9.4 浮力 提优练习 2024-2025学年苏科版(2024)物理 八年级下册
2025-04-30
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2份
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特供
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 四、浮力 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.23 MB |
| 发布时间 | 2025-04-30 |
| 更新时间 | 2025-04-30 |
| 作者 | web_linlijicn |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51914360.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025 苏教版(2024)物理 八年级下册
9.4 浮力 提优练习
【训练1 浮力的方向及产生原因】8
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力的作用,在空气中的物体不受浮力的作用
B.浮力的方向总是竖直向下的
C.浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的
D.浮力产生的原因是液体内部的压强随深度的增加而增大
【答案】C
【解析】A.浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的,物体在气体和液体中上下表面都存在压强差,故会产生压力差,所以浸入液体和气体中的物体都受到浮力的作用,故A错误;
B.浮力的方向总是竖直向上的,故B错误;
CD.浮力产生的原因是浸没在液体(或气体)中的物体,其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同,浮力大小等于浸入液体(或气体)中的物体下表面所受的液体(或气体)压力减去上表面所受液体(或气体)的压力,即液体(或气体)对物体向上和向下的压力差;而液体内部的压强随深度的增加而增大,是液体压强与深度的关系。故C正确,D错误。
故选C。
2.为了研究浮力产生的原因,小明同学画出了如图所示的示意图。对于浸在液体中的长方体物体,其下表面受到液体向上的压力 (选填“小于”或“大于”)上表面受到液体向下的压力,这两个压力之间存在的 就是产生浮力的原因。浮力的大小与该物体所受重力的大小 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】 大于 压力差 无关
【解析】[1][2]由液体压强的特点可知,物体下表面受到的液体压强较大,上表面受到的压强小,因为上、下表面的面积相等,根据可知,物体下表面受到的压力较大,上表面受到的压力较小,这两个压力的差值就是浮力产生的原因。
[3]浮力的大小与液体的密度和物体浸没在液体中的体积有关,与物体所受重力大小无关。
3.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
【答案】A
【解析】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
4.下列有关浮力的说法中错误的是( )
A.在海边游泳的人受到海水对他的浮力
B.在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力
C.石块扔进水中,下沉过程中浮力变小
D.在水中升起的木块受到浮力
【答案】C
【解析】ABD.浸在液体或气体中的物体都会受到液体或气体对它向上托的力即浮力,海边游泳的人受到海水对他的浮力,海边游泳的人受到海水对他的浮力,在水中升起的木块受到浮力,故ABD正确,不符合题意;
C.下沉的物体也受浮力作用,石块扔在水中,下沉过程中排开水的体积先变大后不变,根据阿基米德原理可知所受的浮力先变大、后不变,故C错误,符合题意。
故选C。
5.“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如下图所示。下列有关该现象的解释,正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下 B.乒乓球受到的浮力等于重力
C.浮力和重力没有关系 D.太空中重力消失时,浮力也消失了
【答案】D
【解析】浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力;在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,故D正确,ABC错误。
故选D。
6.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为5N,下表面受到液体的压力为13N。下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.正方体上表面受到的压强为800Pa
C.物体受到竖直向上的浮力
D.液体对物体下表面的压强为Pa
【答案】B
【解析】AC.由浮力产生的原因知道,正方体受到的向上的浮力,且大小是
故AC正确,不符合题意;
B.正方体上、下表面积
正方体上表面受到的压强
B错误,符合题意;
D.液体对物体下表面的压强为
故D正确,不符合题意。
故选B。
7.下列关于浮力的说法中不正确的是( )
A.浮力的施力物体只能是液体 B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.深入河底的柱形桥墩,不受浮力作用 D.只有漂浮或悬浮的物体才受到浮力的作用
【答案】ABD
【解析】A.物体浸在液体或气体中都会受到浮力的作用,浮力的施力物体可能是液体,也可能是气体,故 A错误,符合题意;
B.浮力是由于物体在流体中受到的压力差产生的,这个压力的合力方向始终是垂直于流体表面并指向上的,所以浮力的方向总是竖直向上的,故B错误,符合题意;
C.深入河底的柱形桥墩,下底面不和水接触,不受水的压力,因此桥墩不受浮力作用,故C正确,不符合题意;
D.浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力,即受浮力作用,漂浮的物体受浮力,下沉的物体也受浮力,故D错误,符合题意。
故选ABD。
8.如图所示,长方体两个相对的侧面所受液体压力的合力为 N。液体对长方体向上的压力F2 液体对它向下的压力F1,则F浮= ,方向 。
【答案】 0 大于 竖直向上
【解析】[1][2][3][4]根据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,长方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉,故长方体两个相对的侧面所受液体压力的合力为0; 而长方体上、下表面所受的压力是不同的,下表面深度为h2,上表面所处的深度为h1, 则上表面受到的压强为
根据可得,受到的压力为
下表面受到的压强为
根据可得,受到的压力为
因为h2>h1,所以F2>F1,则液体会对物体产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即
方向竖直向上。
【训练2 探究阿基米德原理实验】14
9.某同学利用如图所示的装置探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
(1)图中探究操作的最合理顺序是 (只填字母),选用其他液体多次实验后,就可得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小 (用文字表述);
(2)图中会影响该探究结论能否正确得出的是( )(只填字母)。
A.B中水面未到达溢水杯的溢水口;
B.B中物体没有全部浸入在水中;
C.将B中的水换成酒精。
(3)另一小组用相同的器材进行实验时,仅因为图A中溢水杯水未装满,导致图C中弹簧测力计示数变为1.3N。若柱形平底溢水杯(不计厚度)底面积为50cm2,从物体下表面刚接触水面到浸没(未触底)的过程中溢水杯对水平桌面的压强变化了 ;
(4)他又将B中水换成了另一种液体,并将物块浸没其中(物块未触底),其他操作都正确,观察弹簧测力计的示数为1.2N,可知水与该液体的密度之比为 。
【答案】(1) DABC 等于排开液体受到的重力
(2)A
(3)40Pa
(4)5∶4
【解析】(1)[1][2]根据先测小桶的重力,再测石块重力,后测量拉力,计算溢出液体的重力,故顺序是DABC;由图A和B得到物体受到的浮力F浮=G-F=2N-1N=1N
由图C和D得到物体排开水的重力G排=1.5N-0.5N=1N
所以F浮=G排,即浮力的大小等于排开液体受到的重力。
(2)A.图中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
B.物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意;
C.将B中的水换成酒精,浮力的大小等于排开液体受到的重力,故C不符合题意。
故选A。
(3)因为图A中溢水杯水未装满,导致图C中弹簧测力计示数变为1.3N。因而溢水杯增大的重力为1.5N-1.3N=0.2N
增大的压强
(4)水中时弹簧测力计的示数为1N,则物体浸没在水中所受浮力为F浮=G-F=2N-1N=1N
B中水换成了另一种液体,并将物块浸没其中(物块未触底),其他操作都正确,观察弹簧测力计的示数为1.2N,受到的浮力F'浮=G-F'=2N-1.2N=0.8N
根据F浮=ρ液gV排;排开液体的体积一定时,浮力与液体密度成正比,故水与该液体的密度之比等于浮力之比,即1N∶0.8N=1N∶0.8N=5∶4
10.小兴想探究浸在液体中的物体所受浮力的大小与其排开液体的重力有什么关系。
(1)小兴所探究的问题的自变量是 ;
(2)他用调好的弹簧测力计、溢水杯、小桶、金属块、细线、水、酒精、煤油等器材进行了实验,实验步骤如下:
①按照图甲、乙所示,测出空桶所受的重力G桶后,将空桶置于装满水的溢水杯的溢水口下方;再用弹簧测力计测出金属块所受的重力G0,并将G桶、G0的值记入表格。
