内容正文:
9.2探究:浮力大小与 哪些因素有关 同步练习---2025-2026学年沪科版物理八年级全一册
一、选择题
1.请同学们根据生活经验,判断下列描述符合实际情况的是( )
A.一个鸡蛋的重力约为5N
B.湖南省长沙地区的大气压强约为1.01×105Pa
C.一个中学生走路时对地面的压强约为2000Pa
D.一个中学生游泳时所受浮力约为50N
2.一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图象是
A. B.
C. D.
3.如图所示,弹簧测力计下端悬挂一高度为l、质量为m的圆柱体,它在水中受到的最大浮力为 ,圆柱体下表面刚刚与水面接触到全部浸没后,测力计示数F段及圆柱体所受的浮力F浮分别与浸入水中深度h关系图正确的是( ).
A. B.
C. D.
4..如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A 和B 分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器的液面.将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后所受的浮力分别是 F1、F2.下列判断正确的是( ).
A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2
C.F1不可能大于 F2 D.F1不可能小于 F2
5.两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,最后处于如图所示状态.甲、乙排开液体的重力相等,则甲、乙所受浮力相比( ).
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度,无法比较浮力大小
6.将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图所示,则下列说法中正确的是( ).
A.物体重力为40 N
B.物体浸没时受到的浮力为15 N
C.物体的密度为
D.物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800 Pa
7.下列三个实验:(1)测量某物体的质量;(2)探究液体压强与哪些因素有关;(3)探究浮力大小与哪些因素有关。多次测量的目的相同的是( )
A.(1)与(2) B.(1)与(3)
C.(2)与(3) D.(1)、(2)与(3)
二、多选题
8.关于物体所受的浮力,下列说法正确的是( )
A.在液体中上升的物体受到浮力,下沉的物体也受到浮力
B.液体的密度越大,物体受到的浮力越大
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
9.如图所示,是某同学整理的课本中的一些重要实验,对这些实验的分析正确的是( )
A.图甲:当两个盘子里装质量相同的砝码时,纸板M静止,说明、此时平衡
B.图乙:两次海绵的形变程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关
C.图丙:在同一地点做托里拆利实验,玻璃管稍倾斜一些时,水银柱的高度不变
D.图丁:将长方体金属块分别横放,竖放后,一半没入水中,弹簧测力计的示数相等,说明浮力与浸入的深度有关
10.将一底面积为的长方体木块用细线栓在空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示。下列说法中( )
A.木块所受到的最大浮力为
B.木块重力为
C.细线对木块的最大拉力为
D.木块上表面与液面相平时,剪断细线,稳定后水对容器底压强减小了
11.甲乙两容器完全相同装有等体积的两种液体,置于水平桌面上。将同种材料制成的实心物体A;B分别放入两容器中,静止时两液面等高,如图所示,则( )
A.A受的重力大于B受的重力
B.A受的浮力等于B受的浮力
C.甲容器底部所受液体压强大
D.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
12."估测"是物理学中常用的一种方法。下面数据中,比较接近实际的是( )
A.中学生游泳时受到水的浮力约为500N
B.东岳泰山顶峰的大气压约为1.5x105Pa
C.一个标准大气压可支持约10m高的水柱
D.成人双脚站立时对地面的压强约为1.5x104Pa
13.在弹簧测力计下挂一物体,从烧杯上方缓慢下降,浸没后继续下降,直到物体底面与烧杯底接触为止,如图是物体下降过程中弹簧测力计读数F随物体下降高度h变化的图象。下列说法正确的是( )
A.物体的重力是12 N
B.物体浸没在水中时,受到的浮力是8 N
C.物体的体积是8×10-3m3
D.物体的密度是1.5×103 kg/m3
14. 水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,分别装有体积相等的水和盐水。将橘子和香蕉先放入甲容器中,取出后擦干,再放入乙容器中、前后两次静止时液面如图所示。下列说法中正确的是( )
A.橘子在水和盐水中所受浮力相等
B.香蕉在水和盐水中所受浮力相等
C.两容器对水平桌面的压强
D.向乙容器中加水,香蕉所受浮力不变
15.如图,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F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是( )
A.物体受到的最大浮力是8N
B.在物体下降3cm至9cm高度阶段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
C.物体的密度是
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
三、填空题
16.一个体积为 的铁球全部浸没在水中,它受到水对它的浮力为 N(水的密度为1×103kg/m3,g取10 N/ kg).
