第9章 浮力 期末考试专题练 福建省2021—2022学年沪科版物理八年级下册
一.选择题(共17小题)
1.(2022 福建模拟)如图,将同一支密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙;密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力大小分别为F甲和F乙,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙 F甲=F乙 B.ρ甲=ρ乙 F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙 F甲=F乙 D.ρ甲<ρ乙 F甲<F乙
2.(2021春 丰泽区期末)将一物体放入水中静止时,有的体积露出水面;若把该物体放入某种液体中,待物体静止时,有的体积浸入液体中,则该液体的密度为( )
A.0.8×103kg/m3 B.1.0×103kg/m3
C.1.6×103kg/m3 D.2.4×103kg/m3
3.(2021春 丰泽区期末)如图,小曾将一个浮在水面上的不锈钢碗用力向下按压,直到碗全部浸没并沉入盆底。在这个过程中碗受到的浮力( )
A.一直增大
B.先增大后减小,最后不变
C.一直减小
D.先减小后增大,最后不变
4.(2021春 翔安区期末)如图所示,把一个自制的密度计分别放入两种不同液体中,下列判断正确的是( )
A.甲液体密度较小
B.这个密度计在甲液体中受到的浮力较大
C.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
D.这个密度计在甲液体中排开的液体受到的重力较大
5.(2021春 涵江区期末)小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,用弹簧测力计提着物体A缓慢浸入水中。他根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中的深度h的关系图象如图乙,下列几种说法中,错误的是( )
A.当物体浸没时受到的浮力为2N
B.圆柱体A的高为8cm
C.该物体的密度为2.0×103kg/m3
D.浮力的大小与h成正比
6.(2021春 涵江区期末)将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球放入水中后发现:实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面。下面几种分析中正确的是( )
A.实心球受到的浮力较大 B.它们受到的浮力一样大
C.乒乓球受到的浮力较大 D.不能确定
7.(2021春 安溪县期末)如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。则( )
A.甲烧杯中液体的密度大
B.甲烧杯中小球受到的浮力大
C.乙烧杯底部受到液体压强大
D.乙烧杯中小球排开液体的质量大
8.(2021春 南平期末)如图,将一杯水放在水平台秤上,台秤示数为2000g,弹簧测力计下悬挂5N的物体A浸在水中保持静止,弹簧测力计的示数为3N,则此时台秤示数约为( )
A.1800g B.2000g C.2200g D.2500g
9.(2021春 莆田期末)水平桌面上甲、乙两个相同容器中都装有水,当把两个体积相同的实心小球分别缓慢放入两容器中,两小球静止时液面高度相同,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.两小球受到的浮力相等
B.甲容器中的小球密度较小
C.两容器对水平桌面的压力相同
D.甲容器底部受到的液体的压力大
10.(2021春 莆田期末)如图所示,重为8N的石块浸没在水中称重时为5N,则石块受到的浮力大小为( )
A.3N B.5N C.8N D.13N
11.(2021春 福建期末)将铝块和木块粘在一起,将木块朝下放入水中,铝块和木块漂浮,木块浸入水中的体积为木块体积的一半(如图甲)。将铝块朝下放入水中(如图乙),静止时,则木块浸入水中的体积与甲图的相比( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.条件不足,无法判断
12.(2021 漳州二模)两个相同的实心小球,分别放入甲、乙两个装有不同液体的烧杯中,如图所示,此时小球受到的浮力分别为F甲、F乙,液体密度分别为ρ甲、ρ乙,则( )
A.F甲<F乙ρ甲<ρ乙 B.F甲>F乙ρ甲>ρ乙
C.F甲=F乙ρ甲=ρ乙 D.F甲=F乙ρ甲>ρ乙
13.(2021春 福建期末)将自制密度计先后放入甲、乙两杯液体中,静止时的情形如图。若液体的密度为ρ甲和ρ乙,密度计下表面受到液体的压强为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙 p甲<p乙 B.ρ甲<ρ乙 p甲>p乙
C.ρ甲>ρ乙 p甲=p乙 D.ρ甲<ρ乙 p甲=p乙
