华师大版初中科学八上第三章 第四节 物体浮沉条件及其应用同步练习

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名称 华师大版初中科学八上第三章 第四节 物体浮沉条件及其应用同步练习
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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 20:38:21

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华师大版初中科学八上第三章 第四节 物体浮沉条件及其应用同步练习
一、单选题
1.(2021·南湖模拟)因强风吹袭,“长赐号”巨型货轮在通过苏伊士运河时,船身偏离航道,导致船头触底搁浅,堵塞造成运河双向断航。下列对船头触底搁浅巨轮的分析中,正确的是(  )
A.巨轮受到的浮力等于它的重力
B.巨轮受到的浮力大于它的重力
C.巨轮受到的浮力小于它的重力
D.巨轮受到的浮力和航行时一样大
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】船头触底搁浅的巨轮,此时它处于沉底状态,即它受到的浮力肯定小于重力,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
2.(2020八上·嘉兴期末)如图所示,质量为30kg的小孩趴在游泳圈上,假设人体平均密度和水密度相近,则游泳圈受到的浮力大小最接近于(  )
A.3000N B.300N C.30N D.3N
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】人体的密度与水的密度差不多,根据密度公式ρ= 今算出小孩的体积,小孩趴在游泳圈上时,约有一的体积露出水面,根据F浮=ρ水gV排算出小孩受到的浮力;根据重力公式算出小孩的重力,当小孩趴在游泳圈上时,整体处于漂浮状态,且游泳圈的重力很小(可忽略不计),则小孩和游泳圈受到的总浮力等于小孩的重力,据此算出游泳圈受到的浮力。
【解答】人体的密度与水的密度差不多,约为1.0×103kg/ m3,
根据密度公式ρ= 知,小孩的体积为:V= = =0.03m3,
小孩趴在游泳圈上时,约有1的体积露出水面,即:V排= ( 1- ) V=0.9V=0.9×0.03m3=0.027m3,
小孩受到的浮力为: F浮人=ρ水gV排=1.0×103kg/ m3×10N/kg×0.027m3=270N ;
小孩的重力为: G人=m人g=30kg×10N/ kg= 300N,
当小孩趴在游泳圈上时×整体处于漂浮状态,且游泳圈的重力很小(可忽略不计),
则小孩和游泳圈受到的总浮力F浮总=G人=300N,
所以游泳圈受到的浮力为: F浮圈=F浮总一F浮人=300N- 270N=30N,故C符合实际.
故选C。
3.(2020八上·吴兴期末)小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法正确的是(  )
A.“浮沉子”上浮时,所受重力等于它受到的浮力
B.无论怎样挤压矿泉水瓶,“浮沉子”不可能悬浮在水中
C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D.浮力秤与“浮沉子”浮沉的原理相同
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件及其用途分析判断。
【解答】A.“浮沉子”上浮时,所受重力小于它受到的浮力,故A错误;
B.挤压矿泉水瓶,调整小玻璃瓶内水的重力,当瓶子和水的总重力与浮力相等时,“浮沉子”悬浮在水中,故B错误;
C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出,减小瓶子的重力,使其小于浮力,故C正确;
D.浮力秤的原理是阿基米德原理,而“浮沉子”浮沉的原理是浮沉条件,二者不同,故D错误。
故选C。
4.(2020八上·滨江期末)在一个装满水的容器中,放入一质量为20g的物块,从容器中溢出15g的水,则该物块在水中的浮沉情况是(  )
A.下沉 B.上浮 C.漂浮 D.悬浮
【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件判断。
【解答】质量为20g的物体重力为G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N;
物体受到的浮力F浮=G排=m排g=0.015kg×10N/kg=1.5N。
那么F浮力<G;
因此该物块在水中下沉。
故选A。
5.(2021·温州模拟)小明将一只鸡蛋放在盛有水的烧杯中,然后向烧杯中逐渐加食盐,观察到鸡蛋的浮沉变化如图所示。甲、乙、丙中鸡蛋所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是(  )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲=F乙C.F甲【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析比较。
【解答】在甲中鸡蛋下沉,则浮力F甲故选D。
6.(2021八下·台州开学考)在高台跳水比赛中,常看到运动员高高跳起在空中完成各项动作后跃入水中,然后在水面下游过一段距离后再露出水面游向池边。下列图象中能粗略反映运动员从跳起到跃入水中再游向池边这段时间内所受水的浮力大小的图像是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排判断运动员受到浮力的变化即可。
【解答】运动员高高跳起在空中完成各项动作后跃入水中,然后在水面下游过一段距离后再露出水面游向池边,运动员排开水的体积变化为:先增大,然后保持不变,再减小然后保持不变。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,运动员受到浮力的变化为:先增大,然后保持不变,再减小然后保持不变,而A、B错误。
当运动员没有入水时,它受到的浮力为零,故C正确,而D错误。
故选C。
7.(2020八上·西湖期末)如图所示,潜水艇在海面下根据需要实现上浮或下潜(但始终未露出海面)。潜水艇受到的重力为G1、浮力为F1;在上浮时,受到的重力为G2、浮力为F2,下列关系正确的是(  )
A.F1>G1,F2G2
C.F1【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据物体的浮沉条件判断。
【解答】当潜水艇下沉时,会打开水舱门,让外面的海水进入,从而增大自身的重力,此时浮力F1当潜水艇上浮时,会利用压缩空气将水排出去,从而减小自身的重力,此时浮力F2>G2。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
8.(2020八上·滨江期末)2020年4月23日,“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务,返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是(  )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙 D.F甲<F乙<F丙
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】当物体漂浮在液面上时,它受到的浮力等于重力,据此分析判断。
【解答】在甲和乙图中,将船和铁锚看作一个整体,它们始终在水面漂浮,那么它们受到的总重力等于总浮力,即F浮船+F锚=G船+G锚;
因为甲中铁锚进入水中的体积小于乙,所以甲中铁锚受到的浮力小于乙中铁锚受到的浮力。根据F浮船+F锚=G船+G锚可知,甲中船受到的浮力就大于乙中船的浮力,即F甲>F乙。
由F浮船+F锚=G船+G锚得到:F浮船-G船=G锚-F锚,因为铁锚的重力大于它的浮力,所以F浮船-G船>0,即F浮船>G船;
在丙图中,船在水面漂浮,即F浮船=G船;
那么船受到的浮力F乙>F丙;
三种情况下船的浮力大小为:F甲>F乙>F丙。
故选C。
9.(2020八上·滨江期末)如图所示,将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动,观察发生的现象。图中大致反映鸡蛋所受浮力的大小F浮与液体密度ρ液关系的图像是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】加入食盐后,盐水的密度会增大,根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化情况即可。
【解答】在开始的一端时间内,鸡蛋在盐水里处于下沉状态,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,随着盐水密度的增大,鸡蛋受到的浮力逐渐增大;
当盐水的密度等于鸡蛋的密度时,鸡蛋开始悬浮,此时浮力等于重力;
随着盐水密度的增大,鸡蛋最终漂浮,此时受到的浮力还是等于重力。
因此鸡蛋受到的浮力先增大后不变。
故选C。
10.(2020八上·西湖月考)半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。以下图象能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】当轮船漂浮时,它受到的浮力等于重力,根据半潜船的重力变化分析浮力的变化即可。
【解答】开始时,半潜船漂浮在水面上,它受到的浮力等于空船的重力;向船体内加水,船的自重增大,那么它受到的浮力增大;当放上货物后,排出船体中的水时,自重减小,浮力逐渐减小。由于上面装载有货物,因此最终浮出水面时,浮力大于空船时的浮力,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
11.(2020八上·拱墅月考)太平洋海水的密度比印度洋海水的密度小。一艘潜水艇保持深度不变从太平洋潜行到印度洋,则该潜水艇受到的(  )
A.重力不变,浮力不变 B.重力增加,浮力增加
C.重力增加,浮力减小 D.重力减小,浮力减小
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【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,根据浮沉条件分析重力的变化。
【解答】潜艇始终浸没在海水中,它排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,从太平洋到印度洋时,海水密度变大,那么它受到的浮力变大。因为悬浮时浮力等于重力,所以潜水艇的重力增大,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.(2020八上·余杭月考)小明看到鸡蛋浮在盐水面上,他沿杯壁缓慢加入清水中使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是如图中的(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】根据浮沉条件分析鸡蛋受到浮力的变化规律即可。
【解答】加入清水后,盐水的密度会减小,在盐水密度小于鸡蛋密度之前,鸡蛋的状态为漂浮直到悬浮,根据浮沉条件可知,这个过程中浮力等于重力,即浮力保持不变。
当盐水密度小于鸡蛋密度后,鸡蛋下沉。由于排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ盐gV排可知,鸡蛋受到的浮力不断减小,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.(2020八上·杭州月考)小滨将质量为120克的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出100cm3的水,则物体(  )