17.如图所示是长方体物块浸没在水中表面受力示意图,此时上表面受到水的压力是3N,下表面受到水的压力是8N,则此时受到水的浮力是 N,物体的体积是 。
18.在空气中用弹簧测力计称得某物体的重力是8N,在酒精中称时,弹簧测力计的示数是3N,物体在酒精中受到的浮力大小是 N,方向 。
19.小明同学在做“探究影响浮力大小因素“的实验时,他用弹簧测力计悬挂一个金属块,分别在下列三种情况下保持静止,弹簧测力计示数如图所示。金属块浸没在水中受到的浮力是 N.某液体的密度是 kg/m3
20.如图甲所示底面积为 100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着密度为0.6g/cm3的圆柱体A,容器的底部安装有阀门.现打开阀门控制水以50cm3/s流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图乙所示.则阀门未打开前水对容器底部的压强为 Pa,当t=52s时,细杆对物体的作用力大小为 N.
21.将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示.在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为 N,木块重力为 N,细线对木块的最大拉力为 N(g 取10N/ kg).
22.有一个重为G0N的空心金属球用弹簧测力计吊着完全浸没入一种密度为ρ1 kg/m3的液体中,此时弹簧测力计的示数为空心金属球重力的 ,如图所示的另一容器,上部的横截面积为 S1 m2,底部的横截面积为S2m2,里面盛有密度为ρ2 kg/m3的另一种液体, 若把空心金属球放到这个容器的液体中待其静止后(容器足够大),液体对容器底部增加的压强为 Pa,液体对容器底部增加的压力为 N(g 取10N/ kg).
四、作图题
23.一个鸡蛋在盐水中匀速向上运动,请在右图中画出鸡蛋受力的示意图。
24.如图甲,用弹簧测力计、细线、水和圆柱体研究浮力。将圆柱体(重为G)从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓放下。从0时刻开始物体由距离水面h开始匀速缓慢竖直下降,t1时刻物体刚好与水面接触,t2时刻物体刚好浸没水中,并一直向下,在t3时刻前未触底,请在坐标纸上画出弹簧测力计拉力F随时间变化T的大致图像(圆柱体一直保持竖直,要求画出0-t3时刻的图像,未触底前的)。
五、实验探究题
25.小明和同学在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验时,做了如图所示的实验。
(1)根据图中实验数据可知,物体的重力为 N
(2)根据图中实验数据可知,物体浸设在水中所受的浮力为 N:
(3)分析对比 三次实验数据,可以得出初步结论:物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关;
(4)分析对比A、C、D三次实验数据,可以得出初步结论:物体所受的浮力大小与 无关;
(5)实验中还需要探究浮力的大小与液体密度的关系,应进行的操作是: .
