内容正文:
期末核心考点 浮力
2024-2025学年人教版(2024)物理八年级下册
一、单选题
1.如图所示,有些鱼的浮沉是靠鱼鳔膨胀、收缩实现的。下列说法正确的是( )
A.鱼要上浮时,应让鱼鳔收缩
B.鱼鳔收缩时,鱼受的浮力不变
C.鱼鳔膨胀时,鱼受的重力变小从而上浮
D.鱼鳔膨胀时,鱼排开水的重力变大从而上浮
2.如图所示,两个相同的烧杯中装有不同的液体,把同种材料制成的小球甲和乙分别放入后均处于沉底状态,两液体液面相平,已知甲、乙两小球排开液体的重力相等,则甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力较大
B.乙所受浮力较大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.两个小球均和容器底部接触,所以都不受浮力
3.质量相同的实心铜球和木球,放在水中达到静止状态时,其所受的浮力是( )
A.铜球大于木球 B.木球大于铜球
C.大小相等 D.无法比较
4.如图所示是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机飞行的图片。下列说法中正确的是( )
A.飞机飞离航母后,航母始终漂浮,航母所受浮力的大小不变
B.飞机飞行时能获得向上的压强差,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速
C.飞机在航母甲板上加速飞行时,受到平衡力
D.飞机在起飞过程中,惯性将消失
5.如图所示,水杯放在桌面上,有一铅球沉于水底,这时铅球受到的力有( )
A.重力、浮力、水的压力、杯底的支持力
B.重力、浮力、对杯底的压力
C.重力、浮力、杯底的支持力
D.重力、杯底的支持力
6.如图所示,关于压强和浮力的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲:壶中茶水静止时,壶嘴的液面比壶身的液面低
B.图乙:潜水艇从悬浮到漂浮,排开液体的重力始终相等
C.图丙:液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁:“珠海云”科考船浮在水面上,是采用“空心”的办法增大了排开液体的体积
7.如图所示,足够高的圆柱形容器中盛有适量水,水面漂浮着一个小容器,当将一个实心球放入小容器中后,大容器中的水面上升的高度是10cm;若把这个实心球从小容器中取出放入大容器中的水里后,水面又下降了6cm;则这个实心球的密度是( )
A.1.6×103kg/m3 B.2.4×103kg/m3
C.2.5×103kg/m3 D.4.0×103kg/m3
8.放置在水平桌面上两个相同的烧杯中装满不同的液体,把质量相等的甲、乙两球分别轻轻放入A、B两杯液体中,静止时处于如图所示状态,甲、乙排开液体的重力相等。下列说法正确的是( )
①甲球比乙球所受浮力更大
②甲、乙两球所受浮力一样大
③A杯中液体对容器底的压强大于B杯中液体对容器底的压强
④甲球对容器底的压力等于乙球对容器底的压力
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
9.甲、乙、丙三个完全相同的小球,分别放入酒精、水和浓盐水中(三种液体深度均大于球的直径),它们静止时受到的浮力分别为F1、F2、F3,则下列几种情况中,不可能的是(ρ酒精<ρ水<ρ浓盐水)( )
A.F1<F2<F3 B.F1<F2=F3 C.F1=F2<F3 D.F1=F2=F3
二、多选题
10.下列关于生产生活中物体浮沉条件的应用的说法中,正确的是( )
A.轮船从长江驶入海洋的过程中,其吃水线会下降
B.饺子煮熟后会漂起来,是因为所受浮力变大
C.潜水艇想要下潜,需要缩小水舱以减小排开水的体积
D.密度计通过比较在不同液体中所受浮力大小来比较液体密度
11.很多动物为了适应生存环境,进化出了符合一定物理规律的自身部位,下列从物理学的角度给出解释正确的是( )
A.泥鳅身上的粘液能减小摩擦,在泥土中不易被黏住,更易滑溜
B.壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,是利用了大气压的作用吸在天花板上
C.鸟的翅膀呈流线型,是利用流速大的地方压强小,便于空中飞行
D.鱼类主要靠鳔的调节作用从而改变自身重力来实现上浮和下沉
12.如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于沉底状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B.鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F'浮,则F浮>F'浮
C.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲=F乙
D.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p甲和p乙,则p甲=p乙
13.中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变大
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
14.在河中修建桥墩时需要用钢缆绳拉着物体下放至河底,如图甲所示是实心长方体A沿竖直方匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随物体下落高度h变化的图像。以下说法正确的是( )
