期末专题复习 浮力 2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-06-12
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第十章 浮力 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.82 MB |
| 发布时间 | 2026-06-12 |
| 更新时间 | 2026-06-12 |
| 作者 | 物理李志强老师 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58322479.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“基础-能力-热点-新题型”分层设计,系统覆盖浮力产生条件、阿基米德原理、浮沉条件等核心知识点,通过情境化试题培养物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|夯实基础|6题|基础概念辨析题|浮力产生条件→阿基米德原理→浮沉条件|
|提升能力|6题|原理综合应用题|密度/压强/浮力综合→实验探究(控制变量法)|
|中考热点|4题|高频综合题|阿基米德原理与压强综合→实际应用建模(密度计)|
|近年新题型|2题|新情境应用题|跨学科情境(曹冲称象)→浮沉原理应用(半潜船)|
内容正文:
2025-2026学年人教版物理八年级下学期期末复习 浮力 专题复习
日期: 年__月__日 完成时长: 分钟 家长签字:____
~夯实基础(必做)~
1.下列物体不受水的浮力作用的是( )
A.图甲:湖面上漂浮的大雁 B.图乙:深入淤泥层的桥墩
C.图丙:水中游来游去的鱼 D.图丁:水底漂亮的鹅卵石
2.在“防溺水安全系列教育”活动中,专家指导:若不小心落水,应保持冷静,将手臂浸在水中,头后仰,而不要将手臂高举出水面。从物理学的角度分析,将手臂浸在水中比举出水面的好处是( )
A.浸入水的深度增大,受到的浮力增大 B.排开水的体积减小,受到的浮力增大
C.排开水的体积增大,受到的浮力增大 D.减小了自身的重力,受到的浮力增大
3.把一个实心小蜡块轻轻放入盛满水的溢水杯中,溢出水的质量是9.6g;若把该蜡块再轻轻放入盛满盐水的溢水杯中,则溢出盐水的质量是(已知,)( )
A.6.9g B.9.6g C.10.8g D.12.0g
4.在我国举行的大型的海上阅兵活动中,研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过_______(选填“改变自身重力”或“改变排水体积”)来实现上浮的。某一综合补给舰的满载排水量约为4万吨,在水中受最大浮力约为_______N。(g取)
5. 襄襄把重力为1.5N的物体静止悬挂在水中。弹簧测力计的示数如图甲所示,物体所受浮力的大小为______N;阳阳把一个圆柱体竖直悬挂在水中如图乙所示,此木块上表面受到水的压力为12N,下表面受到水的压力为18N,则木块受到浮力大小为______N。
6.如图所示,当向两端开口的矿泉水瓶内注水时,乒乓球________(选填“会”或“不会”)浮起来,因为球的________表面(选填“上”或“下”)没有受到液体的压力。
~提升能力(选做)~
7.海水的温度及所含盐分变化时,会导致海水密度发生突变,在海水中形成一个类似“断崖”的突变水层,当有潜艇经过此水域时会发生“掉深”(急剧下降的过程)事故,如图所示,当在低密度水层发生“掉深”时,下列说法正确的是( )
A.潜艇“掉深”前后所受浮力变小
B.潜艇所受液体压强不变
C.潜艇所受重力小于浮力
D.潜艇需快速向外排水进行自救
8.在探究液体压强与容器形状关系的过程中,同学们建立了以下模型。甲、乙、丙三个容器的底面积相同而形状不同,容器中分别装有且深度相同的三种液体,将完全相同的密闭小瓶按如图方式放入液体中,均能漂浮。则放入小瓶后,下列判断正确的是( )
A.各容器内液面上升高度
B.各容器内液面上升高度
C.各容器底部受液体压力变化量
D.各容器底部受液体压力变化量
9.一个重3N、底面积为、足够高的柱形容器,装有深15 cm的液体,现把质量为540g、高15 cm、底面积为的圆柱体m放入其中,处于漂浮状态,圆柱体m浸入液体中的深度为,如图所示,则圆柱体m受到的浮力为________N;用外力将圆柱体m压入液体中刚好浸没,则此时容器底受到液体的压强为________Pa。
10.甲、乙、丙三个实心小球的质量和体积关系如图所示。其中甲球的密度ρ甲=______g/cm3,惯性最小的小球是______球(选填“甲”、“乙”或“丙”);用手将三个小球完全压到水面以下释放,会上浮的小球有______球(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
11.如图甲所示,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙所示。则铝块浸没时所受的浮力为___________N。
12. 根据生活经验,人慢慢将易拉罐压入水中时,会感到越来越费劲。有同学猜想:物体所受的浮力大小可能与物体浸入液体中的深度有关。于是物理小组同学设计实验探究这个猜想是否正确。
