初中科学浙教版 八年级上册 第一章 第3节 水的浮力 第二课时 提升练习

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名称 初中科学浙教版 八年级上册 第一章 第3节 水的浮力 第二课时 提升练习
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2023-07-21 20:55:26

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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 第二课时 提升练习
一、单选题
1.(2023八上·余姚期末)小明洗碗时发现,同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
2.(2023八上·宁海期末)水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个用不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是(  )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体对B下表面的压强等于乙液体对A下表面的压强
D.装甲液体的烧杯对水平桌面的压力小于装乙液体的烧杯对水平桌面的压力
3.(2023八上·嘉兴期末)我国自主设计、自主配套、自主建造的首艘航母“山东舰”入列以来,开展了很多实战化训练。下列说法正确的是(  )
A.装载物资后,“山东舰”将上浮一些
B.舰载机起飞后,“山东舰”仍漂浮且受到的浮力大小不变
C.停泊着的“山东舰”漂浮,其受到的浮力等于重力
D.“山东舰”在匀速航行的过程中,其受到的浮力大于重力
4.(2023八上·义乌期末)当汤圆刚放入水中时会沉入锅底,而当汤圆煮熟时则会浮出水面,某同学用简化图模拟烧煮一段时间后的汤圆分布图(其中A、B、C表示汤圆),则以下分析正确的是(  )
A.A汤圆与锅底接触,则A的密度一定大于水的密度
B.C汤圆浮出水面,则C汤圆的密度等于水的密度
C.B汤圆静止时,浮力大于重力
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,则B汤圆所受浮力增大
5.(2023八上·海曙期末)2019年6月5日,我国航天首次完成以民用船舶为发射平台的海上发射,用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中,以下说法正确的是 (  )
A. 火箭升空是利用空气的推力
B.火箭加速升空过程中,七颗卫星的重力增大
C.以火箭为参照物,这七颗卫星是静止不动的
D.火箭升空后,轮船受到的浮力不变
6.(2022八上·舟山月考)下列是有关科学问题中的因果关系,其中说法正确的是(  )
A.浮在水面上的铁球一定是空心的,那么空心的铁球一定会浮在水面上
B.溶液是均一的,稳定的,那么均一的,稳定的物质一定是溶液
C.饱和溶液恒温蒸发后有固体析出,那么能恒温蒸发析出固体的溶液一定是饱和溶液
D.密度比液体小的固体漂浮在液体中,那么漂浮在该液体中的实心固体的密度一定比液体小
7.(2022八上·余姚竞赛)如图甲是极限挑战节目组使用的道具,钥匙被冻在一块冰里面,把这块冰放到一个盛水的烧杯中,发现冰块可以漂浮(如图乙),等冰熔化后钥匙沉入杯底(如图丙),若不考虑水分的蒸发,则丙烧杯与乙烧杯对比(  )
A.水面上升了 B.水面下降了
C.水面高度不变 D.无法判断
8.(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
9.(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
10.(2022八上·义乌期中)佛堂浮桥火爆网络,吸引大批游客前来参观。佛堂浮桥由若干只木船连接而成,浮在义乌江面, 可以供路人游客行走参观。大批游客走上浮桥, 会导致浮桥所受的浮力以及浮桥底部所受的水的压强如何变化?(  )
A.浮力变大, 压强变小 B.浮力变小, 压强变大
C.浮力变小, 压强变小 D.浮力变大, 压强变大
11.(2022八上·衢州期中)如图所示,小江同学将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。根据事实,下列猜想最符合小江同学研究目的的是(  )
A.物体排开水越多,物体所受浮力越大
B.液体密度越大,物体所受浮力越大
C.物体体积越大,物体所受浮力越大
D.物体形状不同,物体受到浮力大小不同
12.(2022八上·义乌期中)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关该潜艇说法正确的是(  )
A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力大于自身重力
D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
13.(2022八上·平阳月考)物体浮在甲液面时有1/5的体积露出液面,物体浮在乙液面时有1/3的体积露出液面,则甲、乙两液体的密度之比是(  )
A.5 :12 B.4 :15 C.5 :6 D.12 :5
14.(2022八上·杭州期中)将一个物块轻轻放入盛满水的烧杯中,静止后有81克水从烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的烧杯中,静止后有72克酒精从烧杯中溢出。已知酒精密度:0.8×103kg/m3,则该物块在水中的状态及物块的密度分别为(  )
A.悬浮 1.0×103kg/m3 B.漂浮 0.9×103kg/m3
C.漂浮 0.92×103kg/m3 D.下沉 1.2×103kg/m3
二、填空题
15.(2022八上·镇海期末)水平桌面上两个底面积相同的容器中分别盛有甲、乙两种液体,完全相同的小球M、N静止时状态如图所示,已知两个小球受到的浮力相等且两容器内液面相平。则小球M排开液体的重力    小球N排开液体的重力,甲液体的密度    乙液体的密度,甲液体对容器底部的压力    乙液体对容器底部的压力(以上均选填“大于”“等于”或“小于”)。
16.(2022八上·镇海期末)如图所示,一块冰放在盛有的水的容器中,已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化成水后,容器中水面的位置将   。
17.(2023八上·宁海期末)迪迪同学将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,物体受到的浮力为    N,则此时物体在水中    (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”).
18.(2023八上·海曙期末)
小科在一根一端密封的圆柱形空心玻璃管(足够长)下端绕上一段细铁丝,制成一支密度计,用它来测量液体密度。已知玻璃管横截面积为3cm2,质量为20克,铁丝质量10克,测量过程中杯内液体总量没有变化。使用中,小科发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段铁丝形状,并把铁丝置于玻璃管内,当再次测量同一杯液体密度时(如图乙),杯内液体将   (填“比A处高”“比A处低”或“仍在A 处”);现对改进后的密度计标定刻度(即在相应位置标识刻度以及对应的密度值),则示数为0.8g/cm3的刻度线应标在离玻璃管底部   cm处。
19.(2023八上·鄞州期末)已知质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比A:B=1:2,现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比FA:FB=8:5,则A=   kg/m3,B=   kg/m3.
20.(2022八上·宁海期中)潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面合计10分钟,显示器上分别显示全过程深度曲线和速度图象根据图像分析,可知潜水器在1-3分钟,做   运动,受到水的压强   (填“变大“变小”或“不变),受到水的浮力   填(“变大”、“变小”或不变)。

21.(2022八上·杭州期中)如图是西溪湿地的游乐氦气球,当游客坐上载人框后,放松牵引氦气球的绳子,氦气球就可以升空,试分析:
(1)氨气的密度   (“
大于”、“等于”、“小于”)空气密度。
(2)若氦气球整个装置的体积为200米3,则其所受空气浮力为   N (空气密度为1.29千克/米3)。
(3)如果要提高游乐氦气球的载客量(载重量),你认为可行的方法有   (提出一种方法)。
22.(2022八上·瑞安期中)某科学兴趣小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吹气,它受到的浮力   (填“増大”“不变”或“减小”) ,烧瓶将   (填“上浮”或“下沉”) 。
三、实验探究题
23.(2023八上·余姚期末)某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时F浮=G物的原理工作的;浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复实验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液(g/cm3) ﹣ 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉(N) 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) ﹣ 0.4 0.5 x 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是    ;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,其目的是    ;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是    。
(4)【得出结论】……
【知识应用】
根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法    。
24.(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   。
25.(2022八上·义乌期中)如右图甲所示,一块体积为V0的木块漂浮于装有硝酸钾饱和溶液(有部分硝酸钾固体未溶解)的小烧杯中,将小烧杯放入装有水的大烧杯中,当温度改变时(假设木块和硝酸钾溶液体积不发生变化),木块排开液体的体积V排随时间发生的变化如图乙所示。
(1)结合甲、乙两图分析可知,V排增大过程中硝酸钾溶液的溶质质量分数   (填“变大”、“变小”、“不变”),实验前在装有水的大烧杯中加入的固体是   。
A.氢氧化钠 B.氯化钠 C.硝酸铵
(2)木块在A、B时刻受到的浮力FA   FB。
四、解答题
26.(2023八上·鄞州期末)气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:
①如图甲,将一打足气的足球,放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为426毫升。
②如图乙,将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中,用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,同时调整量筒的位置,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时,停止排气。共排气10次。
③如图丙,拔除气针和乳胶管,把排气后的足球放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为420毫升。
(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是   。
(2)图丙中,足球受到的浮力?
