专题04 浮力(期末真题分类汇编,北京专用)八年级物理下学期
2026-05-25
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3份
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110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) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 48.58 MB |
| 发布时间 | 2026-05-25 |
| 更新时间 | 2026-05-25 |
| 作者 | xkw_077816975 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57998001.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦浮力专题,汇编北京多区县期末真题,覆盖7大高频考点,注重实验探究与跨模块综合应用,适配初中物理期末复习需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择/填空|约30题|浮力判断、产生原因、浮沉条件|结合生活情境(如救生手环、密度计),考查物理观念|
|计算/综合|约15题|浮力计算、密度压强综合|融入科技案例(极目一号浮空艇、打捞浮筒),体现科学思维|
|实验探究|约10题|阿基米德原理、浮力影响因素|设计控制变量实验(如探究浮力与排开体积关系),强化科学探究|
内容正文:
专题04浮力
地 城
考点01
浮力相关的判断
1.B
2.B
3.A
4.B
5.D
6.CD
7.等于
地 城
考点02
浮力的简单计算
1.D
2.D
3.C
4.D
5.3.4 0.6
6.5000
7.解:(1)A所受的浮力大小
(2)液体压强随着深度的增加而增大,物体的下表面深度比上表面大,故物体下表面受到的压力比上表面大,从而产生向上的压力差,向上的压力差即为物体A所受的浮力,故浮力的方向是竖直向上的。
8.解:(1)实心物体一半浸入水中,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,处于静止状态,三个力的作用点都画在实心物体的重心上,如图所示:
(2)实心物体在水中受到的浮力
实心物体排开水的体积
实心物体的体积
(3)假设实心物体浸没在水中,其受到的浮力
因为,所以实心物体会上浮,最终漂浮在水面上,该物体静止时所受的浮力
9.解:(1)将一个体积为100cm3小球浸没在水中,浸没在水中时小球所受浮力
(2)实心小球密度为0.8×103kg/m3,小球重力
即浸没水中时
则小球浸没水中将上浮,静止时漂浮,则
漂浮时浸在水中的体积
10.解:(1)已知一名中学生的质量为63kg,该中学生所受的重力为
(2)该同学的体积为
要使该中学生的头部(人体头部约占人体总体积的1/10)刚好露出水面,此时人受到的浮力为
人漂浮在水面,则气囊需要产生的浮力为
故气囊充满气体时的体积为
11.解:(1)该救生衣浸没在水中时受到的浮力为F浮衣=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-2m3=250N
(2)该救生衣的重力G衣=G布+G棉=m布g+ρ棉V棉g=0.3kg×10N/kg+28kg/m3×2.5×10-2m3×10N/kg=10N
(3)人受到的浮力
总浮力
人和救生衣的总重力
因为F浮总>G总
所以该救生衣能供一位质量为153kg的人士使用。
12.解:(1)根据阿基米德原理,山东舰满载时所受浮力为
(2)由题意可知,福建舰漂浮,漂浮时浮力等于自身的重力,现10架歼15T舰载机从福建舰起飞后,浮力减少量为
根据阿基米德原理可知,福建舰排水体积的变化量为
13.0.4N
14.解:(1)该浮筒浸没在海水中受到的浮力
(2)该重物受到的浮力为
这个整体所受的最大浮力为
该整体的总重力为
根据可知,该浮筒能打捞起一个重为1.4×107N,体积为800m3的重物。
地 城
考点03
密度、压强、浮力综合分析
1.B
2.D
3.D
4.D
5.D
6.D
7.A
8.D
9.C
10.D
11.D
12.D
13.D
14.D
15.C
16.C
17.D
18.B
19.ACD
20.BC
21.BC
22.ACD
23.BC
24.AD
25.AC
26.当环境温度为22℃时,液体的密度为ρ1,挂有22℃温度标牌的彩球受力示意图如图甲所示。当环境温度为24℃时,液体的密度为ρ2,挂有24℃温度标牌的彩球受力示意图如图乙所示。
根据二力平衡条件得到甲球受到的浮力
乙球受到的浮力
根据阿基米德原理得到甲球受到的浮力
乙球受到的浮力
所以甲球的重力
乙球的重力
甲球的质量
乙球的质量
因为液体的密度随着温度的升高而减小,所以
所以两个球的质量关系
27.芒果沉入水底时,处于静止状态,此时芒果受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力,满足F支+F浮=G;因芒果浸没在水中,则V排=V,且F浮=ρ水gV排,其重力G=ρVg,所以芒果受到的支持力为F支=G-F浮=ρVg-ρ水gV排=(ρ-ρ水)gV;因两个芒果的密度相同,故(ρ-ρ水)g是相同的,而甲的体积更大,所以受到的支持力F甲>F乙。
28.桔子漂浮在水面上,由沉浮条件可知,其密度小于水的密度;芒果沉在水底,由沉浮条件可知,芒果的密度大于水的密度;所以,芒果的密度大于桔子的密度。由图可知,芒果的体积大于桔子的体积,根据密度公式知,桔子的质量小于芒果的质量,根据可知,桔子受到的重力小于芒果的重力。
29.同意。由图可知,密度计在甲、乙液体中都处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身重力,且同一密度计的重力不变,所以,密度计在两种液体中所受的浮力相等;乙杯中密度计排开液体的体积小于甲杯中排开液体的体积,由F浮=ρ液gV排的变形式知甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度。所以甲图烧杯中盛的是水,乙图烧杯中盛的是盐水。
30.设甲、乙密度计放在水中时,排开水的体积分别为、
依据平衡条件有
解得
依据平衡条件有
解得
所以
同理可得甲、乙密度计放在密度为的液体中时,
由于,因此
31.若小球放入溢水杯中后沉底,则F浮<G,由阿基米德原理可知F浮=G排,所以G>G排,由公式可得小球的质量大于小球排开水的质量,即m1<m2。
32.,从图中可知A排开水的体积较大,根据阿基米德原理可知A所受浮力较大,A、B在水中均漂浮,物体漂浮时,浮力等于重力,它们的重力关系为。
地 城
考点04
密度、压强、浮力综合计算
1.C
2.B
3.D
4.D
5.ACD
6.ABD
7.解:(1)合金块浸没在水中受到的浮力F浮=G-F1=4N-3N=1N
(2)根据阿基米德原理可知,合金块的体积
(3)从图乙可知测力计示数F2=3.2N,合金块浸没在煤油中受到的浮力F浮′=G-F2=4N-3.2N=0.8N
根据阿基米德原理可知煤油的密度
(4)当合金块浸没在液体中时,根据受力平衡有F浮=G-F拉,V是合金块体积。
对于密度为ρ1的液体,有ρ1gV=mg−F1
对于密度为ρ2的液体,有ρ2gV=mg−F2
两式相减可得
则ρ1−ρ2一定时,Δh对应的长度与F2−F1成正比,与V成正比。则
从Δh与m的关系来看,当m增大时,ρ1−ρ2不变,F2−F1会增大,即Δh会增大。所以,若想增大Δh,应换用体积更大(质量更大)的合金块进行实验。
8.解:(1)40m深处水的压强
(2)机器人在水舱充满水的情况下在水中悬停时,受到的浮力
水舱中水的重力
机器人在水舱充满水时的总重力
机器人在水中悬停时处于平衡状态,此时的大小
(3)样品材料的重力
样品在水中受到的浮力
要想在水中将样品拉起需要的拉力
机器人在水舱中的水全部排出和利用推进器提供竖直向上的推力时,可提供的最大拉力
机器人能提供的最大拉力大于拉起样品所需的拉力,因此该机器人若发现材料样品,能带着材料样品上浮。
9.解:(1)驻留在海拔7000m的高空,示意图如图乙所示,大气密度为,则浮空艇受到的浮力为
(2)对浮空艇和锚泊车进行受力分析,可得锚泊车对水平地面的压力等于水平面对车的支持力,浮空艇和锚泊车受到重力,水平面对其的支持力,浮力,则
地 城
考点05
探究浮力大小与哪些因素有关
1.(1)有关
(2)没有控制铁块与木块排开水的体积相同
(3)③用细线把铁块系在木块下面,再用细线把木块悬挂在弹簧测力计挂钩上,只将铁块浸没水中,不接触烧杯,静止时,读出并记录弹簧测力计的示数。
④再将木块和铁块浸没水中,不接触烧杯,静止时,读出并记录弹簧测力计的示数。
⑤根据,计算并记录木块受到的浮力。
2.(1)将长方体金属块横向浸入水中,静止时使水面与标记线cd重合 G-F
(2)
h/cm
G/N
F/N
F浮/N
3.(1)将金属块浸没在盐水中,不与烧杯接触,用弹簧测力计测出拉力,并记录数据 (2)
实验次数
液体种类
拉力F/N
浮力
物体重力G/N
1
水
2
盐水
(3)有关
4.(1)将挂在弹簧测力计下的圆柱体B浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯 G-F
(2)
G/N
F/N
A
B
5.小于 物体排开液体的体积 液体的密度
6.(1)将圆柱体A下部的两格浸入水中,圆柱体不接触大烧杯
(2)
实验次数
1
2
7.(1)物体排开液体的体积越大
(2)不赞同 因为物块浸没前,随着物块的浸入,物块浸入液体中的深度越来越深,同时物块排开水的体积也越来越大,不符合控制变量法的要求,因此不能得到“浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关”的结论。
8.(1)将圆柱体B的体积浸入水中 F浮=G-F
(2)见解析
(3)等于
9.(1) 不相等
(2)没有控制排开液体体积相同
10.圆柱体不接触容器 将圆柱体B下部的一格体积浸入水中 G-F 相等 见解析
11.将金属块浸没在水中且不接触烧杯 向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯 =
12.将金属块浸没在水中且不接触烧杯 改变金属块浸没在水中的深度 F浮=G-F
h/m
G/N
F/N
F浮/N
地 城
考点06
探究浮力的大小与排开液体所受的重力的关系
1.(1)F2-F3 (2)小 (3)F2-F3=F4-F1
地 城
考点07
浮力法测密度
1.浸没在水中,且不接触玻璃杯
2.A
3.0.86 细
4.将西瓜放入桶内的水中,用筷子下压西瓜,使其浸没在水中且不与桶接触,水未溢出
5.手提细线将手镯浸没在塑料杯的水中,手镯不接触杯底和杯壁
6.(1)0.1 (2)
试卷第1页,共3页
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专题04浮力
7大高频考点概览
考点01 浮力的相关判断
考点02 浮力的简单计算
考点03 密度、压强、浮力综合分析
考点04 密度、压强、浮力综合计算
考点05 探究浮力大小与哪些因素有关
考点06 探究浮力的大小与排开液体所受的重力的关系
考点07 浮力法测密度
地 城
考点01
浮力相关的判断
1.(24-25八下·北京通州·期末)如图所示,将一只去盖、去底的饮料瓶的口朝下,把乒乓球放入瓶内,从上方向瓶中注水,看到有少许水从瓶口流出,乒乓球并不上浮。再用手将瓶口堵住,乒乓球就浮起来了。这一实验能够说明的是( )
A.连通器的原理 B.浮力产生的原因
C.大气压随高度的变化 D.液体压强与液体的密度有关
【答案】B
【解析】把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内,往饮料瓶内注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止,乒乓球下方没有水,因此乒乓球不受浮力的作用,用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,乒乓球下方有水,受到水的压力,上下表面压力差产生浮力,这说明了浮力产生的原因。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
2.(24-25八下·北京顺义·期末)如图所示,容器底部的出水口塞着橡胶塞,关于橡胶塞是否受容器里水的压力、浮力,下列判断正确的是( )
A.不受水的压力,受水的浮力
B.受水的压力,不受水的浮力
C.既受水的压力,也受水的浮力
D.既不受水的压力,也不受水的浮力
【答案】B
【解析】容器底部的出水口塞着橡胶塞,橡胶塞受到水向下的压力,但橡胶塞的下面没有水,没有受到水向上的压力,所以橡胶塞不受浮力,故ACD错误,B正确。故选B。
3.(24-25八下·北京石景山·期末)如图所示,一架直升机从静止在平静海面上的军舰上起飞并远离,军舰继续在海面上航行一段时间后,驶入河面,已知。直升机起飞之后,下列说法正确的是( )
A.与起飞前相比,海面上的军舰会略向上浮,其所受浮力变小
B.与起飞前相比,海面上的军舰会略向下沉,其所受浮力不变
C.与在海面上航行相比,军舰驶入河面,所受浮力变小
D.与在海面上航行相比,军舰驶入河面,军舰会上浮一些
【答案】A
【解析】AB.无论直升机起飞前还是起飞后,军舰始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,当直升机从军舰上起飞后,重力变小,所以军舰受到的浮力变小,根据F浮=ρ液V排g可知,ρ液不变,g不变,V排减小,故舰体略上浮。所以,与直升机起飞前相比,军舰会略向上浮,其所受浮力变小,故A正确,B错误;
CD.军舰无论在海面上航行还是在河面上,始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,故受到的浮力不变,根据F浮=ρ液V排g可知,河水的密度小于海水的密度,g不变,V排增大,所以与在海面上航行相比,舰体略下沉,故CD错误。故选A。
4.(24-25八下·北京平谷·期末)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是
A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
【答案】B
【解析】AD.浮力等于物体上、下表面所受的压力之差,M上、下表面受到水压力的合力等于M受到的浮力,故AD错误;
B.物块M悬浮在水中,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力是平衡力,M上、下表面受到水压力的合力等于浮力,因此M上、下表面受到水压力的合力的大小等于重力大小,故正确;
C.根据 可知下表面受到的水的压强大,根据 可求得下表面受到水的压力比上表面受到水的压力大,故错误。
5.(24-25八下·北京朝阳·期末)小阳用如图所示的器材探究浮力大小与排开液体所受重力的关系,其中使用的液体为水,甲、乙、丙、丁各图中弹簧测力计的示数分别用、、、表示。下列说法正确的是( )
A.由可知,圆柱体浸入水中后所受重力变小
B.该实验中所用的圆柱体的密度小于水的密度
C.乙图中,若溢水杯中水面略低于溢水口,则得到的浮力会偏小
D.丙图中,若只将圆柱体的一部分浸入水中,仍可得出
【答案】D
【解析】A.圆柱体的重力是其本身属性,浸入水中后重力不变,是因为在丙中受到浮力,故A错误;
B.圆柱体浸入水中时,弹簧测力计有示数,说明圆柱体的密度大于水的密度(若小于水的密度会漂浮,弹簧测力计示数为),故B错误;
C.浮力为,乙图中溢水杯水面略低于溢水口,并不是影响、的大小,故C错误;
D.根据阿基米德原理,浮力为,排开液体的重力,无论圆柱体浸入水中体积多少,都有,即,故D正确。
6.(24-25八下·北京石景山·期末)下列说法正确的是( )
A.图甲:旗杆上的定滑轮可以改变力的大小
B.图乙:运动员对垫子的压力就是运动员的重力
C.图丙:若要让悬浮的潜水艇模型上浮应向试管内打气
D.图丁:运动员使用撑杆跳高时,杆发生弯曲,说明力可以改变物体的形状
【答案】CD
【解析】A.根据定滑轮的实质可知,旗杆上的定滑轮可以改变力的方向,但不能改变力的大小,故A错误;
B.运动员对垫子的压力属于弹力,运动员受到的重力是由于地球的吸引产生的,因此二力性质不同,故B错误;
C.潜水艇是靠改变自身重力实现浮沉的,因此若要让悬浮的潜水艇模型上浮,应向试管内打气排除部分水,减小自身重力,此时浮力大于重力,潜水艇就会上浮,故C正确;
D.力可以改变的形状和运动状态,使用撑杆跳高时,杆发生弯曲,形状改变了,说明力可以改变物体的形状,故D正确。故选CD。
7.(24-25八下·北京门头沟·期末)小晨学习了“阿基米德原理”后做了如下实验。他将如图甲所示装满水的溢水杯放在电子天平上,(天平未画出)天平显示的示数为m1;然后用细线系住金属块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图乙所示,金属块始终不与溢水杯接触,此时电子天平显示的示数为m2,比较m1、m2的大小,发现m1______m2(选填:“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】等于
【解析】由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开的水的重力,根据力的作用相互性可知,铝块对水的压力大小与浮力相等,溢出水的重力等于排开水的重力,电子秤示数等于溢水杯、水和铝块对水压力的总重力,排开的水的重力等于铝块对水压力的总重力,所以溢水杯对电子秤的压力不变,故电子秤示数不变,两次的质量相等,即m1=m2。
地 城
考点02
浮力的简单计算
1.(24-25八下·北京东城·期末)如图所示,将圆柱体竖直挂在弹簧测力计下,逐渐进入装有足量水的圆柱形容器中,圆柱体始终保持竖直状态且不接触容器底和侧壁,此过程中容器中的水未溢出。记录圆柱体下表面所处的深度和对应的弹簧测力计的示数,数据如下表所示。已知圆柱体的高为15cm,取10N/kg。则下列说法正确的是( )
/cm
2
3
4
5
6
7
……
/N
4.0
3.6
3.2
2.8
2.4
2.0
……
A.圆柱体所受的重力为4N
B.当cm时,圆柱体受到的浮力为1.6N
C.圆柱体的底面积为400cm²
D.若剪断细线,圆柱体在水中静止时受到的浮力为4.8N
【答案】D
【解析】A.h=0时(未浸入水 ),弹簧测力计示数等于重力,但表格中h从2cm开始,无法直接得重力。根据数据,h每增加1cm,F减小0.4N,则h=0时,F1=4.0N+0.4N×2=4.8N
即重力G=4.8N,故A错误;
B.h=8cm时,h小于圆柱体高度15cm,仍在浸没过程中。每1cm浮力增加0.4N,h=7cm时,F2=2.0N,则h=8cm时,F3=1.6N,浮力F浮1=G-F3=4.8N-1.6N=3.2N;故B错误;
C.由h=2cm时,F浮2=4.8N-4.0N=0.8N
由F浮=ρ水gSh得圆柱体的底面积
故C错误;
D.圆柱体完全浸没时,h=15cm,浮力
但实际G=4.8N,若剪断细线,圆柱体漂浮,浮力等于重力4.8N,故D正确。故选D。
2.(24-25八下·北京二中·期末)有两个圆柱形容器,分别盛有深度相同的水和某种未知液体。现用弹簧测力计挂着一个圆柱体,先后将圆柱体逐渐竖直浸入水和未知液体中(水和未知液体均未溢出)。图甲、乙所示分别为弹簧测力计的示数随着圆柱体下表面在水中深度和在未知液体中深度的变化图像,以下结果正确的是( )
A.圆柱体在水中浸没时受到的浮力大于圆柱体在未知液体中受到的最大浮力
B.圆柱体的密度为
C.圆柱体的底面积为
D.未知液体的密度为
【答案】D
【解析】BC.由两图可知,圆柱体的重力为G=7.2N,由甲图可以看出,当深度为25cm时,圆柱体刚好完全浸没,所以圆柱体的深度为h= 25cm=0.25m
当圆柱体浸没在水中时,由甲图可以得到圆柱体受到的浮力为F浮水=G- F示甲=7.2N- 1.2N=6N
根据阿基米德原理,圆柱体的体积为
圆柱体的底面积为
圆柱体的质量为
圆柱体的密度为
故BC错误;