(1)实验前要观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值。调零时,弹簧测力计应在______(选填“竖直”或“水平”)方向调零;
(2)物体浸没前的过程中(甲图由A到C),测力计示数逐渐变小,说明浮力逐渐变______;接下来他们继续实验,当物体浸没在水中后,增大物体浸没在水中的深度(甲图由C到E),发现测力计的示数始终______,此时物体受到的浮力______,因此,该同学的猜想不具有普遍性;
(3)在图乙中画出物块所受浮力随变化的图像______;
(4)生活中,慢慢将易拉罐压入水中时,易拉罐浸没之前,感到越来越费劲的原因正确的解释是:______;
(5)若把此物块捏成高6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的随h变化的图像______(选填“相同”或“不同”)。
~中考热点(必做)~
13. 如图所示,台秤上有一个装有一定量水的容器,台秤的示数为1.2 kg,珂珂同学用细绳吊一个体积为、重为2 N的小石块浸没在容器内的水中,石块没有触到容器底、壁,水没有溢出,台秤的示数为________kg;若将细绳剪断,石块下沉到容器底后,台秤示数为_______kg。(水的密度,g取)
14. 物理课上看完“奋斗者”号深潜器的故事后,小深同学想利用压强计探究液体内部压强的特点,进行了如下的操作。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是___________(填序号);
①将U形管右侧高出部分的液体倒出②向U形管内添加适量水③取下橡皮管,重新进行安装
(2)通过比较___________两图可知,液体压强与液体密度有关,同时得到液体压强随深度变化的关系图像如图己所示,则图线___________对应的是在盐水中的情况;
(3)通过比较图乙和丙可知,当液体密度相同时,___________越大,液体的压强越大;同组的小圳认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小,为研究此问题,小深再次实验,保持橡皮膜盒的位置不变,往图乙的容器内加水,当水面到容器底的距离至少为___________时,与图丙比较,可说明小圳的观点是错误的;
(4)通过比较图丁和戊可知,液体的压强与容器的___________无关;
(5)如图所示,小深增加一个相同的压强计继续实验,将两个压强计按下图方式组装,往A、B两个U形管中分别注入染色的酒精和水。将探头重新放入盐水中某位置,U形管A和B两侧液面高度差分别为和,则酒精的密度___________(请用题中、和表示)。保持探头位置不变,向盐水中注入适量清水,则左边U形管的高度差将___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
15.如图甲所示,为了打捞铁牛,有个名叫怀丙的和尚让人们用两艘大船装满泥沙,用铁索将铁牛拴到大船上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,铁牛在河底淤泥中便被拉出来了。小鲁将打捞铁牛的过程简化如图乙所示,已知容器的底面积为,将一密度为、高为、底面积为的浮筒(包括、、三部分)浸在水中,此时容器中水深,浮筒的浸入深度为其总高度的,间用长的细线连接,间细线刚好被拉直但无拉力,细线不可伸长,物块的重力为,底面积为。求:(取,)
(1)浮筒受到的浮力大小;
(2)物块此时受到的浮力;
(3)物块此时对容器底部的压强。
16.常用密度计检测消毒酒精是否合格,但由于其体积较大难以放入小瓶酒精中测量。为此科创小组制作一个微型密度计,实现对一批酒精消毒液产品(密度范围为)便捷检测,判断是否合格。已知合格消毒酒的密度范围为。
【设计原理】
(1)原理分析:如图甲所示,微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成。其中,配重可使密度计_________漂浮于液面,使浮力大小等于重力大小。当消毒酒精液体密度越大,标度杆露出液面的长度越_________。
(2)结构设计:为避免小瓶酒精溢出,密度计排开酒精体积应控制在以内,因此,密度计的总质量应控制在_________g以内。如图乙所示,检测时液面位于A、B之间的酒精都是合格的。为了提高检测精度,所选的标度杆的横截面积要_________(选填“大”或“小”)。
【制作测试】
(3)制作:用实心塑料杆、泡沫塑料球和铜丝,做成了一个微型密度计。用电子秤测得密度计整体质量为,则水面下方的密度计体积为_________。
把微型密度计前后放入密度为和的标准消毒酒精中,依据液面的位置标记出两个合格记号。把两个记号之间的区域涂成红色,如图丙所示。
(4)测试:用该密度计测量某瓶酒精时,液面位于红色合格刻度上方,如图丁所示,说明该瓶酒精消毒液密度偏_________。
(5)误差分析:若在使用中发现泡沫球吸水,忽略泡沫吸水导致的体积膨胀,则酒精消毒产品中,密度区间为_________容易被误判为不合格。
A.
