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人教版八年级下物理课堂小测第十章10.2阿基米德原理
物理考试
考试时间:* *分钟 满分:* *分
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 五 总分
评分
注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写
2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
阅卷人 一、单选题
得分
1.(2023八上·汝城期末)根据图中测量一块矿石密度的信息,下列结果正确的是( )
A.矿石的质量是27.4 g
B.矿石的体积是40 cm3
C.矿石的密度是2.5 g/cm3
D.矿石浸没水中后所受的浮力是0.1 N
2.(2023八上·房山期末)如图所示,小军利用图中实验器材验证阿基米德原理,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图可以得出,大于,说明石块重力减小
B.甲、乙两图可以得出,石块受到浮力
C.丙、丁两图可以得出,石块排开液体受到的重力
D.由可以得出,石块受到浮力等于石块排开液体所受的重力
3.(2023八上·房山期末)图甲所示,一个金属块在钢绳拉力的作用下从水面上方匀速下降,直至金属块全部没入水中。图乙所示,是钢绳拉力F随时间t变化的关系图像。若不计水的阻力,水的密度为,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.金属块受到的重力为500N B.金属块受到的浮力最大为3450N
C.金属块的体积为 D.金属块的密度为
4.(2022九上·奉贤期中)某一物体浸在水中时受到的浮力为3牛,此时该物体排开水的重力( )
A.可能大于3牛 B.一定等于3牛
C.可能于小3牛 D.以上情况均有可能
5.(2022九上·镇江开学考)如图,把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N。利用以上信息能求解的物理量是( )
A.石块的体积 B.排开盐水的重
C.石块的密度 D.盐水的密度
阅卷人 二、多选题
得分
6.(2022八下·竞秀期末)将创“世界之最”的沱江特大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件,如图甲所示。一正方体构件从江顶被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化关系如图乙所示(g取10N/kg,ρ江水=1.0×103kg/m3)。下列判断正确的是( )
A.构件的边长为4m
B.构件的密度为3×103kg/m
C.浮力F1随h变化的图线是图乙中的②图线
D.当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面受到江水的压强为2×104Pa
7.(2022八下·拜泉期末)有一体积为0.1m3的冰块漂浮在水面上(ρ冰=0.9×103kg/m3),则该冰块( )
A.总重量是1×103N B.浸入液面以下的体积是0.09m3
C.水上部分体积占总体积的 D.受到的浮力是9×102N
8.(2022八下·株洲期中)小凯进行验证阿基米德原理的实验,正确操作过程如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是( )
A.如果实验中物体没有完全浸没水中,则不能验证“阿基米德原理”
B.F2<F1表明物块受到的重力减小了
C.物块排开的液体受到的重力G排液=F4﹣F3
D.若F1﹣F2=F4﹣F3,则说明本次实验结果符合阿基米德原理
阅卷人 三、填空题
得分
9.(2023九上·长春期末)我国第三艘航空母舰满载排水量为8.24万吨,满载航行时受到的浮力为 N,方向 ;舰载战斗机起飞是因为机翼上方的空气流速 下方的空气流速;若该舰从长江口驶向大海,浸入海水中的体积是 m3。(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
10.(2022九上·奉贤期中)如图所示,漂浮在水面上重为4.9牛的木块,木块所受浮力的大小是 牛,方向是 ,若用力将木块全部摁入水中,它受到水的浮力将 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
11.(2022九上·宝山期中)如图所示,形状完全相同的长方体A、B,悬浮在水中,两长方体下表面受到液体的压强pA pB,两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA ΔFB,两长方体的密度ρA ρB(均填“大于”“等于”或“小于”)。
12.(2022九上·嘉定期中)如图所示,重为8牛的木块A用细线固定在装水的容器中。木块所受浮力的方向为 。剪断细绳,木块上浮的过程中,所受的浮力将 ,下表面受到的液体压强将 。(后两空均选填“变大”“不变”或“变小”)
13.(2022九上·汕头开学考)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,取g=10N/kg。根据图像信息,该金属块重力的大小为 N,浸没在水中的金属块受到的浮力大小是 N,该金属块的密度是 kg/m3。
14.(2022八下·双城期末)将密度为0.6×103kg/m3,体积为125cm3的木块放入盐水中,木块有1/2的体积露出盐水面;则木块受到的浮力为 N,盐水的密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