②按照图丙、丁所示,将金属块浸没在水中,静止时,读出弹簧测力计的示数F,再测出桶和溢出水的总重力G总,并将F、G总的值记入表格。
③ ,将对应的数据记入表格。
④仿照步骤③再多做几次,记录对应的数据。
⑤依据F浮= ,G排=G总-G桶,计算出F浮、G排的值记入表格。
⑥比较F浮与G排的大小,得出实验结论。
【答案】(1)排开液体的重力
(2) 见解析 G0-F
【解析】(1)实验探究浸在液体中的物体所受浮力的大小与其排开液体的重力的关系,自变量是排开液体的重力。
(2)③[1]将溢水杯中装满酒精,仿照步骤②,将金属块浸没在酒精中,金属块静止时, 读出弹簧测力计的示数F,再测出小桶和溢出酒精的总重力G总。
⑤[2]根据称重法测浮力,金属块浸没在水中时所受浮力F浮=G0-F
11.生活物理创新实验小组做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验。
(1)进行实验前应对弹簧测力计进行 ,将烧杯中的水加满至溢水口;
(2)在进行实验时的部分实验操作如图所示,遗漏的主要步骤是 。若将遗漏的步骤标注为D,最合理的实验步骤顺序是 (用实验步骤对应的字母表示);
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计的示数/N
3.2
3.6
1.2
0.8
(3)实验数据记录结果如上表格所示。可知,石块受到的浮力是 N,排开液体的重力是 N;
(4)分析实验数据,可得出实验结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小 物体排开液体所受的重力。
【答案】(1)调零
(2) 测量空桶的重力 DBAC
(3) 0.4 0.4
(4)等于
【解析】(1)弹簧测力计在使用之前应进行调零。
(2)[1]本实验需要测量排开液体所受的重力,结合其他实验步骤可知,缺少的主要步骤是测量空桶所受的重力,这样才能结合步骤C得到排开液体所受的重力。
[2]究浮力大小与排开液体重力的关系,需分别测出物体所受浮力和它排开的液体的重力,排开的液体的重力等于溢出的水和桶的总重力减空桶重力,所以遗漏的步骤是测空小桶的重力。为了减小实验误差又便于实验操作,应在接水之前测量空小桶的重力,故最合理的顺序是DBAC。
(3)[1]由实验步骤和表中数据可知,石块所受重力为3.6N,在步骤A中,石块受到拉力、浮力与重力的作用,受到的拉力为3.2N,根据称重法测浮力可知,石块受到的浮力是
[2]由步骤C与步骤D可知,排开液体与小桶的总重力为1.2N,空桶的重力为0.8N,所以排开液体所受重力为
(4)根据计算结果可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
12.在“探究物体所受浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系”实验中,同学们设计了图甲和图乙两种不同的方案。
(1)根据图甲的方案,按照合理的顺序可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小 它排开的液体所受的重力。
(2)在图乙的方案中,同学们将装满水的溢水杯放在升降台C上,用C来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数 。在这个过程中压力传感器的示数是否发生变化?并说明理由 。
【答案】(1)等于
(2) 变小 见解析
【解析】(1)图甲①步骤弹簧测力计的示数为4N;利用图甲①②两个步骤,根据称重法可得,石块所受浮力大小F浮=G-F=4N-3N=1N
利用图甲③④两个步骤,石块排开水的重力等于装有排开水的小桶总重力减去空小桶的重力,即G排=F4-F3=2N-1N=1N
故F浮=G排,即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。
(2)[1]重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,因为F浮=G-F示,弹簧测力计A的示数F示=G-F浮,浮力变大,则弹簧测力计A的示数变小。
[2]重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计B的示数变大;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等;将烧杯、水和物体看做一个整体,容器对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数),即F压=G杯+G杯内水+G物-F示
而G物-F示=F浮
所以F压=G杯+G杯内水+F浮
根据阿基米德原理F浮=G排水可知,所以F压=G杯+G杯内水+G排水
由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水的重力,是个定值,所以在这个过程中容器对升降台C的压力不变,在这个过程中压力传感器的示数不发生变化。
13.如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)正确的操作顺序最佳是 。
A.乙丙甲丁 B.乙甲丙丁 C.甲丁乙丙 D.乙丙丁甲
(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙。则空桶A受到浮力为 N。
(3)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)桶A受到的浮力。
(4)在实验中,排除测量误差因素的影响,小芳若发现桶A排开水的重力明显小于所受的浮力,造成这种结果的原因可能是: 。
(5)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第 次,实验中,随着加入沙子越多,桶A浸入水中就越 (选填“深”或“浅”)。
次数
1
2
3
4
桶A与沙子的总重力/N
2.4
2.8
3.2
3.4
桶B与水的总重力/N
4.0
4.4
4.6
5.0
(6)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体 。
【答案】(1)B
(2)2
(3)等于
(4)溢水杯中没装满水
(5) 3 深
(6)排开液体所受的重力
【解析】(1)要探究阿基米德原理,即要探究F浮和G排 的关系,根据图示可知,该实验中是用漂浮条件测出小桶A受到的浮力,即F浮=GA,需要测小桶A的重力;而测排开水的重力时,根据G排=G总﹣G桶B,需要测出小桶B的重力、小桶B与溢出水的总重力,即先测G桶B再测G总;考虑到实验操作的方便性,应先测小桶B的重力,并把它放在溢水杯的正下方,再测小桶A的重力,测完之后再将小桶A放入溢水杯中处于漂浮状态,最后测小桶B与溢出水的总重力,所以合理的顺序为乙、甲、丙、丁,故选B。
(2)由图甲可知,空桶A的重力为2N,图丙中空桶A在溢水杯中处于漂浮状态,根据漂浮体积,空桶A受到的浮力F浮=GA=2N。
(3)由图乙知,空桶B的重力为1.6N,图丁中桶B和溢出水的总重力为3.6N,桶A排开水的重力为G排=G总﹣G桶B=3.6N﹣1.6N=2N
所以比较可知F浮=G排,即桶A排开水的重力等于桶A受到的浮力。
(4)桶A排开水的重力明显小于所受的浮力,G排偏小,说明收集到的水较少,可能是溢水杯中没装满水,物体开始进入水中时排开的水没有溢出来。
(5)[1]往桶A中加入沙子进行实验时,装有沙子的桶A在水中仍然处于漂浮状态,则排开水的重力等于桶A和沙子受到的总重力,第三组数据中,G排=G总B﹣G桶B=4.6N﹣1.6N=3N,不等于桶A与沙子的总重力3.2N,则该组数据是错误的。
[2]排除错误数据,由表中数据可知,沙子越多则越重,桶A和沙子受到的总重力越大,浮力越大,根据可知,排开水的体积越多,桶A浸入水中深度就越深。
(6)由以上探究过程可以得出:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体排开液体所受的重力。
14.某实验兴趣小组用圆柱体金属块完成了下面的实验探究(如图所示):
(1)根据a可知,金属块的重力大小是 N;
(2)比较a、 、d可知,金属块受到浮力的大小与排开水的体积有关;
(3)比较a、c、d可知,金属块受到浮力的大小与浸入水中的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)金属块浸没在水中时,受到的浮力大小为 N;
(5)根据a、d,e、f的探究,可初步得到的结论是:在误差允许范围内,金属块受到的浮力大小 排开水的重力大小。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】(1)2.7
(2)b
(3)无关
(4)1
(5)等于
【解析】(1)如图a所示,在空气中弹簧测力计的示数等于物体重力,弹簧测力计的分度值为0.1N,读数为2.7N,即金属块的重力为2.7N。
(2)研究物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关,要控制液体密度相同,改变物体浸在液体中的体积,通过测力计的示数,判断浮力的大小,应比较a、b、d。
(3)比较实验步骤a、c、d可知,液体密度和物体排开液体的体积相同,改变物体浸没在水中的深度,测力计的示数不变,物体受到浮力的大小不变,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)由图a可得金属块的重力为2.7N,由c或d可知,物体浸没在水中时,测力计的示数为1.7N,根据称重法可知,金属块浸没在水中受到的浮力为
(5)根据a、d可知,物体受到的浮力为1N,由e、f可知,物体排开水的重力
在误差允许范围内,可初步得到的结论是:物体受到的浮力大小F浮等于它排开水所受重力G排的大小。
【训练3 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量】24
15.小明同学利用电子秤借助浮力测一拼图玩具中塑料块的密度。实验过程如下:
(1)将电子秤放在水平桌面上,并使用电子秤的归零功能。
(2)用电子秤测出塑料块的质量,如图A所示。
(3)将空烧杯放在电子秤上,再次使用电子秤的归零功能后,将适量水倒入烧杯中,测出的质量如图B所示。
