【精品解析】2022 浙教版科学 中考复习 加强练 专题复习8 浮力及其计算

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名称 【精品解析】2022 浙教版科学 中考复习 加强练 专题复习8 浮力及其计算
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2022-05-22 00:00:00

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2022 浙教版科学 中考复习 加强练 专题复习8 浮力及其计算
一、单选题
1.(2022九下·舟山月考)为了打捞沉在水底的汽车,救援队员用一艘大船装满泥沙,将铁链拉着铁锚缓慢放入水中,用铁锚将汽车固定后,卸掉船里的泥沙,汽车将随着船的上浮逐渐被拉起来。铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图所示的三种情景: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。假设三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,则它们的大小关系是(  )
A. B.
C. D.
2.(2022八下·义乌开学考)如图,台秤的托盘上放一个装有500g水的平底烧杯,烧杯的质量为100g,一个质量为300g 的木块用细线系在烧杯底部并浸没在水中,剪掉线后,木块有 的体积露出水面,则下列说法正确的是 (  )
A.剪断细线前,木块所受的浮力等于3N
B.剪断细线前,托盘受到的压力等于4N
C.整个过程,水对杯底的压力变化量等于2N
D.整个过程,托盘受到压力的变化量等于2N
3.(2022八下·义乌开学考)如图所示,三个完全相同的玻璃缸,缸①装满了水,缸②装满了水且漂浮着一只小鸭子,缸③装 满了酒精且漂浮着一只大鸭子(大小鸭子的密度相同)。若将三个缸分别放到台秤上称量,则台秤的示数大小(  )
A.①比②大 B.②比①大 C.③最小 D.②③一样大
4.(2021八上·椒江期末)如图所示, 一个装有盐水的烧杯静止在斜面上, 有一个鸡蛋悬浮在盐水中, 则鸡蛋所受的浮力方向应为图中(  )
A.1的方向 B.2的方向 C.3的方向 D.4的方向
5.(2021八上·兰溪月考)用弹簧测力计称得容器和水的总重为5N (如图甲)。将体积为100cm3的物体A全部投入水中,弹簧测力计的示数T1为1N (如图乙)。若将容器、水和浸没水中的物体A用弹簧测力计一起称量 (如图丙),弹簧测力计的示数为T2.则(  )
A.浸没水中的物体A所受浮力为5N
B.浸没水中的物体A所受浮力为4N
C.弹簧测力计的示数T2为7N
D.弹簧测力计的示数T2为4N
6.(2021八上·龙湾期中)下列情景中没有受到浮力的物体是(  )
A. B.
C. D.
7.(2021八上·龙湾期中)如图所示是某金属圆柱体从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据,描绘出弹簧测力计示数F随圆柱体浸入深度h变化的关系图像。根据图像信息,下列判断正确的是(  )
A.该圆柱体的高度是10厘米
B.当h为4厘米时,圆柱体所受的浮力为3.4牛
C.浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数仍为3牛
D.圆柱体未浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数变大
8.(2021八上·杭州期中)把一铁块系在气球上,放入水中,恰好悬浮于水中某处,如图所示,现沿容器壁缓缓注入一些水,则铁块和气球将 (  )
A.仍然悬浮 B.下沉 C.上浮 D.都有可能
9.(2021八上·长兴期中)小明暑假乘飞机旅行。飞机起飞时,天下着蒙蒙细雨,一段时间后,突然发现窗外阳光明媚,白云尽在脚下。小明对此过程中出现的情境作出了如下分析,其中正确的是(  )
A.飞机起飞时,飞机受到空气的浮力大于自身重力
B.“下着蒙蒙细雨”描述的是当时的气候
C.“窗外阳光明媚,白云尽在脚下”,说明飞机进入了大气层的中间层
D.飞机飞行过程中舱内需加压,说明高空气压比地面处小
10.(2021八上·洞头期中)近年来我国无人机制造技术发展迅猛,如图是一款用于喷酒农药的无人机产品。该无人机在空中向右飞行时,受到浮力方向是(  )
A. B.
C. D.
11.(2021八上·新昌期中)一个脸盆中盛有重为100牛的水,它能对浸入其中的物体产生多大的浮力?(  )
A.一定小于100牛 B.一定等于100牛
C.一定大于100牛 D.条件不足,无法确定
12.(2021八上·绍兴期中)用弹簧测力计称得容器和水的总重为5N (如图甲)。将体积为100cm3的物体A全部投入水中,弹簧测力计的示数T1为1N (如图乙)。若将容器、水和浸没水中的物体A用弹簧测力计一起称量 (如图丙),弹簧测力计的示数为T2.则(  )
A.浸没水中的物体A所受浮力为5N B.浸没水中的物体A所受浮力为4N
C.弹簧测力计的示数T2为7N D.弹簧测力计的示数T2为4N
13.(2021八上·杭州期中)用弹簧测力计竖直挂一物体,当物体浸入水中1/3体积时,弹簧测力计示数为4N;当物体浸入水中1/2体积时,弹簧测力计示数为1N。取下该物体放入水中,物体静止时受到的浮力是(  )
A.18N B.14N C.10N D.8N
14.(2021八上·诸暨月考)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有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,如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆 柱体下降高度h变化关系的实验图象,已知ρ水=1.0×103kg/m3(g取10N/kg).则 下列说法中不正确的是(  )
A.圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强是700Pa
B.圆柱体的重力为12N
C.圆柱体所受的最大浮力为8N
D.圆柱体的密度为1.5×103kg/m3
15.(2021八上·诸暨月考)有一物体重力为50牛,将它放在一个未装满水的容器中,水溢出了15牛,则下列关于该物体受到的浮 力的说法中正确是(  )
A.物体受到的浮力为15牛 B.物体受到的浮力大于15牛
C.物体受到的浮力小于15牛 D.以上说法都不正确
二、填空题
16.(2021八上·杭州期中)
(1)一个质量为160克、体积为200厘米3的物体,将它完全浸没在水里,松手后,物体将   (填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
(2)中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航,当航母在平静的水面航行时,它所受的浮力   (填“大于”“等于”或“小于”)它的总重力。当航空母舰上舰载飞机起飞后,它排开水的体积   (填“增大”“减小”或“不变”)。
17.(2021八上·义乌期中)桥墩浸在水面下的体积为10m3,桥墩所受的浮力为   N。一个小瓷碗漂浮在水盆中,将小瓷碗没入水中(盆中的水没有溢出),盆中的水面将   (填“升高”、“不变”或“降低”)。
18.(2021八上·金华期中)弹簧测力计挂着一重为4N的物体A,物体A浸没并静止在水中,如图所示。
(1)图中物体A所受浮力是    N。
(2)如果测力计不拉着物体A,A在水中会   (选填 “下沉”“上浮”“悬浮”)。
19.(2021八上·诸暨期中)小科同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油)对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,下图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图A、B、C、D,说明浮力大小跟   有关。
(2)分析图   ,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)物体的重力是   N。
(4)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是   N。
20.(2021八上·宁波期中)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,真到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是    N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是    N;
(3)圆柱体的密度是   kg/m3;
三、实验探究题
21.(2022九下·杭州月考)科学研究小组设计了如下实验方案来验证阿基米德原理。
(1)为了减小误差,该实验正确的操作顺序是   ;
(2)优化实验方案后,他们进行了实验并记录的实验数据如表所示。
待测物体重(G物/N) 空桶重(G桶/N) 弹簧力计读数(F/N) 液体与桶总重(G总/N)
1.1 0.2 0.68 0.58
①待测物体在液体中受到的浮力为   N;
②分析实验数据可知排开液体所受重力要比浮力略小。从b步骤分析可能的原因是   。
A.注入出水杯中的液体略低于与水口 B.将物体快速浸没到液体中
C.物体没有完全浸没 D.取出物体时带走了部分液体
22.(2022·金华模拟)小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,做了以下实验:
(1)由图1(b)、(c)得到物体所受浮力的大小与物体排开液体的   有关。
(2)小明在实验过程的中发现浮力的实验也可以用来测量物体的密度:
A.利用弹簧测力计测出物体的重力G物
B.将物体放入水(ρ水)并完全浸没,测出此时的浮力F浮,物体的密度表达式为   (用G物、F浮和ρ水来表达)
(3)根据上面实验的启发小明利用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签,他们利用调好的电子秤进行了以下如图2所示的操作,小明利用这些数据可计算出木块的密度   g/cm3。
(4)爱思考的小杨却提出了不同的看法,他认为软木块浸入水中后会吸水(不考虑木块膨胀),所以小明测得的木块密度应该比真实值   (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
23.(2021八上·普陀期末)小徐发现将提着的物体浸在水中,会感觉省力一些,物体浸入越多省力感觉越强烈。于是猜想:浮力大小是否与物体排开液体的体积有关?他设计了实验来验证自己的猜想。实验中用了一块 的金属块,把体积划成三等分。实验得到了如表中的实验数据。
实验次数 物体排开水的体积/cm3 物体的重力G/N 测力计的示数F/N 浮力
1 100 6 5 1
2 200 6 4 ______
3 300 6 3 3
4 300 6 3 3
(1)表中空格内的数据是   ;
(2)分析表中的数据,可以得到的结论是   ;
(3)小徐提出还应该用酒精等其他液体重复这个实验,目的是   。
24.(2021八上·兰溪月考)如图所示,小明利用弹簧测力计、一个金属块、两个相同烧杯、适量的水和煤油,对浸在渝体中的金属块所受浮力进行了探究。
(1)在图 A 、 B 中,金属块浸没在水中所受浮力为     N ,若此时剪断细绳,该金属块在水中将   (填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
(2)分析图 B 、 C ,说明浮力大小跟   有关;
(3)如图 2 是小明根据实验数据所绘制图象能够表示金属块所受浮力与金属块的下表面到水面距离 h 关系的图象为   (选填“ a ”或“ b ”)。
(4)小明根据图中的实验数据求出:金属块的密度为   kg/m3。
25.(2021八上·兰溪月考)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素.
