内容正文:
9.3阿基米德原理 同步练习---2025-2026学年沪科版物理八年级全一册
一、选择题
1.如图所示,一个边长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力 F1为5 N,下表面受到液体的压力 F2为13 N(g 取10 N/ kg).下列说法中错误的是( ).
A.正方体受到的浮力为8 N
B.液体的密度为
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103 Pa
2.潜入海底观光是人们现代旅游休闲方式之一.某潜水爱好者从水下2m 深处继续下潜的过程中,他受到的浮力和海水对他的压强变化的情况分别是(不考虑海水的密度变化)( ).
A.浮力逐渐变大,压强不变 B.浮力逐渐变大,压强逐渐变大
C.浮力不变,压强逐渐变大 D.浮力逐渐变小,压强逐渐变大
3.2024年5月1日,配有国产电磁弹射装置的航母“福建舰”进行了首次海试工作。如图所示,满载的“福建舰”(排水量约为)漂浮在海面上时,它受到的浮力约为(取)( )
A.
B.
C.
D.
4. 两个完全相同的容器内装有一定质量的水,将a、b两个体积相同质量不同的实心小球放人容器中,小球静止后各容器中液面相平,小球的位置如图所示。下列说法正确的是
A.两个小球受到的浮力大小关系是Fa=Fb
B.两个小球的密度关系是ρa>ρb
C.两个小球的质量关系是ma<mb
D.两个容器底部受到的压强关系是p甲<p乙
5.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数 F与金属块下底面下降高度h 的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10 N/kg,则下列说法中正确的是( ).
A.金属块所受重力大小为26 N
B.金属块的密度为
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26 N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103 Pa
6.妍妍捡到一块石头,用电子秤和玻璃杯测量其密度,为避免石头从水中取出时沾水影响测量结果,设计了如图所示的测量过程。下列判断不正确的是(不计绳子的质量和体积,水的密度为,取)( )
A.从水中取出石头时,带出了1g的水
B.根据实验数据,可得出石头密度为
C.石头沉在水底时,仍受到浮力的作用
D.石头沉在水底时,杯底对石头的支持力为0.24N
7.一盛有水的长方体容器置于水平面上,现将内部含有一合金球的冰球投入容器中,冰球漂浮在水面上,刚投入时,冰球的体积(含合金球)为1 200 cm3,冰球露出水面的体积为79 cm3,当冰全部熔化后,合金球对容器底部的压力为0.4N.已知冰的密度为 则合金球的密度为( )(g 取10 N/ kg).
A. B.
C. D.
8.在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示,放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.在甲液体中A、B受到的浮力相等
B.A在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
C.B在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
D.A的质量等于B的质量
二、多选题
9.关于物体受到的浮力,下列说法正确的是
A.物体的密度越大受到的浮力越大
B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C.浸没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
D.浸没入液体中的物体,液体的密度越大,物体受到的浮力越大
10.我国自主研发的万米载人潜水器“奋斗者”号完成了万米海试。下列关于“奋斗者”号下潜过程中(不考虑海水密度变化和潜水器形变)的说法正确的是( )
A.“奋斗者”号下潜过程中受到的海水压强保持不变
B.“奋斗者”号下潜过程中受到的海水压强逐渐增大
C.浸没水中的“奋斗者”号下潜过程中受到的海水浮力不断减小
D.浸没水中的“奋斗者”号下潜过程中受到的海水浮力保持不变
11. 水平桌面上有一盛水的圆柱形容器,用细线将两个材质不同、体积相同的实心球A、B系在一起悬浮于水中,状态如图甲所示:剪断细线后A、B最终状态如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.A的密度小于B
B.剪断细线后A所受浮力变大
C.剪断细线后B所受浮力变小
D.剪断细线后容器对桌面的压强不变
12.王老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图所示),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是( )
A.乒乓球在图中位置静止时没有受到浮力作用
B.乒乓球上浮过程中露出水面之前,受到的浮力始终不变
C.乒乓球上浮过程中,底部受到的液体压强保持不变
D.兵乓球在图中位置静止时,乒乓球受到的重力和支持力是一对平衡力
13.奋斗者号,是我国自主研发的万米载人潜水器,若海水密度保持不变,下列关于“奋斗者号”的说法正确的是( )
A.“奋斗者”号上浮至刚露出水面过程中,所受海水浮力逐渐变大
B.“奋斗者”号进入海水中逐渐下潜过程中,所受海水压强不变
C.“奋斗者”号在水面下下潜过程中,排开海水的质量不变
D.“奋斗者”号在水中下潜时,所受浮力等于其排开海水的重力
14.一质量为 900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体A放在盛有 4.2kg 水的薄壁厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K放出3kg的水后立即关闭阀门,已知ρ水=1.0x103kg/m3,g取10N/g,下列说法正确的是