(4)用细线系住塑料块,将其缓缓浸入水中时,发现电子秤的示数分别如图C、图D、图E所示,可以得出:浸在液体中的物体所受的浮力大小与 有关。
(5)松开细线,塑料块沉入水底,如图F所示,此时塑料块所受浮力为 N。(g取10N/kg)
(6)塑料块的体积为 ,塑料块的密度为 ,()
(7)小明思考后认为:在第(3)步中,若电子秤不归零,也可以计算出塑料块的密度。这样测得的塑料块密度值将是 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)的。
【答案】 物体排开液体的体积 0.4 40 准确
【解析】(4)[1]观察图C、D、E可知,塑料块浸入水中的体积逐渐增大,电子秤的示数也逐渐增大,当浸没后,物体浸没的深度增加,电子秤的示数不变。 根据力的相互作用,塑料块对水有向下的压力,压力大小等于浮力,电子秤示数变化量反映了这个压力的大小,所以电子秤示数的变化量等于塑料块受到的浮力,当塑料块全部浸没后排开水的体积不变,压力不变,则所受浮力不变。说明浸在液体中的物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(5)[2]根据B、E图可知,塑料块浸没在水中时排开水的质量为m排=155.0g-115.0g=40.0g=0.04kg
塑料块浸没在水中时所受浮力为F浮=G排=m排g=0.04kg×10N/kg=0.4N
由图F可知,松开细线,塑料块沉入水底,塑料块排开水的体积不变,浮力不变,仍为0.4N。
(6)[3][4]由于浸没,塑料块体积为
塑料块密度为
(7)[5]由题意知,塑料块的质量是准确的,若电子秤不归零,根据B、E图可知,塑料块浸没在水中时排开水的质量为m排=m烧杯+155.0g-(m烧杯+115.0g)=40.0g=0.04kg
塑料块排开液体质量也是准确的,根据可知,排开液体体积即塑料块的体积是准确的,根据可知其密度是准确的。
16.在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在 台面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现天平指针指在分度盘中线的左侧,为了使天平平衡,应将平衡螺母向 调节;(选填“左”或“右”)
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为 ;向量筒中倒入部分饮料,如图乙,量筒中饮料的体积为 ;用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为,饮料的密度为 ;
(3)接着,用水、刻度尺、薄壁轻质塑料瓶测石头的密度,设计了如图丙所示方案,请将实验步骤补充完整:
在薄壁轻质塑料瓶中装适量的水,用刻度尺测出瓶中水的深度为;
用双面胶(不考虑质量和体积)把石头粘在瓶底,将瓶子放水中,瓶子恰好在竖直方向漂浮,用刻度尺测出瓶子浸入水中的深度为;
将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,用刻度尺测出 的高度为,则石头密度的表达式为 。(用和测量量的符号表示)
【答案】(1) 水平 右
(2)
(3) 瓶子内外水面
【解析】(1)[1]使用天平时,先要放平,即将天平放在水平台面上。
[2]将游码调至标尺左端零刻度线处,指针不在分度盘的中央时,按照指针左偏右调,右偏左调的方法,调节平衡螺母,直到天平平衡,故指针指在分度盘中线的左侧时,向右调节平衡螺母。
(2)[1]图甲中,烧杯和饮料的总质量
[2]图乙中量筒的分度值时,量筒中液体的体积
[3]量筒中液体的质量
饮料的密度
(3)[1]将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,由于瓶子和石头的总重力不变,则浮力的大小不变,那么排开液体的体积不变,设瓶子的底面积为S,则水的体积为,根据第②可知,总的排开水的体积为石头的体积和之和,步骤③中,若用刻度尺测量出瓶子内外水面的高度,则可以知道排开水的体积为,那么石头的体积为
[2]由物体的沉浮条件和阿基米德原理得,石块的重力
石块的密度
17.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,下列说法中正确的是( )
A.分析图象可知,圆柱体重力是8N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N
C.h=0cm时,圆柱体的上表面离水面高度是3cm
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
【答案】D
【解析】A.分析图象AB段,物体还未浸入水中,由二力平衡知此时弹簧对圆柱体的拉力等于物重为12N,故A错误;
B.据图可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为4N,物体受到的浮力为
故B错误;
C.据乙图可知,当h=3cm时,物体的下表面刚好与水面接触,则h=0cm时,圆柱体的下表面离水面高度是3cm,故C错误;
D.圆柱体浸没时排开液体的体积与圆柱体的体积相等,则圆柱体的体积为
圆柱体的密度是
故D正确。
故选D。
18.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.水对溢水杯底部的压力F甲>F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1
D.小烧杯中水的体积等于铁块的体积
【答案】D
【解析】A.根据可知,无论排开多少液体,溢水杯的深度不变,故水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;
B.由A已知水对溢水杯底部的压强,根据可知,水对溢水杯底部的压力相同,故B错误;
C.根据称重法测量浮力可知,铁块受到的浮力为F浮=F1-F2,故C错误;
D.铁块浸没时排开的水体积正好等于铁块本身的体积,因此溢出的水进入小烧杯的体积与铁块体积相等,故D正确。
故选D。
19.如图所示,将两个弹簧测力计下端挂着的甲、乙两个实心金属球分别浸没在水和酒精中时,两弹簧测力计的示数相等。已知甲球密度小于乙球密度,则甲、乙两球受到的重力和受到的浮力关系正确的是( )
A.F浮甲=F浮乙 B.F浮甲<F浮乙
C.G甲<G乙 D.G甲>G乙
【答案】D
【解析】AB.弹簧测力计的示数,两弹簧测力计的示数相等则有
因为,,两个实心金属球分别浸没在水和酒精中,排开液体体积等于物体体积则
则
因为,,则,则
则甲、乙两球受到的浮力,,因为,,则F浮甲>F浮乙,故AB错误;
CD.弹簧测力计的示数,则物体重力
因为F浮甲>F浮乙,拉力相同,则G甲>G乙,故D正确,C错误。
故选D。
20.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数与物体下降高度变化关系的图像,取则下列说法不正确的是( )
A.物体的体积是 B.物体受到的最大浮力是
C.物体的密度是 D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是
【答案】AD
【解析】AB.由图像可知,物体下降的高度为零时,拉力大小是9N,此时拉力和重力是平衡力,由二力平衡条件可知,物体重力
当物体完全浸没时,拉力,则完全浸没时的浮力为
物体完全浸没,由阿基米德原理可知,此时物体所受浮力最大,由得物体的体积
故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.物体的质量
物体的密度
故C正确,不符合题意;
D.由浮力产生的原因可知,物体刚浸没时,下表面受到的压力
故D错误,符合题意。
故选AD。
21.过年期间小明收到了一个金灿灿的实心工艺品,小明想知道这个工艺品是什么材料制成的,小明找好朋友一起进行了如下的实验操作。
(1)工艺品放在天平的 盘中进行测量,由图可知工艺品的质量是 g;
(2)小明在量筒中倒入适量的水,并记下水的体积,将工艺品用细线系好后慢慢地放入量筒中,并记下水和工艺品的总体积如图,工艺品的体积是 ,则这个工艺品的密度为 。小明根据课本中介绍的固体密度如图可以判断这个工艺品可能是由 制成的。
(3)小明还想用这套同样的仪器同样的方法测一下妈妈金戒指的密度(质量约4g),老师告诉小明这个方法不可行。请分析不可行的原因是 。
(4)经过思考,小明改进了测量方法:
①如图所示,他先用精度比较高的家用电子秤测量戒指的质量为3.18g;
②如图所示,测出装有一定水的杯子总质量为310.77g;
③如图所示,用细线拴着戒指浸没在水中(图中戒指未与杯底接触),此时电子秤的示数增大到310.93g;
④根据测量的数据分析计算出戒指的密度是 (计算结果保留一位小数)。
【答案】(1) 左 78.4
(2) 10 7.84 钢、铁
(3)见解析
(4)19.9
【解析】(1)[1][2]测量中,应将被测物体放在天平的左盘中,右盘放砝码;图1中工艺品的质量m=50g+20g+5g+3.4g=78.4g
(2)[1][2][3]图2中量筒中水的体积是
工艺品的体积
工艺品的密度为
查表可知,制作工艺品的材料为钢、铁。
(3)纯金的密度
金戒指的体积
因为金戒指的体积小于1mL,小于量筒的分度值,所以用该量筒无法测量金戒指的体积,也就无法测量金戒指的密度。
(4)由图丁可知,戒指排开的水在容器中,因此电子秤示变大的数值,即为戒指排开水的质量,戒指受到的浮力
由可得戒指的体积即物体的体积为
戒指的密度
22.【探究名称】探究浮力大小的影响因素。
【问题】小明打完篮球后,给篮球进行了一次清洗。他发现篮球漂浮在池中水面上,用力往下按时,越来越费力,由此引起了他探究影响浮力大小的因素的兴趣,所用器材有电子台秤、木块、大烧杯、细针(体积不计)等(ρ水=1.0×103kg/m3);
【证据】(1)将电子台秤放在水平桌面上,调零后将木块放在台秤上,台秤示数稳定时如图甲所示。
(2)取走木块,用大烧杯装适量水放在台秤上,将木块缓慢放入水中,待示数稳定后如图乙所示;
(3)如图丙所示,用细针将木块缓慢压入水中,同时观察台秤示数的变化,他发现当木块完全浸入水中后,继续下压,台秤示数不变;
【解释】分析实验现象可知,浸在液体中的物体受到的浮力随 增大而增大,与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
