华师大版初中科学八上第三章 第三节阿基米德原理同步练习

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名称 华师大版初中科学八上第三章 第三节阿基米德原理同步练习
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2021-07-29 20:35:42

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华师大版初中科学八上第三章 第三节阿基米德原理同步练习
一、单选题
1.(2020八上·兰溪期中)10牛的水能产生的浮力(  )
A.总是小于10牛 B.等于10牛
C.等于0牛 D.可以大于10牛
2.(2020八上·仙居期末)如图所示体积相同的铝球、铜块和木块浸在液体中,下列说法中,正确的是(  )
A.铝球受到的浮力最小 B.木块受到的浮力最小
C.铜块受到的浮力最小 D.它们受到的浮力一样大
3.(2020八上·江北月考)长方体铁块按如图所示,从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置.能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是(  )
A. B.
C. D.
4.(2020八上·婺城期中)如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氮和F空,则下列说法中正确的是(  )
A.F氮>F空 B.F氮=F空
C.F氮5.(2020八上·滨江期中)如图所示,A、B是体积相同的木块和铁块,当同时将它们的绳子剪断后,在木块上浮未露出水面和铁块下沉末着底部的过程中,以下说法正确的是(  )
A.木块所受的浮力增大,铁块所受的浮力减小
B.木块所受的浮力减小,铁块所受的浮力增大
C.木块所受的浮力增大,铁块所受的浮力不变
D.木块所受的浮力不变,铁块所受的浮力也不变
6.(2020八上·镇海期中)一长方体铁块按如图所示,从下表面与液面刚刚接触处下放至完全浸没。能反映铁块下降过程中所受浮力的大小F与铁块下表面浸入液体深度h关系的图象是(  )
A. B.
C. D.
7.(2020八上·杭州月考)热气球飞行作为一个体育做目正日趋普及。我国不久前成功地举办了第二届北京国际热气球邀请赛。如图所示,现有一个体积为100m3,的热气球,在空中匀速上升(不计空气阻力),若已知空气的密度为1.29kg/m3,那么,此时它所受的浮力是(  )
A.大于1.29×103N B.等于1.29×103N
C.大于1.29x106N D.等于1.29x106N
8.(2020八上·秀洲月考)一个很薄的塑料袋装满水,袋口扎紧后挂在弹簧测力计下称量,示数为9N,若将塑料袋体积的2/3浸在水中称,弹簧测力计的示数接近于:(  )
A.0 N B.2 N C.3 N D.6 N
9.(2020八上·萧山月考)一个物体在空气中用弹簧测力计称,示数为 32 N,将其悬挂起来浸入某液体中称时,示数为 18 N,则此时物体在该液体中所受的浮力大小为(  )
A.14N B.18 N C.32 N D.50 N
10.(2020八上·柯桥月考)甲、乙两物体的体积相等,在液体中分别向上和向下运动,如图所示,则它们此时受到的浮力相比较(  )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法比较
11.(2020八上·越城月考)将铁块B压在木块A上,A有部分露出水面(如图甲),将B取出吊在A下(不计细线的质量和体积),A仍有部分露出水面(如图乙)。则两种情况下,容器内水面高度 (  )
A.甲图中水面高 B.乙图中水面高
C.两图中水面一样高 D.无法确定
12.(2020八上·越城月考)如图所示,浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面上一段时间,这一过程浮力的变化是(  )
A.先减小,后不变 B.先不变,后减小
C.先不变,后减小,再保持不变 D.先不变,后增大,再保持不变
13.(2020·台州)下图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是(  )
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
14.小明同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,下列等式正确的是(  )
A.F浮=F3-F2 B.F浮=F4-F3 C.F浮=F4-F1 D.F浮=F2-F4
15.将重为4N的金属小球轻放入盛满水的烧杯中,若排出水重1N,则小球所受到浮力的大小(  )
A.一定为1N B.可能为3N C.一定为4N D.可能为4N
16.家住中山的小明和爸爸在河堤公园散步,他看到一艘货船载着沉重的货物驶向珠海方向,如图所示。但货物太重,河水几乎漫入货船了,他想:船进入大海后海水密度改变了,货船会沉没吗?你认为(  )
A.船身会下沉 B.船身会上浮些
C.船身深度不变 D.无法判断
17.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没在水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同。由此可以判断(  )
A.浸在水中时,弹簧测力计示数是相同的
B.两个物体一定是等重的
C.两物体受到的浮力一定相同
D.不能确定两物体的重力大小,故不能确定其所受浮力的大小关系
18.(2020八上·杭州月考)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化美系图象(g取10N/kg)。下列说法正确的是(  )
A.圆柱体受到的重力是8N B.圆柱体的高度是9cm
C.四柱体浸没时受到的浮力是4N D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
19.如图所示,两个相同的容器都盛满水,甲中有一体积是6cm3、密度是0.6g/cm3的木块漂浮在水面上,下列有关说法正确的是(  )
A.甲容器对地面的压力和压强大于乙容器对地面的压力和压强
B.将木块缓慢下压至浸没的过程中,木块受到的浮力不变
C.将木块取出后,甲、乙两容器对地面的压力和压强相等
D.木块漂浮时受到的浮力等于自身重力,并且有 的体积露出水面
20.如图所示,弹簧测力计下端悬挂一高度为1cm、质量为m的圆柱体,它在水中受到最大浮力为 ,圆柱体下表面刚刚与水面接触到全部浸没后,测力计示数F拉及圆柱体所受的浮力F浮分别与浸入水中深度h关系图正确的是(  )
A. B.
C. D.
二、填空题
21.(2020八上·滨江期中)小滨做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
(1)小滨处理数据时,发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤为   ,若将遗漏的步骤标注为d,则最合理的实验步骤依次为   (用实验步骤对应的字母表示);
(2)实验步骤a、b、c、d中,弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd。若这些示数之间的关系满足(用式子表示)   ,则可证明,阿基米德原理。
22.(2020八上·杭州月考)轮船大小常用排水量来表示,所谓排水童就是轮船装满货物时排开水的质量。一艘轮船自重为0.8万吨,它的排水量为2.0万吨,当它满载在海上行驶时所受浮力为   N。
23.(2020八上·柯桥月考)我国第一艘航母“辽宁号”,舰长304米,舰宽70.5米,满载时排水量达6.75×10 7千克。它满载时所受的浮力为   牛,浸入水中的体积是   m3(g取10牛/千克)
24.(2020八上·越城月考)有一个木块,把它浸没在盛满水的溢水杯中时,从杯中溢出10g水,若把它浸没在盛满酒精的溢水杯中,会从杯中溢出    g酒精(酒精密度是0.8×103kg/m3,水的密度是1.0×103kg/m3,木块的密度是0.5×103kg/m3)。
25.如图是一支密度计,密度计是测量   的仪器。把它放在密度较大的液体中,它排开的液体体积   (选填“较大”或“较小”)。它的玻璃管上标有刻度,如图所示,从底部A到上部B所表示的刻度值是    (选填“不变”“逐渐增大”或“逐渐减小”)的。
26.一个小组在实验时,用弹簧测力计在空气中测一个铁块的重力是3.5N,当把这个铁块的一半浸在水中称时,弹簧测力计的示数是2.8N,则此时铁块受到的浮力是   。
27.(2019八上·柯桥月考)小刚家里养了几条金鱼,一天,他看到一条体积约为50厘米3的金鱼停在水下20厘米处,这时金鱼受到水的浮力约是   N。过了一会儿,金鱼游到水下30厘米处,这时(忽略体积变化)它受到的浮力是   (填“变大”、“变小”或“不变”)
28.(2019八上·椒江月考)为了验证阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变   ,说明盛水的塑料袋排开   越大,受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸入水中,当观察到   现象时,弹簧测力计的示数为零,由此验证了阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是   缘故。
29.(2020八上·西湖月考)如图所示,在弹簧测力计的挂钩下悬挂一个小水桶,桶与水的总质量为5kg,用细线系一个质量为1.78kg的实心铜球,用手提细线上端将小球缓慢浸没在水中,使其在水中静止,且不与桶壁、桶底接触;当铜球在水中静止时,小球受到的浮力是   _N,弹簧测力计的示数是   N.(ρ铜=8.9x103kg/m3)
30.(2020八上·南浔期末)在弹簧测力计下挂一个正方体,从甲图位置缓缓下降,逐渐浸入某种液体中(物体不溶于液体且不与液体发生反应),乙图是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,   段图象说明浮力大小与排开液体的体积有关,这种液体的密度是   kg/m3。
三、实验探究题
31.(2021·鄞州模拟)盛有液体的容器里,放入物体后容器底部受到液体压力会增大,那么,容器底部受到液体压力的增加量△F液与哪些因素有关?某校科学兴趣小组对此问题进行实验探究。
【猜想】△F液液与放入物体的体积V物有关。
【实验】他们选用不同物体,先后放入盛有相等质量水的相同容器中,待物体静止,测得△F水。实验示意图及相应数据见下表。
实验序号
  1 2 3 4 5
实验示意图
0 1.8 2.4 2.8 2.8 2.8
0 1.8 2.4 2.8 2.4 2.0
【分析1】比较实验1、2与3,发现 越大, 越大。而进一步分析比较实验3、4与5,发现 与    。(填“有关”或“无关”)
【分析2】他们再通过计算比较实验1、2与3,发现物体受到的浮力    (填“>”、“=”或“<”) 。
【结论】综合分析比较实验1~5,可得初步结论:影响液体对容器底部压力的增加量 的因素是物体   的体积。
【反思】为使结论具有普遍性,他们换不同液体又重新进行了实验。
32.(2020八上·西湖期末)小金利用如图所示装置验证阿基米德原理,回答下列问题:
(1)小物块受到的浮力为   N。
(2)若小金的实验验证了阿基米德原理,则F4=   N。
(3)根据实验数据可知小物块的密度是   Kg/m3.。
(4)若实验前溢水杯中的水未装满,能否验证阿基米德原理,并说明理由   。
