第10章:浮力 期末试题选编(含解析)2021-2022学年山东省人教版物理八年级下册

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名称 第10章:浮力 期末试题选编(含解析)2021-2022学年山东省人教版物理八年级下册
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科目 物理
更新时间 2023-04-22 12:37:58

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第10章:浮力
一、单选题
1.(2022春·山东聊城·八年级统考期末)下列物体中,不受浮力作用的是(  )
A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船 D.空中上升的气球
2.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)如图,一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是(  )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
3.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)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,利用以上信息做出的判断错误的是(  )
A.石块重2.5N B.石块受到的浮力为1N
C.石块受到的拉力为1.5N D.石块受到的浮力为1.5N
4.(2022春·山东淄博·八年级统考期末)关于物体在水中受到的浮力,下列说法中正确的是(  )
A.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大,受到的浮力越小
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
5.(2022春·山东淄博·八年级统考期末)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是(  )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
6.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)在探究物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力的关系实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作顺序应该是(  )
A.甲、丙、乙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、甲、乙、丙
7.(2022春·山东菏泽·八年级统考期末)如图所示,体积相同而材料不同的四个小球甲、乙、丙、丁静止在水中,这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁,则(  )
A.F甲=F乙 B.F丙=F丁 C.F乙>F丙 D.F甲>F乙
8.(2022春·山东泰安·八年级统考期末)某校创新实验小组自制简易“浸没式液体密度计”,过程为:a:将实心小球悬挂在弹簧测力计下方,静止时示数如图甲所示;b:将小球浸没在水中,弹簧测力计示数如图乙所示;c:将小球浸没在某未知液体中,弹簧测力计示数如图丙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则下列判断中(  )
①该小球的体积为1×10﹣4m3
②该小球的密度为4×103kg/m3
③该液体的密度为3×103kg/m3
④该密度计的最大测量值为5×103kg/m3
A.只有①④正确 B.只有①②正确
C.只有②③正确 D.只有③④正确
9.(2022春·山东菏泽·八年级统考期末)2021年12月9日,神舟十三号的航天员给我们示在轨工作生活场景的同时,也做了多个实验。如图所示是乒乓球在水中浮力消失的实验,对这个现象的解释最准确的说法是(  )
A.乒乓球的质量为零,重力为零
B.乒乓球没有排开水,水对球没有压力
C.太空中失重状态下,水的密度小到零
D.太空中失重状态下,排开的水重力为零,浮力消失
10.(2022春·山东菏泽·八年级统考期末)下列说法中正确的是(  )
A.图甲中,同一艘轮船从长江驶入大海,浮力变大
B.图乙中,热气球中充入的是密度比空气大的气体
C.图丙中,可以说明物体浸没在液体中越深,所受的浮力越大
D.图丁中,同一密度计在两种液体中所受浮力Fa=Fb,两种液体的密度ρa<ρb
11.(2022春·山东淄博·八年级统考期末)如图所示,两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有质量相等的两种液体,两个相同的小球分别放入容器中,一个漂浮,一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F1和F2,容器对桌面的压强分别为p1和p2,下列说法正确的是(  )
A. B.
C. D.
二、多选题
12.(2022春·山东聊城·八年级统考期末)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将 A、B、C 三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为 FAB.三个物体的密度大小关系为 ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为 F 甲=F 乙=F 丙
D.容器对桌面的压强大小关系为 p 甲=p 乙=p 丙
三、填空题
13.(2022春·山东菏泽·八年级统考期末)拦河坝总是上部窄、下部宽,这是因为___________。一桥墩,浸入水中的体积8m3,则桥墩受到的浮力为___________。
14.(2022春·山东威海·八年级统考期末)如图是疫情期间同学居家完成的一些小实验,甲图对着漏斗吹气,发现漏斗中的乒乓球不会掉落,原因是________;乙图向漏斗中加水,水向下流出时发现漏斗中的乒乓球不会浮起来,原因是________。
15.(2022春·山东济南·八年级统考期末)如图所示,四个体积相同而材料不同的实心球A、B、C、D,分别静止在不同深度的水里。其中所受浮力最小的是 _____球,密度最大的是 _____球。
16.(2022春·山东淄博·八年级统考期末)中国万米载人深潜器“奋斗者”号是我国自行研制的世界领先深海潜水器。在某次工作过程中,该潜水器下潜深度为10000m,此时潜水器受到的海水压强为______Pa;在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,最后浮到海面上时,潜水器排开海水的质量为1.8×104kg,此时它受到的浮力为______N(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)。
17.(2022春·山东日照·八年级统考期末)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.9N,当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,测力计的示数为7.1N。该金属零件在油中受到的浮力是______N,该金属零件的体积是______cm3。()
18.(2022春·山东德州·八年级统考期末)小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应__________(增加/减少)吸管中铁丝质量.改进后,用它分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1_________h2,用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏_______.
