2025—2026学年下学期八年级暑假分层次作业 浮力专题(辽宁专用)
2026-06-24
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2份
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38页
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普通
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 | - |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 25.41 MB |
| 发布时间 | 2026-06-24 |
| 更新时间 | 2026-06-24 |
| 作者 | 初中物理天地 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58469071.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2025-2026学年八年级暑假浮力专题分层次作业,含必做(80分)与选做(20分),通过真实情境与跨学科实践,适配浮力单元知识巩固与能力提升。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|必做9题18分<br>选做5题10分|浮力产生条件(桥墩是否受浮力)、浮沉条件(鱼/木头/石头状态)、密度计原理(跨学科实践课吸管密度计)|结合电白架海灯塔、超大型集装箱船等真实情境,考查物理观念|
|实验探究题|4题24分|影响浮力因素(控制变量法)、验证阿基米德原理(改进实验装置)、制作密度计(跨学科实践)|突出科学探究,设计对比实验(如橡皮泥球与船浮力比较),培养科学思维|
|综合应用题|3题22分|排水量计算(核潜艇、集装箱船)、浮力与密度综合(防溺水手环安全体积)|联系科技前沿(核潜艇)与生活安全,强化科学态度与责任|
内容正文:
2025—2026学年度第二学期八年级暑假分层次作业
浮力 专题
第一部分:基础知识专题训练(满分80分)必做题
一、选择题(本题共9小题,共18分。1~6题为单选题,每题2分;7~9题为多选题,每题2分,漏选得1分,错选得0分)
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.如图为电白架海灯塔,在涨潮时,海水慢慢上升到塔身位置的过程中,该灯塔所受到的浮力大小是( )
A.随水位上升逐渐变大 B.随水位上升逐渐变小 C.始终为零 D.等于灯塔的总重力
3.如图所示,将完全相同的两个长方体分别水平与竖直浸没在水中。下列说法正确的是( )
A.两个长方体上、下表面压强差不等,上、下表面压力差相等
B.两个长方体上、下表面压强差相等,上、下表面压力差相等
C.两个长方体上、下表面压强差相等,上、下表面压力差不等
D.两个长方体上、下表面压强差不等,上、下表面压力差不等
4.在水中,悬浮的鱼、漂浮的木头、沉底的石头的位置如图所示,下列说法中正确的是( )
A.木头受到的浮力大于它自身的重力
B.石头受到的浮力等于它自身的重力
C.水对石头的压强比对鱼的压强小
D.木头受到的浮力等于它排开液体的重力
5.如图所示,甲、乙、丙三个体积相等的实心小球放入水中,静止后甲球漂浮,乙球悬浮,丙球沉底,下列说法正确的是( )
A.甲的密度比水大 B.乙的密度比丙大
C.甲、乙受到的浮力相等 D.丙球受到的重力大于浮力
6.小亮帮妈妈把一筐重30 N的蔬菜,轻轻放入一个盛满水的洗菜盆中清洗,从盆里溢出了10 N的水,则蔬菜和筐受到的浮力为( )
A.10 N B.20 N C.30 N D.40 N
7.如图是某实验小组在“跨学科实践课”上利用不同吸管制成的三个密度计,放入同一杯水中时的情形,下列说法正确的是( )
A.密度计漂浮时所受浮力等于其自身重力
B.三个密度计在水面处的刻度值不同
C.向水中加入食盐后密度计会下沉
D.密度计②在测量其它液体密度时结果更精确
8.如图-1所示,小新用弹簧测力计挂着实心圆柱体(圆柱体不吸水),并将其浸没在水中,然后将其缓慢拉出水面,若烧杯的直径较大,水面高度变化可以忽略。弹簧测力计示数随圆柱体上升高度的变化情况如图-2所示。下列说法中正确的是(g取10 N/kg,)( )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力为4 N
B.圆柱体的高度为10 cm
C.当h=20 cm时,圆柱体的上表面与水面相平
D.圆柱体的密度为
9.小红在清洗水果时发现草莓在盐水中漂浮,圣女果则悬浮。她取两个相同的烧杯放在水平桌面上,装入密度相同的盐水,将两颗质量相等的草莓和圣女果分别放入两个烧杯中,静止时液面相平,如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.草莓、盐水、圣女果三者的密度关系是:
B.草莓、圣女果所受的浮力关系是:
C.草莓、圣女果排开盐水体积的关系是:
D.盐水对容器底的压强关系是:
二、填空题(本题包括6小题,每空1分,共12分)
10.如图所示,用轻质薄壁不变形的塑料瓶和塑料软管等制作潜水艇模型,为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处___________(选填“吸气”或“吹气”)。潜水艇从图中位置(完全浸没)下沉的过程中,它所受到的浮力大小将___________。
11.小宁同学把一个质量为50g的木块放在水中,木块漂浮时有的体积露出水面,则这个木块受到的浮力是__________N,它的密度是__________。(g取,)
12.地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。如图所示,是冰川漂浮在海面上的情景。若冰川的质量为,海水的密度为,冰川熔化前排开海水的体积为________,冰川完全熔化成水后海平面会________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
13.如图甲,实心橡皮泥小球放入水中会沉底;如图乙,将同一块橡皮泥捏成小船,会漂浮在水面上。从甲到乙,橡皮泥受到的浮力________、橡皮泥排开水的体积________(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.一个西瓜的体积为,质量为5kg,若把西瓜浸没在水中,西瓜受到的浮力是________N,松手后,西瓜最终静止后受到的浮力是________N。(,)
15.重的铁块挂在弹簧测力计上,将它浸没在盛满水的溢水杯中,静止时弹簧测力计的示数为6N,溢出水的重力是_____N,继续下沉,浮力_____(“变大”、“变小”“不变”)