A.物体的质量3×103kg
B.物体完全浸没时所受浮力为2×104N
C.物体的体积为20m3
D.物体的密度为1.5×103kg/m3
15.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定高度处,图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为34N
B.该金属块的密度是2.7×kg/m3
C.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
16.如图所示是小沐洗水果时的情景,她发现不同的水果在水中静止时所处的位置不同。下列说法错误的是( )
A.青枣漂浮在水面上,说明青枣的密度等于水的密度
B.苹果漂浮在水面上,说明苹果受到的浮力等于它的重力
C.葡萄从水面下沉的过程,受到的浮力大小不变
D.葡萄沉底时所受浮力的方向是竖直向上的
17.如图所示,装有石块的小船漂浮在水面上时所受浮力为;当把石块投入水中后(小船未取出),石块所受浮力为,池底对石块的支持力为,已知容器的底面积为。下列判断错误的是( )
A.空船所受浮力为
B.石块所受重力等于
C.石块的密度是
D.把石块投入水中后,与开始时相比水对容器底面压强的变化量为
18.如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为S,弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块,从水面开始缓慢浸入水中,在金属块未触底且水未溢出的过程中,测力计示数F随金属块浸入水中深度h的关系图象如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.金属块逐渐浸入水的过程,受到的浮力一直在减小
B.金属块的高度为
C.金属块的密度为
D.金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压强增加
19.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,力传感器可以显示出细杆上端受到各方向作用力的大小,下端与重力为4N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水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示,g取10N/kg,则( )
A.物块受到的浮力最大值为6N
B.物块的下方距离容器底部的距离为2cm
C.水箱加水到C点时,对桌面的压强是2000Pa
D.当加入的水的质量是2kg时,物块恰好所受浮力最大
三、填空题
20.把一个质量为90g、体积为100cm3的玩具球,轻轻放入盛满水的烧杯中,当玩具球静止时,溢出水的质量为 g。把此玩具球轻轻放入盛满酒精的烧杯中,放手后玩具球将 ,(选填“下沉”“漂浮”或“上浮”)当玩具球静止时,溢出酒精的质量为 g,静止时该玩具球受到的浮力是 N(酒精密度为,烧杯足够大)。
21.如图所示,水平桌上放置两个底面积不同(S甲<S乙),高度相同,质量可以忽略不计的薄壁圆柱形容器甲和乙,分别盛满质量相等的水和酒精。现将两个完全相同、密度为ρ的实心物体分别放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ水),待它们静止后,两物体在液体中受到的浮力关系为F水 F酒精,甲和乙两容器底对桌面的压力关系为F甲′ F乙′(此题每空均选填“>”“<”或“=”)。
22.体积为2.0×10﹣3m3的铝块浸没在水中时,受到的浮力为 N.(g取10N/kg)
23.为研究盛有水的容器在浸入物体后,容器底部所受水压强p的情况,某小组同学利用两端开口的玻璃筒、小球和弹簧测力计进行实验。他们先在一端扎紧橡皮膜的玻璃筒内盛水,再将小球逐渐浸入水中,其实验过程及现象如图所示。小明由此提出猜想:盛有水容器在浸入物体后,容器底部所受水压强p随小球所受浮力F浮的增加而增大。
① 请写出如图中支持小明猜想的实验现象。
为验证猜想,该小组继续进行研究,他们先将重为16牛物体A挂在测力计下,随后逐步将其浸入盛有水的圆柱形容器中。实验中,他们读出物体A在各处静止时的测力计示数F、并测得此时容器底部所受水的压强p,再计算得到物体A所受的浮力F浮和容器底部所受水压强的增加量Dp。实验过程的示意图以及相应实验数据记录在下表内。
②请补全实验序号1中的数据。 、
③ 分析比较表中 实验数据及相应的示意图,可判断小明的猜想是 的(选填“正确”或“错误”)。
④分析比较表中第四行和第六行的实验数据及相应的示意图,可得出初步结论:在物体浸入盛有水圆柱形容器的过程中, 。
24.一艘远洋货轮在装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 ;当远洋货轮由长江驶入大海后,船受到的浮力 (填变大、变小或不变),并发现船身会 一些。(填上浮或下沉)(已知长江水密度小于海水)
25.“五一”节小王到沙湖划船游玩。已知船和人总重4500N,当船在水中加速行驶时船受到 作用(选填“平衡力”或“非平衡力”);此时以 为参照物,小王是静止的。当停在水中休息时,船受到的浮力是 N。
26.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有 的体积露出水面,如图乙所示.则甲图中细线对木块的拉力与木块受到的重力之比是 ,甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是 .
