中小学教育资源及组卷应用平台
八上科学《第3章浮力》1-3节 基础练习
一.选择题(共24小题)
1.关于物质密度,下列说法正确的是( )
A.密度是物质的一种特性,与质量和体积无关
B.密度不同的两个物体,质量也一定不同
C.一块冰熔化成水后,质量和密度都不变
D.氧气瓶中的氧气用掉一半,剩下的氧气质量变小,密度不变
2.小翔在学习密度时写出了一些交流材料,其中不正确的是( )
A.不同物质在相同状态下,密度大小一般是不相等的
B.把某容器中的物质用去一部分后,剩余物质密度的大小都不会改变
C.同种物质组成的实心物体在相同状态时,质量与其体积成正比
D.质量相等的实心物体,体积较大的组成物质的密度较小
3.某同学利用一定量的水,研究水的体积随温度变化的关系,并根据实验数据作出V﹣t图象,如图所示。请根据此图象判断下列说法正确的是( )
A.水在4℃时密度最小 B.AB段表示水温度升高,密度变小
C.BC段表示水温度升高,体积变小 D.对于一定质量的水,在4℃时体积最小
4.图甲为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图像,图乙为冬天湖水温度分布示意图,根据图像及水的其他性质,下列分析判断正确的是( )
A.E处的水温是4℃ B.冰面与水面交界处的温度为﹣10℃
C.在0~4℃范围内,水具有热胀冷缩的性质 D.在0~10℃范围内,水的密度先变小后变大
5.某实验小组分别用天平和量筒测出了两种物质的质量和体积,并描绘出V﹣m图像,如图所示,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲=ρ乙
C.若V甲=V乙,则m甲<m乙 D.若m甲=m乙,则V甲<V乙
6.小科利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到了几组数据并绘出了m—V图像。下列说法正确的是( )
A.量杯质量为40g B.该液体密度为1.25g/cm3
C.量杯质量为20g D.80cm3该液体的质量为100g
7.下列物体中,没有受到浮力的是( )
A.空中飞行的飞机 B.在教室里的学生
C.插入河床的桥墩 D.正在上升的热气球
8.取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中,且保持瓶口朝下,往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动,用手掌堵住瓶口,乒乓球向上运动。演示此实验主要用于( )
A.探究液体压强的特点 B.研究物体的沉浮条件
C.证明大气压强的存在 D.解释浮力产生的原因
9.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如图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
10.如图,把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N,利用以上信息能求解的物理量是( )
A.石块的体积 B.排开盐水的重
C.石块的密度 D.盐水的密度
11.如图所示,把铁块放在空容器中,沿容器壁缓慢向容器中加水至虚线处。加水过程中,铁块受到浮力。则在加水的全过程中,容器底对铁块的支持力F与时间t的关系图象是( )
A.B. C.D.
12.如图所示,将两个同样形状的长方体分别水平与竖直放置在盛水的容器中,则两个长方体所受到的( )
A.上、下压强差相等,浮力不等 B.上、下压强差相等,浮力相等
C.上、下压强差不等,浮力不等 D.上、下压强差不等,浮力相等
13.把一个小球轻轻放入盛有水的杯子里,溢出了0.5N的水,则小球受到的浮力( )
A.一定等于0.5N B.一定大于0.5N
C.大于或等于0.5N D.小于或等于0.5N
14.如图所示,用弹簧测力计悬挂重8N的金属块浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为5N.此时金属块所受浮力的大小和方向是( )
A.8N,竖直向上 B.5N,竖直向下
C.3N,竖直向下 D.3N,竖直向上
15.如图所示,一个重为G的锥形物体P浸没在水中,它受到竖直向下的水的压力为F1,受到竖直向上的水的压力为F2,则( )
A.F1<F2 B.F1>F2
C.F1=F2 D.无法确定F1和F2的大小
16.如图所示,在研究浮力大小时,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。根据以上事实,下列猜想最符合研究目的是( )
A.用力越大,物体排开水的体积越大 B.液体的密度越大,物体所受浮力越大
C.物体的体积越大,物体所受浮力越大 D.物体排开水越多,物体所受浮力越大
17.A、B、C三个小球的体积相同,在水中的状态如图所示,三个小球所受的浮力分别为FA、FB、FC其大小的关系为( )
A.FA>FB>FC B.FA<FB<FC C.FB>FC>FA D.FA<FB=FC
18.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。则下列说法中,正确的是( )
A.物块甲受到的浮力一定等于mg 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小于ρ水gV排
19.如图所示,质地均匀的长方体木块,第一次如甲图所示直立浮在水面上,所受浮力为F1;此时水对其底部的压强为P1;第二次变为如图乙所示横浮在水面上.所受浮力为F2,此时水对其底部的压强为P2;则( )
A.F1=F2、P1>P2 B.F1>F2、P1>P2
C.F1<F2、P1<P2 D.F1=F2、P1=P2
20.一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到水的压力为5N,底部受到水的压力为13N,这个物体受到水的浮力为( )
A.5N B.18N C.13N D.8N
21.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同。由此可以判断( )