B.
C.
【展示交流】
(6)用途拓展:科创小组希望在该密度计上标定更多刻度,达到测量多种液体密度的目的。
通过测量计算得到实心塑料杆子的横截面积为,塑料球上方的标度杆长度为。
则该密度计可测量的液体密度范围为_________。
~近年新题型(选做)~
17.“曹冲称象”是家喻户晓的典故,兴趣小组受此启发,找来一个上端开口的空透明圆筒,底部用细线系一块质量适当的铁块,然后将其静止放置在水中,如图甲所示,此时圆筒浸入水中的深度为 5cm,水面与圆筒 A 点相平。利用此装置标上刻度后放入水中,可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后,如图乙所示, 圆筒浸入水中的深度为 10cm,水面与圆筒 B点相平。已知圆筒底面积为 10cm2,圆筒和铁块总重为0.6N,装置始终处于漂浮状态,圆筒始终竖直。则:
(1)甲图中圆筒和铁块受到的总浮力是_________ N, 它们浸入水中的总体积是_________ m3,铁块所受到的浮力为_________ N;
(2)乙图中圆筒底部受到水的压强是_________ Pa,受到水的压力为_________ N;
(3)为方便测量,圆筒A点应标上_________ kg 刻度线;
(4)利用此装置测量时,圆筒 B点的刻度线对应的质量应为多少?
18. 阅读文章,回答问题:
半潜船
半潜船,是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船等超长超重,但又无法分割吊运的超大型设备的特种海运船舶。
半潜船在工作时, 会像潜水艇一样,通过本身压载水(指为控制船舶纵倾、横倾、吃水或稳性等而在船上加装的水)的调整,能够平稳地将一个足球场大小的船身甲板潜入10~30m深的水下,只露出船楼建筑(如图甲所示),以便将所要承运的货物(像舰船等)从指定位置拖拽到半潜船的装货甲板上.然后等需要装运的货物进入到已潜入水下的装货甲板上方时,启动大型空气压缩机,再次调整半潜船身压载水舱中的水量,使船身连同甲板上的货物一起浮出水面,然后绑扎固定,就可以跨海越洋将货物运至世界各地的客户手中了(如图乙所示为用半潜船运送损坏的舰艇).中国是继荷兰之后第二个建造自航式半潜运输船的国家."泰安口"号半潜船是中国大陆建造的第一艘大型自航式半潜运输船,可在海上承运重10000t以上的货物.2015年7月10日上午,东海岛船成为加入我国海军战斗序列第一艘半潜船。舷号868,长175.5m,宽32.4m,排水量约20000t,可对重型装备构件及小型舰艇进行拖带、运输,同时可作为临时船坞对受损舰艇实施海上抢修。
(1)半潜船是利用将密度比水大的材料制成“_____”的办法,增大受到的浮力,从而漂浮在水面上的;
(2)半潜船在工作时,通过_______(选填“增加”或“减少”)本身压载水舱中的水量,平稳地将装货甲板潜入水下;
(3)没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力一定_______(选填“相等”或“不相等”);
(4)我海军使用的半潜船—东海岛船在海上行驶时,所受的最大浮力约为_____N(g取10N/kg)。
4
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2025-2026学年人教版物理八年级下学期期末复习 浮力 专题复习
日期: 年__月__日 完成时长: 分钟 家长签字:____
~夯实基础(必做)~
1.下列物体不受水的浮力作用的是( )
A.图甲:湖面上漂浮的大雁 B.图乙:深入淤泥层的桥墩
C.图丙:水中游来游去的鱼 D.图丁:水底漂亮的鹅卵石
【答案】B
【详解】A. 在湖面上漂浮的大雁,下表面受到水向上的压力,上表面不受水向下的压力,上下表面存在压力差,则大雁受到水的浮力,故A不符合题意;
B. 深深扎入淤泥的桥墩,下表面与水隔绝,没有受到水向上的压力。则桥墩不受水的浮力,故B符合题意;
CD. 水中游的鱼和沉在水底的鹅卵石,下表面受到水向上的压力,上表面受到水向下的压力,上下表面存在压力差,则鱼和鹅卵石均受到水的浮力,故CD不符合题意。
故选B。
2.在“防溺水安全系列教育”活动中,专家指导:若不小心落水,应保持冷静,将手臂浸在水中,头后仰,而不要将手臂高举出水面。从物理学的角度分析,将手臂浸在水中比举出水面的好处是( )
A.浸入水的深度增大,受到的浮力增大 B.排开水的体积减小,受到的浮力增大
