盛有水3N,将一物体放入水中后,有1N的水溢出,则正确的是( )
A.物体所受浮力一定1N B.物体所受浮力一定小于1N
C.物体所受浮力可能是1N D.物体所受浮力一定大于1N
4.如图所示是我国最先进的潜水器“潜龙三号”。潜水器在水面下匀速下潜的过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力和潜水器下表面受到的压强( )
A.浮力变大,压强变大 B.浮力不变,压强变大 C.浮力不变,压强不变D.浮力变大,压强不变
5.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
考点2:探究浮力的大小与重力的关系
6.小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧秤的示数、、、,下列关系式正确的是:( )
A. B. C. D.
7.小明通过实验验证浸在液体中的物块受到的浮力F浮等于物块排开液体的重力G排液,其正确操作过程如图甲、乙、丙,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。若用F1、F2、F3、F4分别表示出F浮与G排液,则F浮= ,G排液= ,比较F浮与G排液的大小,能够验证阿基米德原理是否正确的表达式为 (用F1、F2、F3、F4表示)。
8.某同学在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程:
(1)石块的重力G= N。
(2)石块浸入水中后弹簧测力计的示数F= N,由此可得,石块所受浮力F浮= N。
(3)石块排开的水所受到的重力G排= N。
(4)通过比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮 G排。
(5)由上述实验可得:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的 ,这就是著名的 原理,用公式表示为 。
(6)你认为最合理的实验顺序是 。
9.下图所示的是小涛同学探究“浮力的大小与石块排开液体所受重力关系”的实验。
【分析论证】
(1)上面操作过程错误的是 (填序号),正确的做法是 。
(2)纠正错误后继续实验,④中石块受到的浮力 N。
(3)石块排开的水所受的重力 N。
(4)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受的重力。
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中,不合理的是___________。
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.用原来的方案将水换成酒精再进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积不等的铁块再进行实验
【拓展】
(6)小涛同学在做实验时还发现,在石块浸没后继续下降的过程中(未接触容器底部),弹簧测力计的示数不再变化。这说明物体所受浮力大小与 无关。
10.(多选)如图所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行试验,(g取10N/kg),下列结果正确的是( )
A.木块的质量是12g B.木块受到的浮力是1.2牛
C.小桶受到的重力是0.4牛 D.木块排开水的体积是160cm3
考点3:利用阿基米德原理计算物体的浮力
11.将体积为500cm3的物体浸在装满水的杯中,溢出了0.4kg的水,物体受到的浮力大小是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)( )
A.10N B.5N C.4N D.2N
12.重5牛的物体浸入一盛有水的容器中,受到的浮力为2牛,该物体排开水的重力( )
A.等于5牛 B.小于2牛
C.等于3牛 D.等于2牛
13.把一个小球放入盛满某种液体的溢水杯中,小球沉入杯底,从溢水杯中溢出100g的液体,则小球受到的浮力是 。
14.把重15N的一个实心物块挂在弹簧测力计上,浸没在水中后,弹簧测力计的示数是5N,则此时物块受到水的浮力为 N,该物块的体积是 m3。
15.一质量为600g,密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为400cm2容器的水中,如图所示,木块静止时,此时木块的浮力为 N。
考点4:利用阿基米德原理求固体物质的密度
16.重为10牛的金属块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中,静止时测力计的示数为6牛,则该金属块受到浮力的大小为 牛;此时金属块受到的合力大小为 牛;该金属块的密度为 。
17.如图所示是小华利用合金块、水等器材来探究浮力的实验情景。他设计甲、乙、丙所示实验的目的是为了探究浮力的大小与 的关系。合金块浸没在水中时所受浮力为 N,合金块的体积为 m3,组成合金块的合金的密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
18.用弹簧测力计悬挂重为5.4N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为 N,物体的密度为 。()
19.小彤想测量校园里一小石块的密度,她利用弹簧测力计、烧杯及足量的水,完成了测量,步骤如图所示,小石块受到重力 N,把小石块完全浸没在水中后,弹簧测力计的示数为1.5N,则物体浸没在水中时受到的浮力为 N;小石块的密度为 。()
20.如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物块从装有水的柱形容器中匀速拉出,拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,物块完全浸没后受到的浮力为 N,物块的密度为 。