19.(2022春·山东济宁·八年级统考期末)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是饺子的重力______,浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、实验题
20.(2022春·山东枣庄·八年级统考期末)如图,是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作,请你回答下列问题:
(1)分析图①②③,说明浮力的大小与_____有关(选填“液体的密度”或“排开液体的体积”);
(2)分析图①③④,说明浮力的大小与_____无关(选填“液体的密度”“排开液体的体积”或“液体的深度”);
(3)分析图①③或①④可知,当物体A浸没在水中时,受到的浮力是_____N,物体A的体积是_____m3;(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)用图中实验数据计算盐水的密度是_____kg/m3;
(5)该实验主要运用的科学探究方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”)。
21.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)小吴同学对“阿基米德原理”进行了实验验证:
(1)他首先对弹簧测力计沿竖直方向进行______;
(2)然后依次进行图①②的实验,其中图②中测力计示数为______N,然后他将物块逐渐浸入水中至一定深度处,测力计示数先减小后保持不变,静止时如图③所示,对此正确的解释是:浸在水中的物体所受浮力的大小随着______增大而增大。接下来又进行了图④的实验,由图①②③④中数据可知:物块在水中所受浮力大小______(大于/等于/小于)排开水的重力大小,初步验证了阿基米德原理的成立;
(3)只将水换成盐水重复如图③④所示的实验,第③④次测力计的示数分别变为0.6N、1.4N,由此发现在盐水中阿基米德原理依然成立。他还发现:在物体排开液体体积相同时,______越大,物体所受的浮力越大;物体在盐水中所受到的浮力大小为 ______N;他所用盐水的密度为______g/cm3;
(4)为了进一步验证结论是否具有普遍性,小吴同学用同一物块和图①中小桶,进行了如图⑤⑥所示的实验,若图⑥中小桶和桶中水的总重力等于______ N,表明:物体漂浮时阿基米德原理依然成立。
22.(2022春·山东东营·八年级统考期末)小明用弹簧测力计、正方体、3个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析甲、乙、丙三个实验,说明浮力的大小与___________有关;
(2)为了探究浮力大小与液体密度是否有关,可选用甲与___________两图的装置来进行操作;
(3)正方体浸没在水中时受到的浮力是___________N,正方体的体积是___________m3;
(4)根据图的实验数据测出正方体浸没在盐水中时,受到的浮力是___________N,盐水的密度是___________;
(5)小明联想到综合实践课上自己自制的密度计:他在吸管下端加适当的配重后封闭,使其能竖直漂浮在液面中。若放入水中,水面在管的A点处;放入另一种液体中,液面在B点处,如图戊。密度计上刻度A、B可分别表示液体的密度,则ρ液___________ρ水(选填“>”“ <”或“=”);
(6)小明想继续探究物体受到的浮力与其形状是否有关,他又找来薄铁片进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成碗状再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力___________第二次铁片受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”);
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因是:___________。
五、计算题
23.(2022春·山东德州·八年级统考期末)如图所示,在水平地面上有一个装有水的圆柱型容器(水的深度不变),一物体浸没在容器底部(非密合),现用弹簧测力计将物体缓慢拉出。弹簧测力计的示数为F,物体下表面距容器底的距离为h,F与h的关系如图所示,求;(g取10N/kg。ρ水=1.0×103kg/m)
(1)物体浸没在水中所受的浮力;
(2)物体的密度;
(3)物体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强。
24.(2022春·山东威海·八年级校考期末)有一个用超薄超硬度材料制成的圆柱形容器,下端封闭上端开口,底面积S=250cm2,高度h=10cm,如图甲所示:另有一个实心匀质圆柱体物块,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=150cm2,高度与容器高度相同,如图乙所示。(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,且g取10N/kg计算)
(1)现将圆柱体物块竖直放置容器内,则物块对容器底部的压强是多大?
(2)再向容器内缓慢注入水,圆柱体物块不会倾斜,当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,试计算注入水的深度?
(3)在第(2)问叙述的情景中,水对容器底部的压强是多大?
