八年级上册【易错题训练】——浮力
一.选择题
1.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.学习浮力知识之后,细心的夕月同学发现,一块铁皮扔到水里会沉下去,但把它捏成小船状则会漂浮在水面上。针对这一现象,她提出以下四个问题,其中最具有探究价值且易于探究的是( )
A.铁皮为什么既会沉底又会漂浮?
B.铁皮所受浮力与它自身体积有什么关系?
C.浸在液体中的物体所受浮力与它排开液体体积有什么关系?
D.物体所受浮力与什么因素有关?
3.下列关于浮力的说法中,正确的是( )
A.在液体中下沉的物体不受浮力 B.浮力的方向总是竖直向下
C.浮力的施力物体是气体或液体 D.物体浸在液体中的体积越大,浮力越大
4.如图所示为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。关于该过程中气泡受到的浮力和气泡内气体密度的变化情况,叙述正确的是( )
A.浮力和密度都不变 B.浮力和密度都变大
C.浮力不变,密度变小 D.浮力变大,密度变小
5.盛有水的圆柱形容器竖直放置在水平桌面上,如图甲所示,容器对桌面的压力为10N:用细线拴一实心小球,将小球浸没在水中,如图乙所示,容器对桌面的压力为12N;将细线剪断,小球沉到容器底部静止,如图丙所示,容器对桌面的压力为14N,水始终未滥出,取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,则下列说法中错误的是( )
A.小球所受重力为4N
B.小球的密度为2×103kg/m3
C.图丙中小球对容器底的压力为2N
D.图丙中水对容器底部的压力比图乙中水对容器底部的压力大2N
6.如图所示,甲、乙两球放在水中静止,若甲在水面以上和水下部分的体积比为1:3,则下列说法正确的是( )
A.若甲、乙体积相同,因为甲漂浮,乙悬浮,所以F甲>F乙
B.若甲、乙体积相同,则G甲=G乙
C.若甲、乙体积相同且均为实心,则甲、乙由不同物质构成,ρ甲:ρ乙=4:3
D.若甲、乙质量相等且均为实心,则甲乙的体积比为3:4
7.小明用如图装置将下沉的小重物逐渐缓慢下沉,烧杯中水能没过重物但不溢出,他作出了重物受F浮、F拉、烧杯对桌面的压力F压随物体下表面到水面距离变化的图像,下列四图可能正确的是( )
A B C D
8.如图所示,将一圆柱体从水下匀速提起,直至其下表面刚好离开水面。用p表示容器底受到水的压强,F表示圆柱体受到水的浮力,它们随时间t变化的大致图象正确的是( )
A B C D
9.将一个密度为0.9×103kg/m3的实心小球,分别放入装满水和装满酒精的烧杯中(水和酒精足够多)。小球静止时,溢出水和酒精的体积分别为V1和V2,小球在水和酒精中所受的浮力分别为F1和F2。已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列判断正确的是( )
A.V1:V2=1:1,F1:F2=5:4 B.V1:V2=9:10,F1:F2=1:1
C.V1:V2=9:10,F1:F2=9:8 D.V1:V2=1:1,F1:F2=9:8
10.一个体积为50dm3的救生圈,所受重力为10N,体重为480N的小星同学在水中使用这个救生圈,当他和救生圈处于静止状态时,下列判断正确的是( )
A.人和救生圈都会沉入水底 B.人和救生圈漂浮,部分露出水面
C.人和救生圈没入水中,处于悬浮状态 D.以上情况都有可能
11.如图是探究影响浮力大小因素的部分实验情景,物体A是规则的长方体,根据图中弹簧测力计的示数,你求不出的物理量是( )
A.盐水的密度 B.物体A的体积
C.物体A的底面积 D.物体A的密度
12.一个质量为600g、密度为0.6×103kg/m3的正方体物块漂浮在液面上时,有的体积露出液面。如图所示,用一个竖直向下的力将物块下压至其上表面与液面刚好相平时( )
A.物块下表面距液面6cm
B.液体的密度为1.5×103kg/m3
C.压力F的大小为2N
D.物块排开液体的质量为1kg
13.如图所示,底面积相同的甲、乙两个容器放在水平桌面上,容器内的水面相平。现将a、b两个体积相同的实心物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时a沉在甲容器底部,b悬浮在乙容器的水中。下列说法正确的是( )
A.a、b两物体的密度ρa=ρb
B.a、b两物体的质量ma<mb