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16.如图甲,我国深海载人潜水器蛟龙号作业后静止在海面上,请在图乙中作出此时蛟龙号所受重力和浮力的示意图(O为重心)。
17.如图甲,用弹簧测力计悬挂着正方体石块A从液面上方一定高度处慢慢地放入水中直至完全浸没后(不接触容器底部),请在图乙中画出弹簧测力计示数F随时间t变化的大致图像。
四、实验探究题(本题共4小题,共24分)
18.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,对影响浮力大小的因素进行了如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与物体浸入液体中的深度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力的大小可能与液体的密度有关。
(1)请你写出一个能够支持猜想3的生活实例:_______________。
(2)同学们用4个相同的小磁力块(不吸水,可自由拼接)拼成一个长方体物块进行了如图所示的探究。观察可知,长方体物块浸没在水中时所受的浮力为___________N。
(3)小明观察了A、B、C三幅图后,认为浮力大小与物体浸入液体的深度有关。小华提出了质疑,因为图A、B、C的实验中没有控制长方体物块___________不变。小华认为根据___________三幅图才可以确认:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)根据A、C、E三幅图可得实验结论:____________________。
(5)小华又将磁力块组合成图F所示的形状,对比A、C、F三幅图可以探究浮力大小与物体的________是否有关。
19.小明利用弹簧测力计、金属块、水、小桶等器材进行了验证阿基米德原理的实验:
(1)为了方便操作、减小测量误差,图甲中最合理的实验顺序是___
A.①②③④ B.②①③④ C.④①②③ D.④②①③
(2)按照正确的实验步骤操作,当测量结果满足___(用弹簧测力计示数(F1、F2、F3、F4)表示),说明阿基米德原理成立;若在步骤1中,只将金属块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则___(选填“能”或“不能”)得到相同的结论。
(3)以下关于实验过程中的操作,不会影响验证结果的是___
A.图1中溢水杯内未盛满水
B.图1中金属块触碰了烧杯底部
C.整个实验过程中弹簧测力计未调零
(4)小华对此实验进行了改进:将装满水的溢水杯放在升降台上,装置如图乙所示。缓慢调高升降台,使重物逐渐浸入水中(容器不与重物接触),随着浸入深度增加,弹簧测力计A示数的变化量___(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计B示数的变化量。在此过程中,水对重物下表面的压力___,溢水杯对升降台的压力___(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.“制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。
(1)将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直_________状态,根据_________原理可知,此时密度计所受浮力等于所受重力。
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为__________g/cm3。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施:__________。
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为F1;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为F2,则F1__________F2(选填“<”“=”或“>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度=__________(用、H、h表示)。
(4)其他小组制作了A、B两个简易密度计(如图丁):分别放入水中时,水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平,与B密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用__________密度计(选填“A”或“B”)。
21.苴却砚主要产于攀枝花市仁和区,是中国名砚之一。同学们在参观了中国苴却砚博物馆后,了解到苴却石石质致密细腻、莹洁滋润,特别适合雕刻做砚。小明和小江同学想测出苴却石的密度,已有的实验器材为:小苴却石块、大烧杯、足量的水、细线(不计体积和质量)。
(1)小明同学找到了一台电子台秤(放于水平桌面上并已调零),利用已有的实验器材,设计了如下的实验方案:
①将苴却石块放于台秤上,读出台秤的示数;
②将烧杯放于台秤上,并在烧杯中加入适量的水,读出台秤的示数;
③用细线将苴却石块捆牢,再用手提着细线将苴却石块浸没并悬停于水中,读出台秤的示数;
④若水的密度为,则小明测得的苴却石密度可表示为______(用题中给定的物理量字母表示)。
(2)小江同学未找到电子台秤,但找到了一个弹簧测力计(已竖直调零),利用已有的实验器材,也测出了苴却石的密度。请将他的实验方案补充完整。
①用细线将苴却石块捆牢,再用弹簧测力计勾住细线将苴却石块竖直吊起,静止后读出弹簧测力计的示数;
②在烧杯中加入适量的水,____________;
③若水的密度为,则小江测得的苴却石密度可表示为______(用题中给定及自己设定的物理量字母表示)。
五、综合应用题(本题共3小题,22题8分,23题8分,24题6分,共22分)
22.市面上有一种防溺水手环,如图所示,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四;已知某运动员质量,平均密度,水的密度,,忽略手环体积和自重,求:
(1)该运动员的体积;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力;
(3)人漂浮时,气囊体积至少多大,才能确保运动员的安全。
23.如图是我国自主研发设计的超大型集装箱船,总长约400米,比目前世界最大航母还要长,其满载时的排水量为40万吨,能承载24万吨货物,是名副其实的海上“超级带货王”。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
(1)该集装箱船满载时所受的浮力是多少?
(2)空载时这艘超大型集装箱船的质量是多少kg?
(3)若该船在港口装载货物时受到的浮力为3.4×109N,则已经装载的货物所受重力是多少?
(4)若这艘轮船从海水密度高的海域驶入密度低的海域时,船体浸入水中的深度会怎样变化?