A.漂浮在水面上 B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部 D.受到1.2牛的浮力
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据G=mg计算出物体的重力,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算物体受到的浮力,最后比较浮力和重力的大小关系,根据浮沉条件判断物体的运动状态。
【解答】物体的重力G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N;
物体受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N。
因为浮力小于重力,
所以物体沉在溢水杯底部。
故选C。
14.(2020八上·杭州期中)如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则(  )
A.只有a受到的浮力为零 B.a,b受到的浮力相等
C.b受到的浮力大 D.a,b塞受到的浮力均为零
【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】浸在液体里的物体受到的浮力,来自与物体上下两个表面的压力差,据此分析即可。
【解答】木塞a的下表面没有水,即没有向上的压力,根据F浮力=F上-F下可知,a受到的浮力为零。木塞b的上下两个表面都有水,因此它肯定受到浮力,所以b受到的浮力比较大,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
15.(2020八上·杭州期中)如图所示,甲、乙两个物体质量相同,分别静止在水面下1米和2米深处,由此可以判定(  )
A.甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力
B.甲物体受到的浮力等于乙物体受到的浮力
C.甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力
D.无法判定甲、乙两物体所受浮力的大小
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析浮力的大小关系。
【解答】根据图片可知,甲和乙都在水中悬浮,那么它们受到的浮力都等于自身的重力。甲和乙的质量相等,根据G=mg可知,甲和乙的重力相等,因此它们受到的浮力相等,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
16.(2020八上·杭州期中)如图所示,一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面,把它放入水中某处恰好处于静止状态,如果从上方缓慢抽出一些水,则铅块及气球(  )
A.仍能静止
B.向下运动
C.向上运动
D.静止、向上或向下运动都有可能
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理分析即可。
【解答】原来铅块和气球处于悬浮状态,那么它们受到的浮力等于重力;
抽水后,气球所处的深度减小,根据p=ρ水gh可知,气球受到的压强减小,那么气球的体积增大。根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,气球和铁块受到的浮力增大,即浮力大于重力,那么它们会向上运动,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
17.(2020八上·杭州期中)如右图,将同一个小球先后三次分别放入甲、乙、丙(沉底)三种不同的液体中。则小球所受浮力大小的情况应是(  )
A.甲最小 B.乙最小 C.丙最小 D.一样
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件比较浮力的大小。
【解答】小球在甲中漂浮,那么它受到的浮力等于重力;小球在乙中悬浮,那么它受到的浮力等于重力;小球在丙中下沉,那么它受到的浮力小于重力。因为小球的重力不变,所以受到浮力的大小关系为:F甲=F乙>F丙。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
18.(2020八上·杭州期中)下列四个情景中,受到的浮力增大的物体是(  )
A.从深水处走向沙滩的游泳者 B.正在装载货物的轮船
C.海面下正在下沉的潜水艇 D.从钱塘江驶入大海的轮船
【答案】B
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和浮沉条件分析浮力的变化即可。
【解答】A.从深水处走向沙滩的游泳者,它排开水的体积逐渐变小,根据公式F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力逐渐变小,故A不合题意;
B.正在装载货物的轮船,它的总重力不断变大。根据漂浮时浮力等于重力可知,它受到的浮力不断变大,故B符合题意;
C.海面下正在下沉的潜水艇,由于它排开水的体积保持不变,因此它受到的浮力不变,故C不合题意;
D.从钱塘江驶入大海的轮船,由于始终漂浮,那么它受到的浮力始终等于重力,即保持不变,故D不合题意。
故选B。
19.(2020八上·杭州月考)下列有关物体沉浮条件及应用实例分析合理的是(  )
A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.巨轮之所以熊够浮在水面是因为用空心的办法増大了排开液体的体积
C.液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.热气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和应用的知识分析。
【解答】A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,所受浮力逐渐不变,故A错误;
B.巨轮之所以熊够浮在水面是因为用空心的办法増大了排开液体的体积,故B正确;
C.密度计漂浮时,它受到的浮力始终等于重力,即受到的浮力不变,故C错误;
D.热气球是利用填充气体密度小于空气密度的原理上浮,故D错误。
故选B。
二、填空题
20.(2020八上·嘉兴期末) 2020年11月10日,中国“奋斗者”号现入潜水器在马里亚纳海沟成功下游到深度为 10909 米的海底,创造了中国载人深潜的新纪录。当接近某—工作深度时,会抛掉部分压载铁以使潜水器处于   状态,便于在不同区域进行水下作业。完成作业后,会再抛掉部分压载铁,使潜水器所受的浮力   (选填“大于”“小于”或“等于”)自身的重力,从而实现上浮回收。
【答案】悬浮;大于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体完全浸没液体中且能够在竖直方向上保持静止状态,这种情况叫悬浮;
(2)根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)当接近某—工作深度时,会抛掉部分压载铁,以使潜水器在水中竖直方向保持静止状态,即处于悬浮状态,便于在不同区域进行水下作业。
(2)根据浮沉条件可知,当物体受到的浮力大于重力时,物体处于上浮状态;因此完成作业后,会再抛掉部分压载铁,使潜水器所受的浮力大于自身的重力,从而实现上浮回收。
21.(2020八上·拱墅月考)小常同学从课外资料中了解到,庄子曾提出:如果水积得不够多,那么承载大船就没力量。也就是说浮力的大小与液体的多少有关。庄子的说法有道理吗?
(1)小常从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材,研究浮力大小是否和水的多少有关。他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙)。然后他   (填操作),发现木块仍然漂浮。经分析可知,木块两次受到的浮力都为   牛。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小常进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。这时B盆所受浮力:F浮=GB盆+10N>10N。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验的结论是:   。
(3)小常在如图乙的基础上用手拿针将木块缓缓压入水中(进入水中针的体积忽略不计)来感受浮力大小的变化,你认为小常手受到的力F随木块浸入水中的深度h(定义乙图状态下h=0m)的变化图像是:   (选填“①”或“②”)。
【答案】(1)从烧杯中倒出适量的水(或往烧杯中加入水);2.5
(2)较少的水能产生较大的浮力(或10牛的水能产生大于10牛的浮力或水产生的浮力能大于自身重力)
(3)②
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)探究浮力大小是否与水的多少有关,必须控制其他因素相同而改变水的质量,可以增大水量也可以减小水量。首先根据甲图读出物体的,然后根据漂浮条件计算出木块受到的浮力。
(2)将加水的重力与产生的浮力对比得出结论;
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】(1)他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙)。然后他从烧杯中倒出适量的水(或往烧杯中加入水),发现木块仍然漂浮。
根据图甲可知,木块的重力G=2.5N,当它漂浮在水面上时,它受到的浮力等于重力,即浮力为2.5N。
(2)继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验的结论是:较少的水能产生较大的浮力(或10牛的水能产生大于10牛的浮力或水产生的浮力能大于自身重力)。
(3)当木块浸入水中时,随着深度的增大,排开水的体积逐渐增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力逐渐增大。当木块完全浸没水中时,它排开水的体积不变,受到的浮力保持不变,故选②。
22.(2020八上·杭州月考)如图所示,一支重0.4N的试管管口朝下,管内封住适量的空气恰好悬浮在水中,此时它受到的浮力是   N。若用手指轻轻按压一下试管底,则试管将会   (选填“先下沉后上浮”、“一直下沉”或“先下沉后悬浮”)。
【答案】0.4;一直下沉
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件计算试管受到的浮力;
(2)首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析试管受到浮力的变化,再与试管的重力比较,根据浮沉条件确定它的运动状态。
【解答】(1)试管在水中悬浮,那么它受到的浮力等于重力,即浮=G=0.4N;
(2)若用手轻轻按压一下试管底部,那么里面空气的体积缩小,则试管排开水的体积减小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力减小。因为浮力小于重力,所以试管将会一直下沉。
23.(2020八上·温岭期中)“海中断崖”是指因为某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层,海水处于上层密度大、下层密度小的状态。潜艇在水下下潜过程中,如突遭“海中断崖”,潜艇受到的浮力会
