第10章:浮力 练习题
一、单选题
1.(2022春·广东深圳·八年级统考期末)如图信息中没有受到浮力的物体是( )
A.升空的热气球 B.航行的“辽宁号”
C.遨游的“天宫二号” D.下潜的“蛟龙号”
2.(2022春·广东深圳·八年级统考期末)“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如图。下列有关该现象的解释正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下
B.乒乓球受到的浮力小于重力
C.太空中重力消失时,浮力也就消失了
D.浮力是由重力产生的
3.(2022春·广东广州·八年级统考期末)弹簧测力计竖直悬挂一个圆柱体,圆柱体在水中静止时如图所示。已知测力计示数为2.0N,圆柱体上表面受到水的压力为5.0N,其下表面受到水的压力为13.0N。则( )
A.圆柱体所受重力为2.0N B.圆柱体所受重力为15.0N
C.圆柱体所受浮力为2.0N D.圆柱体所受浮力为8.0N
4.(2022春·广东佛山·八年级统考期末)把体积相同、质量不同的三个小球A、B、C放入同种液体中,静止后的位置如图所示,它们所受的浮力分别为FA、FB、FC,则这三力大小关系正确的是( )
A.FA>FB>FC
B.FA=FB=FC
C.FA<FB<FC
D.FA<FB=FC
5.(2022春·广东河源·八年级统考期末)如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况,叙述正确的是( )
A.密度和浮力都不变 B.密度和浮力都变大
C.密度变小,浮力不变 D.密度变小,浮力变大
6.(2022春·广东茂名·八年级统考期末)如图所示,某些鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现,下列说法正确的是( )
A.当鳔膨胀时,鱼会上浮
B.当鳔收缩时,鱼的浮力不变
C.鱼的浮沉与轮船的原理相似
D.当鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小
7.(2022春·广东广州·八年级统考期末)体积相同的甲、乙两个物块,已知G甲=10N,G乙=12N,现将甲、乙物块分别放入A、B两种液体中,静止时甲物块沉底,乙物块悬浮,如图所示,此时甲受到的浮力为F甲,乙受到的浮力为F乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙
C.液体密度ρA>ρB D.液体密度ρA<ρB
8.(2022春·广东汕头·八年级统考期末)如图所示,甲、乙两个质量和底面积相同的杯子中分别盛有两种不同液体,将同一个木块先后放入两杯中,木块静止后,两杯中液面的高度相同。则下列说法正确的是( )
A.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
B.木块在甲杯中比在乙杯中受到的浮力大
C.甲、乙两杯底部受到液体的压力相同
D.甲杯对水平面的压强比乙杯小
二、多选题
9.(2022春·广东深圳·八年级统考期末)新型冠状病毒的血液指标,包括新型冠状病毒的核酸检测、抗体检测及冠状病毒基因测序。某检验人员在盛放密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的甲、乙、丙三根检测液试管中,分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。已知血液与检测液不相溶,则下列分析正确的是( )
A.感染者血液的密度与ρ乙相同
B.血液滴在乙试管中受到的浮力最小
C.丙试管底部受到检测液的压强最大
D.血液滴在甲试管中受到的重力等于排开检测液的重力
三、填空题
10.(2022春·广东湛江·八年级统考期末)如图甲所示,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一小段。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变化的图像。分析图像可知,圆柱体重力是______N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是______N;圆柱体浸没时排开水的重力是______N;圆柱体的体积是______cm3;圆柱体的长度是______cm。
11.(2022春·广东河源·八年级统考期末)一艘排水量为1 000t的货轮在海上航行,满载时受到的浮力是______N;它由海上驶入长江后,船体浸入水中的体积______(选填“变大”、“变小”或“不变”);货轮从上海驶往重庆要经过葛洲坝和三峡大坝船闸,船闸是根据______原理建造的。(g取10 N/kg)
12.(2022春·广东河源·八年级统考期末)(1)生活中“抽”字表述的现象,其原因各有不同,用抽水机“抽”水时,水是在______作用下被“抽”上来的,用抽油烟机“抽”油烟时,油烟是由于空气流速越大,压强越______的缘故被“抽”出去的;用如图所示的喷壹喷洒药液时,先要用设置在喷壶上的打气筒向内打气,然后打开阀门,药液就会喷出。向壶内打气,目的是使壶内液面上方空气的压强______(选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压强。