24.阅读短文,回答问题:
核潜艇
庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行。我国某核潜艇H(图甲)最大下潜深度为350m,完全下潜到海面下的排水量为,已知海水密度为,江水密度为,g取10N/kg。不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是________;
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成
B.核潜艇是通过改变自身体积实现浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下,潜行进入长江后所受的浮力变小
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会_______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是________(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”);
(3)该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,说明_______;核潜艇H所受的海水阻力与航速的平方的关系如图乙,当核潜艇H航速为6m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为________N;
(4)该核潜艇H浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为,此时核潜艇H的总重量是________N。
第二部分:提升训练(满分20分)选做题
一、选择题(本题共5小题,共10分。1~3题为单选题,每题2分;4~5题为多选题,每题2分,漏选得1分,错选得0分)
1.小明将一个小石块挂在弹簧测力计下(如图甲),再将小石块浸没在水中(如图乙,小石块没有碰到烧杯底部),静止时弹簧测力计示数分别是4 N和3 N。下列说法正确的是( )
A.小石块的重力是3 N
B.水对小石块的浮力是3 N
C.水中的小石块受到重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.水中的小石块对弹簧测力计的拉力是3 N
2.如图所示,用弹簧秤悬挂一个重G=10N的金属块,使金属块部分浸入在台秤上的水杯中(水不会溢出),若弹簧秤的示数变为F=6N,则台秤的示数( )
A.保持不变 B.增加10N C.增加6N D.增加4N
3.图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计示数与圆柱体下降高度变化关系的图像如图乙所示,取。下列说法正确的是(不考虑液面的变化)( )
A.圆柱体受到的重力是 B.圆柱体受到的最大浮力是
C.圆柱体的高度是 D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为
4.五一假期,小玉在旅游景区买了一个工艺品,她将工艺品放入盛满水的溢水杯中,用电子秤测得的数据如图所示。以下推算正确的是( )
A.工艺品受到的重力 B.工艺品受到的浮力
C.工艺品的体积 D.工艺品的密度
5.图甲为一轻质弹簧所受拉力与长度的关系。如图乙将弹簧上端固定,下端连接边长的正方体物块,物块上表面恰与水面相平,水深,弹簧上端与容器底(底面积为)的高度为。(水的密度为,取)下列选项正确的是( )
A.水对物块底部的压强为
B.此时弹簧对物块的拉力为
C.物块的密度为
D.若使弹簧伸长,需取出水
二、填空题(本题包括5小题,每空1分,共10分)
6.如图,气球下用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为,则气球受到的浮力____(选填“>”“<”或“=”);若将烧杯放入装有热水的水槽中,一段时间后,石块将_______(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。(不考虑水的密度受温度的影响)
7.如图所示,将重为12N的正方体木块放入装有水的烧杯中,静止后木块没入水中的体积占总体积的,则木块受到的浮力是________N,若要将木块全部浸入水中,需要再施加________N的压力。
8.将两块完全相同的橡皮泥捏成实心球和碗,分别放入完全相同的甲、乙两杯液体中,其静止时的截面如图所示。比较甲、乙两杯中橡皮泥所受浮力__________大,理由是____。
9.小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为和,则________(选填大于、小于或等于)。为提高密度计测量结果的精准度,应选择________较小的吸管。
10.小明设计了如图所示的装置测量物体的密度:往容器中缓慢加水,当物体的一半体积浸入水中时,拉力传感器的示数为4 N;继续往容器中加水,当物体完全浸没时,拉力传感器的示数为12 N。若水的密度为,则物体的密度为________;若将细线剪断,当物体静止时排开水的体积为________。
试卷第10页,共13页
试卷第11页,共13页
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2025—2026学年度第二学期八年级暑假分层次作业
浮力 专题
第一部分:基础知识专题训练(满分80分)必做题
一、选择题(本题共9小题,共18分。1~6题为单选题,每题2分;7~9题为多选题,每题2分,漏选得1分,错选得0分)
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.如图为电白架海灯塔,在涨潮时,海水慢慢上升到塔身位置的过程中,该灯塔所受到的浮力大小是( )
A.随水位上升逐渐变大 B.随水位上升逐渐变小 C.始终为零 D.等于灯塔的总重力
【答案】C
【详解】浮力的产生原因是浸在液体中的物体,上下表面受到液体的压力差, 灯塔底部固定在海底的地基上,底部没有海水,因此不受海水向上的压力,不存在压力差,所以涨潮水位上升过程中,灯塔受到的浮力始终为零。
故选C。
3.如图所示,将完全相同的两个长方体分别水平与竖直浸没在水中。下列说法正确的是( )
A.两个长方体上、下表面压强差不等,上、下表面压力差相等
B.两个长方体上、下表面压强差相等,上、下表面压力差相等
C.两个长方体上、下表面压强差相等,上、下表面压力差不等
D.两个长方体上、下表面压强差不等,上、下表面压力差不等
【答案】A
【详解】长方体上、下表面压强差,如图所示,两个长方体的不相等,故它们上、下表面压强差不等;
浮力的本质是浸在液体中物体上下表面受到的压力差,即,而两个长方体完全相同,都浸没在水中,排开水的体积相等,根据阿基米德原理可知,二者浮力相等,因此上下表面的压力差相等;
综上所述,两个长方体上、下表面压强差不等,上、下表面压力差相等,故选A。
4.在水中,悬浮的鱼、漂浮的木头、沉底的石头的位置如图所示,下列说法中正确的是( )
A.木头受到的浮力大于它自身的重力
B.石头受到的浮力等于它自身的重力
C.水对石头的压强比对鱼的压强小