C.a、b两物体所受的浮力Fa>Fb
D.放入a、b两物体后,甲、乙容器底部所受水的压强p甲>p乙
14.在学习了浮力的相关知识后,小明设计了如下实验。实验中他将已调零的甲、乙两个电子秤放在水平桌面上,然后将溢水杯和烧杯分别放到甲、乙电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,甲电子秤的示数为m1,乙电子秤的示数为m2,如图甲所示。用已调零的弹簧测力计拉着重为G的物体,缓慢地放入装满水的溢水杯中,使其浸没在水中,该过程从溢水杯中流出的水全部流入烧杯中,物体静止时甲电子秤的示数为m3,乙电子秤的示数为m4,弹簧测力计的示数为F,如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.m1=m3 B.m1﹣m3=m4﹣m2
C.F=G+( m4﹣m2)g D.F=G﹣(m1﹣m3)g
15.弹簧测力计下端挂一个合金块,先后浸没在水和酒精中,示数如图示。下列有关计算正确的是(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒=0.8×103kg/m3)( )
A.合金块的质量为4kg
B.在水中受到的浮力为3N
C.合金块的体积为104cm3
D.合金块的密度为4×103kg/m3
二.填空题
16.如图所示,一木块A下方通过细线悬挂一实心铜球B,浮在水中。如果剪断细线,木块A所受浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),容器中的水面 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
17.两个底面积不等的圆柱形容器(S甲<S乙),分别盛有甲、乙两种不同的液体,将两个完全相同的小球分别放入这两种液体中,小球静止时的位置如图所示,此时两液面刚好相平。则甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲 ρ乙;若将这两小球从液体中取出,则液体对容器底部压强的变化量的大小关系是Δp甲 Δp乙。(两空均选填“>”、“<”或“=”)
18.将两个完全相同的简易密度计(木棒的一端缠绕一些铜丝制成)分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示。当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同,则两个密度计所受浮力F甲 F乙,两烧杯中液体密度ρ甲= ρ乙(均选填“>”“=”或“<”)。
19.重10N的木块漂浮在水中,有三分之一的体积露出水面,木块所受浮力的大小为 N,木块的体积为 m3
20.我国“奋斗者”号成功下潜至10909米的深海处,达到了全球深海探测的制高点。如图所示,某潜水器由舱体和油囊两部分构成,质量为M、体积为V,悬停在深海中甲处。从舱内向油囊注入质量为m的油后,潜水器的体积增大了0.1V,此时潜水器将 (填“上浮”或“下沉”),最终悬停在乙处,则潜水器在乙处所排开海水的质量为 ,乙处海水的密度为 。(上述过程无其他动力)
21.有不吸水的圆柱体A,顶部系有一根轻质细线,已知A的质量为1.32kg,密度为1.1×103kg/m3,高为12cm。现将圆柱体A竖直放入薄壁柱形容器中,然后向容器中缓慢加入液体,直至加满,液体体积与深度的关系如图所示,当液体加满后,用细线将A竖直向上提升2cm时,细线的拉力为3.6N。g取10N/kg,则圆柱体A的重力为 N,液体的密度为 kg/m3。
22.如图所示,“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在 (填“江水”或“海水”)中停泊。轮船的排水量为17000t,在海水中满载时受到的浮力是 N;轮船在江水中,船底处的压强是6×104Pa,船底浸入水中的深度是 m。(g取10N/kg,ρ江水=1×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3)
三.实验探究题
23.小丽同学利用一根吸管制作一个简易密度计。
(1)为了让饮料吸管能竖直地漂浮在液体中,你的做法是 。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,受到的浮力大小 (选填“变大”“变小”或“不变”),液体的密度越大,它露出液面部分的长度 (选填“越长”“越短”或“不变”)。