A.放水前A的下表面距容器底部8cm
B.放水前液面距容器底部18cm
C.放水后水对容器底部压力为12N
D.放水后水对容器底部压强为600Pa
15.弹簧测力计下挂一长方物体,将物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;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中正确的是( )
A.物体的体积是400cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压强是400Pa
16.小华用如图甲所示装置进行“探究影响浮力大小的因素”实验,物体A是实心圆柱体,根据数据作出弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象,如图乙所示,从图乙可知(g取10N/kg)( )
A.物体受到的重力为2N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C.物体的密度为2×103kg/m3
D.浸入水中的物体所受的浮力大小与浸入深度成正比
三、填空题
17.一艘轮船从东海驶入长江,所受浮力将 (填变大、变小或不变),船身将 (上浮或下沉)一些.
18.我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器长8.2m 、宽3.0 m、高3.4m .该潜水器悬浮在海水中时总质量为22t,可下潜到最深达7062.68m的海底,创造了深潜水的世界纪录.在这一深度,海水对潜水器1 m2表面产生的压力为7.3×107 N.则“蛟龙号”悬浮在海水中所受到的浮力为 N,下潜到7 062.68 m海底时,海水对其表面的压强为 Pa.
19.如图甲所示,弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h 之间的关系如图乙所示.则物块受到的重力为 N,物块刚好浸没在液体中时其下表面浸入的深度为 cm,未知液体的密度为 kg/m3(g取10 N/ kg).
20.如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”.某次执行任务时它的质量为38 t,当它停在水面上时,排开水的体积是 m3,受到的浮力为 N(g取
21.如图甲,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面.将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙.则铝块浸没时所受的浮力为 N,液体的密度为 kg/m3(g取10N/kg,
22.如图所示,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为4 N、体积为100 cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为 N,石块静止时,测力计示数为 N 取10 N/ kg).
23.如图所示,用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图所示,则物块的重力为 N,物体浸没时受到的浮力为 N,未知液体的密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
24.如图所示,将一长方体物体浸没在水中恰好处于悬浮状态,上表面受到的压力为1.6N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为 N:如将物体再下沉5cm,到它受到的浮力大小将 。(选填“变大”、“不变”或”变小”)。
四、作图题
25.题图中,一重为G的小球在水中正在加速上浮,请你在题图乙中画出小球所受的浮力与小球运动时间的关系图。
五、实验探究题
26.小明利用铜柱、水、溢水杯、小烧杯、弹簧测力计等器材,按照题图所示的步骤,来验证阿基米德原理。(ρ铜=8.9X103kg/m3)
(1)由乙、丙两图可测出铜柱受到的浮力是 N:
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它 。
(3)以下情况不会影响结论的是____。
A.图乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图丙步骤中铜柱未全部浸没在水中
C.图丙步骤的锕柱碰到溢水杯底部
27.如图所示是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验过程。
(1)由图b、c、d可得∶物体所受浮力的大小与物体排开液体的 有关;探究物体所受浮力的大小与物体排开液体的密度是否有关时,应比较图b、e和 ;
(2)比较图d、e可得∶物体所受浮力的大小与浸入液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)由图a、b、e、f可得:物体所受的浮力为 N,该物体的密度为 kg/m3;
(4)在实验过程中,小明还发现用测量浮力的方法也可以测量物体的密度:
①将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;
②将挂在弹簧测力计下的物体 入水中,此时弹簧测力计的读数为F;
③物体的密度表达式为ρ= (用G、F和ρ水来表示)。
六、计算题
28.深中通道建成了世界上规模最大的沉管隧道.如题图所示,建造海底隧道时,先让两端密封的沉管漂浮在海面,拖到预定位置再灌水使其沉入海底进行组装.某节密封沉管的质量为7.5×104t,体积为8×104m3,组装好时上表面所处的深度为40m. g取10N/kg,海水的密度取1.0X103kg/m3.求:
(1)灌水前,沉管所受的浮力:
(2)装好时,海水对沉管上表面的压强:
(3)让沉管下沉至少要灌入海水的重力.