D.木头受到的浮力等于它排开液体的重力
【答案】D
【详解】A.木头在水中处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,木块受到的浮力等于其自身重力,故A错误;
B.石头沉底(石头的密度大于水的密度),由物体的浮沉条件可知,石头受到的浮力小于它自身的重力,故B错误;
C.由图知,石头所处的深度比鱼所处的深度大,由p=ρgh可知,水对石头的压强比对鱼的压强大,故C错误;
D.根据阿基米德原理,浸在液体中的物体所受浮力,等于它排开液体所受的重力,故木头受到的浮力等于它排开水的重力,故D正确。
故选D。
5.如图所示,甲、乙、丙三个体积相等的实心小球放入水中,静止后甲球漂浮,乙球悬浮,丙球沉底,下列说法正确的是( )
A.甲的密度比水大 B.乙的密度比丙大
C.甲、乙受到的浮力相等 D.丙球受到的重力大于浮力
【答案】D
【详解】A.根据浮沉条件,物体漂浮时,因此甲的密度小于水,故A错误;
B.悬浮时,沉底时,因此,乙的密度比丙小,故B错误;
C.由图可知,甲、乙小球排开水的体积关系为,根据可知,三个小球所受的浮力大小关系是,故C错误;
D.丙球沉底,根据浮沉条件,沉底时物体受到的浮力小于重力,即丙球的重力大于浮力,故D正确。
故选D。
6.小亮帮妈妈把一筐重30 N的蔬菜,轻轻放入一个盛满水的洗菜盆中清洗,从盆里溢出了10 N的水,则蔬菜和筐受到的浮力为( )
A.10 N B.20 N C.30 N D.40 N
【答案】A
【详解】根据阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力大小,等于物体排开液体所受的重力,即。 本题中洗菜盆原本盛满水,溢出的水的重力等于排开水的重力,已知溢出水重,因此蔬菜和筐受到的浮力为,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.如图是某实验小组在“跨学科实践课”上利用不同吸管制成的三个密度计,放入同一杯水中时的情形,下列说法正确的是( )
A.密度计漂浮时所受浮力等于其自身重力
B.三个密度计在水面处的刻度值不同
C.向水中加入食盐后密度计会下沉
D.密度计②在测量其它液体密度时结果更精确
【答案】AD
【详解】A.根据物体浮沉的条件可知,密度计漂浮时,受到的浮力等于自身重力,故A正确;
B.密度计的刻度对应被测液体的密度,三个密度计都放在同一杯水中,水的密度固定,因此水面处的刻度值相同,故B错误;
C.加入食盐后液体密度变大,密度计始终漂浮,浮力等于自身重力保持不变;根据可知,变大时,会减小,密度计会上浮,不会下沉,故C错误;
D.密度计的特点是刻度不均匀,上疏下密,上小下大,而且分度值越小越准确;由题图可知密度计②在同种液体中深度最深,露出部分最短,相邻两密度值的间距最大,即分度值最小,所以其测量值最精确,故D正确。
故选AD。
8.如图-1所示,小新用弹簧测力计挂着实心圆柱体(圆柱体不吸水),并将其浸没在水中,然后将其缓慢拉出水面,若烧杯的直径较大,水面高度变化可以忽略。弹簧测力计示数随圆柱体上升高度的变化情况如图-2所示。下列说法中正确的是(g取10 N/kg,)( )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力为4 N
B.圆柱体的高度为10 cm
C.当h=20 cm时,圆柱体的上表面与水面相平
D.圆柱体的密度为
【答案】BD
【详解】A.由图-2可知,圆柱体完全离开水面后,弹簧测力计示数等于圆柱体重力,即;圆柱体浸没时弹簧测力计示数,根据称重法,浸没时浮力,故A错误;
B.因水面高度变化可忽略,圆柱体上升过程中,拉力不变,圆柱体完全浸没;拉力增大,圆柱体逐渐露出水面;后拉力不变,圆柱体完全出水。因此圆柱体高度等于上升距离,即,故B正确;
C.由过程分析,当时,圆柱体上表面与水面相平;当时,圆柱体完全出水,下表面与水面相平,故C错误;
D.圆柱体质量
浸没时
则圆柱体密度,故D正确。
故选BD。
9.小红在清洗水果时发现草莓在盐水中漂浮,圣女果则悬浮。她取两个相同的烧杯放在水平桌面上,装入密度相同的盐水,将两颗质量相等的草莓和圣女果分别放入两个烧杯中,静止时液面相平,如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.草莓、盐水、圣女果三者的密度关系是:
B.草莓、圣女果所受的浮力关系是:
C.草莓、圣女果排开盐水体积的关系是:
D.盐水对容器底的压强关系是:
【答案】AC
【详解】A.草莓在盐水中漂浮,根据物体的浮沉条件,草莓的密度小于盐水的密度。圣女果在盐水中悬浮,根据物体的浮沉条件,圣女果的密度等于盐水的密度。由此可知,,故A正确;
B.由于草莓和圣女果的质量相同,所以它们的重力也相同。草莓在盐水中漂浮,圣女果在盐水中悬浮,根据物体的浮沉条件,草莓和圣女果所受的浮力都等于它们的重力,即浮力相等。故B错误;
C.草莓和圣女果所受浮力相等,由阿基米德原理可知,草莓和圣女果排开盐水的体积相等,即,故C正确;
D.由于甲、乙两个容器完全相同,且盛有密度相同的盐水,两容器中的液面相平,所以盐水的深度相同。根据,可以得出盐水对甲、乙容器底的压强相等。故D错误。
故选AC。
二、填空题(本题包括6小题,每空1分,共12分)
10.如图所示,用轻质薄壁不变形的塑料瓶和塑料软管等制作潜水艇模型,为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处___________(选填“吸气”或“吹气”)。潜水艇从图中位置(完全浸没)下沉的过程中,它所受到的浮力大小将___________。
【答案】 吸气 不变
【详解】潜水艇模型是通过改变自身重力实现浮沉的。要让模型下沉,需要增大自身总重力:从进排气管吸气时,瓶内气压减小,水会从进排水口进入模型,模型总重力增大,当重力大于浮力时,模型就会下沉。
模型已经完全浸没在水中,下沉过程中,排开水的体积等于模型自身体积,保持不变,水的密度也不变,根据阿基米德原理,可知它受到的浮力大小不变。
11.小宁同学把一个质量为50g的木块放在水中,木块漂浮时有的体积露出水面,则这个木块受到的浮力是__________N,它的密度是__________。(g取,)
【答案】 0.5 0.6
【详解】木块漂浮在水面,根据漂浮条件可知浮力等于重力,木块所受的浮力为
根据阿基米德原理,排开水的体积为
由于木块有的体积露出水面,因此,由此可算出木块的体积为
木块的密度为
12.地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。如图所示,是冰川漂浮在海面上的情景。若冰川的质量为,海水的密度为,冰川熔化前排开海水的体积为________,冰川完全熔化成水后海平面会________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】 上升
【详解】[1]冰川漂浮,在海面上时受到的浮力等于重力为
冰川熔化前排开海水的体积为
[2]冰川完全熔化成水后质量不变,则冰川完全熔化成水后水的体积为
所以冰川完全熔化成水后海平面会上升。