33.(2020八上·滨江期末)小滨同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”,设计了如下实验步骤和数据记录表格:
①在量筒中加入水,读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上,测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里,再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度。
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是 。
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N 铁块在水中受到的浮力/N 水的体积/cm3 水和铁块的总体积/cm3 排开水的体积/cm3 排开的水受到的重力/N
补充完整后,完成实验。分析数据得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
实验后,该组同学进行了反思:
(1)量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出    ,从而不能得出实验结论。
(2)该实验还有什么可以改进的地方    (写出一条即可)
(3)小江发现该物体在水中受到的浮力为5N,小滨同学完成上述实验后,把水换成另一种液体重复实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体从接触液面开始下降高度h1200的F-b图象。那么物体浸没在这种液体中受到的浮力F浮’=    N。另一种液体的密度ρ液=    。
34.(2020八上·滨江期中)为探究“浮在液面上的实心球体露出液面的体积与哪些因素有关",某小组同学用甲、乙两种不同物质制成的若干实心球体,放入盛水量筒中进行实验,他们将测量及计算得到的有关数据记录在表一中。
表一:ρ水>ρ甲>ρ乙
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
物质 甲 乙
球体的体积(厘米3) 10 15 20 30 10 12 20 30
球体浸入水中的体积(厘米3) 8 12 16 24 5 6 10 15
球体露出水面的体积(厘米3) 2 3 4 6 5 6 10 15
(1)分析比较表中实验序号1~4(或5~8)中球体露出水面体积随球体体积变化的倍数关系,可初步得出:   。
(2)若用乙物质制成体积为15厘米3的实心球体,当它浮在水面上时露出水面的体积应为   厘米3。
(3)在上述活动的基础上,小组同学认为还须进一步探究所得结论是否适用其他液体,表二所列三个方案中,符合探究要求的是   (选填序号)。
  表二: ρ酒精<ρ水<ρ盐水
序号 方案
A 仍用上述球体换在盐水中进行实验
B 换用柱形物体并在酒精中进行实验
C 换用其它物质的球体仍在水中进行实验
(4)如图所示为一种自动贮水器的示意图,若图中的浮子是用甲物质制成的,如果换用乙物质制成相同体积的实心球体为浮子,贮水器中的最高水位将   (选填“升高”或“降低”)。
四、解答题
35.(2020八上·青田期末)“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3,空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下潜作业,则此时受到的浮力为多大?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)
36.(2021八下·台州开学考)如图,将一个体积为1.0×10-3m3、重力为6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木球浸没时,求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力。
(2)细线对容器底部的拉力。
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积为多少升。
37.(2020八上·拱墅期末)2019年12月17日,由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰(如图甲),正式交付海军。该舰标准排水量(满载时排开的水的质量)为50000吨,航母上搭载的歼﹣15舰载机每架质量为25吨。海水的密度取1.0×103千克/米3, g=10牛/千克。求:
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力为   牛。
(2)当1架歼﹣15舰载机飞离航母后(如图乙),航母排开水的体积会减小多少?
38.(2020八上·杭州月考)石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如下图所示是钢绳拉力随时间t变化的图像,若不计水的阻力(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2)石料的密度是多少?
39.(2020八上·缙云期末)如图是Argo浮标,广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示,由坚硬壳体和下方可伸缩油囊两部分组成;当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积;当油囊中的油全部被抽回壳体内时,油囊自身体积忽略不计。已知浮标总质量为 55kg,其中含油 20kg;浮标壳体体积为 0.04m3;油的密度0.8×103kg/m3,海 水密度取 1.0×103kg/m3。
(1)Argo 浮标是通过改变   (填“重力”或“所受浮 力”)来改变沉浮状态的;
(2)该浮标漂浮在水面上所受到的浮力是多大?
(3)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少立方米?
五、综合说理题
40.(2018八上·台州月考)你见过煮汤圆的情景吗?当汤圆刚放入水中时,会沉入锅底。而当汤圆煮熟时,则会浮出水面。请你用所学科学原理解释这一现象。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理进行推导分析即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g可知,说明物体受到液体浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与液体的多少无关。10N的水能够包围起来的体积越大,产生的浮力越大,因此10N的水可以可以产生大于10N的浮力。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较浮力的大小。
【解答】体积相同的铝球、铜块和木块完全浸没在水中时,它们排开水的体积等于自身体积,即排开水的体积相等。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力一样大,故D正确,而A、B、D错误。
故选D。
3.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化规律即可。
【解答】从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置.铁块排开水的体积先增大后不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力先增大后不变,故B符合题意,而A、C、D不合题意。
故选B。
4.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析判断。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当气体密度相同时,物体受到的浮力与V排成正比。因为两个气球体积相同,所以它们受到的浮力相等,即F氮气=F空气,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
5.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排判断即可。
【解答】在木块上浮未露出水面和铁块下沉末着底部的过程中,二者排开水的体积都等于自身体积。因为木块和铁块的体积相等,所以它们排开水的体积相等,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力不变,并且大小相等,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析即可。
【解答】长方体铁块从下表面与液面刚刚接触处下放至完全浸没的过程中,随着深度的不断增大,它排开水的体积先不断增大然后保持不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力先增大再保持不变,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
7.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ气gV排计算浮力。
【解答】热气球受到的浮力为:F浮=ρ气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×100m3=1.29×103N。
故选B。
8.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】塑料袋很薄,那么它的体积可以忽略不计,当它完全浸没在水中时,排开水的体积和里面水的体积相等,据此计算出塑料袋受到的浮力,然后根据F=G-F浮计算测力计的示数即可。
【解答】塑料袋很薄,那么它的体积可以忽略不计。
设塑料袋的体积为V,根据密度公式得到:G=ρ水gV=9N;
当塑料袋的2/3浸在水中时,那么它受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水g×=9N×=6N;
那么此时弹簧测力计的示数为:F=G-F浮=9N-6N=3N。
故选C。
9.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据二力平衡的条件列式计算即可。
【解答】当物体保持静止状态时,
它受到的竖直向上的浮力、测力计的拉力和竖直向下的重力相互平衡,
即G=F浮+F拉;
即:32N=F浮+18N;
解得:F浮=14N。
故选A。
10.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力的大小即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力大小由液体密度和排开液体的体积大小决定。根据题意可知,液体的密度相同,排开液体的体积V甲=V乙,因此它们受到的浮力相等,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
11.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】1、浸在液体中的物体会受到向上的浮力,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关;
