专题04 浮力(期末真题汇编,重庆专用)八年级物理下学期
2026-05-20
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3份
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125页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 重庆市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.98 MB |
| 发布时间 | 2026-05-20 |
| 更新时间 | 2026-05-20 |
| 作者 | 明今理化 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57952382.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦浮力核心考点,汇编重庆多区县期末真题,注重实验探究与实际应用,覆盖影响因素、阿基米德原理及浮沉条件等核心内容。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|实验题|13题|控制变量法、误差分析、阿基米德原理验证|结合健怡可乐、自制密度计等真实情境,设置梯度问题|
|单选题|25题|浮沉条件、浮力计算、密度计原理|融入蛟龙号、山东舰等科技素材,考查综合分析能力|
|填空题|9题|浮力大小比较、密度计算|联系生活实例如汤圆浮沉、海水制盐,强化物理观念|
|计算题|10题|浮力与压强综合、密度测量|多步骤设问,注重科学推理与模型建构,适配期末检测需求|
内容正文:
专题04 浮力 答案版
地 城
考点01
探究影响浮力大小的因素
1.(1)
(2) 排开液体的体积 不变
(3)深度
(4)液体密度
(5)
(6)物体A受到的重力是在开始干燥时测量的,即重力准确,由于物体A不吸水,则物体A的体积不会发生变化,根据阿基米德原理知,实验结果不受影响。
2.(1) 调零 0.7
(2) 变大 浸没深度
(3) 大 1.05×103
(4) 正下方 0.4
(5)小于
3.(1)无关
(2) 排开液体的体积 E
(3) 0.6
(4) 漂浮在水面 0.4 小
4.(1) 6 5
(2)(a)(b)(c)
(3) 4 浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟液体密度
(4) 83.3
5. 0.09 排开液体的体积 浸没的深度 0.4 弹簧测力计的精确程度没有电子秤的精确度高,并且读数时会因为视线没有正对刻度线而带来误差,所以小明同学测量方法更优。
6.(1) 有关 物体浸没在液体中的深度 大
(2)4×103
(3) 1.0 > 偏大 换用更细的吸管
7.(1) 竖直 0.4
(2) 体积 D
(3) 4 3.2
(4)0.6
(5)1.25
地 城
考点02
探究浮力大小与排开液体重力的关系
1. (1) AD F2-F3
(2) 0.9 A
(3)3
(4) 0.4 偏大
2. (1) BC 无关
(2) 2.0/2
(3) 溢水杯未注满水 保持不变 等于
3. (1) 1 AD
(2)
(3) 能 大于
(4) 大
4. (1) 3、4 物体浸入液体中的体积 2、5
(2)A
(3) 150 2.2
(4) 阿基米德 1.7
5. (1)空桶
(2) 2 4 1.5×103
(3)一直不变
(4)B
(5)两次电子秤示数相同
(6)③
6. (1)④③①②
(2) 1.8 C
(3) 不变 改进后的优点是:两个弹簧测力计固定、示数更稳定,便于比较浮力与排开液体重力的大小关系,通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力。
(4) >
地 城
考点03
阿基米德原理
1. A
2. D
3. B
4. B
5. B
6. D
7. C
8. B
9. D
10. A
11. D
12. D
13. C
14. D
15. D
16. A
17. D
18. C
19. B
20. 6 600
21. 小于
22.
2
23. 1.1 1.58
24. = 0.75
25. 10 22.5
26. 8 50
27. 0.8 5∶6
28.
【答案】(1)1.6N
(2)160g
【详解】(1)由浮力产生的原因可知,该物块受到的浮力
(2)由可知,它排开水的重力
由阿基米德原理可知F浮=G排=m排g,所以该物体排开水的质量
29.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图乙可知,当升降台上升的高度小于5cm时,力传感器的示数等于圆柱体A的重力,即。根据G=mg,可得圆柱体A的质量
(2)当A浸入水中深度为5cm时,排开水的体积
圆柱体A受到的浮力
此时力传感器的示数
(3)当升降台上升5cm时,乙图像第一次出现拐点,说明物体开始浸入水中;当升降台上升8cm时,乙图像第二次出现拐点,说明溢水杯中的水溢满;在从5cm上升到8cm的过程中,升降台上升了3cm,A浸入水中5cm,说明液面上升了2cm至溢水口,容器中水的深度为
此时物体浸入水中的体积为,当升降台从8cm上升至18cm的过程中,水溢出,升降台上升的距离等于物体浸入的深度,为
该过程排开水的体积为
容器中剩余水的体积为
当升降台上升到18cm后,绳子的拉力不再变化,说明物体浸没不再排开液体,容器中最终剩余液体的体积为,剩余水的重力为
剪断细线后,物体全部浸没在水中,溢水杯对升降台的压力为
溢水杯对升降台的压强为
30.
【答案】(1)1×105Pa
(2)20m3
(3)2.5×108N
【详解】(1)船底受到海水的压强减少量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(28m-18m)=1×105Pa
(2)两栖攻击舰始终漂浮,直升机降落在甲板上后,总重力增大,而物体漂浮时,浮力等于重力,因此两栖攻击舰所受的浮力变大,浮力增加量等于直升机的重力,即ΔF浮=G直=m直g=20×103kg×10N/kg=2×105N
两栖攻击舰排开海水的体积变化量
(3)空载排水量为2.5万吨,该舰空载时静止在海面受到的浮力F浮=G排=m排g=2.5×104×103kg×10N/kg=2.5×108N
31.
(3)【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据公式可知,木块的质量为
(2)因为木块的密度小于水的密度,所以木块放入水中静止后,处于漂浮状态,浮力等于重力,根据公式可知,浮力为
根据阿基米德原理可知,浸入水中的体积为
(3)因为,水面理论上升的高度为
由题意可知,溢水口距杯底20cm,内装水的深度为18cm,所以水只能上升的高度为
因为,所以当木块放入水中时,会有水溢出,溢出水的体积为
根据公式可知,溢出水的重力为
在未放入木块前,溢水杯对桌面的压力为溢水杯的重力加杯内水的重力,即
放入木块后,溢水杯对桌面的压力为原来初始的压力加上木块的重力减去溢出水的重力,即
根据公式可知,木块放入水中静止后,溢水杯对桌面的压强为
32.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)当木块完全浸没,排开液体体积
则受到的浮力
(2)木块受到的重力
对木块受力分析,则绳子对木块的拉力
(3)水和木块的总体积
容器的底面积
木块的密度为,由物体浮沉条件知,木块漂浮时露出水面的体积为木块体积的,故木块露出水面的体积为
水面下降的高度
水对容器底的变化的压强
33.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)物块A受到的重力
(2)根据阿基米德原理知物块A受到的浮力为
(3)足够高的薄壁圆柱形容器B,剪断细线,待物块A静止后,水不会溢出,故此时对桌面的压力变化量等于绳子的拉力,即
故压强的变化量
34.
【答案】(1)600kg/m3
(2)150Pa
(3)2300Pa
【详解】(1)由题意可知,正方体A漂浮在水面上时排开水的体积为
因为正方体A漂浮,所以受到的浮力大小等于其重力大小,则有GA=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N
物体A的密度为
(2)由题意可知,放入A后液面上升的高度为
则容器底增大的压强为Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.015m=150Pa
(3)A恰好浸没水中静止,则A受到的浮力为F浮2=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
由二力平衡条件可得F=F浮2-GA=10N-6N=4N
因为排开水的体积为1000cm3,而未放入A时容器上方空余部分的容积为400cm2×2cm=800cm3<1000cm3
说明使A恰好浸没水中后有水溢出容器,则可得此时容器中剩余水的体积为V水=V容-VA=400cm2×22cm-1000cm3=7800cm3=7.8×10-3m3
剩余水受到的重力为G水=m水g=ρ水V水g=7.8×10-3m3×1.0×103kg/m3×10N/kg=78N
则容器对地面的总压力为F压总=F+G水+G容+GA=4N+78N+4N+6N=92N
此时容器对地面的压强为
35.
【答案】(1)40N
(2)2×103kg/m3
(3)2.7×103Pa
【详解】(1)柱形容器内水的体积V水=Sh=200×10-4m2×0.2m=4×10-3m3
柱形容器内水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
柱形容器内水的重力G水=mg=4kg×10N/kg=40N
(2)由图乙可知,当h≤3cm时,弹簧测力计示数为20N不变,圆柱体处于空气中,由二力平衡条件可得,圆柱体的重力G物=F拉=20N
圆柱体的质量
当h≥9cm时,弹簧测力计示数为10N不变,圆柱体完全浸没在水中,此时圆柱体受到的浮力F浮=G物-F拉'=20N-10N=10N
由F浮=ρ液gV排可得圆柱体排开液体的体积即圆柱体的体积
则圆柱体密度
(3)圆柱体在C点时,把圆柱体、容器、水看成一个整体,受竖直向下的重力(G物、G水、G容)、竖直向上的拉力F拉'和竖直向上的支持力F支,则容器对桌面的压力F=F支= G物+G水+G容-F拉'=20N+40N+4N-10N=54N
柱形容器对水平桌面的压强
36.
【答案】(1)35
(2)1500Pa
(3)1.5kg
【详解】(1)由图乙可知,当A、B静止时,细线被拉直,最大拉力为30N,A的重力为5N,玻璃杯A受到的最大浮力
(2)如图乙,当A、B静止时,细线被拉直,B受到的浮力
B的重力
时刻绳子的拉力,B受重力、拉力、浮力和支持力;B对容器C底部的压力
B的边长
B对容器C底部的压强
(3)由乙图可知,时间内绳子的拉力不变,说明AB浸入液体的体积不变,只是随水面下降,t1时刻,物体B刚好和容器C的地面接触,此时B对C的压力为0,随后随着水面的降低,A浸入水的体积减小,拉力减小,时刻绳子的拉力时,A受到的浮力
到时间内,A受到的浮力差
到时间内水面下降的高度
到时间内放出水的质量
37.
【答案】(1)600g
(2)10N
(3)2cm
【详解】(1)分析图可知,当物体完全浸没在水中时,杆对物体A的作用力向下,大小为,当物体开始露出液面,杆对物体向下的压力减小,在时,杆对物体的压力为零,然后杆对物体产生向上的拉力,当时,物体完全露出液面,杆对物体的拉力,所以物体重力
物体的质量
(2)当物体完全浸没在水中时,受竖直向下的重力、杆向下的压力和竖直向上的浮力处于平衡状态,所以圆柱体A浸没时浸没时受到的浮力
(3)由图可知,过程中,与成正比,其函数关系式可写为
当时,;当时,;将数据带入解析式,得,,得其关系式为
当时,杆对物体的拉力
此时物体所受浮力
设当时,圆柱体A浸没在水中的长度为,由浮力公式可得,第6s末圆柱体A浸没在水中的长度
地 城
考点04
浮与沉
1. D
2. D
3. A
4. D
5. A
6. B
7. D
8. D
9. B
10. C
11. B
12. C
13. D
14. A
15. D
16. 变大 下沉
17.
不变
18.
/小于
19. 等于 等于
20. 30 漂浮
21.
< 不变
22. 小于 增大 等于
23. 小于 小于
24. 5:2 3:2
试卷第1页,共3页
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专题04 浮力
4大高频考点概览
考点01 探究影响浮力大小的因素
考点02 探究浮力大小与排开液体重力的关系
考点03 阿基米德原理
考点04 浮与沉
地 城
考点01
探究影响浮力大小的因素
一、实验题
1.(24-25八下·重庆忠县·期末)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置,弹簧测力计下挂着同一物体(物体不吸水)。
(1)物体A受到的重力为______N;
(2)小明同学由甲、乙两次实验得到结论:当液体密度一定时,物体下表面所处的深度越深,物体受到的浮力越大;小知同学认为这一结论是不可信的,原因是未控制______(选填“排开液体的体积”或“深度”)相同;从图乙所示位置开始继续向下移动金属块直至图丙所示位置,此过程中弹簧测力计示数______;
(3)小知同学对影响浮力大小的因素还是存在疑惑,于是他补充如图戊、己所示的两次实验,控制物体浸入液体中的体积相同,可得出结论:物体所受浮力大小跟______无关;
(4)由丙、丁两次实验可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟______有关;
(5)通过实验可得:物体的密度是______,盐水的密度是______;
(6)小知发现本次探究过程仅在开始时测量干燥物体A受到的重力,在完成戊、己实验时,每次将物体A浸入水中前并未擦干表面水分,实验结果是否受到影响,请说明理由:______。
2.(24-25八下·重庆西南大学附属中学校·期末)小强同学偶然发现新买的健怡可乐和普通可乐在水中浮沉状态不同。他利用弹簧测力计、水和生锈的铁块来测可乐密度,如图所示:
(1)测量前,弹簧测力计必须在竖直方向上______,图B中物体所受浮力为______N;
(2)从图B到C,发现弹簧测力计示数变小,说明铁块所受浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”),通过比较图A、C、D,可得出浮力大小与______无关;
(3)通过比较图A、D、E,可推测可乐的密度比水的密度______;根据实验数据进一步计算出可乐密度为______;
(4)聪明的小强同学利用空可乐易拉罐(可视为高12cm的圆柱体),设计了一款液体密度测量仪,如图F所示;
①在罐中放入几颗小石头,使之竖直漂浮于水中,在水面对应的位置标上记号A;
②取出易拉罐,在记号A处标上;
③用刻度尺测出记号A到罐底的竖直距离为8.4cm;
④将易拉罐放入刚才的可乐中,标出刻度线的位置B,应标在记号A的______(选填“正上方”或“正下方”),且记号B与记号A相距______cm;
(5)实验后,小强发现生锈的铁块表面变光滑。原来铁锈与可乐中所含的碳酸发生化学反应后溶解到可乐中。因发生化学反应,由(3)小问算出的可乐密度______可乐密度真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
3.(24-25八下·重庆长寿区·期末)小斌利用如图1所示的实验器材和步骤来“探究浮力大小与哪些因素有关”。
(1)比较图1中A、C、D三图,可以得出物体所受的浮力大小与其浸没液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(2)比较图1中A、B、C三图,可以得出物体所受的浮力大小与______有关;比较图1中A、D、______ 三图,可以得出物体所受的浮力大小与液体的密度有关;
(3)结合图1的实验数据可以算出:物体浸没于水中时所受的浮力为______N,该物体的密度为______kg/m3;
(4)放学回家后,小斌利用刻度尺、薄壁柱形杯和水来测量密度小于水的正方体塑料块(塑料块不吸任何液体)的密度。他进行了如图2所示的实验:
①在薄壁柱形杯内注入一定量的水,如图甲所示,测出此时杯中水的深度h1=10.00cm;
②将塑料块______上,如图乙所示,测出此时杯中水的深度h2=11.00cm;
③用铁丝将塑料块全部压入水中较深处,如图丙所示,测出此时杯中水的深度h3=12.50cm;
根据以上测量数据算出塑料块的密度塑料=______g/cm3;小斌通过认真分析,断定自己所测出的塑料块密度值比其实际值要______些。
4.(24-25八下·重庆沙坪坝区·期末)小新同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体物块,当圆柱体物块下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止,如图甲所示:
(1)根据图甲(a)可知,圆柱体物块的重力G=______N;分析图甲(a)(c)可知,圆柱体物块浸没在水中时所受浮力=______N;
(2)比较图甲中_____得出,浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关;
(3)小新完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出弹簧测力计示数F随物体下降高度h变化的图像,如图乙所示。则物体浸没在这种液体中受到的浮力______N,这表明_____________________有关;
(4)综合分析上述实验,另一种液体的密度是______,圆柱体的底面积是______,圆柱体的密度是________。
5.(24-25八下·重庆万州区·期末)实验课上,老师为小明同学提供电子秤、烧杯和水,测量塑料块的密度,实验过程如下:
(1)将电子秤放在水平桌面上并归零,测出塑料块的质量,如图A所示;
(2)将空烧杯放在电子秤上,再次归零后,将适量水倒入烧杯中,测出的质量如图B所示;
(3)用细线系住塑料块缓缓浸入水中,如图C所示,此时,烧杯底部所受液体压力变化量为______N;
(4)继续实验,记录电子秤的示数分别如图C、D、E所示,对比B、C、D、E四次实验可以验证:浸在液体中的物体所受的浮力大小与______有关,与______无关;
(5)松开细线,塑料块沉入水底,如图F所示,则:
①塑料块所受浮力为______N;
②塑料块的密度为______。
(6)老师为小张同学提供的测量工具为弹簧测力计,小张同学用弹簧测力计测出塑料块的重力记为G。然后将塑料块浸没在水中,此时弹簧测力计的示数记为F,则塑料块密度______(填表达式,水的密度用表示);
(7)对两组实验进行评估,你觉得谁的测量方法更优,说明理由:______。
6.(24-25八下·重庆南岸区·期末)如图所示,小华在探究“影响浮力大小的因素”实验时,用弹簧测力计挂着同一金属块进行了如图所示的实验操作()。
(1)分析图A、B、C可知:浮力的大小与排开液体的体积_________(选填“有关”或“无关”);分析图A、C、D可知:浮力的大小跟________无关;分析图A、D、E可知:物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越________。
(2)利用图中的实验数据,还可求出金属块的密度为________kg/m³。
(3)如图甲、乙所示,小华想自制一个密度计,直接测量盐水的密度。他用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封,接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(如图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H;通过将密度计放置在不同液体中后分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
①O位置处的刻度值应标为________g/cm3;
②管壁上标注的4个刻度值,0.8g/cm3与0.9g/cm3间的距离_________1.0g/cm3与1.1g/cm3间的距离(选填“>”“=”或“<”);
③小华又对密度计进行了改装,他将制作好的密度计内部的铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(如图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
④小华发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,请提出你的改进方案:_________。
7.(24-25八下·重庆铜梁区·期末)小南同学按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)使用前,弹簧测力计必须在________方向上校零。步骤B中物体所受浮力为________N;
(2)小南用弹簧测力计拉着物体缓慢浸入水中直到浸没,根据步骤A、B、C、D可以初步得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的________有关;通过比较步骤A、________和E,可以得出浮力大小与液体密度有关;
(3)根据实验测得的数据还可计算出该物体的密度为________,图E中弹簧测力计示数是________N(酒精密度为);
(4)若容器为圆柱形容器,其底面积是,则从步骤C到步骤D中水面上升了________cm;
(5)小渝同学受上面实验的启发,利用家里的电子秤、水、水杯和金属圆柱体来测量未知液体的密度。实验步骤如图所示:
①将圆柱体的一半浸入水中,记下台秤的示数为;
②将圆柱体全部浸入水中,记下台秤的示数为;
③将圆柱体从水中取出,擦干后全部没入与水等质量的未知液体中,记下台秤的示数。则未知液体的密度是________。
地 城
考点02
探究浮力大小与排开液体重力的关系
一、实验题
1. (24-25八下·重庆第一中学校·期末)如图甲所示,周末小彤参加了“穿越重庆山脊—寻找沧海桑田的地质秘密”的科普活动。小彤带着在江北嘴江滩拾得的鹅卵石回到实验室,并用鹅卵石来“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”,同时测量鹅卵石的密度。
(1)鹅卵石排开水的重力可以利用______(用图乙中的序号表示)两个步骤得到;若图乙中四个测量值、、、满足关系式:______,则可以验证阿基米德原理;
(2)小彤进行实验并把数据记录在表格中,若某次数据如下:
实验步骤
A
B
C
D
测量值
弹簧测力计示数
0.3
2.7
1.8
1.2
由表格中数据可知,鹅卵石浸没在水中时,受到的浮力______N,若某次数据记录时小彤发现,则造成这种结果的原因可能是______(填正确选项前的字母):
A.最初溢水杯中水未装至溢水口
B.实际操作步骤C时,鹅卵石没有完全浸入水中
(3)由(2)问的数据可计算出鹅卵石的密度为______。
(4)科普活动中小彤还获得了一块奇特的大石头,放入水中会漂浮,小彤想要测量其密度,思考设计了以下步骤来测量这块奇石的密度:
①水杯中加入适量的水,放入奇石,待液面静止后立即在液面位置作标记A;
②用细铁丝将奇石压入水中至浸没,待液面静止后立即在液面位置作标记B;
③取出奇石,用滴液管往水杯注水,待液面到达标记A时停止滴液,滴入40滴水;
④继续用滴液管注水,待液面到达标记B时,又滴入60滴水。
假设滴液管每次滴入的液体体积相等且奇石不吸水,通过以上数据可计算得出奇石的密度为______,若考虑到奇石取出带水,会导致奇石密度测量______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
2. (24-25八下·重庆北碚区·期末)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
先用弹簧测力计测出金属块的重力如图A,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E所示(液体均未溢出):
(1)选择实验步骤______,通过分析可以得出浮力大小跟排开液体的体积有关,从而验证猜想②是正确的;比较图C和D可以得出:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度______(选填“无关”或“有关”);
(2)根据实验数据,计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是______N;E杯中液体的密度是______kg/m3 ;
(3)用如下图所示实验装置验证阿基米德原理:
①在图B中存在的错误是 ______纠正错误后,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强______(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”);
②根据图中的实验数据可求出圆柱体的密度为 ______kg/m3;
③实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力大小______物体排开水所受到的重力大小。
3. (24-25八下·重庆南开中学·期末)探究阿基米德原理。
(1)物块浸没在水中受到的浮力大小是______N,可由______两个步骤测出物块排开水所的重力,由以上步骤可初步得到物体所受浮力大小与物体排开水所受重力之间的关系;
(2)实验中所用物体的密度为______;
(3)若物块没有浸没,______(选填“能”或“不能”)证明阿基米德原理;若操作过程中,物体触碰到容器底部,所测得的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)排开液体的重力;
(4)小芳在学习了浮力后,对盐水选种的过程很感兴趣,她购买了一把水稻种子,仔细进行对比,发现好种和坏种体积基本一致,但是好种比坏种偏重。然后她设计了以下实验:
①将一个烧杯放在电子秤上,并“去皮”;
②往烧杯中加入适量的水(如图E),此时电子秤示数为,水面高度为;
③将一把水稻种子放入水中,种子全部沉底(如图F),此时电子秤示数为,水面高度为;
④往水中少量多次加入盐,边加边搅拌,一边有种子浮起,直到加入少许盐搅拌后,没有更多的种子浮起时,停止加盐(如图G)。此时电子秤示数为,水面高度为;
⑤将表面漂浮的种子全部捞出(如图H),此时电子秤示数为,水面高度为。
若忽略加盐导致的水的体积变化,忽略捞出种子时带出水,则可以根据以上数据求出,这一批种子的良种率(好种数量占种子总数量的比值)约为______;图G中盐水的密度为______,(均用题中所给符号表示。水的密度用表示);实际上水中加盐会导致总体积略大于原来水的体积,则上述方案计算出的盐水密度偏______。
4. (24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)小渝利用弹簧测力计、高为15cm的长方体物块(物块表面标有刻度,放大如图甲)、溢水杯、水、未知液体、小桶、铁架台、细线等器材设计了如图乙所示的装置。实验时,用细线把物块挂在弹簧测力计A下(不计细线的质量和体积),在溢水杯中装满液体,缓慢向上调节升降台,数据记录在图丙的表格当中。请回答:
序号
液体
长方体物块浸入液体中的深度h/cm
弹簧测力计A的示数FA/N
弹簧测力计B的示数FB/N
1
水
0
6.0
1.0
2
水
5
5.5
1.5
3
水
15
4.5
2.5
4
水
20
4.5
2.5
5
未知溶液
5
5.4
1.6
6
未知溶液
10
丙
(1)分析如图丙序号为______两次实验数据可知:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析序号为1、2、3的三次数据可知:物块所受浮力大小与______有关;分析比较序号为______两次实验数据可知:浮力的大小还与液体密度有关;
(2)物块表面标有刻度的好处是______(填选项);
A.便于控制物块浸入的深度
B.便于测量溢水杯底到溢水口的高度
(3)数据分析可知:物块体积为______;未知液体的密度为______。序号6这一次实验数据不完整,这一次弹簧测力计B的示数FB应为______N;
(4)小渝发现弹簧测力计A示数的减小量等于弹簧测力计B示数的增加量,由此可以验证______原理。小渝进一步思考,有无可能弹簧测力计A的示数等于弹簧测力计B的示数,若要出现这种情况,使用的液体密度不得低于______(保留一位小数)。
5.
