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八上科学《第3章浮力》1-3节
一.选择题(共25小题)
1.形状不同的物体都浸没在同种液体中,所受浮力相等,它们( )
A.体积一定相等 B.质量一定相等
C.密度一定相等 D.一定都是实心物体
2.如图所示,将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确表示浮力F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图象是( )
A.B. C.D.
3.如图所示,4个体积相同的小球浸在水中,则所受浮力最小的是( )
A.A球 B.B球 C.C球 D.D球
4.关于物体受到的浮力,下列说法中不正确的( )
A.漂在水面的物体受到的浮力小 B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C.浸没在水中的物体越深受到的浮力越大 D.物体的密度越大受到的浮力越小
5.将重7牛的物体浸没在水中,它排开的水重5牛,则物体在水中受到的浮力是( )
A.7牛 B.12牛 C.2牛 D.5牛
6.小杰同学在游玩海底世界时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
7.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球恰好处于水面下,水的密度随温度的变化如图乙所示,现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水温下降到0℃的过程中,若小球的体积始终不变,则小球所受浮力大小的变化情况是( )
A.先不变,后变小 B.先不变,后变大
C.先变大,后变小,沉底后不变 D.先变大,后变小,4℃时最大
8.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是( )
A.F1>F2>F3>F4 B.F1﹣F2=F3﹣F4
C.F1+F2=F3+F4 D.F1﹣F3=F4﹣F2
9.如图所示,甲图台秤上放一只装满水的溢水杯,乙图台秤上放一只未装满水的烧杯。现将一手指浸入水中,手指与容器底、壁均不接触,在手指浸入水的过程中,两台秤的示数变化情况是( )
A.甲不变,乙变大 B.甲变大,乙不变
C.甲变小,乙不变 D.甲变小,乙变大
10.如图甲所示,立方体木块下端用一段细线与之相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向容器中慢慢加水(如图乙),直到装满容器。细线的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,则拉力F随深度h的变化关系图象是( )
A.B. C.D.
11.如图所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,静止在如图所示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法确定
12.在河里行走时,河底的石子会硌脚;但是,在由河边浅水处走向深水处的过程中,石子硌脚引起的疼痛会越来越轻,这主要是因为( )
A.人受到的重力越来越小 B.水对脚的压强越来越小
C.受到的浮力越来越大 D.人体的质量越来越小
13.将一个相同的实心球分别放入水和盐水中,如图所示,实心球受到的浮力分别用F1、F2表示,比较浮力的大小,应为( )
A.F1<F2 B.F1>F2 C.F1=F2 D.无法判断
14.如图所示,小莹同学把两个体积相等的木球和铁球,用细线系住后放入水中时恰能悬浮在水中,则木球和铁球所受浮力( )
A.木球较大 B.铁球较大
C.两球一样大 D.无法判断大小
15.如图所示,盛有水的溢水杯放在水平桌面上,水面低于溢水口;将一块质量为m、体积为V的物块甲轻轻放入溢水杯中,溢出的水全部用空的小烧杯接住;物块甲静止时排开水的体积为V排。下列说法中正确的是( )
A.物块甲受到的浮力一定等于ρ水gV排 B.物块甲受到的浮力一定等于ρ水gV
C.小烧杯中水的重力一定等于mg D.小烧杯中水的重力一定等于ρ水gV排
16.如图甲所示,正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,直到距水面上方一定高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。根据图像信息判断,下列说法正确的是( )
A.该金属块重力的大小为34N B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是54N
C.该金属块的体积是2×10﹣3m3 D.在t1至t2时间段金属块底部所受液体的压强逐渐增大
17.如图所示,将重为12N的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测力计示数为7N。下列说法正确的是( )
A.小球的体积为700cm3
B.小球的密度为1.2g/cm3
C.缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到0N
D.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为12N
18.小宁用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量石块的密度,烧杯的重力为G0、底面积为S。如图甲所示,他用弹簧测力计测出石块的重力为G;如图乙,烧杯内水的深度为h;如图丙,将石块浸没于水中,弹簧测力计的示数为F,已知水的密度为ρ。下列说法正确的是( )
A.乙图中,烧杯对桌面的压强 B.该石块的体积为
C.丙图中,烧杯底受到水的压强为ρgh+ D.石块的密度为
19.如图甲所示,高为1m均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计水的阻力,则下列说法正确的是( )
A.石料受到的重力为900N
B.石料的密度为1.8×103kg/m3
C.如果将该石料立在水平地面上,则它对地面的压强为2.8×104Pa
D.石料沉底后水平池底对石料的支持力为500N
20.用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示,物体下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面下降高度h的关系如图乙,根据图中信息,可知( )
A.物体受到的最大浮力是5牛 B.物体的体积是500厘米3
C.物体的密度是2.25×103千克/米3 D.物体浸没后,下表面受到水的压力保持不变
21.弹簧测力计下端挂一个合金块,先后浸没在水和酒精中,示数如图示。下列有关计算正确的是(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒=0.8×103kg/m3)( )
A.合金块的质量为4kg B.在水中受到的浮力为3N
C.合金块的体积为104cm3 D.合金块的密度为4×103kg/m3
22.如图所示,将盛有适量水的容器放在水平桌面上,然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中(水未溢出),观察铁块从刚开始浸入水中到完全浸在水中的实验现象,并对一些物理量做出了如下判断:①铁块受到的浮力变大;②弹簧测力计的示数变小;③桌面受到的压力变大;④水对容器底部的压强变大。其中正确的是( )
A.①② B.①②③ C.①②③④ D.①②④
23.把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1,如图甲所示。用细针缓慢将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2,如图乙所示,忽略细针的体积。则正确的是( )
A.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为ρ水g(V2﹣V1)
B.木块的质量为ρ水V2
C.木块的密度为ρ水
D.木块压入水的过程中,溢水杯底受到水的压强先增大后不变
24.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,此时木块A刚好完全浸没在水中,接着打开阀门B,缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,这个过程中,弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ木=0.7×103kg/m3,木块体积为V0,不计弹簧所受浮力,则下列说法正确的是( )
A.C点弹簧处于原长 B.CD段弹簧被压缩
C.D点的横坐标d的值为0.3V0 D.点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为2:3
25.某科学兴趣小组对物体的浮沉条件进行研究。在一个底面积为200cm2的圆柱形薄壁容器底部,放一个边长为10cm的正方体物块,然后逐渐向容器中加水(水始终未溢出),物块受到的浮力F浮与容器中水的深度h的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.水深4cm时,物块受到的浮力为4N
