【精品解析】初中科学浙教版 八年级上册 第一章 第3节 水的浮力 第一课时 提升练习

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名称 【精品解析】初中科学浙教版 八年级上册 第一章 第3节 水的浮力 第一课时 提升练习
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科目 科学
更新时间 2023-07-14 15:37:06

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初中科学浙教版 八年级上册 第一章 第3节 水的浮力 第一课时 提升练习
一、单选题
1.(2023八上·长兴期末)科学课上,老师将装满水的水槽放在斜面上,用细绳一端牵着浸没在水中的乒乓球(细绳的重力忽略不计),细绳的另一端固定在水槽底部,静止后乒乓球的状态最接近下图中的(  )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浸入液体中的物体受到浮力的方向为竖直向上、始终与水平面垂直,不是垂直于斜面,B正确。
故答案为:B
2.(2022·浙江期中)以下情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.邀游的“天宫一号”
B.航行的“辽宁号”
C.天空中的飞机
D.上升的热气球
【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析判断。
【解答】A.邀游的“天宫一号”,由于周围没有空气或液体,因此它不受浮力,故A符合题意;
B.航行的“辽宁号”,它受到的浮力与重力相互平衡,故B不合题意;
C.天空中的飞机,它的周围存在空气,肯定会受到浮力,故C不合题意;
D.上升的热气球,它的周围存在空气,肯定会受到浮力,故D不合题意。
故选A。
3.(2022八上·义乌期中)将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢杯中,四只小烧杯也完全相同,静止后如图 所示。其中物体受到浮力最大的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,D中物体排开水的体积最大,即排开水的重力最大。根据阿基米德原理F浮力=G排可知,D中物体受到的浮力最大。
故选D。
4.(2023八上·鄞州期末)以下情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.遨游太空的“天宫二号” B.空中上升的热气球
C.海上航行的“辽宁号” D.海中下潜的“蛟龙”号
【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】浮力来自于气体或液体对物体上下两个表面的压力差,据此分析判断。
【解答】遨游太空的“天宫二号”在太空中,周围没有气体,也没有液体,因此它不受浮力,故A符合题意;
空中上升的热气球浸没在空气中,海上航行的“辽宁号和海中下潜的“蛟龙”号都浸没在水中,因此它们都受到浮力,故B、C、D不合题意。
故选A。
5.(2022·浙江期中)中国桥梁建设水平居于世界领先地位, 下列和桥有关的表述中不正确的是(  )
A.行人对桥的压力是由鞋的形变产生的
B.浸在水中的桥墩受到水的浮力作用
C.行驶在大桥上的汽车以桥为参照物是运动的
D.行驶到桥上最高点的汽车,如果所有力消失,车将做匀速直线运动
【答案】B
【知识点】参照物及其选择;牛顿第一定律;浮力产生的原因
【解析】【分析】(1)对物体进行受力分析即可;
(2)浮力等于物体上下两个表面受到的压力差;
(3)根据参照物的知识判断;
(4)根据牛顿第一定律判断。
【解答】A.行人对桥面的压力由鞋底产生,即由鞋底的形变产生,故A正确不合题意;
B.浸在水中的桥墩,它的下表面埋在河底的泥沙里,不会受到水向上的压力,因此它不受浮力,故B错误符合题意;
C.以大桥为参照物时,行驶的汽车的位置不断变化,即它是运动的,故C正确不会题意;
D.行驶到桥上最高点的汽车,如果所有力消失,车将做匀速直线运动,故D正确不合题意。
故选B。
6.(2022·浙江期中)将一个质量为 275g 的土豆放入容器内的水中, 土豆下沉后静止在容器底部, 如图 1。小明设法在土豆上 插入几个轻质的粗吸管后做成了一个“吸管土豆”, 再次放回水中后“吸管土豆”浮了起来,最终漂浮 在水面上, 如图 2 (忽略吸管重力, 取 g= 10N/kg)。下列说法正确的是(  )
A.图1中静止的土豆所受浮力等于2.75N
B.土豆上插入吸管后增大了排开水的体积从而增大了所受的浮力
C.图2中土豆浮起后其下表面所受水的压力比在图1中时大
D.“吸管土豆”漂浮时所受浮力大于重力
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)(4)根据浮沉条件分析;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排判断;
(3)根据p=ρ液gh比较下表面受到水的压强变化,根据F=pS比较压力变化。
【解答】A.土豆的重力G=mg=0.275kg×10N/kg=2.75N。土豆在水中下沉,则它受到的浮力小于重力,即浮力小于2.75N,故A错误;
B.根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,吸管增大了土豆排开水的体积,从而增大了土豆受到的浮力,故B正确;
C.图2中土豆浮起后,它的下表面所在的深度减小,根据p=ρ液gh可知,下表面受到水的压强减小。根据F=pS可知,土豆下表面受到水的压力减小,故C错误;
D.“吸管土豆”漂浮时,它受到的浮力等于重力,故D错误。
故选B。
7.(2022八上·义乌期中)小明将一条大鱼从如图所示位置钓起至船上,在此过程中,船体受到的浮力变化情况与下列哪一选项最接近(鱼的质量和体积保持不变)(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排和浮沉条件分析判断。【解答】水中的鱼受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力的作用,随着鱼被拉出水面,排开水的体积逐渐变小,所受浮力逐渐变小,则所受拉力逐渐增大,鱼被拉出水面后,拉力不变;把人、鱼竿和船看成整体,故鱼对这个整体的拉力逐渐变大,此整体受到重力、浮力和鱼的拉力的作用,重力不变,故所受的浮力逐渐增大,最后鱼到船上,整体所受的浮力不变。
故选B。
8.(2022八上·衢州期中)甲、乙两物体的体积相等,浸没在水中时分别向上和向下运动,如图所示,则它们此时受到的浮力相比较(  )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法比较
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析判断。
【解答】甲乙两个物体都浸没在水中,它们排开水的体积都等于自身体积,即排开水的体积相等。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力相等。
故选C。
9.(2023八上·宁波期末)如图所示,水槽中有三个等质量的实心物体处于静止状态,甲、乙为长方体,丙为球体。下列有关说法正确的是(  )
A.丙物体排开的水的体积最多
B.乙物体受到的浮力最小
C.甲物体的密度大于乙物体的密度
D.无法判断三个物体之间的密度大小关系
【答案】C
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据浮沉条件比较浮力的大小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较排开水的体积大小;
(3)(4)根据浮沉条件比较三个物体的密度大小。
【解答】根据图片可知,甲和乙漂浮,丙悬浮,那么它们受到的浮力都等于自身重力。因为三者质量相等,所以重力相等,那么受到的浮力相等,故B错误;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力相等时,它们排开水的体积相等,故A错误;
丙的体积等于V排,而甲和乙的体积等于V排+V露出,则三者的体积为:V乙>V甲>V丙。根据公式可知,密度丙>甲>乙,故C正确,D错误。
故选C。
10.(2022八上·余姚竞赛)如图,小明想要测量某未知液体的密度,却找不到量筒,于是他根据所学的浮力知识,利用弹簧测力计和物品A进行了一系列实验,以下是他在实验过程中得到的一些结论,请根据图中数据判断,其中正确的是(  )
A.物品A的密度为3.2×103kg/m3
B.物品A在水中受到的浮力为3.2N
C.未知液体的密度为1.5×103kg/m3
D.第四次实验中,物品A对烧杯底部的压力为零
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)(2)首先根据F浮力=G-F拉计算在水中受到的浮力,再根据V=V排=计算物体的体积,最后根据计算它的密度;
(3)根据F浮力=G-F拉计算物体在未知液体中受到的浮力,再根据公式计算未知液体密度;
(4)根据二力平衡的知识分析判断。
【解答】根据图片可知,物体在水中受到的浮力F浮力=G-F拉=4N-3.2N=0.8N;