七、综合题
29.请根据上述材料,回答下列问题。
福船
福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原横型图如图所示。其甲板平坦,龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋。
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明,2010年11月15日,《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中,如果有一个或两个舱外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性,另外隔舱板与船壳板紧密连接,使船体结构也更加坚固,分别隔舱,还便利货物存放管理,水密隔舱福船制造技术,对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年,将领官军乘架二千料海船并八橹船……”,经学术界考证,与北京天坛齐名的二千料海船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千料海船总长61.2米,最大宽13.8米,型深4.89米;满载时,水线长53米,水线宽13米,吃水深度为3.9米,帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨(即最大排水量可达1170吨)。
郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分,是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动,重启海上丝绸之路的今天。“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文化产业里重要的创作灵感,依然在启迪人们不断去开拓创新。
(1)福船采用的 技术大大提高了船舶的整体抗沉性;
(2)排水量是衡量造船能力的重要指标,请你根据文中提供的信息计算出二千料海船满载时受到的浮力 N,船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强是 Pa;(为了计算方便,海水密度取
(3)当海船从淡水中驶入海水中时,船体将 (选填“上浮”或“下沉”),海船受到的浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”),船静止时,底部受到的海水的压力 (选填“小于”“大于”或“等于”)船受到的浮力。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N,故A正确,不符合题意;
B、物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,由F浮=ρgV排可得,液体的密度ρ==0.8×103kg/m3,故B正确,不符合题意;
CD、正方体下表面的面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2,液体对物体下表面的压强:p==1.3×103Pa, 由p=ρgh可得,正方体下表面到液面的距离:h下==0.1625m=16.25cm,则正方体上表面到液面的距离:h=h下-L=16.25cm-10cm=6.25cm,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意.
故答案为:C。
【分析】知道正方体上、下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下求出正方体受到的浮力;物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据V=L3求出其体积即为排开液体的体积,根据F浮=ρ液gV排求出液体的密度;根据S=L2求出正方体的上表面积,根据p=求出液体对正方体上表面的压强,利用p=ρ液gh求出正方体上表面到液面的距离;正方体下表面的深度等于正方体上表面的深度加上正方体的棱长,根据p=ρ液gh求出液体对物体下表面的压强。
2.【答案】C
【解析】【解答】AB、他在水面下不断下潜的过程中,海水的密度ρ海水不变,
由于排开海水的体积不变,根据F浮=ρ海水V排g可知,他受到的浮力不变,故AB错误;
CD、由于所处的深度逐渐变大,根据p=ρ海水gh可知,他受到的海水的压强逐渐变大,故C正确,D错误。
故答案为:C。
