专项训练25 与浮力相关的液面变化2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
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摘要:
**基本信息**
聚焦浮力与液面变化核心关联,通过选择、填空、计算三级题型系统覆盖物体浮沉、密度关系、压强变化等综合应用,强化科学思维与物理观念。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|7道|情境变式判断(如冰在不同液体熔化、多物体组合浮沉)|以浮力公式、浮沉条件为核心,构建密度-V排-液面高度的推导链条,体现科学推理与模型建构|
|填空题|6道|数据型液面/压强变化计算|结合密度、体积公式定量分析液面变化,强化物理观念应用|
|综合计算题|4道|公式推导与综合分析(如V排与压强变化关系)|整合浮力、压强、密度知识,培养科学探究中的证据分析与解释能力|
内容正文:
2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
专项训练25 与浮力相关的液面变化
一、 与浮力相关的液面变化选择题(7道题)
二、 与浮力相关的液面变化填空题(6道题)
三、 与浮力相关的液面变化综合计算题(4道题)
一、 与浮力相关的液面变化选择题(7道题)
1. 把一块冰放在一杯酒精中(已知ρ水>ρ冰>ρ酒精)( )
A.冰块下沉,熔化后液面上升 B.冰块漂浮,熔化后液面上升
C.冰块下沉,熔化后液面下降 D.冰块漂浮,熔化后液面下降
【答案】C
【解析】根据密度关系可以判断冰块的浮与沉;冰在酒精中下沉,冰化水后,水的体积变小,所以液面将下降。
设冰的质量为m,重力为G,
∵ ρ冰>ρ酒精,
∴ 冰在酒精中下沉,
冰化水后,水的体积变小,所以液面将下降。故选C。
2. 如图所示,水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B。当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A. 烧杯中盐水的密度变小 B. 烧杯内液面不发生变化
C. 杯底受到液体的压强变小 D. 物块B受到的浮力变小
【答案】ACD
【解析】A.由于水的密度小于盐水密度,冰块完全熔化为水后,会使原来盐水的密度变小,故A正确;
B.冰块漂浮在盐水中,F浮=G冰,冰熔化成水后,质量不变,所以有F浮=G水,则
ρ盐水gV排=ρ水gV水
因为ρ盐水>ρ水,所以V排<V水,即原来冰块排开盐水的体积小于冰块熔化的水的体积,所以液面会升高,故B错误;
CD.冰块未熔化时,A漂浮,B悬浮,液体对容器底部的压力等于液体、冰块A、物块B的总重力。冰块熔化后,液体密度变小,根据公式F浮=ρ液gV排可知,物块B受到的浮力变小,小于自身重力,将会下沉到容器底部,受到容器底部的支持力,所以液体对容器底部的压力会变小。根据公式 可知,在容器底面积不变的情况下,杯底受到液体的压强变小,故CD正确。
故选ACD。
3.如图所示,某装有水的容器中漂浮着一块冰,在水的表面又覆盖着一层油.已知水面高度h1,油面高度为h2,则当冰熔化之后( )
A.水面高度h1升高,油面高度h2升高 B.水面高度h1升高,油面高度h2降低
C.水面高度h1降低,油面高度h2升高 D.水面高度h1降低,油面高度h2降低
【答案】B
【解析】假设把冰分成两部分,一部分的浮力等于水产生的浮力,它化成水后,保持液面不变;另一部分的浮力由油产生,它化成水后将使油面下降,但使原来的水面上升。
油对冰产生浮力,油层的一部分是冰排开油多占的体积,冰化成水后,水的量增多了,水面上升,但是油没有增多,并且失去了冰所占的一部分体积,体积减小,油面高度下降。故选B。
4.水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的柱状容器。在甲容器内倒入部分液体A,在乙容器内倒入部分液体A和水(液体和水不相溶,且ρA>ρ水。然后分别在两容器内放入质量相等的冰块,此时甲容器内液面和乙容器内液面恰好相平,如图所示。若冰块全部熔化后,甲、乙两容器内水面距离容器底部分别为h1和h2,水和液体A之间的界面距离容器底部分别为h1′和h2′,则( )
