精品试题沪科版八年级物理第九章 浮力 单元同步测评练习题(无超纲 有解析)

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名称 精品试题沪科版八年级物理第九章 浮力 单元同步测评练习题(无超纲 有解析)
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2022-04-13 08:29:25

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沪科版八年级物理第九章 浮力同步测评
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是(  )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
2、港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化(如图乙)。下列选项说法正确的是(ρ水=1.0×l03kg/m3,g=10N/kg)(  )
A.表示正方体构件所受浮力变化的图像是①
B.该构件浸没在水中所受浮力为4×104N
C.该正方体构件的质量为16吨
D.该构件的密度是1.5×103kg/m3
3、在温度60℃时,一只盛有不饱和蔗糖水的水槽中放着一只乒乓球,乒乓球处于漂浮状态。而后,温度降低到20℃,乒乓球仍处于漂浮状态。其中一定没有发生变化的是(  )
A.乒乓所受到的浮力 B.乒乓露出液面的体积
C.蔗糖的溶解度 D.溶液质量分数
4、形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,受到的浮力相同,由此可知它们的(  )
A.质量相同 B.体积相同 C.密度相同 D.物重相同
5、质量相等的甲、乙两只小球,分别漂浮在酒精和水中,且ρ酒精<ρ水、ρ甲<ρ乙。则(  )
A.甲球的体积较小 B.甲球受到的浮力较小
C.两小球排开液体的质量相等 D.两小球排开液体的体积相等
6、2012年9月25日,中国制造航母“辽宁号”交付使用。当一架的舰载机降落到航母后,则(  )
A.航母将上浮一些,所受浮力减小
B.航母将上浮一些,所受浮力增大
C.航母将下沉一些,所受浮力增大
D.航母将下沉一些,所受浮力减小
7、如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。则一定不受浮力的是(  )
A.A B.B C.C D.D
8、以下实验中,在进行多次实验时,无需用到不同液体的是(  )
A.验证阿基米德原理
B.探究液体内部压强的影响因素
C.测定液体的密度
D.研究液体质量与体积的关系
9、弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中正确的是(  )
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
10、在水平桌面上两个相同的烧杯分别装有质量相同的甲和乙两种液体,把质量也相同的实心小球A和B放入杯中,静止时如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.小球A的密度大于小球B的密度
C.甲、乙烧杯底受到的液体压强相等
D.球A受到的浮力比球B大
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题2分,共计10分)
1、小明自制了一支密度计,将其分别放入盛有液体密度为ρa和ρb的两个容器中,静止时液面相平,如图所示,若该密度计在两容器中排开液体的质量分别为ma、mb,则ma______mb,从观察到的现象可以判断:ρa______ρb,两容器底部所受的液体压强pa______pb(均选填“小于”“等于”或“大于”)。
2、将重为5牛的铁块挂在弹簧测力计下,并将其逐渐没入水中,这时测力计的示数________。(选填“变大”、“不变”或“变小”。当铁块浸没在水中时,测力计示数为3牛,则铁块受到浮力为________牛,铁块受到浮力和重力的合力为________牛。
3、将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,水面高度________(选填“上升”、“下降”或“不变”),冰块熔化后,水对容器底部的压力增大了________N。
4、在“测定铝块的密度”实验中,用_______测量铝块的质量。测量铝块的体积时,先在量筒中倒入50毫升水,再将系有细线的铝块浸没在水中,如图所示,铝块的体积为_______厘米3。在“验证阿基米德原理”实验的过程中,实验目的是为了验证浸在液体中物体受到的_______与_______的大小关系。
5、如图所示,探空气球和下方的吊篮总重15N,气球所受总浮力始终保持60N不变,方向始终竖直向上;气球受到的空气阻力与速度成正比,即f=10v,不计吊篮受到的浮力和阻力。若气球以1m/s的速度竖直向下匀速运动,则吊篮中物体的重力为________N;若去掉吊篮中的所有物体,气球能达到的最大速度为________m/s。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、科技小组的同学用方形泡沫塑料A、三角架和灯泡等制作了一个航标灯模型,如图所示,总重为4N,A底部与浮子B用细绳通过滑轮相连。水位上升时,浮子B下降,水位下降时,浮子B上升,使航标灯静止时A浸入水中的深度始终为5cm,排开水的质量为500g,浮子B重0.5N。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,g取10N/kg)求:
(1)泡沫塑料A底部受到水的压强是多大?
