登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
人教版物理八年级下第十章10.3综合同步练习———物体浮沉条件及应用(6)
一、单选题
1.(2022八下·新抚期末)如图所示是小玲在端午节帮妈妈煮的鸡蛋,她对一些物理量进行了估测和分析,下列数据和分析合理的是( )
A.一个鸡蛋的重力约为0.5N
B.刚煮熟的鸡蛋温度约为50℃
C.她周围的大气压约为104Pa
D.浸没在水中的鸡蛋受到的浮力一定等于重力
2.(2022八下·乐亭期末)如图所示,是将同一个自制的简易密度计,先后放入盛有不同液体的两个烧杯中的情景,则下列说法中正确的是( )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B.密度计在甲烧杯液体中受到的浮力较大
C.乙烧杯中液体的密度较大
D.甲烧杯中液体的密度较大
3.(2022八下·任丘期末)质量相等的甲、乙两只小球,分别漂浮在酒精和水中,且ρ酒精<ρ水、ρ甲<ρ乙。则( )
A.甲球的体积较小 B.甲球受到的浮力较小
C.两小球排开液体的质量相等 D.两小球排开液体的体积相等
4.(2022八下·惠州期末)下列关于小亚同学的有关物理量估算中,最接近实际的是( )
A.他重约为70N
B.他在游泳时(当作漂浮状态),所受浮力是7000N
C.他正常步行速度为1.1m/s
D.他双脚站立于水平地面时,对地面的压强是700Pa
5.(2022八下·绿园期末)如图所示,物理小组利用体积为170cm3的潜水艇模型(忽略进气排气管的体积)探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法正确的是( )
A.模型浸没在水中受到的浮力为170N
B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力变大
C.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
6.(2022八下·涿州期末)将重为,体积为的物体投入一装有适量水的烧杯中,当物体静止时,下列判断正确的是(g取)( )
A.物体悬浮, B.物体漂浮,
C.物体漂浮, D.物体沉底,
7.(2022八下·古冶期末)下列说法正确的是( )
A.潜水艇在水中,下潜越深受到浮力越大
B.热气球匀速上升,浮力大于重力
C.气象探测气球里所充气体的密度小于空气密度
D.同一支密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力大小不同
二、多选题
8.(2022八下·任丘期末)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子的中央,再把空饮料罐逐渐按入水中,在手感受到浮力增大的同时,会看到排开的水不断地溢出至盘中。关于此现象,以下说法中正确的选项是( )
A.饮料罐受到的浮力的方向始终是竖直向上的
B.说明饮料罐受到的浮力大小与它浸在水中的体积有关
C.手对饮料罐的作用力始终等于饮料罐对手的作用力
D.料罐受到的浮力大小始终等于饮料罐受到的重力
9.(2022八下·涿州期末)两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A的质量小于小球B的质量
B.甲液体的密度小于乙液体的密度
C.在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力
D.小球A在乙液体中受的浮力小于在甲液体中的浮力
三、填空题
10.(2022八下·五华期末)如图是a、b两种物质的质量与体积关系的图像。分别用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两实心物体,用手拿着甲、乙两物体浸没在水中,松手后甲将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),待物体静止后,甲受到的浮力 乙受到的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
11.(2022八下·朝阳期末)用弹簧测力计吊着重为10N的金属块缓慢浸入水中,如果金属块的一半体积浸入水中,这时弹簧测力计的示数为8N,此时金属块受到水的浮力大小为 N;如果将金属块全部浸没在水中(金属块不接触容器底部),则金属块所受浮力大小为 N,这时弹簧测力计的示数为 N.
12.(2022八下·芜湖期末)如图所示,棱长为10cm的正方体木块漂浮在水面,静止时木块有体积露出水面,木块的重力为 N。
四、作图题
13.(2022八下·五华期末)请在图中画出重为2N的小球所受浮力的示意图。
14.(2022八下·乐亭期末)如图,实心物体被绳子拉着浸没在水中,画出物体所受力的示意图。
五、实验探究题
15.(2022八下·秦皇岛期末)某同学在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计、金属块a、大小相同的柱形容器若干、水,密度未知的某种液体,细线等。他进行了如下图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块a缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F(液体均未溢出)并将其示数记录在下面表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 1.6 1.2 0.7 0.7 1.1
(1)步骤A中,弹簧测力计的示数为 N,根据表中数据计算,步骤D中金属块a所受浮力F= N;
(2)根据表中的数据,分析实验步骤A、B、C、D,说明浮力大小跟物体排开液体的 有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟排开液体的 有关;分析实验步骤A、D、E可知物体受到的浮力与浸入液体的深度 (选填“无关”或“有关”);
(3)可更换不同液体多次测量和精细研究,可说明浸在液体里的物体受到的浮力大小等于排开液体所受的 ,浮力方向是 。这就是著名的阿基米德原理的内容。阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于 。
(4)实验步骤A、F,可知某种液体的密度是 kg/m3;从实验步骤A、C可知,实验步骤C中金属块下表面受到时水的压力是 N.