B.水深8cm时,容器内水的质量为800g
C.正方体物块的密度是0.8×103kg/m3
D.水深11cm时,将物块取出,容器底受到水的压强减小300Pa
二.填空题(共25小题)
26.如果甲、乙两种液体的密度之比是5:4,甲液体的体积是乙液体的3倍,甲、乙两种液体的质量之比为 。
27.用质量相同的铅、铜、铁、铝制成同体积的四个球(ρ铅>ρ铜>ρ铁>ρ铝),下列说法中不正确的是 (填字母)。
A.四球都是实心的 B.四球都是空心的
C.铝球一定是实心的 D.铁球一定是空心的
28.在横线上填出下列物质的质量、体积、密度的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)
(1)一瓶汽油用去一半后,剩余汽油的密度 。
(2)一块铁制成铁锅后,铁的密度 。
(3)一瓶氧气病人用掉一半,剩在钢瓶中的氧气质量 ,体积 ,密度 。
(4)冰熔化成水质量 ,体积 ,密度 。
29.如图所示,在甲、乙两个完全相同的容器中盛有质量相等的水和酒精(已知ρ水>ρ酒)其中a、b两点到液面的距离相同,a、c两点到容器底部的距离相同。
(1)甲盛的是 。
(2)在a、c两点水平面以下,容器中水的质量比酒精 (选填“大”或“小”)。
(3)在a、b两点水平面以下,容器中水的质量比酒精 (选填“大”或“小”)。
30.(1)小应测出甲、乙两种实心固体物质的质量与体积的关系图象如图甲所示,由图可知,其中密度较大的是 (填“甲”或“乙”),甲的密度是 kg/m3。
(2)小应还利用天平和量杯测量某种液体的密度,测出了几组实验数据,并根据测量结果作出了“m﹣V”图象,如图乙所示。根据数据绘出的图像如图所示。该液体的密度为 kg/m3。
31.在一瓶子中装满水,将瓶塞浸在水中,如图甲所示。若瓶塞浸在水中的体积为8cm3,则瓶塞受到水的浮力为 N;若将瓶子倒立放置如图乙,此时瓶塞受到水的浮力为 N。
32.用手将一重为6N的物体全部浸入水中,物体排开的水的重为10N,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将 。(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)
33.小台家里养了几条金鱼。一天,他看到一条体积约为50厘米3的金鱼停在水下20厘米处,这时金鱼受到水的浮力约是 N。过了一会儿,金鱼游到水下30厘米处,这时(忽略体积变化)它受到的浮力是 (填“变大”、“变小”或“不变”)
34.在一只很薄的塑料袋中装满水,把空气全部排出,用细线把袋口扎紧,再使橡皮筋与细线相连。拿住橡皮筋的上端浸没于水中,此时橡皮筋的长度 橡皮筋原长(填大于、小于、等于);一个粗心的同学没有将塑料袋完全浸没在水中,此时橡皮筋的长度 橡皮筋原长(填大于、小于、等于)。
35.我国第一艘航母“辽宁号”,舰长304米,舰宽70.5米,满载时排水量达6.75×10 7千克。它满载时所受的浮力为 牛,浸入水中的体积是 m3(g取10牛/千克,海水密度取1.0×103kg/m3)
36.某物体在空气中用弹簧秤称得读数为2.6N,全部浸入酒精中用弹簧秤称得读数为1N.则:该物体的体积是 cm3,该物体的密度是 kg/m3,该物体在水中所受的浮力是 N.(g取10N/kg,酒精密度是0.8g/cm3)
37.如图所示,体积为1×10﹣3m3,材料相同的两个金属球,分别连接在弹簧的上端,弹簧的下端固定在容器的底部。
(1)甲图装置内是水,静止时弹簧对球向上的弹力为70N,则该球的重力为 牛。
(2)乙图装置内装的是另一种液体,静止时弹簧对球向上弹力为72N,则该种液体的密度为 kg/m3。
38.将棱长为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(如图甲所示),钢绳的拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化,如图乙所示,其中反映浮力随h变化的图线是 (选填序号);物体浸没后所浮力大小为 N;根据图象可知,该物体的重力为 N.(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)
39.小科从上海世博会带回一个“小美人鱼”工艺品,他想知道这个工艺品的密度,于是进行了实验。请你根据图的实验数据分析:
(1)取出工艺品后,溢水杯底部受到的液体压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)工艺品此时所受的浮力F浮= (结果用字母表示)。
40.如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力 小球的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”),剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强 。
41.两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当小球静止时,液面相平,球所处的位置如图,液体对容器底的压强为p甲、p乙,两小球排开液体的重为G甲、G乙,则p甲 p乙,G甲 G乙。(选填“<”、“=”或“>”)
42.一块实心的冰块,用细线拴住浸没在水中(如图),冰块熔化过程中(不考虑水蒸发和温度影响,ρ冰=0.9×103kg/m3),容器底部受到水的压强将 (填“增大”、“减小”、“不变”),台秤的示数将 。
43.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,则当冰完全融化为的水后,容器中水面的位置将 。
44.将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,冰块融化后,水面高度 (选填“上升”、“下降”或“不变”),水对容器底部的压力增大了 N。
45.将冰块放在浓盐水中,液面位置如图所示,若冰完全熔化,杯中液面高度将 (填“上升”、“下降”或“不变”,下同);该浓盐水的密度为1.2g/cm3,露出水面的冰块体积是冰块体积的几分之几? 。(冰的密度为0.9g/cm3)
46.许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是 N(g=10N/kg).若该船从大海驶入内河,船受到的浮力大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),由于河水密度比海水密度小,因此轮船要 (选填“上浮一些”或“下沉一些”)。
47.将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块受到的最大浮力为 N,细线对木块的最大拉力为 N。
48.“独竹漂”是指运动员脚踏漂流在水面上的单棵楠竹(如图),依靠小竹竿划动达到水上漂行的一项民族传统体育项目。选手表演时赤着脚,手执一根细竹竿做“桨”,表演“乘风破浪”等绝技,颇有“一苇渡江”之妙。若楠竹的质量为10kg,运动员和细竹竿共重500N,则承载该运动员的楠竹所产生的浮力为 N(g取10N/kg),此时排开水的体积为 m3;在平静的水面上,当小竹竿停止划动后,楠竹还能继续向前进一段距离,这是因为 。
49.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)
50.将一底面积为30cm2的长方体木块用细线拴在个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为 N,木块重力为 N。
三.实验探究题(共2小题)
51.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。(g取10N/kg)
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与 的关系;根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为 N。
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而 ,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为 kg/m3。
52.用如图所示实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入装满水的溢水杯中时,水会流入空桶,回答下列问题:
(1)如图所示,当物块浸入装满水的溢水杯中时,水对杯底的压强将会 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)由实验可得结论,浸在水中的物体所受的浮力的大小等于 。
(3)由图中信息可知物块的密度为 kg/m3。
四.计算题(共4小题)
53.如图所示,在一个装满水的容器中,轻质弹簧的一端连着小球,另一端固定在容器底部。已知小球的体积为500cm3,小球静止时受到弹簧对它向下的拉力,拉力大小为2N。g取10N/kg,则:
(1)此时小球所受的浮力为多少?
(2)该小球的密度为多少?
54.一个质量为0.8kg且质地均匀的正方体物块,底面是边长为10cm的正方形。
(1)用手缓慢下压物块,如图所示,当物块下表面所处的深度为0.09m时,物块下表面受到水的压强是多少?
(2)继续用手缓慢压物块,当物块上表面与液面刚好相平时,手需要施加多大的压力?
