【精品解析】教科版八年级物理下册10.3 科学探究:浮力的大小 同步练习

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名称 【精品解析】教科版八年级物理下册10.3 科学探究:浮力的大小 同步练习
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科目 物理
更新时间 2023-02-09 07:26:23

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教科版八年级物理下册10.3 科学探究:浮力的大小 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·成都期末)中山舰是浓缩了“中国现代史”的一代名舰,它不仅对中国革命有着深远的意义,更是一座永恒的历史丰碑。在整体打捞中山舰过程中,利用“双驳抬撬、整体出水”的方案,即在沉船两侧各锚定一艘1500吨级的主抬驳船,驳船上各安装20台相同的卷扬机,用20根钢轨连接在卷扬机上编织成一张网。采取将舰体抬离江底一定高度,再向岸边横向移动一定距离的阶梯式反复起伏抬舰办法,成功的将中山舰全部打捞露出水面。如图所示。下列说法正确的是(  )
A.中山舰未露出水面打捞过程中,舰体所受浮力和液体压强保持不变
B.中山舰匀速向上直至完全露出水面过程中,卷扬机的功率保持不变
C.中山舰打捞至完全露出水面过程中,两驳船受到浮力保持不变
D.中山舰打捞至完全露出水面过程中,两驳船浸在水中深度逐渐变大
2.(2022八下·泰安期末)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明同学利用弹簧测力计、金属块、烧杯、水、盐水等器材进行了如图所示的操作,,下列说法中正确的是(  )
①序号c中金属块所受浮力为3.4N
②分析a、c、e三次实验可知:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
③金属块的密度
④盐水的密度为
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
3.(2022八下·大洼期末)如图所示。跳水运动员站在跳板上弹起入水,下列说法正确的是(  )
A.运动员弹起向上运动的过程弹力对运动员做功
B.运动员从高处落下时重力势能转化为动能
C.运动员入水过程中浮力不变
D.运动员在水中向下运动是受到水的压强不变
4.(2022八下·呼和浩特期末)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中全部正确的有(  )
①F1=F2;
②F1<F2;
③ρ1<ρ2;
④甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强;
⑤甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力。
A.①③ B.①④⑤ C.②④ D.②③
5.(2022八下·崂山期末)如图所示,装满水的烧杯放在盘子里,再把空易拉罐按入水中,感受到浮力的同时,会看到排开的水溢到盘子中,慢慢将易拉罐压入水中,体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察,能够提出的最具探究价值的科学问题是(  )
A.浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系
B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
6.(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
7.(2022八下·乐亭期末)科学研究中常用图像来表示两个变量(x,y)之间的关系,使研究的问题变得直观明了,如图所示,下列两个量之间的关系不符合图中曲线关系的是(  )
A.物体受到的重力与质量的关系
B.做匀速直线运动的物体路程与时间的关系
C.阻力和阻力臂一定时,动力和动力臂的关系
D.液体密度一定时,浸在液体中的物体受到的浮力与其排开液体体积的关系
8.(2022八下·屯昌期末)我国自主研发的深海潜水器“蛟龙号”于2012年6月27日下潜到7062米,创造了作业类载人潜水器新的世界纪录,2013年6月10号奔赴南海和太平洋进行深海科学考察。下列有关“蛟龙号”的说法不正确的是(  )
A.下潜越深,受到海水的压强越大
B.浮力的方向竖直向上
C.“蛟龙号”受到海水对它的浮力
D.下潜越深,受到的浮力越大
9.(2022八下·芜湖期末)体积相同的甲、乙、丙、丁四个铁球放在水中静止时如图所示,下列说法正确的是(  )
A. B.
C.丁球质量最小 D.甲球空心部分体积最小
10.(2022八下·广州期末)小明在探究浮力大小与物体重力是否有关的实验中,进行了以下实验,如图所示,他所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4若浮力大小与物体重力无关,则满足的条件是(  )
A., B.
C. D.
11.(2022八下·芜湖期末)如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢上提,直至将圆柱体全部提出水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体上升高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,下列说法正确的是(不考虑烧杯液面变化)(  )
A.圆柱体受到的重力是0.1N
B.圆柱体受到的最大浮力是0.25N
C.圆柱体的密度是3.5×103kg/m3
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa
12.(2022八下·海南期末)年月,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10058m,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中,受到的压强和浮力变化情况正确的是(  )
A.压强变小,浮力不变 B.压强不变,浮力变小
C.压强变大,浮力不变 D.压强变大,浮力变大
13.(2022八下·沧州期末)一个铜球浸没在水中受到的浮力为F 1 ,浸没在煤油中受到的浮力为F 2 ,比较铜球两次受到的浮力,则(  )
A.F1 >F2 B.F1 =F2
C.F1 <F2 D.条件不足,无法确定
14.(2022八下·路南期末)小球质量是200g,体积是300cm3,把它浸没在水中,放手后小球将(  )
A.沉入水底 B.上浮直至漂浮在水面上
C.悬浮水中 D.无法确定如何运动
15.(2022八下·沧州期末)用弹簧测力计测出一个物体重为4N,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数为3N,则该物体在水中受到的浮力是 (  )
A.1N B.3N C.4N D.7N
二、填空题
16.(2022八下·五华期末)如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,浮空艇的体积为9060m3,它升空到空气密度为ρ气=0.90kg/m3的地方时受到的浮力是    N;浮空艇用于观测青藏高原大气的相关数据,气压计显示的数据下降,说明海拔    。
17.(2022八下·泰安期末)质量为100g的木块轻轻放入盛满水的溢水杯中,静止时漂浮,溢出水的质量是   g。
18.(2022八下·成都期末)2020年7月26日,我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现海上首飞,最大起飞质量达53.5吨。当飞机降落在淡水湖面汲水时,为保证其顺利起飞,排开水的体积最大为   m3(假设淡水密度近似为水的密度1.0×103kg/m3,g取10N/kg)同一架“鲲龙”、AG600降落在淡水湖泊水面和海面的显著不同是   (选填“浮力”或“被排开的液体体积”)。
19.(2022八下·沈河期末)一艘轮船从海里驶入江里,它所露出液面的体积   ;一艘潜水艇始终保持悬浮时,它由海里驶入江里,它所受到的浮力   。(以上两空均填“变大”、“不变”或“变小”)
20.(2022八下·沈河期末)如图甲所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象证明了   的存在。如图乙所示,手压易拉罐慢慢浸入水中的过程,易拉罐所受到的水的浮力   (填“增大”、“不变”或“减小”)。如图丙所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两个易拉罐间的距离减小,可以用吸管按图中箭头   (填“A”或“B”)所示的位置和方向用力吹气。
21.(2022八下·大洼期末)辽宁航母排水量67500t,满载货物的航母从河里驶向海里,船底受到水向上的压力   (变大、变小、不变)。满载货物的航母卸货500t时,航母排开水的体积   m3(,ρ海水=1.0×103kg/m3)
22.(2022八下·乐亭期末)弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为   N,它所受浮力的方向是   ;若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为   N。
23.(2022八下·永吉期末)盛夏的中午,光脚走在河边石子滩上的小明感觉到硌脚,当他走进水中后感觉就不那么硌脚了,请你用所学物理知识解释这一现象产生的原因:   。
24.(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.