16.(2022·锦州)小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向 移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)把石块放在天平的 盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。当天平平衡时,砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量是 g;
(3)小明又测出石块的体积是,则石块的密度是 ;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测石块密度比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度:
①如图丙所示,容器内装入适量的水,小木块放入容器内静止时,测出容器内水深为h1;
②如图丁所示,用细线把石块与木块系住放入容器内静止时,测出容器内水深为h2;
③如图戊所示,将石块直接放入容器内水中,测出容器内水深为h3;
④石块密度的表达式ρ石= 。(用字母表示,水的密度为ρ水)
六、计算题
17.(2022八下·涿州期末)底面积为8×10-3m2的柱形烧杯,放在水平桌面上,内盛适量水;将一质量432g,横截面积16cm2的长方体金属块浸没水中如图,水面升高了2cm(水未溢出),已知水的密度1.0×103kg/m3,g取10N/kg。请回答下面问题:
(1)金属块受到的浮力
(2)金属块对容器底部的压强
18.(2022八下·石家庄期末)如图所示,水平桌面上放有一个底面积为500cm2、质量为1kg的薄壁圆柱形容器,容器中盛满水,水的深度为10cm。(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)水对容器底部的压强。
(2)容器对桌面的压力。
(3)若将一个体积为500cm3的实心小球慢慢地放入该容器中,当小球静止不动时,容器对水平桌面的压强未发生变化。求小球质量允许的最大值。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数;重力及其大小的计算;压强;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.一个鸡蛋的质量在50g左右,重力为G=mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
A符合题意;
B.标准大气压下水的沸点为100℃,所以刚煮熟的鸡蛋温度约为100℃,B不符合题意;
C.标准大气压为1×105Pa,所以她周围的大气压约为1×105Pa,C不符合题意;
D.浸没在水中的鸡蛋由于不知道鸡蛋是悬浮还是沉底,所以不能得出浸没在水中的鸡蛋受到的浮力一定等于重力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据常见物体的重力、温度、压强和浮力,结合数据解答。
2.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,所以
即密度计在甲、乙两液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,则AB不符合题意;
CD.由图知,密度计排开液体的体积,而,根据 可知,D不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体漂浮时,浮力等于重力;根据,比较密度大小。
3.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.质量相等的甲、乙两只小球,因为ρ甲<ρ乙
由可知两球的体积V甲>V乙
A不符合题意;
BCD.根据G=mg可知它们的重力相等,甲乙漂浮在酒精和水中,根据漂浮条件可知浮力等于重力,由于两球重力相等,所以浮力相等,根据阿基米德原理可知它们排开液体的重力相等,由G=mg可知它们的排开液体的质量相等,因为ρ酒精<ρ水
由可知两小球排开液体的体积不相等,C符合题意,BD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
4.【答案】C
【知识点】速度与物体运动;重力及其大小的计算;压强;浮力大小的计算
【解析】【解答】ABD.他的质量约为70kg,重约为700N, 他在游泳时(当作漂浮状态),所受浮力是
他双脚站立于水平地面时,与水平面的接触面积约为0.05m2,对地面的压强是
ABD不符合题意。
C.他正常步行1s约走两步,一步约55cm,即1s约走
速度为
C符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据常见物体的重力、浮力、运动速度和压强大小,结合数据解答。
5.【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】【解答】A.模型浸没在水中受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×170×10﹣6m3=1.7N
A不符合题意;
B.由F浮=ρ水gV排可知,模型浸没后继续下沉的过程中体积不变,则受到的浮力大小不变,B不符合题意;
CD.往模型中打气时,模型内气压增大,将水排出,模型的重力减小,当重力小于浮力时,模型上浮;反之,模型下沉,即潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的,若要让悬浮的模型上浮应使模型排水,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据F浮=ρ水gV排,确定浮力;潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的。
6.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】物体的密度为
所以物体在水中将漂浮
故答案为:C。
【分析】液体密度大于物体密度时,物体漂浮,漂浮时,浮力等于重力。