考点5:利用阿基米德原理求液体物质的密度
21.如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量金属块密度和某液体密度的情景。根据图中信息可知,金属块的密度是 ,所测液体的密度是 。
22.一金属块在空气中称重,把它全部浸没在水中称弹簧测力计的示数是,此时它在水中所受的浮力为 ;如果把它全部浸没在某油中称弹簧测力计的示数为,则该油的密度是 。
23.如图所示,圆柱体竖立漂浮在密度为ρ1的A液体中央,有浸入了A液体。再将密度为ρ2的B液体的轻轻的注入该容器中,当完全稳定后,圆柱体恰好完全浸没在自由液面下,此时圆柱体有浸入了A液体。则ρ1:ρ2= 。
24.如图所示,一个边长为10cm的正方体,竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N,则该正方体在液体中受到的浮力为 N,该液体的密度是 kg/m3(g取10N/kg)。
25.小华用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋测量酱油的密度。
(1)测量前,应检查弹簧测力计指针是否指在 刻度线上。
(2)把适量的酱油装入塑料袋,排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测出重力为3.6N;然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,如图所示,弹簧测力计示数为 N。
(3)水的密度为1×103kg/m3,则可算出酱油的密度为 kg/m3。
考点6:浮力与图像的综合运用
26.在弹簧测力计下挂圆柱体物块,如图甲所示,物块匀速下降直至浸没在水中并继续下降,弹簧测力计的示数与物块下降的高度的关系如图乙所示。物块的底面积为 ,物块的密度为 。()
27.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数与金属块下底面下降高度的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,取,则金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为 N,金属块的密度为 ,刚好完全浸没时金属块下底面所受水的压强为 Pa。
28.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。(g=10N/kg)
(1)分析图像可知,圆柱体重力是 N。
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(3)圆柱体的体积是 m3。
(4)圆柱体的密度是 kg/m3。
(5)分析图像BC段,可得结论:物体 越大,所受到的浮力越大。
(6)分析图像CD段,可得结论:全部浸没时, 。
(7)根据图像可以判断此实验过程中浮力的变化情况是先 后 。
29.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。(g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3)求:
(1)物块的质量;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(3)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强。
30.如图甲所示,长方体石料在钢丝绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。其钢丝绳拉力F随时间t变化的规律如图乙所示。
(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2)石料的体积是多少?
(3)石料的密度是多少?
考点7:利用阿基米德原理解释生活中的现象
31.如图所示,将一只空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。在这个过程中,矿泉水瓶受到的浮力分析正确的是( )
A.浮力变大 B.浮力变小 C.浮力不变 D.无法判断
32.2024年5月11日,自浙江舟山港而来的万吨级江海直达船“创新5”轮成功抵达终点站重庆江津珞璜港,标志着长江上游首条江海直达航线首航成功,如图。这也是万吨级江海直达船首次抵达长江上游地区,为释放西部陆海新通道,推进“一带一路”、长江经济带联动发展带来了新格局。“创新5”轮从大海进入长江,下列说法正确的是( )
A.船身略下沉,受到浮力不变 B.船身略下沉,受到浮力变小
C.船身略上浮,受到浮力不变 D.船身略上浮,受到浮力变大
33.鱼鳔是鱼的一个重要器官,鱼通过呼吸对鱼鳔充气或放气来改变自身的体积,从而改变其在水中的状态,如图,处于水面下的鱼,若把鱼鳔内的一部分气体排出,则鱼( )
A.体积增大 B.受到的浮力减小 C.重力增大 D.受到的浮力增大
34.如图所示,同一小瓶内装入质量不同的水,将小瓶浸没在水中松手后,发现小瓶在甲图中上浮,在乙图中下沉。待小瓶静止后,小瓶在甲、乙中受到水的浮力分别为Fμ和F,则( )
A.Fμ>F B.Fμ=F C.Fμ<F D.无法比较
35.投入水中的苹果在水面下下沉的过程中(如图所示),其所受水的压强和浮力的变化( )
A.压强减小,浮力变小 B.压强增大,浮力变大 C.压强减小,浮力不变 D.压强增大,浮力不变
一、单选题
1.(2024·山东枣庄·中考真题)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
2.(2024·广东广州·中考真题)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
3.(2024·河南·中考真题)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.
