粤沪版八年级物理下册9.2 阿基米德原理 同步练习

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名称 粤沪版八年级物理下册9.2 阿基米德原理 同步练习
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2023-02-09 09:53:47

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粤沪版八年级物理下册9.2 阿基米德原理 同步练习
一、单选题
1.(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
2.(2022八下·沧州期末)关于浮力的说法中下列正确的是(  )
A.浮力的大小等于物体排开液体的质量
B.浮力的方向是垂直于物体的下表面
C.浮力的施力物体是气体或液体
D.排开液体的体积越大,浮力也越大
3.(2022八下·绥滨期末)如图所示,三个球体积相同,都静止在水中,则(  )
A.A球所受浮力最大 B.B球所受浮力最大
C.C球所受浮力最大 D.三个球所受浮力一样大
4.(2022八下·临漳期末)如图所示,体积相等,形状不同的实心铜球、铁球和铝块浸没在水中不同深度处()则它们所受的浮力大小关系(  )
A.铁块所受的浮力大 B.铝块所受的浮力大
C.铜块所受的浮力大 D.它们所受的浮力一样大
5.(2022八下·秦皇岛期末)研究发现浮力大小与排开液体关系的科学家是(  )
A.牛顿 B.阿基米德 C.托里拆利 D.帕斯卡
6.(2022八下·高邑期末)将质量为0.5kg的物体,轻轻地放入盛有清水的溢水杯中,当物体静止时,溢出了0.2kg的水,关于此物体受到的浮力,下列判断正确的是(g取10N/kg)(  )
A.浮力可能大于2N B.浮力不可能等于2N
C.浮力不可能等于5N D.浮力可能大于5N
7.(2022八下·涿州期末)关于浮力,下列说法正确的是(  )
A.在液体中下沉的物体不受浮力的作用
B.物体的体积越大,它所受的浮力就越大
C.液体的密度越大,物体在液体中所受的浮力就越大
D.物体完全浸没在同一种液体中,它所受的浮力大小与浸没的深度无关
8.(2022八下·榆树期末)把质量为0.5kg的某物体放入盛水的容器中,若溢出的水重3N,则该物体所受浮力为(  )
A.一定是3N B.一定是5N C.有可能是4N D.有可能是2N
9.(2022八下·朝阳期末)2020年,我国的“奋斗者”号载人潜航器在马里亚纳海沟下潜至10909m,刷新了我国潜水器最大下潜深度纪录。海面下的“奋斗者”号匀速下潜的过程中(海水的密度不变)(  )
A.所受压强不变 B.所受浮力不变
C.所受压强变小 D.所受浮力变大
10.(2022八下·百色期末)某物体受到重力为2N,把它放在盛有水的烧杯中,溢出1N的水,则它受到的浮力(  )
A.一定是1N B.可能是0.5N C.一定是2N D.可能是1.5N
11.(2022八下·长春期末)现有一个铁块通过定滑轮挂在弹簧测力计上,下列做法中能使弹簧测力计示数变小的是(  )
A.向容器内加盐 B.把测力计挂从A点移到B点
C.向容器内加酒精 D.容器下移使铁块部分露出水面
12.(2022八下·大埔期末)如图所示,人拉鱼时,下列说法错误的是(  )
A.鱼竿弯曲是因为受到力的作用
B.鱼露出水面的体积越大,鱼受到的重力也越大
C.鱼露出水面的体积越大,鱼受到的浮力越小
D.鱼被拉离水面后,鱼受到重力和拉力作用
13.(2022八下·涡阳期末)水平桌面上放有底面积相同的甲、乙两个容器,分别盛有适量的水。将两个质量相同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两球位置如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是(  )
A.两小球所受浮力FA<FB
B.两小球的密度ρA>ρB
C.水对容器底部的压强p甲=p乙
D.容器对水平桌面的压力F甲=F乙
14.(2022八下·新泰期末)两个形状和体积都相同的长方体分别水平与竖直放置在盛水的容器中,静止时它们在水中的位置如图所示。则下列说法正确的是(  )
①两个长方体的密度相同
②两个长方体下表面所受到的液体压强相等
③两个长方体所受到液体的上下压强差相等
④两个长方体所受到液体的上下压力差相等
A.只有①③ B.只有②③ C.只有①④ D.只有②④
15.(2022八下·蓬莱期末)体积相同的实心木球和铁球放入盛水的容器中,静止后状态如下图,则它们受到的浮力(  )
A.木球大 B.铁球大 C.一样大 D.无法确定
二、填空题
16.(2022八下·沧州期末)有一潜水员在水下5m处受到的浮力   (大于/等于/小于)他在水下10m处受到的浮力。
17.(2022八下·临漳期末)重为5N的石块浸没在水中称时为3N,则石块受到的浮力为   N。
18.(2022八下·临漳期末)在溢水杯中盛满水,将体积为300cm3的小球放入溢水杯中,用天平称出溢出水的质量为200g,当小球静止时,受到的浮力等于   N。(g=10N/kg)
19.(2022八下·秦皇岛期末)一木块体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3,把它浸没在水中后放手,木块   (选填“能”或“不能”)悬浮在水中。这是因为木块受到向上的浮力等于   N,木块的重力等于   N,浮力大于重力。木块最终漂浮在水面静止时,受到的浮力等于   N,浸在水中的体积等于   cm3(g=10N/kg)
20.(2022八下·永年期末)小明用细线系住重为5N的物体,使其一半体积浸入盛满水的溢水杯中,物体排开的水重为2N;将物体浸没在水中,此时物体所受的浮力为   N,松手后,物体将   (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
21.(2022八下·南丹期末)潜水艇在水面下下潜的过程中,受到的浮力   ,水对它的压强   。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.(2022八下·榆树期末)一正方体铁块在水下某深度时,上表面受到的压力15N,下表面受到的压力20N,则铁块受到的浮力是   。
23.(2022八下·靖西期末)如图所示,重为8N,体积为0.3×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是   N,静止时弹簧测力计的示数是   N(ρ水=1.0×103kg/m3)。
24.(2022八下·靖西期末)潜水艇是一种可以在水面下航行的舰艇,当潜水艇在水中悬浮时,所受浮力   重力(选填“大于”“等于”或“小于”),水面下的潜水艇继续下潜时,所受的浮力将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
25.(2022八下·廉江期末)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。
三、作图题
26.(2021八下·苏州期末)两个高为0.1m外形完全相同圆柱体A、B,A密度为0.6g/cm3,B密度为2.7g/cm3,分别放置在两个相同的圆柱形容器中,向容器中缓慢注水直至水深为0.2 m,在甲图中画出放圆柱体A的容器中注水质量与水深度h的大致关系图像,在乙图中画出圆柱体B所受浮力F与水深度h的大致关系图像。
  
四、实验探究题
27.(2022八下·长春期末)某物理兴趣小组探究在不使用天平、量筒的情况下测量合金块和液体密度的方法,并进行了以下实验(g=10N/kg):
第一步:如图甲所示,用弹簧测力计测量合金块所受的重力,其示数为4N;
第二步:如图乙所示,将该合金块浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为3N;
第三步:将该合金块从水中取出并擦干,再浸没到如图丙所示的待测液体中,静止时弹簧测力计示数如图丁所示,根据以上实验,请回答下列问题:
(1)使用弹簧测力计测量前,应观察它的指针是否指在   位置,若没有,则进行调整;
(2)该合金块浸没在水中时受到的浮力为   N;该合金块的体积为   ;
(3)推理计算待测液体的密度ρ液=   kg/m3。写出必要的文字说明、表达式及结果   。
五、计算题
28.(2022八下·呼和浩特期末)如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,木块A放在水中后处于漂浮状态,此时A浸在水中的体积为1.5×10-4m3,A的下表面面积为30cm2(水的密度为1.0×103kg/m3)。求:
(1)木块A受到的浮力;
(2)木块下表面受到水的压力;
(3)木块下表面处水的压强。
29.(2022八下·五华期末)把边长为10cm的正方块物块(ρ物<ρ水)放入圆柱形容器底部,容器置于水平桌面上,如图甲所示。缓慢向容器内倒入适量水,物块受到的浮力F浮,F浮随液块深度h变化的关系如图乙a所示;更换一种液块重复上述实验,F浮随h的变化关系如图乙b所示。求:
(1)该物块的密度;
(2)未倒水前物块对容器底部的压强;
(3)h=6cm时,物块分别在水中和液块中所受浮力之比。
六、简答题
30.(2021八下·永定期中)2021年3月23日,日本“长赐”号货轮在苏伊士运河航行时遇狂风沙尘暴,船体偏离水道撞到河底,继而搁浅。救援团队利用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙(如图所示),同时借助涨潮增大船的浮力让货轮再度起浮,最终使船脱困。请你利用所学物理知识解释利用上面方法使船脱困的原理。
答案解析部分
1.【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。
2.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】A.浮力的大小等于物体排开液体的重力,A不符合题意;
B.浮力的方向是竖直向上的,B不符合题意;
C.一切浸在液体或气体内的物体都受到液体或气体对它竖直向上的力叫浮力,所以浮力对的施力物体是气体或液体,C符合题意;
D.物体受到的浮力大小和液体的密度、排开液体的体积都有关,排开液体的体积越大,浮力不一定越大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力的方向是竖直向上;浮力的大小等于物体排开液体的重力;浮力的施力物体是液体或气体。
3.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由图可知,三个球全浸入,A,B,C球体积相同,排开水的体积相同,由 可得受到水的浮力相同,D符合题意,ABC不符合题意.
故答案为:D
【分析】液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力相等。
4.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由题知,体积相等的实心铜球、铁块和铝块都完全浸入水中,因为物体浸没水中时,排开水的体积,所以铜球、铁球、铝块浸没在水中时,排开水的体积相同;又因为 所以铜球、铁块和铝块受浮力一样大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力相等。
5.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】阿基米德原理的内容是:浸入液体中的物体受到的浮力大小等于其排开液体的重力,所以研究发现浮力大小与排开液体关系的科学家是阿基米德。
故答案为:B。
【分析】阿基米德研究了物体受到的浮力和排开液体重力的关系。
6.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】把物体轻轻地放入盛有清水的溢水杯中,因不确定溢水杯中的水是不是满的,故不确定物体排开水的质量,若溢水杯中的水是满的,则物体排开水的质量等于0.2kg,若溢水杯中的水未满,则可知物体排开水的质量大于0.2kg,由题意可知,溢出的水的重力为G溢=m溢g=0.2kg×10N/kg=2N
则由阿基米德原理可得,物体受到水的浮力为F浮=G排≥G溢=2N
可知物体所受浮力大于等于2N,且由题意可知,物体所受重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
因物体处于静止状态,则由力的平衡可知,物体所受浮力应小于等于5N,若物体所受浮力大于5N,则此时物体将不能保持静止状态,故综上可知物体所受浮力应大于等于2N而小于等于5N,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】溢水杯装满时,物体所受浮力等于排开液体所受重力。
7.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】A.当物体浸在液体或气体中时受到浮力,所以在液体中下沉的物体也受浮力,A不符合题意;
B.物体在液体中所受的浮力和液体的密度、物体浸入液体的体积有关,和物体的体积无关,B不符合题意;
C.物体在液体中所受的浮力和液体的密度、物体浸入液体的体积有关,液体的密度越大,可如果物体浸入液体体积很小时,可能受到浮力很少,C不符合题意;
D.物体在液体中所受的浮力和液体的密度、物体浸入液体的体积有关,物体完全浸没在同一种液体中时,物体浸入液体体积和液体密度一定,所以物体所受的浮力一定,物体受到的浮力与浸没的深度无关,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当物体浸在液体或气体中时受到浮力;物体在液体中所受的浮力和液体的密度、物体浸入液体的体积有关,和物体的体积无关;物体受到的浮力与浸没的深度无关。
8.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】容器装满水时,物体所受浮力F浮=G排=G溢=3N
但题目中没有给出装满水这个条件,所以,假如没有装满水,则物体所受浮力一定大于3N,但不是3N,可能是4N,也可能是5N。
故答案为:C。
【分析】根据溢出的液体计算浮力时,容器若满,溢出的液体重力就是浮力大小,容器若不满,物体受到的浮力大于溢出液体的重力。
9.【答案】B
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】AC.海面下的“奋斗者号”匀速下潜的过程中,海水的密度不变,深度变大,由p=ρgh可知,所受压强变大,AC不符合题意;
BD.下潜的过程中,排开海水的体积不变,由F浮=ρ海水gV排可知,所受浮力不变,B符合题意,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】液体密度和排开液体的体积一定时,物体受到的浮力和深度无关;液体压强随深度的增大而增大。
10.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力。由题意可知,物体排开水的重力为1N,如烧杯装满水,则物体受到的浮力也为1N;如烧杯未装满水,则溢出水的重力小于物体所受的浮力,即此时物体所受的浮力大于1N,所以物体受到的浮力可能是1.5N,而物体受到的重力为2N,则浮力不大于2N,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力。
11.【答案】A
【知识点】平衡力的辨别;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图可知,铁块浸没有水中,排开液体的体积不变,向容器内加盐,液体密度变大,根据
可知,铁块受到的浮力变大,而铁块在竖直方向受重力、浮力以及拉力三个力共同作用,由
可知,弹簧测力计示数变小,A符合题意;
B.使用定滑轮不省力,但能改变力的方向,B不符合题意;
C.由图可知,铁块浸没有水中,排开液体的体积不变,向容器内加酒精,液体密度变小,根据
