第3节 水的浮力 复习提高练习(含解析)

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名称 第3节 水的浮力 复习提高练习(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2023-08-29 20:01:20

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浮力复习提高练习
一、单选题
1.小朋友牵着气球在公园内游玩,气球所受浮力的方向正确的是(  )
A.B.C. D.
2.在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,把它分别置于甲、乙、丙三种不同的液体中,铅笔静止时的情形如图所示,则铅笔分别在三种液体中受到的浮力F的大小和三种液体的密度ρ之间的关系正确的是(  )
A.F甲F乙>F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.F甲=F乙=F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙D.F甲=F乙=F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
3.如图所示的玩具鸭子,放在甲液体中漂浮时,液面位置在A处;放在乙液体中漂浮时,液面位置在B处。则(  )
A.甲、乙液体的密度一样大 B.甲液体的密度较大
C.在甲液体中所受的浮力较大 D.在乙液体中所受的浮力较大
4.A.B是两个质量完全相同的实心长方体,轻轻放入水中后,静止时如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.两物体的密度大小关系是:ρA>ρB
B.两物体受到水的浮力大小关系是:F浮AC.两物体排开水的体积大小关系是:V排A=V排B
D.两物体下表面受到水的压强大小关系是:pA>pB
5.在血液检查时,常需要测量血液的密度。如果用密度计测量,需要血液量较多。医院常用一个巧妙的方法:先在几个试管中分别装入已知不同密度的、呈淡蓝色的硫酸铜溶液(如图),然后分别在每个试管中滴进一滴血液,根据下面某个原理就能知道血液的密度。这个原理是(  )
A.硫酸铜溶液的颜色 B.物体的沉浮条件
C.液体内部的压强规律 D.血液的颜色变化
6.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
7.小科同学用软瓶和矿泉水瓶制作“浮沉子”。他先在软瓶内加入适量液体并密封,再放入矿泉水瓶中并使其漂浮,如图甲,最后密封矿泉水瓶。当他用力挤压矿泉水瓶,软瓶稍有下沉但仍漂浮,如图乙。挤压过程中,下列软瓶相关量的变化图像中表示正确的是( )
A.B.C. D.
8.把一个木球轻轻放入盛满水的溢杯中(足够大),溢出100g水;若将此木球从水中取出,擦干后轻轻放入盛满酒精的溢杯中(足够大),则溢出酒精的质量是(ρ木=0.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1×103kg/m3)( )
A.大于100g B.等于100g C.小于100g D.无法确定
9.两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则(  )
A.甲的密度比乙的密度大B.甲的密度与液体的密度相等
C.甲受到的浮力与乙受到的浮力相等D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,乙受到的浮力变大
10.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
11.小金做以下实验:先在一只玻璃水槽中注入一定量的水,后将盛有一些小石子的塑料小船放入水里 (如图所示),测得船底到液面的距离为 h,再每隔一定时 间向水里加食盐并搅动,直至食盐有剩余,不会再溶解为止。问在他所绘制的船底到液面 的距离 h 随加盐量而变化的图像中 (如图所示) 正确的是 (  )
A. B.
C. D.
12.港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,全长55公里,其中主体工程“海中桥隧”长35.578公里,海底隧道长约6.75公里,是世界上最长的跨海大桥。大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化,如图乙所示。根据图中信息,可知(  )
A.反映浮力随h变化图像的是① B.物体所受的最大浮力为4×104N
C.物体所受的重力为1.6×105N D.物体的的密度为4×103kg/m3
二、填空题
13.如图所示三个体积相同的实心球体在同一液体中静止,那么所受到的浮力最小的是   球。如果三个球质量相等,则三个球所受浮力大小关系   
14.小明将重为3N的石块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中,石块静止时弹簧测力计的示数如图所示,从图中可看出石块所受浮力的大小与液体的   有关,若剪断图乙中的细线,石块将   (填“上浮”“悬浮”或“下沉”).
