内容正文:
8年级科学上册单元期中期末冲刺复习方案
专项复习10 物体的浮力
★题型一 浮力问题的分析与计算
1.[2025·宁波期末]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.受到的浮力变小
B.受到的浮力变大
C.排开液体的重力不变
D.排开液体的重力变大
2.如图,一木块漂浮在水槽中的水面上,水槽口的下方设有固定的水平金属网(水能倒入但木块不能穿过)。现缓慢向水槽中注水,直到水面与水槽口相平。则木块受到的浮力与注水时间的关系图像是( )
3.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法中正确的是( )
A.A物体不一定受到浮力作用
B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用
D.D物体一定受浮力的作用
4.[2025杭州钱学森学校期中]如图所示,天平放置在水平桌面上,烧杯底有一轻质细绳系住木块且木块浸没在水中,天平处于平衡状态。当剪断细绳后,木块向上运动,直至漂浮在水面上静止,以下说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.烧杯、木块和水的总质量为120.0g
B.木块漂浮时,天平仍保持平衡
C.木块上浮到水面后,烧杯中水面上升了
D.木块上浮到水面后,水对杯底的压强增大了
5.[2025杭州萧山期中]下列关于浮力的说法正确的是( )
A.气球能在空中上浮,是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
B.航天员能在太空“行走”,是因为航天员受到了浮力的作用
C.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船受到的浮力逐渐减小
D.悬浮在水中的潜艇,若水舱中的水位在上升,则潜艇一定上浮
6.[2025杭州余杭期中]如图所示,两个完全相同的容器分别装等质量的水在台秤上,用细绳悬挂着质量不同、体积相同的实心铅球和铝球,逐渐将它们浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为和,绳的拉力分别为和,已知。下列关系正确的是( )
甲 乙
A. B.
C. D.
7.[2025宁波奉化期末]每到冬至宁波人总要煮上一锅汤圆,而北方人习惯吃饺子。小科观察到生饺子沉在水底,煮熟后上浮,最后漂浮,在煮熟后,小科为了使饺子的味道更好加入食盐,则饺子在这一整个过程中受到的浮力随时间的变化曲线是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度
B.两小球受到的浮力
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
9.在江心屿玩耍的小科突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,水上轮船所受的浮力和浮沉情况会怎样变化呢?你的看法:这艘轮船受到的浮力将___________(填“变大”“变小”或“不变”),它的位置将___________(填“上浮一些”“下沉一些”或“不变”)。
10.[2025丽水缙云期末]劳动实践中,小明把家里水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面上(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会_______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
11.[2024舟山定海金衢山五校联考]小潘同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台浮力秤,可方便地称量物体的质量,其构造如图甲所示。已知小筒底面积为,小筒和秤盘总重0.8N。
甲 乙
(1)如图甲,当秤盘上不放物体时,应在小筒A处标出该浮力秤的______刻度;
(2)如图乙,在秤盘上放一物体后,小筒浸入水中的深度为0.2m,则该物体的质量为______kg。(g=10N/kg)
12.[2025杭州钱学森学校期中]为了测出普通玻璃的密度,小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶,一个量筒和适量的水,做了如下实验:
(1)往量筒内倒入56mL的水;
(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图甲所示),此时水面与80mL刻度线相平;
(3)让小瓶口朝下沉没在水中(如图乙所示),这时水面与62mL刻度线相平。根据以上资料可知:制成小瓶的玻璃的密度______。(g=10N/kg)
13.[2025宁波慈溪期中]如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂底面积为的圆柱体,水平桌面上放置底面积为、质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。现将圆柱体从圆筒上方离液面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数F与圆柱体底面浸入液体的深度h变化关系如图乙所示(圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出)。求(g=10N/kg)