可知,铁块受到的浮力变小,而铁块在竖直方向受三个力作用,由
可知,弹簧测力计示数变大,C不符合题意;
D.由图可知,容器下移使铁块部分露出水面,排开水的体积变小,根据
可知,铁块受到的浮力变小,而铁块在竖直方向受三个力作用,由
可知,弹簧测力计示数变大,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】排开液体的体积一定时,液体的密度越大,受到的浮力越大; 静止的物体受到平衡力;根据物体的重力和受到的浮力差, 计算拉力。
12.【答案】B
【知识点】力的作用效果;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.力可以改变物体的形状,鱼杆弯曲就是受到力的作用的缘故,A正确,不符合题意;
BC.鱼露出水面的体积越大,排开水的体积变小,根据 ,可以知道浮力变小,物体的重力不变,B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.鱼被拉离水面后,不再受浮力作用,只受到重力和拉力的作用。D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】力可以改变物体的形状;浮力和排开液体的体积有关,重力和物体的质量有关。
13.【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.小球A在水中漂浮,浮力等于自身重力;小球B在水中悬浮,浮力等于自身重力。两个小球质量相同,受到的重力相同,所以所受浮力FA=FB,A不符合题意;
B,小球A漂浮,F浮=GA,则ρ水gV排=ρAgVA
因为V排同理可知,小球B悬浮,V排=VB,所以ρB=ρ水,因此ρA<ρB,B不符合题意;
C.根据公式p=ρ液gh可知,两容器中水深相同,所以p甲=p乙,C符合题意;
D.容器对水平桌面的压力等于容器重力、水的重力和小球重力的总和,由于两容器重力大小未知,所以容器对水平桌面的压力大小无法比较,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】漂浮时,浮力等于自身重力;根据ρ水gV排=ρAgVA及悬浮时,液体密度等于物体密度,判断浮力大小;根据公式p=ρ液gh,求出压强大小;根据水平面上,压力等于总重,判断压力大小。
14.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】由图可知,两个长方体都悬浮在水中,两个长方体的密度都等于水的密度,所以两个长方体的密度相同,故①正确;两个长方体下表面的深度不同,水的密度不变,根据可知,两个长方体下表面所受到的液体压强不相等,故②错误;长方体上下表面受到的压力差等于浮力,两个长方体的体积相同,排开的水的密度相同,根据可知,两个长方体受到的浮力相同,所以长方体上下表面受到的压力差相同,两个长方体上下表面的面积不同,根据可知,两个长方体所受到液体的上下压强差不相等,故③错误,④正确,所以只有①④正确,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】悬浮时,物体密度等于液体密度;根据,判断下表面受到的压强大小;根据,判断上下表面受到的压力差;根据,判断受到液体的上下压强差。
15.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】由图中可知,铁球排开水的体积大于木球排开水的体积,故由F浮=ρ液gV排可知,铁球所受浮力大于木球所受浮力,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据F浮=ρ液gV排,判断浮力大小。
16.【答案】等于
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】潜水员在水下5m处和水下10m处排开水的体积相同,根据可知,潜水员在水下5m处受到的浮力等于他在水下10m处受到的浮力。
【分析】液体密度和排开液体体积相同时,物体受到的浮力不变。
17.【答案】2
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】石块受到的浮力F浮=G-F拉=5N-3N=2N
【分析】根据物体受到的重力和进入液体中的拉力差, 计算浮力。
18.【答案】2
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由阿基米德原理可知小球受到的浮力F浮=G排=m排g=0.2kg×10N/kg=2N
【分析】根据物体排开液体的质量,计算浮力。
19.【答案】不能;2;1.6;1.6;160
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】由题意知物体体积,密度为,如果把它浸没在水中排开水的体积为
根据阿基米德原理
物块的重力
如果把它浸没在水,受到的浮力大于自身的重力
故此时物体是漂浮,不能悬浮在水中。
物体最终漂浮在水上,根据二力平衡的
故根据阿基米德原理
由上式可得
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;利用物体的质量计算重力;根据浮力和重力关系,判断物体在液体中的状态;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力,结合液体密度计算排开液体的体积。
20.【答案】4;下沉
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据阿基米德原理可知,物体一半体积浸入盛满水的溢水杯中时受到水的浮力F浮=G排=2N
将物体浸没在水中,由于物体排开水的体积是原来的2倍,所以,此时物体所受的浮力为F浮′=2F浮=2×2N=4N
因为物体重5N,所以F浮′<G,松手后,物体将下沉。
【分析】物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力;根据物体受到的浮力喝重力关系,判断物体的状态。
21.【答案】不变;变大
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】潜水艇在水面下下潜的过程中,水密度和排开液体体积均不变,所以浮力不变。
所处深度变大,根据液体压强特点,水对它的压强变大。
【分析】下潜的过程中,水密度和排开液体体积均不变,所以浮力不变;深度变大,根据液体压强特点,水对它的压强变大。
22.【答案】5
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据浮力产生的原因,铁块受到的浮力为F浮=F下表面-F上表面=20N-15N=5N
【分析】浮力等于物体上下表面的压力差。
23.【答案】3;5
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由可知,物体浸没在水中受到的浮力
由称重法可知,静止时弹簧测力计的示数
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;根据物体的重力和浮力,计算拉力大小。
24.【答案】等于;不变
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】潜水艇的体积一定,所以在水中受到的浮力不会改变,要想上浮或下潜,只能靠改变自身的重力来实现,向水舱里充较多的水时,重力增加,重力大于浮力时潜水艇下沉,重力等于浮力时,潜水艇悬浮,重力小于浮力时潜水艇上浮。
【分析】悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力;当液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力不变。
25.【答案】12;8;8;800;4