【交流】根据实验数据,小明计算出木块的体积为 cm3,则木块的密度为ρ木= kg/m3。
【答案】 排开液体的体积 无关 400 0.65×103
【解析】[1][2]在实验中,用细针将木块缓慢压入水中的过程中,木块排开水的体积逐渐增大,台秤示数逐渐增大,说明浮力逐渐增大;当木块完全浸入水中后,继续下压,木块排开水的体积不变,台秤示数不变,即浮力不变,这表明浸在液体中的物体受到的浮力随物体排开液体的体积增大而增大,与物体浸没在液体中的深度无关。
[3]根据实验中的数据,大烧杯与水的质量为
木块完全浸没时排开水的质量
木块完全浸没时排开水的体积与自身的体积相等,即
[4]木块的密度为
23.如图所示,质量为150g的柱形容器中叠放着A、B两个实心正方体,容器内距离容器底20cm高的位置固定着一个质量为150g的金属网。当往容器内倒入250g的水时,正方体B对容器底的压力恰好为零。已知容器的底面积为,两个正方体的质量之比,密度之比,其中正方体A的边长,A、B始终处于竖直状态。则下列说法正确的是( )
A.正方体B的边长为7.5cm
B.正方体A的密度为
C.当往容器内倒入100g的水时,容器底对桌面的压强大小为500Pa
D.当往容器内倒入1250g的水时,水对容器底的压强大小为1500Pa
【答案】D
【解析】A.A、B两个实心正方体,,密度之比,
其中正方体A的边长,则
解得,故A错误;
B.当往容器内倒入250g的水时,正方体B对容器底的压力恰好为零,加入水的体积
加入水的深度
B受到的浮力为
B对容器底的压力恰好为零,所以AB的总重力
总质量
因为,则
A物体的密度为
故B错误;
C.当往容器内倒入100g水时,容器底对桌面的压力为
容器底对桌面的压强大小为
故C错误;
D.当往容器内倒入1250g的水时,加入水的体积为
A、B两个实心正方体将会上升,A接触金属网时加入水的体积是
所以液面还会继续上升,若水面未超过B,则继续上升高度为
此时B刚好浸没水中,所以此时水的深度为
水对容器底的压强大小为
故D正确。
故选D。
24.小平同学按图所示的步骤做“探究浮力大小与哪些因素有关”实验。
(1)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的 有关;比较步骤甲、 、丁可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;比较甲、丁、 可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)若完成实验后,小平发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,则测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)用弹簧测力计拉着物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧测力计示数随物体浸入深度变化的关系图像如下图所示,其中最符合实际的是___________(填字母)。
A. B. C.
(4)小平又做了图所示的实验,图中的四个实验步骤(ABCD)的最佳顺序是 。若弹簧测力计的示数和的大小关系为 ,则验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小。
【答案】(1) 体积 丙 戊
(2)不变
(3)C
(4) DBAC
【解析】(1)[1]观察步骤甲、乙、丙可以发现,物体逐渐浸入水中,排开水的体积逐渐增大,液体的密度不变,弹簧测力计示数逐渐减小,即浮力逐渐增大,所以可得出结论:物体受到的浮力大小与排开液体体积有关。
[2]观察步骤甲、丙、丁可以发现,物体逐渐浸入水中,排开水的体积不变,液体的密度不变,弹簧测力计示数不变,即浮力大小不变,所以可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[3]观察步骤甲、丁、戊可以发现,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,即浮力大小不同,所以可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)浮力等于物体重力与弹簧测力计的示数之差,整个实验中弹簧测力计都忘记了校零不影响差值,故测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比不变。
(3)随着物体浸入水中的深度增加,排开水的体积也增加,根据F浮=ρ液gV排知,浮力与排开水的体积成正比;根据F浮=G-F可知,弹簧测力计的示数与物体排开水的体积是一次函数关系,到物体完全浸没后,浮力不变,测力计的示数也不变,故C图符合题意。
(4)[1]最合理的实验顺序是:
1、测出空桶的重力;
2、测出物体所受到的重力;
3、把物体浸在装满水的溢水杯中,测出测力计的示数;
4、测出桶和排开的水受到的重力;
故正确顺序为:DBAC。
[2]小平又做了如图的实验,浮力为
排开液体的重力
若F2-F1=F3-F4,则验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小。
【训练4 探究浮力大小与浸入液体中的关系】30
25.下图为创新实验小组“探究浮力大小的影响因素”的实验过程。
(1)由步骤甲、丙可知物体浸没在水中所受的浮力为 N;
(2)比较 三个步骤可以得出:物体所受浮力随排开液体体积的增大而 ;
(3)小明通过比较甲、乙、丁三个步骤得出了物体所受的浮力与液体密度有关,小红认为小明得出结论的操作有误,请你将错误的操作进行改正: ;
(4)创新实验小组又利用自制的实验装置进行探究,如图戊所示。将弹簧测力计固定在支架上,通过向烧杯中逐渐加水进行相关的实验探究。
①往烧杯中逐渐加水的过程中,弹簧测力计的示数变化情况是 。
②该装置在进行实验时的优点是 。
【答案】(1)2
(2) 甲、乙、丙 增大
(3)将步骤乙中的物体下沉到与丁相同的深度(或将丁中的物体上移到与乙中的物体深度相同)
(4) 先不变再变小后不变 便于读数(或实验操作更简便,合理即可)
【解析】(1)由称重法和步骤甲、丙知道,物体浸没在水中所受的浮力为
(2)要探究浮力与物体排开液体体积的关系就要控制液体密度不变,由图知道,乙、丙中液体的密度相同,排开液体的体积不同,故通过比较甲、乙、丙三个步骤知道,物体所受浮力随排开液体的体积增大而增大。
(3)甲、乙、丁三个步骤没有控制物体进入液体的体积相同,无法得出浮力与液体密度的关系,应将步骤乙中的物体浸没在水中直至与丁的深度相同。
(4)[1]往杯子加水,物体没有浸入液体之前,弹簧测力计的示数不变,物体慢慢浸入液体中,浮力变大,弹簧测力计的示数会变小,当物体浸没后,浮力不再变,弹簧测力计示数也不再变。
[2]将弹簧测力计固定在支架上的好处就是实验操作更简便,且便于读数。
26.“浸入液体中的物体所受浮力的大小与哪些因素有关?”某同学带着这个问题做了如图所示的实验,通过比较图(b)和图 ,知道浮力的大小与物体排开水的体积有关;通过比较图(c)和图(d),知道浮力的大小与物体浸没在水中的 无关;通过比较图 和图 ,知道物体排开的液体体积相同时,所受浮力的大小与液体密度有关。
【答案】 (c) 深度 (c) (e)
【解析】[1]由(b)、(c)两图所示实验可知,物体排开水的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在水中受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
[2]由(c)、(d)两图所示实验可知,物体浸没在水中,物体浸入水的深度不同而物体受到的浮力相同,由此可得:物体受到的浮力与物体浸入液体的深度无关。
[3][4]由(c)、(e)两图所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体的密度不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体受到的浮力与液体的密度有关。
27.在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,小明利用老师提供的弹簧测力计、圆柱体、两杯分别装有水和某种液体的烧杯进行探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示:
(1)分析图(a)、(b)、(c),说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图 的装置来进行操作;
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N,圆柱体浸没在某液体中受到的浮力是 N,说明这种液体的密度比水的密度 ;
(4)综上所述,影响浮力大小的因素有 、 。
【答案】(1)排开液体的体积
(2)(a)、(c)、(d)/(c)、(d)
(3) 4 4.4 大
(4) 物体排开液体的体积 液体密度
【解析】(1)据图中圆柱体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,圆柱体进入到液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,弹簧测力计的拉力越小,根据F浮=G-F拉可知,圆柱体重力不变,受的浮力会越大,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)比较图(a)、(c)、(d)或(c)、(d)两图可知,液体密度相同,圆柱体排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明圆柱体浸没在同种液体中,所受浮力大小与圆柱体浸没在液体中的深度无关。
(3)[1][2]由图(a)可知,圆柱体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力,则物体的重力为G=5N
由图(c)可知,圆柱体完全浸没后,圆柱体受的浮力为F浮1=G-F拉水=5N-1N=4N
同理,图(e)中圆柱体受的浮力为F浮2=G-F拉液=5N-0.6N=4.4N
[3]由于圆柱体体积不变,即V排不变,根据可知,当V排不变时,液体密度越大,物体受到的浮力越大,因