C.排开水的体积增大,受到的浮力增大 D.减小了自身的重力,受到的浮力增大
【答案】C
【详解】落水后,将手臂浸在水中,头后仰,可以增大排开水的体积,由可知,可以增大浮力,故选C。
3.把一个实心小蜡块轻轻放入盛满水的溢水杯中,溢出水的质量是9.6g;若把该蜡块再轻轻放入盛满盐水的溢水杯中,则溢出盐水的质量是(已知,)( )
A.6.9g B.9.6g C.10.8g D.12.0g
【答案】B
【详解】 已知,,,可知
根据浮沉条件,蜡块放入盛满水的溢水杯中时,蜡块漂浮,漂浮时浮力等于重力,即;根据阿基米德原理,
结合,可得
蜡块放入盛满盐水的溢水杯中时,蜡块仍漂浮。同理,,且
因此
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.在我国举行的大型的海上阅兵活动中,研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过_______(选填“改变自身重力”或“改变排水体积”)来实现上浮的。某一综合补给舰的满载排水量约为4万吨,在水中受最大浮力约为_______N。(g取)
【答案】 改变自身重力
【详解】核潜艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
补给舰受到的最大浮力
5. 襄襄把重力为1.5N的物体静止悬挂在水中。弹簧测力计的示数如图甲所示,物体所受浮力的大小为______N;阳阳把一个圆柱体竖直悬挂在水中如图乙所示,此木块上表面受到水的压力为12N,下表面受到水的压力为18N,则木块受到浮力大小为______N。
【答案】 0.5 6
【详解】根据称重法测浮力原理,物体受到的浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中时弹簧测力计的示数,由图甲可知,弹簧测力计的示数为1N,因此物体所受浮力的大小为
根据浮力产生的原因,物体受到的浮力等于液体对物体上下表面的压力差。已知木块上表面受到水的压力为12N,下表面受到水的压力为18N,则木块受到浮力大小为
6.如图所示,当向两端开口的矿泉水瓶内注水时,乒乓球________(选填“会”或“不会”)浮起来,因为球的________表面(选填“上”或“下”)没有受到液体的压力。
【答案】 不会 下
【详解】浮力产生的本质是浸在液体中的物体,上下表面受到液体的压力差,向上的压力大于向下的压力,这个压力差就是浮力。 本题中矿泉水瓶两端开口,乒乓球卡在下端开口处,注水后乒乓球下表面没有水,不受液体向上的压力,无法产生向上的浮力,因此乒乓球不会浮起来。
~提升能力(选做)~
7.海水的温度及所含盐分变化时,会导致海水密度发生突变,在海水中形成一个类似“断崖”的突变水层,当有潜艇经过此水域时会发生“掉深”(急剧下降的过程)事故,如图所示,当在低密度水层发生“掉深”时,下列说法正确的是( )
A.潜艇“掉深”前后所受浮力变小
B.潜艇所受液体压强不变
C.潜艇所受重力小于浮力
D.潜艇需快速向外排水进行自救
【答案】AD
【详解】A.根据阿基米德原理,潜艇排开水的体积不变,进入低密度水层后液体密度变小,因此受到的浮力变小,故A正确;
B.潜艇“掉深”意味着深度h急剧增加,根据液体压强公式,深度的显著增加会导致其受到的海水压强急剧增大,故B错误;
C.潜艇发生急剧下降,处于非平衡状态,此时向下的重力必定大于向上的浮力,故C错误;
D.在浮力突然减小且无法轻易恢复的情况下,潜艇可以通过快速向舱外排水来减小自身重力,使重力重新小于或等于浮力以阻止下沉,故D正确。
故选AD。
8.在探究液体压强与容器形状关系的过程中,同学们建立了以下模型。甲、乙、丙三个容器的底面积相同而形状不同,容器中分别装有且深度相同的三种液体,将完全相同的密闭小瓶按如图方式放入液体中,均能漂浮。则放入小瓶后,下列判断正确的是( )
A.各容器内液面上升高度
B.各容器内液面上升高度
C.各容器底部受液体压力变化量
D.各容器底部受液体压力变化量
【答案】AC
【详解】AB.因为完全相同的密闭小瓶在三种液体中均能漂浮,根据漂浮条件,小瓶受到的浮力相等。因为,由阿基米德原理可知。因为三个容器的底面积相同,又因为甲容器越往上开口越小,乙容器上下粗细相同,丙容器越往上开口越大,可得各容器内液面上升高度,故B错误,A正确;
CD.因为小瓶受到的浮力相等,根据阿基米德原理,小瓶排开液体的重力都等于小瓶的重力,即相当于向三个容器加入了重力相等的液体。