15.(2022八下·临颍期末)一个正方体铁块,浸没在水下某深度时,上表面受到的压力为15N,下表面受到20N的压力,则铁块受到的浮力是 N。当铁块下沉到另一位置时,上表面受到的压力增大至20N,下表面受到的压力是 N,此时铁块受到的浮力为 N。
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
阅卷人 四、简答题
得分
16.(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。
阅卷人 五、实验探究题
得分
17.(2022九上·重庆开学考)在物理实验课上,各个实验小组的同学对浮力及阿基米德原理的相关实验进行了验证。
(1)实验一:小飞进行了如图甲所示的实验:用量程为10N的弹簧测力计挂着金属块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表中:
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计示数/N
4.9 4.7 3.4 3.4 3.8
①图甲实验步骤A中弹簧测力计的示数为 N。分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 有关;分析实验步骤A、D、E,可以说明当物体浸没在水中后,浮力大小跟物体浸没深度 (选填“有关”或“无关”);
②小飞用表格中的数据算出了图F中某液体的密度是 kg/m3;若在实验步骤F中,小飞用弹簧测力计提拉物体时不慎触底(与容器底之间有挤压),并读数记录此时弹簧测力计的数据,那么液体密度的测量值将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)实验二:如图乙,小龙想要验证阿基米德原理,他将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。然后将一重为5N、高为8cm、底面积为50cm2的实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方,调节升降台使物块下底面刚好与水面相平。随后他将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计的正下方(弹簧测力计A与弹簧测力计B完全相同,且示数每变化1N,指针就移动0.5cm);
①当小龙逐渐调高升降台,发现随着物体浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数 (选填“增大“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B的示数变化量,从而证明了F浮=G排;
②整理器材时,小龙发现图乙中弹簧测力计A的示数为3N。爱动脑的小龙利用所学过的物理知识计算出了升降台上升的高度为 cm。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】质量的测量与天平的使用;密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.在读取游码所指刻度值时是游码左侧对应的刻度值,观察题图可见矿石的质量是m=20g+5g+2g=27g
A不符合题意;
B.矿石的体积为V=40mL-30mL=10mL=10cm3
B不符合题意;
C.矿石的密度是
C不符合题意;
D.矿石浸没水中后所受的浮力是
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据天平上砝码和游码的位置,测量质量;根据量筒中液面的位置,测量体积;根据质量和体积的比值, 计算密度;根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力。
2.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.从甲图到乙图,石块的质量没有发生改变,则石块的重力不变,因为石块受到浮力,导致大于,A不符合题意;
B.根据甲、乙两图,由称重法可知,石块受到浮力,B符合题意;
C.排开液体的重力等于水和桶的重力减空桶的重力,由丙、丁两图可以测出石块排开水的重力,C不符合题意;
D.通过实验可以得到,说明石块受到浮力等于石块排开液体所受的重力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】石块的质量没有发生改变,则石块的重力不变;石块受到浮力;石块排开水的重力;石块受到浮力等于石块排开液体所受的重力。
3.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由乙图知,0至t1时刻拉力不变,即石料未浸入水中,所以此时的拉力等于重力,即石料的重力为G=3950N,A不符合题意;
B.由乙图知,在t2至t3时刻拉力不再减小,即石料已全部浸没水中,此时金属块所受浮力最大为,B不符合题意;
C.根据得排开水的体积即石料的体积为,C不符合题意;
D.金属块的质量为,金属块的密度为,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】石料未浸入水中,拉力等于重力;石料已全部浸没水中,金属块所受浮力最大;根据得排开水的体积即石料的体积;根据,可求出质量;根据公式,可求出密度。
4.【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。该物体受到到的浮力为3N,所以物体排开水的重力一定等于3N,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体受到的浮力等于排开液体受到的重力。
5.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】B.由题意可知:可以用称重法求出石块浸没在盐水中时受到的浮力即排开盐水的重力F浮=G排=G-F拉=2.5N-1.5N=1N