说明这种液体的密度比水的密度大。
(4)[1][2]由(1)可知,浮力的大小与物体排开液体的体积有关;由(3)可知,浮力的大小与液体的密度有关;故影响浮力大小的因素有:物体排开液体的体积、液体的密度。
28.如图所示,小华在做探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,她猜想:浮力可能与液体的密度、物体浸入液体的深度有关。
(1)分析A、E、F组实验数据,初步可知浮力大小与 有关;
(2)根据A、B、C三组实验 (选填“能”或“不能”)得出浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
(3)为了探究物体在液体中受到的浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关,小华又将同一物体以三种方式浸入同一杯水中,使物体浸入液体的深度不同,且每次浸入都使水面达到相同的标记处,如图G,分析数据初步可知: 。
【答案】(1)密度
(2)不能
(3)当液体的密度和排开液体的体积相同时,物体受到浮力的大小与物体所处的深度无关
【解析】(1)A、E、F组实验,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,此时弹簧测力计的示数不同,根据称重法可得,物体受到的浮力不同,由此说明浮力的大小与液体的密度有关。
(2)探究浮力大小与物体浸入液体中深度的关系,需要控制液体的密度和排开液体的体积相同,B、C两组实验未控制物体排开液体的体积相同,因此不能得出浮力大小与物体浸入液体中的深度有关的实验结论。
(3)图G中使物体浸入液体的深度不同,且每次浸入都使水面达到相同的标记处,此时液体的密度和物体排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数相同,根据称重法可知,物体受到的浮力大小相等,因此可得结论为:当液体的密度和排开液体的体积相同时,物体受到浮力的大小与物体所处的深度无关。
29.在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了下图所示的一系列实验。请你根据图中给出的信息,回答下列问题:
(1)图丙中物体受到的浮力为 N;
(2)根据图乙和图 可知,浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(3)根据图丙和图丁可知,浮力的大小与液体 有关;把图丁中物块A缓慢浸没入更深,A不触底,此过程弹簧测力计的示数 (变大/变小/不变);酒精的密度为 kg/m3;
(4)物体在空气中会受到浮力作用。小华设计了一个测气球在空气中受浮力大小的实验:
①排尽一个气球内部的空气,测出气球的重力G;
②将适量的氢气充入气球,用细线扎紧封口,按图戊所示测出拉力的大小F;
③小华的实验方案中(细线重力、充的氢气重力和摩擦忽略不计),计算浮力的表达式是F浮= 。(用上述字母表示)
【答案】(1)1
(2)丙
(3) 密度 不变 0.8×103
(4)F+G
【解析】(1)由图甲知道G=4N,由图丙知道F=3N,由称重法知道,物体在图乙中所受浮力为
(2)要探究浮力的大小与排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同,改变排开液体的体积,故图乙、丙符合题意。
(3)[1]根据图丙和图丁知道排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,物体受到的浮力不同,所以说浮力的大小与液体密度有关。
[2]图丁中,当物块浸没在液体中的深度增大时(不触底),深度增加,排开水的体积不变,浮力不变,根据称重法知弹簧测力计的示数不变。
[3]物块浸没在水中受到的浮力为1N,由阿基米德原理知道,物块的体积为
物块浸没在酒精中受到的浮力为
由阿基米德原理知道,该液体的密度为
(4)将充有适量氢气的气球视为一个整体,由于细线重力、充的氢气和摩擦忽略不计,所以在图戊中静止时,受到气球竖直向下的总重力、绳子对球竖直向下的拉力和竖直向上的浮力作用,所以
30.在“探究影响浮力大小因素”的实验中,某实验小组进行了如题图所示的实验。
(1)让金属块从图B到C位置,金属块浸入水中的体积 ,观察到弹簧测力计的示数 (均选填“变大”“变小”或“不变”);进一步分析图B到D可得:物体所受的浮力大小与 有关;
(2)比较 三次实验,可以得出:浮力大小与液体的密度有关;
(3)完成上面实验后,往E中加入适量的水,会观察到弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)小明觉得浮力的大小可能与物体的形状有关,为了验证猜想,小明下一步的操作应该是 。
【答案】(1) 变大 变小 物体排开液体的体积
(2)A、D、E
(3)变大
(4)见解析
【解析】(1)[1][2][3]据图可知,金属块从图B到C位置,金属块浸入水中的体积变大,此时弹簧测力计的示数变小。根据称重法测浮力可得,物体受到的浮力变大,进一步分析图B到D可得,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力大小与液体的密度的关系,需要控制物体排开液体的体积不变,改变液体的密度。因此比较A、D、E三次实验。
(3)往E中加入适量的水,液体的密度逐渐变小,物体排开液体的体积不变,则物体受到的浮力变小,根据称重法测浮力可得,弹簧测力计的示数会变大。
(4)要探究浮力的大小与物体形状的关系,需要控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,因此用相同质量的橡皮泥,捏成不同形状,分别浸没在同种液体中,测量并比较弹簧测力计的示数。
【训练5 称重法测浮力的大小】35
31.如图所示,用弹簧测力计提着重为5.0牛的物体A静止于水中,此时测力计的示数为2.0牛,A受到的浮力大小为 牛。减小A浸没在水中的深度,测力计的示数 ,A底部受到的水的压强 (后两空选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 3.0 不变 变小
【解析】[1]由称重法知道,物体A受到的浮力
[2]减小A浸没在水中的深度,液体密度不变,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理知道,浮力不变。
[3]由知道,当深度减小时, A底部受到的水的压强减小。
32.如图甲所示,正方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是10N
C.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D.该金属块的密度是2.7×103kg/m3
【答案】D
【解析】A.当金属块完全露出水面时,此时拉力等于重力,该金属块重力为,故A错误;
B.当金属块浸没在水中时,此时绳子的拉力,则浸没在水中时金属块受到的浮力,故B错误;
C.由图象中的BC段可知至时间段绳子的拉力逐渐变大,而金属块的重力不变可知,金属块受到的浮力逐渐变小,故C错误;
D.金属块浸没在水中时可得金属块的体积,,该金属块的密度是,故D正确。
故选D。
33.水平桌面上放置一底面积为100cm2,重为5N容器,容器内装有28N的水,水面到容器底的距离为20cm(如图甲)、现将一重为9N物体A悬挂在弹簧测力计上,将物体A缓慢浸入水中,当A完全浸没时,弹簧测力计示数为4N(如图乙)(容器的厚度忽略不计,容器内水没有溢出,物体A未接触容器底)。求:
(1)未放物体A之前,水对容器底部的压强;
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体A浸没时,容器对桌面的压强。
【答案】(1)2000Pa
(2)5N
(3)3800Pa
【解析】(1)未放物体A之前,水的深度
水对容器底部的压强
(2)物体A受到的浮力
(3)物体A浸没时,容器对桌面的压力
容器对桌面的压强
34.在课外小组活动中,小刚将挂在弹簧测力计下的形状不规则的石块分别浸没在水和盐水中,弹簧测力计的示数如图所示,石块在水中所受的浮力为 N,在盐水中受到的浮力为 N,该石块浸没在水中和浸没在盐水中的体积 (选填“相等”或“不相等”).石块体积为 ,石块密度为 ,盐水密度为 .(g取)
【答案】 1 1.1 相等 100 4 1.1
【解析】[1]由图可知,石块的重力为,石块在水中所受的浮力为。
[2]石块在盐水中受到的浮力为。
[3]该石块在水中和在盐水中都完全浸没,浸没的体积都等于石块的体积,所以体积相等。
[4]根据可得,石块的体积为。
[5]根据可得,石块的质量为,由可得,石块的密度为。
[6]根据可得,盐水的密度为。
35.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,t=0时,物块的下表面与容器底部接触且对容器底部没有压力,已知柱形容器的底面积200cm2,物块匀速上升的速度是6cm/s,拉力随时间的变化关系如图乙所示。不计圆柱体表面所沾水和细线体积,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.物块受到的最大浮力为3N
B.物块上表面所受的液体压强最大为1800Pa
C.当t=2s时,水对容器底部的压力为38N
D.物体完全出水后,相对于浸没时,柱形容器对桌面的压强变化量为250Pa
【答案】C
【解析】A.由图乙可知,2s内物块完全浸没在液体中,此时弹簧测力计的示数为,物块受到的浮力最大,2s后物块开始露出水面,到t=3s时物块完全露出水面,此时弹簧测力计的示数即为物块的重力,即,根据称重法可知,物块受到的最大浮力为,故A错误;
B.由图乙可知,在0~2s时间内,物块刚好从容器底部上升到上表面与水面相平,物块匀速上升的速度是6cm/s,则2s内物块上升的高度为
t=0时,物块上表面在液体中的深度最深,所受的液体压强最大,为
故B错误;
C.物块由开始露出水面到完全露出水面共用时
则物块上升的高度为
物块的体积为
物块由开始露出水面到完全露出水面液面下降的高度为
则当t=2s时容器中液体的深度为
此时容器底部受到的水对它的压强为
则水对容器底部的压力为
故C正确;
D.物体完全出水后,相对于浸没时,柱形容器对桌面的压强变化量为
故D错误。
故选C。
【训练6 浮力相关的复杂计算】