A.h1>h2,h1′>h2′ B.h1<h2,h1′>h2′ C h1>h2,h1′<h2′ D.h1<h2,h1′<h2′
【答案】A
【解析】(1)图甲中:由于冰块都处于漂浮状态,则:F甲浮=G冰
根据阿基米德原理可得:F甲浮=ρAgV排甲
所以,ρAgV排甲=G冰,则:
当冰全部熔化后由于冰的质量不变,即:G水=G冰
则冰熔化后的水的体积为:
由于ρA>ρ水,则:V排甲<V水,所以,
图乙中:设冰块漂浮在水和液体A的冰块分为G1、G2;且G1+G2=G冰
则由于冰块都处于漂浮状态,F水浮=G1,FA浮=G2
根据阿基米德原理可得:F水浮=ρ水gV排水,FA浮=ρAgV排A,则:ρ水gV排水=G1,ρAgV排A=G2
所以,,,则:
当冰全部熔化后由于冰的质量不变,即:
G水1=G1,G水2=G2;
则冰熔化后的水的体积为:
由于ρA>ρ水,则:V排乙<V水乙,所以,
由于G1+G2=G冰;所以,ΔV甲>ΔV乙
已知甲、乙两个完全相同的柱状容器。所以,根据可知:
容器中液面升高的高度Δh甲>Δh乙
由于冰块没有熔化前甲容器内液面和乙容器内液面恰好相平,所以,若冰块全部熔化后,甲容器内液面距离容器底部的高度h1大于乙容器内液面距离容器底部的高度h2;故BD错误;
(2)由于液体和水不相溶且ρA>ρ水,则冰熔化后,液体A会在容器的底部,由图可知:容器里液体A的体积关系是:V甲A>V乙A,由于甲乙容器完全相同,则根据可知:
液体A的深度关系是:h1′>h2′,故A正确,C错误。故选:A。
5.如图所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入水中,待A、B静止时,下列说法中不正确的是( )
A.三个容器中木块下表面所受的压强的关系是p甲=p乙>p丙
B.A、B两物体所排开的液体体积的大小关系是V甲AB=V乙AB>V丙AB
C.A、B两物体所受的总的浮力的大小关系是F甲AB=F乙AB=F丙AB
D.三个容器中容器底所受的液体压强大小的关系是p'甲>p'乙>p'丙
【答案】ACD
【解析】(1)甲图中木块A排开水的体积VA浸甲=V甲排
乙图中木块A排开水的体积VA浸乙=V乙排-VB
丙图中木块A排开水的体积VA浸丙=V丙排-VB
则:VA浸甲>VA浸乙>VA浸丙
由于V=Sh,所以木块下表面所处的深度hA浸甲>hA浸乙>hA浸丙
由p=ρgh可知:木块下表面所受的压强p甲>p乙>p丙;故A错误。
(2)由图可知木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,图丙中木块A处于漂浮状态,所以A、B两物体受到的浮力F甲AB=GA+GB,F乙AB=GA+GB,F丙AB=GA+FB浮
因为金属块B在水中会下沉,所以,GB>FB浮
所以F甲AB=F乙AB>F丙AB;故C错误。
根据阿基米德原理可知:,则V甲AB=V乙AB>V丙AB,故B正确。
由于三个相同的容器中装有质量相同的水,V甲AB=V乙AB>V丙AB
根据V=Sh可知液体的深度:h甲=h乙>h丙
由p=ρgh可知:容器底部所受液体的压强;p甲′=p乙′>p丙′;故D错误。
故选ACD。
6.如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐。某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B,液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3。由此可判断A与B的密度比为( )
A.h3∶(h1+h2) B.h1∶(h2+h3) C.(h2-h1)∶h3 D.(h2-h3)∶h1
【解析】设容器的底面积为S,细线断开后,木块减小的浮力:
F浮1=ρ液gV排1=ρ液gSh1=GB-ρ液gSh2=ρBgV-ρ液gSh2
所以:
ρBgV=ρ液gSh1+ρ液gSh2
当木块漂浮在液面上时,受到的浮力等于自身的重力,F浮2=GA=ρ水液gSh3=ρAgV
所以:
则A与B的密度比为h3∶(h1+h2)
故选A。
7.现将一杯子和木块(不吸水,密度为)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图甲杯子开口向上,浮在水面上。图乙杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.两容器内水的深度相同 D.乙容器内水的深度较大