27.如图所示,用量程 0 – 5N 的弹簧测力计,测量未知液体的密度。根据图中读数可知,物块浸没水中受到的浮力是 N, 未知液体的密度为 g/cm3。将图中弹簧测力计刻度用密度值标注,制成弹簧密度计,物块浸没待测液体中,可直接读得待测密度值,则此密度计的测量范围是 。(ρ水= 1× 103kg/m3)
28.在制作简易密度计的综合实践活动中,实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的底端封闭,做成一只简易密度计,如图甲。将该密度计分别放入水、盐水和酒精中测试发现,放入其中某一种液体时密度计不能处于竖直状态,则该液体是 ,接下来合理的操作是 ,改进后重新进行密度的标记实验,标记的刻度如图乙所示,则刻度A处标记的应是 的密度值,实验结束后,同学们还想进一步提高该密度计的精确度,可行的方案是 。
四、实验探究题
29.小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材;分度值为 0.1N 的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。
(1)小明进行了如图 1 所示的实验;A步骤所示弹簧测力计的示数为 N;
(2)用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中∶
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.6
2.5
2.4
2.4
2.3
分析实验步骤A、D、E可以说明浮力大小跟 无关;分析实验步骤A、B、C、 D,可以说明浮力大小跟 有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟 有关;
(3)小明用表格中的数据算出了某种液体的密度是 g/cm3(结果保留一能小数),还算出了步骤 B中铜块的下表面受到水的压强是 Pa;
(4)小微回家后,想测出家里某个小饰品的密度,她找到家里的电子秤,称出饰品的质量是140g,又借助细线、水、玻璃杯,测出了饰品的体积,她的实验操作步骤如图2 所示,则饰品的体积为 cm3,密度是 g/cm3。
30.如图所示,是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在盐水中时,受到的浮力是 N;
(2)分析图乙、丙可知,浮力的大小跟 有关;
(3)分析 两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关;
(4)由实验可知,该金属块的密度是 kg/m3。
31.为做好消毒防疫,学校给各班准备了一些瓶装的75%消毒酒精,小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动,如图所示。
(1)把天平放在水平台面上,先将 拨到“0”刻度线处,再调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央的刻度线;
(2)接着小明用天平测出瓶装酒精的总质量为95.2g,再将部分酒精倒入量筒中,液面如图甲所示;最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量,测量结果如图乙所示,天平的读数为 g,75%消毒酒精的密度为 kg/m3;
(3)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计,竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间3距离为8.5cm,则A处应标为 g/cm3;
(4)该密度计漂浮在75%消毒酒精中,此时所受的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在水中所受的浮力,它浸入酒精中的深度h为 cm。
32.小敏同学想利用力传感器来探究浮力的影响因素。他组装了如图所示的装置,将力传感器安装在铁架台上,其下方固定一轻质细硬杆(力传感器显示硬杆对其力的大小),硬杆下方固定一个不溶于水和酒精的柱形物体,实验过程中硬杆始终保持竖直且静止状态。分别向大烧杯中缓慢注水和酒精,记录力传感器的示数随大烧杯中液体的深度的变化规律如下表所示。
大烧杯中注水
水的深度/cm
2
4
6
8
10
12
14
16
18
传感器示数/N
8
8
6
4
2
0
2
2
2
大烧杯中注酒精
酒精的深度/cm
2
4
6
8
10
12
14
16
18
传感器示数/N
8
8
6.4
4.8
3.2
1.6
0
0
0
(1)柱形物体的重为 N,当水深为12cm时,物体受到的浮力为 N;
(2)分析数据可知,物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积和 有关;
(3)请根据实验数据分析,浮力的大小是否与物体浸在液体中的深度有关,并说明理由。
五、计算题
33.“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为70m3,空裁时质量约为22t,最大荷载240kg。
问:
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)“蛟龙号”下潜到7km深时,受到海水的压强为多大?
(3)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则需至少注入多少N的海水?
34.一底面积为0.02m2、重力为10N的薄壁圆柱形平底容器置于水平桌面上,内盛一定量的水现用一根细线系住一密度为2.4×103kg/m3一的实心物体浸入水中,当物体有 的体积露出水面时,物体排开水的体积为1.2×10-4m3,如图甲所示;现剪断细线待物体静止时,如图乙所示,此时水的深度为0.1m,g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3。则:
(1)在甲图中,物体受到的浮力为多少N?
(2)在乙图中,容器对水平桌面的压强为多少Pa?
35.2010年4月,墨西哥湾的海底石油开采平台发生火灾,泄漏的石油造石油公司和科学家对泄露量上发生争论。小明认为应先测量石油密度才能估算他设计了如图所示的装置,在杯子内盛有适量石油,放入一个质量是5.6×10-3kg,边长是2cm的正方体物块,有的体积浸没在石油中,此时石油深度为0.1m。(g =10N/kg)
(1)石油的密度为多少?(保留两位小数)
(2)石油对杯底的压强是多少?
36.如图甲所示,水平地面上有一底面积为400cm2、重力为2N的圆柱形薄壁容器,容器内盛有20cm深的水,一个量程选择合适的弹簧测力计下端用细线挂着一个边长为10cm的不吸水的正方体物块缓慢放入水中,物块的上表面与水面刚好相平,弹簧测力计示数为10N,如图乙。已知在弹性限度内,弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的长度就伸长0.6cm。求:
(1)图甲中水对容器底部的压强是多少?
(2)正方体物块的密度;
(3)图乙中从容器内向外缓慢抽水,直至物块有一半浸在水中,此时容器对桌面的压强。
37.如图甲是修建码头时的模拟情景,用钢缆绳拉着下表面涂有不溶于水的粘合剂长方体石料A,长方体石料A沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速下降(注:在水中的下降速度与在空气中下降速度一致;江面上升高度忽略不计),图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象。求:
(1)长方体石料A的高度;
(2)长方体石料A刚完全浸没水中时下表面受到水的压强;
(3)长方体石料A浸没在水中后受到的浮力;
(4)长方体石料A的密度。
六、作图题
38.如图,一烧杯放在斜面上,小球重力,画出图中小球受浮力的示意图。
39.重为8N的小球漂浮在水面上,用力的图示法画出小球所受的浮力F浮.