(3)小丽想,如果在吸管上标上相应的密度刻度,不就能直接显示所测液体密度的大小吗?于是她决定对吸管进行刻度的标定。在标定刻度前,她先测出吸管在水中漂浮时浸入水中的深度H(如图1所示)。若漂浮在密度为ρ液的其他液体中,则浸入的深度为h,可推出h的表达式为 (用ρ水、ρ液、H表示)。根据以上表达式即可对不同液体的密度在吸管上进行标定,图2中的四种刻度的标示合理的是 。
(4)为了使测量结果更准确,要使简易密度计上两条刻度线(如0.9、1.0)之间的距离大一些,可换用较 (选填“粗”或“细”)一点的吸管。
24.为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况,如下图,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表:
次数 1 2 3 4 5 6 7
h/cm 0 2 4 6 8 10 12
F/N 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.25 4.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重 N,第4次实验时,物体受到的浮力 N。
(2)圆柱体的体积为 m3,密度为 kg/m3。
(3)小王分析分析表中数据发现,第一到五次实验,浮力越来越大,因此得出结论,深度越深,浮力越大,该结论 (填“正确”或“不正确”)。若后面还有第八次实验,深度为14cm,弹簧测力计示数应该为 N。
(4)图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是 。
25.如图所示,把一个底面积为S,高为l的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力。
(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是 ,浮力的方向是 。
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。
四.计算题(共3小题)
26.在水平地面上放置一圆柱形容器,内装一定深度的水,将一个质量为0.4kg、体积为5×10﹣3m3的不吸水的塑料块A放入水中,其状态如图甲所示。在塑料块上方放一石块B,最终使得塑料块A上口边缘与水面相平,如图乙所示,求:(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)
(1)塑料块受到的浮力;
(2)石块B的重力。
27.弹簧秤下挂一石头,弹簧秤示数为14.7N,将石块浸没在水中,弹簧秤的示数为9.8N,求:
(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)小石头的质量?
(2)小石头浸没在水中时所受到的浮力?
(3)小石块的密度?
28.如图所示,底面积为400cm2、重2N的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,用原长为16cm的弹簧,将边长为10cm的正方体A的下表面中点与容器底部相连,向容器内加水至A刚好浸没,如图甲所示,此时弹簧长18cm,A对弹簧的拉力为F1。现打开阀门B缓慢放水,当A对弹簧的作用力大小再次等于F1时关闭阀门B。已知弹簧受力F的大小与弹簧长度的变化量Δx间的关系如图乙所示。不计弹簧的体积及其所受的浮力。求:
(1)物体A浸没时受到的浮力;
(2)正方体A的密度;
(3)从开始放水到关闭阀门B,水对容器底部前、后的压强之比。
参考答案与试题解析
一.选择题
1.【解答】解:ABC、由于船头触底搁浅,所以此时巨轮为沉底状态,所以此时F浮+N=G,F浮=G﹣N,所以受到的浮力小于重力,故AB错误,C正确;
D、“长赐”号触底搁浅后,货轮排开的水量减少了,受到浮力变小,故D错误。
故选:C。
2.【解答】解:一块铁皮与将这块铁皮捏成小船两者相比,液体密度相同,铁皮捏成小船比铁皮排开水的体积大,故铁皮捏成小船产生浮力大。此实验最具有探究价值且易于探究的是物体所受的浮力大小与排开液体体积的多少有什么关系;故ABD错误,C正确;
故选:C。
3.【解答】解:A、浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上托的浮力,在液体中下沉的物体也不例外,故A错误;