25.(2022春·山东聊城·八年级统考期末)由于温室气体大量排放,全球气候变暖加剧,两极冰川大面积熔化,海面上出现大量浮冰。如图所示,现有一块90t的浮冰漂浮在海面上,假设附近海域的海水密度近似为水的密度1.0×103kg/m3,冰的密度为0.9×103kg/m3。求:
(1)水下2m深处海水产生的压强;
(2)浮冰受到的浮力大小;
(3)此时浮冰露出水面的体积为多少m3。
26.(2022春·山东潍坊·八年级统考期末)如图所示,水平地面上放有一圆柱形容器,容器底面积S=1.5×10-2m2。边长为10cm的正方体物块通过细线与容器底部相连,物块浸没在水中静止时,对细线竖直向上的拉力F=4N,此时容器中水深h=40cm。g取10N/kg,求:
(1)此时容器底所受水的压力;
(2)此时物块所受浮力;
(3)剪断细线后,物块静止时浸在水中的体积。
六、综合题
27.(2022春·山东烟台·八年级统考期末)我们生活中有些习惯和做法,不一定全是正确的,例如我们服用药物时,往往都是仰脖子下咽。细心的小明发现:服用胶囊类药物时(如图甲所示),仰脖子时往往水咽下去了,胶囊类药物却经常留在口中,而略低头服用,药物和水反而容易一起下咽。这是怎么回事呢小明通过实验进行探究:
(1)找个小碗,放入半碗水,然后将胶囊类药物放入水中,发现胶囊类药物漂在水面上,这说明胶囊类药物的平均密度___________水的密度(选填“>”、“<”或“=”)。由此小明进行分析,当我们和水吞服胶囊时,胶囊漂浮在水面上,我们仰脖子,胶囊反而离食道口较远,不容易咽下去;略低头服用时,胶囊离食道口较近,所以更容易下咽;
(2)小明又将片状药物(如图乙所示)放入水中,发现片状药物沉入水底,这说明片状药物的平均密度___________水的密度(选填“>”、“<”或“=”)。据此你认为怎样服用片状药物更容易下咽?说说其中的物理道理。( )
参考答案:
1.B
【详解】ACD.在水中下沉的铁块和浮在水面上的轮船受到液体的浮力,空中上升的气球,受到气体的浮力,故ACD不符合题意;
B.桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用,故B符合题意。
故选B。
2.C
【详解】鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同, 这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F3正确。
故选C。
3.D
【详解】A.由图甲可知,弹簧测力计对石块的拉力等于石块的重力,弹簧测力计的示数为2.5N,因此石块重2.5N,故A正确,A不符合题意;
C.由乙图可知,石块浸在水中时,弹簧测力计的示数为1.5N,说明石块受到弹簧测力计的拉力为1.5N,故C正确,C不符合题意;
BD.由图甲可知,石块重2.5N,由乙图可知,石块浸在水中时,受到弹簧测力计的拉力为1.5N,根据称重法可知,石块受到的浮力为
故B正确,B不符合题意;D错误,D符合题意。
故选D。
4.C
【详解】ABD.由阿基米德原理可知,物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而与其它因素都无关,故ABD错误;
C.当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;当物体排液体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大。故C正确。
故选 C。
5.D
【详解】A.由图乙可知,金属块a浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.0N,根据称重法可得金属块浸没在水中受到的浮力
故A错误;
B.要探究浮力的大小与物体体积的关系,需要控制物体排开水的体积相同,改变物体的体积;甲、乙两图中物体排开水的体积不同,故B错误;
C.要探究浮力的大小与物体密度的关系,需要控制物体排开水的体积相同,改变物体的密度;乙、丙两图中物体排开水的体积不同,故C错误;
D.要探究浮力的大小与液体密度的关系,需要控制物体排开液体的体积相同,改变浸入液体的密度;丙、丁两图可以完成该探究,故D正确。
故选D。
6.A
【详解】在此实验中,应先测石块的质量,再测出空桶的重力,将石块浸没在液体中,测量石块所受的浮力,再小桶及排开的液体的重力,求出排开液体的重力,从而比较浮力及排开液体的重力的关系。所以合理操作顺序是甲、丙、乙、丁。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.B
【详解】由F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,由图可知,液体相同,排开液体的体积
V丙排= V丁排>V乙排> V甲排
故它们受到的浮力大小
F丙=F丁>F乙>F甲
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.A
【详解】如图所示,可知小球的重力为5N,将小球浸没在水中,弹簧测力计示数为4N,物体受到的浮力
由于物体浸没,物体体积等于排开水的体积,则物体体积
则①正确。小球的密度
则②错误。将小球浸没在某未知液体中,小球受到的浮力
则液体密度