40.如图甲所示,用细线提着一长方体木块,缓慢放入盛有水的玻璃杯中,已知此时长方体木块的底面距水面的高度为h0,长方体木块的高为h0。请在图乙中画出木块底面所受水的压强随下降高度h变化的大致图像。(ρ木块=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3;不标出压强值,但需标出高度变化的各节点的值,用含h0的式子表示,忽略水面高度的变化)
41.如图甲所示,无弹性细线一端固定在盛有水的容器底部,另一端与完好的乒乓球相连,细线处于绷直状态。某时刻细线突然断裂,乒乓球由位置A开始上浮,经过位置B后跃出水面到达最高点位置C。请在图乙中画出细线断裂后乒乓球所受合力大小随位置变化的大致图象。
七、综合题
42.如图所示,面积很大的水池,水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体木块,开始时木块静止,如甲图。现用力F将木块匀速下压如乙图,下压时F随深度H的变化图像如丙图。已知水的密度为ρ水,则:
(1)在甲图中画出木块的受力示意图;
(2)甲图中木块静止时所受的浮力;
(3)在木块匀速下沉的过程中,压力F的最大值。
43.小明利用l8cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计。
(1)制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器,现有250mL的量筒和400mL的烧杯供选择.则小明应选择 ;
(2)小明将自制的密度计放入水中,发现密度计不能直立漂浮,其原因可能 ,改进后小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm,则吸管浸入水中的深度h水= cm,小明将该密度计放入某液体中,吸管浸入液体的深度为9cm,则此液体的密度是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)小明的同学也用吸管制作了密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是
A.换大的容器做实验
B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计
D.适当减小密度计的配重
答案解析
1.【答案】D
2.【答案】C
【解析】【解答】ABC.根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,物体受到的浮力等于排开液体的重力,已知甲、乙两小球排开液体的重力相等,因此甲、乙两球受到的浮力相等,故AB不符合题意,C符合题意;
D.小球虽然和容器底部接触,但底部没有与容器底密合,仍然受到浮力,故D不符合题意。
故选C。
【分析】浸入液体中的物体会受到竖直向上的浮力,由题意可知,甲、乙排开液体的重力相等,根据阿基米德原理可知,甲、乙在液体中受到的浮力的大小关系。
3.【答案】B
【解析】【解答】质量相同的实心铜球和木球,它们的重力相同;铜球放入水中下沉,所以铜球受到的浮力:F铜<G;因为木块放入水中漂浮,所以木球受到的浮力:F木=G,由可知木球受到的浮力大于铜球受到的浮力。故答案为B。
【分析】根据铜球和木球在水中的浮沉情况,然后根据浮沉条件判断所受浮力的大小。
4.【答案】B
【解析】【解答】 航载飞机飞离航母后,航母的总重力减小,航母始终漂浮,处于平衡态,浮力等于重力,所以浮力会减小,A说法错误;
飞机飞行时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速,由流体的压强与流速的关系:流体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大知道,上方压强小于下方,从而产生向上的升力,故B说法正确;
飞机若受到平衡力,则在航母甲板上应匀速飞行, 所以C说法错误;
物体在任何时候都有惯性,飞机在起飞过程中,惯性不可能消失,故D说法错误。
故选B
【分析】流体压强与流速的关系:流体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;物体受平衡力时,物体将保持静止状态或者匀速直线运动状态;质量是惯性的唯一量度,与运动状态无关。
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】C
【解析】【解答】①当ρ球<ρ酒精<ρ水<ρ浓盐水时,小球在三种液体中都处于漂浮状态,浮力等于重力,重力相等,浮力就相等;当ρ球=ρ酒精<ρ水<ρ浓盐水时,小球在酒精中悬浮,则在水和浓盐水中都处于漂浮状态,浮力等于重力,重力相等,浮力就相等,即F1=F2=F3,则小球在三种液体中受到的浮力等于重力,D不符合题意;
②当ρ酒精<ρ水<ρ浓盐水<ρ球时,小球在三种液体中都是沉底的,排开液体的体积相等,液体密度越大,浮力越大,即F1<F2<F3;
当ρ酒精<ρ水<ρ球<ρ浓盐水时,小球在水和酒精中沉底,浮力小于重力,排开液体的体积相等,液体密度越大,浮力越大,即F1<F2<G;小球在浓盐水中漂浮,浮力等于重力,F3=G,比较可知,F1<F2<F3,A不符合题意;
③当ρ酒精<ρ球<ρ水<ρ浓盐水时,小球在酒精中沉底,浮力小于重力,在水和浓盐水中漂浮,浮力等于重力,即F1<F2=F3,B不符合题意;综上所述C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据小球的密度和液体的密度关系分别讨论:
①如果小球的密度小于或等于酒精的密度,则小球在酒精中漂浮,在三种液体中都处于漂浮状态;
②如果小球的密度大于酒精的密度,则小球在三种液体中都处于沉底状态;
③如果小球的密度大于酒精的密度,小于水的密度,则小球在酒精中沉底,在水和浓盐水中漂浮;
④如果小球的密度大于水的密度,小于浓盐水的密度,则小球在水和酒精中沉底,在浓盐水中漂浮。
10.【答案】A,B
11.【答案】A,B,C
12.【答案】C,D
13.【答案】A,C
14.【答案】A,B,D
15.【答案】B,C
【解析】【解答】解:(1)当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,
金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,
由图可知,该金属块重力为:G=F拉=54N,故A错误;
(2)当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,
从图可知,此时绳子的拉力为34N,
则金属块受到的浮力大小为:
F浮=G﹣F拉=54N﹣34N=20N,故C正确;
由F浮=ρgV排可得,金属块的体积:
由G=mg可得,金属块的质量:
金属块的密度:
故B正确;
(3)从图可知,绳子的拉力在t1至t2时间段内逐渐的变大,
由F浮=G﹣F拉可知,浮力逐渐变小,故D错误.