25.(2022八下·新抚期末)如图所示为一款水下摩托,若人和水下摩托共重103N,那么人骑在该摩托车上悬浮在水中时,共排开水的体积为   m3;人呼出的气泡在水中上升过程中,所受浮力将会   ,受到水的压强将会   (以上两空均填“变大”“变小”或“不变”)。(海水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg)
三、实验探究题
26.(2022八下·沈河期末)小亮利用弹簧测力计、质量相等的铝块和铜块、水和浓盐水设计了如图甲所示的实验“探究浮力的大小跟哪些因素有关”:
(1)依据生活经验小亮产生如下猜想:
①物体密度;②物体体积;③液体密度;④物体排开液体体积;⑤液体质量。那么依据一般情况下,当人在海边游泳时,从岸边向水中走去,随着走入水中越深(身体全部浸没前)会觉得身体越来越轻,通过这一经验可以合理推理出浮力大小应与上述猜想   有关(填序号);
(2)如图甲所示,将铝块挂在弹簧测力计上测出铝块的重力(A图),再将铝块的一部分浸入水中并静止(B图),此时铝块受到水的浮力为   N;
(3)如图甲中的C图所示将铜块浸没浓盐水中,测出了铜块所受的浮力,比较铝块和铜块所受浮力的大小,小亮同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论。其他同学提出这个结论是错误的,该实验错误的主要原因是:   ;
(4)小亮纠正错误后得出正确结论。利用探究得出的结论分析了如下的现象,同一个新鲜鸡蛋依次轻轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中,看到鸡蛋在水中下沉,在浓盐水中悬浮(如图乙所示)。分析鸡蛋的受力情况可知,鸡蛋在水中受到的浮力   在浓盐水中受到的浮力;此时两杯液面相平,则水对杯底的压强   浓盐水对杯底的压强;(以上两空均填“大于”、“等于”或“小于”)
(5)做完上述实验后,小亮想测出一个苹果的密度。如图丙所示,将一个苹果放入装满水的烧杯中,量筒内水的体积为V1。(整个实验过程中苹果表面沾的水忽略不计,水的密度用ρ水表示)
①轻轻取出苹果,将量筒中的水缓慢倒入烧杯中,当烧杯中的水被填满时,量筒中剩余水的体积为V2;
②接下来用针把苹果完全压入装满水的烧杯中后再慢慢取出苹果,并继续将量筒中的水倒入烧杯,当烧杯中的水再次被填满时,量筒中剩余水的体积为V3;
③则该苹果密度的表达式为ρ=   。(用上述已知及测得量的符号表示)
27.(2022八下·成都期末)萱萱小组想利用浮力知识探究物体密度的测量方法,如下是他们完成的两个探究实验:
(1)第一个实验是利用电子秤来测量矿石的密度,实验步骤如图:
①电子秤放在水平桌面上,装有适量水的烧杯放在电子秤上,电子秤示数如图A所示;
②把被测矿石用细线拴好,缓慢放入装有水的烧杯中,矿石未触碰到烧杯底部,水未溢出,子秤的示数如图B所示;
③然后缓慢放下矿石,让被测矿石沉入烧杯底部,电子秤示数如图C所示;
根据实验步骤中的数据,可测出被测矿石的质量是   g,被测矿石的密度是   g/cm3;
(2)小鲁同学想到还可以利用这一矿石测量未知液体的密度,她进行了如图操作:
①在圆柱形容器中装适量的这一液体,将另一平底烧杯放入圆柱形容器的液体中,烧杯静止时容器中液体的深度H1=0.13m,如图甲所示;
②将刚才实验中的矿石擦干水放入烧杯中,如图乙所示,此时烧杯静止时露出液面的高度h1=0.04m,容器中液体的深度H2=0.18m,烧杯和石块受到的浮力为F1;
③将矿石拴在烧杯底部,如图丙所示,烧杯静止时露出液面的高度为h2=0.07m,烧杯和石块受到的浮力为F2,则F1   F2;(选填“大于”、“等于”或“小于”)
④已知圆柱形容器底部面积为烧杯底面积的2倍。则这一液体的密度为   kg/m3。
28.(2022八下·长春期末)小王在学习完杠杆知识后,想利用杠杆和浮力知识测一石块的密度,设计实验如下,请你帮他完成本实验。
(1)取一个杠杆,调   使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图甲,将石块用细线拴住,挂在杠杆左侧A位置,将另一个物体挂在杠杆右侧,并调节物体的位置,使杠杆再次在水平位置平衡,记下位置B,用刻度尺测出OB的距离,记作;
如图乙,将石块浸没水中,调节物体的位置,使杠杆再次在   ,记下物体的位置,用刻度尺测出的距离;
(3)由以上步骤可得,石块的密度:   (用、、水表示)。
四、计算题
29.(2022八下·成都期末)如图甲所示,水平放置的轻质方形容器B,容器高为25cm,内有一个密度为0.6g/cm3,边长为10cm的实心正方体A,A与容器底部不密合,将A下表面中央与容器B的底部用一根长10cm的细绳连在一起(细绳质量、体积忽略不计)后,A置于B中央并静止。先向容器内缓慢加入1000mL某液体后,A漂浮于液面,此时液面深度为10cm,再用6N竖直向下的力作用在A上,使其恰好完全浸没,如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)加入液体的密度;
(2)A恰好浸没时容器对桌面的压强大小;
(3)撤去6N压力后,继续向容器内加入该液体,假设继续加入液体的体积为xcm3,求该容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式。
五、简答题
30.(2021八下·永吉期末)西瓜浸没于水中后松手,西瓜会上浮,用手捞出西瓜的过程中,人感觉越来越费力。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.中山舰未露出水面打捞过程中,由于舰体排开水的体积保持不变,故舰体所受浮力不变,但是随着舰体慢慢向上,受到的液体压强会发生变化,A不符合题意;
B.中山舰匀速向上直至完全露出水面过程中,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,中山舰所受的浮力变小;中山舰竖直向上做匀速直线运动,竖直方向上受力平衡,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的拉力的作用,重力不变,浮力变小,所以拉力变大;速度不变,根据
可知,卷扬机的功率变大,B不符合题意;
CD.中山舰打捞至完全露出水面过程中。两驳船受到中山舰向下的压力将逐渐增大,故受到的浮力增大,故此时两驳船排开液体的体积增大,故浸在水中深度逐渐变大,C不符合题意;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体密度一定时,深度变小,液体压强减小,排开液体的体积变小,浮力减小。
2.【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】①由图a可知,物体的重力,由图c可知,金属块浸没在水时弹簧测力计的示数,则c中金属块所受的浮力
故①错误;
②由图c、e可知,金属块浸没在不同的液体中,液体的密度不同,根据控制变量法可知,不能探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,故②错误;
③金属块浸没在水中时,金属块的体积等于金属块排开水的体积,由可知,金属块的体积
由可知,金属块的质量
金属块的密度
故③正确;
④由图e可知,金属块浸没在盐水中时弹簧测力计所受,则金属块浸没在盐水所受的浮力
金属块浸没在盐水中排开盐水的体积
由可知,盐水的密度
故④正确,所以只有③④正确,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据,求出浮力;金属块浸没在不同的液体中,液体的密度不同,根据控制变量法可知,不能探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系;根据、及求出金属块密度;根据及,可求出盐水密度。
3.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;是否做功的判断
【解析】【解答】A.运动员弹起向上运动的过程,没有受到弹力的作用,弹力对运动员没有做功,A不符合题意;
B.运动员从高处落下时,质量不变,速度增大,高度减小,动能增大,重力势能减小,故重力势能转化为动能,B符合题意;
C.运动员入水过程中,排开液体的体积变大,由阿基米德原理可知所受的浮力变大,C不符合题意;
D.运动员在水中向下运动,深度变大,由p=ρgh可知,受到水的压强变大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;质量不变,速度增大,高度减小,动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能;排开液体的体积变大,由阿基米德原理可知所受的浮力变大;根据p=ρgh,判断压强的变化。
4.【答案】B
【知识点】液体压强的特点;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】①②由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据物体浮沉条件可知,物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力,即F1=F2,故①正确,②错误;
③由于小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知ρ1>ρ球,ρ2=ρ球
所以ρ1>ρ2,故③错误;
④两杯中液面相平,ρ1>ρ2,所以根据p=ρ液gh可知,容器底受到液体的压强p1>p2,故④正确;
⑤由图可知,甲容器中液体体积较大,且ρ1>ρ2,由G=mg=ρVg可知,甲容器中液体重力较大;因为两小球及两容器相同,所以甲容器及液体、小球的总重比乙大,因此甲容器对桌面的压力较大,故⑤正确。
B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】漂浮和悬浮的物体受到平衡力的作用;漂浮的物体密度小于液体密度,悬浮物体的密度等于液体密度;液体压强和液体密度有关,和深度有关。
5.【答案】C
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】用手把空易拉罐缓慢地按入水中,在空易拉罐浸没之前,越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,这个实验告诉我们浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,验证了浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