则物体的体积:V=V排=;
则物体的密度:,
故A、B错误;
物体在未知液体中受到的浮力F浮力'=G-F拉'=4N-2.8N=1.2N;
则未知液体的密度:,
故C正确;
第四次实验中,测力计的示数为2.4N,则烧杯对A的支持力为:F=G-F浮力-F拉=4N-1.2N-2.4N=0.4N。根据相互作用力的原理可知,物体对烧杯底部的压力为0.4N,故D错误。
故选C。
二、填空题
11.(2022八上·北仑期中)弹簧秤的下端挂着一个铝块,弹簧秤的示数是20牛,当铝球一半浸入水中时,弹簧秤的示数是10.2牛,则铝球所受的浮力是   ,排开水的体积是   m3
【答案】9.8N;1.0×10-3
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据称量法F浮力=G-F拉计算出铝球受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理的变形式计算排开水的体积。
【解答】(1)铝球受到的浮力:F浮力=G-F拉=20N-10.2N=9.8N;
(2)铝球排开水的体积:。
12.(2022八上·鄞州期中)如图所示,用量程0~5N的弹簧测力计,测量未知液体的密度。根据图中读数可知,物块浸没水中受到的浮力是   N,未知液体的密度为    g/cm3。将图中弹簧测力计刻度用密度值标注,制成弹簧密度计,物块浸没在待测液体中,可直接读得待测密度值,则此密度计的测量范围是    。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】2;1.2;0~2g/cm3或0~2×103kg/m3
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据F浮=G-F示计算出物体所受的浮力;
(2)根据物块在水中受到的浮力大小求出物块的体积,再根据图示数据求得在未知液体中受到的浮力大小,根据浮力的变形公式及其未知液体的密度;
(3)根据弹簧测力计的量程,计算密度计的测量范围。【解答】(1)物体没有浸入水中时,测力计的示数等于物体的重力,
由图中数据可知,物块重G=4N;
由图可知,物块完全浸没在水中受到的浮力大小:F浮=G-F示4N-2N=2N;
(2)根据公式F浮=ρ水gV排得,
排开水的体积:,
同一物块浸没时,排开液体的体积等于排开水的体积,即V排液=V排水=2×10-4m3,
由右图可知,物块完全浸没在未知液体中受到的浮力F浮液=G-F示′=4N-1.6N=2.4N;
根据公式F浮=ρ液gV排得,未知液体的密度:;
①当弹簧测力计的示数为F小=0时,
物体浸没在液体中受到的最大浮力,F浮大=G-F小=4N-0N=4N,
V排=V排水=2×10-4m3,
根据公式F浮=ρ液gV排得,待测液体的最大密度:
则密度计的测量范围为0~2g/cm3或 0~2×103kg/m3。
13.(2022八上·杭州期中)如图为A、B和C三个物体静止在甲、乙和丙三杯液体中的情形。若A、B和C三个物体体积相同,甲、乙和丙三杯是同种液体,则受到浮力最大的物体是    (选填“A”“B”或“C”);若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则甲、乙和丙三杯液体中密度最大的是    (选填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】C;乙
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较浮力的大小;
(2)根据浮沉条件比较物体和液体密度的大小关系,进而比较三个物体的密度大小。
【解答】(1)当三种液体密度相同且三个物体体积相同时,它们排开液体的体积VB(2) 若A、B和C三个物体体积和质量都相同, 根据公式可知,它们的密度相同;
设它们的密度都是ρ,A、B在液体中漂浮,则它们的密度都小于液体密度;C在丙中悬浮,则C的密度等于液体丙的密度。比较可知,液体甲和乙的密度都大于液体丙的密度。
A和B都是漂浮,且质量相等,那么它们受到的浮力等于自身重力,即浮力保持不变;
根据根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,排开液体体积V甲>V乙,那么液体密度ρ甲<ρ乙;
则密度最大的液体是乙。
14.(2022八上·镇海期中)利用如图所示装置来探究浮力的方向。随着木板不断被抬高,在水不溢出烧杯的前提下,悬线与水平面的夹角将   (选填“不断改变”或“保持不变”),剪断悬线,小气球将   运动(填写方向)。
【答案】保持不变;竖直向上
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力方向的知识分析解答。
【解答】浮力的方向是竖直向上的,则在水不溢出烧杯的前提下,悬线与水平面的夹角将保持不变。
剪断细线后,由于浮力大于重力,因此合力的方向竖直向上,则小气球将竖直向上运动。
15.(2022八上·浙江期中)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,此时物体所受的浮力为   N。将物体浸没在水中,此时物体所受的浮力为   N,物体排开的水的体积为   m3,松手后,物体将   (填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(p水=1.0×103 kg/m3)
【答案】2;4;4×10-4m3;下沉
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=G排可求物体一半体积浸入盛满水的溢水杯中时受到水的浮力,进而可求物体全部浸没再水中时受到的浮力,然后根据F浮=ρ水gV排计算物体排开水的体积,比较物体重力和浮力大小,根据物体浮沉条件判断松手后,物体在水中的状态。【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,
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,
根据F浮=ρ水gV排可得排开水的体积:;
因为F浮′<G,
所以,松手后,物体将下沉。
16.(2022八上·镇海期中)如图所示,一金属块受到的重力为28N,用弹簧测力计挂着金属块,使其一半没入水中,此时测力计的示数为23. 4N,那么此时金属块受到的浮力为   N。现将金属块全部浸没到水中,弹簧测力计的示数变为   N。若此时金属块受到水对它向下的压力为20牛,则此时水对金属块向上的压力为   N。
【答案】4.6;18.8;29.2
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)据称重法测量浮力F浮=G物-F拉可求出金属块受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比,据此计算金属块完全浸没时受到的浮力,再利用称重法测量浮力F浮=G物-F拉可求出测力计对金属块的拉力,即是测力计的示数;
(3)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可求出水对金属块向上的压力。【解答】(1)由题意可知,金属块的重力G金=28N,当金属块一半浸入水中时,测力计的示数为23.4N,即金属块受到的浮力F浮=G物-F拉=28N-23.4N=4.6N;
(2)当金属块完全浸没在水中时,它排开水的体积是原来的2倍;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,此时它受到的浮力是原来的2倍;
即F浮′=2F浮=2×4.6N=9.2N;
那么测力计对金属块的拉力F拉′=G物-F浮′=28N-9.2N=18.8N,
即测力计的示数为18.8N;
(3)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可知,
水对金属块向上的压力F向上=F浮′+F向下=9.2N+20N=29.2N。
三、实验探究题
17.(2022八上·杭州月考)探究“浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关”。
图甲 图乙
(1)用弹簧测力计测出物块重,并把它慢慢放入水中。根据测力计的示数,绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图象。分析图象可知:
①   (选填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。
②F1、F2或F3这三个力之间的关系是   。
(2)实心圆柱物块密度的表达式为:ρ物=   (水的密度用ρ水表示)。
(3)根据图像分析,本次实验的结论是   。
【答案】(1)b;F1=F2+F3
(2)×ρ水
(3)物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)①根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化规律即可;
②根据图乙确定三个力代表的物理量,然后根据二力平衡的知识确定它们之间的关系。
(2)首先根据阿基米德原理计算出物体的体积,再根据密度公式计算圆柱体的密度。