13.如图甲,实心橡皮泥小球放入水中会沉底;如图乙,将同一块橡皮泥捏成小船,会漂浮在水面上。从甲到乙,橡皮泥受到的浮力________、橡皮泥排开水的体积________(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变大 变大
【详解】一块橡皮泥放入水中后会下沉,橡皮泥所受浮力小于重力,即,将它捏成船的形状放入水中时,橡皮泥漂浮,所受浮力等于重力,即,可知,从甲到乙,橡皮泥所受浮力变大;液体的密度不变,根据阿基米德原理,可知排开液体的体积变大。
14.一个西瓜的体积为,质量为5kg,若把西瓜浸没在水中,西瓜受到的浮力是________N,松手后,西瓜最终静止后受到的浮力是________N。(,)
【答案】 60 50
【详解】西瓜浸没时排开水的体积等于西瓜的体积,即
西瓜受到的浮力为
西瓜的重力
西瓜浸没时,,松手后西瓜上浮,最终静止时处于漂浮状态;根据漂浮条件,漂浮时浮力等于重力,即
15.重的铁块挂在弹簧测力计上,将它浸没在盛满水的溢水杯中,静止时弹簧测力计的示数为6N,溢出水的重力是_____N,继续下沉,浮力_____(“变大”、“变小”“不变”)
【答案】 2 不变
【详解】铁块浸没在水中时的浮力
根据阿基米德原理可知,溢出水的重力等于铁块受到的浮力,即2N。
铁块继续下沉时,始终浸没在水中,排开水的体积不变,水的密度不变,根据浮力公式可知,浮力大小不变。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16.如图甲,我国深海载人潜水器蛟龙号作业后静止在海面上,请在图乙中作出此时蛟龙号所受重力和浮力的示意图(O为重心)。
【答案】
【详解】蛟龙号静止漂浮在海面上,处于平衡状态,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,二者作用点都在重心O。
17.如图甲,用弹簧测力计悬挂着正方体石块A从液面上方一定高度处慢慢地放入水中直至完全浸没后(不接触容器底部),请在图乙中画出弹簧测力计示数F随时间t变化的大致图像。
【答案】
【详解】石块A从液面上方缓缓下放,没有浸入水中之前,弹簧测力计测量石块A的重力,由于石块A的重力不变,则测力计的示数不变;从石块A浸入水中直至完全浸没时,由于排开水的体积变大,根据阿基米德原理可知浮力变大,由可知拉力变小,即弹簧测力计的示数变小;当石块A完全浸没后,由于排开水的体积不变,由阿基米德原理可知则浮力不变,根据可知弹簧测力计的示数不变。所以大致图像如下:
四、实验探究题(本题共4小题,共24分)
18.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,对影响浮力大小的因素进行了如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与物体浸入液体中的深度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力的大小可能与液体的密度有关。
(1)请你写出一个能够支持猜想3的生活实例:_______________。
(2)同学们用4个相同的小磁力块(不吸水,可自由拼接)拼成一个长方体物块进行了如图所示的探究。观察可知,长方体物块浸没在水中时所受的浮力为___________N。
(3)小明观察了A、B、C三幅图后,认为浮力大小与物体浸入液体的深度有关。小华提出了质疑,因为图A、B、C的实验中没有控制长方体物块___________不变。小华认为根据___________三幅图才可以确认:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)根据A、C、E三幅图可得实验结论:____________________。
(5)小华又将磁力块组合成图F所示的形状,对比A、C、F三幅图可以探究浮力大小与物体的________是否有关。
【答案】(1)鸡蛋在清水中沉底,在盐水中漂浮
(2)1.6
(3) 排开液体的体积 A、B、D
(4)当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大
(5)形状
【详解】(1)把同一个鸡蛋放入清水中,鸡蛋会下沉;再把鸡蛋放入浓盐水中,鸡蛋会漂浮,这是因为浓盐水的密度比清水大,鸡蛋在盐水中受到的浮力更大,说明浮力和液体密度有关。
(2)图A中物体重力,图C中物体浸没在水中时拉力,根据称重法测浮力,因此浮力
(3)根据控制变量法,探究浮力与浸入深度的关系时,必须控制排开液体的体积不变,A、B、C实验中,物体浸入深度增加的同时,排开液体的体积也增大,没有控制排开体积不变。要验证浮力与浸入深度无关,需要控制物体排开液体体积不变,后改变浸入深度,因此选择A、B、D三图。
(4)A、C、E三图控制了物体排开液体的体积相同,改变了液体密度,盐水密度更大,物体浮力更大,因此得出当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。
(5)本实验中,磁力块总重力不变,仅改变了物体形状,其余条件(排开液体体积、液体密度)都不变,因此探究的是浮力大小与物体形状的关系。
19.小明利用弹簧测力计、金属块、水、小桶等器材进行了验证阿基米德原理的实验:
(1)为了方便操作、减小测量误差,图甲中最合理的实验顺序是___
A.①②③④ B.②①③④ C.④①②③ D.④②①③
(2)按照正确的实验步骤操作,当测量结果满足___(用弹簧测力计示数(F1、F2、F3、F4)表示),说明阿基米德原理成立;若在步骤1中,只将金属块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则___(选填“能”或“不能”)得到相同的结论。
(3)以下关于实验过程中的操作,不会影响验证结果的是___
A.图1中溢水杯内未盛满水
B.图1中金属块触碰了烧杯底部
C.整个实验过程中弹簧测力计未调零
(4)小华对此实验进行了改进:将装满水的溢水杯放在升降台上,装置如图乙所示。缓慢调高升降台,使重物逐渐浸入水中(容器不与重物接触),随着浸入深度增加,弹簧测力计A示数的变化量___(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计B示数的变化量。在此过程中,水对重物下表面的压力___,溢水杯对升降台的压力___(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)D
(2) 能
(3)C
(4) 等于 变大 不变
【详解】(1)在验证阿基米德原理的实验中,为了减小误差和方便操作,防止物体从水中拿出时沾水,影响测量结果,我们需要先测量出小空桶的重力和物体的重力,然后再将物体浸入水中,读出此时弹簧测力计的示数,最后收集排开的水并测量小桶和水的总重力,所以图甲中最合理的实验顺序是④②①③,故D符合题意;ABC不符合题意。
故选D。
(2)根据称重法可知,物体受到的浮力为
排开液体的重力为
当测量结果满足时,说明阿基米德原理成立;
若在步骤①中,只将金属块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,阿基米德原理依然成立,则能得到相同的结论。
(3)A.图①中溢水杯内未盛满水,排出到小桶的水偏少,故会偏小,由于,导致排开水的重力测量偏小,影响验证结果,故A不符合题意;