(24-25八下·重庆鲁能巴蜀中学校·期末)在鲁巴课堂上,为了探究与的关系,老师与同学们进行如图甲所示的实验。老师用弹簧测力计悬挂长方体物块,缓慢放入装满水的溢水杯中,静止时如图乙所示,进而测量出小桶和排开液体总重力,如图丙所示。
(1)小红同学指出,老师须在图甲、乙、丙操作的基础上增加一个步骤才可完成探究。即:用弹簧测力计测量______的重力;
(2)分析图中数据,可以得知:
①乙图中长方体受到的浮力为______N;
②若其上表面受到水的压力为2N,则长方体下表面受到水的压力为______N;
③此长方体的密度为______。
(3)长方体逐渐浸入装满水的溢水杯中,水对杯底的压强______(选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。
(4)同学们对下列继续进行的操作或分析,不合理的是______
A.小钟说:为了得到更普遍的结论,可将原来方案中的水换成盐水重复实验
B.小玲说:若溢水杯中未装满水时,测得,说明阿基米德原理不成立
C.小方说:当长方体只浸入一半在水中时,仍然可以完成该探究
(5)小席同学发现老师研究的物体是浸没在水中的,于是她想用木块验证“漂浮在水中的物体所受F与G的关系”。于是设计了如图丁所示的实验,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,读出电子秤的示数。再将木块轻轻放入溢水杯里,同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到______,即可得到。
(6)小静同学说可以继续利用该装置探究浮力的大小跟液体密度的关系,于是她将长方体浸没在盐水中(如图戊),但却观察到此时示数与相差很小,为了扩大与的差值,下列方法不可行的是______(选填序号)。
①在图戊的烧杯中加入更多的盐并搅拌均匀;
②换密度相同但体积更大的长方体重新完成甲、乙、戊的实验:
③将弹簧测力计换成精度更高的电子测力计。
6. (24-25八下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)如图所示为“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验装置。
(1)为减小实验误差且操作最方便,合理的操作步骤顺序是______(填序号);
(2)按最合理顺序操作,弹簧测力计在四个步骤中的读数分别为_______N,,,,出现上述数据的原因可能是______;
A.步骤①中金属块未浸没在水中
B.步骤④中小桶内有少量水
C.步骤①中金属块触碰了烧杯底部
(3)小蜀所在小组利用两个相同的测力计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),升降台(可使溢水杯缓慢上升、下降)对实验进行了改进,装置如图所示。实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,在这个过程中溢水杯对升降台的压力______;(选填“变大”“变小”或“不变”);比较两种实验方案,改进后的优点是______(只写一点即可);
(4)完成上述实验后,小蜀利用浮力知识来测金属块的密度,进行如下实验(如图):
A.在薄壁柱形容器中装有适量的水,将一只装有配重的薄壁柱形烧杯放入柱形容器的水中,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图甲;
B.将金属块A用细线吊在烧杯底部,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图乙;
C.剪断细线,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图丙;
D.将丙图中金属块A取出放入烧杯中,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图丁。不计细线的体积和质量,则:
①______;
②若选用、、及进行计算,金属块的密度表示为______;
③若图丙向图丁操作的过程中导致图丁中的金属块表面沾有水,则用上面①和②计算出的金属块密度的大小______。
地 城
考点03
阿基米德原理
一、单选题
1. (24-25八下·重庆秀山县·期末)某物体重为10N,把它放进盛满水的烧杯中,溢出的水重为7N,则它受到的浮力为( )
A.7N B.10N
C.3N D.17N
2. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)如图所示,将一个厚底薄壁圆柱形水杯放在足够高的方形容器底部。缓慢向容器内注水,当水深为6cm时,空水杯刚刚脱离容器底;继续向容器中注水,当水深为14cm时,停止注水。用竹签缓慢向下压水杯,当杯口与水面相平时,水深为15cm;再向下压水杯,使水杯沉入容器底部,此时水深为12cm。已知水杯的底面积为50cm²,容器的底面积为100cm²,则下列结果中不正确的是( )
A.杯子高度8cm
B.水杯的质量为300g
C.水杯的密度为3g/cm3
D.保证水杯漂浮的前提下,往空水杯中最多能加水4N
3. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)如图甲所示,水平桌面上有一高度为12cm,底面积100cm²的轻质薄壁圆柱形平底烧杯,将质量为500g的圆柱形金属块挂在弹簧测力计下,此时金属块下表面刚好接触水面。将金属块缓慢下移至刚好浸没,如图乙所示,此时烧杯对水平桌面的压强增大了200Pa,弹簧测力计的示数为2.5N。下列说法正确的是( )
A.金属块的密度是5g/cm³
B.烧杯中溢出水的重力为0.5N
C.乙图中金属块受到的浮力为1N
D.烧杯底部对水平桌面的压强为1250Pa
4.
(24-25八下·重庆第一中学校·期末)如图甲所示,底面积为、质量为1kg的薄壁柱形容器放置在水平桌面上,容器中装有体积为的水,体积为的正方体木块漂浮在水中,露出五分之二的体积;再对木块上表面施加压力,使木块浸没于水中,如图乙。下列说法中正确的是( )
A.甲图中,水对容器底部的压强为1000Pa
B.乙图中,容器对水平桌面的压力为38N
C.甲乙对比,水对容器底部压强变化了400Pa
D.甲乙对比,容器对桌面的压强变化了
5. (24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)2025年4月,解放军东部战区在台岛周边联合演练,如图是舰载机返回降落在航空母舰时的情景。舰载机降落后,下列说法正确的是( )
A.航空母舰受到的浮力不变 B.航空母舰排开水的体积变大
C.航空母舰会上浮一些 D.航空母舰底部受到海水的压强变小
6.
(24-25八下·重庆开州区·期末)如图所示,这是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。该船满载排水量,能够一次性搭载的货物。该船正在舟山海域进行试航,下列说法正确的是( )
A.该船所受浮力的方向是竖直向下的
B.该船满载时受到的浮力为
C.搭载货物前后船排开水的体积相同
D.该船驶入海水密度更大的海域,船身会上浮一些
7. (24-25八下·重庆渝中区·期末)2025年初,“蛟龙”号载人潜水器在中国海试海域完成2025年技术升级后的首次装备试验任务。如图所示,本航次中,“蛟龙”号最大下潜深度约7000m,体积约为50m3,海水的密度为1.1×103kg/m3,下列说法错误的是( )
A.潜水器是通过改变自身重力实现上浮或下沉的
B.潜水器下潜过程中浮力小于重力
C.该潜水器如果从该海域潜入江水中,需要向舱内注水
D.当潜水器完全潜入海水中时,所受浮力为
8. (24-25八下·重庆开州区·期末)为了彰显我国的海军力量,东部战区于2023年、2024年圆满完成“联合利剑”等演习任务。如图所示,下列说法正确的是( )
A.图甲中,舰载机飞离航母后,航母所受浮力不变
B.图乙中,潜水艇在海中下潜时受到海水的浮力不变
C.图丙中,山东舰排水量约为65000t,满载时所受的浮力约为
D.图丁中,军舰护航编队前后护航,因为两船并排行驶时,中间流体流速大压强大
9.
(24-25八下·重庆铜梁区·期末)甲、乙两个完全相同的溢水杯分别装满酒精()和水。将两个完全相同的实心小球轻轻放入两杯中,甲杯溢出80g酒精,乙杯溢出90g水。,下列说法正确的是( )
A.小球在水中受到的浮力是0.8N B.小球的体积是
C.小球的质量是100g D.小球的密度为
10. (24-25八下·重庆万州区·期末)如图所示,一个边长为10cm的正方体物块用细绳悬挂在某液体中,细绳拉力F为3N,物块上表面受到液体的压力为5N,下表面受到液体的压力为13N,下列说法正确的是( )
A.物块所受的重力为11N
B.物块所受到的浮力为10N
C.液体的密度为
D.物块上表面到水面的距离5cm
11.
(24-25八下·重庆某县·期末)如图甲,弹簧测力计悬挂一圆柱体,从离水面上某一高度开始缓慢下降,直至圆柱体全部浸入水中,圆柱体一直未接触容器壁和底。整个过程弹簧测力计的示数与圆柱体下降高度变化关系图像如图乙所示,不计液面高度的变化。下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是
B.圆柱体浸没时受到的浮力是
C.圆柱体的高度是
D.圆柱体的密度是
12.
(24-25八下·重庆南岸区·期末)如图所示是小南同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作的“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示(玻璃瓶口开着并倒置)。玻璃瓶瓶身的横截面积为,高h=10cm,瓶口的体积忽略不计。此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm,饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm。下列说法中正确的是( )
A.此时玻璃瓶受到的浮力为0.12N
B.空玻璃瓶的质量为12g
C.用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,玻璃瓶受到的浮力为0.16N
D.用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,玻璃瓶内空气的体积为
13.
(24-25八下·重庆江津区·期末)图甲为一个足够高的柱形容器,底部中央固定有一根竖直放置体积不计的轻质细杆,细杆上端固定一质地均匀的正方体A。现向容器内加水,容器底受到的液体压强随加入水的体积变化如图乙,当加水时,杆对A的力恰好为0,则( )
A.杆的高度为15cm B.容器底面积为
C.A的密度为 D.A浸没时,杆对A的作用力为10N
14. (24-25八下·重庆北碚区·期末)有一力学装置如图甲,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为14cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小F随水深h变化的图像如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)下列说法错误的是()
A.竖直细杆B的长度为4cm
B.正方体A的密度为0.8×103kg/m3
C.当容器内水的深度为5cm时,压力传感器示数为7N
D.当传感器示数为0N时,此时容器内水的深度为8cm
15.
(24-25八下·重庆忠县·期末)学习浮力后,小萱产生了疑问:水产生的浮力会大于水的重力吗?小萱通过实验寻找答案:如图所示,她将重为、棱长为的正方体合金块放在底面积为的薄壁容器甲中,慢慢向容器甲中加水,当水的深度为时(合金块与容器底部不紧密接触),停止加水;接着她又将该合金块放到另一个薄壁容器乙中进行多次实验,向容器乙中加水至某一位置(未浸没),合金块受到的浮力是水重的倍。下列有关说法正确的是( )
A.容器甲中合金块受到的浮力为
B.容器甲中合金块对容器底部的压强为
C.将合金块从容器甲中取出时,水对容器甲底部的压强变化了
D.容器乙的底面积为
16. (24-25八下·重庆长寿区·期末)水平桌面上放置一个薄壁圆柱形容器的底面积为200cm2,内盛有30cm深的水,如图甲所示。A、B是不同材料制成的两个实心物体,若物体A的质量为400g,其密度为0.8g/cm3,且物体A和B的体积之比为5:2。当把A、B两物体用细线相连放入水中时,两物体恰好悬浮,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.物体B的密度为1.5g/cm3
B.图乙中,物体A受到的浮力为4N
C.图乙中,细线受到的拉力为9N
D.图乙中,水对容器底的压强为3500Pa
17.
(24-25八下·重庆第一中学校·期末)水能浮起比自己重的物体吗?为解决这一疑问,小华将重、边长为10cm的正方体木块,放在重力为4.8N的薄壁柱形容器中央,木块与容器底部不紧密接触,慢慢向容器中加水,当木块刚好漂浮时,水对容器底的压力为7.2N。下列说法中错误的是( )
A.此时木块受到的浮力是水的重力的5倍
B.若接着将木块竖直上拉0.4cm,容器对桌面的压力变化了2.4N
C.若接着将木块竖直上拉0.4cm,水对容器底的压强变化了200Pa
D.若想让木块刚好漂浮时受到的浮力是水的重力的20倍,可换用底面积为的容器
18.
(24-25八下·重庆第一中学校·期末)如图甲所示,底面积为的轻质薄壁容器放置在水平桌面上,用长度为10cm的细线将边长为10cm、重力为4N的正方体A与容器底连接在一起,细线拉力为,A上表面距离液面4cm;将高为10cm的圆柱体B竖放在A的上表面,B刚好侵入一半,细线拉力变为0,如图乙所示:再将圆柱体B沿水平方向切割部分放于液体中并剪断细线,待液面静止时如图丙。下列说法错误的是( )
A.液体的密度为
B.乙图中容器对桌面的压力为40N
C.丙图中液体对容器底的压强为2200Pa
D.乙图到丙图,克服A的重力做功0.285J
19.
(24-25八下·重庆西南大学附属中学校·期末)体积为的金属块与体积为的木块叠放在装有水的柱形容器中,金属块与木块密度之比为,容器底面积为,此时金属块与木块悬浮在水中,如图甲所示。水平切割下金属块的一半沉于水底,剩余部分金属块和木块最终一起漂浮,如图乙所示(取)。下列说法正确的是( )
A.金属块的密度为 B.甲乙两图的液面高度差为0.2cm
C.切割前,金属块对木块的压力为0.6N D.切割后,金属块对木块的压力为0.2N
二、填空题
20.
(24-25八下·重庆某县·期末)如图所示,将边长为的正方体木块放入水中,静止时,木块有五分之二的体积露出水面,则木块受到的浮力是_____N,木块的下表面处受到水的压强是_____Pa。
21. (24-25八下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)我国自主设计建造的航空母舰山东舰,是我国目前最先进的现役航空母舰,其满载时的排水量约为6.5万吨,则满载时其受到的浮力为______N;094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,该潜水艇漂浮时所受浮力______沉底时所受浮力。
22.
(24-25八下·重庆开州区·期末)一木块的质量为200g,体积为,用手将其浸没在水中时,木块受到的浮力为______,松手后木块将上浮,木块静止时受到的浮力为______N(g=10N/kg)。
23. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)底面积为200cm2、足够高的薄壁柱形容器,置于水平桌面上。有一高度为10cm,重力为11N的实心正方体A,则A的密度为_____g/cm3;用体积不计的轻质细杆连接在A的上表面中间,竖直放入容器底部自由静置,如图所示。再向容器中缓慢加入20cm深的密度比A大的工业液体,用细杆将A在竖直方向移动3cm后,此时细杆的作用力大小为4.8N,则工业液体的密度为____g/cm³。
24.
(24-25八下·重庆鲁能巴蜀中学校·期末)小莹用金属架夹住柱形吸管一端使其密封,制成了一个简易密度计。如图所示,她先将密度计漂浮于水中(),此时受到的浮力为,测得露出水面的高度为15cm;再将密度计漂浮于酒精中(),此时受到的浮力为,测得露出酒精液面的高度为12cm,则______(选填“>”“=”或“<”)。若该密度计漂浮于某液体中时,测得露出液面的高度为11cm,则该液体的密度为______。
25. (24-25八下·重庆铜梁区·期末)把边长L为0.5m、密度为0.6×103kg/m3的正方体A放入底面积为1m2的盛水容器中,如图甲所示,将物块B轻放在A的上面,容器中的水面上升了0.01m,如图乙所示,则物块B的质量为________kg;在这个过程中,A重力做功的大小为________J。
26.
(24-25八下·重庆南开中学·期末)某同学在学校物理实验室找到了一个模型,该模型由同种材料制成的实心圆柱体A、B紧密连接组成,已知,。如图甲,用细线与模型中心相连,将一个高度未知,底面积为的薄壁柱形容器放在水平升降台上,其内装有20cm深的水。现将升降台上升使模型逐渐没入水中(整个过程B未触底,模型不吸水),该过程中细线的拉力F与升降台上升的高度h的关系如图乙,已知h=6cm时,B刚浸没,则B的高度为______cm,当模型浸没后剪断细线,稳定后,容器对升降台的压力比甲图增加了______N。(取)
27.
(24-25八下·重庆鲁能巴蜀中学校·期末)如图甲所示,水平放置的电子秤上有一长方体薄壁柱形容器,其质量为300g、高为13cm、底面积为,容器中装的某种液体。将质量为900g的实心正方体轻放入液体中,当其稳定后再打开容器底部的阀门向外排放该液体。在排放过程中,容器底部所受液体压强与排出液体体积的关系如图乙所示。则该液体的密度为______,当电子秤示数变化2000g时,正方体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为______。
三、计算题
28.
(24-25八下·重庆巴南区·期末)如图所示,将一长方体物块浸没在装有足够深水的容器中,其上表面与水面相平,它的上表面受到水的压力为,下表面受到水的压力为。求:
(1)该物块受到的浮力大小;
(2)它排开水的质量。
29.
(24-25八下·重庆巴南区·期末)小明将力传感器固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器可测量细线拉力的大小。重、底面积的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降台上,装有深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水。求:
(1)圆柱体A的质量;
(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,此时力传感器的示数;
(3)当A浸没入水中后剪断细线,升降台和A都静止时,溢水杯对升降台的压强。
30.