(2)航标灯静止时受到的浮力是多大?
(3)细绳对浮子B向下的拉力是多大?
(4)泡沫塑料A浸入水中的深度为5cm时,浮子B的体积为多大?
2、现有质量为270克的铝球悬浮于水中,求:
(1)球受到的浮力应是多少?
(2)球的体积应是多少?
(3)球中间空心部分的体积是多少?(ρ铝=2.7×103千克/米3 )
3、有一金属球,在空气中称得重3.8N,将它浸没在盛满水的溢水杯中时,有50cm3水从溢水杯流入量筒,求:
(1)金属球所受浮力;
(2)金属球的密度。
4、底面积是80 cm2的容器中盛有30cm深的水,将一质量为540g的实心铝球投入水中,(ρ铝=2.7g/cm3,g=10N/kg),如图所示,问:
(1)铝球的体积多大?
(2)铝球浸没在水中受到的浮力多大?
(3)投入铝球后,水对容器底的压强增加了多少?
5、如图所示,建造港珠澳海底隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子、然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。当密封沉管灌水下沉到海底后,将其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出、此时空心密封沉管不会再上浮、海底隧道就建成了。设某一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3、g取10N/kg),求:
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F浮;
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水至少为多少千克?
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、为了研究圆柱体浸入液体的过程中弹簧测力计的示数情况和液体对容器底部的压力情况,某小组同学选用高度H相同、底面积S不同的圆柱体A和B先后放入相同柱形容器中进行实验,如图所示。他们设法使A、B圆柱体逐步浸入不同液体甲、乙中,测量并记录其下表面到液面的距离h、弹簧测力计的示数F示、及液体对容器底部的压力F液,并计算出ΔF示和ΔF液,将实验数据记录在下列各表中。(SA<SB,ρ甲<ρ乙)
表一物体GA=10牛,液体甲 表二物体GA=10牛,液体乙
序号 h/m F示/牛 ΔF示/牛 F液/牛 ΔF液/牛 序号 h/m F示/牛 ΔF示/牛 F液/牛 ΔF液/牛
1 0.1 9 1 21 1 6 0.1 8.8 1.2 25.2 1.2
2 0.2 8 2 22 2 7 0.2 7.6 2.4 26.4 2.4
3 0.3 7 3 23 3 8 0.3 6.4 3.6 27.6 3.6
4 0.4 7 3 23 3 9 0.4 6.4 3.6 27.6 3.6
5 0.5 6 2 23 3 10 0.5 7.6 2.4 27.6 3.6
表三物体GB=15牛,液体甲 表四物体GB=15牛,液体乙
序号 h/m F示/牛 ΔF示/牛 F液/牛 ΔF液/牛 序号 h/m F示/牛 ΔF示/牛 F液/牛 ΔF液/牛
11 0.1 13.5 1.5 21.5 1.5 16 0.1 13.2 1.8 25.8 1.8
12 0.2 12 3 23 3 17 0.2 11.4 3.6 27.6 3.6
13 0.3 11.5 3.5 24.5 3.5 18 0.3 9.6 5.4 29.4 5.4
14 0.4 11.5 4.5 24.5 3 19 0.4 9.6 5.4 29.4 5.4
15 0.5 12 3 24.5 3 20 0.5 11.4 3.3 29.4 5.4
(1)分析比较实验序号1~3或6~8或11~13或16~18中ΔF示与h的倍数关系和ΔF液与h的倍数关系及相关条件可初步得出:同一圆柱体在浸入同一柱形容器液体的过程中,___________。
(2)分析比较实验序号___________的数据及相关条件可初步得出:不同圆柱体浸入同一柱形容器的液体中,h相同,S越大,ΔF示和ΔF液都越大。
(3)分析比较实验序号1与6或2与7或3与8或11与16或12与17或13与18的数据中ΔF示和ΔF液与ρ液的关系,初步得出:同一圆柱体浸入柱形容器的液体中,h相同,___________。