6.【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。
7.【答案】C
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;阿基米德原理;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由G=mg可知,在同一位置,物体受到的重力G与物体的质量m成正比,此时G与m之间的关系图像是一条经过原点的倾斜直线,A不符合题意;
B.由s=vt可知,做匀速直线运动的物体速度不变,故可知物体运动的路程s与时间t成正比,此时s与t之间的关系图像是一条经过原点的倾斜直线,B不符合题意;
C.由杠杆的平衡条件可得
动力×动力臂=阻力×阻力臂
阻力和阻力臂一定时,则动力和动力臂的乘积不变,即动力与动力臂成反比,C符合题意;
D.由F浮=ρ液gV排可知,液体密度一定时,浸在液体中的物体受到的浮力F浮与其排开液体体积V排成正比,此时F浮与V排之间的关系图像是一条经过原点的倾斜直线,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在同一位置,物体受到的重力G与物体的质量m成正比;做匀速直线运动的物体速度不变,物体运动的路程s与时间t成正比;阻力和阻力臂一定时,则动力和动力臂的乘积不变,即动力与动力臂成反比;由F浮=ρ液gV排可知,液体密度一定时,浸在液体中的物体受到的浮力F浮与其排开液体体积V排成正比。
8.【答案】D
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.蛟龙号潜入海水中的深度越深,所受的压强越大,A说法正确,不符合题意;
BC.蛟龙号下水后,受到海水对它的浮力,其方向竖直向上的,BC说法正确,不符合题意;
D.蛟龙号在浸没后,下潜过程中,排开海水的体积不变,所受的浮力也不变,D说法错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体密度一定时,深度越深,液体压强越大;液体密度和拍液体的体积一定,浮力相同。
9.【答案】A
【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】四个小球的体积相同,由图可知,排开液体的体积
由可知,四个小球受到的浮力
又因为甲、乙漂浮,丙悬浮,丁沉底,所以根据物体的浮沉条件可知
所以
由可知
由可知
由图可知,甲、乙漂浮,丙悬浮,所以甲、乙、丙一定是空心的,由于甲的质量最小,所以甲空心部分的体积最大,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】液体密度一定时,排开液体的体积越大, 受到的浮力越大;漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于重力,根据浮力大小判断物体重力大小,结合体积,计算物体的密度。
10.【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】相同体积的铁块和铜块,密度不等,所以质量不等,重力不等。因为体积相同,若两种物体浸没在水中后浮力相同,则证明浮力的大小与重力无关,即
B符合题意。
故答案为:B。
【分析】若,则证明浮力的大小与重力无关。
11.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图象可知,当时,弹簧测力计示数为,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
A不符合题意;
B.圆柱体完全浸入水中,排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,由图乙可知,圆柱体受到的拉力,则圆柱体受到的浮力
B不符合题意;
C.根据可知,圆柱体的质量
根据可知,圆柱体浸没时排开水的体积
此时圆柱体排开水的体积等于圆柱体的体积,即
圆柱体的密度为
C符合题意;
D.由图乙可知,当时,弹簧测力计示数开始增大,浮力开始减小,说明圆柱体上表面开始露出水面,当时,弹簧测力计底示数最大,说明圆柱体完全露出水面;过于圆柱体的高度
所以,当圆柱体刚好全部浸没时,下表面在水中是深度
当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据物体的重力和进入液体后测力计的拉力差,计算浮力;利用浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,根据物体的质量和体积的比值, 计算密度;根据液体密度和深度,可以计算液体压强。
12.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】“奋斗者”号在水下下潜的过程中,水的密度不变,所处的深度不断增大,根据 知,“奋斗者”号所受的压强变大;“奋斗者”号在水下下潜的过程中,水的密度不变,排开水的体积等于潜水器的体积不变,根据可知,“奋斗者”号受到的浮力不变,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据,判断压强的变化;根据,判断浮力的变化。
13.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】水的密度大于煤油的密度,铜球的体积不变;根据公式F浮=ρgV排可知,铜球在水中受到的浮力大于在煤油中受到的浮力。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】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。
14.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】当小球浸没于水中时,受到的浮力为
小球的重力为
小球受到的浮力大于重力,它将上浮,最终漂浮于水面上,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;根据物体的质量计算重力;根据浮力和重力关系,判断状态。
15.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据称重法可得,物体在水中受到的浮力
故答案为:A。
【分析】根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 可以计算浮力。
16.【答案】79909.2;越高,大气压越小
【知识点】大气压强与高度的关系;浮力大小的计算
【解析】【解答】浮空艇受到的浮力大小
F浮=ρ气gV排=0.90kg/m3×9.8N/kg×9060m3=79909.2N
青藏高原海拔较高,气压计显示的数据下降,即大气压减小了,所以说明海拔越高,大气压越小。
【分析】根据气体密度和排开气体的体积,可以计算物体在空气中受到的浮力;海拔越高大气压越低。
17.【答案】100
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】木块漂浮在水面上,受到的浮力
则排开水的重力即溢出水的重力
溢出水的质量
【分析】根据及,求出溢出水的质量。
18.【答案】53.5;被排开的液体体积
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】为保证其顺利起飞,受到的浮力应该等于其受到的重力,根据阿基米德原理

故。
飞机降落在淡水湖泊水面和海面不变的是受到的浮力都等于自身的的重力,但是由于淡水和海水的密度不同,根据阿基米德原理可知,排开液体的体积明显不同。
【分析】根据物体排开液体的质量计算重力,计算物体受到的浮力;浮力相同时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关。
19.【答案】变小;变小
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】当轮船从海里驶入江里,船自重不变,因为轮船始终漂浮,所以轮船受到的浮力不变,因为,
所以排开江水的体积大于排开海水的体积,露出液面的体积变小。
潜水艇悬浮在海水中和悬浮在江水中,排开水的体积相同,由于
由阿基米德原理可知潜艇由海里驶入江里,一直悬浮时它所受到的浮力变小。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;浮力一定时,液体密度越大, 排开液体的体积越小;排开液体的体积一定时,液体密度越大, 受到的浮力越大。
20.【答案】大气压;增大;A
【知识点】大气压强的存在;流体压强与流速的关系;浮力大小的计算
【解析】【解答】水吸热汽化生成水蒸气,水蒸气把易拉罐内的空气排出,封住罐口,停止加热,罐内气体温度降低,水蒸气液化,气体压强减小,小于大气压,大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在。
易拉罐慢慢浸入水中时,排开水的体积增大,根据可知易拉罐所受浮力的增大。
流体的流速越大的地方,压强越小;流体的流速越小的地方,压强越大,所以让两易拉罐间距离减小,必须通过增大易拉罐内侧的空气流速来减小压强,故可用吸管按图中箭头A所示的方向用力吹气。
【分析】大气对其中的物体存在压强;液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;流体在流速大的地方压强小。
21.【答案】不变;6.7×104
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】该航母从河里驶入海里,根据浮力的定义,船底受到水向上的压力就是浮力,航母在漂浮状态时,受到的浮力等于重力,重力不变,浮力不变,即船底受到水向上的压力不变。
辽宁航母排水量67500t,卸货500t后,剩余的排水量为67000t,根据可知,航母排开水的体积
【分析】漂浮时,船底受到水向上的压力就是浮力,浮力等于重力;根据,求出航母排开水的体积。
22.【答案】4.9;竖直向上;24.5
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据称重法测浮力可知,金属块受到的浮力为F浮=G物-F示=14.7N-9.8N=4.9N
由阿基米德原理可知,金属块排开水的重力G排=F浮=4.9N
它所受浮力的方向是竖直向上的。
由浮力产生的原因可知F浮=F下表面-F上表面