B.图①中金属块触碰了烧杯底部,烧杯底部对金属块有支持力,故的测量偏小,由于,导致浮力的测量偏大,影响验证结果,故B不符合题意;
C.整个实验过程中弹簧测力计未调零,由于,,两次弹簧测力计数值计算差值时,将未调零部分减掉,不影响实验结果,故C符合题意。
故选C。
(4)测力计A的示数变化值等于物体浸在水中受到的浮力,测力计B的示数变化值为物体排开的水重;根据阿基米德原理可以知道:物体受到的浮力等于物体排开的液体的重力,所以弹簧测力计A示数的变化量等于弹簧测力计B示数的变化量;
随着浸入深度增加,重物下表面的深度增大,水对下表面的压强增大,受力面积不变,因此水对重物下表面的压力变大;
溢水杯原本装满水,溢出的水的重力等于物体受到的浮力,而物体对水的压力等于浮力,因此溢水杯对升降台的总压力不变。
20.“制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。
(1)将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直_________状态,根据_________原理可知,此时密度计所受浮力等于所受重力。
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为__________g/cm3。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施:__________。
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为F1;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为F2,则F1__________F2(选填“<”“=”或“>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度=__________(用、H、h表示)。
(4)其他小组制作了A、B两个简易密度计(如图丁):分别放入水中时,水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平,与B密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用__________密度计(选填“A”或“B”)。
【答案】(1) 漂浮 二力平衡
(2) 1.2 可以换用更细的吸管
(3) =
(4)B
【详解】(1)[1]密度计的工作状态是竖直漂浮在液体中,只有漂浮时才能利用浮力与重力的关系测量密度。
[2]当物体漂浮时,根据二力平衡原理,物体所受浮力与重力大小相等、方向相反,因此浮力等于重力。
(2)[1]密度计的刻度特点是 “下密上疏、下大上小”,液体密度越小,密度计浸入液体的体积越大,刻度越靠上。已知刻度对应水和浓度更高的食盐水,因此最下方的刻度C对应密度为1.2g/cm3的食盐水。
[2]相邻刻度间距小,是因为吸管横截面积大,相同密度变化对应的浸入深度变化小。可以换用更细的吸管,可增大相同密度变化对应的深度变化,从而提高测量精度。
(3)[1]密度计在水和盐水中均处于漂浮状态,而漂浮时浮力始终等于物体自身的重力(密度计重力不变),因此 。
[2] 设吸管的横截面积为S ,则密度计浸入 水中的体积为 ,在水中受到的浮力; 浸入盐水中的体积 ,在盐水受到的浮力 。 结合可解得,盐水密度为 。
(4)测量密度小于水的液体时,密度计浸入液体的体积会大于在水中的浸入体积。 A 密度计:水面与最上面刻度齐平,测量更小密度的液体时,浸入体积增大,超出A密度计量程; B 密度计:水面与最下面刻度齐平,测量更小密度的液体时,浸入体积增大,在量程以内。 因此应选用B密度计。
21.苴却砚主要产于攀枝花市仁和区,是中国名砚之一。同学们在参观了中国苴却砚博物馆后,了解到苴却石石质致密细腻、莹洁滋润,特别适合雕刻做砚。小明和小江同学想测出苴却石的密度,已有的实验器材为:小苴却石块、大烧杯、足量的水、细线(不计体积和质量)。
(1)小明同学找到了一台电子台秤(放于水平桌面上并已调零),利用已有的实验器材,设计了如下的实验方案:
①将苴却石块放于台秤上,读出台秤的示数;
②将烧杯放于台秤上,并在烧杯中加入适量的水,读出台秤的示数;
③用细线将苴却石块捆牢,再用手提着细线将苴却石块浸没并悬停于水中,读出台秤的示数;
④若水的密度为,则小明测得的苴却石密度可表示为______(用题中给定的物理量字母表示)。
(2)小江同学未找到电子台秤,但找到了一个弹簧测力计(已竖直调零),利用已有的实验器材,也测出了苴却石的密度。请将他的实验方案补充完整。
①用细线将苴却石块捆牢,再用弹簧测力计勾住细线将苴却石块竖直吊起,静止后读出弹簧测力计的示数;
②在烧杯中加入适量的水,____________;
③若水的密度为,则小江测得的苴却石密度可表示为______(用题中给定及自己设定的物理量字母表示)。
【答案】(1)
(2) 用弹簧测力计提着苴却石块浸没并悬停于水中,读出测力计的示数
【详解】(1)分析题可得,③中,苴却石块给水一个向下的压力,所以台秤示数增大,同时水会给苴却石块一个向上的浮力,由于物体间力的作用是相互的,所以苴却石块给水的压力等于水给苴却石块向上的浮力,即苴却石块浸没时受到的浮力
根据阿基米德原理可得,石块排开水的体积
石块浸没时,
石块的密度
(2)[1]①用细线将苴却石块捆牢,再用弹簧测力计勾住细线将苴却石块竖直吊起,静止后读出弹簧测力计的示数,即为苴却石块的重力;
②在烧杯中加入适量的水,用弹簧测力计提着苴却石块浸没并悬停于水中,读出弹簧测力计的示数 。
[2]根据可得,苴却石块的质量
由称重法可得,苴却石块受到的浮力,由阿基米德原理可得,苴却石块浸没时
因为苴却石块浸没,所以
苴却石块的密度
五、综合应用题(本题共3小题,22题8分,23题8分,24题6分,共22分)
22.市面上有一种防溺水手环,如图所示,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四;已知某运动员质量,平均密度,水的密度,,忽略手环体积和自重,求:
(1)该运动员的体积;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力;
(3)人漂浮时,气囊体积至少多大,才能确保运动员的安全。
【答案】(1)
(2)480N
(3)
【详解】(1)根据密度公式可得,该运动员的体积为
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,排开水的体积为
根据阿基米德原理,该运动员在水中受到的浮力为
(3)运动员的重力为
为确保安全,人漂浮时,总浮力等于总重力;此时,人浸入水中的体积为人体总体积的五分之四,气囊完全浸入水中,根据物体漂浮条件,,即
其中,,所以,气囊受到的浮力为
根据阿基米德原理,气囊的体积至少为
23.如图是我国自主研发设计的超大型集装箱船,总长约400米,比目前世界最大航母还要长,其满载时的排水量为40万吨,能承载24万吨货物,是名副其实的海上“超级带货王”。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
(1)该集装箱船满载时所受的浮力是多少?