(3)根据图像,分析浮力随物体浸入深度的变化规律。
【解答】(1)①在物体浸入深度增大的过程中,它排开水的体积先增大后不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力先增大后不变,则对应图像为b。
②根据图乙可知,F1为物体浸入深度为零时测力计的示数,此时不受浮力,即圆柱体的重力G=F1。
F2为物体完全浸没时受到的浮力,F3为物体完全浸没时测力计的拉力。
根据F浮力=G-F拉可知,F2=F1-F3,即 F1=F2+F3 。
(2)当物体浸没时,它的体积;
则物体的密度:。
(3)根据图像可知,实验结论为:物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关。
18.(2022八上·义乌期中)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中, 某小组同学用如图所示的装置, 将同一物 体分别逐渐浸入到水和酒精中, 为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的 高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积, 实验数据记录在表中。
(1)表中空缺处填写   。
液体种类 实验 序号 物体重力 G 重 (N) 弹簧测力计示数 F (N) 物 体 受 到 浮 力 F 浮 (N) 排 开 液 体 体 积 V 排 (cm3 )
水ρ水=1.0g/cm3 1 2 1.5   50
2 1.0 1.0 100
3 0.5 1.5 150
酒精ρ酒精=0.8g/cm3 4 2 1.6 0.4 50
5 1.2 0.8 100
6 0.8 1.2 150
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可得出的初步结论是:   。
(3)分析比较实验序号   可得出的初步 结论是:当物体排开液体的体积相同时, 液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验, 其目的是为了   。
(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越小。于是他灵机一动,在弹簧测力计下挂了一个重1.5N的物块,如图甲所示,当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N刻度线处标上1.0g/cm3;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘    N 处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤。
【答案】(1)0.5
(2)当液体的种类相同时,排开液体的体积越大浸在液体中的物体受到的浮力越大
(3)1,4或2,5或3,6
(4)寻找普遍规律
(5)0.7
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据“称量法”F浮力=G-F拉计算;
(2)(3)根据控制变量法的要求选择对照实验,描述实验结论;
(4)在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材,多次进行实验,从而收集多组数据,这样得到的结论会更加客观,具有普遍意义。
(5)根据阿基米德原理可知同一个物体浸没在密度越大的液体中所受的浮力越大,根据称重法可知弹簧测力计示数的变化;根据阿基米德原理求出,物体在酒精中受到的浮力,根据称重法求出弹簧测力计的示数即为此时在弹簧测力计刻度盘的位置。
【解答】(1)表格中空缺处的数值:F浮力=G-F拉=2N-1.5N=0.5N。
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可知,液体的密度相同,物体浸入液体中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,即所受的浮力变大,故可得结论:当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)在探究浮力的大小与液体密度的关系时,应控制排开液体的体积不变,改变液体的密度,故结合表格可知,应该选择实验1、4或者2、5或者3、6。
(4)在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验的目的是减小偶然性,使实验得出的实验规律更具有普遍性,所以本实验的目的是寻找普遍规律。
(5)根据F浮=ρgV排可知,物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等,
所以将同一个物体浸没在密度越大的液体中时受到的浮力变大,
根据F浮=G-F′可知弹簧测力计的示数越小;
当他把物块浸没在水中时,受到的浮力:F浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N,
根据阿基米德原理得:1N=ρ水gV排-----①
当他把物块浸没在酒精中时,F浮酒=ρ酒gV排-----②
①②两式相比可得:
解得:F浮酒=0.8N,
此时应标在弹簧测力计的:1.5N-0.8N=0.7N处。
19.(2022八上·临海期中)小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮=   ;
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力F浮/N 空桶重G0/N 桶与排开水的总重G1/N 排开水重G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是:   ;
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因:   ;
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图(b)所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐变小,弹簧测力计B的示数逐渐变大,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA   ΔFB(选填“>”、“=”或“<”);
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是____(填答案标号)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
【答案】(1)F1-F3
(2)物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力(或 F浮=G排 )
(3)将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水
(4)=
(5)B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据“称量法”F浮力=G-F拉计算物体受到的浮力;
(2)根据表格数据,比较浮力和排开水重的数量关系即可;
(3)如果溢水杯中没有装满水,那么放入物体后,水面先上升到杯口后才会有水排出,此时排开水的重力肯定小于浮力。
(4)根据阿基米德原理F浮力=G排分析解答;
(5)根据图片,分析两个方法的优缺点即可。
【解答】(1)根据图a可知,物体的重力G=F1,物体浸在水中测力计的示数F拉=F3。根据“称量法”F浮力=G-F拉可知,物体受到的浮力:F浮力= F1-F3 。
(2)根据表格中a、b实验可知,物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力(或 )。
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,实验操作中造成这种结果的原因:将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水;
(4)根据F浮力=G-F拉可知,弹簧测力计A的示数变化量△FA=F浮力。根据G排=G总-G桶可知,弹簧测力计B示数的变化量△FB=G排。根据 F浮=G排 可知,△FA=△FB。
(5)A.根据图片可知,弹簧测力计A示数的变化量等于物体受到浮力,故A错误;
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计,故B正确。
故选B。
四、解答题
20.(2023八上·嘉兴期末)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是:把若干浮筒灌满水后沉到水底,潜水员用钢索把它们栓在沉船两侧,然后开动打捞船上的机器,把空气压进浮筒,沉船就可以浮起来。近日,我市有关部门用该方法对航道内沉船进行打捞清理专项行动。(已知,每个浮筒的体积为2m3)
(1)每个浮筒沉入水后受到的浮力为   N。
(2)现有一沉船的质量为3×104kg,打捞该沉船用了12个浮筒,求沉船在水中受到的浮力至少为多少牛?