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是_    牛,方向为    。
(2)物体浸没在酒精中时排开酒精的重力是   牛。
(3)比较   三幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)由A、B、C、D四个步骤可知,浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与    有关。浮力的大小与物体排开液体的体积
四、解答题
26.(2022八上·临海期末)某同学对一个金属块进行了两次测量:第一次如图甲所示,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为2.7N。第二次如图乙所示,让金属块浸没在盛水的烧杯中,弹簧测力计的读数为1.7N。请回答下列问题:
(1)求金属块受到的浮力。
(2)求金属块的体积。
(3)结合下表所列的金属密度,通过计算判断金属块是何种金属。
金属 金 铜 铁 铝
密度(克/厘米3) 19.3 8.9 7.8 2.7
27.(2021八上·天台期末)弹簧测力计能测力大小,也能“测”物质密度。如图,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,先后在空气中、浸没在水和盐水中测量,读数分别为F1=2.7N、F2=1.7N,F3=1.5N。请求出:
(1)金属块在水中受到的浮力;
(2)金属块的密度;
(3)盐水的密度。
28.(2021八上·绍兴期中)如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂底面积为40cm2的圆柱体,水平桌面上放置底面积为100cm2,质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。现将圆柱体从圆筒上方离液面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图像如图乙所示(圆筒的厚度忽略不计,圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
29.(2021八上·义乌月考)体积V=0.2×10-3m3的物块A竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6N,将物块A浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为F2,如图所示。求:
(1)物块A浸没在水中受到的浮力F浮;
(2)弹簧测力计的示数为F2;
(3)求物块A的密度。
30.(2021八上·金华期中)将一实心长方体物块悬挂于弹簧测力计下,物块下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物块,直至浸没(物块未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中深度h的关系如图所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)物块受到的重力。
(2)物块浸没时受到的浮力。
(3)物块的体积。
(4)物块刚好浸没时下表面受到的液体压强。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】对三种状态下的大船进行受力分析,根据二力平衡的知识比较它受到浮力的大小。
【解答】在甲和乙中,将船和铁锚看作一个整体,
由于它们在水面漂浮,那么它们受到的总浮力等于船受到的浮力与铁锚受到浮力之和,
即F浮总=F船+F铁锚;
甲中的铁锚浸入水中的体积小于乙浸入水中的体积,
根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,甲中铁锚受到的浮力小于乙中铁锚受到的浮力;
则船在甲中受到的浮力大于船在乙中受到的浮力;
即F甲>F乙;
在乙中,由于铁锚受到的浮力小于它的重力,
所以船会受到铁锚向下的拉力,
即F乙=G船+F拉;
在丙中,铁锚沉在底部,对船不再产生向下的拉力,
此时F丙=G船;
则F乙>F丙。
那么F甲>F乙>F丙。
故选C。
2.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)对木块进行受力分析,根据二力平衡的条件分析判断;
(2)根据二力平衡的条件分析水对杯底的压力;
(3)木块露出水面后,它排开水的体积变小,受到的浮力减小,即水对杯底压力的变化量其实等于木块浮力的变化量;
(4)将杯内物体当做一个整体进行分析解答。
【解答】A.木块重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N。木块被用细线拉着浸没在水中,木块受到竖直向下的重力、拉力和浮力,根据二力平衡的知识可知,木块所受的浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力,大于3N,故A错误;
B.根据力的平衡的条件可知,托盘受到的压力等于水杯的重力+水的重力+木块的重力,即:F=G总=m总g=(0.5kg+0.1kg+0.3kg)×10N/kg=9N,故B错误;
C.木块浸入水中,此时木块受到的浮力是大于重力的,当绳子剪断后,木块漂浮在水面上,水位会下降,容器底部受到的压力会减小。
整个过程,水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量,
木块漂浮时受到的浮力F2=G=3N,
此时有露出水面,浸入体积为。
根据阿基米德原理可知,浮力与排开液体的体积成正比,
则完全浸入时受到的浮力:,
则水对杯底压力的变化量△F=△F浮=F1-F2=5N-3N=2N,故C正确;
D.台秤称的是容器里面的所有重力,由于上面物体的重力不变,因此台秤的示数保持不变,故D错误。
故选C。
3.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】台秤的示数等于上面所有物体的重力之和,据此分析判断。
【解答】①台秤的示数=G缸+G水;
②台秤的示数=G缸+G水'+G小鸭。小鸭在水面漂浮,它受到的浮力等于自重,即F浮力=G排=G,即G小鸭正好等于它排开水的重力,那么现在水的重力G水'与小鸭的重力G小鸭之和正好等于①之和的G水,因此①和②中台秤的示数相同。
③同理,虽然酒精液面上漂浮着一个大鸭子,但是就相当于没有这只鸭子,里面装满了酒精。由于①和③中液体的体积相等,而酒精的密度小于水的密度,根据m=ρV可知,③中酒精的质量肯定小于①中水的质量,那么③中台秤的示数肯定小于①中台秤的示数。
那么三个台秤的示数①=②>③。
故选C。
4.【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浸在液体里的物体,受到的浮力始终是竖直向上的,即与水平面垂直向上,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
5.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】浮力的阿基米德F=ρgV排,对于弹簧测力计法测浮力:受到竖直向上的浮力F,竖直向下的重力,绳子的拉力F拉,G-F拉=F。
【解答】根据A完全浸没,V物=V排=100cm3=1×10-4m3,F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=1N,故A、B错误;对于乙图中A受力分析:竖直向下重力GA,竖直向上浮力F,向上的拉力F拉,G-F拉=F,GA=F拉+F=2N,图丙中对于整体受力分析:T2=GA+G容器+水=5N+1N+1N=7N.
故答案为:C.