7.【答案】C
【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】【解答】A.潜水艇在水中,下潜越深的过程中,排开水的体积不变,根据可知,潜水艇受到的浮力不变,A不符合题意;
B.热气球匀速上升时处于平衡状态,受到的浮力和重力是一对平衡力,二力大小相等,B不符合题意;
C.气象探测气球里所充气体的密度小于空气密度,气球受浮力大于自身的重力而升空,C符合题意;
D.同一支密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力均等于自身的重力,所以密度计受到的浮力大小相同,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据,判断潜水艇浮力;匀速上升时处于平衡状态,受到的浮力和重力是一对平衡力,二力大小相等;气体的密度小于空气密度,气球上浮;密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力均等于自身的重力。
8.【答案】A,B,C
【知识点】力作用的相互性;浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.浮力的方向与重力的方向相反,重力的方向竖直向下,饮料罐受到的浮力的方向是竖直向上的,A符合题意;
B.当饮料罐没入水中更深排开的水更多时,根据F浮=ρ液gV排求得饮料罐受到的浮力更大;B符合题意;
C.手对饮料罐的作用力与饮料罐对手的作用力是一对相互作用力,所以,手对饮料罐的作用力始终等于饮料罐对手的作用力,C符合题意;
D.根据物体受力平衡可知:饮料罐受到的浮力大小始终等于压力与饮料罐受到的重力之和,饮料罐受到的浮力大小始终大于饮料罐受到的重力,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】物体受到的浮力竖直向上;浮力和液体密度、排开液体的体积有关;相互作用的力,力的大小相等。
9.【答案】A,B,C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图得,在甲液体中A、B均沉底,在乙液体中,A漂浮,B沉底。
A.依题意得,A、B体积相同,A排开乙液体的体积小于B排开乙液体的体积,由得,A受到乙液体的浮力小于B受到乙液体的浮力。由浮沉条件得,A受到乙液体的浮力等于A的重力,B受到乙液体的浮力小于B的重力,所以A的重力小于B的重力,由
得,小球A的质量小于小球B的质量,A符合题意;
B.由浮沉条件得
即乙液体的密度大于甲液体的密度,B符合题意;
C.A、B的体积相同,浸没在液体中,排开的液体的体积相同,因此A排开甲液体的体积等于B排开甲液体的体积,由得,A受到甲液体的浮力等于于B受到甲液体的浮力,A、B球均受到重力、支持力、浮力作用并在甲液体中保持静止,故在甲液体中容器底对小球A的支持力
在甲液体中容器底对小球B的支持力
所以
所以在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力,C符合题意;
D.由浮沉条件得,小球A在乙液体中受的浮力
小球A在甲液体中的浮力
所以
即小球A在乙液体中受的浮力大于在甲液体中的浮力,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】根据阿基米德原理、及物体浮沉条件进行解答。
10.【答案】下沉;小于
【知识点】密度公式及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图可知
所以根据物体的浮沉条件可知,用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两个实心物体,放入足够多的水中,甲放入水中会下沉,乙会上浮,直到漂浮在水面上。
根据物体的浮沉条件可知F浮甲由于甲、乙两个实心物体质量相等,所以G甲=G乙
比较可知F浮甲【分析】利用质量和体积的比值, 计算密度;当物体的密度大于液体密度,物体在液体中沉底;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
11.【答案】2;4;6
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】当金属块刚好一半浸入水中时,金属球受到的浮力:F浮 =G F示 =10N 8N =2N,
当金属球全部浸入水中时,受到的浮力:F′浮 =2F浮 =2×2N =4N,
此时弹簧测力计的示数:F′示 =G F′浮 =10N 4N =6N.
【分析】根据物体的重力和拉力差计算浮力;根据排开液体的体积计算浮力。
12.【答案】7.5
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】木块的体积
木块所受浮力
木块漂浮,所受重力
【分析】根据液体密度和排开液体的体积的乘积,计算浮力;漂浮的物体受到浮力等于物体的重力。
13.【答案】解:如图所示:
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】小球漂浮中,处于平衡状态,所受浮力F浮=G=2N
浮力方向为竖直向上,作用点在小球的球心,小球所受浮力的示意图如图所示:
【分析】物体受到的浮力竖直向上。
14.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】物体用细线拉着浸没在水中,物体受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的共同作用,处于静止状态,由力的平衡条件可得
过重心分别沿力的方向画一条有向线段,并标上力的符号,如下图所示:
。
【分析】重力方向竖直向上;浮力方向竖直向下;拉力方向沿绳向下。
15.【答案】(1)2.7;2
(2)体积;密度;无关
(3)重力;向上;气体
(4)0.8×103;1.5
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)弹簧测力计中,1N之间有10个小格,每个小格代表0.1N,故测力计的分度值为0.1N,由图可以看出,测力计的示数为2.7N。