14.(2021春 福州期末)水平桌面上有两个相同的溢水杯,杯中装满不同的液体,将两个相同的小球分别放入溢水杯中,小球静止时如图所示,则( )
A.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
B.溢出的液体质量m甲=m乙
C.两溢水杯对桌面的压强p甲>p乙
D.两溢水杯底受到的液体压强p甲′=p乙′
15.(2021春 思明区校级期末)将同一物块分别放入甲、乙不同液体中,静止时状态如图所示。则物块所受浮力F甲和F乙、液体密度ρ甲和ρ乙大小关系正确的是( )
A.F甲=F乙,ρ甲<ρ乙 B.F甲<F乙,ρ甲<ρ乙
C.F甲>F乙,ρ甲<ρ乙 D.F甲=F乙,ρ甲>ρ乙
16.(2021 泉州模拟)将一木块用细线拴在空的容器底部,开始往容器中缓慢加水至图甲所示位置,木块受到的浮力F随容器中水深h的变化关系如图乙,则木块( )
A.重为8N
B.体积为4×10﹣4m3
C.密度为0.5×103kg/m3
D.受到细线的最大拉力为12N
17.(2021春 湖里区期末)把一圆锥体按两种方法没入水中,如图所示,两种情况下,锥体受到的水的压力差的大小是( )
A.底面向上的大 B.底面向下的大
C.一样大 D.无法确定
二.实验探究题(共4小题)
18.(2022 福建模拟)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,图中a、b、c、d、e分别为实验情景。
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N;
(2)通过 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度无关的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系;
(4)该圆柱体的密度为 kg/m3。
19.(2022 陕西模拟)如图所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)物块的重力为 N,浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)由图甲、乙、丙可得:当液体密度一定时,物体 越大,所受浮力越大。
(3)由图甲、丁、戊可得: ;三次实验测得的数据还可以计算出 ,(写出一种物理量的名称即可)。
(4)如图己,溢水杯中装满水,电子秤测出空烧杯质量为m1,将物块缓慢浸入水中,测得烧杯和水的总质量为m2,物块浸入水中前后弹簧测力计示数变化为△F,若△F= (用已知量和测量量表示),则验证阿基米德原理成立。
20.(2021春 丰泽区期末)如图为某小组探究“影响浮力大小的因素”实验的步骤。
(1)由图可知,物体的重力为 N。
(2)比较步骤②和③可知,浮力的大小与物体排开液体的 有关。
(3)进行③和④步骤实验,是为了探究浮力大小与物体浸没的 无关。
(4)比较步骤④和⑤,可知浮力的大小还与 有关。
(5)晓华同学用称重法测浮力。测量过程及弹簧测力计的示数如图⑥⑦,则金属块所受的水的浮力为 N。
(6)杨刚同学用阿基米德原理法测浮力。测量过程及量筒的读数如图⑧⑨,则金属块受到的浮力为 N。
(7)由晓华和杨刚的结果可知,浸在液体里的物体受到的浮力大小 物体排开的液体受到的重力。
21.(2021 龙岩模拟)如图是“验证阿基米德原理”的实验。其中A图测力计示数FA,E图测力计示数FE,B、C、D三图测力计示数如图所示。
(1)圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮= N。分析 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
(2)如图乙所示是圆柱体物块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随物块浸入深度h变化的关系图像。分析图像可得:
①当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。可知,物体在液体中受到的浮力大小与 有关。
②浸没后,当h=10cm时,物块上表面所受水的压强是 Pa。
(3)小翔也做了“验证阿基米德原理”的实验如图丙所示。在小翔的实验中,弹簧测力计的示数分别为F1、F2,量筒中水面刻度值分别为V1、V2,浸没时,若满足关系式 时,则验证了阿基米德原理(水的密度用ρ水表示)。
三.计算题(共5小题)
22.(2021春 安溪县期末)如图甲,用弹簧测力计将一长方体物块从装有水的柱形容器中匀速拉出,拉力F随时间t的变化关系如图乙,已知柱形容器的底面积为100cm2,忽略水的摩擦阻力。求:
(1)物块浸没在水中时所受的浮力;
(2)物块的密度;
(3)物块刚露出水面到F=4N时,水对容器底部压强的变化量△p。
23.(2021春 宁德期末)赛龙舟是我国民间的一项传统体育项目,古田人民在端午节时常常在翠屏湖举办龙舟竞赛活动,龙舟和队员总重为1.46×104N,当载人龙舟静止于水面时,求:
(1)载人龙舟受到的浮力是多大?
(2)船体排开水的体积是多大?