2、阿基米德原理的表达式:。
3、由物体浮沉条件可知,当漂浮时浮力等于重力。
【解答】在甲与乙图中A和B这一整体在水中都处于漂浮状态,所以甲、乙中A、B整体在水中受到的浮力是相等的,所以两者排开水的体积是相同的,所以两图中的水面一样高。C选项正确。A、B、D错误。
故选C
12.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】1、浸在液体中的物体会受到向上的浮力,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关;
2、阿基米德原理的表达式:。
【解答】浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面的过程中,排开液体的体积的变化是,在上表面到水面这段时间中V排不变,露出水面后直到静止这段时间V排减小,静止后V排不变。由阿基米德的原理可知,浮力的变化是先不变,后随V排减小而减小,静止后V排不变浮力也保持不变,C选项正确。A、B、D错误。
故选C
13.【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理分析浮力增大时人排开水的体积变化规律即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,当浮力增大时,人排开水的体积肯定在不断增大。根据图片可知,在从①→②的过程中,人排开水的体积不断增大,从②→③→④,人排开水的体积不变,从④→⑤,人排开水的体积减小,因此运动员受到浮力不断增大的阶段是①→②,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
14.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,物体的重力G=F2,完全浸没在水中时测力计的拉力F3,根据F浮=G-F拉可知,物体受到的浮力F浮=F2-F3。
空桶的重力为F1,桶和排开水的重力之和为F4,那么排开水的重力为:G排=F4-F1;
根据阿基米德原理F浮=G排得到:F浮=F2-F3=F4-F1。
故选C。
15.【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理分析即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=G排可知,物体在液体中受到的浮力等于它排开液体受到的重力。金属小球排开水的重力为1N,那么小球受到的浮力肯定是1N,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
16.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】首先根据货船的浮沉状态判断它受到浮力的变化,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析船身的变化。
【解答】货船在河水和海水中都漂浮,那么它受到的浮力都等于自身和货物的重力,即浮力不变。但是海水的密度大于河水,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,货船排开海水的体积小于排开河水的体积,即船身会上浮一些,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
17.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】当物体在水中保持静止状态时,对它进行受力分析,根据二力平衡的知识,结合阿基米德原理,对各个选项分析判断。
【解答】当物体在水中保持静止状态时,它受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力,即G=F浮力+F拉,因此测力计的示数减小值就等于它们受到的浮力。既然它们示数的减少值相同,那么两个物体受到的浮力相等,故A、B、D错误,C正确。
故选C。
18.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)由图可知0-3cm段圆柱体未浸入液体,根据二力平衡的知识计算圆柱体的重力;
(2)根据图象可知圆柱体从开始没入水中到完全浸没可得出圆柱体的高度。
(3)由图象7-9cm段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,根据F浮=G-F计算即可;
(4)利用物体受到的最大浮力和阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用密度公式求得圆柱体的密度。
【解答】A.由图象可知,当h=0时,此时圆柱体没有进入水中,不受浮力。弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N,故A错误;
B.根据图象可知,圆柱体从下表面开始没入水中到完全浸没的深度:h=7cm=-3cm=4cm,因此圆柱体的高度是4cm,故B错误;
C.由图象可知,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的最大浮力:F浮=G-F=12N-4N=8N,故C错误;
D.圆柱体的体积:
圆柱体密度:,故D正确。
故选D。
19.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)在水平面上,物体受到的压力等于上面所有物体的重力之和;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析浮力的变化;
(3)根据(1)中的原理分析;
(4)根据漂浮条件计算即可。
【解答】A.木块在甲容器中漂浮,那么它受到的浮力等于重力,即它排出水的重力等于木块的重力,因此甲容器中水和木块的重力之和等于乙容器中水的重力。根据容器对地面的压力F=G容器+G水可知,甲容器对地面的压力等于乙容器对地面的压力。甲和乙容器的底面积相等,根据公式可知,两个容器对地面的压强相等,故A错误;
B.将木块缓慢下压至浸没的过程中,木块排开水的体积增大,根据F浮力=ρ液gV排可知,木块受到的浮力增大,故B错误;
C.将木块取出后,甲中水的重力将小于乙中水的重力,根据容器对地面的压力F=G容器+G水可知,甲对地面的压力小于乙。根据公式可知,甲对地面的压强小于乙对地面的压强,故C错误;
D.当木块漂浮在水面上时,它受到的浮力等于重力,
即F浮力=G;
ρ水gV排=ρgV;
1g/cm3×V排=0.6g/cm3×V;
解得:;
因此:,故D正确。
故选D。
20.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与排开液体的体积成正比;
(2)当物体在水中静止时,它受到的浮力F浮力=G-F拉,据此对浮力和拉力与深度的关系进行判断即可。
【解答】当圆柱体的下表面开始入水时,此时浮力为0,那么测力计的示数F=G=mg。随着深度的不断增大,V排变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,圆柱体受到的浮力不断变大。当圆柱体完全浸没后,它的浮力达到最大,此后V排不变,它受到的浮力保持不变,故C、D错误;
开始时,测力计的示数F=G=mg。根据F浮力=G-F拉可知,随着浮力的不断增大,测力计的示数不断减小。当浮力达到最大时,测力计的示数得到最小为:,此后示数保持不变,故A正确,B错误。
故选A。
21.【答案】(1)测空桶的重力;dabc
(2)Fa-Fb=Fc-Fd
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)验证阿基米德原理F浮力=G排时,其中的F浮力=G-F拉,为了得到物体受到的浮力必须测量物体的重力和在液体中测力计的拉力;而G排=G桶+水-G桶,为了得到物体排开水的重力必须测量空桶的重力以及桶和排出水的总重力,据此确定遗漏的步骤。
根据实验过程合理安排实验顺序。
(2)根据阿基米德原理的内容判断四个测力计示数的关系。
【解答】(1)根据图片可知,a测物体重力G,b测测力计的拉力F拉,而c测小桶和排出水的总重力G桶+水,那么遗漏的步骤为:测空桶的重力。
先测空桶的重力,再测物体的重力,接下来将小桶放在溢水杯口下,用测力计悬挂物体浸在水中,读出测力计的拉力,最后测量小桶和排开水的总重力,那么合理的顺序为:dabc。
(2)根据图片可知,物体的重力G=Fa,物体浸在水中时弹簧测力计的示数F拉=Fb;而桶和排开水的总重力G桶+水=Fc,而空桶的重力G桶=Fd;
因为F浮力=G排;
所以G-F拉=G桶+水-G桶;
则Fa-Fb=Fc-Fd。
22.【答案】2×108
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据排水量和阿基米德原理F浮力=G排计算即可。
【解答】轮船的排水量就是它满载时排开水的质量。
那么它满载时受到的浮力F浮力=G排=m排g=2×107kg×10N/kg=2×108N。
23.【答案】6.75×108;6.75×104
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算满载时受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算浸入水中的体积。
【解答】(1)航母“辽宁号”满载时所受的浮力:
F浮=G排=m排g=6.75×10 7kg×10N/kg=6.75×10 8N。
(2)航母浸入水中的体积:。
24.【答案】8
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】1、阿基米德原理:浸在液体中的物体受到液体向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。用公式表示为:;
2、先根据浸没在水中溢出的水计算得到物体的体积,再算出浸没在酒精中时V排酒=V木块,由公式可求出溢出酒精的质量。
【解答】由木块浸没在水中时溢出10g水先求出木块的体积:
当木块浸没在酒精中时,V排酒=V木块,由公式可求出溢出酒精的质量。
故答案为:8g
25.【答案】液体密度;较小;逐渐减小
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据密度计的用途解答;
(2)密度计始终在液面漂浮,那么它受到的浮力保持不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度计排开液体的体积越小,液体的密度越大;
(3)比较A和B处的V排大小,根据(2)中结论判断。
【解答】(1)密度计是测量液体密度的仪器;
(2)把它放在密度较大的液体中,它排开的液体体积较小;
(3)根据图片可知,B点的V排>A点的V排,那么B点液体的密度小于A点液体的密度,因此从底部A到上部B所表示的刻度值是逐渐减小的。
26.【答案】0.7N
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据G=F浮力+F拉计算即可。
【解答】铁块受到的浮力F浮力=G-F拉=3.5N-2.8N=0.7N。
27.【答案】0.5;不变
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据公式F浮=ρ液gV排计算金鱼受到的浮力,且判断浮力是否发生改变。
【解答】这时金鱼受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(50×10-6m3)=0.5N;