6.【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力产生的原因判断。
【解答】浸在液体或气体中的物体,受到竖直向上的托力,这就是浮力。热气球浸没在空气中,轮船和潜水艇浸在水中,都会受到浮力,故B、C、D错误;
人造卫星在太空中,既没有浸没在液体中,也没有浸在气体中,肯定不受浮力,故A正确。
故选A。
7.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】当圆柱体开始浸入水中后,它浸入的深度不断增大,排开水的体积不断增大,因此浮力不断增大。当圆柱体完全浸入水中后,它浸入的深度仍然增大,但是排开水的体积不变,则它受到的浮力不变。根据F拉=G-F浮力可知,弹簧测力计的示数先减小后不变。
(1)从开始浸入水中到完全浸没水中时,圆柱体的下表面所在的深度就是圆柱体的高度;
(2)根据F拉=G-F浮力计算圆柱体受到的浮力;
(3)(4)根据前面的分析判断。
【解答】A.根据图像可知,当圆柱体完全浸入水中后,弹簧测力计的示数不变,那么此时下表面所在的深度为6cm,因此圆柱体的高度是6cm,故A错误;
B.当h=4cm时,弹簧测力计的示数为3.4N,则圆柱体所受的浮力:F拉=G-F浮力=4N-3.4N=0.6N,故B错误;
C.当物体完全浸没后,h继续增大时,它排开水的体积不变,则它受到的浮力不变。根据F拉=G-F浮力可知,弹簧测力计的示数不变,还是3N,故C正确;
D.圆柱体未完全浸没时,h增大,它排开水的体积增大,则受到的浮力增大。根据F拉=G-F浮力可知,弹簧测力计的示数变小,故D错误。
故选C。
8.【答案】B
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】浮力影响因素为:液体的密度和排开液体的体积;液体压强的影响因素为:液体的密度和深度。
【解答】气球和铁块处于悬浮状态,浮力等于物体重力,注入水后导致气球和铁块的深度变大,导致气球所处的压强变大,气球的体积会缩小,液体密度不变的情况下,排开的体积变小,导致浮力大小会减小,浮力小于重力,故会下沉。
故答案为:B。
9.【答案】D
【知识点】浮力的变化;大气压的综合应用;大气的分层;气候的概念
【解析】【分析】大气可分为五层,自地面到高空依次为对流层、平流层、中间层、暖层、外层。
【解答】A、飞机是利用流体压强与流速的关系来获得升力的,升力向上,故飞机起飞时,受到空气的浮力小于自身重力,A说法错误,不符合题意;
B、“下着蒙蒙细雨”描述的是短时间内近地面的综合状况,属于天气,B说法错误,不符合题意;
C、窗外阳光明媚,白云尽在脚下”,说明飞机进入了云层的上方,但不是大气层的中间层,C说法错误,不符合题意;
D、海拔越高,气压越低,飞机飞行过程中舱内因为气压降低导致人会不舒服才需加压,故也说明高空气压比地面处小,D说法正确,符合题意。
故答案为:D
10.【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】浮力:液体(气体)对浸入其内的物体都会产生竖直向上的浮力。
【解答】根据浮力的定义可知,在空气中受到的浮力也是竖直向上的。
故选B。
11.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据浮力大小的影响因素分析判断。
【解答】浮力的大小只与液体密度和物体排开液体的体积大小有关,而与液体的重力大小无关,即100N的水产生的浮力,可能小于100N,等于100N,也可能大于100N,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
12.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算出物体浸没在水中受到的浮力;
(2)根据G=F拉+F浮计算出A的重力,再根据T2=G总计算即可。
【解答】物体A浸没在水中受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(100×10-6)m3=1N,故A、B错误;
则物体A的重力:G=F拉+F浮=1N+1N=2N;
那么弹簧测力计的示数:T2=G总=5N+2N=7N。
故C正确,而D错误。
故选C。
13.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)先利用称重法求浸在水中的体积为物体体积的三分之一时和物体浸入一半时受到的浮力,从而得出物体的体积和重力。
(2)利用F浮=ρgV排求出此时物体受到的浮力,和重力比较,确定物体存在的状态,利用物体的浮沉条件求此时物体受到的浮力。
【解答】设物体浸没时受到的浮力为F浮,
当物体浸入水中体积时,弹簧测力计示数为F1=4N,则物重G-F1=F浮,即G-4N=F浮①;
当物体浸入水中体积时,弹簧测力计示数为F2=1N,则物重G-F2=F浮,即G-1N=F浮②,
由①②解得G=10N,F浮=18N,而F浮>G,
故取下该物体放入水中,物体静止时处于漂浮状态,所受到的浮力等于物体的重力即为10N,C符合题意。
故答案为:C
14.【答案】A
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)由图象可知,当圆柱体在刚浸没时的深度,根据p=ρ液gh求出此时下表面受到的液体压强;
(2)根据F浮=G-F′可知,当物体在空中受到的浮力为0时,弹簧测力计的示数最大,即为圆柱体的重力;
(3)圆柱体所受的浮力越大,弹簧测力计的示数越小,当弹簧测力计的示数最小时受到的浮力最大;
(4)圆柱体完全浸入水后,受到的浮力不变,此时圆柱体的体积和排开水的体积相等,利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用G=mg和 求出圆柱体的密度。
【解答】A.由图象可知,圆柱体刚浸没时,下表面下降的高度为h=7cm-3cm=4cm,
圆柱体浸入水中时,杯中水面会上升,则圆柱体浸没时下降的高度小于圆柱体的高度,
所以圆柱体刚浸没时,下表面所处的深度大于4cm=0.04m,
因此下表面受到的液体压强大于p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,但不能确定具体的压强值,故A错误符合题意;
B.由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,G=F拉=12N,故B正确不合题意;
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,则圆柱体受到的浮力F浮=G-F′=12N-4N=8N.故C正确不合题意;
D.当圆柱体完全浸入水中时,圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N,
圆柱体的体积,
圆柱体密度,故D正确不合题意。
故选A。
15.【答案】B
【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=G排分析判断。
【解答】原来容器内没有装满水,则放入物体后,水面先上升到容器口,然后才会有水排出,因此物体实际排开水的重力肯定大于15N。根据阿基米德原理F浮力=G排可知,该物体受到的浮力肯定大于15N。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
16.【答案】(1)上浮
(2)等于;减小
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】上浮:浮力大于重力,液体密度大于物体密度;漂浮:浮力等于重力,液体密度大于物体密度;悬浮:浮力大于重力,液体密度大于物体密度;下沉:浮力小于重力,液体密度小于物体。
【解答】 (1) 物体完全浸没在水中F=ρ液gV排=1×103Kg/m3×10N/Kg×200×10-6m3=2N,而物体的重力=mg=1.6N,F>G,故物体会上浮;
(2)航母在水面行驶时,由于漂浮浮力=船重力+飞机重力;飞机起飞后航空母舰还是漂浮在水面上F=船的重力,故浮力减小了,减小的浮力大小就为飞机的重力。
故答案为:(1)上浮;(2)等于,减小。
17.【答案】0;降低
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮力产生的原因解答;
(2)水面上升还是下降,取决于物体排开水的体积的大小变化。根据浮沉条件比较小瓷碗受到浮力的变化,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较排开水的体积变化,从而确定水面的高度变化。
【解答】(1)物体受到的浮力来自于液体对物体上下两个表面的压力差。桥墩埋在泥土里,下表面没有水,自然不会受到水向上的压力,因此桥墩不受浮力。
(2)小瓷碗原来漂浮,则浮力等于重力;后来变成下沉,则浮力小于重力。因为它的重力保持不变,所以它受到的浮力减小了。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它排开水的体积减小,因此盆中的水面将降低。
18.【答案】(1)2.2
(2)下沉
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】物体在水中的受力分析如图
【解答】(1)弹簧测力计分度值为0.2N,图中示数为1.8N,F浮=G-F拉=4N-1.8N=2.2N
(2)如果测力计不拉着物体A,F浮<G,故A会下沉。
故答案为:(1)2.2 (2)下沉
19.【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)DE/ADE
(3)10
(4)24
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,比较四个实验,分析其中哪个因素不同即可;
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据A图计算出物体的重力;