B符合题意;
AD.根据阿基米德原理F浮= 盐水gV排可知,题目中要想求石块的体积得知道盐水的密度,但是题中不知道盐水的密度,所以不能求出石块的体积,AD不符合题意;
C.虽然知道石块的重力能求出石块的质量,但是不知道石块的体积,所以同样不能求出石块的密度,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据F浮=G排=G-F拉,可求出排开液体的重力。
6.【答案】B,C,D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AC.构件排开江水体积越大,构件受到的浮力越大。构件的重力不变,构件受到的浮力越大,构件受到的拉力越小,故图乙中①表示构件受到的拉力F2大小随h的变化关系图,图乙中②表示构件受到的浮力F1大小随h的变化关系图。由图乙得
时,构件受到的浮力刚好达到最大,说明此时构件刚好浸没在江水中,因此构件的边长为2m,A不符合题意,C符合题意;
B.构件浸没在江水中排开江水的体积为
此时构件受到的浮力为
由图得,构件浸没在水中受到的拉力为1.6N×105N,则构件的重力为
由得,构件的质量为
构件的密度为
B符合题意;
D.当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面的深度为
受到江水的压强为
D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】根据图像数据,确定构件边长及体积,结合公式F浮=ρ液gV排、F浮=G-F拉及,求出构件密度;根据p=ρgh,求出压强。
7.【答案】B,C,D
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】AD.由得:冰块质量m=ρ冰V=0.9×103kg/m3×0.1m3= 90kg
则冰块重力G=mg=90kg×10N/kg=900N
因为冰块漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,冰块受到的浮力为F浮=G=900N=9×102N
A不符合题意,D符合题意。
B.由F浮=ρ液gV排得:排开水的体积为
B符合题意;
C.露出水面的体积为V上=V冰-V排=0.1m3-0.09m3=0.01m3
冰漂浮时水上不部分体积与总体积之比为
C符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】根据密度和体积的乘积计算质量;结合质量计算物体的重力;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积。
8.【答案】C,D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.阿基米德原理适用于一切受到的浮力的情况,物体没有完全浸没的时候也是适用的。A不符合题意;
B.在地球表面,物体的重力大小是不变的。这个现象说明物体受到了一个向上的托的力。B不符合题意;
C.丙中,空筒的重力为F3,筒和排开的液体的重力为F4,则排开的液体的重力为F4-F3。C符合题意;
D.F1﹣F2表示的是物体受到的浮力大小,F4﹣F3表示的是排开的液体的重力大小。二者相等,说明阿基米德成立。D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到液体对它竖直向的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。阿基米德原理适用于任何情况下物体受到的浮力与物体排开液体受到的重力关系。
根据F浮=G-F示可知物体受到的受到浮力大小,根据G排=G总-G容可知物体排开液体受到的重力大小;根据四次测量示数表示出F浮和G排,从而得出结论。
9.【答案】8.24×108;竖直向上;大于;8×104
【知识点】流体压强与流速的关系;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】该航母满载漂浮在海面上,所受的浮力等于其排开水的总重力,即:F浮=G排=m排g=8.24×104×103kg×10N/kg=8.24×108N,浮力的方向总是竖直向上的。机翼上凸下平,飞机在飞行时,机翼下表面比上表面的空气流速小,则下方空气的压强大于上方空气的压强,产生向上的压力差,形成向上的升力。若该舰从长江口驶向大海,仍漂浮,则F浮=G,所以航母所受浮力不变,由F浮=ρgV排可得,浸入海水中的体积为
【分析】根据F浮=G排=m排g,可求出浮力,浮力的方向总是竖直向上的;流体中,流速大的位置压强小;根据,可求出体积。
10.【答案】4.9;竖直向上;变大
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】木块漂浮在水中,根据阿基米德原理,漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体的自身重力,则木块受到水的浮力 ,浮力的方向是竖直向上的,将木块全部摁入水中,物体排开水的体积变大,根据 ,可知木块受到水的浮力将变大。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;浮力方向竖直向上;液体密度一定时,排开液体的体积越大, 受到的浮力变大。
11.【答案】小于;等于;等于
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】由图可知,长方体a、b下表面在水中所处的深度ha形状完全相同的长方体A、B,悬浮在水中,两个长方体的体积相同,排开水的体积相同,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知两长方体所受浮力相等;浸在水中的长方体所受浮力的大小等于长方体上、下表面所受液体的压力差,因此两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA=ΔFB