甲 乙
(1)圆柱体的高度为______cm;
(2)圆柱体浸没时受到液体的浮力;
(3)筒内液体密度。
14.[2025·金华期末]如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心物体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙。然后将体积为2000cm³的实心物体B用细线和A连接在一起放入水中,A、B刚好悬浮,如图丙所示。细线的重力和体积忽略不计,试计算:
(1)物体A浸没在水中时受到的浮力。
(2)物体B浸没在水中时受到的浮力。
(3)物体B的密度。
★题型二 与浮力相关的实验
1.[2024·杭州期末]小科在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的小桶收集小石块排开的水,实验过程分别如图(b)(c)(d)(e)所示。
(1)图(a)中对溢水杯内水量的要求是__________________。。
(2)将小石块从水面上方某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸入水中直至刚好浸没,整个过程中弹簧测力计的示数将______________________。
(3)若图中四个测量值、、、满足关系式___________,则阿基米德原理将得到验证。
2.[2024·杭州期末]在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了如下猜想:
A.可能与液体的密度有关;
B.可能与物体的密度有关;
C.可能与物体的体积有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积有关;
E.可能与物体浸在液体中的深度h有关。
小科所在的实验小组得到的实验器材有柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(水足够多)、细线等。
(1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和______(填序号)是否正确。
(2)他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在如图所示的位置,读出弹簧测力计的示数;接着向下移动弹簧测力计和铁块,增大浸在液体中的深度h,待铁块处于______状态时,再读出弹簧测力计的示数;继续增大浸在液体中的深度h,重复上述操作。若每次测量中,弹簧测力计的示数都相等,说明猜想是____________(填“正确的”或“错误的”)。
3.[2025·杭州期末]用如图所示实验装置验证阿基米德原理。当物块浸入装满水的溢水杯中时,水会流入空桶,回答下列问题。
(1)根据图中数据可知,实验中物块受到的浮力大小是________N。
(2)如果实验前溢水杯未装满水,实验测得的排开水的重力将会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)若换用酒精代替水进行实验,的大小将变为________N(已知)。
4.某课外兴趣小组的同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”,设计了如下实验步骤和数据记录表格:
①在量筒中加入水,读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上,测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计挂钩上的铁块浸没在盛有水的量筒里,再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度。
⑤计算铁块排开水的体积和铁块排开的水受到的重力。
铁块的重力/N
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N
铁块在水中受到的浮力/N
水的体积/cm³
水和铁块的总体积/cm³
排开水的体积/cm³
排开的水受到的重力/N
(1)实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是________________。将表格补充完整后,完成实验。分析数据得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体受到的重力。
(2)实验后,该组同学进行了反思:
①量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出________________,从而不能得出实验结论。
②通过以上实验得出结论不可靠,理由是________(填字母)。
A.没有进行多次重复实验
B.没有换用其他液体进行实验
C.没有进行物体部分浸入水中时的实验
5.某科学兴趣小组的同学欲探究“浸在水中的物体所受浮力与浸入深度的关系”。
实验器材:弹簧测力计、烧杯、水、圆柱体(体积相同的不同物体)。
实验要求:将物体所受的浮力大小及弹簧测力计示数与浸入深度(h)的关系用图像表示出来。实验结束后,A、B、C、D四组同学根据实验过程及结果画出了以下四幅图像,并进行了汇报。