虽然金属的深度增大,但是它排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变。
28.【答案】小;水的体积;袋内液面与烧杯中水面相平;塑料袋接触到容器底
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与它的V排成正比,据此判断浮力的变化,然后根据F=G-F浮分析测力计示数的变化;
(2)根据F=G-F浮可知,当测力计的示数为0时,水受到的浮力等于它排开水的重力,即验证阿基米德原理,而这时袋中水的体积和排开水的体积相同,也就是内外水面相平;
(3)测力计的示数为0,说明塑料袋受到了其它物体施加的向上的力,即它可能接触到容器底部。
据此分析解答。
【解答】(1)为了验证阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变小,说明盛水的塑料袋排开水的体积越大,受到的浮力越大。
(2)继续将塑料袋慢慢浸入水中,当观察到袋内液面与烧杯中水面相平现象时,弹簧测力计的示数为零,由此验证了阿基米德原理。
(3)小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是塑料袋接触到容器底缘故。
29.【答案】2;52
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】①首先根据公式计算铜球的体积然后,利用阿基米德原理计算铜球受到的浮力;
②小球受到的浮力与小球对水的压力为相互作用力,据此计算水的压力的增大量,那么测力计的示数等于桶和水的总重力与水的压力增大量的和。
【解答】①铜球的体积:;
铜球受到的浮力:F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×2×10-4m3×10N/kg=2N;
②桶与水的总重力为G=mg=5kg×10N/kg=50N;
设铜球对水的作用力为F′,则F′=F浮=2N,
弹簧测力计的示数:F=G+F′=50N+2N=52N。
30.【答案】BC;800
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】根据乙图确定该正方体的重力和完全浸没在液体中时测力计的拉力,然后根据F浮=G-F拉计算出它受到的浮力;根据乙图确定该正方体的高,然后根据V=a3计算出它的体积,最后根据计算液体的密度即可。
【解答】(1)当正方体没有入水时,它受到的浮力为零,此时测力计的示数等于它的重力,即AB段,
那么正方体的重力G=3.5N;
当正方体进入的体积逐渐增大时,它受到的浮力不断增大,而弹簧测力计的示数逐渐减小,即BC段;
因此BC段图像说明浮力的大小与排开液体的体积有关。
(2)当正方体完全浸没在液体中时,它的V排不变,因此受到的浮力不变;
根据F浮=G-F拉可知,此时测力计的示数不变,即CD段。
那么完全浸没时测力计的拉力F拉=2.5N;
那么此时正方体受到的浮力F浮=G-F拉=3.5N-2.5N=1N;
根据乙图可知,B点时正方体的下表面开始入水,C点时完全浸没,
因此正方体的高h=10cm-5cm=5cm=0.05m;
那么它的体积为:V=h3=(0.05m)3=1.25×10-4m3;
因此液体的密度。
31.【答案】无关;=;排开液体
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】【分析1】当物体的体积相等时,如果容器底部受到液体压力的增加量相同,那么二者有关;否则,二者无关。
【分析2】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分别计算出三个浮力,然后与相应的压力增加量△F水比较即可。
【分析3】在实验1、2、3中,物体排开液体的体积相同,因此容器底部压力的增加量相同;在3、4、5中,物体排开液体的体积不同,因此容器底部压力的增加量不同,据此分析得到结论。
【解答】【分析1】在实验3、4、5中 ,物体的体积相同,但是容器底部压力的增加量不同,因此可知: 与 无关;
【分析2】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,分别计算出实验1、2、3中物体受到的浮力分别为1.8N、2.4N和2.8N,因此得到结论:物体受到的浮力 。
【分析3】综合分析比较实验1~5,可得初步结论:影响液体对容器底部压力的增加量的因素是物体排开液体的体积。
32.【答案】(1)1
(2)1.5
(3)1.0×103
(4)不能,物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛水的重力将小于物体排开水的重力,无法验证阿基米德原理
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)当物体完全浸没在水中时,根据F浮力=G-F拉计算浮力;
(2)物体受到的浮力等于排开液体的重力,即F浮力=G排=F4-F2;
(3)首先根据计算物体的体积,再根据计算它的密度;
(4)如果溢水杯没有装满水,那么浸入物体后,水面先上升到杯口,才会有水排出,那么排出水的重力肯定小于浮力,据此分析解答。
【解答】(1)根据左图可知,物体的重力G=F1=2N;
当物体完全浸没在水中时,它受到的浮力:F浮力=G-F拉=2N-1N=1N;
(2)若小金的实验验证了阿基米德原理,那么F浮力=G排=F4-F2;
即1N=F4-0.5N;
解得:F4=1.5N。
(3)物体的体积;
该物块的密度为:.
(4)若实验前溢水杯中的水未装满,不能验证阿基米德原理,理由:物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛水的重力将小于物体排开水的重力,无法验证阿基米德原理。
33.【答案】(1)铁块的重力
(2)没有进行多次实验
(3)4;800
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】在实验过程中,铁块受到的浮力根据F浮力=G-F拉计算,表格中已经记录了铁块浸没在水中时的拉力,但是没有记录铁块的重力,据此分析;
(1)如果量筒中水装的太多,加入铁块后水面到达没有刻度的部分或有水溢出,那么久无法直接测出铁块的体积;
(2)在科学研究中,通过改变实验器材或实验步骤,反复进行多次实验,从而收集更多的实验数据,这样得到的结论更具有普遍意义。
(3)根据阿基米德原理可知,当物体进入液体中时,它排开液体的体积先增大后不变,那么它受到的浮力先增大后不变。根据F拉=G-F浮可知,弹簧测力计的示数先减小后不变,据此确定物体完全浸没时受到的浮力,再根据阿基米德原理计算液体的密度。
【解答】实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是:铁块的重力。
(1)量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出铁块的体积,从而不能得出实验结论。
(2)该实验需要改进的地方为:没有进行多次实验。
(3)根据图乙可知,当弹簧测力计的示数保持不变时,浮力保持不变,此时物体浸没,因此浮力F浮'=G-F拉=6N-2N=4N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当V排相等时,浮力与液体密度成正比,
即:;

解得:ρ液=800kg/m3。
34.【答案】(1)露出液面的体积与其体积成正比
(2)7.5
(3)A
(4)降低
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)将1~4或5~8实验中露出水面的体积与球的体积作比,比较它们的比值是否相等;如果比值相等,那么它们成正比例关系。
(2)从5~8列数据中取出任意一组数据,然后根据(1)中得到的结论列式计算即可;
(3)要补充方案验证结论是否正确,那么就要保证物体在液面漂浮,据此分析;
(4)根据图片可知,当浮子与进水管接触时,水就停止流入,浮子露出水面的体积越大,最高水位越小,据此分析。
【解答】(1)根据表格1~4组数据,计算甲露出水面的体积与球体的体积之比,比值都是0.2,那么得到结论:露出液面的体积与其体积成正比。
(2)根据第5组数据得到,当乙露出水面的体积为5cm3时,它的总体积为10cm3,
根据露出液面的体积与其体积成正比得到:;
解得:V露=7.5cm3;
(3)A.盐水的密度肯定大于水,那么两个球在其中肯定漂浮,故A符合题意;
B.酒精的密度小于水的密度,那么两个球在其中不一定漂浮,且球的形状发生改变,故B不合题意;
C.如果球的密度大于水,那么球在水中不能漂浮,故C不合题意。
故选A。
(4)设球的体积为V,那么甲露出水面的体积为0.2V;而乙露出水面的体积为0.5V,因此乙露出水面的高度变大,而水面的最大高度则降低。
35.【答案】(1)F浮=G=mg=22吨×10牛/千克=2.2×105牛
(2)F浮=ρ液gV排液=1.0×103千克/米3×10牛/千克×30米3=3×105牛
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当“蛟龙号”漂浮在水面上时,它受到的浮力和重力相互平衡,即F浮力=G;
(2)当“蛟龙号”满载下潜时,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算它受到的浮力。
36.【答案】(1)解:木球受到浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N
(2)解:F拉=F浮-G球=10N-6N=4N
(3)解:木球静止时漂浮在水面,F浮=G球=6N,V排=F浮/ρ水g=6N/1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10 4m3,V露=V物-V排=10-3m3-6×10-4m3=4×10-4m3=0.4L
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)木球浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算受到的浮力;
(2)木球在水中静止,它受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力和拉力平衡,即F浮=G+F拉,据此计算细绳的拉力;
(3)剪断细线后,木球在水面漂浮,它受到的浮力与重力平衡,即F浮=G球,然后根据计算木球排开水的体积,最后根据V露=V物-V排计算木球露出水面的体积。
37.【答案】(1)
(2)航母排开水的体积会减小:。
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据F浮=G排=m排g计算航母受到的浮力;
(2)根据计算航母排开水体积的减小量。
【解答】(1)航母受到的浮力F浮=G排=m排g=50000×103kg×10N/kg=5×108N;
(2)航母排开水的体积会减小:。
38.【答案】(1)根据图片可知,AB段,物体还没有入水,它不受浮力,此时拉力和重力相互平衡,即G=F=1400N;CD段,石料完全浸没水中,此时钢绳的拉力为F'=900N,那么石料完全浸没水中受到的浮力F浮力=G-F'=1400N-900N=500N;
(2)石料的体积:V=V排=;
石料的密度:。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据图线确定物体的重力和完全浸没时测力计的示数,然后根据F浮力=G-F计算出完全浸没时受到的浮力;