则下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=4.9N+19.6N=24.5N
【分析】根据F浮=G物-F示及G排=F浮,求出排开水的重力;浮力方向竖直向下;根据F下表面=F浮+F上表面,求出下表面所受水的压力。
23.【答案】走进水中后,由于受到水的浮力,人对石子的压力大小等于重力减去浮力的大小,压力变小,由相互作用力可知,石子对人的支持力变小,石子与人的接触面积不变,由固体压强公式可知,人受到石子的压强变小,所以就不那么硌脚了。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】 压力大小等于重力减去浮力的大小,浮力变大,压力变小,由相互作用力可知,支持力变小,石子与人的接触面积不变,由固体压强公式可知,压强变小。
24.【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。
25.【答案】0.1;变大;变小
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】人骑在该摩托车上悬浮在水中时,则受到的浮力F浮=G=1000N
排开水的体积
气泡在上升过程中,气泡的体积变大,排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排可知受到水的浮力变大;所处深度减小,根据p=ρ水gh可知受到水的压强变小。
【分析】根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;液体密度一定时,排开液体的体积变大时,浮力变大;液体密度一定时,深度变小,压强压强减小。
26.【答案】(1)④
(2)0.6
(3)没控制物体排开液体的体积相同
(4)小于;小于
(5)
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)当人在海边游泳时,从岸边向水中走去,随着走入水中越深身体全部浸没前,排开液体体积变大,觉得身体越来越轻,说明受到的浮力越来越大,通过这一经验猜想并推出浮力大小应与物体排开液体体积有关,所以通过这一经验的合理猜想应与上述猜想有关。
(2)由甲知,弹簧测力计分度值是
由乙知
铝块部分浸没在水中后所受浮力
(3)比较图乙、丙两图中铝块和铜块所受浮力的大小,小明同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论,这个结论是错误的,原因是没控制物体排开液体的体积相同。
(4)鸡蛋在水杯中下沉,受到水的浮力小于鸡蛋重力;鸡蛋悬浮在乙杯中,根据二力平衡知识可得,受到浓盐水的浮力等于鸡蛋重力;由于鸡蛋重力不变,故鸡蛋在水中受到的浮力小于在浓盐水中受到的浮力。
由于鸡蛋在水中和浓盐水中排开液体的体积相同,由
知水的密度小于浓盐水的密度,此时两杯液面相平,根据
知水对杯底的压强小于浓盐水对杯底的压强。
(5)苹果漂浮时
由阿基米德原理知
所以
苹果的质量为
苹果的体积为,
苹果的密度为
【分析】(1)当液体密度一定,改变进入液体中的体积,可以探究浮力和排开液体体积的关系;
(2)根据物体的重力和进入液体中测力计的示数差, 计算浮力;
(3)探究物体受到的浮力和液体密度关系时,需要保持排开液体体积相等;
(4)增大液体密度,沉底的物体可以悬浮;液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大;
(5)漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;根据物体的质量和体积的比值,计算密度。
27.【答案】(1)300;2.5
(2)等于;0.75×103
【知识点】密度公式及其应用;固体密度的测量;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)③根据实验步骤中的数据,电子秤示数图A和图C所示,可测出被测矿石的质量是
由图A和图B得,出矿石排开水的质量
因为矿石浸没水中,所以矿石的体积等于它排开水的体积为
被测矿石的密度是
(2)③如图乙和图丙,烧杯和矿石整体漂浮在水中,根据漂浮条件得,浮力等于重力,由于整体重力不变,所以浮力不变,所以F1等于F2。
④图乙和图丙,烧杯和矿石整体漂浮,排开水的体积相等,烧杯露出部分的体积减少量等于矿石的体积,设烧杯的底面积是,所以,矿石体积为
因为
所以烧杯的底面积
所以容器的底面积
对于漂浮的物体,增加的浮力等于增加的重力,由甲和乙知
烧杯排开水的体积增加量
根据阿基米德原理得
所以,液体的密度
【分析】(1)根据电子秤上质量示数,测量质量大小;利用质量和体积的比值, 计算密度;
(2)漂浮的物体受到的浮力等于物体的密度;根据浮力和排开液体的体积,计算液体密度。
28.【答案】(1)平衡螺母
(2)水平位置平衡
(3)
【知识点】设计实验测密度;浮力大小的计算;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】(1)如图甲,可以通过调节杠杆左、右两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
(2)由于是根据杠杆平衡计算,第一次平衡在水平位置,那么第二次平衡也在水平位置,而且杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂。
(3)根据第一次杠杆平衡可知,石头的重力为
根据第二次杠杆平衡可知,杠杆左侧受到的拉力为
经整理可得
石头的体积为
石头的质量为
石头的密度为
【分析】(1)调节杠杆水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂;
(3)根据,可求出石块密度表达式。
29.【答案】(1)解:A的重力为GA=mAg=ρAVAg=0.6×103kg/m3×(0.1m)3×10N/kg=6N
A恰好完全浸没时受到的浮力为F浮=GA+F=6N+6N=12N
由阿基米德原理可知,加入液体的密度为
答:加入液体的密度为1.2×103kg/m3;
(2)解:加入液体的重力为
G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/kg=12N
将容器、液体、A物体看成一个整体,这个整体受容器的重力G容、液体的重力G液、A物体的重力GA、竖直向下压力F和地面对容器的支持力F支,而容器为轻质容器,G容=0,所以根据力的相互作用和力平衡知识可得,容器对支持面的压力为:
F压=F支=G液+GA+F=12N+6N+6N=12N+6N+6N=24N
A漂浮时受到浮力为F浮′=GA=6N
此时A排开液体的体积为
所以容器B的底面积为
所以A恰好浸没时容器对桌面的压强为
答:A恰好浸没时容器对桌面的压强为1600Pa
(3)解:A漂浮时,浸入液体的深度为
当细线恰好拉直时,此时注入容器B内液体的体积为
V1=SB(L+h0)-V排′-V液=150cm2×(10cm+5cm)-500cm3-1000cm3=750cm3
所以当注入液体的体积x<750cm3时,容器内液体的深度为
容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为
当A恰好浸没时,此时注入容器B内液体的体积为V2=SB(L+hA)-VA-V液=150cm2×(10cm+10cm)-1000cm3-1000cm3=1000cm3
所以当注入液体的体积750cm3≤x<1000cm3时,容器内液体的深度为
容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为
当注入液体恰好装满容器时,此时注入的液体体积为V3=SBhB-VA-V液=150cm2×25cm-1000cm3-1000cm3=1750cm3
所以当注入液体的体积1000cm3≤x<1750cm3时,容器内液体的深度为
容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为
当注入液体装满容器后,继续注入液体容器内液体的深度不变,压强保持不变,所以当注入容器内的液体体积x≥1750cm3时,容器底部受到的液体压强为p=ρ液ghB=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.25m=3000Pa
答:当注入液体的体积0~750cm3时,容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为:p=1200+0.8x(Pa);
当注入液体的体积750cm3≤x<1000cm3时,容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为:p=2.4x(Pa);
当注入液体的体积1000cm3≤x<1750cm3时,容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为:p=600+0.4x(Pa);
当注入容器内的液体体积x≥1750cm3时,容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为:p=3000Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力;根据浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度;
(2)根据物体的密度和体积计算质量,计算重力;利用水平面的物体的重力,计算压力;根据浮力和液体密度,计算排开液体的体积;利用压力和受力面积的比值, 计算压强;
(3)根据底面积和深度的乘积,计算体积;利用液体密度和深度,可以计算压强大小。
30.【答案】水的密度不变,用手捞出西瓜的过程中,西瓜排开水的体积减小,根据F浮=ρ水gV排,西瓜所受浮力变小,则手捞西瓜的力要变大,所以感觉越来越费力。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
1 / 1教科版八年级物理下册10.3 科学探究:浮力的大小 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·成都期末)中山舰是浓缩了“中国现代史”的一代名舰,它不仅对中国革命有着深远的意义,更是一座永恒的历史丰碑。在整体打捞中山舰过程中,利用“双驳抬撬、整体出水”的方案,即在沉船两侧各锚定一艘1500吨级的主抬驳船,驳船上各安装20台相同的卷扬机,用20根钢轨连接在卷扬机上编织成一张网。采取将舰体抬离江底一定高度,再向岸边横向移动一定距离的阶梯式反复起伏抬舰办法,成功的将中山舰全部打捞露出水面。如图所示。下列说法正确的是(  )