【答案】C
【解析】A.因为木块的密度小于水的密度,所以图甲木块所受的浮力等于重力,图乙木块所受的浮力大于重力,故A错误;
B.图甲杯子所受的浮力大于杯子的重力,图乙杯子所受浮力小于杯子的重力,故B错误;
CD.图甲漂浮,浮力等于重力,图乙悬浮,浮力等于重力,由可知,图甲与图乙排开水的体积相同,容器内水的深度相同,故C正确,D错误。故选C。
二、 与浮力相关的液面变化填空题(6道题)
1.底面积为320cm2的圆柱形容器中装有某种液体。如图甲所示,密度为4g/cm3、体积为100cm3的矿石B,沉在容器底部,所受浮力为0.8N;将B从液体中取出后放在A上,静止时A恰好全部浸入液体中,液体对容器底部的压强变化了 Pa。
【答案】100
【解析】甲图中两物体所受浮力之和F1=GA+0.8N
乙图中两物体所受浮力之和F2=GA+GB
由得B物体的质量
mB=ρBVB=4g/cm3×100cm3=400g=0.4kg
B物体所受重力GB=mBg=0.4kg×10N/kg=4N
两种状态下两物体排开液体重力之差即为对容器底产生压力之差
ΔF=F2﹣F1=(GA+GB)﹣(GA+0.8N)=(GA+4N)﹣(GA+0.8N)=3.2N
则甲、乙两种状态下液体对容器底部的压强变化了
2.如图所示,内壁底面积为60cm2圆柱形杯子中盛有一些水,水深25cm,底面刚好贴在水面的圆柱形物体A的底面积为20cm2、高10cm。绳子自由端P缓慢下降6cm,绳子下降前后容器底部受到的液体压强变化了_________Pa。(ρA>ρ水,g取10N/kg,ρ水=1g/cm3)
【答案】300Pa
【解析】已知底面积为:SB=60cm2=6×10−3m2,SA=20cm2=2×10−3m2,H=10cm=0.1m,h=6cm=0.06m,
圆柱体A相对于容器下降h=6cm时,会排开的水为:
V′=SAh=2×10−3m2×0.06m=1.2×10−4m3
由于水没有溢出,则水面上升高度:
所以:
Δp=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
3.为了测量硬塑料制成的锅形物体的质量和体积,先用一圆柱形容器盛满水,该容器底面积为100cm2(壁厚度不计)。将锅形物体开口向上放入容器中,物体漂浮(如图所示),溢出了300cm3的水,然后慢慢翻转使物体浸没沉底,液面下降了1cm。则锅形物体的质量为_________,体积为__________。
【答案】0.3kg;200cm3
【解析】因为F浮=ρgV排,漂浮时浮力等于重力,求出浮力就可求出质量;船形物体的体积就等于排开液体的体积减去减小的水的体积。
(1)物体漂浮时浮力等于重力,F浮=G,即ρ水gV排=mg,所以:
m=ρ水V排=1×103kg/m3×300×10-6m3=0.3kg
(2)物体体积:
V=V排-SΔh=300cm3-100cm2×1cm=200cm3
4.周末,小虹和妈妈外出踏青时购买了一杯加冰的饮料(饮料密度等于水的密度)。已知饮料和杯子的总质量为0.4kg,冰块的质量是20g,杯子的底面积为20cm2(不考虑杯壁厚度),桌子的表面积为2m2,杯底对桌面的压强为_________Pa。若未喝饮料前冰块熔化,杯中饮料的液面会________(不考虑饮料的蒸发)。(选填“上升”或“下降”若“不变”)
【答案】2.1×103Pa;不变
【解析】饮料、杯子和冰块的总重力为:
G总=(m饮+杯+ m冰)g=(0.4kg + 0.02kg)×10N/kg=4.2N
故杯底对桌面的压力为:
F=G总=4.2N
杯底对桌面的压强为:
当冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以:m水= m冰
由于冰块漂浮在饮料面上,所以有:
F浮= G冰= G化水
即:
ρ饮料gV排=ρ水gV化水
由题意可知:ρ饮料=ρ水
故:V排=V化水,即杯中饮料的液面不变
5. 如图,装有适量水的柱形容器静止在水平桌面上,不计质量的弹簧悬挂一不吸水圆柱体,圆柱体浸入水中3cm且处于静止状态,此时弹簧伸长量为8cm。现向柱形容器注水,注水过程中圆柱体缓慢上升,当弹簧恰好恢复原长时,停止注水,圆柱体静止。注水量为2.76kg且水没有溢出。已知:圆柱体高20cm、底面积100cm²,柱形容器底面积200cm²。容器中的水面与注水前相比升高了____cm,圆柱体的密度为____g/cm³。(,整个过程圆柱体始终未与容器壁接触)
