教科版八年级物理下册10.4 沉与浮 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·大洼期末)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是( )
A.木块在甲液体中和乙液体中下表面受到的压力相等
B.木块在甲乙液体受到的浮力相等
C.乙液体对容器底部的压强较小
D.盛甲液体的容器对桌面的压力较大
【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】B.木块在甲中悬浮,则F浮甲=G木
木块在乙中漂浮,则F浮乙=G木
比较知道F浮甲=F浮乙
即木块受到的浮力一样大,B符合题意;
A.由于F浮=F向上-F向下
由图知道,甲浸没,则F浮甲<F向上甲
乙漂浮,则F浮乙=F向上乙
所以F向上甲>F向上乙
A不符合题意;
C.木块在甲中悬浮,则ρ甲=ρ木
木块在乙中漂浮,则ρ乙>ρ木
所以ρ乙>ρ甲
由于两容器中液面相平,由p=ρ液gh知道,乙液体对容器底的压强大,C不符合题意;
D.因容器相同、液面等高,则液体和物体浸入部分的总体积相等,即V甲+V排甲=V乙+V排乙
由图知道V排甲>V排乙
则V甲<V乙
由于ρ乙>ρ甲,由m=ρV知道m甲<m乙
由G=mg知道G甲<G乙
根据容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和知道F甲=G容器+G甲+G木
F乙=G容器+G乙+G木
所以F甲<F乙
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据漂浮时,浮力等于重力及F浮=F向上-F向下,比较浮力大小及下表面受到的压力大小;根据p=ρ液gh,判断液体压强的大小;根据F=G容器+G+G木,判断对桌面的压力的大小。
2.(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。
3.(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。
4.(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。
5.(2022八下·巴彦期末)2022年6月17日,我国第三艘航母“福建舰”下水,开始了三航母时代,彰显了我国海军强大的军事实力。关于航母下列说法正确的是( )
A.当“福建舰”航母上的舰载机起飞后,航母所受浮力不变
B.水面舰艇多采用前后编队而不是近距离并排行驶,是为了避免相“吸”而发生碰撞
C.作战飞机在加速升空过程中,动能转化为重力势能,机械能保持不变
D.潜水艇在下潜过程中,受到海水的压强不变
【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;流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.当福建舰航母上的舰载飞机起飞后,航母的总重力减小,根据漂浮条件,其浮力等于其自身的重力,所以浮力减小,A不符合题意;
B.舰艇并排行驶时,舰艇带动其周围的水随船向前运动,使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度;因为水的流速越大,压强越小,水的流速越小压强越大,所以舰艇内外测的水存在压强差,水的压强差使两舰艇靠近,进而发生碰撞,为了避免舰艇相“吸”碰撞,所以不采用“并排”护航,B符合题意;
C.作战飞机在加速升空过程中,飞机的质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变大,动能变大,所以机械能增大,C不符合题意;
D.潜水艇在下潜过程中,海水的密度一定,潜水艇所处的深度不断增大,根据可知,受到海水的压强变大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据漂浮条件,其浮力等于其自身的重力;水的流速越大,压强越小;质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变大,动能变大,机械能增大;根据,判断压强变化。
6.(2022八下·永吉期末)四个完全相同的容器中分别装有不同的液体,将同一个小球分别放入四种液体中,静止时的位置如图所示,则小球所受浮力最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图可知,同一个小球在甲液体和乙液体中处于漂浮状态,则小球在甲乙液体中受到的浮力F浮甲=F浮乙=G球
小球在丙液体中处于悬浮状态,则小球在丙液体中受到的浮力F浮丙=G球
小球在丁液体中沉底,则小球在丁液体中受到的浮力F浮丁所以小球在丁液体中受到的浮力最小,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据物体浮沉条件,漂浮和悬浮时,浮力等于重力;沉底时,浮力小于重力。
7.(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。
8.(2022八下·乐亭期末)水平桌面上放置两个完全相同的容器,分别装入体积不同、密度不同的甲、乙两种液体。将质量相同、体积不同的A、B两球分别放入甲、乙两种液体中,如图所示。下列说法正确的是( )
A.A球所受浮力大 B.B球所受浮力大
C.两球所受浮力相等 D.无法判断
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】两球质量相等,由G=mg可知,两球的重力也相等。甲图中,小球A漂浮,浮力等于重力,即;乙图中,小球B悬浮,浮力等于重力,即,所以A球受到的浮力等于B球受到的浮力,ABD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。
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·竞秀期末)为了让同学们养成关注生活的良好习惯,老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测,你认为这些估测数据中符合实际的是( )
A.一支新圆珠笔的重力约为10N
B.一中学生游泳时所受的浮力约为500N
C.站立在水平地面上的一成年人对地面的压强约为15Pa
D.使用动滑轮提升物体时,其机械效率可以达到100%
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用;滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】A.一支新圆珠笔的质量约10g=0.01kg,受到的重力为G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
A不符合题意;
B.漂浮的物体受到的浮力等于其重力。中学生的体重约500N,游泳时在水中接近漂浮状态,所以受到的浮力为500N,B符合题意;
C.成年人的体重在G=600N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强为
C不符合题意;