A.中山舰未露出水面打捞过程中,舰体所受浮力和液体压强保持不变
B.中山舰匀速向上直至完全露出水面过程中,卷扬机的功率保持不变
C.中山舰打捞至完全露出水面过程中,两驳船受到浮力保持不变
D.中山舰打捞至完全露出水面过程中,两驳船浸在水中深度逐渐变大
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.中山舰未露出水面打捞过程中,由于舰体排开水的体积保持不变,故舰体所受浮力不变,但是随着舰体慢慢向上,受到的液体压强会发生变化,A不符合题意;
B.中山舰匀速向上直至完全露出水面过程中,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,中山舰所受的浮力变小;中山舰竖直向上做匀速直线运动,竖直方向上受力平衡,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的拉力的作用,重力不变,浮力变小,所以拉力变大;速度不变,根据
可知,卷扬机的功率变大,B不符合题意;
CD.中山舰打捞至完全露出水面过程中。两驳船受到中山舰向下的压力将逐渐增大,故受到的浮力增大,故此时两驳船排开液体的体积增大,故浸在水中深度逐渐变大,C不符合题意;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体密度一定时,深度变小,液体压强减小,排开液体的体积变小,浮力减小。
2.(2022八下·泰安期末)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明同学利用弹簧测力计、金属块、烧杯、水、盐水等器材进行了如图所示的操作,,下列说法中正确的是(  )
①序号c中金属块所受浮力为3.4N
②分析a、c、e三次实验可知:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
③金属块的密度
④盐水的密度为
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】①由图a可知,物体的重力,由图c可知,金属块浸没在水时弹簧测力计的示数,则c中金属块所受的浮力
故①错误;
②由图c、e可知,金属块浸没在不同的液体中,液体的密度不同,根据控制变量法可知,不能探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,故②错误;
③金属块浸没在水中时,金属块的体积等于金属块排开水的体积,由可知,金属块的体积
由可知,金属块的质量
金属块的密度
故③正确;
④由图e可知,金属块浸没在盐水中时弹簧测力计所受,则金属块浸没在盐水所受的浮力
金属块浸没在盐水中排开盐水的体积
由可知,盐水的密度
故④正确,所以只有③④正确,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据,求出浮力;金属块浸没在不同的液体中,液体的密度不同,根据控制变量法可知,不能探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系;根据、及求出金属块密度;根据及,可求出盐水密度。
3.(2022八下·大洼期末)如图所示。跳水运动员站在跳板上弹起入水,下列说法正确的是(  )
A.运动员弹起向上运动的过程弹力对运动员做功
B.运动员从高处落下时重力势能转化为动能
C.运动员入水过程中浮力不变
D.运动员在水中向下运动是受到水的压强不变
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;是否做功的判断
【解析】【解答】A.运动员弹起向上运动的过程,没有受到弹力的作用,弹力对运动员没有做功,A不符合题意;
B.运动员从高处落下时,质量不变,速度增大,高度减小,动能增大,重力势能减小,故重力势能转化为动能,B符合题意;
C.运动员入水过程中,排开液体的体积变大,由阿基米德原理可知所受的浮力变大,C不符合题意;
D.运动员在水中向下运动,深度变大,由p=ρgh可知,受到水的压强变大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;质量不变,速度增大,高度减小,动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能;排开液体的体积变大,由阿基米德原理可知所受的浮力变大;根据p=ρgh,判断压强的变化。
4.(2022八下·呼和浩特期末)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中全部正确的有(  )
①F1=F2;
②F1<F2;
③ρ1<ρ2;
④甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强;
⑤甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力。
A.①③ B.①④⑤ C.②④ D.②③
【答案】B
【知识点】液体压强的特点;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】①②由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据物体浮沉条件可知,物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力,即F1=F2,故①正确,②错误;
③由于小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知ρ1>ρ球,ρ2=ρ球
所以ρ1>ρ2,故③错误;
④两杯中液面相平,ρ1>ρ2,所以根据p=ρ液gh可知,容器底受到液体的压强p1>p2,故④正确;
⑤由图可知,甲容器中液体体积较大,且ρ1>ρ2,由G=mg=ρVg可知,甲容器中液体重力较大;因为两小球及两容器相同,所以甲容器及液体、小球的总重比乙大,因此甲容器对桌面的压力较大,故⑤正确。
B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】漂浮和悬浮的物体受到平衡力的作用;漂浮的物体密度小于液体密度,悬浮物体的密度等于液体密度;液体压强和液体密度有关,和深度有关。
5.(2022八下·崂山期末)如图所示,装满水的烧杯放在盘子里,再把空易拉罐按入水中,感受到浮力的同时,会看到排开的水溢到盘子中,慢慢将易拉罐压入水中,体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察,能够提出的最具探究价值的科学问题是(  )
A.浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系
B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
【答案】C
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】用手把空易拉罐缓慢地按入水中,在空易拉罐浸没之前,越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,这个实验告诉我们浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,验证了浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
6.(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。
7.(2022八下·乐亭期末)科学研究中常用图像来表示两个变量(x,y)之间的关系,使研究的问题变得直观明了,如图所示,下列两个量之间的关系不符合图中曲线关系的是(  )
A.物体受到的重力与质量的关系
B.做匀速直线运动的物体路程与时间的关系
C.阻力和阻力臂一定时,动力和动力臂的关系
D.液体密度一定时,浸在液体中的物体受到的浮力与其排开液体体积的关系
【答案】C
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;阿基米德原理;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由G=mg可知,在同一位置,物体受到的重力G与物体的质量m成正比,此时G与m之间的关系图像是一条经过原点的倾斜直线,A不符合题意;
B.由s=vt可知,做匀速直线运动的物体速度不变,故可知物体运动的路程s与时间t成正比,此时s与t之间的关系图像是一条经过原点的倾斜直线,B不符合题意;
C.由杠杆的平衡条件可得
动力×动力臂=阻力×阻力臂
阻力和阻力臂一定时,则动力和动力臂的乘积不变,即动力与动力臂成反比,C符合题意;
D.由F浮=ρ液gV排可知,液体密度一定时,浸在液体中的物体受到的浮力F浮与其排开液体体积V排成正比,此时F浮与V排之间的关系图像是一条经过原点的倾斜直线,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在同一位置,物体受到的重力G与物体的质量m成正比;做匀速直线运动的物体速度不变,物体运动的路程s与时间t成正比;阻力和阻力臂一定时,则动力和动力臂的乘积不变,即动力与动力臂成反比;由F浮=ρ液gV排可知,液体密度一定时,浸在液体中的物体受到的浮力F浮与其排开液体体积V排成正比。
8.(2022八下·屯昌期末)我国自主研发的深海潜水器“蛟龙号”于2012年6月27日下潜到7062米,创造了作业类载人潜水器新的世界纪录,2013年6月10号奔赴南海和太平洋进行深海科学考察。下列有关“蛟龙号”的说法不正确的是(  )
A.下潜越深,受到海水的压强越大
B.浮力的方向竖直向上
C.“蛟龙号”受到海水对它的浮力
D.下潜越深,受到的浮力越大
【答案】D
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.蛟龙号潜入海水中的深度越深,所受的压强越大,A说法正确,不符合题意;
BC.蛟龙号下水后,受到海水对它的浮力,其方向竖直向上的,BC说法正确,不符合题意;
D.蛟龙号在浸没后,下潜过程中,排开海水的体积不变,所受的浮力也不变,D说法错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体密度一定时,深度越深,液体压强越大;液体密度和拍液体的体积一定,浮力相同。
9.(2022八下·芜湖期末)体积相同的甲、乙、丙、丁四个铁球放在水中静止时如图所示,下列说法正确的是(  )