26. 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,如图丙所示。则空桶A 受到的浮力 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没入水中就越 (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 。
(7)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A 没入水中的深度为 ,没入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为 ,(用题中所给和所测物理量的字母表示)
六、计算题
27.如图所示,小红同学用弹簧测力计挂着重力为10N、棱长为0.1m的正方体A,使其浸在水中保持静止,且浸入水中的体积为正方体A体积的一半。(g取10 N/kg)求:
(1)A下表面受到的水的压力F向上;
(2)弹簧测力计的示数。
七、综合题
28.小宇用如图1甲所示的实验装置探究浮力的大小与哪些因素有关,记录弹簧测力计从接触水之前到浸没水中后的读数变化如图1乙所示,根据图像回答下列问题:(物体A为实心长方体)。
(1)物体A的重力为 N;
(2)图乙显示,物体A浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随物体A浸入水中的体积增加而减小,这一现象说明浮力与物体A的浸入液体体积 (选填“有关”或“无关”)。
(3)物体A浸没在水中后,所受的浮力为 N,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)小宇接着想通过实验验证阿基米德原理,过程如图2所示,其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4;请根据图中给的信息回答下列问题:
①物体所受浮力F浮= ,G排= ;(以上两空均用题目中已给的物理量符号表示)
②F浮和G排的大小要满足什么关系才能成功验证阿基米德原理: 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A、一个鸡蛋的质量在50g=0.05kg左右,受到的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N.故A不正确;
B、一个标准大气压约1.0×105Pa, 湖南省长沙地区的大气压强接近标准大气压,在1.0×105Pa左右。故B正确;
C、中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强在左右,走路时单脚着地,对地面压强增大一倍,在2.0×104Pa左右。故C不正确;
D、中学生的体重在500N左右,游泳时接近漂浮状态,浮力与重力差不多,在500N左右。故D不正确。
故选:B。
【分析】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出正确的选项。
2.【答案】A
【解析】【解答】物体在空气中下落时,弹簧测力计的拉力等于物体的重力,示数不变;当物体浸如液体中越深,物体排开水的体积不同,测力计的示数不同,排开水的体积增大,测力计的示数减小,完全浸没后,浮力不变,弹簧测力计示数不变,故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】物体不受浮力时,测力计的拉力等于物体的重力,进入液体中的体积越大,浮力越大,测力计的拉力越小,完全进入液体中,测力计的拉力不变。
3.【答案】A
【解析】【解答】 ①圆柱体下表面刚刚与水面接触,没有受到浮力;
然后随着浸入水中深度的逐渐增大到全部浸没时物体排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知圆柱体受到的浮力逐渐变大;当浸没时,物体排开液体的体积最大,受到浮力最大为,然后浮力保持不变,故CD错误。
②由上可知,圆柱体逐渐浸入水中的过程中,浮力是先变大后不变的。
弹簧测力计的示数F示=G-F浮,重力是一定的,所以浮力变大时,弹簧测力计的示数变小;
当受到浮力最大时,则弹簧测力计的示数为,然后示数不变。故A正确,B错误。
故选A。
【分析】 根据可知影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。圆柱体下表面刚刚与水面接触,没有受到浮力;然后随着浸入水中深度的逐渐增大到全部浸没时物体排开液体的体积逐渐变大,受到的浮力逐渐变大;当浸没后,物体排开液体的体积不变,则受到的浮力不变.由上可知,在金属块逐渐浸入水中的过程中,浮力是先变大后不变的.弹簧测力计的示数 重力是一定的,浮力变大,弹簧测力计的示数变小,浮力不变,弹簧测力计的示数不变。
4.【答案】D
【解析】【解答】由题知,两个圆柱形容器相同,底面积相同,液体深度h甲<h乙,由V=Sh可知,液体的体积V甲<V乙,已知m甲=m乙,由ρ=可知,两液体的密度关系:ρ甲>ρ乙;