【答案】(1)2×104
(2)G=mg =3×104Kg×10N/Kg=3×105N
F浮=G船-F筒=3×105N-2×104N×12=6×104N
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算浮筒受到的浮力;
(2)首先根据G=mg计算沉船的重力,再根据F浮=G船-F筒 计算出沉船受到的最小浮力。
【解答】(1)每个浮筒沉入水后受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N。
21.(2022八上·镇海期末)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深处。如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。(g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力为多少N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
【答案】(1)由图象可知,当h=0时,此时圆柱体处于空气中,G=F拉=12N
(2)图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,
则圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=12N﹣3N=8N
(3)圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得:
V物=V排= =8×10﹣2m3,
圆柱体质量,m= ;
圆柱体密度:
ρ物= =3.5×103kg/m5
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当物体浸入水中的深度为零时,它不受浮力,此时只受竖直向上的拉力和竖直向下的重力,根据图像,利用二力平衡的知识计算圆柱体的重力。
(2)当物体全部浸没在水中时,它受到的浮力最大,此时测力计的拉力最小,根据图像确定圆柱体完全浸没时测力计的示数,然后根据公式F浮=G﹣F 计算它受到的浮力。
(3)首先根据阿基米德原理 计算圆柱体的体积,再根据公式 计算圆柱体的质量,最后根据 计算圆柱体的密度。
22.(2022八上·余姚竞赛)如图甲所示,水平桌面上放着这一个底面积为10cm2的烧杯,烧杯内装有一定量的水,一个底面积2cm2,高10cm的圆柱形物块漂浮在水面上,露出水面的高度为1cm,试求:
(1)物块所受浮力。
(2)物块的密度。
(3)往容器中加入密度为0.8×103kg/m3的植物油,使物块上表面与油面相平,如图乙所示,此时物块所受浮力多大?
(4)第3小题中所加植物油的质量为多少?
【答案】(1)解:V排=2cm2×(10cm-1cm)=18cm3=1.8×10-5m3
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10-5m3=0.18N
(2)解:m物= = = =0.018kg
V物=2cm2×10cm=20cm3=2×10-5m3
ρ物= = =0.9×103kg/m3
(3)解:此时物体悬浮,∴F浮’=G物=0.18N
(4)解:设植物油的高度为h,则
F浮’=F浮1+F浮2=ρ油gV排1+ρ水gV排2=0.8×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m2×h+1×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m2×(0.1m-h)=0.18N
h=0.05m=5cm
V油=(10cm2-2cm2)×5cm=40cm3
m油=ρ油V油=0.8g/cm3×40cm3=32g
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据V排=Sh浸入计算物体排开水的体积,再根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排 计算物体受到的浮力。
(2)根据 计算出物体的质量,根据V物=Sh计算物体的体积,最后根据 计算物体的密度。
(3)根据悬浮条件计算物体受到的浮力;
(4)当物块的上表面与油面相平时,它受到的浮力等于在水中受到浮力和在植物油中受到浮力的和,据此根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排列方程计算物体浸在植物油中的高度h。接下来根据V油=(S杯-S物)h计算出加入植物油的体积,最后根据公式 m油=ρ油V油 计算加入油的质量。
23.(2022八上·余杭月考)小才同学听了“曹冲称象”的故事后,利用所学知识制作了“水秤”模型,可方便地称量物体的质量,其构造如图所示,已知透明大桶足够深,小筒的高度为 H=0.3m,底面积为 S=0.02m2,小筒和秤盘总重量为
30N,小筒壁的厚度可忽略不计。ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)如图甲所示,当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力为   N;
(2)请确定该浮力秤的零刻度线的位置(即A 点距小筒底部的距离);
(3)如图乙,在秤盘上放物体后,就可以称量物体所受重力,则该“水秤”模型最大能称量的物体重力为多少N?
【答案】(1)30
(2)根据F浮=ρ液gV排得,当秤盘上不放物体时,小筒排开水的体积为:
V排= =3×10-3m3
由V=Sh得,A点距小筒底部的距离:
h= =0.15m
(3)在秤盘上放物体后小筒受到最大浮力为;F浮′=ρ液gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×0.3m=60N
物体的最大重力为:G=F浮′-G0=60N-30N=30N
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据漂浮条件计算不放物体时小筒受到的浮力;
(2)浮力秤的零刻度线的位置其实就是不放物体时水面所对的位置。首先根据 计算出小筒排开水的体积,再根据 计算A点到小筒底部的距离。
(3)首先根据V排'=SH计算出小筒排开水的最大体积,再根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排计算小筒受到的最大浮力,最后根据二力平衡的知识 G=F浮′-G0 计算所测物体的最大重力。
【解答】(1)小筒漂浮在水面上,则不放物体时,它受到的浮力等于重力,
即F浮力=G=30N。
1 / 1初中科学浙教版 八年级上册 第一章 第3节 水的浮力 第一课时 提升练习
一、单选题
1.(2023八上·长兴期末)科学课上,老师将装满水的水槽放在斜面上,用细绳一端牵着浸没在水中的乒乓球(细绳的重力忽略不计),细绳的另一端固定在水槽底部,静止后乒乓球的状态最接近下图中的(  )
A.① B.② C.③ D.④
2.(2022·浙江期中)以下情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.邀游的“天宫一号”
B.航行的“辽宁号”
C.天空中的飞机
D.上升的热气球
3.(2022八上·义乌期中)将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢杯中,四只小烧杯也完全相同,静止后如图 所示。其中物体受到浮力最大的是(  )
