浮力与深度的图像关系-2024-2025学年人教版物理八年级下学期

浮力与深度的图像关系 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在物理实验操作考试中，小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块，于底面积为的烧杯上，物块下表面与水面刚好接触且不受力，如图甲所示；然后匀速放下物块，此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示，弹簧测力计始终在水面上方，水未溢出，水的密度是．下列说法中正确的是（　　） A．物块受到的重力为 B．物块的体积为 C．物块刚好浸没时，水面上升 D．物块浸没在水中受到的浮力为 2．如图甲所示，用弹簧测力计挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛满水的柱形容器上方离水面某一高度处缓缓下降，如图乙所示为整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象．下列说法正确的是（   ） A．圆柱体下降过程中容器内的水对容器底部的压强保持不变 B．圆柱体的密度为 C．圆柱体刚浸没时下表面受到的水的压力是6N D．物体完全浸没时和物体浸入一半时圆柱体下表面受到水的压力之差等于2N 3．如图所示，弹簧测力计下挂有一个圆柱体，把它从盛水的烧杯中缓慢提升，直到全部露出水面，该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．圆柱体的高是5cm B．圆柱体受到的重力是6N C．圆柱体受到的最大浮力是10N D．圆柱体的密度是2.5g/cm3 4．如图甲所示，某工厂为了给立方体工件表面均匀地涂上某种保护膜，需要用竖直向下的力F把漂浮在液面上的工件缓缓地压入液体内，工件的下底面与液面的距离为h，h与力F的大小关系如图乙所示。小科觉得图乙中CB的延长线BA段（图中虚线段）是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反，即力F的方向竖直向上。根据题中信息，下列说法正确的是（    ） A．工件受到的重力为 B．工件完全浸没时受到的浮力为 C．液体的密度为 D．C点对应状态下，工件下底面受到的液体压强为 5．某大桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件，假设一正方体构件被缓缓吊入江水中（如图甲），在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，随着h的增大，正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．浮力F1随h变化的图线是图乙中的①线 B．构件的边长为4m C．构件所受的最大浮力为1.2×105N D．构件的密度为2.5×103kg/m3 二、多选题 6．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。（g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．圆柱体受到的重力是12N B．圆柱体受到的最大浮力是4N C．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3 D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为700Pa 7．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，将一正方体构件从江面匀速吊入江水中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受钢绳拉力F随h的变化如图乙所示（ρ水＝1×103kg/m3）。下列判断正确的是（　　） A．构件的高是4m B．构件的重力是2.4×105N C．构件全部浸入水面下受到的浮力是1.6×105N D．构件的密度是3×103kg/m3 8．如图甲所示，弹簧测力计下挂一圆柱形物体。将物体冲盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐进入水中。图乙所示是弹簧测力计示数随圆柱下降高度h变化的图像，不考虑液面的变化，则下列结论正确的是（　　） A．圆柱体的重力为 B．圆柱体所受最大浮力为4N C．圆柱体的密度为 D．浸没后，继续下沉，圆柱体受到的浮力增大 三、实验题 9．如图所示是小文利用合金块、弹簧测力计、细棉线和水等器材来探究浮力的实验情景。 (1)将合金块逐渐浸入水中，直至浸没。通过分析甲、乙、丙三个实验步骤得出：合金块的密度为 g/cm3；（g取10N/kg） (2)继续缓慢地增大合金块在水中的深度，同时记录弹簧测力计的示数和合金块下表面的深度并绘制出如图丁所示的F—h图像，图丁中AB段表示合金块受到的浮力逐渐 （增大/减小/不变），BC段说明合金块受到的浮力大小与 无关。 