【答案】 19.6 0.73
【解析】由题可知,注水量为2.76kg且水没有溢出,根据公式可知,注水体积为
弹簧由原来的伸长量8cm,恢复到原长,则圆柱体下表面上升了8cm,所以圆柱体下表面以下增加水的体积为
圆柱体下表面以上增加水的体积为
圆柱体下表面以上增加水的体积即为圆柱体浸入水中增加的体积,所以圆柱体浸入水中的深度增加量为
所以容器中的水面与注水前相比升高了
由题可知,最后弹簧恰好恢复原长,圆柱体静止,此时圆柱体处于漂浮状态,则浮力等于重力,由[1]中可知,此时圆柱体浸入水中的深度增加量为11.6cm,则圆柱体浸入水中的深度为增加量加上原来浸入水中的深度,即
根据阿基米德原理可知,浮力为
即重力为
根据公式可知,圆柱体的质量为
根据公式可知,圆柱体的密度为
6.将三块完全相同的冰分别放入盛有水的三个容器中,如图甲是冰块与容器底部有接触且挤压的情景;如图乙是冰块自由在水中,如图丙是冰块系上轻质绳子,绳子绷紧的情景。
(1)三种情况下冰块所受到的浮力大小情况是:______________。(用F甲、F乙、F丙表示)
(2)图甲中,当冰块慢慢融化变小,并开始浮于水面上时,液面比刚开始要________。(选填“上升”或“下降”或“不变”)
(3)待三块冰块完全熔化,容器底部受到的液体压强不变的有________。
【答案】(1)F甲<F乙<F丙;(2)上升;(3)乙
【解析】(1)由题意可知,图甲中冰块受到了容器底的支持力,且冰块静止,由力的平衡条件可得:
F浮甲+F支=G冰
所以图甲中冰块受到的浮力:
F甲=G冰-F支,
图乙中冰自由在水中时,处于漂浮状态,此时冰块受到的浮力为:
F乙=G冰
图丙中冰块系上轻质绳子,绳子绷紧时,冰块还受到竖直向下的拉力,则冰块受到的浮力为:
F丙=G冰+F拉
所以:
F丙>F乙>F甲
(2)由题可知,图甲中,冰熔化前,
F浮+F支=G冰
则:F浮=ρ水gV排<G冰……………………①
冰化水后,G冰=G冰化水,即:
G冰=ρ冰gV冰=ρ水gV冰化水………………②
由①②可得:
ρ水gV排<ρ水gV冰化水
则V排<V冰化水,即:冰熔化为水的体积大于排开水的体积,所以冰熔化后,水面将上升。
(3)甲中,由(2)可知水面上升,由公式p=ρgh可知液体对容器底部压强增大;
乙中,在水中漂浮的冰完全熔化成水时其质量不变,即m水=m冰,可得:
即熔化后液面高度不发生变化,由公式p=ρgh可知液体对容器底部压强不变;
丙中,由题可知,绳子绷紧,则所受的浮力F浮′ >G冰,由阿基米德原理可知,此时所排开的水的体积V排′大于冰在水中自由时所排开水的体积V排,可得:V排′ >V水,即完全熔化后水面会下降,由p=ρgh可知,其底部受部的压强将会变小。
综上所述,待三块冰块完全熔化,容器底部受到的液体压强不变的为乙。
三、 与浮力相关的液面变化综合计算题(4道题)
1.一底面积为S0的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,内有适量高度的水。现将一密度为ρ、底面积为S (S<S0)的实心圆柱形物体放入容器中,物体刚好完全浸没于水中(水不溢出),容器中的水面高度上升了h,水的密度为ρ水,求:
(1)物体的高度;
(2)推导计算与分析水对容器底的压强变化量Δp水与容器对桌面的压强变化量Δp的大小关系及相应的条件。
【答案】见解析所示
【解析】(1)根据题意知道,物体排开水的体积是:V排 =S0 h
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,物体的体积是:V=V排 =S0h
设圆柱体物体的高度为h物,由V=Sh物知道,物体的高度是:
(2)水对容器底的压强变化量是:
Δp水=ρ水gh………………………………①
实心圆柱形物体的重力是:
G=mg=ρVg=ρS0hg
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且容器中水不溢出,所以,容器对桌面的压力的增加量是:
ΔF=G=ρS0hg………………………………②
容器对桌面的压强变化量:
则由①②知道,当ρ>ρ水 时,Δp>Δp水;当ρ=ρ水 时,Δp=Δp水;当ρ<ρ水 时,Δp<Δp水。