AD.由乙图知,当圆柱体在液体中的深度达到h'=20cm时,弹簧测力计示数为0,所以受到的浮力为F浮液=G=7.2N
圆柱体排开液体的体积为V排'=Sh' =2.4×l0-3m2×0.2m=4.8×10-4m3
根据,液体的密度为
未知液体的密度大于水的密度,所以圆柱体在水中浸没时受到的浮力应该小于圆柱体在未知液体中受到的最大浮力,故A错误,D正确。故选D。
3.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)在竖直放置的弹簧测力计下挂一个物块,让物块从盛有足量水的容器上方离水面某一高度处匀速下降,逐渐浸入水中。该过程中弹簧测力计的示数随物块下降的高度变化的图像如图所示,已知取,水的密度为。下列说法正确的是( )
A.物块的质量为
B.物块的竖直高度为
C.物块的密度为
D.当时,物块所受浮力为
【答案】C
【解析】A.由图可知物体受到的重力为54N,则物体的质量为
故A错误;
B.由图可知物体下表面下降的竖直高度为
圆柱体下降时,液面会上升,则圆柱体浸没时下降的高度小于圆柱体的高度,因此圆柱体的竖直高度大于4cm。故B错误;
C.由图可知物体受到的浮力为
根据阿基米德原理,可知物体的体积为
则物块的密度为
故C正确;
D.由图可知,当时,物块所受拉力为
则物块所受浮力为
故D错误。故选C。
4.(24-25八下·北京门头沟·期末)甲、乙两个实心物块的质量均为50g,它们的密度分别为,。如图所示,用一根轻质细线将两物块系在一起,再将系好的两物块共同轻放入大容器内足量的水中,两物块在水中静止时,物块间的细线被拉直,且其中一物块浸没在水中(未接触容器底和壁),g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.两物块在水中静止时,甲排开水的体积为25cm3
B.两物块在水中静止时,乙受到的浮力大小为0.5N
C.两物块在水中静止时,甲受到的浮力等于重力
D.若剪断细线待两物块静止后,甲受到的浮力为乙受到浮力的2倍
【答案】D
【解析】根据可知,甲物块的体积
乙物体的体积为
两物块在水中静止时,物块间的细线被拉直,且其中一物块浸没在水中,水的密度为1g/cm3,乙的密度大于水的密度,则浸没在水中,假如甲、乙整体浸没水中,整体的浮力为
F=ρ水gV总=ρ水g(V甲+V乙)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(100×10-6m3+25×10-6m3)=1.25N
甲、乙的总重力
G总=G甲+G乙=m甲g+m乙g=50×10-3kg×10N/kg+ 50×10-3kg×10N/kg=1N
由于F>G总,所以甲漂浮在水面;则甲、乙受到的总浮力
F总浮=G总=1N
根据F浮=ρ液gV排可知,甲、乙排开水的总体积
A.两物块在水中静止时,乙浸没在水中,则乙排开水的体积等于乙物块的体积
V乙排=V乙=25cm3
则甲排开水的体积
V甲排=V排- V乙排=100cm3-25cm3=75cm3
故A错误;
B.两物块在水中静止时,乙受到的浮力大小为
F乙浮=ρ水gV乙=1.0×103kg/m3×10N/kg×25×10-6m3=0.25N
故B错误;
C.两物块在水中静止时,物块间的细线被拉直,甲受到重力、浮力和乙对甲的拉力作用,则
F甲浮=G甲+ F乙拉
则甲受到的浮力会大于甲自身的重力,故C错误;
D.若剪断细线待两物块静止后,甲漂浮,受到的浮力为
F甲浮′=G甲= m甲g=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
乙物块会沉底,乙受到的浮力
F乙浮′=F乙浮=0.25N
则可知F甲浮′=2F乙浮,即甲受到的浮力为乙受到浮力的2倍,故D正确。
故选D。
5.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)弹簧测力计下悬挂一个重为 4N 的物体,物体浸没在水中时如图所示,弹簧测力计的示数为______N,物体受到的浮力为______N。
【答案】3.4 0.6
【解析】[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N。
[2]物体浸没在水中受到的浮力
F浮=G−F拉=4N−3.4N=0.6N
物体受到的浮力为0.6N。
6.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)一艘排水量为5000t的轮船,装满货物在长江中航行,则该轮船排水的体积为______m3。(ρ江水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg )
【答案】5000
【解析】轮船排水量为5000t,即轮船满载时排开水的质量为5000t,排开水的重力为
根据阿基米德原理,轮船满载时受到的浮力
……①
由漂浮的特点,轮船满载时受到的浮力等于轮船满载时轮船和货物的重力
……②
由①②可知
即轮船满载货物在长江中航行时,轮船和满载货物的总质量等于轮船的排水量,由密度公式,则该轮船排江水的体积为
7.(24-25八下·北京顺义·期末)如图所示,水平地面上有一圆柱形容器,容器中装有一定量的水,一个体积的正方体A悬浮在水中,g取10N/kg,水的密度。完成下列问题:
(1)求出A所受的浮力大小;
(2)分析说明A所受浮力方向为什么竖直向上。
【答案】(1)10N (2)见解析
【解析】(1)A所受的浮力大小
(2)液体压强随着深度的增加而增大,物体的下表面深度比上表面大,故物体下表面受到的压力比上表面大,从而产生向上的压力差,向上的压力差即为物体A所受的浮力,故浮力的方向是竖直向上的。
8.(24-25八下·北京海淀·期末)将一实心物体竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数。再将该物体一半的体积浸在烧杯内的水中,如图所示,静止时弹簧测力计的示数。已知,取10N/kg。
(1)画出图中物体受力的示意图。
(2)求该物体的体积。
(3)若将该物体从弹簧测力计挂钩上取下,放入盛有足量水的烧杯中,求该物体静止时所受的浮力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)实心物体一半浸入水中,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,处于静止状态,三个力的作用点都画在实心物体的重心上,如图所示:
(2)实心物体在水中受到的浮力
实心物体排开水的体积
实心物体的体积
(3)假设实心物体浸没在水中,其受到的浮力
因为,所以实心物体会上浮,最终漂浮在水面上,该物体静止时所受的浮力
9.(24-25八下·北京平谷·期末)如图所示,将一个体积为100cm3密度为0.8×103kg/m3的实心小球浸没在水中,将小球由静止释放。(g取10N/kg)求:
(1)小球浸没在水中时,所受浮力F浮;
(2)释放后小球在水中静止时,浸在水中的体积V。
【答案】(1)1N (2)8×10-5m3
【解析】(1)将一个体积为100cm3小球浸没在水中,浸没在水中时小球所受浮力
(2)实心小球密度为0.8×103kg/m3,小球重力
即浸没水中时
则小球浸没水中将上浮,静止时漂浮,则
漂浮时浸在水中的体积
10.(24-25八下·北京丰台·期末)为了预防溺水事件的发生,某科技小组同学设计的一种防溺水救生手环,如图甲所示。当有人遇到溺水危险时,只要启动手环上的装置,气瓶中的气体就会快速充满气囊,如图乙所示。溺水者将气囊抱于胸前,就可以使头部露出水面,从而有效地防止溺水。已知一名中学生的质量为63kg,人体密度为1.05×10³kg/m³,水的密度为1.0×10³kg/m³,g取10N/kg,救生手环的质量和充气前的体积忽略不计。求:
(1)该中学生所受的重力G;
(2)要使该中学生的头部(人体头部约占人体总体积的1/10)刚好露出水面,气囊充满气体时的体积V。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)已知一名中学生的质量为63kg,该中学生所受的重力为
(2)该同学的体积为
要使该中学生的头部(人体头部约占人体总体积的1/10)刚好露出水面,此时人受到的浮力为
人漂浮在水面,则气囊需要产生的浮力为
故气囊充满气体时的体积为
11.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)小林在研究各种材料的性质时,发现EPE珍珠棉(全称聚乙烯发泡棉)具有隔水、防潮、隔音、保温、环保、抗撞力强、密度小等诸多优点。经查阅,某款EPE珍珠棉的密度仅为28kg/m3,使用防水布紧密包裹此款珍珠棉制作一件负重感轻的水上救生衣,可提供给大体重人士使用。他亲自动手实践,用质量为0.3kg的防水布和一些珍珠棉,制作了一件体积为2.5×10-2m3(约等于珍珠棉的体积)的救生衣,如图所示。(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)该救生衣浸没在水中时受到的浮力F浮衣;
(2)该救生衣的重力G衣;
(3)使用救生衣时至少保证使人的头部露出水面,若成年人的头部体积约占人体总体积的10%,人的平均密度为1.02×103kg/m3,请你通过计算判断:该救生衣能否供一位质量为153kg的人士使用?
【答案】(1)250N (2)10N (3)能
【解析】(1)该救生衣浸没在水中时受到的浮力为F浮衣=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-2m3=250N
(2)该救生衣的重力G衣=G布+G棉=m布g+ρ棉V棉g=0.3kg×10N/kg+28kg/m3×2.5×10-2m3×10N/kg=10N
(3)人受到的浮力
总浮力
人和救生衣的总重力
因为F浮总>G总
所以该救生衣能供一位质量为153kg的人士使用。
12.(24-25八下·北京西城·期末)如图所示,目前我国已拥有三艘航空母舰,这极大增强了我国海上作战能力和战略威慑力。其中,山东舰和福建舰满载排水量分别约为6.5万吨和8万吨。g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3,求:
(1)山东舰满载时所受浮力F浮1。
(2)10架质量均为30吨的歼15T舰载机从福建舰起飞后,福建舰排水体积的变化量△V排。
【答案】(1)6.5×108N (2)300m3
【解析】(1)根据阿基米德原理,山东舰满载时所受浮力为
(2)由题意可知,福建舰漂浮,漂浮时浮力等于自身的重力,现10架歼15T舰载机从福建舰起飞后,浮力减少量为
根据阿基米德原理可知,福建舰排水体积的变化量为
13.(24-25八下·北京市大兴区·期末)如图所示,将一个小球浸没在水中由静止释放,求小球最终静止时受到的浮力大小。已知小球的质量为40g,体积为50cm3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
【答案】0.4N
【解析】小球受到的重力为
小球浸没在水中时受到的浮力为
小球受到的浮力大于重力,小球将上浮,最终漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,静止时受到的浮力为
14.(24-25八下·北京昌平·期末)图所示的是可用于港内、航道与海上突发性、灾难性应急抢救和打捞任务的“打捞浮筒”,其打捞过程如下:先向浮筒内充水,浮筒沉降,把它与被打捞物固定,再向其内部压入气体排水,浮筒与被打捞物一起上浮。已知:某空浮筒总质量为4×105kg,全部浸没在海水中的排水体积为1.6×103m3。海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略浮筒体积变化和筒内气体质量。求:
(1)该浮筒浸没在海水中受到的浮力F浮;
(2)利用该浮筒能否打捞起一个重为1.4×107N,体积为800m3的重物,请通过计算说明。
【答案】(1) (2)见解析
【解析】(1)该浮筒浸没在海水中受到的浮力
(2)该重物受到的浮力为
这个整体所受的最大浮力为
该整体的总重力为
根据可知,该浮筒能打捞起一个重为1.4×107N,体积为800m3的重物。
地 城
考点03
密度、压强、浮力综合分析
1.(24-25八下·北京海淀·期末)图甲为一种在水下执行海洋环境监测任务的滑翔机,它主要由图乙所示的密封舱、非密封舱两部分组成,通过液压泵将油在内、外两个弹性油囊间来回转移,从而实现上浮和下潜。下列关于该滑翔机的说法正确的是( )
A.主要通过改变自重实现上浮或下潜
B.上浮时油从内油囊转移到外油囊
C.悬浮时排开的水所受的重力大于自重
D.下潜过程中所受水的压强不变
【答案】B
【解析】A.由题意可知,该装置是通过改变排开液体的体积改变浮力大小,从而实现上浮和下潜,故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,排开液体的体积减小,浮力减小;根据浮沉条件可知,上浮时,浮力大于重力,所以应该增大体积,增大浮力,即油从内油囊转移到外油囊,增大排开水的体积,故B正确;
C.根据浮沉条件可知,悬浮时浮力等于重力;根据阿基米德原理可知,悬浮时排开水的重力大小等于浮力大小,所以此时排开水的重力等于自重,故C错误;
D.下潜过程中深度增加,根据可知,压强增大,故D错误。故选 B。
2.(24-25八下·北京朝阳·期末)下列有关浮力的现象与应用,叙述正确的是( )
A.沉入鱼缸水底的鹅卵石不受浮力的作用
B.人游泳时,潜入水中越深受到的浮力越大
C.轮船在水中漂浮,是因为轮船的密度等于水的密度
D.悬浮的潜水艇将水舱中的水排出一部分后,将会上浮
【答案】D
【解析】A.浮力产生的根本原因是液体对物体上下表面的压力差,沉入鱼缸水底的鹅卵石上下表面有压力差,故使鹅卵石沉入水底,它仍然受到浮力的作用,故A错误;
B.浮力的大小取决于物体排开的液体的体积和液体的密度,与物体在液体中的深度无关。只要人完全浸入水中,无论潜入多深,受到的浮力都是相同的,故B错误;
C.轮船在水中漂浮是因为轮船受到的浮力等于其重力,而不是因为轮船的密度等于水的密度,故C错误;
D.潜水艇悬浮在水中时,受到的浮力等于其重力。当潜水艇将水舱中的水排出一部分后,其重力减小,而浮力不变(因为排开的液体体积不变),因此潜水艇将会上浮,故D正确。故选D。
3.(24-25八下·北京东城·期末)“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船,如图甲所示,其最大下潜深度为30m,排水量为1×105t。如图乙、丙、丁所示是“新光华”号某次工作的示意图。当水舱空舱时,船漂浮在水面上,如图乙所示;将质量为m1的海水注入水舱,船甲板刚好与水面相平,如图丙所示;在甲板上方装载质量为m2的货物并排出水舱中的海水,甲板上浮至水面之上,如图丁所示。已知海水密度约为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,下列关于上述工作过程的说法正确的是( )
A.满载时,“新光华”号所受浮力为1×105N
B.下潜至最大深度时,海水对“新光华”号底部的压强为3×104Pa
C.“新光华”号在乙、丙、丁三种状态中,丁状态中半潜船所受的浮力最大
D.水舱中注入水的质量m1大于甲板上方装载货物的质量m2
【答案】D
【解析】A.由题意知,“新光华”号半潜船排水量为1×105t,则根据阿基米德原理可知,满载时,“新光华”号所受浮力为F浮=G排=m排g=1×105×103kg×10N/kg=1×109N
故A错误;
B.由题意知,“新光华”号半潜船最大下潜深度为30m,则其底部的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
故B错误;
C.由题意可知,当水舱空舱时,船漂浮在水面上,如图乙所示;将质量为m1的海水注入水舱,船甲板刚好与水面相平,如图丙所示;在甲板上方装载质量为m2的货物并排出水舱中的海水,甲板上浮至水面之上,如图丁所示,因此在乙、丙、丁三种状态中,丙状态时半潜船排开海水的体积最大,根据F浮=ρ液V排g可知,受到的浮力最大,故C错误;
D.丙、丁两种状态中,半潜船均处于漂浮状态,根据浮与沉的条件可知,受到的浮力等于总重力,即F浮丙=G船+G海水=G船+m1g,F浮丁=G船+G货物= G船+m2g
因此丙状态时半潜船排开海水的体积最大,受到的浮力最大,则F浮丙>F浮丁,则m1g>m2g,m1>m2
即水舱中注入水的质量m1大于甲板上方装载货物的质量m2,故D正确。故选D。
4.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)如图所示,向溢水杯中注满密度为的液体,将一个密度为、质量为的小球轻轻放入溢水杯中,待小球和液面都静止后,测得溢出液体的质量为;将溢水杯中的液体全部倒出并擦干,再向溢水杯中注满密度为的另一种液体,然后将小球擦干轻轻放入溢水杯中,待小球和液面都静止后,测得溢出液体的质量为。下列说法不正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【解析】依题意得
A.若
则
则小球在两液体中均漂浮,受到的浮力均等于重力,则小球在两液体中受到的浮力相等,由与得
故A正确,不符合题意;
B.若
当
时,小球在第一种液体中沉底,在第二种液体中漂浮,由浮沉条件与得,则小球在第一种液体中排开液体的质量小于小球的质量,小球在第二种液体中排开液体的质量等于小球的质量,即
当
时
故B正确,不符合题意;
C.若
则
则小球在第一种液体中悬浮,在第二种液体中漂浮,由浮沉条件与得
故C正确,不符合题意;
D.若
则
小球在第两种液体中均沉底,小球排开液体的体积相等,由得
故D错误,符合题意。故选D。
5.(24-25八下·北京延庆·期末)水平桌面上有完全相同的两个柱形容器A、B,分别装有甲、乙两种液体。将一个装有适量细沙的柱形平底试管先后放入甲、乙液体中,静止后均处于漂浮状态,放入试管后两容器中液体深度相同,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.试管在甲液体中漂浮时排开液体的质量大于其在乙液体中漂浮时排开液体的质量
C.试管在甲液体中漂浮时液体对试管底部的压强大于其在乙液体中漂浮时液体对试管底部的压强
D.当试管分别在两种液体中漂浮时,容器A对桌面的压力小于容器B对桌面的压力
【答案】D
【解析】A.当试管分别在两种液体中漂浮时,均浮力等于重力,重力不变,则试管受到的浮力不变。由图可知,试管在甲液体中漂浮时排开液体的体积较大,根据可知甲液体的密度小于乙液体的密度,故A错误;
B.试管在两种液体中受到的浮力相同,根据可知试管在甲液体中漂浮时排开液体的质量等于其在乙液体中漂浮时排开液体的质量,故B错误;
C.试管在两种液体中受到的浮力相同,根据浮力的产生原因可知液体对试管底部的压力相同,试管底面积相同,根据可知试管在甲液体中漂浮时液体对试管底部的压强等于其在乙液体中漂浮时液体对试管底部的压强,故C错误;
D.甲液体的密度小于乙液体的密度,由图可知,当试管分别在两种液体中漂浮时,甲液体的体积较小,根据可知甲液体的质量较小,试管相同,容器相同,则A容器总质量(含内部液体和试管)较小,则容器A对桌面的压力小于容器B对桌面的压力,故D正确。故选D。
6.(24-25八下·北京通州·期末)水平桌面上有两个完全相同的圆柱形容器,分别盛有密度为和的不同液体,将两个完全相同的物体A、B分别放入两容器中,A、B静止后的情境如图所示,此时液面高度均为h。图甲中,物体A所受浮力为,液体对容器底的压强为,容器对桌面的压力为;图乙中,物体B所受浮力为,液体对容器底的压强为,容器对桌面的压力为。下列判断正确的是( )
A.大于 B.小于
C.等于 D.小于
【答案】D
【解析】A.两个完全相同的物体A、B分别放入两容器中,根据图示可知,A悬浮,B漂浮,根据物体的浮沉条件可知,,,则,故A错误;
B.根据物体的浮沉条件可知,悬浮和漂浮,物体所受的浮力与自身的重力相等,两个完全相同的物体A、B重力相同,所以,故B错误;
C.容器的液面等高,,根据可知,液体对容器底的压强,故C错误;
D.容器对桌面的压力
两个完全相同的圆柱形容器重力相同,两个完全相同的物体A、B重力相同,,并且甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,由