(1)老师一看,马上指出D组同学所画的图像是错误的,你认为老师判断的依据是________。
(2)根据图A和图C,得出、、三者的等量关系是________________。
(3)图A、B、C所示三种物质中,密度最大的是________。
(4)根据图B,可计算出该物质的密度为。
6.[2025·杭州期末]某科学小组为验证阿基米德原理,选用相关器材进行实验,器材如下:弹簧测力计、溢水杯、小水桶、小石块、细线(体积忽略不计)和水。
(1)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为、、、。若_____________成立(用已测得的物理量表示),则可以验证阿基米德原理。
(2)实验过程中,发现浮力大小与物体排开液体的重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现该结果的原因可能是___________________________。
(3)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,A、B示数的变化量_________(填“相等”或“不相等”)。
(4)比较两种实验方案,改进后的实验的优点是实验器材生活化,弹簧测力计固定,示数更稳定;能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化_________(填字母)。
A. 弹簧测力计𝐴 的示数就是物体所受浮力的大小
B. 实验器材生活化,弹簧测力计固定,示数更稳定
C. 能同步观察弹簧测力计𝐴、𝐵 示数的变化
7.[2024·绍兴月考]小荣用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图乙、丙,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___________图的装置来进行实验。
(3)由实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力是________N,圆柱体的体积是_______。(g取10N/kg)
(4)用图示实验数据可测出盐水的密度是________。
8.小科想利用身边的简易器材进行实验。
实验一:验证浮力的方向
(1)小科将矿泉水瓶的底部切掉,乒乓球上粘上一根黑线,穿过带小孔的瓶盖,黑线一端系一颗不太重的螺丝做了图甲和图乙两次实验,加水后均发现乒乓球慢慢上浮。此实验说明浮力的方向是________的。
实验二:验证阿基米德原理
(2)所需器材:带挂钩的去底大矿泉水瓶、带挂钩的去底小矿泉水瓶、弹簧测力计、若干细线、金属块、足够多的水。
请根据所给器材设计实验并写出步骤,验证阿基米德原理。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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8年级科学上册单元期中期末冲刺复习方案
专项复习10 物体的浮力
★题型一 浮力问题的分析与计算
1.[2025·宁波期末]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.受到的浮力变小
B.受到的浮力变大
C.排开液体的重力不变
D.排开液体的重力变大
【答案】A
【解析】潜水艇排开液体体积不变,海水密度减小,由可知,浮力变小;排开液体的重力,也变小,故选A。
2.如图,一木块漂浮在水槽中的水面上,水槽口的下方设有固定的水平金属网(水能倒入但木块不能穿过)。现缓慢向水槽中注水,直到水面与水槽口相平。则木块受到的浮力与注水时间的关系图像是( )
【答案】B
【解析】木块漂浮,浮力等于重力,重力不变,浮力不变。注水时,木块先上浮(未触金属网),触网后无法上浮,继续注水,排开体积不变,浮力仍不变,故选B。
3.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法中正确的是( )
A.A物体不一定受到浮力作用
B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用
D.D物体一定受浮力的作用
【答案】B
【解析】A物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对A物体上下表面产生了压力差,故A物体受浮力的作用,故A错误;由图可知,水对B、C物体上下表面都产生了压力差,故B、C物体都受浮力的作用,故B正确,C错误;D物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对D物体上下表面没有产生压力差,故D物体不受浮力的作用,故D错误。故选B。
4.[2025杭州钱学森学校期中]如图所示,天平放置在水平桌面上,烧杯底有一轻质细绳系住木块且木块浸没在水中,天平处于平衡状态。当剪断细绳后,木块向上运动,直至漂浮在水面上静止,以下说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.烧杯、木块和水的总质量为120.0g
B.木块漂浮时,天平仍保持平衡
C.木块上浮到水面后,烧杯中水面上升了
D.木块上浮到水面后,水对杯底的压强增大了
【答案】B