2. 小松家的鱼缸中水深为,他要清洗鱼缸底部的观赏用的鹅卵石,先将一个重为的空桶放在水面上漂浮,然后将底部的鹅卵石全部捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面,如图所示。不考虑鹅卵石被捞出过程中带出的水,桶口一直竖直向上,水的密度,取。
(1)求未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强大小;
(2)求空桶漂浮在水面上时,桶排开水的体积;
(3)鹅卵石全部捞出放在漂浮的桶内静止后,请分析说明与鹅卵石被捞出之前相比,鱼缸内水的深度将如何变化。
【答案】(1)3000Pa;(2);(3)上升
【解析】(1)未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强
(2)根据物体浮沉条件可知,空桶漂浮在水面上时,受到的浮力等于自身重力,即
桶排开水的体积
(3)鹅卵石被捞出之前,受到的浮力小于重力,即
鹅卵石被捞出后,与桶一起漂浮在水面上,此时鹅卵石受到的浮力等于重力,即
因此鹅卵石被捞出后,受到的浮力变大,由可知,鹅卵石排开水的体积变大,因此鱼缸内水的深度将上升。
答:(1)未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强为3000Pa;
(2)空桶漂浮在水面上时,桶排开水的体积为;
(3)鹅卵石全部捞出放在漂浮的桶内静止后,与鹅卵石被捞出之前相比,鱼缸内水的深度将上升。
3. 小红用菜盆盛水清洗樱桃时,将一个塑料水果盘漂浮在菜盆里的水面上盛放樱桃,当她把水里的樱桃捞起来放入果盘后,发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟,她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为200cm2,空盒A底面积为100cm2,金属块B边长为5cm。她先把金属块B放入水槽中沉底,当空盒A漂浮在水面上时,盒底浸入水中1cm深。整个实验中,水槽里的水未溢出。(ρB=7.0×103kg/m3)
(1)空盒A漂浮在水面上时,求盒底部受到水的压强大小;
(2)求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小;
(3)小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,求盒A受到的浮力的大小;(金属块B上附着的水忽略不计)
(4)第(3)问中水槽里的水位与之前相比会上升还是下降?请算出水槽里水位变化的高度。【答案】见解析
【解析】(1)由题意可知,A盒盒底所处的深度为1cm,即0.01m,由 可知,盒底部受到水的压强
答:空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强为100Pa;
(2)由题意可知,空盒A底面积为100cm2,即0.01m2入水中1cm深,即0.01m,故空盒A排开水的体积
由 可知,空盒A漂浮在水面上时所受浮力
答:空盒A漂浮在水面上时所受浮力为1N;
(3)由题意可知,金属块B的重力
小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,盒A受到的浮力的大小与盒A和金属块B的重力大小之和相等,即
答:水槽里的水位与之前相比会上升,水槽里水位变化的高度为3.75cm。
(4)金属块B在水中时受到的浮力
把金属块B从水中捞起后放进盒A中时,将A、B视为一个整体,此时该整体所受的浮力变化量
该整体排开水的体积的变化量
故水槽里水位变化的高度
水槽里的水位与之前相比会上升。
4.底面积为S1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为ρ的正方体金属块放入底面积为S2的长方体塑料盒中(塑料盒的厚度可忽略不计),塑料盒漂浮在液面上(液体不会溢出容器),其浸入液体的深度为h1, 如图(a)所示。若把金属块从塑料盒中取出,用细线系在塑料盒的下方,放入液体中,金属块不接触容器,塑料盒浸入液体的深度为h2, 如图(b)所示。剪断细线,金属块会沉到容器的底部,塑料盒漂浮在液面上,其浸入液体的深度为h3, 如图(c)所示。若塑料盒始终处于如图所示的直立状态而未发生倾斜,则:
(1)(b)图液面的高度较(a)图是上升还是下降了?