可知,,即甲容器中的液体重力小于乙容器中液体的重力,所以,故D正确。故选D。
7.(24-25八下·北京西城·期末)如图所示,有甲、乙、丙三个质量相等的实心正方体物块,将它们完全浸没在足量的水中,不触碰容器,由静止状态释放后,乙物块恰好保持静止。下列分析正确的是( )
A.待三个物块完全稳定后,甲、乙物块所受浮力相等
B.待三个物块完全稳定后,丙物块只受重力和浮力
C.乙物块上、下表面受到水的压力差大于它所受重力
D.三个物块的密度关系为ρ甲>ρ乙>ρ丙
【答案】A
【解析】甲、乙、丙三个正方体物块质量相等,由可知,三物体的重力相等;浸没在水中后,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力,由静止状态释放后,乙物块恰好保持静止,说明乙物体悬浮,;则由,因此释放后甲物体上升,最终漂浮,漂浮时;,释放后并将下沉,浮力小于重力;
A.待三个物块完全稳定后,甲漂浮,乙悬浮,甲、乙物块所受浮力相等,
故A正确;
B.待三个物块完全稳定后,丙物块沉底,丙物块受重力、浮力和容器底的支持力,故B错误;
C.乙物块上、下表面受到水的压力差等于浮力,乙悬浮,浮力等于它所受重力,故C错误;
D.三个物块的质量相等,体积关系
由可知,密度关系为
故D错误。故选A。
8.(24-25八下·北京海淀·期末)如图所示,水平桌面上有两个完全相同的圆柱形容器,分别装有体积相等的甲、乙两种液体。将两个完全相同的实心小球分别放入其中(液体未溢出),小球在甲中漂浮、小球在乙中沉底(图中未画出)。下列说法不正确的是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.放入小球后,甲液体对容器底的压强变化量大于乙液体对容器底的压强变化量
C.小球静止时,两容器对桌面的压力不相等
D.小球静止时,两容器底部受到液体的压强相等
【答案】D
【解析】A.因为小球在甲中漂浮,所以ρ球<ρ甲;小球在乙中沉底,所以ρ球>ρ乙,由此可得ρ甲>ρ乙,故A正确,不符合题意;
B.放入小球后,液体对容器底的压强变化量,ΔF为压力变化量,S为容器底面积。因为小球重力相同,甲中小球漂浮,浮力等于重力,所以甲液体对容器底增加的压力等于小球重力;乙中小球沉底,浮力小于重力,所以乙液体对容器底增加的压力小于小球重力,又因为两容器底面积相同,所以甲液体对容器底的压强变化量大于乙液体对容器底的压强变化量,故B正确,不符合题意;
C.两个容器完全相同,液体体积相等,ρ甲>ρ乙,则m甲>m乙,小球相同,两容器对桌面的压力等于液体重力、小球重力和容器重力之和,所以两容器对桌面的压力不相等,故C正确,不符合题意;
D.甲液体密度大于乙液体密度,根据p=ρgh,甲液体对容器底部压强大于乙液体对容器底部的压强,由B分析可知,放入小球后,甲液体对容器底的压强变化量大于乙液体对容器底的压强变化量,故小球静止时,两容器底部受到液体的压强不相等,且甲液体对容器底部压强大于乙液体对容器底部的压强。故D错误,符合题意。故选D。
9.(24-25八下·北京石景山·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:盐水选种时,次种所受浮力一定比良种大
B.图乙:孔明灯利用内部气体密度大于空气密度实现升空
C.图丙:潜水艇通过改变自身重力来实现浮沉
D.图丁:使用游泳圈浮在水面上的人,此时他和游泳圈整体所受浮力大于重力
【答案】C
【解析】A.次种漂浮,受到的浮力等于重力;良种沉底,受到的浮力小于重力,二者重力大小未知,所以无法比较浮力大小,故A错误;
B.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B错误;
C.潜水艇通过往水仓注水或者往外排水改变自身重力来实现浮沉,故C正确;
D.使用游泳圈浮在水面上的人,此时处于漂浮状态,浮力等于重力,故D错误。故选C。
10.(24-25八下·北京市大兴区·期末)如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯置于水平桌面上,杯内水中漂浮着一冰块,此时杯内水面到杯底的距离为h1,水对杯底的压强为p1。经过一段时间后冰完全熔化(不考虑水的蒸发),此时杯内水面到杯底的距离为h2,水对杯底的压强为p2。则下列判断正确的是( )
A.h1<h2,p1<p2 B.h1>h2,p1>p2
C.h1<h2,p1>p2 D.h1=h2,p1=p2
【答案】D
【解析】如图,冰块处于漂浮状态,其浮力等于重力,即F浮=G冰,根据阿基米德原理有F浮=G排,所以G冰=G排。而冰熔化成水后,质量不变,由G=mg知,重力也不变,所以熔化成的水的重力等于冰排开水的重力,即G水=G排,所以m水=m排,由于都是水,密度相同,由知,冰熔化成的水的体积等于冰排开水的体积,即V水=V排,可知冰熔化成水后,液面位置不变,所以h1=h2,由p=ρgh知,p1=p2。故ABC错误,D正确。故选D。
11.(24-25八下·北京通州·期末)取一细一粗两只长度相等的吸管,将较细的吸管一端密封,加入铁屑后制成了密度计A,用同样的方式将较粗的吸管制成了密度计B,通过调节加入铁屑的质量,使B与A质量相等,如图甲所示。将A和B依次放入一系列密度已知的液体中,每次当密度计在液体中处于竖直漂浮状态时,在吸管上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值,并测量吸管浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出图像,如图乙中图线①和②所示。下列说法正确的是( )
A.图线①是密度计A的图像
B.密度计B上,越靠近上端的位置其刻度线对应的液体密度值越大
C.密度计A、B均在密度为的液体中漂浮时,A受到的浮力比B受到的浮力小
D.若使密度计A、B在密度为的液体中漂浮时,密度计底部到液面处的距离相等,可向密度计B中再加入适量的铁屑
【答案】D
【解析】AC.B与A质量相等,则重力相等。密度计A、B均在密度为的液体中漂浮时,均浮力等于重力,密度计A、B重力相等,则受到的浮力相等。根据可知,测同一种液体密度时,排开液体的体积相同,由于密度计A较细,则密度计A浸入液体的深度h较大,所以图线①是密度计B的图像,图线②是密度计A的图像,故AC错误;
B.由图像可知,所测液体密度越小,密度计浸入液体的深度h越大,所以密度计B上,越靠近上端的位置其刻度线对应的液体密度值越小,故B错误;
D.由上述分析可知,测量同一种液体密度时,密度计A浸入液体的深度h较大。所以若使密度计A、B在密度为的液体中漂浮时,密度计底部到液面处的距离相等,即使得密度计浸入液体的深度h相等,可向密度计B中再加入适量的铁屑,增大密度计B的重力从而增大密度计B所受的浮力,根据,密度计B排开液体的体积增大,则密度计B浸入液体的深度h变大,故D正确。故选D。
12.(24-25八下·北京市大兴区·期末)完全相同的两个圆筒内分别装有甲、乙两种液体,两支完全相同的密度计分别漂浮在甲、乙两种液体中,静止时两筒内的液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体中密度计受到的浮力比乙中的小
B.甲液体中密度计受到的浮力比乙中的大
C.甲液体对圆筒底部的压强比乙液体对圆筒底部的压强小
D.甲液体对圆筒底部的压强比乙液体对圆筒底部的压强大
【答案】D
【解析】AB.同一密度计在甲、乙两种液体中均处于漂浮状态,浮力都等于重力,所以所受浮力相等,故AB错误;
CD.由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积小,密度计在甲、乙中所受浮力相等,由F浮=ρ液gV排知,甲液体的密度大;由p=ρgh知,甲液体对圆筒底部的压强比乙液体对圆筒底部的压强大,故C错误,D正确。故选D。
13.(24-25八下·北京顺义·期末)如图所示,把一个香瓜和一个李子放入水中,静止后,香瓜漂浮在水面上,李子沉到水槽底部。下列判断正确的是( )
A.香瓜漂浮在水面上,它受到的浮力大于它受到的重力
B.李子在水槽底静止,它受到的浮力等于它受到的重力
C.由香瓜漂浮、李子沉底,可以判断出香瓜比李子质量小
D.若已知香瓜和李子静止时浸入水中体积的大小关系,则可以判断出它们所受浮力的大小关系
【答案】D
【解析】A.香瓜漂浮在水面上,它受到的浮力等于它受到的重力,故A错误;
B.李子在水槽底静止,它受到的浮力小于它受到的重力,故B错误;
C.由香瓜漂浮、李子沉底,可以判断出香瓜比李子密度小,无法比较它们的质量大小,故C错误;
D.若已知香瓜和李子静止时浸入水中体积的大小关系,根据阿基米德原理可知,可以判断出它们所受浮力的大小关系,故D正确。故选D。
14.(24-25八下·北京昌平·期末)如图所示,一个载重气球在空中受到1000N向上的浮力时匀速竖直上升,若在所载重物中再加一个重为100N的物体,这个气球就匀速竖直下降,设气球在上升和下降时受到的浮力和阻力的大小都不变。下列判断正确的是( )
A.气球匀速上升时受到的合力比下降时受到的合力大
B.气球匀速上升时受到的浮力与气球受到的重力大小相等
C.气球匀速上升时受到的重力是900N
D.气球匀速下降时受到的阻力是50N
【答案】D
【解析】A.气球匀速上升和下降时,都处于平衡状态,合力为零,则气球匀速上升时受到的合力与下降时受到的合力相等,故A错误;
B.气球匀速上升时受到的浮力等于气球受到的重力和竖直向下的阻力之和,故B错误;
CD.气球匀速上升时受到的浮力
即①
若在所载重物中再加一个重为100N的物体,这个气球就匀速竖直下降,设气球在上升和下降时受到的浮力和阻力的大小都不变,球匀速竖直下降时,阻力方向竖直向上,据平衡条件有
即②
联立①②两式解得
故C错误,D正确。故选D。
15.(24-25八下·北京丰台·期末)如图所示,小明将粗细均匀的轻质吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂,并在吸管上标上刻度线及相应的密度值,制成了简易密度计。关于该密度计,下列说法正确的是( )
A.密度计上相邻刻度线之间的距离是相等的
B.密度计越靠下的刻度线对应的密度值越小
C.若增加吸管内铁砂的质量,密度计上刻度线对应的密度值变大
D.若增大吸管的横截面积,可使密度计上相邻两条刻度线之间的距离变大
【答案】C
【解析】A.密度计在液体中所受浮力等于密度计的重力,设密度计的横截面积为S,浸入液体中的深度为h,由阿基米德原理可知,密度计所受浮力F浮=ρgV排=ρgSh=G密度计 =m密度计g
由上式可得 则密度计浸入液体深度h 与液体密度ρ成反比,因此刻度线间距随密度增大而减小(非均匀分布),故A错误;
B.由A分析已知,密度计浸入液体深度h 与液体密度ρ成反比,即液体密度越小,密度计浸入液体的深度越大,所以,密度计越靠上的刻度线对应的密度值越小,故B错误;
C.由,可变形得,故若密度计浸入液体深度h和横截面积为S不变,只增加吸管内铁砂的质量m密度计,密度计上刻度线对应的密度值ρ变大,故C正确;
D.由可得,当液体密度变化时,密度计浸入液体的深度的变化量为,若密度计浸入液体深度h和吸管内铁砂的质量m密度计不变,只增大吸管的横截面积S,使密度计上相邻两条刻度线之间的距离变小,故D错误。故选C 。
16.(24-25八下·北京昌平·期末)如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,容器内分别盛有等质量的水。若将一个长方体木块放入水中,木块静止时漂浮,如图甲所示,此时甲容器对桌面的压力为F1;用细线将木块与容器底部相连,使木块全部浸没在水中,如图乙所示,此时乙容器对桌面的压力为F2;用细针将木块压入水中使其全部浸没,如图丙所示,此时丙容器对桌面的压力为F3;用细线系住一个与木块同体积的铁块放入水中,使其全部浸没,如图丁所示,此时丁容器对桌面的压力为F4。(细线和细针的质量、体积均不计)下列判断正确的是( )
A.F1<F2=F3=F4
B.F1<F2=F3<F4
C.F1=F2<F3=F4
D.F1>F2=F3>F4
【答案】C
【解析】把容器、水、长方体木块看成一个整体,则在甲图中,木块静止时漂浮,由受力分析可得,容器对桌面的压力
在乙图中,长方体木块被用细线拉着浸没于水中,由受力分析可得,容器对桌面的压力
由丙图中,用细针将木块压入水中使其全部浸没,因为把容器、水、长方体木块看成一个整体,故由受力分析可得,容器对桌面的压力
在丁图中,将长方体木块换成了一个同体积的铁块,对比丙、丁两图可知,因为同体积且浸没于水中,所以
根据阿基米德原理
可知,木块和铁块受到水的浮力大小相等,根据物体间力的作用是相互的,故图丙与图丁中的水受到相等的反作用力,所以图丙与图丁中容器对桌面的压力与的关系为
由以上分析可得
故C正确,ABD错误。故选C。
17.(24-25八下·北京二中·期末)如图所示,溢水杯盛满水放于水平桌面,弹簧测力计下悬挂一个实心铁块,铁块静止时,弹簧测力计的示数为;将铁块浸没在水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为。下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力
B.小烧杯中水的重力
C.水对溢水杯底部的压强
D.溢水杯对桌面的压力
【答案】D
【解析】A.根据二力平衡和相互作用力,由图甲知道,铁块的重力为F1,由图乙知道,铁块浸没在水中时的受到的拉力为F2,铁块受到重力、浮力和拉力处于平衡状态,铁块受到的浮力为F浮=F1−F2
故A错误;
B.由阿基米德原理得,小烧杯中溢出水的重力等于铁块浸入水中排开的水的重力,铁块受到的浮力为F浮=G排,铁块受到的浮力小于自身的重力,所以,小烧杯中水的重力G<F1,故B错误;
C.铁块缓慢浸没水中,溢水杯中水的深度不变,由液体压强公式可知,水对溢水杯底部的压强不变,故C错误;
D.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面的压力不变,即F甲=F乙,故D正确。故选D。
18.(24-25八下·北京房山·期末)如图所示是核潜艇训练时的情景。假设海水密度不变,关于该核潜艇,下列说法正确的是( )
A.靠改变排开海水的体积来实现上浮与下潜
B.在海面上漂浮时,排开的海水的重力等于自身的重力
C.在上浮过程中,所受的浮力逐渐变大
D.在下潜过程中,海水对核潜艇底部的压强不变
【答案】B
【解析】A.潜水艇在水中时,排开水的体积不变,是靠改变自身重力实现上浮和下潜。当潜水艇水舱进水时,潜艇自身重量增加,浮力小于重力,于是就下潜。反之,水舱中水排出艇外,潜水艇重量减轻,浮力大于重力,于是就上浮。故A错误;
B.潜水艇在海面上漂浮时,由漂浮条件和阿基米德原理可得
即受到的重力等于它排开海水的重力,故B正确;
C.在上浮过程中,海水的密度不变,潜水艇排开海水的体积不变,根据可知,所受的浮力不变,故C错误;
D.在下潜过程中,随着海水深度的增加,由可知海水对核潜艇底部的压强变大,故D错误。故选B。
19.(24-25八下·北京石景山·期末)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里。当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g。(已知:,,g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.不放被测物体时,浮力秤受到的浮力为1.7N
B.浮力秤上2cm刻度线对应的质量值可标定为1g
C.增大浮力秤下方悬挂石块的质量,该浮力秤的分度值不变
D.在水中标记好对应的质量值后,将浮力秤放入酒精中使用,测得的质量值偏大
【答案】ACD
【解析】A.不放被测物体时,浮力秤处于漂浮状态,受到的浮力等于其重力,则F浮=G=mg=170×10-3kg×10N/kg=1.7N
故A正确;
B.当浮力秤浸没到2cm刻度线时,与不放被测物体相比,增大的排开水的体积为ΔV排=50cm2×2cm=100cm3
增大的浮力为ΔF浮=ρ水ΔV排g=1.0×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=1N
由于浮力秤始终处于漂浮状态,则增加的被测物体的重力等于增大的浮力,即G物=ΔF浮=1N
被测物体的质量
因此浮力秤上2cm刻度线对应的质量值可标定为100g,故B错误;
C.设被测物体的质量为m,圆柱状部分的横截面积为S,在浮力秤中放入被测物体后,瓶身浸入的深度增加值为h,则浮力秤再次漂浮时,增大的浮力等于增大的重力,即ΔF浮=G物,根据F浮=ρ水V排g=ρ水gSh和G=mg可得ρ水gSh=m物g,所以m物=ρ水Sh
增大浮力秤下方悬挂石块的质量,浮力秤受到的浮力变大,根据F浮=ρ水V排g=ρ水gSh可知,该浮力秤0刻度线将向下移动,根据物体的质量m物=ρ水Sh可知该浮力秤刻度线间的距离保持不变,即该浮力秤的分度值不变,故C正确;
D.在水中标记好对应的质量值后,将浮力秤放入酒精中使用,根据物体的质量m物=ρ水Sh可知,此时液体的密度变小了,则浮力秤浸没的深度变大,即测得的质量值偏大,故D正确。故选ACD。
20.(24-25八下·北京海淀·期末)如图甲、乙、丙为小刚在研究浮力时所做的实验,长方体铁块静止时,弹簧测力计的示数分别为、、,且,下列说法正确的是( )
A.乙图中手对铁块底部的支持力大小等于丙图中水对铁块底部向上的压力大小
B.丙图中铁块所受的浮力大小等于
C.丙图中铁块排开的水所受的重力大小等于乙图中手对铁块的支持力大小
D.乙图中铁块对手掌的压强与丙图中铁块下表面受到水的压强一定相等
【答案】BC
【解析】A.对图乙的物体受到手的支持力,图丙中物体浸没在液体中受到竖直方向的浮力,因为,则,根据浮力产生原因,物体浸没,,即支持力大小小于丙图中水对铁块底部向上的压力大小,故A错误;
B.丙图中,铁块受重力、拉力、浮力平衡,由称重法测浮力可知, ,代入 、 ,得,故B正确;
C.根据阿基米德原理,丙图中铁块排开的水所受的重力大小等于铁块所受到的浮力,根据称重法得丙图中铁块所受浮力,即,对图乙的物体受到手的支持力,已知,则,故C正确;
D.乙图中压强,丙图铁块下表面受到的液体压强,因为,则,故D错误。故选 BC。
21.(24-25八下·北京朝阳·期末)如图所示,小阳用废弃的塑料笔芯制作了一个简易密度计,笔尾的横截面积为0.2cm²。使它漂浮在密度为1.0g/cm3的水中,液面位于笔芯的M位置,M到笔尾的距离为2.5cm。使它漂浮在密度为1.2g/cm3的盐水中,液面位于笔芯的N位置,N到笔尾的距离为4cm。图中M、N的位置未标出。关于这个简易密度计,下列说法正确的是( )
A.其质量为1g
B.其总体积为2.3cm3
C.若在笔头处缠绕适量的金属丝,则可以提高该密度计的精度
D.距离笔尾1cm的位置,对应的液体密度值为0.8g/cm3
【答案】BC
【解析】AB.设密度计质量为m,总长度为L,横截面积S=0.2cm²。在水中漂浮时,浮力等于重力,即
得
代入数据1.0g/cm³×(L-2.5cm) ×0.2cm² =m①
同理,在盐水中漂浮时,
得
即1.2g/cm³×(L-4cm) ×0.2cm²=m②
联立方程解得L=11.5cm,m=1.8g
总体积V=11.5cm×0.2cm²=2.3cm³
故B正确,A错误。
C.在笔头缠绕金属丝可降低重心,使密度计竖直漂浮,同时增大浸入体积的变化量,使刻度更精细,故C正确;
D.若是其他液体也符合,代入数据
解得,故D错误。故选BC。
22.(24-25八下·北京东城·期末)在实践活动中,小红将粗细均匀的吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂,制成了简易密度计。如图甲所示,将其置于水中,静止时在吸管上标出水面的位置为标记1;取出吸管,量出标记1至吸管下端的距离为H。如图乙所示,再将简易密度计置于未知液体中,静止时在吸管上标出液面的位置为标记2;取出吸管,量出标记2至吸管下端的距离为h。已知水的密度。则下列说法正确的是( )
A.密度计排开水的质量与排开未知液体的质量相等
B.密度计在水与未知液体中受到的浮力不相等
C.未知液体的密度大于水的密度
D.未知液体密度的表达式为
【答案】ACD
【解析】A.密度计在水中和在未知液体中都是漂浮,浮力大小都等于密度计的重力,在水中和未知液体中的浮力大小相等,故排开水的质量与排开未知液体的质量相等,故A正确;