(3)根据测得的数据,计算实验室中空气的密度?
27.(2018八上·杭州期中)如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg.当容器中倒入足够的水使木块被浸没时。求:
(1)木块浸没在水中时受到的浮力是多少
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线后,当木块处于静止时,木块露出水面的体积是多少
28.(2022八上·舟山月考)科学家分析了北极熊的毛,发现它并非白色,而是一根根中空而透明小光导管,它不仅能防水隔热,而且只有紫外线才能通过,是北极熊收集热量的天然工具,对生活在寒冷极地的北极熊的体温调节起到了很大的作用。请根据材料回答问题:
(1)北极熊空心的毛具有防水隔热及吸收紫外线的特点,有利于北极熊_________;
A.增加产热 B.减少散热 C.吸收热量 D.增加散热
(2)维持北极熊身体的产热和散热平衡的体温调节中枢跟人体一样位于   。
(3)由于全球变暖冰层变薄开裂,北极熊为了获取食物,常从一块浮冰跳到另一块浮冰。如果一只北极熊跳上一块浮冰后,浮冰仍然处于漂浮状态,则浮冰受到的浮力   (选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)如图,一只体重为7210牛的北极熊,要在露出海面部分体积不小于多少立方米的浮冰上活动,才能确保北极熊整个身体露出水面   。(写出计算过程,ρ海水=1.03×103kg/m3)
29.(2018八上·兰溪月考)一个体积为40分米3、质量为50千克的密封铁箱,不慎掉入海里。它将下沉到海底,还是悬浮在水中,或是上浮到海面?请用两种方法说明,要求写出计算过程。(已知海水的密度为1.03×103千克/米3)
答案解析部分
1.【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】(1)(2)根据漂浮条件分析判断;
(3)根据物体的浮沉条件判断;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排分析判断。
【解答】当碗漂浮在水面上时,它处于平衡状态,即它受到的浮力与重力大小相等,方向相反,故A错误,B正确;
当碗沉底时,它受到的浮力小于它自身的重力。根据前面的分析可知,沉底时受到的浮力小于漂浮时受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排可知,碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积,故C、D错误。
故选B。
2.【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)把A、B两物体作为一个整体,该整体在两液体中都处于漂浮状态,根据漂浮条件可知所受浮力的大小关系;结合题意和图示判断V排的关系,根据F浮=ρ液gV排可比较两种液体的密度关系;
(2)知道两种液体的密度关系,且两杯中液面恰好相平,根据p=ρ液gh分析液体对杯底的压强关系;
(3)根据漂浮条件、浮力产生的原因以及分析液体对物体下表面的压强关系;
(4)先比较两种液体的体积关系和重力关系,再根据”烧杯对水平桌面的压力等于烧杯、物体和液体的总重力“进行分析。【解答】A、把A、B两物体作为一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,
由漂浮条件可知F浮=GA+GB,所以该整体在两液体中受到的浮力相等;
由图知V排甲=VB,V排乙=VA,且VA<VB,
所以V排甲>V排乙;
因整体在两液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,
由F浮=ρ液gV排可知,两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,
故A错误;
B.由题意可知两液体的深度h相同,且ρ甲<ρ乙,由p=ρ液gh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,
故B错误;
C.因整体受到的浮力相等(即甲液体中B物体受到的浮力等于乙液体中A物体受到的浮力),且两物体上表面没有受到液体的压力,
所以由浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可知,甲液体中B物体与乙液体中A物体的下表面受到的液体压力相等,
由图知B的底面积更大,由可知,甲液体对B下表面的压强小于乙液体对A下表面的压强,
故C错误;
D.两烧杯中液面恰好相平且烧杯相同,则液体与物块排开液体的体积之和相同,但V排甲>V排乙,所以甲液体的体积较小。
又知ρ甲<ρ乙,则根据G液=m液g=ρ液gV液可知,甲液体的重力较小;
烧杯对水平桌面的压力F=G杯+GA+GB+G液,因两烧杯相同、其重力相同,且A、B两物体的重力不变,甲液体的重力较小,
所以装甲液体的烧杯对水平桌面的压力较小,
故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据漂浮条件分析判断。
【解答】“山东舰”始终漂浮在水面上,则它受到的浮力始终等于浮力,故C正确;
装载物资后,山东舰的重力增大,则它受到的浮力增大,故A错误;
舰载机起飞后,山东舰的重力减小,则它受到的浮力减小,故B错误;
“山东舰”在匀速航行的过程中,它在竖直方向上保持平衡状态,即它受到的浮力等于重力,故D错误。
故选C。
4.【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】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】A.A汤圆与锅底接触,它不一定是沉底,可能是悬浮,即A的密度可能等于水的密度,故A错误;
B.C汤圆浮出水面,则C汤圆的密度小于水的密度,故B错误;
C.B汤圆静止时悬浮,浮力等于重力,故C错误;
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,则水的密度增大,而B排开水的体积不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,则B汤圆所受浮力增大,故D正确。
故选D。
5.【答案】C
【知识点】参照物及其选择;力的作用是相互的;重力的大小;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据相互作用力的原理分析;
(2)根据G=mg分析;
(3)根据参照物的知识判断;
(4)根据浮沉条件分析判断。
【解答】A.火箭升空时,它向下喷射火焰,火焰同时对火箭产生向上的反作用力,这就是火箭升空的原因,故A错误;
B.火箭加速升空时,它的质量不变,根据G=mg可知,卫星的重力不变,故B错误;
C.以火箭为参照物时,这七颗卫星相对火箭的位置保持不变,即卫星是静止的,故C正确;
D.火箭升空时,轮船的重力减小。因为轮船漂浮时它受到的浮力始终等于自身重力,所以轮船受到的浮力减小,故D错误。
故选C。
6.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;溶液的组成及特点;饱和溶液与不饱和溶液
【解析】【分析】(1)(4)根据浮沉条件判断;
(2)注意分析水是否为溶液;
(3)注意蒸发时从不饱和溶液到饱和溶液的转变。
【解答】A.铁球能否漂浮在水面上取决于它的平均密度是否小于水的密度,故A错误;
B.水就是均一稳定的,但是它是纯净物,而不是溶液,故B错误;
C.该物质的不饱和溶液,蒸发溶剂后会先到达饱和溶液,然后再有固体析出,故C错误;
D.根据浮沉条件可知,密度比液体小的固体漂浮在液体中,那么漂浮在该液体中的实心固体的密度一定比液体小,故D正确。
故选D。
7.【答案】B
【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】水面上升还是下降,取决于冰块排开水的体积变化,据此分析判断。
【解答】熔化前,冰块在水面漂浮,则它受到的浮力F浮力=G冰+G钥匙;
此时冰块排开水的体积:;
冰块熔化后,质量保持不变,它变成水的体积为:;
钥匙在水里下沉,则它受到的浮力小于重力,即钥匙排开水的体积V钥匙<;
则此时水和钥匙排开水的总体积V总因此烧杯内水面下降了。
故选B。
8.【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。
9.【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。
10.【答案】D
【知识点】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】根据浮沉条件分析浮力的变化,根据液体压强公式p=ρ液gh分析浮桥底部压强的变化。
【解答】浮桥始终漂浮在水面上,它受到的浮力始终等于自身重力。当大批游客走上浮桥后,浮桥的重力增大,则浮桥受到的浮力增大。 当大批游客走上浮桥后,浮桥浸在水中的深度增大。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,浮桥底部受到水的压强变大。
故D正确,而A、B、D错误。
故选D。