(2)农民用盐水选种,要把盐水的密度从1.15×103kg/m3配成1.1×103kg/m3,应向盐水中加______(选填“盐”或“水”),将谷种放入配制好的盐水中,密度大于1.1×103kg/m3的谷种将______到盐水的底部。俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉,由此可知:西瓜的密度______李子的密度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
四、实验题
13.(2022春·广东惠州·八年级统考期末)某实验小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,将圆柱体挂在弹簧测力计下,当圆柱体下表面与水面相平时,圆柱体开始缓慢下降(整个过程水未溢出)。根据实验数据,绘制出如图所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系图象。则:
(1)圆柱体的重力为______N ;
(2)圆柱体浸没在水中时所受浮力为______N;
(3)图象中 _____(选填“AB”或“BC”)段表明物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变;
(4)圆柱体由h1到h2的过程中,所受浮力______,其下表面所受水的压强 ______。(均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)圆柱体的密度为________kg/m3。
14.(2022春·广东阳江·八年级统考期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,某同学将铁块挂在弹簧测力计下端,依次完成如图所示的实验。(提示g=10N/kg)
(1)铁块浸没在水中时,受到的浮力是 ___________N;
(2)根据步骤甲、乙、丙,可以得出结论:___________;
(3)比较步骤丙、丁可知:浸没在液体中的物体受到的浮力的大小跟深度 ___________(选填“有关”或“无关”);
(4)比较步骤丁、戊可知:浸没在液体中的物体受到的浮力的大小跟 ___________有关。由以上步骤可得盐水的密度为 ___________kg/m3;
(5)该同学还想探究物体受到浮力的大小与其形状是否有关。他用橡皮泥捏成“碗”状并放入盛水的烧杯中,橡皮泥漂浮在水面上;然后把橡皮泥从水中取出并捏成团状,再放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
①橡皮泥第一次受到的浮力 ___________(选填“大于”“等于”或“小于”)第二次受到的浮力;
②该同学的实验只关注了橡皮泥形状的改变,而忽略了 ___________对浮力大小的影响。
15.(2022春·广东佛山·八年级统考期末)如甲图,将体积为的圆柱形物体缓缓浸入某液体中(液体未溢出);根据实验数据绘制了测力计的示数F与物体的下表面浸入液体中的深度h的关系图像如图乙所示。
(1)分析图乙发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与_______(选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关;圆柱体截面积为______cm ;
(2)h=4cm 时,物体受到浮力为______N,下表面所受压强为______Pa;
(3)整个浸入过程中,物体下表面所受液体压强p与其浸入液体中深度h的关系图像应该是丙图中的______;
(4)若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力F支为______N;
(5)将容器中液体更换为酒精,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与______有关。
16.(2022春·广东广州·八年级统考期末)初二(2)班某小组的同学用溢水杯、弹簧测力计、小烧杯、水、石块、铁架台及细线等设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”。()
(1)如图甲所示,若石块从接触水面到刚好浸没水中的过程中,左边弹簧测力计的示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。分析甲、乙两图,石块受到水的浮力___________N;
(2)由图甲到图乙,排开水的重量是___________N;
(3)根据实验中所测的物理量可列等式___________(用图中字母表示),从而验证了阿基米德原理。以下情况会影响实验结论成立的是___________;(选填“A”、“B”或“C”)
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中石块未全部浸没在水中
C.溢水杯装满的是盐水
(4)同学们用酒精代替水,将石块完全浸没,发现此时的F3变大,说明浮力的大小与___________有关。
17.(2022春·广东茂名·八年级统考期末)如图所示,这是佳佳同学“探究阿基米德原理”的实验步骤示意图,溢水杯中的水已加至溢水口,物块不吸水。
(1)实验步骤B中,测力计的示数为_______N;
(2)由实验步骤B和C可知物体浸没在水中时受到的浮力F浮为_______N;
(3)由实验步骤A和D可知物块排开的水所受的重力G排为_______N。