(4)根据AE两图计算出物体浸没在煤油中受到的浮力。
【解答】(1)根据A、B、C、D四图可知,液体的密度不变,但是物体排开水的体积不断增大,则说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力大小与液体密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相等,而改变液体的密度,故选ADE(或DE)。
(3)根据A图可知,物体没有进入水中,此时不受浮力,则物体的重力等于弹簧测力计的示数,即G=F=10N;
(4)根据A、E两图可知,物体浸没在煤油中所受的浮力:F浮力=G-F拉=10N-7.6N=2.4N。
20.【答案】(1)12
(2)8
(3)1.5×103
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当圆柱体浸入水中的深度h=0cm时,它受到的浮力为零,据此根据二力平衡的知识计算它的重力;
(2)当圆柱体完全浸没在水中时,它排开水的体积最大,此时受到的浮力最大,而弹簧测力计的示数最小,据此根据F浮力=G-F计算浮力。
(3)首先根据
计算出圆柱体的体积,再根据公式
计算它的密度。
【解答】(1)根据图乙可知,当圆柱体浸入水中的深度h=0cm时,此时弹簧测力计的示数为12N。根据二力平衡的条件可知,此时圆柱体的重力G=F=12N;
(2)根据图乙可知,弹簧测力计的最小示数为4N,
则圆柱体完全浸没在水中时,它受到的浮力:F浮力=G-F=12N-4N=8N。
(3)圆柱体的体积为:

则圆柱体的密度:

21.【答案】(1)adbc/dabc
(2)0.42;A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)验证阿基米德原理,其实就是测量物体受到的浮力和排开液体的重力,根据图片确定实验步骤的正确顺序;
(2)①根据F浮力=G-F拉计算物体受到的浮力;
②分析各个选项中的操作导致排开液体重力的变化即可。
【解答】(1)验证阿基米德原理原理,步骤如下:
a.用弹簧测力计测出物体的重力G;
d.用弹簧测力计测出空桶的重力G桶;
b.将物体浸没在溢水杯中,流出的液体用小桶承接,记下这时测力计的示数;
c.用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G总。
其中a、d的位置可以互换。
则正确的操作顺序为:adbc或dabc。
(2)①待测物体在液体中受到的浮力:F浮力=G-F拉=1.1N-0.68N=0.42N;
②A.注入出水杯中的液体略低于与水口,则放入物体后,水面先上升到杯口,然后才有水排出,这会导致排出水的体积偏小,故A符合题意;
B.将物体快速浸没到液体中,会溅起部分液体,导致排出液体的体积偏大,故B不合题意;
C.物体没有完全浸没,此时排开液体的重力也会偏小,但是二者之间的关系不变,故C不合题意; D.取出物体时带走了部分液体,对排开液体的重力没有影响,故D不合题意。
故选A。
22.【答案】(1)体积
(2) ρ水
(3)0.5
(4)偏大
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】(1)浮力的大小与液体的密度与排开液体的体积有关,根据图片分析哪个因素不同即可;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和密度公式G=mg=ρVg推导计算;
(3)A、B两个示数之差,其实就是木块的质量,而A、C之差就是木块浸没时排开水的质量,可根据 计算木块的体积,最后根据密度公式计算即可。
(4)木块吸水后质量会变大,而它的体积不变,根据公式 可知,这样测量出木块的密度会偏大,据此分析解答。
【解答】(1)比较b、c两图可知,液体的密度相同,而排开液体的体积不同,则:由图1(b)、(c)得到物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)物体的体积: ;
物体的密度: 。
(3)木块的质量:m=140g-100g=40g;
木块的体积: ;
木块的密度: 。
(4)爱思考的小杨却提出了不同的看法,他认为软木块浸入水中后会吸水(不考虑木块膨胀),所以小明测得的木块密度应该比真实值偏大。
23.【答案】(1)2
(2)浮力大小与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力越大
(3)使实验具有普遍性
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据F拉=G-F浮力计算空格处的数值;
(2)根据表格数据,确定其中的变量,然后根据控制变量法的要求描述实验结论;
(3)在科学探究中,往往需要换用不同器材多次完成实验,从而收集多组实验数据,这样得到的结论更客观公正。
【解答】(1)物体重力为6N,测力计的示数为4N,根据F拉=G-F浮力可知,空格处的数值为:F拉=G-F浮力=6N/4N=2N。
(2)根据表格可知,其中物体排开水的体积不断增大,受到的浮力不断增大,那么得到结论:浮力大小与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)小徐提出还应该用酒精等其他液体重复这个实验,目的是使实验具有普遍性。
24.【答案】(1)1;下沉
(2)液体密度
(3)a
(4)2.7×103
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】浮力的阿基米德F=ρgV排,对于弹簧测力计法测浮力:受到竖直向上的浮力F,竖直向下的重力,绳子的拉力F拉,G-F拉=F,A中弹簧测力计示数2.7N,此时物体未放入水中,故G=2.7N,B中示数1.7N,物块受力分析:竖直向上的浮力F,竖直向上的拉力F拉,竖直向下的重力G,F=G-F拉=1N,C中煤油弹簧测力计为1.9N,金属块重力为2.7N,此时浮力F1=G-1.9N=0.8N;图2中a随着深度增加,排开液体的体积增大,F增大,说明是浮力变化图像;b中随着深度增加,F减小,代表的是弹簧测力计示数。
【解答】(1)金属块受力分析:G-F拉=F=1N,剪短绳子后由于G=2.7N>F=1N,故金属块在水中将下沉;
(2)B、C图中物块都是完全浸没,变量是液体密度不同,说明浮力大小根液体密度有关;
(3)随着金属块的下表面到水面距离h增大,物体慢慢进入水中,物块浸没的体积,排开水的体积增大,浮力也随之增大,a符合要求;
(4)根据A、B图可知金属块的浮力F=1N,根据阿基米德公式,V排=V物===1×10-4m3,G=mg=2.7N,m=0.27kg,ρ=== 2.7×103kg/m3 。
故答案为:(1)1N,下沉;(2)液体密度;(3)a;(4)2.7×103kg/m3 。
25.【答案】(1)1;竖直向上
(2)0.8
(3)ADE
(4)浮力的大小与物体排开液体的体积
【知识点】控制变量法;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】(1)将A、D两图进行比较,根据F浮=G-F拉计算出物体完全浸没在水中受到的浮力,丙确定浮力的方向。
(2)将A、E两图进行比较,根据F浮'=G-F拉'计算出物体完全浸没在酒精中受到的浮力,
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)比较C、D两图可知,虽然物体在水中的深度不同,但是测力计的示数相同,即受到的浮力相同,因此浮力与物体所在的深度无关。分析B、C两幅图可知,之所以物体的深度发生变化时,测力计的示数发生改变,即物体受到的浮力发生改变,其实是物体排开水的体积发生了改变,据此分析解答。
【解答】(1)根据A图可知,该物体的重力G=4N。比较AD两图可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F拉=4N-3N=1N;
(2)比较A、E两图可知,物体浸没在酒精中排开酒精的重力G排'=F浮'=G-F拉'=4N-3.2N=0.8N。
(3)探究浸没在液体中的物体受到的浮力与液体密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相同而改变液体的密度,故选ADE。
(4)由A、B、C、D四个步骤可知,浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
26.【答案】(1)解:F浮=G F拉=2.7N 1.7N=1N
(2)解:由F浮=ρ液gV排液可得:
V排液= = =1×10-4m3
V物=V排液=1×10-4m3
(3)解:m= = =0.27kg
ρ水= =0.27kg/(1×10-4m3)=2.7×103kg/m3
所以该金属块是铝。
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式 F浮=G F拉 计算出金属块受到的浮力;
(2)金属块浸没在水中时,它的体积等于排开液体的体积,即根据 计算出金属块的体积。
(3)首先根据 计算出金属块的质量,再根据 计算金属块的密度,并与表格数据进行比较即可。
27.【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据F浮=G-F拉计算金属块在水中受到的浮力;
(2)当金属块完全浸没在水中时,它排开水的体积等于自身体积,即 ,据此计算出金属块的体积,再根据 计算出金属块的质量,最后根据 计算出金属块的密度。
(3)首先根据F浮=G-F拉计算出金属块在盐水中受到的浮力,再根据阿基米德原理的变形式 计算出盐水的密度。
【解答】(1)根据图片可知,金属块的重力G=F1=2.7N;
则金属块在水中受到的浮力: 。
28.【答案】(1)由图象知,当h=0时,此时弹簧测力计的示数为18N,圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数,则G=18N;