15.盘秤上放一只盛有足量水的大烧杯(水未加满),盘秤的示数为10牛顿,现将一个5牛顿的木块用细绳吊在弹簧秤下,慢慢放入水中(水不溢出),当弹簧秤的示数是4牛时,该物体受到的浮力是   N,盘秤的示数是   N。
16.一块橡皮泥捏成实心球状,轻轻放到烧杯内的水面上,静止之后,实心球橡皮泥沉到容器底部,再把它捏成碗状,轻轻放到该烧杯内的水面上,橡皮泥漂浮在水面上,如图所示。
(1)图甲中橡皮泥所受浮力   其重力。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(2)乙图中的橡皮泥做成中空的形状,比甲图能够排开更多的水,橡皮混所受的浮力   (选填“增大”、“减小”或“相同”),使密度大于水的橡皮泥在水中静止时能够漂浮水面,利用这个原理,人们用钢铁制造了轮船。
17.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   。
18.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”).
19.
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。
20.小明对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放,部分体积浸入水中时,在液面所对的烧杯壁作一标记线,读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)为   牛;再把金属块竖放浸入同一杯水中,当   时,读出弹簧测力计示数F乙(如图乙)。比较发现F乙=F甲。由此小明得出:浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时,金属块底部受到水的压强p甲   p乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。
三、实验探究题
21.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    。
22.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图甲所示的装置,将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,并将实验数据记录在下表中。
液体种类 实验序号 物体重力 G物/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
(1)放入物体前溢水杯中应加满水,为减少实验误差,下列操作中符合要求的是 。
A.慢慢加水,目测加水到与溢水口相平即可
B.慢慢加水,加水到溢水口有水流出即可
(2)表中实验1“☆”应为    N。
(3)根据实验2和5,可探究浮力大小与    的关系。
(4)分析实验1、2、3(或4、5、6)可得出的结论是    。
23.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?
四、解答题
24.如图所示为我国航空母舰”福建舰”。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置,于2022年6月17日正式下水,其满载排水量为8万吨。(海水的密度取近似值1.0×103kg/m)
(1)当战斗机返回停在甲板上,福建舰受到的浮力将   (填“增大”、”不变”或”减小”)。
(2)求”福建舰”满载时受到的浮力大小?
(3)”福建舰”满载时,排开海水的体积是多少m'?
25.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。
26.如图所示,有一木块的体积为200cm3,浸没在水中且处于静止状态,木块受到绳子向下的拉力F为0.8N.(g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力忽略不计)求:
(1)木块此时受到浮力;
(2)木块的重力;
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
27.“南海一号”是南宋时失事沉没的木质古沉船。打捞时采用的是“整体打捞”的方案:首先将一个长30米,宽10米,高4米的沉箱下沉至海底罩住古沉船,然后封住沉箱的下端,最后将总质量为3000吨的沉箱打捞上岸,如图。
(1)打捞船拉着沉箱向上运动,在未露出水面时,沉箱受到的浮力    。(选填“增大”、不变”或“变小”)
(2)打捞船拉着沉箱向上运动时(未露出水面),钢索至少对沉箱施加多大的力?
(3)船只在水面航行时,不宜过近的并排航行,原因是    。
五、综合说理题
28.小李同学做了下面两个实验,请解释其中的科学道理:
(1)准备了一杯60℃的恰好饱和的硝酸钾溶液,悬浮着一只新鲜鸡蛋。如图,放在室温下,一段时间后,发现鸡蛋下沉,请用学过的知识解释这一现象。
(2)他在一个空矿泉水瓶里面套一个气球,在矿泉水瓶外用绳子扎紧气球的口,然后小明对着气球吹气,可是,小明用了很大的力气也只能吹大一点点,可是矿泉水瓶里还有很大的空间,小明觉得很纳闷,请你来帮忙解释这个现象。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【分析】根据对浮力的认识判断。
【解答】物体受到浮力的方向总是竖直向上的,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
2.【答案】D
【解析】【分析】首先根据浮沉条件比较铅笔受到浮力的大小,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体密度的大小。
【解答】粘有橡皮泥的铅笔始终在不同液体中漂浮,那么它受到的浮力始终等于自身重力。由于它的重力不变,所以三个浮力大小相等,即F甲=F乙=F丙;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度与排开液体的体积成反比。因为排开液体的体积V甲ρ乙>ρ丙。
故选D。
3.【答案】B