24.(2021春 南平期末)我国自主研发的“奋斗者号”载人潜水器代表了当前深海技术的顶级水平。如图,它顺利完成10909m深潜试验,可到达全球深海的任何地方。它总重36t,有六个观察玻璃窗。(ρ海水取1.03×103kg/m3)求:
(1)它漂浮在海面上时受到的浮力;
(2)它在10000m海水处受到的海水压强;
(3)若每一个观察窗玻璃面积约0.03m2,在10000m海水处每一个观察窗受到的压力?
25.(2021春 莆田期末)如图所示,体积为5×10﹣4m3的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中,细线对木块的拉力为2N,求(水的密度是ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg):
(1)木块受到水的浮力;
(2)木块的质量;
(3)木块的密度。
26.(2021春 福州期末)小明制作了一个可以测量物体质量的“漂浮秤”,如图。“漂浮秤”由剪掉瓶底的空饮料瓶和金属螺母组成,其质量为100g。饮料瓶瓶身为柱状体,横截面积为50cm2。将其倒置在圆柱形水槽里,此时水面所对位置为零刻度线。求:(g取10N/kg)
(1)“漂浮秤”排开水的体积;
(2)水槽底面积为200cm2,原有水深10cm,“漂浮秤”放入后,静止时水槽底部受到水的压强的变化量;
(3)瓶身每隔2mm画一刻度线,计算该“漂浮秤”的分度值。
第9章 浮力 期末考试专题练 福建省2021—2022学年沪科版物理八年级下册
参考答案与试题解析
一.选择题(共17小题)
1.【解答】解:
(1)同一支密度计分别放在甲、乙两种液中均静止不动,密度计总处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知,密度计在这两种液体中受到的浮力等于密度计的重力,所以F甲=F乙;
(2)密度计受到的浮力相等,由图可知密度计排开乙液体的体积大,根据公式F浮=ρ液gV排可知ρ乙<ρ甲。
故选:C。
2.【解答】解:已知ρ水=1.0×103kg/m3,设物体体积为V、重力为G,则V排水=(1)V V,V排液V,
因为物体在水中漂浮,所以F浮=G,
所以ρ水gV排水=ρ木gV,即ρ水g V=ρ物gV,
所以ρ物ρ水1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3;
因为物体在某液体中漂浮,F浮′=G
ρ液gV排液=ρ物gV,即ρ液g V=ρ物gV,
所以ρ液ρ物0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3。
故选:A。
3.【解答】解:不锈钢碗从漂浮到刚好浸没前这一过程中,碗排开水的体积逐渐增大,由F浮=ρ液gV排可知碗受到的浮力增大;
碗刚刚浸没时,是钢在排开水,则排开水的体积为钢的体积,所以V排减小,浮力减小;
从碗浸没到沉入盆底的过程中,排开水的体积始终等于钢的体积不变,所以浮力不变。
由上分析可知,整个过程碗受到的浮力先增大后减小,最后不变。故ACD错误,B正确。
故选:B。
4.【解答】解:(1)同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,
所以,F浮甲=F浮乙=G,
即密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,二者大小相等,故B、C错误;
(2)由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,
因为F浮=ρ液V排g,F浮甲=F浮乙,
所以,ρ甲<ρ乙,故A正确;
(3)因为这个密度计在甲乙液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理知,这个密度计在甲、乙液体中排开的液体受到的重力相等,故D错误。
故选:A。
5.【解答】解:
A、由图示图像可知,物体没有浸入液体时测力计示数为4N,则物体重力:G=4N,物体完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣2N=2N,故A正确;
B、由图示图像可知,圆柱体A的高为8cm,故B正确;
C、由F浮=ρgV排可知,物体的体积:V=V排2×10﹣4m3,
由G=mg可知,物体的质量:m0.4kg,
物体的密度:ρ物体2×103kg/m3,故C正确;
D、由图示图像可知,物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比,物体完全浸入液体后受到的浮力不变,故D错误;
故选:D。
6.【解答】解:一般情况下,体育测试用的实心球的体积大于乒乓球的体积,当实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面时,实心球排开水的体积较大,由F浮=ρ水gV排可知,实心球受到的浮力较大。
故选:A。
7.【解答】解:
AC、由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知,ρ甲液>ρ球,ρ乙液=ρ球,所以ρ甲液>ρ乙液;