   (选填“变大”、“变小”或“不变);可以迅速向潜艇内的水舱供气,使潜艇的   减小,有效地避免发生危险。
【答案】变小;自身重力
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析潜艇受到浮力的变化,根据浮沉条件分析潜艇自身重力的变化。
【解答】(1)潜艇始终浸没在海水中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当海水密度减小时,它受到的浮力会减小。
(2)由于浮力小于重力,潜艇会迅速下沉。为了防止发生危险,必须迅速向潜艇内的水舱供气,排出部分海水,使潜艇的自身重力减小。
24.(2020八上·新昌期中)有专家认为,对于现代生活给人们带来的紧张症,可用漂浮疗法减轻症状:在漂浮池内放入一定深度的水,再加入适量的   (填“食盐”或“酒精”)后,人进入池内就能漂浮。当质量为50千克的小明在池内漂浮时,受到的浮力为   牛(g=10牛/千克)。
【答案】食盐;500
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)如果液体密度大于物体密度,那么物体漂浮;如果液体密度等于物体密度,那么物体悬浮;如果液体密度小于物体密度,那么物体下沉;
(2)根据浮沉条件计算出小明受到的浮力。
【解答】(1)人体的密度比水的密度稍大,因此人在水里会下沉。在水里加入适量的食盐,会使水的密度增大,直到盐水密度大于人体,人就能在水面漂浮。
(2)小明在水面漂浮,那么它受到的浮力等于重力,即F浮=G=mg=50kg×10N/kg=500N。
25.(2020八上·台州月考)医生给病人体检,有时需要测量病人血液的密度。如果用密度计进行血液测量,需要抽取血液较多。分析人员采用了一个巧妙的方法:先配制浓度不同的硫酸铜溶液,然后分别倒入试管里,在每个试管中滴进一滴血液。
(1)某次分析时,甲乙丙三支试管里的血液静止后如图所示,则   试管的硫酸铜溶液密度与血液相同。
(2)甲乙丙试管中相同的三滴血液,受到的浮力最小的是   试管中的血液。
【答案】(1)乙
(2)丙
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件分析判断;
(2)根据浮沉条件解答。
【解答】(1)根据图片可知,甲:血液漂浮,那么ρ液体>ρ血;
乙:血液悬浮,那么ρ液体=ρ血;
丙:血液下沉,那么ρ液体 <ρ血;
因此乙试管的硫酸铜溶液密度与血液相同。
(2)根据图片可知,甲:血液漂浮,那么F浮=G;
乙:血液悬浮,那么F浮=G;
丙:血液下沉,那么F浮因此受到浮力最小的是丙。
26.(2020八上·嘉兴期中)俗话说“瓜浮李沉”(西瓜的质量远远大于李子),意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。漂浮的西瓜受到的浮力   李子受到的浮力,西瓜的密度   李子的密度。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】大于;小于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件比较即可。
【解答】(1)西瓜漂浮在水面上,那么它受到的浮力等于自身重力;李子在水中下沉,那么它受到的浮力小于自重。因为西瓜的重力远远大于李子,所以西瓜受到的浮力大于李子受到的浮力。
(2)西瓜漂浮在水面上,那么的密度小于水的密度;李子在水中下沉,那么它的密度大于水的密度,因此西瓜的密度小于李子的密度。
27.如图是薄纸制成的下端开口的容器,容积为1m3,所用薄纸所受重力为0.5N,容器内空气所受重力为   N,容器(含其内空气)所受的总重力为   N(空气密度为 1.29kg/m3,g取10N/kg),为了使容器悬浮在空中,你要用   的方法使容器内空气减少,容器内空气所受的重力减少   N,容器才能悬浮在空中,此时容器内空气密度    (选填“>”“<”或“=”)容器外空气密度。
【答案】12.9;13.4;加热使气体膨胀;0.5;<
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式G=mg=ρVg计算空气受到的重力,根据公式G总=G空气+G容器计算总重力;
(2)通过加热的方法,可以使里面空气膨胀,排出部分空气,从而减小自身重力。因为纸比较薄,所以容器排开空气的体积等于它的容积,因此它受到的浮力等于里面空气的重力G空气。如果该容器要悬浮在空中,那么容器和里面空气的总重力应该等于浮力,据此计算里面空气减小的重力。根据热涨冷缩的知识判断里面空气密度和外面空气密度的关系。
【解答】(1)容器内空气所受的重力为:G=mg=ρVg= 1.29kg/m3×1m3×10N/kg=12.9N;
容器的总重力为:G总=G空气+G容器=12.9N+0.5N=13.4N;
(2)如果容器悬浮在空中,那么总重力必须减小到12.9N,因此我要用加热使气体膨胀的方法使容器内空气减少,减小的重力为:13.4N-12.9N=0.5N。因为空气受热体积膨胀,而质量不变,因此容器内的空气密度<容器外的空气密度。
28.浸没在液体中的物体:
(1)若浮力小于重力,即F浮<G物,物体将会   :该物体的密度ρ物   ρ液。
(2)若浮力等于重力,即F浮=G物,物体将会   :该物体的密度ρ物   ρ液。
(3)若浮力大于重力,即F浮>G物,物体将会   :最后物体会   在液面上,这时F浮    G物;上浮或漂浮的物体的密度ρ物   ρ液。
【答案】(1)下沉;>
(2)悬浮;=
(3)上浮;漂浮;=;<
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)若浮力小于重力,即F浮<G物,物体将会下沉:该物体的密度ρ物>ρ液。
(2)若浮力等于重力,即F浮=G物,物体将会悬浮:该物体的密度ρ物=ρ液。
(3)若浮力大于重力,即F浮>G物,物体将会上浮:最后物体会漂浮在液面上,这时F浮= G物;上浮或漂浮的物体的密度ρ物<ρ液。
29.小聪利用如图所示的器材对浮力大小与哪些因素有关进行了以下探究:
(1)选择器材a、c、d、e探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的   有关。
(2)选择器材a、d、e、f探究浮力的大小是否与   有关。
(3)选择器材   探究浮力的大小是否与物体的密度有关。
(4)小聪在上述过程中采用的研究方法主要是(  )
A.比值法 B.等效法 C.控制变量法 D.估算法
【答案】(1)体积
(2)液体的密度
(3)a、b、d、e(或a、b、d、f)
(4)C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)浮力的大小与物体排开液体的体积和液体密度大小有关,分析a和c两个铁块对哪个因素产生影响即可;
(2)浮力的大小与物体排开液体的体积和液体密度大小有关,分析e和f两个铁块对哪个因素产生影响即可;
(3)根据控制变量法的要求选择实验器材;
(4)在科学研究中,探究一个因素对物理量的影响时,必须改变这个因素控制其它因素相同,这就是控制变量法。
【解答】(1)d和e组合可以测出金属块受到的重力和拉力,进而计算出它们受到的浮力。a、c都是铁块,但是二者体积不同,即浸在液体中的体积不同,因此选择器材a、c、d、e探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关。
(2)d和e组合用于测量金属块受到的浮力,而e和f的液体密度不同,因此选择器材a、d、e、f探究浮力的大小是否与液体的密度有关。
(3)探究浮力的大小与物体密度是否有关时,必须控制其它因素相同而改变物体密度,因此选择a、b两个金属块,再配合d、e(或f)完成实验;
(4)小聪在探究浮力与液体密度的关系时,控制排开液体的体积相同,这种方法叫控制变量法,故C正确,而A、B、D错误。
三、解答题
30.(2020八上·慈溪月考)一个形状不规则的质量为55g的实心物体,放入装有水的烧杯中后沉入水底,排开重0.5 N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体恰好悬浮为止。g =10N/kg,求:
(1)物体的体积是多大
(2)物体悬浮时,盐水的密度是多大
【答案】(1)物体的体积V=V排=;
(2)物体的密度为:。
当物体悬浮在盐水中时,它的密度与盐水的密度相等。
那么盐水的密度为1.1×103kg/m3。
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)当物体浸没时,它的体积等于排开水的体积,根据V=V排=计算即可;
(2)首先根据计算物体的密度,再根据浮沉条件计算出悬浮时盐水的密度。
31.(2019九上·龙湾期中)如图甲所示,室温下一小木块漂浮在一定量的饱和石灰水中,此时小木块排开液体的体积为V排,小明同学往该饱和石灰水中加入了一定量的生石灰。请在图乙中画出小木块排开液体的体积随时间变化的图像,并进行分析说明。(温馨提示:溶液的密度和溶液的浓度有关,氢氧化钙溶液的密度随浓度的增大而增大)
【答案】分析说明:①CaO+H2O=Ca(OH)2,且反应放出热量;②同一温度下,同种溶质饱和溶液的浓度相同;③氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低;④阿基米德原理:F浮=p液gV排;
浮沉条件:漂浮:F浮=G物。例:生石灰和水反应,放出热量,溶液的温度升高,氢氧化钙因溶解度减小而析出,溶液的浓度降低,密度变小,因为木块仍处于漂浮状态,浮力不变,由阿基米德原理可知V排变大;反应结束后,温度降低,变化情况刚好相反,所以V排又变小;冷却到室温时,该溶液的浓度、密度与开始时相同,所以V排也减小到与原来相同,并保持不变。
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】阿基米德原理:F浮=p液gV排,浮沉条件:漂浮:F浮=G物,所以V排也减小到与原来相同,并保持不变。
32.(2019八上·椒江月考)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,它的做法是:把几个浮筒灌满水,将它们沉到水底,潜水员用钢索把它们拴在沉船的两侧。然后,打捞船上的机器开动起来,把空气压进浮筒,将筒内的水排出去,沉船就可以浮起来,如图所示。这样做的原理是什么?
【答案】浮桶打捞法是利用改变自身的重力的原理实现的。将沉船与浮桶看作一个整体,当浮桶内的水未排出,重力大于浮力,不会浮起。当浮桶中的水推出后,整体所受重力减小,当重力小于浮力时,沉船浮起
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件可知,当物体上浮时,浮力大于重力;悬浮时,浮力等于重力;下沉时,浮力小于重力,据此分析即可。
【解答】 浮桶打捞法是利用改变自身的重力的原理实现的。将沉船与浮桶看作一个整体,当浮桶内的水未排出,重力大于浮力,不会浮起。当浮桶中的水推出后,整体所受重力减小,当重力小于浮力时,沉船浮起 。
33.(2019·鄞州模拟) 2019年全球天气已“爆表”,多个国家出现极端天气,宁波近两个月的阴雨天气更是让拉宁波人记忆犹新……这些都是由于人类活动引起全球气候变化的结果。2018年全球二氧化碳排放量升至历史最高,全球变暖加速,如果漂浮在海面上的冰川因此融化,通时海平面变化会引发一系列不良后果。请判断海平面会   (填“上升”或“下降”),并说明理由   。
【答案】上升;当冰块漂浮在海面上时,冰块的重力和冰块受到的浮力相等 V排=m冰/ρ盐水 熔化后,V水= m冰/ρ水∵ρ盐水>ρ水 ∴V水>V排 因此冰熔化成水后的体积大于冰块原先排开的体积,海平面上升
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 根据冰块漂浮在海面上时,冰块的重力和冰块受到的浮力相等去解题.
