【精品解析】浙教版科学八上1.3水的浮力同步练习(4)

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名称 【精品解析】浙教版科学八上1.3水的浮力同步练习(4)
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科目 科学
更新时间 2022-07-10 15:38:04

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浙教版科学八上1.3水的浮力同步练习(4)
一、单选题
1.(2021八上·淳安期末)有甲、乙、丙三个实心物体,密度分别为ρ甲=0.85g/cm3,ρ乙=1.05g/cm3,ρ丙=1.25g/cm3。现将它们放在密度为1.05g/cm3的液体中,当三个物体静止时,甲、乙、丙三个物体所在的位置对应图中所示的序号可能是(  )
A.1 、 2 、 4 B.1 、 4 、 3 C.1 、 2 、 3 D.2 、 3 、 4
2.(2022八上·临海期末)科学的学习要注意对概念的理解。下列有关“一定”的叙述中正确的是 (  )
A.稀溶液一定是不饱和溶液
B.饱和溶液的溶质质量分数一定比不饱和溶液的质量分数大
C.同一密度计在测量不同液体密度时,所受的浮力一定相同
D.沉到水底的物体受到的浮力一定比浮在水面的物体小
3.(2021八上·温州期末)某同学用软瓶和矿泉水瓶制作“浮沉子”。先在软瓶内加入适量液体并密封,再放入矿泉水瓶并使其漂浮(如图甲),最后密封矿泉水瓶。用力挤压矿泉水瓶,软瓶稍有下沉但仍漂浮(如图乙)。挤压过程中,下列软瓶相关量的变化图像表达正确的是(  )
A. B.
C. D.
4.(2021八上·天台期末)将一只鸡蛋分别放入盛有清水和盐水的烧杯中,鸡蛋静止时的位置如图,则下列说法正确的是(  )
A.鸡蛋的密度小于水的密度
B.鸡蛋的密度大于盐水的密度
C.鸡蛋在两种液体中所受浮力相等
D.盐水中鸡蛋受到的浮力与重力相等
5.(2021八上·余姚期末)用质量相同的黄金制成大小不同的两个空心金球,放入质量相同的甲、乙两种不同液体中(两个水槽相同),静止时如图所示,不计球内空气的质量。下列说法中正确的是(  )
A.小金球受到的浮力较大
B.大金球受到的浮力较大
C.甲液体的密度较小
D.甲、乙两液体对水槽底部的压强一样大
6.(2021八上·青田期末)冬至,是我国的二十四节气之一,在这一天,我们会吃汤圆过冬至。小科发现汤圆刚放入水中时会沉入锅底,而当汤圆煮熟时则会浮出水面,针对此现象,小科同学用简化图模拟烧煮一段时间后的汤圆分布图(其中A、B、C表示汤圆),则以下分析正确的是(  )
A.A汤圆与锅底接触,则A的密度一定大于水的密度
B.B汤圆静止时,浮力等于重力
C.C汤圆浮出水面,则C汤圆的密度等于水的密度
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,则B汤圆所受浮力减小
7.(2021八上·拱墅期末)水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器,装有等量的水,用两个完全相同的橡皮泥,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放入其中,如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙;甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙,则(  )
A.F浮甲C.F甲F乙
8.(2021八上·龙湾期中)观察自然现象,通过实验研究揭示其原理,并解释生产、生活中的应用,这是科学学习的一种基本方法。下列各项的现象、原理与应用之间不对应的是(  )
选项 A B C D
现象 高山上,普通的锅难以将饭煮熟 刮风时,窗帘向外飘 两块相同的橡皮泥做成实心的球形和碗形放在水中,一个沉底,一个漂浮 煮熟的汤圆浮在水面上
探究原理 沸点与气压的关系 气压与流速的关系 研究影响浮力大小因素 物体的浮沉条件
应用 高压锅 飞机 潜水艇 轮船
A.A B.B C.C D.D
9.(2021八上·绍兴期中)把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示。甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,若甲杯中的液体是水,则小球的质量和体积分别为(  )
A.40g 40cm3 B.40g 50cm3 C.50g 40cm3 D.50g 50cm3
10.(2021八上·绍兴期中)水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器,分别装有密度不同的液体,将两个完全相同的小球放入容器中,静止时两容器中液面高度相同,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B.甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力
C.甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力
D.甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部受到液体的压力
11.(2021八上·乐清期中)在购买金鱼时,商家一般会将金鱼放在装有水的透明塑料袋中扎好,便于顾客携带。若将其直接放入盛水的玻璃缸中(不计塑料袋质量),下列情况可能发生的是(  )
A. B.
C. D.
12.(2021八上·乐清期中)如图所示,a、b、c是三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同,放入水中后,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。则下列判断中不正确的是(  )
A.它们的体积关系是:Va>Vb=Vc
B.它们的重力关系是:Ga=Gb<Gc
C.它们所受的浮力关系是:Fa=Fb=Fc
D.它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc
13.(2021八上·绍兴期中)如图所示,三个体积相同而材料不同的球 A、B、C,分别静止在水中,A 漂浮,B 悬浮, C 沉底。以下说法错误的是(  )
A.A 球所受浮力最大
B.B 球密度等于液体密度
C.C球所受水的压强最大
D.C 球在竖直方向上受到的力的个数最多
14.(2021八上·绍兴期中)在一定条件下,物体能在水中上浮。图示物体在上浮前后静止时,所受浮力相同的是(  )
A.图甲中沉底的汤圆,煮熟后上浮并浮出水面。
B.图乙中潜水艇排出水舱中水后,上浮并浮出水面。
C.图丙中往清水中加盐,沉底的鸡蛋上浮后并浮出水面。
D.图丁中轮船从长江驶入大海,船体上的吃水线 W 线上浮后并浮出水面。
15.(2021八上·杭州期中)甲、乙两物体的密度相同,甲的体积是乙的2倍.将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表面相平,如图所示.现将乙物体取下,当甲物体静止时,甲物体将(  )
A.沉在水槽的底部
B.悬浮在原位置
C.漂浮,水下部分高度与甲的高度之比为1:2
D.漂浮,露出水面部分的体积与甲的体积之比为 1:3
16.(2021八上·杭州期中)如图所示,装有石块的小船浮在水面上时所受浮力为10N,当把石块投入水中后,石块所受浮力为2N,池底对石块的支持力为3N,下列判断中不正确的是(  )
A.空船所受浮力为5N
B.石块所受重力等于5N
C.石块的密度是2.5×103kg/m3
D.船排开水的体积减小了8×10﹣4m3
17.(2021八上·杭州期中)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1.1×103kg/m3
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
18.(2021八上·杭州期中)下列说法正确的是(  )
A.图甲中橡皮泥船采用改变自重的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变浮力大小来实现的
C.图丙中密度计在两种液体中所受浮力F甲=F乙,两种液体的密度ρ甲>ρ乙
D.图丁同一鸡蛋浸没在液体中,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大
19.(2021八上·杭州期中)如图所示,自制浮力秤是由轻质塑料桶和配重组成,其中P、Q为自制浮力秤上的两根刻度线,其中一根是空浮在水中时液面重合,另一根是装入1N的钩码时的刻度线,现在自制浮力秤中放入某物体,此时浮力秤静止于水中的液面到Q、P的距离相等。下列分析不正确的是(  )
A.加入配重的目的是增加浮力秤的稳定性
B.该浮力秤静止在水中时浮力与重力相等
C.Q点是装入1N钩码时的刻度线
D.用直径更大的秤体,可以使PQ间距变大,提高精度
20.(2021八上·长兴期中)2021年3月23日,巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅,如图所示。28日海水涨潮、运河水位上升,但“长赐号”仍处于搁浅状态,29日“长赐号”脱离运河河底,此时水位还在持续升高,最终调转船头回归正常航道。28~29日,海水涨潮、运河水位持续上升过程中,“长赐号”受到的浮力(  )
A.先变大后不变 B.先不变后变大
C.一直变大 D.一直不变
二、填空题
21.(2021八上·淳安期末)人们常用 “浮筒打捞法”打捞沉船(如图甲) 。
它的做法是: 首先把几个浮筒灌满水,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, 沉船便可以浮起来。 原理分析:将沉船与浮筒看作一个整体,当浮筒内的水未排出时,整体 所受的重力   (选填“大于” 、“小于”或“等于”)浮 力,所以船不会浮起。而当浮筒内的水排出后,整体所受的 重力   (选填“大于” 、“小于”或“等于”)浮力,这 样轮船与浮筒都将浮出水面。 用“浮筒打捞法”打捞沉船的 原理,相当于图乙中   (选填“向外拉”或“向内 推”) 注射器活塞。
22.(2021八上·三门期末)图甲是自沉浮式探测浮标,广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图乙所示,由坚硬壳体和下方可伸缩油囊两部分组成。当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积变大;当油囊中的油被抽回壳体内时,油囊排开水的体积变小。
(1)该浮标是通过改变    (填"重力”或“所受浮力”)来改变沉浮状态的:
(2)已知浮标总质量为55kg,该浮标漂浮在水面上所受到的浮力是   N。
23.(2021八上·浙江期中)杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。
(1)茶叶漂浮在水面,是因为浮力   重力(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)茶叶匀速下沉阶段(不考虑水的蒸发),茶杯对桌面的压力将   (填“变大”“变小”或“不变”)。
24.(2021八上·龙湾期中)如图所示,同一物体浸在甲(氯化钠不饱和溶液)中悬浮(图a),浸在乙(硝酸钾不饱和溶液)中漂浮(图b)。
(1)比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定的是   。
(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
(2)若要(图a)中的木块漂浮你采取的方法是   。
25.(2021八上·绍兴期中)潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用。当潜水艇由江里经过入海口潜行到海里时,若潜水艇在水中处于悬浮状态,其所受重力将
   ,其所受浮力将
   ;当该潜水艇浮出海面,其所受到的浮力大小将
   (以上三空填“变大”、“变小”或“不变”)。
26.(2021八上·乐清期中)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)甲乙丙中相同的三滴血液,受到的浮力最小的是   试管中的血液。
27.(2021八上·乐清期中)受“曹冲称象”的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性笔等,测量小玻璃珠的密度,如图1所示, 实验步骤如下。
①如图甲,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水面的位置:
②如图乙,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1。
③如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2。
④如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量):
(1)小玻璃珠的总体积为V=   。
(2)小玻璃珠的总质量为m=   。
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ=   。
28.(2021八上·杭州期中)西溪湿地的河流旁,有不少钓鱼的人群,水面上有各种各样的浮标,请回答下列问题:
(1)浮标的密度   (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(2)某同学取了一只浮标,并测得浮标的体积为15cm3,放入水中时,露出水面的体积为5cm3,则该浮标的重力为   N。
(3)如果地球的引力变成原来的一半,浮标在水中的位置将   (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。
29.(2021八上·东阳期中)室温条件下,水平桌面上放着一个有装有不饱和食盐水的大烧杯,现将用不同材料制成,体积相同的甲,乙两个球同时放入食盐水中,静止后的状态如图所示。
(1)甲、乙两个球受到的F甲   F乙 (填“>、=、<”)
(2)往水槽中再加些食盐充分溶解后,两球受到的浮力 。
A.甲、乙都增大 B.甲、乙都不变
C.甲不变、乙增大 D.甲增大、乙不变
30.(2021八上·长兴期中)2021年10月2日,美国海军“康涅狄格”号攻击型核潜在我国南海发生事故。如图所示,潜水艇在水中处于悬浮状态,此时其所受浮力与重力的大小关系为F浮   G(填“>”、“<"或“=”)。发生事故后该艇为了浮出水面,水仓内的水量应   (填“增加”、“减少”或“不变")。
三、实验探究题
31.(2022八上·慈溪竞赛)小亮用注射器做了以下几个物理小实验:
(1)用容积为2.5mL的注射器、刻度尺和量程为0-10N的弹簧测力计测量大气压的值。
①把注射器活塞推至注射器筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图甲所示安装好实验器材,水平向右缓慢拉动注射器外筒,当注射器中的活塞相对外筒刚开始滑动时,记下图中弹簧测力计的示数为   N;
③用刻度尺测出注射器标有刻度部分的长度为5cm;④算出大气压强值为   Pa。
(2)另一位同学,仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器乙(长度保持不变)重新进行实验,却无法测出大气压值,其原因可能是   。
(3)右上图是自制潜水艇模型,向外拉注射器活塞,原来悬浮的潜水艇模型将   (选填“上浮”或“下沉”)
32.(2021八上·绍兴期中)小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作了简易密度计。取一根粗细均匀的饮料吸 管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。如下图所示。
为了给密度计标上刻度,他进行了如下操作:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm3
b.将其放入密度0.9g/cm3植物油中,用同样的方法在密度计上标上0.9g/cm3;
c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3,将整个饮料吸管均匀标上刻度;
d.将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。
(1)如图甲所示,小明制作的密度计,你认为刻度 0.9 应该在   点(选填“p”或“q”)
(2)在实验步骤 c 中,小明这样均匀标示刻度是   (选填“正确”、“错误”)。
(3)若被测液体的密度为ρ液密度计浸入被测液体的深度为 h(如图乙)、自制密度计的质量为 m,横截面积为 S,用给定的字母推导出ρ液关于 h 的关系式为   。
(4)小明为了让简易密度计做的更精确,想使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,请 你为小明设计一种改进方法:   。
33.(2021八上·杭州期中)小明利用浮力知识制作了简易密度计如图所示。
(1)将简易密度计放到水中如图(a)所示,测得浸入的长度为 ;放到另一液体中如图(b)所示,浸入的长度为h(h<H)。用 、 分别表示液体和水的密度,则     ,(填“>”“=”或“<”)。
(2)小明根据图(a)在简易密度计上标出1.0刻度线(单位 ,下同),再将简易密度计放在不同液体中,分别标出0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线,结果发现,相邻刻线的间距   (填“均匀”或“不均匀”)。
(3)小明发现相邻刻度线的间距太小,为了提高精确度如何改进密度计。   
34.(2021八上·瑞安月考)科学拓展课上,同学们利用一根吸管制作一个简易密度计。
(1)小明在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重,这样做的目的是   。
(2)在老师的指导下,同学们通过计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计,以下四位同学标刻的刻度合理的是   。
(3)小明提出:适当增大配重可以使简易密度计测量结果更准确,你是否支持他的观点?并说明理由   。
35.(2021八上·萧山月考)小明在完成“动手动脑学物理”时,认识了密度计。将其放入液体中,当它竖立静止时,密度计的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力   (选填“变大”、“变小”或“不变”);装酒精的容器是   (选填“甲”或“乙”)。
(2)小明将一只铅笔的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;
c.像标示弹簧测力计刻度的方法一样,他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3将整个铅笔均匀标上刻度;
d.他将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。
①如丙图所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在   点(选填“p”或“q”)。
②在实验步骤c中,小明这样均匀标示刻度不对,若被测液体的密度为ρ液,密度计浸入被测液体的深度为h(如图丁)、自制密度计的质量为m,铅笔的横截面积为s,请你推导出h与ρ液的关系式   (用给定的字母表示推导结果)。
四、解答题
36.(2021八上·余姚期末)如图甲所示,是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆,里面是一个栽培盆,栽培盆中有--圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动,浮子的顶端可显示水位高低,栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用,从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理可简化成图乙,已知:浮子重为0.02N,横截面积为0.5cm2,
请回答下列问题:
(1)从植物细胞吸水或失水原理分析,若储水盆内所用营养液浓度过高,会导致植物细胞   .