4.(2024·江西·中考真题)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
二、多选题
5.(2024·四川宜宾·中考真题)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉直。已知甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,甲、乙的体积之比为2:1,甲、乙的密度之比为1:6,水的密度为,g取。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为4N B.乙受到的浮力为4N
C.甲的密度为 D.容器底部对乙的支持力为4N
三、填空题
6.(2024·海南·中考真题)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为 N,其密度是 kg/m3。()
7.(2024·山东威海·中考真题)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 。
8.(2024·四川广安·中考真题)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4N,此时物体所受浮力为 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 cm。(,g取)
因为长方体受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和支持力,并且
所以长方体受到的浮力
[2]由可得,长方体排开水的体积为
此时水面的高度为
因为长方体刚好漂浮,所以
此时物体排开的体积为
此时水面的高度
此时水面的高度与图甲相比增加的高度为
四、实验题
9.(2024·甘肃临夏·中考真题)如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置(在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精,g取)。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为 ;
(2)由图甲中A、C、D可知,浮力与物体浸入液体的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)由图甲中A、D、E可知,浮力与液体的密度 (选填“有关”或“无关”);
(4)由实验数据可知,物体的密度为 ;
(5)完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,说明 。
五、计算题
10.(2024·陕西·中考真题)如图所示,将一个重为2.7N的实心金属块挂在弹簧测力计下端,使之浸没在水中,当测力计指针静止时,示数为1.7N。(g取,水的密度为)
(1)金属块浸没在水中时,所受浮力是多少?
(2)金属块的体积是多少?
11.(2024·四川自贡·中考真题)自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化,已知,,,求:
(1)砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小;
(2)砖块的密度;
(3)砖块刚好完全浸没时,其下底面所受的压强。
一、单选题
1.(23-24九年级下·山东青岛·自主招生)一质量为M,底面积为S的某圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,注入适量的水,空烧杯漂浮在水面上,此时容器内水的深度为h1;后将一金属球置于烧杯中,烧杯仍漂浮于水面,此时容器内水的深度为h2;再从烧杯中取出金属球放入水中,金属球沉底后,容器内水的深度为h3,已知水的密度为ρ水,下列说法正确的是( )
A.金属球的密度为
B.水深为h2时桌面受到容器的压力为ρ水gh2S
C.金属球沉底后受到的重力和支持力平衡
D.金属球沉底后对容器底的压力为ρ水g(h2-h3)S
2.(24-25九年级上·重庆·开学考试)某同学将底面积为、高的柱形薄壁水桶放置在水平地面上,水桶中盛有深的水,如图甲所示。他将底面积为的圆柱体A从离水面一定高度处缓慢浸入水中,直到A刚接触水桶底部为止,然后撤去绳子及弹簧测力计。整个过程中弹簧测力计的示数随时间变化的图象如图乙所示。不计绳重及绳子体积,下列说法正确的是( )
A.物体A下降的速度为
B.图乙中,
C.整个过程中水对水桶底部的压强一直增大
D.与A浸入前相比,时,水桶对地面的压强增加了
3.(24-25九年级上·福建泉州·开学考试)如图甲所示,竖直细杆(质量不计)的上端通过力传感器连在天花板上,力传感器可以显示细杆上端受到力的大小,下端与质量为0.4kg的正方体物块M相连。现向底面积为、质量为1kg的薄壁空水箱中加水,力传感器的示数大小随加入水质量变化的图像如图乙所示,则下列说法错误的是( )
A.物块受到的浮力最大值为10N
B.物块的下方距离容器底部的距离为5cm
C.当加入的水的质量是2kg时,物块恰好所受浮力最大
D.水箱加水到C点时,对桌面的压强是1500Pa
4.(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)建设桥梁的过程中,要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1,钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(ρ水=1×103kg/m3)。下列判断正确的是 ( )