【解答】全球变暖,漂浮在海面上的冰川融化,海平面会上升;当漂浮的冰山融化后,m冰=m化成水,漂浮时:F浮=G冰= m冰g,由F浮=ρ海水gV排得V排=F浮/ρ海水g=m冰g/ρ海水g=m冰/ρ海水,冰熔化后V水=m冰/ρ水,因为ρ海水>ρ水,从而V排<V化成水,所以冰山融化会导致海平面升高。
34.(2018八上·湖州月考)一个均匀实心物体与弹簧(弹簧所受重力和浮力均不计)的末端相连,浸没在液体中处于静止状态。可以根据物体的密度ρ1与液体的密度ρ2 之间的关系,对弹簧长度L与原长L0的关系作出判断,请利用学过的科学知识,推导出这些关系。(推导中要求写出依据)
【答案】①若ρ1>ρ2,则物体浸没时受到的浮力<重力,所以物体对弹簧用压力,弹簧被压缩,L<L0
②若ρ1=ρ2,则物体浸没时受到的浮力=重力,所以物体对弹簧没有力的作用,弹簧保持原长,L=L0
③若ρ1<ρ2,则物体浸没时受到的浮力>重力,所以物体对弹簧用拉力,弹簧被拉伸,L>L0
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】首先根据浮沉条件,分别判断物体密度大于液体密度,等于液体密度和小于液体密度时浮力和重力的大小关系;然后对每种状态下处于平衡状态的物体进行受力分析,得到弹簧力的方向;弹簧形变的方向与力的方向相反,所以弹力向上为压缩,弹力向下为拉伸,弹力为0即弹簧保持原长。
【解答】根据浮沉条件,
当 时,物体浸没时受到的浮力;因为物体静止,所以它受力情况为:;弹簧弹力方向向上,这时弹簧被压缩,即;
当 时,物体浸没时受到的浮力;因为物体静止,所以它受力情况为:;弹簧弹力为0,这时弹簧保持原长,即;
当 时,物体浸没时受到的浮力;因为物体静止,所以它受力情况为:;弹簧弹力方向向下,这时弹簧被拉伸,即。
四、实验探究题
35.(2021·金华)某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液(g/cm3) — 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉(N) 0.4 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) — 0.4 0.5 X 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是   ;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是   ;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是   ;
(4)【得出结论】……
【知识应用】根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法   。
【答案】(1)0.6
(2)控制排开液体的体积相等
(3)金属块碰到烧杯底部
(4)换用密度比水大的液体
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)将表格中电子秤的示数和浮力大小相加,找到其中的数量关系,从而计算出X的值。
(2)浮力的大小与排开液体的体积和液体密度有关,探究液体密度对浮力大小的影响时,必须控制排开液体的体积相等。
(3)根据表格找到液体密度和电子秤示数的变化规律,从而计算出第6次实验中电子秤的示数,然后与实际示数比较即可;
(4)根据表格得到结论,利用这个结论分析增大浮力秤称量范围的方法。
【解答】(1)根据表格可知,每组对应的电子秤示数和浮力大小的和都是4N,则表格中X的值为:4N-3.4N=0.6N。
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是控制排开液体的体积相等;
(3)将第2组和第3组比较可知,液体密度增加2g/cm3,浮力增大0.1N,则第6次实验中,液体密度比第5组增大:1.9g/cm3-1.4g/cm3=0.5g/cm3,此时浮力增大:,此时浮力应该为:3.3N-0.25N=3.05N。因为2.6N<3.05N,所以可能是金属块碰到烧杯底部。
(4)根据表格可知,液体的密度越大,金属块紧密时受到的浮力越大,因此增大浮力秤称量范围的方法为:换用密度比水大的液体。
36.(2021·婺城模拟)如图所示是小科自制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度)。
(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟   有关,此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为△F1;继续向杯中注水,指针   (填 “上移”“不动”或“下移”)。
(2)为了探究金属块所受浮力的大小是否与液体的密度有关。小科将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(ρ液>ρ水),当指针指在C位置时,他的下一步操作是   。
(3)将液体倒尽,用等体积的塑料块(ρ水<ρ塑料<ρ金属)替换金属块进行实验。向杯中缓慢注水,从塑料块底部接触水面,到塑料块浸没到水中的过程中,支架上O点所受拉力的最大变化量为△F2,则△F1    (填 “>”“=”或“<")△F2。
【答案】(1)排开液体的体积;不动
(2)继续注入该液体至金属块全部浸没
(3)=
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)弹簧的伸长与受到的拉力成正比;在金属块逐渐浸入水中时,指针从A到C长度变小,则说明弹簧受到的拉力变小,根据F浮力=G-F拉可知,金属块受到的浮力变大。此过程中金属块排开液体的体积不断增大,因此说明浮力与排开液体的体积有关。
当金属块完全浸没水中时,它排开水的体积不变,则它受到的浮力不变,根据F浮力=G-F拉可知,弹簧受到的拉力不变,据此分析指针的位置变化。
(2)探究物体受到的浮力与液体密度的关系时,需要控制金属块排开液体的体积相同而改变液体密度,据此确定小科下一步操作。
(3)当塑料块底部接触水面时,测力计的拉力等于金属块的重力;当金属块完全浸没水中时,测力计的拉力F拉=G-F浮力,则拉力变化的最大值△F2=F浮力。塑料块和金属块的体积相同,则全部浸没时排开水的体积相同,那么它们受到的浮力相同,据此判断拉力变化量的大小关系。
【解答】(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关,此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为△F1;继续向杯中注水,指针不动。
(2)为了探究金属块所受浮力的大小是否与液体的密度有关。小科将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(ρ液>ρ水),当指针指在C位置时,他的下一步操作是:继续注入该液体至金属块全部浸没。
(3)将液体倒尽,用等体积的塑料块(ρ水<ρ塑料<ρ金属)替换金属块进行实验。向杯中缓慢注水,从塑料块底部接触水面,到塑料块浸没到水中的过程中,支架上O点所受拉力的最大变化量为△F2,则△F1=△F2。
37.(2021·宁波模拟)小科从课外资料中看到庄子的一句话:如果河中的水积得不够多,那么乘载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与河中液体的多少有关。庄子的说法有道理吗?
(1)小科为了验证这说法,他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙),此时浮力为F1。然后他往烧杯中加水,发现木块仍然漂浮,此时浮力为F2。经分析可知,F1=F2=   N。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小科进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验还可得出   的结论。
(3)结合小科的探究活动,给我们的启发是:面对前人的观点,应采取的做法是   。
A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑
B.只要多数人认同的观点我们就要全盘接受
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确
D.到目前为止没人反对的观点我们就可以放心接受
【答案】(1)2.5
(2)较少的水能产生较大的浮力
(3)A、C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据图片确定弹簧测力计的分度值,然后读出木块的重力。当物体漂浮时,它受到的浮力与重力相互平衡,即F=G,据此分析解答;
(2)B盆漂浮时,它受到的浮力等于自身重力,即等于30N,而A盆内只有10N的水,比较浮力和水的重力的大小关系即可;
(3)根据自己对科学研究的认识判断。
【解答】(1)根据图片可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,那么木块的重力G=2.5N。由于木块始终在水中漂浮,所以它受到的浮力始终等于重力,即F1=F2=2.5N。
(2)小科进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验还可得出结论:较少的水能产生较大的浮力。
(3)A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑,故A正确;
B.多数人认同的观点不一定正确,我们不能全盘接受,故B错误;
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确,故C正确;
D.到目前为止没人反对的观点不一定正确,我们不能放心接受,故D错误。
故选AC。
38.(2020八上·嘉兴期末)同学们在探究与浮力大小与哪些因素有关”时,进行了如图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,并将其示数记录在下表中(各步实验中液体均未溢出)。
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(1)根据步骤B、C、D、E中所得的数据。可以得出物作受到浮力的大小与   有关。
(2)分析实验数据可知。F中液体密度   (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【答案】(1)排开液体的体积
(2)小于
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据图片分析四个实验中哪个因素发生改变即可;
(2)首先根据F浮=G-F计算出E、F两个实验中物体受到的浮力,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断液体密度的大小。
【解答】(1)根据图片可知,B、C、D、E四个实验中,液体密度都相等,只有排开水的体积不同,因此得出结论:物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)E中测力计的示数为1.7N,F中测力计的示数为1.9N,而物体的重力不变,根据F浮=G-F可知,E中物体受到的浮力大于F中物体受到的浮力。
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;因为E中物体受到的浮力大于F中物体受到的浮力,所以E中液体密度大于F中液体密度,即F中液体密度小于水的密度。
五、综合说理题
39.(2020八上·温岭期中)烧杯里盛有6℃的水如图甲所示,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃。(假设从6℃的温度下降到0℃的过程中,小球的体积始终不变。)请对小球的浮沉情况做出判断并进行必要的解释。
【答案】烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮,则小球的密度与水的密度相等;根据图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大;当水的温度从6℃降到4℃时,因水热胀冷缩,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最后漂浮;当水的温度从4℃降到0℃时,因水热缩冷胀,水的密度减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、悬浮、最后下沉
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)当物体密度小于液体密度时,物体上浮,最终漂浮;当物体密度等于液体密度时,物体悬浮;当物体密度大于液体密度时,物体下沉,这就是浮沉条件;
(2)首先根据悬浮状态判断小球的密度与6℃时水的密度的大小关系,然后根据乙图判断从6℃降低到0℃时水的密度变化,最后根据浮沉条件判断小球运动状态的改变。
【解答】烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮,则小球的密度与水的密度相等;根据图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大;当水的温度从6℃降到4℃时,因水热胀冷缩,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最后漂浮;当水的温度从4℃降到0℃时,因水热缩冷胀,水的密度减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、悬浮、最后下沉。
1 / 1华师大版初中科学八上第三章 第四节 物体浮沉条件及其应用同步练习
一、单选题
1.(2021·南湖模拟)因强风吹袭,“长赐号”巨型货轮在通过苏伊士运河时,船身偏离航道,导致船头触底搁浅,堵塞造成运河双向断航。下列对船头触底搁浅巨轮的分析中,正确的是(  )
A.巨轮受到的浮力等于它的重力
B.巨轮受到的浮力大于它的重力
C.巨轮受到的浮力小于它的重力
D.巨轮受到的浮力和航行时一样大
2.(2020八上·嘉兴期末)如图所示,质量为30kg的小孩趴在游泳圈上,假设人体平均密度和水密度相近,则游泳圈受到的浮力大小最接近于(  )
A.3000N B.300N C.30N D.3N
3.(2020八上·吴兴期末)小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法正确的是(  )
A.“浮沉子”上浮时,所受重力等于它受到的浮力
B.无论怎样挤压矿泉水瓶,“浮沉子”不可能悬浮在水中
C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D.浮力秤与“浮沉子”浮沉的原理相同
4.(2020八上·滨江期末)在一个装满水的容器中,放入一质量为20g的物块,从容器中溢出15g的水,则该物块在水中的浮沉情况是(  )
A.下沉 B.上浮 C.漂浮 D.悬浮
5.(2021·温州模拟)小明将一只鸡蛋放在盛有水的烧杯中,然后向烧杯中逐渐加食盐,观察到鸡蛋的浮沉变化如图所示。甲、乙、丙中鸡蛋所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是(  )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲=F乙C.F甲6.(2021八下·台州开学考)在高台跳水比赛中,常看到运动员高高跳起在空中完成各项动作后跃入水中,然后在水面下游过一段距离后再露出水面游向池边。下列图象中能粗略反映运动员从跳起到跃入水中再游向池边这段时间内所受水的浮力大小的图像是(  )