55.如图所示,将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中,并向容器内加水。
(1)圆柱体的重力为 N;
(2)当水加到2厘米时,求圆柱体受到的浮力为 N;
(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,求圆柱体露出液面的体积。
56.如图是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置。其中A是底面积为50cm2的实心均匀圆柱形物体。用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图中实线所示。求:
(1)完全浸没时,A受到水的浮力;
(2)圆柱形物体A的高;
(3)圆柱形物体A的密度;
(4)小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图中虚线所示图象,则该液体密度。
参考答案与试题解析
一.选择题(共25小题)
1.形状不同的物体都浸没在同种液体中,所受浮力相等,它们( )
A.体积一定相等 B.质量一定相等
C.密度一定相等 D.一定都是实心物体
【解答】解:由阿基米德原理公式F浮=G排=ρ液gV排可知,不同物体浸在同种液体中时,所受浮力大小与物体排开液体的体积成正比。因为形状不同的物体所受浮力相等,所以它们排开液体的体积是相等的,又因为它们都浸没在液体中,V排=V物,所以它们的体积也一定相等。
故选:A。
2.如图所示,将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确表示浮力F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:圆柱体逐渐浸入水中的过程中,在浸没之前,随着浸入水中深度的增加,它排开水的体积增大,受到的浮力增大;浸没后,随着浸入水中深度的增加,它排开水的体积不变,受到的浮力不变,故能正确反映浮力F浮和物体下表面到水面距离h关系的图象为D。
故选:D。
3.如图所示,4个体积相同的小球浸在水中,则所受浮力最小的是( )
A.A球 B.B球 C.C球 D.D球
【解答】解:由图知,四个球排开水的体积:VA<VB=VC=VD,
由F浮=ρ水V排g可得,四个球受到的浮力:FA<FB=FC=FD,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.关于物体受到的浮力,下列说法中不正确的( )
A.漂在水面的物体受到的浮力小
B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C.浸没在水中的物体越深受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小
【解答】解:A、漂在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积大,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体到的浮力大,故A选项不正确,符合题意;
B、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,不符合题意;
C、当物体完全浸没在水中时,V排不变,浮力不变,符合题意;
D、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与液体的密度有关,与物体的密度无关,故D不正确,符合题意;
故选:ACD。
5.将重7牛的物体浸没在水中,它排开的水重5牛,则物体在水中受到的浮力是( )
A.7牛 B.12牛 C.2牛 D.5牛
【解答】解:因物体浸没在水中,则根据阿基米德原理可知:
物体在水中受到的浮力F浮=G排=5N。
故选:D。
6.小杰同学在游玩海底世界时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
【解答】解:(1)气泡上升时,h变小,由P=ρgh得气泡受到水的压强变小,因此气泡的体积变大,由于一定质量的气体,体积变大,压强变小,所以气泡内的压强变小;
(2)由于气泡在上升过程中体积变大,所以根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,气泡所受的浮力在变大。
故选:D。
7.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球恰好处于水面下,水的密度随温度的变化如图乙所示,现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水温下降到0℃的过程中,若小球的体积始终不变,则小球所受浮力大小的变化情况是( )
A.先不变,后变小
B.先不变,后变大
C.先变大,后变小,沉底后不变
D.先变大,后变小,4℃时最大
【解答】解:因烧杯里盛有6℃的水时,小球恰好悬浮,
所以,小球的密度与此时水的密度相等,受到的浮力和自身的重力相等,
由图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大,
①当水的温度从6℃降到4℃时,水的密度增大,大于小球的密度,小球缓慢上浮、最后漂浮,无论悬浮还是漂浮,小球受到的浮力和自身的重力相等;
②当水的温度从4℃降到0℃时,水的密度减小,
在水的密度不小于小球的密度时,小球由漂浮变为悬浮,受到的浮力仍和自身的重力相等,
在水的密度小于小球的密度时,小球由悬浮变为下沉,受到的浮力小于自身的重力;
综上可知,小球受到的浮力先不变后变小。故A正确,BCD错误。
故选:A。
8.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是( )
A.F1>F2>F3>F4 B.F1﹣F2=F3﹣F4
C.F1+F2=F3+F4 D.F1﹣F3=F4﹣F2
【解答】解:由图知,物体的重力为F1,物体浸在液体中时测力计的示数为F3,
则根据称重法可得物体受到的浮力F浮=F1﹣F3;
图中小烧杯和溢出水的总重为F4,空烧杯的重为F2,则物体排开水的重为:G排=F4﹣F2;
若F浮=G排,即F1﹣F3=F4﹣F2成立,就符合阿基米德原理。
故选:D。
9.如图所示,甲图台秤上放一只装满水的溢水杯,乙图台秤上放一只未装满水的烧杯。现将一手指浸入水中,手指与容器底、壁均不接触,在手指浸入水的过程中,两台秤的示数变化情况是( )
A.甲不变,乙变大 B.甲变大,乙不变
C.甲变小,乙不变 D.甲变小,乙变大
【解答】解:甲中浸入手指后,水溢出,液面的高度不变,故水对底部的压强不变,压力也不变,故台秤所受压力不变,示数不变;
乙中浸入手指后,液面高度升高,液体对底部压强变大,故压力变大,台秤的示数变大,故A正确,BCD不变。
故选:A。
10.如图甲所示,立方体木块下端用一段细线与之相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向容器中慢慢加水(如图乙),直到装满容器。细线的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,则拉力F随深度h的变化关系图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:向容器中慢慢加水,物体浸入水中,一开始因为排开水的体积小,物体受到的浮力小于重力,细线没有被拉直,拉力为0;
随着水的增多,排开水的体积越来越大,当物体受到的浮力大于物体重时,物体开始上升,当细线被拉直,细绳的拉力增大;
当物体全浸入水中,排开水的体积不变、浮力不变,细线的拉力不变;
由此可见细线的拉力是先为0,不断增大,最后不变。
故选:C。
11.如图所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,静止在如图所示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法确定
【解答】解:∵ρ=,m铁=m桶,铁的密度相同,
∴铁桶和实心铁球的体积:V铁=V桶,
∵都浸没于水中,
∴V=V排,
铁桶和实心铁球排开水的体积V排相等,
∵F浮=ρ水V排g,
∴铁桶和实心铁球受到水的浮力相等;
∵F拉+F浮=G,
∴F拉=G﹣F浮,
∴绳子对它们的拉力F1和F2相等。
故选:B。
12.在河里行走时,河底的石子会硌脚;但是,在由河边浅水处走向深水处的过程中,石子硌脚引起的疼痛会越来越轻,这主要是因为( )
A.人受到的重力越来越小 B.水对脚的压强越来越小
C.受到的浮力越来越大 D.人体的质量越来越小
【解答】解:人由河边浅水处走向深水处的过程中,由于人体排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知人受到的浮力会逐渐增大,人此时受到重力G、河底施加的支持力F支、浮力F浮,则F浮+F支=G,其中人的重力不变,浮力增大,所以河底对人的支持力减小,因此脚疼越来越轻,故C正确,ABD错误。
故选:C。
13.将一个相同的实心球分别放入水和盐水中,如图所示,实心球受到的浮力分别用F1、F2表示,比较浮力的大小,应为( )
A.F1<F2 B.F1>F2 C.F1=F2 D.无法判断