A.两个物体一定处在液体中相同深度 B.在空气中,弹簧测力计示数是相同的
C.在水中时,弹簧测力计示数是相同的 D.两物体受的浮力一定相同
22.下列关于浮力的说法,正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
B.乒乓球和玻璃球均浸在水中,则乒乓球受到浮力,玻璃球不受浮力
C.铁球浸没在水中缓慢下沉时,弹簧测力计示数不变,说明铁球所受浮力不变
D.物体浸在液体中,由于受到浮力,物体的重力要变小
23.如图所示,三个完全相同的玻璃缸,缸①装满了水,缸②装满了水且水面上漂浮着一只小鸭子,缸③装满了酒精且液面上漂浮着一只大鸭子(大、小鸭子的密度相同)。若将三个玻璃缸分别放到台秤上称量,则台秤的示数大小情况是( )
A.①比②大 B.②比①大 C.③最小 D.①②③一样大
24.某科学兴趣小组用同一物体做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。下列说法正确的是( )
A.物体浸没在水中时所受到的浮力为0.5牛
B.物体浸没在酒精中时排开酒精的重力为3.2牛
C.比较②③④步骤可知物体在水中的深度会影响物体所受浮力的大小
D.比较④⑤步骤可知液体的密度会影响物体所受浮力的大小
二.填空题(共14小题)
25.在测量液体密度的实验中,小明同学测得液体体积跟液体和烧杯的总质量的关系如图所示。
(1)空烧杯的质量是 克。
(2)液体的密度为 千克/米3。
(3)当液体和烧杯的总质量为240克时,液体的体积是 厘米3。
26.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”)。
27.甲、乙两块金属,它们的密度之比是3:1,质量之比是1:2,甲、乙两金属体积之比是 ,如果把甲截去一半,乙截去四分之三,剩下部分密度的之比是 。
28.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
29.如图为某容器盛某种液体,液体的体积V与容器和液体总质量m的关系图,请根据图回答。
(1)容器内液体的密度是 g/cm3。
(2)当盛100cm3液体时,容器和液体的总质量是 kg。
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.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”)
32.我们用手拉弹簧的同时,感到弹簧也在拉手,这说明了 。用弹簧测力计吊着一个金属球,测得它在空气中的重力为20N,当金属球有一半浸入水中时,弹簧测力计的示数为15.5N,这时金属球受到的浮力为 N,当金属球全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为 N。当该金属球全部浸入酒精中时受到的浮力是 N。(ρ酒=0.8×103kg/m3)
33.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)
34.如图甲所示,均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以0.5m/s的恒定速度下降,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,石料受到的重力 N,石料的密度为 kg/m3。
35.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3。综合分析可得:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力是 N;
(2)物块的密度是 kg/m3。
36.已知木块A的体积为1×10﹣3m3,重力为6牛,与固定在容器底部的轻质弹簧相连,如甲图所示。现向容器中缓慢注水,直至木块A完全浸没并处于静止状态,如图乙所示。当木块完全浸没并处于静止状态时,弹簧对木块的力的大小为 牛,方向 。
37.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。
38.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是 N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)圆柱体的体积是 m3;
(4)圆柱体的密度是 kg/m3。
三.实验探究题(共2小题)
39.小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图所示。
(1)上述四种情况, 图中金属块所受到的浮力最小。
(2)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与 有关。
(3)如图所示,当弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中,从金属块底部接触水面开始到完全没入水中直到接触容器底部的过程中,以下能表示弹簧测力计示数F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图象是
40.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 。
(3)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与 有关。换用酒精再次实验的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
四.计算题(共2小题)
41.如图1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度处。图2是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:(1)圆柱体的重力;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
42.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?