因为甲容器越往上开口越小,甲容器底部受液体压力变化量大于小瓶的重力;
因为乙容器上下粗细相同,乙容器底部受液体压力变化量等于小瓶的重力;
因为丙容器越往上开口越大,丙容器底部受液体压力变化量小于小瓶的重力;
所以各容器底部受液体压力变化量,故D错误,C正确。
故选AC。
9.一个重3N、底面积为、足够高的柱形容器,装有深15 cm的液体,现把质量为540g、高15 cm、底面积为的圆柱体m放入其中,处于漂浮状态,圆柱体m浸入液体中的深度为,如图所示,则圆柱体m受到的浮力为________N;用外力将圆柱体m压入液体中刚好浸没,则此时容器底受到液体的压强为________Pa。
【答案】 2025
【详解】[1]圆柱体漂浮在水面,受到了重力和浮力,圆柱体受到的浮力为
[2]圆柱体底部受到的压强为
液体的密度为
用外力将圆柱体压入液体中刚好浸没,圆柱体排开液体的体积为
液面上升的高度为
此时容器底受到液体的压强为
10.甲、乙、丙三个实心小球的质量和体积关系如图所示。其中甲球的密度ρ甲=______g/cm3,惯性最小的小球是______球(选填“甲”、“乙”或“丙”);用手将三个小球完全压到水面以下释放,会上浮的小球有______球(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】 2 丙 乙
【详解】从柱状图中读取数据:甲球的密度为
惯性的大小只与物体的质量有关,质量越小,惯性越小。 从图中可知,三个小球的质量分别为 , , 丙球的质量最小,因此惯性最小的小球是丙球。
物体在水中的浮沉条件:若,物体上浮;已知水的密度,计算三个小球的密度:,,
因此,会上浮的小球是乙球。
11.如图甲所示,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙所示。则铝块浸没时所受的浮力为___________N。
【答案】1.2
【详解】铝块的质量是
铝块重力
由图可知,铝块浸没时弹簧测力计的示数
根据称重法知,浸没时所受的浮力
12. 根据生活经验,人慢慢将易拉罐压入水中时,会感到越来越费劲。有同学猜想:物体所受的浮力大小可能与物体浸入液体中的深度有关。于是物理小组同学设计实验探究这个猜想是否正确。
(1)实验前要观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值。调零时,弹簧测力计应在______(选填“竖直”或“水平”)方向调零;
(2)物体浸没前的过程中(甲图由A到C),测力计示数逐渐变小,说明浮力逐渐变______;接下来他们继续实验,当物体浸没在水中后,增大物体浸没在水中的深度(甲图由C到E),发现测力计的示数始终______,此时物体受到的浮力______,因此,该同学的猜想不具有普遍性;
(3)在图乙中画出物块所受浮力随变化的图像______;
(4)生活中,慢慢将易拉罐压入水中时,易拉罐浸没之前,感到越来越费劲的原因正确的解释是:______;
(5)若把此物块捏成高6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的随h变化的图像______(选填“相同”或“不同”)。
【答案】(1)竖直
(2) 大 不变 0.6
(3)
(4)浮力大小和物体排开液体的体积有关,液体密度一定时,物体排开液体体积越大,所受浮力越大
(5)不同
【详解】(1)实验中测的是竖直方向上的力,所以调零时,弹簧测力计应在竖直方向调零。
(2)物体浸没前的过程中(甲图由A到C),测力计示数逐渐变小,根据称重法可知浮力逐渐变大;当物体浸没在水中后,增大物体浸没在水中的深度(甲图由C到E),发现测力计的示数始终保持在0.4N不变,根据称重法,此时物体受到的浮力
(3)根据称重法可算出甲图中由A到E物体受到的浮力依次为、0.4N、0.6N、0.6N、0.6N。根据数据在图乙中描点连线画出物块所受浮力随变化的图像。
(4)浮力大小和物体排开液体的体积有关,液体密度一定时,物体排开液体体积越大,所受浮力越大。生活中,慢慢将易拉罐压入水中时,易拉罐浸没之前,易拉罐排开水的体积变大,所受的浮力变大,所以感到越来越费劲。
(5)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,浸没前,相同深度时,排开液体的体积不同,受到的浮力不同,所以重复上述实验,两次实验所得的随h变化的图像不同。
~中考热点(必做)~