【解答】解:因为实心球在水、盐水中下沉,V排水=V排盐水=V球,且ρ水<ρ盐水,
根据阿基米德原理可知:F1=ρ水gV排水,F2=ρ盐水gV排盐水,
所以F1<F2,故A正确,BCD错误。
故选:A。
14.如图所示,小莹同学把两个体积相等的木球和铁球,用细线系住后放入水中时恰能悬浮在水中,则木球和铁球所受浮力( )
A.木球较大 B.铁球较大
C.两球一样大 D.无法判断大小
【解答】解:两球虽然质量不同,但由于体积相同且浸没在水中,故排开水的体积相同;
由阿基米德原理可知,两球所受浮力相同。
故选:C。
15.如图所示,盛有水的溢水杯放在水平桌面上,水面低于溢水口;将一块质量为m、体积为V的物块甲轻轻放入溢水杯中,溢出的水全部用空的小烧杯接住;物块甲静止时排开水的体积为V排。下列说法中正确的是( )
A.物块甲受到的浮力一定等于ρ水gV排
B.物块甲受到的浮力一定等于ρ水gV
C.小烧杯中水的重力一定等于mg
D.小烧杯中水的重力一定等于ρ水gV排
【解答】解:A、根据阿基米德原理可得,物块甲受到的浮力F浮=G排=m排g=ρ水gV排,故A正确;
B、若物块甲漂浮时,V排<V,根据阿基米德原理可得,物块甲受到的浮力F浮=G排=m排g=ρ水gV排<ρ水gV,故B错误;
CD、溢水杯中水面低于溢水口,物块甲静止时溢出水的体积小于排开水的体积,即V溢<V排,则G溢=m溢g=ρ水gV溢<ρ水gV排=G排,小烧杯中水的重力一定小于ρ水gV排,
根据阿基米德原理可得,F浮=G排,若物块甲漂浮或悬浮时,F浮=G=mg,则G排=mg,若物块甲沉底时,F浮<G=mg,则G排<mg,且由C可知G溢<G排,因此G溢<mg,即小烧杯中水的重力一定小于mg,故CD错误。
故选:A。
16.如图甲所示,正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,直到距水面上方一定高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。根据图像信息判断,下列说法正确的是( )
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是54N
C.该金属块的体积是2×10﹣3m3
D.在t1至t2时间段金属块底部所受液体的压强逐渐增大
【解答】解:
A、当金属块完全露出水面时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,由图像可知,该金属块重力为G=F拉1=54N,故A错误;
BC、当金属块浸没在水中时,即为图中的AB段,由图像可知,此时绳子的拉力F拉2=34N,
则浸没在水中时金属块受到的浮力为:F浮=G﹣F拉2=54N﹣34N=20N;
由F浮=ρ水V排g可得,金属块的体积:V=V排===2×10﹣3m3,故C正确,B错误;
D、由图知,在t1至t2时间段内,金属块底部所处的深度变小,根据p=ρgh可知,金属块底部所受液体的压强逐渐减小,故D错误。
故选:C。
17.如图所示,将重为12N的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测力计示数为7N。下列说法正确的是( )
A.小球的体积为700cm3
B.小球的密度为1.2g/cm3
C.缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到0N
D.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为12N
【解答】解:A、由题知,当小球的一半体积浸在水中时受到的浮力为:F浮=G﹣F示=12N﹣7N=5N,
由阿基米德原理可知,小球的体积为:
V=2V排=2×=2×=10﹣3m3=1000cm3,故A错误;
B、由G=mg=ρVg可知,小球的密度为:
ρ===1.2×103kg/m3=1.2g/cm3;故B正确;
C、缓缓向下移动弹簧测力计,当小球全部浸没时受到的浮力为:
F浮′=ρ水gV排'=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N,
则F浮′<G,小球对测力计的拉力最小为12N﹣10N=2N,故C错误;
D、当小球全部浸没时受到的浮力F浮′<G,剪断悬吊小球的细线,小球在水中将下沉,稳定时受到的浮力为10N,故D错误。
故选:B。
18.小宁用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量石块的密度,烧杯的重力为G0、底面积为S。如图甲所示,他用弹簧测力计测出石块的重力为G;如图乙,烧杯内水的深度为h;如图丙,将石块浸没于水中,弹簧测力计的示数为F,已知水的密度为ρ。下列说法正确的是( )
A.乙图中,烧杯对桌面的压强
B.该石块的体积为
C.丙图中,烧杯底受到水的压强为ρgh+
D.石块的密度为
【解答】解:A、由题意得,烧杯中水的质量:m水=ρV水=ρSh,
烧杯中水的重力:G水=m水g=ρShg,
乙图中,烧杯放在水平桌面上,烧杯对桌面的压力:F乙=G水+G0=ρShg+G0,
乙图中,烧杯对桌面的压强:p乙===ρhg+,故A错误;
B、由称重法可知,石块受到的浮力:F浮=G﹣F,
石块浸没在水中,石块的体积:V石块=V排==,故B错误;
C、丙图中,烧杯底受到水的压力大小:F丙=G水+F浮=ρShg+(G﹣F),
烧杯底受到水的压强:p丙===ρhg+,故C正确;
D.石块的质量:m石块=,
石块的密度:ρ石块===,故D错误。
故选:C。
19.如图甲所示,高为1m均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计水的阻力,则下列说法正确的是( )
A.石料受到的重力为900N
B.石料的密度为1.8×103kg/m3
C.如果将该石料立在水平地面上,则它对地面的压强为2.8×104Pa
D.石料沉底后水平池底对石料的支持力为500N
【解答】解:A、由图乙可知,AB段拉力大小不变,此时石料未接触水面,此时钢绳的拉力F=1400N;
根据二力平衡条件可得,石料的重力G=F=1400N,故A错误;
B、BC段拉力逐渐减小,说明石料慢慢浸入水中,且浸入水中的体积逐渐变大,受到的浮力逐渐变大,在C点恰好完全浸没,此时钢绳的拉力为900N,
所以浸没时石料受到的浮力:F浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N;
由F浮=ρ水gV排可得,石料的体积:V=V排===0.05m3;
则石料的密度:ρ====2.8×103kg/m3,故B错误;
C、将该石料立在水平地面上,由p======ρgh可得,它对地面的压强:
p=ρgh=2.8×103kg/m3×10N/kg×1m=2.8×104Pa,故C正确;
D、石料沉底后水平池底对石料的支持力:F支=G﹣F浮=1400N﹣500N=900N,故D错误。
故选:C。
20.用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示,物体下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面下降高度h的关系如图乙,根据图中信息,可知( )
A.物体受到的最大浮力是5牛
B.物体的体积是500厘米3
C.物体的密度是2.25×103千克/米3
D.物体浸没后,下表面受到水的压力保持不变
【解答】解:
A、图象知,物重G=9N,当物体完全浸没时,拉力F=5N,则该物体受到的最大浮力:F浮=G﹣F=9N﹣5N=4N,故A错误;
B、由F浮=ρ水gV排得物体的体积:V=V排===4×10﹣4m3=400cm3,故B错误;
C、物体的质量:m===0.9kg,物体的密度:ρ===2.25×103kg/m3,故C正确;
D、物体下降过程中,下表面在水中的深度变大,由p=ρgh可知,水对容器底部的压强变大,根据F=pS可知下表面受到的压力变大,故D错误。
故选:C。
21.弹簧测力计下端挂一个合金块,先后浸没在水和酒精中,示数如图示。下列有关计算正确的是(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒=0.8×103kg/m3)( )
A.合金块的质量为4kg
B.在水中受到的浮力为3N
C.合金块的体积为104cm3
D.合金块的密度为4×103kg/m3
【解答】解:
(1)金属块浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,其关系为G=F浮+F拉,
浸没在水中:G=F浮1+F拉1,浸没在酒精中:G=F浮2+F拉2,
即F浮1+F拉1=F浮2+F拉2,
又由阿基米德原理可得F浮=ρ液gV排,
所以,ρ水gV排+F拉1=ρ酒精gV排+F拉2,
代入数据可得:1.0×103kg/m3×10N/kg×V排+3N=0.8×103kg/m3×10N/kg×V排+3.2N,
解得:V排=1×10﹣4m3=100cm3,
金属块完全浸没在液体中,则V金=V排=1×10﹣4m3=100cm3,故C错误;
(2)在水中受到的浮力:F浮1=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,故B错误;
(3)金属块浸没在水中时,其重力G=F浮1+F拉1=1N+3N=4N,
则金属块的质量:m===0.4kg,故A错误;