步骤D中,对金属块a进行受力分析,受到自身的重力、浮力以及测力计对它的拉力,由平衡力的定义得,金属块a受到的浮力为
(2)从B、C、D看出,同种液体中,金属块a浸入到水中的体积都不相同,也就是排开液体的体积不同,故浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
步骤A、E、F中看出,金属块在两种不同的液体中,浸入的深度一样,但是密度不一样,受到的浮力也不一样,故说明浮力大小跟排开液体的密度有关。
实验步骤A、D、E,同种液体,故液体的密度是相同的,不同的是金属块浸入在液体中的深度不同,数据分析可得,金属球受到的浮力是相同的,故物体受到的浮力与浸入液体的深度无关。
(3)更换不同液体多次测量,研究发现,浸在液体里的物体受到的浮力大小等于其排开液体的所受的重力,浮力方向跟重力方向相反,为竖直向上。阿基米德原理不仅适用于液体,还可以适用于气体。
(4)实验步骤A、E,金属块是完全浸没在水中的,其所受的浮力为
由阿基米德原理得,金属块的体积为
故在F液体中,受到的浮力为
故液体的密度为
从实验步骤A、C可知,金属块受到的浮力为
在C中金属块受到的浮力也等于其下表面受到的压力与上表面受到的压力之差,因为上表面的受到的压力为0,故金属块下表面受到时水的压力是1.5N。
【分析】(1)根据测力计的指针位置,测量力的大小;根据物体受到的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;
(2)当液体密度一定时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关;当排开液体的体积相同时,液体密度越大, 物体受到的浮力越大;浮力大小和深度无关;
(3)浮力等于排开液体受到的浮力;浮力的方向竖直向上;阿基米德原理适用液体和气体;
(4)根据已知的浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,利用浮力和排开液体的体积,可以计算未知液体的密度;浮力等于物体上下表面的压力差。
16.【答案】(1)左
(2)左;46
(3)
(4)偏小
(5)
【知识点】密度公式及其应用;固体密度的测量;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针偏向分度盘的右侧,说明天平右侧偏重,应将平衡螺母向左移动,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)用天平称量物体时,应把物品放在左盘,砝码放在右盘,因此把石块放在天平的左盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。
石块的质量等于右盘砝码的质量加上标尺上游码指示的质量,则石块的质量是
(3)小明又测出石块的体积是20cm3,则石块的密度是
(4)实验所用的砝码生锈了,砝码的质量变大,所测物体的质量偏小,根据 可知,则所测石块密度比真实值偏小。
(5)设容器的底面积为S,由丙、戊两图可知石块的体积为
设丙图中木块浸入水中的体积为 ,丁图木块和石块浸入水中的体积为
物体漂浮时浮力等于重力,由丙、丁两图可知,两种情况下浮力
两式相减得
石块密度
【分析】(1)调节天平平衡时,平衡螺母左偏右调,右偏左调;
(2)测量质量时,物体放在左盘;根据砝码和游码的位置,测量质量;
(3)利用质量和体积的比值, 计算密度;
(4)砝码生锈,质量变大,测量的结果偏小;计算的密度值偏小;
(5)根据物体漂浮时,受到的浮力等于物体的重力,根据液面深度的变化可以计算排开液体的体积,计算排开液体的质量,等于物体的质量;根据物体沉底时排开液体的体积,计算物体的体积;利用质量和体积的比值, 计算密度。
17.【答案】(1)解:金属块浸没时排开水的体积V排=SΔh=8×10-3m2×2×10-2m=1.6×10-4m3
金属块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10-4m3 =1.6N
答:金属块受到的浮力为1.6N;
(2)解:金属块的重力G=mg=432×10-3g×10N/kg=4.32N
金属块对容器底部的压力F=G-F浮=4.32N-1.6N =2.72N
金属块对容器底部的压强
答:金属块对容器底部的压强为1.7×103Pa。
【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)根据公式F浮=ρ水gV排,可求出浮力;
(2)根据公式G=mg、F=G-F浮及,可求出压强。
18.【答案】(1)解:水对容器底部的压强为
答:水对容器底部的压强为1000Pa;
(2)解:水的体积为
水的质量为
水的重力为
容器的重力为
容器对桌面的压力等于水和容器的重力之和,即
答:容器对桌面的压力为60N;
(3)解:将一个体积为500cm3的实心小球慢慢地放入该容器中,小球放入容器时,容器中的水溢出,小球受到的浮力等于排开水的重力,当小球静止不动时,容器对水平桌面的压强未发生变化,说明小球悬浮或漂浮在水中,悬浮时小球的密度等于水的密度,漂浮时小球的密度小于水的密度,根据m=ρV可知悬浮时为小球质量允许的最大值,所以小球质量允许的最大值为
答:小球质量允许的最大值为0.5kg。
【知识点】密度公式及其应用;压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式p=ρgh,可求出压强;
(2)根据公式G=mg及F=G+G容器,可求出压力;
(3)根据公式m=ρV,可求出质量。
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 1登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
人教版物理八年级下第十章10.3综合同步练习———物体浮沉条件及应用(6)
一、单选题
1.(2022八下·新抚期末)如图所示是小玲在端午节帮妈妈煮的鸡蛋,她对一些物理量进行了估测和分析,下列数据和分析合理的是( )