(4)实验序号3~5或8~10或13~15或18~20中ΔF示与h的数据并不符合①上述结论,出现这一现象的原因是:___________。
(5)实验序号3~5或8~10或13~15或18~20中ΔF液与h的数据并不符合①上述结论,出现这一现象的原因可能是:___________。
(6)分析比较实验序号1~3或6~8或11~13或16~18中ΔF示与ΔF液的大小关系及相关条件可初步得出:同一圆柱体在浸入同一柱形容器液体的过程中,___________;并请推导证明。 ___________。
2、如图所示是小李同学做“验证阿基米德原理”实验的情景。实验步骤如下:
①在弹簧测力计下悬挂一块金属块,记下测力计的示数的大小,即金属块所受的_________;
②在量筒中盛适量的水,记下水面的示数;
③将金属块浸没在水中,记下此时量筒内水面的示数 及测力计示数;
在此实验中,浮力的大小可以直接由_____________表示出来,量筒内液面的两次示数差表示___________。若用表示水的密度,通过实验可以发现____________和____________的值是相等的,从而验证了阿基米德原理。(最后两空用题中字母表示)
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A.图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力,鸡蛋的重力为
即浮力小于0.55N,故A错误;
B.由密度的公式可得鸡蛋的密度为
图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,根据物体的沉浮条件,鸡蛋的密度等于液体的密度,所以盐水的密度是,故B正确;
C.图丙中鸡蛋漂浮,根据物体的沉浮条件,所受浮力等于鸡蛋自身重力,故C错误;
D.根据物体的沉浮条件,图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力;图乙中鸡蛋悬浮在液体中时,浮力等于重力;图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,所以三种状态下浮力的大小关系是
故D错误。
故选B。
2、C
【详解】
A.由图甲可知,正方体构件在浸没之前排开水的体积变大,所以浮力逐渐变大,当正方体构件浸没后排开水的体积不变,浮力不变,故正方体构件受到的浮力先增大后不变,则图乙中反映正方体构件所受浮力变化的图像是②,反映拉力随深度变化的图线是①,故A错误;
B.当正方体构件浸没在水中时,排开水的体积等于构件的体积
V排=V=(2m)3=8m3
构件浸没在水中所受浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N
故B错误;
C.由图乙可知,当构件浸没后所受的拉力等于浮力,所以构件浸没后,在缓缓沉入的过程中,所受的拉力与浮力大小之和等于构件的重力,即
G=F拉+F浮=2×8×104N=1.6×105N
由G=mg可知,构件的质量
m===1.6×104kg=16t
故C正确;
D.构件的密度
===2×103kg/m3
故D错误。
故选C。
3、A
【详解】
A.不饱和蔗糖水温度降低前后,乒乓球始终漂浮,其重力不变,所受浮力一定不变,故A符合题意;
B.不饱和蔗糖水温度降低前后,若密度发生变化,根据F浮=ρgV排可知,其排开蔗糖水的体积一定发生变化,露出液面的体积也一定发生变化,故B不符合题意;
C.温度越低,蔗糖的溶解度越小,所以蔗糖的溶解度一定发生变化,故C不符合题意;
D.温度降低后,不饱和蔗糖水有可能变为饱和蔗糖水,其溶液质量分数一定发生变化,故D不符合题意。
故选A。
4、B
【详解】
已知受到的浮力相同,根据公式可知,排开的水的体积相同,因为形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,所以排开的水的体积与物体的体积相等。则由此可知它们的体积相同。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5、C
【详解】
A.质量相等的甲、乙两只小球,因为
ρ甲<ρ乙
由可知两球的体积
V甲>V乙
故A不符合题意;