(2)首先根据V=V排=计算出物体的体积,再根据密度公式计算石料的密度。
39.【答案】(1)所受浮力
(2)F浮= G = m总g = 55Kg×10N/Kg = 550N
(3)V排= = =0.055m3
V囊=V油= = =0.025m3
V露=0.04 m3+0.025 m3-0.055 m3=0.01 m3
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当壳体内的油进入油囊时,油囊的体积变大,于是浮标排开水的体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮标受到的浮力变大;当油囊内的油流回壳体时,油囊的体积减小,浮标受到的浮力减小,据此实现浮沉状态的改变。
(2)根据漂浮条件F浮= G计算出浮标漂浮在水面时受到的浮力;
(3)首先根据 计算出浮标漂浮时排开水的体积,再根据 计算出油囊的体积,接下来用壳体体积+油囊体积得到浮标的总体积,再减去排开水的体积就是露出水面的体积。
40.【答案】解:汤圆刚放入水中时,汤圆所受浮力小于重力,所以汤圆沉入水底。煮熟时,汤圆受热膨胀,排开水的体积增大,所受浮力增大, 重力不变,所以浮力大于重力,汤圆上浮。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】汤圆的重力和水的密度也是不变的,抓住汤圆的体积变化对浮力的影响结合浮沉条件进行解释即可。
【解答】根据阿基米德原理可知,汤圆刚放入水中时,汤圆的体积比较小,汤圆所受浮力小于重力,所以汤圆沉入水底;煮熟时,汤圆受热膨胀,排开水的体积增大,所受浮力增大, 此时浮力大于重力,汤圆就上浮了。
1 / 1华师大版初中科学八上第三章 第三节阿基米德原理同步练习
一、单选题
1.(2020八上·兰溪期中)10牛的水能产生的浮力(  )
A.总是小于10牛 B.等于10牛
C.等于0牛 D.可以大于10牛
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理进行推导分析即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g可知,说明物体受到液体浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与液体的多少无关。10N的水能够包围起来的体积越大,产生的浮力越大,因此10N的水可以可以产生大于10N的浮力。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.(2020八上·仙居期末)如图所示体积相同的铝球、铜块和木块浸在液体中,下列说法中,正确的是(  )
A.铝球受到的浮力最小 B.木块受到的浮力最小
C.铜块受到的浮力最小 D.它们受到的浮力一样大
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较浮力的大小。
【解答】体积相同的铝球、铜块和木块完全浸没在水中时,它们排开水的体积等于自身体积,即排开水的体积相等。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力一样大,故D正确,而A、B、D错误。
故选D。
3.(2020八上·江北月考)长方体铁块按如图所示,从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置.能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化规律即可。
【解答】从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置.铁块排开水的体积先增大后不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力先增大后不变,故B符合题意,而A、C、D不合题意。
故选B。
4.(2020八上·婺城期中)如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氮和F空,则下列说法中正确的是(  )
A.F氮>F空 B.F氮=F空
C.F氮【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析判断。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当气体密度相同时,物体受到的浮力与V排成正比。因为两个气球体积相同,所以它们受到的浮力相等,即F氮气=F空气,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
5.(2020八上·滨江期中)如图所示,A、B是体积相同的木块和铁块,当同时将它们的绳子剪断后,在木块上浮未露出水面和铁块下沉末着底部的过程中,以下说法正确的是(  )
A.木块所受的浮力增大,铁块所受的浮力减小
B.木块所受的浮力减小,铁块所受的浮力增大
C.木块所受的浮力增大,铁块所受的浮力不变
D.木块所受的浮力不变,铁块所受的浮力也不变
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排判断即可。
【解答】在木块上浮未露出水面和铁块下沉末着底部的过程中,二者排开水的体积都等于自身体积。因为木块和铁块的体积相等,所以它们排开水的体积相等,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力不变,并且大小相等,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.(2020八上·镇海期中)一长方体铁块按如图所示,从下表面与液面刚刚接触处下放至完全浸没。能反映铁块下降过程中所受浮力的大小F与铁块下表面浸入液体深度h关系的图象是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析即可。
【解答】长方体铁块从下表面与液面刚刚接触处下放至完全浸没的过程中,随着深度的不断增大,它排开水的体积先不断增大然后保持不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力先增大再保持不变,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
7.(2020八上·杭州月考)热气球飞行作为一个体育做目正日趋普及。我国不久前成功地举办了第二届北京国际热气球邀请赛。如图所示,现有一个体积为100m3,的热气球,在空中匀速上升(不计空气阻力),若已知空气的密度为1.29kg/m3,那么,此时它所受的浮力是(  )
A.大于1.29×103N B.等于1.29×103N
C.大于1.29x106N D.等于1.29x106N
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ气gV排计算浮力。
【解答】热气球受到的浮力为:F浮=ρ气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×100m3=1.29×103N。
故选B。
8.(2020八上·秀洲月考)一个很薄的塑料袋装满水,袋口扎紧后挂在弹簧测力计下称量,示数为9N,若将塑料袋体积的2/3浸在水中称,弹簧测力计的示数接近于:(  )
A.0 N B.2 N C.3 N D.6 N
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】塑料袋很薄,那么它的体积可以忽略不计,当它完全浸没在水中时,排开水的体积和里面水的体积相等,据此计算出塑料袋受到的浮力,然后根据F=G-F浮计算测力计的示数即可。
【解答】塑料袋很薄,那么它的体积可以忽略不计。
设塑料袋的体积为V,根据密度公式得到:G=ρ水gV=9N;
当塑料袋的2/3浸在水中时,那么它受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水g×=9N×=6N;
那么此时弹簧测力计的示数为:F=G-F浮=9N-6N=3N。
故选C。
9.(2020八上·萧山月考)一个物体在空气中用弹簧测力计称,示数为 32 N,将其悬挂起来浸入某液体中称时,示数为 18 N,则此时物体在该液体中所受的浮力大小为(  )
A.14N B.18 N C.32 N D.50 N
【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据二力平衡的条件列式计算即可。
【解答】当物体保持静止状态时,
它受到的竖直向上的浮力、测力计的拉力和竖直向下的重力相互平衡,
即G=F浮+F拉;
即:32N=F浮+18N;
解得:F浮=14N。
故选A。
10.(2020八上·柯桥月考)甲、乙两物体的体积相等,在液体中分别向上和向下运动,如图所示,则它们此时受到的浮力相比较(  )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法比较
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力的大小即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力大小由液体密度和排开液体的体积大小决定。根据题意可知,液体的密度相同,排开液体的体积V甲=V乙,因此它们受到的浮力相等,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
11.(2020八上·越城月考)将铁块B压在木块A上,A有部分露出水面(如图甲),将B取出吊在A下(不计细线的质量和体积),A仍有部分露出水面(如图乙)。则两种情况下,容器内水面高度 (  )
A.甲图中水面高 B.乙图中水面高
C.两图中水面一样高 D.无法确定
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】1、浸在液体中的物体会受到向上的浮力,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关;
2、阿基米德原理的表达式:。
3、由物体浮沉条件可知,当漂浮时浮力等于重力。
【解答】在甲与乙图中A和B这一整体在水中都处于漂浮状态,所以甲、乙中A、B整体在水中受到的浮力是相等的,所以两者排开水的体积是相同的,所以两图中的水面一样高。C选项正确。A、B、D错误。
故选C
12.(2020八上·越城月考)如图所示,浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面上一段时间,这一过程浮力的变化是(  )
A.先减小,后不变 B.先不变,后减小
C.先不变,后减小,再保持不变 D.先不变,后增大,再保持不变
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】1、浸在液体中的物体会受到向上的浮力,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关;
2、阿基米德原理的表达式:。
【解答】浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面的过程中,排开液体的体积的变化是,在上表面到水面这段时间中V排不变,露出水面后直到静止这段时间V排减小,静止后V排不变。由阿基米德的原理可知,浮力的变化是先不变,后随V排减小而减小,静止后V排不变浮力也保持不变,C选项正确。A、B、D错误。
故选C