A.一个鸡蛋的重力约为0.5N
B.刚煮熟的鸡蛋温度约为50℃
C.她周围的大气压约为104Pa
D.浸没在水中的鸡蛋受到的浮力一定等于重力
【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数;重力及其大小的计算;压强;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.一个鸡蛋的质量在50g左右,重力为G=mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
A符合题意;
B.标准大气压下水的沸点为100℃,所以刚煮熟的鸡蛋温度约为100℃,B不符合题意;
C.标准大气压为1×105Pa,所以她周围的大气压约为1×105Pa,C不符合题意;
D.浸没在水中的鸡蛋由于不知道鸡蛋是悬浮还是沉底,所以不能得出浸没在水中的鸡蛋受到的浮力一定等于重力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据常见物体的重力、温度、压强和浮力,结合数据解答。
2.(2022八下·乐亭期末)如图所示,是将同一个自制的简易密度计,先后放入盛有不同液体的两个烧杯中的情景,则下列说法中正确的是( )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B.密度计在甲烧杯液体中受到的浮力较大
C.乙烧杯中液体的密度较大
D.甲烧杯中液体的密度较大
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,所以
即密度计在甲、乙两液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,则AB不符合题意;
CD.由图知,密度计排开液体的体积,而,根据 可知,D不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体漂浮时,浮力等于重力;根据,比较密度大小。
3.(2022八下·任丘期末)质量相等的甲、乙两只小球,分别漂浮在酒精和水中,且ρ酒精<ρ水、ρ甲<ρ乙。则( )
A.甲球的体积较小 B.甲球受到的浮力较小
C.两小球排开液体的质量相等 D.两小球排开液体的体积相等
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.质量相等的甲、乙两只小球,因为ρ甲<ρ乙
由可知两球的体积V甲>V乙
A不符合题意;
BCD.根据G=mg可知它们的重力相等,甲乙漂浮在酒精和水中,根据漂浮条件可知浮力等于重力,由于两球重力相等,所以浮力相等,根据阿基米德原理可知它们排开液体的重力相等,由G=mg可知它们的排开液体的质量相等,因为ρ酒精<ρ水
由可知两小球排开液体的体积不相等,C符合题意,BD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
4.(2022八下·惠州期末)下列关于小亚同学的有关物理量估算中,最接近实际的是( )
A.他重约为70N
B.他在游泳时(当作漂浮状态),所受浮力是7000N
C.他正常步行速度为1.1m/s
D.他双脚站立于水平地面时,对地面的压强是700Pa
【答案】C
【知识点】速度与物体运动;重力及其大小的计算;压强;浮力大小的计算
【解析】【解答】ABD.他的质量约为70kg,重约为700N, 他在游泳时(当作漂浮状态),所受浮力是
他双脚站立于水平地面时,与水平面的接触面积约为0.05m2,对地面的压强是
ABD不符合题意。
C.他正常步行1s约走两步,一步约55cm,即1s约走
速度为
C符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据常见物体的重力、浮力、运动速度和压强大小,结合数据解答。
5.(2022八下·绿园期末)如图所示,物理小组利用体积为170cm3的潜水艇模型(忽略进气排气管的体积)探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法正确的是( )
A.模型浸没在水中受到的浮力为170N
B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力变大
C.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
【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】【解答】A.模型浸没在水中受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×170×10﹣6m3=1.7N
A不符合题意;
B.由F浮=ρ水gV排可知,模型浸没后继续下沉的过程中体积不变,则受到的浮力大小不变,B不符合题意;
CD.往模型中打气时,模型内气压增大,将水排出,模型的重力减小,当重力小于浮力时,模型上浮;反之,模型下沉,即潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的,若要让悬浮的模型上浮应使模型排水,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据F浮=ρ水gV排,确定浮力;潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的。
6.(2022八下·涿州期末)将重为,体积为的物体投入一装有适量水的烧杯中,当物体静止时,下列判断正确的是(g取)( )
A.物体悬浮, B.物体漂浮,
C.物体漂浮, D.物体沉底,
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】物体的密度为
所以物体在水中将漂浮
故答案为:C。
【分析】液体密度大于物体密度时,物体漂浮,漂浮时,浮力等于重力。
7.(2022八下·古冶期末)下列说法正确的是( )
A.潜水艇在水中,下潜越深受到浮力越大
B.热气球匀速上升,浮力大于重力
C.气象探测气球里所充气体的密度小于空气密度
