四、浮力(培优考点练)(第2课时)物理新教材苏科版八年级下册
2026-03-18
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内容正文:
四、浮力(第二课时)
目录
题型分组练 2
题型01 称重法测量浮力的大小 2
题型02 利用阿基米德原理计算浮力的大小 3
题型03 利用浮力产生原因计算浮力的大小 4
题型04 应用阿基米德原理解释生活中的现象 5
题型05 应用浮力知识测质量和密度 6
题型06 与浮力相关的图像问题 8
拔高综合练 9
链接中考 11
新题快递 12
题型分组练
题型01 称重法测量浮力的大小
1. 称重法求浮力:物体的______减去在_________时弹簧测力计示数F1即F浮=______;如图甲、乙所示,先用弹簧测力计测量物块在空气中所受的重力,再把物块浸没在水中,发现弹簧测力计的示数变__________,表明物块受到了浮力的作用。根据图中数据可知,物块受到的浮力为____________N。
2.乡村振兴建设中,小明家购买一批瓷砖装修新房,他想测量这批瓷砖的密度,小明先用弹簧测力计测量一小块瓷砖样品的重力,如图甲所示,再把样品浸没在水平桌面上容器内的水中,样品不触底,如图乙所示。(不考虑瓷砖吸水)求:
(1)瓷砖样品浸没在水中时受到的浮力;
(2)瓷砖样品排开水的体积;
(3)这批瓷砖的密度。
3.用量程足够大的弹簧测力计拉着一个正方体物块,从空中某一高度慢慢放入盛水的容器中,如图甲所示,整个过程中水未溢出,弹簧测力计的示数F随物块下降的高度h变化的图像如图乙所示。水的密度。
(1)正方体物块浸入水中的过程中受到水的最大浮力是多少?
(2)正方体物块刚好浸没在水中时,其下表面受到水向上的压力是多少?
4.如图所示,挂在电子测力计上的长方体金属块(不碰底),在竖直向上的拉力作用下,从水中某处开始缓慢匀速上升,直到离开水面到达某高度处。如图乙所示的是电子测力计的示数F随长方体金属块运动时间t变化的图像。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)求:
(1)金属块受到的重力大小;
(2)金属块浸没时受到的浮力大小;
(3)金属块的密度。
题型02利用阿基米德原理计算浮力的大小
5.用手将一重为5N的物体全部压入水中,物体排开的水重8N,此时物体受到的浮力为( )
A.5N B.8N C.3N D.13N
6.将质量为0.5 kg的物体,轻轻放入盛满水的溢水杯中,溢出0.2 kg的水,则此物体受到的浮力是(取)( )
A.5 N B.0.5 N C.2 N D.0.2 N
7.如图所示的西宁舰是中国自行研制的052D型导弹驱逐舰,满载排水量约7500吨,则西宁舰满载时所受的浮力为_______N,此时其浸入水中的体积为_______m3。
8.如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度。求:
(1)提子受到的重力为______N,如图丁再向下压一定深度(提子未浸没),所受的浮力将______;
(2)将提子缓慢压下,使提子下底面浸入酱油的深度为5cm,提子受到的浮力?
(3)在(2)的基础上,再向下压提子3cm,此时人对提子的力的大小。
题型03 利用浮力产生原因计算浮力的大小
9.如图所示,立方体物体浸没在液体中,、、、分别表示静止时它四个面受到液体的压力。下列说法中正确的是( )
A.和是一对平衡力 B.和是一对相互作用力
C.物体受到的浮力等于 D.与的合力方向可能竖直向下
10.如图所示,一个长方体物块A质量是500g,浸没在水中,其下表面受到水对它向上的压力为20N,上表面受到水对它向下的压力为12N,则物块A受到合力的大小和方向为(g=10N/kg)( )
A.8N 竖直向上 B.3N 竖直向下
C.3N 竖直向上 D.13N 竖直向下
11.如图所示,小红同学用弹簧测力计挂了重为10牛,边长为0.1m正方体半浸没在水中保持静止。求:
(1)A下表面受到的液体压力。
(2)弹簧测力计的示数。
12.如图所示,将长方体物块完全浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为,若物块上、下表面所受水的压力分别为和23N。求:
(1)物体A所受的浮力;
(2)物块的质量是多少千克()。
(3)物块的密度。
题型04 应用阿基米德原理解释生活中的现象
13.下列物体主要是依靠空气的浮力升空的是( )
①飞行的飞艇 ②飞行的飞机
③升空的热气球 ④发射的火箭
A.①③ B.③④ C.②④ D.①④
14.“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.在太空中浮力消失了
15.天津某天然浴场的水底布满了小石子,游泳者从浅水区走向深水区的过程中,下列关于游泳者脚底的感受和分析合理的是( )
A.越来越疼,因为人受到的浮力越来越小
B.越来越不疼,因为人受到的浮力越来越大
C.越来越不疼,因为小石子对人的支持力越来越大
D.没有什么变化,因为人受到的重力没有变化
题型05 应用浮力知识测质量和密度
16.如图所示,把重为G的石块挂在弹簧测力计下,将石块分别浸没在水和酱油中,测力计的示数分别为F1和F2。以下判断不正确的是(水的密度用表示)( )
A.酱油中 B.