(2)空载时这艘超大型集装箱船的质量是多少kg?
(3)若该船在港口装载货物时受到的浮力为3.4×109N,则已经装载的货物所受重力是多少?
(4)若这艘轮船从海水密度高的海域驶入密度低的海域时,船体浸入水中的深度会怎样变化?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
船体浸入水中的深度变大。
【详解】(1)该集装箱船满载排水量
满载时浮力为
(2)最大载货质量
空载时船的质量为
(3)空载时船的重力
已装载货物的重力为
(4)轮船始终处于漂浮状态,总重力不变,根据漂浮条件可知,轮船受到的浮力不变;驶入密度低的海域后,海水密度减小,根据阿基米德原理公式 ,浮力不变时,液体密度减小,轮船排开海水的体积变大,因此船体浸入水中的深度变大。
24.阅读短文,回答问题:
核潜艇
庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行。我国某核潜艇H(图甲)最大下潜深度为350m,完全下潜到海面下的排水量为,已知海水密度为,江水密度为,g取10N/kg。不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是________;
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成
B.核潜艇是通过改变自身体积实现浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下,潜行进入长江后所受的浮力变小
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会_______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是________(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”);
(3)该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,说明_______;核潜艇H所受的海水阻力与航速的平方的关系如图乙,当核潜艇H航速为6m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为________N;
(4)该核潜艇H浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为,此时核潜艇H的总重量是________N。
【答案】(1)D
(2) 下沉 从水舱中向外排水
(3) 力的作用是相互的
(4)
【详解】(1)A.核潜艇需要具有较大的抗压能力,其外壳需用硬度大的特种钢材制成,故A错误;
B.核潜艇是通过改变自身重力实现浮沉的,故B错误;
C.核潜艇悬浮和漂浮时,排开水的体积不同,由阿基米德原理得,所受的浮力不相等,故C错误;
D.核潜艇由东海海面下,潜行进入长江后,排开水的体积不变,水的密度变小,由阿基米德原理得,其所受的浮力变小,故D正确。
故选D。
(2)[1]核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,排开水的体积不变,由阿基米德原理得,核潜艇受到水的浮力变小,小于其重力,则核潜艇将会下沉,将给核潜艇带来安全隐患。
[2]为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是从水舱中向外排水,减小其重力。
(3)[1]该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,说明力的作用是相互的,海水受到向后的推力的同时,反过来对螺旋桨向前的推力的作用。
[2]由图乙得,核潜艇H所受的海水阻力与速度的平方成正比,当阻力为3×106N时,速度的平方为100m2/s2,阻力与速度平方的比值为
当核潜艇H航速为6m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为
(4)核潜艇完全下潜到海面下的排水量为,此时核潜艇排开海水的体积等于其体积,由得,核潜艇的体积为
该核潜艇H浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为,由浮沉条件得,此时核潜艇H的总重量是
第二部分:提升训练(满分20分)选做题
一、选择题(本题共5小题,共10分。1~3题为单选题,每题2分;4~5题为多选题,每题2分,漏选得1分,错选得0分)
1.小明将一个小石块挂在弹簧测力计下(如图甲),再将小石块浸没在水中(如图乙,小石块没有碰到烧杯底部),静止时弹簧测力计示数分别是4 N和3 N。下列说法正确的是( )
A.小石块的重力是3 N
B.水对小石块的浮力是3 N
C.水中的小石块受到重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.水中的小石块对弹簧测力计的拉力是3 N
【答案】D
【详解】A.甲图中小石块静止在空气中,弹簧测力计示数等于小石块的重力,因此小石块重力,故A错误;
B.根据称重法测浮力,水对小石块的浮力,故B错误;
C.浮力的本质就是水对石块上下表面的压力差,是压力的合力,分析受力时已经计入浮力,不需要重复计入水的压力,水中石块只受重力、拉力、浮力三个力,故C错误;
D.弹簧测力计的示数反映挂钩端受到的拉力大小,乙图中弹簧测力计对石块的拉力为,根据力的作用是相互的,石块对弹簧测力计的拉力大小也为,故D正确。
故选 D。
2.如图所示,用弹簧秤悬挂一个重G=10N的金属块,使金属块部分浸入在台秤上的水杯中(水不会溢出),若弹簧秤的示数变为F=6N,则台秤的示数( )
A.保持不变 B.增加10N C.增加6N D.增加4N
【答案】D
【详解】金属块浸入水中后,水对金属块产生浮力,浮力的大小为
由力的作用相互性可知,金属块对水也施加一个作用力,其大小