B、浮力的方向是竖直向上,故B错误;
C、浸在液体中的物体受到浮力的施力物体是液体,浸在气体中的物体受到浮力的施力物体是气体,故C正确;
D、物体受到的浮力大小不仅与浸在液体中的体积有关,还与液体的密度有关,所以应该说在同种液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大,故D错误。
故选:C。
4.【解答】解:金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,所处深度减小,受到的液体压强变小,故气泡体积增大,而气泡内空气的质量不变,由ρ=可知,密度变小;
气泡上升时,体积变大,则排开水的体积变大,
所以由F浮=ρgV排可得:气泡受到水的浮力变大。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
5.【解答】解:A.小球的重力为:放入小球并剪断细线时容器对桌面的压力减去盛水容器对桌面的压力,即:G=14N﹣10N=4N,故A正确。
B.小球受到的浮力为:F浮=12N﹣10N=2N,
小球的质量为:m===0.4kg,
小球的体积为:V===2×10﹣4m3=200cm3,
小球的密度为:ρ===2g/cm3=2×103kg/m3,故B正确。
C.力的作用是相互,图乙中小球对容器底的压力等于小球受到的浮力为2N,故C正确。
D.由公式p=ρgh可知,水对乙、丙容器底部的压强是一样的,而两个容器底面积相同,由公式p=可知,故两个容器底部受到水的压力是相同的,故D错误。
故选:D。
6.【解答】解:由图可知,甲球漂浮,可得G甲=F浮甲;乙球悬浮,可得G乙=F浮乙,甲球在水面以上和水下部分的体积比为1:3,即V甲排=V甲;
A、若甲、乙体积V相同,由图知V甲排<V,V乙排=V,即V甲排<V乙排,根据阿基米德原理可得:F浮甲<F浮乙,故A错误;
B、若甲、乙体积V相同,则G甲=F浮甲=ρ水V甲排g=ρ水Vg,G乙=F浮乙=ρ水V乙排g=ρ水Vg,可得:G甲=G乙,故B正确;
C、由G甲=F浮甲可得:ρ甲Vg=ρ液Vg,即ρ甲=ρ液;乙球悬浮,可得ρ乙=ρ液,所以ρ甲:ρ乙=3:4,故C错误;
D、若甲、乙质量相等,由C可知ρ甲:ρ乙=3:4,根据公式V=,所以V甲:V乙=4:3,故D错误。
故选:B。
7.【解答】解:小明用如图装置将下沉的小重物逐渐缓慢下沉,重物排开水得体积先变大,后不变,根据F浮=ρ水gV排可知物体受到的浮力先变大,后不变;
根据F拉=G﹣F浮可知重物受到的拉力先减小后不变,根据G=F拉+F浮可知重物所受拉力和浮力之和保持不变,故AB错误;
重物对水的压力等于水对重物的浮力,根据F压=G水+G杯+F浮可知烧杯对桌面的压力先变大,后不变,故C错误、D正确。
故选:D。
8.【解答】解:(1)圆柱体露出水面前,排开水的体积不变,容器内水的深度不变,水的密度不变,由p=ρgh可知,容器底受到水的压强不变;
圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积变小,容器内水的深度变小,水的密度不变,由p=ρgh可知,容器底受到水的压强变小;
所以,整个过程中容器底受到水的压强先不变、后变小,故A错误、B正确;
(2)圆柱体露出水面前,排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ水gV排可知,圆柱体受到水的浮力不变;
圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积变小,水的密度不变,根据F浮=ρ水gV排可知,圆柱体受到水的浮力变小;
所以,整个过程中圆柱体受到水的浮力先不变、后变小,故C、D错误。
故选:B。
9.【解答】解:(1)设小球的质量为m,
因为ρ球<ρ水,所以将小球浸没在水中,松开手后,小球静止时漂浮在水面上,
由漂浮条件可得,小球静止时受到的浮力F1=G=mg,
由F浮=ρ液gV排可得,小球排开水的体积:V1====,
因为ρ球>ρ酒精,所以将小球浸没在酒精中,松开手后,小球静止时沉底(即浸没),
则根据ρ=可得,小球排开酒精的体积:V2=V球=,
所以,排开水和酒精的体积之比为:====;
(2)小球在水和酒精中静止时所受的浮力之比:===。
故选:C。
10.【解答】解:假设救生圈浸没在水中,则救生圈所受到的浮力为:
F浮力=ρgv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N;
人与救生圈的总重力为:
G=G人+G圈=480N+10N=490N<F浮力;
并且人在水里也受到水的浮力,也排开一部分水,
所以,人和救生圈漂浮,人和圈可以部分露出水面。
故选:B。
11.【解答】解:由图所示实验可以知物体的重力G,然后由G=mg的变形公式可以求出物体的质量;
根据甲、乙图利用称量法算出物体完全浸没在水中受到的浮力,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可以求出物体的体积,利用密度公式算出物体A的密度;
由图甲、丙所示实验可以求出物体浸没在盐水中受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排可以进一步求出盐水的密度,故根据图中弹簧测力计的示数可以求出盐水的密度、物体A的体积、物体A的密度,不能求出物体A的底面积,故C符合题意。
故选:C。
12.【解答】解:
A、由ρ=可得,物块的体积V物===1×10﹣3m3,
其边长a==0.1m,
物块刚好浸没,则物块下表面距液面为0.1m=10cm,故A错误;
B、物块漂浮时排开液体的体积V排=(1﹣)V=V,
物块受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gV,物块的重力G=mg=ρ物gV,
因物块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,ρ液gV=ρ物gV,
则液体的密度:ρ液===1.0×103kg/m3,故B错误;
C、当物块上表面与液面刚好相平时,排开水的体积V排′=V,物块受到的浮力F浮′=ρ液gV排′=ρ液gV,
因此时物块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、对物块上表面的压力F作用处于平衡状态,
所以,由物块受到的合力为零可得:F浮′=G+F,
压力:F=F浮′﹣G=ρ液gV﹣ρ物gV=(ρ液﹣ρ物)gV=(1.0×103kg/m3﹣0.6×103kg/m3)×10N/kg×(0.1m)3=4N,故C错误;
D、物块刚好浸没,V排=V物=1×10﹣3m3,
物块排开液体的质量m排=ρ液V排=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,故D正确。
故选:D。
13.【解答】解:A、将a、b两个物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时a沉在甲容器底部,b悬浮在乙容器的水中。由物体浮沉条件知:ρa>ρ水,ρb=ρ水。故A错误;
B、由上知,ρa>ρ水,ρb=ρ水。所以ρa>ρb。已知a、b体积相同,由公式m=ρV知,ma>mb。故B错误;
C、已知a、b体积相同,静止时a沉在甲容器底部,b悬浮在乙容器的水中。所以两个物体排开水的体积V排相同。由F浮=ρ液gV排知,两个物体受到的浮力相同,即Fa=Fb。故C错误;
D、已知a、b体积相同,甲、乙两个容器的底面积相同且容器内的水面相平。将两个物体分别放入甲、乙两个容器内,甲容器内水面上升幅度更大,也就是增加的深度更大。由p=ρgh知:放入a、b两物体后,甲、乙容器底部所受水的压强p甲>p乙。故D正确。
故选:D。
14.【解答】解:
图甲中:
由于电子秤的示数为物体对电子秤产生的压力而引起的,已知甲电子秤的示数为m1,把溢水杯、水看做一个整体,则受竖直向下的总重力G总1,
所以,溢水杯对电子秤产生的压力:F1=G总1,即:m1g=G总1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
乙电子秤的示数为m2,则烧杯对电子秤产生的压力:F2=G烧杯;即:m2g=G烧杯﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
图2中:
物体浸没在水中时,受力情况如下图:
根据力的平衡条件可得:F+F浮=G;
根据阿基米德原理可知:F浮=G排,
所以,G=F浮+F=G排+F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
把溢水杯、剩余的水和物体看做一个整体,则受竖直向下的总重力:G+(G总1﹣G排),受竖直向上的拉力F作用,