长方体A、B悬浮在水中,长方体的密度等于水的密度,所以两长方体的密度ρA=ρB=ρ水
【分析】悬浮物体的密度等于液体的密度;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;液体密度一定时,深度越深,压强越大。
12.【答案】竖直向上;变小;变小
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】浮力是下表面与上表面的压力差,所以浮力的方向是竖直向上。
木块上浮的过程中,排开液体的体积变小,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力变小。
木块上浮,下表面距离液面的深度减小,根据p=ρgh可知,压强变小。
【分析】物体在液体中受到的浮力竖直向上;液体密度一定时,排开液体的体积减小,浮力减小,液体的密度一定时,深度变小,液体压强减小。
13.【答案】54;20;2.7×103
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,从图可知,该金属块重力为G=F拉=54N
当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,从图可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块浸没时受到的浮力大小为F浮=G-F拉=54N-34N=20N
根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g
可得金属块浸没时排开水的体积(金属块的体积)
根据G=mg
可得金属块的质量为
金属块的密度为
【分析】没有浸入水中时,弹簧测力计示数为重力;F浮=G-F拉,求出浮力;根据F浮=ρ水V排g、G=mg及,可求出金属块密度。
14.【答案】0.75;1.2×103
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】由密度公式知道,木块的质量是
木块的重力
因为木块在水中漂浮,所以木块受到的浮力是
由题意知道
所以盐水的密度是
【分析】根据物体的密度和体积的乘积计算质量;利用质量计算重力;根据浮力和排开液体的体积,计算液体密度。
15.【答案】5;25;5
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由题知,F下表面=20N,F上表面=15N,根据浮力产生的原因可得,铁块受到浮力F浮=F下表面-F上表面=20N-15N=5N
即铁块受到的浮力是5N。
液体的密度和铁块排开液体的体积保持不变,所以根据F浮=ρ液gV排可知,当铁块下沉到另一位置时,铁块受到的浮力保持不变,仍为5N。当上表面受到的压力增大为20 N时,下表面受到的压力为
即下表面受到的压力为25 N,浮力为5N。
【分析】根据物体上下表面的压力差, 可以计算浮力;根据福利国家浮力和压力,可以计算未知的压力。
16.【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。
17.【答案】(1)5.4;排开液体的体积;无关;0.8×103;偏大
(2)减小;等于;5
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)①由图示知弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为5.4N。
结合图示及表格数据,由步骤A、B、C、D知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数也不同,即所受的浮力不同,所以浮力的大小与排开液体的体积有关。
由步骤A、D、E知,金属块浸没在水中的不同深度,弹簧测力计的示数相同,所受的浮力相同,所以浮力的大小与物体浸没深度无关。
②由表格数据知,F步骤中,金属块浸没在某液体中,弹簧测力计的示数为3.8N,所受的浮力
E步骤中,金属块浸没在水中,弹簧测力计的示数为3.4N,所受的浮力F浮水 =G-F示4=5.4N-3.4N=2.0N
浸没时,排开水的体积等于金属块的体积,据阿基米德原理有
所以液体的密度
步骤F中,物体触底时,受到竖直向下的重力及竖直向上的拉力、浮力和支持力的作用,处于静止,则弹簧测力计的拉力变小,据F浮=G-F示知,所得的浮力变大,据阿基米德原理知液体的密度变大。
(2)①由图示知,测力计A与物体相连,则满足F浮=G-F示,降台升高时,物体排开水的体积增大,受到的浮力增大,而物体的重力不变,那么A的示数减小。
测力计A示数的变化量是物体受到浮力的大小,B的示数变化量是物体排开液体所受的重力的大小,则两者示数变化量相同,可证明F浮=G排。
②测力计A的示数为3N时,物体受到的浮力F浮1=G1-F示=5N-3N=2N
据阿基米德原理知,物体排开水的体积
物体浸入水中的深度
物体未浸入水中时,测力计A的示数为5N,且A的示数每变化1N,指针就移动0.5cm,所以弹簧的变化量
所以装置抬高的高度h总=h+ x=4cm+1cm=5cm
【分析】(1)根据弹簧测力计指针位置,测量力的大小;当液体密度一定时,排开液体的体积越大, 物体受到的浮力越大;当液体密度和排开液体的体积一定时,浮力和深度无关;根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,结合浮力和排开液体的体积,计算液体密度的大小;
(2)物体进入液体中的体积变大,浮力变大,拉力减小;浮力的大小等于排开液体的重力;根据浮力和液体密度,计算排开液体的体积,结合底面积计算深度;根据力的关系,计算弹簧测力计的弹簧的变化量。