A. B.
C. D.
7.(2020八上·西湖期末)如图所示,潜水艇在海面下根据需要实现上浮或下潜(但始终未露出海面)。潜水艇受到的重力为G1、浮力为F1;在上浮时,受到的重力为G2、浮力为F2,下列关系正确的是(  )
A.F1>G1,F2G2
C.F18.(2020八上·滨江期末)2020年4月23日,“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务,返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是(  )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙 D.F甲<F乙<F丙
9.(2020八上·滨江期末)如图所示,将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动,观察发生的现象。图中大致反映鸡蛋所受浮力的大小F浮与液体密度ρ液关系的图像是(  )
A. B.
C. D.
10.(2020八上·西湖月考)半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。以下图象能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是(  )
A. B.
C. D.
11.(2020八上·拱墅月考)太平洋海水的密度比印度洋海水的密度小。一艘潜水艇保持深度不变从太平洋潜行到印度洋,则该潜水艇受到的(  )
A.重力不变,浮力不变 B.重力增加,浮力增加
C.重力增加,浮力减小 D.重力减小,浮力减小
12.(2020八上·余杭月考)小明看到鸡蛋浮在盐水面上,他沿杯壁缓慢加入清水中使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是如图中的(  )
A. B.
C. D.
13.(2020八上·杭州月考)小滨将质量为120克的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出100cm3的水,则物体(  )
A.漂浮在水面上 B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部 D.受到1.2牛的浮力
14.(2020八上·杭州期中)如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则(  )
A.只有a受到的浮力为零 B.a,b受到的浮力相等
C.b受到的浮力大 D.a,b塞受到的浮力均为零
15.(2020八上·杭州期中)如图所示,甲、乙两个物体质量相同,分别静止在水面下1米和2米深处,由此可以判定(  )
A.甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力
B.甲物体受到的浮力等于乙物体受到的浮力
C.甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力
D.无法判定甲、乙两物体所受浮力的大小
16.(2020八上·杭州期中)如图所示,一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面,把它放入水中某处恰好处于静止状态,如果从上方缓慢抽出一些水,则铅块及气球(  )
A.仍能静止
B.向下运动
C.向上运动
D.静止、向上或向下运动都有可能
17.(2020八上·杭州期中)如右图,将同一个小球先后三次分别放入甲、乙、丙(沉底)三种不同的液体中。则小球所受浮力大小的情况应是(  )
A.甲最小 B.乙最小 C.丙最小 D.一样
18.(2020八上·杭州期中)下列四个情景中,受到的浮力增大的物体是(  )
A.从深水处走向沙滩的游泳者 B.正在装载货物的轮船
C.海面下正在下沉的潜水艇 D.从钱塘江驶入大海的轮船
19.(2020八上·杭州月考)下列有关物体沉浮条件及应用实例分析合理的是(  )
A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.巨轮之所以熊够浮在水面是因为用空心的办法増大了排开液体的体积
C.液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.热气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
二、填空题
20.(2020八上·嘉兴期末) 2020年11月10日,中国“奋斗者”号现入潜水器在马里亚纳海沟成功下游到深度为 10909 米的海底,创造了中国载人深潜的新纪录。当接近某—工作深度时,会抛掉部分压载铁以使潜水器处于   状态,便于在不同区域进行水下作业。完成作业后,会再抛掉部分压载铁,使潜水器所受的浮力   (选填“大于”“小于”或“等于”)自身的重力,从而实现上浮回收。
21.(2020八上·拱墅月考)小常同学从课外资料中了解到,庄子曾提出:如果水积得不够多,那么承载大船就没力量。也就是说浮力的大小与液体的多少有关。庄子的说法有道理吗?
(1)小常从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材,研究浮力大小是否和水的多少有关。他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙)。然后他   (填操作),发现木块仍然漂浮。经分析可知,木块两次受到的浮力都为   牛。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小常进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。这时B盆所受浮力:F浮=GB盆+10N>10N。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验的结论是:   。
(3)小常在如图乙的基础上用手拿针将木块缓缓压入水中(进入水中针的体积忽略不计)来感受浮力大小的变化,你认为小常手受到的力F随木块浸入水中的深度h(定义乙图状态下h=0m)的变化图像是:   (选填“①”或“②”)。
22.(2020八上·杭州月考)如图所示,一支重0.4N的试管管口朝下,管内封住适量的空气恰好悬浮在水中,此时它受到的浮力是   N。若用手指轻轻按压一下试管底,则试管将会   (选填“先下沉后上浮”、“一直下沉”或“先下沉后悬浮”)。
23.(2020八上·温岭期中)“海中断崖”是指因为某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层,海水处于上层密度大、下层密度小的状态。潜艇在水下下潜过程中,如突遭“海中断崖”,潜艇受到的浮力会
   (选填“变大”、“变小”或“不变);可以迅速向潜艇内的水舱供气,使潜艇的   减小,有效地避免发生危险。
24.(2020八上·新昌期中)有专家认为,对于现代生活给人们带来的紧张症,可用漂浮疗法减轻症状:在漂浮池内放入一定深度的水,再加入适量的   (填“食盐”或“酒精”)后,人进入池内就能漂浮。当质量为50千克的小明在池内漂浮时,受到的浮力为   牛(g=10牛/千克)。
25.(2020八上·台州月考)医生给病人体检,有时需要测量病人血液的密度。如果用密度计进行血液测量,需要抽取血液较多。分析人员采用了一个巧妙的方法:先配制浓度不同的硫酸铜溶液,然后分别倒入试管里,在每个试管中滴进一滴血液。
(1)某次分析时,甲乙丙三支试管里的血液静止后如图所示,则   试管的硫酸铜溶液密度与血液相同。
(2)甲乙丙试管中相同的三滴血液,受到的浮力最小的是   试管中的血液。
26.(2020八上·嘉兴期中)俗话说“瓜浮李沉”(西瓜的质量远远大于李子),意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。漂浮的西瓜受到的浮力   李子受到的浮力,西瓜的密度   李子的密度。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
27.如图是薄纸制成的下端开口的容器,容积为1m3,所用薄纸所受重力为0.5N,容器内空气所受重力为   N,容器(含其内空气)所受的总重力为   N(空气密度为 1.29kg/m3,g取10N/kg),为了使容器悬浮在空中,你要用   的方法使容器内空气减少,容器内空气所受的重力减少   N,容器才能悬浮在空中,此时容器内空气密度    (选填“>”“<”或“=”)容器外空气密度。
28.浸没在液体中的物体:
(1)若浮力小于重力,即F浮<G物,物体将会   :该物体的密度ρ物   ρ液。
(2)若浮力等于重力,即F浮=G物,物体将会   :该物体的密度ρ物   ρ液。
(3)若浮力大于重力,即F浮>G物,物体将会   :最后物体会   在液面上,这时F浮    G物;上浮或漂浮的物体的密度ρ物   ρ液。
29.小聪利用如图所示的器材对浮力大小与哪些因素有关进行了以下探究:
(1)选择器材a、c、d、e探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的   有关。
(2)选择器材a、d、e、f探究浮力的大小是否与   有关。
(3)选择器材   探究浮力的大小是否与物体的密度有关。
(4)小聪在上述过程中采用的研究方法主要是(  )
A.比值法 B.等效法 C.控制变量法 D.估算法
三、解答题
30.(2020八上·慈溪月考)一个形状不规则的质量为55g的实心物体,放入装有水的烧杯中后沉入水底,排开重0.5 N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体恰好悬浮为止。g =10N/kg,求:
(1)物体的体积是多大
(2)物体悬浮时,盐水的密度是多大
31.(2019九上·龙湾期中)如图甲所示,室温下一小木块漂浮在一定量的饱和石灰水中,此时小木块排开液体的体积为V排,小明同学往该饱和石灰水中加入了一定量的生石灰。请在图乙中画出小木块排开液体的体积随时间变化的图像,并进行分析说明。(温馨提示:溶液的密度和溶液的浓度有关,氢氧化钙溶液的密度随浓度的增大而增大)
32.(2019八上·椒江月考)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,它的做法是:把几个浮筒灌满水,将它们沉到水底,潜水员用钢索把它们拴在沉船的两侧。然后,打捞船上的机器开动起来,把空气压进浮筒,将筒内的水排出去,沉船就可以浮起来,如图所示。这样做的原理是什么?