C. D.
17.创新实验小组利用如图所示的实验装置来测量一个正方体塑料块的密度,拉力传感器能精确显示绳子对塑料块的拉力大小。往水槽中缓慢注水,当塑料块有的体积浸入水中时,拉力传感器示数为2N;持续注水直至塑料块完全浸入,此时拉力传感器示数变为8N。水的密度为,则( )
A.塑料块浸没时受到的浮力为6N
B.塑料块的体积为
C.塑料块受到的重力为2N
D.塑料块的密度为
18. 利用天平、量筒、弹簧测力计、小桶、水等器材,设计以下两种方案测量固体物质的密度。
【方案一测量小石块的密度】
(1)将天平放在水平桌面上,然后将游码移到标尺左端的______处,调节平衡螺母使天平平衡;
(2)正确测量时,右盘中砝码和游码位置如图甲所示,则小石块的质量为______g;
(3)将小石块取下后,用细线将石块系住,放入到如图乙所示量筒内的水中,当完全浸没时水面上升到42mL处,则小石块的密度为______kg/m³。
【方案二测量实心铜球的密度】
(1)将铜球挂在弹簧测力计下端,记录弹簧测力计示数为,如图丙所示。
(2)将装有适量水的小桶挂在弹簧测力计下端,记录弹簧测力计示数为,如图丁所示。
(3)用手提着铜球的细线一端,将铜球缓慢地浸没在图丁的水中(不碰到烧杯底部),如图戊所示,记录弹簧测力计示数为。
(4)分别写出铜球体积和密度的表达式为______、______(用所测物理量的符号、及常数表示),并解释(2)中加点字“适量”的含义:______。
19.如图,是应用于石油化工、日用化工等领域电子密度计。电子密度计工作时,先将一个实心石英球挂在固定在托盘上的支架,石英球下方有一空杯,用来盛放待测液体。支架所受的拉力大小通过下方显示器显示出来。如:显示表明是质量为的石英球对支架产生的拉力。加入适量的水将石英球浸没,此时支架所受拉力在显示器上显示为22.00g,是由于水对石英球产生___________力。再按下电子密度计上的“密度”按钮,电子密度计根据已设定的“算法”,在显示器上显示水的密度为。现要测某液体的密度,应先在杯中装入待测液体,使其将干燥的石英球___________,显示器显示为24.70g,则待测液体密度为___________取)
题型06 与浮力相关的图像问题
20.一个铁块挂在弹簧测力计下,将铁块慢慢放入水中,浸没到一定深度。这一过程中,弹簧测力计的示数与浸入深度的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
21.如图甲所示,用弹簧测力计将圆柱体从盛水的容器中缓慢提出水面,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(忽略液面的变化,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
①圆柱体浸没时受到的浮力是2N
②圆柱体受到的重力是3N
③圆柱体的密度是
④圆柱体的底面积是
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
22. 重16N的正方体物块沉在面积很大的容器底部,如图甲所示现用弹簧测力计竖直向上提物块,物块所受的浮力F随物块上升的距离h变化关系如图乙所示,已知水的密度为1.0×103kg/m3,则物块的边长为________m,在刚出水面前弹簧测力计的拉力为________N,物块的密度为________kg/m3。
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23.如图甲所示,喜欢动手动脑的小高同学在弹簧测力计下端用轻质细线系着底面积为40cm2实心圆柱体,圆柱体浸没在水中,不与容器壁、容器底接触。现将其以1cm/s的速度匀速拉出水面,弹簧测力计示数F随圆柱体上升时间t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,(取)求:
(1)圆柱体在露出水面前受到水的浮力;
(2)圆柱体上表面刚要露出水面时,下表面受到水的压强;
(3)该圆柱体的密度。
24. 小红将石块放入杯子的水中,发现石块下沉,为验证下沉的物体是否受浮力以及浮力大小与哪些因素有关,她采取了以下实验探究。
(1)设计A、B、C图示实验,当手托石块或把石块浸入水中时,根据观察到______的现象,可得“在水中下沉的物体也受到浮力”。C图中,石块所受浮力的表达式为______(用所测物理量的符号表示)。
(2)将石块逐渐浸入水中(未完全浸没前),小红发现石块所受浮力逐渐变大,于是猜想“物体所受浮力的大小随物体浸入液体中深度的增大而增大”。为验证猜想是否正确,她将一长方体铁块挂在弹簧测力计下(如图D),并将长方体铁块分别一半放在水中(如图E和F),根据关系式______(用所测物理量的符号表示),可证明猜想是错误的。
(3)她又将长方体铁块浸没水中(如图G),分析D、E和G实验数据可得:在液体的密度相同时,______越大,受到的浮力越大。
(4)小红再将长方体铁块浸没浓盐水中(如图H),分析D、______和H实验数据可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。根据这三次实验中弹簧测力计的示数,小红还求出了浓盐水的密度,其表达式为______(用所测物理量的符号和水的密度ρ水表示)。
25.科创小组的同学设计了如图甲所示的力学综合实验装置。力传感器上端固定在水平杆上,下端通过竖直轻杆与正方体相连,水平升降台上放有溢水杯和力传感器,小桶放在力传感器上,溢水杯中的水面刚好与溢水口齐平。水平升降台匀速上升,当时,正方体刚好接触水面,之后排开的水全部流入小桶中,力传感器的示数随时间变化的关系如图乙所示。已知。
(1)当力传感器的示数时,求正方体受到的浮力;
(2)求升降台匀速上升的速度;
(3)当时,力传感器的示数,求正方体的密度。
26.小智利用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”。
(1)图b中物体受到的浮力为________N;
(2)对比________三图,可以探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度是否有关;
(3)对比a、b、e三图,得出“浮力的大小与液体的密度有关”的结论,这一分析是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由是_________;
(4)实验前,小智未对弹簧测力计进行较零,其所测得浮力________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”);
(5)如图f,小智将装满水的溢水杯放在升降台C上,当逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数减小,弹簧测力计B的示数增大,且弹簧测力计A、B的示数变化量________,从而证明了阿基米德原理;实验中________(选填“可以”或“不可以”)用乒乓球来充当重物进行实验;
(6)小智继续设计了如图g所示的装置测量液体的密度:一容器底部固定一个拉力传感器,传感器与一小瓶用一细线连接,小瓶轻且薄,往容器中如适量水,让小瓶浸没于水中。当小瓶中装满酒精时,拉力传感器的示数为F1;当小瓶中装满某种液体时,拉力传感器的示数为F2,若水的密度为ρ1,酒精密度为ρ2,则该液体的密度ρ=________(请用F1、F2和以及ρ1、ρ2来表示)。
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27.(2025淮阴•中考真题)将一个底面积为40cm2,高为10cm的圆柱形容器静置在水平桌面上,容器内有质量为200g的水,现将一个体积为330mL的可乐罐缓慢浸入容器中,直到容器溢出水的质量为100g,如图所示。下列说法正确的是( )
A.当容器溢出水的质量为100g时,可乐罐受到的浮力大小是1N
B.整个过程中容器底受到的水的压强一直变大
C.整个过程中可乐罐对手的作用力先变大后不变
D.整个过程中容器对桌面的压强变化了500Pa
28.(2025徐州•中考真题)弹簧测力计下悬挂一个质量为0.48kg的重物,把重物浸没在水中时,弹簧测力计的示数是2.4N(g=10N/kg)求:
(1)重物浸没在水中时受到的浮力是多少N?