【解析】【分析】首先根据漂浮条件比较鸭子受到的浮力大小,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体密度的大小。
【解答】玩具鸭子在液体中始终漂浮,则它受到的浮力始终等于重力,因此二者的浮力相等。根据图片可知,鸭子在甲中排开液体的体积小于在乙中排开液体的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度ρ甲>ρ乙,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.【答案】C
【解析】【分析】(1)(2)根据浮沉条件比较物体密度大小和受到浮力的大小;
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较排开水的体积大小;
(4)根据液体压强公式p=ρ液gh比较下表面受到压强的大小。
【解答】AB.根据图片可在,物体A在水面漂浮,则ρA<ρ水;物体B在水面悬浮,则ρB=ρ水。比较可知,物体密度ρA<ρB,故A错误;
物体A在水面漂浮,则浮力F浮力A=GA;物体B在水里悬浮,则浮力F浮力B=GB。A、B质量相等,根据G=mg可知,二者的重力相等,那么二者受到的浮力相等,即F浮力A=F浮力B,故B错误;
C.A、B受到的浮力相等,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它们排开水的体积V排A=V排B,故C正确;
D.根据图片可知,物体B下表面的深度大于A下表面的深度,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,下表面受到水的压强:pB>pA,故D错误。
故选C。
5.【答案】B
【解析】【分析】根据物体的浮沉条件分析判断。
【解答】当血滴在溶液中漂浮时,血滴的密度小于溶液密度。血滴在溶液中悬浮时,血滴的密度等于溶液密度。当血滴在溶液中下沉时,血滴的密度大于溶液的密度。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
6.【答案】A
【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。
7.【答案】D
【解析】【分析】(1)(2)封闭气体的体积减小时,气压增大;
(3)(4)根据浮沉条件分析判断。
【解答】AB.当挤压矿泉水瓶时,它的体积减小,于是水瓶内气压增大,则软瓶的体积减小,故A、B错误;
C.软瓶受到的气压增大,于是在水里下沉一些,因此路程水面的体积减小,故C错误;
D.软瓶仍然在水面漂浮,则它受到浮力还等于重力,即浮力不变,故D正确。
故选D。
8.【答案】B
【解析】【分析】将木球的密度与水和酒精的密度进行比较,根据浮沉条件计算它受到的浮力,进而计算出它排开酒精的质量。
【解答】因为木球的密度小于水的密度,所以木球在水中漂浮,那么它受到的浮力等于重力。
因为木球的密度小于酒精的密度,所以木球在酒精中漂浮,那么它受到的浮力等于重力。
比较可知,木球在水中受到的浮力等于在酒精中受到的浮力;
即F浮水=F浮酒;
G排水=G排酒;
m排水g=m排酒;
那么m排酒=m排水=100g。
故选B。
9.【答案】C
【解析】【分析】物体浸入液体中,当物体密度等于液体密度时,物体悬浮在液体中。。浸没时,。
【解答】A、静止后细线处于绷紧状态 ,甲和乙之间存在拉力。若剪断细线,甲会上浮,乙会下沉。所以,故A错误。
B、把甲和乙作为一个整体,甲和乙在液体中静止时悬浮,根据物体浮沉条件可知,甲和乙的平均密度等于液体的密度,而甲和乙由不同材料制成,其密度不同。所以B错误。
C:甲和乙两个正方体边长相同,则根据体积公式可知其体积相等,两个正方体都浸没在同一液体中,则其排开液体的体积相等,根据F浮=P液gV排可知,甲受到的浮力等于乙受到的浮力,故C正确。
D、根据题意可知,细线处于绷紧状态,如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,甲将漂浮在液面上,乙将下沉。根据,乙在下沉过程中,V排不变,所以浮力大小不变。故D错误。
所以选:C。
10.【答案】D
【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。
11.【答案】D
【解析】【分析】根据溶解度的知识,结合阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排分析判断。
【解答】随着食盐的不断加入,则水的密度不断增大;当食盐不再继续溶解时,水的密度保持不变,即水的密度先增大后不变。小船始终在水面漂浮,则它受到的浮力等于重力,即保持不变。根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知,小船排开水的体积先减小后不变,那么船底到液面的距离先减小后不变。
故选D。
12.【答案】C
【解析】【分析】(1)随着h的变大,物体排开水的体积先变大后不变,由F浮=ρ液gV排可知,物体所受浮力的变化情况,从而可知图乙中反映浮力随h变化的图像和钢绳拉力随h变化的图像;
(2)物体浸没时,排开水的体积最大,等于物体的体积,根据F浮=ρ液gV排求得最大浮力;
(3)根据图像可知,当物体浸没时,所受浮力与拉力相等,此时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力的作用,由力的平衡条件可得物体受到的重力;
(4)根据G=mg=ρVg求得物体的密度。【解答】A.随着h的变大,物体排开水的体积先变大后不变,由F浮=ρ液gV排可知,物体所受浮力的先变大后不变,所以反映浮力随h变化的图像是②,反映钢绳拉力随h变化的图像是①,故A错误;
B.物体浸没时,排开水的体积最大,等于物体的体积,即:V排=V=(2m)3=8m3,
物体所受的最大浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,故B错误;
C.根据图像可知,当物体浸没时,所受浮力与拉力相等,
此时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力的作用,
由力的平衡条件可得,