由于小球的密度未知,则:
①若ρ球≥ρ甲,则小球在甲乙液体中处于下沉,处于浸没状态,排开甲乙液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知:F1>F2;
②若ρ甲>ρ球≥ρ乙,则小球在甲液体中漂浮,在乙液体中下沉,则F1=G,F2≤G,则F1≥F2;
③若ρ乙>ρ球,则小球在甲乙液体中都出处于漂浮状态,则F1=G,F2=G,则F1=F2;
由此分析可知:F1≥F2,F1不可能小于 F2。
故答案为:D。
【分析】由题知,两个圆柱形容器相同,底面积相同,知道液体深度关系,利用V=Sh可知液体的体积关系,又知道甲液体的质量等于乙液体的质量,根据密度公式可以得知两液体的密度关系;由于小球的密度未知,分ρ球≥ρ甲、ρ甲>ρ球≥ρ乙,ρ球<ρ乙三种情况,利用物体的浮沉条件即可判断。
5.【答案】C
【解析】【解答】由题意可知,甲、乙排开液体的重力相等,根据阿基米德原理F浮=G排可知,甲、乙在液体中受到的浮力等于它们各自排开的液体的重力,因此甲、乙两球受到的浮力相等。
故答案为:C。
【分析】由题意可知,甲、乙排开液体的重力相等,根据阿基米德原理F浮=G排可知,甲、乙在液体中受到的浮力的大小关系。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.如图所示,当物体在水面以上时,测力计的示数即为物体的重力,重力为25N,故A错误;
B.如图所示,当物体浸没在水中时,测力计对物体的拉力为15N,则物体受到水的浮力为
故B错误;
C.物体的质量为
物体浸没在水中的浮力时10N,则物体的体积为
则物体的密度为
故C正确;
D. 物体刚好浸没时下表面到液面深度为4cm=0.04m,则物体刚好浸没时下表面受到的液体压强由可知P=400Pa,故D错误。
故选:C。
【分析】根据图象可知,体下表面刚好与水面接触时,弹簧测力计的示数,即物体的重力;根据图示可知,当物体刚好完全浸没时弹簧测力计的示数,以及物体的高度,根据称重法求出物体受到的浮力;根据阿基米德原理的应用求出排开水的体积,即物体的体积,根据G=mg的应用求出物体的质量,最后利用密度公式求出物体的密度;根据p=ρgh求出物体刚好浸没时下表面受到的液体压强。
7.【答案】C
【解析】【解答】(1)测量物体质量时,多次测量求平均值是为了减小误差;
(2)探究液体压强与哪些因素有关时,多次测量是为了寻找普遍规律;
(3)探究浮力大小与哪些因素有关时,多次测量是为了寻找普遍规律。
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【分析】若所测物理量是一个恒量,多次测量求平均值可以减小实验误差;
若不是测量具体的物理量,多次测量是为了寻找普遍规律。
8.【答案】A,C
【解析】【解答】A.物体在液体中,上下表面受到的压力差产生浮力,浮力方向总是竖直向上,在液体中,上升和下沉的物体都受到浮力,故A正确;
BC.浮力大小的影响因素是液体密度和排开液体体积。当研究一个因素关系时,控制另一个因素不变,当液体密度和排开液体体积不变,浮力大小不变,浮力与深度无关,故BD错误,C正确。
故选AC。
【分析】物体在液体中,受到上下表面的压力差,是浮力;浮力方向竖直向上;浮力和液体密度和排开液体的体积有关,和深度无关。
9.【答案】A,C
【解析】【解答】A.纸板处于平衡状态,所以受到平衡力,即、此时平衡,故A正确;
B.图乙探究过程中是没有控制压力大小以及接触面积的大小,无法得出有效结论,故B错误;
C.图丙:做托里拆利实验,玻璃管稍倾斜一些时,水银柱高度也不变,长度会变大一些,故C正确;
D.图丁:将长方体金属块分别横放,竖放后,一半没入水中,弹簧测力计的示数相等,说明浮力与浸入的深度无关,故D错误。
故选AC。
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用;
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同;
3、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大。
10.【答案】B,C
【解析】【解答】A.分析图像,在0~9cm,液面升高,9~16cm,木块漂浮,细线被拉直,木块在液体中的深度不变,16~22cm,液面在木块处上升,细线产生拉力,木块所受到的最大浮力为,木块下表面受到的最大压强为1500Pa,最大压力等于浮力,F浮=F压=pS=1500Pa×0.01m2=15N,A不符合题意;
B.木块刚漂浮时,下表面的压强为900Pa,下表面的压力和重力相对,则重力为G=F=pS=900Pa×0.01m2=9N,B符合题意;
C.物体完全浸没,受到浮力15N,物体重力9N,细线对木块的最大拉力为15N-9N=6N,C符合题意;
D.木块上表面与液面相平时,剪断细线,木块漂浮,由于细线拉力为6N,浮力减小6N,容器中液面下降,容器的底面积不确定,不能计算容器底压强的大小,D不符合题意。
故答案为:BC.