所以此时溢水杯对甲电子秤产生的压力为:
F3=G+(G总1﹣G排)﹣F=m3g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,
由③④可得:G排+F+(G总1﹣G排)﹣F=m3g,即:G总1=m3g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
比较①⑤可知:故m1=m3,故A正确;
图2中乙电子秤的示数为m4,即烧杯对电子秤产生的压力:F4=G烧杯+G排=m4g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由⑥﹣②得:m4g﹣m2g=G烧杯+G排﹣G烧杯=G排﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦
所以,m1﹣m3=0,m4﹣m2=G排≠0,故B错误;
由③可得:F=G﹣G排=G﹣(m4g﹣m2g)=G﹣(m4﹣m2)g,故C错误;
由③和m1=m3可知:F≠G﹣(m1﹣m3)g,故D错误。
故选:A。
15.【解答】解:
(1)金属块浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,其关系为G=F浮+F拉,
浸没在水中:G=F浮1+F拉1,浸没在酒精中:G=F浮2+F拉2,
即F浮1+F拉1=F浮2+F拉2,
又由阿基米德原理可得F浮=ρ液gV排,
所以,ρ水gV排+F拉1=ρ酒精gV排+F拉2,
代入数据可得:1.0×103kg/m3×10N/kg×V排+3N=0.8×103kg/m3×10N/kg×V排+3.2N,
解得:V排=1×10﹣4m3=100cm3,
金属块完全浸没在液体中,则V金=V排=1×10﹣4m3=100cm3,故C错误;
(2)在水中受到的浮力:F浮1=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,故B错误;
(3)金属块浸没在水中时,其重力G=F浮1+F拉1=1N+3N=4N,
则金属块的质量:m===0.4kg,故A错误;
(4)金属块的密度:ρ===4×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
二.填空题
16.【解答】解:如果剪断细线,则A受到向下的力变小,所以A会继续上浮一些,所以排开的水的体积减小,根据阿基米德原理可知,其他条件不变时,排开水的体积变小,则浮力变小;
由于A在上浮过程中,排开水的体积变小,所以水面会下降。
故答案为:变小;下降。
17.【解答】解:由图知,甲中小球悬浮,说明小球的密度等于液体的密度,一种小球漂浮,说明小球的密度小于乙中液体的密度,所以甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲<ρ乙;
两个小球完全相同,根据漂浮和悬浮可知,浮力都等于球的重力,则将球取出后,容器底部减小的压力等于球的重力,故减小的压力相等;
又因为S甲<S乙,由△p=可知,△p甲>△p乙。
故答案为:<;>。
18.【解答】解:由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,此时F浮=G,
因为两个密度计完全相同,重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F甲=F乙;
因为甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙。
故答案为:=;<。
19.【解答】解:因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G物=10N;又因为F浮=ρ水gV排,
所以V排===1×10﹣3m3,
所以V物=V排=1.5×10﹣3m3。
故答案为:10;1.5×10﹣3m3。
20.【解答】解:
(1)从舱内向油囊注入质量为m的油后,潜水器的质量不变,潜水器的体积变为1.1V,它排开海水的体积变大为1.1V,根据阿基米德原理可知:F浮=ρ海水gV排,在海水密度一定时,潜水器所受浮力增大,使得它受到的浮力大于其重力,故潜水器将上浮;
(2)潜水器悬停在乙处时,F浮=G排=G潜,则潜水器排开海水的质量为:m排=m潜=M、乙处海水的密度为:ρ海水=ρ潜===。
故答案为:上浮;M;。
21.【解答】解:(1)A的重力为:GA=mAg=1.32kg×10N/kg=13.2N;