(4)综合分析(2)、(3)两步骤中得到的数据,可以得出F浮_______G排(选填:“>”、“”或“<”);
(5)为了使结论更具有普遍性,下一步的操作是_______。
18.(2022春·广东湛江·八年级统考期末)某班物理实验小组的同学,利用图甲验证阿基米德原理。
(1)方案一:小军用石块按照如图甲所示的实验步骤依次进行实验,为减小测量误差并使操作最简便,最合理的操作步骤应该是___________。
①ACDB ②ABCD ③BACD ④CADB
(2)如图甲所示,通过探究,若等式______成立,则阿基米德原理成立。(用测力计示数所对应的字母表示)
(3)在采用图甲所示方式进行实验时,若测力计在整个过程中都没有进行调零,则小明同学________得出;若小空桶的桶壁上一开始粘有水,则小明________得出。(两空均选填“能”或“不能”)。
(4)方案二:如图乙所示,小川将装满水的溢水杯放在升降台上,当小川缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”),且弹簧测力计示数的变化量________示数的变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”),从而证明了。在这个过程中溢水杯对升降台的压力________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.(2022春·广东江门·八年级统考期末)小雨用器材探究“物体所受浮力大小与哪些因素有关”,如图所示:
(1)由图中步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与___________有关,与物体浸没在液体中的深度___________(选填“有关”或“无关”);
(2)下列现象中能用上述结论解析的是___________ ;
A.人游泳时向后划水,人向前进
B.石头掉到水中,会沉在水底
C.潜水员潜入深水中,为了保证安全,要穿厚厚的潜水服
D.人从浅水向深水区走去,感觉身体越来越轻
(3)用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面开始缓慢没入水中,描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入深度h的变化关系图像与下图中相符合的是___________(物体高2cm);
A.B.
C.D.
(4)实验结束后,小雨将锥形物体换成体积与其不同的铁块再次进行实验;他这样做的目的是___________;
(5)进一步学习了阿基米德原理之后,利用图中的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是___________ 。
A.物块的体积 B.物块的密度
C.图E液体的体积 D.图E液体的密度
20.(2022春·广东肇庆·八年级统考期末)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与______有关;。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用______图的装置来进行操作;
(3)为了探究浮力大小与液体的密度有无关系,可选用______图的装置来进行操作。可得出在其它条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越______;
(4)用图示实验数据测出盐水的密度是______kg/m3;
(5)用图示实验数据测出圆柱体的密度是______kg/m3。
21.(2022春·广东汕头·八年级统考期末)如图所示,是小明在八年级物理学习过程中所做的几个实验。请你帮他完成以下问题:
(1)甲图为简易气压计。拿着它从山脚爬到山顶,不计温度的影响,玻璃管内的液柱会______(选填“升高”“降低”或“不变”);
(2)乙图中,用电风扇对着机翼模型吹风,发现弹簧测力计示数变______。这说明流体在流速大的地方压强越______(两空均选填“大”或“小”);
(3)丙图把鸡蛋放入清水中,然后逐渐加盐,直至鸡蛋上浮至液面。向水中加盐,改变了液体的______,使鸡蛋受到的浮力增大而上升,鸡蛋在液面静止时,F浮=______G鸡蛋(选填“>”“<”或“=”)。
五、计算题
22.(2022春·广东深圳·八年级统考期末)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲。图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,忽略液面的变化(g取10N/kg),求:
(1)物体浸没时的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体刚浸沉时下表面受到水的压强?
23.(2022春·广东河源·八年级统考期末)用弹簧测力计悬挂一圆柱体,将该圆柱体从液面开始缓慢浸入水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)圆柱体的质量;
(2)圆柱体的体积;
(3)圆柱体的密度。
24.(2022春·广东惠州·八年级统考期末)由于环境污染,全球气候变暖,导致南极洲冰川开始大面积熔化,海面上出现大量浮冰,现有一块的浮冰漂浮在海面上,假设附近海域的海水密度近似为水的密度。求:
(1)水下5米深处海水产生的压强是多少?