(24-25八下·重庆两江新区·期末)如图所示,2024年12月27日,我国自主研制建造的076型两栖攻击舰“四川舰”下水。据资料显示,该舰的长约为,宽约为,空载排水量为2.5万吨,满载排水量为4.6万吨,最大吃水深度为。求:(海水的密度取)
(1)某次测试中两栖攻击舰的吃水深度为,与最大吃水深度相比,舰底受到海水压强的减少量;
(2)测试中,当1架重20吨的直升机降落在甲板上后,该两栖攻击舰排水体积的增加量;
(3)该舰空载时静止在海面受到的浮力。
31.
(24-25八下·重庆梁平区·期末)如图,水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,它的重为3N,底面积为溢水口距杯底20cm,内装水的深度为18cm。将一体积为、密度为的正方体木块缓慢放入水中,不计溢水杯厚度,求:(g取10N/kg)
(1)木块的质量;
(2)木块放入水中静止后,浸入水中的体积;
(3)木块放入水中静止后,溢水杯对桌面的压强。
32.
(24-25八下·重庆忠县·期末)如图所示,容器中装有重力为的水,水中有一个木块被细绳系着,此时水的深度为。已知木块的体积为,木块的密度为,求:
(1)此时木块受到的浮力;
(2)此时细绳对木块的拉力;
(3)若将细绳剪断,最终木块静止时,水对容器底部的压强相比细绳断前变化了多少。
33.
(24-25八下·重庆某县·期末)如图所示,水平桌面上有一底面积为且足够高的薄壁圆柱形容器,装有深的水。不能吸水的实心长方体物块A,质量,底面积,高,现用细线将物块A与天花板相连,并使其五分之三的体积浸入水中。(不计容器与细线的质量)求:
(1)物块A受到的重力;
(2)与天花板相连时,物块A受到的浮力;
(3)剪断细线,待物块A静止后,求剪断前后容器底部对桌面的压强变化量。
34.
(24-25八下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)如图甲所示,一个底面积为400cm2、重为4N、高为22cm的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有h=20cm深的水。现将边长为10cm的正方体A放入其中,A漂浮于水面,有的体积露出水面,如图乙所示,求:
(1)物体A的密度;
(2)图乙中容器底部受到水的压强比图甲增大多少;
(3)若图乙中给A施加一个竖直向下的力F,使A恰好浸没水中静止,求此时容器对地面的压强。
35. (24-25八下·重庆大足区·期末)如图甲所示,一底面积为200cm²、重为4N的柱形容器,内装有20cm深的水,静置于水平桌面上,用弹簧测力计吊着圆柱体从空中匀速下放到盛水的柱形容器中(水未溢出且圆柱体始终未与容器底接触)。圆柱体下放过程中,弹簧测力计示数F随圆柱体底下降高度h变化的关系图像如图乙所示。求:
(1)柱形容器内水的重力;
(2)圆柱体的密度;
(3)若圆柱体在水中如乙图C点所指示的位置,此时柱形容器对水平桌面的压强为多少Pa。
36. (24-25八下·重庆合川区·期末)如图甲所示,将薄壁柱形玻璃杯A和实心正方体B用细线相连,放入装有适量水的足够高的薄壁柱形容器C中,当它们静止时,细线被拉直(细线不可伸长且质量体积均忽略不计)。A的底面积为200cm2,重为5N;B的边长为10cm,C的底面积为400cm2,现打开C底部水龙头缓慢放水,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙所示。求:
(1)玻璃杯A受到的最大浮力;
(2)时刻B对容器C底部的压强;
(3)到时间内放出水的质量。
37. (24-25八下·重庆渝中区·期末)如图甲所示,水平地面上有一底面积为200cm2、重为2N、盛水的薄壁柱形容器。底面积为100cm2的圆柱体A,上表面中央沿竖直方向固定一根体积不计的细杆,下表面刚好接触容器底部。现将圆柱体A通过细杆竖直向上匀速取出,细杆对圆柱体A的作用力F的大小与时间t的关系图像如图乙所示。求:
(1)圆柱体A的质量为多少g?
(2)圆柱体A浸没时受到的浮力为多少N?
(3)第6s末圆柱体A浸没在水中的长度?
地 城
考点04
浮与沉
一、单选题
1. (24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)下列有关浮力说法正确的是( )
A.密度计在液体中浸入越深,液体密度越大
B.潜水艇下潜时浮力减小
C.人能漂浮在死海上是因为浮力大于重力
D.饱满的种子沉在水底是因为浮力小于重力
2. (24-25八下·重庆九龙坡·期末)如图所示,水平桌面上两个底面积、质量均相同的甲、乙容器中分别盛有适量的水,将两个体积相同的实心小球M、N分别放入两个容器中,静止时两容器内水面相平。下列分析正确的是( )
A.M球的密度大于N球的密度
B.M球受到的浮力大于N球受到的浮力
C.甲容器底受到水的压力小于乙容器底受到水的压力
D.甲容器底受到水的压强等于乙容器底受到水的压强
3.
(24-25八下·重庆两江新区·期末)在《西溪丛语》中谈到了用莲子选定海水的方法:将多粒莲子投入盛有海水的容器中,根据莲子的浮与沉,判断海水的制盐价值。其中一等海水密度最大,最有制盐价值,二、三、四等依次次之。现有四个密度不同,但体积相同的莲子、、、,每一颗莲子的密度分别与某一等级的海水密度相等。将这四个莲子放入盛有待测海水的杯中,各莲子静止时的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.该海水为二等海水
B.莲子的密度最大
C.莲子的浮力最大
D.若向杯中加清水,莲子可能会漂浮
4. (24-25八下·重庆北碚区·期末)小飞同学把一枚质量为55g,体积为50cm3的鸡蛋放在一个透明玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉在杯底(见图甲)。他向水里加盐并缓慢搅拌发现鸡蛋悬浮在液体中(见图乙);他继续加盐并缓慢搅拌,最后发现鸡蛋漂浮在液面上(见图丙)。下列说法正确的( )
A.鸡蛋所受到的浮力F甲<F乙 <F丙 B.乙液体的密度为1.0×103kg/m3
C.杯底受到的液体压强p甲=p乙 <p丙 D.鸡蛋排开液体的重力G甲<G乙=G丙
5. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)如图所示,关于物体浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲中,良种在盐水中沉底,良种的密度大于盐水的密度
B.图乙中,潜水艇在海洋里面匀速下潜,受到的浮力变小
C.图丙中,航母从海洋驶入长江的过程中,受到的浮力变小
D.图丁中,孔明灯利用内部气体密度大于空气密度来实现升空
6. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)将体积相等的实心物体A、B分别放入如图装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积和质量均相等,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平,下列说法中正确的是( )
A.甲液体密度大于乙液体密度
B.A物体所受浮力小于B物体所受浮力
C.甲和乙液体对容器底部的压强相等
D.甲和乙容器对水平桌面的压强相等
7. (24-25八下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)如图,水平桌面上三个完全相同的容器装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体放入容器内,待正方体静止后,容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体的密度关系为
B.物体受到的浮力关系为
C.容器底受到水的压力关系为
D.容器对桌面的压强关系为
8. (24-25八下·重庆长寿区·期末)小军在学校组织的跨学科实践活动中自制了一支密度计,他将这支密度计先后分别放入两种不同的液体中,都会漂浮在液面上,如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,此时密度计所受的浮力分别为F甲 和F乙,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙;F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙;F甲>F乙
C.ρ甲<ρ乙;F甲<F乙 D.ρ甲<ρ乙;F甲=F乙
9. (24-25八下·重庆南开中学·期末)如图所示,甲、乙是两个体积相同且不吸水的小球,它们都浸没在水中,处于静止状态。其中,甲受到绳子的拉力为零,乙对容器底部压力不为零。下列判断一定正确的是( )
A.甲受到的浮力比乙大 B.甲受到的重力比乙小
C.容器对桌面的压力相等 D.剪断绳子后,甲最终漂浮
10.
(24-25八下·重庆铜梁区·期末)水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有体积相同而密度不同的两种液体。现将质量相同、体积不同的A、B()两个小球分别放入甲、乙两容器中,静止时如图所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A,B受到的浮力 B.两容器中液体的密度
C.液体对容器底的压强 D.容器对水平桌面的压力
11.
将新鲜度不同的甲、乙两枚鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是()( )
A.若甲、乙两枚鸡蛋的体积相等,则甲鸡蛋受到的浮力小
B.若甲、乙两枚鸡蛋的质量相等,则甲鸡蛋受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙鸡蛋受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,甲鸡蛋受到的浮力变大
12. (24-25八下·重庆巴南区·期末)如图所示,底面积、质量均相同的甲、乙、丙三个容器置于水平桌面上,容器内的液面相平,容器对桌面的压强相等。现将三个相同小球(球的密度与乙中液体密度相同)分别放入甲、乙、丙容器中,小球不吸液体,液体均不溢出.下列说法正确的是( )
A.放入小球前,液体对容器底部的压力关系:
B.各容器中液体密度关系:
C.放入小球后,容器对桌面的压强关系:
D.小球在各液体中所受浮力的关系:
13. (24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)甲、乙两个相同的柱形容器装有不同种类的液体,分别放置在相同的电子秤上,完全相同的物块A、B分别放在甲、乙容器中,静止时如图,此时两容器中液面恰好相平,下列说法正确的是( )
A.物块A受到的浮力大于物块B受到的浮力
B.容器底部受到液体压强较大的是甲容器
C.放置甲容器的电子秤示数较大
D.物块A、B底部受到液体压力较大的是A物块
14. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)如图所示,一个重2N,底面积为100cm²的足够高的薄壁柱形容器静止在水平地面上,装有深10cm,密度为0.8g/cm³的某种液体。一个高15cm,底面积为50cm²的圆柱体木块A漂浮在液面上,其浸入液体的深度为12cm。则下列判断中正确的是( )
①A漂浮时,液体对容器底部的压强为1280Pa
②若木块向下移动2cm,木块下表面受到的液体压强1240Pa
③若将另一个相同的木块B竖直叠放在A的上方,静止后AB受到的浮力为8N
④将A浸入液体的一半水平切去并取出,液面静止以后,木块上表面较截去前下降了3cm
A.①②③ B.①③④ C.②④ D.①②③④
15. (24-25八下·重庆秀山县·期末)质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有3.9kg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的水后关闭阀门,下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度为0.7×103kg/m3
B.放水前水面距容器底部的高度为13cm
C.放水后水对容器底部的压力为18N
D.放水后水对容器底部的压强为450Pa
二、填空题
16. (24-25八下·重庆巴南区·期末)如图所示,一个气球下面挂着一个金属块,一起悬浮在装有水的圆柱形容器中,现沿容器壁缓缓注入一定量的水,则水对气球顶端的压强____________(选填“变大”或“变小”或“不变”);同时,随着气球的体积发生变化,金属块和气球整体将____________(选填“上浮”或“下沉”或“悬浮”)。
17. (24-25八下·重庆万州区·期末)万州“平湖游轮”是美丽万州一道亮丽的风景线,其满载时排水量为2000t,其满载时受到的浮力为__________N,若这艘游轮从长江驶入大海,其浮力将__________。
18.
(24-25八下·重庆万州区·期末)如图所示,三个完全相同的玻璃杯,其中甲杯只有水,乙杯水中漂浮着一只质量较小的黄鸭玩具,所受的浮力为,丙杯水中漂浮着一只质量较大的黄鸭玩具,所受的浮力为,则__________;甲乙丙对桌面压强、、的大小关系为__________。
19.
(24-25八下·重庆南岸区·期末)如图所示,将两块完全相同的模型黏土捏成实心球和碗,分别放入完全相同的甲、乙两杯中水,其静止时的截面如图所示。甲、乙两杯中模型黏土所受浮力的大小__________,水对容器底部的压强________。(均选填“大于”“小于”“等于”)
20.
(24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)把一个质量为30g、体积为的物块轻轻放入盛满水的溢水杯中,当物块静止时,溢出水的体积为______,物块将处于______(选填“漂浮”、“沉底”或“悬浮”)。
21. (24-25八下·重庆北碚区·期末)在长为18cm均匀木棱的一端缠绕些极细铜丝, 制成两个完全相同的简易密度计。现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示为它们竖直静止在液体中的情况。若密度计在甲液体中露出液面的长度为6cm,在乙液体中露出液面的长度为9cm,若乙液体为水时,甲液体的密度ρ甲=___kg/m3,此时烧杯底部受到液体压强的关系为p甲____ p乙;若在乙烧杯的水中加入适量盐,密度计所受的浮力_______( 选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22. (24-25八下·重庆北碚区·期末)元宵节小宇全家团聚,煮汤圆以示庆贺,小宇在帮姥姥煮汤圆时发现,生汤圆放入锅中,由于浮力______重力而下沉(选填“大于”“小于”或“等于”)。在煮的过程中,汤圆的内部气体受热膨胀,浮力______(选填“增大”“减小”或“不变”),汤圆上浮,最后静止在水面,静止时浮力______重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
23. (24-25八下·重庆沙坪坝区·期末)水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有两种不同液体,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃)分别放入两种液体中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。则甲容器中液体的密度 ______ (“小于”、“等于”或“大于”)乙容器中液体的密度,冬枣、樱桃放入前,甲容器底受到的液体压强 ______ (“小于”、“等于”或“大于”)乙容器底受到的液体压强。
24.
(24-25八下·重庆南开中学·期末)相同的柱形容器甲、乙置于水平桌面上,甲中盛有水,乙中盛有酒精。现将A、B两个体积相同的实心小球分别放入两容器的液体中,静止后如图所示,B小球一半体积浸在酒精中,则A、B两小球质量之比______,若把两个小球对调放入对方容器内(无液体溢出),对调前后液体对容器底部压强的变化量分别为和,则______。(酒精的密度为()
试卷第1页,共3页
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专题04 浮力
4大高频考点概览
考点01 探究影响浮力大小的因素
考点02 探究浮力大小与排开液体重力的关系
考点03 阿基米德原理
考点04 浮与沉
地 城
考点01
探究影响浮力大小的因素
一、实验题
1.(24-25八下·重庆忠县·期末)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置,弹簧测力计下挂着同一物体(物体不吸水)。
(1)物体A受到的重力为______N;
(2)小明同学由甲、乙两次实验得到结论:当液体密度一定时,物体下表面所处的深度越深,物体受到的浮力越大;小知同学认为这一结论是不可信的,原因是未控制______(选填“排开液体的体积”或“深度”)相同;从图乙所示位置开始继续向下移动金属块直至图丙所示位置,此过程中弹簧测力计示数______;
(3)小知同学对影响浮力大小的因素还是存在疑惑,于是他补充如图戊、己所示的两次实验,控制物体浸入液体中的体积相同,可得出结论:物体所受浮力大小跟______无关;
(4)由丙、丁两次实验可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟______有关;
(5)通过实验可得:物体的密度是______,盐水的密度是______;
(6)小知发现本次探究过程仅在开始时测量干燥物体A受到的重力,在完成戊、己实验时,每次将物体A浸入水中前并未擦干表面水分,实验结果是否受到影响,请说明理由:______。
【答案】(1)
(2) 排开液体的体积 不变
(3)深度
(4)液体密度
(5)
(6)见详解
【详解】(1)由A图可知,测力计的分度值为,示数为,则物块的重力
(2)[1]由甲、乙两次实验知,此时排开液体的体积变大,对比两次示数可得结论:当液体密度一定时,物体下表面所处的深度越深,物体受到的浮力越大,从控制变量法的角度来看,这一结论是不可信的,原因是:没有控制排开液体的体积不变。
[2]物体在乙和丙均为完全浸没,虽然深度不同,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,此过程中弹簧测力计示数不变。
(3)在实验评估中,小明用如图己所示方式将金属块也恰好图浸入一半,保持液体的密度和排开液体的体积不变,浮力大小不变,故根据戊、己两次实验现象判断金属块浸没时的浮力与下表面所处的深度无关。
(4)分析丙、丁两次实验可知,排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,且液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知,浮力越大,所以可以得出结论:在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(5)[1]由图可得,当物体A浸没在水中时,
由阿基米德原理可得,物体浸没在水中时,排开水的体积
物体的体积,
由图A可得,物体的重力,物体的质量
所以物体A的密度
[2]由图可得,当物体A浸没在盐水中时,
排开盐水的体积
由阿基米德原理可得,盐水的密度
(6)由题意知,物体A受到的重力是在开始干燥时测量的,即重力准确,由于物体A不吸水,则物体A的体积不会发生变化,根据阿基米德原理知,实验结果不受影响。
2.(24-25八下·重庆西南大学附属中学校·期末)小强同学偶然发现新买的健怡可乐和普通可乐在水中浮沉状态不同。他利用弹簧测力计、水和生锈的铁块来测可乐密度,如图所示:
(1)测量前,弹簧测力计必须在竖直方向上______,图B中物体所受浮力为______N;
(2)从图B到C,发现弹簧测力计示数变小,说明铁块所受浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”),通过比较图A、C、D,可得出浮力大小与______无关;
(3)通过比较图A、D、E,可推测可乐的密度比水的密度______;根据实验数据进一步计算出可乐密度为______;
(4)聪明的小强同学利用空可乐易拉罐(可视为高12cm的圆柱体),设计了一款液体密度测量仪,如图F所示;
①在罐中放入几颗小石头,使之竖直漂浮于水中,在水面对应的位置标上记号A;
②取出易拉罐,在记号A处标上;
③用刻度尺测出记号A到罐底的竖直距离为8.4cm;
④将易拉罐放入刚才的可乐中,标出刻度线的位置B,应标在记号A的______(选填“正上方”或“正下方”),且记号B与记号A相距______cm;
(5)实验后,小强发现生锈的铁块表面变光滑。原来铁锈与可乐中所含的碳酸发生化学反应后溶解到可乐中。因发生化学反应,由(3)小问算出的可乐密度______可乐密度真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1) 调零 0.7
(2) 变大 浸没深度
(3) 大 1.05×103
(4) 正下方 0.4
(5)小于
【详解】(1)[1]使用弹簧测力计测量物体重力时需竖直向上提起物体,所以进行测量前,应在竖直方向上对弹簧测力计进行调零。
[2]由图A可知,物体重力为4.4N,根据称重法可知,图B中物体所受浮力为
(2)[1]根据称重法可知,从图B到C,发现弹簧测力计示数变小,重力不变,所以铁块所受浮力变大。
[2]通过比较图A、C、D,液体密度不变,排开液体体积不变,浸没深度改变,测力计示数不变,说明浮力大小与浸没深度无关。
(3)[1]排开液体体积一定时,液体密度越大,所受浮力越大。通过比较图A、D、E,及根据称重法可知,铁块在可乐中所受浮力较大,故可乐密度大于水的密度。
[2]图D中铁块所受浮力为
图E中铁块所受浮力为
由阿基米德原理可知,排开液体体积一定时,物体所受浮力与液体密度成正比,即
代入数据为
可乐密度为
(4)[1]因为浮力等于石块和易拉罐的总重力,则浮力相等,由F浮=ρ液gV排知液体密度越大,排开液体体积越大,浸入的深度则越深,故可乐刻度线的位置B在A的正下方。
[2]设易拉罐的底面积为S,AB到罐底的距离分别为hA和hB,易拉罐漂浮,故在两种液体中所受浮力相等,则有ρ水gShA=ρ液gShB,
即ρ水hA=ρ液hB
解得
故记号B与记号A相距的距离为Δh=hA-hB=8.4cm-8cm=0.4cm
(5)实验后,小强发现生锈的铁块表面变光滑,则排开液体体积变小,故图D中排开液体体积大于图E中排开液体体积,由阿基米德原理可知,浮力一定时,若排开液体体积偏大,则液体密度偏小。
3.(24-25八下·重庆长寿区·期末)小斌利用如图1所示的实验器材和步骤来“探究浮力大小与哪些因素有关”。
(1)比较图1中A、C、D三图,可以得出物体所受的浮力大小与其浸没液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(2)比较图1中A、B、C三图,可以得出物体所受的浮力大小与______有关;比较图1中A、D、______ 三图,可以得出物体所受的浮力大小与液体的密度有关;
(3)结合图1的实验数据可以算出:物体浸没于水中时所受的浮力为______N,该物体的密度为______kg/m3;
(4)放学回家后,小斌利用刻度尺、薄壁柱形杯和水来测量密度小于水的正方体塑料块(塑料块不吸任何液体)的密度。他进行了如图2所示的实验:
①在薄壁柱形杯内注入一定量的水,如图甲所示,测出此时杯中水的深度h1=10.00cm;
②将塑料块______上,如图乙所示,测出此时杯中水的深度h2=11.00cm;
③用铁丝将塑料块全部压入水中较深处,如图丙所示,测出此时杯中水的深度h3=12.50cm;
根据以上测量数据算出塑料块的密度塑料=______g/cm3;小斌通过认真分析,断定自己所测出的塑料块密度值比其实际值要______些。
【答案】(1)无关
(2) 排开液体的体积 E
(3) 0.6
(4) 漂浮在水面 0.4 小
【详解】(1)比较图1中A、C、D三图,物体排开液体的体积相同,浸没的深度不同,C、D中测力计示数相同,根据称重法可知浮力相同,说明物体所受的浮力大小与其浸没液体中的深度无关。
(2)[1]比较图1中A、B、C三图,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,B、C中测力计示数不同,根据称重法可知浮力不同,可以得出物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
[2]探究物体所受的浮力大小与液体的密度的关系,应只改变液体的密度,所以应比较A、D、E三图。
(3)[1]根据图A可知物体重力为4.8N,由图C可知物体浸没于水中时测力计示数为4.2N,根据称重法可知物体浸没于水中时所受的浮力为
[2]物体的体积为
则物体密度为
(4)[1][2]①在薄壁柱形杯内注入一定量的水,如图甲所示,测出此时杯中水的深度h1=10.00cm;
②将塑料块漂浮在水面上,如图乙所示,测出此时杯中水的深度h2=11.00cm。设容器底面积为,塑料块漂浮,则塑料块重力
③用铁丝将塑料块全部压入水中较深处,如图丙所示,测出此时杯中水的深度h3=12.50cm,则塑料块体积为,则塑料块的密度
[3]用铁丝将塑料块全部压入水中较深处,由于铁丝要排开一部分水,所用测得的塑料块体积偏大,根据,所测出的塑料块密度值比其实际值要小一些。
4.(24-25八下·重庆沙坪坝区·期末)小新同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体物块,当圆柱体物块下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止,如图甲所示:
(1)根据图甲(a)可知,圆柱体物块的重力G=______N;分析图甲(a)(c)可知,圆柱体物块浸没在水中时所受浮力=______N;
(2)比较图甲中_____得出,浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关;