B.密度计在水与未知液体中都是漂浮,浮力都等于密度计的重力,故浮力大小相等,故B错误;
C.密度计在水中和未知液体中的浮力大小相等,而密度计排开水的体积大于排开未知液体的体积,所以未知液体的密度大于水的密度,故C正确;
D.密度计在水中和未知液体中的浮力大小相等,所以
那么
故D正确。故选ACD。
23.(24-25八下·北京怀柔·期末)盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙挑选种子的方法,选种时需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,沉入盐水底部的是良种,漂浮在盐水表面上的是次种,如图所示。下列有关盐水选种过程说法正确的是( )
A.良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.若良种和次种的体积相同,则良种受到的浮力较大
C.若要选出更饱满的良种,则需要往盐水中再加入更多的盐
D.盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度
【答案】BC
【解析】A.由浮沉条件可知,良种下沉,所受浮力小于重力,次种漂浮,所受浮力等于重力,故A错误;
B.若良种和次种的体积相同,沉入盐水底部的是良种,漂浮在盐水表面上的是次种,则浸没的良种排开的水的体积大,由知道,良种受到的浮力较大,故B正确;
C.更饱满种子的密度更大,若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的盐,增大盐水的密度,故C正确;
D.若盐水选种时所用盐水的密度都大于所有种子的密度,所有种子将漂浮,无法选种,盐水的密度应大于次种的密度,小于良种的密度,故D错误。故选BC。
24.(24-25八下·北京通州·期末)水平桌面上放着一个盛有水的圆柱形容器,将密度为ρ物、重力为G的物块从水面处释放,物块在缓慢地下落过程中,经过①、②位置,最终静止在容器底部的③位置,如图所示。物块在①位置时所受浮力为F1,在②位置时所受浮力为F2;物块在③位置静止时,所受浮力为F3,受到容器底部对它的支持力为N,容器底所受物块的压力为F4。下列选项中正确的是( )
A.ρ物>ρ水
B.F1<F2,F1=G
C.F2=G,且F2与G是一对平衡力
D.F3+N=G,且N与F4是一对相互作用力
【答案】AD
【解析】A.将密度为ρ物、重力为G的物块从水面处释放,物块在缓慢地下落过程中,由浮沉条件可知,物体在液体中下沉时,,故A正确;
B.物块在①位置时不是静止状态,仍处于下沉状态,由浮沉条件可知,,故B错误;
C.在②位置时不是静止状态,仍处于下沉状态,由浮沉条件可知,,故C错误;
D.物块在③位置静止时,有,物块受到容器底部对它的支持力与容器底所受物块的压力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以N与F4是一对相互作用力,故D正确。故选AD。
25.(24-25八下·北京西城·期末)关于如图所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.甲实验:将自制气压计从1层楼拿到10层楼,玻璃管内的水柱会上升
B.乙实验:通过橡皮管向自制潜水艇模型中不断吹气,潜水艇模型会下沉
C.丙实验:把四面装橡皮膜的正方体浸没在水中,下表面受水的压力最大
D.丁实验:将玻璃管竖直放置变成倾斜放置,玻璃管内水银柱的长度不变
【答案】AC
【解析】A.甲装置是一个自制的气压计,它利用水柱的高度来反映大气压的大小。当把乙装置从1层楼拿到10层楼时,由于高度增加,外界大气压减小,瓶内气体将水往外压,玻璃管内水柱的高度会上升。故A正确;
B.通过橡皮管向自制潜水艇模型中不断吹气,水会被压出来,自制潜水艇模型的自重减小,当重力小于浮力时,其会上浮,故B错误;
C.把四面装橡皮膜的正方体浸没在水中,下表面距水面的距离最大,根据可知,下表面受水的压力最大,故C正确;
D.将玻璃管竖直放置变成倾斜放置,玻璃管内水银柱的高度差不变,水银柱的长度会变长,故D错误。故选AC 。
26.(24-25八下·北京丰台·期末)如图所示是一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球(包括标牌)质量不同,但体积相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,其标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。该温度计的测温范围是,若挂有22℃温度标牌的彩球质量为,挂有24℃温度标牌的彩球质量为。请你利用所学知识分析并判断与的大小关系。(可画受力示意图辅助说明)
【答案】,见解析
【解析】当环境温度为22℃时,液体的密度为ρ1,挂有22℃温度标牌的彩球受力示意图如图甲所示。当环境温度为24℃时,液体的密度为ρ2,挂有24℃温度标牌的彩球受力示意图如图乙所示。
根据二力平衡条件得到甲球受到的浮力
乙球受到的浮力
根据阿基米德原理得到甲球受到的浮力
乙球受到的浮力
所以甲球的重力
乙球的重力
甲球的质量
乙球的质量
因为液体的密度随着温度的升高而减小,所以
所以两个球的质量关系
27.(24-25八下·北京二中·期末)如图所示,小东清洗芒果时,将两个大小不同的芒果甲、乙(甲的体积更大,芒果的密度相同)沉入水底,容器底对甲、乙两个芒果的支持力分别F甲和F乙,他想知道F甲和F乙的大小关系,请你帮助他判断F甲和F乙的大小关系并说明理由。
【答案】见解析
【解析】芒果沉入水底时,处于静止状态,此时芒果受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力,满足F支+F浮=G;因芒果浸没在水中,则V排=V,且F浮=ρ水gV排,其重力G=ρVg,所以芒果受到的支持力为F支=G-F浮=ρVg-ρ水gV排=(ρ-ρ水)gV;因两个芒果的密度相同,故(ρ-ρ水)g是相同的,而甲的体积更大,所以受到的支持力F甲>F乙。
28.(24-25八下·北京延庆·期末)小延将桔子和芒果放入水中,当它们都静止时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。请分析并判断桔子的重力与芒果的重力的大小关系。
【答案】见解析
【解析】桔子漂浮在水面上,由沉浮条件可知,其密度小于水的密度;芒果沉在水底,由沉浮条件可知,芒果的密度大于水的密度;所以,芒果的密度大于桔子的密度。由图可知,芒果的体积大于桔子的体积,根据密度公式知,桔子的质量小于芒果的质量,根据可知,桔子受到的重力小于芒果的重力。
29.(24-25八下·北京石景山·期末)两个完全相同的烧杯中分别装有适量的水和浓盐水,为了鉴别哪个烧杯中盛的是浓盐水,小石利用塑料吸管和防水橡皮泥自制了一个鉴别装置。将此装置分别放入两个烧杯中静止,现象如图所示,他得出甲图烧杯中盛的是水,你同意他的观点吗?写出你的观点和主要的推理过程。(已知)
【答案】见详解
【解析】同意。由图可知,密度计在甲、乙液体中都处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身重力,且同一密度计的重力不变,所以,密度计在两种液体中所受的浮力相等;乙杯中密度计排开液体的体积小于甲杯中排开液体的体积,由F浮=ρ液gV排的变形式知甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度。所以甲图烧杯中盛的是水,乙图烧杯中盛的是盐水。
30.(24-25八下·北京海淀·期末)小明将粗细均匀的吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂,并在吸管上标上刻度线及相应的密度值,制成了两支形状完全相同的简易密度计甲和乙,质量分别为和。如图所示,将两支密度计放入圆柱形容器内的水中,静止时甲密度计露出水面的体积更大,两密度计排开水的体积之差为;若将容器内的水换成另一种密度为的液体(),两支密度计漂浮在液体中静止时,两密度计排开液体的体积之差为。请分析说明与的大小关系。
【答案】,见解析
【解析】设甲、乙密度计放在水中时,排开水的体积分别为、
依据平衡条件有
解得
依据平衡条件有
解得
所以
同理可得甲、乙密度计放在密度为的液体中时,
由于,因此
31.(24-25八下·北京东城·期末)如图所示,小东将电子秤归零后置于水平桌面,把装满水的溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数为。随后他将一小球(不溶于水且不吸水)缓慢放入溢水杯中,待小球静止且溢水杯不再溢水时,电子秤的示数为。请结合小球在水中的状态,分析与可能的大小关系,并说明原因。(写出一种可能性即可)
【答案】见解析
【解析】若小球放入溢水杯中后沉底,则F浮<G,由阿基米德原理可知F浮=G排,所以G>G排,由公式可得小球的质量大于小球排开水的质量,即m1<m2。
32.(24-25八下·北京房山·期末)小华制作了A、B两支形状相同的密度计,它们的重力分别为、。将它们放入水中静止时的情景,如图所示。请你判断、的大小关系,并写出判断依据。
【答案】,见解析
【解析】从图中可知A排开水的体积较大,根据阿基米德原理可知A所受浮力较大,A、B在水中均漂浮,物体漂浮时,浮力等于重力,它们的重力关系为。
地 城
考点04
密度、压强、浮力综合计算
1.(24-25八下·北京怀柔·期末)测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利,而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计,体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成简易密度计(未标刻度),该密度计放在水和煤油中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L表示(如图所示),已知煤油的密度为0.8g/cm3,水的密度为1.0g/cm3。为了给简易密度计标刻度,小慧将该密度计放入煤油中,密度计静止时L为10cm,她在密度计上距顶端10cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3;小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为12cm,她在密度计上距顶端12cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3。利用上述数据,可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为( )
A.6.4cm B.12.6cm
C.13.6cm D.10.4cm
【答案】C
【解析】设木棒长度为h,木棒的横截面积为S,密度计的重力为G,密度计在煤油中漂浮时,浮力等于重力,即F浮1 =G,结合阿基米德原理可得ρ煤油gS(h−L1)=G ①
密度计在水中漂浮时,浮力也等于重力,即:F浮2=G,由浮力公式得:ρ水gS(h−L2)=G ②
由于①和②联立求得木棒长度
设密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L3,此时浮力仍等于重力,即F浮3=G,结合阿基米德原理可得ρ3 gS⋅(h−L3)=G ③
由于②和③联立求得该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离
故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.(24-25八下·北京市大兴区·期末)在弹簧测力计下用细线悬挂一个圆柱形铝块,把铝块浸没在水中使铝块保持静止状态,铝块的上下表面跟水面平行,如图所示。已知铝块的质量为108g,体积为40cm3,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.测力计的示数为1.1N B.铝块受到的浮力为0.4N
C.细线对铝块的拉力为0.4N D.铝块下表面受到水的压力为0.4N
【答案】B
【解析】ABC.铝块的重力为G=mg=108×10-3kg×10N/kg=1.08N
铝块浸没时排开水的体积等于铝块的体积,即V排=V=40cm3=4×10-5m3
铝块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4N
对铝块受力分析知,细线对铝块的拉力为F拉=G-F浮=1.08N-0.4N=0.68N
弹簧测力计的示数等于细线对铝块的拉力,所以其示数为0.68N,故AC错误,B正确;
D.铝块受到的浮力为0.4N,而浮力等于铝块下表面受到水的压力与上表面受到水的压力之差,所以铝块下表面受到水的压力大于0.4N,故D错误。故选B。
3.(24-25八下·北京西城·期末)在底面积为20cm2的圆柱形容器中装适量的水,用细线悬挂物体A,当它有一半体积浸入水中静止时,电子秤的示数为70g,如图甲所示。当把细线剪断,物体A全部浸入水中且沉于容器底部时,电子秤的示数为150g,如图乙所示。若前、后两次容器内水未溢出,且液面上升了2cm。g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.物体A的密度小于水的密度
B.前、后两次容器底部所受水的压强增加了20Pa
C.物体A全部放入水中时,所受水的浮力为1.2N
D.物体A沉在容器底部时,它对容器底的压力为0.4N
【答案】D
【解析】A.如图乙,剪断绳子后物体A沉底,由物体的浮沉条件可知,物体A的密度大于水的密度,故A错误;
B.前、后两次容器内水未溢出,且液面上升了2cm,前、后两次容器底部所受水的压强增加了
故B错误;
C.物体A全部放入水中时,排开水的体积
所受水的浮力为
故C错误;
D.如图甲,此时物体受到的浮力为
对比甲乙两图可知,甲图中绳子的拉力
物体的重力
物体A沉在容器底部时,它对容器底的压力为
故D正确。故选D。
4.(24-25八下·北京丰台·期末)如图所示,一个盛有水的薄壁柱形容器静止在水平桌面上,其中水深6cm,容器重9N,高20cm,底面积为300cm²,将一个质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中,已知铝的密度为2.7×10³kg/m³,水的密度为1.0×10³kg/m³,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.放入铝块前,容器对水平桌面的压力为9N
B.放入铝块前,水对容器底部的压强为2000Pa
C.放入铝块后,铝块对容器底部的压强为1700Pa
D.放入铝块后,水对容器底部的压力为27N
【答案】D
【解析】A.放入铝块前,容器中水的体积
水的质量
水的重力
把容器和水看成一个整体,容器对水平桌面的压力为
故A错误;
B.放入铝块前,水对容器底部的压强为
故B错误;
C.实心正方体铝块的体积
铝块的边长
铝块的底面积为
铝块密度大于水的密度,放入后,铝块沉底。水增加的高度为
此时水的深度为
因为水深9cm,铝块高10cm,所以铝块浸在水中的深度为9cm。铝块排开水的体积为
铝块在水中受到的浮力为
铝块的重力为
铝块对容器底部的压力为
铝块对容器底部的压强为
故C错误;
D.放入铝块后,水对容器底的压强为
水对容器底的压力为
故D正确。故选D 。
5.(24-25八下·北京西城·期末)建设桥梁的过程中,要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。下列判断正确的是( )
A.乙图②是构件所受浮力F1随h的变化图像
B.构件所受的最大浮力为6.4×105N
C.构件所受的重力为2.4×105N
D.构件的密度为3×103kg/m3
【答案】ACD
【解析】A.随着构件浸入水中,V排越来越大,当浸没时V排不变,由可知,构建受到的浮力先增大后不变,所以构件所受浮力F1随h的变化图像是②,根据力的平衡条件可知钢绳拉力F2先减小后不变,所以钢绳拉力F2随h的变化图像是①,故A正确;
B.由图乙可知,当下表面到水面的距离达到2m后,浮力、拉力不再发生变化,这表明当下表面到水面的距离为2m时,构件恰好完全浸没,所以构件的高度为2m,构件浸没时,所受的浮力最大为
故B错误;
C.构件浸没时,浮力最大,拉力最小,由图乙可得,拉力最小为1.6×105N,根据力的平衡条件可知构件所受的重力为
故C正确;
D.构件的密度为
故D正确。故选ACD。
6.(24-25八下·北京怀柔·期末)我国的智能船舶“明远”号矿砂船最大装载质量为40万吨,这么大的货船通过国际港口时,工作人员通常是通过读取货船没入海水中的深度来测量装载质量。物理小组根据这个原理,利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图所示,玻璃杯底面积为80cm2,质量为200g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯浸入水中的深度为5.5cm。水=1.0×103kg/m³,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.玻璃杯底所受水的压强为550Pa
B.玻璃杯底所受水的压力为4.4N
C.铁块的质量为480g
D.铁块的质量为240g
【答案】ABD
【解析】A.静止时玻璃杯浸入水中的深度为
玻璃杯底所受水的压强为
故A正确;
B.玻璃杯底所受水的压力
故B正确;
CD.玻璃杯底所受浮力
杯子和铁块总重力
杯子和铁块总质量
铁块的质量
故C错误,D正确。故选ABD。
7.(24-25八下·北京二中·期末)学校综合实践活动小组利用弹簧测力计(测量范围0~5N,分度值0.2N)、合金块、细线、笔、纸等,将弹簧测力计改装成可以测量液体密度的工具。他们的部分改装过程如下:先将重力为G=4N的实心合金块浸没在水中,静止时如图甲所示,读出并记录弹簧测力计的示数F1=3N;再将擦干后的合金块浸没在煤油中,静止时如图乙所示,读出并记录弹簧测力计的示数F2。计算出煤油密度后在弹簧测力计上F1和F2相应的刻度线处分别标上水和煤油的密度值。(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)合金块浸没在水中受到的浮力F浮;
(2)合金块的体积V;
(3)煤油的密度ρ油;
(4)活动小组的同学发现改装后的弹簧测力计上标注的密度值ρ水和ρ油两条刻度线之间的距离Δh太小,若想增大Δh,仍利用原来提供的弹簧测力计,你能对装置进行的改进是______________________。
【答案】(1)1N (2)1×10-4m3 (3)0.8×103kg/m3 (4)换用体积更大的合金块
【解析】(1)合金块浸没在水中受到的浮力F浮=G-F1=4N-3N=1N
(2)根据阿基米德原理可知,合金块的体积
(3)从图乙可知测力计示数F2=3.2N,合金块浸没在煤油中受到的浮力F浮′=G-F2=4N-3.2N=0.8N
根据阿基米德原理可知煤油的密度
(4)当合金块浸没在液体中时,根据受力平衡有F浮=G-F拉,V是合金块体积。
对于密度为ρ1的液体,有ρ1gV=mg−F1
对于密度为ρ2的液体,有ρ2gV=mg−F2
两式相减可得
则ρ1−ρ2一定时,Δh对应的长度与F2−F1成正比,与V成正比。则
从Δh与m的关系来看,当m增大时,ρ1−ρ2不变,F2−F1会增大,即Δh会增大。所以,若想增大Δh,应换用体积更大(质量更大)的合金块进行实验。
8.(24-25八下·北京通州·期末)某高校科技小组研制了如图所示的水下勘察机器人,机器人可以通过两种方式控制浮沉,第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为;第二种是利用推进器提供竖直向上的推力,可以在0~50N之间调节。该机器人水舱未充水时的质量为10kg,机器人的总体积为,,g取10N/kg。
(1)求40m深处水的压强;
(2)当机器人在水舱充满水的情况下在水中悬停,求此时的大小;