(2)浮子在水中漂浮时,浸入水中的深度是多少
(3)当储水盆内盛有密度比水大的营养液时,营养液对漂浮的浮子底面的压强多大 (g取10N/kg)
37.(2021八上·吴兴期末)全球变暖,冰川融化、海平面上升,正悄悄改变地球的“模样”。 右图是科学家拍下北冰洋巨型冰山的一角,是冰川漂浮在海面上的情景。已知海水密度为ρ海=1.03×103kg/m3,某同学根据所学知识,进行分析:
(1)冰川熔化前受到的浮力    (填“大于”、“小于”或“登云”)冰块的重力。
(2)若此冰川质量为2.06×108kg,则冰川熔化前排开海水的体积为多少?
(3)请通过计算说明冰川熔化后海平面的升降情况。
38.(2021八上·嘉兴期末) 2021年4月23日,长征18号核潜艇在海南某军港交付海军服役,这是我国现役最先进的战略核潜艇,标志着我国海军的作战实力又上升了一个新台阶。据报道,该核潜艇潜在水下时最大排水量为12000吨,漂浮时最大排水量为9000吨,下潜深度大于300米。(ρ海水取1.0×103kg/m3)
(1)核潜艇在水中是通过   来实现上浮和下沉的。
(2)以水上最大排水量漂浮在海水中时,核潜艇受到的浮力大小是多少
(3)核潜艇悬停在海水中时,若其内部储水舱排出3000吨海水后逐渐上浮,最终漂浮在海面上,则核潜艇漂浮时露出海面的体积是多少?
39.(2021八上·兰溪月考)中国海军装备最先进的战略核潜艇(如图),它有先进可靠的新型核反应堆,具有高航速、低噪音的性能,它作为中国海军战略核威慑力量的重要组成部分,为保障国家安全,会不定期进行战略巡航。下表是核潜艇的部分性能参数(设海水与水的密度相同)。请回答:
水下排水量 11500吨 水下最大航速 36节
水面排水量 9000吨 水下巡航速度 20节
艇长 135米 最大潜深 350米
艇宽 13米 1节≈0.5m/s
 
(1)潜水艇是靠   实现上浮和下沉的;
(2)核潜艇在水下航行时,所受浮力是多少?
(3)当核潜艇以表中的排水量在水面航行时,露出水面的体积是多少?
40.(2021八上·浙江期中)用手将一个质量为500g、边长为10cm的正方体物块浸没于水中,使物块上表面离水面20cm.求:
(1)正方体物块上下表面受到的压力差;
(2)放手后,正方体物块最终静止时受到的浮力.(g取10N/kg)
五、综合说理题
41.(2021八上·台州期中)如图所示的悬浮状态时,若要使烧瓶上浮,请写出操作方法并解释其原理。
42.(2020八上·瑞安期末)小明在拓展课上做了一个"大米跳舞"的实验∶ 将雪碧倒入杯中,再放入几粒大米,大米很快沉到杯底,但一会儿后就向上"弹",露出液面后,又沉入杯底,接着又上浮,如此反复,最终,大米沉到杯的底部。为什么会出现这样的现象 小明搜集到以下资料∶
资料一∶ 二氧化碳气体的密度小于饮料的密度。
资料二∶从液体中逸出的气体,会在该液体中形成气泡。且气泡容易吸附在固体表面。资料三∶气压越大,二氧化碳气体在水中的溶解度越大。碳酸饮料在生产时,一般采取加压的方法,使大量二氧化碳溶于液体中。
结合上述信息并运用所学知识,对"大米跳舞"的实验现象作出解释。
43.(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】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析。
【解答】根据题目条件可知,甲的密度小于液体密度,在液体中漂浮,应该为①;
乙的密度等于液体密度,在液体中悬浮,应该为②或③;
丙的密度大于液体密度,应该在液体中下沉,应该为④。
那么位置的序号应该为1、2、4或1、3、4。
故选A。
2.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;饱和溶液与不饱和溶液;溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】(1)根据稀溶液和溶液是否饱和的关系判断;
(2)注意分析温度对溶解度的影响,以及不同物质溶解度不同;
(3)(4)根据浮沉条件判断。
【解答】A.稀溶液不一定是不饱和溶液,浓溶液不一定是饱和溶液,故A错误;
B.相同温度下,同种物质的溶解度相同,即饱和溶液的溶质质量分数一定大于不饱和溶液的溶质质量分数,故B错误;
C.密度计始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于自身重力,即浮力保持不变,故C正确;
D.物体受到浮力的大小与它排开水的体积大小有关,与它在水里的状态无关,故D错误。
故选C。
3.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)封闭气体的压强与体积成反比,即体积越小,气压越大;
(2)根据矿泉水瓶的体积变化确定软瓶的体积变化;
(3)根据V露=V-V排判断;
(4)根据浮沉条件判断。
【解答】用力挤压矿泉水瓶后,瓶子的体积减小,那么瓶内气压增大。小软瓶受到的气压增大后,体积会减小,它里面的气压也会增大,故A、B错误;
软瓶下沉后,根据V露=V-V排可知,软瓶露出水面的体积减小,故C错误;
软瓶始终漂浮在水面上,则它受到的浮力始终等于重力,即保持不变,故D正确。
故选D。
4.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据浮沉条件比较鸡蛋和水的密度大小;
(3)(4)根据浮沉条件和二力平衡的知识比较浮力和重力的大小。
【解答】鸡蛋在清水中下沉,则鸡蛋密度大于清水;在盐水中悬浮,则鸡蛋密度等于盐水密度,故A、B错误;
鸡蛋在清水中下沉,则浮力小于重力;在盐水中悬浮,则浮力等于重力,因此鸡蛋在清水中的浮力小于在盐水中的浮力,故C错误,D正确。
故选D。
5.【答案】D
【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据浮沉条件比较金球受到浮力的大小关系;
(3)根据浮沉条件比较液体密度的大小;
(4)首先根据F=G液+G球比较容器底部受到液体压力的大小,再根据压强公式比较容器底部受到液体压强的大小。
【解答】两个金球的质量相等,根据G=mg可知,它们的重力相等。两个金球在液体中都是悬浮状态,则它们受到的浮力都等于自身重力,即它们受到的浮力相等,故A、B错误;
两个金球的质量相等,但是体积V小ρ乙,故C错误;
金球的重力相等,液体的重力相等,根据F=G液+G球可知,容器底部受到液体的压力相等。根据压强公式可知,容器底部受到液体的压强相等,故D正确。
故选D。
6.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】A.A汤圆与锅底接触,它的下表面没有水,即它只受到向下的水的压强,不受向上的水的压强,则不受浮力,因此A的密度不一定大于水的密度,故A错误;
B.B汤圆静止时,它在水中悬浮,则它受到的浮力等于重力,故B正确;
C.C汤圆浮出水面,它在水面漂浮,那么则C汤圆的密度小于水的密度,故C错误;
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,那么水的密度增大,则B汤圆的密度小于水的密度,会最终漂浮在水面上。根据浮沉条件可知,此时它受到的浮力仍然等于重力,即浮力保持不变,故D错误。
故选B。
7.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件比较橡皮泥受到浮力的大小,根据F=G总比较容器对桌面的压力大小。
【解答】橡皮泥在甲中下沉,则它受到的浮力F甲橡皮泥在乙中漂浮,则它受到的浮力F乙=G;
则浮力F甲甲和乙容器对水平桌面的压力等于上面所有物体的重力之和,即F=G总=G容器+G水+G橡皮泥;
因此容器对水平桌面的压力F甲=F乙。
故C、D错误。
故选A。
8.【答案】C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】将题目描述的现象与对应的原因和应用进行分析,三者不一致的就是正确选项。
【解答】A.大气压强随高度的增大而减小,因此普通的锅在高山上不能将饭煮熟。而液体的沸点随上方气压的增大而升高,据此发明了高压锅解决这个问题,故A正确不合题意;
B.刮风时,窗户外面空气流速大压强小,于是窗帘向外飘,这就是流体压强和流速的关系,而飞机的机翼正是利用整个原理产生升力的,故B正确不合题意;
C.球形的橡皮泥在水底,碗状的橡皮泥在水面漂浮,这说明浮力增大了,即利用空心的方法增大浮力,应用是轮船而不是潜水艇,故C错误符合题意;
D.煮熟的汤圆体积膨胀,增大了自身浮力,于是可以漂浮在水面上,利用的浮沉条件,应该为轮船,故D正确不合题意。
故选C。
9.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件计算出小球的质量,根据“排水法”计算出小球的体积。
【解答】根据图片可知,小球在乙中漂浮,它受到的浮力等于重力。根据阿基米德原理F浮=G排可知,此时小球排开液体的重力等于自重,即G排=G。根据G=mg可知,小球的质量m=m排=50g。
在甲中,小球沉底,则它的体积等于排开液体的体积,即。
故选C。
10.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较液体的密度大小;
(2)根据浮沉条件比较浮力大小;
(3)水平面上物体产生的压力等于所有物体的重力之和;
(4)首先根据p=ρ液gh比较容器底部受到压强的变化,再根据F=pS比较容器受到压力的变化。
【解答】A.小球在甲中漂浮,则ρ甲>ρ;小球在乙中悬浮,则ρ乙=ρ,则液体密度:ρ甲>ρ乙,故A错误;
B.小球在甲中漂浮,则浮力F甲=G;小球在乙中悬浮,则浮力F乙=G,那么浮力F甲=F乙,故B错误;
C.小球在甲和乙中受到的浮力都等于自身重力,根据阿基米德原理F浮力=G排可知,它们排开液体的重力G排=G,即它们的重力恰好等于缺少的那些液体的重力,相当于没有两个球,只有液体。甲的密度大于乙,但是甲的体积小于乙,根据G=ρgV可知,甲液体的重力可能小于乙液体的重力。根据F=G容器+G液可知,甲容器对桌面的压力可能小于乙,故C错误;
D.根据p=ρ液gh可知,容器地表受到压强p甲>p乙,根据F=pS可知,容器底部受到压强F甲>F乙,故D正确。
故选D。
11.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;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F浮=ρ液gV排分析判断。
【解答】金鱼在水中悬浮,则它的密度几乎等于水的密度,
也就是相当于袋内只有水,而没有金鱼。
不计塑料袋的质量,根据浮沉条件可知,塑料袋受到的浮力等于水的重力,
即F浮力=G水;
ρ水gV排=ρ水gV;
解得:V排=V;
因此内外水面相平,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;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F浮力=ρ液gV排分析判断。
【解答】A.由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<Va,V排b=Vb,
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,
所以Fa=Ga,Fb=Gb;
因为a与b质量相等,则物体的重力相等,
所以浮力Fa=Fb,
因为F浮=ρgV排,
所以V排a=V排b,
所以Va>Vb,
由题干可知:Vb=Vc,
所以Va>Vb=Vc,故A正确不合题意;
B.因为b悬浮,c沉入底部,
所以Fb=Gb,Fc<Gc;
因为b与c体积相同,
所以根据F浮=ρgV排可知:Fb=Fc,
所以Gb<Gc;
则Ga=Gb<Gc,故B正确不合题意;
C.由上分析可知:浮力Fa=Fb=Fc,故C正确不合题意。
D.a漂浮、b悬浮、c沉入底部,根据浮沉条件可知:ρa<ρb<ρc,故D错误符合题意。
故选D。
13.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小;
(2)根据浮沉条件分析;
(3)根据液体压强公式p=ρ液gh判断;
(4)对三个球进行受力分析即可。
【解答】A.根据图片可知,排开液体的体积VAB.B球在水中悬浮,根据浮沉条件可知,B球密度等于液体密度,故B正确不合题意;
C.C球的深度最大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,C球受到水的压强最大,故C正确不合题意;
D.A、B两球在竖直方向上只受重力和浮力,而C球受到重力、浮力和支持力,故D正确不合题意。
故选A。
14.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(3)(4)根据浮沉条件比较浮力的大小变化;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较浮力的大小变化。
【解答】A.汤圆沉在底部时,浮力小于重力;汤圆上浮时,浮力大于重力。因为汤圆的重力不变,所以它受到的浮力增大,故A不合题意;
B.潜水艇上浮露出水面时,它排开水的体积减小,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它受到的浮力减小,故B不合题意;
C.鸡蛋沉在底部时,浮力小于重力;鸡蛋上浮时,浮力大于重力。因为汤圆的重力不变,所以它受到的浮力增大,故C不合题意;
D.轮船始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于重力,因此它受到的浮力保持不变,故D符合题意。
故选D。
15.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】漂浮浮力等于重力,浮力等于排开液体的重力等于ρ液gV排,ρ=。
【解答】甲和乙密度相同,甲的体积为乙的2倍,则甲的质量为乙的2倍,甲完全浸没,甲乙整体处于漂浮,F浮=ρ液gV甲=G甲+G乙,V甲=V排1==而拿走了乙物体,甲密度没有发生改变,甲还是处于漂浮状态,而此时浮力=G甲,浮力变小了,故V排2==由于面积相同,体积之比等于高度,V排1:V排2=h1:h2=3:2,水下部分高度为h2:h1=2:3,故A、B、C错误;D中V排1=V甲,而V排2为拿走乙后甲排开液体的体积,故露出体积:甲体积=V甲-V排2:V排2=1:3.