13. 如图所示,台秤上有一个装有一定量水的容器,台秤的示数为1.2 kg,珂珂同学用细绳吊一个体积为、重为2 N的小石块浸没在容器内的水中,石块没有触到容器底、壁,水没有溢出,台秤的示数为________kg;若将细绳剪断,石块下沉到容器底后,台秤示数为_______kg。(水的密度,g取)
【答案】 1.3 1.4
【详解】石块浸没在水中时受到的浮力为
根据牛顿第三定律,石块对水向下的压力等于浮力,所以台秤受到压力的增加量为1N,所以台秤的示数为
细绳剪断且石块沉底静止后,可将容器、水和石块视为一个整体进行受力分析,台秤增加的示数即为石块的质量,所以台秤的示数为
14. 物理课上看完“奋斗者”号深潜器的故事后,小深同学想利用压强计探究液体内部压强的特点,进行了如下的操作。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是___________(填序号);
①将U形管右侧高出部分的液体倒出②向U形管内添加适量水③取下橡皮管,重新进行安装
(2)通过比较___________两图可知,液体压强与液体密度有关,同时得到液体压强随深度变化的关系图像如图己所示,则图线___________对应的是在盐水中的情况;
(3)通过比较图乙和丙可知,当液体密度相同时,___________越大,液体的压强越大;同组的小圳认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小,为研究此问题,小深再次实验,保持橡皮膜盒的位置不变,往图乙的容器内加水,当水面到容器底的距离至少为___________时,与图丙比较,可说明小圳的观点是错误的;
(4)通过比较图丁和戊可知,液体的压强与容器的___________无关;
(5)如图所示,小深增加一个相同的压强计继续实验,将两个压强计按下图方式组装,往A、B两个U形管中分别注入染色的酒精和水。将探头重新放入盐水中某位置,U形管A和B两侧液面高度差分别为和,则酒精的密度___________(请用题中、和表示)。保持探头位置不变,向盐水中注入适量清水,则左边U形管的高度差将___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)③
(2) 丙、丁 a
(3) 深度 14
(4)形状
(5) 变大
【详解】(1)U形管液面不平是因为管内两侧气压不相等,取下橡皮管重新安装,可使U形管两端都与大气压相通,液面相平,因此选③。
(2)探究液体压强与液体密度的关系,需要控制探头深度相同、改变液体密度,丙、丁符合要求;根据 ,相同深度 h 时,液体密度越大压强越大,盐水密度大于水,相同深度下压强更大,图己中相同 h 时 a的压强更大,因此 a 对应盐水。
(3)乙、丙液体密度相同,探头深度越大,U形管液面差越大,因此可得:液体密度相同时,深度越大,液体压强越大。 要验证小圳的观点错误:乙中橡皮膜位置不变,到容器底距离始终为 8cm(大于丙中橡皮膜到容器底的 4cm),只要让乙中橡皮膜深度不小于丙的深度,即可说明其观点错误。丙中橡皮膜深度为
设加水后乙中水面到容器底距离为 L ,则
解得,因此水面到容器底的距离至少为 14cm。
(4)丁、戊液体密度、探头深度都相同,只有容器形状不同,最终压强相同,说明液体压强与容器的形状无关。
(5)探头在盐水中受到的压强由两侧U形管液面差体现,压强相等,即
解得
保持探头位置不变,加入清水后液面上升,探头深度增大,探头处压强变大,因此左侧U形管的高度差变大。
15.如图甲所示,为了打捞铁牛,有个名叫怀丙的和尚让人们用两艘大船装满泥沙,用铁索将铁牛拴到大船上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,铁牛在河底淤泥中便被拉出来了。小鲁将打捞铁牛的过程简化如图乙所示,已知容器的底面积为,将一密度为、高为、底面积为的浮筒(包括、、三部分)浸在水中,此时容器中水深,浮筒的浸入深度为其总高度的,间用长的细线连接,间细线刚好被拉直但无拉力,细线不可伸长,物块的重力为,底面积为。求:(取,)
(1)浮筒受到的浮力大小;
(2)物块此时受到的浮力;
(3)物块此时对容器底部的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题知,浮筒的浸入深度为其总高度的,则
浮筒排开水的体积
浮筒受到的浮力大小
(2)由题意可知,容器中水深,浮筒的浸入深度为其总高度的,间用长的细线连接,则物块自身的高度
物块排开水的体积