【分析】某潜水爱好者在水面下不断下潜的过程中,排开海水的体积不变、所处深度变大,但海水的密度不变,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ液V排g和液体压强公式p=ρ液gh分析判断。
3. 【答案】D
【详解】满载时的排水量是指排开海水的质量,
根据阿基米德原理,可得“福建舰”满载时航母受到的浮力为
4.【答案】C
【解析】【解答】由题知,a、b小球的体积相同;
A、由图可知,a、b小球排开水的体积关系为Va排<Vb排,根据F浮=ρ液gV排可知浮力的大小关系为:Fa<Fb,故A错误;
B、a球在甲容器中漂浮,所以ρA<ρ水;b球在乙容器中悬浮,所以ρb=ρ水;c小球的密度关系ρa<ρb;故B错误;
C、已知小球a、b体积相同,且ρa<ρb,由知小球的质量关系ma<mb,故C正确;
D、小球静止时,容器内水面高度相同,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙,故D错误。
故选:C。
【分析】(1)由图得出a、b小球排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)根据物体浮沉条件判断出小球密度的关系;
(3)根据密度公式判断出小球质量的关系;
(4)利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为46N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=46N,故A错误;
C.由图象可知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,则圆柱体受到的浮力F浮=G−F=46N−26N=20N.故C错误;
B.由F浮=ρ水gV排得:
V物=V排= = =2×10−3m3
由公式G=mg可求出物体的质量m= = =4.6kg,
则圆柱体密度ρ物== =2.3×103kg/m3
故B正确;
D.由图象可知,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为h=50cm−30cm=20cm=0.2m,因此受到的液体压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,故D错误。
故答案为:B。
【分析】图象中,上方与横轴平行的线段表示金属块在水面以上时受到的拉力,等于金属块的重力;下方与横轴平行的线段表示金属块在水面以下时受到的拉力。两个拉力之差就是浸没时受到的浮力;利用G=mg求金属块的质量;利用阿基米德原理求金属块的体积;再利用密度公式求金属的密度;由图象可知:金属块恰好完全浸没时下表面距离水面为0.2m,利用p=ρgh即可计算出下表面受到压强的数值。
6.【答案】D
7.【答案】D
【解析】【解答】【学找切入点】 当冰球漂浮在水面上时所受的浮力为 ,由浮沉条件可知,而 则有①;当冰全部熔化后,合金球会沉入水底,由题意可知,此时受到的浮力 其中F=0.4N,由阿基米德原理可知,则②.由①②可得 ,即解得 由②得,故合金球的密度。故D选项正确.
故答案为:D。
【分析】设冰球的体积为V,由于冰球内部含有一合金球,则设合金球的体积为V金,则冰的体积为V冰=V-V金;根据漂浮的特点和阿基米德原理得出漂浮时重力和浮力的等式;当冰全部熔化后,球沉入水底时,根据合金球对容器底部的压力,利用阿基米德原理得出球的重力与浮力的等式,最后解之即可。
8.【答案】A
【解析】【解答】A、根据浮力公式F=ρ液gV排可知,甲液体中,AB排开液体的体积相同,所以浮力相同,且在甲液体重AB的重力大于浮力,故A正确;
B、甲液体的密度不同,A漂浮,重力等于浮力,所以 A在甲、乙两种液体中受到的浮力不相等 ,故B错误;
C、甲乙的密度不同,根据F=ρ液gV排可知,甲乙液体中,B所受的浮力不同,故C错误;
D、在乙种,AB的状态不同,所以AB的密度不同,根据密度公式m=ρv计算可知,AB的质量不同,故D错误。
综上选D。
【分析】1、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;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
9.【答案】B,D
【解析】【解答】AC、根据阿基米德定律可知,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体密度有关,与物体的密度和物体的浮沉情况无关,与物体所处的深度无关,故AC错误;
B、根据阿基米德定律可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故B正确;