(2)重物的体积是多少m3;
(3)若将重物浸没在另一种未知液体中,且浸没时弹簧测力计的示数是1.2N,则这种液体的密度是多少kg/m3。
29. (2024盐城•中考真题)如图所示为某景区内乘氦气球升空的观光项目。氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为5000m3(不计球壁的厚度),ρ氦气=0.18kg/m3,ρ空气=1.29kg/m3。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为4×104 N,现有总质量为1640kg的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
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30.(2025年南通期末)如图所示,取一个矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲);若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙和丙),此实验中,相关说法错误的是( )
A.甲图中,乒乓球不受浮力
B.乙图中,乒乓球不受浮力
C.丙图中,乒乓球在上浮时受到的浮力等于水对球上下面的压力差
D.整个实验验证了浮力产生的原因
31.(2025年东台期末)小博同学按如图所示步骤,用金属块探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)通过比较步骤A、B、C可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与________有关;
(2)如果对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,同组小硕认为这个结论不正确,理由是________________;
(3)由实验数据可知,盐水的密度为________;
(4)小博还想到可以利用台秤验证阿基米德原理,如图F所示,把装满水的溢水杯放到台秤上,用弹簧测力计拉着物体逐渐浸入溢水杯的过程中,若观察到________则就能证明阿基米德原理的成立;
(5)同组的小硕将一个长方体,用记号笔进行16等分,如图G所示。用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处,并浸入水中。其这么做的目的是为了探究浮力大小是否与________因素有关。
32. (2025年吴江期末)小明在探究“影响浮力大小的因素”实验中,用同一个弹簧测力计测出物体M在如图甲所示的5种情况下的拉力,(g取)。
(1)分析图A、______可得,物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关,物体浸没在水中时受到的浮力大小为______N。
(2)分析A、D、E可知物体所受浮力大小与______有关。
(3)物体M的密度是______,盐水的密度是______。
(4)小明又选取另一物体N进行实验,匀速没入水中时,物体N所受拉力和浮力随其下表面到水面的距离h的变化关系如图乙所示,则物体N的密度是______。
33.(2025年无锡期末)有一金属块挂在弹簧测力计下,测力计的示数为3.8N,将它浸没在盛满水的溢水杯中时,有50g的水从溢水杯中溢出。求:(g取10N/kg)
(1)金属块在水中受到的浮力。
(2)金属块的体积。
(3)金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数。
34.(2025年泰兴期末)将一杯水放在水平台秤上,台秤示数为600g;弹簧测力计下悬挂一实心物体A浸在水中保持静止(如图所示),此时物体A刚好有一半体积浸入水中,台秤的示数为750g,弹簧测力计的示数为6N,已知水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)此时物体A所受浮力大小;
(2)物体A的体积;
(3)物体A的密度。
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四、浮力(第二课时)
目录
题型分组练 2
题型01 称重法测量浮力的大小 2
题型02 利用阿基米德原理计算浮力的大小 4
题型03 利用浮力产生原因计算浮力的大小 6
题型04 应用阿基米德原理解释生活中的现象 8
题型05 应用浮力知识测质量和密度 10
题型06 与浮力相关的图像问题 13
拔高综合练 16
链接中考 20
新题快递 23
题型分组练
题型01 称重法测量浮力的大小
1. 称重法求浮力:物体的______减去在_________时弹簧测力计示数F1即F浮=______;如图甲、乙所示,先用弹簧测力计测量物块在空气中所受的重力,再把物块浸没在水中,发现弹簧测力计的示数变__________,表明物块受到了浮力的作用。根据图中数据可知,物块受到的浮力为____________N。
【答案】重力G 物块浸在液体中 小 1.4
【详解】[1][2][3]称重法求浮力的具体做法是:物体的重力G减去物体浸在液体中时弹簧测力计示数F1,即
[4]在空气中时,弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小,把物块浸没在水中,由于物块受到了浮力的作用,弹簧测力计的示数会变小。
[5]由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N,则图甲中物块所受的重力
由图乙可知,把物块浸没在水中,弹簧测力计的示数
则物块受到的浮力为
2.乡村振兴建设中,小明家购买一批瓷砖装修新房,他想测量这批瓷砖的密度,小明先用弹簧测力计测量一小块瓷砖样品的重力,如图甲所示,再把样品浸没在水平桌面上容器内的水中,样品不触底,如图乙所示。(不考虑瓷砖吸水)求:
(1)瓷砖样品浸没在水中时受到的浮力;
(2)瓷砖样品排开水的体积;
(3)这批瓷砖的密度。
【答案】(1)0.5N (2)5×10-5m3 (3)2×103kg/m3
【详解】(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为1N,则瓷砖样品的重力G=1N,由图乙可知,弹簧测力计的示数为0.5N,则F拉=0.5N,根据称重法可知,瓷砖样品浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F拉=1N-0.5N=0.5N
(2)根据F浮=ρ液V排g可得,瓷砖样品排开水的体积
(3)瓷砖的密度为
3.用量程足够大的弹簧测力计拉着一个正方体物块,从空中某一高度慢慢放入盛水的容器中,如图甲所示,整个过程中水未溢出,弹簧测力计的示数F随物块下降的高度h变化的图像如图乙所示。水的密度。
(1)正方体物块浸入水中的过程中受到水的最大浮力是多少?
(2)正方体物块刚好浸没在水中时,其下表面受到水向上的压力是多少?
【答案】(1)80N (2)80N
【详解】(1)正方体物块浸入水中的过程中受到水的最大浮力是
(2)由浮力的产生原因得
刚浸没时,正方体物块上表面受到的压力为
此时正方体物块下表面受到水向上的压力是
4.如图所示,挂在电子测力计上的长方体金属块(不碰底),在竖直向上的拉力作用下,从水中某处开始缓慢匀速上升,直到离开水面到达某高度处。如图乙所示的是电子测力计的示数F随长方体金属块运动时间t变化的图像。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)求:
(1)金属块受到的重力大小;
(2)金属块浸没时受到的浮力大小;
(3)金属块的密度。
【答案】(1)5.4N (2)2N (3)2.7×103kg/m3
【详解】(1)由图乙可知,在CD段(9s-15s),金属块已经完全离开水面,此时电子测力计的示数等于金属块的重力。所以金属块的重力
(2)由图乙可知,在AB段(0-5s),金属块完全浸没在水中,此时电子测力计的示数。金属块浸没在水中时,受到重力G、拉力F1和浮力F浮的作用,处于平衡状态。根据称重法测浮力的原理,金属块受到的浮力
(3)当金属块完全浸没时,由可得,金属块的体积
金属块的质量
金属块的密度
题型02利用阿基米德原理计算浮力的大小
5.用手将一重为5N的物体全部压入水中,物体排开的水重8N,此时物体受到的浮力为( )
A.5N B.8N C.3N D.13N
【答案】B
【详解】根据阿基米德原理,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所受的重力,物体排开的水重8N,所以此时物体受到的浮力为8N,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.将质量为0.5 kg的物体,轻轻放入盛满水的溢水杯中,溢出0.2 kg的水,则此物体受到的浮力是(取)( )
A.5 N B.0.5 N C.2 N D.0.2 N
【答案】C
【详解】把物体轻轻放入盛满水的溢水杯中,排开水的重力
由阿基米德原理可知,物体受到的浮力为,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.如图所示的西宁舰是中国自行研制的052D型导弹驱逐舰,满载排水量约7500吨,则西宁舰满载时所受的浮力为_______N,此时其浸入水中的体积为_______m3。
【答案】
【详解】[1]根据阿基米德原理,西宁舰满载时受到的浮力
[2]由阿基米德原理可得,西宁舰浸入水中的体积为
8.如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度。求:
(1)提子受到的重力为______N,如图丁再向下压一定深度(提子未浸没),所受的浮力将______;
(2)将提子缓慢压下,使提子下底面浸入酱油的深度为5cm,提子受到的浮力?