故答案为:D。
16.【答案】D
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)当把石块投入水中后,石块下沉至池底,石块受到水的浮力加上池底对石块的支持力等于石块重,据此求出石块重,根据空船的状态判断出空船受到的浮力;
(3)首先根据石块的浮力2N,利用阿基米德原理计算出石块的体积,再根据计算出它的密度;
(4)石块在船上受到的浮力等于船重加上石块重;石块放入水中二者受到的浮力等于船重加上石块受到的浮力,再根据阿基米德原理判断排开水的体积大小,最后船将两个排开水的体积相减即可。
【解答】把石块投入水中后,石块下沉至池底,
石块的重力为:G石=F浮+F支=2N+3N=5N,故B正确不合题意;
石块在船上,二者受到水的浮力:F浮1=G船+G石,
则空船的重力为:G船=F浮1-G石=10N-5N=5N,
空船在水中处于漂浮状态,空船的浮力等于空船的重力,
所以为空船所受浮力为:F浮船=G船=5N,故A正确不合题意;
石块的体积:;
则石块的密度为:,故C正确不合题意;
石块在船上时排开水的体积为:;
船自身排开水的体积:;
船排开水的体积减小了:ΔV=V排-V排=10-3m3-5×10-4m3=5×10-4m3,故D错误符合题意。
故选D。
17.【答案】B
【知识点】密度公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小;
(2)根据密度公式求出鸡蛋的密度,物体悬浮在液体中时,物体的密度等于液体的密度;
(3)物体漂浮时,浮力等于自身的重力;
(4)根据浮沉条件比较浮力的大小。
【解答】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G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N,
即浮力小于0.55N,故A错误;
B.鸡蛋的密度为:,
图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,
则鸡蛋的密度等于液体的密度,
所以盐水的密度是1.1×103kg/m3,故B正确;
C.图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,故C错误;
D.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F甲<F乙=F丙,故D错误。
故选B。
18.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据物体的浮沉条件分析;
(3)根据浮沉条件比较浮力的大小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体的密度;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】A.图甲中橡皮泥船通过“空心”的方法增大受到的浮力,从而增大载货量,故A错误;
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底时,它排开水的体积不变,即受到的浮力不变,它通过打开舱门,让外面的海水进入体内从而增大自身重力来实现,故B错误;
C.图丙中密度计在两种液体中都是漂浮,则它受到的浮力都等于自身重力,即所受浮力F甲=F乙。根据图片可知,密度计在甲中的V排大于在乙中的V排,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,两种液体的密度ρ甲<ρ乙,故C错误;
D.图丁同一鸡蛋浸没在液体中,它排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大,故D正确。
故选D。
19.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体的重心越低,它就越稳定;
(2)根据漂浮条件判断;
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析;
(4)根据漂浮条件和阿基米德原理分析PQ的间距是否与直径大小有关即可。
【解答】A.加入配重,会使浮力秤的重心降低到水面以下,从而使它竖直立在水中,即的目的是增加浮力秤的稳定性,故A正确不合题意;
B.该浮力秤静止时,始终在液面漂浮,根据浮沉条件可知,它在水中时浮力与重力相等,故B正确不合题意;
C.装入1N砝码时,浮力秤自身的重力增大,则它受到的浮力增大,根据根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,此时浮力秤的V排会变大,那么水面所在的位置会更靠上,则Q点应该是1N砝码装入时的刻度线,故C正确不合题意;
D.浮力秤在水面漂浮,
即F浮力=G;
ρ液gV排=G;
ρ液gSh排=G;
根据上面的关系式可知,PQ的间距h与秤体的横截面积S成反比,即直径越大,横截面积越大,而PQ的间距越小,测量精度变小,故D错误符合题意。
故选D。
20.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和漂浮原理分析。
【解答】“长赐号”脱离运河河底,水位还在持续升高,它排开水的体积不断增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,这段时间内它受到的浮力增大。当浮力等于重力时,它在水面处于漂浮状态,随着水面的升高而升高,此时浮力保持不变。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
21.【答案】大于;小于;向内推
【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)将沉船与浮筒看作一个整体,当浮筒内的水未排出时,整体所受的重力大于浮力,所以船不会浮起。而当浮筒内的水排出后,整体所受的 重力小于浮力,这样轮船与浮筒都将浮出水面。
(2) 用“浮筒打捞法”打捞沉船的原理,其实就是向浮筒内打入压缩空气,将里面的水排出,从而减小重力,相当于图乙中向内推注射器活塞。
22.【答案】(1)所受浮力
(2)550
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮标受到浮力的变化,进而确定它的浮沉原因。
(2)根据浮沉条件分析计算。
【解答】(1)油囊的体积变大时,浮标排开水的体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力变大,此时浮力大于重力,即浮标上浮,那么该浮标是通过改变所受浮力来改变浮沉状态的。
(2)浮标在水面漂浮,
则它受到的浮力F浮力=G=mg=55kg×10N/kg=550N。
23.【答案】(1)等于
(2)不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力和重力的关系;
(2)将茶杯、水和茶叶看作一个整体,然后进行受力分析即可。
【解答】(1)茶叶漂浮在水面,根据漂浮条件可知,它受到的浮力等于重力。
(2)将茶叶、水和茶杯看作一个整体,无论茶叶保持静止状态,还是匀速下沉,它们的总重力保持不变。根据F=G总可知,茶杯对桌面的压力将不变。
24.【答案】(1)B
(2)加氯化钠固体等(合理均可)
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力的大小和液体密度的大小。
(2)根据浮沉条件确定溶液甲的密度变化,进而确定采取的方法。
【解答】(1)该物体在溶液甲中悬浮,则浮力F甲=G,密度ρ甲=ρ;该物体在溶液乙中漂浮,则浮力F乙=G,密度ρ乙>ρ,则浮力F甲=F乙,液体密度ρ甲<ρ乙,故选B。
(2)根据浮沉条件可知,要使图a中的木块漂浮,就要使液体密度ρ甲>ρ,那么应该采取的方法为:加氯化钠固体等。
25.【答案】变大;变大;变小
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据潜水艇的浮沉原理分析重力的变化,再根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析浮力的变化。
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】(1)当潜水艇由江里经过入海口潜行到海里时,潜水艇下沉了,那么它采用打开舱门放入海水的方式实现,因此它的重力将变大。原来为漂浮,后来为悬浮,则潜水艇排开水的体积变大了,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力变大了。
(2)当潜水艇浮出水面时,它排开水的体积变小,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力变小了。
26.【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)根据物体浮沉条件的应用答题;
(2)根据物体的浮沉条件答题。
【解答】(1)甲试管中血滴漂浮,血液的密度小于硫酸铜溶液的密度;乙试管中血滴悬浮,血液的密度等于硫酸铜溶液的密度;丙试管中血滴沉底,血液的密度大于硫酸铜容易的密度。
(2)甲试管中血滴漂浮,血滴受到的浮力等于血滴的受到的重力;乙试管中血滴悬浮,血滴受到的浮力等于血滴的受到的重力;丙试管中血滴沉底,血滴受到的浮力等于血滴的受到的重力;三滴相同的血液受到的重力相等,所以受到浮力最小的是丙试管中的血滴。
答案:(1)乙;(2)丙。
27.【答案】(1)V2﹣V1
(2)ρ水(V2﹣V3)
(3)
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)玻璃珠的体积等于玻璃珠和水的总体积减去量筒内水的体积;
(2)当水面两次都到达标记时,碗受到的浮力相等。因为碗的重力相等,所以小玻璃珠的重力就等于导入空碗内水的重力,也就是二者质量相等。
(3)根据密度公式计算即可。
【解答】(1)玻璃珠和水的总体积为V2,量筒内水的体积为V1,则玻璃珠的总体积为: V=V2﹣V1 。
(2)小玻璃珠的质量等于倒入空碗内水的质量,即m= ρ水(V2﹣V3) ;
(3)根据密度公式得到,小玻璃珠的密度为:。
28.【答案】(1)小于
(2)0.1
(3)不变
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】本题考查浮沉条件和阿基米德原理,根据漂浮时,浮力等于重力,密度小于液体的密度以及F浮=水gV排进行分析解答。
【解答】(1)因为浮标漂浮在水面上,所以由浮沉条件可知,浮标的密度小于水的密度。
(2)由题意可知,浮标排开水的体积 V排=15cm3-5cm3=10cm3=1x10-5m
因为浮标漂浮在水面上,所以浮力等于浮标的重力,则浮标的重力 G=F浮=水gV排=1.0x 103kg/m3x10N/kgx1x10-5m =0.1N
(3)如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半,即1kg的物体受到的重力为5N,g=5N/kg,而浮标和水的密度都没有变化, 所以由F浮=水gV排, G=mg=gV可知, 浮标的浮力和重力都将减小一半, 但仍然满足F浮=G, 浮标仍然处于平衡状态, 则它的位置不变。
29.【答案】(1)>
(2)B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较两个球受到浮力的大小;
(2)根据浮沉条件判断两球受到浮力的大小变化。
【解答】(1)根据图片可知,甲在水中悬浮,乙在水中漂浮。因为二者的体积相等,所以排开盐水的体积V甲排>V乙排,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力F甲>F乙。
(2)甲在盐水中悬浮,则盐水的密度等于甲的密度,加入食盐后,盐水密度变大,则甲会上浮,最终在水面漂浮。根据浮沉条件可知,这两种状态下甲的重力都等于浮力,因此保持不变。
乙在盐水中漂浮,则盐水的密度大于乙的密度。加入食盐后,盐水密度变大,则乙仍然会漂浮。根据漂浮条件可知,乙受到的浮力始终等于自身重力,即浮力保持不变。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