当h≥17cm时,弹簧测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时圆柱体受到的拉力F拉=12N;
圆柱体浸没液体时受到的浮力:F浮=G-F拉=18N-12N=6N;
(2)由图知从7cm时弹簧测力计的示数逐渐减小,到17cm弹簧测力计的示数不变,
所以圆柱体额高度为:17cm-7cm=10cm,
圆柱体浸没在液体中,排开液体的体积:V排=V=Sh=40cm2×10cm=400cm3=4×10-4m3,
液体的密度:;
(3)液体的体积:V液=S′h液=100cm2×30cm=3000cm3=3×10-3m3,
液体的质量:m液=ρ液V液=1.5×103kg/m3×3×10-3m3=4.5kg,
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,
圆筒对地面的压力:F=(m液+m筒)g+G-F拉=(4.5kg+0.5kg)×10N/kg+18N-12N=56N,
受力面积S=100cm2=0.01m2,
圆筒对地面的压强:。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据图象分析出物体的重力、完全浸没时受到的拉力,利用称重法测浮力F浮=G-F拉求圆柱体浸没液体时受到的浮力;
(2)求出了圆柱体浸没液体时受到的浮力,求出圆柱体的体积(浸没时排开液体的体积),利用F浮=ρ液gV排求液体的密度;
(3)此时圆筒对桌面的压力等于圆筒、圆柱体、液体的总重减去圆柱体受到的拉力,知道受力面积大小,利用 求圆筒对桌面的压强。
29.【答案】(1)物块A浸没在水中受到的浮力F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×0.2×10-3m3=2N;
(2)弹簧测力计的示数:F2=F拉=G-F浮=2.6N-2N=0.6N;
(3)物块A的密度:。
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;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排计算出物体浸没时受到的浮力;
(2)根据F拉=G-F浮计算出浸没时弹簧测力计的示数F2;
(3)根据公式计算出物体的密度。
30.【答案】(1)根据乙图可知,当物体进入水中的深度为零时,弹簧测力计的示数为25N,则物体的重力G=F=25N。
(2)根据乙图可知,当物体完全浸没水中时,弹簧测力计的示数为15N,则此时它受到的浮力:F浮=G-F拉=25N-15N=10N。
(3)物体的体积;
(4)根据图乙可知,当物体刚好浸没时,下表面的深度h=4cm=0.04m,则下表面受到的压强:p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)当物体没有进入水中时,它不受浮力,此时弹簧测力计的示数就是物体的重力;
(2)当物体完全浸没后,它排开水的体积最大,受到的浮力最大,而此时弹簧测力计的示数最小,根据F浮=G-F拉计算出浮力即可。
(3)当物体完全浸没时,它排开水的体积等于自身体积,根据计算物体的体积;
(4)根据图乙确定物体刚好浸没时下表面所在的深度,然后根据p=ρ液gh计算出下表面受到的压强。
1 / 12022 浙教版科学 中考复习 加强练 专题复习8 浮力及其计算
一、单选题
1.(2022九下·舟山月考)为了打捞沉在水底的汽车,救援队员用一艘大船装满泥沙,将铁链拉着铁锚缓慢放入水中,用铁锚将汽车固定后,卸掉船里的泥沙,汽车将随着船的上浮逐渐被拉起来。铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图所示的三种情景: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。假设三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,则它们的大小关系是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】对三种状态下的大船进行受力分析,根据二力平衡的知识比较它受到浮力的大小。
【解答】在甲和乙中,将船和铁锚看作一个整体,
由于它们在水面漂浮,那么它们受到的总浮力等于船受到的浮力与铁锚受到浮力之和,
即F浮总=F船+F铁锚;
甲中的铁锚浸入水中的体积小于乙浸入水中的体积,
根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,甲中铁锚受到的浮力小于乙中铁锚受到的浮力;
则船在甲中受到的浮力大于船在乙中受到的浮力;
即F甲>F乙;
在乙中,由于铁锚受到的浮力小于它的重力,
所以船会受到铁锚向下的拉力,
即F乙=G船+F拉;
在丙中,铁锚沉在底部,对船不再产生向下的拉力,
此时F丙=G船;
则F乙>F丙。
那么F甲>F乙>F丙。
故选C。
2.(2022八下·义乌开学考)如图,台秤的托盘上放一个装有500g水的平底烧杯,烧杯的质量为100g,一个质量为300g 的木块用细线系在烧杯底部并浸没在水中,剪掉线后,木块有 的体积露出水面,则下列说法正确的是 (  )
A.剪断细线前,木块所受的浮力等于3N
B.剪断细线前,托盘受到的压力等于4N
C.整个过程,水对杯底的压力变化量等于2N
D.整个过程,托盘受到压力的变化量等于2N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)对木块进行受力分析,根据二力平衡的条件分析判断;
(2)根据二力平衡的条件分析水对杯底的压力;
(3)木块露出水面后,它排开水的体积变小,受到的浮力减小,即水对杯底压力的变化量其实等于木块浮力的变化量;
(4)将杯内物体当做一个整体进行分析解答。
【解答】A.木块重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N。木块被用细线拉着浸没在水中,木块受到竖直向下的重力、拉力和浮力,根据二力平衡的知识可知,木块所受的浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力,大于3N,故A错误;
B.根据力的平衡的条件可知,托盘受到的压力等于水杯的重力+水的重力+木块的重力,即:F=G总=m总g=(0.5kg+0.1kg+0.3kg)×10N/kg=9N,故B错误;
C.木块浸入水中,此时木块受到的浮力是大于重力的,当绳子剪断后,木块漂浮在水面上,水位会下降,容器底部受到的压力会减小。
整个过程,水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量,
木块漂浮时受到的浮力F2=G=3N,
此时有露出水面,浸入体积为。
根据阿基米德原理可知,浮力与排开液体的体积成正比,
则完全浸入时受到的浮力:,
则水对杯底压力的变化量△F=△F浮=F1-F2=5N-3N=2N,故C正确;
D.台秤称的是容器里面的所有重力,由于上面物体的重力不变,因此台秤的示数保持不变,故D错误。
故选C。
3.(2022八下·义乌开学考)如图所示,三个完全相同的玻璃缸,缸①装满了水,缸②装满了水且漂浮着一只小鸭子,缸③装 满了酒精且漂浮着一只大鸭子(大小鸭子的密度相同)。若将三个缸分别放到台秤上称量,则台秤的示数大小(  )
A.①比②大 B.②比①大 C.③最小 D.②③一样大
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】台秤的示数等于上面所有物体的重力之和,据此分析判断。
【解答】①台秤的示数=G缸+G水;
②台秤的示数=G缸+G水'+G小鸭。小鸭在水面漂浮,它受到的浮力等于自重,即F浮力=G排=G,即G小鸭正好等于它排开水的重力,那么现在水的重力G水'与小鸭的重力G小鸭之和正好等于①之和的G水,因此①和②中台秤的示数相同。
③同理,虽然酒精液面上漂浮着一个大鸭子,但是就相当于没有这只鸭子,里面装满了酒精。由于①和③中液体的体积相等,而酒精的密度小于水的密度,根据m=ρV可知,③中酒精的质量肯定小于①中水的质量,那么③中台秤的示数肯定小于①中台秤的示数。
那么三个台秤的示数①=②>③。
故选C。
4.(2021八上·椒江期末)如图所示, 一个装有盐水的烧杯静止在斜面上, 有一个鸡蛋悬浮在盐水中, 则鸡蛋所受的浮力方向应为图中(  )
A.1的方向 B.2的方向 C.3的方向 D.4的方向
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浸在液体里的物体,受到的浮力始终是竖直向上的,即与水平面垂直向上,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
5.(2021八上·兰溪月考)用弹簧测力计称得容器和水的总重为5N (如图甲)。将体积为100cm3的物体A全部投入水中,弹簧测力计的示数T1为1N (如图乙)。若将容器、水和浸没水中的物体A用弹簧测力计一起称量 (如图丙),弹簧测力计的示数为T2.则(  )
A.浸没水中的物体A所受浮力为5N
B.浸没水中的物体A所受浮力为4N
C.弹簧测力计的示数T2为7N
D.弹簧测力计的示数T2为4N
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】浮力的阿基米德F=ρgV排,对于弹簧测力计法测浮力:受到竖直向上的浮力F,竖直向下的重力,绳子的拉力F拉,G-F拉=F。
【解答】根据A完全浸没,V物=V排=100cm3=1×10-4m3,F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=1N,故A、B错误;对于乙图中A受力分析:竖直向下重力GA,竖直向上浮力F,向上的拉力F拉,G-F拉=F,GA=F拉+F=2N,图丙中对于整体受力分析:T2=GA+G容器+水=5N+1N+1N=7N.
故答案为:C.