BCD.根据G=mg可知它们的重力相等,甲乙漂浮在酒精和水中,根据漂浮条件可知浮力等于重力,由于两球重力相等,所以浮力相等,根据阿基米德原理可知它们排开液体的重力相等,由G=mg可知它们的排开液体的质量相等,因为
ρ酒精<ρ水
由可知两小球排开液体的体积不相等,故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
6、C
【详解】
航空母舰在水中是漂浮的,所以浮力与重力相等,当一架的舰载机降落到航母后,航母仍然漂浮,由于它的总重力增大,所以所受浮力也增大;根据得,排开的液体密度不变,所受浮力增大时,排开液体的体积增大,航母将下沉。
故选C。
7、C
【详解】
AD.由图可知,水对A、D物体上、下表面都产生了压力差,故A、D物体都受浮力的作用,故AD不符合题意;
B.B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上、下表面产生了向上的压力差,故B物体一定受浮力的作用,故B不符合题意;
C.C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上、下表面没有产生向上的压力差,故C物体一定不受浮力的作用,故C符合题意。
故选C。
8、C
【详解】
A.阿基米德原理是研究浮力的大小与排开液体所受到的重力之间的关系,为了寻找普遍规律,需要更换不同的液体进行实验,故A不符合题意;
B.探究液体内部压强的影响因素实验是研究液体内部压强的大小与液体的密度和液体的深度之间的关系,为了寻找普遍规律,需要换用不同的液体进行实验研究,故B不符合题意;
C.测定液体的密度时,多次实验是为了减小误差,无需更换液体,故C符合题意;
D.研究液体质量与体积的关系时,为了总结出液体的质量与体积之间的变化规律,需用不同的液体进行多次实验,故D不符合题意。
故选C。
9、C
【详解】
AB.由图像可知,当h<4cm时,弹簧测力计示数为9N不变,此时物体在空气中,由二力平衡条件可知,物体重力G=F=9N。
当h>8cm时,弹簧测力计示数为5N不变,此时物体浸没在水中受到的浮力最大,则物体受到的最大浮力
F浮=G﹣F′=9N﹣5N=4N
故B错误;
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,物体的体积
=4×10﹣4m3=400cm3
故A错误;
C.由G=mg可得,物体的质量
则物体的密度
故C正确;
D.物体刚浸没时上表面受到水的压力为零,由浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下可得,下表面受到水的压力
F向上=F浮+F向下=F浮=4N
故D错误。
故选C。
10、C
【详解】
A.由图可知,液体的质量相同,由于不知道小球A和B的体积的大小,所以无法判定液体体积的大小关系,无法判定液体的密度关系,故A错误;
B.小球的质量相同,小球的体积大小关系未知,无法判定A和B的密度的大小关系,故B错误;
C.小球的质量相同,液体的质量相同,则两烧杯中液体和小球的总重力相同,液体对杯底的压力等于液体和小球的重力,则压力相同,由于底面积相同,根据可知,甲、乙烧杯底受到的液体压强相等,故C正确;
D.A球在液体中悬浮,浮力等于重力,B球在液体中漂浮,浮力等于重力,两个小球的质量相同,重力相同,所以受到的浮力相同,故D错误。
故选C。
二、填空题
1、等于 大于 大于
【详解】
[1]由图可知,密度计在两容器中均处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,此时密度计所受浮力

因此
根据阿基米德原理
可知,密度计在两容器中排开的液体重力
则该密度计在两容器中排开液体的质量
[2]根据阿基米德原理可知,密度计在两液体中所受浮力


由图可知
则两液体的密度
[3]静止时,两液面相平,设液面的高度为h,根据液体压强的特点可知,容器底所受的压强


所以
2、变小 2 3
【详解】
[1]将重为5牛的铁块挂在弹簧测力计下,并将其逐渐没入水中,排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理,铁块受到的浮力逐渐变大,根据
F示=G-F浮
这时测力计的示数变小。
[2][3]当铁块浸没在水中时,测力计示数为3牛,则铁块受到浮力为