则③错误。当物体浸没在某液体中时,弹簧测力计示数恰好为0,此时密度计测量值达到最大,物体受到的浮力等于物体重力,则该密度计的最大测量值等于小球的密度为5×103kg/m3,则④正确。
故选A。
9.D
【详解】A.质量是物质的基本属性,不随位置的改变而改变,所以乒乓球的质量不为零。故A错误,不符合题意;
B.乒乓球放入水中后,挤走一部分水,所以并不是没有排开水,故B错误,不符合题意;
C.密度是物质的属性,不随位置改变,所以水的密度不会因为失重变为零,故C错误,不符合题意;
D.太空中完全失重状态下,重力消失,而浮力就等于物体排开水的重力,所以浮力也就消失了。故D正确,符合题意。
故选D。
10.D
【详解】A.图甲中,同一艘轮船从长江驶入大海,处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,故A错误;
B.热气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故B错误;
C.图丙中,将空饮料罐慢慢向下按,饮料罐浸没前,排开水的体积越来越大,由公式F浮=ρ液gV排可知,在水的密度一定时,饮料罐受到的浮力越来越大,所以向下按的力越来越大;当空饮料罐浸没后,浸没在水中越深,但排开水的体积不变,其受到的浮力不变,故C错误;
D.图丁中密度计在两种液体中均漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,由于密度计的重力不变,所以浮力关系为
Fa=Fa
由图可知
V排a>V排a
由F浮=ρ液gV排可得,两种液体的密度
ρa<ρb
故D正确。
故选D。
11.B
【详解】小球在甲容器中漂浮,所以
F1=G物
在乙容器中沉底,所以
F2<G物
所以
F1>F2
容器的质量相等,液体的质量相等,小球的质量相等,容器对桌面的压力等于容器、液体和小球的总重力,所以容器对桌面的压力相等,甲的受力面积大于乙的受力面积,由可知
p1<p2
故选B。
12.ACD
【详解】A.根据题意知道,A、B、C三个正方体的体积相同,由图知道,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,由知道,浮力的大小关系为
FA故A正确;
B.由图知道,A和B处于漂浮,C处于悬浮,由浮沉条件知道,
GA =FA
GB =FB
GC =FC
由于FAρA<ρB<ρC
故B错误;
C.由于正方体分别处于漂浮或悬浮状态,所以,浮力等于自身重力,由阿基米德原理知道,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为
F 甲=F 乙=F 丙
故C正确;
D.因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,容器的底面积相同,根据可知容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙,故D正确。
故选ACD。
13. 液体压强随深度的增加而增大 0/零
【详解】[1]拦河坝总是上部窄下部宽,是因为液体压强随深度的增加而增大,下部宽可以承受更大的压强。
[2]浮力的产生原因是液体对物体上下表面的压力差,桥墩下表面没有受到水的压力的作用,因此桥墩没有受到浮力的作用,其所受浮力为0N。
14. 流速大的位置压强小 不受浮力
【详解】[1]甲图对着漏斗吹气,发现漏斗中的乒乓球不会掉落,因为细管中的空气流速比漏斗口的空气流速大,流体流速大的位置压强小,所以气压把乒乓球顶上去。
[2]浮力产生原因是,物体在液体中的上下表面有压力差,而实验中漏斗中的水向下流,所以乒乓球的下表面没有压力,所以乒乓球不受浮力。
15. A D
【详解】[1][2]已知四个球的体积相等,由图可知,四个球排开水的体积
V由F浮=ρ水V排g可得四个球受到的浮力
F因此所受浮力最小的是A球;因为A、B两球漂浮,所以A、B的密度小于水的密度;C悬浮,即C的密度等于水的密度;D下沉,即D的密度大于水的密度,因此密度最大的是D球。
16. 1.03×108 1.8×105
【详解】[1]根据题意可知,潜水器下潜深度为h=10000m,海水的密度为ρ海水=1.03×103kg/m3,潜水器受到的海水压强为
[2]根据题意可知,潜水器最后漂浮在海面上时排开海水的质量为m=1.8×104kg,由阿基米德原理可知此时潜水器受到的浮力为F浮=G排,潜水器排开海水的重力为
故潜水器受到的浮力为F浮=1.8×105N。
17. 0.8 100
【详解】[1]零件未浸入油中时,弹簧测力计的示数为,即零件的重力为
浸没在油中时弹簧测力计的示数为
零件受到的浮力为
[2]零件浸没在油中排开油的体积等于零件的体积,根据可得,零件的体积为
18. 增加 大于 大
【详解】密度计在水中不能直立漂浮,应增加吸管一端的铁丝质量,使重心偏移到吸管的一端;密度计在不同液体中都是漂浮的,根据漂浮条件,不管密度计在哪种液体中,其受到的浮力都等于其自身重力.由于盐水的密度比水的密度大,根据F浮=ρ液gV排可得V排=,密度计浸入会中的体积大,浸入盐水中的体积小,即密度计浸入水中的深度大,浸入盐水中的深度小,故h1>h2;由以上分析可得结论:密度计浸入液体中的深度越小,则该液体密度越大.用该吸管密度计测量可乐密度时,由于吸管上“沾”上许多小气泡,会导致其浸入可乐中的深度减小,所以测得的密度偏大.