故选BC.
【分析】分析绳子拉力随时间t变化的图象,当金属块从水中一直竖直向上做匀速直线运动,但未露出液面,此时金属块排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,此时的浮力不变,绳子的拉力也不变,即为图中的AB段.
(1)当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,据此求出金属块重;
(2)当金属块未露出液面时,拉力等于重力减去浮力,据此求金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理求金属块排开水的体积(金属块的体积),知道金属块的重,利用重力公式求金属块的质量,最后利用密度公式求金属块的密度;
(3)首先判断拉力的在t1至t2时间段内的变化,再利用公式F浮=G﹣F拉判断浮力的变化.
16.【答案】A,C
【解析】【解答】A.漂浮时:,漂浮时排开水的体积小于物体的体积,则青枣的密度小于水的密度,故A错误,符合题意;
B.物体漂浮时,浮力等于重力,故B不符合题意;
C.从水面下沉的过程,排开液体的体积先变大后不变,则受到的浮力先变大后不变,故C符合题意;
D.葡萄沉底时所受浮力的方向是竖直向上的,故D不符合题意。
故选AC。
【分析】(1)物体漂浮时,物体的密度小于液体的密度;
(2)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等;
(3)葡萄从水面下沉的过程,水的密度一定,排开水的体积先变大,后不变,根据可知受到的浮力变化;
(4)浮力的方向竖直向上。
17.【答案】B,C
18.【答案】B,C,D
【解析】【解答】金属逐渐浸入水中的过程,排开液体体积增大,液体密度不变,浮力逐渐增大;当浸入深度达到h1时,弹簧测力计示数不再改变,则物体此时完全浸入水中,故金属块高度为h1;当下降高度为0时,弹簧测力计示数为金属块重力, ,下降高度为h1时,弹簧测力计示数为F2,则当物体完全浸入水中时浮力为:F=F1-F2, ,可求得: ;浸没后,由于力的作用是相互的,物体受到的浮力F=F1-F2,则对对桌面增加的压力为:F增=F,增加的压强为: 。
故答案为:BCD
【分析】金属块是从水面开始缓慢浸入水中,当弹簧测力计的示数开始不变时,表示金属块刚刚浸没;由于液面上升,所以根据金属块的高度要大于此时下降的高度.
当物体在空中,弹簧测力计的示数等于金属块的重力;由图乙得出金属块浸没时弹簧测力计的示数,利用称重法可得受到的浮力;根据阿基米德原理求出金属块的体积,最后根据ρ=求出金属块的密度.
金属块浸没后与入水前相比,根据水平桌面受到的压力增加量等于浮力的大小,利用p=求出水平桌面受到的压强变化量.
19.【答案】C,D
【解析】【解答】A.根据题意及力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像分析可知,在向水箱中逐渐加水到A点之前,物块M没有浸入水中,不受浮力,物块M只受竖直向下的重力和细杆的竖直向上的拉力,二力平衡,此时细杆的拉力F=G=4N;
继续向水箱中加水,从A点到B点过程中,细杆的拉力逐渐减小,故在A点处时物块M开始接触到水面,从A点到B点过程中,物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力F浮和细杆给的拉力F,到B点时拉力F为0,此时F浮=G;从B点到C点过程中,随着水箱中水继续增加,物块M在水中的体积V排逐渐增大,物块M所受浮力F浮逐渐增大,此过程物块M受到竖直向下的重力G、细杆施加的竖直向下的压力F和竖直向上的浮力F浮,物块M静止,受力平衡,则有;
因此,随着物块M所受浮力F浮逐渐增大,细杆施加的竖直向下的压力F也逐渐增大,到C点物块M刚好浸没在水中时,F浮不再增大,此时细杆给的竖直向下的压力F也不再增大,为6N,故此时物块M所受到的浮力为;
则物块M所受到的浮力最大值为10N,故A不符合题意;
B.在A点处时物块M开始接触到水面,此时所加水的质量是1kg,所加水的体积为
;
物块的下方距离容器底部的距离为
;
故B不符合题意;
CD.当加水到C点时,水恰好浸没物块M,物块M所受到的浮力最大为10N,物块的体积为
;
由物块M为正方体,可求出物块M的边长为
;
此时,物块M底面以上的水和物块的总体积是
;
物块M底面以上水的体积是
;
物块M底面以上水的质量是
;
此时水箱中水的总质量是
;
即当加入的水质量是2kg时,物块恰好所受浮力最大;
加水到C点时,水箱中水的重力为
;
水箱的重力为;
将水箱、水、物块M看成一个整体,则这个整体受到竖直向下的重力G总,细杆施加的向下的压力F,桌面施加的向上的支持力F支,整体处于静止状态,受力平衡,
则有;
此时,水箱、水、物块M的总重力为;
水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力是一对相互作用力,则有
加水到C点时,水箱对桌面的压强为