D.使用动滑轮提升重物时,要克服摩擦、要提升动滑轮而做额外功,机械效率小于100%,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据G=mg,估计重力值;漂浮的物体受到的浮力等于其重力,估计重力,进而确定浮力;根据,估计压强值;使用动滑轮提升重物时,要克服摩擦、要提升动滑轮而做额外功,机械效率小于100%。
11.(2022八下·路南期末)下列关于生产、生活实际问题的解释不正确的是( )
A.注射器的针头做得很尖是为了增大压强
B.飞艇为了能够升空要充入比空气密度大的气体
C.配置合适密度的盐水进行选种利用的是物体的浮沉条件
D.拦河坝做成上窄下宽的形状是因为液体压强随深度的增加而增大
【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用;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】A.注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,A正确,不符合题意;
B.飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小,使飞艇受到的浮力大于自身的重力,从而达到升空的目的,B错误,符合题意;
C.饱满的种子和空的种子体积是一样的,饱满种子密度较大会沉在水底;而空种子密度小会浮在水面上,这是利用了物体的浮沉条件,C正确,不符合题意;
D.液体压强随深度的增加而增大,所以拦河坝做成上窄下宽的形状,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】压力一定时,减小受力面积可以增大压强;物体的密度小,容易上升;液体压强随深度的增加而增大。
12.(2022八下·沧州期末)如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B.鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F′浮,则F浮>F′浮
C.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲>F乙
D.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p甲和p乙,则p甲=p乙
【答案】D
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据可知,在浮力相同时,甲杯中的V排大,则ρ甲小于ρ乙,AB不符合题意;
C.因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,C不符合题意;
D.烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S相同,根据可知,两只杯子底部受到液体的压强相同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力,漂浮物体的密度小于液体密度,悬浮物体的密度等于液体密度;根据总压力和受力面积的比值, 可以计算压强。
13.(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。
14.(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。
15.(2022八下·讷河期末)小智将质量相同的木块、塑料块、石块投入到水中,静止时的状态如图所示,三个物体所受的浮力分别是F1、F2、F3.下列说法正确的是( )
A.F1=F2 >F3 B.F1 >F2 >F3
C.F1=F2 < F3 D.F1=F2= F3
【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ABCD.木块、塑料块、石块的质量相同,故重力相同,即
由图看出,静止时,木块处于漂浮状态,塑料块处于悬浮状态,石块处于沉底状态,由浮沉条件可知,,,,因此有。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】漂浮或悬浮时,浮力等于重力;下沉时,浮力小于重力。
二、填空题
16.(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。
17.(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。
18.(2022八下·锦州期末)如图为一艘潜水艇在水中上浮和下潜时的情景,其中潜水艇在水中上浮的是图 (选填“甲”或“乙”)。这两种情景中,潜水艇受到的浮力F甲 (选填“>”、“<”或“=”)F乙。潜艇下潜过程中受到水的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】甲;=;增大
【知识点】液体压强的特点;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的,要使潜水艇上浮,应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力,由图示可知,甲图中水舱中的水比乙图中水舱的水少,即甲图中潜水艇的总重较小,所以正在上浮的是甲图。
这两种情景中,潜水艇排开水的体积相同,根据F浮=ρ水V排g可知潜水艇所受的浮力相等。
当潜水艇继续下潜的过程中,深度增加,由p=ρgh可知潜水艇受到水的压强增大。
【分析】潜水艇的水仓中水越少,重力减小,浮力大于重力时上升;液体密度和排开液体体积相同时,浮力相等;液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
19.(2022八下·屯昌期末)潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的,向潜水艇的水舱中充入适当的海水后,潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮,潜水艇受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】自身重力;变大
【知识点】浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由潜水艇的原理可知潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下潜的。
潜水艇在海水中漂浮时,部分体积浸没,悬浮时,潜水艇全部浸没,当潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮,排开液体的体积增大,根据F浮=ρ液gV排知浮力变大。
【分析】潜水艇通过改变自身重力实现沉浮;液体密度一定时,排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
20.(2022八下·永吉期末)“我劳动,我快乐!”康康煮粽子,他把粽子放入盛有适量水的锅中,发现粽子完全浸没于水底,此时粽子受到的浮力 粽子的重力;若其体积为1×10-4m3,则它受到的浮力为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】<(小于);1