(4)金属块的密度:ρ===4×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
22.如图所示,将盛有适量水的容器放在水平桌面上,然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中(水未溢出),观察铁块从刚开始浸入水中到完全浸在水中的实验现象,并对一些物理量做出了如下判断:①铁块受到的浮力变大;②弹簧测力计的示数变小;③桌面受到的压力变大;④水对容器底部的压强变大。其中正确的是( )
A.①② B.①②③ C.①②③④ D.①②④
【解答】解:
①根据题意可知,铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中,铁块排开液体的体积越来越大,因此受到的浮力变大,说法正确;
②由F=G﹣F浮可知,由于铁块受到的浮力变大,所以测力计的示数变小,说法正确;
③整个过程中,铁块受到的浮力变大,根据力的作用的相互性,铁块会给水向下的压力,所以容器对桌面的压力变大,说法正确;
④铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中,铁块排开液体的体积越来越大,水的深度越来越大,由p=ρgh可知,水对容器底的压强变大,说法正确。
由上分析知,①②③④均正确。
故选:C。
23.把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1,如图甲所示。用细针缓慢将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2,如图乙所示,忽略细针的体积。则正确的是( )
A.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为ρ水g(V2﹣V1)
B.木块的质量为ρ水V2
C.木块的密度为ρ水
D.木块压入水的过程中,溢水杯底受到水的压强先增大后不变
【解答】解:AB、木块漂浮在水面上时,由漂浮条件可知F浮=G木;
因为木块所受到的浮力F浮=ρ水gV1,所以ρ水gV1=mg,
则木块的质量m木=ρ水V1,故B错误;
木块完全浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV2,
木块完全浸没时,由力的平衡条件可得:F浮=F压+G木,
所以细针对木块的压力(最大压力):
F压=F浮﹣G木=ρ水gV2﹣mg=ρ水gV2﹣ρ水V1g=ρ水g(V2﹣V1),故A正确;
C、木块的密度为:ρ木==,故C错误;
D、缓慢下压木块的过程中,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,溢水杯底部受到水的压强不变,故D错误。
故选:A。
24.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,此时木块A刚好完全浸没在水中,接着打开阀门B,缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,这个过程中,弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ木=0.7×103kg/m3,木块体积为V0,不计弹簧所受浮力,则下列说法正确的是( )
A.C点弹簧处于原长
B.CD段弹簧被压缩
C.D点的横坐标d的值为0.3V0
D.点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为2:3
【解答】解:A、由图乙可知,C点木块A刚好完全浸没在水中,
因为ρ水>ρ木,所以此时木块所受的浮力大于木块的重力,即F浮>G木,
则弹簧对木块有竖直向下的拉力,弹簧被拉伸,处于伸长状态,故A错误;
B、在D点时,弹簧弹力F=0N,弹簧处于原长,所以CD段弹簧被拉伸,故B错误;
C、在D点时,弹簧弹力F=0N,弹簧处于原长,此时木块漂浮在水面上,F浮=G木,即ρ水gV排=ρ木gV0,
ρ水g(V0﹣V)=ρ木gV0,
则木块露出水面的体积:
V=(1﹣)V0=(1﹣)V0=0.3V0,
即D点的横坐标d的值为0.3V0,故C正确;
D、在C点木块完全浸没时,木块排开水的体积V排=V0,
此时弹簧弹力F=F浮﹣G木=ρ水gV0﹣ρ木gV0=(ρ水﹣ρ木)gV0;
在E点木块A完全离开水面时,弹簧被压缩,此时弹簧弹力等于木块的重力,即F′=G木=ρ木gV0,
则====,
即点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为3:7,故D错误。
故选:C。
25.某科学兴趣小组对物体的浮沉条件进行研究。在一个底面积为200cm2的圆柱形薄壁容器底部,放一个边长为10cm的正方体物块,然后逐渐向容器中加水(水始终未溢出),物块受到的浮力F浮与容器中水的深度h的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.水深4cm时,物块受到的浮力为4N
B.水深8cm时,容器内水的质量为800g
C.正方体物块的密度是0.8×103kg/m3
D.水深11cm时,将物块取出,容器底受到水的压强减小300Pa
【解答】解:A、由图象可知:水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力F浮与容器中水的深度h的图象为过原点的直线,因此物块受到的浮力与浸入水中的深度成正比,当水深8cm时浮力为8N,所以水深4cm时,物块受到的浮力为4N,故A正确;
B、水的深度增大到8cm后,物块受到的浮力不再发生变化,此时水的深度小于物体的边长,因此物块没有浸没在水中,即水深8cm时,物块刚好处于漂浮状态,此时容器内水的体积为:V水=S容器h水﹣S物块h水=S容器h水﹣a2h水=200cm2×8cm﹣(10cm)2×8cm=800cm3,
容器内水的质量为:
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×800cm3=800g,故B正确;
C、由图象可知,物体漂浮时的浮力为8N,由物体的漂浮条件可知,物体的重力:G=F浮=8N,
由G=mg可知,物体的质量:
m===0.8kg,
物块的体积:V=10cm×10cm×10cm=1×10﹣3m3,
物块的密度:
ρ===0.8×103kg/m3,故C正确;
D、当水深为11cm时,物块漂浮,浮力为F浮=8N,
由阿基米德原理可知排开水的体积:
V排===8×10﹣4m3,
将物块取出后,水面降低的深度:
Δh===0.04m,
则容器底部受到水的压强减小量:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故D错误。
故选:D。
二.填空题(共25小题)
26.如果甲、乙两种液体的密度之比是5:4,甲液体的体积是乙液体的3倍,甲、乙两种液体的质量之比为 15:4 。
【解答】解:如果甲、乙两种液体的密度之比是5:4,体积之比为3:1,由ρ=可得甲、乙两种液体的质量之比:
===。
故答案为:15:4。
27.用质量相同的铅、铜、铁、铝制成同体积的四个球(ρ铅>ρ铜>ρ铁>ρ铝),下列说法中不正确的是 ABC。 (填字母)。
A.四球都是实心的
B.四球都是空心的
C.铝球一定是实心的
D.铁球一定是空心的
【解答】解:假设四个球都是实心的,
已知它们的质量相等,且ρ铅>ρ铜>ρ铁>ρ铝,
所以由ρ=可知,实心球的体积关系应为V铝>V铁>V铜>ρ铅,
而四个球的实际体积相等,所以四个球不可能都是实心的;
比较可知,铅球、铜球和铁球一定是空心的,铝球可能是实心,也可能是空心,故ABC错误、D正确。
故答案为:ABC。
28.在横线上填出下列物质的质量、体积、密度的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)
(1)一瓶汽油用去一半后,剩余汽油的密度 不变 。
(2)一块铁制成铁锅后,铁的密度 不变 。
(3)一瓶氧气病人用掉一半,剩在钢瓶中的氧气质量 减小 ,体积 不变 ,密度 减小 。
(4)冰熔化成水质量 不变 ,体积 减小 ,密度 增大 。
【解答】解:(1)一瓶汽油用去一半后,质量减半,体积减半,根据密度公式ρ=可知,所以剩余汽油的密度不变。
(2)一块铁制成铁锅后,变化的是形状,根据密度公式ρ=可知,所以铁的密度不变。
(3)一瓶氧气病人用掉一半,剩在钢瓶中的氧气质量减小,体积不变,根据密度公式ρ=可知,所以密度减小。
(4)冰熔化成水质量不变,但水的体积减小,根据密度公式ρ=可知,密度增大。
故答案为:(1)不变;(2)不变;(3)减小;不变;减小;(4)不变;减小;增大。
29.如图所示,在甲、乙两个完全相同的容器中盛有质量相等的水和酒精(已知ρ水>ρ酒)其中a、b两点到液面的距离相同,a、c两点到容器底部的距离相同。
(1)甲盛的是 水 。
(2)在a、c两点水平面以下,容器中水的质量比酒精 大 (选填“大”或“小”)。
(3)在a、b两点水平面以下,容器中水的质量比酒精 小 (选填“大”或“小”)。
【解答】解:(1)由图可知甲中液体的体积小于乙中液体的体积,即V甲<V乙,
已知m甲=m乙,由可知ρ甲>ρ乙,则甲盛的是水;
(2)由图可知在a、c两点水平面以下,液体体积相同,ρ水>ρ酒,
由可知水的质量比酒精大;