36.如图(a)所示,质地均匀的圆柱体,质量为1千克,底面积为米,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器内。求:
(1)圆柱体对容器底部的压强。
(2)向容器内注入0.1米深的水,圆柱体不会倾斜,也没有浮起,如图(b)所示,求水对容器底部的压强。
(3)缓慢向容器内注水,当水深为圆柱体高度的一半时,圆柱体恰与容器不接触,如图(c)所示,求圆柱体的密度ρ。
(4)继续向容器内注入适量的水,如图(d)所示,当圆柱体静止时,将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,试比较水对容器底部压强的变化量与容器对桌面压强的变化量的大小。
【答案】(1)980Pa
(2)980Pa
(3)0.5×103kg/m3
(4)
【解析】(1)圆柱体对容器底部的压强
(2)水深度为h=0.1m,水对容器底部的压强为
(3)当水深为物体高度一半时,压力为0,则此时浮力等于重力。
(4)根据阿基米德原理,所受浮力为
而圆柱体重力为G物=m物g=ρgV物
根据二力平衡,浮力等于重力,则有
则圆柱体的密度为
(5)将圆柱体露出水面部分切去,切去其中一半,即切去质量为m=0.5kg。假设容器底面积为S,则容器对桌面压强的变化量
当圆柱体切去一半后,剩下的一半仍漂浮,故排开液体质量与剩余物体质量相等,均为0.5kg,即排开液体质量也为m=0.5kg;排开液体变化量Δm排=0.5kg;则有
水面高度变化量为
则水对容器底部压强的变化量
因此Δp桌=Δp水
37.如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm。弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为400g,求:
(1)排开液体体积是多少?
(2)物体所受的浮力是多少?
(3)物块的密度是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)排开液体体积是
(2)物体所受的浮力是
(3)物块的密度是
38.水平桌面上静止放置一个圆柱形杯子,杯子重1N,底面积为30cm2,杯内盛有重3N的水。一个重1N的圆柱体物块M在竖直向下的压力F(F=1N)作用下静止在水中,如图所示。
(1)画出物块M的受力示意图,并求出物块M受到的浮力大小;
(2)求杯子对桌面的压强。
【答案】(1)2N
(2)
【解析】(1)静止在浸没在水中的物块M,受到竖直向下的重力、压力和竖直向上的浮力作用,三个力是平衡力,都作用在M的重心上,受力分析如图所示
浮力的大小F浮=F+G=1N+1N=2N
(2)杯子对桌面的压力F压=F支=F+G总=F+G杯+G水+GM=1N+1N+3N+1N=6N
杯子对桌面的压强
39.如图甲所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2,不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,静止在容器底部。质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度L=5cm。求:
(1)如图甲所示,木块对容器底部的压强多大?
(2)向容器A中缓慢加水,当细线受到拉力为1N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B排开液体体积为多少cm3?
(3)若细线能承受的最大拉力为4N,在图乙的基础上继续加水至细线恰好断裂时,容器底部受到水的压强变化量是多大?
【答案】(1)500Pa
(2)600cm3
(3)300Pa
【解析】(1)不吸水的正方体木块B重为5N,对容器底部的压力为
边长为10cm,受力面积
木块对容器底部的压强为
(2)在图乙中木块静止,木块受到竖直向上的浮力及竖直向下的重力和竖直向下线的拉力,由力的平衡有
此时木块浸入水中的体积是
(3)当细线受到拉力为1N时,B在水的深度为
细线能承受的最大拉力为4N,细线恰好断裂时
此时木块浸入水中的体积是
此时B在水的深度为
容器底部受到水的压强变化量是
40.利用如图所示的装置可以方便地测量出物体的质量。图1是一个上端开口的空透明圆筒,底部用细线系一块质量适当的铁块,然后将其静止放置在水中,此时圆筒浸入水中的深度为5cm,水面与圆筒A点相平,圆筒A点应标上0kg刻度线。在圆筒内放上一个物体后,如图2所示,圆筒浸入水中的深度为10cm,水面与圆筒B点相平。已知圆筒底面积为10cm2,圆筒和铁块总重为0.6N,装置始终处于漂浮状态,圆筒始终竖直。g=10N/kg,求:
(1)图1中铁块所受到的浮力;
(2)利用此装置测量时,圆筒B点的刻度线对应的质量。
【答案】(1)0.1N
(2)0.05kg
【解析】(1)图1中圆筒和铁块处于漂浮状态,受到的总浮力等于总重力,即
它们浸入水中的总体积
圆筒受到的浮力
铁块所受到的浮力为
(2)图2中圆筒受到的浮力的增大量
利用此装置测量时,圆筒B点的刻度线对应的质量应为
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2025 苏教版(2024)物理 八年级下册
9.4 浮力 提优练习
【训练1 浮力的方向及产生原因】
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力的作用,在空气中的物体不受浮力的作用
B.浮力的方向总是竖直向下的
C.浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的
D.浮力产生的原因是液体内部的压强随深度的增加而增大
2.为了研究浮力产生的原因,小明同学画出了如图所示的示意图。对于浸在液体中的长方体物体,其下表面受到液体向上的压力 (选填“小于”或“大于”)上表面受到液体向下的压力,这两个压力之间存在的 就是产生浮力的原因。浮力的大小与该物体所受重力的大小 (选填“有关”或“无关”)。
3.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
4.下列有关浮力的说法中错误的是( )
A.在海边游泳的人受到海水对他的浮力 B.在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力
C.石块扔进水中,下沉过程中浮力变小 D.在水中升起的木块受到浮力
5.“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如下图所示。下列有关该现象的解释,正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下 B.乒乓球受到的浮力等于重力
C.浮力和重力没有关系 D.太空中重力消失时,浮力也消失了
6.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为5N,下表面受到液体的压力为13N。下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.正方体上表面受到的压强为800Pa
C.物体受到竖直向上的浮力
D.液体对物体下表面的压强为Pa
7.下列关于浮力的说法中不正确的是( )
A.浮力的施力物体只能是液体 B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.深入河底的柱形桥墩,不受浮力作用 D.只有漂浮或悬浮的物体才受到浮力的作用
8.如图,长方体两个相对的侧面所受液体压力的合力为 N。液体对长方体向上的压力F2 液体对它向下的压力F1,则F浮= ,方向 。
【训练2 探究阿基米德原理实验】
9.某同学利用如图所示的装置探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
(1)图中探究操作的最合理顺序是 (只填字母),选用其他液体多次实验后,就可得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小 (用文字表述);
(2)图中会影响该探究结论能否正确得出的是( )(只填字母)。
A.B中水面未到达溢水杯的溢水口;
B.B中物体没有全部浸入在水中;
C.将B中的水换成酒精。
(3)另一小组用相同的器材进行实验时,仅因为图A中溢水杯水未装满,导致图C中弹簧测力计示数变为1.3N。若柱形平底溢水杯(不计厚度)底面积为50cm2,从物体下表面刚接触水面到浸没(未触底)的过程中溢水杯对水平桌面的压强变化了 ;
(4)他又将B中水换成了另一种液体,并将物块浸没其中(物块未触底),其他操作都正确,观察弹簧测力计的示数为1.2N,可知水与该液体的密度之比为 。
10.小兴想探究浸在液体中的物体所受浮力的大小与其排开液体的重力有什么关系。
(1)小兴所探究的问题的自变量是 ;
(2)他用调好的弹簧测力计、溢水杯、小桶、金属块、细线、水、酒精、煤油等器材进行了实验,实验步骤如下:
①按照图甲、乙所示,测出空桶所受的重力G桶后,将空桶置于装满水的溢水杯的溢水口下方;再用弹簧测力计测出金属块所受的重力G0,并将G桶、G0的值记入表格。
②按照图丙、丁所示,将金属块浸没在水中,静止时,读出弹簧测力计的示数F,再测出桶和溢出水的总重力G总,并将F、G总的值记入表格。
③ ,将对应的数据记入表格。
④仿照步骤③再多做几次,记录对应的数据。
⑤依据F浮= ,G排=G总-G桶,计算出F浮、G排的值记入表格。
⑥比较F浮与G排的大小,得出实验结论。
11.生活物理创新实验小组做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验。
(1)进行实验前应对弹簧测力计进行 ,将烧杯中的水加满至溢水口;
(2)在进行实验时的部分实验操作如图所示,遗漏的主要步骤是 。若将遗漏的步骤标注为D,最合理的实验步骤顺序是 (用实验步骤对应的字母表示);
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计的示数/N
3.2
3.6
1.2
0.8
(3)实验数据记录结果如上表格所示。可知,石块受到的浮力是 N,排开液体的重力是 N;
(4)分析实验数据,可得出实验结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小 物体排开液体所受的重力。