(3)小新完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出弹簧测力计示数F随物体下降高度h变化的图像,如图乙所示。则物体浸没在这种液体中受到的浮力______N,这表明_____________________有关;
(4)综合分析上述实验,另一种液体的密度是______,圆柱体的底面积是______,圆柱体的密度是________。
【答案】(1) 6 5
(2)(a)(b)(c)
(3) 4 浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟液体密度
(4) 83.3
【详解】(1)[1]由图(a)可知弹簧测力计示数为6N,即物体重力为6N。
[2]由图(a)(c)可知,物体浸没在水中时所受浮力为
(2)要得到浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关,根据控制变量法,需使液体相同,排开液体的体积不同,因此可选(a)(b)(c)。
(3)[1]由图乙可知,物体浸没在这种液体中受到的浮力为
[2]根据控制变量法,在排开液体体积相同时,液体密度不同,所受浮力不同,因此还表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟液体密度有关。
(4)[1][2][3]物体体积为
圆柱体的底面积是
圆柱体的密度是
另一种液体的密度是
5.(24-25八下·重庆万州区·期末)实验课上,老师为小明同学提供电子秤、烧杯和水,测量塑料块的密度,实验过程如下:
(1)将电子秤放在水平桌面上并归零,测出塑料块的质量,如图A所示;
(2)将空烧杯放在电子秤上,再次归零后,将适量水倒入烧杯中,测出的质量如图B所示;
(3)用细线系住塑料块缓缓浸入水中,如图C所示,此时,烧杯底部所受液体压力变化量为______N;
(4)继续实验,记录电子秤的示数分别如图C、D、E所示,对比B、C、D、E四次实验可以验证:浸在液体中的物体所受的浮力大小与______有关,与______无关;
(5)松开细线,塑料块沉入水底,如图F所示,则:
①塑料块所受浮力为______N;
②塑料块的密度为______。
(6)老师为小张同学提供的测量工具为弹簧测力计,小张同学用弹簧测力计测出塑料块的重力记为G。然后将塑料块浸没在水中,此时弹簧测力计的示数记为F,则塑料块密度______(填表达式,水的密度用表示);
(7)对两组实验进行评估,你觉得谁的测量方法更优,说明理由:______。
【答案】 0.09 排开液体的体积 浸没的深度 0.4 见解析
【详解】(3)[1]由图可知,图C中排开液体的质量为
根据力的相互作用,塑料块对水有向下的压力,压力大小等于浮力,电子秤示数变化量反映了这个压力的大小,烧杯底部所受液体压力变化量为
(4)[2][3]观察图C、D、E可知,塑料块浸入水中的体积逐渐增大,电子秤的示数也逐渐增大,当浸没后,物体浸没的深度增加,电子秤的示数不变。 根据力的相互作用,塑料块对水有向下的压力,压力大小等于浮力,电子秤示数变化量反映了这个压力的大小,所以电子秤示数的变化量等于塑料块受到的浮力,当塑料块全部浸没后排开水的体积不变,压力不变,则所受浮力不变。说明浸在液体中的物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关,与浸没的深度无关。
(5)[4]根据B、E图可知,塑料块浸没在水中时排开水的质量为
塑料块浸没在水中时所受浮力为
由图F可知,松开细线,塑料块沉入水底,塑料块排开水的体积不变,浮力不变,仍为0.4N。
[5]由于浸没,塑料块体积为
塑料块密度为
(6)[6]同学用弹簧测力计测出塑料块的重力记为G。然后将塑料块浸没在水中,此时弹簧测力计的示数记为F,浸没时塑料块受到的浮力为
浸没时物体的体积等于排开液体的体积,即,可以得到
则塑料块密度
(7)[7]对两组实验进行评估,小明同学将电子秤放在水平桌面上并归零,测出塑料块的质量,将空烧杯放在电子秤上,再次归零后,将适量水倒入烧杯中,测出的质量,操作过程合理,小张同学用弹簧测力计测出塑料块的重力记为G。然后将塑料块浸没在水中,此时弹簧测力计的示数记为F,操作过程合理,两人操作过程都很合理,可以避免物体上沾水影响实验结果,但是弹簧测力计的精确程度没有电子秤的精确度高,并且读数时会因为视线没有正对刻度线而带来误差,所以小明同学测量方法更优。
6.(24-25八下·重庆南岸区·期末)如图所示,小华在探究“影响浮力大小的因素”实验时,用弹簧测力计挂着同一金属块进行了如图所示的实验操作()。
(1)分析图A、B、C可知:浮力的大小与排开液体的体积_________(选填“有关”或“无关”);分析图A、C、D可知:浮力的大小跟________无关;分析图A、D、E可知:物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越________。
(2)利用图中的实验数据,还可求出金属块的密度为________kg/m³。
(3)如图甲、乙所示,小华想自制一个密度计,直接测量盐水的密度。他用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封,接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(如图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H;通过将密度计放置在不同液体中后分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
①O位置处的刻度值应标为________g/cm3;
②管壁上标注的4个刻度值,0.8g/cm3与0.9g/cm3间的距离_________1.0g/cm3与1.1g/cm3间的距离(选填“>”“=”或“<”);
③小华又对密度计进行了改装,他将制作好的密度计内部的铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(如图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
④小华发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,请提出你的改进方案:_________。
【答案】(1) 有关 物体浸没在液体中的深度 大
(2)4×103
(3) 1.0 > 偏大 换用更细的吸管
【详解】(1)[1]观察图A可知金属块在空气中的重力,图B和C中金属块浸入水中的体积不同,弹簧测力计的示数也不同。根据称重法
重力G不变,F示不同则浮力不同,且排开液体体积越大,浮力越大,所以浮力的大小与排开液体的体积有关。
[2]图C和D中金属块都浸没在水中,排开液体的体积相同,只是深度不同,而弹簧测力计的示数相同,即浮力相同,所以浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
[3]图D中金属块浸没在水中,图E中金属块浸没在酒精中,排开液体的体积相同,水的密度大于酒精的密度,在水中时弹簧测力计的示数小于在酒精中时弹簧测力计的示数,根据称重法可知在水中受到的浮力大于在酒精中受到的浮力,所以物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(2)由图A可知金属块的重力G=4N,根据,可得金属块的质量
由图C可知金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=3N,根据称重法
可得金属块在水中受到的浮力
因为金属块浸没在水中,根据,可得金属块的体积
再根据,可得金属块的密度
(3)[1]因为将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,此时水面位置O对应的液体密度就是水的密度,所以O位置处的刻度值应标为1.0g/cm3。
[2]设吸管的横截面积为S,浸入液体的深度为h,根据漂浮条件,
则
对于ρ1=0.8g/cm3和ρ2=0.9g/cm3,
对于ρ3=1.0g/cm3和ρ4=1.1g/cm3,
把ρ1=0.8g/cm3,ρ2=0.9g/cm3,ρ3=1.0g/cm3,ρ4=1.1g/cm3代入比较可得
即管壁上标注的4个刻度值,0.8g/cm3与0.9g/cm3间的距离大于1.0g/cm3与1.1g/cm3间的距离。
[3] 将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化,再用这支密度计去测量同一液体的密度,此时排开液体的总体积不变,因为吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铁丝的体积,所以,吸管排开液体的体积减小,吸管会上浮一些,即测量时浸入液体的深度会变小。根据漂浮条件,
推导,G不变,g不变,S不变,h变小,所以ρ液的测量结果偏大。
[4]为了增大密度计相邻两刻度线之间的距离,减小测量误差,可以换用更细(横截面积更小)的吸管,这样在浮力变化相同(排开液体体积变化相同)时,深度变化更大,刻度间距更大。
7.(24-25八下·重庆铜梁区·期末)小南同学按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)使用前,弹簧测力计必须在________方向上校零。步骤B中物体所受浮力为________N;
(2)小南用弹簧测力计拉着物体缓慢浸入水中直到浸没,根据步骤A、B、C、D可以初步得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的________有关;通过比较步骤A、________和E,可以得出浮力大小与液体密度有关;
(3)根据实验测得的数据还可计算出该物体的密度为________,图E中弹簧测力计示数是________N(酒精密度为);
(4)若容器为圆柱形容器,其底面积是,则从步骤C到步骤D中水面上升了________cm;
(5)小渝同学受上面实验的启发,利用家里的电子秤、水、水杯和金属圆柱体来测量未知液体的密度。实验步骤如图所示:
①将圆柱体的一半浸入水中,记下台秤的示数为;
②将圆柱体全部浸入水中,记下台秤的示数为;
③将圆柱体从水中取出,擦干后全部没入与水等质量的未知液体中,记下台秤的示数。则未知液体的密度是________。
【答案】(1) 竖直 0.4
(2) 体积 D
(3) 4 3.2
(4)0.6
(5)1.25
【详解】(1)[1]实验中,要测量物体的重力和竖直方向的拉力,重力的方向是竖直向下的,因此使用前,弹簧测力计必须在竖直方向上校零。
[2]由图A可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为4N,即物体重为4N,根据称重法可得步骤B中物体受到的浮力为F浮B=G-FB=4N-3.6N=0.4N
(2)[1]根据A、B、C、D可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,且弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知,物体受到的浮力不同,因此可得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[2]根据控制变量法,要探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制物体排开液体的体积相同,只改变液体的密度,因此选用A、D、E三次实验。
(3)[1]由A、D两次实验,根据称重法可得出物体浸没在水中受到的浮力为F浮D=G-FD=4N-3N=1N
此时物体排开水的体积等于物体的体积为
物体的密度为
[2]当物体浸没在酒精中受到的浮力为F浮酒精=ρ酒精V排g=0.8×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=0.8N
根据称重法F浮=G-F拉可知,图E中弹簧测力计示数为F拉E=G-F浮酒精=4N-0.8N=3.2N
(4)从步骤C到步骤D中浮力的增加量为ΔF浮=3.3N-3N=0.3N
排开液体的体积增加量为
水面上升了的距离为
(5)根据①②两步可得出物体进入水中一半时,物体排开水的体积为
可得物体的体积为V圆柱体=2ΔV排1=2×40cm3=80cm3
设原杯中装液体的质量为m,则可得m+1g/cm3×80cm3=132g……①
m+ρ液×80cm3=152g……②
联立①②解得m=52g,ρ液=1.25g/cm3。
地 城
考点02
探究浮力大小与排开液体重力的关系
一、实验题
1. (24-25八下·重庆第一中学校·期末)如图甲所示,周末小彤参加了“穿越重庆山脊—寻找沧海桑田的地质秘密”的科普活动。小彤带着在江北嘴江滩拾得的鹅卵石回到实验室,并用鹅卵石来“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”,同时测量鹅卵石的密度。
(1)鹅卵石排开水的重力可以利用______(用图乙中的序号表示)两个步骤得到;若图乙中四个测量值、、、满足关系式:______,则可以验证阿基米德原理;
(2)小彤进行实验并把数据记录在表格中,若某次数据如下:
实验步骤
A
B
C
D
测量值
弹簧测力计示数
0.3
2.7
1.8
1.2
由表格中数据可知,鹅卵石浸没在水中时,受到的浮力______N,若某次数据记录时小彤发现,则造成这种结果的原因可能是______(填正确选项前的字母):
A.最初溢水杯中水未装至溢水口
B.实际操作步骤C时,鹅卵石没有完全浸入水中
(3)由(2)问的数据可计算出鹅卵石的密度为______。
(4)科普活动中小彤还获得了一块奇特的大石头,放入水中会漂浮,小彤想要测量其密度,思考设计了以下步骤来测量这块奇石的密度:
①水杯中加入适量的水,放入奇石,待液面静止后立即在液面位置作标记A;
②用细铁丝将奇石压入水中至浸没,待液面静止后立即在液面位置作标记B;
③取出奇石,用滴液管往水杯注水,待液面到达标记A时停止滴液,滴入40滴水;
④继续用滴液管注水,待液面到达标记B时,又滴入60滴水。
假设滴液管每次滴入的液体体积相等且奇石不吸水,通过以上数据可计算得出奇石的密度为______,若考虑到奇石取出带水,会导致奇石密度测量______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) AD F2-F3
(2) 0.9 A
(3)3
(4) 0.4 偏大
【详解】(1)[1]步骤 A:测量空桶的重力F1。 步骤 D:测量桶加上排开的水的总重力F4。鹅卵石排开水的重力G排=F4-F1
故鹅卵石排开水的重力G排 可以利用AD(用图乙中的序号表示)两个步骤得到。
[2]由步骤BC,根据称重法可得物体受到的浮力
据阿基米德原理,浸在流体中的物体受到的浮力等于其排开流体的重力可得
故若图乙中四个测量值F1 、F2 、F3 、F4 满足关系式
则可以验证阿基米德原理。
(2)[1]由步骤BC,根据称重法可得物体受到的浮力
[2]A.如果溢水杯中的水没有装到溢水口,当鹅卵石浸入水中时,部分水可能没有溢出,这会导致测量得到的排开水的重力G排偏小,从而使得 F浮 大于G排,故A符合题意;
B.如果鹅卵石没有完全浸入水中,那么它排开的水量会小于完全浸没时排开的水量。这会导致浮力F浮偏小,而不是偏大,故B不符合题意。
故选A 。
(3)步骤B可以测出物块的质量
步骤AD可以测出排开水的体积
鹅卵石的密度
(4)[1]奇石在水中漂浮,浮力等于重力,奇石的质量
奇石的体积
奇石的密度
[2]若考虑到奇石取出带水,则nA偏大,奇石的密度
故会导致奇石密度测量偏大。
2. (24-25八下·重庆北碚区·期末)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
先用弹簧测力计测出金属块的重力如图A,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E所示(液体均未溢出):
(1)选择实验步骤______,通过分析可以得出浮力大小跟排开液体的体积有关,从而验证猜想②是正确的;比较图C和D可以得出:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度______(选填“无关”或“有关”);
(2)根据实验数据,计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是______N;E杯中液体的密度是______kg/m3 ;
(3)用如下图所示实验装置验证阿基米德原理:
①在图B中存在的错误是 ______纠正错误后,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强______(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”);
②根据图中的实验数据可求出圆柱体的密度为 ______kg/m3;
③实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力大小______物体排开水所受到的重力大小。
【答案】(1) BC 无关
(2) 2.0/2
(3) 溢水杯未注满水 保持不变 等于
【详解】(1)[1]A图可以测出物体的重力,由称重法可知,C图比B图中弹簧测力计示数更小,说明受到的浮力更大,C图比B图物体浸入液体中的体积更大,液体密度相同,根据控制变量法,选择实验步骤BC,通过分析可以得出浮力大小跟排开液体的体积有关。
[2]比较图C和图D,物体完全浸没在同种液体中,只改变物体所处的深度,弹簧测力计的示数不变,即浮力不变,可以得出:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[1]根据实验数据,计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是
[2]因为物体浸没时,物体的体积等于排开液体的体积,则物体的体积为
物体浸没在液体中受到的浮力为
液体的密度为
(3)[1]圆柱体放入水中前,溢水杯中的水应该满的,否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积,所以,图B中存在的错误是溢水杯未注满水。
[2]圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
[3]由图B图C可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数3N,则圆柱受到的浮力
因为物体浸没时,物体的体积等于排开液体的体积,则圆柱体的体积为
圆柱体的密度为
[4]由图A图D可知排开的水所受重力
所以
实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力。
3. (24-25八下·重庆南开中学·期末)探究阿基米德原理。
(1)物块浸没在水中受到的浮力大小是______N,可由______两个步骤测出物块排开水所的重力,由以上步骤可初步得到物体所受浮力大小与物体排开水所受重力之间的关系;
(2)实验中所用物体的密度为______;
(3)若物块没有浸没,______(选填“能”或“不能”)证明阿基米德原理;若操作过程中,物体触碰到容器底部,所测得的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)排开液体的重力;
(4)小芳在学习了浮力后,对盐水选种的过程很感兴趣,她购买了一把水稻种子,仔细进行对比,发现好种和坏种体积基本一致,但是好种比坏种偏重。然后她设计了以下实验:
①将一个烧杯放在电子秤上,并“去皮”;
②往烧杯中加入适量的水(如图E),此时电子秤示数为,水面高度为;
③将一把水稻种子放入水中,种子全部沉底(如图F),此时电子秤示数为,水面高度为;
④往水中少量多次加入盐,边加边搅拌,一边有种子浮起,直到加入少许盐搅拌后,没有更多的种子浮起时,停止加盐(如图G)。此时电子秤示数为,水面高度为;
⑤将表面漂浮的种子全部捞出(如图H),此时电子秤示数为,水面高度为。
若忽略加盐导致的水的体积变化,忽略捞出种子时带出水,则可以根据以上数据求出,这一批种子的良种率(好种数量占种子总数量的比值)约为______;图G中盐水的密度为______,(均用题中所给符号表示。水的密度用表示);实际上水中加盐会导致总体积略大于原来水的体积,则上述方案计算出的盐水密度偏______。
【答案】(1) 1 AD
(2)
(3) 能 大于
(4) 大
【详解】(1)[1]根据称重法,物块浸没在水中受到的浮力,由图可知,G=2.4N,F示=1.4N,则
[2]物块排开水所受的重力等于桶和排开水的总重力减去空桶的重力,可由AD两个步骤测出。
(2)物块的质量
根据,则物块浸没在水中时排开水的体积
因为物块浸没,所以物块的体积,物块的密度
(3)[1]若物块没有浸没,同样可以通过称重法测浮力,可以通过使用测量排开液体的重力,所以能证明阿基米德原理。
[2]若操作过程中,物体触碰到容器底部,容器底部对物体有支持力,此时弹簧测力计示数偏小,根据称重法计算出的浮力偏大,则所测得的浮力大于排开液体的重力。
(4)[1]设烧杯底面积为S,由步骤②③可知,将一把水稻种子放入水中,种子全部沉底,则种子的总体积为
由步骤②⑤可知,将表面漂浮的种子(坏种子)全部捞出,则好种子的体积为
题目已知好种和坏种体积基本一致,则这一批种子的良种率(好种数量占种子总数量的比值)约为
[2]由步骤③④可知,加入的盐的质量为,则盐水的质量为
根据可知,忽略加盐导致的水的体积变化,则
根据可知,图G中盐水的密度为
[3]实际上水中加盐会导致总体积略大于原来水的体积,即计算V盐水时偏小,根据,m盐水不变,V盐水偏小,则计算出的盐水密度偏大。
4. (24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)小渝利用弹簧测力计、高为15cm的长方体物块(物块表面标有刻度,放大如图甲)、溢水杯、水、未知液体、小桶、铁架台、细线等器材设计了如图乙所示的装置。实验时,用细线把物块挂在弹簧测力计A下(不计细线的质量和体积),在溢水杯中装满液体,缓慢向上调节升降台,数据记录在图丙的表格当中。请回答:
序号
液体
长方体物块浸入液体中的深度h/cm
弹簧测力计A的示数FA/N
弹簧测力计B的示数FB/N
1
水
0
6.0
1.0
2
水
5
5.5
1.5
3
水
15
4.5
2.5
4
水
20
4.5
2.5
5
未知溶液
5
5.4
1.6
6
未知溶液
10
丙
(1)分析如图丙序号为______两次实验数据可知:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析序号为1、2、3的三次数据可知:物块所受浮力大小与______有关;分析比较序号为______两次实验数据可知:浮力的大小还与液体密度有关;
(2)物块表面标有刻度的好处是______(填选项);
A.便于控制物块浸入的深度
B.便于测量溢水杯底到溢水口的高度
(3)数据分析可知:物块体积为______;未知液体的密度为______。序号6这一次实验数据不完整,这一次弹簧测力计B的示数FB应为______N;
(4)小渝发现弹簧测力计A示数的减小量等于弹簧测力计B示数的增加量,由此可以验证______原理。小渝进一步思考,有无可能弹簧测力计A的示数等于弹簧测力计B的示数,若要出现这种情况,使用的液体密度不得低于______(保留一位小数)。
【答案】(1) 3、4 物体浸入液体中的体积 2、5
(2)A
(3) 150 2.2
(4) 阿基米德 1.7
【详解】(1)[1]探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系时,应控制其它因素相同,只改变物体浸没在液体中的深度,观察浮力大小的变化,故分析如图丙序号为3、4两次实验数据可知:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[2]分析序号为1、2、3的三次数据可知,探制液体的密度不变,只改变物体浸在液体中的体积,浮力大小发生相应的变化,故可以得出结论:物块所受浮力大小与物体浸入液体的体积有关。
[3]探究浮力的大小与液体密度的关系时,应控制其它因素相同,只改变液体的密度,观察浮力大小的变化,故分析比较序号为2、5两次实验数据可知:浮力的大小还与液体密度有关。
(2)根据实验需要,在物块表面标有刻度,方便确定物块浸入的深度,所以物块表面标有刻度的好处是便于控制物块浸入的深度,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)[1]由图丙序号为1的实验数据可知,物块的重力为,小桶的重力为,由第3、4两组实验数据可知,此时物块浸没在水中,故;弹簧测力计A的示数为,根据称重法测浮力可知,此时物块所受浮力大小为
所以,根据阿基米德原理得,物块的体积为
[2]由图丙序号为2、5的实验数据可知,长方体物块浸入水中与液体中的深度都为,物块的底面积不变,所以物块浸入水中和液体中的体积相同,即
物块在水中深度时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力得,此时物块所受水的浮力大小为
根据阿基米德原理将上式展开得:………………①式
物块在液体中深度时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力得,此时物块所受液体的浮力大小为
根据阿基米德原理将上式展开得:………………②式
,解得:
[3]已知,当物块在液体中深度时,此时物块所受液体的浮力大小为;在序号6实验数据中,当物块在液体中深度为时,物块排开液体的体积也变为原来的2倍,所以,此时物块所受液体的浮力大小为;根据阿基米德原理可知,此时物块所排开的液体的重力为,已知小桶的重力为,所以弹簧测力计B的示数FB应为
(4)[1]由题意可知,根据称重法测浮力的关系式可知,弹簧测力计A示数的减小量就是浮力的大小,而弹簧测力计B示数的增加量就是被排开的液体的重力,二者相等,才符合阿基米德原理,所以由此也验证了阿基米德原理。
[2]由题意得,弹簧测力计A的示数可表示为
弹簧测力计B的示数可表示为
已知物块的重力为,小桶的重力为,所以由题意可得关系式为
由阿基米德原理可得,所以关系式整理可得
由题意可知,物块的体积为,所以
所以所使用的液体密度最小为
5.