11.【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据题目描述的操作过程,分析其中变化的因素,从而确定探究的目的。
【解答】小江同学将浮于水面的盆子慢慢向下按,则盆子排开水的体积变大,而用力越大,说明盆子受到的浮力增大,因此小江同学的研究目的为物体排开水越多,物体所受浮力越大。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
12.【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(3)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;
(4)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它处于平衡状态。
【解答】A.核潜艇通过改变自身重力的方式实现浮沉的,故A错误;
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,它排开海水的体积保持不变,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变,故B错误;
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力小于自身重力,故C错误;
D.漂浮在水面上的核潜艇在竖直方向上保持静止状态,则它所受的浮力与自身重力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
13.【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】【分析】根据漂浮条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析判断。
【解答】物体在液面漂浮,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力相等;
那么:F浮=F浮';
ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙;
ρ甲V排甲=ρ乙V排乙;
那么:.
故选C。
14.【答案】B
【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】分三种情况(大于等于水的密度、大于酒精的密度小于水的密度、小于等于酒精的密度)分析,得出物体的密度大于酒精的密度、小于水的密度,从而确定物体在水中漂浮,根据漂浮条件求出物体重,再根据在酒精中受到的浮力求出物体的体积,利用密度公式求物体的密度。【解答】①假设ρ物≥ρ水,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据F浮=ρ液V排g可知受到的浮力关系为5:4,
根据F浮=G排=G溢=m溢g可知浮力关系为9:8,所以ρ物≥ρ水不可行;
②假设ρ物≤ρ酒精,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以ρ物≤ρ酒精不可行;
可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底:
③因为物体在水中漂浮,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,即F浮=G物=m物g,
根据阿基米德原理可知F浮=G排=G溢=m溢g,
所以m物=m溢=81g,
因为物体在酒精中下沉,ρ酒精=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,
所以,
则物体的密度:。
故选B。
15.【答案】等于;大于;大于
【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=G排比较小球排开液体的重力大小,根据浮沉条件比较液体密度的大小;
(2)首先根据液体压强公式p=ρ液gh比较容器底部受到压强的大小,再根据F=pS比较容器底部受到压力的大小。
【解答】(1)两个小球受到的浮力相等,根据阿基米德原理F浮=G排可知,两个小球排开液体的重力相等。
小球M在甲液体中漂浮,则液体密度ρ甲>ρ;小球N在乙液体中漂悬浮,则液体密度ρ乙=ρ。比较可知,液体密度ρ甲>ρ乙。
(2)液体的深度相同,且密度ρ甲>ρ乙,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,液体对容器底部的压强p甲>p乙。根据F=pS可知,液体对容器底部的压力F甲>F乙。
16.【答案】上升
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】水面上升还是下降,取决于冰块排开水的体积与熔化成水后体积的大小关系,据此分析解答。
【解答】冰熔化前,它受到竖直向上的浮力和支持力,以及竖直向下的重力,
根据二力平衡的知识得到:F浮+F支=G冰,
所以F浮=ρ水V排g<G冰, ①
冰化水后质量不变,
根据G=mg可知,重力不变,即G冰=G水,
即:ρ冰V冰g=ρ水V水g ②
由①②可得:
ρ水V排g<ρ水V水g,
即:冰熔化为水的体积大于排开水的体积,
所以冰熔化后,水面将上升。
17.【答案】1;沉底
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算物体受到的浮力,再与重力比较,根据浮沉条件判断物体在水中的状态。
【解答】根据题意可知,
物体在水中受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N;
物体的重力G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N;
即浮力小于重力,
那么物体在水中沉底。
18.【答案】仍在 A 处;12.5
【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)密度计放在液体中漂浮,受到的浮力等于密度计受到的重力;
根据阿基米德原理F浮=ρgV排判断排开液体的体积的变化,判断出杯中液面的变化。分析管受到的重力和浮力,然后分析上浮还是下沉。
(2)根据漂浮条件,结合阿基米德原理F浮=ρgV排列出方程计算即可。
【解答】(1)密度计在液体中漂浮,根据漂浮条件可知,密度计受到的浮力等于重力;
把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度时,
由于密度计的重力不变,所以根据漂浮条件可知,密度计受到的浮力不变;
因为液体的密度不变,浮力大小不变,由阿基米德原理F浮=ρgV排可知,排开液体的体积不变,所以乙杯中的液面不变,仍在A处。
(2)玻璃管的总重:G=mg=(0.02kg+0.01kg)×10N/kg=0.3N,
因为玻璃管漂浮,所以浮力等于重力,即G=F浮=ρ水gV排,
代入数据可得:0.3N=0.80×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m2×h水,
解得h水=0.125m=12.5cm,
即示数为0.8g/cm3的刻度线离玻璃管底部的距离为12.5m。
19.【答案】800;1600
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】因为两球质量相等,若两球在水中都漂浮,则所受浮力相等,这与实际不符,显然不是都漂浮;所以应先判断出两球在水中所处的状态,然后根据阿基米德原理和水对两球的浮力比值列出等式解之即可。【解答】两球质量相等,密度之比是ρA:ρB=1:2,
根据公式可知,二者的体积之比为VA:VB=2:1,
若两球在水中都漂浮,则浮力都等于重力,
那么FA:FB=GA:GB=mA:mB=1:1,与实际不符,显然不是都漂浮;
若两球在水中都是全部浸没,就有FA:FB=ρ水gVA:ρ水gVB=VA:VB=2:1,与实际不符,显然不可能是全部浸没;
这样就只有是一个漂浮、一个浸没,即甲球漂浮,乙球下沉(甲的密度比乙的密度小),
由FA:FB=ρAVAg:ρ水VBg=ρAVA:ρ水VB=8:5,
可得;
则ρB=2ρA=800kg/m3×2=1600kg/m3。
20.【答案】匀速直线;变大;不变
【知识点】浮力的变化;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】根据图像确定潜水器的运动状态,根据p=ρ液gh分析受到水的压强变化,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排确定浮力的变化。
【解答】根据图片可知,在1-3分钟时,潜水器做匀速直线运动。
由于它所在的深度逐渐变大,根据公式p=ρ液gh可知,它受到水的压强逐渐变大;
它排开水的体积始终等于自身体积,即保持不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变。
21.【答案】(1)小于
(2)2580
(3)增大气球的体积
【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)根据浮沉条件分析解答;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析解答;
