教科版物理八年级下册课课练：10.3 科学探究浮力的大小　第2课时　能力提升（有答案）

[第十章　3.科学探究:浮力的大小　第2课时　能力提升]
一、选择题
1.如图所示,小强同学把重为0.5 N的物体放入盛有水的溢水杯中,溢出水的重力为0.3 N,则物体受到的浮力 (　　)
A.可能是0.2 N
B.一定是0.3 N
C.可能是0.4 N
D.一定是0.5 N
2.将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两个物体必定有相同的 (　　)
A.密度 B.体积
C.质量 D.重力
3.质量相等的实心铝球和铜球(已知ρ铝<ρ铜)浸没在水中,它们所受浮力的大小关系为 (　　)
A.铜球大 B.铝球大
C.两球相等 D.无法确定
4.如图甲所示,弹簧测力计下端悬挂一长方体物体,使它缓慢下降直至全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F随长方体物体下降高度h变化关系的图像如图图乙所示,不考虑水面的变化,下列说法正确的是(g取10 N/kg) (　　)
A.长方体物体的高是8 cm
B.长方体物体的体积是600 cm3
C.长方体物体受到的最大浮力是3 N
D.长方体物体的密度是3×103 kg/m3
二、填空题
5.(2020西藏)在“测量物体浸没在液体中所受的浮力”实验中,某同学在弹簧测力计下悬挂一个物块,静止时弹簧测力计的示数F1=2.2 N,再将物体浸没在酒精中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.4 N,如图所示,则物体在酒精中受到的浮力是________N,物体的体积是________m3。(酒精的密度为0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
6.如图所示,已知木块的重力为3 N,体积为500 cm3,当木块静止时细线的拉力为2.5 N,g取10 N/kg,则木块受到的浮力为________N,液体的密度是________　kg/m3。
三、实验探究题
7.(2021黑龙江)小明在“验证阿基米德原理”实验中:
(1)用已调零的弹簧测力计,按照甲所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由此可知测得铁球浸没在水中所受浮力的表达式为F浮=________,测得铁球排开水所受重力的表达式为G排=________。(用此题中所给字母表示)
(2)小明预期要获得的结论是:________　　(用此题中所给字母表示)。
(3)在读数正确的情况下,小明由实验数据发现:铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排,而且超出了误差允许的范围。得出此实验结果的原因可能是 __　__　__　__　______　_____　_____　_____　　(写出一条即可)。
(4)小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考:如图果实验中物体没有完全浸入水中,能否验证“阿基米德原理” 正确的观点是________(选填“能”或“不能”)验证。
(5)他又进行了如图下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上,如图图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图图丙所示,其示数为m2,则m1________(选填“>”“=”或“<”)m2。
四、计算题
8.如图所示,用弹簧测力计挂着重为10 N 的金属块,将其浸没在水中,使圆柱形容器内水深由16 cm上升到20 cm,容器内底面积为50 cm2,求:(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)金属块的体积。
(2)金属块受到的浮力。
(3)弹簧测力计的示数。
9.(2021枣庄改编)如图所示是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息,求:(g取10 N/kg)
(1)金属块在某液体中受到的浮力。
(2)某液体的密度。
10.如图所示,图甲中用细线将一实心铁球浸没在水中静止,图乙中用细线将一实心铜球浸没在煤油中静止。铁球所受重力为G铁,体积为V铁;铜球所受重力为G铜,体积为V铜。铁球和铜球所受细线的拉力大小相等,所受浮力分别为F铁和F铜,已知水的密度为ρ水,煤油的密度为ρ油,且ρ油<ρ水<ρ铁<ρ铜,则下列判断正确的是 (　　)
A.V铜=V铁 B.V铜>V铁
C.F铜=F铁 D.F铜答案
第2课时　能力提升
1.C　 将一个重为0.5 N的物体浸没在盛有水的溢水杯中,溢出水的重力为0.3 N,有以下两种可能:
(1)若溢水杯中的水是满的,溢出水的重力为0.3 N,根据阿基米德原理可知,浮力等于溢出水的重力,故浮力大小为0.3 N。
(2)若溢水杯中水未装满,溢出水的重力为0.3 N,说明物体排开的水的重力大于0.3 N,根据阿基米德原理知,浮力大于0.3 N。
综上分析,物体受到的浮力大于或等于0.3 N,故C正确,A、B、D错误。
2.B
3.B　 已知ρ=,且m铜=m铝,ρ铜>ρ铝,
则V铜4.B　 由图乙可知,当h1=4 cm时长方体下表面与水面接触,当h2=8 cm时长方体上表面与水面接触即恰好浸没,不考虑水面的变化,长方体的高度h=h2-h1=8 cm-4 cm=4 cm,实际上考虑液面的变化,长方体的高度小于4 cm,故A错误。
由图乙可知,当h<4 cm时,长方体位于空中,由二力平衡条件可知,长方体的重力G=F=9 N,
当h>8 cm时,长方体浸没,受到的浮力最大,则最大浮力F浮=G-F'=9 N-3 N=6 N,故C错误。
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排可得,长方体的体积:V=V排===6×10-4 m3=600 cm3,故B正确。
由G=mg可得,长方体的质量:m===0.9 kg,
长方体物体的密度:ρ===1.5×103 kg/m3,故D错误。
5.0.8　1×10-4
6.5.5　1.1×103　 木块受到的浮力为F浮=G+F=3 N+2.5 N=5.5 N;因为F浮=ρ液gV排,所以液体的密度为ρ液===1.1×103 kg/m3。
7.(1)F1-F2　F3-F4
(2)F1-F2=F3-F4
(3)测量前溢水杯中水未与溢水口相平
(4)能　(5)=
(1)物体的重力是F1,物体浸没在水中时弹簧测力计对物体的拉力是F2,物体浸没在水中受到的浮力F浮=F1-F2,物体排开水的重力G排=F3-F4。
(2)由阿基米德原理知,浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开液体受到的重力,故F浮=G排,所以F1-F2=F3-F4。
(3)如图果测量前溢水杯中水未与溢水口相平,则将导致铁球排开水的重力大于流入小桶中水的重力,所以铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排。
(4)如图果实验中物体没有完全浸入水中,物体受到的浮力减小,物体排开水的重力也减小,物体浸在水中的体积大小不影响阿基米德原理的验证。
(5)铁球浸没在水中,铁球受到的浮力F浮=G排,物体间力的作用是相互的,则铁球给水的压力F=F浮,当铁球浸没在盛满水的溢水杯中,排出水的重力为G排,故电子秤的压力增加了F浮,又减少了G排,因为F浮=G排,故电子秤受到的压力不变,故电子秤示数不变,故m1=m2。
8.(1)金属块排开水的体积:V排=Sh=50 cm2×(20 cm-16 cm)=200 cm3=2×10-4 m3;
金属块浸没在水中,则金属块的体积:
V=V排=2×10-4 m3。
(2)由F浮=ρ液gV排可知金属块所受浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-4 m3=2 N。
(3)弹簧测力计的示数:F示=G-F浮=10 N-2 N=8 N。
9.(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,弹簧测力计的示数为4.8 N,则金属块的重力为4.8 N;
金属块浸没在某液体中受到的浮力:
F浮液=G-F示丙=4.8 N-2.4 N=2.4 N。
(2)根据称重法测浮力,由甲、乙两图可得金属块浸没在水中受到的浮力:
F浮水=G-F示乙=4.8 N-2.8 N=2 N;
根据阿基米德原理,金属块排开水(某液体)的体积:
V排===2×10-4 m3,
由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可得某液体的密度:
ρ液===1.2×103 kg/m3。
10.D　 如图图甲所示,铁球受到竖直向下的重力G铁、竖直向上的拉力F拉和竖直向上的浮力F铁,根据平衡条件得:G铁=F铁+F拉,
如图图乙所示,铜球受到竖直向下的重力G铜、竖直向上的拉力F拉'和竖直向上的浮力F铜,根据平衡条件得:G铜=F铜+F拉',
因为铁球和铜球所受细线的拉力大小相等,即F拉=F拉',所以,G铁-F铁=G铜-F铜,
由于铁球和铜球分别浸没在水和煤油中,所以,ρ铁gV铁-ρ水gV铁=ρ铜gV铜-ρ油gV铜,
整理得,(ρ铁-ρ水)V铁=(ρ铜-ρ油)V铜,
由于ρ油<ρ水<ρ铁<ρ铜,
所以,ρ铁-ρ水<ρ铜-ρ油,
所以,V铁>V铜,故A、B错误。
根据阿基米德原理得,
铁球受到的浮力:F铁=ρ水gV铁,
铜球受到的浮力:F铜=ρ油gV铜,
因为ρ油<ρ水,V铜所以铜球受到的浮力小于铁球受到的浮力,即F铜