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】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。
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
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
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
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
【分析】根据测力计对物体的拉力,测量重力;根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;物体受到的浮力等于物体排开液体的重力;根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积。
26.【答案】
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】圆柱体A密度为0.6g/cm3,密度小于水的密度,则在缓慢注水的过程中,圆柱体A会漂浮,当圆柱体A漂浮时F浮=GA
则ρ水gV排=ρAgVA
则ρ水gSh排=ρAgShA
则h排= = =0.06m=6cm
由上述计算可知,当水深至6cm时,圆柱体A漂浮,当圆柱体A漂浮前,注水质量随着水深度h的增加而增加,此时水深度h增加量较快,当圆柱体A漂浮后,注水质量随着水深度h的增加而增加,但此时水深度h增加量缓慢,故注水质量与水深度h的大致关系图像如图所示
B密度为2.7g/cm3,密度大于水的密度,则圆柱体B在水中处于沉底状态,当缓慢注水的过程中,圆柱体B受到的浮力逐渐增大,当注水深度等于0.1m时,圆柱体B完全浸没,此时圆柱体B受到的浮力最大,之后注水深度增加,圆柱体B受到的浮力不变,则圆柱体B所受浮力F与水深度h的大致关系图像如图所示
【分析】物体密度小于液体的密度,物体会漂浮,根据物体密度和液体密度的比值可以计算物体进入液体的深度;物体的密度大于液体的密度,物体在液体中沉底;物体完全浸没时,受到的浮力保持不变。
27.【答案】(1)零刻度
(2)1;100
(3)0.6×103;弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计示数为F示′=3.4N,则合金块浸没在液体中受到的浮力为合金块浸没在待测液体中,排开液体的体积为则液体的密度为
【知识点】设计实验测密度;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)使用弹簧测力计测量前,要注意弹簧测力计测的量程,然后观察它的指针是否指在零刻度上,若没有,则进行调零,使指针对准零刻度线。
(2)根据题意合金块的重力G =4N,合金块浸没在水中,静止时弹簧测力计示数F示=3N,据称重法,合金块受到的浮力为
合金块浸没在水中时,合金块的体积为
(3)由丁图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计示数为F示′=3.4N,则合金块浸没在液体中受到的浮力为
合金块浸没在待测液体中,排开液体的体积为
则液体的密度为
【分析】(1)使用弹簧测力计测量前,观察它的指针是否指在零刻度上,若没有,则进行调零,使指针对准零刻度线;
(2)根据F浮=G-F示,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排,求出体积;
(3)根据F浮=G-F示,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排,求出密度。
28.【答案】(1)解:木块A受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3=1.5N
答:木块A受到的浮力为1.5N;
(2)解:由浮力产生的原因F浮=F下-F上可得,木块上表面没有受到水的压力,木块下表面受到水的压力F下=F浮+F上=F浮+0=1.5N
答:木块下表面受到水的压力为1.5N;
(3)解:木块下表面处水的压强
答:木块下表面处水的压强为500Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;
(2)根据物体上下表面压力差, 计算浮力;
(3)根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
29.【答案】(1)解:由图象可知,水的深度从h=8cm以后物块受到的浮力9N不再发生变化,因ρ物<ρ水
所以,物块处于漂浮状态,因物块漂浮时,受到的浮力和重力相等,所以,物块的重力G=F浮=9N
物块的块积V=(10cm)3=1000cm3=0.001m3
由G=mg=ρVg
可得物块的密度
答:该物块的密度为0.9×103kg/m3;
(2)解:未倒水前,物块对容器底部的压力F=G=9N
受力面积S=(10cm)2=100cm2=0.01m2
对容器底部的压强
答:未倒水前物块对容器底部的压强为900Pa;
(3)解:由图像可知,当h=10cm以后物块在液块中受到的浮力F浮′=8N不变,因F浮′所以,物块处于沉底状态,因物块完全浸没时排开液块的块积和自身的块积相等,液块的密度
当h=6cm时,物块分别在水中和液块中是部分浸入,排开水、液块的块积相同,由F浮=ρ液gV排可得,所受浮力之比等于水和液块的密度之比为
答:h=6cm时,物块分别在水中和液块中所受浮力之比为5∶4。
【知识点】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)根据物体的重力计算质量,结合体积计算密度;
(2)利用压力和受力面积的比值, 计算压强;
(3)根据物体受到的浮力和排开液体的体积,计算液体密度;当排开液体的体积相同时,根据液体密度,计算受到浮力的关系。
30.【答案】救援团队利用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙,当涨潮时,船体排开液体的体积变大,船体受到的浮力变大,因此可以让货轮再度起伏,最终使船脱困。
【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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粤沪版八年级物理下册9.2 阿基米德原理 同步练习
一、单选题
1.(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。
2.(2022八下·沧州期末)关于浮力的说法中下列正确的是(  )
A.浮力的大小等于物体排开液体的质量
B.浮力的方向是垂直于物体的下表面
C.浮力的施力物体是气体或液体
D.排开液体的体积越大,浮力也越大
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】A.浮力的大小等于物体排开液体的重力,A不符合题意;
B.浮力的方向是竖直向上的,B不符合题意;
C.一切浸在液体或气体内的物体都受到液体或气体对它竖直向上的力叫浮力,所以浮力对的施力物体是气体或液体,C符合题意;
D.物体受到的浮力大小和液体的密度、排开液体的体积都有关,排开液体的体积越大,浮力不一定越大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力的方向是竖直向上;浮力的大小等于物体排开液体的重力;浮力的施力物体是液体或气体。
3.(2022八下·绥滨期末)如图所示,三个球体积相同,都静止在水中,则(  )
A.A球所受浮力最大 B.B球所受浮力最大
C.C球所受浮力最大 D.三个球所受浮力一样大
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由图可知,三个球全浸入,A,B,C球体积相同,排开水的体积相同,由 可得受到水的浮力相同,D符合题意,ABC不符合题意.