33.(2019·鄞州模拟) 2019年全球天气已“爆表”,多个国家出现极端天气,宁波近两个月的阴雨天气更是让拉宁波人记忆犹新……这些都是由于人类活动引起全球气候变化的结果。2018年全球二氧化碳排放量升至历史最高,全球变暖加速,如果漂浮在海面上的冰川因此融化,通时海平面变化会引发一系列不良后果。请判断海平面会   (填“上升”或“下降”),并说明理由   。
34.(2018八上·湖州月考)一个均匀实心物体与弹簧(弹簧所受重力和浮力均不计)的末端相连,浸没在液体中处于静止状态。可以根据物体的密度ρ1与液体的密度ρ2 之间的关系,对弹簧长度L与原长L0的关系作出判断,请利用学过的科学知识,推导出这些关系。(推导中要求写出依据)
四、实验探究题
35.(2021·金华)某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液(g/cm3) — 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉(N) 0.4 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) — 0.4 0.5 X 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是   ;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是   ;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是   ;
(4)【得出结论】……
【知识应用】根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法   。
36.(2021·婺城模拟)如图所示是小科自制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度)。
(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟   有关,此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为△F1;继续向杯中注水,指针   (填 “上移”“不动”或“下移”)。
(2)为了探究金属块所受浮力的大小是否与液体的密度有关。小科将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(ρ液>ρ水),当指针指在C位置时,他的下一步操作是   。
(3)将液体倒尽,用等体积的塑料块(ρ水<ρ塑料<ρ金属)替换金属块进行实验。向杯中缓慢注水,从塑料块底部接触水面,到塑料块浸没到水中的过程中,支架上O点所受拉力的最大变化量为△F2,则△F1    (填 “>”“=”或“<")△F2。
37.(2021·宁波模拟)小科从课外资料中看到庄子的一句话:如果河中的水积得不够多,那么乘载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与河中液体的多少有关。庄子的说法有道理吗?
(1)小科为了验证这说法,他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙),此时浮力为F1。然后他往烧杯中加水,发现木块仍然漂浮,此时浮力为F2。经分析可知,F1=F2=   N。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小科进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验还可得出   的结论。
(3)结合小科的探究活动,给我们的启发是:面对前人的观点,应采取的做法是   。
A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑
B.只要多数人认同的观点我们就要全盘接受
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确
D.到目前为止没人反对的观点我们就可以放心接受
38.(2020八上·嘉兴期末)同学们在探究与浮力大小与哪些因素有关”时,进行了如图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,并将其示数记录在下表中(各步实验中液体均未溢出)。
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(1)根据步骤B、C、D、E中所得的数据。可以得出物作受到浮力的大小与   有关。
(2)分析实验数据可知。F中液体密度   (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
五、综合说理题
39.(2020八上·温岭期中)烧杯里盛有6℃的水如图甲所示,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃。(假设从6℃的温度下降到0℃的过程中,小球的体积始终不变。)请对小球的浮沉情况做出判断并进行必要的解释。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】船头触底搁浅的巨轮,此时它处于沉底状态,即它受到的浮力肯定小于重力,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
2.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】人体的密度与水的密度差不多,根据密度公式ρ= 今算出小孩的体积,小孩趴在游泳圈上时,约有一的体积露出水面,根据F浮=ρ水gV排算出小孩受到的浮力;根据重力公式算出小孩的重力,当小孩趴在游泳圈上时,整体处于漂浮状态,且游泳圈的重力很小(可忽略不计),则小孩和游泳圈受到的总浮力等于小孩的重力,据此算出游泳圈受到的浮力。
【解答】人体的密度与水的密度差不多,约为1.0×103kg/ m3,
根据密度公式ρ= 知,小孩的体积为:V= = =0.03m3,
小孩趴在游泳圈上时,约有1的体积露出水面,即:V排= ( 1- ) V=0.9V=0.9×0.03m3=0.027m3,
小孩受到的浮力为: F浮人=ρ水gV排=1.0×103kg/ m3×10N/kg×0.027m3=270N ;
小孩的重力为: G人=m人g=30kg×10N/ kg= 300N,
当小孩趴在游泳圈上时×整体处于漂浮状态,且游泳圈的重力很小(可忽略不计),
则小孩和游泳圈受到的总浮力F浮总=G人=300N,
所以游泳圈受到的浮力为: F浮圈=F浮总一F浮人=300N- 270N=30N,故C符合实际.
故选C。
3.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件及其用途分析判断。
【解答】A.“浮沉子”上浮时,所受重力小于它受到的浮力,故A错误;
B.挤压矿泉水瓶,调整小玻璃瓶内水的重力,当瓶子和水的总重力与浮力相等时,“浮沉子”悬浮在水中,故B错误;
C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出,减小瓶子的重力,使其小于浮力,故C正确;
D.浮力秤的原理是阿基米德原理,而“浮沉子”浮沉的原理是浮沉条件,二者不同,故D错误。
故选C。
4.【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件判断。
【解答】质量为20g的物体重力为G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N;
物体受到的浮力F浮=G排=m排g=0.015kg×10N/kg=1.5N。
那么F浮力<G;
因此该物块在水中下沉。
故选A。
5.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析比较。
【解答】在甲中鸡蛋下沉,则浮力F甲故选D。
6.【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排判断运动员受到浮力的变化即可。
【解答】运动员高高跳起在空中完成各项动作后跃入水中,然后在水面下游过一段距离后再露出水面游向池边,运动员排开水的体积变化为:先增大,然后保持不变,再减小然后保持不变。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,运动员受到浮力的变化为:先增大,然后保持不变,再减小然后保持不变,而A、B错误。
当运动员没有入水时,它受到的浮力为零,故C正确,而D错误。
故选C。
7.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据物体的浮沉条件判断。
【解答】当潜水艇下沉时,会打开水舱门,让外面的海水进入,从而增大自身的重力,此时浮力F1当潜水艇上浮时,会利用压缩空气将水排出去,从而减小自身的重力,此时浮力F2>G2。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
8.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】当物体漂浮在液面上时,它受到的浮力等于重力,据此分析判断。
【解答】在甲和乙图中,将船和铁锚看作一个整体,它们始终在水面漂浮,那么它们受到的总重力等于总浮力,即F浮船+F锚=G船+G锚;
因为甲中铁锚进入水中的体积小于乙,所以甲中铁锚受到的浮力小于乙中铁锚受到的浮力。根据F浮船+F锚=G船+G锚可知,甲中船受到的浮力就大于乙中船的浮力,即F甲>F乙。
由F浮船+F锚=G船+G锚得到:F浮船-G船=G锚-F锚,因为铁锚的重力大于它的浮力,所以F浮船-G船>0,即F浮船>G船;
在丙图中,船在水面漂浮,即F浮船=G船;
那么船受到的浮力F乙>F丙;
三种情况下船的浮力大小为:F甲>F乙>F丙。
故选C。
9.【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】加入食盐后,盐水的密度会增大,根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化情况即可。
【解答】在开始的一端时间内,鸡蛋在盐水里处于下沉状态,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,随着盐水密度的增大,鸡蛋受到的浮力逐渐增大;
当盐水的密度等于鸡蛋的密度时,鸡蛋开始悬浮,此时浮力等于重力;
随着盐水密度的增大,鸡蛋最终漂浮,此时受到的浮力还是等于重力。
因此鸡蛋受到的浮力先增大后不变。
故选C。
10.【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】当轮船漂浮时,它受到的浮力等于重力,根据半潜船的重力变化分析浮力的变化即可。
【解答】开始时,半潜船漂浮在水面上,它受到的浮力等于空船的重力;向船体内加水,船的自重增大,那么它受到的浮力增大;当放上货物后,排出船体中的水时,自重减小,浮力逐渐减小。由于上面装载有货物,因此最终浮出水面时,浮力大于空船时的浮力,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
11.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【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,根据浮沉条件分析重力的变化。
【解答】潜艇始终浸没在海水中,它排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,从太平洋到印度洋时,海水密度变大,那么它受到的浮力变大。因为悬浮时浮力等于重力,所以潜水艇的重力增大,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】根据浮沉条件分析鸡蛋受到浮力的变化规律即可。
【解答】加入清水后,盐水的密度会减小,在盐水密度小于鸡蛋密度之前,鸡蛋的状态为漂浮直到悬浮,根据浮沉条件可知,这个过程中浮力等于重力,即浮力保持不变。
当盐水密度小于鸡蛋密度后,鸡蛋下沉。由于排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ盐gV排可知,鸡蛋受到的浮力不断减小,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据G=mg计算出物体的重力,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算物体受到的浮力,最后比较浮力和重力的大小关系,根据浮沉条件判断物体的运动状态。
【解答】物体的重力G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N;
物体受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N。
因为浮力小于重力,
所以物体沉在溢水杯底部。
故选C。
14.【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】浸在液体里的物体受到的浮力,来自与物体上下两个表面的压力差,据此分析即可。
【解答】木塞a的下表面没有水,即没有向上的压力,根据F浮力=F上-F下可知,a受到的浮力为零。木塞b的上下两个表面都有水,因此它肯定受到浮力,所以b受到的浮力比较大,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