30.【答案】=;减少
【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)根据浮沉条件可知,潜水艇在水中处于悬浮状态,此时其所受浮力与重力相等,即F浮=G;
(2)当物体上浮时,它受到的浮力大于重力。因为潜艇受到的浮力保持不变,所以只能减小自身重力,即水仓内的水量应该减少。
31.【答案】(1)5.2;1.04×105
(2)活塞的横截面积变大,相同大气压下所需拉力增大,会超出弹簧测力计的量程
(3)下沉
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)②根据甲图确定弹簧测力计的量程和分度值,再根据指针位置读出测力计的示数;
④根据计算出活塞的横截面积,再根据计算出大气压强的值。
(2)根据F=pS可知,当大气压强相等时,注射器的活塞横截面积越大,受到的大气压力越大,则弹簧测力计受到的拉力越大,据此分析解答;
(3)根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)②根据甲图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则弹簧测力计的示数为5.2N;
④活塞的横截面积;
则大气压强的数值为:。
(2)另一位同学,仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器乙(长度保持不变)重新进行实验,却无法测出大气压值,其原因可能是:活塞的横截面积变大,相同大气压下所需拉力增大,会超出弹簧测力计的量程。
(3)向外拉注射器的活塞时,注射器内气压减小,外面的水进入注射器,从而使其重力增大。因为重力大于浮力,所以潜水艇模型将下沉。
32.【答案】(1)P
(2)错误
(3)m/Sh
(4)换用管径更细的吸管
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排,比较密度计排开液体体积的大小关系,从而确定液面的刻度位置。
(2)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮 =ρ液gV排,推算出浸入液面的深度h的关系式,从而确定刻度是否均匀。
(3)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮 =ρ液gV排,推断得到液体密度和h的关系式;
(4)密度计的质量不变,则它排开液体的体积不变,根据△V=Sh分析管径的大小与刻度线之间的距离h之间的关系即可。
(3)沉底是浮力小于重力,减小重力即可实现漂浮。
【解答】(1)密度计始终漂浮在液面上,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力保持不变。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度计排开液体的体积与液体密度成反比。
因为酒精的密度小于水的密度,
所以排开液体的体积V排水<V排酒,
所以密度计放在酒精中,液面的位置在水密度值刻度线的上方,
即刻度0.9应该在p点。
(2)密度计漂浮,它受到的浮力等于重力,
即F浮=G物,
ρ液gV排=mg,
ρ液gSh浸=mg,
解得: ,
则密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比,
所以密度计刻度不均匀,即小明这样均匀标示刻度是错误的。
(3)自制密度计的质量为m,则G=mg,
若被测液体的密度为ρ液,密度计处于漂浮状态时,
浮力等于重力,即:F浮=G,
即:ρ液gV排=mg,
ρ液gsh=mg,
解得: 。
(4)因为△V=sh,所以使h变大,应减小S即可,具体做法是:换用管径更细的吸管。
33.【答案】(1)>
(2)不均匀
(3)换稍细的试管制作密度计
【知识点】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:浮力等于重力,液体密度等于物体密度;下沉:浮力等于重力,液体密度小于物体密度;阿基米德公式F=ρ液gV排;V=Sh。
【解答】 (1) 两只密度计都是漂浮在两种液体中,故F浮=G,F1=ρ水gV排水=F2=ρ液gV排液,由于g相同,h<H,S相等,V排水>V排液,ρ水<ρ液;
(2)由于漂浮,在水中或者在其他液体中浮力都是等于密度计重力,重力不变,浮力相等,F1=ρ水gV排水=F2=ρ液gV排液,ρ液=,从式子中可得到,液体密度与液体的高度不是成正比,故刻度值不均匀;
(3)增大相邻之间的间距,根据液体密度的公式中受液体高度的影响,故可以让管子更细,高度更高,让现象更加明显的方法可以换更细的试管制作密度计。
故答案为:(1) >;(2)不均匀;(3) 换稍细的试管制作密度计 。
34.【答案】(1)使简易密度计竖直漂浮在液体中
(2)C
(3)支持。密度计漂浮,浮力=重力,增大配重就要增大浮力,根据阿基米德原理,需要增大V排,浸入液体中的深度就增大了。
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体的重心越低越稳定,当没有铜丝时,吸管会横躺在水面上,此时重心最低。当塞入铜丝后,重心会转移到吸管的一端,因此密度计会竖直漂浮在水中。
(2)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析判断;
(3)当液体密度值变化相同时,两个刻度之间的距离更大,则密度计的测量结果越精确,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析即可。
【解答】(1)小明在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重,这样做的目的是:使简易密度计竖直漂浮在液体中。
(2)密度计在液体中漂浮,所受浮力等于自身的重力,则F浮液=G,也就是ρ液gSh液=G,
因为g、S和G一定,所以h液和ρ液成反比,则密度计的刻度分布不均匀,故A错误;
由ρ液gSh液=G可知,浸入液体中的深度越小,说明液体的密度越大,因此密度计的刻度由上至下数值逐渐增大,故D错误;
因h液和ρ液成反比例,所以在密度增大量Δρ相同时,Δh会减小,即越往下刻度线的间距减小,故B错误,C正确。
故选C。
(3)我支持他的观点,理由是:密度计漂浮,浮力=重力,增大配重就要增大浮力,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,需要增大V排,浸入液体中的深度就增大了。
35.【答案】(1)不变;甲
(2)P;h=
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力的大小和液体密度的大小,从而确定装酒精的容器。
(2)①根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较0.9时V排的大小,从而确定这个刻度的相对位置;
②根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排推导h与液体密度的关系。
【解答】(1)密度计在两种液体中都是漂浮,则它受到的浮力都等于自身重力。因为密度计的重力保持不变,所以它受到的浮力不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力相等时,排开液体的体积与液体密度成反比。因为酒精的密度小于水的密度,所以排开酒精的体积大于排开水的体积,因此装酒精的容器是甲。
(2)①根据(1)中的分析可知,刻度0.9<1.0,则前者排开液体的体积大于后者排开液体的体积,即刻度0.9应该在1.0上面,也就是p。
②密度计在液面漂浮,
则F浮=G;
ρ液gV排=mg;
ρ液V排=m;
ρ液sh=m;
解得:。
36.【答案】(1)失水
(2)浮子在水中漂浮时,F浮=G=0.02N
根据F=ρ水g V排=ρ水g Sh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10-4 m2×h=0.02N
解得:h=0.04 m
答:浮子在水中漂浮时,浸入水中的深度是0.04 m。
(3) =400Pa
答:营养液对漂浮的浮子底面的压强为400Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)水总是从渗透压小的一侧向大的一侧流动;
(2)首先根据漂浮条件计算出种子受到的浮力,再根据阿基米德原理F=ρ液g V排列出方程,代入数据计算即可。
(3)当种子漂浮在液面上时,它的上表面受到液体压力为零,根据F浮=F向上-F向下可知,液体对它的下表面向上的压力等于它受到的浮力,然后根据压强公式计算即可。
【解答】(1)若储水盆内所用营养液浓度过高,则它的渗透压明显大于细胞内的渗透压,于是细胞内的水会向外流出而失水。
37.【答案】(1)等于
(2)解:G=mg=2.06×109N
冰川熔化前排开海水的体积V排=F浮/ρ海g=2×105m3
(3)解:若冰川中的冰全部熔化成水,水的体积:V水=m冰/ρ水=2.06×105m3
因V排<V水,所以海中冰川熔化后,海平面会升高。
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力和重力的大小;
(2)首先根据F浮力=G=mg计算出冰川受到的浮力,再根据阿基米德原理计算出冰川排开海水的体积。
(3)冰川熔化前后,质量保持不变,据此计算出它完全熔化成水的体积,然后与原来排开海水的体积进行比较即可。
【解答】(1)冰川熔化前在水面漂浮,根据浮沉条件可知,它此时受到的浮力等于冰块的重力。
(2)冰川熔化前受到的浮力F浮=G=mg=2.06×108kg×10N/kg=2.06×109N;
冰川熔化前排开海水的体积。
38.【答案】(1)改变自身重力
(2)解:漂浮时,F浮= G排= m排g=9ⅹ106kgⅹ10N/kg=9×107N
答:核潜艇以水上最大排水量漂浮在海水中时受到的浮力为9×107牛。
(3)解:核潜艇以水下最大排水量悬停在海水中时,F悬浮=G排下=G
排出3000t海水后,核潜艇漂浮在海面上时,F漂浮=G排=G’
则核潜艇前后浮力的减少量为: DF浮=F悬浮-F漂浮=G-G’= DG= Dmg=3ⅹ106kgⅹ10N/kg=3×107N
V露=ΔV排= =3×103m3
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)核潜艇在水中浸没时排开水的体积不变,即它受到的浮力不变,要改变浮沉状态,就只能改变自身重力,即通过调节水仓中海水的重力实现浮沉变化。
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算出漂浮时受到的浮力;
(3)核潜艇漂浮与悬浮时排开液体的体积不同则所受浮力不同,根据核潜艇悬浮与漂浮时的浮力差,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算悬浮与漂浮时排开液体体积的差值,即核潜艇漂浮时露出海面的体积。
【解答】(1)核潜艇在水中是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。
39.【答案】(1)改变自身重力
(2)根据图中水下的排水量可知:F=G排=m排g=11500000kg×10N/kg= 1.15×108N ;
(3)在水面航行时排水量为9000t=9000000kg,F=G排=m排g=9×107N,F=G排=ρgV排,
V排==9000m3,
而水下航行时,V排=V物===11500m3,
V露=11500m3-9000m3=2500m3.
【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】潜艇的两侧有水舱,当水舱充满水时,潜艇受到的重力大于浮力,潜艇就会下沉。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分,潜艇受到的重力小于浮力时,潜艇就会上浮,当水舱里留有适量的水,潜艇受到的重力等于浮力时,潜艇就能够停留在水下某一深度的地方;F=G排=ρgV排。
【解答】(1)潜水艇是通过排出水舱中水,水进入水舱来改变潜水艇的重力,实现上浮、下沉的.