(2)浮冰受到的浮力是多少?
25.(2022春·广东汕头·八年级统考期末)2021年4月23日,在我国海军建军72周年之际,海军三型主战舰艇一长征18号艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列,国家主席习近平出席交接入列仪式。如图所示,大连舰是055大型驱逐舰,最大航速30节,满载排水量达12500t,吃水深度8m(水面至舰底部的距离)。(1节大约1.85km/h,海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)该驱逐舰以最大航速匀速航行1h,通过的路程为多少km;
(2)求满载时舰底受到海水的压强;
(3)求驱逐舰满载时受到海水的浮力。
26.(2022春·广东汕尾·八年级统考期末)有一个体积为15.8cm3的不锈钢球、将其放入水中恰好处于悬浮状态,已知这种不锈钢材料的密度是7.9×103kg/m3,(g取10N/kg)
(1)求钢球受到的浮力;
(2)求钢球的质量;
(3)钢球是否空心?若空心,求空心部分的体积。
参考答案:
1.C
【详解】A.升空的热气球,受到空气的浮力,热气球之所以上升,就是因为受到的浮力大于重力,故A不符合题意;
B.航行的“辽宁号”,能浮在海水面上,就是因为受到的浮力等于重力,故B不符合题意;
C.太空中没有空气,故遨游的“天宫二号”不受浮力,故C符合题意;
D.下潜的“蛟龙号”浸没在水中,受到水的浮力,故D不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】浮力产生的原因:物体受到液体向上的压力大于向下的压力,上下表面的压力差即为浮力,在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,故C正确,ABC错误。
故选C。
3.D
【详解】CD.由题可知,圆柱体上表面受到水的压力,下表面受到水的压力,由浮力产生的原因可得,圆柱体所受浮力
故C不符合题意,D符合题意;
AB.由称重法可得,圆柱体所受重力
故AB不符合题意。
故选D。
4.D
【详解】由于B、C两个球完全浸没到液体中,A球处于漂浮状态,有一部分体积浸入液体中,且三小球体积相同,则A球排开液体体积最小,B、C球排开液体体积相同,由可知,B、C所受的浮力相等,A球受到的浮力最小。
故选D。
5.D
【详解】金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,所处深度减小,受到的液体压强变小,故气泡体积增大,而气泡内空气的质量不变,由知道,密度变小;气泡上升时,体积变大,即排开水的体积变大,所以由F浮=ρgV排知道,气泡受到水的浮力变大,故D正确。
故选D。
6.A
【详解】A.当鳔膨胀时,排开水的体积变大,浮力变大,浮力大于重力,鱼会上浮,故A正确;
B.当鳔收缩时,排开水的体积变小,浮力变小,故B错误;
C.鱼的浮沉是通过鳔膨胀或收缩改变排开水的体积从而实现上浮或下沉,轮船的工作原理是漂浮,所以原理不同,故C错误;
D.当鳔膨胀时,排开水的体积变大,由可知,鱼排开水的质量变大,则排开水的重力变大,故D错误。
故选A。
7.D
【详解】CD.由题知,G甲m甲甲、乙两个物块体积相同,根据 可知两个物块的密度
ρ甲<ρ乙
甲在A中沉底,则有
ρ甲>ρA
乙物块在B中悬浮,则有
ρ乙=ρB
所以液体密度
ρA<ρB
故C不符合题意,D符合题意;
AB.甲、乙两个物块体积相同,都浸没在液体中,则甲、乙排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,甲、乙两个物块受到的浮力
F甲故AB不符合题意。
故选D。
8.D
【详解】A.由甲、乙图和物体的浮沉条件可知,木块在甲杯中悬浮,甲杯中液体密度等于木块的密度;在乙杯中漂浮,乙杯中液体的密度大于木块的密度;说明甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度,故A错误;
B.由甲、乙图可知,木块在甲杯中悬浮,在乙杯中漂浮,则根据浮沉条件可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故B错误;
C.由甲、乙图可知,两杯中液面相平,由A知
根据可知,杯底受到液体的压强
甲乙容器的底面积相同,根据知甲、乙两杯底部受到液体压力为
故C错误;