(3)由题知a、b以上液体体积相同,ρ水>ρ酒,由可知a、b以上水的质量比酒精大,
两个容器中的水和酒精总质量相同,因此在a、b两点水平面以下,容器中水的质量比酒精小。
故答案为:(1)水;(2)大;(3)小。
30.(1)小应测出甲、乙两种实心固体物质的质量与体积的关系图象如图甲所示,由图可知,其中密度较大的是 甲 (填“甲”或“乙”),甲的密度是 1.5×103 kg/m3。
(2)小应还利用天平和量杯测量某种液体的密度,测出了几组实验数据,并根据测量结果作出了“m﹣V”图象,如图乙所示。根据数据绘出的图像如图所示。该液体的密度为 0.8×103 kg/m3。
【解答】解:(1)由图甲可知,当甲、乙两种物质体积相同时,甲物质的质量比乙物质的质量大,由可知,甲物质的密度较大。
由图甲可知,当甲物质的m=3g时,对应的体积V=2cm3,
则甲物质的密度:。
(2)由图乙可知,当烧杯中没有液体时,烧杯的质量为25g,
当烧杯中液体的体积V液=25cm3时,烧杯和液体的总质量为45g,则烧杯中液体的质量:m液=45g﹣25g=20g,
所以液体的密度为:。
故答案为:(1)甲;1.5×103;(2)0.8×103。
31.在一瓶子中装满水,将瓶塞浸在水中,如图甲所示。若瓶塞浸在水中的体积为8cm3,则瓶塞受到水的浮力为 8×10﹣2 N;若将瓶子倒立放置如图乙,此时瓶塞受到水的浮力为 0 N。
【解答】解:(1)瓶塞受到水的浮力:F浮力=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣6m3=0.08N;
(2)瓶子倒置后瓶塞的下表面没有浸在液体里,瓶塞只受到水对它向下的压力,没有受到水对它向上的压力,根据浮力产生原因可知,此时瓶塞没有受到浮力的作用,即产生的浮力为0。
故答案为:8×10﹣2;0。
32.用手将一重为6N的物体全部浸入水中,物体排开的水的重为10N,此时物体受到的浮力为 10 N;放手后物体将 上浮 。(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)
【解答】解:
用手将物体全部压入水中时,已知物体排开的水重为10N,由阿基米德原理知:此时物体所受的浮力也为10N;
放手后,物体受到的浮力10N要大于物体的自重6N,因此物体要上浮。
故答案为:10;上浮。
33.小台家里养了几条金鱼。一天,他看到一条体积约为50厘米3的金鱼停在水下20厘米处,这时金鱼受到水的浮力约是 0.5 N。过了一会儿,金鱼游到水下30厘米处,这时(忽略体积变化)它受到的浮力是 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”)
【解答】解:(1)金鱼排开水的体积V排=V鱼=50cm3=5×10﹣5m3;
这时金鱼受到水的浮力约是:
F浮=G排=ρ水V排g=1000kg/m3×5×10﹣5m3×10N/kg=0.5N;
(2)金鱼游到水下30厘米处,排开水的体积不变,根据F浮=G排=ρ水V排g知浮力不变。
故答案为:0.5;不变。
34.在一只很薄的塑料袋中装满水,把空气全部排出,用细线把袋口扎紧,再使橡皮筋与细线相连。拿住橡皮筋的上端浸没于水中,此时橡皮筋的长度 等于 橡皮筋原长(填大于、小于、等于);一个粗心的同学没有将塑料袋完全浸没在水中,此时橡皮筋的长度 大于 橡皮筋原长(填大于、小于、等于)。
【解答】解:很薄的塑料,袋子的重力可忽略不计,袋中装满水,完全浸没在水中时,排开水的重力即浮力大小等于塑料袋内水的重力,所以塑料袋在水中悬浮,此时橡皮筋的长度等于橡皮筋原长;
没有将塑料袋完全浸没在水中,则塑料袋排开水的重力即浮力小于塑料袋所装水的重力,橡皮筋的长度将大于原长。
故答案为:等于;大于。
35.我国第一艘航母“辽宁号”,舰长304米,舰宽70.5米,满载时排水量达6.75×10 7千克。它满载时所受的浮力为 6.75×108 牛,浸入水中的体积是 6.75×104 m3(g取10牛/千克,海水密度取1.0×103kg/m3)
【解答】解:由阿基米德原理可得,“辽宁号”航母满载时所受的浮力:
F浮=G排=m排g=6.75×107kg×10N/kg=6.75×108N;
由F浮=ρ液gV排可得,航母满载时浸入水中的体积:
V浸=V排===6.75×104m3。
故答案为:6.75×108;6.75×104。
36.某物体在空气中用弹簧秤称得读数为2.6N,全部浸入酒精中用弹簧秤称得读数为1N.则:该物体的体积是 200 cm3,该物体的密度是 1.3×103 kg/m3,该物体在水中所受的浮力是 2 N.(g取10N/kg,酒精密度是0.8g/cm3)
【解答】解:
由题可知,物体浸没在酒精中,所受浮力:
F浮酒=G物﹣F拉=2.6N﹣1N=1.6N;
由阿基米德原理可得物体的体积:
V物=V排===2×10﹣4m3=200cm3,
物体的密度:
ρ物====1.3×103kg/m3>ρ水,故放在水中会沉底。
该物体在水中所受的浮力:
F浮水=ρ水V排水g=ρ水V物g=1.0×103kg/m3×2×10﹣4m3×10N/kg=2N。
故答案为:200;1.3×103;2。
37.如图所示,体积为1×10﹣3m3,材料相同的两个金属球,分别连接在弹簧的上端,弹簧的下端固定在容器的底部。
(1)甲图装置内是水,静止时弹簧对球向上的弹力为70N,则该球的重力为 80 牛。
(2)乙图装置内装的是另一种液体,静止时弹簧对球向上弹力为72N,则该种液体的密度为 0.8×103 kg/m3。
【解答】解:
(1)小球受到重力、弹力以及浮力作用,由力的平衡,而弹力大小等于重力与浮力的差;
在水中时,小球的重力:
G=F浮水+F弹水=ρ水gV排+F弹水=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3+70N=80N;
(2)在某种液体中,小球所受的浮力:
F浮液=G﹣F弹液=80N﹣72N=8N,
所以液体的密度:
ρ===0.8×103kg/m3。
故答案为:80;0.8×103。
38.将棱长为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(如图甲所示),钢绳的拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化,如图乙所示,其中反映浮力随h变化的图线是 ② (选填序号);物体浸没后所浮力大小为 8×104 N;根据图象可知,该物体的重力为 1.6×105 N.(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)
【解答】解:(1)如图物体从刚接触水面到完全浸没在水中,物体排开水的体积逐渐增大,受到的浮力逐渐增大,受到的拉力逐渐减小,当物体浸没在水中后,物体受到的浮力和拉力保持不变。
根据图象知②表示浮力大小变化,①表示拉力大小变化。
(2)正方体的体积:V=(2m)3=8m3,
物体浸没在水中受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N。
(3)当物体浸没在水中,物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的拉力,这三个力是平衡力,
即G=F浮+F,
由图象知竖直向上的浮力和竖直向上的拉力大小相等,即F浮=F=8×104N,
所以物体的重力:G=F浮+F=8×104N+8×104N=1.6×105N。
故答案为:②;8×104;1.6×105。
39.小科从上海世博会带回一个“小美人鱼”工艺品,他想知道这个工艺品的密度,于是进行了实验。请你根据图的实验数据分析:
(1)取出工艺品后,溢水杯底部受到的液体压强 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)工艺品此时所受的浮力F浮= (m1﹣m3)g (结果用字母表示)。
【解答】解:(1)取出工艺品后,溢水杯液体的深度变小,根据P=ρgh可知溢水杯底部受到的液体压强变小;
(2)排开液体的质量:
m排=m1﹣m3,
工艺品此时所受的浮力:
F浮=G排=m排g=(m1﹣m3)g。
故答案为:(1)变小;(2)(m1﹣m3)g。
40.如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力 大于 小球的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”),剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强 变小 。
【解答】解:
(1)小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,此时在竖直向下的拉力作用下处于静止,则根据物体受力平衡可知:F浮=G+F;所以,小球所受的浮力大于小球的重力。
(2)剪断绳子后,小球会上升,由于原来小球恰好浸没在水中,所以上升后就会露出水面,则上升过程中排开水的体积变小,根据阿基米德原理可知所受的浮力变小,水的液面下降,根据p=ρgh可知水对烧杯底部的压强变小。
故答案为:大于;变小;变小。
41.两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当小球静止时,液面相平,球所处的位置如图,液体对容器底的压强为p甲、p乙,两小球排开液体的重为G甲、G乙,则p甲 > p乙,G甲 = G乙。(选填“<”、“=”或“>”)