A. B.
C. D.
4.(2023八上·鄞州期末)以下情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.遨游太空的“天宫二号” B.空中上升的热气球
C.海上航行的“辽宁号” D.海中下潜的“蛟龙”号
5.(2022·浙江期中)中国桥梁建设水平居于世界领先地位, 下列和桥有关的表述中不正确的是(  )
A.行人对桥的压力是由鞋的形变产生的
B.浸在水中的桥墩受到水的浮力作用
C.行驶在大桥上的汽车以桥为参照物是运动的
D.行驶到桥上最高点的汽车,如果所有力消失,车将做匀速直线运动
6.(2022·浙江期中)将一个质量为 275g 的土豆放入容器内的水中, 土豆下沉后静止在容器底部, 如图 1。小明设法在土豆上 插入几个轻质的粗吸管后做成了一个“吸管土豆”, 再次放回水中后“吸管土豆”浮了起来,最终漂浮 在水面上, 如图 2 (忽略吸管重力, 取 g= 10N/kg)。下列说法正确的是(  )
A.图1中静止的土豆所受浮力等于2.75N
B.土豆上插入吸管后增大了排开水的体积从而增大了所受的浮力
C.图2中土豆浮起后其下表面所受水的压力比在图1中时大
D.“吸管土豆”漂浮时所受浮力大于重力
7.(2022八上·义乌期中)小明将一条大鱼从如图所示位置钓起至船上,在此过程中,船体受到的浮力变化情况与下列哪一选项最接近(鱼的质量和体积保持不变)(  )
A. B.
C. D.
8.(2022八上·衢州期中)甲、乙两物体的体积相等,浸没在水中时分别向上和向下运动,如图所示,则它们此时受到的浮力相比较(  )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法比较
9.(2023八上·宁波期末)如图所示,水槽中有三个等质量的实心物体处于静止状态,甲、乙为长方体,丙为球体。下列有关说法正确的是(  )
A.丙物体排开的水的体积最多
B.乙物体受到的浮力最小
C.甲物体的密度大于乙物体的密度
D.无法判断三个物体之间的密度大小关系
10.(2022八上·余姚竞赛)如图,小明想要测量某未知液体的密度,却找不到量筒,于是他根据所学的浮力知识,利用弹簧测力计和物品A进行了一系列实验,以下是他在实验过程中得到的一些结论,请根据图中数据判断,其中正确的是(  )
A.物品A的密度为3.2×103kg/m3
B.物品A在水中受到的浮力为3.2N
C.未知液体的密度为1.5×103kg/m3
D.第四次实验中,物品A对烧杯底部的压力为零
二、填空题
11.(2022八上·北仑期中)弹簧秤的下端挂着一个铝块,弹簧秤的示数是20牛,当铝球一半浸入水中时,弹簧秤的示数是10.2牛,则铝球所受的浮力是   ,排开水的体积是   m3
12.(2022八上·鄞州期中)如图所示,用量程0~5N的弹簧测力计,测量未知液体的密度。根据图中读数可知,物块浸没水中受到的浮力是   N,未知液体的密度为    g/cm3。将图中弹簧测力计刻度用密度值标注,制成弹簧密度计,物块浸没在待测液体中,可直接读得待测密度值,则此密度计的测量范围是    。(ρ水=1.0×103kg/m3)
13.(2022八上·杭州期中)如图为A、B和C三个物体静止在甲、乙和丙三杯液体中的情形。若A、B和C三个物体体积相同,甲、乙和丙三杯是同种液体,则受到浮力最大的物体是    (选填“A”“B”或“C”);若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则甲、乙和丙三杯液体中密度最大的是    (选填“甲”“乙”或“丙”)。
14.(2022八上·镇海期中)利用如图所示装置来探究浮力的方向。随着木板不断被抬高,在水不溢出烧杯的前提下,悬线与水平面的夹角将   (选填“不断改变”或“保持不变”),剪断悬线,小气球将   运动(填写方向)。
15.(2022八上·浙江期中)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,此时物体所受的浮力为   N。将物体浸没在水中,此时物体所受的浮力为   N,物体排开的水的体积为   m3,松手后,物体将   (填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(p水=1.0×103 kg/m3)
16.(2022八上·镇海期中)如图所示,一金属块受到的重力为28N,用弹簧测力计挂着金属块,使其一半没入水中,此时测力计的示数为23. 4N,那么此时金属块受到的浮力为   N。现将金属块全部浸没到水中,弹簧测力计的示数变为   N。若此时金属块受到水对它向下的压力为20牛,则此时水对金属块向上的压力为   N。
三、实验探究题
17.(2022八上·杭州月考)探究“浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关”。
图甲 图乙
(1)用弹簧测力计测出物块重,并把它慢慢放入水中。根据测力计的示数,绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图象。分析图象可知:
①   (选填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。
②F1、F2或F3这三个力之间的关系是   。
(2)实心圆柱物块密度的表达式为:ρ物=   (水的密度用ρ水表示)。
(3)根据图像分析,本次实验的结论是   。
18.(2022八上·义乌期中)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中, 某小组同学用如图所示的装置, 将同一物 体分别逐渐浸入到水和酒精中, 为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的 高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积, 实验数据记录在表中。
(1)表中空缺处填写   。
液体种类 实验 序号 物体重力 G 重 (N) 弹簧测力计示数 F (N) 物 体 受 到 浮 力 F 浮 (N) 排 开 液 体 体 积 V 排 (cm3 )
水ρ水=1.0g/cm3 1 2 1.5   50
2 1.0 1.0 100
3 0.5 1.5 150
酒精ρ酒精=0.8g/cm3 4 2 1.6 0.4 50
5 1.2 0.8 100
6 0.8 1.2 150
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可得出的初步结论是:   。
(3)分析比较实验序号   可得出的初步 结论是:当物体排开液体的体积相同时, 液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验, 其目的是为了   。
(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越小。于是他灵机一动,在弹簧测力计下挂了一个重1.5N的物块,如图甲所示,当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N刻度线处标上1.0g/cm3;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘    N 处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤。
19.(2022八上·临海期中)小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮=   ;
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力F浮/N 空桶重G0/N 桶与排开水的总重G1/N 排开水重G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是:   ;
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因:   ;
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图(b)所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐变小,弹簧测力计B的示数逐渐变大,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA   ΔFB(选填“>”、“=”或“<”);
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是____(填答案标号)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
四、解答题
20.(2023八上·嘉兴期末)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是:把若干浮筒灌满水后沉到水底,潜水员用钢索把它们栓在沉船两侧,然后开动打捞船上的机器,把空气压进浮筒,沉船就可以浮起来。近日,我市有关部门用该方法对航道内沉船进行打捞清理专项行动。(已知,每个浮筒的体积为2m3)
(1)每个浮筒沉入水后受到的浮力为   N。
(2)现有一沉船的质量为3×104kg,打捞该沉船用了12个浮筒,求沉船在水中受到的浮力至少为多少牛?