15.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析浮力的大小关系。
【解答】根据图片可知,甲和乙都在水中悬浮,那么它们受到的浮力都等于自身的重力。甲和乙的质量相等,根据G=mg可知,甲和乙的重力相等,因此它们受到的浮力相等,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
16.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理分析即可。
【解答】原来铅块和气球处于悬浮状态,那么它们受到的浮力等于重力;
抽水后,气球所处的深度减小,根据p=ρ水gh可知,气球受到的压强减小,那么气球的体积增大。根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,气球和铁块受到的浮力增大,即浮力大于重力,那么它们会向上运动,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
17.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件比较浮力的大小。
【解答】小球在甲中漂浮,那么它受到的浮力等于重力;小球在乙中悬浮,那么它受到的浮力等于重力;小球在丙中下沉,那么它受到的浮力小于重力。因为小球的重力不变,所以受到浮力的大小关系为:F甲=F乙>F丙。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
18.【答案】B
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和浮沉条件分析浮力的变化即可。
【解答】A.从深水处走向沙滩的游泳者,它排开水的体积逐渐变小,根据公式F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力逐渐变小,故A不合题意;
B.正在装载货物的轮船,它的总重力不断变大。根据漂浮时浮力等于重力可知,它受到的浮力不断变大,故B符合题意;
C.海面下正在下沉的潜水艇,由于它排开水的体积保持不变,因此它受到的浮力不变,故C不合题意;
D.从钱塘江驶入大海的轮船,由于始终漂浮,那么它受到的浮力始终等于重力,即保持不变,故D不合题意。
故选B。
19.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和应用的知识分析。
【解答】A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,所受浮力逐渐不变,故A错误;
B.巨轮之所以熊够浮在水面是因为用空心的办法増大了排开液体的体积,故B正确;
C.密度计漂浮时,它受到的浮力始终等于重力,即受到的浮力不变,故C错误;
D.热气球是利用填充气体密度小于空气密度的原理上浮,故D错误。
故选B。
20.【答案】悬浮;大于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体完全浸没液体中且能够在竖直方向上保持静止状态,这种情况叫悬浮;
(2)根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)当接近某—工作深度时,会抛掉部分压载铁,以使潜水器在水中竖直方向保持静止状态,即处于悬浮状态,便于在不同区域进行水下作业。
(2)根据浮沉条件可知,当物体受到的浮力大于重力时,物体处于上浮状态;因此完成作业后,会再抛掉部分压载铁,使潜水器所受的浮力大于自身的重力,从而实现上浮回收。
21.【答案】(1)从烧杯中倒出适量的水(或往烧杯中加入水);2.5
(2)较少的水能产生较大的浮力(或10牛的水能产生大于10牛的浮力或水产生的浮力能大于自身重力)
(3)②
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)探究浮力大小是否与水的多少有关,必须控制其他因素相同而改变水的质量,可以增大水量也可以减小水量。首先根据甲图读出物体的,然后根据漂浮条件计算出木块受到的浮力。
(2)将加水的重力与产生的浮力对比得出结论;
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】(1)他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙)。然后他从烧杯中倒出适量的水(或往烧杯中加入水),发现木块仍然漂浮。
根据图甲可知,木块的重力G=2.5N,当它漂浮在水面上时,它受到的浮力等于重力,即浮力为2.5N。
(2)继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验的结论是:较少的水能产生较大的浮力(或10牛的水能产生大于10牛的浮力或水产生的浮力能大于自身重力)。
(3)当木块浸入水中时,随着深度的增大,排开水的体积逐渐增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力逐渐增大。当木块完全浸没水中时,它排开水的体积不变,受到的浮力保持不变,故选②。
22.【答案】0.4;一直下沉
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件计算试管受到的浮力;
(2)首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析试管受到浮力的变化,再与试管的重力比较,根据浮沉条件确定它的运动状态。
【解答】(1)试管在水中悬浮,那么它受到的浮力等于重力,即浮=G=0.4N;
(2)若用手轻轻按压一下试管底部,那么里面空气的体积缩小,则试管排开水的体积减小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力减小。因为浮力小于重力,所以试管将会一直下沉。
23.【答案】变小;自身重力
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析潜艇受到浮力的变化,根据浮沉条件分析潜艇自身重力的变化。
【解答】(1)潜艇始终浸没在海水中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当海水密度减小时,它受到的浮力会减小。
(2)由于浮力小于重力,潜艇会迅速下沉。为了防止发生危险,必须迅速向潜艇内的水舱供气,排出部分海水,使潜艇的自身重力减小。
24.【答案】食盐;500
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)如果液体密度大于物体密度,那么物体漂浮;如果液体密度等于物体密度,那么物体悬浮;如果液体密度小于物体密度,那么物体下沉;
(2)根据浮沉条件计算出小明受到的浮力。
【解答】(1)人体的密度比水的密度稍大,因此人在水里会下沉。在水里加入适量的食盐,会使水的密度增大,直到盐水密度大于人体,人就能在水面漂浮。
(2)小明在水面漂浮,那么它受到的浮力等于重力,即F浮=G=mg=50kg×10N/kg=500N。
25.【答案】(1)乙
(2)丙
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件分析判断;
(2)根据浮沉条件解答。
【解答】(1)根据图片可知,甲:血液漂浮,那么ρ液体>ρ血;
乙:血液悬浮,那么ρ液体=ρ血;
丙:血液下沉,那么ρ液体 <ρ血;
因此乙试管的硫酸铜溶液密度与血液相同。
(2)根据图片可知,甲:血液漂浮,那么F浮=G;
乙:血液悬浮,那么F浮=G;
丙:血液下沉,那么F浮因此受到浮力最小的是丙。
26.【答案】大于;小于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件比较即可。
【解答】(1)西瓜漂浮在水面上,那么它受到的浮力等于自身重力;李子在水中下沉,那么它受到的浮力小于自重。因为西瓜的重力远远大于李子,所以西瓜受到的浮力大于李子受到的浮力。
(2)西瓜漂浮在水面上,那么的密度小于水的密度;李子在水中下沉,那么它的密度大于水的密度,因此西瓜的密度小于李子的密度。
27.【答案】12.9;13.4;加热使气体膨胀;0.5;<
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式G=mg=ρVg计算空气受到的重力,根据公式G总=G空气+G容器计算总重力;
(2)通过加热的方法,可以使里面空气膨胀,排出部分空气,从而减小自身重力。因为纸比较薄,所以容器排开空气的体积等于它的容积,因此它受到的浮力等于里面空气的重力G空气。如果该容器要悬浮在空中,那么容器和里面空气的总重力应该等于浮力,据此计算里面空气减小的重力。根据热涨冷缩的知识判断里面空气密度和外面空气密度的关系。
【解答】(1)容器内空气所受的重力为:G=mg=ρVg= 1.29kg/m3×1m3×10N/kg=12.9N;
容器的总重力为:G总=G空气+G容器=12.9N+0.5N=13.4N;
(2)如果容器悬浮在空中,那么总重力必须减小到12.9N,因此我要用加热使气体膨胀的方法使容器内空气减少,减小的重力为:13.4N-12.9N=0.5N。因为空气受热体积膨胀,而质量不变,因此容器内的空气密度<容器外的空气密度。
28.【答案】(1)下沉;>
(2)悬浮;=
(3)上浮;漂浮;=;<
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)若浮力小于重力,即F浮<G物,物体将会下沉:该物体的密度ρ物>ρ液。
(2)若浮力等于重力,即F浮=G物,物体将会悬浮:该物体的密度ρ物=ρ液。
(3)若浮力大于重力,即F浮>G物,物体将会上浮:最后物体会漂浮在液面上,这时F浮= G物;上浮或漂浮的物体的密度ρ物<ρ液。
29.【答案】(1)体积
(2)液体的密度
(3)a、b、d、e(或a、b、d、f)
(4)C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)浮力的大小与物体排开液体的体积和液体密度大小有关,分析a和c两个铁块对哪个因素产生影响即可;
(2)浮力的大小与物体排开液体的体积和液体密度大小有关,分析e和f两个铁块对哪个因素产生影响即可;
(3)根据控制变量法的要求选择实验器材;
(4)在科学研究中,探究一个因素对物理量的影响时,必须改变这个因素控制其它因素相同,这就是控制变量法。
【解答】(1)d和e组合可以测出金属块受到的重力和拉力,进而计算出它们受到的浮力。a、c都是铁块,但是二者体积不同,即浸在液体中的体积不同,因此选择器材a、c、d、e探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关。
(2)d和e组合用于测量金属块受到的浮力,而e和f的液体密度不同,因此选择器材a、d、e、f探究浮力的大小是否与液体的密度有关。
(3)探究浮力的大小与物体密度是否有关时,必须控制其它因素相同而改变物体密度,因此选择a、b两个金属块,再配合d、e(或f)完成实验;
(4)小聪在探究浮力与液体密度的关系时,控制排开液体的体积相同,这种方法叫控制变量法,故C正确,而A、B、D错误。
30.【答案】(1)物体的体积V=V排=;
(2)物体的密度为:。
当物体悬浮在盐水中时,它的密度与盐水的密度相等。
那么盐水的密度为1.1×103kg/m3。
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)当物体浸没时,它的体积等于排开水的体积,根据V=V排=计算即可;
(2)首先根据计算物体的密度,再根据浮沉条件计算出悬浮时盐水的密度。
31.【答案】分析说明:①CaO+H2O=Ca(OH)2,且反应放出热量;②同一温度下,同种溶质饱和溶液的浓度相同;③氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低;④阿基米德原理:F浮=p液gV排;
浮沉条件:漂浮:F浮=G物。例:生石灰和水反应,放出热量,溶液的温度升高,氢氧化钙因溶解度减小而析出,溶液的浓度降低,密度变小,因为木块仍处于漂浮状态,浮力不变,由阿基米德原理可知V排变大;反应结束后,温度降低,变化情况刚好相反,所以V排又变小;冷却到室温时,该溶液的浓度、密度与开始时相同,所以V排也减小到与原来相同,并保持不变。
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】阿基米德原理:F浮=p液gV排,浮沉条件:漂浮:F浮=G物,所以V排也减小到与原来相同,并保持不变。
32.【答案】浮桶打捞法是利用改变自身的重力的原理实现的。将沉船与浮桶看作一个整体,当浮桶内的水未排出,重力大于浮力,不会浮起。当浮桶中的水推出后,整体所受重力减小,当重力小于浮力时,沉船浮起
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件可知,当物体上浮时,浮力大于重力;悬浮时,浮力等于重力;下沉时,浮力小于重力,据此分析即可。
【解答】 浮桶打捞法是利用改变自身的重力的原理实现的。将沉船与浮桶看作一个整体,当浮桶内的水未排出,重力大于浮力,不会浮起。当浮桶中的水推出后,整体所受重力减小,当重力小于浮力时,沉船浮起 。
33.【答案】上升;当冰块漂浮在海面上时,冰块的重力和冰块受到的浮力相等 V排=m冰/ρ盐水 熔化后,V水= m冰/ρ水∵ρ盐水>ρ水 ∴V水>V排 因此冰熔化成水后的体积大于冰块原先排开的体积,海平面上升
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 根据冰块漂浮在海面上时,冰块的重力和冰块受到的浮力相等去解题.