19. 不变 变大
【详解】[1]重力与质量大小有关,饺子的质量不变,故饺子的重力不变。
[2]生饺子沉底后,慢慢煮熟,体积变大,当浮力大于重力,饺子开始上浮,直至漂浮在水面上。
20. 排开液体的体积 液体的深度 2.0 2×10-4 1.1×103 控制变量法
【详解】(1)[1]由图①②③可知,物体浸入水中的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)[2]由图①③④可知,液体种类相同,物体浸入液体的体积相同,物体浸入液体的深度不同,但弹簧测力计的示数相同,说明所受浮力相同,因此可得出结论:浸没在同种液体中的物体,浮力的大小跟浸没的深度无关。
(3)[3]分析图①③或①④可知,物体A浸没在水中,对物体A受力分析可知,物体A受重力、浮力和弹簧测力计的拉力,则物体A受到的浮力
F浮=G-F拉=4.0N-2.0N=2.0N
[4]物体浸没水中,由F浮=ρ水gV排可得,物体排开水的体积即物体的体积
(4)[5]物体A浸没在盐水中时,物体A受到的浮力
F浮'=G-F拉'=4.0N-1.8N=2.2N
盐水的密度是
(5)[6]探究浮力与液体密度的关系时,控制物体浸入液体中的深度相同,液体密度不同,所以实验中用到了控制变量法。
21. 调零 1.8 物体排开水的体积 等于 液体的密度 1.2 2.0
【详解】(1)[1]由于要用弹簧测力计测量物体的重力和物体受到浮力,且物体的重力和浮力的方向都是在竖直方向上,由此可知,弹簧测力计应在竖直方向上调零。
(2)[2]由图②中的弹簧测力计可知,弹簧测量力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的示数是1.8N。
[3]浸没前物体浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数逐渐减小,其原因是物体浸入水中的体积逐渐增大,排开水的体积也逐渐增大,由此可得:浸在水中的物体受到的浮力的大小随物体排开水的体积的增大而增大。
[4]由②③可知物体受到的浮力大小为
由①④可知物体排开水受到的重力为
由此可得:物体浸在水中受到的浮力大小等于物体排开水受到的重力。
(3)[5]由于盐水密度大于水的密度,物体浸没在盐水的受到的浮力为
物体浸没在水中受到的浮力为
由此可得:在物体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。
[6][7]由将水换为盐水,重复③④所示的实验可知,物体浸没在盐水中受到的浮力为
物体浸没在水中受到的浮力
物体的体积为
物体浸没在盐水中排开盐水的体积等于物体的体积,即
盐水的密度为
(4)[8]由图①可知小桶重0.2N,由图②可知物体重1.8N,图⑤中小容器漂浮,且此时没有水溢出;在小容器中放入物体后,小容器和物体漂浮;由漂浮条件可知,增加的重力等于增加的浮力,即;若物体漂浮时阿基米德原理依然成立,则,由此可知;所以图⑥中小桶和桶中水的总重力为
22. 物体排开液体的体积 丙、丁 5 5×10-4 6 1.2×103 > 小于 没有控制排开水的体积相同
【详解】(1)[1]由图甲、乙、丙所示实验可知,液体的密度相同,而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[2]要探究浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度;分析图丙和图丁可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,物体受到的浮力不同,故可选用甲与丙、丁的装置来进行操作。
(3)[3][4]由图甲、丙所示实验可知,正方体浸没在水中时受到的浮力为
由可得,正方体的体积为
(4)[5]]6]由图甲、丁所示实验可知,正方体浸没在盐水中时受到的浮力为
则盐水的密度为
(5)[7]密度计在水和液体中均处于漂浮状态,受到的浮力均等于自身的重力,即密度计在水和液体中受到的浮力相等,由图可知,密度计在水中排开液体的体积较大,由的变形式可知,水的密度较小,即。