两杯中液面相平,ρ甲液>ρ乙液,根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强:p甲液>p乙液,故A正确,C错误;
BD、因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,两个完全相同的小球,重力相等,则两小球受到的浮力相等,根据F浮=G排=m排g可知,两小球在两杯中排开液体的质量相等,故BD错误。
故选:A。
8.【解答】解:物体A受到的浮力:F浮=G﹣F示=5N﹣3N=2N;
将杯、水和物体A看作一个整体,则杯、水和物体A受到竖直向下的总重力:G总=G杯+GA,
弹簧测力计对物体A竖直向上的拉力为F,
则对台秤的压力为:G总﹣F=G杯+GA﹣F=2kg×10N/kg+5N﹣3N=22N,
所以台秤示数为:2.2kg=2200g。
故选:C。
9.【解答】解:A、已知两个小球的体积相同,由图可知,甲容器中小球排开水的体积大于乙容器中小球排开水的体积,根据公式F浮=ρ水gV排可知,甲容器中小球所受的浮力大于乙容器中小球所受的浮力,故A错误;
B、两个小球放入水中后,甲容器中小球悬浮,说明甲容器中小球的密度等于水的密度,乙容器中小球漂浮,即乙容器中小球的密度小于水的密度,所以甲容器中小球的密度较大,故B错误;
C、由阿基米德原理可知,小球排开水的重力等于自身的浮力,再根据漂浮和悬浮条件可知,小球所受的浮力等于自身的重力,所以两个小球排开水的重力恰好等于自身的重力,因此两容器的总重力相同,即甲、乙容器对水平桌面的压力相等,故C正确;
D、由于甲、乙两容器中水的深度相同,根据公式p=pgh可知,两容器底所受水的压强相同,两容器底的底面积相同,根据F=pS知两容器底部受到的液体的压力相同,故D错误。
故选:C。
10.【解答】解:由题意可知,石块的重力G=8N,浸没在水中时称重F′=5N,
则石块受到的浮力:F浮=G﹣F′=8N﹣5N=3N。
故选:A。
11.【解答】解:将木块和铝块视为整体,设其重力为G,甲图中F浮=G,木块浸入水中的体积为木块体积的一半,则V排V木,
乙图中,两物体也漂浮,故F浮′=G,根据阿基米德原理可知此时排开水的体积V排′=V排V木,木块浸入水中的体积V木′=V排′﹣V铝V木﹣V铝V木=V排,
故木块浸入水中的体积与甲图的相比变小。
故选:B。
12.【解答】解:由图可知,小球在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,所以F甲=F乙=G;
因为小球在甲液体中漂浮,所以ρ甲>ρ球,因为小球在乙液体中悬浮,所以ρ乙=ρ球,则两种液体的密度大小关系为:ρ甲>ρ乙,故D正确。
故选:D。
13.【解答】解:同一只密度计在甲、乙两种液体中处于漂浮,F浮甲=F浮乙=G,
由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,
根据F浮=ρ液V排g知ρ甲<ρ乙,故AC错误;
根据浮力产生的原因知F浮=F向上=pS,所以密度计下表面受到的压强相同,故D正确,B错误。
故选:D。
14.【解答】解:
A、小球在甲中漂浮,小球的密度要小于甲液体的密度,小球在乙中下沉,小球的密度要大于乙液体的密度,所以两种液体的密度ρ甲>ρ乙,故A错误;
B、小球在甲中漂浮,浮力等于自身重力,小球在乙中下沉,浮力小于重力,所以小球在甲中受到的浮力要大于在乙中受到的浮力,根据阿基米德原理可知,小球在甲中排开的液体的重力要大于在乙中排开的液体的重力,根据G=mg可知,溢出的液体质量m甲>m乙,故B错误;
C、由图知,甲剩余液体的体积大于乙剩余液体的体积,且ρ甲>ρ乙,则根据G=mg=ρVg可知:甲容器中剩余液体重力大于乙容器中剩余液体重力;而容器对桌面的压力等于容器、液体、小球的总重力,所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,由于容器相同则底面积相同,所以,根据p可知,甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故C正确;
D、液体的密度ρ甲>ρ乙,由于液体的深度相同,则根据p=ρgh可知,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故D错误。
故选:C。
15.【解答】解:甲中物体悬浮,乙中物体漂浮,根据物体的浮沉条件可知,F浮=G,所以物块在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于物块受到的重力G,即F甲=F乙=G;
又因为F浮=ρ液gV排,所以由图知,物体排开液体的体积:V甲>V乙,所以甲、乙液体的密度为ρ甲<ρ乙,故A正确。
故选:A。
16.【解答】解:A、由图像可知,当容器中水的高度为4cm~10cm时,木块处于漂浮状态,受到的浮力和重力相等,因此木块的重力为4N,故A错误;
B、由图像可知,木块全部淹没受到的浮力为8N,由F浮=ρ水gV排可知,木块的体积V=V排8×10﹣4m3,故B错误;
C、木块的密度:ρ0.5×103kg/m3,故C正确;