13.(2020·台州)下图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是(  )
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理分析浮力增大时人排开水的体积变化规律即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,当浮力增大时,人排开水的体积肯定在不断增大。根据图片可知,在从①→②的过程中,人排开水的体积不断增大,从②→③→④,人排开水的体积不变,从④→⑤,人排开水的体积减小,因此运动员受到浮力不断增大的阶段是①→②,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
14.小明同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,下列等式正确的是(  )
A.F浮=F3-F2 B.F浮=F4-F3 C.F浮=F4-F1 D.F浮=F2-F4
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,物体的重力G=F2,完全浸没在水中时测力计的拉力F3,根据F浮=G-F拉可知,物体受到的浮力F浮=F2-F3。
空桶的重力为F1,桶和排开水的重力之和为F4,那么排开水的重力为:G排=F4-F1;
根据阿基米德原理F浮=G排得到:F浮=F2-F3=F4-F1。
故选C。
15.将重为4N的金属小球轻放入盛满水的烧杯中,若排出水重1N,则小球所受到浮力的大小(  )
A.一定为1N B.可能为3N C.一定为4N D.可能为4N
【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理分析即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=G排可知,物体在液体中受到的浮力等于它排开液体受到的重力。金属小球排开水的重力为1N,那么小球受到的浮力肯定是1N,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
16.家住中山的小明和爸爸在河堤公园散步,他看到一艘货船载着沉重的货物驶向珠海方向,如图所示。但货物太重,河水几乎漫入货船了,他想:船进入大海后海水密度改变了,货船会沉没吗?你认为(  )
A.船身会下沉 B.船身会上浮些
C.船身深度不变 D.无法判断
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】首先根据货船的浮沉状态判断它受到浮力的变化,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析船身的变化。
【解答】货船在河水和海水中都漂浮,那么它受到的浮力都等于自身和货物的重力,即浮力不变。但是海水的密度大于河水,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,货船排开海水的体积小于排开河水的体积,即船身会上浮一些,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
17.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没在水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同。由此可以判断(  )
A.浸在水中时,弹簧测力计示数是相同的
B.两个物体一定是等重的
C.两物体受到的浮力一定相同
D.不能确定两物体的重力大小,故不能确定其所受浮力的大小关系
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】当物体在水中保持静止状态时,对它进行受力分析,根据二力平衡的知识,结合阿基米德原理,对各个选项分析判断。
【解答】当物体在水中保持静止状态时,它受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力,即G=F浮力+F拉,因此测力计的示数减小值就等于它们受到的浮力。既然它们示数的减少值相同,那么两个物体受到的浮力相等,故A、B、D错误,C正确。
故选C。
18.(2020八上·杭州月考)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化美系图象(g取10N/kg)。下列说法正确的是(  )
A.圆柱体受到的重力是8N B.圆柱体的高度是9cm
C.四柱体浸没时受到的浮力是4N D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)由图可知0-3cm段圆柱体未浸入液体,根据二力平衡的知识计算圆柱体的重力;
(2)根据图象可知圆柱体从开始没入水中到完全浸没可得出圆柱体的高度。
(3)由图象7-9cm段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,根据F浮=G-F计算即可;
(4)利用物体受到的最大浮力和阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用密度公式求得圆柱体的密度。
【解答】A.由图象可知,当h=0时,此时圆柱体没有进入水中,不受浮力。弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N,故A错误;
B.根据图象可知,圆柱体从下表面开始没入水中到完全浸没的深度:h=7cm=-3cm=4cm,因此圆柱体的高度是4cm,故B错误;
C.由图象可知,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的最大浮力:F浮=G-F=12N-4N=8N,故C错误;
D.圆柱体的体积:
圆柱体密度:,故D正确。
故选D。
19.如图所示,两个相同的容器都盛满水,甲中有一体积是6cm3、密度是0.6g/cm3的木块漂浮在水面上,下列有关说法正确的是(  )
A.甲容器对地面的压力和压强大于乙容器对地面的压力和压强
B.将木块缓慢下压至浸没的过程中,木块受到的浮力不变
C.将木块取出后,甲、乙两容器对地面的压力和压强相等
D.木块漂浮时受到的浮力等于自身重力,并且有 的体积露出水面
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)在水平面上,物体受到的压力等于上面所有物体的重力之和;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析浮力的变化;
(3)根据(1)中的原理分析;
(4)根据漂浮条件计算即可。
【解答】A.木块在甲容器中漂浮,那么它受到的浮力等于重力,即它排出水的重力等于木块的重力,因此甲容器中水和木块的重力之和等于乙容器中水的重力。根据容器对地面的压力F=G容器+G水可知,甲容器对地面的压力等于乙容器对地面的压力。甲和乙容器的底面积相等,根据公式可知,两个容器对地面的压强相等,故A错误;
B.将木块缓慢下压至浸没的过程中,木块排开水的体积增大,根据F浮力=ρ液gV排可知,木块受到的浮力增大,故B错误;
C.将木块取出后,甲中水的重力将小于乙中水的重力,根据容器对地面的压力F=G容器+G水可知,甲对地面的压力小于乙。根据公式可知,甲对地面的压强小于乙对地面的压强,故C错误;
D.当木块漂浮在水面上时,它受到的浮力等于重力,
即F浮力=G;
ρ水gV排=ρgV;
1g/cm3×V排=0.6g/cm3×V;
解得:;
因此:,故D正确。
故选D。
20.如图所示,弹簧测力计下端悬挂一高度为1cm、质量为m的圆柱体,它在水中受到最大浮力为 ,圆柱体下表面刚刚与水面接触到全部浸没后,测力计示数F拉及圆柱体所受的浮力F浮分别与浸入水中深度h关系图正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与排开液体的体积成正比;
(2)当物体在水中静止时,它受到的浮力F浮力=G-F拉,据此对浮力和拉力与深度的关系进行判断即可。
【解答】当圆柱体的下表面开始入水时,此时浮力为0,那么测力计的示数F=G=mg。随着深度的不断增大,V排变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,圆柱体受到的浮力不断变大。当圆柱体完全浸没后,它的浮力达到最大,此后V排不变,它受到的浮力保持不变,故C、D错误;
开始时,测力计的示数F=G=mg。根据F浮力=G-F拉可知,随着浮力的不断增大,测力计的示数不断减小。当浮力达到最大时,测力计的示数得到最小为:,此后示数保持不变,故A正确,B错误。
故选A。
二、填空题
21.(2020八上·滨江期中)小滨做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
(1)小滨处理数据时,发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤为   ,若将遗漏的步骤标注为d,则最合理的实验步骤依次为   (用实验步骤对应的字母表示);
(2)实验步骤a、b、c、d中,弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd。若这些示数之间的关系满足(用式子表示)   ,则可证明,阿基米德原理。
【答案】(1)测空桶的重力;dabc
(2)Fa-Fb=Fc-Fd
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)验证阿基米德原理F浮力=G排时,其中的F浮力=G-F拉,为了得到物体受到的浮力必须测量物体的重力和在液体中测力计的拉力;而G排=G桶+水-G桶,为了得到物体排开水的重力必须测量空桶的重力以及桶和排出水的总重力,据此确定遗漏的步骤。
根据实验过程合理安排实验顺序。
(2)根据阿基米德原理的内容判断四个测力计示数的关系。
【解答】(1)根据图片可知,a测物体重力G,b测测力计的拉力F拉,而c测小桶和排出水的总重力G桶+水,那么遗漏的步骤为:测空桶的重力。
先测空桶的重力,再测物体的重力,接下来将小桶放在溢水杯口下,用测力计悬挂物体浸在水中,读出测力计的拉力,最后测量小桶和排开水的总重力,那么合理的顺序为:dabc。
(2)根据图片可知,物体的重力G=Fa,物体浸在水中时弹簧测力计的示数F拉=Fb;而桶和排开水的总重力G桶+水=Fc,而空桶的重力G桶=Fd;
因为F浮力=G排;
所以G-F拉=G桶+水-G桶;
则Fa-Fb=Fc-Fd。
22.(2020八上·杭州月考)轮船大小常用排水量来表示,所谓排水童就是轮船装满货物时排开水的质量。一艘轮船自重为0.8万吨,它的排水量为2.0万吨,当它满载在海上行驶时所受浮力为   N。
【答案】2×108
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据排水量和阿基米德原理F浮力=G排计算即可。
【解答】轮船的排水量就是它满载时排开水的质量。
那么它满载时受到的浮力F浮力=G排=m排g=2×107kg×10N/kg=2×108N。
23.(2020八上·柯桥月考)我国第一艘航母“辽宁号”,舰长304米,舰宽70.5米,满载时排水量达6.75×10 7千克。它满载时所受的浮力为   牛,浸入水中的体积是   m3(g取10牛/千克)
【答案】6.75×108;6.75×104
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算满载时受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算浸入水中的体积。