五.解答题(共2小题)
43.兴趣小组自制简易“浸没式液体密度计”,活动过程如下:
①将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,静止时测力计示数为5牛(如图甲);②将小球浸没在水中,静止时测力计示数为4牛(如图乙);③将小球浸没在某未知液体中,静止时测力计示数为3牛(如图丙)。
求:(1)小球在水中受到浮力。
(2)小球的体积。
(3)根据上述实验过程及该密度计的构造,下列说法合理的是 。
A.小球的密度为3×103kg/m3
B.丙图容器内所装液体的密度为3×103kg/m3
C.该浸入式液体密度计的最大测量值为5×103kg/m3
D.该浸没式液体密度计的刻度值分布均匀
44.小强同学想把弹簧测力计改装成液体密度计,他用同一小桶分别盛满了3种液体,用弹簧测力计分别称出3种液体和小桶的总重力,弹簧测力计的示数以及对应液体的密度分别记在表中(g取10N/kg):
液体种类 酒精 植物油 水
弹簧测力计的示数F(N) 2.6 2.7 2.8
液体密度ρ(×103kg/m3) 0.8 0.9 1.0
(1)通过分析比较此表,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图甲所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 。
(2)根据表中数据计算该液体密度计的零刻度线对应原弹簧测力计刻度板上的位置。
(3)若小强在该小桶中装满酱油,弹簧测力计示数如图乙所示,求酱油的密度。
参考答案与试题解析
一.选择题(共24小题)
1.关于物质密度,下列说法正确的是( )
A.密度是物质的一种特性,与质量和体积无关
B.密度不同的两个物体,质量也一定不同
C.一块冰熔化成水后,质量和密度都不变
D.氧气瓶中的氧气用掉一半,剩下的氧气质量变小,密度不变
【解答】解:A、密度是物质的一种特性;对于同种物质(状态不变),其密度一定,与物体的质量和体积无关,故A正确;
B、密度不同的两个物体,质量也可能相同,例如1kg的水和1kg的石块,故B错误;
C、一块冰熔化成水,它的状态发生了改变,因水的密度大于冰的密度,即密度变大,但它所含水的多少没有变化,即质量不变,故C错误;
D、将氧气瓶内的氧气用掉一半,则瓶内氧气的质量变为一半,但由于剩余的氧气又能充满氧气瓶,使氧气的体积不变,则剩下氧气的密度减小为原来的一半,故D错误。
故选:A。
2.小翔在学习密度时写出了一些交流材料,其中不正确的是( )
A.不同物质在相同状态下,密度大小一般是不相等的
B.把某容器中的物质用去一部分后,剩余物质密度的大小都不会改变
C.同种物质组成的实心物体在相同状态时,质量与其体积成正比
D.质量相等的实心物体,体积较大的组成物质的密度较小
【解答】解:
A、密度是物质的一种特性,不同物质在相同状态下,密度大小一般是不相等的。此说法是正确的,故A正确。
B、如果是气体在密闭容器内,体积始终不变,质量减小了,密度肯定会变小,故B错。
C、根据密度公式ρ=可知,在同种物质组成的实心物体在相同状态、温度不变时,密度是保持不变的,故质量与其体积成正比。故C正确。
D、根据密度公式ρ=可知,质量相等,体积较大的物质的密度就较小。故D正确。
故选:B。
3.某同学利用一定量的水,研究水的体积随温度变化的关系,并根据实验数据作出V﹣t图象,如图所示。请根据此图象判断下列说法正确的是( )
A.水在4℃时密度最小
B.AB段表示水温度升高,密度变小
C.BC段表示水温度升高,体积变小
D.对于一定质量的水,在4℃时体积最小
【解答】解:A、读图可知,水在4℃时,体积最小,由于质量不变,所以此时密度最大,故A错误;
B、读图可知,AB段随着水的温度升高,其体积越来越小,表示密度在变大,故B错误;
C、读图可知,BC段随着水的温度升高,其体积越来越大,故C错误;
D、读图可知,对于一定质量的水,在4℃时密度最大、体积最小,故D正确。
故选:D。
4.图甲为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图像,图乙为冬天湖水温度分布示意图,根据图像及水的其他性质,下列分析判断正确的是( )
A.E处的水温是4℃
B.冰面与水面交界处的温度为﹣10℃
C.在0~4℃范围内,水具有热胀冷缩的性质
D.在0~10℃范围内,水的密度先变小后变大
【解答】解:A、E处为河底,此处的水密度最大,故水温是4℃,故A正确;
B、冰面与水面交界处的温度为0℃,故B错误;
C、在0~4℃范围内,温度越高,水的密度越大,水具有热缩冷胀的性质,故C错误;
D、在0~10℃范围内,水的密度先变大后变小,故D错误;
故选:A。
5.某实验小组分别用天平和量筒测出了两种物质的质量和体积,并描绘出V﹣m图像,如图所示,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲=ρ乙
C.若V甲=V乙,则m甲<m乙 D.若m甲=m乙,则V甲<V乙
【解答】解:
ABC、由图像可知,当两物质的体积V相同时,m甲<m乙,
由密度公式ρ=可知ρ甲<ρ乙,故AB错误,C正确;
D、由图像可知,当m甲=m乙时,V甲>V乙,故D错误。
故选:C。
6.小科利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到了几组数据并绘出了m—V图像。下列说法正确的是( )
A.量杯质量为40g
B.该液体密度为1.25g/cm3
C.量杯质量为20g