D.由A选项解析知,甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度;由甲、乙图可知,甲杯中液体的体积小于乙杯中液体的体积;根据知,甲杯中液体的质量小于乙杯中液体的质量,甲乙两杯质量相同,所以甲乙两杯对地面的压力
知甲杯对水平面的压力比乙杯小,又因为甲乙杯的底面积相同,由知,甲杯对水平面的压强比乙杯小,故D正确。
故选D。
9.AD
【详解】A.当物体密度等于液体密度时,物体悬浮,故感染者血液的密度等于ρ乙,故A正确;
B.同一感染者体积相同的一滴血液的重力相同,甲中血液漂浮,浮力等于重力;乙中血液悬浮,浮力等于重力;血液滴在丙试管中下沉,浮力小于重力,所以
即血液滴在丙试管中受到的浮力最小,故B错误;
C.当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与ρ乙相同;当血液滴漂浮时,检测液的密度大于血液的密度;当血液滴下沉时,检测液的密度小于血液的密度,由以上分析可知检测液的密度
由图知液面相平,由公式 可知,试管底部受到检测液的压强
故C错误;
D.血液滴在甲试管中漂浮,浮力等于重力,根据阿基米德原理,浮力等于排开检测液的重力,则血液滴在甲试管中受到的重力等于排开检测液的重力,故D正确。
故选AD。
10. 12 8 8 800 4
【详解】[1]由图乙可知,当h=0时,弹簧测力计的示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,物体的重力等于弹簧测力计的示数,即G=12N。
[2]由图乙可知,当h=7cm后,弹簧测力计的示数不变,始终为4N,说明此时圆柱体已经浸没在水中,根据称重法可得,圆柱体受到的浮力为
F浮=G-F拉=12N-4N=8N
[3]根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,所以圆柱体浸没时排开水的重力为
G排=F浮=8N
[4]由于圆柱体浸没在水中时,受到的浮力为8N,所以根据公式可得,圆柱体排开液体的体积,即圆柱体的体积为
[5]根据图乙可知,当圆柱体下降的高度为3cm时,此时圆柱体的下表面刚开始接触水面,当圆柱体下降的高度为7cm时,圆柱体恰好完全浸没在水中,所以圆柱体的长度为
L=7cm-3cm=4cm
11. 1×107 变大 连通器
【详解】[1]满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=1000×103kg×10N/kg=1×107N
[2]当船由海上驶入长江后,都是漂浮,浮力等于船的重力,重力不变,浮力大小不变,根据公式F浮=ρgV排可知,水的密度减小,则浸入水中的体积变大。
[3]三峡大坝的船闸由上下两个阀门组成一个闸室,当上游阀门打开时,闸室与上游通过阀门组成连通器,使闸室内的水位与上游水位相平,故船闸的原理即为连通器的原理。
12. 大气压强 小 大于 水 下沉 小于
【详解】(1)[1]抽水机将管道抽成真空,水在大气压的作用下被压入管道。
[2]抽油烟机利用空气流速大的地方压强小,外界油烟在大气压作用下压向压强小的地方。
[3]向壶内打气,目的是使壶内液面上方空气的压强大于大气压,壶内液体在壶内气压作用下,压出壶外。
(2)[4]要把盐水的密度从1.15×103kg/m3配成1.1×103kg/m3,需要向盐水中加水,因为水的密度为1.0×103kg/m3,所以加水可以降低盐水密度。
[5]密度比盐水密度大的谷种会下沉,所以大于1.1×103kg/m3的谷种将下沉到盐水底部。
[6]西瓜投入水中可以漂浮,所以西瓜的密度小于水的密度;李子投入水中会下沉,所以李子的密度大于水的密度,所以西瓜的密度小于李子的密度。
13. 6 4 AB 不变 变大 1.5×103
【详解】(1)[1]当圆柱体下表面与水面相平时,弹簧测力计的示数为物体的重力G=6N;
(2)[2]图像分析,当高度h1到h2是物体浸没时受到的拉力F拉=2N,
则由称重法计算浮力为:
F浮=G-F=6N-2N=4N;
(3)[3]AB段拉力逐渐减小,说明物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变; 液体的密度相同,排开液体的体积不同,测力计的示数不同,可知浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟物体浸入液体的体积(物体排开液体的体积)有关;
(4)[4][5]圆柱体由h1到h2的过程中,所受拉力不变,因此浮力不变;根据液体压强公式 深度增加,因此其下表面所受水的压强变大;
(5)[6]圆柱体的重力为G=6N;体积为:
;
密度为
。