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】粽子完全浸没于水底,根据物体的浮沉条件得,此时粽子受到的浮力小于粽子的重力。
粽子的体积为1×10-4m3,浸没于水底,所以排开水的体积为
根据阿基米德原理得,它受到的浮力为
【分析】沉底时,浮力小于重力;根据F浮=ρ液gV排,可求出浮力。
21.(2022八下·琼海期末)把一个重为8N的球浸没在水中,排开水的重力为5N,则球受到的浮力是 N,放手后这个球将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
【答案】5;下沉
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据阿基米德原理可知,F浮=G排=5N;因为F浮【分析】根据阿基米德原理可知,F浮=G排,浮力小于物体重力时,物体下沉。
22.(2022八下·永吉期末)我国第一艘两栖攻击舰“海南舰”满载排水量约4万吨,该舰满载时所受浮力约是 N,它从长江口进入东海,舰身会 一些(选填“上浮”或“下沉”)(g=10N/kg)。
【答案】4×108;上浮
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】攻击舰满载排水量约4万吨,该舰满载时受到的浮力约为F浮=G排=m排g=4×104×103kg×10N/kg=4×108N
因为攻击舰处于漂浮状态时,浮力等于自身的重力,因此当这艘攻击舰满载时从长江驶入东海时,重力不变,浮力不变,由于东海的海水密度大于长江水的密度,由F浮=ρ液gV排可得排开液体的体积变小,故舰身会上浮一些。
【分析】根据F浮=G排=m排g,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排可得排开液体的体积的变化,进而判断沉浮状态。
23.(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。
24.(2022八下·惠州期末)2022年6月17日上午,中国第三艘航空母舰福建舰下水命名仪式在江南造船厂举行,福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万吨。福建舰匀速航行时,以停留在甲板上的歼﹣10战斗机为参照物,福建舰是 (选填“静止”或“运动”)的,福建舰满载时所受浮力是 N,当一架质量为7t的歼﹣10战斗机从甲板上起飞后,航母排开水的体积将减少 m3。(g取10N/kg,海水密度取ρ海水=1.0×103kg/m3)
【答案】静止;8×108;7
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】福建舰匀速航行时,福建舰和停在甲板的战斗机相对位置没有发生改变,故以停留在甲板上的歼﹣10战斗机为参照物,福建舰是静止的。
由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于其排开液体的重力。由题意可知,福建舰满载排水量8万吨,即,则此时福建舰所受的浮力
福建舰漂浮在海面上时,浮力等于自身的重力。当一架质量为7t的歼﹣10战斗机从甲板上起飞后,福建舰的整体质量减小了7000kg,则福建舰所受浮力的减小量
由可知,航母排开水的体积将减少
【分析】相对于参照物,没有位置变化是静止的;利用漂浮时受到的浮力等于物体的重力,根据物体的质量计算重力,计算浮力;利用浮力的变化量,结合液体密度,可以计算排开体积的变化量。
25.(2022八下·芜湖期末)2022年5月3日中国海军辽宁舰航母编队在西太平洋海域进行实战化训练。辽宁舰从内河驶向太平洋的过程中所受浮力 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】不变
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】辽宁舰从内河驶向太平洋的过程中处于漂浮状态,根据可知所受浮力不变。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
三、作图题
26.如图甲所示,实心物体被绳子拉着浸没在水中,剪断绳子后该物体运动直至静止,请在图乙画出浮力F浮随时间t变化的大致图象。
【答案】解:如图所示:
【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】根据图甲可知,物体受重力、拉力和浮力的作用,因此物体受到的浮力大于重力;当剪断绳子后,物体只受到重力和浮力的作用,而浮力大于重力,根据物体浮沉条件可知,物体将上浮,在物体上表面露出水面之前,其排开水的体积不变,浮力大小不变,当物体上表面开始露出水面到物体静止漂浮在水面上时,物体排开水的体积逐渐变小,所受浮力不断变小,当物体再次静止时,浮力等于重力,如下图所示:
【分析】液体密度一定时,物体浸入液体中的体积减小,浮力变小。
四、实验探究题
27.(2022八下·广州期末)如图所示,同学们利用饮料瓶设计了很多奇妙的物理实验。
(1)小车在喷水时能够向前运动,是利用了 原理;
(2)水从开口矿泉水瓶的小孔喷出,水面降低,水喷出的距离变短,说明水产生的压强与 有关;
(3)用饮料瓶、透明胶带、螺母、塑料管按图制作了一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处 (选填“吹气”或“吸气”),潜水艇从图中位置下沉的过程中所受到水的浮力 (选填“减小”、“不变”或“增大”)
【答案】(1)力的作用是相互的
(2)深度
(3)吸气;不变
【知识点】力作用的相互性;液体压强的特点;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)小车向后喷水,在喷水时小车向前运动,说明力的作用是相互的,即该车是利用了力的作用是相互的原理。
(2)水从开口矿泉水瓶的小孔喷出,水面降低,水喷出的距离变短,即深度越小,压强越小,说明水产生的压强与深度有关。
(3)潜水艇的原理是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的,为使潜水艇下沉,需要增加重力,则必须从进排气管处吸气,使水进入潜水艇。
潜水艇在图中位置已浸没在水中,下沉的过程中,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理可知,潜水艇从图中位置下沉的过程中所受到水的浮力不变。
【分析】(1)力的作用是相互的;
(2)深度越小,压强越小,说明水产生的压强与深度有关;
(3)潜水艇的原理是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的。
28.(2022八下·大余期末)为了探究“物体的浮沉条件”,灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验,如图所示。
步骤一、用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