(3)某公司在运输过程中不慎将一个质量为10kg,体积为的材料样品遗落水中(样品不吸水,且未与水底密合),该公司委托该小组寻找,并打捞。不考虑样品和机器人在水中运动时水的阻力,请你通过计算说明该机器人若发现材料样品,能否带着材料样品上浮。
【答案】(1) (2)10N (3)能
【解析】(1)40m深处水的压强
(2)机器人在水舱充满水的情况下在水中悬停时,受到的浮力
水舱中水的重力
机器人在水舱充满水时的总重力
机器人在水中悬停时处于平衡状态,此时的大小
(3)样品材料的重力
样品在水中受到的浮力
要想在水中将样品拉起需要的拉力
机器人在水舱中的水全部排出和利用推进器提供竖直向上的推力时,可提供的最大拉力
机器人能提供的最大拉力大于拉起样品所需的拉力,因此该机器人若发现材料样品,能带着材料样品上浮。
9.(24-25八下·北京朝阳·期末)我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(图甲所示)创造了浮空艇大气科学观测海拔高度超过9000m的世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇在工作时的总体积可达9×103m3,总质量可达2.6×103kg,通过系留缆绳与质量达9×104kg的锚泊车相连,实现驻空观测。该浮空艇在某次大气科学观测工作中,驻留在海拔7000m的高空,示意图如图乙所示,大气密度ρ气与海拔高度H的关系如图丙所示,不计系留缆绳的质量及大气流动对浮空艇的影响,g取10N/kg。求此时:
(1)浮空艇受到的浮力。
(2)锚泊车对水平地面的压力。
【答案】(1)5.4×104N (2)8.72×105N
【解析】(1)驻留在海拔7000m的高空,示意图如图乙所示,大气密度为,则浮空艇受到的浮力为
(2)对浮空艇和锚泊车进行受力分析,可得锚泊车对水平地面的压力等于水平面对车的支持力,浮空艇和锚泊车受到重力,水平面对其的支持力,浮力,则
地 城
考点05
探究浮力大小与哪些因素有关
1.(24-25八下·北京朝阳·期末)小阳观察到铁块在水中下沉,木块在水中漂浮,于是猜想物体所受浮力的大小与物体的密度可能有关。为了验证猜想,他用满足实验要求的弹簧测力计、体积相同的铁块和木块、盛有适量水的大烧杯、细线等器材进行实验。他的主要实验步骤如下:
①用细线把铁块悬挂在弹簧测力计挂钩上,静止时,读出并记录弹簧测力计的示数。
②将铁块浸没在水中,且不接触烧杯,静止时读出并记录弹簧测力计的示数。
③用细线把木块悬挂在弹簧测力计挂钩上,静止时,读出并记录弹簧测力计的示数。
④根据,计算并记录铁块受到的浮力;根据漂浮时,记录木块漂浮时受到的浮力。
实验数据如下表所示:
7.9
0.6
2.4
0.2
2.1
0.3
0.2
(1)由小阳的实验数据可以得出∶物体所受浮力的大小与物体的密度_______。
(2)请指出小阳在实验过程中出现的错误:_______。
(3)针对小阳的错误,请你只用提供的器材进行改正,写出具体的实验步骤。
【答案】(1)有关
(2)没有控制铁块与木块排开水的体积相同
(3)见解析
【解析】(1)由小阳的实验数据可以看出,物体密度不同,浮力不同,得出物体所受浮力的大小与物体的密度有关。
(2)铁块浸没在水中,但木块没有浸没水中,因此错误是没有控制铁块与木块排开水的体积相同。
(3)③用细线把铁块系在木块下面,再用细线把木块悬挂在弹簧测力计挂钩上,只将铁块浸没水中,不接触烧杯,静止时,读出并记录弹簧测力计的示数。
④再将木块和铁块浸没水中,不接触烧杯,静止时,读出并记录弹簧测力计的示数。
⑤根据,计算并记录木块受到的浮力。
2.(24-25八下·北京丰台·期末)小明在探究浮力大小的影响因素时,联想到人在水中越往深处走就觉得所受的浮力越大,于是猜想:物体浸没前,其所受的浮力大小与物体浸入水中的深度有关。为了检验猜想是否正确,实验桌上的器材有长方体金属块(如图所示,ab、cd为长方体中线标记线,ρ金属块>ρ水)、满足实验要求的弹簧测力计、刻度尺、细线和装有适量水的烧杯。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你补充完整:
①将长方体金属块悬挂在弹簧测力计下,用调好的弹簧测力计测量出长方体金属块所受的重力G。
②将长方体金属块竖放浸入水中,静止时使水面与标记线ab重合,用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h,读出此时弹簧测力计的示数F。
③______,用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h,读出此时弹簧测力计的示数F。
④根据F浮=______,计算出长方体金属块浸入水中不同深度时受到的浮力大小。
(2)画出实验数据记录表格。
【答案】(1)将长方体金属块横向浸入水中,静止时使水面与标记线cd重合 G-F
(2)
h/cm
G/N
F/N
F浮/N
【解析】(1)[1]将长方体金属块悬挂在弹簧测力计下,用调好的弹簧测力计测量出长方体金属块所受的重力G,将长方体金属块竖放浸入水中,静止时使水面与标记线ab重合,此时金属块浸入水中的体积为金属块体积的一半,即
用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h,读出此时弹簧测力计的示数F,则有
将长方体金属块横向浸入水中,静止时使水面与标记线cd重合,此时金属块浸入水中的体积为金属块体积的一半,即
用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h,读出此时弹簧测力计的示数F,则有
[2]根据,计算出长方体金属块浸入水中不同深度时受到的浮力大小,得出当物体浸入液体的体积相同时,浮力大小与物体浸入水中的深度无关。
(2)本实验要记录的数据金属块的重力G、金属块浸入水中的深度h、弹簧测力计的示数F、物体所受的浮力F浮。所以表格如下:
h/cm
G/N
F/N
F浮/N
3.(24-25八下·北京顺义·期末)实验桌上有弹簧测力计、大烧杯、水、密度为的浓盐水、细线、金属块。现利用这些器材探究“浸没在液体里的物体受到的浮力大小与液体密度是否有关”;
(1)请将实验步骤补充完整:
①测出金属块重力,并记录数据;
②将金属块浸没在水中,不与烧杯接触,用弹簧测力计测出拉力,并记录数据;
③___________;
④根据____,计算金属块受到的浮力,并记录数据。
(2)画出实验数据记录表。
(3)分析论证:金属块在水和浓盐水中受到的浮力不相等,由此得出结论,浸没在液体里的物体受到的浮力大小与液体密度____(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)将金属块浸没在盐水中,不与烧杯接触,用弹簧测力计测出拉力,并记录数据 (2)见解析 (3)有关
【解析】(1)[1]由于探究“浸没在液体里的物体受到的浮力大小与液体密度是否有关”,故需要改变液体的密度,物体需要浸没,故实验步骤为将金属块浸没在盐水中,不与烧杯接触,用弹簧测力计测出拉力,并记录数据。
[2]根据称重法可以测量浮力,即。
(2)需要测量的物理量是金属块重力G,浸没在水中的拉力F,计算出水中浮力,还需要测量浸没在盐水中的拉力F,计算出水中浮力,故表格为
实验次数
液体种类
拉力F/N
浮力
物体重力G/N
1
水
2
盐水
(3)液体的密度不同,金属块排开液体的体积相同,金属块在水和浓盐水中受到的浮力不相等,由此得出结论,浸没在液体里的物体受到的浮力大小与液体密度有关。
4.(24-25八下·北京十二中·期中)在实验桌上提供了以下实验器材:如图所示的两个密度、底面积已知且体积相同的实心圆柱体A和B,圆柱体上每格长度均为2cm,已调零的弹簧测力计1个,装有适量水的烧杯1个,装有适量酒精的烧杯1个,细线若干。已知圆柱体A、B、水和酒精的密度分别为、、和,且。小明选用其中部分实验器材,设计实验验证“物体所受浮力的大小与物体的密度无关”。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A、B的密度记录在表格中;
②用弹簧测力计分别测量圆柱体A、B受到的重力G,并将G的数据记录在表格中;
③将挂在弹簧测力计下的圆柱体A浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯,静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中;
④______静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中;
⑤利用公式F浮=______,分别计算出圆柱体A、B受到的浮力,并将的数据记录在表格中;
(2)请画出实验数据记录表格。______
【答案】(1)将挂在弹簧测力计下的圆柱体B浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯 G-F
(2)
G/N
F/N
A
B
【解析】(1)[1]实验要验证物体所受浮力的大小与物体的密度无关,所以要选择密度不同的物体进行实验,根据控制变量法可知,同时要控制物体浸入液体的体积及液体的密度不变,根据步骤②③能求出圆柱体A浸入水中的浮力,接下来应求出圆柱体B浸入水中相同的体积时的浮力,所以步骤④应该模仿步骤③去写,将挂在弹簧测力计下的圆柱体B浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯,静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中。
[2]根据称重法可知,浮力的大小为
(2)实验要探究浮力与物体密度的关系,根据(1)中的5个步骤可得,要在表格中记录圆柱体的密度,并标注其单位kg/m3,以及圆柱体A、B的重力G、浸入水中的拉力F和所受的浮力F浮,并标出它们的单位N,如下表所示:
G/N
F/N
A
B
5.(24-25八下·北京怀柔·期末)小明在大海里游泳时,发现身体比在淡水里游泳更轻,他猜想自身所受浮力可能与液体密度有关。他用水、烧杯、鸡蛋、食盐、玻璃棒等器材设计了一个实验。他把鸡蛋放入装有适量水的烧杯中,鸡蛋浸没在水中并下沉至水底,这说明鸡蛋所受的浮力_________自身重力(选填“大于”或“小于”),然后慢慢向水中加食盐并均匀搅拌,发现鸡蛋能够悬浮在水中。通过这个实验得到的结论是:浸没在液体中的物体,_________不变时,_________变大,物体所受的浮力也变大。由此证明他的猜想是正确的。
【答案】小于 物体排开液体的体积 液体的密度
【解析】【小题1】[1]把鸡蛋放入装有适量水的烧杯中,鸡蛋浸没在水中并下沉至水底,根据物体的浮沉条件可知,鸡蛋所受的浮力小于自身重力。
[2]在探究浮力与液体密度的关系实验中,由控制变量法可知,要控制排开液体的体积不变,因为要研究的是浮力与液体密度这一个变量的关系,只有控制排开液体体积不变,才能准确得出浮力与液体密度的关系。
[3]慢慢向水中加食盐并均匀搅拌,液体密度变大,鸡蛋能够悬浮在水中,根据物体的浮沉条件可知,鸡蛋所受的浮力等于自身重力,说明鸡蛋受到的浮力变大了,所以浸没在液体中的物体,排开液体的体积不变时,液体密度变大,物体所受的浮力也变大。
6.(24-25八下·北京海淀·期末)实验台上有满足实验要求的器材:弹簧测力计、装有适量水的大烧杯和实心圆柱体A(已知,每格体积为),如图所示。小明利用上述器材探究:浸在水中的物体所受浮力的大小与物体排开水的体积是否有关。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出圆柱体A所受的重力,将的数据记录在表格中;
②将圆柱体A下部的一格浸入水中,圆柱体不接触大烧杯,静止时,将弹簧测力计的示数和圆柱体排开水的体积记录在表格中;
③________,静止时,将弹簧测力计的示数和圆柱体排开水的体积记录在表格中;
④利用________计算出圆柱体A所受的浮力,将数据记录在表格中;
(2)画出实验数据记录表格________。
【答案】(1)将圆柱体A下部的两格浸入水中,圆柱体不接触大烧杯
(2)
实验次数
1
2
【解析】(1)[1][2]要探究浸在水中的物体所受浮力的大小与物体排开水的体积是否有关,要控制液体的密度不变,改变物体排开液体的体积,步骤②中将圆柱体A下部的一格浸入水中,圆柱体不接触大烧杯,因此步骤③中要将圆柱体A下部的两格浸入水中,圆柱体不接触大烧杯。步骤④中利用称重法计算出圆柱体A所受的浮力。
(2)实验数据记录表格如下:
实验次数
1
2
7.(24-25八下·北京通州·期末)某实验小组利用如图所示装置(物块是重力为3N的长方体)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系。
(1)该小组按照图中所示的顺序进行实验,测力计的示数如图所示。由甲、乙、丙中的数据可知:在同种液体中,__________,浮力越大;
(2)交流评估时,小京根据甲、乙中的数据提出了不同的观点,他认为:浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你赞同小京的观点吗?______,请说明理由:______。
【答案】(1)物体排开液体的体积越大
(2)不赞同 见解析
【解析】(1)由甲可知物块的重力,图乙和图丙中液体密度相同,物块排开水的体积逐渐变大,弹簧测力计的示数逐渐减小,由称重法可知,图丙中物块受到的浮力较大,因此可知:同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
(2)[1][2]小京认为,浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关,不赞同该观点,因为物块浸没前,随着物块的浸入,物块浸入液体中的深度越来越深,同时物块排开水的体积也越来越大,不符合控制变量法的要求,因此不能得到“浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关”的结论。
8.(24-25八下·北京二中·期末)小聪发现体积大的木块漂浮在水面,体积小的石块沉入水底,于是他认为“浸在水中的物体所受浮力的大小跟物体的体积有关”。他的好朋友小明设计了如下实验证明小聪的观点是错误的。小明利用符合实验要求的弹簧测力计、如图所示的两个铝质实心圆柱体A、B(圆柱体上每一格体积均为20cm3)、烧杯和水等器材进行实验。
(1)以下是小明的部分实验步骤,请帮他补充完整:
①将圆柱体A、B分别悬挂在弹簧测力计下,测出圆柱体A、B受到的重力G,记录圆柱体A、B的体积V物和重力G;
②在烧杯中装入适量的水,将A浸没在水中,且不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数F;
③_________________,且不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数F;
④根据公式_______________计算出圆柱体A、B受到的浮力F浮。并记录;
(2)画出实验数据记录表;
(3)由于物体的体积变化时,圆柱体A受到的浮力____________________圆柱体B受到的浮力(选填“等于”或“不等于”),就可以证明这种观点是错误的。
【答案】(1)将圆柱体B的体积浸入水中 F浮=G-F
(2)见解析
(3)等于
【解析】(1)[1]③根据控制变量法,必须控制排开液体体积相等,故将圆柱体B的体积浸入水中,不碰烧杯,静止时记录弹簧测力计的示数。
[2]④根据称重法测量浮力值,由计算出圆柱体A、B受到的浮力F浮并记录。
(2)证明“浸在水中的物体所受的浮力大小与物体的体积有关”的观点是错误的,选择两个底面积相同,高度不同的金属块A、B,目的是使A、B两物体的体积不同,让A、B两物体排开水的体积相同,再利用称重法测量物体受到的浮力,表格如下
序号
物体的体积V/cm3
排开液体的体积Vˊ/cm3
重力G/N
弹簧测力计的示数F/N
浮力F浮/N
1
2
(3)由于物体的体积变化时,但排开液体的体积不变,圆柱体A受到的浮力等于圆柱体B受到的浮力,就可以证明这种观点是错误的。
9.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)在探究浮力大小与哪些因素有关时,小明猜想浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积和物体在液体中的深度有关。他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水、酒精和多个形状相同、体积不同(数值已知)的实心铁块等器材进行实验。
(1)在探究浮力大小与液体的密度是否有关时,有以下主要实验步骤,请补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出某铁块所受重力,并记录数据;
②把该铁块分别浸没在酒精和水中的同一深度处,铁块静止时,均未接触容器的底和壁。用弹簧测力计测出拉力,并记录数据;根据公式__________,计算该铁块在两种不同液体中受到的浮力大小,并记录数据。
③若该铁块在两种不同液体中受到的浮力大小____________(选填“相等”或“不相等”),则可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(2)在探究浮力大小与物体在液体中的深度是否有关时,小明先测出某铁块的重力,再将该铁块浸入水中不同深度,如图所示,分别测出铁块受到的拉力大小,计算出铁块受到的浮力大小,并进行比较。该实验存在的问题是:____________。
【答案】(1) 不相等
(2)没有控制排开液体体积相同
【解析】(1)[1]根据称重法可知,浮力等于重力与弹簧测力计的拉力之差,即
[2]物体浸没在不同液体中,排开液体体积相同,若该铁块受到的浮力大小不相等,说明物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(2)若按照如图所示的方式改变铁块浸在水中的深度,没有正确使用控制变量法,由于浮力大小与排开液体体积有关系,因此存在的问题是没有控制排开液体体积相同。
10.(24-25八下·北京东城·期末)小强为了证明“浸在水中的物体所受浮力大小与物体的密度有关”的观点是错误的,他选用如图所示的形状相同的铜圆柱体A和铝圆柱体B、水、烧杯、弹簧测力计等器材进行实验。
(1)以下是小强的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A和圆柱体B分别悬挂在弹簧测力计下,测量它们所受的重力G,并记录;
②将圆柱体A下部的一格体积浸入水中,_________,静止时,记录弹簧测力计的示数F;
③_________,仿照步骤②进行实验;
④利用公式F浮=_________计算圆柱体A和B所受的浮力F浮,并记录;
(2)根据圆柱体A和圆柱体B所受浮力F浮_________(选填“相等”或“不相等”),就可以证明这种观点是错误的;
(3)请画出实验数据记录表格。_____
【答案】圆柱体不接触容器 将圆柱体B下部的一格体积浸入水中 G-F 相等 见解析
【解析】(1)①将圆柱体A和圆柱体B分别悬挂在弹簧测力计下,测量它们所受的重力G,并记录②[1]将圆柱体A下部的一格体积浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时,记录弹簧测力计的示数F。
③[2]将圆柱体B下部的一格体积浸入水中,仿照步骤②进行实验。
④[3]由称重法知道
(2)[4]若二者所受浮力相等,则物体所受浮力大小与物体的密度无关。
(3)[5]已知量、测量量、计算量都在表格中体现出来,如下
ρ/(kg/m3)
G/N
F/N
F浮/N
11.(24-25八下·北京昌平·期末)小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1) 以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录;
②在烧杯中装入适量的水,___________,静止时记录弹簧测力计的示数F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录;
③___________,静止时记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录;