(3)在(2)的基础上,再向下压提子3cm,此时人对提子的力的大小。
【答案】(1) 2 变大 (2) 2.4N (3)1.84N
【详解】(1)[1]提子的质量为
根据重力公式 ,可求得提子受到的重力
[2]提子在酱油中,受到的浮力大小取决于排开酱油的体积。根据阿基米德原理 ,当向下压提子时,其排开酱油的体积 增大,所以在酱油密度 和 不变的情况下,所受的浮力将变大。
(2)当提子下底面浸入酱油的深度为 时,提子排开酱油的体积为
根据阿基米德原理,此时提子受到的浮力
(3)在(2)的基础上,再向下压提子3cm,此时提子浸入酱油的总深度
由于 ,提子未完全浸没,酱油没有进入提子内部。
此时提子排开酱油的体积
此时提子受到的浮力
此时提子处于静止状态,受力平衡。它受到三个力的作用:竖直向上的浮力 ,竖直向下的重力 和人施加的竖直向下的压力 。根据力的平衡条件可得
所以,人对提子的力 的大小为
题型03 利用浮力产生原因计算浮力的大小
9.如图所示,立方体物体浸没在液体中,、、、分别表示静止时它四个面受到液体的压力。下列说法中正确的是( )
A.和是一对平衡力 B.和是一对相互作用力
C.物体受到的浮力等于 D.与的合力方向可能竖直向下
【答案】A
【详解】A.和处在同一深度,由得,此处的压强相等,物体左右两侧的受力面积相同,由得,两力大小相等,且作用在同一物体上,方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故A正确;
B.和处在不同的深度,压强不同,受力面积相同,由可知,压力大小不同,不是一对相互作用力,故B错误;
C.根据压力差法可知,浮力等于物体上、下表面的压力差,即浮力等于,故C错误;
D.与的合力为物体的浮力,方向是竖直向上,故D错误。
故选A。
10.如图所示,一个长方体物块A质量是500g,浸没在水中,其下表面受到水对它向上的压力为20N,上表面受到水对它向下的压力为12N,则物块A受到合力的大小和方向为(g=10N/kg)( )
A.8N 竖直向上 B.3N 竖直向下
C.3N 竖直向上 D.13N 竖直向下
【答案】C
【详解】物块A受到的浮力
浮力的方向是竖直向上的;长方体物块A质量,则重力
方向是竖直向下的;由于,则物块A受到的合力是竖直向上的;物块A受到合力的大小
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.如图所示,小红同学用弹簧测力计挂了重为10牛,边长为0.1m正方体半浸没在水中保持静止。求:
(1)A下表面受到的液体压力。
(2)弹簧测力计的示数。
【答案】(1)5N (2)5N
【详解】(1)下表面的深度为
A下表面受到的液体压强为
A下表面的面积为
A下表面受到的液体压力为
(2)由浮力产生的原因可知,A受到的浮力为
弹簧测力计的示数为
12.如图所示,将长方体物块完全浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为,若物块上、下表面所受水的压力分别为和23N。求:
(1)物体A所受的浮力;
(2)物块的质量是多少千克()。
(3)物块的密度。
【答案】(1)5N (2)1.5kg (3)
【详解】(1)由浮力公式,可得物体A所受的浮力为
(2)由称重法测浮力可知,则物块A的重力为
由得,物块A的质量
(3)因为物块A完全浸没在水中,所以物块的体积等于其排开水的体积。根据阿基米德原理,可得物块A的体积
根据密度公式,可求得物块A的密度
题型04 应用阿基米德原理解释生活中的现象
13.下列物体主要是依靠空气的浮力升空的是( )
①飞行的飞艇 ②飞行的飞机
③升空的热气球 ④发射的火箭
A.①③ B.③④ C.②④ D.①④
【答案】A
【详解】①飞艇工作时,需要向飞艇内充入密度比空气小的气体,从而利用浮力来飞行;
②飞机是利用机翼上下方空气的流速不同产生的升力升空的;
③热气球里利用气球里的空气受热后体积变大,密度变小后小于外部空气密度,气球受浮力作用而上升;
④火箭升空靠气体的反作用力而获得动力。综上,依靠空气的浮力而升空的实例是①③,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14.“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.在太空中浮力消失了
【答案】D
【详解】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。
15.天津某天然浴场的水底布满了小石子,游泳者从浅水区走向深水区的过程中,下列关于游泳者脚底的感受和分析合理的是( )
A.越来越疼,因为人受到的浮力越来越小
B.越来越不疼,因为人受到的浮力越来越大
C.越来越不疼,因为小石子对人的支持力越来越大
D.没有什么变化,因为人受到的重力没有变化
【答案】B
【详解】游泳者从浅水区走向深水区时,排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知,人受到的浮力越来越大。人受到重力G、浮力F浮和小石子的支持力F支,三者满足
重力不变,浮力变大时,支持力会越来越小,脚底受到的压力减小,所以会越来越不疼。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型05 应用浮力知识测质量和密度
16.如图所示,把重为G的石块挂在弹簧测力计下,将石块分别浸没在水和酱油中,测力计的示数分别为F1和F2。以下判断不正确的是(水的密度用表示)( )
A.酱油中 B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.据图可知,石块浸没在酱油中弹簧测力计的示数是F2,根据称重法可得,石块在酱油中受到的浮力为,故A正确,不符合题意;
BC.根据称重法可得,石块浸没在水中受到的浮力为
石块浸没,排开水的体积与石块的体积相等,则石块的体积为
石块在酱油中浸没,则排开酱油的体积与排开水的体积相等,可得酱油的密度为
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.石块的密度为
故D正确,不符合题意。
故选B。
17.创新实验小组利用如图所示的实验装置来测量一个正方体塑料块的密度,拉力传感器能精确显示绳子对塑料块的拉力大小。往水槽中缓慢注水,当塑料块有的体积浸入水中时,拉力传感器示数为2N;持续注水直至塑料块完全浸入,此时拉力传感器示数变为8N。水的密度为,则( )
A.塑料块浸没时受到的浮力为6N
B.塑料块的体积为
C.塑料块受到的重力为2N
D.塑料块的密度为
【答案】B
【详解】当有的体积浸入水中时,拉力传感器的示数为,则有,即
当塑料块完全浸没时,拉力传感器的示数为,则有,即
解得,。
浸没时的浮力为
物体密度为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
18. 利用天平、量筒、弹簧测力计、小桶、水等器材,设计以下两种方案测量固体物质的密度。
【方案一测量小石块的密度】
(1)将天平放在水平桌面上,然后将游码移到标尺左端的______处,调节平衡螺母使天平平衡;
(2)正确测量时,右盘中砝码和游码位置如图甲所示,则小石块的质量为______g;
(3)将小石块取下后,用细线将石块系住,放入到如图乙所示量筒内的水中,当完全浸没时水面上升到42mL处,则小石块的密度为______kg/m³。
【方案二测量实心铜球的密度】
(1)将铜球挂在弹簧测力计下端,记录弹簧测力计示数为,如图丙所示。