40.【答案】(1)解:将正方体物块浸没于水中,物块排开水的体积: V排=V物=(0.1m)3=1×10-3m3,
此时物块受到水的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N,
根据浮力产生的原因可知,物块上下表面受到的压力差: F下-F上=F浮=10N
(2)解: 物块的质量m=500g=0.5kg,
物块的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N<10N=F浮,
因为物块完全浸没时浮力大于重力,
所以放手后,物块上浮,最后漂浮,浮力等于自身的重力,即F浮′=G=5N
【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】(1)首先根据V排=V物=a3计算出排开水的体积,再根据 F浮=ρ水gV排 计算出物体受到的浮力,最后根据 F下-F上=F浮 计算即可。
(2)根据G=mg计算出物体的重力,然后与完全浸没时受到的浮力比较,从而确定静止时的状态,进而计算出它静止时受到的浮力。
41.【答案】操作方法:从A处向烧瓶中打入气体
原理:烧瓶处于悬浮时,浮力与重力大小相等;向烧瓶打入气体后,烧瓶中的气压增大,烧瓶中的水被压出,整个装置的重力减小,而浮力的大小不变,此时浮力大于重力,烧瓶上浮。
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)烧瓶内气压增大,则里面的水流出,自身重力减小;烧瓶内的气压减小,则外面的水进入,自身重力增大;
(2)悬浮时,浮力等于重力了;上浮时,浮力小于重力,根据物体的浮沉条件分析解答。
42.【答案】①大米因密度大于水(或重力大于浮力)会下沉到杯底。
②雪碧打开后因气压减小而大量气体以气泡形式逸出。
③气泡吸附在大米表面,大米排开液体体积增大,浮力增大。
④大米所受浮力大于重力,大米上浮;
⑤气泡破裂后,大米排开液体体积减小,浮力减小;浮力小于重力,大米下沉。
示例:
大米放入雪碧后,因密度大于水会下沉到杯底。雪碧从瓶中倒出后,由于气压减小,大量二氧化碳气体逸出,在雪碧内形成气泡。气泡会附着在大米表面,使大米排开液体体积增大,浮力增大。浮力大于重力,大米上浮。大米露出液面后,气泡破裂,大米排开液体体积减小,浮力减小,浮力小于重力,大米下沉。如此反复。
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】①物体密度大于水(或重力大于浮力)会下沉到杯底。
②气压减小,气体的溶解度减小,大量气体以气泡形式逸出。
③根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知,物体排开液体体积增大,浮力增大。
④物体所受浮力大于重力,上浮;
⑤气泡破裂后,大米排开液体体积减小,浮力减小;浮力小于重力,大米下沉,据此分析解答。
43.【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浙教版科学八上1.3水的浮力同步练习(4)
一、单选题
1.(2021八上·淳安期末)有甲、乙、丙三个实心物体,密度分别为ρ甲=0.85g/cm3,ρ乙=1.05g/cm3,ρ丙=1.25g/cm3。现将它们放在密度为1.05g/cm3的液体中,当三个物体静止时,甲、乙、丙三个物体所在的位置对应图中所示的序号可能是(  )
A.1 、 2 、 4 B.1 、 4 、 3 C.1 、 2 、 3 D.2 、 3 、 4
【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析。
【解答】根据题目条件可知,甲的密度小于液体密度,在液体中漂浮,应该为①;
乙的密度等于液体密度,在液体中悬浮,应该为②或③;
丙的密度大于液体密度,应该在液体中下沉,应该为④。
那么位置的序号应该为1、2、4或1、3、4。
故选A。
2.(2022八上·临海期末)科学的学习要注意对概念的理解。下列有关“一定”的叙述中正确的是 (  )
A.稀溶液一定是不饱和溶液
B.饱和溶液的溶质质量分数一定比不饱和溶液的质量分数大
C.同一密度计在测量不同液体密度时,所受的浮力一定相同
D.沉到水底的物体受到的浮力一定比浮在水面的物体小
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;饱和溶液与不饱和溶液;溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】(1)根据稀溶液和溶液是否饱和的关系判断;
(2)注意分析温度对溶解度的影响,以及不同物质溶解度不同;
(3)(4)根据浮沉条件判断。
【解答】A.稀溶液不一定是不饱和溶液,浓溶液不一定是饱和溶液,故A错误;
B.相同温度下,同种物质的溶解度相同,即饱和溶液的溶质质量分数一定大于不饱和溶液的溶质质量分数,故B错误;
C.密度计始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于自身重力,即浮力保持不变,故C正确;
D.物体受到浮力的大小与它排开水的体积大小有关,与它在水里的状态无关,故D错误。
故选C。
3.(2021八上·温州期末)某同学用软瓶和矿泉水瓶制作“浮沉子”。先在软瓶内加入适量液体并密封,再放入矿泉水瓶并使其漂浮(如图甲),最后密封矿泉水瓶。用力挤压矿泉水瓶,软瓶稍有下沉但仍漂浮(如图乙)。挤压过程中,下列软瓶相关量的变化图像表达正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)封闭气体的压强与体积成反比,即体积越小,气压越大;
(2)根据矿泉水瓶的体积变化确定软瓶的体积变化;
(3)根据V露=V-V排判断;
(4)根据浮沉条件判断。
【解答】用力挤压矿泉水瓶后,瓶子的体积减小,那么瓶内气压增大。小软瓶受到的气压增大后,体积会减小,它里面的气压也会增大,故A、B错误;
软瓶下沉后,根据V露=V-V排可知,软瓶露出水面的体积减小,故C错误;
软瓶始终漂浮在水面上,则它受到的浮力始终等于重力,即保持不变,故D正确。
故选D。
4.(2021八上·天台期末)将一只鸡蛋分别放入盛有清水和盐水的烧杯中,鸡蛋静止时的位置如图,则下列说法正确的是(  )
A.鸡蛋的密度小于水的密度
B.鸡蛋的密度大于盐水的密度
C.鸡蛋在两种液体中所受浮力相等
D.盐水中鸡蛋受到的浮力与重力相等
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据浮沉条件比较鸡蛋和水的密度大小;
(3)(4)根据浮沉条件和二力平衡的知识比较浮力和重力的大小。
【解答】鸡蛋在清水中下沉,则鸡蛋密度大于清水;在盐水中悬浮,则鸡蛋密度等于盐水密度,故A、B错误;
鸡蛋在清水中下沉,则浮力小于重力;在盐水中悬浮,则浮力等于重力,因此鸡蛋在清水中的浮力小于在盐水中的浮力,故C错误,D正确。
故选D。
5.(2021八上·余姚期末)用质量相同的黄金制成大小不同的两个空心金球,放入质量相同的甲、乙两种不同液体中(两个水槽相同),静止时如图所示,不计球内空气的质量。下列说法中正确的是(  )
A.小金球受到的浮力较大
B.大金球受到的浮力较大
C.甲液体的密度较小
D.甲、乙两液体对水槽底部的压强一样大
【答案】D
【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据浮沉条件比较金球受到浮力的大小关系;
(3)根据浮沉条件比较液体密度的大小;
(4)首先根据F=G液+G球比较容器底部受到液体压力的大小,再根据压强公式比较容器底部受到液体压强的大小。
【解答】两个金球的质量相等,根据G=mg可知,它们的重力相等。两个金球在液体中都是悬浮状态,则它们受到的浮力都等于自身重力,即它们受到的浮力相等,故A、B错误;
两个金球的质量相等,但是体积V小ρ乙,故C错误;
金球的重力相等,液体的重力相等,根据F=G液+G球可知,容器底部受到液体的压力相等。根据压强公式可知,容器底部受到液体的压强相等,故D正确。
故选D。
6.(2021八上·青田期末)冬至,是我国的二十四节气之一,在这一天,我们会吃汤圆过冬至。小科发现汤圆刚放入水中时会沉入锅底,而当汤圆煮熟时则会浮出水面,针对此现象,小科同学用简化图模拟烧煮一段时间后的汤圆分布图(其中A、B、C表示汤圆),则以下分析正确的是(  )
A.A汤圆与锅底接触,则A的密度一定大于水的密度
B.B汤圆静止时,浮力等于重力
C.C汤圆浮出水面,则C汤圆的密度等于水的密度
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,则B汤圆所受浮力减小
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】A.A汤圆与锅底接触,它的下表面没有水,即它只受到向下的水的压强,不受向上的水的压强,则不受浮力,因此A的密度不一定大于水的密度,故A错误;
B.B汤圆静止时,它在水中悬浮,则它受到的浮力等于重力,故B正确;
C.C汤圆浮出水面,它在水面漂浮,那么则C汤圆的密度小于水的密度,故C错误;
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,那么水的密度增大,则B汤圆的密度小于水的密度,会最终漂浮在水面上。根据浮沉条件可知,此时它受到的浮力仍然等于重力,即浮力保持不变,故D错误。
故选B。
7.(2021八上·拱墅期末)水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器,装有等量的水,用两个完全相同的橡皮泥,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放入其中,如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙;甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙,则(  )
A.F浮甲C.F甲F乙
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件比较橡皮泥受到浮力的大小,根据F=G总比较容器对桌面的压力大小。
【解答】橡皮泥在甲中下沉,则它受到的浮力F甲橡皮泥在乙中漂浮,则它受到的浮力F乙=G;
则浮力F甲甲和乙容器对水平桌面的压力等于上面所有物体的重力之和,即F=G总=G容器+G水+G橡皮泥;
因此容器对水平桌面的压力F甲=F乙。
故C、D错误。
故选A。
8.(2021八上·龙湾期中)观察自然现象,通过实验研究揭示其原理,并解释生产、生活中的应用,这是科学学习的一种基本方法。下列各项的现象、原理与应用之间不对应的是(  )
选项 A B C D
现象 高山上,普通的锅难以将饭煮熟 刮风时,窗帘向外飘 两块相同的橡皮泥做成实心的球形和碗形放在水中,一个沉底,一个漂浮 煮熟的汤圆浮在水面上
探究原理 沸点与气压的关系 气压与流速的关系 研究影响浮力大小因素 物体的浮沉条件
应用 高压锅 飞机 潜水艇 轮船
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】将题目描述的现象与对应的原因和应用进行分析,三者不一致的就是正确选项。
【解答】A.大气压强随高度的增大而减小,因此普通的锅在高山上不能将饭煮熟。而液体的沸点随上方气压的增大而升高,据此发明了高压锅解决这个问题,故A正确不合题意;
B.刮风时,窗户外面空气流速大压强小,于是窗帘向外飘,这就是流体压强和流速的关系,而飞机的机翼正是利用整个原理产生升力的,故B正确不合题意;
C.球形的橡皮泥在水底,碗状的橡皮泥在水面漂浮,这说明浮力增大了,即利用空心的方法增大浮力,应用是轮船而不是潜水艇,故C错误符合题意;
D.煮熟的汤圆体积膨胀,增大了自身浮力,于是可以漂浮在水面上,利用的浮沉条件,应该为轮船,故D正确不合题意。
故选C。
9.(2021八上·绍兴期中)把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示。甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,若甲杯中的液体是水,则小球的质量和体积分别为(  )
A.40g 40cm3 B.40g 50cm3 C.50g 40cm3 D.50g 50cm3
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件计算出小球的质量,根据“排水法”计算出小球的体积。
【解答】根据图片可知,小球在乙中漂浮,它受到的浮力等于重力。根据阿基米德原理F浮=G排可知,此时小球排开液体的重力等于自重,即G排=G。根据G=mg可知,小球的质量m=m排=50g。
在甲中,小球沉底,则它的体积等于排开液体的体积,即。
故选C。
10.(2021八上·绍兴期中)水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器,分别装有密度不同的液体,将两个完全相同的小球放入容器中,静止时两容器中液面高度相同,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B.甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力
C.甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力
D.甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部受到液体的压力
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较液体的密度大小;
(2)根据浮沉条件比较浮力大小;
(3)水平面上物体产生的压力等于所有物体的重力之和;
(4)首先根据p=ρ液gh比较容器底部受到压强的变化,再根据F=pS比较容器受到压力的变化。
【解答】A.小球在甲中漂浮,则ρ甲>ρ;小球在乙中悬浮,则ρ乙=ρ,则液体密度:ρ甲>ρ乙,故A错误;
B.小球在甲中漂浮,则浮力F甲=G;小球在乙中悬浮,则浮力F乙=G,那么浮力F甲=F乙,故B错误;
C.小球在甲和乙中受到的浮力都等于自身重力,根据阿基米德原理F浮力=G排可知,它们排开液体的重力G排=G,即它们的重力恰好等于缺少的那些液体的重力,相当于没有两个球,只有液体。甲的密度大于乙,但是甲的体积小于乙,根据G=ρgV可知,甲液体的重力可能小于乙液体的重力。根据F=G容器+G液可知,甲容器对桌面的压力可能小于乙,故C错误;
D.根据p=ρ液gh可知,容器地表受到压强p甲>p乙,根据F=pS可知,容器底部受到压强F甲>F乙,故D正确。
故选D。
11.(2021八上·乐清期中)在购买金鱼时,商家一般会将金鱼放在装有水的透明塑料袋中扎好,便于顾客携带。若将其直接放入盛水的玻璃缸中(不计塑料袋质量),下列情况可能发生的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;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F浮=ρ液gV排分析判断。
【解答】金鱼在水中悬浮,则它的密度几乎等于水的密度,
也就是相当于袋内只有水,而没有金鱼。
不计塑料袋的质量,根据浮沉条件可知,塑料袋受到的浮力等于水的重力,
即F浮力=G水;
ρ水gV排=ρ水gV;
解得:V排=V;
因此内外水面相平,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.(2021八上·乐清期中)如图所示,a、b、c是三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同,放入水中后,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。则下列判断中不正确的是(  )
A.它们的体积关系是:Va>Vb=Vc
B.它们的重力关系是:Ga=Gb<Gc
C.它们所受的浮力关系是:Fa=Fb=Fc
D.它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;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F浮力=ρ液gV排分析判断。
【解答】A.由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<Va,V排b=Vb,
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,
所以Fa=Ga,Fb=Gb;
因为a与b质量相等,则物体的重力相等,
所以浮力Fa=Fb,
因为F浮=ρgV排,
所以V排a=V排b,
所以Va>Vb,
由题干可知:Vb=Vc,
所以Va>Vb=Vc,故A正确不合题意;
B.因为b悬浮,c沉入底部,
所以Fb=Gb,Fc<Gc;
因为b与c体积相同,
所以根据F浮=ρgV排可知:Fb=Fc,
所以Gb<Gc;
则Ga=Gb<Gc,故B正确不合题意;
C.由上分析可知:浮力Fa=Fb=Fc,故C正确不合题意。
D.a漂浮、b悬浮、c沉入底部,根据浮沉条件可知:ρa<ρb<ρc,故D错误符合题意。
故选D。
13.(2021八上·绍兴期中)如图所示,三个体积相同而材料不同的球 A、B、C,分别静止在水中,A 漂浮,B 悬浮, C 沉底。以下说法错误的是(  )
A.A 球所受浮力最大
B.B 球密度等于液体密度
C.C球所受水的压强最大
D.C 球在竖直方向上受到的力的个数最多
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小;
(2)根据浮沉条件分析;
(3)根据液体压强公式p=ρ液gh判断;
(4)对三个球进行受力分析即可。
【解答】A.根据图片可知,排开液体的体积VAB.B球在水中悬浮,根据浮沉条件可知,B球密度等于液体密度,故B正确不合题意;
C.C球的深度最大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,C球受到水的压强最大,故C正确不合题意;
D.A、B两球在竖直方向上只受重力和浮力,而C球受到重力、浮力和支持力,故D正确不合题意。
故选A。
14.(2021八上·绍兴期中)在一定条件下,物体能在水中上浮。图示物体在上浮前后静止时,所受浮力相同的是(  )
A.图甲中沉底的汤圆,煮熟后上浮并浮出水面。
B.图乙中潜水艇排出水舱中水后,上浮并浮出水面。
C.图丙中往清水中加盐,沉底的鸡蛋上浮后并浮出水面。
D.图丁中轮船从长江驶入大海,船体上的吃水线 W 线上浮后并浮出水面。
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(3)(4)根据浮沉条件比较浮力的大小变化;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较浮力的大小变化。
【解答】A.汤圆沉在底部时,浮力小于重力;汤圆上浮时,浮力大于重力。因为汤圆的重力不变,所以它受到的浮力增大,故A不合题意;
B.潜水艇上浮露出水面时,它排开水的体积减小,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它受到的浮力减小,故B不合题意;
C.鸡蛋沉在底部时,浮力小于重力;鸡蛋上浮时,浮力大于重力。因为汤圆的重力不变,所以它受到的浮力增大,故C不合题意;
D.轮船始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于重力,因此它受到的浮力保持不变,故D符合题意。
故选D。
15.(2021八上·杭州期中)甲、乙两物体的密度相同,甲的体积是乙的2倍.将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表面相平,如图所示.现将乙物体取下,当甲物体静止时,甲物体将(  )
A.沉在水槽的底部
B.悬浮在原位置
C.漂浮,水下部分高度与甲的高度之比为1:2
D.漂浮,露出水面部分的体积与甲的体积之比为 1:3
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】漂浮浮力等于重力,浮力等于排开液体的重力等于ρ液gV排,ρ=。
【解答】甲和乙密度相同,甲的体积为乙的2倍,则甲的质量为乙的2倍,甲完全浸没,甲乙整体处于漂浮,F浮=ρ液gV甲=G甲+G乙,V甲=V排1==而拿走了乙物体,甲密度没有发生改变,甲还是处于漂浮状态,而此时浮力=G甲,浮力变小了,故V排2==由于面积相同,体积之比等于高度,V排1:V排2=h1:h2=3:2,水下部分高度为h2:h1=2:3,故A、B、C错误;D中V排1=V甲,而V排2为拿走乙后甲排开液体的体积,故露出体积:甲体积=V甲-V排2:V排2=1:3.