(24-25八下·重庆鲁能巴蜀中学校·期末)在鲁巴课堂上,为了探究与的关系,老师与同学们进行如图甲所示的实验。老师用弹簧测力计悬挂长方体物块,缓慢放入装满水的溢水杯中,静止时如图乙所示,进而测量出小桶和排开液体总重力,如图丙所示。
(1)小红同学指出,老师须在图甲、乙、丙操作的基础上增加一个步骤才可完成探究。即:用弹簧测力计测量______的重力;
(2)分析图中数据,可以得知:
①乙图中长方体受到的浮力为______N;
②若其上表面受到水的压力为2N,则长方体下表面受到水的压力为______N;
③此长方体的密度为______。
(3)长方体逐渐浸入装满水的溢水杯中,水对杯底的压强______(选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。
(4)同学们对下列继续进行的操作或分析,不合理的是______
A.小钟说:为了得到更普遍的结论,可将原来方案中的水换成盐水重复实验
B.小玲说:若溢水杯中未装满水时,测得,说明阿基米德原理不成立
C.小方说:当长方体只浸入一半在水中时,仍然可以完成该探究
(5)小席同学发现老师研究的物体是浸没在水中的,于是她想用木块验证“漂浮在水中的物体所受F与G的关系”。于是设计了如图丁所示的实验,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,读出电子秤的示数。再将木块轻轻放入溢水杯里,同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到______,即可得到。
(6)小静同学说可以继续利用该装置探究浮力的大小跟液体密度的关系,于是她将长方体浸没在盐水中(如图戊),但却观察到此时示数与相差很小,为了扩大与的差值,下列方法不可行的是______(选填序号)。
①在图戊的烧杯中加入更多的盐并搅拌均匀;
②换密度相同但体积更大的长方体重新完成甲、乙、戊的实验:
③将弹簧测力计换成精度更高的电子测力计。
【答案】(1)空桶
(2) 2 4 1.5×103
(3)一直不变
(4)B
(5)两次电子秤示数相同
(6)③
【详解】(1)根据阿基米德原理实验的完整步骤,需要用弹簧测力计测量空小桶的重力。
(2)[1]由图甲可知长方体所受重力G=3N,图乙中长方体完全浸没时弹簧测力计示数F=1N,根据称重法F浮=G-F,可得长方体受到的浮力F浮=3N-1N=2N
[2]根据浮力产生的原因F浮=F下-F上
已知F上=2N,F浮=2N,则长方体下表面受到的压力F下=F浮+F上=2N + 2N =4N
[3]由阿基米德原理可得物体排开液体的体积
因为长方体完全浸没,所以
长方体的质量
则长方体的密度
(3)长方体逐渐浸入装满水的溢水杯中,排开的水会溢出,水的深度不变,根据可知水对杯底的压强不变。
(4)A.小钟说为了得到更普遍的结论,可将方案中的水换成盐水重复实验,这是合理的,因为换用不同密度的液体进行实验,可以使结论更具普遍性。故A不符合题意;
B.阿基米德原理是指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,当溢水杯未装满水时,G排测量不准确,不能据此说明阿基米德原理不成立。故B符合题意;
C.小方说当长方体只浸入一半在水中时,仍然可以完成探究,这是合理的,因为浮力的探究实验中,物体部分浸入水中也能探究浮力相关问题。故C不符合题意。
故选B。
(5)前后两次对比排开的水被替代成了木块,所以观察到前后两次电子秤的示数相同即可得出F浮=G排的结论。
(6)①在图戊的烧杯中加入更多的盐并搅拌均匀,会使液体密度增大。根据,长方体浸没时V排不变,ρ液增大,浮力F浮增大。又因为F3=G-F浮,所以F3会减小,和F1的差值会扩大。该方法可行;
②换密度相同但体积更大的长方体重新完成甲、乙、戊的实验,根据,ρ液不变,V排增大,浮力F浮增大,同样此时F3会减小,和F1的差值会扩大。该方法也可行;
③换成精度更高的电子测力计只是读数更加准确了,对扩大F3和F1的差值没有影响,故该方法不可行。
故选③。
6. (24-25八下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)如图所示为“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验装置。
(1)为减小实验误差且操作最方便,合理的操作步骤顺序是______(填序号);
(2)按最合理顺序操作,弹簧测力计在四个步骤中的读数分别为_______N,,,,出现上述数据的原因可能是______;
A.步骤①中金属块未浸没在水中
B.步骤④中小桶内有少量水
C.步骤①中金属块触碰了烧杯底部
(3)小蜀所在小组利用两个相同的测力计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),升降台(可使溢水杯缓慢上升、下降)对实验进行了改进,装置如图所示。实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,在这个过程中溢水杯对升降台的压力______;(选填“变大”“变小”或“不变”);比较两种实验方案,改进后的优点是______(只写一点即可);
(4)完成上述实验后,小蜀利用浮力知识来测金属块的密度,进行如下实验(如图):
A.在薄壁柱形容器中装有适量的水,将一只装有配重的薄壁柱形烧杯放入柱形容器的水中,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图甲;
B.将金属块A用细线吊在烧杯底部,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图乙;
C.剪断细线,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图丙;
D.将丙图中金属块A取出放入烧杯中,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图丁。不计细线的体积和质量,则:
①______;
②若选用、、及进行计算,金属块的密度表示为______;
③若图丙向图丁操作的过程中导致图丁中的金属块表面沾有水,则用上面①和②计算出的金属块密度的大小______。
【答案】(1)④③①②
(2) 1.8 C
(3) 不变 见解析
(4) >
【详解】(1)为减少实验误差且最方便,应先测小桶的重力,再测金属块的重力,可以减少取挂金属块的次数;接着把金属块进入装满水的溢水杯中,读取测力计的示数,最后测量小桶和水的总重力,因此合理得顺序为④③①②。
(2)[1]如图①,测力计的分度值为0.1N,读数为1.8N,
[2]金属块受到的浮力
排开水的重力
A.步骤①中金属块未浸没在水中,也成立,不会影响实验结果,故A不符合题意;
B.步骤④中小桶内有少量水,会导致,与实际计算结果不符,故B不符合题意;
C.步骤①中金属块触碰了烧杯底部,拉力F1减小,测得浮力偏大,会使得,故C符合题意。
故选C。
(3)[1]实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,在这个过程中重物受到的浮力逐渐变大,排出的水逐渐变多,由可知,溢水杯对升降台的压力不变。
[2]比较两种实验方案,改进后的优点是:两个弹簧测力计固定、示数更稳定,便于比较浮力与排开液体重力的大小关系,通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力。
(4)①[1]图乙中和图丁中都是漂浮,浮力都等于其重力,两者重力相同,由可知,排开水的体积相同,则水的深度相同,即
②[2]设容器的底面积为S,对于甲
对于乙
其中, ①
由图甲和图丙可知 ②
A的重力
由乙图可得 ③
由①②③可得,A的重力
解得金属块的密度
②[2]设薄壁烧杯的底面积为,高度为L,由甲、丁烧杯和金属块都漂浮,排开的水的体积相等,则由
化简得 ①
对比甲、丁两图可得A受到的浮力 ②
联立①②解得金属块密度的表达式
③[3]若图丙向图丁操作的过程中导致图丁中的金属块表面沾有水,虽然会导致金属块和烧杯的总重力增大,烧杯受到的浮力增大,其排开水的体积增大,但多排开水的体积等于容器中减少水的体积(带出水的体积),所以对容器中水的深度H4无影响,则按方法①求出的金属块的密度ρA不变; 金属块和烧杯的总重力增大时,其排开水的体积增大,烧杯露出水面的高度h4会偏小,由图可知,设
则根据②的表达式可得
因h4偏小,所以根据上面表达式可知测得ρ'A会偏小,则
地 城
考点03
阿基米德原理
一、单选题
1. (24-25八下·重庆秀山县·期末)某物体重为10N,把它放进盛满水的烧杯中,溢出的水重为7N,则它受到的浮力为( )
A.7N B.10N
C.3N D.17N
【答案】A
【详解】由题可知,烧杯中盛满水,溢出的水重为7N,则物体排开的水重为7N,根据阿基米德原理可知,它受到的浮力为7N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)如图所示,将一个厚底薄壁圆柱形水杯放在足够高的方形容器底部。缓慢向容器内注水,当水深为6cm时,空水杯刚刚脱离容器底;继续向容器中注水,当水深为14cm时,停止注水。用竹签缓慢向下压水杯,当杯口与水面相平时,水深为15cm;再向下压水杯,使水杯沉入容器底部,此时水深为12cm。已知水杯的底面积为50cm²,容器的底面积为100cm²,则下列结果中不正确的是( )
A.杯子高度8cm
B.水杯的质量为300g
C.水杯的密度为3g/cm3
D.保证水杯漂浮的前提下,往空水杯中最多能加水4N
【答案】D
【详解】B.当水深为6cm时,水杯刚刚脱离容器底部,即恰好漂浮,由物体浮沉条件可知,此时杯子受到的浮力等于自身重力,则杯子的重力
由G=mg得,杯子的质量为
故B正确,不符合题意;
A.继续向容器中注水,当水深为14cm时,水杯仍漂浮,此时水杯浸入水中的深度为6cm,则容器中水的体积为
当杯口与水面相平时,水深为15cm,此时水杯排开水的体积为
则杯子的高度为
故A正确,不符合题意;
C.再向下压水杯,使水杯沉入容器底部,此时水深为12cm,则水杯的体积为
水杯的密度为
故C正确,不符合题意;
D.水杯刚好浸没时,水杯排开水的体积为,此时,水杯受到的浮力最大,为
由力的平衡条件可知,最多能加水的重力G水=F浮ʹ-G杯=4N-3N=1N
为故D错误,符合题意。
故选D。
3. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)如图甲所示,水平桌面上有一高度为12cm,底面积100cm²的轻质薄壁圆柱形平底烧杯,将质量为500g的圆柱形金属块挂在弹簧测力计下,此时金属块下表面刚好接触水面。将金属块缓慢下移至刚好浸没,如图乙所示,此时烧杯对水平桌面的压强增大了200Pa,弹簧测力计的示数为2.5N。下列说法正确的是( )
A.金属块的密度是5g/cm³
B.烧杯中溢出水的重力为0.5N
C.乙图中金属块受到的浮力为1N
D.烧杯底部对水平桌面的压强为1250Pa
【答案】B
【详解】C.金属块的重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
乙图中金属块受到的浮力为F浮=G-F拉=5N-2.5N=2.5N
故C错误;
A.由得,金属块的体积
金属块的密度
故A错误;
B.如果乙中水不溢出,金属块受到的浮力F浮=2.5N,烧杯对水平桌面的压力应增大2.5N,而烧杯对水平桌面的压力增大值为ΔF=ΔpS=200Pa×100×10-4m2=2N
说明金属块浸没时水溢出,溢出水的重力G溢=F浮-ΔF=2.5N-2N=0.5N
故B正确;
D.烧杯底部对水平桌面的压力F=G总=G水+G排=ρ水gV总=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-4m²×0.12m=12N
烧杯底部对水平桌面的压强为
故D错误 。
故选B。
4.
(24-25八下·重庆第一中学校·期末)如图甲所示,底面积为、质量为1kg的薄壁柱形容器放置在水平桌面上,容器中装有体积为的水,体积为的正方体木块漂浮在水中,露出五分之二的体积;再对木块上表面施加压力,使木块浸没于水中,如图乙。下列说法中正确的是( )
A.甲图中,水对容器底部的压强为1000Pa
B.乙图中,容器对水平桌面的压力为38N
C.甲乙对比,水对容器底部压强变化了400Pa
D.甲乙对比,容器对桌面的压强变化了
【答案】B
【详解】A.甲图中,正方体木块排开水的体积为
则水的深度为
则甲图中,水对容器底部的压强为
故A错误;
B.甲图中,正方体木块漂浮,则木块重力为
乙图中,正方体木块浸没在水中静止,受到的浮力为
根据力的平衡条件,对木块上表面施加的压力为
则乙图中,容器对水平桌面的压力为
故B正确;
C.甲乙对比,排开水的体积变化量为
则水位变化量为
则甲乙对比,水对容器底部压强变化量为
故C错误;
D.甲乙对比,容器对桌面的压力变化量为
则容器对桌面的压强变化量为
故D错误。
故选B。
5. (24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)2025年4月,解放军东部战区在台岛周边联合演练,如图是舰载机返回降落在航空母舰时的情景。舰载机降落后,下列说法正确的是( )
A.航空母舰受到的浮力不变 B.航空母舰排开水的体积变大
C.航空母舰会上浮一些 D.航空母舰底部受到海水的压强变小
【答案】B
【详解】舰载机降落后,航母仍漂浮,但自重G增大,根据物体的浮沉条件可知F浮=G,所以航母所受浮力增大;根据可知,航母排开水的体积要增大,舰体将下沉一些,则航空母舰船底所处的深度增加,由可知,航空母舰底部受到海水的压强变大,故ACD错误,B正确。
故选B。
6.
(24-25八下·重庆开州区·期末)如图所示,这是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。该船满载排水量,能够一次性搭载的货物。该船正在舟山海域进行试航,下列说法正确的是( )
A.该船所受浮力的方向是竖直向下的
B.该船满载时受到的浮力为
C.搭载货物前后船排开水的体积相同
D.该船驶入海水密度更大的海域,船身会上浮一些
【答案】D
【详解】A.浮力是指物体在液体中受到的液体施加的竖直向上的力,该船所受浮力的方向是竖直向上的,故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,该船满载时受到的浮力为,故B错误;
C.船处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,搭载货物前后船的重力不同,所以船受到的浮力不同,根据可知,船排开的水的体积不同,故C错误;
D.如果该船驶入海水密度更大的海域,由于船始终漂浮,则船受到的浮力;因为船受到的重力G不变,所以船受到的浮力不变;由于海水的密度变大,根据可知,船排开的海水的体积变小,船身会上浮一些,故D正确。
故选D。
7. (24-25八下·重庆渝中区·期末)2025年初,“蛟龙”号载人潜水器在中国海试海域完成2025年技术升级后的首次装备试验任务。如图所示,本航次中,“蛟龙”号最大下潜深度约7000m,体积约为50m3,海水的密度为1.1×103kg/m3,下列说法错误的是( )
A.潜水器是通过改变自身重力实现上浮或下沉的
B.潜水器下潜过程中浮力小于重力
C.该潜水器如果从该海域潜入江水中,需要向舱内注水
D.当潜水器完全潜入海水中时,所受浮力为
【答案】C
【详解】A.潜水器浸没在水中,排开水的体积不变,由得,潜水器受到的浮力不变,潜水器是通过改变自身重力实现上浮或下沉的,故A正确,不符合题意;
B.潜水器下潜过程中浮力小于重力,合力竖直向下,故B正确,不符合题意;
C.该潜水器如果从该海域潜入江水中,江水的密度小于海水的密度,潜水器排开水的体积不变,由得,潜水器受到的浮力变小,要保持其潜行状态,应减小自身重力,所以需向外排水,而不是注水,故C错误,符合题意;
D.潜水器完全潜入海水中时,所受浮力为
故D正确,不符合题意。
故选C。
8. (24-25八下·重庆开州区·期末)为了彰显我国的海军力量,东部战区于2023年、2024年圆满完成“联合利剑”等演习任务。如图所示,下列说法正确的是( )
A.图甲中,舰载机飞离航母后,航母所受浮力不变
B.图乙中,潜水艇在海中下潜时受到海水的浮力不变
C.图丙中,山东舰排水量约为65000t,满载时所受的浮力约为
D.图丁中,军舰护航编队前后护航,因为两船并排行驶时,中间流体流速大压强大
【答案】B
【详解】A.图甲中,舰载机飞离航母后,航母总重力变小,且处于漂浮状态,根据可知,所受浮力变小,故A错误;
B.图乙中,潜水艇在海中下潜时排开海水的体积不变,海水密度不变,根据可知,受到海水的浮力不变,故B正确;
C.图丙中,山东舰排水量约为65000t,满载时所受的浮力为,故C错误;
D.图丁中,军舰护航编队前后护航,因为两船并排行驶时,中间流体流速大压强小,两侧流体流速小压强大,产生压力差容易让两船相撞,发生事故,故D错误。
故选B。
9.