【分析】根据物体下表面受到的压强,根据F=pS,计算压力的大小;分析浮力和物体的重力关系;漂浮物体受到的浮力等于物体的重力。
11.【答案】A,C
【解析】【解答】A、甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,
将实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,
则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和,
由图可知,A漂浮,排开液体的体积小于物体的体积,B悬浮,排开液体的体积等于物体的体积,
所以A的体积大于B的体积,
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,
根据可知,A的质量大于B的质量,
根据G=mg可知,A的重力大于B的重力。故A正确。
B、由图可知,A漂浮,受到的浮力等于其重力,B悬浮,受到的浮力等于其重力,
因为A的重力大于B的重力,所以A受的浮力大于B受到的浮力,故B错误。
CD、由图可知,A漂浮,A的密度小于甲液体的密度,B悬浮,B的密度等于乙液体的密度,
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,
所以,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度;
甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,
静止时液面等高,
根据p=ρ液gh可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强。故C正确。
根据m=ρV可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,
根据G=mg可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,
因容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,
所以,甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】(1)首先根据题目中给出的条件判断,判断实心物体A、B的体积关系,又知实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系。
(2)根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系。
(3)已知两种液体的密度关系,又知高度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。根据m=ρV可知两液体的质量的大小关系,根据G=mg可知两液体的重力的大小关系,因容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,据此得出两杯对桌面的压力大的大小关系。
12.【答案】A,C,D
【解析】【解答】 A.中学生的体重在G=500N左右,游泳时处于漂浮状态,浮力与重力差不多约为500N,故A符合题意。
B.东岳泰山顶峰的大气压比大气压小,小于1x105Pa,B错误;
C.1个标准大气压约为1.0×105Pa,能支持的水柱高度为
故C符合题意;
D.一个成人对地面的压力约为F=G=750N与地面的接触面积约为S=500cm2=0.05m2
由得,中学生对地面的压强约为
故D符合题意;
故答案为:ACD。
【分析】大气压随海拔升高而减小,泰山上面气压小于大气压。
13.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.由图像可知,当时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体的重力,故A正确。
B、由图像可知,从开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,弹簧测力计的拉力,则圆柱体浸没在水中时,受到的浮力:,故B正确;
C、因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等.所以,由可得,圆柱体的体积:,故C错误;
D、由可得,圆柱体的质量:,圆柱体的密度:,故D正确。
【分析】(1)分析图像AB段,物体还没浸入水中,圆柱体重力等于弹簧测力计的示数;
(2)分析图像CD段,物体全部浸没水中,读出弹簧测力计的示数,利用称重法求出物体受到的浮力;
(3)物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出圆柱体排开水的体积即为自身的体积;