物体受到的重力为:G=F拉+F浮=8×104N+8×104N=1.6×105N,故C正确;
D、物体的密度为:,故D错误。
故选C。
13.【答案】A;A=B=C
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较实心球受到的浮力大小;
(2)根据浮沉条件比较实心球受到的浮力大小。
【解答】(1)根据图片可知,A排开液体的体积最小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到浮力最小的是A;
(2)三个小球质量相等,根据G=mg可知,三个小球的重力相等。B、C在水中悬浮,则它们受到的浮力等于自身重力。A在水中漂浮,则它受到浮力也等于重力。比较可知,三个球受到的浮力相等,即FA=FB=FC。
14.【答案】密度;下沉
【解析】【分析】(1)根据题目描述分析哪个因素发生改变即可;
(2)比较浮力和重力的大小,从而确定物体的浮沉状态。
【解答】(1)根据图片可知,石块浸没在液体中,则排开液体的体积相等,只有液体密度不同,那么得到:石块所受浮力的大小与液体的密度有关。
(2)根据乙图可知,石块的重力等于浮力和拉力之和,即浮力小于重力,那么剪断细线后,石块将下沉。
15.【答案】1;11
【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)盘秤的示数等于它受到的压力,据此分析解答。
【解答】(1)该物体受到的浮力:”F浮力=G-F拉=5N-4N=1N;
(2)根据左图可知,盘秤的示数等于容器和水的总重力,即它们的总重力为10N。
根据右图可知,物体对水的压力和物体受到的浮力为一对相互作用力,
那么二者大小相等,即物体对水的压力为1N。
根据图片可知,盘秤的示数等于容器、水和物体对水的压力之和,
则右图盘秤的示数为:F=10N+1N=11N。
16.【答案】(1)小于
(2)增大
【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=G排=m排g分析橡皮泥受到浮力的变化。
【解答】(1)图甲中橡皮泥在水中下沉,那么它受到的浮力小于重力;
(2)乙图中的橡皮泥做成中空的形状,比甲图能够排开更多的水,根据阿基米德原理F浮=G排=m排g可知,橡皮混所受的浮力增大。
17.【答案】上升
【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。
18.【答案】1;沉底
【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。
19.【答案】仍在 A 处;12.5
【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。
20.【答案】(1)1.6;水面与标记线相平
(2)小于
【解析】【分析】(1)根据甲图确定测力计的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数F甲。探究物体浸没时受到的浮力是否与深度有关时,必须控制液体密度和排开液体的体积相同。当甲中物体完全浸没时在水面位置做好标记,当乙图中水面再次达到标记时,说明物体浸入水中的体积相等,据此分析解答。
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh分析解答。
【解答】(1)根据甲图可知,弹簧测力计的量程为5N,分度值为0.2N,则测力计的示数F甲=1.6N。
再把金属块竖放浸入同一杯水中,当水面与标记线相平时,读出弹簧测力计示数F乙(如图乙)。比较发现F乙=F甲。由此小明得出:浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
(2)比较图片可知,金属块底部所在的深度h甲21.【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
【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。
22.【答案】(1)B
(2)0.5
(3)液体密度
(4)在液体密密度相同时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大
【解析】【分析】(1)在实验操作中的“装满”应该是往溢水杯中倒水,直到水从溢水口流出就停止加水;
(2)根据称重法算出第一次实验物体受到的浮力;
(3)比较2和5的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答;
(4)比较1、2、3(或4、5、6)的相同量和不同量,根据控制变量法得出结论。
【解答】(1)在实验操作中的“装满”应该是往溢水杯中倒水,直到水从溢水口流出就停止加水,故选B。
(2)根据称重法知第一次实验物体受到的浮力为:F浮=G-F=2N-1.5N=0.5N;
(3)由2和5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,故可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)分析实验1、2、3(或4、5、6)知液体的密度相同,排开液体的体积不同,且排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,故可以得出:在液体密密度相同时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
23.【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:。
【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。
24.【答案】(1)增大
(2)解: m液=8×104t=8×107kg
F浮=G浮=m液g=8×107kg×10N/kg=8×108N
答:”福建舰” 满载时受到的浮力大小为8×108N。
(3)解:由F浮=ρ海水V排g可知,福建舰排开海水的体积:
V浮=
V排=8×104m3
答:”福建舰” 满载时,排开海水的体积是8× 104m3.