14. 4 在液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大 无关 排开液体的密度 1.1×103 大于 橡皮泥排开水的体积
【详解】(1)[1]由图甲知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为5N,则物体的重力为5N,图丙中测力计示数为1N,根据称重法测浮力,铁块浸没在水中时,受到的浮力
F浮水=G-F丙=5N-1N=4N------①
(2)[2]由甲、乙、丙图,根据称重法可得出乙、丙实验物体受到的浮力大小,而乙、丙实验中,排开液体的密度相同而排开体积不同,且排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,因此可以得出在液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(3)[3]实验丙、丁中,因弹簧测力计示相同,故受到浮力相同,而物体排开液体的密度和体积相同,物体在液体中的深度不同,故可知:物体受到的浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(4)[4]比较实验丁、戊知,物体排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,由称重法,物体受到的浮力不同,故可知浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟排开液体液体密度有关。
[5]由戊知,弹簧测力计示数为0.6N,根据甲、戊知,物体浸没在盐水中受到的浮力
F浮盐水=G-F戊=5N-0.6N=4.4N------②
根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排=ρ液gV物
故
-------③
由①②③得
盐水的密度为
(5)[6]由物体的浮沉条件可知,橡皮泥漂浮时F浮1=G,下沉时F浮2F浮2。
[7]橡皮泥的形状改变后体积发生了变化,所以错误原因是没有利用控制变量法,即没有控制排开相同体积的液体。
15. 排开液体体积 25 1.1 440 B 3.9 液体密度
【详解】(1)[1]分析图乙发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关,排开的液体的体积越大,弹簧测力计的读书越小,浮力越大。
[2]由图乙可知,物体下表面浸入液体中的深度h=4cm时,拉力不在发生变化,说明物体的高度为4cm,圆柱体截面积为
(2)[3]h=4cm 时,物体受到浮力为
[4]h=4cm 时,物体刚好完全浸没,上表面刚好与水平向平,没有受到水的压力,下表面所受压力就是圆柱体受到的浮力,下表面所受压强为
(3)[5]根据可知,整个浸入过程中,物体下表面所处的深度越来越大,受液体压强p越来越大,压强与其浸入液体中深度h成正比关系,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[6]若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力F支为
(5)[7]将容器中液体更换为酒精,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,圆柱体在酒精中的浮力变小,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与液体的密有关。
16. 变小 0.5 0.5 F1-F3=F4-F2 A 液体密度
【详解】(1)[1]石块从接触水面到刚好浸没水中的过程中,石块排开水的体积变大,浮力变大,所以拉力变小,测力计示数变小。
[2]由F浮=G-F拉知道,石块受到水的浮力
F浮=G-F拉=F1-F3=0.5N
(2)[3]排开水的重力应等于烧杯和排出水的总重减去空烧杯的重力,故排开水的重量
G排=F4-F2=0.7N-0.2N=0.5N
(3)[4]由实验数据知道,物体所受浮力等于排开的水重,即
F1-F3=F4-F2
[5]图甲中水面未到达溢水杯的溢水口,会导致溢出水的体积小于排开水的重力,会影响实验结论的成立。由阿基米德原理可知,石块未全部浸没在水中和溢水杯装满盐水对实验结论没有影响。故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
(4)[6]两次石块完全浸没,V排不变,用酒精代替水,改变了液体的密度,F3变大,由