(2)将装有适量水的小桶挂在弹簧测力计下端,记录弹簧测力计示数为,如图丁所示。
(3)用手提着铜球的细线一端,将铜球缓慢地浸没在图丁的水中(不碰到烧杯底部),如图戊所示,记录弹簧测力计示数为。
(4)分别写出铜球体积和密度的表达式为______、______(用所测物理量的符号、及常数表示),并解释(2)中加点字“适量”的含义:______。
【答案】 ①. 零刻度线 ②. 33 ③. ④. ⑤. ⑥. 铜球浸没水中后,水不溢出小桶
【解析】
【详解】(1)[1]使用天平前,要将游码移到标尺左端零刻度线处,这是天平调平的第一步,之后调节平衡螺母使天平横梁平衡。
(2)[2]天平读数时,物体质量等于右盘中砝码质量加上游码在标尺上对应的刻度值。砝码质量为20g+10g=30g
游码示数为3g,则小石块的质量为33g。
(3)[3]完全浸没时水面上升到42mL,由图可知原来液体的体积为30mL,故小石块的体积V=42mL-30mL=12mL
故小石块的密度
(4)[4][5]弹簧测力计变化的示数为铜球排开液体的重力,根据阿基米德原理,即浮力,故铜球的体积
铜球的质量
故铜球的密度
[6]如果水太少,不能浸没铜球,无法准确测量铜球排开水的体积;如果水太多,铜球浸没时水会溢出小桶,会使测量的F3不准确,进而影响浮力及体积、密度的计算。 故水既要能浸没铜球,又不能在铜球浸没后溢出小桶。
19.如图,是应用于石油化工、日用化工等领域电子密度计。电子密度计工作时,先将一个实心石英球挂在固定在托盘上的支架,石英球下方有一空杯,用来盛放待测液体。支架所受的拉力大小通过下方显示器显示出来。如:显示表明是质量为的石英球对支架产生的拉力。加入适量的水将石英球浸没,此时支架所受拉力在显示器上显示为22.00g,是由于水对石英球产生___________力。再按下电子密度计上的“密度”按钮,电子密度计根据已设定的“算法”,在显示器上显示水的密度为。现要测某液体的密度,应先在杯中装入待测液体,使其将干燥的石英球___________,显示器显示为24.70g,则待测液体密度为___________取)
【答案】 浮 浸没 0.85
【详解】[1]浸在液体内的物体受到液体对它竖直向上的作用力叫做浮力,石英球浸没在水中,示数变小,原因是石英球受到水的浮力。
[2][3]由题意可知,如要测某液体的密度,应先在杯中装入待测液体,再将干燥的石英球浸没在该液体中;通过题中数据可知,石英球的质量,则
浸没在水中时,支架所受拉力在显示器上显示为22.00g,即浸没在水中时石英球所受拉力
则石英球在水中受到的浮力
根据可得,石英球的体积
浸没在某液体中时,支架所受拉力在显示器上显示为24.70g,即浸没在某液体中时石英球所受拉力
则石英球在某液体中受到的浮力
根据可得,某液体的密度
题型06 与浮力相关的图像问题
20.一个铁块挂在弹簧测力计下,将铁块慢慢放入水中,浸没到一定深度。这一过程中,弹簧测力计的示数与浸入深度的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.选项A的图像从原点出发斜向上后水平,这表示示数先增大后不变,与实际情况中示数先减小不符,故A错误。
B.选项B的图像是一条水平直线,说明示数始终不变,没有体现出未浸没时示数减小的过程,故B错误。
C.选项C的图像从纵轴某点出发斜向下方到横轴,这表示示数一直减小到零,而实际上铁块完全浸没后示数会保持不变,不会减小到零,故C错误。
D.选项D的图像从纵轴某点出发斜向下方后保持水平,符合铁块未浸没时示数逐渐减小,完全浸没后示数保持不变的规律,故D正确。
故选D。
21.如图甲所示,用弹簧测力计将圆柱体从盛水的容器中缓慢提出水面,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(忽略液面的变化,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
①圆柱体浸没时受到的浮力是2N
②圆柱体受到的重力是3N
③圆柱体的密度是
④圆柱体的底面积是
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】A
【详解】①②由图乙可知,当时,弹簧测力计示数为,且在提升圆柱体时示数保持不变,此过程中圆柱体完全浸没在水中;当时,弹簧测力计的示数为,且示数保持不变,此时圆柱体位于空中,由二力平衡条件可知,圆柱体的重力
圆柱体完全浸没时受到的浮力
故①正确,②错误;
③圆柱体的质量
圆柱体的体积等于完全浸没时排开水的体积
则圆柱体的密度
故③正确;
④由图乙可知,圆柱体从开始露出水面到完全离开水面,则圆柱体的高度
则圆柱体的底面积
故④错误;
综上所述,A正确,BCD错误。
故选A。
22. 重16N的正方体物块沉在面积很大的容器底部,如图甲所示现用弹簧测力计竖直向上提物块,物块所受的浮力F随物块上升的距离h变化关系如图乙所示,已知水的密度为1.0×103kg/m3,则物块的边长为________m,在刚出水面前弹簧测力计的拉力为________N,物块的密度为________kg/m3。
【答案】 ①. 0.1 ②. 6 ③. 1.6×103
【解析】
【详解】[1]由图知,正方体物块的边长
[2]物块在出水前,排开水的体积
则物块受到的浮力
所以物块在出水前细线的拉力
[3]由可得
物块的密度
拔高综合练
23.如图甲所示,喜欢动手动脑的小高同学在弹簧测力计下端用轻质细线系着底面积为40cm2实心圆柱体,圆柱体浸没在水中,不与容器壁、容器底接触。现将其以1cm/s的速度匀速拉出水面,弹簧测力计示数F随圆柱体上升时间t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,(取)求:
(1)圆柱体在露出水面前受到水的浮力;
(2)圆柱体上表面刚要露出水面时,下表面受到水的压强;
(3)该圆柱体的密度。
【答案】(1)5N (2)1250Pa (3)
【详解】(1)图乙可知,当上升时间大于20s时,圆柱体脱离水面,弹簧测力计示数,此时圆柱体处于空气中,圆柱体的重力为
根据称重法可得,圆柱体在露出水面前受到水的浮力为
(2)由浮力产生的原因知圆柱体上表面刚要露出水面时下表面受到水的压力等于浮力,即
下表面受到水的压强为
(3)圆柱体的体积为
圆柱体的密度
24. 小红将石块放入杯子的水中,发现石块下沉,为验证下沉的物体是否受浮力以及浮力大小与哪些因素有关,她采取了以下实验探究。
(1)设计A、B、C图示实验,当手托石块或把石块浸入水中时,根据观察到______的现象,可得“在水中下沉的物体也受到浮力”。C图中,石块所受浮力的表达式为______(用所测物理量的符号表示)。
(2)将石块逐渐浸入水中(未完全浸没前),小红发现石块所受浮力逐渐变大,于是猜想“物体所受浮力的大小随物体浸入液体中深度的增大而增大”。为验证猜想是否正确,她将一长方体铁块挂在弹簧测力计下(如图D),并将长方体铁块分别一半放在水中(如图E和F),根据关系式______(用所测物理量的符号表示),可证明猜想是错误的。
(3)她又将长方体铁块浸没水中(如图G),分析D、E和G实验数据可得:在液体的密度相同时,______越大,受到的浮力越大。
(4)小红再将长方体铁块浸没浓盐水中(如图H),分析D、______和H实验数据可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。根据这三次实验中弹簧测力计的示数,小红还求出了浓盐水的密度,其表达式为______(用所测物理量的符号和水的密度ρ水表示)。
【答案】(1) ①. 弹簧测力计的示数均减小 ②.