【解析】由图可知,烧杯、木块和水的总质量为124.0g,故A错误;木块漂浮时,容器对天平的压力仍等于烧杯、木块和水的总重力,所以天平仍保持平衡,故B正确;将细绳剪断,木块最终漂浮在水面上时,排开水的体积变小,容器内的水面下降,故C错误;木块上浮到水面后,容器内的水面下降,水对杯底的压强减小了,故D错误。故选B。
5.[2025杭州萧山期中]下列关于浮力的说法正确的是( )
A.气球能在空中上浮,是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
B.航天员能在太空“行走”,是因为航天员受到了浮力的作用
C.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船受到的浮力逐渐减小
D.悬浮在水中的潜艇,若水舱中的水位在上升,则潜艇一定上浮
【答案】A
【解析】当气球里气体的密度小于空气的密度时,浮力大于重力,气球可以升空,故A正确;航天员在太空“行走”,航天员处于失重状态,此时不受浮力的作用,故B错误;因为轮船漂浮,根据物体的浮沉条件可知,,一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船的重力不变,所以浮力也不变,故C错误;潜水艇处于悬浮状态时,浮力等于重力,若水舱中水位在上升,则潜水艇的重力增大,此时重力会大于浮力,根据物体的浮沉条件可知,潜水艇会下沉,故D错误。故选A。
6.[2025杭州余杭期中]如图所示,两个完全相同的容器分别装等质量的水在台秤上,用细绳悬挂着质量不同、体积相同的实心铅球和铝球,逐渐将它们浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为和,绳的拉力分别为和,已知。下列关系正确的是( )
甲 乙
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题知,两个完全相同的容器分别装等质量的水,则水的重力,当体积相同的实心铅球和铝球浸没在水中时,则,根据可知,,根据物体间力的作用是相互的可知,实心球对水的压力,由于台秤的示数,则两台秤的示数分别为、,所以,,故B、C、D错误。由于实心铅球和铝球体积相同,则根据、可知,因,所以;对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力和悬绳对它的拉力三个力的作用而处于平衡,则绳的拉力为,则,,所以,,故A正确。故选A。
7.[2025宁波奉化期末]每到冬至宁波人总要煮上一锅汤圆,而北方人习惯吃饺子。小科观察到生饺子沉在水底,煮熟后上浮,最后漂浮,在煮熟后,小科为了使饺子的味道更好加入食盐,则饺子在这一整个过程中受到的浮力随时间的变化曲线是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】生饺子沉在水底时,饺子的重力大于浮力,此时饺子受到的浮力,故当时,饺子受到的浮力不为零,A、C错误。随着生饺子温度的升高,饺子的体积变大,浮力变大,当浮力等于重力时,饺子悬浮,之后饺子的温度继续升高,体积继续变大,浮力大于重力,饺子上浮直到处于漂浮状态,排开水的体积不变,浮力等于重力;加入食盐后,这时饺子仍处于漂浮状态,浮力仍然等于重力,所以从饺子悬浮开始,浮力都等于饺子的重力,一直不变;故B错误,D正确。故选D。
8.如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度
B.两小球受到的浮力
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
【答案】D
【解析】放入小球后,液体深度,液体对容器底部压强相等,根据可知,液体密度,A错误;由图知,A球在甲液体中沉底,B球在乙液体中漂浮,故,且液体密度,根据可知,两小球受到的浮力,B错误;甲中杯底受到的压力有液体甲对杯底的压力和A球对杯底的压力,可表示为,乙中杯底受到的压力只有液体乙对杯底的压力,可表示为,由于液体对容器底部压强相等,容器的底面积相等,故,则左侧容器内甲液体和A球的总重力大于右侧容器内乙液体和B球的总重力,容器的重力相等,则,根据可知,,故左侧电子秤的示数较大,C错误;A球在甲液体中沉底,则,B球漂浮在乙液体上,则,液体密度,故,根据知,,故将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大,D正确。
9.在江心屿玩耍的小科突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,水上轮船所受的浮力和浮沉情况会怎样变化呢?你的看法:这艘轮船受到的浮力将___________(填“变大”“变小”或“不变”),它的位置将___________(填“上浮一些”“下沉一些”或“不变”)。
【答案】变小 不变
【解析】如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,则1kg的物体受到的重力也为原来的一半,所以轮船的重力和排开水的重力都将减小一半,由可知,轮船受到的浮力将变小;由阿基米德原理和漂浮条件可得,则,所以;地球的引力减小一半时,、不变,所以也不变,即轮船在水中的位置不变。
10.[2025丽水缙云期末]劳动实践中,小明把家里水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面上(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会_______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】(1)小于 (2) 上升