【解答】解:由图可知,小球在甲、乙液体中漂浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,所以F1=F2=G=G排;即两小球排开液体的重为G甲=G乙,
由图可知,V排甲<V排乙,由F浮=ρgV排可知,ρ甲>ρ乙,又因为两容器液面等高,根据液体压强计算公式p=ρgh,可得液体对容器底部的压强大小关系为:p甲>p乙。
故答案为:>;=。
42.一块实心的冰块,用细线拴住浸没在水中(如图),冰块熔化过程中(不考虑水蒸发和温度影响,ρ冰=0.9×103kg/m3),容器底部受到水的压强将 减小 (填“增大”、“减小”、“不变”),台秤的示数将 不变 。
【解答】解:
在冰块浸入的过程中,台秤的读数将增大,因为在水中又增加了冰块的质量;在冰块熔化过程中,容器内液面将下降,因为水的密度大于冰;
根据p=ρgh知容器底部受到水的压强将减小;
冰熔化成水质量不变,台秤的示数将不变。
故答案为:减小;不变
43.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,则当冰完全融化为的水后,容器中水面的位置将 上升 。
【解答】解:冰熔化前,F浮+F支=G冰,
所以F浮=ρ水v排g<G冰,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
冰化水后,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。
故选:上升。
44.将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,冰块融化后,水面高度 上升 (选填“上升”、“下降”或“不变”),水对容器底部的压力增大了 1 N。
【解答】解:
(1)由图可知,静止时冰块排开水的体积为:V排=S冰(L冰﹣h露)=L冰2(L冰﹣h露)=(10cm)2×(10cm﹣2cm)=800cm3,
当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,即:ρ水V冰化水=ρ冰V冰,所以,V冰化水=V冰=×(10cm)3=900cm3,
则:V冰化水>V排,即熔化为水的体积大于原来排开水的体积,故冰块融化后,水面高度上升;
(2)由于容器是柱状容器,水对容器底部的压力与液体的重力相等,当冰块完全熔化时水对容器底部的压力最大,
则水对容器底部增大的压力为:ΔF=G冰﹣G排=ρ冰V冰g﹣ρ水V排g=0.9×103kg/cm3×(0.1m)3×10N/kg﹣1.0×103kg/cm3×800×10﹣6m3×10N/kg=1N。
故答案为:上升;1。
45.将冰块放在浓盐水中,液面位置如图所示,若冰完全熔化,杯中液面高度将 上升 (填“上升”、“下降”或“不变”,下同);该浓盐水的密度为1.2g/cm3,露出水面的冰块体积是冰块体积的几分之几? 。(冰的密度为0.9g/cm3)
【解答】解:(1)由于冰块漂浮在水面上,所以,F浮=G冰,即:ρ盐水gV排=ρ冰gV冰,
则V排=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以,m冰=m水,即:ρ冰V冰=ρ水V水,
则V水=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
已知ρ盐水>ρ水,则比较①②可得:
V水>V排,
所以,若冰完全熔化,杯中液面上升。
(2)由于冰块漂浮在水面上,所以,F浮=G冰,即:ρ盐水gV排=ρ冰gV冰,ρ盐水V排=ρ冰V冰,
则1.2g/cm3×(V冰﹣V漏)=0.9g/cm3×V冰,
解得V漏=V冰。
故答案为:上升;。
46.许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是 4.8×107 N(g=10N/kg).若该船从大海驶入内河,船受到的浮力大小 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),由于河水密度比海水密度小,因此轮船要 下沉一些 (选填“上浮一些”或“下沉一些”)。
【解答】解:
(1)驱逐舰满载时排开水的质量:m排=4800t=4.8×106kg,
由阿基米德原理可得,驱逐舰受到的浮力:F浮=m排g=4.8×106kg×10N/kg=4.8×107N;
(2)驱逐舰在海洋中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力;驱逐舰在内河中行驶时,仍然处于漂浮状态,浮力等于重力,所以驱逐舰从海洋驶入内河时,所受的浮力不变;
根据阿基米德原理可得V排=,由于液体的密度变小,故排开水的体积将增大,轮船将下沉一些。
故答案为:4.8×107;不变;下沉一些。
47.将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块受到的最大浮力为 15 N,细线对木块的最大拉力为 6 N。
【解答】解:(1)由图乙可知,水的深度为9cm时,木块刚好漂浮;水的深度从9cm增大到16cm,木块一直处于漂浮状态;水的深度为22cm时,木块刚好浸没;
当木块上表面与水面相平时,木块受到的浮力最大,木块底部受到水的压强最大,
由图乙可知,木块底部受到水的最大压强p大=1500Pa,
由p=可得,木块底部受到水向上的压力:F向上=p大S=1500Pa×0.01m2=15N,
由浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下可得,木块受到的最大浮力:F浮=F向上﹣F向下=F向上=15N;
(2)由图乙可知,当木块刚好漂浮时,木块底部受到水的压强p=900Pa,
木块底部受到水向上的压力:F向上′=p′S=900Pa×0.01m2=9N,
木块受到的浮力:F浮′=F向上′﹣F向下′=F向上′=9N,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,木块的重力:G木=F浮′=9N,
当木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,细线的拉力最大,
则细线对木块的最大拉力:F拉=F浮﹣G=15N﹣9N=6N。
故答案为:15;6。
48.“独竹漂”是指运动员脚踏漂流在水面上的单棵楠竹(如图),依靠小竹竿划动达到水上漂行的一项民族传统体育项目。选手表演时赤着脚,手执一根细竹竿做“桨”,表演“乘风破浪”等绝技,颇有“一苇渡江”之妙。若楠竹的质量为10kg,运动员和细竹竿共重500N,则承载该运动员的楠竹所产生的浮力为 600 N(g取10N/kg),此时排开水的体积为 0.06 m3;在平静的水面上,当小竹竿停止划动后,楠竹还能继续向前进一段距离,这是因为 由于楠竹原来是向前运动的,当小竹竿停止划动后,楠竹由于惯性仍要保持原来的运动状态,所以楠竹还能继续向前进一段距离 。
【解答】解:(1)人和楠竹的总重力为:
G=G人+G楠竹=G人+m楠竹g=500N+10kg×10N/kg=600N;
因人和楠竹漂浮在水面,所受浮力F浮=G=600N;
由F浮=ρ水gV排得此时排开水的体积为:
V排===0.06m3;
(3)由于楠竹原来是向前运动的,当小竹竿停止划动后,楠竹由于惯性仍要保持原来的运动状态,所以楠竹还能继续向前进一段距离。
故答案为:600;0.06;由于楠竹原来是向前运动的,当小竹竿停止划动后,楠竹由于惯性仍要保持原来的运动状态,所以楠竹还能继续向前进一段距离。
49.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 2 N,未知液体的密度为 1.2 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 0~2g/cm3 。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【解答】解;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,物块受到的浮力大小:F浮=G﹣F示4N﹣2N=2N;
根据公式F浮=ρ水gV排得,排开水的体积:
V排水===2×10﹣4m3,
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:ρ液===1.2×103kg/m3=1.2g/cm3;
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:ρ液大===2×103kg/m3=2g/cm3;
②当物块还没有浸入液体中时,弹簧测力计的示数为F示=G=4N,此时所测液体的密度:ρ液小=0g/cm3;
所以此密度计的测量范围是0~2g/cm3。
故答案为:2;1.2;0~2g/cm3。
50.将一底面积为30cm2的长方体木块用细线拴在个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为 4.5 N,木块重力为 2.7 N。
【解答】解:(1)由图乙可知,水的深度为9cm时,木块刚好漂浮;水的深度从9cm增大到16cm,木块一直处于漂浮状态;水的深度为22cm时,木块刚好浸没;
当木块上表面与水面相平时,木块受到的浮力最大,木块底部受到水的压强最大,