(24-25八下·重庆铜梁区·期末)甲、乙两个完全相同的溢水杯分别装满酒精()和水。将两个完全相同的实心小球轻轻放入两杯中,甲杯溢出80g酒精,乙杯溢出90g水。,下列说法正确的是( )
A.小球在水中受到的浮力是0.8N B.小球的体积是
C.小球的质量是100g D.小球的密度为
【答案】D
【详解】A.乙杯溢出90g水,小球在水中受到的浮力
故A错误;
B.小球的酒精中受到的浮力
比在水中受到的浮力小,说明小球在酒精和在水中的浮沉状态不同,若小球完全浸没在酒精中,小球的体积
若小球也完全浸没在水中受到的浮力
说明小球没有完全浸没在水中,小球处于漂浮状态,故小球的体积为,故B错误;
C.由B选项可知,小球在水中处于漂浮状态,由沉浮条件可知,故小球的质量等于排开水的质量,则小球的质量是90g,故C错误;
D.小球的密度
故D正确。
故选D。
10. (24-25八下·重庆万州区·期末)如图所示,一个边长为10cm的正方体物块用细绳悬挂在某液体中,细绳拉力F为3N,物块上表面受到液体的压力为5N,下表面受到液体的压力为13N,下列说法正确的是( )
A.物块所受的重力为11N
B.物块所受到的浮力为10N
C.液体的密度为
D.物块上表面到水面的距离5cm
【答案】A
【详解】AB.由浮力产生的原因可得,物块受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N
物块受到重力、拉力和浮力,由力的平衡得到物块所受的重力G=F+F浮=3N+8N=11N
故A正确,B错误;
C.因物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,所以正方体排开液体的体积V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3
由F浮=ρ液gV排可得液体的密度
故C错误;
D.正方体上表面的面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2
正方体上表面受到的液体压强
由p=ρ液gh可得,正方体上表面所处的深度(即上表面到液面的距离)
故D错误。
故选A。
11.
(24-25八下·重庆某县·期末)如图甲,弹簧测力计悬挂一圆柱体,从离水面上某一高度开始缓慢下降,直至圆柱体全部浸入水中,圆柱体一直未接触容器壁和底。整个过程弹簧测力计的示数与圆柱体下降高度变化关系图像如图乙所示,不计液面高度的变化。下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是
B.圆柱体浸没时受到的浮力是
C.圆柱体的高度是
D.圆柱体的密度是
【答案】D
【详解】A.由图像可知,当时,弹簧测力计示数为12N不变,此时圆柱体位于空中,由二力平衡条件可得,圆柱体的重力
故A错误;
B.由图像可知,当时,圆柱体完全浸没,弹簧测力计示数为4N不变,此时圆柱体受到的浮力最大,则圆柱体受到的最大浮力
故B错误;
C.由图可知,在3cm时,浮力开始变化,圆柱体开始接触水面;7cm后,浮力不在变化,说明圆柱体刚好浸入水中,不计液面高度的变化,圆柱体的高度为
故C错误;
D.由可得圆柱体的质量
由可得圆柱体的体积
则圆柱体的密度
故D正确。
故选D。
12.
(24-25八下·重庆南岸区·期末)如图所示是小南同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作的“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示(玻璃瓶口开着并倒置)。玻璃瓶瓶身的横截面积为,高h=10cm,瓶口的体积忽略不计。此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm,饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm。下列说法中正确的是( )
A.此时玻璃瓶受到的浮力为0.12N
B.空玻璃瓶的质量为12g
C.用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,玻璃瓶受到的浮力为0.16N
D.用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,玻璃瓶内空气的体积为
【答案】D
【详解】AB.由图可知,玻璃瓶处于漂浮状态,则玻璃瓶排开水的体积
玻璃瓶所受浮力
由物体的漂浮条件可知,玻璃瓶的重力
根据G=mg可得,玻璃瓶的质量
故AB错误;
CD.用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,则所受浮力;与漂浮时相比,浮力不变,故排开水的体积不变,故此时小瓶内空气柱的高度为2cm,此时小瓶内空气的体积等于漂浮时排开水的体积2cm×2cm2=4cm3,故C错误,D正确。
故选D。
13.
(24-25八下·重庆江津区·期末)图甲为一个足够高的柱形容器,底部中央固定有一根竖直放置体积不计的轻质细杆,细杆上端固定一质地均匀的正方体A。现向容器内加水,容器底受到的液体压强随加入水的体积变化如图乙,当加水时,杆对A的力恰好为0,则( )
A.杆的高度为15cm B.容器底面积为
C.A的密度为 D.A浸没时,杆对A的作用力为10N
【答案】C
【详解】A.当加水时,水刚好到A的下表面,此时压强,根据,,即杆的高度,故A不符合题意;
B.由图乙,加水时,水深为10cm。则容器底面积为,故B不符合题意;
C. 当加水时,杆对A力为,A漂浮,。从图像可知,当底面压强为2000Pa时,A刚好浸没,此时水的深度为
则A浸入水中的高度为
因此物体A的边长为,物体A的底面积为100cm2,因此当加水时,此时A浸入的深度为5cm,所以,则物体A的密度为,故C符合题意;
D.浸没时物体的浮力为
物体的重力为
此时,故杆对A的作用力为,故D不符合题意。
故选C。
14. (24-25八下·重庆北碚区·期末)有一力学装置如图甲,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为14cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小F随水深h变化的图像如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)下列说法错误的是()
A.竖直细杆B的长度为4cm
B.正方体A的密度为0.8×103kg/m3
C.当容器内水的深度为5cm时,压力传感器示数为7N
D.当传感器示数为0N时,此时容器内水的深度为8cm
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,水深在4cm以内,力传感器的示数不变,说明此时正方体A没有受到浮力,即水还没有接触到正方体A,所以竖直细杆B的长度为4cm,故A正确,不符合题意;
B.当水深h₁=14cm时,正方体A刚好浸没,正方体A的边长L=14cm-4cm=10cm=0.1m
正方体A的体积V=L³=(0.1m)³=1×10⁻³m³
此时力传感器的示数F1=2N,对正方体A受力分析,受到重力G、浮力和细杆的拉力,且。测浮力为
所以正方体的重力为
正方体A的质量
正方体A的密度,故B正确,不符合题意。
C.当容器内水的深度为5cm时,正方体A排开水的体积
受到的浮力
对正方体A受力分析,,所以拉力为
力传感器受到的拉力等于细杆对A的拉力,所以力传感器示数为7N,故C正确,不符合题意。
D.当传感器示数为0N时,说明细杆对正方体A没有拉力,此时正方体A受到的浮力等于重力,即。由排可得此时的排开水的体积为
正方体A浸入水中的深度
此时容器内水的深度,故D错误,符合题意。
故选D。
15.
(24-25八下·重庆忠县·期末)学习浮力后,小萱产生了疑问:水产生的浮力会大于水的重力吗?小萱通过实验寻找答案:如图所示,她将重为、棱长为的正方体合金块放在底面积为的薄壁容器甲中,慢慢向容器甲中加水,当水的深度为时(合金块与容器底部不紧密接触),停止加水;接着她又将该合金块放到另一个薄壁容器乙中进行多次实验,向容器乙中加水至某一位置(未浸没),合金块受到的浮力是水重的倍。下列有关说法正确的是( )
A.容器甲中合金块受到的浮力为
B.容器甲中合金块对容器底部的压强为
C.将合金块从容器甲中取出时,水对容器甲底部的压强变化了
D.容器乙的底面积为
【答案】D
【详解】AB.正方体合金块的底面积
正方体合金块排开水的体积
合金块受到的浮力
结合力的作用是相互的可知,合金块对容器底部的压强为,故AB错误;
C.当水的深度为时,水的体积
当取出合金时,水的深度
将合金块从容器甲中取出时,水对容器甲底部的压强变化了压强,故C错误;
D.若换用容器,想让合金块受到的浮力是水的重力的倍,则水的重力
已知此时合金块受到的浮力是水的重力的倍,则,即
带入相关数据,解得,故D正确。
故选D。
16. (24-25八下·重庆长寿区·期末)水平桌面上放置一个薄壁圆柱形容器的底面积为200cm2,内盛有30cm深的水,如图甲所示。A、B是不同材料制成的两个实心物体,若物体A的质量为400g,其密度为0.8g/cm3,且物体A和B的体积之比为5:2。当把A、B两物体用细线相连放入水中时,两物体恰好悬浮,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.物体B的密度为1.5g/cm3
B.图乙中,物体A受到的浮力为4N
C.图乙中,细线受到的拉力为9N
D.图乙中,水对容器底的压强为3500Pa
【答案】A
【详解】A.由可得,物体A的体积为
由题意可得,物体B的体积为
把A、B两物体用细线相连放入水中时,两物体恰好悬浮,根据物体的浮沉条件可得,
由可得,
则可得
由可得,物体B的密度为
故A正确;
B.由可得,物体A受到的浮力为
故B错误;
C.物体A处于悬浮状态,受到绳对它向下的拉力,重力和竖直向上的浮力,且受力平衡,可得,,即
故C错误;
D.如乙图所示,两个物体完全浸没,液面上升的高度为
烧杯内液体的总高度为
由可得,图乙中,水对容器底的压强为
故D错误。
故选A。
17.
(24-25八下·重庆第一中学校·期末)水能浮起比自己重的物体吗?为解决这一疑问,小华将重、边长为10cm的正方体木块,放在重力为4.8N的薄壁柱形容器中央,木块与容器底部不紧密接触,慢慢向容器中加水,当木块刚好漂浮时,水对容器底的压力为7.2N。下列说法中错误的是( )
A.此时木块受到的浮力是水的重力的5倍
B.若接着将木块竖直上拉0.4cm,容器对桌面的压力变化了2.4N
C.若接着将木块竖直上拉0.4cm,水对容器底的压强变化了200Pa
D.若想让木块刚好漂浮时受到的浮力是水的重力的20倍,可换用底面积为的容器
【答案】D
【详解】A.由物体的漂浮条件可知,木块刚好漂浮时受到的浮力F浮=G木=6N
由F浮=ρ液gV排可知,此时木块排开水的体积
木块的横截面积S木=10cm×10cm=100cm2
由V=Sh可知,此时容器中水的深度
则水对容器底的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×6×10-2m=600Pa
由可知,容器的底面积
则容器中水的体积V水=(S容-S木)h=(120cm2-100cm2)×6cm=120cm3
由可知,容器中水的质量m水=ρ水V水=1.0g/cm3×120cm3=120g=0.12kg
容器中水的重力G水=m水g=0.12kg×10N/kg=1.2N
则木块受到的浮力与水的重力之比为
故A正确,不符合题意;
B.设将木块竖直上拉L=0.4cm时水的深度减小Δh,由V=Sh可知LS木=Δh×(S容-S木)
则
此时木块浸在水中的深度h'排=h-Δh-L=6cm-2cm-0.4cm=3.6cm
则此时木块排开水的体积V'排=S木h'排=100cm2×3.6cm=360cm3=3.6×10-4m3
此时木块受到的浮力F'浮=ρ水gV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.6×10-4m3=3.6N
由力的平衡条件可知,此时木块受到的拉力F拉=G-F'浮=6N-3.6N=2.4N
将容器、水和木块看作一个整体,与拉木块之前相比,此时整体比原来多了一个2.4N向上的拉力,由力的平衡条件和力的作用是相互的可知,容器对桌面的压力减小了2.4N,故B正确,不符合题意;
C.将木块竖直上拉0.4cm,水对容器底的压强变化量Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-2m=200Pa
故C正确,不符合题意;
D.由木块刚好漂浮时受到的浮力是水的重力的20倍可知,此时容器中水的重力
由G=mg可知,此时容器中水的质量
由可知,水的体积
则此时水的横截面积
因此更换后容器的底面积S'容=S木+S'水=100cm2+5cm2=105cm2
故D错误,符合题意。
故选D。
18.
(24-25八下·重庆第一中学校·期末)如图甲所示,底面积为的轻质薄壁容器放置在水平桌面上,用长度为10cm的细线将边长为10cm、重力为4N的正方体A与容器底连接在一起,细线拉力为,A上表面距离液面4cm;将高为10cm的圆柱体B竖放在A的上表面,B刚好侵入一半,细线拉力变为0,如图乙所示:再将圆柱体B沿水平方向切割部分放于液体中并剪断细线,待液面静止时如图丙。下列说法错误的是( )
A.液体的密度为
B.乙图中容器对桌面的压力为40N
C.丙图中液体对容器底的压强为2200Pa
D.乙图到丙图,克服A的重力做功0.285J
【答案】C
【详解】A.甲中,A受到的浮力为
则液体的密度为
故A正确,不符合题意;
B.乙图中液体深度为
则乙图中液体对容器底的压强为
则乙图中液体对容器底的压力为
因为容器质量忽略不计,所以乙图中容器对桌面的压力为40N。故B正确,不符合题意;
C.由甲图可知,液体的体积为
则液体的重力为
乙图中液体对容器底的压力为40N,则B的重力为
细线拉力变为0,则B对A的压力为4N,根据力的相互作用,B受到的支持力为4N,根据力的平衡条件,B受到的浮力为
则B排开液体的体积为
则B的体积为
丙图中A和B剩余部分整体漂浮,则总的浮力为
则丙图中A排开液体的体积为
则丙图中液体的深度为
则丙图中液体对容器底的压强为
故C错误,符合题意;
D.丙图中A和B剩余部分整体受到的浮力为5.4N,根据浮力的产生原因,A下表面受到液体压力为5.4N,则A下表面受到液体压强为
则A下表面浸入的深度
则丙中A下表面到容器底的高度为
则乙图到丙图,A上升的高度为
则乙图到丙图,克服A的重力做功为
故D正确,不符合题意。
故选C。
19.
(24-25八下·重庆西南大学附属中学校·期末)体积为的金属块与体积为的木块叠放在装有水的柱形容器中,金属块与木块密度之比为,容器底面积为,此时金属块与木块悬浮在水中,如图甲所示。水平切割下金属块的一半沉于水底,剩余部分金属块和木块最终一起漂浮,如图乙所示(取)。下列说法正确的是( )
A.金属块的密度为 B.甲乙两图的液面高度差为0.2cm
C.切割前,金属块对木块的压力为0.6N D.切割后,金属块对木块的压力为0.2N
【答案】B
【详解】A.设木块的密度为,则金属块的密度为,金属块与木块悬浮在水中,浮力等于总重力,则有
约掉代入数据得
解得
金属块的密度为
故A错误;
B.甲图中排开水的体积为
乙图中排开水的体积为
排开水的体积变化量为
甲乙两图的液面高度差为
故B正确;
C.切割前,木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和金属块对它向下的压力,则有
切割前,金属块对木块的压力为
故C错误;
D.切割后,木块浸没在水中,木块受到竖直向下的重力不变、竖直向上的浮力不变,则金属块对它向下的压力不变,则有切割后,金属块对木块的压力为,故D错误。
故选B。
二、填空题
20.
(24-25八下·重庆某县·期末)如图所示,将边长为的正方体木块放入水中,静止时,木块有五分之二的体积露出水面,则木块受到的浮力是_____N,木块的下表面处受到水的压强是_____Pa。
【答案】 6 600
【详解】[1]木块的体积
木块排开水的体积
木块受到的浮力
[2]木块上表面受到水的压力为0N,根据浮力产生的原因可知木块下表面受到水的压力
木块的底面积
木块的下表面处受到水的压强是
21. (24-25八下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)我国自主设计建造的航空母舰山东舰,是我国目前最先进的现役航空母舰,其满载时的排水量约为6.5万吨,则满载时其受到的浮力为______N;094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,该潜水艇漂浮时所受浮力______沉底时所受浮力。
【答案】
小于
【详解】[1]满载时其受到的浮力为
[2]潜艇漂浮时浮力等于自身重力;只有部分体积浸入水中,沉底时潜水艇全部浸入水中,潜艇沉底时排开水的体积等于潜艇体积,由可知,该潜水艇漂浮时所受浮力小于沉底时所受浮力。
22.
(24-25八下·重庆开州区·期末)一木块的质量为200g,体积为,用手将其浸没在水中时,木块受到的浮力为______,松手后木块将上浮,木块静止时受到的浮力为______N(g=10N/kg)。
【答案】 2
【详解】[1]用手将其浸没在水中时,木块排开液体的体积为
木块受到的浮力
[2]木块浸没时,受到的浮力大于自身的重力,由浮沉条件可知,松手后木块将上浮,最终漂浮,此时木块受到的浮力等于其重力,故木块静止时受到的浮力为
23. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)底面积为200cm2、足够高的薄壁柱形容器,置于水平桌面上。有一高度为10cm,重力为11N的实心正方体A,则A的密度为_____g/cm3;用体积不计的轻质细杆连接在A的上表面中间,竖直放入容器底部自由静置,如图所示。再向容器中缓慢加入20cm深的密度比A大的工业液体,用细杆将A在竖直方向移动3cm后,此时细杆的作用力大小为4.8N,则工业液体的密度为____g/cm³。
【答案】 1.1 1.58
【详解】[1]正方体A的体积为VA=(10cm)3=103cm3
正方体A的质量为
A的密度为
[2]加入20cm深的工业液体后,液体深度大于A的高度,且液体密度大于A的密度,所以A处于漂浮状态。若向下移动3cm,且A浸没,则浮力为F浮=G+F=11N+4.8N=15.8N
由阿基米德原理知F浮=ρ液gVA
所以工业液体的密度为
若A向下移动h0=3cm且未浸没或向上移动h0=3cm且未完全离开液面,则液面变化的高度为
正方体A排开液体的体积变化量为
正方体A所受浮力变化量为ΔF浮=F=4.8N
由阿基米德原理知ΔF浮=ρ液gΔV排
代入数据得,工业液体的密度为
不符合题意。故工业液体得密度为1.58g/cm3。
24.
(24-25八下·重庆鲁能巴蜀中学校·期末)小莹用金属架夹住柱形吸管一端使其密封,制成了一个简易密度计。如图所示,她先将密度计漂浮于水中(),此时受到的浮力为,测得露出水面的高度为15cm;再将密度计漂浮于酒精中(),此时受到的浮力为,测得露出酒精液面的高度为12cm,则______(选填“>”“=”或“<”)。若该密度计漂浮于某液体中时,测得露出液面的高度为11cm,则该液体的密度为______。
【答案】 = 0.75
【详解】[1]密度计分别放入水和酒精中时,均竖直漂浮,物体漂浮时,所受浮力大小等于物体的重力大小,则F1=F2=G
[2]吸管的底面积(横截面积)为S,吸管和金属夹的总体积为V,密度计的总重力为G,由题知密度计在水中时H1=15cm=0.15m
由阿基米德原理得……①
在酒精中时H2=12cm=0.12m
由阿基米德原理得……②
若将该密度计放入某液体中时H3=11cm=0.11m
由阿基米德原理得……③
联立①②③解得该液体密度为
25. (24-25八下·重庆铜梁区·期末)把边长L为0.5m、密度为0.6×103kg/m3的正方体A放入底面积为1m2的盛水容器中,如图甲所示,将物块B轻放在A的上面,容器中的水面上升了0.01m,如图乙所示,则物块B的质量为________kg;在这个过程中,A重力做功的大小为________J。
【答案】 10 22.5
【详解】[1]A的底面积SA=0.5m×0.5m=0.25m2
将物块B轻放在A的上面,A增大的排开水的体积ΔV排=S容h升=1m2×0.01m=0.01m3
则增大的浮力ΔF浮=ρ水ΔV排g=1.0×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=100N
根据力的平衡可得,物块B的重力GB=ΔF浮=100N
则物块B的质量
[2]根据G=mg和可得,A的重力GA=mAg=ρAVAg=0.6×103kg/m3×(0.5m)3×10N/kg=750N
将物块B轻放在A的上面,A浸入水中的深度的增加量
如下图所示,可得Δh浸=h升+d
所以A下降的高度d=Δh浸-h升=0.04m-0.01m=0.03m
A重力做功W=GAd=750N×0.03m=22.5J
26.