12.在“探究物体所受浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系”实验中,同学们设计了图甲和图乙两种不同的方案。
(1)根据图甲的方案,按照合理的顺序可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小 它排开的液体所受的重力。
(2)在图乙的方案中,同学们将装满水的溢水杯放在升降台C上,用C来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数 。在这个过程中压力传感器的示数是否发生变化?并说明理由 。
13.如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)正确的操作顺序最佳是 。
A.乙丙甲丁 B.乙甲丙丁 C.甲丁乙丙 D.乙丙丁甲
(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙。则空桶A受到浮力为 N。
(3)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)桶A受到的浮力。
(4)在实验中,排除测量误差因素的影响,小芳若发现桶A排开水的重力明显小于所受的浮力,造成这种结果的原因可能是: 。
(5)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第 次,实验中,随着加入沙子越多,桶A浸入水中就越 (选填“深”或“浅”)。
次数
1
2
3
4
桶A与沙子的总重力/N
2.4
2.8
3.2
3.4
桶B与水的总重力/N
4.0
4.4
4.6
5.0
(6)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体 。
14.某实验兴趣小组用圆柱体金属块完成了下面的实验探究(如图所示):
(1)根据a可知,金属块的重力大小是 N;
(2)比较a、 、d可知,金属块受到浮力的大小与排开水的体积有关;
(3)比较a、c、d可知,金属块受到浮力的大小与浸入水中的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)金属块浸没在水中时,受到的浮力大小为 N;
(5)根据a、d,e、f的探究,可初步得到的结论是:在误差允许范围内,金属块受到的浮力大小 排开水的重力大小。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【训练3 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量】
15.小明同学利用电子秤借助浮力测一拼图玩具中塑料块的密度。实验过程如下:
(1)将电子秤放在水平桌面上,并使用电子秤的归零功能。
(2)用电子秤测出塑料块的质量,如图A所示。
(3)将空烧杯放在电子秤上,再次使用电子秤的归零功能后,将适量水倒入烧杯中,测出的质量如图B所示。
(4)用细线系住塑料块,将其缓缓浸入水中时,发现电子秤的示数分别如图C、图D、图E所示,可以得出:浸在液体中的物体所受的浮力大小与 有关。
(5)松开细线,塑料块沉入水底,如图F所示,此时塑料块所受浮力为 N。(g取10N/kg)
(6)塑料块的体积为 ,塑料块的密度为 ,()
(7)小明思考后认为:在第(3)步中,若电子秤不归零,也可以计算出塑料块的密度。这样测得的塑料块密度值将是 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)的。
16.在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在 台面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现天平指针指在分度盘中线的左侧,为了使天平平衡,应将平衡螺母向 调节;(选填“左”或“右”)
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为 ;向量筒中倒入部分饮料,如图乙,量筒中饮料的体积为 ;用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为,饮料的密度为 ;
(3)接着,用水、刻度尺、薄壁轻质塑料瓶测石头的密度,设计了如图丙所示方案,请将实验步骤补充完整:
在薄壁轻质塑料瓶中装适量的水,用刻度尺测出瓶中水的深度为;
用双面胶(不考虑质量和体积)把石头粘在瓶底,将瓶子放水中,瓶子恰好在竖直方向漂浮,用刻度尺测出瓶子浸入水中的深度为;
将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,用刻度尺测出 的高度为,则石头密度的表达式为 。(用和测量量的符号表示)
17.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,下列说法中正确的是( )
A.分析图象可知,圆柱体重力是8N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N
C.h=0cm时,圆柱体的上表面离水面高度是3cm
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
18.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.水对溢水杯底部的压力F甲>F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1
D.小烧杯中水的体积等于铁块的体积
19.如图所示,将两个弹簧测力计下端挂着的甲、乙两个实心金属球分别浸没在水和酒精中时,两弹簧测力计的示数相等。已知甲球密度小于乙球密度,则甲、乙两球受到的重力和受到的浮力关系正确的是( )
A.F浮甲=F浮乙 B.F浮甲<F浮乙
C.G甲<G乙 D.G甲>G乙
20.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数与物体下降高度变化关系的图像,取则下列说法不正确的是( )
A.物体的体积是
B.物体受到的最大浮力是
C.物体的密度是
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是
21.过年期间小明收到了一个金灿灿的实心工艺品,小明想知道这个工艺品是什么材料制成的,小明找好朋友一起进行了如下的实验操作。
(1)工艺品放在天平的 盘中进行测量,由图可知工艺品的质量是 g;
(2)小明在量筒中倒入适量的水,并记下水的体积,将工艺品用细线系好后慢慢地放入量筒中,并记下水和工艺品的总体积如图,工艺品的体积是 ,则这个工艺品的密度为 。小明根据课本中介绍的固体密度如图可以判断这个工艺品可能是由 制成的。
(3)小明还想用这套同样的仪器同样的方法测一下妈妈金戒指的密度(质量约4g),老师告诉小明这个方法不可行。请分析不可行的原因是 。
(4)经过思考,小明改进了测量方法:
①如图所示,他先用精度比较高的家用电子秤测量戒指的质量为3.18g;
②如图所示,测出装有一定水的杯子总质量为310.77g;
③如图所示,用细线拴着戒指浸没在水中(图中戒指未与杯底接触),此时电子秤的示数增大到310.93g;
④根据测量的数据分析计算出戒指的密度是 (计算结果保留一位小数)。
22.【探究名称】探究浮力大小的影响因素。
【问题】小明打完篮球后,给篮球进行了一次清洗。他发现篮球漂浮在池中水面上,用力往下按时,越来越费力,由此引起了他探究影响浮力大小的因素的兴趣,所用器材有电子台秤、木块、大烧杯、细针(体积不计)等(ρ水=1.0×103kg/m3);
【证据】(1)将电子台秤放在水平桌面上,调零后将木块放在台秤上,台秤示数稳定时如图甲所示。
(2)取走木块,用大烧杯装适量水放在台秤上,将木块缓慢放入水中,待示数稳定后如图乙所示;
(3)如图丙所示,用细针将木块缓慢压入水中,同时观察台秤示数的变化,他发现当木块完全浸入水中后,继续下压,台秤示数不变;
【解释】分析实验现象可知,浸在液体中的物体受到的浮力随 增大而增大,与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
【交流】根据实验数据,小明计算出木块的体积为 cm3,则木块的密度为ρ木= kg/m3。
23.如图所示,质量为150g的柱形容器中叠放着A、B两个实心正方体,容器内距离容器底20cm高的位置固定着一个质量为150g的金属网。当往容器内倒入250g的水时,正方体B对容器底的压力恰好为零。已知容器的底面积为,两个正方体的质量之比,密度之比,其中正方体A的边长,A、B始终处于竖直状态。则下列说法正确的是( )
A.正方体B的边长为7.5cm
B.正方体A的密度为
C.当往容器内倒入100g的水时,容器底对桌面的压强大小为500Pa
D.当往容器内倒入1250g的水时,水对容器底的压强大小为1500Pa
24.小平同学按图所示的步骤做“探究浮力大小与哪些因素有关”实验。
(1)通过比较步骤甲、乙、丙图所示 可以得出结论 : 同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的_________有关;比较步骤甲、_________、丁可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;比较甲、丁、_________可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)若完成实验后,小平发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,则测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比_________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)用弹簧测力计拉着物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧测力计示数随物体浸入深度变化的关系图像如下图所示,其中最符合实际的是___________(填字母)。