(2)圆柱体A的体积VA===0.0012m3,
圆柱体高度hA=12cm即0.12m,所以圆柱体的底面积为SA===0.01m2;
结合图像信息可知:=S容﹣SA﹣﹣﹣﹣①;=S容﹣﹣﹣﹣﹣②;
由①②式可知S容:SA=3:1,所以S容=0.03m2。
若ρA>ρ液,则圆柱A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡,即F浮+F拉=GA,所以物体A受到的浮力为:F浮=GA﹣F拉=13.2N﹣3.6N=9.6N,依据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,V排=VA可知:==0.8×103kg/m3;
若ρA<ρ液,则圆柱体A漂浮,则用细线拉着时浮力的变化量△F浮=3.6N,将液面的下降量表示为△h,则有△F浮=ρ液g△V排=ρ液gSA(△h+0.02m),S容×2cm=(S容﹣SA)×(△h+2cm),解得△h=1cm=0.01m;
则ρ液===1.2×103kg/m3
故答案为:13.2N;0.8×103或1.2×103。
22.【解答】解:轮船在海水或江水中,都处于漂浮状态,受到的浮力的大小等于轮船的受到的总重力,即F浮=G,由于总重力G不变,即轮船受到的浮力F浮不变,由F浮=ρgV排可知,ρ海水>ρ江水,则V排海水<V排江水,因此图中B位置时,表示轮船在海水中;
轮船满载漂浮时,受到的浮力F浮=G排=m排g=17000×103kg×10N/kg=1.7×108N;
由p=ρgh可得h===6m。
故答案为:海水;1.7×108;6。
三.实验探究题(共3小题)
23.【解答】解:(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些铜丝作为配重,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中;
(2)密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,保持不变,如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮,则露出液面部分的长度越长;所以密度计的刻度是越往下值越大;
(3)因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,则F浮水=F浮液=G,即ρ水gSH=ρ液gSh=G,
因为h=H;h和ρ液是反比例函数,所以刻度分布不均匀。且密度计的刻度由上至下数值逐渐增大;则密度变大时h液变化越小,故C正确;
(4)因为F浮液=G,即ρ液gSh=G,则△V=Sh,所以△V变大,或使h变大,具体做法是:可适当增大铜丝的质量,用更细的吸管。
故答案为:(1)在吸管下端缠绕一些铜丝作为配重;(2)不变;越长;(3)h=H;C;(4)细。
24.【解答】解:(1)由第1次实验可知,当圆柱体浸入水中的深度为0时,圆柱体只受到重力和弹簧测力计的拉力作用,所以圆柱体的重力与弹簧测力计的拉力平衡,即圆柱体的重力G物=F拉=6.75N;第4次实验时,弹簧测力计的拉力F拉′=5.25N,根据称重法测浮力可知圆柱体受到的浮力F浮′=G﹣F拉′=6.75N﹣5.25N=1.5N;
(2)由第6、7两次实验数据可知:圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为4.25N,根据称重法测浮力可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮″=G﹣F拉″=6.75N﹣4.25N=2.5N,因为圆柱体浸没在水中,所以圆柱体的体积V圆柱体=V排===2.5×10﹣4m3,圆柱体的质量m圆柱体===0.675kg,圆柱体的密度ρ===2.7×103kg/m3;
(3)小王分析分析表中数据发现,第一到五次实验,浮力越来越大,因此得出结论,深度越深,浮力越大,该结论不正确,原因是没有控制圆柱体排开水的体积相同;因为容器足够深,当圆柱体下表面浸入水中14cm时,圆柱体是浸没在水中,此时圆柱体受到的浮力不变,根据称重法测浮力可知,弹簧测力计的拉力F拉=G﹣F浮″=6.75N﹣2.5N=4.25N;