21.(2022八上·镇海期末)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深处。如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。(g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力为多少N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
22.(2022八上·余姚竞赛)如图甲所示,水平桌面上放着这一个底面积为10cm2的烧杯,烧杯内装有一定量的水,一个底面积2cm2,高10cm的圆柱形物块漂浮在水面上,露出水面的高度为1cm,试求:
(1)物块所受浮力。
(2)物块的密度。
(3)往容器中加入密度为0.8×103kg/m3的植物油,使物块上表面与油面相平,如图乙所示,此时物块所受浮力多大?
(4)第3小题中所加植物油的质量为多少?
23.(2022八上·余杭月考)小才同学听了“曹冲称象”的故事后,利用所学知识制作了“水秤”模型,可方便地称量物体的质量,其构造如图所示,已知透明大桶足够深,小筒的高度为 H=0.3m,底面积为 S=0.02m2,小筒和秤盘总重量为
30N,小筒壁的厚度可忽略不计。ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)如图甲所示,当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力为   N;
(2)请确定该浮力秤的零刻度线的位置(即A 点距小筒底部的距离);
(3)如图乙,在秤盘上放物体后,就可以称量物体所受重力,则该“水秤”模型最大能称量的物体重力为多少N?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浸入液体中的物体受到浮力的方向为竖直向上、始终与水平面垂直,不是垂直于斜面,B正确。
故答案为:B
2.【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析判断。
【解答】A.邀游的“天宫一号”,由于周围没有空气或液体,因此它不受浮力,故A符合题意;
B.航行的“辽宁号”,它受到的浮力与重力相互平衡,故B不合题意;
C.天空中的飞机,它的周围存在空气,肯定会受到浮力,故C不合题意;
D.上升的热气球,它的周围存在空气,肯定会受到浮力,故D不合题意。
故选A。
3.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,D中物体排开水的体积最大,即排开水的重力最大。根据阿基米德原理F浮力=G排可知,D中物体受到的浮力最大。
故选D。
4.【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】浮力来自于气体或液体对物体上下两个表面的压力差,据此分析判断。
【解答】遨游太空的“天宫二号”在太空中,周围没有气体,也没有液体,因此它不受浮力,故A符合题意;
空中上升的热气球浸没在空气中,海上航行的“辽宁号和海中下潜的“蛟龙”号都浸没在水中,因此它们都受到浮力,故B、C、D不合题意。
故选A。
5.【答案】B
【知识点】参照物及其选择;牛顿第一定律;浮力产生的原因
【解析】【分析】(1)对物体进行受力分析即可;
(2)浮力等于物体上下两个表面受到的压力差;
(3)根据参照物的知识判断;
(4)根据牛顿第一定律判断。
【解答】A.行人对桥面的压力由鞋底产生,即由鞋底的形变产生,故A正确不合题意;
B.浸在水中的桥墩,它的下表面埋在河底的泥沙里,不会受到水向上的压力,因此它不受浮力,故B错误符合题意;
C.以大桥为参照物时,行驶的汽车的位置不断变化,即它是运动的,故C正确不会题意;
D.行驶到桥上最高点的汽车,如果所有力消失,车将做匀速直线运动,故D正确不合题意。
故选B。
6.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)(4)根据浮沉条件分析;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排判断;
(3)根据p=ρ液gh比较下表面受到水的压强变化,根据F=pS比较压力变化。
【解答】A.土豆的重力G=mg=0.275kg×10N/kg=2.75N。土豆在水中下沉,则它受到的浮力小于重力,即浮力小于2.75N,故A错误;
B.根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,吸管增大了土豆排开水的体积,从而增大了土豆受到的浮力,故B正确;
C.图2中土豆浮起后,它的下表面所在的深度减小,根据p=ρ液gh可知,下表面受到水的压强减小。根据F=pS可知,土豆下表面受到水的压力减小,故C错误;
D.“吸管土豆”漂浮时,它受到的浮力等于重力,故D错误。
故选B。
7.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排和浮沉条件分析判断。【解答】水中的鱼受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力的作用,随着鱼被拉出水面,排开水的体积逐渐变小,所受浮力逐渐变小,则所受拉力逐渐增大,鱼被拉出水面后,拉力不变;把人、鱼竿和船看成整体,故鱼对这个整体的拉力逐渐变大,此整体受到重力、浮力和鱼的拉力的作用,重力不变,故所受的浮力逐渐增大,最后鱼到船上,整体所受的浮力不变。
故选B。
8.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析判断。
【解答】甲乙两个物体都浸没在水中,它们排开水的体积都等于自身体积,即排开水的体积相等。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它们受到的浮力相等。
故选C。
9.【答案】C
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据浮沉条件比较浮力的大小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较排开水的体积大小;
(3)(4)根据浮沉条件比较三个物体的密度大小。
【解答】根据图片可知,甲和乙漂浮,丙悬浮,那么它们受到的浮力都等于自身重力。因为三者质量相等,所以重力相等,那么受到的浮力相等,故B错误;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力相等时,它们排开水的体积相等,故A错误;
丙的体积等于V排,而甲和乙的体积等于V排+V露出,则三者的体积为:V乙>V甲>V丙。根据公式可知,密度丙>甲>乙,故C正确,D错误。
故选C。
10.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)(2)首先根据F浮力=G-F拉计算在水中受到的浮力,再根据V=V排=计算物体的体积,最后根据计算它的密度;
(3)根据F浮力=G-F拉计算物体在未知液体中受到的浮力,再根据公式计算未知液体密度;
(4)根据二力平衡的知识分析判断。
【解答】根据图片可知,物体在水中受到的浮力F浮力=G-F拉=4N-3.2N=0.8N;
则物体的体积:V=V排=;
则物体的密度:,
故A、B错误;
物体在未知液体中受到的浮力F浮力'=G-F拉'=4N-2.8N=1.2N;
则未知液体的密度:,
故C正确;
第四次实验中,测力计的示数为2.4N,则烧杯对A的支持力为:F=G-F浮力-F拉=4N-1.2N-2.4N=0.4N。根据相互作用力的原理可知,物体对烧杯底部的压力为0.4N,故D错误。
故选C。
11.【答案】9.8N;1.0×10-3
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据称量法F浮力=G-F拉计算出铝球受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理的变形式计算排开水的体积。