故答案为:D。
16.(2021八上·杭州期中)如图所示,装有石块的小船浮在水面上时所受浮力为10N,当把石块投入水中后,石块所受浮力为2N,池底对石块的支持力为3N,下列判断中不正确的是(  )
A.空船所受浮力为5N
B.石块所受重力等于5N
C.石块的密度是2.5×103kg/m3
D.船排开水的体积减小了8×10﹣4m3
【答案】D
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)当把石块投入水中后,石块下沉至池底,石块受到水的浮力加上池底对石块的支持力等于石块重,据此求出石块重,根据空船的状态判断出空船受到的浮力;
(3)首先根据石块的浮力2N,利用阿基米德原理计算出石块的体积,再根据计算出它的密度;
(4)石块在船上受到的浮力等于船重加上石块重;石块放入水中二者受到的浮力等于船重加上石块受到的浮力,再根据阿基米德原理判断排开水的体积大小,最后船将两个排开水的体积相减即可。
【解答】把石块投入水中后,石块下沉至池底,
石块的重力为:G石=F浮+F支=2N+3N=5N,故B正确不合题意;
石块在船上,二者受到水的浮力:F浮1=G船+G石,
则空船的重力为:G船=F浮1-G石=10N-5N=5N,
空船在水中处于漂浮状态,空船的浮力等于空船的重力,
所以为空船所受浮力为:F浮船=G船=5N,故A正确不合题意;
石块的体积:;
则石块的密度为:,故C正确不合题意;
石块在船上时排开水的体积为:;
船自身排开水的体积:;
船排开水的体积减小了:ΔV=V排-V排=10-3m3-5×10-4m3=5×10-4m3,故D错误符合题意。
故选D。
17.(2021八上·杭州期中)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1.1×103kg/m3
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
【答案】B
【知识点】密度公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小;
(2)根据密度公式求出鸡蛋的密度,物体悬浮在液体中时,物体的密度等于液体的密度;
(3)物体漂浮时,浮力等于自身的重力;
(4)根据浮沉条件比较浮力的大小。
【解答】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G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N,
即浮力小于0.55N,故A错误;
B.鸡蛋的密度为:,
图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,
则鸡蛋的密度等于液体的密度,
所以盐水的密度是1.1×103kg/m3,故B正确;
C.图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,故C错误;
D.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F甲<F乙=F丙,故D错误。
故选B。
18.(2021八上·杭州期中)下列说法正确的是(  )
A.图甲中橡皮泥船采用改变自重的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变浮力大小来实现的
C.图丙中密度计在两种液体中所受浮力F甲=F乙,两种液体的密度ρ甲>ρ乙
D.图丁同一鸡蛋浸没在液体中,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据物体的浮沉条件分析;
(3)根据浮沉条件比较浮力的大小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体的密度;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】A.图甲中橡皮泥船通过“空心”的方法增大受到的浮力,从而增大载货量,故A错误;
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底时,它排开水的体积不变,即受到的浮力不变,它通过打开舱门,让外面的海水进入体内从而增大自身重力来实现,故B错误;
C.图丙中密度计在两种液体中都是漂浮,则它受到的浮力都等于自身重力,即所受浮力F甲=F乙。根据图片可知,密度计在甲中的V排大于在乙中的V排,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,两种液体的密度ρ甲<ρ乙,故C错误;
D.图丁同一鸡蛋浸没在液体中,它排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大,故D正确。
故选D。
19.(2021八上·杭州期中)如图所示,自制浮力秤是由轻质塑料桶和配重组成,其中P、Q为自制浮力秤上的两根刻度线,其中一根是空浮在水中时液面重合,另一根是装入1N的钩码时的刻度线,现在自制浮力秤中放入某物体,此时浮力秤静止于水中的液面到Q、P的距离相等。下列分析不正确的是(  )
A.加入配重的目的是增加浮力秤的稳定性
B.该浮力秤静止在水中时浮力与重力相等
C.Q点是装入1N钩码时的刻度线
D.用直径更大的秤体,可以使PQ间距变大,提高精度
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体的重心越低,它就越稳定;
(2)根据漂浮条件判断;
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析;
(4)根据漂浮条件和阿基米德原理分析PQ的间距是否与直径大小有关即可。
【解答】A.加入配重,会使浮力秤的重心降低到水面以下,从而使它竖直立在水中,即的目的是增加浮力秤的稳定性,故A正确不合题意;
B.该浮力秤静止时,始终在液面漂浮,根据浮沉条件可知,它在水中时浮力与重力相等,故B正确不合题意;
C.装入1N砝码时,浮力秤自身的重力增大,则它受到的浮力增大,根据根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,此时浮力秤的V排会变大,那么水面所在的位置会更靠上,则Q点应该是1N砝码装入时的刻度线,故C正确不合题意;
D.浮力秤在水面漂浮,
即F浮力=G;
ρ液gV排=G;
ρ液gSh排=G;
根据上面的关系式可知,PQ的间距h与秤体的横截面积S成反比,即直径越大,横截面积越大,而PQ的间距越小,测量精度变小,故D错误符合题意。
故选D。
20.(2021八上·长兴期中)2021年3月23日,巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅,如图所示。28日海水涨潮、运河水位上升,但“长赐号”仍处于搁浅状态,29日“长赐号”脱离运河河底,此时水位还在持续升高,最终调转船头回归正常航道。28~29日,海水涨潮、运河水位持续上升过程中,“长赐号”受到的浮力(  )
A.先变大后不变 B.先不变后变大
C.一直变大 D.一直不变
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和漂浮原理分析。
【解答】“长赐号”脱离运河河底,水位还在持续升高,它排开水的体积不断增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,这段时间内它受到的浮力增大。当浮力等于重力时,它在水面处于漂浮状态,随着水面的升高而升高,此时浮力保持不变。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
二、填空题
21.(2021八上·淳安期末)人们常用 “浮筒打捞法”打捞沉船(如图甲) 。
它的做法是: 首先把几个浮筒灌满水,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, 沉船便可以浮起来。 原理分析:将沉船与浮筒看作一个整体,当浮筒内的水未排出时,整体 所受的重力   (选填“大于” 、“小于”或“等于”)浮 力,所以船不会浮起。而当浮筒内的水排出后,整体所受的 重力   (选填“大于” 、“小于”或“等于”)浮力,这 样轮船与浮筒都将浮出水面。 用“浮筒打捞法”打捞沉船的 原理,相当于图乙中   (选填“向外拉”或“向内 推”) 注射器活塞。
【答案】大于;小于;向内推
【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)将沉船与浮筒看作一个整体,当浮筒内的水未排出时,整体所受的重力大于浮力,所以船不会浮起。而当浮筒内的水排出后,整体所受的 重力小于浮力,这样轮船与浮筒都将浮出水面。
(2) 用“浮筒打捞法”打捞沉船的原理,其实就是向浮筒内打入压缩空气,将里面的水排出,从而减小重力,相当于图乙中向内推注射器活塞。
22.(2021八上·三门期末)图甲是自沉浮式探测浮标,广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图乙所示,由坚硬壳体和下方可伸缩油囊两部分组成。当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积变大;当油囊中的油被抽回壳体内时,油囊排开水的体积变小。
(1)该浮标是通过改变    (填"重力”或“所受浮力”)来改变沉浮状态的:
(2)已知浮标总质量为55kg,该浮标漂浮在水面上所受到的浮力是   N。
【答案】(1)所受浮力
(2)550
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮标受到浮力的变化,进而确定它的浮沉原因。
(2)根据浮沉条件分析计算。
【解答】(1)油囊的体积变大时,浮标排开水的体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力变大,此时浮力大于重力,即浮标上浮,那么该浮标是通过改变所受浮力来改变浮沉状态的。
(2)浮标在水面漂浮,
则它受到的浮力F浮力=G=mg=55kg×10N/kg=550N。
23.(2021八上·浙江期中)杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。
(1)茶叶漂浮在水面,是因为浮力   重力(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)茶叶匀速下沉阶段(不考虑水的蒸发),茶杯对桌面的压力将   (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)等于
(2)不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力和重力的关系;
(2)将茶杯、水和茶叶看作一个整体,然后进行受力分析即可。
【解答】(1)茶叶漂浮在水面,根据漂浮条件可知,它受到的浮力等于重力。
(2)将茶叶、水和茶杯看作一个整体,无论茶叶保持静止状态,还是匀速下沉,它们的总重力保持不变。根据F=G总可知,茶杯对桌面的压力将不变。
24.(2021八上·龙湾期中)如图所示,同一物体浸在甲(氯化钠不饱和溶液)中悬浮(图a),浸在乙(硝酸钾不饱和溶液)中漂浮(图b)。
(1)比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定的是   。
(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
(2)若要(图a)中的木块漂浮你采取的方法是   。
【答案】(1)B
(2)加氯化钠固体等(合理均可)
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力的大小和液体密度的大小。
(2)根据浮沉条件确定溶液甲的密度变化,进而确定采取的方法。
【解答】(1)该物体在溶液甲中悬浮,则浮力F甲=G,密度ρ甲=ρ;该物体在溶液乙中漂浮,则浮力F乙=G,密度ρ乙>ρ,则浮力F甲=F乙,液体密度ρ甲<ρ乙,故选B。
(2)根据浮沉条件可知,要使图a中的木块漂浮,就要使液体密度ρ甲>ρ,那么应该采取的方法为:加氯化钠固体等。
25.(2021八上·绍兴期中)潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用。当潜水艇由江里经过入海口潜行到海里时,若潜水艇在水中处于悬浮状态,其所受重力将
   ,其所受浮力将
   ;当该潜水艇浮出海面,其所受到的浮力大小将
   (以上三空填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】变大;变大;变小
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据潜水艇的浮沉原理分析重力的变化,再根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析浮力的变化。
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】(1)当潜水艇由江里经过入海口潜行到海里时,潜水艇下沉了,那么它采用打开舱门放入海水的方式实现,因此它的重力将变大。原来为漂浮,后来为悬浮,则潜水艇排开水的体积变大了,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力变大了。
(2)当潜水艇浮出水面时,它排开水的体积变小,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力变小了。
26.(2021八上·乐清期中)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)根据物体浮沉条件的应用答题;
(2)根据物体的浮沉条件答题。
【解答】(1)甲试管中血滴漂浮,血液的密度小于硫酸铜溶液的密度;乙试管中血滴悬浮,血液的密度等于硫酸铜溶液的密度;丙试管中血滴沉底,血液的密度大于硫酸铜容易的密度。
(2)甲试管中血滴漂浮,血滴受到的浮力等于血滴的受到的重力;乙试管中血滴悬浮,血滴受到的浮力等于血滴的受到的重力;丙试管中血滴沉底,血滴受到的浮力等于血滴的受到的重力;三滴相同的血液受到的重力相等,所以受到浮力最小的是丙试管中的血滴。
答案:(1)乙;(2)丙。
27.(2021八上·乐清期中)受“曹冲称象”的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性笔等,测量小玻璃珠的密度,如图1所示, 实验步骤如下。
①如图甲,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水面的位置:
②如图乙,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1。
③如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2。
④如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量):
(1)小玻璃珠的总体积为V=   。
(2)小玻璃珠的总质量为m=   。
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ=   。
【答案】(1)V2﹣V1
(2)ρ水(V2﹣V3)
(3)
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)玻璃珠的体积等于玻璃珠和水的总体积减去量筒内水的体积;
(2)当水面两次都到达标记时,碗受到的浮力相等。因为碗的重力相等,所以小玻璃珠的重力就等于导入空碗内水的重力,也就是二者质量相等。
(3)根据密度公式计算即可。
【解答】(1)玻璃珠和水的总体积为V2,量筒内水的体积为V1,则玻璃珠的总体积为: V=V2﹣V1 。
(2)小玻璃珠的质量等于倒入空碗内水的质量,即m= ρ水(V2﹣V3) ;
(3)根据密度公式得到,小玻璃珠的密度为:。
28.(2021八上·杭州期中)西溪湿地的河流旁,有不少钓鱼的人群,水面上有各种各样的浮标,请回答下列问题:
(1)浮标的密度   (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(2)某同学取了一只浮标,并测得浮标的体积为15cm3,放入水中时,露出水面的体积为5cm3,则该浮标的重力为   N。