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件分析轮船受到浮力的变化;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算满载时受到的浮力;
(3)根据阿基米德原理的变形式 计算福建舰排开海水的体积。
【解答】(1)福建舰始终漂浮在水面上,它受到的浮力等于自身重力。当战斗机停在甲板上时,它受到的重力增大,那么它受到的浮力增大。
25.【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
【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。
26.【答案】(1)木块浸没在水中,则木块排开水的体积:
V排=V=200cm3=2×10﹣4m3,
木块此时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N
(2)木块在绳子拉力的作用下静止在水中,受到竖直向下的重力和拉力,
由三力平衡可得:G木+F=F浮,
则G木=F浮-F=2N-0.8N=1.2N
(3)因G木<F浮,
所以,剪断绳子后木块静止时处于漂浮状态,
此时木块受到的浮力F浮′=G木=1.2N,
根据阿基米德原理可得,此时木块排开水的体积:
V排′= =1.2×10﹣4m3
【解析】【分析】(1)当物体完全浸没在水中时,它排开液体的体积等于自身体积,根据阿基米德原理 F浮=ρ液体gV排 计算木块此时受到的浮力即可;
(2)对静止状态下的木块进行受力分析,根据二力平衡的知识 G木=F浮-F 计算木块受到的重力即可;
(3)将此时木块受到的浮力与重力进行比较,进而确定剪断绳子后木块的运动状态,以及最终的平衡状态。再根据二力平衡的知识计算木块受到的浮力,最后根据阿基米德原理的变形式 计算木块排开水的体积即可。
27.【答案】(1)不变
(2)沉箱在被逐渐吊起时,受竖直向下的重力G,竖直向上是拉力F拉,竖直向上的浮力F浮,而处于平衡状态;
沉箱的重力为:G=mg=3000000kg×10N/kg=3.0×107N;
沉箱受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30m×10m×4m=1.2×107N;
由平衡条件,得:G=F浮+F拉,则F拉=G﹣F浮=3.0×107N﹣1.2×107N=1.8×107N
(3)两艘并排航行的轮船,若两艘船靠的比较近且并排前进,两船内侧的水流速度大,外侧的水流速小,根据流体压强与流速的关系可知:两船内侧的水的压强小于两船外侧水的压强,在这个压强差的作用下,两船会向中间靠拢,出现相撞的情形
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排分析浮力的变化。
(2)首先根据G=mg计算出沉箱的重力,再根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排 计算出沉箱受到的浮力,最后根据 G=F浮+F拉 二力平衡的知识计算沉箱上浮时受到的拉力。
(3)流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析解答。
【解答】(1)打捞船拉着沉箱向上运动,在未露出水面时,沉箱完全浸没在水中,此时它排开水的体积始终等于自身体积,即排开水的体积不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排可知,沉箱受到的浮力不变。
28.【答案】(1)热的硝酸钾饱和溶液在室温下温度下降,而硝酸钾的溶解度随着温度下降而减小,所以会有晶体析出,使得溶液的溶质质量分数降低,从而密度减小,当溶液密度小于鸡蛋密度时,鸡蛋下沉
(2)由于瓶和气球之间是密封的,当气球被略微吹大后,瓶和气球之间的气体体积减小,瓶内气压变大,所以小明就很难再把气球吹大
【解析】【分析】(1)①硝酸钾的溶解度随温度的降低而减小;
②溶解度越小,则饱和溶液的溶质质量分数越小,则密度越小;
③溶液密度大于物体密度时,物体上浮;溶液密度等于物体密度时,物体悬浮;溶液密度小于物体密度时,物体下沉。
(2)封闭气体的压强与气体的质量大小有关,即当体积和温度不变时,气体的质量越大,则气体的压强越大,据此分析解答。
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