【解析】(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力小于它的重力。
(2)鹅卵石捞出前沉底,浮力小于重力,即;将鹅卵石捞出放置在桶内时,装有鹅卵石的小桶处于漂浮状态,此时空桶受到的浮力和装有鹅卵石的小桶受到的浮力差等于鹅卵石的重力,即,所以,根据知排开水的体积变大,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。
11.[2024舟山定海金衢山五校联考]小潘同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台浮力秤,可方便地称量物体的质量,其构造如图甲所示。已知小筒底面积为,小筒和秤盘总重0.8N。
甲 乙
(1)如图甲,当秤盘上不放物体时,应在小筒A处标出该浮力秤的______刻度;
(2)如图乙,在秤盘上放一物体后,小筒浸入水中的深度为0.2m,则该物体的质量为______kg。(g=10N/kg)
【答案】(1)零 (2)0.12
【解析】(1)当秤盘上不放物体时,即物体的质量为0,应在小筒A处标出该浮力秤的零刻度。
(2)小筒受到的浮力,物体、小筒和秤盘总重,物体重力,物体的质量。
12.[2025杭州钱学森学校期中]为了测出普通玻璃的密度,小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶,一个量筒和适量的水,做了如下实验:
(1)往量筒内倒入56mL的水;
(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图甲所示),此时水面与80mL刻度线相平;
(3)让小瓶口朝下沉没在水中(如图乙所示),这时水面与62mL刻度线相平。根据以上资料可知:制成小瓶的玻璃的密度______。(g=10N/kg)
【答案】4
【解析】小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上,排开水的体积为,由于玻璃瓶漂浮在水面上,所以玻璃瓶受到的浮力等于玻璃瓶的重力,即玻璃瓶的重力,玻璃的体积,制成小瓶的玻璃的密度为。
13.[2025宁波慈溪期中]如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂底面积为的圆柱体,水平桌面上放置底面积为、质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。现将圆柱体从圆筒上方离液面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数F与圆柱体底面浸入液体的深度h变化关系如图乙所示(圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出)。求(g=10N/kg)
甲 乙
(1)圆柱体的高度为______cm;
(2)圆柱体浸没时受到液体的浮力;
(3)筒内液体密度。
【答案】(1)10 (2)6N (3)
【解析】(1)由图乙可知,圆柱体底面浸入液体10cm后弹簧测力计的示数不变,所以圆柱体高度。
(2)由图乙可知,当时,弹簧测力计的示数为18N,圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数,则,当时,弹簧测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体浸没在液体中,此时圆柱体受到的拉力,圆柱体浸没时受到液体的浮力。
(3)圆柱体浸没在液体中时,排开液体的体积,由得,液体的密度。
14.[2025·金华期末]如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心物体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙。然后将体积为2000cm³的实心物体B用细线和A连接在一起放入水中,A、B刚好悬浮,如图丙所示。细线的重力和体积忽略不计,试计算:
(1)物体A浸没在水中时受到的浮力。
(2)物体B浸没在水中时受到的浮力。
(3)物体B的密度。
【答案】(1)解:由图乙,,浸没时。
(2)解:,。
(3),总体积,总浮力,,,。
【解析】(1)由图乙可知,拉出水面后,物体A的重力,则物体A浸没在水中时受到的浮力。
(2)由于物体B完全浸没,根据阿基米德原理可得:。
(3)浸没时物体A的体积,图丙中物体A、B作为整体进行分析,A、B整体的体积,整体受到的浮力,根据悬浮条件可知:,则,所以物体B的质量,物体B的密度。
★题型二 与浮力相关的实验
1.[2024·杭州期末]小科在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的小桶收集小石块排开的水,实验过程分别如图(b)(c)(d)(e)所示。
(1)图(a)中对溢水杯内水量的要求是__________________。。
(2)将小石块从水面上方某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸入水中直至刚好浸没,整个过程中弹簧测力计的示数将______________________。
(3)若图中四个测量值、、、满足关系式___________,则阿基米德原理将得到验证。