D.同一支密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力大小不同
【答案】C
【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】【解答】A.潜水艇在水中,下潜越深的过程中,排开水的体积不变,根据可知,潜水艇受到的浮力不变,A不符合题意;
B.热气球匀速上升时处于平衡状态,受到的浮力和重力是一对平衡力,二力大小相等,B不符合题意;
C.气象探测气球里所充气体的密度小于空气密度,气球受浮力大于自身的重力而升空,C符合题意;
D.同一支密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力均等于自身的重力,所以密度计受到的浮力大小相同,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据,判断潜水艇浮力;匀速上升时处于平衡状态,受到的浮力和重力是一对平衡力,二力大小相等;气体的密度小于空气密度,气球上浮;密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力均等于自身的重力。
二、多选题
8.(2022八下·任丘期末)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子的中央,再把空饮料罐逐渐按入水中,在手感受到浮力增大的同时,会看到排开的水不断地溢出至盘中。关于此现象,以下说法中正确的选项是( )
A.饮料罐受到的浮力的方向始终是竖直向上的
B.说明饮料罐受到的浮力大小与它浸在水中的体积有关
C.手对饮料罐的作用力始终等于饮料罐对手的作用力
D.料罐受到的浮力大小始终等于饮料罐受到的重力
【答案】A,B,C
【知识点】力作用的相互性;浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.浮力的方向与重力的方向相反,重力的方向竖直向下,饮料罐受到的浮力的方向是竖直向上的,A符合题意;
B.当饮料罐没入水中更深排开的水更多时,根据F浮=ρ液gV排求得饮料罐受到的浮力更大;B符合题意;
C.手对饮料罐的作用力与饮料罐对手的作用力是一对相互作用力,所以,手对饮料罐的作用力始终等于饮料罐对手的作用力,C符合题意;
D.根据物体受力平衡可知:饮料罐受到的浮力大小始终等于压力与饮料罐受到的重力之和,饮料罐受到的浮力大小始终大于饮料罐受到的重力,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】物体受到的浮力竖直向上;浮力和液体密度、排开液体的体积有关;相互作用的力,力的大小相等。
9.(2022八下·涿州期末)两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A的质量小于小球B的质量
B.甲液体的密度小于乙液体的密度
C.在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力
D.小球A在乙液体中受的浮力小于在甲液体中的浮力
【答案】A,B,C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图得,在甲液体中A、B均沉底,在乙液体中,A漂浮,B沉底。
A.依题意得,A、B体积相同,A排开乙液体的体积小于B排开乙液体的体积,由得,A受到乙液体的浮力小于B受到乙液体的浮力。由浮沉条件得,A受到乙液体的浮力等于A的重力,B受到乙液体的浮力小于B的重力,所以A的重力小于B的重力,由
得,小球A的质量小于小球B的质量,A符合题意;
B.由浮沉条件得
即乙液体的密度大于甲液体的密度,B符合题意;
C.A、B的体积相同,浸没在液体中,排开的液体的体积相同,因此A排开甲液体的体积等于B排开甲液体的体积,由得,A受到甲液体的浮力等于于B受到甲液体的浮力,A、B球均受到重力、支持力、浮力作用并在甲液体中保持静止,故在甲液体中容器底对小球A的支持力
在甲液体中容器底对小球B的支持力
所以
所以在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力,C符合题意;
D.由浮沉条件得,小球A在乙液体中受的浮力
小球A在甲液体中的浮力
所以
即小球A在乙液体中受的浮力大于在甲液体中的浮力,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】根据阿基米德原理、及物体浮沉条件进行解答。
三、填空题
10.(2022八下·五华期末)如图是a、b两种物质的质量与体积关系的图像。分别用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两实心物体,用手拿着甲、乙两物体浸没在水中,松手后甲将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),待物体静止后,甲受到的浮力 乙受到的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】下沉;小于
【知识点】密度公式及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图可知
所以根据物体的浮沉条件可知,用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两个实心物体,放入足够多的水中,甲放入水中会下沉,乙会上浮,直到漂浮在水面上。
根据物体的浮沉条件可知F浮甲由于甲、乙两个实心物体质量相等,所以G甲=G乙
比较可知F浮甲【分析】利用质量和体积的比值, 计算密度;当物体的密度大于液体密度,物体在液体中沉底;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
11.(2022八下·朝阳期末)用弹簧测力计吊着重为10N的金属块缓慢浸入水中,如果金属块的一半体积浸入水中,这时弹簧测力计的示数为8N,此时金属块受到水的浮力大小为 N;如果将金属块全部浸没在水中(金属块不接触容器底部),则金属块所受浮力大小为 N,这时弹簧测力计的示数为 N.