D、根据阿基米德定律可知,在排开液体的体积不变时,液体密度越大,浮力越大,故D错误。
故选:BD。
【分析】根据阿基米德定律可知,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体密度有关,然后逐项分析作答。
10.【答案】B,D
【解析】【解答】AB.根据题意可知,“奋斗者”号加速下潜过程中深度变大,根据p=ρ液gh可知,受到的海水压强变大,故A错误,B正确;
CD.根据题意可知,“奋斗者”号加速下潜过程中排开海水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力大小不变,故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】AB.根据液体压强公式p=ρ液gh比较“奋斗者”号受到的液体压强变化;
CD.根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排分析“奋斗者”号受到浮力的变化。
11.【答案】A,D
【解析】【解答】A.剪断细线后A球漂浮,B球沉底,利用浮沉条件可知,A球的密度小于水的密度,B球的密度大于水的密度,所以A的密度小于B的密度,故A正确;
B.剪断细线后,小球A排开液体的体积变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,所受浮力变小,故B错误;
C.剪断细线后,小球B排开液体的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可得,所受浮力不变,故C错误;
D.容器对水平面的压力等于总重力,即F压=G液+G容+GA+GB,
容器和液体质量均相等,A、B两球的质量不变,所以,剪断绳子后容器对桌面的压力不变,受力面积不变,根据可知,两容器对水平面的压强不变,故D正确。
故答案为:AD。
【分析】根据物体的浮沉条件判断出AB密度的关系;根据物体的浮沉条件和阿基米德原理可判断两个球所受浮力的变化;容器对水平面的压力等于总重力,根据可分析比较。
12.【答案】A,B
【解析】【解答】A.图中乒乓球静止时,有少量水从瓶口流出,由于乒乓球下表面没有受到水向上的压力,所以乒乓球不受浮力作用,故A正确;
B.乒乓球上浮过程中露出水面之前,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,乒乓球受到的浮力不变,故B正确;
C.乒乓球上浮过程中,距离水面的深度h变小,由于水的密度不变,根据液体压强公式P=ρgh可知,乒乓球受到的液体压强变小,故C错误;
D. 兵乓球在图中位置静止时,受重力、水的压力和支持力,在这三个力的作用下处于平衡状态,故D错误。
故选AB。
【分析】 (1)浮力产生的原因是物体上下表面受到的液体压力差,即F浮=F向上-F向下;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排判断浮力的变化情况;
(3)根据液体压强公式P=ρgh判断压强的变化情况;
(4)对图中的乒乓球进行受力分析并做出判断。
13.【答案】C,D
【解析】【解答】A.“奋斗者”号上浮至露出水面过程中,由于排开水的体积先不变,后变小,所受海水浮力先不变,后减小,故A错误;
B.“奋斗者”号进入海水中逐渐下潜过程中,深度变大,所受海水压强变大,故B错误;
C.“奋斗者”号在水面下下潜过程中,排开水的体积不变,故排开海水的质量不变,故C正确;
D.“奋斗者”号在水中下潜时,根据阿基米德原理可知,所受浮力等于其排开海水的重力,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和排开海水的体积变化判断出潜水器受到海水浮力的变化,结合阿基米德原理分析;
(2)海水密度不变,由公式p=ρgh可知潜水器在海面下不断下潜时受到海水的压强的变化。
14.【答案】A,D
【解析】【解答】AB、A漂浮在水面上,重力等于浮力,为9N,根据浮力公式计算可知浸没的体积,物体的底面积为100cm2,所以浸没的高度为9cm,水的质量为4.2kg,根据密度公式计算可知体积,物体的排水体积为900cm3,所以水的高度h=,所以 放水前A的下表面距容器底部距离d=17cm-9cm=8cm。A正确,B错误;
CD、放水后,容器内水的质量1.2kg,水的体积为,不加入物体A,水的高度h'=4cm,加入物体,小于该物体的漂浮高度,所以该物体沉底,液面的高度h''=,根据压强公式计算可知此时水对容器底部的压强为P=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,结合压强公式F=Ps计算 放水后水对容器底部压力 F=Ps=600Pa×300×10-4m2=18N.C错误D正确。