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人教版八年级下物理课堂小测第十章10.2阿基米德原理
物理考试
考试时间:* *分钟 满分:* *分
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 五 总分
评分
注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写
2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
阅卷人 一、单选题
得分
1.(2023八上·汝城期末)根据图中测量一块矿石密度的信息,下列结果正确的是( )
A.矿石的质量是27.4 g
B.矿石的体积是40 cm3
C.矿石的密度是2.5 g/cm3
D.矿石浸没水中后所受的浮力是0.1 N
【答案】D
【知识点】质量的测量与天平的使用;密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.在读取游码所指刻度值时是游码左侧对应的刻度值,观察题图可见矿石的质量是m=20g+5g+2g=27g
A不符合题意;
B.矿石的体积为V=40mL-30mL=10mL=10cm3
B不符合题意;
C.矿石的密度是
C不符合题意;
D.矿石浸没水中后所受的浮力是
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据天平上砝码和游码的位置,测量质量;根据量筒中液面的位置,测量体积;根据质量和体积的比值, 计算密度;根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力。
2.(2023八上·房山期末)如图所示,小军利用图中实验器材验证阿基米德原理,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图可以得出,大于,说明石块重力减小
B.甲、乙两图可以得出,石块受到浮力
C.丙、丁两图可以得出,石块排开液体受到的重力
D.由可以得出,石块受到浮力等于石块排开液体所受的重力
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.从甲图到乙图,石块的质量没有发生改变,则石块的重力不变,因为石块受到浮力,导致大于,A不符合题意;
B.根据甲、乙两图,由称重法可知,石块受到浮力,B符合题意;
C.排开液体的重力等于水和桶的重力减空桶的重力,由丙、丁两图可以测出石块排开水的重力,C不符合题意;
D.通过实验可以得到,说明石块受到浮力等于石块排开液体所受的重力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】石块的质量没有发生改变,则石块的重力不变;石块受到浮力;石块排开水的重力;石块受到浮力等于石块排开液体所受的重力。
3.(2023八上·房山期末)图甲所示,一个金属块在钢绳拉力的作用下从水面上方匀速下降,直至金属块全部没入水中。图乙所示,是钢绳拉力F随时间t变化的关系图像。若不计水的阻力,水的密度为,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.金属块受到的重力为500N B.金属块受到的浮力最大为3450N
C.金属块的体积为 D.金属块的密度为
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由乙图知,0至t1时刻拉力不变,即石料未浸入水中,所以此时的拉力等于重力,即石料的重力为G=3950N,A不符合题意;
B.由乙图知,在t2至t3时刻拉力不再减小,即石料已全部浸没水中,此时金属块所受浮力最大为,B不符合题意;
C.根据得排开水的体积即石料的体积为,C不符合题意;
D.金属块的质量为,金属块的密度为,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】石料未浸入水中,拉力等于重力;石料已全部浸没水中,金属块所受浮力最大;根据得排开水的体积即石料的体积;根据,可求出质量;根据公式,可求出密度。
4.(2022九上·奉贤期中)某一物体浸在水中时受到的浮力为3牛,此时该物体排开水的重力( )
A.可能大于3牛 B.一定等于3牛
C.可能于小3牛 D.以上情况均有可能
【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。该物体受到到的浮力为3N,所以物体排开水的重力一定等于3N,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体受到的浮力等于排开液体受到的重力。
5.(2022九上·镇江开学考)如图,把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N。利用以上信息能求解的物理量是( )
A.石块的体积 B.排开盐水的重
C.石块的密度 D.盐水的密度
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】B.由题意可知:可以用称重法求出石块浸没在盐水中时受到的浮力即排开盐水的重力F浮=G排=G-F拉=2.5N-1.5N=1N
B符合题意;
AD.根据阿基米德原理F浮= 盐水gV排可知,题目中要想求石块的体积得知道盐水的密度,但是题中不知道盐水的密度,所以不能求出石块的体积,AD不符合题意;
C.虽然知道石块的重力能求出石块的质量,但是不知道石块的体积,所以同样不能求出石块的密度,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据F浮=G排=G-F拉,可求出排开液体的重力。
阅卷人 二、多选题
得分