④用公式___________计算金属块所受浮力、并记录。
(2) 由水的深度变化时,___________(选填“=”或“≠”),就可以证明这种观点是错误的。
【答案】将金属块浸没在水中且不接触烧杯 向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯 =
【解析】(1)②③④[1][2][3]为探究浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度关系,步骤②③中金属块都应浸没在水中,只是前后两次浸没在水中的深度不同,所以步骤②在烧杯中装入适量的水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯,记录弹簧测力计的示数F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h1,根据称重法可知,此时浮力为
步骤③向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯,改变金属块浸没在水中的深度,记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h2,根据称重法可知,此时浮力为
(2)[4]由可知,金属块浸没在水中的不同深度时,金属块受到的浮力相同,说明浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度无关,故可证明题干中“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的。
12.(24-25八下·北京延庆·期末)小明为了证明浸没在水中的物体所受的浮力大小与它浸没在水中的深度无关,利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录;
②在烧杯中装入适量的水,___________,用刻度尺测量金属块在水中的深度h,读取弹簧测力计的示数F,并将h、F记录;
③___________,用刻度尺测量金属块在水中的深度h,读取弹簧测力计的示数F,并将h、F记录;
④用公式___________计算每次金属块所受浮力F浮并记录;
(2)请帮他设计实验记录表格。( )
【答案】将金属块浸没在水中且不接触烧杯 改变金属块浸没在水中的深度 F浮=G-F
h/m
G/N
F/N
F浮/N
【解析】(1)②③④[1][2][3]为探究浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度关系,步骤②③中金属块都应浸没在水中,只是前后两次浸没在水中的深度不同,所以步骤②在烧杯中装入适量的水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯,记录弹簧测力计的示数F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h1,根据称重法可知,此时浮力为
步骤③向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯,改变金属块浸没在水中的深度,记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h2,根据称重法可知,此时浮力为
(2)[4]记录的数据有重力G、深度h、弹簧测力计的示数F、金属块所受浮力F浮,故表格设计如下:
h/m
G/N
F/N
F浮/N
地 城
考点06
探究浮力的大小与排开液体所受的重力的关系
1.(24-25八下·北京西城·期末)小丽做验证阿基米德原理的实验,其操作过程及实验中弹簧测力计的示数如图所示。
(1)根据小丽的实验,可以得出图丙中物块所受的浮力F浮=_________。
(2)若乙图中溢水杯内的水未装满,则测量的物体排开液体的重力偏_________。
(3)通过多次实验,若得到关系式_________,则验证阿基米德原理正确。
【答案】(1)F2-F3 (2)小 (3)F2-F3=F4-F1
【解析】(1)根据称重法知物体浸没在水中受到水的浮力等于空气中物体的重力减去物体浸入水中时弹簧测力计的示数,所以图丙中物块所受的浮力为
(2)若放进物块前,溢水杯内的水未装满,物体排开的水不能全部溢入小桶内,则测量的物体排开液体的重力会偏小。
(3)根据乙和丙图,由称重法可得,物块所受的浮力为
如甲和丁图可得,物块排开水的重力为
根据阿基米德原理,浸在液体中的物体所受浮力的大小,等于被物体排开的液体所受的重力,所以经过多次实验,若得到关系式,即,可验证阿基米德原理正确。
地 城
考点07
浮力法测密度
1.(24-25八下·北京石景山·期末)小石的妈妈购买了一只和田玉手镯。小石决定利用家中的器材(电子秤、大玻璃杯、细线和水)验证其密度是否符合和田玉特性(和田玉密度范围:2.95~3.17g/cm3)。主要实验步骤如下:
①将电子秤调零并置于水平桌面,测量手镯的质量,记录数据;
②向玻璃杯中倒入适量的水,用电子秤测量玻璃杯与水的总质量,记录数据;
③保持玻璃杯与电子秤位置不变,用细线系住手镯,缓慢将手镯_________(水不会溢出),待电子秤示数稳定后记录,记录数据;
④利用测量数据及水的密度,写出该手镯的密度表达式:________。(用、、和表示)
【答案】浸没在水中,且不接触玻璃杯
【解析】[1][2]为了测出手镯的体积,应保持玻璃杯与电子秤位置不变,用细线拴住手镯,浸没在玻璃杯的水中,手镯不接触杯底和杯壁,且水不溢出,待电子秤示数稳定后记录m3。用细线将手镯浸没在水中时,因为水给手镯一个向上的浮力,物体间力的作用是相互的,手镯给水一个向下的力作用在电子秤上,所以手镯受到的浮力为F浮=m3g-m2g
根据阿基米德原理得出排开水的体积,即手镯的体积为
则该手镯的密度
2.(24-25八下·北京西城·期末)小军设计制作了一个微型密度计来测量小瓶酒精的密度,为使密度计能在酒精中竖直漂浮,他在标度杆下缠了适量的铜丝作为配重(铜丝的体积忽略不计),又在标度杆上固定了一个轻质泡沫塑料球作为浮子。当密度计分别在密度为ρA和ρB的酒精中漂浮时,液面分别位于标度杆的A和B两位置,若ρA<ρB,则A、B两位置________在上方。如图所示,当密度计在密度为ρ的酒精中漂浮时,标度杆浸入酒精的长度为h,若该密度计总质量为m计,标度杆横截面积为S,浮子直径为D,则轻质浮子的体积V为________。
【答案】A
【解析】[1]密度计在不同液体中处于漂浮状态,所受浮力等于重力,重力不变,浮力不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度越小,排开液体的体积越大,密度计浸入水中的深度越深,因为ρA<ρB,所以A在上方,B在下方。
[2]密度计在酒精中漂浮,浮力等于重力,则F浮=G总= m计g
由阿基米德原理可知ρg(V排杆+V)=m计g
即ρg(Sh+V)=m计g
轻质浮子的体积
3.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)小明同学需要初步检查一批100mL的小瓶消毒酒精密度是否合格。于是他自制一个微型密度计来测量这些消毒酒精的密度,如图所示。现小明估算密度计的质量。对于100mL的小瓶消毒酒精来说,用微型密度计测量时排开1mL的酒精比较合适,这样不会导致酒精溢出。若酒精的密度为0.86g/cm³,则密度计的质量约为______g,若要提高微型密度计的精度,需要选用直径______(选填“粗”或“细”)一些的塑料杆作为密度计。
【答案】0.86 细
【解析】[1]排开酒精的质量为
由于密度计漂浮在酒精上,浮力等于重力,结合阿基米德原理可知,密度计的质量约为
[2]由于密度计漂在液体上,浮力不变,则
密度计的排开液体的高度
若排开液体体积不变,密度计的横截面积越小,排开液体体积的高度越大,精度越大,因此需要选用直径细一些的塑料杆作为密度计。
4.(24-25八下·北京海淀·期末)小海在清洗西瓜时,发现西瓜总是漂浮在水面上。小海想利用家中的电子秤、水桶(水桶的最小内径大于西瓜的直径)、筷子和水来测量西瓜的密度。他设计了如下的实验方案,请你将小海的实验步骤补充完整。
(1)将已调零的电子秤放在水平桌面上,测量一个西瓜的质量并记为;
(2)将适量的水倒入桶中,用电子秤测量水和桶的总质量并记为;
(3)装水的桶仍放在电子秤上,________,读出电子秤的示数并记为;
(4)该西瓜的密度表达式________。(用、、和表示)
【答案】见解析
【解析】(3)(4)[1][2]装水的桶仍放在电子秤上,将西瓜放入桶内的水中,用筷子下压西瓜,使其浸没在水中且不与桶接触,水未溢出,因为水给西瓜一个向上的浮力,物体间力的作用是相互的,西瓜给水一个向下的力作用在电子秤上,所以西瓜受到的浮力为
根据阿基米德原理得出排开水的体积
即西瓜的体积为
所以西瓜的密度
5.(24-25八下·北京二中·期末)小东和爸爸去玉石店给妈妈买母亲节礼物时学到了一种测量玉石密度的静水称重法,它是一种基于阿基米德原理的密度测量方法,主要用于测定不规则固体的密度。小东利用家里的电子秤、大塑料杯、细线和水也利用静水称重法测量了妈妈的和田玉手镯的密度。他的操作过程如下:
(1)用电子秤测量手镯的质量为;
(2)准备一个大塑料杯,装有适量的水,将塑料杯放在电子秤上,待示数稳定后,读出电子秤的示数为;
(3)用细线拴住手镯,____________,水始终未溢出,待示数稳定后,读出电子秤的示数为;
(4)小东测出手镯的密度__________(用、、、表示)
【答案】见解析
【解析】(3)[1]手提细线将手镯浸没在塑料杯的水中,手镯不接触杯底和杯壁,且水不溢出,待示数稳定后,读出电子秤的示数为。
(4)[2]已知水的密度为ρ水,用细线将手镯浸没在水中时,电子秤的示数会增大,是因为水给手镯一个向上的浮力,物体间力的作用是相互的,手镯给水一个向下的力作用在电子秤上,所以手镯受到的浮力为F浮=m3g-m2g
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得m3g-m2g=ρ水gV排
因手镯浸没,所以手镯的体积
手镯的密度为
6.(24-25八下·北京房山·期末)小华使用电子秤、薄壁空水杯等实验器材测量某金属块的密度,实验步骤如下:
①将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再按电子秤的清零键,使其示数为零,即电子秤不显示空水杯的质量。
②空水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为。
③用细线系好金属块,使其浸没在水中(不触碰水杯),如图丙所示,电子秤示数为。
④使金属块沉入水底并松开手,如图丁所示,电子秤示数为。
(1)实验中测出,,,水的密度为,取,则金属块浸没在水中受到的浮力______。
(2)金属块的密度______。
【答案】(1)0.1 (2)
【解析】(1)按电子秤的清零键,使其示数为零,空水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为,即水的质量,由乙、丙两图可知,金属块排开水的质量
排开水的重力
由阿基米德原理可知,金属块浸没在水中受到的浮力
(2)由图乙、丁可得金属块的质量
金属块全部进入水中,金属块的体积
金属块的密度
试卷第1页,共3页
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专题04浮力
7大高频考点概览
考点01 浮力的相关判断
考点02 浮力的简单计算
考点03 密度、压强、浮力综合分析
考点04 密度、压强、浮力综合计算
考点05 探究浮力大小与哪些因素有关
考点06 探究浮力的大小与排开液体所受的重力的关系
考点07 浮力法测密度
地 城
考点01
浮力相关的判断
1.(24-25八下·北京通州·期末)如图所示,将一只去盖、去底的饮料瓶的口朝下,把乒乓球放入瓶内,从上方向瓶中注水,看到有少许水从瓶口流出,乒乓球并不上浮。再用手将瓶口堵住,乒乓球就浮起来了。这一实验能够说明的是( )
A.连通器的原理 B.浮力产生的原因
C.大气压随高度的变化 D.液体压强与液体的密度有关
2.(24-25八下·北京顺义·期末)如图所示,容器底部的出水口塞着橡胶塞,关于橡胶塞是否受容器里水的压力、浮力,下列判断正确的是( )
A.不受水的压力,受水的浮力
B.受水的压力,不受水的浮力
C.既受水的压力,也受水的浮力
D.既不受水的压力,也不受水的浮力
3.(24-25八下·北京石景山·期末)如图所示,一架直升机从静止在平静海面上的军舰上起飞并远离,军舰继续在海面上航行一段时间后,驶入河面,已知。直升机起飞之后,下列说法正确的是( )
A.与起飞前相比,海面上的军舰会略向上浮,其所受浮力变小
B.与起飞前相比,海面上的军舰会略向下沉,其所受浮力不变
C.与在海面上航行相比,军舰驶入河面,所受浮力变小
D.与在海面上航行相比,军舰驶入河面,军舰会上浮一些
4.(24-25八下·北京平谷·期末)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是
A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
5.(24-25八下·北京朝阳·期末)小阳用如图所示的器材探究浮力大小与排开液体所受重力的关系,其中使用的液体为水,甲、乙、丙、丁各图中弹簧测力计的示数分别用、、、表示。下列说法正确的是( )
A.由可知,圆柱体浸入水中后所受重力变小
B.该实验中所用的圆柱体的密度小于水的密度
C.乙图中,若溢水杯中水面略低于溢水口,则得到的浮力会偏小
D.丙图中,若只将圆柱体的一部分浸入水中,仍可得出
6.(24-25八下·北京石景山·期末)下列说法正确的是( )
A.图甲:旗杆上的定滑轮可以改变力的大小
B.图乙:运动员对垫子的压力就是运动员的重力
C.图丙:若要让悬浮的潜水艇模型上浮应向试管内打气
D.图丁:运动员使用撑杆跳高时,杆发生弯曲,说明力可以改变物体的形状
7.(24-25八下·北京门头沟·期末)小晨学习了“阿基米德原理”后做了如下实验。他将如图甲所示装满水的溢水杯放在电子天平上,(天平未画出)天平显示的示数为m1;然后用细线系住金属块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图乙所示,金属块始终不与溢水杯接触,此时电子天平显示的示数为m2,比较m1、m2的大小,发现m1______m2(选填:“大于”、“等于”或“小于”)。
地 城
考点02
浮力的简单计算
1.(24-25八下·北京东城·期末)如图所示,将圆柱体竖直挂在弹簧测力计下,逐渐进入装有足量水的圆柱形容器中,圆柱体始终保持竖直状态且不接触容器底和侧壁,此过程中容器中的水未溢出。记录圆柱体下表面所处的深度和对应的弹簧测力计的示数,数据如下表所示。已知圆柱体的高为15cm,取10N/kg。则下列说法正确的是( )
/cm
2
3
4
5
6
7
……
/N
4.0
3.6
3.2
2.8
2.4
2.0
……
A.圆柱体所受的重力为4N
B.当cm时,圆柱体受到的浮力为1.6N
C.圆柱体的底面积为400cm²
D.若剪断细线,圆柱体在水中静止时受到的浮力为4.8N
2.(24-25八下·北京二中·期末)有两个圆柱形容器,分别盛有深度相同的水和某种未知液体。现用弹簧测力计挂着一个圆柱体,先后将圆柱体逐渐竖直浸入水和未知液体中(水和未知液体均未溢出)。图甲、乙所示分别为弹簧测力计的示数随着圆柱体下表面在水中深度和在未知液体中深度的变化图像,以下结果正确的是( )
A.圆柱体在水中浸没时受到的浮力大于圆柱体在未知液体中受到的最大浮力
B.圆柱体的密度为
C.圆柱体的底面积为
D.未知液体的密度为
3.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)在竖直放置的弹簧测力计下挂一个物块,让物块从盛有足量水的容器上方离水面某一高度处匀速下降,逐渐浸入水中。该过程中弹簧测力计的示数随物块下降的高度变化的图像如图所示,已知取,水的密度为。下列说法正确的是( )
A.物块的质量为
B.物块的竖直高度为
C.物块的密度为
D.当时,物块所受浮力为
4.(24-25八下·北京门头沟·期末)甲、乙两个实心物块的质量均为50g,它们的密度分别为,。如图所示,用一根轻质细线将两物块系在一起,再将系好的两物块共同轻放入大容器内足量的水中,两物块在水中静止时,物块间的细线被拉直,且其中一物块浸没在水中(未接触容器底和壁),g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.两物块在水中静止时,甲排开水的体积为25cm3
B.两物块在水中静止时,乙受到的浮力大小为0.5N
C.两物块在水中静止时,甲受到的浮力等于重力
D.若剪断细线待两物块静止后,甲受到的浮力为乙受到浮力的2倍
5.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)弹簧测力计下悬挂一个重为 4N 的物体,物体浸没在水中时如图所示,弹簧测力计的示数为______N,物体受到的浮力为______N。
6.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)一艘排水量为5000t的轮船,装满货物在长江中航行,则该轮船排水的体积为______m3。(ρ江水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg )
7.(24-25八下·北京顺义·期末)如图所示,水平地面上有一圆柱形容器,容器中装有一定量的水,一个体积的正方体A悬浮在水中,g取10N/kg,水的密度。完成下列问题:
(1)求出A所受的浮力大小;
(2)分析说明A所受浮力方向为什么竖直向上。
8.(24-25八下·北京海淀·期末)将一实心物体竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数。再将该物体一半的体积浸在烧杯内的水中,如图所示,静止时弹簧测力计的示数。已知,取10N/kg。
(1)画出图中物体受力的示意图。
(2)求该物体的体积。
(3)若将该物体从弹簧测力计挂钩上取下,放入盛有足量水的烧杯中,求该物体静止时所受的浮力。
9.(24-25八下·北京平谷·期末)如图所示,将一个体积为100cm3密度为0.8×103kg/m3的实心小球浸没在水中,将小球由静止释放。(g取10N/kg)求:
(1)小球浸没在水中时,所受浮力F浮;
(2)释放后小球在水中静止时,浸在水中的体积V。
10.(24-25八下·北京丰台·期末)为了预防溺水事件的发生,某科技小组同学设计的一种防溺水救生手环,如图甲所示。当有人遇到溺水危险时,只要启动手环上的装置,气瓶中的气体就会快速充满气囊,如图乙所示。溺水者将气囊抱于胸前,就可以使头部露出水面,从而有效地防止溺水。已知一名中学生的质量为63kg,人体密度为1.05×10³kg/m³,水的密度为1.0×10³kg/m³,g取10N/kg,救生手环的质量和充气前的体积忽略不计。求:
(1)该中学生所受的重力G;
(2)要使该中学生的头部(人体头部约占人体总体积的1/10)刚好露出水面,气囊充满气体时的体积V。
11.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)小林在研究各种材料的性质时,发现EPE珍珠棉(全称聚乙烯发泡棉)具有隔水、防潮、隔音、保温、环保、抗撞力强、密度小等诸多优点。经查阅,某款EPE珍珠棉的密度仅为28kg/m3,使用防水布紧密包裹此款珍珠棉制作一件负重感轻的水上救生衣,可提供给大体重人士使用。他亲自动手实践,用质量为0.3kg的防水布和一些珍珠棉,制作了一件体积为2.5×10-2m3(约等于珍珠棉的体积)的救生衣,如图所示。(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)该救生衣浸没在水中时受到的浮力F浮衣;
(2)该救生衣的重力G衣;
(3)使用救生衣时至少保证使人的头部露出水面,若成年人的头部体积约占人体总体积的10%,人的平均密度为1.02×103kg/m3,请你通过计算判断:该救生衣能否供一位质量为153kg的人士使用?