(24-25八下·重庆南开中学·期末)某同学在学校物理实验室找到了一个模型,该模型由同种材料制成的实心圆柱体A、B紧密连接组成,已知,。如图甲,用细线与模型中心相连,将一个高度未知,底面积为的薄壁柱形容器放在水平升降台上,其内装有20cm深的水。现将升降台上升使模型逐渐没入水中(整个过程B未触底,模型不吸水),该过程中细线的拉力F与升降台上升的高度h的关系如图乙,已知h=6cm时,B刚浸没,则B的高度为______cm,当模型浸没后剪断细线,稳定后,容器对升降台的压力比甲图增加了______N。(取)
【答案】 8 50
【详解】[1]由图像可知,时物体下表面接触水面,时,刚浸没,根据高度关系有
解得的高度为
[2]时,刚浸没,下表面距杯底深度为,根据高度关系有
由图像可知,后,图像的倾斜程度发生变化,说明时,此时有一部分浸入水中,杯中水面到达杯口,升降台再向上升,水溢出杯子,设此时浸入水中的深度为,根据高度关系可知,此时下表面距杯底的距离为
根据杯中的高度关系有
解得
剩下体积浸入水中,水会被排出容器,排出水的重力为
由图像可知,和都未浸入水中时,拉力为,则和的总重力为
容器对升降台的压力比甲图增加了
27.
(24-25八下·重庆鲁能巴蜀中学校·期末)如图甲所示,水平放置的电子秤上有一长方体薄壁柱形容器,其质量为300g、高为13cm、底面积为,容器中装的某种液体。将质量为900g的实心正方体轻放入液体中,当其稳定后再打开容器底部的阀门向外排放该液体。在排放过程中,容器底部所受液体压强与排出液体体积的关系如图乙所示。则该液体的密度为______,当电子秤示数变化2000g时,正方体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为______。
【答案】 0.8 5∶6
【详解】[1]由图乙可知,液体的体积为4000cm3,当排出液体体积为1000cm3时,液面刚好到达正方体上表面,液面下降的深度为
此时压强变化量为
故液体的密度为
[2]由图乙知,打开阀门前,容器底部所受液体压强为,故液体深度为
液体和正方体的总体积为
正方体的体积为
故正方体的密度为
打开阀门前液体的质量为
排出2000g液体后,剩余液体的质量为
电子秤示数变化2000g时,容器对电子秤的压力等于容器、正方体和剩余液体的总重力,即
容器对电子秤的压强为
剩余液体的体积为
正方体的边长为
正方体的底面积
液体与容器底部的接触面积为
液体的深度为
正方体在液体中受到的浮力
正方体所受的重力
容器底对正方体的支持力
正方体对容器底的压力
正方体对容器底的压强
故电子秤示数变化2000g时,液体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为
三、计算题
28.
(24-25八下·重庆巴南区·期末)如图所示,将一长方体物块浸没在装有足够深水的容器中,其上表面与水面相平,它的上表面受到水的压力为,下表面受到水的压力为。求:
(1)该物块受到的浮力大小;
(2)它排开水的质量。
【答案】(1)1.6N
(2)160g
【详解】(1)由浮力产生的原因可知,该物块受到的浮力
(2)由可知,它排开水的重力
由阿基米德原理可知F浮=G排=m排g,所以该物体排开水的质量
29.
(24-25八下·重庆巴南区·期末)小明将力传感器固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器可测量细线拉力的大小。重、底面积的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降台上,装有深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水。求:
(1)圆柱体A的质量;
(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,此时力传感器的示数;
(3)当A浸没入水中后剪断细线,升降台和A都静止时,溢水杯对升降台的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图乙可知,当升降台上升的高度小于5cm时,力传感器的示数等于圆柱体A的重力,即。根据G=mg,可得圆柱体A的质量
(2)当A浸入水中深度为5cm时,排开水的体积
圆柱体A受到的浮力
此时力传感器的示数
(3)当升降台上升5cm时,乙图像第一次出现拐点,说明物体开始浸入水中;当升降台上升8cm时,乙图像第二次出现拐点,说明溢水杯中的水溢满;在从5cm上升到8cm的过程中,升降台上升了3cm,A浸入水中5cm,说明液面上升了2cm至溢水口,容器中水的深度为
此时物体浸入水中的体积为,当升降台从8cm上升至18cm的过程中,水溢出,升降台上升的距离等于物体浸入的深度,为
该过程排开水的体积为
容器中剩余水的体积为
当升降台上升到18cm后,绳子的拉力不再变化,说明物体浸没不再排开液体,容器中最终剩余液体的体积为,剩余水的重力为
剪断细线后,物体全部浸没在水中,溢水杯对升降台的压力为
溢水杯对升降台的压强为
30.
(24-25八下·重庆两江新区·期末)如图所示,2024年12月27日,我国自主研制建造的076型两栖攻击舰“四川舰”下水。据资料显示,该舰的长约为,宽约为,空载排水量为2.5万吨,满载排水量为4.6万吨,最大吃水深度为。求:(海水的密度取)
(1)某次测试中两栖攻击舰的吃水深度为,与最大吃水深度相比,舰底受到海水压强的减少量;
(2)测试中,当1架重20吨的直升机降落在甲板上后,该两栖攻击舰排水体积的增加量;
(3)该舰空载时静止在海面受到的浮力。
【答案】(1)1×105Pa
(2)20m3
(3)2.5×108N
【详解】(1)船底受到海水的压强减少量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(28m-18m)=1×105Pa
(2)两栖攻击舰始终漂浮,直升机降落在甲板上后,总重力增大,而物体漂浮时,浮力等于重力,因此两栖攻击舰所受的浮力变大,浮力增加量等于直升机的重力,即ΔF浮=G直=m直g=20×103kg×10N/kg=2×105N
两栖攻击舰排开海水的体积变化量
(3)空载排水量为2.5万吨,该舰空载时静止在海面受到的浮力F浮=G排=m排g=2.5×104×103kg×10N/kg=2.5×108N
31.
(24-25八下·重庆梁平区·期末)如图,水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,它的重为3N,底面积为溢水口距杯底20cm,内装水的深度为18cm。将一体积为、密度为的正方体木块缓慢放入水中,不计溢水杯厚度,求:(g取10N/kg)
(1)木块的质量;
(2)木块放入水中静止后,浸入水中的体积;
(3)木块放入水中静止后,溢水杯对桌面的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据公式可知,木块的质量为
(2)因为木块的密度小于水的密度,所以木块放入水中静止后,处于漂浮状态,浮力等于重力,根据公式可知,浮力为
根据阿基米德原理可知,浸入水中的体积为
(3)因为,水面理论上升的高度为
由题意可知,溢水口距杯底20cm,内装水的深度为18cm,所以水只能上升的高度为
因为,所以当木块放入水中时,会有水溢出,溢出水的体积为
根据公式可知,溢出水的重力为
在未放入木块前,溢水杯对桌面的压力为溢水杯的重力加杯内水的重力,即
放入木块后,溢水杯对桌面的压力为原来初始的压力加上木块的重力减去溢出水的重力,即
根据公式可知,木块放入水中静止后,溢水杯对桌面的压强为
32.
(24-25八下·重庆忠县·期末)如图所示,容器中装有重力为的水,水中有一个木块被细绳系着,此时水的深度为。已知木块的体积为,木块的密度为,求:
(1)此时木块受到的浮力;
(2)此时细绳对木块的拉力;
(3)若将细绳剪断,最终木块静止时,水对容器底部的压强相比细绳断前变化了多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)当木块完全浸没,排开液体体积
则受到的浮力
(2)木块受到的重力
对木块受力分析,则绳子对木块的拉力
(3)水和木块的总体积
容器的底面积
木块的密度为,由物体浮沉条件知,木块漂浮时露出水面的体积为木块体积的,故木块露出水面的体积为
水面下降的高度
水对容器底的变化的压强
33.
(24-25八下·重庆某县·期末)如图所示,水平桌面上有一底面积为且足够高的薄壁圆柱形容器,装有深的水。不能吸水的实心长方体物块A,质量,底面积,高,现用细线将物块A与天花板相连,并使其五分之三的体积浸入水中。(不计容器与细线的质量)求:
(1)物块A受到的重力;
(2)与天花板相连时,物块A受到的浮力;
(3)剪断细线,待物块A静止后,求剪断前后容器底部对桌面的压强变化量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)物块A受到的重力
(2)根据阿基米德原理知物块A受到的浮力为
(3)足够高的薄壁圆柱形容器B,剪断细线,待物块A静止后,水不会溢出,故此时对桌面的压力变化量等于绳子的拉力,即
故压强的变化量
34.
(24-25八下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)如图甲所示,一个底面积为400cm2、重为4N、高为22cm的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有h=20cm深的水。现将边长为10cm的正方体A放入其中,A漂浮于水面,有的体积露出水面,如图乙所示,求:
(1)物体A的密度;
(2)图乙中容器底部受到水的压强比图甲增大多少;
(3)若图乙中给A施加一个竖直向下的力F,使A恰好浸没水中静止,求此时容器对地面的压强。
【答案】(1)600kg/m3
(2)150Pa
(3)2300Pa
【详解】(1)由题意可知,正方体A漂浮在水面上时排开水的体积为
因为正方体A漂浮,所以受到的浮力大小等于其重力大小,则有GA=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N
物体A的密度为
(2)由题意可知,放入A后液面上升的高度为
则容器底增大的压强为Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.015m=150Pa
(3)A恰好浸没水中静止,则A受到的浮力为F浮2=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
由二力平衡条件可得F=F浮2-GA=10N-6N=4N
因为排开水的体积为1000cm3,而未放入A时容器上方空余部分的容积为400cm2×2cm=800cm3<1000cm3
说明使A恰好浸没水中后有水溢出容器,则可得此时容器中剩余水的体积为V水=V容-VA=400cm2×22cm-1000cm3=7800cm3=7.8×10-3m3
剩余水受到的重力为G水=m水g=ρ水V水g=7.8×10-3m3×1.0×103kg/m3×10N/kg=78N
则容器对地面的总压力为F压总=F+G水+G容+GA=4N+78N+4N+6N=92N
此时容器对地面的压强为
35. (24-25八下·重庆大足区·期末)如图甲所示,一底面积为200cm²、重为4N的柱形容器,内装有20cm深的水,静置于水平桌面上,用弹簧测力计吊着圆柱体从空中匀速下放到盛水的柱形容器中(水未溢出且圆柱体始终未与容器底接触)。圆柱体下放过程中,弹簧测力计示数F随圆柱体底下降高度h变化的关系图像如图乙所示。求:
(1)柱形容器内水的重力;
(2)圆柱体的密度;
(3)若圆柱体在水中如乙图C点所指示的位置,此时柱形容器对水平桌面的压强为多少Pa。
【答案】(1)40N
(2)2×103kg/m3
(3)2.7×103Pa
【详解】(1)柱形容器内水的体积V水=Sh=200×10-4m2×0.2m=4×10-3m3
柱形容器内水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
柱形容器内水的重力G水=mg=4kg×10N/kg=40N
(2)由图乙可知,当h≤3cm时,弹簧测力计示数为20N不变,圆柱体处于空气中,由二力平衡条件可得,圆柱体的重力G物=F拉=20N
圆柱体的质量
当h≥9cm时,弹簧测力计示数为10N不变,圆柱体完全浸没在水中,此时圆柱体受到的浮力F浮=G物-F拉'=20N-10N=10N
由F浮=ρ液gV排可得圆柱体排开液体的体积即圆柱体的体积
则圆柱体密度
(3)圆柱体在C点时,把圆柱体、容器、水看成一个整体,受竖直向下的重力(G物、G水、G容)、竖直向上的拉力F拉'和竖直向上的支持力F支,则容器对桌面的压力F=F支= G物+G水+G容-F拉'=20N+40N+4N-10N=54N
柱形容器对水平桌面的压强
36. (24-25八下·重庆合川区·期末)如图甲所示,将薄壁柱形玻璃杯A和实心正方体B用细线相连,放入装有适量水的足够高的薄壁柱形容器C中,当它们静止时,细线被拉直(细线不可伸长且质量体积均忽略不计)。A的底面积为200cm2,重为5N;B的边长为10cm,C的底面积为400cm2,现打开C底部水龙头缓慢放水,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙所示。求:
(1)玻璃杯A受到的最大浮力;
(2)时刻B对容器C底部的压强;
(3)到时间内放出水的质量。
【答案】(1)35
(2)1500Pa
(3)1.5kg
【详解】(1)由图乙可知,当A、B静止时,细线被拉直,最大拉力为30N,A的重力为5N,玻璃杯A受到的最大浮力
(2)如图乙,当A、B静止时,细线被拉直,B受到的浮力
B的重力
时刻绳子的拉力,B受重力、拉力、浮力和支持力;B对容器C底部的压力
B的边长
B对容器C底部的压强
(3)由乙图可知,时间内绳子的拉力不变,说明AB浸入液体的体积不变,只是随水面下降,t1时刻,物体B刚好和容器C的地面接触,此时B对C的压力为0,随后随着水面的降低,A浸入水的体积减小,拉力减小,时刻绳子的拉力时,A受到的浮力
到时间内,A受到的浮力差
到时间内水面下降的高度
到时间内放出水的质量
37. (24-25八下·重庆渝中区·期末)如图甲所示,水平地面上有一底面积为200cm2、重为2N、盛水的薄壁柱形容器。底面积为100cm2的圆柱体A,上表面中央沿竖直方向固定一根体积不计的细杆,下表面刚好接触容器底部。现将圆柱体A通过细杆竖直向上匀速取出,细杆对圆柱体A的作用力F的大小与时间t的关系图像如图乙所示。求:
(1)圆柱体A的质量为多少g?
(2)圆柱体A浸没时受到的浮力为多少N?
(3)第6s末圆柱体A浸没在水中的长度?
【答案】(1)600g
(2)10N
(3)2cm
【详解】(1)分析图可知,当物体完全浸没在水中时,杆对物体A的作用力向下,大小为,当物体开始露出液面,杆对物体向下的压力减小,在时,杆对物体的压力为零,然后杆对物体产生向上的拉力,当时,物体完全露出液面,杆对物体的拉力,所以物体重力
物体的质量
(2)当物体完全浸没在水中时,受竖直向下的重力、杆向下的压力和竖直向上的浮力处于平衡状态,所以圆柱体A浸没时浸没时受到的浮力
(3)由图可知,过程中,与成正比,其函数关系式可写为
当时,;当时,;将数据带入解析式,得,,得其关系式为
当时,杆对物体的拉力
此时物体所受浮力
设当时,圆柱体A浸没在水中的长度为,由浮力公式可得,第6s末圆柱体A浸没在水中的长度
地 城
考点04
浮与沉
一、单选题
1. (24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)下列有关浮力说法正确的是( )
A.密度计在液体中浸入越深,液体密度越大
B.潜水艇下潜时浮力减小
C.人能漂浮在死海上是因为浮力大于重力
D.饱满的种子沉在水底是因为浮力小于重力
【答案】D
【详解】A.密度计漂浮时浮力始终等于自身重力。由可知液体密度越大,排开液体体积越小,密度计浸入越浅,故A错误;
B.潜水艇下潜时排开水的体积不变,水的密度不变,由可知浮力不变,故B错误;
C.由物体浮沉条件可知,人漂浮时浮力等于重力,故C错误;
D.由物体浮沉条件可知,物体下沉时浮力小于重力,饱满种子密度大于水,故D正确。
故选D。
2. (24-25八下·重庆九龙坡·期末)如图所示,水平桌面上两个底面积、质量均相同的甲、乙容器中分别盛有适量的水,将两个体积相同的实心小球M、N分别放入两个容器中,静止时两容器内水面相平。下列分析正确的是( )
A.M球的密度大于N球的密度
B.M球受到的浮力大于N球受到的浮力
C.甲容器底受到水的压力小于乙容器底受到水的压力
D.甲容器底受到水的压强等于乙容器底受到水的压强
【答案】D
【详解】A.由图可知,M球在水中漂浮,密度小于水的密度,N球在水中悬浮,密度等于水的密度,所以M球的密度小于N球的密度,故A错误;
B.M、N球体积相同,由图可知,M球排开水的体积小于N球排开水的体积,根据可知M球受到的浮力小于N球受到的浮力,故B错误;
CD.静止时两容器内水面相平,根据,甲容器底受到水的压强等于乙容器底受到水的压强,两容器底面积相同,根据,甲容器底受到水的压力等于乙容器底受到水的压力,故C错误,D正确。
故选D。
3.
(24-25八下·重庆两江新区·期末)在《西溪丛语》中谈到了用莲子选定海水的方法:将多粒莲子投入盛有海水的容器中,根据莲子的浮与沉,判断海水的制盐价值。其中一等海水密度最大,最有制盐价值,二、三、四等依次次之。现有四个密度不同,但体积相同的莲子、、、,每一颗莲子的密度分别与某一等级的海水密度相等。将这四个莲子放入盛有待测海水的杯中,各莲子静止时的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.该海水为二等海水
B.莲子的密度最大
C.莲子的浮力最大
D.若向杯中加清水,莲子可能会漂浮
【答案】A
【详解】AB.从图中可知D沉入水底,密度大于海水的密度;C悬浮,密度等于海水的密度;A、B漂浮,密度小于海水的密度,所以莲子D的密度最大,且一等海水密度最大,最有制盐价值,二、三、四等依次次之,故待测海水的等级是二等,故A正确,B错误;
C.莲子、、、体积相同,由图可知,莲子排开海水的体积最小,根据可知莲子的浮力最小,故C错误;
D.C悬浮,密度等于海水的密度,若向杯中加清水,海水密度变小,莲子的密度会大于海水的密度,会沉底,故D错误。
故选A。
4. (24-25八下·重庆北碚区·期末)小飞同学把一枚质量为55g,体积为50cm3的鸡蛋放在一个透明玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉在杯底(见图甲)。他向水里加盐并缓慢搅拌发现鸡蛋悬浮在液体中(见图乙);他继续加盐并缓慢搅拌,最后发现鸡蛋漂浮在液面上(见图丙)。下列说法正确的( )
A.鸡蛋所受到的浮力F甲<F乙 <F丙 B.乙液体的密度为1.0×103kg/m3
C.杯底受到的液体压强p甲=p乙 <p丙 D.鸡蛋排开液体的重力G甲<G乙=G丙
【答案】D
【详解】AD.甲图中,鸡蛋沉底,鸡蛋所受浮力小于重力,乙图中鸡蛋悬浮,丙图中鸡蛋漂浮,两图中鸡蛋所受浮力等于重力,鸡蛋的重力一直不变,则甲图中鸡蛋所受浮力小于乙、丙图中鸡蛋所受浮力,即鸡蛋所受到的浮力F甲<F乙 =F丙
根据阿基米德原理,鸡蛋排开液体的重力G甲<G乙=G丙
故A错误,D正确;
B.乙图中鸡蛋悬浮,则液体的密度等于物体的密度,则液体的密度
故B错误;
C.甲图中,鸡蛋沉底,则液体的密度小于鸡蛋的密度,乙图中鸡蛋悬浮,则液体的密度等于物体的密度,丙图中鸡蛋漂浮,则液体的密度大于物体的密度,则ρ甲<ρ乙 <ρ丙
甲乙两图中,鸡蛋完全浸没在液体中,排开液体的体积等于鸡蛋的体积,则两杯中液面最终相平,根据p=ρgh可得,甲杯底受到的液体压强比乙杯底受到的液体压强小;乙、丙两图中,乙杯中液体的重力小于丙杯中液体的重力,两杯中杯底受到的压力都等于液体的重力跟鸡蛋的重力之和,故丙杯底受到的压力较大,底面积相同,则丙杯底受到液体的压强较大,则三杯底受到液体压强p甲<p乙 <p丙
故C错误。
故选D。
5. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)如图所示,关于物体浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲中,良种在盐水中沉底,良种的密度大于盐水的密度
B.图乙中,潜水艇在海洋里面匀速下潜,受到的浮力变小
C.图丙中,航母从海洋驶入长江的过程中,受到的浮力变小
D.图丁中,孔明灯利用内部气体密度大于空气密度来实现升空
【答案】A
【详解】A.良种在盐水中沉底,是因为良种的密度大于盐水的密度,使良种受到的浮力小于重力,故A正确;
B.潜水艇在海洋里面匀速下潜,因为在水面以下,排开水的体积不变,由可知,下沉过程中受到的浮力不变,故B错误;
C.航母从海洋驶入长江的过程中,始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,故C错误;
D.当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度,小到一定程度时,孔明灯受到的浮力大于自身的重力,孔明灯才上升,故D错误。
故选A。
6. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)将体积相等的实心物体A、B分别放入如图装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积和质量均相等,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平,下列说法中正确的是( )
A.甲液体密度大于乙液体密度
B.A物体所受浮力小于B物体所受浮力
C.甲和乙液体对容器底部的压强相等
D.甲和乙容器对水平桌面的压强相等
【答案】B
【详解】AC.两液体质量相等,由图可知,甲、乙两种液体的体积V甲>V乙,由得,甲液体密度小于乙液体密度,ρ甲<ρ乙,由得,在深度相同时,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强,故AC错误;
B.由图可知,A在甲中漂浮,ρA<ρ甲,B在乙中悬浮,ρB=ρ乙,所以ρA<ρB,A、B体积相等,由得,mA<mB,所以A的重力小于B的重力。A在甲中漂浮,A受到的浮力等于A的重力,B在乙中悬浮,B受到的浮力等于B的重力,即A物体所受浮力小于B物体所受浮力 ,故B正确;
D.两液体质量相等,两容器质量相等,mA<mB,则甲容器比乙容器总质量小,总重力小,总压力小,由得,甲容器对水平桌面的压强比乙容器小,故D错误。
故选B。
7. (24-25八下·重庆巴蜀中学教育集团·期末)如图,水平桌面上三个完全相同的容器装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体放入容器内,待正方体静止后,容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体的密度关系为
B.物体受到的浮力关系为
C.容器底受到水的压力关系为
D.容器对桌面的压强关系为
【答案】D
【详解】AB.如图,A排开水的体积最小,C排开水的体积最大,根据,物体受到的浮力关系为
A、B漂浮,C悬浮,均浮力等于重力,所以物体受到的重力关系为
根据
可知物体的密度关系为
故AB错误;
CD.正方体静止后,容器内水面高度相同,根据,容器底受到水的压强相等,容器底面积相同,根据,容器底受到水的压力关系为
容器底受到水的压力等于容器、水和正方体的总重力,正方体的重力等于排开水的重力,所以三个完全相同的容器对桌面的压力相同,容器底面积相同,根据,容器对桌面的压强关系为
故C错误,D正确。
故选D。
8. (24-25八下·重庆长寿区·期末)小军在学校组织的跨学科实践活动中自制了一支密度计,他将这支密度计先后分别放入两种不同的液体中,都会漂浮在液面上,如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,此时密度计所受的浮力分别为F甲 和F乙,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙;F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙;F甲>F乙
C.ρ甲<ρ乙;F甲<F乙 D.ρ甲<ρ乙;F甲=F乙
【答案】D
【详解】由于密度计在两种液体中漂浮,浮力均等于物体的重力,则密度计在两种液体中受到的浮力相等,即;由图知,密度计排开液体的体积,根据可知,液体的密度关系为,故ABC错误,D正确。
故选D。
9. (24-25八下·重庆南开中学·期末)如图所示,甲、乙是两个体积相同且不吸水的小球,它们都浸没在水中,处于静止状态。其中,甲受到绳子的拉力为零,乙对容器底部压力不为零。下列判断一定正确的是( )
A.甲受到的浮力比乙大 B.甲受到的重力比乙小
C.容器对桌面的压力相等 D.剪断绳子后,甲最终漂浮
【答案】B
【详解】AB.因为甲、乙是体积相同且不吸水的两个小球,它们都浸没在水中,则排开水的体积相等,根据可知,两球受到浮力相等,甲受到绳子的拉力为零,则甲处于悬浮,甲受到的重力等于浮力,乙对容器底部压力不为零,则乙的重力大于浮力,则甲受到的重力比乙小,故A错误,B正确;
C.容器对桌面的压力等于杯子的重力、水的重力、小球的重力,两小球浸没在水中后水面相平,则两容器中水的重力相等,容器相同,甲的重力小于乙的重力,则容器对桌面的压力不相等,故C错误;
D.若将绳子剪掉后,甲的重力等于其受到的浮力,则甲会保持静止状态,故D错误。
故选B。
10.