【解答】(1)铝球受到的浮力:F浮力=G-F拉=20N-10.2N=9.8N;
(2)铝球排开水的体积:。
12.【答案】2;1.2;0~2g/cm3或0~2×103kg/m3
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据F浮=G-F示计算出物体所受的浮力;
(2)根据物块在水中受到的浮力大小求出物块的体积,再根据图示数据求得在未知液体中受到的浮力大小,根据浮力的变形公式及其未知液体的密度;
(3)根据弹簧测力计的量程,计算密度计的测量范围。【解答】(1)物体没有浸入水中时,测力计的示数等于物体的重力,
由图中数据可知,物块重G=4N;
由图可知,物块完全浸没在水中受到的浮力大小:F浮=G-F示4N-2N=2N;
(2)根据公式F浮=ρ水gV排得,
排开水的体积:,
同一物块浸没时,排开液体的体积等于排开水的体积,即V排液=V排水=2×10-4m3,
由右图可知,物块完全浸没在未知液体中受到的浮力F浮液=G-F示′=4N-1.6N=2.4N;
根据公式F浮=ρ液gV排得,未知液体的密度:;
①当弹簧测力计的示数为F小=0时,
物体浸没在液体中受到的最大浮力,F浮大=G-F小=4N-0N=4N,
V排=V排水=2×10-4m3,
根据公式F浮=ρ液gV排得,待测液体的最大密度:
则密度计的测量范围为0~2g/cm3或 0~2×103kg/m3。
13.【答案】C;乙
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较浮力的大小;
(2)根据浮沉条件比较物体和液体密度的大小关系,进而比较三个物体的密度大小。
【解答】(1)当三种液体密度相同且三个物体体积相同时,它们排开液体的体积VB(2) 若A、B和C三个物体体积和质量都相同, 根据公式可知,它们的密度相同;
设它们的密度都是ρ,A、B在液体中漂浮,则它们的密度都小于液体密度;C在丙中悬浮,则C的密度等于液体丙的密度。比较可知,液体甲和乙的密度都大于液体丙的密度。
A和B都是漂浮,且质量相等,那么它们受到的浮力等于自身重力,即浮力保持不变;
根据根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,排开液体体积V甲>V乙,那么液体密度ρ甲<ρ乙;
则密度最大的液体是乙。
14.【答案】保持不变;竖直向上
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力方向的知识分析解答。
【解答】浮力的方向是竖直向上的,则在水不溢出烧杯的前提下,悬线与水平面的夹角将保持不变。
剪断细线后,由于浮力大于重力,因此合力的方向竖直向上,则小气球将竖直向上运动。
15.【答案】2;4;4×10-4m3;下沉
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=G排可求物体一半体积浸入盛满水的溢水杯中时受到水的浮力,进而可求物体全部浸没再水中时受到的浮力,然后根据F浮=ρ水gV排计算物体排开水的体积,比较物体重力和浮力大小,根据物体浮沉条件判断松手后,物体在水中的状态。【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,
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,
根据F浮=ρ水gV排可得排开水的体积:;
因为F浮′<G,
所以,松手后,物体将下沉。
16.【答案】4.6;18.8;29.2
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)据称重法测量浮力F浮=G物-F拉可求出金属块受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比,据此计算金属块完全浸没时受到的浮力,再利用称重法测量浮力F浮=G物-F拉可求出测力计对金属块的拉力,即是测力计的示数;
(3)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可求出水对金属块向上的压力。【解答】(1)由题意可知,金属块的重力G金=28N,当金属块一半浸入水中时,测力计的示数为23.4N,即金属块受到的浮力F浮=G物-F拉=28N-23.4N=4.6N;
(2)当金属块完全浸没在水中时,它排开水的体积是原来的2倍;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,此时它受到的浮力是原来的2倍;
即F浮′=2F浮=2×4.6N=9.2N;
那么测力计对金属块的拉力F拉′=G物-F浮′=28N-9.2N=18.8N,
即测力计的示数为18.8N;
(3)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可知,
水对金属块向上的压力F向上=F浮′+F向下=9.2N+20N=29.2N。
17.【答案】(1)b;F1=F2+F3
(2)×ρ水
(3)物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)①根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化规律即可;
②根据图乙确定三个力代表的物理量,然后根据二力平衡的知识确定它们之间的关系。
(2)首先根据阿基米德原理计算出物体的体积,再根据密度公式计算圆柱体的密度。
(3)根据图像,分析浮力随物体浸入深度的变化规律。
【解答】(1)①在物体浸入深度增大的过程中,它排开水的体积先增大后不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力先增大后不变,则对应图像为b。
②根据图乙可知,F1为物体浸入深度为零时测力计的示数,此时不受浮力,即圆柱体的重力G=F1。
F2为物体完全浸没时受到的浮力,F3为物体完全浸没时测力计的拉力。
根据F浮力=G-F拉可知,F2=F1-F3,即 F1=F2+F3 。
(2)当物体浸没时,它的体积;
则物体的密度:。
(3)根据图像可知,实验结论为:物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关。
18.【答案】(1)0.5
(2)当液体的种类相同时,排开液体的体积越大浸在液体中的物体受到的浮力越大
(3)1,4或2,5或3,6
(4)寻找普遍规律
(5)0.7
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据“称量法”F浮力=G-F拉计算;
(2)(3)根据控制变量法的要求选择对照实验,描述实验结论;
(4)在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材,多次进行实验,从而收集多组数据,这样得到的结论会更加客观,具有普遍意义。
(5)根据阿基米德原理可知同一个物体浸没在密度越大的液体中所受的浮力越大,根据称重法可知弹簧测力计示数的变化;根据阿基米德原理求出,物体在酒精中受到的浮力,根据称重法求出弹簧测力计的示数即为此时在弹簧测力计刻度盘的位置。
【解答】(1)表格中空缺处的数值:F浮力=G-F拉=2N-1.5N=0.5N。
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可知,液体的密度相同,物体浸入液体中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,即所受的浮力变大,故可得结论:当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)在探究浮力的大小与液体密度的关系时,应控制排开液体的体积不变,改变液体的密度,故结合表格可知,应该选择实验1、4或者2、5或者3、6。