【答案】(1)溢水杯内应盛满水;(2)先不变后逐渐变小;(3)
【解析】(1)验证阿基米德原理需测量排开水的重力,溢水杯需盛满水,确保物体浸入时排开的水全部流入小桶。
(2)石块未浸入水中时,弹簧测力计示数等于重力,不变;逐渐浸入时,浮力增大,示数逐渐变小,直至浸没后不变。
(3)浮力,排开水的重力,若两者相等,则验证阿基米德原理。
2.[2024·杭州期末]在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了如下猜想:
A.可能与液体的密度有关;
B.可能与物体的密度有关;
C.可能与物体的体积有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积有关;
E.可能与物体浸在液体中的深度h有关。
小科所在的实验小组得到的实验器材有柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(水足够多)、细线等。
(1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和______(填序号)是否正确。
(2)他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在如图所示的位置,读出弹簧测力计的示数;接着向下移动弹簧测力计和铁块,增大浸在液体中的深度h,待铁块处于______状态时,再读出弹簧测力计的示数;继续增大浸在液体中的深度h,重复上述操作。若每次测量中,弹簧测力计的示数都相等,说明猜想是____________(填“正确的”或“错误的”)。
【答案】(1)D;(2)静止;错误的
【解析】(1)现有器材可改变物体浸在液体中的体积(V₂),验证猜想D;无法改变液体密度、物体密度、物体体积,故只能验证E和D。
(2)测量时需使铁块静止(受力平衡),若深度增大但示数不变,说明浮力与深度无关,猜想E错误。
3.[2025·杭州期末]用如图所示实验装置验证阿基米德原理。当物块浸入装满水的溢水杯中时,水会流入空桶,回答下列问题。
(1)根据图中数据可知,实验中物块受到的浮力大小是________N。
(2)如果实验前溢水杯未装满水,实验测得的排开水的重力将会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)若换用酒精代替水进行实验,的大小将变为________N(已知)。
【答案】(1)0.5;(2)偏小;(3)1.6
【解析】(1)浮力。
(2)溢水杯未装满水,物体浸入时排开的水不能全部流入小桶,测得偏小。
(3)物体体积,酒精中浮力,故。
4.某课外兴趣小组的同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”,设计了如下实验步骤和数据记录表格:
①在量筒中加入水,读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上,测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计挂钩上的铁块浸没在盛有水的量筒里,再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度。
⑤计算铁块排开水的体积和铁块排开的水受到的重力。
铁块的重力/N
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N
铁块在水中受到的浮力/N
水的体积/cm³
水和铁块的总体积/cm³
排开水的体积/cm³
排开的水受到的重力/N
(1)实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是________________。将表格补充完整后,完成实验。分析数据得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体受到的重力。
(2)实验后,该组同学进行了反思:
①量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出________________,从而不能得出实验结论。
②通过以上实验得出结论不可靠,理由是________(填字母)。
A.没有进行多次重复实验
B.没有换用其他液体进行实验
C.没有进行物体部分浸入水中时的实验
【答案】(1)铁块的重力/N (2)水和铁块的总体积 ABC (3) (4)
【解析】(1)根据称重法测量浮力,需要用弹簧测力计测量空气中物体的重力和浸没在水中时物体受到的拉力,故表格中缺少的一项是“铁块的重力/N”。
(2)①应向量筒中加入“适量的水”,不能太少,否则不能把物体浸没,也不能太多,否则在放入物体后会有水溢出,不能测量出水和铁块的总体积,从而不能得出实验结论。
②为得到普遍性的规律,应换用不同液体进行多次重复实验以及进行物体部分浸入液体中的实验,多测几组数据进行分析,从而得出结论,故选ABC。
5.某科学兴趣小组的同学欲探究“浸在水中的物体所受浮力与浸入深度的关系”。
实验器材:弹簧测力计、烧杯、水、圆柱体(体积相同的不同物体)。
实验要求:将物体所受的浮力大小及弹簧测力计示数与浸入深度(h)的关系用图像表示出来。实验结束后,A、B、C、D四组同学根据实验过程及结果画出了以下四幅图像,并进行了汇报。
(1)老师一看,马上指出D组同学所画的图像是错误的,你认为老师判断的依据是________。