(3)对氦气球进行受力分析,结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析解答。
【解答】(1)松手后氢气球上升,根据浮沉条件可知,氦气的密度小于空气密度;
(2)氦气球受到的浮力:阿基米德原理F浮=ρ液gV排=1.29kg/m3×10N/kg×200m3=2580N;
(3)当氦气球达到最大载客量时,它受到的浮力F浮力=G+G人,即ρ气gV排=G+G人。分析可知,要提高氦气球的载客量,可行的方法有:增大气球的体积。
22.【答案】不变;上浮
【知识点】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=ρ液gV排分析烧瓶受到浮力的变化;
(2)比较浮力和重力的关系,从而确定烧瓶的运动状态。
【解答】(1)当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,此时它受到的浮力等于重力。当从A管吹气时,瓶内气压增大,里面的水流出,从而使烧瓶的重力减小。由于烧瓶排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,烧瓶受到的浮力不变。
(2)此时浮力大于重力,因此烧瓶将上浮。
23.【答案】(1)0.6
(2)控制金属块排开的液体的体积相同
(3)金属块碰到烧杯底部
(4)换用密度比水大的液体
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据称重法求出物体的重力,再根据称重法求出x的大小;
(2)(3)根据控制变量法的要求可知,探究浮力大小与液体密度的关系时,需要控制金属块排开的液体的体积相同;
(4)根据浮力大小的影响因素分析增大量程的方法。
【解答】(1)根据2、3、5组的实验数据可知,金属块受到的重力为:G=F拉+F浮=3.6N+0.4N=3.5N+0.5N=3.3N+0.7N=4.0N;
第4组实验中,拉力的大小为3.4N,则受到的浮力为:F浮=G-F拉=4.0N-3.4N=0.6N;
(2)探究浮力大小与液体密度的关系时,根据控制变量法可知,需要控制金属块排开的液体的体积相同,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,金属块排开的液体的体积等于金属块的体积,其目的是控制金属块排开的液体的体积相同;
(3)电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误,每次实验时金属块都需要浸没,则V排相同,第6次实验数据与第3次实验数据相比,液体密度大约是原来的2倍,而浮力是原来的2.8倍,说明测得的浮力偏大,原因可能是金属块碰到烧杯底部,造成测力计的示数偏小,由F浮=G-F示可知测得的浮力偏大;
(4)根据以上探究结果,对于图中的浮力秤,要增大浮力秤的称量范围,即增大浮力秤受到的浮力,在V排不变时,可以换用密度比水大的液体。
24.【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。
25.【答案】(1)变小;C
(2)=
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;固体溶解度的概念
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排确定溶液密度的变化,从而确定溶解度的变化,最后根据溶解度随温度的变化规律确定溶质质量分数的变化即可。根据物质溶解时吸热还是放热的知识解答。
(2)根据漂浮条件分析解答。
【解答】(1)木块始终漂浮在液面上,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力保持不变。根据图片可知,排开液体的体积增大,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,溶液密度减小,即溶解度变化,那么溶质质量分数减小。
硝酸钾的溶解度随温度的降低而减小,因此加入固体后温度降低了,即它吸热,因此应该是硝酸铵,故选C。
(2)根据前面的分析可知,木块在A、B时刻受到浮力不变,即FA=FB。
26.【答案】(1)使量筒内的气压等于外界气压
(2)根据丙图可知,
足球受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×420×10-6m3=4.2N;
(3)甲图中足球受到的浮力:F浮'=ρ液gV排'=103kg/m3×10N/kg×426×10-6m3=4.26N;
则足球的重力为:G=F浮'-F浮=4.26N-4.2N=0.06N;
足球内气体的体积:V=500mL×10=5000mL=5×10-3m3;
则气体的密度:。
【知识点】密度公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当量筒内外水面相平时,量筒内的气压等于外界大气压强,此时测出气体的体积就是正常情况的体积。
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算丙图中足球受到的浮力;
(3)甲和丙中足球受到的浮力之差等于其中气体的重力,而气体的体积等于量筒内排气之和,最后根据密度公式计算气体的密度即可。
【解答】(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是:使量筒内的气压等于外界气压。
27.【答案】(1)解:木块浸没在水中所受浮力:F浮=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N
(2)解:物体受竖直向下的重力、细线的拉力和竖直向上的浮力,所以拉力:
F=F浮 G=10N 6N=4N
(3)解:因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,木块会上浮直至漂浮在水面上,
由于漂浮,所以F浮=G=6N,
由F浮=ρ水gV排得:
V排=F浮ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10-4m3
则V露=V V排=1.0×10-3m3 6×10-4m3=4×10-4m3
【知识点】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】(1)根据公式 F浮=ρ水gV木 计算木块在水中受到的浮力;
(2)当木块静止时,它受到向下的拉力、重力和向上的浮力,它们的关系为:F浮=G+F;
(3)剪断细线后,木块在水面漂浮,根据 F浮=G 计算出浮力,然后根据计算出木块排开水的体积,最后根据 V露=V V排 计算出木块露出水面的体积。
28.【答案】(1)B;C
(2)下丘脑或脑干或脑干中的下丘脑
(3)变大
(4)北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动
【知识点】体温的控制;阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】生物对环境具有适应性, 生活在寒冷极地的北极熊,它的毛具有防水隔热的特点是为了减少散热,吸收紫外线可以吸收外界的热量;人体是恒温动物,其产热和散热在下丘脑中体温调节中枢的作用下维持动态平衡;漂浮时,浮力等于重力,当重力增大时,浮力也增大;根据阿基米德原理变形公式V排=F浮/(ρ液g),已知F浮和ρ液,可以求出V排,浮力只和液体的密度和排开液体的体积有关;
【解答】 (1)北极熊空心的毛具有防水隔热及吸收紫外线的特点,有利于北极熊减少散热,吸收热量,选BC;
(2)维持北极熊身体的产热和散热平衡的体温调节中枢跟人体一样位于下丘脑或脑干或脑干中的下丘脑 ;
(3)漂浮状态时,浮力等于重力,现在北极熊站到了冰上,重力增大的,所以浮力也增大了,则浮冰受到的浮力变大;
(4)北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动 ;
解:浮力至少大于等于北极熊的重力,当浮力恰好等于重力时,
V排=F浮/(ρ液g)=7210N/( 1.03×103kg/m3×10N/kg)=0.7立方米;
所以北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动
故答案为:(1)B C (2)下丘脑或脑干或脑干中的下丘脑;(3)变大;(4)北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动;
29.【答案】方法一:比较物体密度与液体密度
物体密度=1250千克/米3大于海水密度,下沉到海底
方法二:比较物体浸没时候的浮力和物体的重力
物体重力:500牛 浸没时浮力:412牛小于物体重力,下沉到海底
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】方法一:首先根据公式计算出铁箱的平均密度,然后与海水的密度进行比较即可;
方法二:根据公式计算出铁箱完全浸没时受到的浮力,然后与铁箱的重力比较即可。
【解答】方法一:铁箱的平均密度为:;
因为,
所以铁箱下沉。
方法二:当铁箱完全浸没时,受到的浮力为:;
因为F浮所以铁箱下沉。