(1)构件所受浮力F1随h的变化图像是①
(2)构件所受的最大浮力为6.4×105N
(3)构件所受的重力为2.4×105N
(4)构件的密度为3×103kg/m3
A.(1)(2) B.(3)(4) C.(1)(3) D.(2)(4)
5.(23-24八年级下·重庆·期末)如图甲所示,这是某饮水机自动注水装置的模型,底面积为的柱形水箱内装有质量为9kg的水,一质量和体积不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的、底面积为的实心长方体A连接,打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小F随排出水的质量m变化的关系如图乙所示,当排水质量为6kg时,长方体A刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水,则下列说法正确的是( )
A.长方体A浸没时的浮力为6N
B.长方体A的密度为
C.长方体A上表面恰好露出水面时,水对水箱底的压力为80N
D.当力传感器示数为3N时,水对水箱底部的压强为
二、填空题
6.(24-25九年级上·重庆·开学考试)如图甲所示,容器底面积为,装有适量油漆,待上漆的柱体底面积为,通过细绳与传感器相连,力传感器示数为。当浸没在油漆中,如图乙所示,油漆液面升高,A的上表面距离油漆液面,力传感器示数为,与之差为。则油漆的密度为 ;将柱体提升,此时力传感器示数为,且,则柱体A的密度为 。
7.(2025八年级·全国·专题练习)如图甲所示,一实心圆柱体金属块通过细线与上端的拉力传感器相连,拉力传感器可以显示出受到的拉力大小。缓慢地往空水箱中加水,直到装满(圆柱体不吸水,水的密度)。如图乙所示是传感器的示数F随水箱中水面到水箱底的距离h变化的图像,则圆柱体金属块的底面积是 ,圆柱体金属块的密度是 。
8.(2024·湖南岳阳·二模)有不吸水的圆柱体,顶部系有一根轻质细线,已知的质量为0.66kg,密度为,圆柱体的底面积为,则圆柱体的体积为 ,现将圆柱体竖直放入薄壁柱形容器中,如图甲所示,然后向容器中缓慢加入液体(),直至加满,液体体积与深度的关系如图乙所示,则薄壁柱形容器底面积为 ,当液体加满后,用细线将竖直向上提升2cm时,细线的拉力为1.8N,液体的密度为 取。
9.(2025·广西南宁·一模)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水,当水深为15cm时正方体A刚好浸没,杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。则杆B的长度为 cm,当F大小为0时,容器底部受到水的压强为 Pa。
三、计算题
10.(2024·湖南长沙·二模)雅境科技小组利用如图装置测量长方体工件的密度。他们将静止在水平地面的容器装适量水,已知容器底面积为100cm2,上端开口面积为用细线吊着底面积为的工件,使其缓慢浸入水中,直至静止在容器底部。松开细线后发现工件上表面距水面10cm,容器对地面的压强相比未放入工件时增大了4000Pa(容器外壁不会附着水)。图乙是水对容器底部的压强p与工件下表面浸入水中深度H的图像。(g=10N/kg)求:
(1)未放入工件时,容器中水的深度;
(2)当工件下表面浸入水中深度H=4cm时,工件受到的浮力;
(3)求工件的密度。
11.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)底面积为的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图所示,已知物体B的密度为,质量为。(取)求:
(1)物体B的体积;
(2)木块A的密度。
12.(24-25九年级上·四川眉山·期中)在物理课外拓展活动中,力学兴趣小组的同学进行了如图所示的探究。用不可伸长的细线将、两个形状相同的不吸水的长方体连接起来,再用不可伸长轻质细杆将、两物体悬挂后,放入底面积的圆柱形容器中,细杆上端接有一个力传感器,初始时物体与容器底刚好接触但没有压力。从时开始向容器内匀速注水(水始终未溢出),注水速度。已知、两物体的底面积,,,,细线长度为,,取。求:
(1)物体的体积。
(2)时,物体受到的浮力。
(3)现从水刚好到的下表面开始计时,到刚好浸没为止,写出力传感器的示数随时间变化的函数关系式。
13.(24-25九年级下·广西玉林·开学考试)底面积为、高的薄壁圆柱形轻质容器放在水平桌面上,将边长为的正方体形状的物体A(质地均匀)竖直放在容器底部,如图甲所示。然后向容器内缓慢注入某种液体,物体始终直立,它对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图乙所示。(g取10N/kg)
(1)求物体的密度;
(2)物体A刚好被浸没时,求它受到的浮力;
(3)当液体对容器底部的压强最大时,求容器对桌面的压强。
14.(2025·新疆·一模)如图所示,柱形容器内水深20cm,体积均为300cm3、密度之比为1:3的A、B两个实心长方体通过底部的定滑轮用细线相连,物体A有体积露出水面,物体B上表面与水面相平,求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)物体A受到的浮力;
(3)物体B的密度。
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