F浮=G-F拉=F1-F3
可知,F浮变小,说明浮力的大小与液体密度有关。
17. 3 1.2 1.2 = 换用不同液体,再次实验
【详解】(1)[1]B图中测力计的分度值为0.2N,示数为3N。
(2)[2]根据实验步骤B、C,由称重法可得
(3)[3]由实验步骤A和D知,物块排开的水所受重力
(4)[4]综合分析(2)、(3)中得到的数据,可以得出物块受到浮力等于物块排开的水所受重力,即F浮=G排。
(5)[5]为了找普遍规律,实验完成后,需要换用不同液体,再次实验。
18. ③ F1﹣F3= F4﹣F2## F4﹣F2= F1﹣F3 能 能 变小 等于 不变
【详解】(1)[1]为了减小误差和实验操作方便,可以先测量空桶的重力,再测量石块的重力,随后将石块浸没在液体中读出测力计的示数,最后称出小桶和排开水的重力,故最合理的操作步骤应该是BACD。故③符合题意,①②④不符合题意。
故选③。
(2)[2]根据称重法测浮力
F浮=G﹣F
可知,石块浸没在水中受到的浮力
F浮=F1﹣F3
排开水的重力
G排=F4﹣F2
若等式
F1﹣F3= F4﹣F2
成立,则阿基米德原理成立。
(3)[3]若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果与对应的准确的测量值每次相差的值是不变的,故对应的两次测力计示数相减差值不变,那么所得浮力大小与排开水的重力大小应不变,则小明同学能得出
[4]若小空桶的桶壁上一开始粘有水,排开水的重力
G排=F4﹣F2
则排开水的重力G排不受影响,因此小明仍能得出
F浮=G排
(4)[5]重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,根据称重法测测力
F浮=G﹣F示
所以弹簧测力计A的示数
F示=G﹣F浮
变小。
[6]弹簧测力计A示数的变化量即为物体受到的浮力大小,弹簧测力计B示数的变化量即为物体排开液体的重力,根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等。
[7]将烧杯、水和物体看作一个整体,容器对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数),即
F压=G杯+G杯内水+G物﹣F示
因
G物﹣F示=F浮
所以
F压=G杯+G杯内水+F浮
根据阿基米德原理
F浮=G排水
所以
F压=G杯+G杯内水+G排水
由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水,是个定值,所以在这个过程中容器对升降台C的压力不变。
19. 排开液体的体积 无关 D C 为了得到更普遍的结论 C
【详解】(1)[1]由图A、B、C可知,物体浸在水中的体积变大,弹簧测力计的示数变小,根据可知,物体受到的浮力变大,则说明:物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
[2]由A、C、D知,物体浸在水中的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,根据可知,物体受到的浮力相同,则说明物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[3]A.人游泳时向后划水,人向前进,说明物体间力的作用是相互的,故A不符合题意;
B.石头掉到水中,会沉在水底,说明石块受到的浮力小于重力,故B不符合题意;
C.液体的压强随着深度的增加而增大,潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员是承受不了那么大压强的,会有生命危险,故C不符合题意;
D.从浅水区走向深水区时,由于人排开水的体积变大,根据阿基米德原理可知,人所受浮力变大,故D符合题意。
故选D。
(3)[4]因为圆锥形物体“下小上大”,所以随着圆锥形物体浸入水中的深度增加,排开水的体积也增加,而且排开水的体积的增加量也在变大,根据可知,浮力变大,且浮力的增加量也在变大;根据可知,测力计的示数变小,且测力计示数变小的变化量在变大,即图线逐渐变陡,当圆锥体完全浸没后,浮力不变,测力计的示数也不变,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[5]实验结束后,小雨将锥形物体换成体积与其不同的铁块再次进行实验。他这样做的目的是通过多次实验得到更普遍的规律。
(5)[6]AB.由图A可知物体所受的重力,则