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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 第二课时 提升练习
一、单选题
1.(2023八上·余姚期末)小明洗碗时发现,同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
【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】(1)(2)根据漂浮条件分析判断;
(3)根据物体的浮沉条件判断;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排分析判断。
【解答】当碗漂浮在水面上时,它处于平衡状态,即它受到的浮力与重力大小相等,方向相反,故A错误,B正确;
当碗沉底时,它受到的浮力小于它自身的重力。根据前面的分析可知,沉底时受到的浮力小于漂浮时受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排可知,碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积,故C、D错误。
故选B。
2.(2023八上·宁海期末)水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个用不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是(  )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体对B下表面的压强等于乙液体对A下表面的压强
D.装甲液体的烧杯对水平桌面的压力小于装乙液体的烧杯对水平桌面的压力
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)把A、B两物体作为一个整体,该整体在两液体中都处于漂浮状态,根据漂浮条件可知所受浮力的大小关系;结合题意和图示判断V排的关系,根据F浮=ρ液gV排可比较两种液体的密度关系;
(2)知道两种液体的密度关系,且两杯中液面恰好相平,根据p=ρ液gh分析液体对杯底的压强关系;
(3)根据漂浮条件、浮力产生的原因以及分析液体对物体下表面的压强关系;
(4)先比较两种液体的体积关系和重力关系,再根据”烧杯对水平桌面的压力等于烧杯、物体和液体的总重力“进行分析。【解答】A、把A、B两物体作为一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,
由漂浮条件可知F浮=GA+GB,所以该整体在两液体中受到的浮力相等;
由图知V排甲=VB,V排乙=VA,且VA<VB,
所以V排甲>V排乙;
因整体在两液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,
由F浮=ρ液gV排可知,两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,
故A错误;
B.由题意可知两液体的深度h相同,且ρ甲<ρ乙,由p=ρ液gh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,
故B错误;
C.因整体受到的浮力相等(即甲液体中B物体受到的浮力等于乙液体中A物体受到的浮力),且两物体上表面没有受到液体的压力,
所以由浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可知,甲液体中B物体与乙液体中A物体的下表面受到的液体压力相等,
由图知B的底面积更大,由可知,甲液体对B下表面的压强小于乙液体对A下表面的压强,
故C错误;
D.两烧杯中液面恰好相平且烧杯相同,则液体与物块排开液体的体积之和相同,但V排甲>V排乙,所以甲液体的体积较小。
又知ρ甲<ρ乙,则根据G液=m液g=ρ液gV液可知,甲液体的重力较小;
烧杯对水平桌面的压力F=G杯+GA+GB+G液,因两烧杯相同、其重力相同,且A、B两物体的重力不变,甲液体的重力较小,
所以装甲液体的烧杯对水平桌面的压力较小,
故D正确。
故选D。
3.(2023八上·嘉兴期末)我国自主设计、自主配套、自主建造的首艘航母“山东舰”入列以来,开展了很多实战化训练。下列说法正确的是(  )
A.装载物资后,“山东舰”将上浮一些
B.舰载机起飞后,“山东舰”仍漂浮且受到的浮力大小不变
C.停泊着的“山东舰”漂浮,其受到的浮力等于重力
D.“山东舰”在匀速航行的过程中,其受到的浮力大于重力
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据漂浮条件分析判断。
【解答】“山东舰”始终漂浮在水面上,则它受到的浮力始终等于浮力,故C正确;
装载物资后,山东舰的重力增大,则它受到的浮力增大,故A错误;
舰载机起飞后,山东舰的重力减小,则它受到的浮力减小,故B错误;
“山东舰”在匀速航行的过程中,它在竖直方向上保持平衡状态,即它受到的浮力等于重力,故D错误。
故选C。
4.(2023八上·义乌期末)当汤圆刚放入水中时会沉入锅底,而当汤圆煮熟时则会浮出水面,某同学用简化图模拟烧煮一段时间后的汤圆分布图(其中A、B、C表示汤圆),则以下分析正确的是(  )
A.A汤圆与锅底接触,则A的密度一定大于水的密度
B.C汤圆浮出水面,则C汤圆的密度等于水的密度
C.B汤圆静止时,浮力大于重力
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,则B汤圆所受浮力增大
【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】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】A.A汤圆与锅底接触,它不一定是沉底,可能是悬浮,即A的密度可能等于水的密度,故A错误;
B.C汤圆浮出水面,则C汤圆的密度小于水的密度,故B错误;
C.B汤圆静止时悬浮,浮力等于重力,故C错误;
D.若此时在水中加入适量的白砂糖,则水的密度增大,而B排开水的体积不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,则B汤圆所受浮力增大,故D正确。
故选D。
5.(2023八上·海曙期末)2019年6月5日,我国航天首次完成以民用船舶为发射平台的海上发射,用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中,以下说法正确的是 (  )
A. 火箭升空是利用空气的推力
B.火箭加速升空过程中,七颗卫星的重力增大
C.以火箭为参照物,这七颗卫星是静止不动的
D.火箭升空后,轮船受到的浮力不变
【答案】C
【知识点】参照物及其选择;力的作用是相互的;重力的大小;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据相互作用力的原理分析;
(2)根据G=mg分析;
(3)根据参照物的知识判断;
(4)根据浮沉条件分析判断。
【解答】A.火箭升空时,它向下喷射火焰,火焰同时对火箭产生向上的反作用力,这就是火箭升空的原因,故A错误;
B.火箭加速升空时,它的质量不变,根据G=mg可知,卫星的重力不变,故B错误;
C.以火箭为参照物时,这七颗卫星相对火箭的位置保持不变,即卫星是静止的,故C正确;
D.火箭升空时,轮船的重力减小。因为轮船漂浮时它受到的浮力始终等于自身重力,所以轮船受到的浮力减小,故D错误。
故选C。
6.(2022八上·舟山月考)下列是有关科学问题中的因果关系,其中说法正确的是(  )
A.浮在水面上的铁球一定是空心的,那么空心的铁球一定会浮在水面上
B.溶液是均一的,稳定的,那么均一的,稳定的物质一定是溶液
C.饱和溶液恒温蒸发后有固体析出,那么能恒温蒸发析出固体的溶液一定是饱和溶液
D.密度比液体小的固体漂浮在液体中,那么漂浮在该液体中的实心固体的密度一定比液体小
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;溶液的组成及特点;饱和溶液与不饱和溶液
【解析】【分析】(1)(4)根据浮沉条件判断;
(2)注意分析水是否为溶液;
(3)注意蒸发时从不饱和溶液到饱和溶液的转变。
【解答】A.铁球能否漂浮在水面上取决于它的平均密度是否小于水的密度,故A错误;
B.水就是均一稳定的,但是它是纯净物,而不是溶液,故B错误;
C.该物质的不饱和溶液,蒸发溶剂后会先到达饱和溶液,然后再有固体析出,故C错误;
D.根据浮沉条件可知,密度比液体小的固体漂浮在液体中,那么漂浮在该液体中的实心固体的密度一定比液体小,故D正确。
故选D。
7.(2022八上·余姚竞赛)如图甲是极限挑战节目组使用的道具,钥匙被冻在一块冰里面,把这块冰放到一个盛水的烧杯中,发现冰块可以漂浮(如图乙),等冰熔化后钥匙沉入杯底(如图丙),若不考虑水分的蒸发,则丙烧杯与乙烧杯对比(  )
A.水面上升了 B.水面下降了
C.水面高度不变 D.无法判断
【答案】B
【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】水面上升还是下降,取决于冰块排开水的体积变化,据此分析判断。
【解答】熔化前,冰块在水面漂浮,则它受到的浮力F浮力=G冰+G钥匙;
此时冰块排开水的体积:;
冰块熔化后,质量保持不变,它变成水的体积为:;