【答案】2;4;6
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】当金属块刚好一半浸入水中时,金属球受到的浮力:F浮 =G F示 =10N 8N =2N,
当金属球全部浸入水中时,受到的浮力:F′浮 =2F浮 =2×2N =4N,
此时弹簧测力计的示数:F′示 =G F′浮 =10N 4N =6N.
【分析】根据物体的重力和拉力差计算浮力;根据排开液体的体积计算浮力。
12.(2022八下·芜湖期末)如图所示,棱长为10cm的正方体木块漂浮在水面,静止时木块有体积露出水面,木块的重力为 N。
【答案】7.5
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】木块的体积
木块所受浮力
木块漂浮,所受重力
【分析】根据液体密度和排开液体的体积的乘积,计算浮力;漂浮的物体受到浮力等于物体的重力。
四、作图题
13.(2022八下·五华期末)请在图中画出重为2N的小球所受浮力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】小球漂浮中,处于平衡状态,所受浮力F浮=G=2N
浮力方向为竖直向上,作用点在小球的球心,小球所受浮力的示意图如图所示:
【分析】物体受到的浮力竖直向上。
14.(2022八下·乐亭期末)如图,实心物体被绳子拉着浸没在水中,画出物体所受力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】物体用细线拉着浸没在水中,物体受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的共同作用,处于静止状态,由力的平衡条件可得
过重心分别沿力的方向画一条有向线段,并标上力的符号,如下图所示:
。
【分析】重力方向竖直向上;浮力方向竖直向下;拉力方向沿绳向下。
五、实验探究题
15.(2022八下·秦皇岛期末)某同学在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计、金属块a、大小相同的柱形容器若干、水,密度未知的某种液体,细线等。他进行了如下图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块a缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F(液体均未溢出)并将其示数记录在下面表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 1.6 1.2 0.7 0.7 1.1
(1)步骤A中,弹簧测力计的示数为 N,根据表中数据计算,步骤D中金属块a所受浮力F= N;
(2)根据表中的数据,分析实验步骤A、B、C、D,说明浮力大小跟物体排开液体的 有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟排开液体的 有关;分析实验步骤A、D、E可知物体受到的浮力与浸入液体的深度 (选填“无关”或“有关”);
(3)可更换不同液体多次测量和精细研究,可说明浸在液体里的物体受到的浮力大小等于排开液体所受的 ,浮力方向是 。这就是著名的阿基米德原理的内容。阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于 。
(4)实验步骤A、F,可知某种液体的密度是 kg/m3;从实验步骤A、C可知,实验步骤C中金属块下表面受到时水的压力是 N.
【答案】(1)2.7;2
(2)体积;密度;无关
(3)重力;向上;气体
(4)0.8×103;1.5
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)弹簧测力计中,1N之间有10个小格,每个小格代表0.1N,故测力计的分度值为0.1N,由图可以看出,测力计的示数为2.7N。
步骤D中,对金属块a进行受力分析,受到自身的重力、浮力以及测力计对它的拉力,由平衡力的定义得,金属块a受到的浮力为
(2)从B、C、D看出,同种液体中,金属块a浸入到水中的体积都不相同,也就是排开液体的体积不同,故浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
步骤A、E、F中看出,金属块在两种不同的液体中,浸入的深度一样,但是密度不一样,受到的浮力也不一样,故说明浮力大小跟排开液体的密度有关。
实验步骤A、D、E,同种液体,故液体的密度是相同的,不同的是金属块浸入在液体中的深度不同,数据分析可得,金属球受到的浮力是相同的,故物体受到的浮力与浸入液体的深度无关。
(3)更换不同液体多次测量,研究发现,浸在液体里的物体受到的浮力大小等于其排开液体的所受的重力,浮力方向跟重力方向相反,为竖直向上。阿基米德原理不仅适用于液体,还可以适用于气体。
(4)实验步骤A、E,金属块是完全浸没在水中的,其所受的浮力为
由阿基米德原理得,金属块的体积为
故在F液体中,受到的浮力为
故液体的密度为
从实验步骤A、C可知,金属块受到的浮力为
在C中金属块受到的浮力也等于其下表面受到的压力与上表面受到的压力之差,因为上表面的受到的压力为0,故金属块下表面受到时水的压力是1.5N。
【分析】(1)根据测力计的指针位置,测量力的大小;根据物体受到的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;
(2)当液体密度一定时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关;当排开液体的体积相同时,液体密度越大, 物体受到的浮力越大;浮力大小和深度无关;
(3)浮力等于排开液体受到的浮力;浮力的方向竖直向上;阿基米德原理适用液体和气体;