10．宇在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，用调好的弹簧测力计测出金属块的重力，再将金属块缓慢浸入液体中，实验步骤与弹簧测力计的示数如图所示。 (1)实验用的金属块的重力为 N； (2)对比图A、D、E可知：浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 无关； (3)分析步骤ABCD，可得结论： 。 (4)下列图像能正确反映金属块所受浮力和金属块下表面浸入水中深度h关系的图像是________； A． B． C． D． (5)【拓展】小宇对比图A、E、F发现该物体在不同液体中所受的浮力不同，想用这套装置来测量液体的密度，于是他只将弹簧测力计的部分刻度线标注成相应的液体密度，制作成一个测量液体密度的密度秤。 ①由0N到2.7N处，标注的液体密度越来越 （选填“小”或“大”）； ②若原金属块质量、密度分别记为、，更换为质量、密度分别为m、ρ的新物块。为提高密度计的精确度，则新物块可能满足条件 。 A．        B．     C．        D．     11．如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。 　 (1)A、B两图中，B中的弹簧测力计的示数变小，说明了浸在水中的物体受到了浮力的作用，B图中物体受到的浮力为___________N； (2)B、C两图中，示数不同，说明了物体在同种液体中所受到的浮力大小跟 有关； (3)比较 （填字母代号）两图可得出结论：物体受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关； (4)由实验发现物体所受的浮力 （选填“等于”或“不等于”）物体排开液体的重力； (5)由整个实验过程，下列选项中正确反映浮力F和物体下表面在水中的深度h关系的图像是___________（物体未接触容器底）。 A． B． C． D． 四、计算题 12．在弹簧测力计下悬挂一个长方体，将长方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，如图甲所示。图乙是弹簧测力计的示数与长方体下降高度的关系图像（，取）。求： (1)长方体的质量。 (2)长方体受到的最大浮力。 (3)长方体的密度。 13．如图甲所示，水平放置的长方体容器中水深16cm，用细线将沉在容器底的圆柱体物块竖直向上匀速提升。从物块刚刚离开容器底到拉出水面的过程中，拉力F与物块下表面到容器底的距离h的关系如图乙所示（细线的质量、体积及物块带走的水均忽略不计，，取）。求： (1)物块浸没在水中时受到的浮力； (2)圆柱体的体积； (3)物块取出后，水对容器底的压强。 14．重力为10N、底面积为的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上，内部盛有50N的水，如图中甲所示。现用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从液面处开始缓慢浸入水中，拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。当圆柱体下表面距液面为20cm时，将系圆柱体的细线松开，圆柱体沉入容器底部（水未溢出），如图丙所示。（，g取）求： (1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力； (2)圆柱体的密度； (3)圆柱体沉入容器底部时，容器对桌面的压强。（解答时，要有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《浮力与深度的图像关系》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C D D C D AC BD ABC 1．C 【详解】A．据乙图可知，物体的重力为12N，故A错误； BD．当物体完全浸没后受到的浮力为 物体的体积为，故BD错误； C．物块刚好浸没时，水面上升的高度为，故C正确。 故选C。 2．D 【详解】A．圆柱体下降过程中，物体排开水的体积逐渐变大，水面的高度会升高，根据可知，水对容器底部的压强变大；当物体完全浸没后，排开水的体积不变，水面的高度不变，则水对容器底部的压强不变，因此水对容器底部的压强先变大后不变，故A错误； B．据图可知圆柱体受到的重力是8N，圆柱体完全浸没后受到的浮力为 圆柱体浸没后排开水的体积与圆柱体的体积相等为 圆柱体的密度为 故B错误； C．由压力差法结合图像可知，圆柱体刚浸没时下表面受到的压力与浮力大小相等为 故C错误； D．物体浸入一半时圆柱体下表面受到水的压力为浮力的一半为2N，则物体完全浸没时和物体浸入一半时圆柱体下表面受到水的压力之差等于2N，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．