步骤二、用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
步骤三、将一个铁块装入玻璃瓶并盖上盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
步骤四、取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系如图丙所示。
(1)装有铁块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 N;
(2)图丙中AB段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 ,这说明物体所受浮力大小与 有关,BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 (选填“有关”、“无关”);
(3)步骤二中空玻璃瓶放手后受到的浮力为 N;
(4)当玻璃瓶刚好浸没时,下表面受到水的压强为 Pa;
(5)细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,请教后得知这表示玻璃瓶的容积,于是他灵机一动,在装有铁块的玻璃瓶内装满水,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.275N,根据以上数据他算出了铁块的密度 kg/m3。
【答案】(1)1.8
(2)变大;排开液体的体积;无关
(3)1.8
(4)600
(5)8×103
【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;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:(1)由图丙知,当瓶子浸入深度为0时,弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力,即G=2.4N;当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小,说明瓶子浸没在水中,示数为0.6N,所以受到的浮力F浮=G-F=2.4N-0.6N=1.8N
即装有铁块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是1.8N。
(2)由图丙知,AB段随着瓶子进入水中体积的增大,瓶子受到的弹簧测力计拉力逐渐减小,根据F浮=G-F知,瓶子受到的浮力增大,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
BC段为物体浸没后,随着深度的增加,其排开水的体积并未改变,浮力不变,可知浮力的大小与浸没的深度无关。
(3)浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关,空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等,所以受到的浮力相等,都为1.8N,故在第二操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时到的浮力为1.8 N。
(4)由图丙可知,当h=6cm时,玻璃瓶刚好浸没,此时瓶底受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
即玻璃瓶刚好浸没时,下表面受到水的压强为600Pa。
(5)由图甲知,空瓶的重力G瓶=1.4N,瓶子和铁块的总重力G=2.4N,铁块重力
G铁=G-G瓶=2.4N-1.4N=1N
由题知,图丁中弹簧测力计示数,即瓶子、水和铁块的总重力:G总=3.275N,所以装入水的重力G水=G总-G=3.275N -2.4N=0.875N
加入水的体积
铁块的体积V=V容-V水=100cm3-87.5cm3=12.5cm3
所以铁块的密度
即铁块的密度为8×103 kg/m3。
【分析】(1)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)进入液体中的物体,受到的浮力越大, 拉力越小;液体密度一定时,物体受到的浮力和排开液体体积有关;
(3)液体密度和排开液体体积相同时,物体受到的浮力相等;
(4)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(5)根据物体受到的浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,利用物体的重力和体积,可以计算物体密度大小。
五、计算题
29.(2022八下·崂山期末)一个气艇充入气体后的质量为1.5t,体积为1500m3。当装入多少货物时,气艇能够悬浮在空中?空气的密度为1.29kg/m3,g取10N/kg。
【答案】解:飞艇在空气中所受浮力为F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3 ×1.5×103 m3 ×10N/kg=1.935×104 N
因为气艇在空中悬浮,所以F浮=G飞艇+G货
则装入货物的重力G货=F浮-G飞艇=1.935×104 N-1.5×103 kg×10N/kg =4.35 ×103N
由G=mg可知
答:当装入435 kg货物时,气艇能够悬浮在空中
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据F浮=ρ空气gV排,求出浮力;根据物体浮沉条件,悬浮时,G货=F浮-G飞艇;根据G=mg,求出质量。
六、简答题
30.(2021八下·甘井子期末)用细线将一个小铁块与一个充气的小气球相连,把它们放入水中恰好处于悬浮状态,如图所示。现往容器中加些水,发现铁块和气球下沉,请解释原因。
【答案】解:原来小铁块和气球在水中悬浮,浮力等于重力,且气球内气压与球外压强相等;加水后,根据 p=ρgh,水密度一定,气球处深度增大,水的压强增大,导致球外压强大于气球内气压,气球体积被压减小;根据F浮=ρ液gV排,液体密度一定,排开液体体积减小,浮力减小,小于重力而下沉。
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】液体的压强与液面的深度有关,深度越大压强越大;气球所受压强变大时体积将减小,则在水中排开水的体积也将减小,故浮力变小。
1 / 1教科版八年级物理下册10.4 沉与浮 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·大洼期末)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是( )
A.木块在甲液体中和乙液体中下表面受到的压力相等
B.木块在甲乙液体受到的浮力相等
C.乙液体对容器底部的压强较小
D.盛甲液体的容器对桌面的压力较大
2.(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
3.(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
4.(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