(4)根据已知的浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,利用浮力和排开液体的体积,可以计算未知液体的密度;浮力等于物体上下表面的压力差。
16.(2022·锦州)小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向 移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)把石块放在天平的 盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。当天平平衡时,砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量是 g;
(3)小明又测出石块的体积是,则石块的密度是 ;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测石块密度比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度:
①如图丙所示,容器内装入适量的水,小木块放入容器内静止时,测出容器内水深为h1;
②如图丁所示,用细线把石块与木块系住放入容器内静止时,测出容器内水深为h2;
③如图戊所示,将石块直接放入容器内水中,测出容器内水深为h3;
④石块密度的表达式ρ石= 。(用字母表示,水的密度为ρ水)
【答案】(1)左
(2)左;46
(3)
(4)偏小
(5)
【知识点】密度公式及其应用;固体密度的测量;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针偏向分度盘的右侧,说明天平右侧偏重,应将平衡螺母向左移动,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)用天平称量物体时,应把物品放在左盘,砝码放在右盘,因此把石块放在天平的左盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。
石块的质量等于右盘砝码的质量加上标尺上游码指示的质量,则石块的质量是
(3)小明又测出石块的体积是20cm3,则石块的密度是
(4)实验所用的砝码生锈了,砝码的质量变大,所测物体的质量偏小,根据 可知,则所测石块密度比真实值偏小。
(5)设容器的底面积为S,由丙、戊两图可知石块的体积为
设丙图中木块浸入水中的体积为 ,丁图木块和石块浸入水中的体积为
物体漂浮时浮力等于重力,由丙、丁两图可知,两种情况下浮力
两式相减得
石块密度
【分析】(1)调节天平平衡时,平衡螺母左偏右调,右偏左调;
(2)测量质量时,物体放在左盘;根据砝码和游码的位置,测量质量;
(3)利用质量和体积的比值, 计算密度;
(4)砝码生锈,质量变大,测量的结果偏小;计算的密度值偏小;
(5)根据物体漂浮时,受到的浮力等于物体的重力,根据液面深度的变化可以计算排开液体的体积,计算排开液体的质量,等于物体的质量;根据物体沉底时排开液体的体积,计算物体的体积;利用质量和体积的比值, 计算密度。
六、计算题
17.(2022八下·涿州期末)底面积为8×10-3m2的柱形烧杯,放在水平桌面上,内盛适量水;将一质量432g,横截面积16cm2的长方体金属块浸没水中如图,水面升高了2cm(水未溢出),已知水的密度1.0×103kg/m3,g取10N/kg。请回答下面问题:
(1)金属块受到的浮力
(2)金属块对容器底部的压强
【答案】(1)解:金属块浸没时排开水的体积V排=SΔh=8×10-3m2×2×10-2m=1.6×10-4m3
金属块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10-4m3 =1.6N
答:金属块受到的浮力为1.6N;
(2)解:金属块的重力G=mg=432×10-3g×10N/kg=4.32N
金属块对容器底部的压力F=G-F浮=4.32N-1.6N =2.72N
金属块对容器底部的压强
答:金属块对容器底部的压强为1.7×103Pa。
【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)根据公式F浮=ρ水gV排,可求出浮力;
(2)根据公式G=mg、F=G-F浮及,可求出压强。
18.(2022八下·石家庄期末)如图所示,水平桌面上放有一个底面积为500cm2、质量为1kg的薄壁圆柱形容器,容器中盛满水,水的深度为10cm。(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)水对容器底部的压强。
(2)容器对桌面的压力。
(3)若将一个体积为500cm3的实心小球慢慢地放入该容器中,当小球静止不动时,容器对水平桌面的压强未发生变化。求小球质量允许的最大值。
【答案】(1)解:水对容器底部的压强为
答:水对容器底部的压强为1000Pa;
(2)解:水的体积为
水的质量为
水的重力为
容器的重力为
容器对桌面的压力等于水和容器的重力之和,即
答:容器对桌面的压力为60N;
(3)解:将一个体积为500cm3的实心小球慢慢地放入该容器中,小球放入容器时,容器中的水溢出,小球受到的浮力等于排开水的重力,当小球静止不动时,容器对水平桌面的压强未发生变化,说明小球悬浮或漂浮在水中,悬浮时小球的密度等于水的密度,漂浮时小球的密度小于水的密度,根据m=ρV可知悬浮时为小球质量允许的最大值,所以小球质量允许的最大值为
答:小球质量允许的最大值为0.5kg。
【知识点】密度公式及其应用;压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式p=ρgh,可求出压强;
(2)根据公式G=mg及F=G+G容器,可求出压力;
(3)根据公式m=ρV,可求出质量。
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 1