(4)根据求出圆柱体的质量,利用密度公式求出圆柱体的密度。
14.【答案】A,C
【解析】【解答】A、由甲图和乙图可知,橘子都是漂浮,根据浮沉条件可知:F橘甲=G橘,F橘乙=G橘,所以F橘甲=F橘乙,橘子在水和盐水中所受浮力相等,故A正确;
B、香蕉在水和盐水中都浸没,且ρ盐水>ρ水,根据F浮=ρ液gV排可知,香蕉在水所受浮力小于在盐水所受浮力,故B错误;
C、根据水和盐水的体积相同,盐水的密度大于水的密度,则由m=ρV可得,盐水的重力大于水的重力,由于甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,甲容器对水平桌面的压力:F甲=G容+G液水+G香+G橘,乙容器对水平桌面的压力:
F乙=G容+G液盐+G香+G橘,所以F甲<F乙,根据可得,容器底面积相同,则P甲<P乙,故B正确;
D、向容器中加水,液体密度降低,根据 F浮=ρ液gV排,香蕉的浮力会减小,故D错误;
故答案为:AC。
【分析】甲图和乙图中,橘子都是漂浮,根据浮沉条件,可以判断浮力大小关系。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较香蕉在水和盐水中所受浮力大小。根据水和盐水的体积相同,盐水的密度大于水的密度,则根据公式m=ρV可得出盐水的重力大于水的重力,甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,可以比较出甲乙对桌面的压力大小关系,再利用公式可比较出压强大小关系。向容器中加水,液体密度降低,根据公式F浮=ρ液gV排,香蕉的浮力会减小。
15.【答案】A,C
【解析】【解答】A.由图乙知,AB段,测力计的示数不变,物体尚未浸入水中,所以物体的重力G=12N。CD段,测力计的示数也不变,此时物体浸没水中,所受的浮力最大为:F浮=G-F示=12N-4N=8N,故A正确。
B.在物体下降3cm至7cm高度阶段金属块在水中受到的浮力逐渐增大,7-9cm高度时,金属块完全浸没体积不变,浮力不变,故B错误。
C.物体浸没时,排开水的体积即是物体的体积,据阿基米德原理可知,物体的体积为:,
G=mg=ρVg可得,物体的密度为:,故C正确。
D.物体刚浸没时,上表面不受水的压力,而物体所受的浮力是由液体对物体上下表面的压力差形成的,所以刚浸没时下表面受到水的压力为:F压=F浮=8N,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】由乙图象可知,从A到B的过程中,物体未浸入水中,此时测力计的示数大小即为物体的重力大小;从B到C的过程中,物体开始浸入水中直至浸没在水中,从C到D的过程中,物体浸没在水中,受到的浮力最大,已知此时测力计的示数,根据F浮=G-F示求得物体受到的最大浮力。
根据浮力产生的原因,即:F浮=F下-F上可知物体刚浸没时下表面受到的水的压力。
物体浸没在水中,排开水的体积最大,等于物体的体积,根据F浮=ρ液gV排求得物体排开水的最大体积即物体的体积。
根据G=mg=ρVg求得物体的密度。
16.【答案】10
【解析】【解答】由于铁球全部浸入水中,则,
【分析】已知物体的体积(浸没在水中排开水的体积),根据阿基米德原理求物体受到的浮力。
17.【答案】;
【解析】【解答】根据物体上下表面的压力差,则物块所受浮力:;
根据浮力,计算排开的体积:,
因为物块浸没水中,物块体积:。故第1空填:5;第2空填:5×10-4。
【分析】根据物体上下表面压力差,计算浮力;根据,计算物体排开液体的体积。
18.【答案】5;竖直向上
【解析】【解答】物体在酒精中受到的浮力:F浮=G−F=8N−3N=5N,浮力的方向竖直向上,与重力方向相反。
故答案为:5;竖直向上.
【分析】利用称重法F浮=G−F求得物体在酒精中受到的浮力,浮力的方向竖直向上.
19.【答案】1;0.8 x 103
【解析】【解答】由图1可知,金属块的重力G=2.7N,由图2可知,金属块浸没在水中受到的拉力F=1.7N,则 金属块浸没在水中受到的浮力是:
F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N
金属块浸没在水中,排开水的体积为:
由图3可知,金属块浸没在某液体中的拉力F'=1.9N,此时金属块浸没到某液体中受到的浮力为:
F浮'=G-F'=2.7N-1.9N=0.8N
根据阿基米德原理可知,某液体的密度为:
【分析】由图可知金属块的重力和浸没在水中的拉力,根据称重法求出金属块浸没在水中受到的浮力,根据阿基米德原理求出金属块排开水的体积;由金属块的重力和金属块浸没在某液体中的拉力,利用称重法求出金属块浸没在某液体中受到的浮力,根据阿基米德原理求出某液体的密度。
20.【答案】5000;0.8