5.(2022八下·巴彦期末)2022年6月17日,我国第三艘航母“福建舰”下水,开始了三航母时代,彰显了我国海军强大的军事实力。关于航母下列说法正确的是( )
A.当“福建舰”航母上的舰载机起飞后,航母所受浮力不变
B.水面舰艇多采用前后编队而不是近距离并排行驶,是为了避免相“吸”而发生碰撞
C.作战飞机在加速升空过程中,动能转化为重力势能,机械能保持不变
D.潜水艇在下潜过程中,受到海水的压强不变
6.(2022八下·永吉期末)四个完全相同的容器中分别装有不同的液体,将同一个小球分别放入四种液体中,静止时的位置如图所示,则小球所受浮力最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
7.(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
8.(2022八下·乐亭期末)水平桌面上放置两个完全相同的容器,分别装入体积不同、密度不同的甲、乙两种液体。将质量相同、体积不同的A、B两球分别放入甲、乙两种液体中,如图所示。下列说法正确的是( )
A.A球所受浮力大 B.B球所受浮力大
C.两球所受浮力相等 D.无法判断
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·竞秀期末)为了让同学们养成关注生活的良好习惯,老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测,你认为这些估测数据中符合实际的是( )
A.一支新圆珠笔的重力约为10N
B.一中学生游泳时所受的浮力约为500N
C.站立在水平地面上的一成年人对地面的压强约为15Pa
D.使用动滑轮提升物体时,其机械效率可以达到100%
11.(2022八下·路南期末)下列关于生产、生活实际问题的解释不正确的是( )
A.注射器的针头做得很尖是为了增大压强
B.飞艇为了能够升空要充入比空气密度大的气体
C.配置合适密度的盐水进行选种利用的是物体的浮沉条件
D.拦河坝做成上窄下宽的形状是因为液体压强随深度的增加而增大
12.(2022八下·沧州期末)如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B.鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F′浮,则F浮>F′浮
C.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲>F乙
D.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p甲和p乙,则p甲=p乙
13.(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
14.(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
15.(2022八下·讷河期末)小智将质量相同的木块、塑料块、石块投入到水中,静止时的状态如图所示,三个物体所受的浮力分别是F1、F2、F3.下列说法正确的是( )
A.F1=F2 >F3 B.F1 >F2 >F3
C.F1=F2 < F3 D.F1=F2= F3
二、填空题
16.(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)
17.(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”)。
18.(2022八下·锦州期末)如图为一艘潜水艇在水中上浮和下潜时的情景,其中潜水艇在水中上浮的是图 (选填“甲”或“乙”)。这两种情景中,潜水艇受到的浮力F甲 (选填“>”、“<”或“=”)F乙。潜艇下潜过程中受到水的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
19.(2022八下·屯昌期末)潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的,向潜水艇的水舱中充入适当的海水后,潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮,潜水艇受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(2022八下·永吉期末)“我劳动,我快乐!”康康煮粽子,他把粽子放入盛有适量水的锅中,发现粽子完全浸没于水底,此时粽子受到的浮力 粽子的重力;若其体积为1×10-4m3,则它受到的浮力为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
21.(2022八下·琼海期末)把一个重为8N的球浸没在水中,排开水的重力为5N,则球受到的浮力是 N,放手后这个球将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
22.(2022八下·永吉期末)我国第一艘两栖攻击舰“海南舰”满载排水量约4万吨,该舰满载时所受浮力约是 N,它从长江口进入东海,舰身会 一些(选填“上浮”或“下沉”)(g=10N/kg)。
23.(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。
24.(2022八下·惠州期末)2022年6月17日上午,中国第三艘航空母舰福建舰下水命名仪式在江南造船厂举行,福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万吨。福建舰匀速航行时,以停留在甲板上的歼﹣10战斗机为参照物,福建舰是 (选填“静止”或“运动”)的,福建舰满载时所受浮力是 N,当一架质量为7t的歼﹣10战斗机从甲板上起飞后,航母排开水的体积将减少 m3。(g取10N/kg,海水密度取ρ海水=1.0×103kg/m3)
25.(2022八下·芜湖期末)2022年5月3日中国海军辽宁舰航母编队在西太平洋海域进行实战化训练。辽宁舰从内河驶向太平洋的过程中所受浮力 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
三、作图题
26.如图甲所示,实心物体被绳子拉着浸没在水中,剪断绳子后该物体运动直至静止,请在图乙画出浮力F浮随时间t变化的大致图象。
四、实验探究题
27.(2022八下·广州期末)如图所示,同学们利用饮料瓶设计了很多奇妙的物理实验。
(1)小车在喷水时能够向前运动,是利用了 原理;
(2)水从开口矿泉水瓶的小孔喷出,水面降低,水喷出的距离变短,说明水产生的压强与 有关;
(3)用饮料瓶、透明胶带、螺母、塑料管按图制作了一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处 (选填“吹气”或“吸气”),潜水艇从图中位置下沉的过程中所受到水的浮力 (选填“减小”、“不变”或“增大”)
28.(2022八下·大余期末)为了探究“物体的浮沉条件”,灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验,如图所示。
步骤一、用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