F浮=G-F示=5N-3N=2N
铁块受到浮力和重力的合力为
F合=G-F浮= F示=3N
3、上升 1
【详解】
[1]由图可知,静止时冰块排开水的体积为
当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,根据得
则:,即熔化为水的体积大于原来排开水的体积,故冰块熔化时,水面高度上升。
[2]由于容器是柱状容器,熔化前水对容器底部的压力
F1=G水+F浮冰=G水+G排水
熔化后水对容器底的压力
F2=G水+G熔水=G水+G冰
则水对容器底部增大的压力为
4、天平 14 浮力 排开液体所受重力
【详解】
[1]实验室中测量质量的工具是天平,所以,在“测定铝块的密度”实验中,用天平测量铝块的质量。
[2]由图知道,量筒的分度值是2mL,图示的体积是64mL,故铝块的体积为
[3][4]浸在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体的体积以及液体的密度有关系,在“验证阿基米德原理”实验中,进一步寻找它们之间的定量关系,需要验证浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体受到的重力大小是否相等。
5、55 4.5
【详解】
[1]由题意可知,当气球以1m/s的速度竖直向下运动时,气球受到的阻力为
f=10v=10×1=10N
方向竖直向上,又因气球所受浮力F浮始终为60N,方向竖直向上,故可知气球受到向上的合力为
F上=f+F浮=10N+60N=70N
将气球、吊篮和物体看成一个整体,由题意可知整体处于受力平衡状态,由二力平衡可知,整体受到向下的合力为
F下=F上=70N
由受力分析可知,此时整体所受向下的合力等于气球、吊篮和物体的总重力G总,故可知吊篮中的物体的重力为
G物=G总-G合=70N-15N=55N
[2]去掉吊篮中的所有物体后,由受力分析可知,此时气球和吊篮的总重力与气球所受浮力的合力为
F合=F浮-G总=60N-15N=45N
方向竖直向上,则当气球匀速运动时,由二力平衡可知,此时气球所受的阻力最大为
f大=F合=45N
方向竖直向下,故由f=10v可知,此时气球能达到的最大速度为
三、计算题
1、(1)500Pa;(2)5N;(3)1N;(4)0.00015m3
【详解】
解:(1)A底部所处的深度为
受到的压强为
(2)A排开水的质量为500g,即
故所受浮力为
(3)A受到3个力的作用,即A的重力G、A受到的浮力F浮、A受到绳子的拉力F;且3个力的关系为
故A受到拉力为
由于A底部与浮子B用细绳通过定滑轮相连,故细绳对B的拉力为
(4)对于B,受到3个力的作用处于静止状态,即重力GB、F浮B、拉力F′;三力关系为
故B受到的浮力为
根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排,变形可得,B的体积为
答:(1)泡沫塑料A底部受到水的压强是500Pa;
(2)航标灯静止时受到的浮力是5N;
(3)细绳对浮子B向下的拉力是1N;
(4)泡沫塑料A浸入水中的深度为5cm时,浮子B的体积为。
2、(1)2.7N;(2)2.7×10﹣4m3;(3)1.7×10﹣4m3
【详解】
解:(1)因为铝球悬浮于水中,所以铝球受到的浮力
F浮=G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N
(2)由知道
因为铝球悬浮于水中,所以铝球的体积
V=V排=2.7×10﹣4m3
(3)由知道,铝球中铝的体积
空心部分的体积
V空=V﹣V铝=2.7×10﹣4m3﹣2.7×10﹣4m3=1.7×10﹣4m3
答:(1)球受到的浮力应是2.7N;
(2)球的体积应是2.7×10﹣4m3;
(3)球中间空心部分的体积是1.7×10﹣4m3。
3、(1)0.5N;(2)7.6×103kg/m3
【详解】
解:(1)将它浸没在盛满水的溢水杯中时,有50cm3水从溢水杯流入量筒,可知金属球的体积
由阿基米德原理可知金属球受到的浮力
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3=0.5N
(2)金属球的密度为
答:(1)金属球所受浮力为0.5N;
(3)金属球的密度为。
4、(1)2×10-4m3;(2)2N;(3)250Pa
【详解】