【解析】【解答】图乙中,阀门未打开前,水对容器底部的压力为F1=50N,
则压强为:;
图乙中,t=52s时,水对容器底部的压力:,
水对容器底部的压强:;
根据p2=ρgh,可得,此时水的高度h=0.2m=20cm,
乙图中,在t=84s时,水排放完毕,则t=52s时水的体积为:V=50cm3/s×(84s-52s)=1600cm3;圆柱体排开水的体积:V排=Sh-V=100×20cm3-1600cm3=400cm3。
结合图可知,圆柱体的体积V'=2V排=2×400cm3=800cm3,
对圆柱体,根据平衡条件:mg=F浮+F,则ρ物Vg=ρV排g+F,代入数据,解得细杆对物体的作用力为F=0.8N。故第1空填:5000;第2空填:0.8。
【分析】图乙中,当t0,水对容器底部的压力为50N,根据,计算未打开前水对容器底部的压强;水的高度在t=84s时,水排放完毕,可求得t=52s时,水的体积,根据平衡条件,解得细杆对物体的作用力。
21.【答案】15;9;6
【解析】【解答】图乙中,在9cm~16cm内,木块处于漂浮状态,木块底部受到水的压强p=900Pa,计算木块底部受到向上的压力:F向上=p向上S=900Pa×0.01m2=9N,木块漂浮,受到浮力:F浮=F向上=9N;物体漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,木块的重力:G木=F浮=9N;
木块浸没时排开水的体积最大,受到的浮力最大,细线对木块的拉力最大,此时木块下表面的深度最大,受到水的压强最大,图乙中,木块上表面与液面相平时,木块底部受到水的压强p'=1500Pa,
此时木块底部受到水向上的压力:F向上'=p向上'S=1500Pa×0.01m2=15N,
木块受到的最大浮力:F浮大'=F向上'=15N,
细线对木块的最大拉力:F拉大=F浮大-G木=15N-9N=6N。
故第1空填:15;第2空填:9;第3空填:6。
【分析】图乙中,木块恰好漂浮时,木块底部受到水的压强不变,根据F=pS,计算木块底部受到水向上的压力,计算木块受到的浮力;根据漂浮条件,计算木块的重力;木块浸没时,排开水的体积最大,受到的浮力最大,深度最深,根据最大的压强,计算最大的浮力;再根据浮力和重力差,计算绳子的最大拉力。
22.【答案】;
【解析】【解答】空心金属球完全浸入一种密度为ρ1的液体中,球排开液体的体积等于球的体积V,计算金属球受到的浮力:;
根据阿基米德原理:,所以,已知ρ1:ρ2=2:5,
把金属球浸没放入第二种液体时,它受到的浮力:;
由此可见,金属球静止时,将浮在液面上,它受到的浮力F浮2=G0,即ρ2gV排2=G0,
所以,,液面上升的高度:;
放入金属球后,液体对容器底部增加的压强:;
放入金属球后,容器底部所受液体的压力增大:。
故第1空填:;第2空填:。
【分析】根据阿基米德原理,计算金属球浸入第二种液体的体积,计算金属球的浸入液面上升的高度,根据p=ρgh,计算液体压强的增加量,然后F=pS,计算容器底所受液体压力的增加量。
23.【答案】
【解析】【解答】鸡蛋匀速运动,所以力为平衡力,所以重力等于浮力,重力方向向下,浮力向上,大小与重力相等,据此作图
【分析】根据重力与浮力的特点进行作图
重力:大小等于物体质量和重力加速度的乘积,方向向下
浮力与重力为相互作用力,所以浮力向上,大小等于重力。
24.【答案】
【解析】【解答】t1之前,弹簧测力计受到物体的拉力,此时为G,t1-t2物体排水体积不断增加,所以浮力不断增加,弹簧测力计拉力逐渐变小,t2之后,浮力不变,弹簧测力计拉力不变,据此作图
【分析】根据浮力的计算作图
浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
所以在t1-t2物体排水体积不断增加,所以浮力不断增加,弹簧测力计拉力逐渐变小,t2之后,浮力不变,弹簧测力计拉力不变。
25.【答案】(1)8
(2)2
(3)A、B、C
(4)深度
(5)应换用其他的液体进行实验
【解析】【解答】(1)从图A中看出物体的重力是G=8N;
(2)由AC两图和称重法可知,物体浸没在水中受到的浮力为F浮=G-F=8N-6N=2N;
(3)通过A、B、C、三次实验可知物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
(4) 由A、C、D三次实验可知,物体所受的浮力大小均等于2N,与深度无关;
(5) 若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,应换用其他的液体,最好取材的是在水中加盐,制成盐水 。
故答案为:(1)8;(2)2;(3)A、B、C;(4)深度;(5)应换用其他的液体进行实验。
【分析】(1)根据二力平衡可知,弹簧测力计的读数即为物体的重力;