6.(2022八下·竞秀期末)将创“世界之最”的沱江特大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件,如图甲所示。一正方体构件从江顶被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化关系如图乙所示(g取10N/kg,ρ江水=1.0×103kg/m3)。下列判断正确的是( )
A.构件的边长为4m
B.构件的密度为3×103kg/m
C.浮力F1随h变化的图线是图乙中的②图线
D.当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面受到江水的压强为2×104Pa
【答案】B,C,D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AC.构件排开江水体积越大,构件受到的浮力越大。构件的重力不变,构件受到的浮力越大,构件受到的拉力越小,故图乙中①表示构件受到的拉力F2大小随h的变化关系图,图乙中②表示构件受到的浮力F1大小随h的变化关系图。由图乙得
时,构件受到的浮力刚好达到最大,说明此时构件刚好浸没在江水中,因此构件的边长为2m,A不符合题意,C符合题意;
B.构件浸没在江水中排开江水的体积为
此时构件受到的浮力为
由图得,构件浸没在水中受到的拉力为1.6N×105N,则构件的重力为
由得,构件的质量为
构件的密度为
B符合题意;
D.当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面的深度为
受到江水的压强为
D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】根据图像数据,确定构件边长及体积,结合公式F浮=ρ液gV排、F浮=G-F拉及,求出构件密度;根据p=ρgh,求出压强。
7.(2022八下·拜泉期末)有一体积为0.1m3的冰块漂浮在水面上(ρ冰=0.9×103kg/m3),则该冰块( )
A.总重量是1×103N B.浸入液面以下的体积是0.09m3
C.水上部分体积占总体积的 D.受到的浮力是9×102N
【答案】B,C,D
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】AD.由得:冰块质量m=ρ冰V=0.9×103kg/m3×0.1m3= 90kg
则冰块重力G=mg=90kg×10N/kg=900N
因为冰块漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,冰块受到的浮力为F浮=G=900N=9×102N
A不符合题意,D符合题意。
B.由F浮=ρ液gV排得:排开水的体积为
B符合题意;
C.露出水面的体积为V上=V冰-V排=0.1m3-0.09m3=0.01m3
冰漂浮时水上不部分体积与总体积之比为
C符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】根据密度和体积的乘积计算质量;结合质量计算物体的重力;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积。
8.(2022八下·株洲期中)小凯进行验证阿基米德原理的实验,正确操作过程如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是( )
A.如果实验中物体没有完全浸没水中,则不能验证“阿基米德原理”
B.F2<F1表明物块受到的重力减小了
C.物块排开的液体受到的重力G排液=F4﹣F3
D.若F1﹣F2=F4﹣F3,则说明本次实验结果符合阿基米德原理
【答案】C,D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.阿基米德原理适用于一切受到的浮力的情况,物体没有完全浸没的时候也是适用的。A不符合题意;
B.在地球表面,物体的重力大小是不变的。这个现象说明物体受到了一个向上的托的力。B不符合题意;
C.丙中,空筒的重力为F3,筒和排开的液体的重力为F4,则排开的液体的重力为F4-F3。C符合题意;
D.F1﹣F2表示的是物体受到的浮力大小,F4﹣F3表示的是排开的液体的重力大小。二者相等,说明阿基米德成立。D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到液体对它竖直向的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。阿基米德原理适用于任何情况下物体受到的浮力与物体排开液体受到的重力关系。
根据F浮=G-F示可知物体受到的受到浮力大小,根据G排=G总-G容可知物体排开液体受到的重力大小;根据四次测量示数表示出F浮和G排,从而得出结论。
阅卷人 三、填空题
得分
9.(2023九上·长春期末)我国第三艘航空母舰满载排水量为8.24万吨,满载航行时受到的浮力为 N,方向 ;舰载战斗机起飞是因为机翼上方的空气流速 下方的空气流速;若该舰从长江口驶向大海,浸入海水中的体积是 m3。(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】8.24×108;竖直向上;大于;8×104
【知识点】流体压强与流速的关系;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】该航母满载漂浮在海面上,所受的浮力等于其排开水的总重力,即:F浮=G排=m排g=8.24×104×103kg×10N/kg=8.24×108N,浮力的方向总是竖直向上的。机翼上凸下平,飞机在飞行时,机翼下表面比上表面的空气流速小,则下方空气的压强大于上方空气的压强,产生向上的压力差,形成向上的升力。若该舰从长江口驶向大海,仍漂浮,则F浮=G,所以航母所受浮力不变,由F浮=ρgV排可得,浸入海水中的体积为