解:(1)铝球的体积
=200cm3=2×10-4m3
(2)因铝球浸没在水中,所以
V排=V=200cm3
所以铝球浸没在水中受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N
(3)容器中液面升高的高度为
容器底增加压强
Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.025m=250Pa
答:(1)铝球的体积是2×10-4m3;
(2)铝球浸没在水中受到的浮力是2N;
(3)投入铝球后,水对容器底的压强增加了250Pa。
5、(1)6×108;(2)3×106kg
【详解】
解:(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力
F浮=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N
(2)沉管刚好浸没海水中时,排开海水的体积
V排=V=180m×35m×10m=63000m3
受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×63000m3=6.3×108N
沉管恰好悬浮时,沉管内注入海水的质量最小,由
F浮=G总=G管+G水
可得,注入海水的重力
G水=F浮﹣G管=6.3×108N﹣6×108N=3×107N
注入海水的质量
m水==3×106kg
答:(1)在灌水前受到的浮力F浮为6×108;
(2)注入的海水至少为3×106kg。
四、实验探究
1、弹簧测力计示数的变化量和液体对容器底压力的变化量与深度成正比 1与6或2与7或3与8或11与16或12与17或13与18 ρ液越大,ΔF示和ΔF液都越大 圆柱体全部浸入液体中 圆柱体全部浸入液体中 弹簧测力计的示数变化量与液体对容器底压力的变化量相等 见解析
【详解】
(1)[1]由实验序号1~3或6~8或11~13或16~18的数据可知,h增大几倍,ΔF示和ΔF液也增大几倍,可以得到同一圆柱体在浸入同一柱形容器液体的过程中,弹簧测力计示数的变化量和液体对容器底压力的变化量与深度成正比。
(2)[2]由1与6或2与7或3与8或11与16或12与17或13与18的数据可知,不同圆柱体浸入同一柱形容器的液体中,h相同,S越大,ΔF示和ΔF液都越大。
(3)[3]因为乙液体的密度大于甲液体的密度,由1与6或2与7或3与8或11与16或12与17或13与18的数据可知,深度相同,液体的密度越大,弹簧测力计示数的变化量和液体对容器底压力的变化量越大,可以得到同一圆柱体浸入柱形容器的液体中,h相同,ρ液越大,ΔF示和ΔF液都越大。
(4)[4]由表中数据可知,实验序号3~4或8~9或13~14或18~19中ΔF示与h的数据并不符合①结论,由于圆柱体全部浸没在液体中,没有碰到容器底,ΔF示和ΔF液都不变;由序号5或10或15或20可知,圆柱体全部浸没在液体中,ΔF示和ΔF液都变小,由于圆柱体碰到容器底。
(5)[5]由表中数据可知,实验序号3~5或8~10或13~15或18~20中,深度增大,液体对容器底压力的变化量不变,可能是圆柱体全部浸没在液体中。
(6)[6]比较实验序号1~3或6~8或11~13或16~18中ΔF示与ΔF液的大小关系得到
ΔF示=ΔF液
所以同一圆柱体在浸入同一柱形容器液体的过程中,弹簧测力计的示数变化量与液体对容器底压力的变化量相等。
[7]由称重法可知,弹簧测力计的示数变化量
ΔF示=G-F示=F浮
根据阿基米德原理可知
G-F示=F浮=ρ液gV排
液体对容器底压力的变化量
ΔF液=ΔpS=ρ液gΔhS
因为
V排=ΔhS
所以
ΔF示=ΔF液
2、重力 金属块排开水的体积
【详解】
①[1]在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块, 静止时,拉力与重力是一对平衡力,故等于G。
③[2][3][4][5]物体受到的浮力等于物体的重力减掉浸没水 中时弹簧测力计的示数,即
量筒中水面两次示数差表示金属块排开水的体积;根据阿基米德原理的内容,物体所受的浮力等于物体排开液体的重力,物体排开水的重力为
所以如果

就验证了阿基米德原理。
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