12.(24-25八下·北京西城·期末)如图所示,目前我国已拥有三艘航空母舰,这极大增强了我国海上作战能力和战略威慑力。其中,山东舰和福建舰满载排水量分别约为6.5万吨和8万吨。g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3,求:
(1)山东舰满载时所受浮力F浮1。
(2)10架质量均为30吨的歼15T舰载机从福建舰起飞后,福建舰排水体积的变化量△V排。
13.(24-25八下·北京市大兴区·期末)如图所示,将一个小球浸没在水中由静止释放,求小球最终静止时受到的浮力大小。已知小球的质量为40g,体积为50cm3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
14.(24-25八下·北京昌平·期末)图所示的是可用于港内、航道与海上突发性、灾难性应急抢救和打捞任务的“打捞浮筒”,其打捞过程如下:先向浮筒内充水,浮筒沉降,把它与被打捞物固定,再向其内部压入气体排水,浮筒与被打捞物一起上浮。已知:某空浮筒总质量为4×105kg,全部浸没在海水中的排水体积为1.6×103m3。海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略浮筒体积变化和筒内气体质量。求:
(1)该浮筒浸没在海水中受到的浮力F浮;
(2)利用该浮筒能否打捞起一个重为1.4×107N,体积为800m3的重物,请通过计算说明。
地 城
考点03
密度、压强、浮力综合分析
1.(24-25八下·北京海淀·期末)图甲为一种在水下执行海洋环境监测任务的滑翔机,它主要由图乙所示的密封舱、非密封舱两部分组成,通过液压泵将油在内、外两个弹性油囊间来回转移,从而实现上浮和下潜。下列关于该滑翔机的说法正确的是( )
A.主要通过改变自重实现上浮或下潜
B.上浮时油从内油囊转移到外油囊
C.悬浮时排开的水所受的重力大于自重
D.下潜过程中所受水的压强不变
2.(24-25八下·北京朝阳·期末)下列有关浮力的现象与应用,叙述正确的是( )
A.沉入鱼缸水底的鹅卵石不受浮力的作用
B.人游泳时,潜入水中越深受到的浮力越大
C.轮船在水中漂浮,是因为轮船的密度等于水的密度
D.悬浮的潜水艇将水舱中的水排出一部分后,将会上浮
3.(24-25八下·北京东城·期末)“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船,如图甲所示,其最大下潜深度为30m,排水量为1×105t。如图乙、丙、丁所示是“新光华”号某次工作的示意图。当水舱空舱时,船漂浮在水面上,如图乙所示;将质量为m1的海水注入水舱,船甲板刚好与水面相平,如图丙所示;在甲板上方装载质量为m2的货物并排出水舱中的海水,甲板上浮至水面之上,如图丁所示。已知海水密度约为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,下列关于上述工作过程的说法正确的是( )
A.满载时,“新光华”号所受浮力为1×105N
B.下潜至最大深度时,海水对“新光华”号底部的压强为3×104Pa
C.“新光华”号在乙、丙、丁三种状态中,丁状态中半潜船所受的浮力最大
D.水舱中注入水的质量m1大于甲板上方装载货物的质量m2
4.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)如图所示,向溢水杯中注满密度为的液体,将一个密度为、质量为的小球轻轻放入溢水杯中,待小球和液面都静止后,测得溢出液体的质量为;将溢水杯中的液体全部倒出并擦干,再向溢水杯中注满密度为的另一种液体,然后将小球擦干轻轻放入溢水杯中,待小球和液面都静止后,测得溢出液体的质量为。下列说法不正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
5.(24-25八下·北京延庆·期末)水平桌面上有完全相同的两个柱形容器A、B,分别装有甲、乙两种液体。将一个装有适量细沙的柱形平底试管先后放入甲、乙液体中,静止后均处于漂浮状态,放入试管后两容器中液体深度相同,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.试管在甲液体中漂浮时排开液体的质量大于其在乙液体中漂浮时排开液体的质量
C.试管在甲液体中漂浮时液体对试管底部的压强大于其在乙液体中漂浮时液体对试管底部的压强
D.当试管分别在两种液体中漂浮时,容器A对桌面的压力小于容器B对桌面的压力
6.(24-25八下·北京通州·期末)水平桌面上有两个完全相同的圆柱形容器,分别盛有密度为和的不同液体,将两个完全相同的物体A、B分别放入两容器中,A、B静止后的情境如图所示,此时液面高度均为h。图甲中,物体A所受浮力为,液体对容器底的压强为,容器对桌面的压力为;图乙中,物体B所受浮力为,液体对容器底的压强为,容器对桌面的压力为。下列判断正确的是( )
A.大于 B.小于
C.等于 D.小于
7.(24-25八下·北京西城·期末)如图所示,有甲、乙、丙三个质量相等的实心正方体物块,将它们完全浸没在足量的水中,不触碰容器,由静止状态释放后,乙物块恰好保持静止。下列分析正确的是( )
A.待三个物块完全稳定后,甲、乙物块所受浮力相等
B.待三个物块完全稳定后,丙物块只受重力和浮力
C.乙物块上、下表面受到水的压力差大于它所受重力
D.三个物块的密度关系为ρ甲>ρ乙>ρ丙
8.(24-25八下·北京海淀·期末)如图所示,水平桌面上有两个完全相同的圆柱形容器,分别装有体积相等的甲、乙两种液体。将两个完全相同的实心小球分别放入其中(液体未溢出),小球在甲中漂浮、小球在乙中沉底(图中未画出)。下列说法不正确的是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.放入小球后,甲液体对容器底的压强变化量大于乙液体对容器底的压强变化量
C.小球静止时,两容器对桌面的压力不相等
D.小球静止时,两容器底部受到液体的压强相等
9.(24-25八下·北京石景山·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:盐水选种时,次种所受浮力一定比良种大
B.图乙:孔明灯利用内部气体密度大于空气密度实现升空
C.图丙:潜水艇通过改变自身重力来实现浮沉
D.图丁:使用游泳圈浮在水面上的人,此时他和游泳圈整体所受浮力大于重力
10.(24-25八下·北京市大兴区·期末)如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯置于水平桌面上,杯内水中漂浮着一冰块,此时杯内水面到杯底的距离为h1,水对杯底的压强为p1。经过一段时间后冰完全熔化(不考虑水的蒸发),此时杯内水面到杯底的距离为h2,水对杯底的压强为p2。则下列判断正确的是( )
A.h1<h2,p1<p2 B.h1>h2,p1>p2
C.h1<h2,p1>p2 D.h1=h2,p1=p2
11.(24-25八下·北京通州·期末)取一细一粗两只长度相等的吸管,将较细的吸管一端密封,加入铁屑后制成了密度计A,用同样的方式将较粗的吸管制成了密度计B,通过调节加入铁屑的质量,使B与A质量相等,如图甲所示。将A和B依次放入一系列密度已知的液体中,每次当密度计在液体中处于竖直漂浮状态时,在吸管上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值,并测量吸管浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出图像,如图乙中图线①和②所示。下列说法正确的是( )
A.图线①是密度计A的图像
B.密度计B上,越靠近上端的位置其刻度线对应的液体密度值越大
C.密度计A、B均在密度为的液体中漂浮时,A受到的浮力比B受到的浮力小
D.若使密度计A、B在密度为的液体中漂浮时,密度计底部到液面处的距离相等,可向密度计B中再加入适量的铁屑
12.(24-25八下·北京市大兴区·期末)完全相同的两个圆筒内分别装有甲、乙两种液体,两支完全相同的密度计分别漂浮在甲、乙两种液体中,静止时两筒内的液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体中密度计受到的浮力比乙中的小
B.甲液体中密度计受到的浮力比乙中的大
C.甲液体对圆筒底部的压强比乙液体对圆筒底部的压强小
D.甲液体对圆筒底部的压强比乙液体对圆筒底部的压强大
13.(24-25八下·北京顺义·期末)如图所示,把一个香瓜和一个李子放入水中,静止后,香瓜漂浮在水面上,李子沉到水槽底部。下列判断正确的是( )
A.香瓜漂浮在水面上,它受到的浮力大于它受到的重力
B.李子在水槽底静止,它受到的浮力等于它受到的重力
C.由香瓜漂浮、李子沉底,可以判断出香瓜比李子质量小
D.若已知香瓜和李子静止时浸入水中体积的大小关系,则可以判断出它们所受浮力的大小关系
14.(24-25八下·北京昌平·期末)如图所示,一个载重气球在空中受到1000N向上的浮力时匀速竖直上升,若在所载重物中再加一个重为100N的物体,这个气球就匀速竖直下降,设气球在上升和下降时受到的浮力和阻力的大小都不变。下列判断正确的是( )
A.气球匀速上升时受到的合力比下降时受到的合力大
B.气球匀速上升时受到的浮力与气球受到的重力大小相等
C.气球匀速上升时受到的重力是900N
D.气球匀速下降时受到的阻力是50N
15.(24-25八下·北京丰台·期末)如图所示,小明将粗细均匀的轻质吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂,并在吸管上标上刻度线及相应的密度值,制成了简易密度计。关于该密度计,下列说法正确的是( )
A.密度计上相邻刻度线之间的距离是相等的
B.密度计越靠下的刻度线对应的密度值越小
C.若增加吸管内铁砂的质量,密度计上刻度线对应的密度值变大
D.若增大吸管的横截面积,可使密度计上相邻两条刻度线之间的距离变大
16.(24-25八下·北京昌平·期末)如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,容器内分别盛有等质量的水。若将一个长方体木块放入水中,木块静止时漂浮,如图甲所示,此时甲容器对桌面的压力为F1;用细线将木块与容器底部相连,使木块全部浸没在水中,如图乙所示,此时乙容器对桌面的压力为F2;用细针将木块压入水中使其全部浸没,如图丙所示,此时丙容器对桌面的压力为F3;用细线系住一个与木块同体积的铁块放入水中,使其全部浸没,如图丁所示,此时丁容器对桌面的压力为F4。(细线和细针的质量、体积均不计)下列判断正确的是( )
A.F1<F2=F3=F4
B.F1<F2=F3<F4
C.F1=F2<F3=F4
D.F1>F2=F3>F4
17.(24-25八下·北京二中·期末)如图所示,溢水杯盛满水放于水平桌面,弹簧测力计下悬挂一个实心铁块,铁块静止时,弹簧测力计的示数为;将铁块浸没在水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为。下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力
B.小烧杯中水的重力
C.水对溢水杯底部的压强
D.溢水杯对桌面的压力
18.(24-25八下·北京房山·期末)如图所示是核潜艇训练时的情景。假设海水密度不变,关于该核潜艇,下列说法正确的是( )
A.靠改变排开海水的体积来实现上浮与下潜
B.在海面上漂浮时,排开的海水的重力等于自身的重力
C.在上浮过程中,所受的浮力逐渐变大
D.在下潜过程中,海水对核潜艇底部的压强不变
19.(24-25八下·北京石景山·期末)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里。当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g。(已知:,,g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.不放被测物体时,浮力秤受到的浮力为1.7N
B.浮力秤上2cm刻度线对应的质量值可标定为1g
C.增大浮力秤下方悬挂石块的质量,该浮力秤的分度值不变
D.在水中标记好对应的质量值后,将浮力秤放入酒精中使用,测得的质量值偏大
20.(24-25八下·北京海淀·期末)如图甲、乙、丙为小刚在研究浮力时所做的实验,长方体铁块静止时,弹簧测力计的示数分别为、、,且,下列说法正确的是( )
A.乙图中手对铁块底部的支持力大小等于丙图中水对铁块底部向上的压力大小
B.丙图中铁块所受的浮力大小等于
C.丙图中铁块排开的水所受的重力大小等于乙图中手对铁块的支持力大小
D.乙图中铁块对手掌的压强与丙图中铁块下表面受到水的压强一定相等
21.(24-25八下·北京朝阳·期末)如图所示,小阳用废弃的塑料笔芯制作了一个简易密度计,笔尾的横截面积为0.2cm²。使它漂浮在密度为1.0g/cm3的水中,液面位于笔芯的M位置,M到笔尾的距离为2.5cm。使它漂浮在密度为1.2g/cm3的盐水中,液面位于笔芯的N位置,N到笔尾的距离为4cm。图中M、N的位置未标出。关于这个简易密度计,下列说法正确的是( )
A.其质量为1g
B.其总体积为2.3cm3
C.若在笔头处缠绕适量的金属丝,则可以提高该密度计的精度
D.距离笔尾1cm的位置,对应的液体密度值为0.8g/cm3
22.(24-25八下·北京东城·期末)在实践活动中,小红将粗细均匀的吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂,制成了简易密度计。如图甲所示,将其置于水中,静止时在吸管上标出水面的位置为标记1;取出吸管,量出标记1至吸管下端的距离为H。如图乙所示,再将简易密度计置于未知液体中,静止时在吸管上标出液面的位置为标记2;取出吸管,量出标记2至吸管下端的距离为h。已知水的密度。则下列说法正确的是( )
A.密度计排开水的质量与排开未知液体的质量相等
B.密度计在水与未知液体中受到的浮力不相等
C.未知液体的密度大于水的密度
D.未知液体密度的表达式为
23.(24-25八下·北京怀柔·期末)盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙挑选种子的方法,选种时需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,沉入盐水底部的是良种,漂浮在盐水表面上的是次种,如图所示。下列有关盐水选种过程说法正确的是( )
A.良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.若良种和次种的体积相同,则良种受到的浮力较大
C.若要选出更饱满的良种,则需要往盐水中再加入更多的盐
D.盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度
24.(24-25八下·北京通州·期末)水平桌面上放着一个盛有水的圆柱形容器,将密度为ρ物、重力为G的物块从水面处释放,物块在缓慢地下落过程中,经过①、②位置,最终静止在容器底部的③位置,如图所示。物块在①位置时所受浮力为F1,在②位置时所受浮力为F2;物块在③位置静止时,所受浮力为F3,受到容器底部对它的支持力为N,容器底所受物块的压力为F4。下列选项中正确的是( )
A.ρ物>ρ水
B.F1<F2,F1=G
C.F2=G,且F2与G是一对平衡力
D.F3+N=G,且N与F4是一对相互作用力
25.(24-25八下·北京西城·期末)关于如图所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.甲实验:将自制气压计从1层楼拿到10层楼,玻璃管内的水柱会上升
B.乙实验:通过橡皮管向自制潜水艇模型中不断吹气,潜水艇模型会下沉
C.丙实验:把四面装橡皮膜的正方体浸没在水中,下表面受水的压力最大
D.丁实验:将玻璃管竖直放置变成倾斜放置,玻璃管内水银柱的长度不变
26.(24-25八下·北京丰台·期末)如图所示是一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球(包括标牌)质量不同,但体积相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,其标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。该温度计的测温范围是,若挂有22℃温度标牌的彩球质量为,挂有24℃温度标牌的彩球质量为。请你利用所学知识分析并判断与的大小关系。(可画受力示意图辅助说明)
27.(24-25八下·北京二中·期末)如图所示,小东清洗芒果时,将两个大小不同的芒果甲、乙(甲的体积更大,芒果的密度相同)沉入水底,容器底对甲、乙两个芒果的支持力分别F甲和F乙,他想知道F甲和F乙的大小关系,请你帮助他判断F甲和F乙的大小关系并说明理由。
28.(24-25八下·北京延庆·期末)小延将桔子和芒果放入水中,当它们都静止时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。请分析并判断桔子的重力与芒果的重力的大小关系。
29.(24-25八下·北京石景山·期末)两个完全相同的烧杯中分别装有适量的水和浓盐水,为了鉴别哪个烧杯中盛的是浓盐水,小石利用塑料吸管和防水橡皮泥自制了一个鉴别装置。将此装置分别放入两个烧杯中静止,现象如图所示,他得出甲图烧杯中盛的是水,你同意他的观点吗?写出你的观点和主要的推理过程。(已知)
30.(24-25八下·北京海淀·期末)小明将粗细均匀的吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂,并在吸管上标上刻度线及相应的密度值,制成了两支形状完全相同的简易密度计甲和乙,质量分别为和。如图所示,将两支密度计放入圆柱形容器内的水中,静止时甲密度计露出水面的体积更大,两密度计排开水的体积之差为;若将容器内的水换成另一种密度为的液体(),两支密度计漂浮在液体中静止时,两密度计排开液体的体积之差为。请分析说明与的大小关系。
31.(24-25八下·北京东城·期末)如图所示,小东将电子秤归零后置于水平桌面,把装满水的溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数为。随后他将一小球(不溶于水且不吸水)缓慢放入溢水杯中,待小球静止且溢水杯不再溢水时,电子秤的示数为。请结合小球在水中的状态,分析与可能的大小关系,并说明原因。(写出一种可能性即可)
32.(24-25八下·北京房山·期末)小华制作了A、B两支形状相同的密度计,它们的重力分别为、。将它们放入水中静止时的情景,如图所示。请你判断、的大小关系,并写出判断依据。
地 城
考点04
密度、压强、浮力综合计算
1.(24-25八下·北京怀柔·期末)测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利,而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计,体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成简易密度计(未标刻度),该密度计放在水和煤油中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L表示(如图所示),已知煤油的密度为0.8g/cm3,水的密度为1.0g/cm3。为了给简易密度计标刻度,小慧将该密度计放入煤油中,密度计静止时L为10cm,她在密度计上距顶端10cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3;小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为12cm,她在密度计上距顶端12cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3。利用上述数据,可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为( )
A.6.4cm B.12.6cm
C.13.6cm D.10.4cm
2.(24-25八下·北京市大兴区·期末)在弹簧测力计下用细线悬挂一个圆柱形铝块,把铝块浸没在水中使铝块保持静止状态,铝块的上下表面跟水面平行,如图所示。已知铝块的质量为108g,体积为40cm3,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.测力计的示数为1.1N B.铝块受到的浮力为0.4N
C.细线对铝块的拉力为0.4N D.铝块下表面受到水的压力为0.4N