【解答】(1)航母“辽宁号”满载时所受的浮力:
F浮=G排=m排g=6.75×10 7kg×10N/kg=6.75×10 8N。
(2)航母浸入水中的体积:。
24.(2020八上·越城月考)有一个木块,把它浸没在盛满水的溢水杯中时,从杯中溢出10g水,若把它浸没在盛满酒精的溢水杯中,会从杯中溢出    g酒精(酒精密度是0.8×103kg/m3,水的密度是1.0×103kg/m3,木块的密度是0.5×103kg/m3)。
【答案】8
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】1、阿基米德原理:浸在液体中的物体受到液体向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。用公式表示为:;
2、先根据浸没在水中溢出的水计算得到物体的体积,再算出浸没在酒精中时V排酒=V木块,由公式可求出溢出酒精的质量。
【解答】由木块浸没在水中时溢出10g水先求出木块的体积:
当木块浸没在酒精中时,V排酒=V木块,由公式可求出溢出酒精的质量。
故答案为:8g
25.如图是一支密度计,密度计是测量   的仪器。把它放在密度较大的液体中,它排开的液体体积   (选填“较大”或“较小”)。它的玻璃管上标有刻度,如图所示,从底部A到上部B所表示的刻度值是    (选填“不变”“逐渐增大”或“逐渐减小”)的。
【答案】液体密度;较小;逐渐减小
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据密度计的用途解答;
(2)密度计始终在液面漂浮,那么它受到的浮力保持不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度计排开液体的体积越小,液体的密度越大;
(3)比较A和B处的V排大小,根据(2)中结论判断。
【解答】(1)密度计是测量液体密度的仪器;
(2)把它放在密度较大的液体中,它排开的液体体积较小;
(3)根据图片可知,B点的V排>A点的V排,那么B点液体的密度小于A点液体的密度,因此从底部A到上部B所表示的刻度值是逐渐减小的。
26.一个小组在实验时,用弹簧测力计在空气中测一个铁块的重力是3.5N,当把这个铁块的一半浸在水中称时,弹簧测力计的示数是2.8N,则此时铁块受到的浮力是   。
【答案】0.7N
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据G=F浮力+F拉计算即可。
【解答】铁块受到的浮力F浮力=G-F拉=3.5N-2.8N=0.7N。
27.(2019八上·柯桥月考)小刚家里养了几条金鱼,一天,他看到一条体积约为50厘米3的金鱼停在水下20厘米处,这时金鱼受到水的浮力约是   N。过了一会儿,金鱼游到水下30厘米处,这时(忽略体积变化)它受到的浮力是   (填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】0.5;不变
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据公式F浮=ρ液gV排计算金鱼受到的浮力,且判断浮力是否发生改变。
【解答】这时金鱼受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(50×10-6m3)=0.5N;
虽然金属的深度增大,但是它排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变。
28.(2019八上·椒江月考)为了验证阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变   ,说明盛水的塑料袋排开   越大,受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸入水中,当观察到   现象时,弹簧测力计的示数为零,由此验证了阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是   缘故。
【答案】小;水的体积;袋内液面与烧杯中水面相平;塑料袋接触到容器底
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与它的V排成正比,据此判断浮力的变化,然后根据F=G-F浮分析测力计示数的变化;
(2)根据F=G-F浮可知,当测力计的示数为0时,水受到的浮力等于它排开水的重力,即验证阿基米德原理,而这时袋中水的体积和排开水的体积相同,也就是内外水面相平;
(3)测力计的示数为0,说明塑料袋受到了其它物体施加的向上的力,即它可能接触到容器底部。
据此分析解答。
【解答】(1)为了验证阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变小,说明盛水的塑料袋排开水的体积越大,受到的浮力越大。
(2)继续将塑料袋慢慢浸入水中,当观察到袋内液面与烧杯中水面相平现象时,弹簧测力计的示数为零,由此验证了阿基米德原理。
(3)小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是塑料袋接触到容器底缘故。
29.(2020八上·西湖月考)如图所示,在弹簧测力计的挂钩下悬挂一个小水桶,桶与水的总质量为5kg,用细线系一个质量为1.78kg的实心铜球,用手提细线上端将小球缓慢浸没在水中,使其在水中静止,且不与桶壁、桶底接触;当铜球在水中静止时,小球受到的浮力是   _N,弹簧测力计的示数是   N.(ρ铜=8.9x103kg/m3)
【答案】2;52
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】①首先根据公式计算铜球的体积然后,利用阿基米德原理计算铜球受到的浮力;
②小球受到的浮力与小球对水的压力为相互作用力,据此计算水的压力的增大量,那么测力计的示数等于桶和水的总重力与水的压力增大量的和。
【解答】①铜球的体积:;
铜球受到的浮力:F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×2×10-4m3×10N/kg=2N;
②桶与水的总重力为G=mg=5kg×10N/kg=50N;
设铜球对水的作用力为F′,则F′=F浮=2N,
弹簧测力计的示数:F=G+F′=50N+2N=52N。
30.(2020八上·南浔期末)在弹簧测力计下挂一个正方体,从甲图位置缓缓下降,逐渐浸入某种液体中(物体不溶于液体且不与液体发生反应),乙图是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,   段图象说明浮力大小与排开液体的体积有关,这种液体的密度是   kg/m3。
【答案】BC;800
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】根据乙图确定该正方体的重力和完全浸没在液体中时测力计的拉力,然后根据F浮=G-F拉计算出它受到的浮力;根据乙图确定该正方体的高,然后根据V=a3计算出它的体积,最后根据计算液体的密度即可。
【解答】(1)当正方体没有入水时,它受到的浮力为零,此时测力计的示数等于它的重力,即AB段,
那么正方体的重力G=3.5N;
当正方体进入的体积逐渐增大时,它受到的浮力不断增大,而弹簧测力计的示数逐渐减小,即BC段;
因此BC段图像说明浮力的大小与排开液体的体积有关。
(2)当正方体完全浸没在液体中时,它的V排不变,因此受到的浮力不变;
根据F浮=G-F拉可知,此时测力计的示数不变,即CD段。
那么完全浸没时测力计的拉力F拉=2.5N;
那么此时正方体受到的浮力F浮=G-F拉=3.5N-2.5N=1N;
根据乙图可知,B点时正方体的下表面开始入水,C点时完全浸没,
因此正方体的高h=10cm-5cm=5cm=0.05m;
那么它的体积为:V=h3=(0.05m)3=1.25×10-4m3;
因此液体的密度。
三、实验探究题
31.(2021·鄞州模拟)盛有液体的容器里,放入物体后容器底部受到液体压力会增大,那么,容器底部受到液体压力的增加量△F液与哪些因素有关?某校科学兴趣小组对此问题进行实验探究。
【猜想】△F液液与放入物体的体积V物有关。
【实验】他们选用不同物体,先后放入盛有相等质量水的相同容器中,待物体静止,测得△F水。实验示意图及相应数据见下表。
实验序号
  1 2 3 4 5
实验示意图
0 1.8 2.4 2.8 2.8 2.8
0 1.8 2.4 2.8 2.4 2.0
【分析1】比较实验1、2与3,发现 越大, 越大。而进一步分析比较实验3、4与5,发现 与    。(填“有关”或“无关”)
【分析2】他们再通过计算比较实验1、2与3,发现物体受到的浮力    (填“>”、“=”或“<”) 。
【结论】综合分析比较实验1~5,可得初步结论:影响液体对容器底部压力的增加量 的因素是物体   的体积。
【反思】为使结论具有普遍性,他们换不同液体又重新进行了实验。
【答案】无关;=;排开液体
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】【分析1】当物体的体积相等时,如果容器底部受到液体压力的增加量相同,那么二者有关;否则,二者无关。
【分析2】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分别计算出三个浮力,然后与相应的压力增加量△F水比较即可。
【分析3】在实验1、2、3中,物体排开液体的体积相同,因此容器底部压力的增加量相同;在3、4、5中,物体排开液体的体积不同,因此容器底部压力的增加量不同,据此分析得到结论。
【解答】【分析1】在实验3、4、5中 ,物体的体积相同,但是容器底部压力的增加量不同,因此可知: 与 无关;
【分析2】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,分别计算出实验1、2、3中物体受到的浮力分别为1.8N、2.4N和2.8N,因此得到结论:物体受到的浮力 。
【分析3】综合分析比较实验1~5,可得初步结论:影响液体对容器底部压力的增加量的因素是物体排开液体的体积。
32.(2020八上·西湖期末)小金利用如图所示装置验证阿基米德原理,回答下列问题:
(1)小物块受到的浮力为   N。
(2)若小金的实验验证了阿基米德原理,则F4=   N。
(3)根据实验数据可知小物块的密度是   Kg/m3.。
(4)若实验前溢水杯中的水未装满,能否验证阿基米德原理,并说明理由   。
【答案】(1)1
(2)1.5
(3)1.0×103
(4)不能,物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛水的重力将小于物体排开水的重力,无法验证阿基米德原理
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)当物体完全浸没在水中时,根据F浮力=G-F拉计算浮力;
(2)物体受到的浮力等于排开液体的重力,即F浮力=G排=F4-F2;
(3)首先根据计算物体的体积,再根据计算它的密度;
(4)如果溢水杯没有装满水,那么浸入物体后,水面先上升到杯口,才会有水排出,那么排出水的重力肯定小于浮力,据此分析解答。
【解答】(1)根据左图可知,物体的重力G=F1=2N;
当物体完全浸没在水中时,它受到的浮力:F浮力=G-F拉=2N-1N=1N;
(2)若小金的实验验证了阿基米德原理,那么F浮力=G排=F4-F2;
即1N=F4-0.5N;
解得:F4=1.5N。
(3)物体的体积;
该物块的密度为:.