A. B.
C.丁球质量最小 D.甲球空心部分体积最小
【答案】A
【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】四个小球的体积相同,由图可知,排开液体的体积
由可知,四个小球受到的浮力
又因为甲、乙漂浮,丙悬浮,丁沉底,所以根据物体的浮沉条件可知
所以
由可知
由可知
由图可知,甲、乙漂浮,丙悬浮,所以甲、乙、丙一定是空心的,由于甲的质量最小,所以甲空心部分的体积最大,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】液体密度一定时,排开液体的体积越大, 受到的浮力越大;漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于重力,根据浮力大小判断物体重力大小,结合体积,计算物体的密度。
10.(2022八下·广州期末)小明在探究浮力大小与物体重力是否有关的实验中,进行了以下实验,如图所示,他所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4若浮力大小与物体重力无关,则满足的条件是(  )
A., B.
C. D.
【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】相同体积的铁块和铜块,密度不等,所以质量不等,重力不等。因为体积相同,若两种物体浸没在水中后浮力相同,则证明浮力的大小与重力无关,即
B符合题意。
故答案为:B。
【分析】若,则证明浮力的大小与重力无关。
11.(2022八下·芜湖期末)如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢上提,直至将圆柱体全部提出水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体上升高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,下列说法正确的是(不考虑烧杯液面变化)(  )
A.圆柱体受到的重力是0.1N
B.圆柱体受到的最大浮力是0.25N
C.圆柱体的密度是3.5×103kg/m3
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图象可知,当时,弹簧测力计示数为,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
A不符合题意;
B.圆柱体完全浸入水中,排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,由图乙可知,圆柱体受到的拉力,则圆柱体受到的浮力
B不符合题意;
C.根据可知,圆柱体的质量
根据可知,圆柱体浸没时排开水的体积
此时圆柱体排开水的体积等于圆柱体的体积,即
圆柱体的密度为
C符合题意;
D.由图乙可知,当时,弹簧测力计示数开始增大,浮力开始减小,说明圆柱体上表面开始露出水面,当时,弹簧测力计底示数最大,说明圆柱体完全露出水面;过于圆柱体的高度
所以,当圆柱体刚好全部浸没时,下表面在水中是深度
当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据物体的重力和进入液体后测力计的拉力差,计算浮力;利用浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,根据物体的质量和体积的比值, 计算密度;根据液体密度和深度,可以计算液体压强。
12.(2022八下·海南期末)年月,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10058m,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中,受到的压强和浮力变化情况正确的是(  )
A.压强变小,浮力不变 B.压强不变,浮力变小
C.压强变大,浮力不变 D.压强变大,浮力变大
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】“奋斗者”号在水下下潜的过程中,水的密度不变,所处的深度不断增大,根据 知,“奋斗者”号所受的压强变大;“奋斗者”号在水下下潜的过程中,水的密度不变,排开水的体积等于潜水器的体积不变,根据可知,“奋斗者”号受到的浮力不变,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据,判断压强的变化;根据,判断浮力的变化。
13.(2022八下·沧州期末)一个铜球浸没在水中受到的浮力为F 1 ,浸没在煤油中受到的浮力为F 2 ,比较铜球两次受到的浮力,则(  )
A.F1 >F2 B.F1 =F2
C.F1 <F2 D.条件不足,无法确定
【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】水的密度大于煤油的密度,铜球的体积不变;根据公式F浮=ρgV排可知,铜球在水中受到的浮力大于在煤油中受到的浮力。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】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。
14.(2022八下·路南期末)小球质量是200g,体积是300cm3,把它浸没在水中,放手后小球将(  )
A.沉入水底 B.上浮直至漂浮在水面上
C.悬浮水中 D.无法确定如何运动
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】当小球浸没于水中时,受到的浮力为
小球的重力为
小球受到的浮力大于重力,它将上浮,最终漂浮于水面上,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;根据物体的质量计算重力;根据浮力和重力关系,判断状态。
15.(2022八下·沧州期末)用弹簧测力计测出一个物体重为4N,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数为3N,则该物体在水中受到的浮力是 (  )
A.1N B.3N C.4N D.7N
【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据称重法可得,物体在水中受到的浮力
故答案为:A。
【分析】根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 可以计算浮力。
二、填空题
16.(2022八下·五华期末)如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,浮空艇的体积为9060m3,它升空到空气密度为ρ气=0.90kg/m3的地方时受到的浮力是    N;浮空艇用于观测青藏高原大气的相关数据,气压计显示的数据下降,说明海拔    。
【答案】79909.2;越高,大气压越小
【知识点】大气压强与高度的关系;浮力大小的计算
【解析】【解答】浮空艇受到的浮力大小
F浮=ρ气gV排=0.90kg/m3×9.8N/kg×9060m3=79909.2N
青藏高原海拔较高,气压计显示的数据下降,即大气压减小了,所以说明海拔越高,大气压越小。
【分析】根据气体密度和排开气体的体积,可以计算物体在空气中受到的浮力;海拔越高大气压越低。
17.(2022八下·泰安期末)质量为100g的木块轻轻放入盛满水的溢水杯中,静止时漂浮,溢出水的质量是   g。
【答案】100
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】木块漂浮在水面上,受到的浮力
则排开水的重力即溢出水的重力
溢出水的质量
【分析】根据及,求出溢出水的质量。
18.(2022八下·成都期末)2020年7月26日,我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现海上首飞,最大起飞质量达53.5吨。当飞机降落在淡水湖面汲水时,为保证其顺利起飞,排开水的体积最大为   m3(假设淡水密度近似为水的密度1.0×103kg/m3,g取10N/kg)同一架“鲲龙”、AG600降落在淡水湖泊水面和海面的显著不同是   (选填“浮力”或“被排开的液体体积”)。
【答案】53.5;被排开的液体体积
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】为保证其顺利起飞,受到的浮力应该等于其受到的重力,根据阿基米德原理

故。
飞机降落在淡水湖泊水面和海面不变的是受到的浮力都等于自身的的重力,但是由于淡水和海水的密度不同,根据阿基米德原理可知,排开液体的体积明显不同。
【分析】根据物体排开液体的质量计算重力,计算物体受到的浮力;浮力相同时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关。
19.(2022八下·沈河期末)一艘轮船从海里驶入江里,它所露出液面的体积   ;一艘潜水艇始终保持悬浮时,它由海里驶入江里,它所受到的浮力   。(以上两空均填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】变小;变小
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】当轮船从海里驶入江里,船自重不变,因为轮船始终漂浮,所以轮船受到的浮力不变,因为,
所以排开江水的体积大于排开海水的体积,露出液面的体积变小。