故答案为:D
【分析】液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力相等。
4.(2022八下·临漳期末)如图所示,体积相等,形状不同的实心铜球、铁球和铝块浸没在水中不同深度处()则它们所受的浮力大小关系(  )
A.铁块所受的浮力大 B.铝块所受的浮力大
C.铜块所受的浮力大 D.它们所受的浮力一样大
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由题知,体积相等的实心铜球、铁块和铝块都完全浸入水中,因为物体浸没水中时,排开水的体积,所以铜球、铁球、铝块浸没在水中时,排开水的体积相同;又因为 所以铜球、铁块和铝块受浮力一样大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力相等。
5.(2022八下·秦皇岛期末)研究发现浮力大小与排开液体关系的科学家是(  )
A.牛顿 B.阿基米德 C.托里拆利 D.帕斯卡
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】阿基米德原理的内容是:浸入液体中的物体受到的浮力大小等于其排开液体的重力,所以研究发现浮力大小与排开液体关系的科学家是阿基米德。
故答案为:B。
【分析】阿基米德研究了物体受到的浮力和排开液体重力的关系。
6.(2022八下·高邑期末)将质量为0.5kg的物体,轻轻地放入盛有清水的溢水杯中,当物体静止时,溢出了0.2kg的水,关于此物体受到的浮力,下列判断正确的是(g取10N/kg)(  )
A.浮力可能大于2N B.浮力不可能等于2N
C.浮力不可能等于5N D.浮力可能大于5N
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】把物体轻轻地放入盛有清水的溢水杯中,因不确定溢水杯中的水是不是满的,故不确定物体排开水的质量,若溢水杯中的水是满的,则物体排开水的质量等于0.2kg,若溢水杯中的水未满,则可知物体排开水的质量大于0.2kg,由题意可知,溢出的水的重力为G溢=m溢g=0.2kg×10N/kg=2N
则由阿基米德原理可得,物体受到水的浮力为F浮=G排≥G溢=2N
可知物体所受浮力大于等于2N,且由题意可知,物体所受重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
因物体处于静止状态,则由力的平衡可知,物体所受浮力应小于等于5N,若物体所受浮力大于5N,则此时物体将不能保持静止状态,故综上可知物体所受浮力应大于等于2N而小于等于5N,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】溢水杯装满时,物体所受浮力等于排开液体所受重力。
7.(2022八下·涿州期末)关于浮力,下列说法正确的是(  )
A.在液体中下沉的物体不受浮力的作用
B.物体的体积越大,它所受的浮力就越大
C.液体的密度越大,物体在液体中所受的浮力就越大
D.物体完全浸没在同一种液体中,它所受的浮力大小与浸没的深度无关
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】A.当物体浸在液体或气体中时受到浮力,所以在液体中下沉的物体也受浮力,A不符合题意;
B.物体在液体中所受的浮力和液体的密度、物体浸入液体的体积有关,和物体的体积无关,B不符合题意;
C.物体在液体中所受的浮力和液体的密度、物体浸入液体的体积有关,液体的密度越大,可如果物体浸入液体体积很小时,可能受到浮力很少,C不符合题意;
D.物体在液体中所受的浮力和液体的密度、物体浸入液体的体积有关,物体完全浸没在同一种液体中时,物体浸入液体体积和液体密度一定,所以物体所受的浮力一定,物体受到的浮力与浸没的深度无关,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当物体浸在液体或气体中时受到浮力;物体在液体中所受的浮力和液体的密度、物体浸入液体的体积有关,和物体的体积无关;物体受到的浮力与浸没的深度无关。
8.(2022八下·榆树期末)把质量为0.5kg的某物体放入盛水的容器中,若溢出的水重3N,则该物体所受浮力为(  )
A.一定是3N B.一定是5N C.有可能是4N D.有可能是2N
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】容器装满水时,物体所受浮力F浮=G排=G溢=3N
但题目中没有给出装满水这个条件,所以,假如没有装满水,则物体所受浮力一定大于3N,但不是3N,可能是4N,也可能是5N。
故答案为:C。
【分析】根据溢出的液体计算浮力时,容器若满,溢出的液体重力就是浮力大小,容器若不满,物体受到的浮力大于溢出液体的重力。
9.(2022八下·朝阳期末)2020年,我国的“奋斗者”号载人潜航器在马里亚纳海沟下潜至10909m,刷新了我国潜水器最大下潜深度纪录。海面下的“奋斗者”号匀速下潜的过程中(海水的密度不变)(  )
A.所受压强不变 B.所受浮力不变
C.所受压强变小 D.所受浮力变大
【答案】B
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】AC.海面下的“奋斗者号”匀速下潜的过程中,海水的密度不变,深度变大,由p=ρgh可知,所受压强变大,AC不符合题意;
BD.下潜的过程中,排开海水的体积不变,由F浮=ρ海水gV排可知,所受浮力不变,B符合题意,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】液体密度和排开液体的体积一定时,物体受到的浮力和深度无关;液体压强随深度的增大而增大。
10.(2022八下·百色期末)某物体受到重力为2N,把它放在盛有水的烧杯中,溢出1N的水,则它受到的浮力(  )
A.一定是1N B.可能是0.5N C.一定是2N D.可能是1.5N
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力。由题意可知,物体排开水的重力为1N,如烧杯装满水,则物体受到的浮力也为1N;如烧杯未装满水,则溢出水的重力小于物体所受的浮力,即此时物体所受的浮力大于1N,所以物体受到的浮力可能是1.5N,而物体受到的重力为2N,则浮力不大于2N,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力。
11.(2022八下·长春期末)现有一个铁块通过定滑轮挂在弹簧测力计上,下列做法中能使弹簧测力计示数变小的是(  )
A.向容器内加盐 B.把测力计挂从A点移到B点
C.向容器内加酒精 D.容器下移使铁块部分露出水面
【答案】A
【知识点】平衡力的辨别;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图可知,铁块浸没有水中,排开液体的体积不变,向容器内加盐,液体密度变大,根据