根据图AD可求出物体完全浸没在水中时受到的浮力
由得物体的体积
物体的密度为
故AB不符合题意;
C.通过数据无法得知容器中盐水的体积,故C符合题意;
D.根据图AE可知,物体完全浸没在液体中时受到的浮力
由得
故D不符合题意。
故选C。
20. 物体排开液体的体积 甲丙丁(或丙丁) 甲丁戊(或丁戊) 大 1.1×103 1.25×103
【详解】(1)[1]图甲、乙、丙中,随着圆柱体浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数越来越小,说明所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[2] 探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,应该使物体排开液体的体积和液体密度不变,改变浸没的深度,故应该比较甲丙丁。
(3)[3][4] 探究浮力大小与液体的密度有无关系,应该是物体排开液体的体积和液体密度相同,改变液体密度,故应该比较甲丁戊;通过比较甲丙戊可知,其他条件相同时,液体密度越大,物体所受的浮力越大。
(4)[5]由甲丙可的物体的体积
结合图戊计算盐水的密度
(5)[6]圆柱体的质量
圆柱体的密度
21. 升高 小 小 密度 =
【详解】(1)[1]把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分液体被压入玻璃管内,所以玻璃管内水柱的高度会升高。
(2)[2][3]当用电风扇对着机翼模型吹风时,因为所有流体包括气体在内都是流速大的位置,压强越小,所以机翼模型受到的向上的升力,测力计的读数等于机翼的重力减去机翼受到的升力,而机翼的重力是不变的,所以测力计读数会减小。
(3)[4][5]把鸡蛋放入清水中时会沉底,向水中加盐后液体的密度变大,在鸡蛋排开液体体积不变的情况下,由可知,鸡蛋所受浮力增大,当鸡蛋受到的浮力大于自身的重力时会上升,最终鸡蛋静止时会漂浮在液面上,受到的浮力等于鸡蛋的重力,即。
22.(1)4N;(2)4×10﹣4m3;(3)400Pa
【详解】解:(1)由图像可知,当时,弹簧测力计示数为9N不变,此时物体在空气中,由二力平衡条件可知物体重力
当时,弹簧测力计示数为5N不变,此时物体浸没在水中,则物体浸没时受到的浮力
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以物体的体积
(3)由图像可知,物体刚浸沉时下表面所处的深度
下表面受到水的压强
答:(1)物体浸没时的浮力为;
(2)物体的体积为;
(3)物体刚浸沉时下表面受到水的压强为。
23.(1)0.6kg;(2)2×10﹣4m3;(3)3×103kg/m3
【详解】解:(1)由图乙可知,圆柱体的重力G=6N,圆柱体的质量
(2)由图乙可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F示=4N,圆柱体的体积
(3)圆柱体的密度
答:(1)圆柱体的质量为0.6kg;
(2)圆柱体的体积为2×10﹣4m3;
(3)圆柱体的密度为3×103kg/m3。
24.(1);(2)
【详解】解:(1)水下米深处海水产生的压强为
(2)浮冰的重力
由于浮冰漂浮在水面,则浮冰受到的浮力为
答:(1)水下米深处海水产生的压强是;
(2)浮冰受到的浮力是。
25.(1)55.5;(2)8×104Pa;(3)1.25×108N
【详解】解:(1)由题意知,1节大约1.85km/h,所以最大航速30节的速度
驱逐舰以最大航速匀速航行1h,通过的路程
(2)满载时舰底受到海水的压强
(3)驱逐舰满载时飘浮,根据物体的浮沉条件知,驱逐舰满载时受到海水的浮力
答:(1)该驱逐舰以最大航速匀速航行1h,通过的路程为55.5km;
(2)满载时舰底受到海水的压强为8×104Pa;
(3)驱逐舰满载时受到海水的浮力为1.25×108N。
26.(1)0.158N;(2)0.0158kg;(3)是空心,13.8cm3
【详解】解:(1)钢球悬浮在水中
由阿基米德原理知,钢球受到的浮力
(2)钢球悬浮时,浮力等于其重力
钢球的质量
(3)不锈钢材料的密度是7.9×103kg/m3,水的密度是1.0×103kg/m3。所以根据物体的浮沉条件知
则实心的钢球会沉在水底,已知钢球在水中悬浮,故钢球一定是空心的;由得钢球的实心部分的体积
钢球中空心部分的体积
答:(1)钢球受到的浮力是0.158N;
(2)空心钢球的质量为0.0158kg;
(3)钢球是空心的,空心部分的体积13.8cm3。