(24-25八下·重庆铜梁区·期末)水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有体积相同而密度不同的两种液体。现将质量相同、体积不同的A、B()两个小球分别放入甲、乙两容器中,静止时如图所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A,B受到的浮力 B.两容器中液体的密度
C.液体对容器底的压强 D.容器对水平桌面的压力
【答案】C
【详解】AB.两球质量相等,其重力也相等, 甲图,小球A漂浮,浮力等于重力,即FA=G; 乙图,小球B悬浮,浮力等于重力,即FB=G, 所以A球受到的浮力等于B球受到的浮力,即FA=FB;由于,由图知VA排<VB排,根据F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,甲液体的密度大于乙液体的密度,所以ρ甲>ρ乙,故AB错误;
C.因为甲、乙液体的体积相同,由于甲液体的密度大于乙液体的密度,根据可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G=mg知,甲液体的重力大于乙液体的重力;AB球的重力相等,两球在甲、乙液体中漂浮或悬浮,与容器底不接触,容器为柱形容器,液体对容器底的压力等于液体的重力与小球重力之和,则甲液体对容器底的压力大于乙液体对容器底的压力,容器的底面积相同,根据可知,液体对容器底的压强p甲>p乙,故C正确;
D.甲、乙液体体积相同,由A知ρ甲>ρ乙,由根据可知,m甲>m乙,G甲>G乙; 两容器质量相同,则容器的重力相同,小球质量相同,其重力也相等,两容器对桌面的压力分别为F甲=G器+G球+G甲,F乙=G器+G球+G乙,所以容器对水平桌面的压力F甲>F乙,故D错误。
故选C。
11.
将新鲜度不同的甲、乙两枚鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是()( )
A.若甲、乙两枚鸡蛋的体积相等,则甲鸡蛋受到的浮力小
B.若甲、乙两枚鸡蛋的质量相等,则甲鸡蛋受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙鸡蛋受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,甲鸡蛋受到的浮力变大
【答案】B
【详解】A.若甲、乙两枚鸡蛋的体积相等,由图可知,甲鸡蛋排开水的体积较大,根据,甲鸡蛋受到的浮力较大,故A错误;
B.由图可知,甲鸡蛋沉底,浮力小于重力。乙鸡蛋漂浮,浮力等于重力。若甲、乙两枚鸡蛋的质量相等,则重力相等,所以甲鸡蛋受到的浮力较小,故B正确;
C.向杯中加盐水后,液体密度变大,乙鸡蛋仍然漂浮,浮力等于重力。鸡蛋重力不变,则乙鸡蛋受到的浮力不变,故C错误;
D.向杯中加酒精后,液体密度变小,甲鸡蛋仍然沉底,排开液体的体积不变,根据,甲鸡蛋受到的浮力变小,故D错误。
故选B。
12. (24-25八下·重庆巴南区·期末)如图所示,底面积、质量均相同的甲、乙、丙三个容器置于水平桌面上,容器内的液面相平,容器对桌面的压强相等。现将三个相同小球(球的密度与乙中液体密度相同)分别放入甲、乙、丙容器中,小球不吸液体,液体均不溢出.下列说法正确的是( )
A.放入小球前,液体对容器底部的压力关系:
B.各容器中液体密度关系:
C.放入小球后,容器对桌面的压强关系:
D.小球在各液体中所受浮力的关系:
【答案】C
【详解】AB.放入小球前,甲、乙、丙三个容器的底面积、质量均相同,容器对桌面的压强相等,根据F=pS可知容器对桌面的压力相同,又因为在水平面上容器对水平面的压力等于容器的总重力,根据G=mg可知,三个容器的总质量是相同的,由于容器的质量相同,所以液体的质量相同,即m甲=m乙=m丙
由图可看出甲乙丙容器中液体体积V甲>V乙>V丙
根据密度公式可知
甲容器上宽下窄、乙容器上下粗细相同、丙容器上窄下宽,所以甲容器底部受到的压力小于液体的重力,乙容器底部受到的压力等于液体的重力,丙容器底部受到的压力大于液体的重力,液体的重力相同,所以F甲<F乙<F丙
故AB错误;
CD.放入小球后,球的密度与乙中液体密度相同,可知三个小球在甲中沉底,浮力小于重力,在乙中悬浮,浮力等于重力,在丙中漂浮,浮力等于重力,故小球在各液体中所受浮力的关系:
放入小球前,容器对桌面的压强相等,底面积相同,说明容器和液体总质量均相等,加上小球后,总的重力仍相等,故放入小球后,容器对桌面的压强关系:
故C正确,D错误。
故选C。
13. (24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)甲、乙两个相同的柱形容器装有不同种类的液体,分别放置在相同的电子秤上,完全相同的物块A、B分别放在甲、乙容器中,静止时如图,此时两容器中液面恰好相平,下列说法正确的是( )
A.物块A受到的浮力大于物块B受到的浮力
B.容器底部受到液体压强较大的是甲容器
C.放置甲容器的电子秤示数较大
D.物块A、B底部受到液体压力较大的是A物块
【答案】D
【详解】A.由图可知,物块A在甲容器中处于悬浮状态,根据物体的浮沉条件可知
物块B在乙容器中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知
因为A、B两物块完全相同,所以,故A错误;
B.由题意得,A、B两物块在甲、乙两容器不同的液体中所受浮力的关系为
根据阿基米德原理展开为
由图可知
所以
因为此时两容器中液面恰好相平,所以甲、乙两容器中不同液体的深度相同,根据液体压强的计算公式可得
即容器底部受到液体压强较大的是乙容器,故B错误;
C.已知对于柱形容器,容器底部受到液体的压力大小等于容器内液体的重力;因为甲、乙为两个相同的柱形容器,两容器底面积相同,由题意得
甲容器底部受到的液体压强小于乙容器底部受到的液体压强,所以根据公式可得,甲容器底部受到的液体压力小于乙容器底部受到的液体压力,则甲容器中液体的重力小于乙容器中液体的重力,所以放置乙容器的电子秤示数较大,故C错误;
D.因为A物块在甲容器中处于悬浮状态,根据浮力的压力差法可表示为
B物块在乙容器中处于漂浮状态,根据浮力的压力差法可表示为
由题意得,A、B两物块在甲、乙两容器不同的液体中所受浮力的关系为
所以
由题意可知,在甲容器中A物块的上表面所受液体的压力,所以
即物块A、B底部受到液体压力较大的是A物块,故D正确。
故选D。
14. (24-25八下·重庆沙坪坝区重庆第八中学校·期末)如图所示,一个重2N,底面积为100cm²的足够高的薄壁柱形容器静止在水平地面上,装有深10cm,密度为0.8g/cm³的某种液体。一个高15cm,底面积为50cm²的圆柱体木块A漂浮在液面上,其浸入液体的深度为12cm。则下列判断中正确的是( )
①A漂浮时,液体对容器底部的压强为1280Pa
②若木块向下移动2cm,木块下表面受到的液体压强1240Pa
③若将另一个相同的木块B竖直叠放在A的上方,静止后AB受到的浮力为8N
④将A浸入液体的一半水平切去并取出,液面静止以后,木块上表面较截去前下降了3cm
A.①②③ B.①③④ C.②④ D.①②③④
【答案】A
【详解】①A漂浮时排开液体的体积V排=Sh下=50cm²×12cm=600cm3
液面升高的高度
液体对容器底部的压强为
故①正确;
②若木块向下移动2cm,如果不浸没,液面升高的高度
木块下表面到水面的距离12cm+2cm+2cm>15cm
说明木块浸没,木块上表面上方水的深度
木块下表面到水面的距离h下′=15cm+0.5cm=15.5cm=0.155m
木块下表面受到的液体压强
故②正确;
③A漂浮时受到的浮力
A的重力GA=F浮=4.8N
若将另一个相同的木块B竖直叠放在A的上方,静止后如果仍然漂浮,AB受到的总浮力为F浮AB=GA+GB=4.8N+4.8N=9.6N
排开液体的体积
物体在液面下的高度
此时液面的深度
所以不符合实际情况,物体不可能漂浮,原因是水量不够。实际排开液体的体积
AB受到的浮力为
故③正确;
④将A浸入液体的一半水平切去并取出,剩余的体积VA′=50cm²×(15cm-6cm)=450cm3
物体的高度
因为物体仍然漂浮,液面下的物体高度,即,
液面下的物体高度
液面下的物体体积,即,
较截去前相比,物体排开液体体积的变化量
液面下降
液面静止以后,木块上表面较截去前下降了(15cm-12cm)+(2.4cm-1.8cm)=3.6cm
故④错误,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15. (24-25八下·重庆秀山县·期末)质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有3.9kg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的水后关闭阀门,下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度为0.7×103kg/m3
B.放水前水面距容器底部的高度为13cm
C.放水后水对容器底部的压力为18N
D.放水后水对容器底部的压强为450Pa
【答案】D
【详解】A.圆柱体的密度为
故A错误;
B.放水前水的体积为
若圆柱体漂浮受到的浮力F浮=G=mg=0.9kg×10N/kg=9N
此时圆柱体排开水的体积为
浸入水的高度
此时应需要的最少水的体积V′水=(S容-S圆柱)h浸入=(300cm2-100cm2)×9cm=1800cm3<3900cm3
所以圆柱体此时处于漂浮状态,则放水前水面距容器底部的高度为
故B错误;
CD.放水3kg,容器中剩余水的质量m剩=3.9kg-3kg=0.9kg
剩余水的体积
圆柱体下端接触容器底,放水后,容器中水的深度
剩余水对容器底部的压强p=ρ水gh剩=1.0×103kg×10N/kg×4.5×10-2m=450Pa
水对容器底部的压力F压=pS容=450Pa×300×10-4m2=13.5N
故D正确,C错误。
故选D。
二、填空题
16. (24-25八下·重庆巴南区·期末)如图所示,一个气球下面挂着一个金属块,一起悬浮在装有水的圆柱形容器中,现沿容器壁缓缓注入一定量的水,则水对气球顶端的压强____________(选填“变大”或“变小”或“不变”);同时,随着气球的体积发生变化,金属块和气球整体将____________(选填“上浮”或“下沉”或“悬浮”)。
【答案】 变大 下沉
【详解】[1]注入水后,气球顶端所处深度增加,根据,水的密度不变,深度增大,所以水对气球顶端的压强变大。
[2]注水前,气球和金属块,一起悬浮,此时浮力等于重力,即;注入水后,气球所在位置压强变大,气球体积变小,根据阿基米德原理,水的密度不变,变小,则浮力变小,而重力不变,浮力小于重力,即,根据浮沉条件,则整体将下沉。
17. (24-25八下·重庆万州区·期末)万州“平湖游轮”是美丽万州一道亮丽的风景线,其满载时排水量为2000t,其满载时受到的浮力为__________N,若这艘游轮从长江驶入大海,其浮力将__________。
【答案】 不变
【详解】[1]由阿基米德原理可知,满载时受到的浮力为
[2]若这艘游轮从长江驶入大海,始终是漂浮状态,浮力等于重力,由于重力不变,其浮力将不变。
18.
(24-25八下·重庆万州区·期末)如图所示,三个完全相同的玻璃杯,其中甲杯只有水,乙杯水中漂浮着一只质量较小的黄鸭玩具,所受的浮力为,丙杯水中漂浮着一只质量较大的黄鸭玩具,所受的浮力为,则__________;甲乙丙对桌面压强、、的大小关系为__________。
【答案】 /小于
【详解】[1]由图可知,乙中鸭子排开水的体积小于丙中鸭子排开水的体积即
由
可知,液体密度相同,乙中鸭子受到的浮力小于丙中鸭子受到的浮力即
[2]由图可知,甲对桌面的压强
乙对桌面的压强
由于乙中鸭子漂浮在水面上,
由阿基米德原理可知
则
因此
同理,丙对桌面的压强
故
19.
(24-25八下·重庆南岸区·期末)如图所示,将两块完全相同的模型黏土捏成实心球和碗,分别放入完全相同的甲、乙两杯中水,其静止时的截面如图所示。甲、乙两杯中模型黏土所受浮力的大小__________,水对容器底部的压强________。(均选填“大于”“小于”“等于”)
【答案】 等于 等于
【详解】[1]甲杯中模型黏土悬浮,受到的浮力等于重力,乙杯中模型黏土漂浮,受到的浮力等于重力,所以,甲、乙两杯中模型黏土所受浮力的大小等于。
[2]两杯中,水面相平,根据可知,水对容器底部的压强等于。
20.
(24-25八下·重庆重庆渝北区·期末)把一个质量为30g、体积为的物块轻轻放入盛满水的溢水杯中,当物块静止时,溢出水的体积为______,物块将处于______(选填“漂浮”、“沉底”或“悬浮”)。
【答案】 30 漂浮
【详解】[1][2]物块的重力为
若物块浸没在水中,则它受到的浮力为
物块受到的浮力大于重力,故假设错误,即物块不可能浸没在水中,所以,物块漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,受到的浮力为
溢出水的体积为
21. (24-25八下·重庆北碚区·期末)在长为18cm均匀木棱的一端缠绕些极细铜丝, 制成两个完全相同的简易密度计。现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示为它们竖直静止在液体中的情况。若密度计在甲液体中露出液面的长度为6cm,在乙液体中露出液面的长度为9cm,若乙液体为水时,甲液体的密度ρ甲=___kg/m3,此时烧杯底部受到液体压强的关系为p甲____ p乙;若在乙烧杯的水中加入适量盐,密度计所受的浮力_______( 选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 < 不变
【详解】[1]由图可知,简易密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,此时,因同一支密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等; 设密度计的底面积为S,若乙液体是水,则,可得甲液体的密度
[2]由图知两液体液面相平,根据p=ρgh,(ρ乙=ρ水 ),所以烧杯底部受到液体压强的关系为。
[3]加盐后,密度计仍漂浮,浮力等于重力,重力不变,所以浮力不变。
22. (24-25八下·重庆北碚区·期末)元宵节小宇全家团聚,煮汤圆以示庆贺,小宇在帮姥姥煮汤圆时发现,生汤圆放入锅中,由于浮力______重力而下沉(选填“大于”“小于”或“等于”)。在煮的过程中,汤圆的内部气体受热膨胀,浮力______(选填“增大”“减小”或“不变”),汤圆上浮,最后静止在水面,静止时浮力______重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 小于 增大 等于
【详解】[1]根据物体的浮沉条件可知,汤圆刚放入锅中时,因为浮力小于重力,所以其会下沉。
[2]当汤圆被煮熟后,其受热膨胀,造成排开液体体积变大,由可知,浮力增大,当浮力大于重力时,则汤圆上浮。
[3]汤圆上浮,最后静止在水面,由物体的浮沉条件可知,静止时浮力等于重力。
23. (24-25八下·重庆沙坪坝区·期末)水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有两种不同液体,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃)分别放入两种液体中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。则甲容器中液体的密度 ______ (“小于”、“等于”或“大于”)乙容器中液体的密度,冬枣、樱桃放入前,甲容器底受到的液体压强 ______ (“小于”、“等于”或“大于”)乙容器底受到的液体压强。
【答案】 小于 小于
【详解】[1]冬枣、樱桃质量相等,V冬枣>V樱桃,根据可知樱桃的密度较大。如图所示,冬枣悬浮,则冬枣的密度等于甲容器中液体的密度,樱桃漂浮,则樱桃的密度小于乙容器中液体的密度,所以甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度。
[2]如图所示,冬枣排开液体的体积较大,此时两容器中的液面相平,则冬枣、樱桃放入前,甲容器中液体深度较小,甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,根据可知冬枣、樱桃放入前,甲容器底受到的液体压强小于乙容器底受到的液体压强。
24.
(24-25八下·重庆南开中学·期末)相同的柱形容器甲、乙置于水平桌面上,甲中盛有水,乙中盛有酒精。现将A、B两个体积相同的实心小球分别放入两容器的液体中,静止后如图所示,B小球一半体积浸在酒精中,则A、B两小球质量之比______,若把两个小球对调放入对方容器内(无液体溢出),对调前后液体对容器底部压强的变化量分别为和,则______。(酒精的密度为()
【答案】 5:2 3:2
【详解】[1]两小球在甲、乙两容器中悬浮和漂浮,受到的浮力均等于两球的重力,则A、B两小球质量之比为
[2]两个小球的体积相同,小球A在水中悬浮,排开水的体积等于小球A的体积,小球B在酒精中漂浮,对调后,水的密度大于酒精的密度,小球B在水中漂浮,所以
即
可得
解得
对调后,甲容器中水的体积变化量
水的密度大于酒精的密度,对调后,小球A在酒精中下沉,乙容器中酒精的体积变化量
液体对容器底部压力变化量之比
两个柱形容器的底面积相同,由可知,对调前后液体对容器底部压强的变化量的比值
试卷第1页,共3页
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