D、木块完全浸没水中时受到的浮力最大,此时细线对木块向下的拉力最大,受到细线的最大拉力8N﹣4N=4N,故D错误;
故选:C。
17.【解答】解:由图可知,底面朝下和底面朝上两种浸法排开液体的体积相同,
由F浮=ρ水gV排可知,两种情况下椎体受到水的浮力的大小相同,
由浮力产生的原因可知,受到水的上下压力差的大小相同。
故选:C。
二.实验探究题(共4小题)
18.【解答】解:(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,物体浸没在水中所受的浮力为:F浮水=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N;
(2)研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法,需要控制排开液体的密度和体积相同,所以应该对比c、d;
(3)由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)实验步骤c中,物体受到的浮力为:F浮水=0.5N,
由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为:
V=V排5×10﹣5m3,
根据G=mg知圆柱体的质量为:
m0.2kg,
圆柱体的密度为:
ρ4×103kg/m3。
故答案为:(1)0.5;(2)c、d;(3)液体密度;(4)4×103。
19.【解答】解:(1)由甲图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则物体的重力为G=2.8N;
由甲丙知物块浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G﹣F=2.8N﹣1.4N=1.4N;
(2)由图乙和丙可知,排开水的体积不同,测力计示数不同,由称重法,受到的浮力不同,且排开水的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,故可以得出当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大;
(3)由图丁、戊可知物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,且液体的密度越大,浮力越大,故可以得出:当排开液体体积相同时,液体的密度越大,浮力越大;
浸没在盐水中的浮力:
F浮′=G﹣F′;
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排知排开液体的体积为:
V排,因浸没,故V物=V排,
故有,据此算出盐水的密度;
(4)根据称量法知物块浸入水中前后弹簧测力计示数变化量就是浮力,即△F=F浮;
由于溢水杯中装满水,物体浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知物体受到的浮力等于排开的水重,即
△F=F浮=G排=(m2﹣m1)g。
故答案为:(1)2.8;1.4; (2)排开液体的体积;(3)当排开液体体积相同时,液体的密度越大,浮力越大;盐水的密度;
(4)(m2﹣m1)g。
20.【解答】解:(1)由甲图可知,物体的重力G为4N;
(2)分析②和③可知,液体相同,②的示数为3.6N,③的示数为3.0N,说明浮力大小不同,故可得出:排开的密度相同时,浮力的大小与排开液体体积有关;
(3)分析③和④可知,排开的密度和体积均相同,只有深度不同,故可得出,浮力的大小与浸入液体深度无关;
(4)比较④和⑤可以看出,排开液体的体积相同,液体的密度不同,故可得出排开液体的体积相同时,浮力的大小与液体的密度有关;
(5)由⑥⑦图可得:G=2.2N,F示=2N,
金属块所受的浮力:F浮=G﹣F示=2.2N﹣2N=0.2N;
(6)由⑧⑨图所示可知,金属块的体积:V=40mL﹣20mL=20mL=20cm3,
金属块受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.2N;
(7)由(5)(6)可知:浸在液体里的物体受到的浮力大小等于物体排开的液体受到的重力。
故答案为:(1)4;(2)体积;(3)深度;(4)液体的密度;(5)0.2;(6)0.2;(7)等于。
21.【解答】解:(1)由图甲中B、D两步,根据称重法计算浮力,则物体浸在水中受到的浮力F浮=G﹣F示=4.2N﹣3N=1.2N;
物块排开水所受的重力等于桶与水的重力与空桶的重力差,故根据A、E两步骤可得出物块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系;
(2)物块浸没前,物块受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮及弹簧测力计的拉力F,即G=F浮+F,则F=G﹣F浮,由于重力G不变,深度h增大,V排增大,物体受到的浮力F浮增大,则弹簧测力计的示数F变小,由此可知物体在液体中受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