通过水和杯的传递,对台秤产生附加压力,所以台秤的示数增加4N,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计示数与圆柱体下降高度变化关系的图像如图乙所示,取。下列说法正确的是(不考虑液面的变化)( )
A.圆柱体受到的重力是 B.圆柱体受到的最大浮力是
C.圆柱体的高度是 D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为
【答案】D
【详解】A.由图像可知,当时,弹簧测力计示数为,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体的重力是,故A错误;
B.由图像可知,当后,弹簧测力计的示数不变,此时弹簧测力计示数为,圆柱体浸没在水中,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,浮力不再变化,说明圆柱体刚好浸入水中,所以圆柱体的高度为,故C错误;
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面处水的深度因此,下表面受到水的压强,故D正确。
故选D。
4.五一假期,小玉在旅游景区买了一个工艺品,她将工艺品放入盛满水的溢水杯中,用电子秤测得的数据如图所示。以下推算正确的是( )
A.工艺品受到的重力 B.工艺品受到的浮力
C.工艺品的体积 D.工艺品的密度
【答案】AC
【详解】A.由图可知,工艺品的质量,则工艺品受到的重力,故A正确。
B.由于溢水杯是盛满水的,则工艺品排开水的质量,根据阿基米德原理可知,工艺品受到的浮力,故B错误。
C.由于工艺品浸没在水中,则工艺品的体积,故C正确。
D.工艺品的密度,故D错误。
故选AC。
5.图甲为一轻质弹簧所受拉力与长度的关系。如图乙将弹簧上端固定,下端连接边长的正方体物块,物块上表面恰与水面相平,水深,弹簧上端与容器底(底面积为)的高度为。(水的密度为,取)下列选项正确的是( )
A.水对物块底部的压强为
B.此时弹簧对物块的拉力为
C.物块的密度为
D.若使弹簧伸长,需取出水
【答案】BCD
【详解】已知:物块边长
体积
水深,弹簧上端距容器底高度,容器底面积,由弹簧图得,弹簧原长,劲度系数
A.物块上表面与水面相平,物块底部在水面下的深度等于物块边长,水对物块底部的压强
故A错误;
B.此时弹簧长度
弹簧伸长量
拉力 ,故B正确;
C.物块完全浸没,浮力
物块受力平衡
物块密度
故C正确;
D.弹簧伸长,即 ,拉力
此时浮力
此时排开水体积
浸入深度
弹簧长度
物块下表面距容器底高度
现在水深
取出水的体积
取出水的质量
故D正确。
故选BCD。
二、填空题(本题包括5小题,每空1分,共10分)
6.如图,气球下用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为,则气球受到的浮力____(选填“>”“<”或“=”);若将烧杯放入装有热水的水槽中,一段时间后,石块将_______(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。(不考虑水的密度受温度的影响)
【答案】 < 上浮
【详解】[1]气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中,则,所以气球受到的浮力;
[2]水温升高时,气球内空气的体积变大,排开水的体积变大,由,气球受到的浮力将变大;气球和石块受到的总重力不变,此时气球和石块受到的浮力大于自重,石块将上浮。
7.如图所示,将重为12N的正方体木块放入装有水的烧杯中,静止后木块没入水中的体积占总体积的,则木块受到的浮力是________N,若要将木块全部浸入水中,需要再施加________N的压力。
【答案】 12 8
【详解】木块放入装有水的烧杯中静止后处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,木块受到的浮力等于其自身的重力,即
设正方体木块的体积为V,木块漂浮时排开水的体积为,此时木块受到的浮力大小
可求得木块全部浸没时的总浮力
当木块全部浸入水中时,对木块进行受力分析,需施加的向下压力
8.将两块完全相同的橡皮泥捏成实心球和碗,分别放入完全相同的甲、乙两杯液体中,其静止时的截面如图所示。比较甲、乙两杯中橡皮泥所受浮力__________大,理由是____。
【答案】 一样 见解析
【详解】由图可知,橡皮泥在甲中悬浮,所受浮力等于其重力;在乙中漂浮,所受浮力也等于其重力,橡皮泥重力不变,则所受浮力F甲=F乙。
9.小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为和,则________(选填大于、小于或等于)。为提高密度计测量结果的精准度,应选择________较小的吸管。
【答案】 大于 横截面积
【详解】[1]密度计在水和盐水中都处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,浮力始终等于自身重力,即
设密度计的底面积为,根据浮力公式,且,可得
代入水和盐水的情况有
因为,两边同时约去,得到
所以
[2]根据,在密度计重力一定,测量不同液体(变化)时,越小,(浸入深度的变化量)就越大,这样在刻度划分时可以划分得更精细,从而提高测量结果的精准度,所以应选择横截面积较小的吸管。
10.小明设计了如图所示的装置测量物体的密度:往容器中缓慢加水,当物体的一半体积浸入水中时,拉力传感器的示数为4 N;继续往容器中加水,当物体完全浸没时,拉力传感器的示数为12 N。若水的密度为,则物体的密度为________;若将细线剪断,当物体静止时排开水的体积为________。
【答案】
【详解】对物体受力分析:物体受到向上的浮力、向下的重力、向下的拉力,平衡时满足
设物体体积为,重力为,当一半体积浸入水中时
当物体完全浸没时
联立①②,解得,物体体积,物体的密度为
物体密度小于水,剪断后漂浮,浮力等于重力
得物体静止时排开水的体积
试卷第20页,共26页
试卷第5页,共26页
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