6.(2021八上·龙湾期中)下列情景中没有受到浮力的物体是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力产生的原因判断。
【解答】浸在液体或气体中的物体,受到竖直向上的托力,这就是浮力。热气球浸没在空气中,轮船和潜水艇浸在水中,都会受到浮力,故B、C、D错误;
人造卫星在太空中,既没有浸没在液体中,也没有浸在气体中,肯定不受浮力,故A正确。
故选A。
7.(2021八上·龙湾期中)如图所示是某金属圆柱体从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据,描绘出弹簧测力计示数F随圆柱体浸入深度h变化的关系图像。根据图像信息,下列判断正确的是(  )
A.该圆柱体的高度是10厘米
B.当h为4厘米时,圆柱体所受的浮力为3.4牛
C.浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数仍为3牛
D.圆柱体未浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数变大
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】当圆柱体开始浸入水中后,它浸入的深度不断增大,排开水的体积不断增大,因此浮力不断增大。当圆柱体完全浸入水中后,它浸入的深度仍然增大,但是排开水的体积不变,则它受到的浮力不变。根据F拉=G-F浮力可知,弹簧测力计的示数先减小后不变。
(1)从开始浸入水中到完全浸没水中时,圆柱体的下表面所在的深度就是圆柱体的高度;
(2)根据F拉=G-F浮力计算圆柱体受到的浮力;
(3)(4)根据前面的分析判断。
【解答】A.根据图像可知,当圆柱体完全浸入水中后,弹簧测力计的示数不变,那么此时下表面所在的深度为6cm,因此圆柱体的高度是6cm,故A错误;
B.当h=4cm时,弹簧测力计的示数为3.4N,则圆柱体所受的浮力:F拉=G-F浮力=4N-3.4N=0.6N,故B错误;
C.当物体完全浸没后,h继续增大时,它排开水的体积不变,则它受到的浮力不变。根据F拉=G-F浮力可知,弹簧测力计的示数不变,还是3N,故C正确;
D.圆柱体未完全浸没时,h增大,它排开水的体积增大,则受到的浮力增大。根据F拉=G-F浮力可知,弹簧测力计的示数变小,故D错误。
故选C。
8.(2021八上·杭州期中)把一铁块系在气球上,放入水中,恰好悬浮于水中某处,如图所示,现沿容器壁缓缓注入一些水,则铁块和气球将 (  )
A.仍然悬浮 B.下沉 C.上浮 D.都有可能
【答案】B
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】浮力影响因素为:液体的密度和排开液体的体积;液体压强的影响因素为:液体的密度和深度。
【解答】气球和铁块处于悬浮状态,浮力等于物体重力,注入水后导致气球和铁块的深度变大,导致气球所处的压强变大,气球的体积会缩小,液体密度不变的情况下,排开的体积变小,导致浮力大小会减小,浮力小于重力,故会下沉。
故答案为:B。
9.(2021八上·长兴期中)小明暑假乘飞机旅行。飞机起飞时,天下着蒙蒙细雨,一段时间后,突然发现窗外阳光明媚,白云尽在脚下。小明对此过程中出现的情境作出了如下分析,其中正确的是(  )
A.飞机起飞时,飞机受到空气的浮力大于自身重力
B.“下着蒙蒙细雨”描述的是当时的气候
C.“窗外阳光明媚,白云尽在脚下”,说明飞机进入了大气层的中间层
D.飞机飞行过程中舱内需加压,说明高空气压比地面处小
【答案】D
【知识点】浮力的变化;大气压的综合应用;大气的分层;气候的概念
【解析】【分析】大气可分为五层,自地面到高空依次为对流层、平流层、中间层、暖层、外层。
【解答】A、飞机是利用流体压强与流速的关系来获得升力的,升力向上,故飞机起飞时,受到空气的浮力小于自身重力,A说法错误,不符合题意;
B、“下着蒙蒙细雨”描述的是短时间内近地面的综合状况,属于天气,B说法错误,不符合题意;
C、窗外阳光明媚,白云尽在脚下”,说明飞机进入了云层的上方,但不是大气层的中间层,C说法错误,不符合题意;
D、海拔越高,气压越低,飞机飞行过程中舱内因为气压降低导致人会不舒服才需加压,故也说明高空气压比地面处小,D说法正确,符合题意。
故答案为:D
10.(2021八上·洞头期中)近年来我国无人机制造技术发展迅猛,如图是一款用于喷酒农药的无人机产品。该无人机在空中向右飞行时,受到浮力方向是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】浮力:液体(气体)对浸入其内的物体都会产生竖直向上的浮力。
【解答】根据浮力的定义可知,在空气中受到的浮力也是竖直向上的。
故选B。
11.(2021八上·新昌期中)一个脸盆中盛有重为100牛的水,它能对浸入其中的物体产生多大的浮力?(  )
A.一定小于100牛 B.一定等于100牛
C.一定大于100牛 D.条件不足,无法确定
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据浮力大小的影响因素分析判断。
【解答】浮力的大小只与液体密度和物体排开液体的体积大小有关,而与液体的重力大小无关,即100N的水产生的浮力,可能小于100N,等于100N,也可能大于100N,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
12.(2021八上·绍兴期中)用弹簧测力计称得容器和水的总重为5N (如图甲)。将体积为100cm3的物体A全部投入水中,弹簧测力计的示数T1为1N (如图乙)。若将容器、水和浸没水中的物体A用弹簧测力计一起称量 (如图丙),弹簧测力计的示数为T2.则(  )
A.浸没水中的物体A所受浮力为5N B.浸没水中的物体A所受浮力为4N
C.弹簧测力计的示数T2为7N D.弹簧测力计的示数T2为4N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算出物体浸没在水中受到的浮力;
(2)根据G=F拉+F浮计算出A的重力,再根据T2=G总计算即可。
【解答】物体A浸没在水中受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(100×10-6)m3=1N,故A、B错误;
则物体A的重力:G=F拉+F浮=1N+1N=2N;
那么弹簧测力计的示数:T2=G总=5N+2N=7N。
故C正确,而D错误。
故选C。
13.(2021八上·杭州期中)用弹簧测力计竖直挂一物体,当物体浸入水中1/3体积时,弹簧测力计示数为4N;当物体浸入水中1/2体积时,弹簧测力计示数为1N。取下该物体放入水中,物体静止时受到的浮力是(  )
A.18N B.14N C.10N D.8N
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)先利用称重法求浸在水中的体积为物体体积的三分之一时和物体浸入一半时受到的浮力,从而得出物体的体积和重力。
(2)利用F浮=ρgV排求出此时物体受到的浮力,和重力比较,确定物体存在的状态,利用物体的浮沉条件求此时物体受到的浮力。
【解答】设物体浸没时受到的浮力为F浮,
当物体浸入水中体积时,弹簧测力计示数为F1=4N,则物重G-F1=F浮,即G-4N=F浮①;
当物体浸入水中体积时,弹簧测力计示数为F2=1N,则物重G-F2=F浮,即G-1N=F浮②,
由①②解得G=10N,F浮=18N,而F浮>G,
故取下该物体放入水中,物体静止时处于漂浮状态,所受到的浮力等于物体的重力即为10N,C符合题意。
故答案为:C
14.(2021八上·诸暨月考)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有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,如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆 柱体下降高度h变化关系的实验图象,已知ρ水=1.0×103kg/m3(g取10N/kg).则 下列说法中不正确的是(  )
A.圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强是700Pa
B.圆柱体的重力为12N
C.圆柱体所受的最大浮力为8N
D.圆柱体的密度为1.5×103kg/m3
【答案】A
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)由图象可知,当圆柱体在刚浸没时的深度,根据p=ρ液gh求出此时下表面受到的液体压强;
(2)根据F浮=G-F′可知,当物体在空中受到的浮力为0时,弹簧测力计的示数最大,即为圆柱体的重力;
(3)圆柱体所受的浮力越大,弹簧测力计的示数越小,当弹簧测力计的示数最小时受到的浮力最大;
(4)圆柱体完全浸入水后,受到的浮力不变,此时圆柱体的体积和排开水的体积相等,利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用G=mg和 求出圆柱体的密度。
【解答】A.由图象可知,圆柱体刚浸没时,下表面下降的高度为h=7cm-3cm=4cm,
圆柱体浸入水中时,杯中水面会上升,则圆柱体浸没时下降的高度小于圆柱体的高度,
所以圆柱体刚浸没时,下表面所处的深度大于4cm=0.04m,
因此下表面受到的液体压强大于p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,但不能确定具体的压强值,故A错误符合题意;
B.由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,G=F拉=12N,故B正确不合题意;
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,则圆柱体受到的浮力F浮=G-F′=12N-4N=8N.故C正确不合题意;
D.当圆柱体完全浸入水中时,圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N,
圆柱体的体积,
圆柱体密度,故D正确不合题意。
故选A。
15.(2021八上·诸暨月考)有一物体重力为50牛,将它放在一个未装满水的容器中,水溢出了15牛,则下列关于该物体受到的浮 力的说法中正确是(  )
A.物体受到的浮力为15牛 B.物体受到的浮力大于15牛
C.物体受到的浮力小于15牛 D.以上说法都不正确
【答案】B
【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=G排分析判断。
【解答】原来容器内没有装满水,则放入物体后,水面先上升到容器口,然后才会有水排出,因此物体实际排开水的重力肯定大于15N。根据阿基米德原理F浮力=G排可知,该物体受到的浮力肯定大于15N。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
二、填空题
16.(2021八上·杭州期中)
(1)一个质量为160克、体积为200厘米3的物体,将它完全浸没在水里,松手后,物体将   (填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
(2)中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航,当航母在平静的水面航行时,它所受的浮力   (填“大于”“等于”或“小于”)它的总重力。当航空母舰上舰载飞机起飞后,它排开水的体积   (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)上浮
(2)等于;减小
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】上浮:浮力大于重力,液体密度大于物体密度;漂浮:浮力等于重力,液体密度大于物体密度;悬浮:浮力大于重力,液体密度大于物体密度;下沉:浮力小于重力,液体密度小于物体。
【解答】 (1) 物体完全浸没在水中F=ρ液gV排=1×103Kg/m3×10N/Kg×200×10-6m3=2N,而物体的重力=mg=1.6N,F>G,故物体会上浮;
(2)航母在水面行驶时,由于漂浮浮力=船重力+飞机重力;飞机起飞后航空母舰还是漂浮在水面上F=船的重力,故浮力减小了,减小的浮力大小就为飞机的重力。
故答案为:(1)上浮;(2)等于,减小。
17.(2021八上·义乌期中)桥墩浸在水面下的体积为10m3,桥墩所受的浮力为   N。一个小瓷碗漂浮在水盆中,将小瓷碗没入水中(盆中的水没有溢出),盆中的水面将   (填“升高”、“不变”或“降低”)。
【答案】0;降低
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮力产生的原因解答;
(2)水面上升还是下降,取决于物体排开水的体积的大小变化。根据浮沉条件比较小瓷碗受到浮力的变化,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较排开水的体积变化,从而确定水面的高度变化。