(2)根据图A和图C,得出、、三者的等量关系是________________。
(3)图A、B、C所示三种物质中,密度最大的是________。
(4)根据图B,可计算出该物质的密度为。
【答案】(1)弹簧测力计示数和浮力不再变化的节点,应在同一深度 (2) (3)A (4)2
【解析】(1)物体浸没后,浮力不变,弹簧测力计示数也不变,两者节点应在同一深度,D图不符合。
(2)根据阿基米德原理,物体未浸没时,浮力随着浸入深度的增加,浸入体积增大,浮力增大,当浸没时,深度增加,物体所受浮力大小不变,所以弹簧测力计示数应先减小后不变,所以图A和图C中,a是描述弹簧测力计示数与物体浸入深度关系的,b是描述浮力与物体浸入深度关系的;图像中的表示物体所受的重力,表示物体浸没后弹簧测力计的示数,表示物体浸没后所受的浮力;物体浸没后受到三个力的作用:向下的重力、向上的浮力和拉力,此时物体处于静止状态,受的是平衡力,即重力等于浮力加拉力(大小即为弹簧测力计示数),所以。
(3)与(2)分析同理,图B中物体受力也符合;物体的体积相同,浸没在水中受到的浮力相同,所以A、B、C三图中相等;由A、B、C三图可知,图A中最大,此时最大;图A中物体的重力最大,质量最大,体积相同,由可知图A中物质的密度最大。
(4)物体全部浸入液体中,物体的体积等于排开液体的体积,由图B可知,图B中,代入等式可得:;根据阿基米德原理公式和重力公式可得:,,。
6.[2025·杭州期末]某科学小组为验证阿基米德原理,选用相关器材进行实验,器材如下:弹簧测力计、溢水杯、小水桶、小石块、细线(体积忽略不计)和水。
(1)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为、、、。若_____________成立(用已测得的物理量表示),则可以验证阿基米德原理。
(2)实验过程中,发现浮力大小与物体排开液体的重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现该结果的原因可能是___________________________。
(3)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,A、B示数的变化量_________(填“相等”或“不相等”)。
(4)比较两种实验方案,改进后的实验的优点是实验器材生活化,弹簧测力计固定,示数更稳定;能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化_________(填字母)。
A. 弹簧测力计𝐴 的示数就是物体所受浮力的大小
B. 实验器材生活化,弹簧测力计固定,示数更稳定
C. 能同步观察弹簧测力计𝐴、𝐵 示数的变化
【答案】(1);(2)溢水杯中的水没有装满;(3)相等;(4)BC
【解析】(1)浮力,排开水的重力,两者相等则验证原理。
(2)溢水杯未装满水,排开的水不能全部流入小桶,导致。
(3)物体受到的浮力等于排开水的重力,故A的示数减小量等于B的示数增加量,变化量相等。
(4)A错误(A的示数变化量是浮力),B、C为改进后优点,故选BC。
7.[2024·绍兴月考]小荣用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图乙、丙,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___________图的装置来进行实验。
(3)由实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力是________N,圆柱体的体积是_______。(g取10N/kg)
(4)用图示实验数据可测出盐水的密度是________。
【答案】(1)物体排开液体的体积;(2)丙、丁;(3)4;;(4)
【解析】(1)乙、丙中液体密度相同,排开体积不同,浮力不同,说明浮力与排开液体体积有关。
(2)探究浮力与深度的关系,需控制排开体积和液体密度不变,选丙、丁。
(3)浮力,体积。
(4)盐水中浮力,。
8.小科想利用身边的简易器材进行实验。
实验一:验证浮力的方向
(1)小科将矿泉水瓶的底部切掉,乒乓球上粘上一根黑线,穿过带小孔的瓶盖,黑线一端系一颗不太重的螺丝做了图甲和图乙两次实验,加水后均发现乒乓球慢慢上浮。此实验说明浮力的方向是________的。
实验二:验证阿基米德原理
(2)所需器材:带挂钩的去底大矿泉水瓶、带挂钩的去底小矿泉水瓶、弹簧测力计、若干细线、金属块、足够多的水。
请根据所给器材设计实验并写出步骤,验证阿基米德原理。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)竖直向上 (2)实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出带挂钩的去底大矿泉水瓶的重力;
②在带挂钩的去底小矿泉水瓶中装满水后挂在大矿泉水瓶中;
③用弹簧测力计测出金属块的重力G,然后将金属块完全浸入小矿泉水瓶内的水中,读出弹簧测力计的示数F;
④测出带有水的大矿泉水瓶的重力;
⑤分析数据,若,即可验证阿基米德原理。
【解析】(1)乒乓球上浮,说明浮力方向竖直向上。(2)通过测量金属块浮力()和排开水的重力(),若两者相等,验证阿基米德原理。
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