钥匙在水里下沉,则它受到的浮力小于重力,即钥匙排开水的体积V钥匙<;
则此时水和钥匙排开水的总体积V总因此烧杯内水面下降了。
故选B。
8.(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。
9.(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。
10.(2022八上·义乌期中)佛堂浮桥火爆网络,吸引大批游客前来参观。佛堂浮桥由若干只木船连接而成,浮在义乌江面, 可以供路人游客行走参观。大批游客走上浮桥, 会导致浮桥所受的浮力以及浮桥底部所受的水的压强如何变化?(  )
A.浮力变大, 压强变小 B.浮力变小, 压强变大
C.浮力变小, 压强变小 D.浮力变大, 压强变大
【答案】D
【知识点】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】根据浮沉条件分析浮力的变化,根据液体压强公式p=ρ液gh分析浮桥底部压强的变化。
【解答】浮桥始终漂浮在水面上,它受到的浮力始终等于自身重力。当大批游客走上浮桥后,浮桥的重力增大,则浮桥受到的浮力增大。 当大批游客走上浮桥后,浮桥浸在水中的深度增大。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,浮桥底部受到水的压强变大。
故D正确,而A、B、D错误。
故选D。
11.(2022八上·衢州期中)如图所示,小江同学将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。根据事实,下列猜想最符合小江同学研究目的的是(  )
A.物体排开水越多,物体所受浮力越大
B.液体密度越大,物体所受浮力越大
C.物体体积越大,物体所受浮力越大
D.物体形状不同,物体受到浮力大小不同
【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据题目描述的操作过程,分析其中变化的因素,从而确定探究的目的。
【解答】小江同学将浮于水面的盆子慢慢向下按,则盆子排开水的体积变大,而用力越大,说明盆子受到的浮力增大,因此小江同学的研究目的为物体排开水越多,物体所受浮力越大。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
12.(2022八上·义乌期中)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关该潜艇说法正确的是(  )
A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力大于自身重力
D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(3)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;
(4)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它处于平衡状态。
【解答】A.核潜艇通过改变自身重力的方式实现浮沉的,故A错误;
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,它排开海水的体积保持不变,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变,故B错误;
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力小于自身重力,故C错误;
D.漂浮在水面上的核潜艇在竖直方向上保持静止状态,则它所受的浮力与自身重力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
13.(2022八上·平阳月考)物体浮在甲液面时有1/5的体积露出液面,物体浮在乙液面时有1/3的体积露出液面,则甲、乙两液体的密度之比是(  )
A.5 :12 B.4 :15 C.5 :6 D.12 :5
【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】【分析】根据漂浮条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析判断。
【解答】物体在液面漂浮,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力相等;
那么:F浮=F浮';
ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙;
ρ甲V排甲=ρ乙V排乙;
那么:.
故选C。
14.(2022八上·杭州期中)将一个物块轻轻放入盛满水的烧杯中,静止后有81克水从烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的烧杯中,静止后有72克酒精从烧杯中溢出。已知酒精密度:0.8×103kg/m3,则该物块在水中的状态及物块的密度分别为(  )
A.悬浮 1.0×103kg/m3 B.漂浮 0.9×103kg/m3
C.漂浮 0.92×103kg/m3 D.下沉 1.2×103kg/m3
【答案】B
【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】分三种情况(大于等于水的密度、大于酒精的密度小于水的密度、小于等于酒精的密度)分析,得出物体的密度大于酒精的密度、小于水的密度,从而确定物体在水中漂浮,根据漂浮条件求出物体重,再根据在酒精中受到的浮力求出物体的体积,利用密度公式求物体的密度。【解答】①假设ρ物≥ρ水,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据F浮=ρ液V排g可知受到的浮力关系为5:4,
根据F浮=G排=G溢=m溢g可知浮力关系为9:8,所以ρ物≥ρ水不可行;
②假设ρ物≤ρ酒精,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以ρ物≤ρ酒精不可行;
可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底:
③因为物体在水中漂浮,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,即F浮=G物=m物g,
根据阿基米德原理可知F浮=G排=G溢=m溢g,
所以m物=m溢=81g,
因为物体在酒精中下沉,ρ酒精=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,
所以,
则物体的密度:。
故选B。
二、填空题
15.(2022八上·镇海期末)水平桌面上两个底面积相同的容器中分别盛有甲、乙两种液体,完全相同的小球M、N静止时状态如图所示,已知两个小球受到的浮力相等且两容器内液面相平。则小球M排开液体的重力    小球N排开液体的重力,甲液体的密度    乙液体的密度,甲液体对容器底部的压力    乙液体对容器底部的压力(以上均选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】等于;大于;大于
【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=G排比较小球排开液体的重力大小,根据浮沉条件比较液体密度的大小;
(2)首先根据液体压强公式p=ρ液gh比较容器底部受到压强的大小,再根据F=pS比较容器底部受到压力的大小。
【解答】(1)两个小球受到的浮力相等,根据阿基米德原理F浮=G排可知,两个小球排开液体的重力相等。
小球M在甲液体中漂浮,则液体密度ρ甲>ρ;小球N在乙液体中漂悬浮,则液体密度ρ乙=ρ。比较可知,液体密度ρ甲>ρ乙。
(2)液体的深度相同,且密度ρ甲>ρ乙,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,液体对容器底部的压强p甲>p乙。根据F=pS可知,液体对容器底部的压力F甲>F乙。
16.(2022八上·镇海期末)如图所示,一块冰放在盛有的水的容器中,已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化成水后,容器中水面的位置将   。
【答案】上升
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】水面上升还是下降,取决于冰块排开水的体积与熔化成水后体积的大小关系,据此分析解答。
【解答】冰熔化前,它受到竖直向上的浮力和支持力,以及竖直向下的重力,
根据二力平衡的知识得到:F浮+F支=G冰,
所以F浮=ρ水V排g<G冰, ①
冰化水后质量不变,
根据G=mg可知,重力不变,即G冰=G水,
即:ρ冰V冰g=ρ水V水g ②
由①②可得:
ρ水V排g<ρ水V水g,
即:冰熔化为水的体积大于排开水的体积,
所以冰熔化后,水面将上升。
17.(2023八上·宁海期末)迪迪同学将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,物体受到的浮力为    N,则此时物体在水中    (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”).