(2)
(3)物体排开液体的体积
(4) ①. G ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]对比A、B、C三图中弹簧测力计的示数,发现F1(石块在空气中)>F2(手托石块)>F3(石块浸入水中),说明无论是手托还是浸入水中,测力计示数均减小,表明石块受到向上的力(浮力或支持力),从而证明下沉的物体在水中也受浮力。
[2]C图中石块所受浮力等于重力与浸入水中后测力计示数的差值,即F浮=F1-F3
【小问2详解】
图E中铁块平放浸入一半(F5),图F中铁块竖放浸入一半(F6),若浮力与深度有关,则
但实验发现
说明浮力与浸入深度无关,仅与排开液体的体积有关,从而证明猜想错误。
【小问3详解】
对比D(F4,空气中)、E(F5,半浸)和G(F7,全浸)数据,铁块浸入水中的体积越大(排开液体体积越大),
说明浮力随排开液体体积的增大而增大。
【小问4详解】
[1]探究浮力与液体密度的关系需控制排开液体体积相同,因此对比D(F4)、G(F7,水中全浸)和H(F8,浓盐水中全浸)数据。
[2]铁块在水中所受浮力
铁块在浓盐水中所受浮力
根据阿基米德原理,因相同,故
解得
25.科创小组的同学设计了如图甲所示的力学综合实验装置。力传感器上端固定在水平杆上,下端通过竖直轻杆与正方体相连,水平升降台上放有溢水杯和力传感器,小桶放在力传感器上,溢水杯中的水面刚好与溢水口齐平。水平升降台匀速上升,当时,正方体刚好接触水面,之后排开的水全部流入小桶中,力传感器的示数随时间变化的关系如图乙所示。已知。
(1)当力传感器的示数时,求正方体受到的浮力;
(2)求升降台匀速上升的速度;
(3)当时,力传感器的示数,求正方体的密度。
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【详解】(1)根据阿基米德原理,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所受的重力,即
由图乙可知,小桶的重力
当时,排开水的重力
所以正方体E受到的浮力
(2)由图乙可知,正方体E从刚接触水面到刚好完全浸没所用的时间
正方体E完全浸没时排开水的重力
根据,可得正方体E的体积
所以正方体E的边长
升降台匀速上升的速度
(3)当时,正方体E已经完全浸没在水中,此时力传感器A的示数。由前面计算可知
如果正方体E的密度大于水:根据称重法可得正方体E的重力
正方体E的质量
正方体E的密度
如果正方体E的密度小于水:根据称重法可得正方体E的重力
正方体E的质量
正方体E的密度
故正方体的密度为或
26.小智利用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”。
(1)图b中物体受到的浮力为________N;
(2)对比________三图,可以探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度是否有关;
(3)对比a、b、e三图,得出“浮力的大小与液体的密度有关”的结论,这一分析是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由是_________;
(4)实验前,小智未对弹簧测力计进行较零,其所测得浮力________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”);
(5)如图f,小智将装满水的溢水杯放在升降台C上,当逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数减小,弹簧测力计B的示数增大,且弹簧测力计A、B的示数变化量________,从而证明了阿基米德原理;实验中________(选填“可以”或“不可以”)用乒乓球来充当重物进行实验;
(6)小智继续设计了如图g所示的装置测量液体的密度:一容器底部固定一个拉力传感器,传感器与一小瓶用一细线连接,小瓶轻且薄,往容器中如适量水,让小瓶浸没于水中。当小瓶中装满酒精时,拉力传感器的示数为F1;当小瓶中装满某种液体时,拉力传感器的示数为F2,若水的密度为ρ1,酒精密度为ρ2,则该液体的密度ρ=________(请用F1、F2和以及ρ1、ρ2来表示)。
【答案】(1)1 (2)a、c、d
(3) 错误 没有控制排开液体的体积相同
(4)不受影响 (5) 相等 可以
(6)
【详解】(1)由称重法可知,图b中物体受到的浮力为
(2)探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,要控制液体的密度及排开液体的体积相同,只改变液体中的深度,故对比a、c、d 三图,可以探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度是否有关。
(3)[1][2]研究浮力的大小与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,对比a、b、e三图,得出“浮力的大小与液体的密度有关”的结论,这一分析是错误的,理由是没有控制排开液体的体积相同。
(4)实验前,未对弹簧测力计进行校零,因浮力等于两次测力计示数之差,故所测得浮力不受影响。
(5)[1][2]如图f,将装满水的溢水杯放在升降台C上,当逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数减小,减小量等于物体受到的浮力,弹簧测力计B的示数增大,增大量等于排开液体的重力,当弹簧测力计A、B的示数变化量相等,即物体受到的浮力等于排开液体的重力,从而证明了阿基米德原理,阿基米德原理也适用于部分浸入的情况,实验中可以用乒乓球来充当重物进行实验。
(6)小瓶轻且薄,瓶子的重力不计,瓶内装满液体的体积(设为V)等于瓶子排开液体的体积,当小瓶中装满酒精时,拉力传感器的示数为F1;当小瓶中装满某种液体时,拉力传感器的示数为F2,若水的密度为ρ1,酒精密度为ρ2,两次实验均浸没,排开液体的体积相同,小瓶静止时,受到重力及绳子的拉力和浮力平衡,结合阿基米德原理及重力公式,则有……①
……②
联立①②解得
链接中考
27.(2025淮阴•中考真题)将一个底面积为40cm2,高为10cm的圆柱形容器静置在水平桌面上,容器内有质量为200g的水,现将一个体积为330mL的可乐罐缓慢浸入容器中,直到容器溢出水的质量为100g,如图所示。下列说法正确的是( )
A.当容器溢出水的质量为100g时,可乐罐受到的浮力大小是1N
B.整个过程中容器底受到的水的压强一直变大
C.整个过程中可乐罐对手的作用力先变大后不变
D.整个过程中容器对桌面的压强变化了500Pa
【答案】D
【详解】A.质量为200g的水,体积为
圆柱形容器的体积为
由于容器的体积大于水的体积,因此开始水没有装满,将一个体积为330mL的可乐罐缓慢浸入容器中,水会先上升到与容器口齐平后再溢出,因此可乐罐受到的浮力大于溢出100g水产生的重力,即大于1N,故A错误;
B.整个过程中,液面先上升,水的深度增加,根据可知,容器底受到水的压强变大,当液面与容器口齐平向外溢水的过程中,水的深度不变,容器底受到水的压强不变。则整个过程中容器底受到水的压强先增大后不变,故B错误;
C.整个过程中,排开水的体积不断增大,可乐罐受到的浮力不断增大,对可乐罐受力分析,可乐罐受竖直向下的重力,竖直向上的浮力,手对可乐罐的压力,则手对可乐罐的压力不断增大,手对可乐罐的力与可乐罐对手的力是一对相互作用力,故可乐罐对手的作用力一直变大,故C错误;
D.溢出水的质量为100g,则溢出水的体积为
可得可乐罐浸入水中的体积为
可乐罐受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,可乐罐受到的浮力等于排开水的重力,此时溢出水的重力为
整个过程中,容器对桌面增大的压力等于增大的浮力减去溢出水的重力,故
整个过程中容器对桌面的压强变化了,故D正确。
故选D。
28.(2025徐州•中考真题)弹簧测力计下悬挂一个质量为0.48kg的重物,把重物浸没在水中时,弹簧测力计的示数是2.4N(g=10N/kg)求:
(1)重物浸没在水中时受到的浮力是多少N?