物块上表面受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(10﹣6)×10﹣2m=400Pa;
(3)物体受到的浮力等于物体的重力减去浸没水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1﹣F2;
量筒中水面两次示数差(V2﹣V1)表示金属块排开水的体积,根据ρ和G=mg可得,金属块排开水所受重力的表达式为G排=m排g=ρ水gV排=ρ水g(V2﹣V1),实验中若F1﹣F2=ρ水g(V2﹣V1)则可以验证阿基米德原理。
故答案为:(1)1.2;A、E;(2)变小;排开液体的体积;400;(3)F1﹣F2=ρ水g(V2﹣V1)。
三.计算题(共5小题)
22.【解答】解:(1)由图知0﹣2s弹簧测力计的示数为3N,此时物体完全浸没,从第2s开始物体逐渐露出水面,到第3s完全露出水面,此时弹簧测力计的示数大小等于物体的重力,为5N;
所以物块浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G﹣F=5N﹣3N=2N;
(2)根据F浮=ρ水V排g知物体的体积为:
V=V排2×10﹣4m3,
由公式G=mg得物体的质量为:
m0.5kg;
物块的密度:ρ2.5×103kg/m3;
(3)当F=4N时,浮力为:
F浮′=G﹣F′=5N﹣4N=1N,
从物块刚露出水面到F=4N,减小的浮力为:
△F浮=F浮﹣F浮′=2N﹣1N=1N,
根据F浮=ρ水V排g知排开水的体积减小量为:
△V排1×10﹣4m3,
由V=Sh知水面下降的高度为:
△h0.01m,
水对容器底部压强的变化量为:
△p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa。
答:(1)物块浸没在水中时所受的浮力为2N;
(2)物块的密度为2.5×103kg/m3;
(3)物块刚露出水面到F=4N时,水对容器底部压强的变化量△p为100Pa。
23.【解答】解:
(1)龙舟和队员总重为1.46×104N,当载人龙舟静止于水面时,载人龙舟漂浮,受到的浮力:
F浮=G总=1.46×104N;
(2)由阿基米德原理F浮=ρ水V排g得排开水的体积:
V排1.46m3。
答:(1)载人龙舟受到的浮力是1.46×104N;
(2)船体排开水的体积是1.46m3。
24.【解答】解:(1)载人潜水器漂浮在海面上时受到的浮力:
F浮=G=mg=36×103kg×10N/kg=3.6×105N;
(2)载人潜水器在10000m海水处受到的海水压强:
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa;
(3)由p可得,在10000m海水处每一个观察窗受到的压力:
F=pS=1.03×108Pa×0.03m2=3.09×106N。
答:(1)它漂浮在海面上时受到的浮力为3.6×105N;
(2)它在10000m海水处受到的海水压强为1.03×108Pa;
(3)在10000m海水处每一个观察窗受到的压力为3.09×106N。
25.【解答】解:(1)木块浸没时排开水的体积:
V排=V=5×10﹣4m3,
木块受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N;
(2)对木块受力分析可知,受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、绳子拉力作用处于平衡状态,
由木块受到的合力为零可得:F浮=G+F拉,
则木块受到的重力:
G=F浮﹣F拉=5N﹣2N=3N,
由G=mg可得,木块的质量:
m0.3kg;
(3)木块的密度:
ρ0.6×103kg/m3。
答:(1)木块受到水的浮力为5N;
(2)木块的质量为0.3kg;
(3)木块的密度为0.6×103kg/m3。
26.【解答】解:(1)“漂浮秤”的质量为m=100g=0.1kg,
“漂浮秤”的重力为:
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
因为“漂浮秤”漂浮在水面上,
所以F浮=G=1N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排知“漂浮秤”排开水的体积为:
V排10﹣4m3;
(2)“漂浮秤”放入后,静止时水槽底部受到水的压强的变化量为:
△p50Pa;
(3)两刻度线间的间隔为:h0=2mm=0.2cm,
两间隔处的体积为:
V0=S瓶h0=50cm2×0.2cm=10cm3=10﹣5m3,
两间隔处的浮力为:
F浮0=ρ水gV0=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣5m3=0.1N,
因为漂浮,所以G0=F浮0=0.1N,
该“漂浮秤”的分度值为:
m00.01kg=10g。
答:(1)“漂浮秤”排开水的体积10﹣4m3;
(2)水槽底面积为200cm2,原有水深10cm,“漂浮秤”放入后,静止时水槽底部受到水的压强的变化量为50Pa;
(3)该“漂浮秤”的分度值为10g。