A. B. C.
(4)小平又做了图所示的实验,图中的四个实验步骤(ABCD)的最佳顺序是 。若弹簧测力计的示数和的大小关系为 ,则验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小。
【训练4 探究浮力大小与浸入液体中的关系】30
25.下图为创新实验小组“探究浮力大小的影响因素”的实验过程。
(1)由步骤甲、丙可知物体浸没在水中所受的浮力为 N;
(2)比较 三个步骤可以得出:物体所受浮力随排开液体体积的增大而 ;
(3)小明通过比较甲、乙、丁三个步骤得出了物体所受的浮力与液体密度有关,小红认为小明得出结论的操作有误,请你将错误的操作进行改正: ;
(4)创新实验小组又利用自制的实验装置进行探究,如图戊所示。将弹簧测力计固定在支架上,通过向烧杯中逐渐加水进行相关的实验探究。
①往烧杯中逐渐加水的过程中,弹簧测力计的示数变化情况是 。
②该装置在进行实验时的优点是 。
26.“浸入液体中的物体所受浮力的大小与哪些因素有关?”某同学带着这个问题做了如图所示的实验,通过比较图(b)和图 ,知道浮力的大小与物体排开水的体积有关;通过比较图(c)和图(d),知道浮力的大小与物体浸没在水中的 无关;通过比较图 和图 ,知道物体排开的液体体积相同时,所受浮力的大小与液体密度有关。
27.在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,小明利用老师提供的弹簧测力计、圆柱体、两杯分别装有水和某种液体的烧杯进行探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示:
(1)分析图(a)、(b)、(c),说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图 的装置来进行操作;
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N,圆柱体浸没在某液体中受到的浮力是 N,说明这种液体的密度比水的密度 ;
(4)综上所述,影响浮力大小的因素有 、 。
28.如图所示,小华在做探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,她猜想:浮力可能与液体的密度、物体浸入液体的深度有关。
(1)分析A、E、F组实验数据,初步可知浮力大小与 有关;
(2)根据A、B、C三组实验 (选填“能”或“不能”)得出浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
(3)为了探究物体在液体中受到的浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关,小华又将同一物体以三种方式浸入同一杯水中,使物体浸入液体的深度不同,且每次浸入都使水面达到相同的标记处,如图G,分析数据初步可知: 。
29.在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了下图所示的一系列实验。请你根据图中给出的信息,回答下列问题:
(1)图丙中物体受到的浮力为 N;
(2)根据图乙和图 可知,浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(3)根据图丙和图丁可知,浮力的大小与液体 有关;把图丁中物块A缓慢浸没入更深,A不触底,此过程弹簧测力计的示数 (变大/变小/不变);酒精的密度为 kg/m3;
(4)物体在空气中会受到浮力作用。小华设计了一个测气球在空气中受浮力大小的实验:
①排尽一个气球内部的空气,测出气球的重力G;
②将适量的氢气充入气球,用细线扎紧封口,按图戊所示测出拉力的大小F;
③小华的实验方案中(细线重力、充的氢气重力和摩擦忽略不计),计算浮力的表达式是F浮= 。(用上述字母表示)
30.在“探究影响浮力大小因素”的实验中,某实验小组进行了如题图所示的实验。
(1)让金属块从图B到C位置,金属块浸入水中的体积 ,观察到弹簧测力计的示数 (均选填“变大”“变小”或“不变”);进一步分析图B到D可得:物体所受的浮力大小与 有关;
(2)比较 三次实验,可以得出:浮力大小与液体的密度有关;
(3)完成上面实验后,往E中加入适量的水,会观察到弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)小明觉得浮力的大小可能与物体的形状有关,为了验证猜想,小明下一步的操作应该是 。
【训练5 称重法测浮力的大小】35
31.如图所示,用弹簧测力计提着重为5.0牛的物体A静止于水中,此时测力计的示数为2.0牛,A受到的浮力大小为 牛。减小A浸没在水中的深度,测力计的示数 ,A底部受到的水的压强 (后两空选填“变大”“不变”或“变小”)。
32.如图甲所示,正方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是10N
C.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D.该金属块的密度是2.7×103kg/m3
33.水平桌面上放置一底面积为100cm2,重为5N容器,容器内装有28N的水,水面到容器底的距离为20cm(如图甲)、现将一重为9N物体A悬挂在弹簧测力计上,将物体A缓慢浸入水中,当A完全浸没时,弹簧测力计示数为4N(如图乙)(容器的厚度忽略不计,容器内水没有溢出,物体A未接触容器底)。求:
(1)未放物体A之前,水对容器底部的压强;
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体A浸没时,容器对桌面的压强。
34.在课外小组活动中,小刚将挂在弹簧测力计下的形状不规则的石块分别浸没在水和盐水中,弹簧测力计的示数如图所示,石块在水中所受的浮力为 N,在盐水中受到的浮力为 N,该石块浸没在水中和浸没在盐水中的体积 (选填“相等”或“不相等”).石块体积为 ,石块密度为 ,盐水密度为 .(g取)
35.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,t=0时,物块的下表面与容器底部接触且对容器底部没有压力,已知柱形容器的底面积200cm2,物块匀速上升的速度是6cm/s,拉力随时间的变化关系如图乙所示。不计圆柱体表面所沾水和细线体积,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.物块受到的最大浮力为3N
B.物块上表面所受的液体压强最大为1800Pa
C.当t=2s时,水对容器底部的压力为38N
D.物体完全出水后,相对于浸没时,柱形容器对桌面的压强变化量为250Pa
【训练6 浮力相关的复杂计算】
36.如图(a)所示,质地均匀的圆柱体,质量为1千克,底面积为米,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器内。求:
(1)圆柱体对容器底部的压强。
(2)向容器内注入0.1米深的水,圆柱体不会倾斜,也没有浮起,如图(b)所示,求水对容器底部的压强。
(3)缓慢向容器内注水,当水深为圆柱体高度的一半时,圆柱体恰与容器不接触,如图(c)所示,求圆柱体的密度ρ。
(4)继续向容器内注入适量的水,如图(d)所示,当圆柱体静止时,将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,试比较水对容器底部压强的变化量与容器对桌面压强的变化量的大小。
37.如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm。弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为400g,求:
(1)排开液体体积是多少?
(2)物体所受的浮力是多少?
(3)物块的密度是多少?
38.水平桌面上静止放置一个圆柱形杯子,杯子重1N,底面积为30cm2,杯内盛有重3N的水。一个重1N的圆柱体物块M在竖直向下的压力F(F=1N)作用下静止在水中,如图所示。
(1)画出物块M的受力示意图,并求出物块M受到的浮力大小;
(2)求杯子对桌面的压强。
39.如图甲所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2,不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,静止在容器底部。质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度L=5cm。求:
(1)如图甲所示,木块对容器底部的压强多大?
(2)向容器A中缓慢加水,当细线受到拉力为1N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B排开液体体积为多少cm3?
(3)若细线能承受的最大拉力为4N,在图乙的基础上继续加水至细线恰好断裂时,容器底部受到水的压强变化量是多大?
40.利用如图所示的装置可以方便地测量出物体的质量。图1是一个上端开口的空透明圆筒,底部用细线系一块质量适当的铁块,然后将其静止放置在水中,此时圆筒浸入水中的深度为5cm,水面与圆筒A点相平,圆筒A点应标上0kg刻度线。在圆筒内放上一个物体后,如图2所示,圆筒浸入水中的深度为10cm,水面与圆筒B点相平。已知圆筒底面积为10cm2,圆筒和铁块总重为0.6N,装置始终处于漂浮状态,圆筒始终竖直。g=10N/kg,求:
(1)图1中铁块所受到的浮力;
(2)利用此装置测量时,圆筒B点的刻度线对应的质量。
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