可知,铁块受到的浮力变大,而铁块在竖直方向受重力、浮力以及拉力三个力共同作用,由
可知,弹簧测力计示数变小,A符合题意;
B.使用定滑轮不省力,但能改变力的方向,B不符合题意;
C.由图可知,铁块浸没有水中,排开液体的体积不变,向容器内加酒精,液体密度变小,根据
可知,铁块受到的浮力变小,而铁块在竖直方向受三个力作用,由
可知,弹簧测力计示数变大,C不符合题意;
D.由图可知,容器下移使铁块部分露出水面,排开水的体积变小,根据
可知,铁块受到的浮力变小,而铁块在竖直方向受三个力作用,由
可知,弹簧测力计示数变大,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】排开液体的体积一定时,液体的密度越大,受到的浮力越大; 静止的物体受到平衡力;根据物体的重力和受到的浮力差, 计算拉力。
12.(2022八下·大埔期末)如图所示,人拉鱼时,下列说法错误的是(  )
A.鱼竿弯曲是因为受到力的作用
B.鱼露出水面的体积越大,鱼受到的重力也越大
C.鱼露出水面的体积越大,鱼受到的浮力越小
D.鱼被拉离水面后,鱼受到重力和拉力作用
【答案】B
【知识点】力的作用效果;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.力可以改变物体的形状,鱼杆弯曲就是受到力的作用的缘故,A正确,不符合题意;
BC.鱼露出水面的体积越大,排开水的体积变小,根据 ,可以知道浮力变小,物体的重力不变,B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.鱼被拉离水面后,不再受浮力作用,只受到重力和拉力的作用。D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】力可以改变物体的形状;浮力和排开液体的体积有关,重力和物体的质量有关。
13.(2022八下·涡阳期末)水平桌面上放有底面积相同的甲、乙两个容器,分别盛有适量的水。将两个质量相同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两球位置如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是(  )
A.两小球所受浮力FA<FB
B.两小球的密度ρA>ρB
C.水对容器底部的压强p甲=p乙
D.容器对水平桌面的压力F甲=F乙
【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.小球A在水中漂浮,浮力等于自身重力;小球B在水中悬浮,浮力等于自身重力。两个小球质量相同,受到的重力相同,所以所受浮力FA=FB,A不符合题意;
B,小球A漂浮,F浮=GA,则ρ水gV排=ρAgVA
因为V排同理可知,小球B悬浮,V排=VB,所以ρB=ρ水,因此ρA<ρB,B不符合题意;
C.根据公式p=ρ液gh可知,两容器中水深相同,所以p甲=p乙,C符合题意;
D.容器对水平桌面的压力等于容器重力、水的重力和小球重力的总和,由于两容器重力大小未知,所以容器对水平桌面的压力大小无法比较,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】漂浮时,浮力等于自身重力;根据ρ水gV排=ρAgVA及悬浮时,液体密度等于物体密度,判断浮力大小;根据公式p=ρ液gh,求出压强大小;根据水平面上,压力等于总重,判断压力大小。
14.(2022八下·新泰期末)两个形状和体积都相同的长方体分别水平与竖直放置在盛水的容器中,静止时它们在水中的位置如图所示。则下列说法正确的是(  )
①两个长方体的密度相同
②两个长方体下表面所受到的液体压强相等
③两个长方体所受到液体的上下压强差相等
④两个长方体所受到液体的上下压力差相等
A.只有①③ B.只有②③ C.只有①④ D.只有②④
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】由图可知,两个长方体都悬浮在水中,两个长方体的密度都等于水的密度,所以两个长方体的密度相同,故①正确;两个长方体下表面的深度不同,水的密度不变,根据可知,两个长方体下表面所受到的液体压强不相等,故②错误;长方体上下表面受到的压力差等于浮力,两个长方体的体积相同,排开的水的密度相同,根据可知,两个长方体受到的浮力相同,所以长方体上下表面受到的压力差相同,两个长方体上下表面的面积不同,根据可知,两个长方体所受到液体的上下压强差不相等,故③错误,④正确,所以只有①④正确,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】悬浮时,物体密度等于液体密度;根据,判断下表面受到的压强大小;根据,判断上下表面受到的压力差;根据,判断受到液体的上下压强差。
15.(2022八下·蓬莱期末)体积相同的实心木球和铁球放入盛水的容器中,静止后状态如下图,则它们受到的浮力(  )
A.木球大 B.铁球大 C.一样大 D.无法确定
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】由图中可知,铁球排开水的体积大于木球排开水的体积,故由F浮=ρ液gV排可知,铁球所受浮力大于木球所受浮力,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据F浮=ρ液gV排,判断浮力大小。
二、填空题
16.(2022八下·沧州期末)有一潜水员在水下5m处受到的浮力   (大于/等于/小于)他在水下10m处受到的浮力。
【答案】等于
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】潜水员在水下5m处和水下10m处排开水的体积相同,根据可知,潜水员在水下5m处受到的浮力等于他在水下10m处受到的浮力。
【分析】液体密度和排开液体体积相同时,物体受到的浮力不变。
17.(2022八下·临漳期末)重为5N的石块浸没在水中称时为3N,则石块受到的浮力为   N。
【答案】2
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】石块受到的浮力F浮=G-F拉=5N-3N=2N
【分析】根据物体受到的重力和进入液体中的拉力差, 计算浮力。
18.(2022八下·临漳期末)在溢水杯中盛满水,将体积为300cm3的小球放入溢水杯中,用天平称出溢出水的质量为200g,当小球静止时,受到的浮力等于   N。(g=10N/kg)
【答案】2
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由阿基米德原理可知小球受到的浮力F浮=G排=m排g=0.2kg×10N/kg=2N
【分析】根据物体排开液体的质量,计算浮力。
19.(2022八下·秦皇岛期末)一木块体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3,把它浸没在水中后放手,木块   (选填“能”或“不能”)悬浮在水中。这是因为木块受到向上的浮力等于   N,木块的重力等于   N,浮力大于重力。木块最终漂浮在水面静止时,受到的浮力等于   N,浸在水中的体积等于   cm3(g=10N/kg)