(2)重物的体积是多少m3;
(3)若将重物浸没在另一种未知液体中,且浸没时弹簧测力计的示数是1.2N,则这种液体的密度是多少kg/m3。
【答案】(1)2.4N
(2)2.4×10-4m3
(3)1.5×103kg/m3
【详解】(1)重物质量为0.48kg,重力为
把重物浸没在水中时,弹簧测力计的示数是2.4N,受到的浮力是
(2)因为重物浸没在水中,重物的体积是
(3)将重物浸没在另一种未知液体中,且浸没时弹簧测力计的示数是1.2N,受到的浮力是
液体的密度是
29. (2024盐城•中考真题)如图所示为某景区内乘氦气球升空的观光项目。氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为5000m3(不计球壁的厚度),ρ氦气=0.18kg/m3,ρ空气=1.29kg/m3。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为4×104 N,现有总质量为1640kg的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
【答案】(1)900kg
(2)0.81×104N
【解析】
【小问1详解】
根据密度公式可得:
【小问2详解】
氦气球在空气中受到向上的浮力
氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重,乘客重力
缆绳对吊篮的拉力,所以,,则
新题快递
30.(2025年南通期末)如图所示,取一个矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲);若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙和丙),此实验中,相关说法错误的是( )
A.甲图中,乒乓球不受浮力
B.乙图中,乒乓球不受浮力
C.丙图中,乒乓球在上浮时受到的浮力等于水对球上下面的压力差
D.整个实验验证了浮力产生的原因
【答案】B
【详解】A.甲图下方不受水的压强,因而没有向上的压力,不受浮力,故A正确,不符合题意;
BCD.当用手堵住瓶口,则乒乓球上面和下面都有水,由于乒乓球上、下两面所处的深度不同,下面所处的深度大于上面的深度,下面受到的压强大于上面受到的压强,因此水对乒乓球产生的向上的压力与向下的压力不相等,实际上,这两个压力的合力就是水对乒乓球施加的向上托的力,这个力习惯上称为浮力,当乒乓球受到的浮力大于其自身重力时,乒乓球上浮起来,所以此实验说明了浮力产生的原因,故B错误,符合题意,CD正确,不符合题意。
故选B。
31.(2025年东台期末)小博同学按如图所示步骤,用金属块探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)通过比较步骤A、B、C可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与________有关;
(2)如果对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,同组小硕认为这个结论不正确,理由是________________;
(3)由实验数据可知,盐水的密度为________;
(4)小博还想到可以利用台秤验证阿基米德原理,如图F所示,把装满水的溢水杯放到台秤上,用弹簧测力计拉着物体逐渐浸入溢水杯的过程中,若观察到________则就能证明阿基米德原理的成立;
(5)同组的小硕将一个长方体,用记号笔进行16等分,如图G所示。用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处,并浸入水中。其这么做的目的是为了探究浮力大小是否与________因素有关。
【答案】(1)物体排开液体的体积 (2)排开液体的体积不同
(3) (4)台秤的示数不变 (5)深度
【详解】(1)根据A、B、C可知,液体的密度相同,物体浸在液体中的体积不同,且弹簧测力计的示数不同,说明同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体中的体积有关。
(2)探究浮力的大小与液体密度的关系,保持排开液体的体积相同,液体密度不同,对比B、E两次实验,液体的密度不同,排开液体的体积不同,没有控制变量,所以这个结论不正确。
(3)由图A可知,弹簧测力计的示数是8N,由图D可知,弹簧测力计的示数是7N,金属块全部浸入水中受到的浮力
物体的体积
由图A和E可知物体中盐水中受到的浮力
盐水的密度为
(4)如图F所示,当物体接触水面到完全浸没的过程中,液体给物体向上的浮力,而物体也会给液体向下的反作用力,其大小与浮力相等。溢水杯也会溢出水,溢出水的重力等于物体受到的浮力,等于物体给液体向下的力,故台秤示数保持不变,所以台秤的示数不变则就能证明阿基米德原理。
(5)由图G可知,用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处,并浸入水中(浸入水中的体积相等),长方体浸入水中的深度不同,这么做的目的是为了探究浮力大小是否与深度有关。
32. (2025年吴江期末)小明在探究“影响浮力大小的因素”实验中,用同一个弹簧测力计测出物体M在如图甲所示的5种情况下的拉力,(g取)。
(1)分析图A、______可得,物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关,物体浸没在水中时受到的浮力大小为______N。
(2)分析A、D、E可知物体所受浮力大小与______有关。
(3)物体M的密度是______,盐水的密度是______。
(4)小明又选取另一物体N进行实验,匀速没入水中时,物体N所受拉力和浮力随其下表面到水面的距离h的变化关系如图乙所示,则物体N的密度是______。
【答案】(1) ①. C、D##D、C ②. 2
(2)液体密度 (3) ①. 2.4×103 ②. 1.2×103
(4)2×103
【解析】
【小问1详解】
[1]根据控制变量法要探究物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度的关系,应控制液体密度和物体排开液体的体积相同,改变物体在液体中的深度,所以分析图A、C、D可得,物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关。
[2]根据图A、C或A、D对物体进行受力分析可得物体受到的浮力F浮=G-F拉=4.8N-2.8N=2N
【小问2详解】
分析A、D、E可知物体在不同液体中排开液体体积相同时,拉力大小不同,故物体受到的浮力不同,所以物体所受浮力大小与液体密度有关。
【小问3详解】
[1]由图A可知物体的质量
物体完全浸没在水中时,物体的体积等于物体排开水的体积,根据图A、C或A、D可得
则物体M的密度
[2]由图A可知物体排开盐水的体积V盐=V物=2×10-4m3
根据阿基米德原理可得盐水的密度
【小问4详解】
由如图乙可知,物体没入水中后,物体N所受拉力等于所受浮力,即F=F浮,则GN=F+F浮=2F浮
物体没入水中时V排=VN,则ρNgVN=2ρ水gV排
则物体N的密度ρN==2ρ水=2×1×103kg/m3=2×103kg/m3
33.(2025年无锡期末)有一金属块挂在弹簧测力计下,测力计的示数为3.8N,将它浸没在盛满水的溢水杯中时,有50g的水从溢水杯中溢出。求:(g取10N/kg)
(1)金属块在水中受到的浮力。
(2)金属块的体积。
(3)金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数。