潜水艇悬浮在海水中和悬浮在江水中,排开水的体积相同,由于
由阿基米德原理可知潜艇由海里驶入江里,一直悬浮时它所受到的浮力变小。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;浮力一定时,液体密度越大, 排开液体的体积越小;排开液体的体积一定时,液体密度越大, 受到的浮力越大。
20.(2022八下·沈河期末)如图甲所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象证明了   的存在。如图乙所示,手压易拉罐慢慢浸入水中的过程,易拉罐所受到的水的浮力   (填“增大”、“不变”或“减小”)。如图丙所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两个易拉罐间的距离减小,可以用吸管按图中箭头   (填“A”或“B”)所示的位置和方向用力吹气。
【答案】大气压;增大;A
【知识点】大气压强的存在;流体压强与流速的关系;浮力大小的计算
【解析】【解答】水吸热汽化生成水蒸气,水蒸气把易拉罐内的空气排出,封住罐口,停止加热,罐内气体温度降低,水蒸气液化,气体压强减小,小于大气压,大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在。
易拉罐慢慢浸入水中时,排开水的体积增大,根据可知易拉罐所受浮力的增大。
流体的流速越大的地方,压强越小;流体的流速越小的地方,压强越大,所以让两易拉罐间距离减小,必须通过增大易拉罐内侧的空气流速来减小压强,故可用吸管按图中箭头A所示的方向用力吹气。
【分析】大气对其中的物体存在压强;液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;流体在流速大的地方压强小。
21.(2022八下·大洼期末)辽宁航母排水量67500t,满载货物的航母从河里驶向海里,船底受到水向上的压力   (变大、变小、不变)。满载货物的航母卸货500t时,航母排开水的体积   m3(,ρ海水=1.0×103kg/m3)
【答案】不变;6.7×104
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】该航母从河里驶入海里,根据浮力的定义,船底受到水向上的压力就是浮力,航母在漂浮状态时,受到的浮力等于重力,重力不变,浮力不变,即船底受到水向上的压力不变。
辽宁航母排水量67500t,卸货500t后,剩余的排水量为67000t,根据可知,航母排开水的体积
【分析】漂浮时,船底受到水向上的压力就是浮力,浮力等于重力;根据,求出航母排开水的体积。
22.(2022八下·乐亭期末)弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为   N,它所受浮力的方向是   ;若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为   N。
【答案】4.9;竖直向上;24.5
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据称重法测浮力可知,金属块受到的浮力为F浮=G物-F示=14.7N-9.8N=4.9N
由阿基米德原理可知,金属块排开水的重力G排=F浮=4.9N
它所受浮力的方向是竖直向上的。
由浮力产生的原因可知F浮=F下表面-F上表面
则下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=4.9N+19.6N=24.5N
【分析】根据F浮=G物-F示及G排=F浮,求出排开水的重力;浮力方向竖直向下;根据F下表面=F浮+F上表面,求出下表面所受水的压力。
23.(2022八下·永吉期末)盛夏的中午,光脚走在河边石子滩上的小明感觉到硌脚,当他走进水中后感觉就不那么硌脚了,请你用所学物理知识解释这一现象产生的原因:   。
【答案】走进水中后,由于受到水的浮力,人对石子的压力大小等于重力减去浮力的大小,压力变小,由相互作用力可知,石子对人的支持力变小,石子与人的接触面积不变,由固体压强公式可知,人受到石子的压强变小,所以就不那么硌脚了。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】 压力大小等于重力减去浮力的大小,浮力变大,压力变小,由相互作用力可知,支持力变小,石子与人的接触面积不变,由固体压强公式可知,压强变小。
24.(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。
25.(2022八下·新抚期末)如图所示为一款水下摩托,若人和水下摩托共重103N,那么人骑在该摩托车上悬浮在水中时,共排开水的体积为   m3;人呼出的气泡在水中上升过程中,所受浮力将会   ,受到水的压强将会   (以上两空均填“变大”“变小”或“不变”)。(海水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】0.1;变大;变小
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】人骑在该摩托车上悬浮在水中时,则受到的浮力F浮=G=1000N
排开水的体积
气泡在上升过程中,气泡的体积变大,排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排可知受到水的浮力变大;所处深度减小,根据p=ρ水gh可知受到水的压强变小。
【分析】根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;液体密度一定时,排开液体的体积变大时,浮力变大;液体密度一定时,深度变小,压强压强减小。
三、实验探究题
26.(2022八下·沈河期末)小亮利用弹簧测力计、质量相等的铝块和铜块、水和浓盐水设计了如图甲所示的实验“探究浮力的大小跟哪些因素有关”:
(1)依据生活经验小亮产生如下猜想:
①物体密度;②物体体积;③液体密度;④物体排开液体体积;⑤液体质量。那么依据一般情况下,当人在海边游泳时,从岸边向水中走去,随着走入水中越深(身体全部浸没前)会觉得身体越来越轻,通过这一经验可以合理推理出浮力大小应与上述猜想   有关(填序号);
(2)如图甲所示,将铝块挂在弹簧测力计上测出铝块的重力(A图),再将铝块的一部分浸入水中并静止(B图),此时铝块受到水的浮力为   N;
(3)如图甲中的C图所示将铜块浸没浓盐水中,测出了铜块所受的浮力,比较铝块和铜块所受浮力的大小,小亮同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论。其他同学提出这个结论是错误的,该实验错误的主要原因是:   ;
(4)小亮纠正错误后得出正确结论。利用探究得出的结论分析了如下的现象,同一个新鲜鸡蛋依次轻轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中,看到鸡蛋在水中下沉,在浓盐水中悬浮(如图乙所示)。分析鸡蛋的受力情况可知,鸡蛋在水中受到的浮力   在浓盐水中受到的浮力;此时两杯液面相平,则水对杯底的压强   浓盐水对杯底的压强;(以上两空均填“大于”、“等于”或“小于”)
(5)做完上述实验后,小亮想测出一个苹果的密度。如图丙所示,将一个苹果放入装满水的烧杯中,量筒内水的体积为V1。(整个实验过程中苹果表面沾的水忽略不计,水的密度用ρ水表示)
①轻轻取出苹果,将量筒中的水缓慢倒入烧杯中,当烧杯中的水被填满时,量筒中剩余水的体积为V2;
②接下来用针把苹果完全压入装满水的烧杯中后再慢慢取出苹果,并继续将量筒中的水倒入烧杯,当烧杯中的水再次被填满时,量筒中剩余水的体积为V3;
③则该苹果密度的表达式为ρ=   。(用上述已知及测得量的符号表示)
【答案】(1)④
(2)0.6
(3)没控制物体排开液体的体积相同
(4)小于;小于
(5)
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)当人在海边游泳时,从岸边向水中走去,随着走入水中越深身体全部浸没前,排开液体体积变大,觉得身体越来越轻,说明受到的浮力越来越大,通过这一经验猜想并推出浮力大小应与物体排开液体体积有关,所以通过这一经验的合理猜想应与上述猜想有关。
(2)由甲知,弹簧测力计分度值是
由乙知
铝块部分浸没在水中后所受浮力
(3)比较图乙、丙两图中铝块和铜块所受浮力的大小,小明同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论,这个结论是错误的,原因是没控制物体排开液体的体积相同。
(4)鸡蛋在水杯中下沉,受到水的浮力小于鸡蛋重力;鸡蛋悬浮在乙杯中,根据二力平衡知识可得,受到浓盐水的浮力等于鸡蛋重力;由于鸡蛋重力不变,故鸡蛋在水中受到的浮力小于在浓盐水中受到的浮力。
由于鸡蛋在水中和浓盐水中排开液体的体积相同,由
知水的密度小于浓盐水的密度,此时两杯液面相平,根据
知水对杯底的压强小于浓盐水对杯底的压强。
(5)苹果漂浮时
由阿基米德原理知
所以
苹果的质量为
苹果的体积为,
苹果的密度为
【分析】(1)当液体密度一定,改变进入液体中的体积,可以探究浮力和排开液体体积的关系;
(2)根据物体的重力和进入液体中测力计的示数差, 计算浮力;
(3)探究物体受到的浮力和液体密度关系时,需要保持排开液体体积相等;
(4)增大液体密度,沉底的物体可以悬浮;液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大;