物块此时受到的浮力
(3)物块B此时对容器底的压力
物块此时对容器底的压强
16.常用密度计检测消毒酒精是否合格,但由于其体积较大难以放入小瓶酒精中测量。为此科创小组制作一个微型密度计,实现对一批酒精消毒液产品(密度范围为)便捷检测,判断是否合格。已知合格消毒酒的密度范围为。
【设计原理】
(1)原理分析:如图甲所示,微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成。其中,配重可使密度计_________漂浮于液面,使浮力大小等于重力大小。当消毒酒精液体密度越大,标度杆露出液面的长度越_________。
(2)结构设计:为避免小瓶酒精溢出,密度计排开酒精体积应控制在以内,因此,密度计的总质量应控制在_________g以内。如图乙所示,检测时液面位于A、B之间的酒精都是合格的。为了提高检测精度,所选的标度杆的横截面积要_________(选填“大”或“小”)。
【制作测试】
(3)制作:用实心塑料杆、泡沫塑料球和铜丝,做成了一个微型密度计。用电子秤测得密度计整体质量为,则水面下方的密度计体积为_________。
把微型密度计前后放入密度为和的标准消毒酒精中,依据液面的位置标记出两个合格记号。把两个记号之间的区域涂成红色,如图丙所示。
(4)测试:用该密度计测量某瓶酒精时,液面位于红色合格刻度上方,如图丁所示,说明该瓶酒精消毒液密度偏_________。
(5)误差分析:若在使用中发现泡沫球吸水,忽略泡沫吸水导致的体积膨胀,则酒精消毒产品中,密度区间为_________容易被误判为不合格。
A.
B.
C.
【展示交流】
(6)用途拓展:科创小组希望在该密度计上标定更多刻度,达到测量多种液体密度的目的。
通过测量计算得到实心塑料杆子的横截面积为,塑料球上方的标度杆长度为。
则该密度计可测量的液体密度范围为_________。
【答案】(1) 竖直 越长
(2) 3.2 小
(3)3
(4)小
(5)A
(6)
【详解】(1)[1]配重可使密度计竖直漂浮于液面,保证测量稳定。
[2]根据阿基米德原理,浮力等于重力,当浮力不变的情况下,液体密度越大,越小,因此标度杆露出液面的长度越长。
(2)[1]最大排开体积
排开的酒精消毒液的最小质量
密度计漂浮,质量与被排开的质量相等,故总质量应控制在以内。
[2]为提高精度,标度杆横截面积要小,相同体积变化时,液面高度变化更明显,刻度更稀疏。
(3)微型密度计漂浮在水面上,根据阿基米德原理可知,浮力等于重力
根据公式,所以密度计水面下方的体积
(4)根据阿基米德原理,浮力等于重力,当浮力不变的情况下,越大,液体密度越小,因此该瓶酒精消毒液密度偏小。
(5)ABC.泡沫球吸水后,密度计整体质量增大,但体积膨胀忽略不计,根据阿基米德原理可知,浮力等于重力,所以排开液体的体积变大,测得的密度偏小,A选项的密度区间容易被误判为不合格外,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(6)密度计在水面下方的体积为3,密度计质量为,实心塑料杆的横截面积为,塑料球上方的标度杆长度为;
标度杆浸没或露出所对应的体积变化为
若液面在塑料球上端,此时标度杆刚好不浸入液体,排开液体的体积最小为
若液面到达标度杆顶端,则整根标度杆都浸入液体中,排开液体的体积最大为
测得的液体密度最小为
测得的液体密度最大为
综上所述,实际可测量的密度范围为。
~近年新题型(选做)~
17.“曹冲称象”是家喻户晓的典故,兴趣小组受此启发,找来一个上端开口的空透明圆筒,底部用细线系一块质量适当的铁块,然后将其静止放置在水中,如图甲所示,此时圆筒浸入水中的深度为 5cm,水面与圆筒 A 点相平。利用此装置标上刻度后放入水中,可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后,如图乙所示, 圆筒浸入水中的深度为 10cm,水面与圆筒 B点相平。已知圆筒底面积为 10cm2,圆筒和铁块总重为0.6N,装置始终处于漂浮状态,圆筒始终竖直。则:
(1)甲图中圆筒和铁块受到的总浮力是_________ N, 它们浸入水中的总体积是_________ m3,铁块所受到的浮力为_________ N;
(2)乙图中圆筒底部受到水的压强是_________ Pa,受到水的压力为_________ N;
(3)为方便测量,圆筒A点应标上_________ kg 刻度线;
(4)利用此装置测量时,圆筒 B点的刻度线对应的质量应为多少?