【答案】1;沉底
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算物体受到的浮力,再与重力比较,根据浮沉条件判断物体在水中的状态。
【解答】根据题意可知,
物体在水中受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N;
物体的重力G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N;
即浮力小于重力,
那么物体在水中沉底。
18.(2023八上·海曙期末)
小科在一根一端密封的圆柱形空心玻璃管(足够长)下端绕上一段细铁丝,制成一支密度计,用它来测量液体密度。已知玻璃管横截面积为3cm2,质量为20克,铁丝质量10克,测量过程中杯内液体总量没有变化。使用中,小科发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段铁丝形状,并把铁丝置于玻璃管内,当再次测量同一杯液体密度时(如图乙),杯内液体将   (填“比A处高”“比A处低”或“仍在A 处”);现对改进后的密度计标定刻度(即在相应位置标识刻度以及对应的密度值),则示数为0.8g/cm3的刻度线应标在离玻璃管底部   cm处。
【答案】仍在 A 处;12.5
【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)密度计放在液体中漂浮,受到的浮力等于密度计受到的重力;
根据阿基米德原理F浮=ρgV排判断排开液体的体积的变化,判断出杯中液面的变化。分析管受到的重力和浮力,然后分析上浮还是下沉。
(2)根据漂浮条件,结合阿基米德原理F浮=ρgV排列出方程计算即可。
【解答】(1)密度计在液体中漂浮,根据漂浮条件可知,密度计受到的浮力等于重力;
把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度时,
由于密度计的重力不变,所以根据漂浮条件可知,密度计受到的浮力不变;
因为液体的密度不变,浮力大小不变,由阿基米德原理F浮=ρgV排可知,排开液体的体积不变,所以乙杯中的液面不变,仍在A处。
(2)玻璃管的总重:G=mg=(0.02kg+0.01kg)×10N/kg=0.3N,
因为玻璃管漂浮,所以浮力等于重力,即G=F浮=ρ水gV排,
代入数据可得:0.3N=0.80×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m2×h水,
解得h水=0.125m=12.5cm,
即示数为0.8g/cm3的刻度线离玻璃管底部的距离为12.5m。
19.(2023八上·鄞州期末)已知质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比A:B=1:2,现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比FA:FB=8:5,则A=   kg/m3,B=   kg/m3.
【答案】800;1600
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】因为两球质量相等,若两球在水中都漂浮,则所受浮力相等,这与实际不符,显然不是都漂浮;所以应先判断出两球在水中所处的状态,然后根据阿基米德原理和水对两球的浮力比值列出等式解之即可。【解答】两球质量相等,密度之比是ρA:ρB=1:2,
根据公式可知,二者的体积之比为VA:VB=2:1,
若两球在水中都漂浮,则浮力都等于重力,
那么FA:FB=GA:GB=mA:mB=1:1,与实际不符,显然不是都漂浮;
若两球在水中都是全部浸没,就有FA:FB=ρ水gVA:ρ水gVB=VA:VB=2:1,与实际不符,显然不可能是全部浸没;
这样就只有是一个漂浮、一个浸没,即甲球漂浮,乙球下沉(甲的密度比乙的密度小),
由FA:FB=ρAVAg:ρ水VBg=ρAVA:ρ水VB=8:5,
可得;
则ρB=2ρA=800kg/m3×2=1600kg/m3。
20.(2022八上·宁海期中)潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面合计10分钟,显示器上分别显示全过程深度曲线和速度图象根据图像分析,可知潜水器在1-3分钟,做   运动,受到水的压强   (填“变大“变小”或“不变),受到水的浮力   填(“变大”、“变小”或不变)。

【答案】匀速直线;变大;不变
【知识点】浮力的变化;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】根据图像确定潜水器的运动状态,根据p=ρ液gh分析受到水的压强变化,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排确定浮力的变化。
【解答】根据图片可知,在1-3分钟时,潜水器做匀速直线运动。
由于它所在的深度逐渐变大,根据公式p=ρ液gh可知,它受到水的压强逐渐变大;
它排开水的体积始终等于自身体积,即保持不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变。
21.(2022八上·杭州期中)如图是西溪湿地的游乐氦气球,当游客坐上载人框后,放松牵引氦气球的绳子,氦气球就可以升空,试分析:
(1)氨气的密度   (“
大于”、“等于”、“小于”)空气密度。
(2)若氦气球整个装置的体积为200米3,则其所受空气浮力为   N (空气密度为1.29千克/米3)。
(3)如果要提高游乐氦气球的载客量(载重量),你认为可行的方法有   (提出一种方法)。
【答案】(1)小于
(2)2580
(3)增大气球的体积
【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)根据浮沉条件分析解答;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析解答;
(3)对氦气球进行受力分析,结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析解答。
【解答】(1)松手后氢气球上升,根据浮沉条件可知,氦气的密度小于空气密度;
(2)氦气球受到的浮力:阿基米德原理F浮=ρ液gV排=1.29kg/m3×10N/kg×200m3=2580N;
(3)当氦气球达到最大载客量时,它受到的浮力F浮力=G+G人,即ρ气gV排=G+G人。分析可知,要提高氦气球的载客量,可行的方法有:增大气球的体积。
22.(2022八上·瑞安期中)某科学兴趣小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吹气,它受到的浮力   (填“増大”“不变”或“减小”) ,烧瓶将   (填“上浮”或“下沉”) 。
【答案】不变;上浮
【知识点】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=ρ液gV排分析烧瓶受到浮力的变化;
(2)比较浮力和重力的关系,从而确定烧瓶的运动状态。
【解答】(1)当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,此时它受到的浮力等于重力。当从A管吹气时,瓶内气压增大,里面的水流出,从而使烧瓶的重力减小。由于烧瓶排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,烧瓶受到的浮力不变。
(2)此时浮力大于重力,因此烧瓶将上浮。
三、实验探究题
23.(2023八上·余姚期末)某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时F浮=G物的原理工作的;浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复实验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液(g/cm3) ﹣ 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉(N) 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) ﹣ 0.4 0.5 x 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是    ;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,其目的是    ;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是    。
(4)【得出结论】……
【知识应用】
根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法    。
【答案】(1)0.6
(2)控制金属块排开的液体的体积相同
(3)金属块碰到烧杯底部
(4)换用密度比水大的液体
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】(1)根据称重法求出物体的重力,再根据称重法求出x的大小;
(2)(3)根据控制变量法的要求可知,探究浮力大小与液体密度的关系时,需要控制金属块排开的液体的体积相同;
(4)根据浮力大小的影响因素分析增大量程的方法。
【解答】(1)根据2、3、5组的实验数据可知,金属块受到的重力为:G=F拉+F浮=3.6N+0.4N=3.5N+0.5N=3.3N+0.7N=4.0N;
第4组实验中,拉力的大小为3.4N,则受到的浮力为:F浮=G-F拉=4.0N-3.4N=0.6N;
(2)探究浮力大小与液体密度的关系时,根据控制变量法可知,需要控制金属块排开的液体的体积相同,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,金属块排开的液体的体积等于金属块的体积,其目的是控制金属块排开的液体的体积相同;
(3)电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误,每次实验时金属块都需要浸没,则V排相同,第6次实验数据与第3次实验数据相比,液体密度大约是原来的2倍,而浮力是原来的2.8倍,说明测得的浮力偏大,原因可能是金属块碰到烧杯底部,造成测力计的示数偏小,由F浮=G-F示可知测得的浮力偏大;
(4)根据以上探究结果,对于图中的浮力秤,要增大浮力秤的称量范围,即增大浮力秤受到的浮力,在V排不变时,可以换用密度比水大的液体。
24.(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。
25.(2022八上·义乌期中)如右图甲所示,一块体积为V0的木块漂浮于装有硝酸钾饱和溶液(有部分硝酸钾固体未溶解)的小烧杯中,将小烧杯放入装有水的大烧杯中,当温度改变时(假设木块和硝酸钾溶液体积不发生变化),木块排开液体的体积V排随时间发生的变化如图乙所示。
(1)结合甲、乙两图分析可知,V排增大过程中硝酸钾溶液的溶质质量分数   (填“变大”、“变小”、“不变”),实验前在装有水的大烧杯中加入的固体是   。
A.氢氧化钠 B.氯化钠 C.硝酸铵
(2)木块在A、B时刻受到的浮力FA   FB。
【答案】(1)变小;C
(2)=
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;固体溶解度的概念
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排确定溶液密度的变化,从而确定溶解度的变化,最后根据溶解度随温度的变化规律确定溶质质量分数的变化即可。根据物质溶解时吸热还是放热的知识解答。
(2)根据漂浮条件分析解答。
【解答】(1)木块始终漂浮在液面上,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力保持不变。根据图片可知,排开液体的体积增大,根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,溶液密度减小,即溶解度变化,那么溶质质量分数减小。
硝酸钾的溶解度随温度的降低而减小,因此加入固体后温度降低了,即它吸热,因此应该是硝酸铵,故选C。
(2)根据前面的分析可知,木块在A、B时刻受到浮力不变,即FA=FB。
四、解答题
26.(2023八上·鄞州期末)气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:
①如图甲,将一打足气的足球,放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为426毫升。
②如图乙,将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中,用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,同时调整量筒的位置,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时,停止排气。共排气10次。
③如图丙,拔除气针和乳胶管,把排气后的足球放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为420毫升。
(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是   。
(2)图丙中,足球受到的浮力?