(3)如果地球的引力变成原来的一半,浮标在水中的位置将   (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。
【答案】(1)小于
(2)0.1
(3)不变
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】本题考查浮沉条件和阿基米德原理,根据漂浮时,浮力等于重力,密度小于液体的密度以及F浮=水gV排进行分析解答。
【解答】(1)因为浮标漂浮在水面上,所以由浮沉条件可知,浮标的密度小于水的密度。
(2)由题意可知,浮标排开水的体积 V排=15cm3-5cm3=10cm3=1x10-5m
因为浮标漂浮在水面上,所以浮力等于浮标的重力,则浮标的重力 G=F浮=水gV排=1.0x 103kg/m3x10N/kgx1x10-5m =0.1N
(3)如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半,即1kg的物体受到的重力为5N,g=5N/kg,而浮标和水的密度都没有变化, 所以由F浮=水gV排, G=mg=gV可知, 浮标的浮力和重力都将减小一半, 但仍然满足F浮=G, 浮标仍然处于平衡状态, 则它的位置不变。
29.(2021八上·东阳期中)室温条件下,水平桌面上放着一个有装有不饱和食盐水的大烧杯,现将用不同材料制成,体积相同的甲,乙两个球同时放入食盐水中,静止后的状态如图所示。
(1)甲、乙两个球受到的F甲   F乙 (填“>、=、<”)
(2)往水槽中再加些食盐充分溶解后,两球受到的浮力 。
A.甲、乙都增大 B.甲、乙都不变
C.甲不变、乙增大 D.甲增大、乙不变
【答案】(1)>
(2)B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较两个球受到浮力的大小;
(2)根据浮沉条件判断两球受到浮力的大小变化。
【解答】(1)根据图片可知,甲在水中悬浮,乙在水中漂浮。因为二者的体积相等,所以排开盐水的体积V甲排>V乙排,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力F甲>F乙。
(2)甲在盐水中悬浮,则盐水的密度等于甲的密度,加入食盐后,盐水密度变大,则甲会上浮,最终在水面漂浮。根据浮沉条件可知,这两种状态下甲的重力都等于浮力,因此保持不变。
乙在盐水中漂浮,则盐水的密度大于乙的密度。加入食盐后,盐水密度变大,则乙仍然会漂浮。根据漂浮条件可知,乙受到的浮力始终等于自身重力,即浮力保持不变。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
30.(2021八上·长兴期中)2021年10月2日,美国海军“康涅狄格”号攻击型核潜在我国南海发生事故。如图所示,潜水艇在水中处于悬浮状态,此时其所受浮力与重力的大小关系为F浮   G(填“>”、“<"或“=”)。发生事故后该艇为了浮出水面,水仓内的水量应   (填“增加”、“减少”或“不变")。
【答案】=;减少
【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)根据浮沉条件可知,潜水艇在水中处于悬浮状态,此时其所受浮力与重力相等,即F浮=G;
(2)当物体上浮时,它受到的浮力大于重力。因为潜艇受到的浮力保持不变,所以只能减小自身重力,即水仓内的水量应该减少。
三、实验探究题
31.(2022八上·慈溪竞赛)小亮用注射器做了以下几个物理小实验:
(1)用容积为2.5mL的注射器、刻度尺和量程为0-10N的弹簧测力计测量大气压的值。
①把注射器活塞推至注射器筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图甲所示安装好实验器材,水平向右缓慢拉动注射器外筒,当注射器中的活塞相对外筒刚开始滑动时,记下图中弹簧测力计的示数为   N;
③用刻度尺测出注射器标有刻度部分的长度为5cm;④算出大气压强值为   Pa。
(2)另一位同学,仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器乙(长度保持不变)重新进行实验,却无法测出大气压值,其原因可能是   。
(3)右上图是自制潜水艇模型,向外拉注射器活塞,原来悬浮的潜水艇模型将   (选填“上浮”或“下沉”)
【答案】(1)5.2;1.04×105
(2)活塞的横截面积变大,相同大气压下所需拉力增大,会超出弹簧测力计的量程
(3)下沉
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)②根据甲图确定弹簧测力计的量程和分度值,再根据指针位置读出测力计的示数;
④根据计算出活塞的横截面积,再根据计算出大气压强的值。
(2)根据F=pS可知,当大气压强相等时,注射器的活塞横截面积越大,受到的大气压力越大,则弹簧测力计受到的拉力越大,据此分析解答;
(3)根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)②根据甲图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则弹簧测力计的示数为5.2N;
④活塞的横截面积;
则大气压强的数值为:。
(2)另一位同学,仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器乙(长度保持不变)重新进行实验,却无法测出大气压值,其原因可能是:活塞的横截面积变大,相同大气压下所需拉力增大,会超出弹簧测力计的量程。
(3)向外拉注射器的活塞时,注射器内气压减小,外面的水进入注射器,从而使其重力增大。因为重力大于浮力,所以潜水艇模型将下沉。
32.(2021八上·绍兴期中)小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作了简易密度计。取一根粗细均匀的饮料吸 管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。如下图所示。
为了给密度计标上刻度,他进行了如下操作:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm3
b.将其放入密度0.9g/cm3植物油中,用同样的方法在密度计上标上0.9g/cm3;
c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3,将整个饮料吸管均匀标上刻度;
d.将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。
(1)如图甲所示,小明制作的密度计,你认为刻度 0.9 应该在   点(选填“p”或“q”)
(2)在实验步骤 c 中,小明这样均匀标示刻度是   (选填“正确”、“错误”)。
(3)若被测液体的密度为ρ液密度计浸入被测液体的深度为 h(如图乙)、自制密度计的质量为 m,横截面积为 S,用给定的字母推导出ρ液关于 h 的关系式为   。
(4)小明为了让简易密度计做的更精确,想使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,请 你为小明设计一种改进方法:   。
【答案】(1)P
(2)错误
(3)m/Sh
(4)换用管径更细的吸管
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排,比较密度计排开液体体积的大小关系,从而确定液面的刻度位置。
(2)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮 =ρ液gV排,推算出浸入液面的深度h的关系式,从而确定刻度是否均匀。
(3)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮 =ρ液gV排,推断得到液体密度和h的关系式;
(4)密度计的质量不变,则它排开液体的体积不变,根据△V=Sh分析管径的大小与刻度线之间的距离h之间的关系即可。
(3)沉底是浮力小于重力,减小重力即可实现漂浮。
【解答】(1)密度计始终漂浮在液面上,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力保持不变。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度计排开液体的体积与液体密度成反比。
因为酒精的密度小于水的密度,
所以排开液体的体积V排水<V排酒,
所以密度计放在酒精中,液面的位置在水密度值刻度线的上方,
即刻度0.9应该在p点。
(2)密度计漂浮,它受到的浮力等于重力,
即F浮=G物,
ρ液gV排=mg,
ρ液gSh浸=mg,
解得: ,
则密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比,
所以密度计刻度不均匀,即小明这样均匀标示刻度是错误的。
(3)自制密度计的质量为m,则G=mg,
若被测液体的密度为ρ液,密度计处于漂浮状态时,
浮力等于重力,即:F浮=G,
即:ρ液gV排=mg,
ρ液gsh=mg,
解得: 。
(4)因为△V=sh,所以使h变大,应减小S即可,具体做法是:换用管径更细的吸管。
33.(2021八上·杭州期中)小明利用浮力知识制作了简易密度计如图所示。
(1)将简易密度计放到水中如图(a)所示,测得浸入的长度为 ;放到另一液体中如图(b)所示,浸入的长度为h(h<H)。用 、 分别表示液体和水的密度,则     ,(填“>”“=”或“<”)。
(2)小明根据图(a)在简易密度计上标出1.0刻度线(单位 ,下同),再将简易密度计放在不同液体中,分别标出0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线,结果发现,相邻刻线的间距   (填“均匀”或“不均匀”)。
(3)小明发现相邻刻度线的间距太小,为了提高精确度如何改进密度计。   
【答案】(1)>
(2)不均匀
(3)换稍细的试管制作密度计
【知识点】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:浮力等于重力,液体密度等于物体密度;下沉:浮力等于重力,液体密度小于物体密度;阿基米德公式F=ρ液gV排;V=Sh。
【解答】 (1) 两只密度计都是漂浮在两种液体中,故F浮=G,F1=ρ水gV排水=F2=ρ液gV排液,由于g相同,h<H,S相等,V排水>V排液,ρ水<ρ液;
(2)由于漂浮,在水中或者在其他液体中浮力都是等于密度计重力,重力不变,浮力相等,F1=ρ水gV排水=F2=ρ液gV排液,ρ液=,从式子中可得到,液体密度与液体的高度不是成正比,故刻度值不均匀;
(3)增大相邻之间的间距,根据液体密度的公式中受液体高度的影响,故可以让管子更细,高度更高,让现象更加明显的方法可以换更细的试管制作密度计。
故答案为:(1) >;(2)不均匀;(3) 换稍细的试管制作密度计 。
34.(2021八上·瑞安月考)科学拓展课上,同学们利用一根吸管制作一个简易密度计。
(1)小明在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重,这样做的目的是   。
(2)在老师的指导下,同学们通过计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计,以下四位同学标刻的刻度合理的是   。
(3)小明提出:适当增大配重可以使简易密度计测量结果更准确,你是否支持他的观点?并说明理由   。
【答案】(1)使简易密度计竖直漂浮在液体中
(2)C
(3)支持。密度计漂浮,浮力=重力,增大配重就要增大浮力,根据阿基米德原理,需要增大V排,浸入液体中的深度就增大了。
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体的重心越低越稳定,当没有铜丝时,吸管会横躺在水面上,此时重心最低。当塞入铜丝后,重心会转移到吸管的一端,因此密度计会竖直漂浮在水中。
(2)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析判断;
(3)当液体密度值变化相同时,两个刻度之间的距离更大,则密度计的测量结果越精确,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析即可。
【解答】(1)小明在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重,这样做的目的是:使简易密度计竖直漂浮在液体中。
(2)密度计在液体中漂浮,所受浮力等于自身的重力,则F浮液=G,也就是ρ液gSh液=G,
因为g、S和G一定,所以h液和ρ液成反比,则密度计的刻度分布不均匀,故A错误;
由ρ液gSh液=G可知,浸入液体中的深度越小,说明液体的密度越大,因此密度计的刻度由上至下数值逐渐增大,故D错误;
因h液和ρ液成反比例,所以在密度增大量Δρ相同时,Δh会减小,即越往下刻度线的间距减小,故B错误,C正确。
故选C。
(3)我支持他的观点,理由是:密度计漂浮,浮力=重力,增大配重就要增大浮力,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,需要增大V排,浸入液体中的深度就增大了。
35.(2021八上·萧山月考)小明在完成“动手动脑学物理”时,认识了密度计。将其放入液体中,当它竖立静止时,密度计的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力   (选填“变大”、“变小”或“不变”);装酒精的容器是   (选填“甲”或“乙”)。
(2)小明将一只铅笔的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;
c.像标示弹簧测力计刻度的方法一样,他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3将整个铅笔均匀标上刻度;
d.他将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。
①如丙图所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在   点(选填“p”或“q”)。
②在实验步骤c中,小明这样均匀标示刻度不对,若被测液体的密度为ρ液,密度计浸入被测液体的深度为h(如图丁)、自制密度计的质量为m,铅笔的横截面积为s,请你推导出h与ρ液的关系式   (用给定的字母表示推导结果)。
【答案】(1)不变;甲
(2)P;h=
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力的大小和液体密度的大小,从而确定装酒精的容器。
(2)①根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较0.9时V排的大小,从而确定这个刻度的相对位置;
②根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排推导h与液体密度的关系。
【解答】(1)密度计在两种液体中都是漂浮,则它受到的浮力都等于自身重力。因为密度计的重力保持不变,所以它受到的浮力不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力相等时,排开液体的体积与液体密度成反比。因为酒精的密度小于水的密度,所以排开酒精的体积大于排开水的体积,因此装酒精的容器是甲。
(2)①根据(1)中的分析可知,刻度0.9<1.0,则前者排开液体的体积大于后者排开液体的体积,即刻度0.9应该在1.0上面,也就是p。
②密度计在液面漂浮,
则F浮=G;
ρ液gV排=mg;
ρ液V排=m;
ρ液sh=m;
解得:。
四、解答题
36.(2021八上·余姚期末)如图甲所示,是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆,里面是一个栽培盆,栽培盆中有--圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动,浮子的顶端可显示水位高低,栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用,从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理可简化成图乙,已知:浮子重为0.02N,横截面积为0.5cm2,
请回答下列问题:
(1)从植物细胞吸水或失水原理分析,若储水盆内所用营养液浓度过高,会导致植物细胞   .