步骤二、用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
步骤三、将一个铁块装入玻璃瓶并盖上盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
步骤四、取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系如图丙所示。
(1)装有铁块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 N;
(2)图丙中AB段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 ,这说明物体所受浮力大小与 有关,BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 (选填“有关”、“无关”);
(3)步骤二中空玻璃瓶放手后受到的浮力为 N;
(4)当玻璃瓶刚好浸没时,下表面受到水的压强为 Pa;
(5)细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,请教后得知这表示玻璃瓶的容积,于是他灵机一动,在装有铁块的玻璃瓶内装满水,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.275N,根据以上数据他算出了铁块的密度 kg/m3。
五、计算题
29.(2022八下·崂山期末)一个气艇充入气体后的质量为1.5t,体积为1500m3。当装入多少货物时,气艇能够悬浮在空中?空气的密度为1.29kg/m3,g取10N/kg。
六、简答题
30.(2021八下·甘井子期末)用细线将一个小铁块与一个充气的小气球相连,把它们放入水中恰好处于悬浮状态,如图所示。现往容器中加些水,发现铁块和气球下沉,请解释原因。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】B.木块在甲中悬浮,则F浮甲=G木
木块在乙中漂浮,则F浮乙=G木
比较知道F浮甲=F浮乙
即木块受到的浮力一样大,B符合题意;
A.由于F浮=F向上-F向下
由图知道,甲浸没,则F浮甲<F向上甲
乙漂浮,则F浮乙=F向上乙
所以F向上甲>F向上乙
A不符合题意;
C.木块在甲中悬浮,则ρ甲=ρ木
木块在乙中漂浮,则ρ乙>ρ木
所以ρ乙>ρ甲
由于两容器中液面相平,由p=ρ液gh知道,乙液体对容器底的压强大,C不符合题意;
D.因容器相同、液面等高,则液体和物体浸入部分的总体积相等,即V甲+V排甲=V乙+V排乙
由图知道V排甲>V排乙
则V甲<V乙
由于ρ乙>ρ甲,由m=ρV知道m甲<m乙
由G=mg知道G甲<G乙
根据容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和知道F甲=G容器+G甲+G木
F乙=G容器+G乙+G木
所以F甲<F乙
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据漂浮时,浮力等于重力及F浮=F向上-F向下,比较浮力大小及下表面受到的压力大小;根据p=ρ液gh,判断液体压强的大小;根据F=G容器+G+G木,判断对桌面的压力的大小。
2.【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。
3.【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。
4.【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。
5.【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;流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.当福建舰航母上的舰载飞机起飞后,航母的总重力减小,根据漂浮条件,其浮力等于其自身的重力,所以浮力减小,A不符合题意;
B.舰艇并排行驶时,舰艇带动其周围的水随船向前运动,使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度;因为水的流速越大,压强越小,水的流速越小压强越大,所以舰艇内外测的水存在压强差,水的压强差使两舰艇靠近,进而发生碰撞,为了避免舰艇相“吸”碰撞,所以不采用“并排”护航,B符合题意;
C.作战飞机在加速升空过程中,飞机的质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变大,动能变大,所以机械能增大,C不符合题意;
D.潜水艇在下潜过程中,海水的密度一定,潜水艇所处的深度不断增大,根据可知,受到海水的压强变大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据漂浮条件,其浮力等于其自身的重力;水的流速越大,压强越小;质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变大,动能变大,机械能增大;根据,判断压强变化。
6.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图可知,同一个小球在甲液体和乙液体中处于漂浮状态,则小球在甲乙液体中受到的浮力F浮甲=F浮乙=G球
小球在丙液体中处于悬浮状态,则小球在丙液体中受到的浮力F浮丙=G球
小球在丁液体中沉底,则小球在丁液体中受到的浮力F浮丁所以小球在丁液体中受到的浮力最小,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据物体浮沉条件,漂浮和悬浮时,浮力等于重力;沉底时,浮力小于重力。
7.【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。
8.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】两球质量相等,由G=mg可知,两球的重力也相等。甲图中,小球A漂浮,浮力等于重力,即;乙图中,小球B悬浮,浮力等于重力,即,所以A球受到的浮力等于B球受到的浮力,ABD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。
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】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用;滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】A.一支新圆珠笔的质量约10g=0.01kg,受到的重力为G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
A不符合题意;
B.漂浮的物体受到的浮力等于其重力。中学生的体重约500N,游泳时在水中接近漂浮状态,所以受到的浮力为500N,B符合题意;
C.成年人的体重在G=600N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强为
C不符合题意;