由图得，圆柱体升高2cm时，上表面刚好接触水面，当圆柱体上升5cm时，圆柱体完全露出水面，由于不知水位位置，则无法得出圆柱体的高度，故A错误； B．测力计的示数最大为10N，此时圆柱体在空气中，则圆柱体受到的重力是10N，故B错误； C．圆柱体受到的最大浮力是 D．圆柱体浸没在水中，排开水的体积最大，受到的浮力最大，排开水的体积等于物块的体积，由得，圆柱体的体积 圆柱体的密度是 故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．由图乙可知AC段为一次函数图像，可设为 h=kF+b 函数过B（0，0.2）和C（600，0.5）两点， 则 0.2=b  ① 0.5=600k+b  ② 由①②解得 k=5×10-4，b=0.2 即 h=5×10-4F+0.2 当h=0时，解得F=-400N，它表示的量就是工件受到的重力即G=400N，故A错误； B．由C点处受力分析得：力F和木块的重力之和等于工件受到的浮力， 所以, 工件完全浸没时受到的浮力为 F浮=G+FC=400N+600N=1000N 故B错误； C．当到达C点时，正方体工件刚好浸没，所以工件的边长为0.5m，所以工件的体积等于排开液体的体积为 根据阿基米德原理可得，液体的密度为 故C正确； D．当到达C点时，工件下表面所处的深度为0.5m，则下表面受到液体的压强为 故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．由图可知，构件在沉入过程中，构件排开的水的体积变大，根据阿基米德原理可知，其受到的浮力逐渐变大；当构件完全浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②，故A错误； B．从乙图中可以看出，当构件刚好完全浸没时的高度为2m，则构件边长为2m，故B错误； C．从乙图中可以看出，当构件完全浸没时受到的浮力小于1.2×105 N，故C错误； D．构件完全浸没在水中时，排开水的体积等于构件的体积，即 根据阿基米德原理可得，构件受到的浮力为 由图乙可知，构件完全浸没后，钢绳对构件的拉力为，由于构件是缓缓浸入水中，所以构件处于平衡状态，受力平衡，则有 所以构件的重力为 所以，构件的密度为 故D正确。 故选D。 6．AC 【详解】A．由图像知道，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，所以，圆柱体受到的重力等于弹簧测力计的拉力，即G=F拉=12N 故A正确； B．由图像知道，当圆柱体下降高度h在7~9cm时，物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，所以圆柱体受到的浮力最大为F浮=G-F=12N-4N=8N 故B错误； C．由F浮=ρ水gV排可知， 由公式G=mg知道，物体的质量为 所以圆柱体密度为 故C正确； D．由图像知道，当下降高度为3cm时，下表面接触水面，下降7cm时，圆柱体刚好浸没水中，此时下表面受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m =400Pa 故D错误。 故选AC。 7．BD 【详解】A．由乙图可知当构件完全浸没时，下表面到水面的距离为2m，所以构件的高为2m，故A错误； BCD．由乙图可知构件浸入水中的过程中排开水的体积逐渐变大，根据阿基米德原理可知构件所受浮力F1变大，钢绳拉力F变小，构件完全浸没时，所受浮力达到最大，钢绳拉力最小，由图可知拉力F的最小值为，构件的体积， 构件完全浸没时受到的浮力 则构件的重力 构件的质量 构件的密度 故C错误，BD正确。 故选BD。 8．ABC 【详解】A．圆柱体的重力等于圆柱体停留在空中时，测力计的示数，圆柱体的重力为，故A正确； B．由图乙可知，圆柱体下降到8cm时，测力计的示数不再变化，说明圆柱体已全部浸没在水中，圆柱体所受最大浮力为 故B正确； C．圆柱体的体积等于它浸没时排开水的体积，圆柱体的体积 圆柱体的密度为 故C正确； D．浸没后，继续下沉，圆柱体排开水的体积不变，受到的浮力不变，故D错误。 故选ABC。 9．(1)1.5 (2) 变大 浸没的深度 【详解】（1）由甲图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为3N，则合金块的重力为3N，则合金块的质量为 由丙图可知，合金块浸没在水中时的弹簧测力计的示数为1N，则合金块浸没在水中时的浮力为 合金块的体积为 合金块的密度为 （2）[1]图象反映的是弹簧测力计的示数和合金块下表面的深度关系，由图可知，AB段弹簧测力计的示数逐渐变小，由称重法可知，合金块受到的浮力逐渐变大。 [2]BC段随着深度的增加，弹簧测力计示数不变，说明合金块受到的浮力大小不变，所以合金块受到的浮力大小与浸没后合金块的深度无关。 10．(1)2.7 (2)深度 (3)在液体密度一定时，物体排开液体体积越大，受到的浮力越大 (4)D (5) 小 A 【详解】（1）由图A可知，测力计示数为2.7N，即金属块的重力为2.7N。 （2）比较DE两图，金属块浸没在水中，但浸入深度不同，测力计示数相同，结合A图，根据称重法可知，金属块受到的浮力相同，可知：浸没在液体中的物体所受的浮力大小与液体深度无关。 （3）比较BCD三图，金属块浸入水中的体积增大，即排开水体积增大，测力计示数减小，结合A图，根据称重法可知，金属块受到的浮力增大，可得结论：在液体密度一定时，物体排开液体体积越大，受到的浮力越大。 （4）金属块还未完全浸入水中时，下表面浸入水中深度h增加时，排开水的体积变大，受到浮力变大；当金属块完全浸入水中后，下表面浸入水中深度h继续增加，排开水的体积不变，受到浮力不变。 故选D。 （5）[1]对比图A、E、F发现该金属块排开水和液体的体积相同，F图中测力计示数比E图中测力计示数大，根据称重法可知，金属块受到的浮力减小，根据可知，液体的密度小于水的密度。因此，从0N到2.7N处，液体密度应该是逐渐减小的。因为当液体密度增大时，浮力增大，弹簧测力计的读数减小，所以从0N到2.7N处，液体密度应该是逐渐减小的。 [2]A．如果新物块的质量m增大，而密度ρ减小，那么物块的体积V会增大。这样，物块在液体中排开的体积会增大，浮力的变化会更加明显，从而提高密度计的精确度，故A符合题意； B．如果新物块的质量m减小，而密度ρ保持不变，那么物块的体积V会减小。这样，物块在液体中排开的体积会减小，浮力的变化会不那么明显，从而降低密度计的精确度，故B不符合题意； C．如果新物块的质量m保持不变，而密度ρ增大，那么物块的体积V会减小。这样，物块在液体中排开的体积会减小，浮力的变化会不那么明显，从而降低密度计的精确度，故C不符合题意； D．如果新物块的质量m减小，而密度ρ增大，那么物块的体积V会减小。这样，物块在液体中排开的体积会减小，浮力的变化会不那么明显，从而降低密度计的精确度，故D不符合题意。 故选A。 11．(1)0.5 (2)排开液体的体积 (3)C、D (4)等于 (5)C 【详解】（1）由图A可知，弹簧测力计的示数FA=2.7N，此时金属块位于空中，由二力平衡条件可得，金属块的重力为G =FA=2.7N 由图B可知，金属块浸入水中时弹簧测力计的示数FB=2.2N，则B图中金属块受到的浮力为F浮=G-FB=2.7N-2.2N=0.5N （2）B、C两图中，液体的密度相同，金属块排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，受到的浮力不同，说明物体在同种液体中所受到的浮力大小跟排开液体的体积有关。 （3）要探究物体受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，应控制液体的密度和排开液体的体积相同，改变金属块浸没的深度，由图可知，应选C、D两图。由于C、D两图测力计示数相同，所以得出：物体受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关 （4）由A、C两图可知，金属块浸没时受到的浮力为F浮'=G-FC=2.7N-1.7N=1.0N 由E图可知，金属块排开水的重力为G排=1.4N-0.4N=1.0N 则F浮'=G排，即由实验发现物体所受的浮力等于物体排开液体的重力 （5）随着金属块浸入水的深度增大，金属块排开水的体积增大，受到的浮力增大，当金属块完全浸没时，排开水的体积不变，受到的浮力不变，所以浮力F与深度的关系是先增大后不变，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 12．(1)1.2kg (2)8N (3)1.5×103kg/m3 【详解】（1）由图乙知道，0～3cm时，弹簧测力计示数为12N，此时长方体物体处于空气中，根据二力平衡条件知道，长方体物体的重力 则质量为 （2）由图乙可知，0～3cm时，物体没有浸入水中，3～7cm逐渐浸入水中，7cm时完全浸没。由阿基米德原理可知，完全浸没时所受浮力最大。此时浮力大小为 （3）由完全浸没时的浮力可知，物块的体积为 物体的密度为 13．(1)5N (2) (3)1500Pa 【详解】（1）由图乙可知，当时，物块完全离开水面，物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力，则物块的重力 当时，物块完全浸没在水中，此时拉力，物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力，则 因此物块浸没在水中时受到的浮力 （2）根据可得，物块浸没时排开水的体积 物块浸没时排开水的体积等于物体的体积 （3）由图乙可知，当时，物块下表面刚好离开水面，则物块取出后，容器中水的深度 水对容器底的压强 14．(1)1N (2)； (3)3150Pa 【详解】（1）由图乙可知，圆柱体未进入水中时拉力为3N，则圆柱体的重力为，圆柱体浸没在水中后拉力为，由称重法可知，圆柱体浸没在水中时所受的浮力为 （2）当圆柱体浸没在水中，圆柱体的体积，由可得圆柱体的体积为 则圆柱体的质量为 故圆柱体的密度为 （3）根据题意可知，容器对桌面的压力为 圆柱体沉入容器底部时，容器对桌面的压强为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$