3.(24-25八下·北京西城·期末)在底面积为20cm2的圆柱形容器中装适量的水,用细线悬挂物体A,当它有一半体积浸入水中静止时,电子秤的示数为70g,如图甲所示。当把细线剪断,物体A全部浸入水中且沉于容器底部时,电子秤的示数为150g,如图乙所示。若前、后两次容器内水未溢出,且液面上升了2cm。g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.物体A的密度小于水的密度
B.前、后两次容器底部所受水的压强增加了20Pa
C.物体A全部放入水中时,所受水的浮力为1.2N
D.物体A沉在容器底部时,它对容器底的压力为0.4N
4.(24-25八下·北京丰台·期末)如图所示,一个盛有水的薄壁柱形容器静止在水平桌面上,其中水深6cm,容器重9N,高20cm,底面积为300cm²,将一个质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中,已知铝的密度为2.7×10³kg/m³,水的密度为1.0×10³kg/m³,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.放入铝块前,容器对水平桌面的压力为9N
B.放入铝块前,水对容器底部的压强为2000Pa
C.放入铝块后,铝块对容器底部的压强为1700Pa
D.放入铝块后,水对容器底部的压力为27N
5.(24-25八下·北京西城·期末)建设桥梁的过程中,要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。下列判断正确的是( )
A.乙图②是构件所受浮力F1随h的变化图像
B.构件所受的最大浮力为6.4×105N
C.构件所受的重力为2.4×105N
D.构件的密度为3×103kg/m3
6.(24-25八下·北京怀柔·期末)我国的智能船舶“明远”号矿砂船最大装载质量为40万吨,这么大的货船通过国际港口时,工作人员通常是通过读取货船没入海水中的深度来测量装载质量。物理小组根据这个原理,利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图所示,玻璃杯底面积为80cm2,质量为200g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯浸入水中的深度为5.5cm。水=1.0×103kg/m³,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.玻璃杯底所受水的压强为550Pa
B.玻璃杯底所受水的压力为4.4N
C.铁块的质量为480g
D.铁块的质量为240g
7.(24-25八下·北京二中·期末)学校综合实践活动小组利用弹簧测力计(测量范围0~5N,分度值0.2N)、合金块、细线、笔、纸等,将弹簧测力计改装成可以测量液体密度的工具。他们的部分改装过程如下:先将重力为G=4N的实心合金块浸没在水中,静止时如图甲所示,读出并记录弹簧测力计的示数F1=3N;再将擦干后的合金块浸没在煤油中,静止时如图乙所示,读出并记录弹簧测力计的示数F2。计算出煤油密度后在弹簧测力计上F1和F2相应的刻度线处分别标上水和煤油的密度值。(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)合金块浸没在水中受到的浮力F浮;
(2)合金块的体积V;
(3)煤油的密度ρ油;
(4)活动小组的同学发现改装后的弹簧测力计上标注的密度值ρ水和ρ油两条刻度线之间的距离Δh太小,若想增大Δh,仍利用原来提供的弹簧测力计,你能对装置进行的改进是______________________。
8.(24-25八下·北京通州·期末)某高校科技小组研制了如图所示的水下勘察机器人,机器人可以通过两种方式控制浮沉,第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为;第二种是利用推进器提供竖直向上的推力,可以在0~50N之间调节。该机器人水舱未充水时的质量为10kg,机器人的总体积为,,g取10N/kg。
(1)求40m深处水的压强;
(2)当机器人在水舱充满水的情况下在水中悬停,求此时的大小;
(3)某公司在运输过程中不慎将一个质量为10kg,体积为的材料样品遗落水中(样品不吸水,且未与水底密合),该公司委托该小组寻找,并打捞。不考虑样品和机器人在水中运动时水的阻力,请你通过计算说明该机器人若发现材料样品,能否带着材料样品上浮。
9.(24-25八下·北京朝阳·期末)我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(图甲所示)创造了浮空艇大气科学观测海拔高度超过9000m的世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇在工作时的总体积可达9×103m3,总质量可达2.6×103kg,通过系留缆绳与质量达9×104kg的锚泊车相连,实现驻空观测。该浮空艇在某次大气科学观测工作中,驻留在海拔7000m的高空,示意图如图乙所示,大气密度ρ气与海拔高度H的关系如图丙所示,不计系留缆绳的质量及大气流动对浮空艇的影响,g取10N/kg。求此时:
(1)浮空艇受到的浮力。
(2)锚泊车对水平地面的压力。
地 城
考点05
探究浮力大小与哪些因素有关
1.(24-25八下·北京朝阳·期末)小阳观察到铁块在水中下沉,木块在水中漂浮,于是猜想物体所受浮力的大小与物体的密度可能有关。为了验证猜想,他用满足实验要求的弹簧测力计、体积相同的铁块和木块、盛有适量水的大烧杯、细线等器材进行实验。他的主要实验步骤如下:
①用细线把铁块悬挂在弹簧测力计挂钩上,静止时,读出并记录弹簧测力计的示数。
②将铁块浸没在水中,且不接触烧杯,静止时读出并记录弹簧测力计的示数。
③用细线把木块悬挂在弹簧测力计挂钩上,静止时,读出并记录弹簧测力计的示数。
④根据,计算并记录铁块受到的浮力;根据漂浮时,记录木块漂浮时受到的浮力。
实验数据如下表所示:
7.9
0.6
2.4
0.2
2.1
0.3
0.2
(1)由小阳的实验数据可以得出∶物体所受浮力的大小与物体的密度_______。
(2)请指出小阳在实验过程中出现的错误:_______。
(3)针对小阳的错误,请你只用提供的器材进行改正,写出具体的实验步骤。
2.(24-25八下·北京丰台·期末)小明在探究浮力大小的影响因素时,联想到人在水中越往深处走就觉得所受的浮力越大,于是猜想:物体浸没前,其所受的浮力大小与物体浸入水中的深度有关。为了检验猜想是否正确,实验桌上的器材有长方体金属块(如图所示,ab、cd为长方体中线标记线,ρ金属块>ρ水)、满足实验要求的弹簧测力计、刻度尺、细线和装有适量水的烧杯。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你补充完整:
①将长方体金属块悬挂在弹簧测力计下,用调好的弹簧测力计测量出长方体金属块所受的重力G。
②将长方体金属块竖放浸入水中,静止时使水面与标记线ab重合,用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h,读出此时弹簧测力计的示数F。
③______,用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h,读出此时弹簧测力计的示数F。
④根据F浮=______,计算出长方体金属块浸入水中不同深度时受到的浮力大小。
(2)画出实验数据记录表格。
3.(24-25八下·北京顺义·期末)实验桌上有弹簧测力计、大烧杯、水、密度为的浓盐水、细线、金属块。现利用这些器材探究“浸没在液体里的物体受到的浮力大小与液体密度是否有关”;
(1)请将实验步骤补充完整:
①测出金属块重力,并记录数据;
②将金属块浸没在水中,不与烧杯接触,用弹簧测力计测出拉力,并记录数据;
③___________;
④根据____,计算金属块受到的浮力,并记录数据。
(2)画出实验数据记录表。
(3)分析论证:金属块在水和浓盐水中受到的浮力不相等,由此得出结论,浸没在液体里的物体受到的浮力大小与液体密度____(选填“有关”或“无关”)。
4.(24-25八下·北京十二中·期中)在实验桌上提供了以下实验器材:如图所示的两个密度、底面积已知且体积相同的实心圆柱体A和B,圆柱体上每格长度均为2cm,已调零的弹簧测力计1个,装有适量水的烧杯1个,装有适量酒精的烧杯1个,细线若干。已知圆柱体A、B、水和酒精的密度分别为、、和,且。小明选用其中部分实验器材,设计实验验证“物体所受浮力的大小与物体的密度无关”。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A、B的密度记录在表格中;
②用弹簧测力计分别测量圆柱体A、B受到的重力G,并将G的数据记录在表格中;
③将挂在弹簧测力计下的圆柱体A浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯,静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中;
④______静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中;
⑤利用公式F浮=______,分别计算出圆柱体A、B受到的浮力,并将的数据记录在表格中;
(2)请画出实验数据记录表格。______
5.(24-25八下·北京怀柔·期末)小明在大海里游泳时,发现身体比在淡水里游泳更轻,他猜想自身所受浮力可能与液体密度有关。他用水、烧杯、鸡蛋、食盐、玻璃棒等器材设计了一个实验。他把鸡蛋放入装有适量水的烧杯中,鸡蛋浸没在水中并下沉至水底,这说明鸡蛋所受的浮力_________自身重力(选填“大于”或“小于”),然后慢慢向水中加食盐并均匀搅拌,发现鸡蛋能够悬浮在水中。通过这个实验得到的结论是:浸没在液体中的物体,_________不变时,_________变大,物体所受的浮力也变大。由此证明他的猜想是正确的。
6.(24-25八下·北京海淀·期末)实验台上有满足实验要求的器材:弹簧测力计、装有适量水的大烧杯和实心圆柱体A(已知,每格体积为),如图所示。小明利用上述器材探究:浸在水中的物体所受浮力的大小与物体排开水的体积是否有关。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出圆柱体A所受的重力,将的数据记录在表格中;
②将圆柱体A下部的一格浸入水中,圆柱体不接触大烧杯,静止时,将弹簧测力计的示数和圆柱体排开水的体积记录在表格中;
③________,静止时,将弹簧测力计的示数和圆柱体排开水的体积记录在表格中;
④利用________计算出圆柱体A所受的浮力,将数据记录在表格中;
(2)画出实验数据记录表格________。
7.(24-25八下·北京通州·期末)某实验小组利用如图所示装置(物块是重力为3N的长方体)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系。
(1)该小组按照图中所示的顺序进行实验,测力计的示数如图所示。由甲、乙、丙中的数据可知:在同种液体中,__________,浮力越大;
(2)交流评估时,小京根据甲、乙中的数据提出了不同的观点,他认为:浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你赞同小京的观点吗?______,请说明理由:______。
8.(24-25八下·北京二中·期末)小聪发现体积大的木块漂浮在水面,体积小的石块沉入水底,于是他认为“浸在水中的物体所受浮力的大小跟物体的体积有关”。他的好朋友小明设计了如下实验证明小聪的观点是错误的。小明利用符合实验要求的弹簧测力计、如图所示的两个铝质实心圆柱体A、B(圆柱体上每一格体积均为20cm3)、烧杯和水等器材进行实验。
(1)以下是小明的部分实验步骤,请帮他补充完整:
①将圆柱体A、B分别悬挂在弹簧测力计下,测出圆柱体A、B受到的重力G,记录圆柱体A、B的体积V物和重力G;
②在烧杯中装入适量的水,将A浸没在水中,且不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数F;
③_________________,且不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数F;
④根据公式_______________计算出圆柱体A、B受到的浮力F浮。并记录;
(2)画出实验数据记录表;
(3)由于物体的体积变化时,圆柱体A受到的浮力____________________圆柱体B受到的浮力(选填“等于”或“不等于”),就可以证明这种观点是错误的。
9.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)在探究浮力大小与哪些因素有关时,小明猜想浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积和物体在液体中的深度有关。他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水、酒精和多个形状相同、体积不同(数值已知)的实心铁块等器材进行实验。
(1)在探究浮力大小与液体的密度是否有关时,有以下主要实验步骤,请补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出某铁块所受重力,并记录数据;
②把该铁块分别浸没在酒精和水中的同一深度处,铁块静止时,均未接触容器的底和壁。用弹簧测力计测出拉力,并记录数据;根据公式__________,计算该铁块在两种不同液体中受到的浮力大小,并记录数据。
③若该铁块在两种不同液体中受到的浮力大小____________(选填“相等”或“不相等”),则可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(2)在探究浮力大小与物体在液体中的深度是否有关时,小明先测出某铁块的重力,再将该铁块浸入水中不同深度,如图所示,分别测出铁块受到的拉力大小,计算出铁块受到的浮力大小,并进行比较。该实验存在的问题是:____________。
10.(24-25八下·北京东城·期末)小强为了证明“浸在水中的物体所受浮力大小与物体的密度有关”的观点是错误的,他选用如图所示的形状相同的铜圆柱体A和铝圆柱体B、水、烧杯、弹簧测力计等器材进行实验。
(1)以下是小强的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A和圆柱体B分别悬挂在弹簧测力计下,测量它们所受的重力G,并记录;
②将圆柱体A下部的一格体积浸入水中,_________,静止时,记录弹簧测力计的示数F;
③_________,仿照步骤②进行实验;
④利用公式F浮=_________计算圆柱体A和B所受的浮力F浮,并记录;
(2)根据圆柱体A和圆柱体B所受浮力F浮_________(选填“相等”或“不相等”),就可以证明这种观点是错误的;
(3)请画出实验数据记录表格。_____
11.(24-25八下·北京昌平·期末)小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1) 以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录;
②在烧杯中装入适量的水,___________,静止时记录弹簧测力计的示数F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录;
③___________,静止时记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录;
④用公式___________计算金属块所受浮力、并记录。
(2) 由水的深度变化时,___________(选填“=”或“≠”),就可以证明这种观点是错误的。
12.(24-25八下·北京延庆·期末)小明为了证明浸没在水中的物体所受的浮力大小与它浸没在水中的深度无关,利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录;
②在烧杯中装入适量的水,___________,用刻度尺测量金属块在水中的深度h,读取弹簧测力计的示数F,并将h、F记录;
③___________,用刻度尺测量金属块在水中的深度h,读取弹簧测力计的示数F,并将h、F记录;
④用公式___________计算每次金属块所受浮力F浮并记录;
(2)请帮他设计实验记录表格。( )
地 城
考点06
探究浮力的大小与排开液体所受的重力的关系
1.(24-25八下·北京西城·期末)小丽做验证阿基米德原理的实验,其操作过程及实验中弹簧测力计的示数如图所示。
(1)根据小丽的实验,可以得出图丙中物块所受的浮力F浮=_________。
(2)若乙图中溢水杯内的水未装满,则测量的物体排开液体的重力偏_________。
(3)通过多次实验,若得到关系式_________,则验证阿基米德原理正确。
地 城
考点07
浮力法测密度
1.(24-25八下·北京石景山·期末)小石的妈妈购买了一只和田玉手镯。小石决定利用家中的器材(电子秤、大玻璃杯、细线和水)验证其密度是否符合和田玉特性(和田玉密度范围:2.95~3.17g/cm3)。主要实验步骤如下:
①将电子秤调零并置于水平桌面,测量手镯的质量,记录数据;
②向玻璃杯中倒入适量的水,用电子秤测量玻璃杯与水的总质量,记录数据;
③保持玻璃杯与电子秤位置不变,用细线系住手镯,缓慢将手镯_________(水不会溢出),待电子秤示数稳定后记录,记录数据;
④利用测量数据及水的密度,写出该手镯的密度表达式:________。(用、、和表示)
2.(24-25八下·北京西城·期末)小军设计制作了一个微型密度计来测量小瓶酒精的密度,为使密度计能在酒精中竖直漂浮,他在标度杆下缠了适量的铜丝作为配重(铜丝的体积忽略不计),又在标度杆上固定了一个轻质泡沫塑料球作为浮子。当密度计分别在密度为ρA和ρB的酒精中漂浮时,液面分别位于标度杆的A和B两位置,若ρA<ρB,则A、B两位置________在上方。如图所示,当密度计在密度为ρ的酒精中漂浮时,标度杆浸入酒精的长度为h,若该密度计总质量为m计,标度杆横截面积为S,浮子直径为D,则轻质浮子的体积V为________。
3.(24-25八下·北京北师大实验中学·期末)小明同学需要初步检查一批100mL的小瓶消毒酒精密度是否合格。于是他自制一个微型密度计来测量这些消毒酒精的密度,如图所示。现小明估算密度计的质量。对于100mL的小瓶消毒酒精来说,用微型密度计测量时排开1mL的酒精比较合适,这样不会导致酒精溢出。若酒精的密度为0.86g/cm³,则密度计的质量约为______g,若要提高微型密度计的精度,需要选用直径______(选填“粗”或“细”)一些的塑料杆作为密度计。
4.(24-25八下·北京海淀·期末)小海在清洗西瓜时,发现西瓜总是漂浮在水面上。小海想利用家中的电子秤、水桶(水桶的最小内径大于西瓜的直径)、筷子和水来测量西瓜的密度。他设计了如下的实验方案,请你将小海的实验步骤补充完整。
(1)将已调零的电子秤放在水平桌面上,测量一个西瓜的质量并记为;
(2)将适量的水倒入桶中,用电子秤测量水和桶的总质量并记为;
(3)装水的桶仍放在电子秤上,________,读出电子秤的示数并记为;
(4)该西瓜的密度表达式________。(用、、和表示)
5.(24-25八下·北京二中·期末)小东和爸爸去玉石店给妈妈买母亲节礼物时学到了一种测量玉石密度的静水称重法,它是一种基于阿基米德原理的密度测量方法,主要用于测定不规则固体的密度。小东利用家里的电子秤、大塑料杯、细线和水也利用静水称重法测量了妈妈的和田玉手镯的密度。他的操作过程如下:
(1)用电子秤测量手镯的质量为;
(2)准备一个大塑料杯,装有适量的水,将塑料杯放在电子秤上,待示数稳定后,读出电子秤的示数为;
(3)用细线拴住手镯,____________,水始终未溢出,待示数稳定后,读出电子秤的示数为;
(4)小东测出手镯的密度__________(用、、、表示)
6.(24-25八下·北京房山·期末)小华使用电子秤、薄壁空水杯等实验器材测量某金属块的密度,实验步骤如下:
①将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再按电子秤的清零键,使其示数为零,即电子秤不显示空水杯的质量。
②空水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为。
③用细线系好金属块,使其浸没在水中(不触碰水杯),如图丙所示,电子秤示数为。
④使金属块沉入水底并松开手,如图丁所示,电子秤示数为。
(1)实验中测出,,,水的密度为,取,则金属块浸没在水中受到的浮力______。
(2)金属块的密度______。
试卷第1页,共3页
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