D.使用动滑轮提升重物时,要克服摩擦、要提升动滑轮而做额外功,机械效率小于100%,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据G=mg,估计重力值;漂浮的物体受到的浮力等于其重力,估计重力,进而确定浮力;根据,估计压强值;使用动滑轮提升重物时,要克服摩擦、要提升动滑轮而做额外功,机械效率小于100%。
11.【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用;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】A.注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,A正确,不符合题意;
B.飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小,使飞艇受到的浮力大于自身的重力,从而达到升空的目的,B错误,符合题意;
C.饱满的种子和空的种子体积是一样的,饱满种子密度较大会沉在水底;而空种子密度小会浮在水面上,这是利用了物体的浮沉条件,C正确,不符合题意;
D.液体压强随深度的增加而增大,所以拦河坝做成上窄下宽的形状,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】压力一定时,减小受力面积可以增大压强;物体的密度小,容易上升;液体压强随深度的增加而增大。
12.【答案】D
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据可知,在浮力相同时,甲杯中的V排大,则ρ甲小于ρ乙,AB不符合题意;
C.因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,C不符合题意;
D.烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S相同,根据可知,两只杯子底部受到液体的压强相同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力,漂浮物体的密度小于液体密度,悬浮物体的密度等于液体密度;根据总压力和受力面积的比值, 可以计算压强。
13.【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。
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】【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。
15.【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ABCD.木块、塑料块、石块的质量相同,故重力相同,即
由图看出,静止时,木块处于漂浮状态,塑料块处于悬浮状态,石块处于沉底状态,由浮沉条件可知,,,,因此有。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】漂浮或悬浮时,浮力等于重力;下沉时,浮力小于重力。
16.【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。
17.【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。
18.【答案】甲;=;增大
【知识点】液体压强的特点;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的,要使潜水艇上浮,应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力,由图示可知,甲图中水舱中的水比乙图中水舱的水少,即甲图中潜水艇的总重较小,所以正在上浮的是甲图。
这两种情景中,潜水艇排开水的体积相同,根据F浮=ρ水V排g可知潜水艇所受的浮力相等。
当潜水艇继续下潜的过程中,深度增加,由p=ρgh可知潜水艇受到水的压强增大。
【分析】潜水艇的水仓中水越少,重力减小,浮力大于重力时上升;液体密度和排开液体体积相同时,浮力相等;液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
19.【答案】自身重力;变大
【知识点】浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由潜水艇的原理可知潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下潜的。
潜水艇在海水中漂浮时,部分体积浸没,悬浮时,潜水艇全部浸没,当潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮,排开液体的体积增大,根据F浮=ρ液gV排知浮力变大。
【分析】潜水艇通过改变自身重力实现沉浮;液体密度一定时,排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
20.【答案】<(小于);1
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】粽子完全浸没于水底,根据物体的浮沉条件得,此时粽子受到的浮力小于粽子的重力。
粽子的体积为1×10-4m3,浸没于水底,所以排开水的体积为
根据阿基米德原理得,它受到的浮力为
【分析】沉底时,浮力小于重力;根据F浮=ρ液gV排,可求出浮力。
21.【答案】5;下沉
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据阿基米德原理可知,F浮=G排=5N;因为F浮【分析】根据阿基米德原理可知,F浮=G排,浮力小于物体重力时,物体下沉。
22.【答案】4×108;上浮
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】攻击舰满载排水量约4万吨,该舰满载时受到的浮力约为F浮=G排=m排g=4×104×103kg×10N/kg=4×108N
因为攻击舰处于漂浮状态时,浮力等于自身的重力,因此当这艘攻击舰满载时从长江驶入东海时,重力不变,浮力不变,由于东海的海水密度大于长江水的密度,由F浮=ρ液gV排可得排开液体的体积变小,故舰身会上浮一些。
【分析】根据F浮=G排=m排g,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排可得排开液体的体积的变化,进而判断沉浮状态。
23.【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。
24.【答案】静止;8×108;7
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】福建舰匀速航行时,福建舰和停在甲板的战斗机相对位置没有发生改变,故以停留在甲板上的歼﹣10战斗机为参照物,福建舰是静止的。
由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于其排开液体的重力。由题意可知,福建舰满载排水量8万吨,即,则此时福建舰所受的浮力