【解答】全球变暖,漂浮在海面上的冰川融化,海平面会上升;当漂浮的冰山融化后,m冰=m化成水,漂浮时:F浮=G冰= m冰g,由F浮=ρ海水gV排得V排=F浮/ρ海水g=m冰g/ρ海水g=m冰/ρ海水,冰熔化后V水=m冰/ρ水,因为ρ海水>ρ水,从而V排<V化成水,所以冰山融化会导致海平面升高。
34.【答案】①若ρ1>ρ2,则物体浸没时受到的浮力<重力,所以物体对弹簧用压力,弹簧被压缩,L<L0
②若ρ1=ρ2,则物体浸没时受到的浮力=重力,所以物体对弹簧没有力的作用,弹簧保持原长,L=L0
③若ρ1<ρ2,则物体浸没时受到的浮力>重力,所以物体对弹簧用拉力,弹簧被拉伸,L>L0
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】首先根据浮沉条件,分别判断物体密度大于液体密度,等于液体密度和小于液体密度时浮力和重力的大小关系;然后对每种状态下处于平衡状态的物体进行受力分析,得到弹簧力的方向;弹簧形变的方向与力的方向相反,所以弹力向上为压缩,弹力向下为拉伸,弹力为0即弹簧保持原长。
【解答】根据浮沉条件,
当 时,物体浸没时受到的浮力;因为物体静止,所以它受力情况为:;弹簧弹力方向向上,这时弹簧被压缩,即;
当 时,物体浸没时受到的浮力;因为物体静止,所以它受力情况为:;弹簧弹力为0,这时弹簧保持原长,即;
当 时,物体浸没时受到的浮力;因为物体静止,所以它受力情况为:;弹簧弹力方向向下,这时弹簧被拉伸,即。
35.【答案】(1)0.6
(2)控制排开液体的体积相等
(3)金属块碰到烧杯底部
(4)换用密度比水大的液体
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)将表格中电子秤的示数和浮力大小相加,找到其中的数量关系,从而计算出X的值。
(2)浮力的大小与排开液体的体积和液体密度有关,探究液体密度对浮力大小的影响时,必须控制排开液体的体积相等。
(3)根据表格找到液体密度和电子秤示数的变化规律,从而计算出第6次实验中电子秤的示数,然后与实际示数比较即可;
(4)根据表格得到结论,利用这个结论分析增大浮力秤称量范围的方法。
【解答】(1)根据表格可知,每组对应的电子秤示数和浮力大小的和都是4N,则表格中X的值为:4N-3.4N=0.6N。
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是控制排开液体的体积相等;
(3)将第2组和第3组比较可知,液体密度增加2g/cm3,浮力增大0.1N,则第6次实验中,液体密度比第5组增大:1.9g/cm3-1.4g/cm3=0.5g/cm3,此时浮力增大:,此时浮力应该为:3.3N-0.25N=3.05N。因为2.6N<3.05N,所以可能是金属块碰到烧杯底部。
(4)根据表格可知,液体的密度越大,金属块紧密时受到的浮力越大,因此增大浮力秤称量范围的方法为:换用密度比水大的液体。
36.【答案】(1)排开液体的体积;不动
(2)继续注入该液体至金属块全部浸没
(3)=
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)弹簧的伸长与受到的拉力成正比;在金属块逐渐浸入水中时,指针从A到C长度变小,则说明弹簧受到的拉力变小,根据F浮力=G-F拉可知,金属块受到的浮力变大。此过程中金属块排开液体的体积不断增大,因此说明浮力与排开液体的体积有关。
当金属块完全浸没水中时,它排开水的体积不变,则它受到的浮力不变,根据F浮力=G-F拉可知,弹簧受到的拉力不变,据此分析指针的位置变化。
(2)探究物体受到的浮力与液体密度的关系时,需要控制金属块排开液体的体积相同而改变液体密度,据此确定小科下一步操作。
(3)当塑料块底部接触水面时,测力计的拉力等于金属块的重力;当金属块完全浸没水中时,测力计的拉力F拉=G-F浮力,则拉力变化的最大值△F2=F浮力。塑料块和金属块的体积相同,则全部浸没时排开水的体积相同,那么它们受到的浮力相同,据此判断拉力变化量的大小关系。
【解答】(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关,此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为△F1;继续向杯中注水,指针不动。
(2)为了探究金属块所受浮力的大小是否与液体的密度有关。小科将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(ρ液>ρ水),当指针指在C位置时,他的下一步操作是:继续注入该液体至金属块全部浸没。
(3)将液体倒尽,用等体积的塑料块(ρ水<ρ塑料<ρ金属)替换金属块进行实验。向杯中缓慢注水,从塑料块底部接触水面,到塑料块浸没到水中的过程中,支架上O点所受拉力的最大变化量为△F2,则△F1=△F2。
37.【答案】(1)2.5
(2)较少的水能产生较大的浮力
(3)A、C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据图片确定弹簧测力计的分度值,然后读出木块的重力。当物体漂浮时,它受到的浮力与重力相互平衡,即F=G,据此分析解答;
(2)B盆漂浮时,它受到的浮力等于自身重力,即等于30N,而A盆内只有10N的水,比较浮力和水的重力的大小关系即可;
(3)根据自己对科学研究的认识判断。
【解答】(1)根据图片可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,那么木块的重力G=2.5N。由于木块始终在水中漂浮,所以它受到的浮力始终等于重力,即F1=F2=2.5N。
(2)小科进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验还可得出结论:较少的水能产生较大的浮力。
(3)A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑,故A正确;
B.多数人认同的观点不一定正确,我们不能全盘接受,故B错误;
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确,故C正确;
D.到目前为止没人反对的观点不一定正确,我们不能放心接受,故D错误。
故选AC。
38.【答案】(1)排开液体的体积
(2)小于
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据图片分析四个实验中哪个因素发生改变即可;
(2)首先根据F浮=G-F计算出E、F两个实验中物体受到的浮力,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断液体密度的大小。
【解答】(1)根据图片可知,B、C、D、E四个实验中,液体密度都相等,只有排开水的体积不同,因此得出结论:物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)E中测力计的示数为1.7N,F中测力计的示数为1.9N,而物体的重力不变,根据F浮=G-F可知,E中物体受到的浮力大于F中物体受到的浮力。
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;因为E中物体受到的浮力大于F中物体受到的浮力,所以E中液体密度大于F中液体密度,即F中液体密度小于水的密度。
39.【答案】烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮,则小球的密度与水的密度相等;根据图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大;当水的温度从6℃降到4℃时,因水热胀冷缩,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最后漂浮;当水的温度从4℃降到0℃时,因水热缩冷胀,水的密度减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、悬浮、最后下沉
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)当物体密度小于液体密度时,物体上浮,最终漂浮;当物体密度等于液体密度时,物体悬浮;当物体密度大于液体密度时,物体下沉,这就是浮沉条件;
(2)首先根据悬浮状态判断小球的密度与6℃时水的密度的大小关系,然后根据乙图判断从6℃降低到0℃时水的密度变化,最后根据浮沉条件判断小球运动状态的改变。
【解答】烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮,则小球的密度与水的密度相等;根据图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大;当水的温度从6℃降到4℃时,因水热胀冷缩,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最后漂浮;当水的温度从4℃降到0℃时,因水热缩冷胀,水的密度减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、悬浮、最后下沉。
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