【答案】不能;2;1.6;1.6;160
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】由题意知物体体积,密度为,如果把它浸没在水中排开水的体积为
根据阿基米德原理
物块的重力
如果把它浸没在水,受到的浮力大于自身的重力
故此时物体是漂浮,不能悬浮在水中。
物体最终漂浮在水上,根据二力平衡的
故根据阿基米德原理
由上式可得
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;利用物体的质量计算重力;根据浮力和重力关系,判断物体在液体中的状态;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力,结合液体密度计算排开液体的体积。
20.(2022八下·永年期末)小明用细线系住重为5N的物体,使其一半体积浸入盛满水的溢水杯中,物体排开的水重为2N;将物体浸没在水中,此时物体所受的浮力为   N,松手后,物体将   (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
【答案】4;下沉
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据阿基米德原理可知,物体一半体积浸入盛满水的溢水杯中时受到水的浮力F浮=G排=2N
将物体浸没在水中,由于物体排开水的体积是原来的2倍,所以,此时物体所受的浮力为F浮′=2F浮=2×2N=4N
因为物体重5N,所以F浮′<G,松手后,物体将下沉。
【分析】物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力;根据物体受到的浮力喝重力关系,判断物体的状态。
21.(2022八下·南丹期末)潜水艇在水面下下潜的过程中,受到的浮力   ,水对它的压强   。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】不变;变大
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】潜水艇在水面下下潜的过程中,水密度和排开液体体积均不变,所以浮力不变。
所处深度变大,根据液体压强特点,水对它的压强变大。
【分析】下潜的过程中,水密度和排开液体体积均不变,所以浮力不变;深度变大,根据液体压强特点,水对它的压强变大。
22.(2022八下·榆树期末)一正方体铁块在水下某深度时,上表面受到的压力15N,下表面受到的压力20N,则铁块受到的浮力是   。
【答案】5
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据浮力产生的原因,铁块受到的浮力为F浮=F下表面-F上表面=20N-15N=5N
【分析】浮力等于物体上下表面的压力差。
23.(2022八下·靖西期末)如图所示,重为8N,体积为0.3×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是   N,静止时弹簧测力计的示数是   N(ρ水=1.0×103kg/m3)。
【答案】3;5
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由可知,物体浸没在水中受到的浮力
由称重法可知,静止时弹簧测力计的示数
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;根据物体的重力和浮力,计算拉力大小。
24.(2022八下·靖西期末)潜水艇是一种可以在水面下航行的舰艇,当潜水艇在水中悬浮时,所受浮力   重力(选填“大于”“等于”或“小于”),水面下的潜水艇继续下潜时,所受的浮力将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】等于;不变
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】潜水艇的体积一定,所以在水中受到的浮力不会改变,要想上浮或下潜,只能靠改变自身的重力来实现,向水舱里充较多的水时,重力增加,重力大于浮力时潜水艇下沉,重力等于浮力时,潜水艇悬浮,重力小于浮力时潜水艇上浮。
【分析】悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力;当液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力不变。
25.(2022八下·廉江期末)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。
【答案】12;8;8;800;4
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】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。
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
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
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
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
【分析】根据测力计对物体的拉力,测量重力;根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;物体受到的浮力等于物体排开液体的重力;根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积。
三、作图题
26.(2021八下·苏州期末)两个高为0.1m外形完全相同圆柱体A、B,A密度为0.6g/cm3,B密度为2.7g/cm3,分别放置在两个相同的圆柱形容器中,向容器中缓慢注水直至水深为0.2 m,在甲图中画出放圆柱体A的容器中注水质量与水深度h的大致关系图像,在乙图中画出圆柱体B所受浮力F与水深度h的大致关系图像。
  
【答案】
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】圆柱体A密度为0.6g/cm3,密度小于水的密度,则在缓慢注水的过程中,圆柱体A会漂浮,当圆柱体A漂浮时F浮=GA
则ρ水gV排=ρAgVA
则ρ水gSh排=ρAgShA
则h排= = =0.06m=6cm
由上述计算可知,当水深至6cm时,圆柱体A漂浮,当圆柱体A漂浮前,注水质量随着水深度h的增加而增加,此时水深度h增加量较快,当圆柱体A漂浮后,注水质量随着水深度h的增加而增加,但此时水深度h增加量缓慢,故注水质量与水深度h的大致关系图像如图所示