【解答】(1)物体受到的浮力来自于液体对物体上下两个表面的压力差。桥墩埋在泥土里,下表面没有水,自然不会受到水向上的压力,因此桥墩不受浮力。
(2)小瓷碗原来漂浮,则浮力等于重力;后来变成下沉,则浮力小于重力。因为它的重力保持不变,所以它受到的浮力减小了。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它排开水的体积减小,因此盆中的水面将降低。
18.(2021八上·金华期中)弹簧测力计挂着一重为4N的物体A,物体A浸没并静止在水中,如图所示。
(1)图中物体A所受浮力是    N。
(2)如果测力计不拉着物体A,A在水中会   (选填 “下沉”“上浮”“悬浮”)。
【答案】(1)2.2
(2)下沉
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】物体在水中的受力分析如图
【解答】(1)弹簧测力计分度值为0.2N,图中示数为1.8N,F浮=G-F拉=4N-1.8N=2.2N
(2)如果测力计不拉着物体A,F浮<G,故A会下沉。
故答案为:(1)2.2 (2)下沉
19.(2021八上·诸暨期中)小科同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油)对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,下图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图A、B、C、D,说明浮力大小跟   有关。
(2)分析图   ,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)物体的重力是   N。
(4)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是   N。
【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)DE/ADE
(3)10
(4)24
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,比较四个实验,分析其中哪个因素不同即可;
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据A图计算出物体的重力;
(4)根据AE两图计算出物体浸没在煤油中受到的浮力。
【解答】(1)根据A、B、C、D四图可知,液体的密度不变,但是物体排开水的体积不断增大,则说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力大小与液体密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相等,而改变液体的密度,故选ADE(或DE)。
(3)根据A图可知,物体没有进入水中,此时不受浮力,则物体的重力等于弹簧测力计的示数,即G=F=10N;
(4)根据A、E两图可知,物体浸没在煤油中所受的浮力:F浮力=G-F拉=10N-7.6N=2.4N。
20.(2021八上·宁波期中)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,真到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是    N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是    N;
(3)圆柱体的密度是   kg/m3;
【答案】(1)12
(2)8
(3)1.5×103
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当圆柱体浸入水中的深度h=0cm时,它受到的浮力为零,据此根据二力平衡的知识计算它的重力;
(2)当圆柱体完全浸没在水中时,它排开水的体积最大,此时受到的浮力最大,而弹簧测力计的示数最小,据此根据F浮力=G-F计算浮力。
(3)首先根据
计算出圆柱体的体积,再根据公式
计算它的密度。
【解答】(1)根据图乙可知,当圆柱体浸入水中的深度h=0cm时,此时弹簧测力计的示数为12N。根据二力平衡的条件可知,此时圆柱体的重力G=F=12N;
(2)根据图乙可知,弹簧测力计的最小示数为4N,
则圆柱体完全浸没在水中时,它受到的浮力:F浮力=G-F=12N-4N=8N。
(3)圆柱体的体积为:

则圆柱体的密度:

三、实验探究题
21.(2022九下·杭州月考)科学研究小组设计了如下实验方案来验证阿基米德原理。
(1)为了减小误差,该实验正确的操作顺序是   ;
(2)优化实验方案后,他们进行了实验并记录的实验数据如表所示。
待测物体重(G物/N) 空桶重(G桶/N) 弹簧力计读数(F/N) 液体与桶总重(G总/N)
1.1 0.2 0.68 0.58
①待测物体在液体中受到的浮力为   N;
②分析实验数据可知排开液体所受重力要比浮力略小。从b步骤分析可能的原因是   。
A.注入出水杯中的液体略低于与水口 B.将物体快速浸没到液体中
C.物体没有完全浸没 D.取出物体时带走了部分液体
【答案】(1)adbc/dabc
(2)0.42;A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)验证阿基米德原理,其实就是测量物体受到的浮力和排开液体的重力,根据图片确定实验步骤的正确顺序;
(2)①根据F浮力=G-F拉计算物体受到的浮力;
②分析各个选项中的操作导致排开液体重力的变化即可。
【解答】(1)验证阿基米德原理原理,步骤如下:
a.用弹簧测力计测出物体的重力G;
d.用弹簧测力计测出空桶的重力G桶;
b.将物体浸没在溢水杯中,流出的液体用小桶承接,记下这时测力计的示数;
c.用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G总。
其中a、d的位置可以互换。
则正确的操作顺序为:adbc或dabc。
(2)①待测物体在液体中受到的浮力:F浮力=G-F拉=1.1N-0.68N=0.42N;
②A.注入出水杯中的液体略低于与水口,则放入物体后,水面先上升到杯口,然后才有水排出,这会导致排出水的体积偏小,故A符合题意;
B.将物体快速浸没到液体中,会溅起部分液体,导致排出液体的体积偏大,故B不合题意;
C.物体没有完全浸没,此时排开液体的重力也会偏小,但是二者之间的关系不变,故C不合题意; D.取出物体时带走了部分液体,对排开液体的重力没有影响,故D不合题意。
故选A。
22.(2022·金华模拟)小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,做了以下实验:
(1)由图1(b)、(c)得到物体所受浮力的大小与物体排开液体的   有关。
(2)小明在实验过程的中发现浮力的实验也可以用来测量物体的密度:
A.利用弹簧测力计测出物体的重力G物
B.将物体放入水(ρ水)并完全浸没,测出此时的浮力F浮,物体的密度表达式为   (用G物、F浮和ρ水来表达)
(3)根据上面实验的启发小明利用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签,他们利用调好的电子秤进行了以下如图2所示的操作,小明利用这些数据可计算出木块的密度   g/cm3。
(4)爱思考的小杨却提出了不同的看法,他认为软木块浸入水中后会吸水(不考虑木块膨胀),所以小明测得的木块密度应该比真实值   (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)体积
(2) ρ水
(3)0.5
(4)偏大
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】(1)浮力的大小与液体的密度与排开液体的体积有关,根据图片分析哪个因素不同即可;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和密度公式G=mg=ρVg推导计算;
(3)A、B两个示数之差,其实就是木块的质量,而A、C之差就是木块浸没时排开水的质量,可根据 计算木块的体积,最后根据密度公式计算即可。
(4)木块吸水后质量会变大,而它的体积不变,根据公式 可知,这样测量出木块的密度会偏大,据此分析解答。
【解答】(1)比较b、c两图可知,液体的密度相同,而排开液体的体积不同,则:由图1(b)、(c)得到物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)物体的体积: ;
物体的密度: 。
(3)木块的质量:m=140g-100g=40g;
木块的体积: ;
木块的密度: 。
(4)爱思考的小杨却提出了不同的看法,他认为软木块浸入水中后会吸水(不考虑木块膨胀),所以小明测得的木块密度应该比真实值偏大。
23.(2021八上·普陀期末)小徐发现将提着的物体浸在水中,会感觉省力一些,物体浸入越多省力感觉越强烈。于是猜想:浮力大小是否与物体排开液体的体积有关?他设计了实验来验证自己的猜想。实验中用了一块 的金属块,把体积划成三等分。实验得到了如表中的实验数据。
实验次数 物体排开水的体积/cm3 物体的重力G/N 测力计的示数F/N 浮力
1 100 6 5 1
2 200 6 4 ______
3 300 6 3 3
4 300 6 3 3
(1)表中空格内的数据是   ;
(2)分析表中的数据,可以得到的结论是   ;
(3)小徐提出还应该用酒精等其他液体重复这个实验,目的是   。
【答案】(1)2
(2)浮力大小与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力越大
(3)使实验具有普遍性
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据F拉=G-F浮力计算空格处的数值;
(2)根据表格数据,确定其中的变量,然后根据控制变量法的要求描述实验结论;
(3)在科学探究中,往往需要换用不同器材多次完成实验,从而收集多组实验数据,这样得到的结论更客观公正。
【解答】(1)物体重力为6N,测力计的示数为4N,根据F拉=G-F浮力可知,空格处的数值为:F拉=G-F浮力=6N/4N=2N。
(2)根据表格可知,其中物体排开水的体积不断增大,受到的浮力不断增大,那么得到结论:浮力大小与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)小徐提出还应该用酒精等其他液体重复这个实验,目的是使实验具有普遍性。
24.(2021八上·兰溪月考)如图所示,小明利用弹簧测力计、一个金属块、两个相同烧杯、适量的水和煤油,对浸在渝体中的金属块所受浮力进行了探究。
(1)在图 A 、 B 中,金属块浸没在水中所受浮力为     N ,若此时剪断细绳,该金属块在水中将   (填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
(2)分析图 B 、 C ,说明浮力大小跟   有关;
(3)如图 2 是小明根据实验数据所绘制图象能够表示金属块所受浮力与金属块的下表面到水面距离 h 关系的图象为   (选填“ a ”或“ b ”)。
(4)小明根据图中的实验数据求出:金属块的密度为   kg/m3。
【答案】(1)1;下沉
(2)液体密度
(3)a
(4)2.7×103
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】浮力的阿基米德F=ρgV排,对于弹簧测力计法测浮力:受到竖直向上的浮力F,竖直向下的重力,绳子的拉力F拉,G-F拉=F,A中弹簧测力计示数2.7N,此时物体未放入水中,故G=2.7N,B中示数1.7N,物块受力分析:竖直向上的浮力F,竖直向上的拉力F拉,竖直向下的重力G,F=G-F拉=1N,C中煤油弹簧测力计为1.9N,金属块重力为2.7N,此时浮力F1=G-1.9N=0.8N;图2中a随着深度增加,排开液体的体积增大,F增大,说明是浮力变化图像;b中随着深度增加,F减小,代表的是弹簧测力计示数。
【解答】(1)金属块受力分析:G-F拉=F=1N,剪短绳子后由于G=2.7N>F=1N,故金属块在水中将下沉;
(2)B、C图中物块都是完全浸没,变量是液体密度不同,说明浮力大小根液体密度有关;
(3)随着金属块的下表面到水面距离h增大,物体慢慢进入水中,物块浸没的体积,排开水的体积增大,浮力也随之增大,a符合要求;
(4)根据A、B图可知金属块的浮力F=1N,根据阿基米德公式,V排=V物===1×10-4m3,G=mg=2.7N,m=0.27kg,ρ=== 2.7×103kg/m3 。
故答案为:(1)1N,下沉;(2)液体密度;(3)a;(4)2.7×103kg/m3 。
25.(2021八上·兰溪月考)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素.