【分析】根据F浮=G排=m排g,可求出浮力,浮力的方向总是竖直向上的;流体中,流速大的位置压强小;根据,可求出体积。
10.(2022九上·奉贤期中)如图所示,漂浮在水面上重为4.9牛的木块,木块所受浮力的大小是 牛,方向是 ,若用力将木块全部摁入水中,它受到水的浮力将 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
【答案】4.9;竖直向上;变大
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】木块漂浮在水中,根据阿基米德原理,漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体的自身重力,则木块受到水的浮力 ,浮力的方向是竖直向上的,将木块全部摁入水中,物体排开水的体积变大,根据 ,可知木块受到水的浮力将变大。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;浮力方向竖直向上;液体密度一定时,排开液体的体积越大, 受到的浮力变大。
11.(2022九上·宝山期中)如图所示,形状完全相同的长方体A、B,悬浮在水中,两长方体下表面受到液体的压强pA pB,两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA ΔFB,两长方体的密度ρA ρB(均填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】小于;等于;等于
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】由图可知,长方体a、b下表面在水中所处的深度ha形状完全相同的长方体A、B,悬浮在水中,两个长方体的体积相同,排开水的体积相同,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知两长方体所受浮力相等;浸在水中的长方体所受浮力的大小等于长方体上、下表面所受液体的压力差,因此两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA=ΔFB
长方体A、B悬浮在水中,长方体的密度等于水的密度,所以两长方体的密度ρA=ρB=ρ水
【分析】悬浮物体的密度等于液体的密度;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;液体密度一定时,深度越深,压强越大。
12.(2022九上·嘉定期中)如图所示,重为8牛的木块A用细线固定在装水的容器中。木块所受浮力的方向为 。剪断细绳,木块上浮的过程中,所受的浮力将 ,下表面受到的液体压强将 。(后两空均选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】竖直向上;变小;变小
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】浮力是下表面与上表面的压力差,所以浮力的方向是竖直向上。
木块上浮的过程中,排开液体的体积变小,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力变小。
木块上浮,下表面距离液面的深度减小,根据p=ρgh可知,压强变小。
【分析】物体在液体中受到的浮力竖直向上;液体密度一定时,排开液体的体积减小,浮力减小,液体的密度一定时,深度变小,液体压强减小。
13.(2022九上·汕头开学考)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,取g=10N/kg。根据图像信息,该金属块重力的大小为 N,浸没在水中的金属块受到的浮力大小是 N,该金属块的密度是 kg/m3。
【答案】54;20;2.7×103
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,从图可知,该金属块重力为G=F拉=54N
当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,从图可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块浸没时受到的浮力大小为F浮=G-F拉=54N-34N=20N
根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g
可得金属块浸没时排开水的体积(金属块的体积)
根据G=mg
可得金属块的质量为
金属块的密度为
【分析】没有浸入水中时,弹簧测力计示数为重力;F浮=G-F拉,求出浮力;根据F浮=ρ水V排g、G=mg及,可求出金属块密度。
14.(2022八下·双城期末)将密度为0.6×103kg/m3,体积为125cm3的木块放入盐水中,木块有1/2的体积露出盐水面;则木块受到的浮力为 N,盐水的密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】0.75;1.2×103
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】由密度公式知道,木块的质量是
木块的重力
因为木块在水中漂浮,所以木块受到的浮力是
由题意知道
所以盐水的密度是
【分析】根据物体的密度和体积的乘积计算质量;利用质量计算重力;根据浮力和排开液体的体积,计算液体密度。
15.(2022八下·临颍期末)一个正方体铁块,浸没在水下某深度时,上表面受到的压力为15N,下表面受到20N的压力,则铁块受到的浮力是 N。当铁块下沉到另一位置时,上表面受到的压力增大至20N,下表面受到的压力是 N,此时铁块受到的浮力为 N。
【答案】5;25;5