【答案】(1) 0.6 0.1
(2) 1000 1
(3)0
(4)0.05kg
【详解】(1)[1]由题意可知,装置始终处于漂浮状态,则圆筒和铁块受到的总浮力等于自身总重力,即0.6N。
[2]把圆筒和铁块看做一个整体,则由可得
[3]不放物体时,圆筒进入水中的深度为5cm,圆筒的底面积为10cm2,则圆筒浸入水中的体积为
铁块的体积
铁块受到的浮力为
(2)[4]在圆筒内放上一个物体后,如图所示, 圆筒浸入水中的深度为 10cm,圆筒底部受到水的压强是
[5]受到水的压力为
(3)[6]不放物体时,圆筒处于漂浮状态,A点应标上0kg刻度线。
(4)[7]放入物体时,圆筒下沉了5cm,排开水的体积增加了
放入的物体的重力等于增加的浮力,即
物体的质量
故利用此装置测量时,圆筒 B点的刻度线对应的质量应为0.05kg。
18. 阅读文章,回答问题:
半潜船
半潜船,是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船等超长超重,但又无法分割吊运的超大型设备的特种海运船舶。
半潜船在工作时, 会像潜水艇一样,通过本身压载水(指为控制船舶纵倾、横倾、吃水或稳性等而在船上加装的水)的调整,能够平稳地将一个足球场大小的船身甲板潜入10~30m深的水下,只露出船楼建筑(如图甲所示),以便将所要承运的货物(像舰船等)从指定位置拖拽到半潜船的装货甲板上.然后等需要装运的货物进入到已潜入水下的装货甲板上方时,启动大型空气压缩机,再次调整半潜船身压载水舱中的水量,使船身连同甲板上的货物一起浮出水面,然后绑扎固定,就可以跨海越洋将货物运至世界各地的客户手中了(如图乙所示为用半潜船运送损坏的舰艇).中国是继荷兰之后第二个建造自航式半潜运输船的国家."泰安口"号半潜船是中国大陆建造的第一艘大型自航式半潜运输船,可在海上承运重10000t以上的货物.2015年7月10日上午,东海岛船成为加入我国海军战斗序列第一艘半潜船。舷号868,长175.5m,宽32.4m,排水量约20000t,可对重型装备构件及小型舰艇进行拖带、运输,同时可作为临时船坞对受损舰艇实施海上抢修。
(1)半潜船是利用将密度比水大的材料制成“_____”的办法,增大受到的浮力,从而漂浮在水面上的;
(2)半潜船在工作时,通过_______(选填“增加”或“减少”)本身压载水舱中的水量,平稳地将装货甲板潜入水下;
(3)没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力一定_______(选填“相等”或“不相等”);
(4)我海军使用的半潜船—东海岛船在海上行驶时,所受的最大浮力约为_____N(g取10N/kg)。
【答案】 空心 增加 不相等 2×108
【详解】(1)[1]半潜船是利用将密度比水大的材料制成;采用增大空心部分的体积,可以增大可利用的浮力;从而漂浮在水面上。
(2)[2]由材料可知,半潜船在工作时,通过增加本身压载水舱中的水量,平稳地将装货甲板潜入水下。
(3)[3]装货前甲板处于下潜状态(下面甲图),装载舰艇后浮出水面(下面乙图),据图可知,甲图中半潜船排开水的体积大,乙图中半潜船排开水的体积小;根据F浮=ρ水gV排 可得F浮甲 >F浮乙 ,即装货前甲板处于下潜状态时比装载舰艇后浮出水面时受到的浮力大,故没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力一定不相等。
(4)[4]由题意可知,东海岛船的排水量约20000t,所以它所受的最大浮力:
F浮=G排=m排g=2×107 kg×10N/kg=2×108 N
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