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是_    牛,方向为    。
(2)物体浸没在酒精中时排开酒精的重力是   牛。
(3)比较   三幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)由A、B、C、D四个步骤可知,浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与    有关。浮力的大小与物体排开液体的体积
【答案】(1)1;竖直向上
(2)0.8
(3)ADE
(4)浮力的大小与物体排开液体的体积
【知识点】控制变量法;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】(1)将A、D两图进行比较,根据F浮=G-F拉计算出物体完全浸没在水中受到的浮力,丙确定浮力的方向。
(2)将A、E两图进行比较,根据F浮'=G-F拉'计算出物体完全浸没在酒精中受到的浮力,
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)比较C、D两图可知,虽然物体在水中的深度不同,但是测力计的示数相同,即受到的浮力相同,因此浮力与物体所在的深度无关。分析B、C两幅图可知,之所以物体的深度发生变化时,测力计的示数发生改变,即物体受到的浮力发生改变,其实是物体排开水的体积发生了改变,据此分析解答。
【解答】(1)根据A图可知,该物体的重力G=4N。比较AD两图可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F拉=4N-3N=1N;
(2)比较A、E两图可知,物体浸没在酒精中排开酒精的重力G排'=F浮'=G-F拉'=4N-3.2N=0.8N。
(3)探究浸没在液体中的物体受到的浮力与液体密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相同而改变液体的密度,故选ADE。
(4)由A、B、C、D四个步骤可知,浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
四、解答题
26.(2022八上·临海期末)某同学对一个金属块进行了两次测量:第一次如图甲所示,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为2.7N。第二次如图乙所示,让金属块浸没在盛水的烧杯中,弹簧测力计的读数为1.7N。请回答下列问题:
(1)求金属块受到的浮力。
(2)求金属块的体积。
(3)结合下表所列的金属密度,通过计算判断金属块是何种金属。
金属 金 铜 铁 铝
密度(克/厘米3) 19.3 8.9 7.8 2.7
【答案】(1)解:F浮=G F拉=2.7N 1.7N=1N
(2)解:由F浮=ρ液gV排液可得:
V排液= = =1×10-4m3
V物=V排液=1×10-4m3
(3)解:m= = =0.27kg
ρ水= =0.27kg/(1×10-4m3)=2.7×103kg/m3
所以该金属块是铝。
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式 F浮=G F拉 计算出金属块受到的浮力;
(2)金属块浸没在水中时,它的体积等于排开液体的体积,即根据 计算出金属块的体积。
(3)首先根据 计算出金属块的质量,再根据 计算金属块的密度,并与表格数据进行比较即可。
27.(2021八上·天台期末)弹簧测力计能测力大小,也能“测”物质密度。如图,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,先后在空气中、浸没在水和盐水中测量,读数分别为F1=2.7N、F2=1.7N,F3=1.5N。请求出:
(1)金属块在水中受到的浮力;
(2)金属块的密度;
(3)盐水的密度。
【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据F浮=G-F拉计算金属块在水中受到的浮力;
(2)当金属块完全浸没在水中时,它排开水的体积等于自身体积,即 ,据此计算出金属块的体积,再根据 计算出金属块的质量,最后根据 计算出金属块的密度。
(3)首先根据F浮=G-F拉计算出金属块在盐水中受到的浮力,再根据阿基米德原理的变形式 计算出盐水的密度。
【解答】(1)根据图片可知,金属块的重力G=F1=2.7N;
则金属块在水中受到的浮力: 。
28.(2021八上·绍兴期中)如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂底面积为40cm2的圆柱体,水平桌面上放置底面积为100cm2,质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。现将圆柱体从圆筒上方离液面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图像如图乙所示(圆筒的厚度忽略不计,圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
【答案】(1)由图象知,当h=0时,此时弹簧测力计的示数为18N,圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数,则G=18N;
当h≥17cm时,弹簧测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时圆柱体受到的拉力F拉=12N;
圆柱体浸没液体时受到的浮力:F浮=G-F拉=18N-12N=6N;
(2)由图知从7cm时弹簧测力计的示数逐渐减小,到17cm弹簧测力计的示数不变,
所以圆柱体额高度为:17cm-7cm=10cm,
圆柱体浸没在液体中,排开液体的体积:V排=V=Sh=40cm2×10cm=400cm3=4×10-4m3,
液体的密度:;
(3)液体的体积:V液=S′h液=100cm2×30cm=3000cm3=3×10-3m3,
液体的质量:m液=ρ液V液=1.5×103kg/m3×3×10-3m3=4.5kg,
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,
圆筒对地面的压力:F=(m液+m筒)g+G-F拉=(4.5kg+0.5kg)×10N/kg+18N-12N=56N,
受力面积S=100cm2=0.01m2,
圆筒对地面的压强:。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据图象分析出物体的重力、完全浸没时受到的拉力,利用称重法测浮力F浮=G-F拉求圆柱体浸没液体时受到的浮力;
(2)求出了圆柱体浸没液体时受到的浮力,求出圆柱体的体积(浸没时排开液体的体积),利用F浮=ρ液gV排求液体的密度;
(3)此时圆筒对桌面的压力等于圆筒、圆柱体、液体的总重减去圆柱体受到的拉力,知道受力面积大小,利用 求圆筒对桌面的压强。
29.(2021八上·义乌月考)体积V=0.2×10-3m3的物块A竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6N,将物块A浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为F2,如图所示。求:
(1)物块A浸没在水中受到的浮力F浮;
(2)弹簧测力计的示数为F2;
(3)求物块A的密度。
【答案】(1)物块A浸没在水中受到的浮力F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×0.2×10-3m3=2N;
(2)弹簧测力计的示数:F2=F拉=G-F浮=2.6N-2N=0.6N;
(3)物块A的密度:。
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;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排计算出物体浸没时受到的浮力;
(2)根据F拉=G-F浮计算出浸没时弹簧测力计的示数F2;
(3)根据公式计算出物体的密度。
30.(2021八上·金华期中)将一实心长方体物块悬挂于弹簧测力计下,物块下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物块,直至浸没(物块未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中深度h的关系如图所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)物块受到的重力。
(2)物块浸没时受到的浮力。
(3)物块的体积。
(4)物块刚好浸没时下表面受到的液体压强。
【答案】(1)根据乙图可知,当物体进入水中的深度为零时,弹簧测力计的示数为25N,则物体的重力G=F=25N。
(2)根据乙图可知,当物体完全浸没水中时,弹簧测力计的示数为15N,则此时它受到的浮力:F浮=G-F拉=25N-15N=10N。
(3)物体的体积;
(4)根据图乙可知,当物体刚好浸没时,下表面的深度h=4cm=0.04m,则下表面受到的压强:p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)当物体没有进入水中时,它不受浮力,此时弹簧测力计的示数就是物体的重力;
(2)当物体完全浸没后,它排开水的体积最大,受到的浮力最大,而此时弹簧测力计的示数最小,根据F浮=G-F拉计算出浮力即可。
(3)当物体完全浸没时,它排开水的体积等于自身体积,根据计算物体的体积;
(4)根据图乙确定物体刚好浸没时下表面所在的深度,然后根据p=ρ液gh计算出下表面受到的压强。
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