(6)①[8]将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底,则;将铁片弯成碗状再放入水中,它漂浮在水面上,则,据此可知,,即第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
②[9]由于,根据阿基米德原理,第二次实验排开水的体积大。研究物体受到的浮力与其形状是否有关时,应控制排开液体的体积和排开液体的密度相同,因没有控制排开水的体积相同,故小明得出的结论是错误的。
23.(1)8N;(2)1.5×103kg/m3;(3)300Pa
【详解】(1)分析图象数据可知,物体A处于浸没时,弹簧测力计的示数为4N,物体离开水面后弹簧测力计的示数不变,为12N,则物体重力G=12N;所以,物体浸没在水中所受的浮力
F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N
(2)根据F浮=ρ液gV排可得,物体的体积
V=V排==8×10-4m3
物体质量
m==1.2kg
则物体的密度
ρ==1.5×103kg/m3
(3)由于圆柱形容器中水的深度不变,由图象数据可知:物体的高度
L=8cm﹣5cm=3cm=0.03m
则物体上表面刚出水面时下表面所处的深度
h=L=0.03m
所以水对下表面的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
答:(1)物体浸没在水中所受的浮力为8N;
(2)物体的密度为1.5×103kg/m3;
(3)物体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强为300Pa。
24.(1)800Pa;(2)0.08m;(3)800Pa
【详解】解:(1)因为容器底是水平放置,所以对容器压力
F=G=mg=ρVg=ρS1hg=0.8×103kg/m3×150×10-4m2×0.1m×10N/kg=12N
物块对容器底部的压强
(2)当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,圆柱体刚好漂浮状态。所以
F浮=G=12N
圆柱体排开液体体积
圆柱体浸入水中的深度
(3)水对容器底部的压强
p2=ρ水gh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
答:(1)物块对容器底部的压强是800Pa;
(2)注入水的深度是0.08m;
(3)水对容器底部的压强800Pa。
25.(1)2×104Pa;(2)9×105N;(3)10m3
【详解】解:(1)由可知,水下2m深处海水产生的压强
(2)浮冰漂浮在海面上,此时浮冰受到的浮力大小和浮冰的重力大小相等,即
(3)根据可知,浮冰排开海水的体积
根据可知,浮冰的总体积
故此时浮冰露出水面的体积
答:(1)水下2m深处海水产生的压强为2×104Pa;
(2)浮冰受到的浮力大小为9×105N;
(3)此时浮冰露出水面的体积为10m3。
26.(1)60N;(2)10N;(3)
【详解】解:(1)由题意可知,容器内水深为40cm,即0.4m;由可知,容器底所受水的压强
由可知,此时容器底所受水的压力
(2)由题意可知,物体的边长为10cm,即0.1m,则物体的体积为10-3m3;物体浸没在水中,所受浮力
(3)由题意可知,物体受到细线的拉力为4N,则物块的重力
剪断细线后,物体漂浮,此时物体所受浮力的大小和重力大小相等,为6N,由可知,物块静止时浸在水中的体积
答:(1)此时容器底所受水的压力为60N;
(2)此时物块所受浮力为10N;
(3)剪断细线后,物块静止时浸在水中的体积为。
27. < > 见解析
【详解】(1)[1]将胶囊类药物放入水中,发现胶囊类药物漂在水面上,说明药物浸没在水中时会上浮,受到的浮力大于重力,根据阿基米德原理可知,药物浸没在水中时受到的浮力为
物体受到的重力为
药物浸没在水中时受到的浮力大于重力,即
因此胶囊类药物的平均密度小于水的密度。
(2)[2]将片状药物放入水中,发现片状药物沉入水底,说明药物浸没在水中时会下沉,受到的浮力小于重力,根据阿基米德原理可知,片状药物浸没在水中时受到的浮力为
物体受到的重力为
药物浸没在水中时受到的浮力小于重力,即
因此胶囊类药物的平均密度大于水的密度。
[3]当我们和水吞服片状药物时,片状药物下沉在水中,我们仰脖子,片状药物离食道口较近,所以更容易下咽。