故CD符合题意。
故选CD。
【分析】A.根据G=mg算出物体M的重力;
向水箱中逐渐加水到1kg的过程中,物块M受到竖直向下的重力和细杆给的竖直向上的拉力,由图乙可知在向水箱中逐渐加水到m1=1kg过程中细杆的拉力,
继续向水箱中加水,从A点到B点过程中,细杆的拉力逐渐减小,故在A点处时物块M开始接触到水面,
B.根据体积公式、密度公式计算物块的下方距离容器底部的距离,
由图乙可知M完全浸没时压力传感器的示数,对M受力分析可知M受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力,据此求出此时M此时受到的浮力;
CD.根据F浮=ρ水gV排可求出物体排开水的体积和物体的体积,由V=a3算出物块M的边长a以及物块M下表面到液面的深度,由V总=Sh算出物块M底面以上水和物块M的总体积V总和物块M底面以上水的体积V1,根据密度公式算出物块M底面以上水的质量,进而算出水箱中水的总质量和水箱中水的重力以及水箱的重力;
将水箱、水、物块M看成一个整体,对这个整体受力分析算出水箱、水、物块M的重力之和,根据水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力是一对相互作用力算出水箱对桌面的压力,由算出水箱对桌面的压强。
20.【答案】90;下沉;80;0.8
21.【答案】>;<
【解析】【解答】将密度为ρ的物体分别放入水和酒精中,由于ρ酒精<ρ<ρ水,所以静止后,物体会在水中漂浮,在酒精沉底,所以两物体在液体中受到的浮力分别是:F水 =G物 ,F酒精<G物 ,即F水>F酒精;所以,由阿基米德原理知道,G排水>G排酒精,又因为水和酒精的质量相等,所以原来水和酒精的重力相等,即G水=G酒精,当容器重力不计时,放入物体后,甲容器对桌面的压力是:F甲′=G水+G物-G排水,乙容器对桌面的压力是:F乙′=G酒精+G物-G排酒精,因G排水>G排酒精,所以F甲′<F乙。
故答案为:>;<.
【分析】利用物体浮沉条件比较其浮力与重力的关系得出浮力关系;
容器对桌面的压力应根据F=G进行比较.
22.【答案】20
【解析】【解答】解:铝块浸没在水中时,排开水的体积:V排=V=2.0×10﹣3m3,
在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.0×10﹣3m3=20N。
故答案为:20。
【分析】利用阿基米德原理F浮=ρ水gV排求得 铝块浸没在水中时受到的浮力.
23.【答案】橡皮膜凸出越大,压强越大;16;0;2、3、4、5;正确;p液与F浮成正比
【解析】【解答】解:①根据小明猜想,实验现象应是:图中没入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由F浮 =G-F知道浮力越大,橡皮膜凸出越大,压强越大;
②物体在空气中受到重力和拉力一对平衡力,故拉力等于重力,即F=G=16N;物体没有浸入水中,不受浮力,故浮力为0,
实验序号1中的数据应是:16和0;
③根据2、3、4、5分析知道,没入水中的体积越大,浮力越大,液面越高,容器底部所受水压强越大,所以小明的猜想是正确的;
④分析比较表格中第四行和第六行的实验数据知道,F浮:△p =5:250=7:350=9:450=11:550=1:5,所以可以得出结论:
在物体浸入盛有水圆柱形容器的过程中,水压强的增加量△p与浮力F浮 成正比.
故答案为:①橡皮膜凸出越大,压强越大;②16;0;③2、3、4、5;正确;④△p与浮力F浮 成正比.
【分析】(1)根据图的现象分析压强与浮力的关系;
(2)物体在空气中受到重力和拉力一对平衡力;根据称重法判断浮力的大小;
(3)根据图中的现象判断小明的猜想;
(4)根据表中第四行和第六行的实验数据得出结论.
24.【答案】变大;不变;上浮
25.【答案】非平衡力;船;4500
【解析】【解答】船在水中加速行驶时,运动状态发生了改变,受到的是非平衡力的影响。与小王相对位置没有发生改变的是船,所以以船为参照物,小王是静止的。当停在水中休息时,船漂浮在水面上,在竖直方向上,浮力和重力相等都为4500N。
【分析】运动状态发生了改变,受到的是非平衡力;相对于参照物没有位置变化是静止的,漂浮的物体首都的浮力等于重力。
26.【答案】2:3;5:3
【解析】【解答】解:(1)乙图中,木块漂浮,由漂浮条件和阿基米德原理可得,木块的重力G=F浮乙= ρ水gV;
甲图中,木块浸没在水中,木块受向下的重力、向下的细绳拉力和向上的浮力作用,
根据力的平衡条件可得:G+F拉=F浮甲,
则F拉=F浮甲﹣G=ρ水gV﹣ ρ水gV= ρ水gV,
则F拉:G= ρ水gV: ρ水gV=2:3;(2)甲图中,F浮甲=ρ水gV;乙图中,F浮乙=ρ水g(1﹣ )V= ρ水gV;
则: = = .
故答案为:2:3;5:3.
【分析】(1)根据浮力、拉力、重力的关系判断拉力的大小;细线对木块的拉力与木块受到的重力之比;(2)根据F浮=ρ液gV排判断浮力的关系.