(2)根据称重法计算浮力大小;
(3) 比较A、B、C三次实验,得到浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(4)由A、C、D三次实验可知,物体所受的浮力大小与深度无关;
(5) 若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,应换用其他的液体。
26.【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
(7)
【解析】【解答】(1) 探究阿基米德原理需先测空桶重力(乙)、桶和排开水总重力(丁),再让桶漂浮测浮力(甲),最后测桶与排开水总重(丙),故顺序为乙、甲、丙、丁。 故选B。
(2)弹簧测力计指针在2处,所以空桶重力为2N,空桶漂浮在水面上,所以重力等于浮力,等于2N;
(3)B的重力为1.6N,排出液体的重力和水桶B的 重力为3.6N,所以排开液体的重力为3.6N-1.6N=2N,所以 桶A排开水的重力 等于A受到的浮力。
(4) 若溢水杯未装满水,桶A排开的水无法全部流入桶B,导致桶B和溢出水的总重力偏小,即桶A排开水的重力测量值小于实际值,从而出现“桶A排开水的重力明显小于所受浮力”的情况。
(5) 小芳同学往桶A 中加入沙子进行实验 ,沙子和桶在水中属于漂浮状态,则 桶 A 与沙子的总重力 等于 排开水的总重力 ,在3组试验数据中, 桶 A 与沙子的总重力为3.2N,桶B的重力为1.6N, 桶B与水的总重力 为4.6N,所以/排开水的总重力为3N,二者不等,所以错误, 随着加入沙子越多, 排开液体的体积越大,深度越深。
(6)在水中排开水的体积为Sh1,浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh1,在液体的浮力为F浮=ρ液gSh2,连列解得。
【分析】 本题围绕阿基米德原理的实验展开,需结合实验步骤、称重法测浮力、阿基米德原理内容及应用等知识,逐一分析各小问。
27.【答案】(1)解:A下表面在水中所处的深度为正方体棱长的一半,为h=0.05m,
A的下表面受到的水的压强为p=ρ水gh = 1.0×103kg/m2×10 N/kg×0.05m=500Pa,
A的下表面的面积为S=(0.1m)2=0.01 m2,
A的下表面受到的水的压力为F向上=pS=500Pa×0.01m2=5N;
答:A的下表面受到的水的压力为5N。
(2)解: 根据物体的平衡条件得,弹簧测力计对A的拉力F拉=GA-F向上=10N-5N=5N,
弹簧的示数等于弹簧测力计对A的拉力,为F=F拉=5N
答:弹簧测力计的示数5N。
【解析】【分析】1、液体压强的计算公式:p=gh 。其中p为压强(单位:Pa),为液体密度(单位:kg/m3),h为深度(单位:m)。
压力与压强的关系:F=pS。其中F为压力(单位:N),p为压强(单位:Pa),S为受力面积(单位:m2)。
2、浮力产生的本质:浸在液体中的物体,浮力等于液体对物体向上和向下的压力差,即F浮=F向上-F向下;本题中物体上表面露出水面,F向下=0,故F浮=F向上。
称重法测浮力:F浮=G-F示,变形可得弹簧测力计示数F示=G-F浮(G为物体重力,F示为弹簧测力计拉力)。
受力平衡条件:静止的物体受平衡力作用,本题中物体竖直方向受重力G、浮力F浮、弹簧测力计拉力F示,满足G=F浮+F示。
28.【答案】(1)1.2
(2)有关
(3)1.0;无关
(4)F2-F3;F4-F1;F浮=G排
【解析】【解答】(1)由图乙知,h=0时,弹簧测力计的示数F=1.2N,根据二力平衡,物体的重力G=1.2N。
(2)弹簧测力计的示数随A的下表面浸入水中深度h的增加而减小,因V排=Sh,由F浮=G-F示可得出,物体A浸没在水中之前受到浮力与物体排开液体的体积有关。
(3)由图乙知,水平线表示物体浸没在水中时弹簧测力计的示数,故物体浸没时受到的浮力大小
F浮全=1.2N-0.2N=1.0N此时浮力大小为1.0N保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度无关。
(4)由图2可知,物体的重力为F2,物体浸没时,弹簧测力计的示数是F3,根据称重法可知,物体受到的浮力F浮=G-F示=F2-F3由图2可知,空桶的重力为F1,桶和桶中液体的总重力是F4,则桶中水即排开液体的体积G排=F4-F1比较F浮和G排的大小关系,如果关系式 F2-F3=F4-F1成立,即F浮=G排可验证阿基米德原理。
【分析】(1)根据二力平衡,物体的重力等于弹簧测力计的示数;
(2)弹簧测力计的示数随A的下表面浸入水中深度h的增加而减小;
(3)水平线表示物体浸没在水中时弹簧测力计的示数;
(4)根据称重法可知,物体受到的浮力等于重力减去拉力。
学科网(北京)股份有限公司
$