(5)漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;根据物体的质量和体积的比值,计算密度。
27.(2022八下·成都期末)萱萱小组想利用浮力知识探究物体密度的测量方法,如下是他们完成的两个探究实验:
(1)第一个实验是利用电子秤来测量矿石的密度,实验步骤如图:
①电子秤放在水平桌面上,装有适量水的烧杯放在电子秤上,电子秤示数如图A所示;
②把被测矿石用细线拴好,缓慢放入装有水的烧杯中,矿石未触碰到烧杯底部,水未溢出,子秤的示数如图B所示;
③然后缓慢放下矿石,让被测矿石沉入烧杯底部,电子秤示数如图C所示;
根据实验步骤中的数据,可测出被测矿石的质量是   g,被测矿石的密度是   g/cm3;
(2)小鲁同学想到还可以利用这一矿石测量未知液体的密度,她进行了如图操作:
①在圆柱形容器中装适量的这一液体,将另一平底烧杯放入圆柱形容器的液体中,烧杯静止时容器中液体的深度H1=0.13m,如图甲所示;
②将刚才实验中的矿石擦干水放入烧杯中,如图乙所示,此时烧杯静止时露出液面的高度h1=0.04m,容器中液体的深度H2=0.18m,烧杯和石块受到的浮力为F1;
③将矿石拴在烧杯底部,如图丙所示,烧杯静止时露出液面的高度为h2=0.07m,烧杯和石块受到的浮力为F2,则F1   F2;(选填“大于”、“等于”或“小于”)
④已知圆柱形容器底部面积为烧杯底面积的2倍。则这一液体的密度为   kg/m3。
【答案】(1)300;2.5
(2)等于;0.75×103
【知识点】密度公式及其应用;固体密度的测量;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)③根据实验步骤中的数据,电子秤示数图A和图C所示,可测出被测矿石的质量是
由图A和图B得,出矿石排开水的质量
因为矿石浸没水中,所以矿石的体积等于它排开水的体积为
被测矿石的密度是
(2)③如图乙和图丙,烧杯和矿石整体漂浮在水中,根据漂浮条件得,浮力等于重力,由于整体重力不变,所以浮力不变,所以F1等于F2。
④图乙和图丙,烧杯和矿石整体漂浮,排开水的体积相等,烧杯露出部分的体积减少量等于矿石的体积,设烧杯的底面积是,所以,矿石体积为
因为
所以烧杯的底面积
所以容器的底面积
对于漂浮的物体,增加的浮力等于增加的重力,由甲和乙知
烧杯排开水的体积增加量
根据阿基米德原理得
所以,液体的密度
【分析】(1)根据电子秤上质量示数,测量质量大小;利用质量和体积的比值, 计算密度;
(2)漂浮的物体受到的浮力等于物体的密度;根据浮力和排开液体的体积,计算液体密度。
28.(2022八下·长春期末)小王在学习完杠杆知识后,想利用杠杆和浮力知识测一石块的密度,设计实验如下,请你帮他完成本实验。
(1)取一个杠杆,调   使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图甲,将石块用细线拴住,挂在杠杆左侧A位置,将另一个物体挂在杠杆右侧,并调节物体的位置,使杠杆再次在水平位置平衡,记下位置B,用刻度尺测出OB的距离,记作;
如图乙,将石块浸没水中,调节物体的位置,使杠杆再次在   ,记下物体的位置,用刻度尺测出的距离;
(3)由以上步骤可得,石块的密度:   (用、、水表示)。
【答案】(1)平衡螺母
(2)水平位置平衡
(3)
【知识点】设计实验测密度;浮力大小的计算;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】(1)如图甲,可以通过调节杠杆左、右两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
(2)由于是根据杠杆平衡计算,第一次平衡在水平位置,那么第二次平衡也在水平位置,而且杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂。
(3)根据第一次杠杆平衡可知,石头的重力为
根据第二次杠杆平衡可知,杠杆左侧受到的拉力为
经整理可得
石头的体积为
石头的质量为
石头的密度为
【分析】(1)调节杠杆水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂;
(3)根据,可求出石块密度表达式。
四、计算题
29.(2022八下·成都期末)如图甲所示,水平放置的轻质方形容器B,容器高为25cm,内有一个密度为0.6g/cm3,边长为10cm的实心正方体A,A与容器底部不密合,将A下表面中央与容器B的底部用一根长10cm的细绳连在一起(细绳质量、体积忽略不计)后,A置于B中央并静止。先向容器内缓慢加入1000mL某液体后,A漂浮于液面,此时液面深度为10cm,再用6N竖直向下的力作用在A上,使其恰好完全浸没,如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)加入液体的密度;
(2)A恰好浸没时容器对桌面的压强大小;
(3)撤去6N压力后,继续向容器内加入该液体,假设继续加入液体的体积为xcm3,求该容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式。
【答案】(1)解:A的重力为GA=mAg=ρAVAg=0.6×103kg/m3×(0.1m)3×10N/kg=6N
A恰好完全浸没时受到的浮力为F浮=GA+F=6N+6N=12N
由阿基米德原理可知,加入液体的密度为
答:加入液体的密度为1.2×103kg/m3;
(2)解:加入液体的重力为
G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/kg=12N
将容器、液体、A物体看成一个整体,这个整体受容器的重力G容、液体的重力G液、A物体的重力GA、竖直向下压力F和地面对容器的支持力F支,而容器为轻质容器,G容=0,所以根据力的相互作用和力平衡知识可得,容器对支持面的压力为:
F压=F支=G液+GA+F=12N+6N+6N=12N+6N+6N=24N
A漂浮时受到浮力为F浮′=GA=6N
此时A排开液体的体积为
所以容器B的底面积为
所以A恰好浸没时容器对桌面的压强为
答:A恰好浸没时容器对桌面的压强为1600Pa
(3)解:A漂浮时,浸入液体的深度为
当细线恰好拉直时,此时注入容器B内液体的体积为
V1=SB(L+h0)-V排′-V液=150cm2×(10cm+5cm)-500cm3-1000cm3=750cm3
所以当注入液体的体积x<750cm3时,容器内液体的深度为
容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为
当A恰好浸没时,此时注入容器B内液体的体积为V2=SB(L+hA)-VA-V液=150cm2×(10cm+10cm)-1000cm3-1000cm3=1000cm3
所以当注入液体的体积750cm3≤x<1000cm3时,容器内液体的深度为
容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为
当注入液体恰好装满容器时,此时注入的液体体积为V3=SBhB-VA-V液=150cm2×25cm-1000cm3-1000cm3=1750cm3
所以当注入液体的体积1000cm3≤x<1750cm3时,容器内液体的深度为
容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为
当注入液体装满容器后,继续注入液体容器内液体的深度不变,压强保持不变,所以当注入容器内的液体体积x≥1750cm3时,容器底部受到的液体压强为p=ρ液ghB=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.25m=3000Pa
答:当注入液体的体积0~750cm3时,容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为:p=1200+0.8x(Pa);
当注入液体的体积750cm3≤x<1000cm3时,容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为:p=2.4x(Pa);
当注入液体的体积1000cm3≤x<1750cm3时,容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为:p=600+0.4x(Pa);
当注入容器内的液体体积x≥1750cm3时,容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为:p=3000Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力;根据浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度;
(2)根据物体的密度和体积计算质量,计算重力;利用水平面的物体的重力,计算压力;根据浮力和液体密度,计算排开液体的体积;利用压力和受力面积的比值, 计算压强;
(3)根据底面积和深度的乘积,计算体积;利用液体密度和深度,可以计算压强大小。
五、简答题
30.(2021八下·永吉期末)西瓜浸没于水中后松手,西瓜会上浮,用手捞出西瓜的过程中,人感觉越来越费力。
【答案】水的密度不变,用手捞出西瓜的过程中,西瓜排开水的体积减小,根据F浮=ρ水gV排,西瓜所受浮力变小,则手捞西瓜的力要变大,所以感觉越来越费力。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
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