综上选AD。
【分析】1、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;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
15.【答案】A,C,D
16.【答案】B,C
【解析】【解答】AB.由图乙可知,物体浸没深度为0时,弹簧测力计示数为4N,则物体所受重力G=4N,物体完全浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=4N-2N=2N,故A不符合题意;故B符合题意;
C.由F浮=ρ液gV排和AB分析可知,物体的体积,物体重力为4N,根据G=mg可知,物体的质量,结合密度公式计算物体的密度
;故C符合题意;
D.由图乙可知,物体完全浸入水中后受到的浮力不变,故D不符合题意。
故选BC。
【分析】1、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;
2、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,
3、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
17.【答案】不变;下沉
【解析】【解答】轮船始终处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力始终等于轮船自身的重力(F浮=G船)。轮船从东海驶入长江,自身重力不变,因此所受浮力不变。根据阿基米德原理F浮=液gV排,浮力F浮不变,长江水的密度河水小于海水的密度海水,因此排开水的体积V排会增大,船身会下沉一些。
故答案为:不变;下沉。
【分析】1、漂浮条件
漂浮的物体,所受浮力等于自身重力,即F浮=G物。只要物体始终漂浮,无论在什么液体中,浮力大小都等于自身重力,保持不变。
2、阿基米德原理
浸在液体中的物体,浮力大小等于排开液体的重力,公式为:F浮=液gV排
当浮力F浮不变时,液体密度液越小,排开液体的体积V排越大;反之,液体密度越大,排开体积越小。
3、轮船浮沉的规律
从海水(密度大)驶入淡水(密度小):浮力不变,排开体积变大,船身下沉。
从淡水驶入海水:浮力不变,排开体积变小,船身上浮。
18.【答案】;
【解析】【解答】“蛟龙号”悬浮在海水中时,所受到的浮力等于自身重力,则
海水对其表面的压强
【分析】利用悬浮条件(F浮=G=mg)求浮力;利用p=求海水对其表面的压强。
19.【答案】15;10;0.9×103
【解析】【解答】物块在浸入液体前,即h=0cm时,受力情况是重力G与拉力F,由于物块处于平衡状态,所以有G=F,而由图乙知,当h=0cm时,F=15N,故物块受到的重力G=15N;
物块在液体中受到三个力的作用,分别是重力G、拉力F和浮力F浮,由于物块处于平衡状态,所以这三个力满足的关系是F+F浮=G,根据阿基米德原理知,在物块浸没前,F浮随h增大而增大,则拉力F将减小;而在物块浸没后,F浮保持不变,拉力F将不变;据此并结合图乙可以推得当h=10cm时,物块刚好浸没在液体中,此时的拉力F=6N,由F+F浮=G得F浮=G-F=15N-6N=9N,又物块的体积为V=h3=(10cm)3=10-3m3,由F浮=ρ液gV排=ρ液gV得未知液体的密度为.
【分析】由图象可知,弹簧测力计的最大示数,此时物块未浸入液体中,物块重力等于最大示数;由图象可知,物块从刚浸入液体到完全浸入,物块浸入深度,即正方体物块的边长;求出物块的体积,由图得出物块全浸入时弹簧测力计的示数,利用称重法求受到的浮力,物块排开液体的体积等于物块的体积,再利用F浮=ρ液V排g求液体的密度。
20.【答案】38;3.8×105
【解析】【解答】根据可得排开水的体积
当该飞机停在水面上时,其处于漂浮状态,则由漂浮条件可得飞机受到的浮力
【分析】要解决该问题,需利用漂浮物体的浮力与重力关系及阿基米德原理。当飞机停在水面上时处于漂浮状态,浮力等于重力;再根据阿基米德原理(浮力等于排开液体的重力),结合水的密度可求出排开水的体积。
21.【答案】1.2;1.2×103.
【解析】【解答】铝块的质量
铝块的重力
由图乙可知,铝块浸没时弹簧测力计的示数
则铝块浸没时所受的浮力
由可得,铝块的体积
铝块浸没时排开液体的体积
由可得,液体的密度
【分析】知道铝块的质量求出重力,由图象知铝块浸没在液体中弹簧测力计的示数求出浮力。知道铝块的质量和密度求出体积,物体浸没在液体中物体排开液体的体积等于物体的体积,知道物体排开液体的体积、浮力和g,根据阿基米德原理求出液体的密度。
22.【答案】1;3.0.