27.【答案】;;0~2g/cm3
【解析】【解答】(1)根据称重法可得,物体受到重力为4N,物体完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数为2N,物体完全浸没在水中受到的浮力为:,再根据阿基米德原理可得物体体积为
(2)根据称重法可知在未知液体中物体受到的浮力为:,再根据阿基米德原理可得
,由此可得
(3)①当弹簧测力计的示数为F小= 0时,物体浸没在液体中受到的最大浮力,F浮大= G- F小=4N-0N= 4N,则:V排= V排水=2×10-4m3,根据公式F浮= ρ液gV排得,待测液体的最大密度:,②弹簧测力计的刻度最大值为:F大= 5N > G,所以当物体浸没在液体中受到的最小浮力,F浮小= 0N时,弹簧测力计的最大示数
F示大=G- F浮小=4N-0N=4N,则:V排= V排水=2×10-4m3,根据公式F浮= ρ液gV排得,待测液体的最小密度
,由此可得测量液体的密度范围为0~2g/cm3。
【分析】(1)根据计算出物体所受的浮力;(2)根据物块在水中受到的浮力大小求出物块的体积,再根据图示数据求得在未知液体中受到的浮力大小,根据浮力的变形公式及其未知液体的密度;(3)弹簧测力计的量程,计算密度计的测量范围。
28.【答案】盐水;增加配重;酒精;适当增加配重
29.【答案】(1)2.7
(2)浸没深度;物体排开液体体积;液体深度
(3)1.3;200
(4)50;2.8
【解析】【解答】(1)从图A可以看出,该弹簧测力计的分度值为0.1N,此时弹簧测力计的示数为2.7N。
(2)由
从表格中数据可以得到,铜块在DE中受到的浮力的大小都为0.2N,铜块在DE中浸没在不同的深度,说明浮力大小跟浸没深度无关。从A、B、C、 D四幅图可以看出,铜块排开水的体积不同,从表格中数据可以看出弹簧测力计的示数不同,说明铜块受到的浮力大小不同,说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。从E图可以看出铜块浸没在水中,从F中可以看出铜块浸没在某种液体中,弹簧测力计在EF中的示数不一样,说明铜块在EF中受到的浮力大小不一样,说明当排开液体体积相同时,物体受到的浮力大小与液体密度有关。
(3)设铜块的体积为V,铜块浸没在水中时
铜块浸没在某种液体中时
解得液体密度 因为物体在液体中受到的浮力是物体上下表面受到的液体的压力差,铜块在B图中只有下表面与水接触,上表面在空气中,所以只有下表面有受到水的压力。因此此时
所以B中铜块的下表面受到水的压强是
(4从丙图中可以看出水和玻璃杯的质量为636.0g,从丁图中可以看出手拉着饰品悬浮在水中时,玻璃杯和饰品的质量变为686.0g,所以饰品受排开的水的质量为
饰品的体积 饰品的密度
【分析】(1)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(2)通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用到控制变量法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,可以看出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;
(3)结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度;求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;
(4)求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
30.【答案】2.4;排开液体的体积;丙丁;2.4×103
31.【答案】(1)游码
(2)34;0.85×103
(3)1
(4)等于;10
【解析】【解答】(1)把天平放在水平台面上,先将游码拨到“0”刻度线处,再调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央的刻度线;
(2)根据图乙可知,标尺的分度值为0.2g,则剩余酒精和水瓶子的总质量为:1.2g+50g+10g=61.2g。因此量筒内酒精的质量为:m=95.2g-61.2g=34g,量筒内液体的体积V=40mL=40cm3,因此酒精的密度为:;
(3)密度计漂浮在水中时,水面对准A处,则A处密度值为1g/cm3;
(4)①密度计始终漂浮在液体中,则它受到的浮力始终等于重力,即在酒精中的浮力等于在水中受到的浮力;
②密度计在酒精中的浮力等于在水中受到的浮力,即F浮水=F浮酒;
ρ水gV水=ρ酒gV酒;
ρ水V水=ρ酒V酒;
ρ水Sh水=ρ酒Sh酒;
ρ水h水=ρ酒h酒;
1g/cm3×8.5cm=0.85g/cm3×h酒;
解得:h酒=10cm。
【分析】(1)根据天平的使用方法分析;
(2)根据乙图确定标尺的分度值,然后根据游码的位置读出游码的质量,最后与砝码质量相加得到剩余酒精和瓶的总质量。前后总质量的差等于倒入量筒内酒精的体积,最后根据计算酒精的密度。
(3)将密度计放入液体中,液面所对的刻度值就是该液体的密度;
(4)①根据漂浮条件比较密度计受到浮力大小。
②根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排列式计算密度计在酒精中的深度。
32.【答案】8;8;液体的密度;浮力的大小与物体浸在液体中的深度无关。理由是:在同一液体中,物体受到的浮力先随深度的增加而增大,当物体完全浸没后,浮力不再随深度的增加而增大
33.【答案】(1)2.2×105 N;(2)7×107 Pa;(3)4.776×105 N
34.【答案】(1)物体受到的浮力F浮=ρgV排==1×103 kg/m3×10N/kg×1.2×10-4m3=1.2N
答:在甲图中,物体受到的浮力为1.2N;