(3)根据测得的数据,计算实验室中空气的密度?
【答案】(1)使量筒内的气压等于外界气压
(2)根据丙图可知,
足球受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×420×10-6m3=4.2N;
(3)甲图中足球受到的浮力:F浮'=ρ液gV排'=103kg/m3×10N/kg×426×10-6m3=4.26N;
则足球的重力为:G=F浮'-F浮=4.26N-4.2N=0.06N;
足球内气体的体积:V=500mL×10=5000mL=5×10-3m3;
则气体的密度:。
【知识点】密度公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当量筒内外水面相平时,量筒内的气压等于外界大气压强,此时测出气体的体积就是正常情况的体积。
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算丙图中足球受到的浮力;
(3)甲和丙中足球受到的浮力之差等于其中气体的重力,而气体的体积等于量筒内排气之和,最后根据密度公式计算气体的密度即可。
【解答】(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是:使量筒内的气压等于外界气压。
27.(2018八上·杭州期中)如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg.当容器中倒入足够的水使木块被浸没时。求:
(1)木块浸没在水中时受到的浮力是多少
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线后,当木块处于静止时,木块露出水面的体积是多少
【答案】(1)解:木块浸没在水中所受浮力:F浮=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N
(2)解:物体受竖直向下的重力、细线的拉力和竖直向上的浮力,所以拉力:
F=F浮 G=10N 6N=4N
(3)解:因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,木块会上浮直至漂浮在水面上,
由于漂浮,所以F浮=G=6N,
由F浮=ρ水gV排得:
V排=F浮ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10-4m3
则V露=V V排=1.0×10-3m3 6×10-4m3=4×10-4m3
【知识点】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】(1)根据公式 F浮=ρ水gV木 计算木块在水中受到的浮力;
(2)当木块静止时,它受到向下的拉力、重力和向上的浮力,它们的关系为:F浮=G+F;
(3)剪断细线后,木块在水面漂浮,根据 F浮=G 计算出浮力,然后根据计算出木块排开水的体积,最后根据 V露=V V排 计算出木块露出水面的体积。
28.(2022八上·舟山月考)科学家分析了北极熊的毛,发现它并非白色,而是一根根中空而透明小光导管,它不仅能防水隔热,而且只有紫外线才能通过,是北极熊收集热量的天然工具,对生活在寒冷极地的北极熊的体温调节起到了很大的作用。请根据材料回答问题:
(1)北极熊空心的毛具有防水隔热及吸收紫外线的特点,有利于北极熊_________;
A.增加产热 B.减少散热 C.吸收热量 D.增加散热
(2)维持北极熊身体的产热和散热平衡的体温调节中枢跟人体一样位于   。
(3)由于全球变暖冰层变薄开裂,北极熊为了获取食物,常从一块浮冰跳到另一块浮冰。如果一只北极熊跳上一块浮冰后,浮冰仍然处于漂浮状态,则浮冰受到的浮力   (选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)如图,一只体重为7210牛的北极熊,要在露出海面部分体积不小于多少立方米的浮冰上活动,才能确保北极熊整个身体露出水面   。(写出计算过程,ρ海水=1.03×103kg/m3)
【答案】(1)B;C
(2)下丘脑或脑干或脑干中的下丘脑
(3)变大
(4)北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动
【知识点】体温的控制;阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】生物对环境具有适应性, 生活在寒冷极地的北极熊,它的毛具有防水隔热的特点是为了减少散热,吸收紫外线可以吸收外界的热量;人体是恒温动物,其产热和散热在下丘脑中体温调节中枢的作用下维持动态平衡;漂浮时,浮力等于重力,当重力增大时,浮力也增大;根据阿基米德原理变形公式V排=F浮/(ρ液g),已知F浮和ρ液,可以求出V排,浮力只和液体的密度和排开液体的体积有关;
【解答】 (1)北极熊空心的毛具有防水隔热及吸收紫外线的特点,有利于北极熊减少散热,吸收热量,选BC;
(2)维持北极熊身体的产热和散热平衡的体温调节中枢跟人体一样位于下丘脑或脑干或脑干中的下丘脑 ;
(3)漂浮状态时,浮力等于重力,现在北极熊站到了冰上,重力增大的,所以浮力也增大了,则浮冰受到的浮力变大;
(4)北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动 ;
解:浮力至少大于等于北极熊的重力,当浮力恰好等于重力时,
V排=F浮/(ρ液g)=7210N/( 1.03×103kg/m3×10N/kg)=0.7立方米;
所以北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动
故答案为:(1)B C (2)下丘脑或脑干或脑干中的下丘脑;(3)变大;(4)北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动;
29.(2018八上·兰溪月考)一个体积为40分米3、质量为50千克的密封铁箱,不慎掉入海里。它将下沉到海底,还是悬浮在水中,或是上浮到海面?请用两种方法说明,要求写出计算过程。(已知海水的密度为1.03×103千克/米3)
【答案】方法一:比较物体密度与液体密度
物体密度=1250千克/米3大于海水密度,下沉到海底
方法二:比较物体浸没时候的浮力和物体的重力
物体重力:500牛 浸没时浮力:412牛小于物体重力,下沉到海底
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】方法一:首先根据公式计算出铁箱的平均密度,然后与海水的密度进行比较即可;
方法二:根据公式计算出铁箱完全浸没时受到的浮力,然后与铁箱的重力比较即可。
【解答】方法一:铁箱的平均密度为:;
因为,
所以铁箱下沉。
方法二:当铁箱完全浸没时,受到的浮力为:;
因为F浮所以铁箱下沉。
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