【解析】【解答】【学找切入点】 (1)石块缓慢浸没在水中,
石块受到的浮力
根据阿基米德原理知,桶中水重(排开水的重)
(2)石块静止时,测力计示数
【分析】(1)由阿基米德原理知,物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力;
(2)石块静止时,由称重法求测力计示数。
23.【答案】15;9;900
【解析】【解答】(1)从图乙可知,当物块下边面未接触水面时,拉力为15N,由二力平衡知识可得,物体所受重力G=F=15N;
(2)当物块下表面浸入液体中的深度h大于10cm时,物块受到的拉力保持6N不变,根据称重法可知,物块浸没时受到的浮力:F浮=G-F=15N-6N=9N;
(3)当浸入深度h为10cm时,物块恰好完全浸没在液体中,则可知正方体物块的边长:L=h=10cm=0.1m。则物块排开液体的体积:V排=V=L3=(0.1m)3=1×10-3m3;根据F浮=ρ液V排g可得未知液体的密度:。
故答案为:15;9;0.9×103。
【分析】(1)由图像可知,物块受到的最大拉力,此时物块未浸入液体中,由二力平衡条件求出物块的重力;
(2)由图得出物块全浸入时物块受到的拉力,利用称重法测浮力求物块浸没时受到的浮力;
(3)由图像可知,物块刚浸没时其下表面浸入液体中的深度,即正方体物块的边长;此时物块排开液体的体积等于物块的体积,再利用F浮=ρ液V排g求液体的密度。
24.【答案】1.4;不变
【解析】【解答】 由浮力产生的原因可知,该物体受到的浮力:F浮=F下-F上=3N-1.6N=1.4N;
因长方体浸没时排开水的体积不变,
所以由F浮=ρ水gV排可知,物体再下沉5cm后,受到的浮力仍为1.4N不变。
【分析】 知道长方体上、下表面受到的压力,根据浮力产生的原因F浮=F下-F上求出受到的浮力,长方体浸没时排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知受到的浮力变化,从而得出答案。
25.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】小球在水中正在加速上浮,在小球浮出水面之前,根据浮沉条件可得,浮力大于重力,又根据,这个过程浮力是不变的,因此,在小球浮出水面之前,是一条数值大于重力大小的平行于时间轴的直线;当小球开始浮出水面之后,小球排开水的体积减小,故浮力的大小减小,是一条倾斜的直线;当浮力大小等于重力大小时,这个时候小球处于平衡状态,浮力不在变化,大小等于重力的大小,如图所示:
【分析】根据及物体浮沉条件,判断物体的运动状态及受力情况,进而画出图像。
26.【答案】(1)1
(2)排开液体的重力大小
(3)B
【解析】【解答】(1)由图乙可知,铜柱的重力为4.6N,由图丙可知,铜柱受到的拉力为3.6N,根据称重法测量浮力知,浮力为 F浮=G-F拉=4.6N-3.6N=1N;
(2)由甲、丁可知,排开液体受到的重力为G排液=G总-G桶=1.4N-0.4N=1N;故可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力大小。
(3)A.图乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口,会导致测得的排开液体的重力偏小,故A不符合题意;
B.图丙步骤中铜柱是否全部浸没在水中不会对实验造成干扰,铜柱浸没在水中的体积大,受到的浮力大,排开液体受到的重力大,铜柱浸没在水中的体积小,受到的浮力小,排开液体受到的重力小,故C符合题意;
C.图丙步骤的铜柱碰到溢水杯底部,则会导致测得的拉力偏小,由F浮=G-F拉可知,测得的浮力偏大,故C不符合题意。
故选B。
故答案为:(1)1;(2)排开液体的重力大小;(3)B;
【分析】(1)根据称重法可表示出金属块受到的浮力;
(2)物体排开水的重力等于小桶和桶中水的总重力减去空桶的重力;浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体受到的重力;
(3)根据选项逐一分析。
27.【答案】体积;g;无关;0.5;;浸没;