福建舰漂浮在海面上时,浮力等于自身的重力。当一架质量为7t的歼﹣10战斗机从甲板上起飞后,福建舰的整体质量减小了7000kg,则福建舰所受浮力的减小量
由可知,航母排开水的体积将减少
【分析】相对于参照物,没有位置变化是静止的;利用漂浮时受到的浮力等于物体的重力,根据物体的质量计算重力,计算浮力;利用浮力的变化量,结合液体密度,可以计算排开体积的变化量。
25.【答案】不变
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】辽宁舰从内河驶向太平洋的过程中处于漂浮状态,根据可知所受浮力不变。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
26.【答案】解:如图所示:
【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】根据图甲可知,物体受重力、拉力和浮力的作用,因此物体受到的浮力大于重力;当剪断绳子后,物体只受到重力和浮力的作用,而浮力大于重力,根据物体浮沉条件可知,物体将上浮,在物体上表面露出水面之前,其排开水的体积不变,浮力大小不变,当物体上表面开始露出水面到物体静止漂浮在水面上时,物体排开水的体积逐渐变小,所受浮力不断变小,当物体再次静止时,浮力等于重力,如下图所示:
【分析】液体密度一定时,物体浸入液体中的体积减小,浮力变小。
27.【答案】(1)力的作用是相互的
(2)深度
(3)吸气;不变
【知识点】力作用的相互性;液体压强的特点;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)小车向后喷水,在喷水时小车向前运动,说明力的作用是相互的,即该车是利用了力的作用是相互的原理。
(2)水从开口矿泉水瓶的小孔喷出,水面降低,水喷出的距离变短,即深度越小,压强越小,说明水产生的压强与深度有关。
(3)潜水艇的原理是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的,为使潜水艇下沉,需要增加重力,则必须从进排气管处吸气,使水进入潜水艇。
潜水艇在图中位置已浸没在水中,下沉的过程中,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理可知,潜水艇从图中位置下沉的过程中所受到水的浮力不变。
【分析】(1)力的作用是相互的;
(2)深度越小,压强越小,说明水产生的压强与深度有关;
(3)潜水艇的原理是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的。
28.【答案】(1)1.8
(2)变大;排开液体的体积;无关
(3)1.8
(4)600
(5)8×103
【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;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:(1)由图丙知,当瓶子浸入深度为0时,弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力,即G=2.4N;当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小,说明瓶子浸没在水中,示数为0.6N,所以受到的浮力F浮=G-F=2.4N-0.6N=1.8N
即装有铁块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是1.8N。
(2)由图丙知,AB段随着瓶子进入水中体积的增大,瓶子受到的弹簧测力计拉力逐渐减小,根据F浮=G-F知,瓶子受到的浮力增大,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
BC段为物体浸没后,随着深度的增加,其排开水的体积并未改变,浮力不变,可知浮力的大小与浸没的深度无关。
(3)浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关,空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等,所以受到的浮力相等,都为1.8N,故在第二操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时到的浮力为1.8 N。
(4)由图丙可知,当h=6cm时,玻璃瓶刚好浸没,此时瓶底受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
即玻璃瓶刚好浸没时,下表面受到水的压强为600Pa。
(5)由图甲知,空瓶的重力G瓶=1.4N,瓶子和铁块的总重力G=2.4N,铁块重力
G铁=G-G瓶=2.4N-1.4N=1N
由题知,图丁中弹簧测力计示数,即瓶子、水和铁块的总重力:G总=3.275N,所以装入水的重力G水=G总-G=3.275N -2.4N=0.875N
加入水的体积
铁块的体积V=V容-V水=100cm3-87.5cm3=12.5cm3
所以铁块的密度
即铁块的密度为8×103 kg/m3。
【分析】(1)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)进入液体中的物体,受到的浮力越大, 拉力越小;液体密度一定时,物体受到的浮力和排开液体体积有关;
(3)液体密度和排开液体体积相同时,物体受到的浮力相等;
(4)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(5)根据物体受到的浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,利用物体的重力和体积,可以计算物体密度大小。
29.【答案】解:飞艇在空气中所受浮力为F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3 ×1.5×103 m3 ×10N/kg=1.935×104 N
因为气艇在空中悬浮,所以F浮=G飞艇+G货
则装入货物的重力G货=F浮-G飞艇=1.935×104 N-1.5×103 kg×10N/kg =4.35 ×103N
由G=mg可知
答:当装入435 kg货物时,气艇能够悬浮在空中
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据F浮=ρ空气gV排,求出浮力;根据物体浮沉条件,悬浮时,G货=F浮-G飞艇;根据G=mg,求出质量。
30.【答案】解:原来小铁块和气球在水中悬浮,浮力等于重力,且气球内气压与球外压强相等;加水后,根据 p=ρgh,水密度一定,气球处深度增大,水的压强增大,导致球外压强大于气球内气压,气球体积被压减小;根据F浮=ρ液gV排,液体密度一定,排开液体体积减小,浮力减小,小于重力而下沉。
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】液体的压强与液面的深度有关,深度越大压强越大;气球所受压强变大时体积将减小,则在水中排开水的体积也将减小,故浮力变小。
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