(4)在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验的目的是减小偶然性,使实验得出的实验规律更具有普遍性,所以本实验的目的是寻找普遍规律。
(5)根据F浮=ρgV排可知,物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等,
所以将同一个物体浸没在密度越大的液体中时受到的浮力变大,
根据F浮=G-F′可知弹簧测力计的示数越小;
当他把物块浸没在水中时,受到的浮力:F浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N,
根据阿基米德原理得:1N=ρ水gV排-----①
当他把物块浸没在酒精中时,F浮酒=ρ酒gV排-----②
①②两式相比可得:
解得:F浮酒=0.8N,
此时应标在弹簧测力计的:1.5N-0.8N=0.7N处。
19.【答案】(1)F1-F3
(2)物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力(或 F浮=G排 )
(3)将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水
(4)=
(5)B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据“称量法”F浮力=G-F拉计算物体受到的浮力;
(2)根据表格数据,比较浮力和排开水重的数量关系即可;
(3)如果溢水杯中没有装满水,那么放入物体后,水面先上升到杯口后才会有水排出,此时排开水的重力肯定小于浮力。
(4)根据阿基米德原理F浮力=G排分析解答;
(5)根据图片,分析两个方法的优缺点即可。
【解答】(1)根据图a可知,物体的重力G=F1,物体浸在水中测力计的示数F拉=F3。根据“称量法”F浮力=G-F拉可知,物体受到的浮力:F浮力= F1-F3 。
(2)根据表格中a、b实验可知,物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力(或 )。
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,实验操作中造成这种结果的原因:将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水;
(4)根据F浮力=G-F拉可知,弹簧测力计A的示数变化量△FA=F浮力。根据G排=G总-G桶可知,弹簧测力计B示数的变化量△FB=G排。根据 F浮=G排 可知,△FA=△FB。
(5)A.根据图片可知,弹簧测力计A示数的变化量等于物体受到浮力,故A错误;
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计,故B正确。
故选B。
20.【答案】(1)2×104
(2)G=mg =3×104Kg×10N/Kg=3×105N
F浮=G船-F筒=3×105N-2×104N×12=6×104N
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算浮筒受到的浮力;
(2)首先根据G=mg计算沉船的重力,再根据F浮=G船-F筒 计算出沉船受到的最小浮力。
【解答】(1)每个浮筒沉入水后受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N。
21.【答案】(1)由图象可知,当h=0时,此时圆柱体处于空气中,G=F拉=12N
(2)图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,
则圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=12N﹣3N=8N
(3)圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得:
V物=V排= =8×10﹣2m3,
圆柱体质量,m= ;
圆柱体密度:
ρ物= =3.5×103kg/m5
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当物体浸入水中的深度为零时,它不受浮力,此时只受竖直向上的拉力和竖直向下的重力,根据图像,利用二力平衡的知识计算圆柱体的重力。
(2)当物体全部浸没在水中时,它受到的浮力最大,此时测力计的拉力最小,根据图像确定圆柱体完全浸没时测力计的示数,然后根据公式F浮=G﹣F 计算它受到的浮力。
(3)首先根据阿基米德原理 计算圆柱体的体积,再根据公式 计算圆柱体的质量,最后根据 计算圆柱体的密度。
22.【答案】(1)解:V排=2cm2×(10cm-1cm)=18cm3=1.8×10-5m3
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10-5m3=0.18N
(2)解:m物= = = =0.018kg
V物=2cm2×10cm=20cm3=2×10-5m3
ρ物= = =0.9×103kg/m3
(3)解:此时物体悬浮,∴F浮’=G物=0.18N
(4)解:设植物油的高度为h,则
F浮’=F浮1+F浮2=ρ油gV排1+ρ水gV排2=0.8×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m2×h+1×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m2×(0.1m-h)=0.18N
h=0.05m=5cm
V油=(10cm2-2cm2)×5cm=40cm3
m油=ρ油V油=0.8g/cm3×40cm3=32g
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据V排=Sh浸入计算物体排开水的体积,再根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排 计算物体受到的浮力。
(2)根据 计算出物体的质量,根据V物=Sh计算物体的体积,最后根据 计算物体的密度。
(3)根据悬浮条件计算物体受到的浮力;
(4)当物块的上表面与油面相平时,它受到的浮力等于在水中受到浮力和在植物油中受到浮力的和,据此根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排列方程计算物体浸在植物油中的高度h。接下来根据V油=(S杯-S物)h计算出加入植物油的体积,最后根据公式 m油=ρ油V油 计算加入油的质量。
23.【答案】(1)30
(2)根据F浮=ρ液gV排得,当秤盘上不放物体时,小筒排开水的体积为:
V排= =3×10-3m3
由V=Sh得,A点距小筒底部的距离:
h= =0.15m
(3)在秤盘上放物体后小筒受到最大浮力为;F浮′=ρ液gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×0.3m=60N
物体的最大重力为:G=F浮′-G0=60N-30N=30N
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据漂浮条件计算不放物体时小筒受到的浮力;
(2)浮力秤的零刻度线的位置其实就是不放物体时水面所对的位置。首先根据 计算出小筒排开水的体积,再根据 计算A点到小筒底部的距离。
(3)首先根据V排'=SH计算出小筒排开水的最大体积,再根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排计算小筒受到的最大浮力,最后根据二力平衡的知识 G=F浮′-G0 计算所测物体的最大重力。
【解答】(1)小筒漂浮在水面上,则不放物体时,它受到的浮力等于重力,
即F浮力=G=30N。
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