(2)细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强变化了多少。
【解析】(1)图甲中金属块和塑料盒处于漂浮状态,图乙中金属块和塑料盒处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,由阿基米德原理可知排开液体的体积相同,液面的高度不变。
(2)设正方体体积为V1,设液体密度为ρ0,则正方体重力和盒子重力之和等于盒子所受浮力:
ρgV1+G盒=ρ0gS2h1……………………①
同理连上细线后正方体在液体中也受到浮力,则:
ρgV1+G盒=ρ0gS2h2+ρ0gV1……………②
在剪断细线后盒子所受浮力等于重力,则:
G=ρ0gS2h3……………………………③
设容器只装液体时高度为h,则水体积S1h,剪断细线前容器水的高度为总体积(液体的体积、正方体体积、盒子排开水的体积)除以底面积,即为:
此时容器底压强为:
同理可得剪断细线后压强:
减少的压强:
由①②③式进行数学运算可以得到:
代入④式得:
答:(1)图乙液面的高度较图甲不变;
(2)细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强变化了。
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2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
专项训练25 与浮力相关的液面变化
一、 与浮力相关的液面变化选择题(7道题)
二、 与浮力相关的液面变化填空题(6道题)
三、 与浮力相关的液面变化综合计算题(4道题)
一、 与浮力相关的液面变化选择题(7道题)
1. 把一块冰放在一杯酒精中(已知ρ水>ρ冰>ρ酒精)( )
A.冰块下沉,熔化后液面上升 B.冰块漂浮,熔化后液面上升
C.冰块下沉,熔化后液面下降 D.冰块漂浮,熔化后液面下降
2. 如图所示,水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B。当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A. 烧杯中盐水的密度变小 B. 烧杯内液面不发生变化
C. 杯底受到液体的压强变小 D. 物块B受到的浮力变小
3.如图所示,某装有水的容器中漂浮着一块冰,在水的表面又覆盖着一层油.已知水面高度h1,油面高度为h2,则当冰熔化之后( )
A.水面高度h1升高,油面高度h2升高 B.水面高度h1升高,油面高度h2降低
C.水面高度h1降低,油面高度h2升高 D.水面高度h1降低,油面高度h2降低
4.水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的柱状容器。在甲容器内倒入部分液体A,在乙容器内倒入部分液体A和水(液体和水不相溶,且ρA>ρ水。然后分别在两容器内放入质量相等的冰块,此时甲容器内液面和乙容器内液面恰好相平,如图所示。若冰块全部熔化后,甲、乙两容器内水面距离容器底部分别为h1和h2,水和液体A之间的界面距离容器底部分别为h1′和h2′,则( )
A.h1>h2,h1′>h2′ B.h1<h2,h1′>h2′ C h1>h2,h1′<h2′ D.h1<h2,h1′<h2′
5.如图所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入水中,待A、B静止时,下列说法中不正确的是( )
A.三个容器中木块下表面所受的压强的关系是p甲=p乙>p丙
B.A、B两物体所排开的液体体积的大小关系是V甲AB=V乙AB>V丙AB
C.A、B两物体所受的总的浮力的大小关系是F甲AB=F乙AB=F丙AB
D.三个容器中容器底所受的液体压强大小的关系是p'甲>p'乙>p'丙
6.如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐。某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B,液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3。由此可判断A与B的密度比为( )
A.h3∶(h1+h2) B.h1∶(h2+h3) C.(h2-h1)∶h3 D.(h2-h3)∶h1
7.现将一杯子和木块(不吸水,密度为)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图甲杯子开口向上,浮在水面上。图乙杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.两容器内水的深度相同 D.乙容器内水的深度较大
二、 与浮力相关的液面变化填空题(6道题)
1.底面积为320cm2的圆柱形容器中装有某种液体。如图甲所示,密度为4g/cm3、体积为100cm3的矿石B,沉在容器底部,所受浮力为0.8N;将B从液体中取出后放在A上,静止时A恰好全部浸入液体中,液体对容器底部的压强变化了 Pa。