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由题知,F下表面=20N,F上表面=15N,根据浮力产生的原因可得,铁块受到浮力F浮=F下表面-F上表面=20N-15N=5N
即铁块受到的浮力是5N。
液体的密度和铁块排开液体的体积保持不变,所以根据F浮=ρ液gV排可知,当铁块下沉到另一位置时,铁块受到的浮力保持不变,仍为5N。当上表面受到的压力增大为20 N时,下表面受到的压力为
即下表面受到的压力为25 N,浮力为5N。
【分析】根据物体上下表面的压力差, 可以计算浮力;根据福利国家浮力和压力,可以计算未知的压力。
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
阅卷人 四、简答题
得分
16.(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。
阅卷人 五、实验探究题
得分
17.(2022九上·重庆开学考)在物理实验课上,各个实验小组的同学对浮力及阿基米德原理的相关实验进行了验证。
(1)实验一:小飞进行了如图甲所示的实验:用量程为10N的弹簧测力计挂着金属块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表中:
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计示数/N
4.9 4.7 3.4 3.4 3.8
①图甲实验步骤A中弹簧测力计的示数为 N。分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 有关;分析实验步骤A、D、E,可以说明当物体浸没在水中后,浮力大小跟物体浸没深度 (选填“有关”或“无关”);
②小飞用表格中的数据算出了图F中某液体的密度是 kg/m3;若在实验步骤F中,小飞用弹簧测力计提拉物体时不慎触底(与容器底之间有挤压),并读数记录此时弹簧测力计的数据,那么液体密度的测量值将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)实验二:如图乙,小龙想要验证阿基米德原理,他将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。然后将一重为5N、高为8cm、底面积为50cm2的实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方,调节升降台使物块下底面刚好与水面相平。随后他将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计的正下方(弹簧测力计A与弹簧测力计B完全相同,且示数每变化1N,指针就移动0.5cm);
①当小龙逐渐调高升降台,发现随着物体浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数 (选填“增大“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B的示数变化量,从而证明了F浮=G排;
②整理器材时,小龙发现图乙中弹簧测力计A的示数为3N。爱动脑的小龙利用所学过的物理知识计算出了升降台上升的高度为 cm。
【答案】(1)5.4;排开液体的体积;无关;0.8×103;偏大
(2)减小;等于;5
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)①由图示知弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为5.4N。
结合图示及表格数据,由步骤A、B、C、D知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数也不同,即所受的浮力不同,所以浮力的大小与排开液体的体积有关。
由步骤A、D、E知,金属块浸没在水中的不同深度,弹簧测力计的示数相同,所受的浮力相同,所以浮力的大小与物体浸没深度无关。
②由表格数据知,F步骤中,金属块浸没在某液体中,弹簧测力计的示数为3.8N,所受的浮力
E步骤中,金属块浸没在水中,弹簧测力计的示数为3.4N,所受的浮力F浮水 =G-F示4=5.4N-3.4N=2.0N
浸没时,排开水的体积等于金属块的体积,据阿基米德原理有
所以液体的密度
步骤F中,物体触底时,受到竖直向下的重力及竖直向上的拉力、浮力和支持力的作用,处于静止,则弹簧测力计的拉力变小,据F浮=G-F示知,所得的浮力变大,据阿基米德原理知液体的密度变大。
(2)①由图示知,测力计A与物体相连,则满足F浮=G-F示,降台升高时,物体排开水的体积增大,受到的浮力增大,而物体的重力不变,那么A的示数减小。
测力计A示数的变化量是物体受到浮力的大小,B的示数变化量是物体排开液体所受的重力的大小,则两者示数变化量相同,可证明F浮=G排。
②测力计A的示数为3N时,物体受到的浮力F浮1=G1-F示=5N-3N=2N
据阿基米德原理知,物体排开水的体积
物体浸入水中的深度
物体未浸入水中时,测力计A的示数为5N,且A的示数每变化1N,指针就移动0.5cm,所以弹簧的变化量
所以装置抬高的高度h总=h+ x=4cm+1cm=5cm
【分析】(1)根据弹簧测力计指针位置,测量力的大小;当液体密度一定时,排开液体的体积越大, 物体受到的浮力越大;当液体密度和排开液体的体积一定时,浮力和深度无关;根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,结合浮力和排开液体的体积,计算液体密度的大小;
(2)物体进入液体中的体积变大,浮力变大,拉力减小;浮力的大小等于排开液体的重力;根据浮力和液体密度,计算排开液体的体积,结合底面积计算深度;根据力的关系,计算弹簧测力计的弹簧的变化量。
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