(2)物体的体积V=1.2×10-4m3 =1.5×10-4m3
物体的质量m=ρV=2.4×103kg/m3×1.5×10-4m3=0.36kg
物体的重力G=mg=0.36kg×10N/kg =3.6N
水的体积V水=0.02m2×0.1m-1.5×10-4m3=1.85×10-3m3
水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.85×10-3m3=1.85kg
水的重力G=mg=1.85 kg×10N/kg =18.5N
容器对水平桌面的压力F=10N+18.5N+3.6N=32.1N
容器对水平桌面的压强
答:在乙图中,容器对水平桌面的压强为1605Pa。
【解析】【分析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积;
(2)结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力。处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
35.【答案】(1)(2)930Pa
36.【答案】(1)解:图甲中水对容器底部的压强是
答:正方体物块受到水的浮力是10N。
(2)解:正方体物块的体积
图乙中物块排开水的体积为
正方体物块受到的浮力是F浮 =ρ水gV排 =1×103 kg/m3×10N/kg×10-3m3 =10 N
由于正方体物块受到平衡力的作用,正方体物块的重力为G=F拉+F浮=10N+10N=20N
正方体物块的密度
答:正方体物块的密度是2×103kg/m3
(3)解:图乙容器内水的深度
物块有一半浸在水中时
F拉′=G-F浮′=20N-5N=15N
即弹簧的拉力增加了5N,弹簧伸长了0.6cm/N×5N=3cm
即物体下降了3cm,液面下降了3cm+5cm=8cm
剩余部分水的深度h剩=22.5cm-8cm=14.5cm
剩余部分水的体积
剩下水的质量m水剩=ρ水V水剩=1.0g/cm3×5300cm3=5300g=5.3kg
剩下水的重力G水剩=m水剩g=5.3kg×10N/kg=53N
此时容器对桌面的压力F压=G容+G剩水+F浮=2N+53N+5N=60N
此时容器对桌面的压强
答:此时容器对桌面的压强是1500Pa。
【解析】【分析】(1)由F浮=ρ水gV排可求得正方体物块受到水的浮力。
(2)物块的上表面与水面刚好相平时排开水的体积和其体积相等,根据阿基米德原理求出物块受到水的浮力,根据F浮=G-F′求出物体的重力,根据求出物体的密度。
(3)水的体积加上物体排开水的体积然后除以容器的底面积即为图乙容器内水的深度,根据阿基米德原理求出物块有一半浸在水中时受到的浮力,根据F浮=G-F′可知此时弹簧测力计的示数,进一步得出弹簧的拉力增加了量,根据题意求出弹簧的伸长量即物体下降的高度,进一步求出剩余部分水的深度以及剩余部分水的体积,根据m=ρV求出剩余的水的质量,根据G=mg求出剩余的水的重力,物块受到水的浮力和物块对水的压力是一对相互作用力,二力大小相等,则容器对桌面的压力等于容器和水的重力加上物体受到的浮力,根据p=求出容器对桌面的压强。
37.【答案】(1)2m;(2)2×104Pa;(3)2×104N;(4)2.5×103kg/m3
38.【答案】
39.【答案】解:如下图所示:
【解析】【解答】如上图所示,浮力的作用点是物体的中心,方向竖直向上.
【分析】力的图示是用作图的方法将力的大小、方向、作用点表示出来,首先要规定标度;浮力的方向是竖直向上的,据此分析.
40.【答案】
41.【答案】
42.【答案】(1)
(2)木块静止时漂浮在水面,受到的浮力等于木块本身的重力,即
(3)木块浸没后受到的浮力最大,此时压力F最大
【解析】【解答】(1)在甲图中,木块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,二者都作用在木块的重心上,如下图所示:
【分析】(1)对木块进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可;
(2)根据漂浮条件F浮=G计算甲图中木块受到的浮力;
(3)当木块完全浸没水中时,它排开水的体积不变,则它受到的浮力不变,根据丙图确定此时木块下表面所在的深度,也就是木块的棱长。然后根据V=L3计算出木块的体积,再根据V=V计算出木块浸没后排开水的体积,接下来根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算出此时木块受到的浮力,最后根据F=F浮-G计算木块受到的最大压力。
43.【答案】(1)250mL 的量筒
(2)重心偏上;7.2;0.8×103kg/m3
(3)B
【解析】【解答】(1)250mL量筒的底面积较小而高度较大的,当把该密度计放入时,密度计不容易接触到量筒底部而保持漂浮状态所以制作密度计的过程中,故选250mL的量筒;
(2)①将小明将自制的密度计放入水中,发现密度计不能直立漂浮,其原因可能是重心偏上;
②吸管露出水面的长度是10.8cm,则浸入水中的深度h水=20cm-10.8cm7.2cm;
③将该密度计放入某液体中,吸管浸入液体的深度h液=9cm,
因为密度计都是漂浮状态,
所以F浮水=F浮液=G,
ρ水gSh水=ρ液gSh液,
即1.0×103kg/m3×0.072m=ρ液×0.09m,
解得:ρ液=0.8×103kg/m3;
(3)由公式V排=Sh排可知,要使h排变大,应减小S,那么用更细的吸管,故选B。
【分析】(1)吸管制成的密度计高度较大,如果容器太前,那么放入后很可能会触底不能正常工作;
(2)①物体的重心越低越稳定,当物体的重心较高时,它很容易翻倒;
②根据h浸=h-h露计算;
③根据漂浮条件,结合阿基米德原理列式计算。
(3)根据公式V排=Sh排分析判断。
学科网(北京)股份有限公司
$$