(2)浮子在水中漂浮时,浸入水中的深度是多少
(3)当储水盆内盛有密度比水大的营养液时,营养液对漂浮的浮子底面的压强多大 (g取10N/kg)
【答案】(1)失水
(2)浮子在水中漂浮时,F浮=G=0.02N
根据F=ρ水g V排=ρ水g Sh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10-4 m2×h=0.02N
解得:h=0.04 m
答:浮子在水中漂浮时,浸入水中的深度是0.04 m。
(3) =400Pa
答:营养液对漂浮的浮子底面的压强为400Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)水总是从渗透压小的一侧向大的一侧流动;
(2)首先根据漂浮条件计算出种子受到的浮力,再根据阿基米德原理F=ρ液g V排列出方程,代入数据计算即可。
(3)当种子漂浮在液面上时,它的上表面受到液体压力为零,根据F浮=F向上-F向下可知,液体对它的下表面向上的压力等于它受到的浮力,然后根据压强公式计算即可。
【解答】(1)若储水盆内所用营养液浓度过高,则它的渗透压明显大于细胞内的渗透压,于是细胞内的水会向外流出而失水。
37.(2021八上·吴兴期末)全球变暖,冰川融化、海平面上升,正悄悄改变地球的“模样”。 右图是科学家拍下北冰洋巨型冰山的一角,是冰川漂浮在海面上的情景。已知海水密度为ρ海=1.03×103kg/m3,某同学根据所学知识,进行分析:
(1)冰川熔化前受到的浮力    (填“大于”、“小于”或“登云”)冰块的重力。
(2)若此冰川质量为2.06×108kg,则冰川熔化前排开海水的体积为多少?
(3)请通过计算说明冰川熔化后海平面的升降情况。
【答案】(1)等于
(2)解:G=mg=2.06×109N
冰川熔化前排开海水的体积V排=F浮/ρ海g=2×105m3
(3)解:若冰川中的冰全部熔化成水,水的体积:V水=m冰/ρ水=2.06×105m3
因V排<V水,所以海中冰川熔化后,海平面会升高。
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力和重力的大小;
(2)首先根据F浮力=G=mg计算出冰川受到的浮力,再根据阿基米德原理计算出冰川排开海水的体积。
(3)冰川熔化前后,质量保持不变,据此计算出它完全熔化成水的体积,然后与原来排开海水的体积进行比较即可。
【解答】(1)冰川熔化前在水面漂浮,根据浮沉条件可知,它此时受到的浮力等于冰块的重力。
(2)冰川熔化前受到的浮力F浮=G=mg=2.06×108kg×10N/kg=2.06×109N;
冰川熔化前排开海水的体积。
38.(2021八上·嘉兴期末) 2021年4月23日,长征18号核潜艇在海南某军港交付海军服役,这是我国现役最先进的战略核潜艇,标志着我国海军的作战实力又上升了一个新台阶。据报道,该核潜艇潜在水下时最大排水量为12000吨,漂浮时最大排水量为9000吨,下潜深度大于300米。(ρ海水取1.0×103kg/m3)
(1)核潜艇在水中是通过   来实现上浮和下沉的。
(2)以水上最大排水量漂浮在海水中时,核潜艇受到的浮力大小是多少
(3)核潜艇悬停在海水中时,若其内部储水舱排出3000吨海水后逐渐上浮,最终漂浮在海面上,则核潜艇漂浮时露出海面的体积是多少?
【答案】(1)改变自身重力
(2)解:漂浮时,F浮= G排= m排g=9ⅹ106kgⅹ10N/kg=9×107N
答:核潜艇以水上最大排水量漂浮在海水中时受到的浮力为9×107牛。
(3)解:核潜艇以水下最大排水量悬停在海水中时,F悬浮=G排下=G
排出3000t海水后,核潜艇漂浮在海面上时,F漂浮=G排=G’
则核潜艇前后浮力的减少量为: DF浮=F悬浮-F漂浮=G-G’= DG= Dmg=3ⅹ106kgⅹ10N/kg=3×107N
V露=ΔV排= =3×103m3
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)核潜艇在水中浸没时排开水的体积不变,即它受到的浮力不变,要改变浮沉状态,就只能改变自身重力,即通过调节水仓中海水的重力实现浮沉变化。
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算出漂浮时受到的浮力;
(3)核潜艇漂浮与悬浮时排开液体的体积不同则所受浮力不同,根据核潜艇悬浮与漂浮时的浮力差,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算悬浮与漂浮时排开液体体积的差值,即核潜艇漂浮时露出海面的体积。
【解答】(1)核潜艇在水中是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。
39.(2021八上·兰溪月考)中国海军装备最先进的战略核潜艇(如图),它有先进可靠的新型核反应堆,具有高航速、低噪音的性能,它作为中国海军战略核威慑力量的重要组成部分,为保障国家安全,会不定期进行战略巡航。下表是核潜艇的部分性能参数(设海水与水的密度相同)。请回答:
水下排水量 11500吨 水下最大航速 36节
水面排水量 9000吨 水下巡航速度 20节
艇长 135米 最大潜深 350米
艇宽 13米 1节≈0.5m/s
 
(1)潜水艇是靠   实现上浮和下沉的;
(2)核潜艇在水下航行时,所受浮力是多少?
(3)当核潜艇以表中的排水量在水面航行时,露出水面的体积是多少?
【答案】(1)改变自身重力
(2)根据图中水下的排水量可知:F=G排=m排g=11500000kg×10N/kg= 1.15×108N ;
(3)在水面航行时排水量为9000t=9000000kg,F=G排=m排g=9×107N,F=G排=ρgV排,
V排==9000m3,
而水下航行时,V排=V物===11500m3,
V露=11500m3-9000m3=2500m3.
【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】潜艇的两侧有水舱,当水舱充满水时,潜艇受到的重力大于浮力,潜艇就会下沉。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分,潜艇受到的重力小于浮力时,潜艇就会上浮,当水舱里留有适量的水,潜艇受到的重力等于浮力时,潜艇就能够停留在水下某一深度的地方;F=G排=ρgV排。
【解答】(1)潜水艇是通过排出水舱中水,水进入水舱来改变潜水艇的重力,实现上浮、下沉的.
40.(2021八上·浙江期中)用手将一个质量为500g、边长为10cm的正方体物块浸没于水中,使物块上表面离水面20cm.求:
(1)正方体物块上下表面受到的压力差;
(2)放手后,正方体物块最终静止时受到的浮力.(g取10N/kg)
【答案】(1)解:将正方体物块浸没于水中,物块排开水的体积: V排=V物=(0.1m)3=1×10-3m3,
此时物块受到水的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N,
根据浮力产生的原因可知,物块上下表面受到的压力差: F下-F上=F浮=10N
(2)解: 物块的质量m=500g=0.5kg,
物块的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N<10N=F浮,
因为物块完全浸没时浮力大于重力,
所以放手后,物块上浮,最后漂浮,浮力等于自身的重力,即F浮′=G=5N
【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】(1)首先根据V排=V物=a3计算出排开水的体积,再根据 F浮=ρ水gV排 计算出物体受到的浮力,最后根据 F下-F上=F浮 计算即可。
(2)根据G=mg计算出物体的重力,然后与完全浸没时受到的浮力比较,从而确定静止时的状态,进而计算出它静止时受到的浮力。
五、综合说理题
41.(2021八上·台州期中)如图所示的悬浮状态时,若要使烧瓶上浮,请写出操作方法并解释其原理。
【答案】操作方法:从A处向烧瓶中打入气体
原理:烧瓶处于悬浮时,浮力与重力大小相等;向烧瓶打入气体后,烧瓶中的气压增大,烧瓶中的水被压出,整个装置的重力减小,而浮力的大小不变,此时浮力大于重力,烧瓶上浮。
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)烧瓶内气压增大,则里面的水流出,自身重力减小;烧瓶内的气压减小,则外面的水进入,自身重力增大;
(2)悬浮时,浮力等于重力了;上浮时,浮力小于重力,根据物体的浮沉条件分析解答。
42.(2020八上·瑞安期末)小明在拓展课上做了一个"大米跳舞"的实验∶ 将雪碧倒入杯中,再放入几粒大米,大米很快沉到杯底,但一会儿后就向上"弹",露出液面后,又沉入杯底,接着又上浮,如此反复,最终,大米沉到杯的底部。为什么会出现这样的现象 小明搜集到以下资料∶
资料一∶ 二氧化碳气体的密度小于饮料的密度。
资料二∶从液体中逸出的气体,会在该液体中形成气泡。且气泡容易吸附在固体表面。资料三∶气压越大,二氧化碳气体在水中的溶解度越大。碳酸饮料在生产时,一般采取加压的方法,使大量二氧化碳溶于液体中。
结合上述信息并运用所学知识,对"大米跳舞"的实验现象作出解释。
【答案】①大米因密度大于水(或重力大于浮力)会下沉到杯底。
②雪碧打开后因气压减小而大量气体以气泡形式逸出。
③气泡吸附在大米表面,大米排开液体体积增大,浮力增大。
④大米所受浮力大于重力,大米上浮;
⑤气泡破裂后,大米排开液体体积减小,浮力减小;浮力小于重力,大米下沉。
示例:
大米放入雪碧后,因密度大于水会下沉到杯底。雪碧从瓶中倒出后,由于气压减小,大量二氧化碳气体逸出,在雪碧内形成气泡。气泡会附着在大米表面,使大米排开液体体积增大,浮力增大。浮力大于重力,大米上浮。大米露出液面后,气泡破裂,大米排开液体体积减小,浮力减小,浮力小于重力,大米下沉。如此反复。
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】①物体密度大于水(或重力大于浮力)会下沉到杯底。
②气压减小,气体的溶解度减小,大量气体以气泡形式逸出。
③根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知,物体排开液体体积增大,浮力增大。
④物体所受浮力大于重力,上浮;
⑤气泡破裂后,大米排开液体体积减小,浮力减小;浮力小于重力,大米下沉,据此分析解答。
43.(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。
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