【答案】(1)0.5N (2)50cm3 (3)3.3N
【详解】(1)溢出水的质量
金属块在水中受到的浮力
(2)根据可知金属块的体积
(3)由题意可知金属块的重力
根据称重法可知金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数
34.(2025年泰兴期末)将一杯水放在水平台秤上,台秤示数为600g;弹簧测力计下悬挂一实心物体A浸在水中保持静止(如图所示),此时物体A刚好有一半体积浸入水中,台秤的示数为750g,弹簧测力计的示数为6N,已知水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)此时物体A所受浮力大小;
(2)物体A的体积;
(3)物体A的密度。
【答案】(1)1.5N (2)3×10﹣4m3 (3)2.5×103kg/m3
【详解】(1)A浸入烧杯前,烧杯对台秤的压力
A浸入烧杯后,烧杯对台秤的压力
根据受力分析可知,此时物体A所受浮力大小等于前后压力差,则此时物体A所受浮力为
(2)根据阿基米德原理可知A排开液体的体积
A的体积
(3)A的重力
A的质量
A的密度
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四、浮力(第二课时)
目录
题型分组练 2
题型01 称重法测量浮力的大小 2
题型02 利用阿基米德原理计算浮力的大小 3
题型03 利用浮力产生原因计算浮力的大小 3
题型04 应用阿基米德原理解释生活中的现象 3
题型05 应用浮力知识测质量和密度 4
题型06 与浮力相关的图像问题 4
拔高综合练 4
链接中考 5
新题快递 6
题型分组练
题型01 称重法测量浮力的大小
1. 重力G 物块浸在液体中 小 1.4
2.(1)0.5N (2)5×10-5m3 (3)2×103kg/m3
【详解】(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为1N,则瓷砖样品的重力G=1N,由图乙可知,弹簧测力计的示数为0.5N,则F拉=0.5N,根据称重法可知,瓷砖样品浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F拉=1N-0.5N=0.5N
(2)根据F浮=ρ液V排g可得,瓷砖样品排开水的体积
(3)瓷砖的密度为
3.(1)80N (2)80N
【详解】(1)正方体物块浸入水中的过程中受到水的最大浮力是
(2)由浮力的产生原因得
刚浸没时,正方体物块上表面受到的压力为
此时正方体物块下表面受到水向上的压力是
4.(1)5.4N (2)2N (3)2.7×103kg/m3
【详解】(1)由图乙可知,在CD段(9s-15s),金属块已经完全离开水面,此时电子测力计的示数等于金属块的重力。所以金属块的重力
(2)由图乙可知,在AB段(0-5s),金属块完全浸没在水中,此时电子测力计的示数。金属块浸没在水中时,受到重力G、拉力F1和浮力F浮的作用,处于平衡状态。根据称重法测浮力的原理,金属块受到的浮力
(3)当金属块完全浸没时,由可得,金属块的体积
金属块的质量
金属块的密度
题型02利用阿基米德原理计算浮力的大小
5.B
6.C
7.
8.(1) 2 变大 (2) 2.4N (3)1.84N
题型03 利用浮力产生原因计算浮力的大小
9.A
10.C
11.(1)5N (2)5N
【详解】(1)下表面的深度为
A下表面受到的液体压强为
A下表面的面积为
A下表面受到的液体压力为
(2)由浮力产生的原因可知,A受到的浮力为
弹簧测力计的示数为
12.(1)5N (2)1.5kg (3)
【详解】(1)由浮力公式,可得物体A所受的浮力为
(2)由称重法测浮力可知,则物块A的重力为
由得,物块A的质量
(3)因为物块A完全浸没在水中,所以物块的体积等于其排开水的体积。根据阿基米德原理,可得物块A的体积
根据密度公式,可求得物块A的密度
题型04 应用阿基米德原理解释生活中的现象
13.A
14.D
15.B
题型05 应用浮力知识测质量和密度
16.B
17.B
18. ①. 零刻度线 ②. 33 ③. ④. ⑤. ⑥. 铜球浸没水中后,水不溢出小桶
19. 浮 浸没 0.85
题型06 与浮力相关的图像问题
20.D
21.A
22. ①. 0.1 ②. 6 ③. 1.6×103
拔高综合练
23.(1)5N (2)1250Pa (3)
【详解】(1)图乙可知,当上升时间大于20s时,圆柱体脱离水面,弹簧测力计示数,此时圆柱体处于空气中,圆柱体的重力为
根据称重法可得,圆柱体在露出水面前受到水的浮力为
(2)由浮力产生的原因知圆柱体上表面刚要露出水面时下表面受到水的压力等于浮力,即
下表面受到水的压强为
(3)圆柱体的体积为
圆柱体的密度
24. (1) ①. 弹簧测力计的示数均减小 ②.
(2)
(3)物体排开液体的体积
(4) ①. G ②.
25.(1) (2) (3)见解析
【详解】(1)根据阿基米德原理,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所受的重力,即
由图乙可知,小桶的重力
当时,排开水的重力
所以正方体E受到的浮力
(2)由图乙可知,正方体E从刚接触水面到刚好完全浸没所用的时间
正方体E完全浸没时排开水的重力
根据,可得正方体E的体积
所以正方体E的边长
升降台匀速上升的速度
(3)当时,正方体E已经完全浸没在水中,此时力传感器A的示数。由前面计算可知
如果正方体E的密度大于水:根据称重法可得正方体E的重力
正方体E的质量
正方体E的密度
如果正方体E的密度小于水:根据称重法可得正方体E的重力
正方体E的质量
正方体E的密度
故正方体的密度为或
26.(1)1 (2)a、c、d
(3) 错误 没有控制排开液体的体积相同
(4)不受影响 (5) 相等 可以
(6)
链接中考
27.D
28.(1)2.4N (2)2.4×10-4m3 (3)1.5×103kg/m3
【详解】(1)重物质量为0.48kg,重力为
把重物浸没在水中时,弹簧测力计的示数是2.4N,受到的浮力是
(2)因为重物浸没在水中,重物的体积是
(3)将重物浸没在另一种未知液体中,且浸没时弹簧测力计的示数是1.2N,受到的浮力是
液体的密度是
29. (1)900kg (2)0.81×104N
【解析】
【小问1详解】
根据密度公式可得:
【小问2详解】
氦气球在空气中受到向上的浮力
氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重,乘客重力
缆绳对吊篮的拉力,所以,,则
新题快递
30.B
31.(1)物体排开液体的体积 (2)排开液体的体积不同
(3) (4)台秤的示数不变 (5)深度
32. (1) ①. C、D##D、C ②. 2
(2)液体密度 (3) ①. 2.4×103 ②. 1.2×103
(4)2×103
33.(1)0.5N (2)50cm3 (3)3.3N
【详解】(1)溢出水的质量
金属块在水中受到的浮力
(2)根据可知金属块的体积
(3)由题意可知金属块的重力
根据称重法可知金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数
34.(1)1.5N (2)3×10﹣4m3 (3)2.5×103kg/m3
【详解】(1)A浸入烧杯前,烧杯对台秤的压力
A浸入烧杯后,烧杯对台秤的压力
根据受力分析可知,此时物体A所受浮力大小等于前后压力差,则此时物体A所受浮力为
(2)根据阿基米德原理可知A排开液体的体积
A的体积
(3)A的重力
A的质量
A的密度
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