(4)若实验前溢水杯中的水未装满,不能验证阿基米德原理,理由:物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛水的重力将小于物体排开水的重力,无法验证阿基米德原理。
33.(2020八上·滨江期末)小滨同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”,设计了如下实验步骤和数据记录表格:
①在量筒中加入水,读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上,测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里,再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度。
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是 。
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N 铁块在水中受到的浮力/N 水的体积/cm3 水和铁块的总体积/cm3 排开水的体积/cm3 排开的水受到的重力/N
补充完整后,完成实验。分析数据得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
实验后,该组同学进行了反思:
(1)量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出    ,从而不能得出实验结论。
(2)该实验还有什么可以改进的地方    (写出一条即可)
(3)小江发现该物体在水中受到的浮力为5N,小滨同学完成上述实验后,把水换成另一种液体重复实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体从接触液面开始下降高度h1200的F-b图象。那么物体浸没在这种液体中受到的浮力F浮’=    N。另一种液体的密度ρ液=    。
【答案】(1)铁块的重力
(2)没有进行多次实验
(3)4;800
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】在实验过程中,铁块受到的浮力根据F浮力=G-F拉计算,表格中已经记录了铁块浸没在水中时的拉力,但是没有记录铁块的重力,据此分析;
(1)如果量筒中水装的太多,加入铁块后水面到达没有刻度的部分或有水溢出,那么久无法直接测出铁块的体积;
(2)在科学研究中,通过改变实验器材或实验步骤,反复进行多次实验,从而收集更多的实验数据,这样得到的结论更具有普遍意义。
(3)根据阿基米德原理可知,当物体进入液体中时,它排开液体的体积先增大后不变,那么它受到的浮力先增大后不变。根据F拉=G-F浮可知,弹簧测力计的示数先减小后不变,据此确定物体完全浸没时受到的浮力,再根据阿基米德原理计算液体的密度。
【解答】实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是:铁块的重力。
(1)量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出铁块的体积,从而不能得出实验结论。
(2)该实验需要改进的地方为:没有进行多次实验。
(3)根据图乙可知,当弹簧测力计的示数保持不变时,浮力保持不变,此时物体浸没,因此浮力F浮'=G-F拉=6N-2N=4N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当V排相等时,浮力与液体密度成正比,
即:;

解得:ρ液=800kg/m3。
34.(2020八上·滨江期中)为探究“浮在液面上的实心球体露出液面的体积与哪些因素有关",某小组同学用甲、乙两种不同物质制成的若干实心球体,放入盛水量筒中进行实验,他们将测量及计算得到的有关数据记录在表一中。
表一:ρ水>ρ甲>ρ乙
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
物质 甲 乙
球体的体积(厘米3) 10 15 20 30 10 12 20 30
球体浸入水中的体积(厘米3) 8 12 16 24 5 6 10 15
球体露出水面的体积(厘米3) 2 3 4 6 5 6 10 15
(1)分析比较表中实验序号1~4(或5~8)中球体露出水面体积随球体体积变化的倍数关系,可初步得出:   。
(2)若用乙物质制成体积为15厘米3的实心球体,当它浮在水面上时露出水面的体积应为   厘米3。
(3)在上述活动的基础上,小组同学认为还须进一步探究所得结论是否适用其他液体,表二所列三个方案中,符合探究要求的是   (选填序号)。
  表二: ρ酒精<ρ水<ρ盐水
序号 方案
A 仍用上述球体换在盐水中进行实验
B 换用柱形物体并在酒精中进行实验
C 换用其它物质的球体仍在水中进行实验
(4)如图所示为一种自动贮水器的示意图,若图中的浮子是用甲物质制成的,如果换用乙物质制成相同体积的实心球体为浮子,贮水器中的最高水位将   (选填“升高”或“降低”)。
【答案】(1)露出液面的体积与其体积成正比
(2)7.5
(3)A
(4)降低
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)将1~4或5~8实验中露出水面的体积与球的体积作比,比较它们的比值是否相等;如果比值相等,那么它们成正比例关系。
(2)从5~8列数据中取出任意一组数据,然后根据(1)中得到的结论列式计算即可;
(3)要补充方案验证结论是否正确,那么就要保证物体在液面漂浮,据此分析;
(4)根据图片可知,当浮子与进水管接触时,水就停止流入,浮子露出水面的体积越大,最高水位越小,据此分析。
【解答】(1)根据表格1~4组数据,计算甲露出水面的体积与球体的体积之比,比值都是0.2,那么得到结论:露出液面的体积与其体积成正比。
(2)根据第5组数据得到,当乙露出水面的体积为5cm3时,它的总体积为10cm3,
根据露出液面的体积与其体积成正比得到:;
解得:V露=7.5cm3;
(3)A.盐水的密度肯定大于水,那么两个球在其中肯定漂浮,故A符合题意;
B.酒精的密度小于水的密度,那么两个球在其中不一定漂浮,且球的形状发生改变,故B不合题意;
C.如果球的密度大于水,那么球在水中不能漂浮,故C不合题意。
故选A。
(4)设球的体积为V,那么甲露出水面的体积为0.2V;而乙露出水面的体积为0.5V,因此乙露出水面的高度变大,而水面的最大高度则降低。
四、解答题
35.(2020八上·青田期末)“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3,空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下潜作业,则此时受到的浮力为多大?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)
【答案】(1)F浮=G=mg=22吨×10牛/千克=2.2×105牛
(2)F浮=ρ液gV排液=1.0×103千克/米3×10牛/千克×30米3=3×105牛
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当“蛟龙号”漂浮在水面上时,它受到的浮力和重力相互平衡,即F浮力=G;
(2)当“蛟龙号”满载下潜时,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算它受到的浮力。
36.(2021八下·台州开学考)如图,将一个体积为1.0×10-3m3、重力为6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木球浸没时,求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力。
(2)细线对容器底部的拉力。
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积为多少升。
【答案】(1)解:木球受到浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N
(2)解:F拉=F浮-G球=10N-6N=4N
(3)解:木球静止时漂浮在水面,F浮=G球=6N,V排=F浮/ρ水g=6N/1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10 4m3,V露=V物-V排=10-3m3-6×10-4m3=4×10-4m3=0.4L
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)木球浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算受到的浮力;
(2)木球在水中静止,它受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力和拉力平衡,即F浮=G+F拉,据此计算细绳的拉力;
(3)剪断细线后,木球在水面漂浮,它受到的浮力与重力平衡,即F浮=G球,然后根据计算木球排开水的体积,最后根据V露=V物-V排计算木球露出水面的体积。
37.(2020八上·拱墅期末)2019年12月17日,由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰(如图甲),正式交付海军。该舰标准排水量(满载时排开的水的质量)为50000吨,航母上搭载的歼﹣15舰载机每架质量为25吨。海水的密度取1.0×103千克/米3, g=10牛/千克。求:
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力为   牛。
(2)当1架歼﹣15舰载机飞离航母后(如图乙),航母排开水的体积会减小多少?
【答案】(1)
(2)航母排开水的体积会减小:。
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据F浮=G排=m排g计算航母受到的浮力;
(2)根据计算航母排开水体积的减小量。
【解答】(1)航母受到的浮力F浮=G排=m排g=50000×103kg×10N/kg=5×108N;
(2)航母排开水的体积会减小:。
38.(2020八上·杭州月考)石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如下图所示是钢绳拉力随时间t变化的图像,若不计水的阻力(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2)石料的密度是多少?
【答案】(1)根据图片可知,AB段,物体还没有入水,它不受浮力,此时拉力和重力相互平衡,即G=F=1400N;CD段,石料完全浸没水中,此时钢绳的拉力为F'=900N,那么石料完全浸没水中受到的浮力F浮力=G-F'=1400N-900N=500N;
(2)石料的体积:V=V排=;
石料的密度:。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据图线确定物体的重力和完全浸没时测力计的示数,然后根据F浮力=G-F计算出完全浸没时受到的浮力;
(2)首先根据V=V排=计算出物体的体积,再根据密度公式计算石料的密度。
39.(2020八上·缙云期末)如图是Argo浮标,广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示,由坚硬壳体和下方可伸缩油囊两部分组成;当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积;当油囊中的油全部被抽回壳体内时,油囊自身体积忽略不计。已知浮标总质量为 55kg,其中含油 20kg;浮标壳体体积为 0.04m3;油的密度0.8×103kg/m3,海 水密度取 1.0×103kg/m3。
(1)Argo 浮标是通过改变   (填“重力”或“所受浮 力”)来改变沉浮状态的;
(2)该浮标漂浮在水面上所受到的浮力是多大?
(3)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少立方米?
【答案】(1)所受浮力
(2)F浮= G = m总g = 55Kg×10N/Kg = 550N
(3)V排= = =0.055m3
V囊=V油= = =0.025m3
V露=0.04 m3+0.025 m3-0.055 m3=0.01 m3
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当壳体内的油进入油囊时,油囊的体积变大,于是浮标排开水的体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮标受到的浮力变大;当油囊内的油流回壳体时,油囊的体积减小,浮标受到的浮力减小,据此实现浮沉状态的改变。
(2)根据漂浮条件F浮= G计算出浮标漂浮在水面时受到的浮力;
(3)首先根据 计算出浮标漂浮时排开水的体积,再根据 计算出油囊的体积,接下来用壳体体积+油囊体积得到浮标的总体积,再减去排开水的体积就是露出水面的体积。
五、综合说理题
40.(2018八上·台州月考)你见过煮汤圆的情景吗?当汤圆刚放入水中时,会沉入锅底。而当汤圆煮熟时,则会浮出水面。请你用所学科学原理解释这一现象。
【答案】解:汤圆刚放入水中时,汤圆所受浮力小于重力,所以汤圆沉入水底。煮熟时,汤圆受热膨胀,排开水的体积增大,所受浮力增大, 重力不变,所以浮力大于重力,汤圆上浮。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】汤圆的重力和水的密度也是不变的,抓住汤圆的体积变化对浮力的影响结合浮沉条件进行解释即可。
【解答】根据阿基米德原理可知,汤圆刚放入水中时,汤圆的体积比较小,汤圆所受浮力小于重力,所以汤圆沉入水底;煮熟时,汤圆受热膨胀,排开水的体积增大,所受浮力增大, 此时浮力大于重力,汤圆就上浮了。
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