【解析】【解答】(1)①根据图片b、c、d可知,物体排开液体的体积越大,则测力计的示数越小,而受到的浮力越大,那么得到:物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
②根据控制变量法的要求可知,探究物体所受浮力的大小与物体排开液体的密度是否有关时,应控制物体排开液体的体积相同,改变液体的密度,故选实验b、e和g。
(2)根据图片可知,实验d、e中,浸没在水中的物体的深度大小不同,但是受到的弹簧测力计的拉力相同,即物体受到的浮力也相同,由此可得:物体所受浮力的大小与浸入液体中的深度无关。
(3)根据图片可知,物体在图e中(即浸没时)所受的浮力为
;
该物体的体积为;
该物体的质量为;
该物体的密度为。
(4)②由于物体浸没时V物=V排,所以将挂在弹簧测力计下的物体浸没入水中。
③根据题意可知,物体的体积为;
那么物体的密度为。
【分析】 (1)探究浮力大小与“物体排开液体的体积”关系时,应控制液体的密度不变,改变物体排开液体的体积;探究浮力大小与“物体排开液体的体积”关系时,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同;
(2)根据实验d、e的实验现象分析解答;
(3)利用称重法求得浮力大小,根据阿基米德原理计算出物体的体积,根据密度公式计算物体的密度;
(4)将物体浸没在水中,物体排开液体的体积与物体的体积相等;由①②合金求出受到的浮力,由阿基米德原理,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物求出物体的体积,根据密度公式求出合金密度的表达式。
28.【答案】(1)解:根据题意可知, 封沉管的质量为
灌水前,沉管漂浮,则它受到的浮力为:。
(2)解:海水对沉管上表面的压强:。
(3)解: 沉管浸没时,
沉管浸没时所受的浮力:
沉管下沉时的总重力;
让沉管下沉至少要灌入的海水重力 。
【解析】【分析】 (1)漂浮在海面上的密封沉管受到的浮力和自身的重力相等,根据F浮=G求出其大小;
(2)根据p=ρ液gh计算压强。
(3)根据浸没排开海水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力,沉管恰好悬浮时,沉管内注入海水的质量最小,根据F浮=G总=G管+G水求出注入海水的重力。
29.【答案】(1)水密隔舱
(2)1.17×107N;2.9×104Pa
(3)上浮;不变;等于
【解析】【解答】(1) 第1空、 福船采用“水密隔舱”,的技术大大提高了船舶的整体抗沉性。故该空填“ 水密隔舱 ”;
(2) 第1空、 帆装、给养、武器、人员、货物等及船之身质量总共可达:1 吨,
船的重力:
根据漂浮的特点,海船满载时受到的浮力F浮= 。故该空填“ 1.17×107N ”;
第2空、 船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强:
。故该空填“ 2.9×104Pa ”;
(3) 第1、2空、 当海船从淡水中驶入海水中时,船仍漂浮,浮力等于重力,即海船受到的浮力大小不变,因为海水的密度大于水的密度,根据阿基米原理可知V排减小,船体将上浮。故第1空填“ 上浮 ”,第2空填“ 不变 ”;
第3空、 浮力的实质是物体上下表面受到的压力差,漂浮时上表面受到的压力为0,所以船静止时,底部受到的海水的压力等于船受到的浮力。故该空填“ 等于 ”。
【分析】所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区,在航行过程中,如果有一个或两个舱意外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性;由帆装、给养、武器、人员、货物等及船之身总质量,根据( 求重力,根据漂浮的特点,求海船满载时受到的浮力F浮,根据| 海水gh,求出压强的大小;(3)根据漂浮的特点,确定浮力的变化;比较海水的密度与水的密度,根据阿基米德原理确定V排大小变化;浮力的实质是物体上下表面受到的压力差。
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