B密度为2.7g/cm3,密度大于水的密度,则圆柱体B在水中处于沉底状态,当缓慢注水的过程中,圆柱体B受到的浮力逐渐增大,当注水深度等于0.1m时,圆柱体B完全浸没,此时圆柱体B受到的浮力最大,之后注水深度增加,圆柱体B受到的浮力不变,则圆柱体B所受浮力F与水深度h的大致关系图像如图所示
【分析】物体密度小于液体的密度,物体会漂浮,根据物体密度和液体密度的比值可以计算物体进入液体的深度;物体的密度大于液体的密度,物体在液体中沉底;物体完全浸没时,受到的浮力保持不变。
四、实验探究题
27.(2022八下·长春期末)某物理兴趣小组探究在不使用天平、量筒的情况下测量合金块和液体密度的方法,并进行了以下实验(g=10N/kg):
第一步:如图甲所示,用弹簧测力计测量合金块所受的重力,其示数为4N;
第二步:如图乙所示,将该合金块浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为3N;
第三步:将该合金块从水中取出并擦干,再浸没到如图丙所示的待测液体中,静止时弹簧测力计示数如图丁所示,根据以上实验,请回答下列问题:
(1)使用弹簧测力计测量前,应观察它的指针是否指在   位置,若没有,则进行调整;
(2)该合金块浸没在水中时受到的浮力为   N;该合金块的体积为   ;
(3)推理计算待测液体的密度ρ液=   kg/m3。写出必要的文字说明、表达式及结果   。
【答案】(1)零刻度
(2)1;100
(3)0.6×103;弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计示数为F示′=3.4N,则合金块浸没在液体中受到的浮力为合金块浸没在待测液体中,排开液体的体积为则液体的密度为
【知识点】设计实验测密度;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)使用弹簧测力计测量前,要注意弹簧测力计测的量程,然后观察它的指针是否指在零刻度上,若没有,则进行调零,使指针对准零刻度线。
(2)根据题意合金块的重力G =4N,合金块浸没在水中,静止时弹簧测力计示数F示=3N,据称重法,合金块受到的浮力为
合金块浸没在水中时,合金块的体积为
(3)由丁图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计示数为F示′=3.4N,则合金块浸没在液体中受到的浮力为
合金块浸没在待测液体中,排开液体的体积为
则液体的密度为
【分析】(1)使用弹簧测力计测量前,观察它的指针是否指在零刻度上,若没有,则进行调零,使指针对准零刻度线;
(2)根据F浮=G-F示,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排,求出体积;
(3)根据F浮=G-F示,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排,求出密度。
五、计算题
28.(2022八下·呼和浩特期末)如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,木块A放在水中后处于漂浮状态,此时A浸在水中的体积为1.5×10-4m3,A的下表面面积为30cm2(水的密度为1.0×103kg/m3)。求:
(1)木块A受到的浮力;
(2)木块下表面受到水的压力;
(3)木块下表面处水的压强。
【答案】(1)解:木块A受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3=1.5N
答:木块A受到的浮力为1.5N;
(2)解:由浮力产生的原因F浮=F下-F上可得,木块上表面没有受到水的压力,木块下表面受到水的压力F下=F浮+F上=F浮+0=1.5N
答:木块下表面受到水的压力为1.5N;
(3)解:木块下表面处水的压强
答:木块下表面处水的压强为500Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;
(2)根据物体上下表面压力差, 计算浮力;
(3)根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
29.(2022八下·五华期末)把边长为10cm的正方块物块(ρ物<ρ水)放入圆柱形容器底部,容器置于水平桌面上,如图甲所示。缓慢向容器内倒入适量水,物块受到的浮力F浮,F浮随液块深度h变化的关系如图乙a所示;更换一种液块重复上述实验,F浮随h的变化关系如图乙b所示。求:
(1)该物块的密度;
(2)未倒水前物块对容器底部的压强;
(3)h=6cm时,物块分别在水中和液块中所受浮力之比。
【答案】(1)解:由图象可知,水的深度从h=8cm以后物块受到的浮力9N不再发生变化,因ρ物<ρ水
所以,物块处于漂浮状态,因物块漂浮时,受到的浮力和重力相等,所以,物块的重力G=F浮=9N
物块的块积V=(10cm)3=1000cm3=0.001m3
由G=mg=ρVg
可得物块的密度
答:该物块的密度为0.9×103kg/m3;
(2)解:未倒水前,物块对容器底部的压力F=G=9N
受力面积S=(10cm)2=100cm2=0.01m2
对容器底部的压强
答:未倒水前物块对容器底部的压强为900Pa;
(3)解:由图像可知,当h=10cm以后物块在液块中受到的浮力F浮′=8N不变,因F浮′所以,物块处于沉底状态,因物块完全浸没时排开液块的块积和自身的块积相等,液块的密度
当h=6cm时,物块分别在水中和液块中是部分浸入,排开水、液块的块积相同,由F浮=ρ液gV排可得,所受浮力之比等于水和液块的密度之比为
答:h=6cm时,物块分别在水中和液块中所受浮力之比为5∶4。
【知识点】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)根据物体的重力计算质量,结合体积计算密度;
(2)利用压力和受力面积的比值, 计算压强;
(3)根据物体受到的浮力和排开液体的体积,计算液体密度;当排开液体的体积相同时,根据液体密度,计算受到浮力的关系。
六、简答题
30.(2021八下·永定期中)2021年3月23日,日本“长赐”号货轮在苏伊士运河航行时遇狂风沙尘暴,船体偏离水道撞到河底,继而搁浅。救援团队利用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙(如图所示),同时借助涨潮增大船的浮力让货轮再度起浮,最终使船脱困。请你利用所学物理知识解释利用上面方法使船脱困的原理。
【答案】救援团队利用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙,当涨潮时,船体排开液体的体积变大,船体受到的浮力变大,因此可以让货轮再度起伏,最终使船脱困。
【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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