由图乙可知,木块底部受到水的最大压强p大=1500Pa,
由p=可得,木块底部受到水向上的压力:F向上=p大S=1500Pa×30×10﹣4m2=4.5N,
由浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下可得,木块受到的最大浮力:F浮=F向上﹣F向下=F向上=4.5N;
(2)由图乙可知,当木块刚好漂浮时,木块底部受到水的压强p=900Pa,
木块底部受到水向上的压力:F向上′=p′S=900Pa×30×10﹣4m2=2.7N,
木块受到的浮力:F浮′=F向上′﹣F向下′=F向上′=2.7N,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,木块的重力:G木=F浮′=2.7N。
故答案为:4.5;2.7。
三.实验探究题(共2小题)
51.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。(g取10N/kg)
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与 液体密度 的关系;根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为 2.4 N。
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而 增大 ,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为 1.2×103 kg/m3。
【解答】解:(1)由C与E两图可知,物体浸没在水中和盐水中时,排开液体的体积都等于其自身体积,即物体浸没在水中和盐水中时排开液体的体积相同,液体的密度不同,所以是研究浮力与液体密度的关系;
由图A可知,物体的重力为:G=8N,由图E可知,物体浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为:F=5.6N,所以物体浸没在盐水中时所受的浮力为:F浮盐水=G﹣F=8N﹣5.6N=2.4N;
(2)由B、C两个图可知,物体浸入水中的体积逐渐变大,弹簧测力计的示数逐渐变小,根据F浮=G﹣F可知,物体所受浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关;
(3)由D可知,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数为:F'=6N,则物体浸没在水中时的浮力:F浮水=G﹣F'=8N﹣6N=2N;
由题意可知,在水和盐水中排开液体的体积相等,则:
=
代入数据得:
=
解得:ρ盐水=1.2×103kg/m3。
故答案为:(1)液体密度;2.4;(2)增大;(3)1.2×103。
52.用如图所示实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入装满水的溢水杯中时,水会流入空桶,回答下列问题:
(1)如图所示,当物块浸入装满水的溢水杯中时,水对杯底的压强将会 不变 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)由实验可得结论,浸在水中的物体所受的浮力的大小等于 排开水的重力 。
(3)由图中信息可知物块的密度为 4×103 kg/m3。
【解答】解:(1)当物块浸入装满水的溢水杯中时,会有水不断排出,但是水面高度不变。根据p=ρ液gh可知,水对杯底的压强不变。
(2)物体受到的浮力:F浮力=G﹣F拉=F1﹣F3=2N﹣1.5N=0.5N;
物体排开水的重力:G排=G总﹣G筒=F4﹣F2=0.7N﹣0.2N=0.5N。
比较可知,浸在水中的物体受到的浮力大小等于排开水的重力。
(3)物体的体积;
则物体的密度:。
故答案为:(1)不变;(2)排开水的重力;(3)4×103。
四.计算题(共4小题)
53.如图所示,在一个装满水的容器中,轻质弹簧的一端连着小球,另一端固定在容器底部。已知小球的体积为500cm3,小球静止时受到弹簧对它向下的拉力,拉力大小为2N。g取10N/kg,则:
(1)此时小球所受的浮力为多少?
(2)该小球的密度为多少?
【解答】解:(1)已知小球的体积为500cm3,浸没在水中时,排开水的体积等于小球的体积,则小球受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10﹣6m3=5N;
(2)由题意可知,小球受到竖直向下的重力和弹簧向下的拉力、竖直向上的浮力,
因为小球静止,所以G+F拉=F浮,
则小球的重力:
G=F浮﹣F拉=5N﹣2N=3N,
由G=mg可得,小球的质量:
m===0.3kg,
该小球的密度:
ρ===0.6×103kg/m3。
答:(1)此时小球所受的浮力为5N;
(2)该小球的密度为0.6×103kg/m3。
54.一个质量为0.8kg且质地均匀的正方体物块,底面是边长为10cm的正方形。
(1)用手缓慢下压物块,如图所示,当物块下表面所处的深度为0.09m时,物块下表面受到水的压强是多少?
(2)继续用手缓慢压物块,当物块上表面与液面刚好相平时,手需要施加多大的压力?
【解答】解:(1)当物块下表面所处的深度为0.09m时,物块下表面受到水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa;
(2)物块的重力为:
G=mg=0.8kg×10N/kg=8N;
物块的体积为:V=a3=(10﹣2m)3=1×10﹣3m3,
当物块上表面与液面刚好相平时,受到的浮力为:
F浮'=ρ水gV排′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,
当物块上表面与液面刚好相平时需要施加压力为:
F=F浮'﹣G=10N﹣8N=2N。
答:(1)用手缓慢下压物块,如图所示,当物块下表面所处的深度为0.09m时,物块下表面受到水的压强是900Pa;
(2)继续用手缓慢压物块,当物块上表面与液面刚好相平时,手需要施加2N的压力。
55.如图所示,将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中,并向容器内加水。
(1)圆柱体的重力为 1.2 N;
(2)当水加到2厘米时,求圆柱体受到的浮力为 0.4 N;
(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,求圆柱体露出液面的体积。
【解答】解:(1)圆柱体的体积为:V=Sh=20cm2×10cm=200cm3,
根据得,圆柱体的质量为m=ρV=0.6g/cm3×200cm3=120g=0.12kg,
圆柱体的重力为:G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N;
(2)当水加到2厘米时,圆柱体排开水的体积为:V排1=Sh1=20cm2×2cm=40cm3,
圆柱体受到的浮力为:F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10﹣6m3=0.4N,此时浮力小于其重力,圆柱体沉底。
(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,圆柱体受到的浮力等于其重力,即F浮2=G=1.2N,
根据F浮=ρ液gV排得,圆柱体排开水的体积为:=120cm3,
圆柱体露出液面的体积为:V'=V﹣V排2=200cm3﹣120cm3=80cm3。
答:(1)1.2;(2)0.4;(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,圆柱体露出液面的体积为80cm3。
56.如图是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置。其中A是底面积为50cm2的实心均匀圆柱形物体。用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图中实线所示。求:
(1)完全浸没时,A受到水的浮力;
(2)圆柱形物体A的高;
(3)圆柱形物体A的密度;
(4)小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图中虚线所示图象,则该液体密度。
【解答】解:
(1)由图知,当h=0时,弹簧测力计的示数为3N,即物体A的重力G=3N,
完全浸没在水中时,A受到水的浮力:F浮=G﹣F=3N﹣1N=2N,
(2)完全浸没在水中,由F浮=ρ水gV排可得,物体的体积:
V=V排===2×10﹣4m3;
则圆柱形物体的高度:h===0.04m=4cm;
(3)物体A的质量:m===0.3kg,
物体A的密度:ρ===1.5×103kg/m3;
(4)完全浸没在另一种液体中,此时物体受到的浮力:F浮′=G﹣F′=3N﹣1.4N=1.6N,
由F浮=ρgV排可得,该液体的密度:
ρ液===0.8×103kg/m3。
答:(1)完全浸没时,A受到水的浮力为2N;
(2)物体A的物体的高为4cm;
(3)A圆柱形的密度为1.5×103kg/m3;
(3)该液体密度为0.8×103kg/m3。
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