(4)当圆柱体没有浸没在水中时,随圆柱体下表面到水面距离h的增加,圆柱体排开水的体积将增大,圆柱体受到浮力也增大,根据称重法测浮力可知,弹簧测力计的拉力F拉=G﹣F浮将减小;当圆柱体浸没在水中时,随圆柱体下表面到水面距离h的增加,圆柱体排开水的体积将不变,圆柱体受到浮力也不变,根据称重法测浮力可知,弹簧测力计的拉力F拉=G﹣F浮将不变,故选B。
故答案是:(1)6.75;1.5;
(2)2.5×10﹣4;2.7×103;
(3)不正确;4.25;
(4)B。
25.【解答】解:(1)据图可知,该长方体周围四个面的压强可以相互抵消,但上、下两面的压强不能相互抵消,下表面比较深,所受的液体压强大于上表面所受的液体压强,据公式F=pS可知,由于S相同,所以长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力,故用下表面所受水的压力减去上表面所受水的压力就是浮力,其方向是竖直向上的;
故浮力的产生原因是:上、下表面存在压力差;浮力的方向总是竖直向上的。
(2)由液体压强公式p=ρgh及压强公式p=得:
长方体上表面受到液体的压力:F1=p1S=ρ液gh1S;
长方体下表面受到液体的压力:F2=p2S=ρ液gh2S,
上、下两表面的压力差为:F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S﹣﹣﹣﹣①。
长方体浸没在液体中,则长方体排开液体的体积:V排=V物=Sl=S(h2﹣h1)﹣﹣﹣②,
所以,结合浮力的产生原因有:F浮=F2﹣F1=ρ液g(h2﹣h1)S=ρ液gV排=m排g=G排。
故答案为:(1)上、下表面存在压力差;竖直向上;(2)见上面的推导。
四.计算题(共3小题)
26.【解答】解:(1)塑料块处于漂浮状态,所以所受浮力为:F浮1=GA=mAg=0.4kg×10N/kg=4N;
(2)图乙塑料块A上口边缘与水面相平,V排=VA=5×10﹣3m3,此时A受到的浮力为:F浮2=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3×10N/kg=50N;
图乙中物体的受力关系为:F浮2=GA+GB,
所以石块B的重力为:GB=F浮2﹣GA=50N﹣4N=46N。
答:(1)塑料块受到的浮力为4N;
(2)石块B的重力为46N。
27.【解答】解:(1)弹簧秤下挂一石头时其示数为14.7N,由二力平衡条件可得,石头的重力G=14.7N,
由G=mg可得,小石头的质量:m===1.5kg;
(2)小石头浸没在水中时,弹簧测力计的示数F′=9.8N,
则小石头所受到的浮力:F浮=G﹣F′=14.7N﹣9.8N=4.9N;
(3)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,小石头的体积:V=V排===5×10﹣4m3,
小石块的密度:ρ===3×103kg/m3。
答:(1)小石头的质量为1.5kg;
(2)小石头浸没在水中时所受到的浮力为4.9N;
(3)小石块的密度为3×103kg/m3。
28.【解答】解:(1)因为正方体A浸没在水中,所以V排=V物=(10cm)3=1×10﹣3m3,F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(2)由题意可知当A刚好浸没时,弹簧伸长了2cm,由乙图可知弹簧对A向下的拉力大小F1为3N,所以G=F浮﹣F1=10N﹣3N=7N,m===0.7kg,ρ===0.7×103kg/m3;
(3)当A刚好浸没时,水深为18cm+10cm=28cm,水对容器底部的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.28m=2.8×103Pa;当关闭阀门B时,由题意可知此时弹簧对A的拉力向上,大小为3N,由乙图可知弹簧缩短了2cm,所以A的底面到容器底的距离为16cm﹣2cm=14cm,正方体A受到的浮力F浮=G﹣F弹=7N﹣3N=4N,所以V排===4×10﹣4m3,A浸在水中的深度h===0.04m=4cm,所以此时水深为14cm+4cm=18cm,水对容器底部的压强p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa,所以p:p′=(2.8×103Pa):(1.8×103Pa)=14:9。
答:(1)物体A浸没时受到的浮力是10N;
(2)物体A的密度是0.7×103kg/m3;
(3)从开始放水到关闭阀门B,水对容器底部前、后的压强之比是14:9
第1页(共1页)