2.如图所示,内壁底面积为60cm2圆柱形杯子中盛有一些水,水深25cm,底面刚好贴在水面的圆柱形物体A的底面积为20cm2、高10cm。绳子自由端P缓慢下降6cm,绳子下降前后容器底部受到的液体压强变化了_________Pa。(ρA>ρ水,g取10N/kg,ρ水=1g/cm3)
3.为了测量硬塑料制成的锅形物体的质量和体积,先用一圆柱形容器盛满水,该容器底面积为100cm2(壁厚度不计)。将锅形物体开口向上放入容器中,物体漂浮(如图所示),溢出了300cm3的水,然后慢慢翻转使物体浸没沉底,液面下降了1cm。则锅形物体的质量为_________,体积为__________。
4.周末,小虹和妈妈外出踏青时购买了一杯加冰的饮料(饮料密度等于水的密度)。已知饮料和杯子的总质量为0.4kg,冰块的质量是20g,杯子的底面积为20cm2(不考虑杯壁厚度),桌子的表面积为2m2,杯底对桌面的压强为_________Pa。若未喝饮料前冰块熔化,杯中饮料的液面会________(不考虑饮料的蒸发)。(选填“上升”或“下降”若“不变”)
5. 如图,装有适量水的柱形容器静止在水平桌面上,不计质量的弹簧悬挂一不吸水圆柱体,圆柱体浸入水中3cm且处于静止状态,此时弹簧伸长量为8cm。现向柱形容器注水,注水过程中圆柱体缓慢上升,当弹簧恰好恢复原长时,停止注水,圆柱体静止。注水量为2.76kg且水没有溢出。已知:圆柱体高20cm、底面积100cm²,柱形容器底面积200cm²。容器中的水面与注水前相比升高了____cm,圆柱体的密度为____g/cm³。(,整个过程圆柱体始终未与容器壁接触)
6.将三块完全相同的冰分别放入盛有水的三个容器中,如图甲是冰块与容器底部有接触且挤压的情景;如图乙是冰块自由在水中,如图丙是冰块系上轻质绳子,绳子绷紧的情景。
(1)三种情况下冰块所受到的浮力大小情况是:______________。(用F甲、F乙、F丙表示)
(2)图甲中,当冰块慢慢融化变小,并开始浮于水面上时,液面比刚开始要________。(选填“上升”或“下降”或“不变”)
(3)待三块冰块完全熔化,容器底部受到的液体压强不变的有________。
三、 与浮力相关的液面变化综合计算题(4道题)
1.一底面积为S0的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,内有适量高度的水。现将一密度为ρ、底面积为S (S<S0)的实心圆柱形物体放入容器中,物体刚好完全浸没于水中(水不溢出),容器中的水面高度上升了h,水的密度为ρ水,求:
(1)物体的高度;
(2)推导计算与分析水对容器底的压强变化量Δp水与容器对桌面的压强变化量Δp的大小关系及相应的条件。
2. 小松家的鱼缸中水深为,他要清洗鱼缸底部的观赏用的鹅卵石,先将一个重为的空桶放在水面上漂浮,然后将底部的鹅卵石全部捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面,如图所示。不考虑鹅卵石被捞出过程中带出的水,桶口一直竖直向上,水的密度,取。
(1)求未放空桶前,水对鱼缸底部所产生的压强大小;
(2)求空桶漂浮在水面上时,桶排开水的体积;
(3)鹅卵石全部捞出放在漂浮的桶内静止后,请分析说明与鹅卵石被捞出之前相比,鱼缸内水的深度将如何变化。
3. 小红用菜盆盛水清洗樱桃时,将一个塑料水果盘漂浮在菜盆里的水面上盛放樱桃,当她把水里的樱桃捞起来放入果盘后,发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟,她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为200cm2,空盒A底面积为100cm2,金属块B边长为5cm。她先把金属块B放入水槽中沉底,当空盒A漂浮在水面上时,盒底浸入水中1cm深。整个实验中,水槽里的水未溢出。(ρB=7.0×103kg/m3)
(1)空盒A漂浮在水面上时,求盒底部受到水的压强大小;
(2)求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小;
(3)小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,求盒A受到的浮力的大小;(金属块B上附着的水忽略不计)
(4)第(3)问中水槽里的水位与之前相比会上升还是下降?请算出水槽里水位变化的高度。
4.底面积为S1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为ρ的正方体金属块放入底面积为S2的长方体塑料盒中(塑料盒的厚度可忽略不计),塑料盒漂浮在液面上(液体不会溢出容器),其浸入液体的深度为h1, 如图(a)所示。若把金属块从塑料盒中取出,用细线系在塑料盒的下方,放入液体中,金属块不接触容器,塑料盒浸入液体的深度为h2, 如图(b)所示。剪断细线,金属块会沉到容器的底部,塑料盒漂浮在液面上,其浸入液体的深度为h3, 如图(c)所示。若塑料盒始终处于如图所示的直立状态而未发生倾斜,则:
(1)(b)图液面的高度较(a)图是上升还是下降了?
(2)细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强变化了多少。
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