D.80cm3该液体的质量为100g
【解答】解:液体和量杯的总质量:m=m杯+m液=m杯+ρ液V液,
根据图乙的信息可知:当V液=20cm3时,总质量m=40g,当V液=80cm3时,总质量m=100g,
所以,40g=m杯+ρ液×20cm3 ①
100g=m杯+ρ液×80cm3 ②
联立①②解得:ρ液=1g/cm3,m杯=20g,故AB错误,C正确;
80cm3该液体的质量:m'=ρ液×V'=1g/cm3×80cm3=80g,故D错误。
故选:C。
7.下列物体中,没有受到浮力的是( )
A.空中飞行的飞机 B.在教室里的学生
C.插入河床的桥墩 D.正在上升的热气球
【解答】解:ABD、因为水或空气有流动性,因此水或空气对浸在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,所以空中飞行的飞机、在教室里的学生、正在上升的热气球都受到了浮力的作用,故ABD不符合题意;
C、深入河底的柱形桥墩,下表面不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用,故C符合题意。
故选:C。
8.取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中,且保持瓶口朝下,往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动,用手掌堵住瓶口,乒乓球向上运动。演示此实验主要用于( )
A.探究液体压强的特点 B.研究物体的沉浮条件
C.证明大气压强的存在 D.解释浮力产生的原因
【解答】解:往塑料瓶里注水,乒乓球下表面受到的压力为0,上表面受到的水的压力不为0,受到的合力方向向下,乒乓球静止不动;用手掌堵住瓶口,乒乓球浸没水中,因为乒乓球受到的浮力(上下表面产生了压力差)大于重力,乒乓球将向上运动,所以演示此实验主要用于解释浮力产生的原因。
故选:D。
9.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如图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
【解答】解:用细绳一端牵着浸没在水中的乒乓球,静止后乒乓球乒乓球受到竖直向下的拉力和竖直向下的重力、竖直向上的浮力的作用,由图可知,只有②图拉力方向是竖直向下的,故只有②正确。
故选:B。
10.如图,把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N,利用以上信息能求解的物理量是( )
A.石块的体积 B.排开盐水的重
C.石块的密度 D.盐水的密度
【解答】解:把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,则石块的重力为2.5N,
再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N,根据称重法可知石块所受浮力F浮=G﹣F示=2.5N﹣1.5N=1N;
根据阿基米德原理可知排开盐水的重G排=F浮=1N。
由于条件有限,无法计算石块的体积、密度和盐水的密度。
故选:B。
11.如图所示,把铁块放在空容器中,沿容器壁缓慢向容器中加水至虚线处。加水过程中,铁块受到浮力。则在加水的全过程中,容器底对铁块的支持力F与时间t的关系图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
(1)在铁块浸没水中之前,V排变大,因为F浮=ρ水V排g,所以铁块受到的浮力变大;
在铁块浸没水中之后,V排不变,因为F浮=ρ水V排g,所以铁块受到的浮力不变;可见铁块受到的浮力是先变大、后不变;
(2)∵F支=G﹣F浮,F浮先变大、后不变;
∴F支先变小、后不变;
图C说明容器底对铁块的支持力F随时间的增大,先变小、后不变,所以图C符合支持力的变化规律,
故选:C。
12.如图所示,将两个同样形状的长方体分别水平与竖直放置在盛水的容器中,则两个长方体所受到的( )
A.上、下压强差相等,浮力不等
B.上、下压强差相等,浮力相等
C.上、下压强差不等,浮力不等
D.上、下压强差不等,浮力相等
【解答】解:由图可知,两个同样形状,即体积相等的长方体浸没在水中,根据F浮=ρ液gV排可知,两个长方体所受水的浮力相等;
由浮力产生的原因可知,两个长方体上、下表面受到水的压力差相等,
由图可知两个长方体上、下表面的面积大小不相等,由Δp=可知,两个长方体上、下表面受到水的压强差不相等,故D正确、ABC错误。
故选:D。
13.把一个小球轻轻放入盛有水的杯子里,溢出了0.5N的水,则小球受到的浮力( )
A.一定等于0.5N B.一定大于0.5N
C.大于或等于0.5N D.小于或等于0.5N
【解答】解:当杯子装满水时,根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力为0.5N;
当杯子没有装满水时,小球受到的浮力大于0.5N;
所以,小球受到的浮力大于或等于0.5N。
故选:C。
14.如图所示,用弹簧测力计悬挂重8N的金属块浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为5N.此时金属块所受浮力的大小和方向是( )
A.8N,竖直向上 B.5N,竖直向下
C.3N,竖直向下 D.3N,竖直向上
【解答】解:由题意可知,金属块重G=8N,金属块浸在水中时弹簧测力计的示数F示=5N,
此时金属块所受浮力:F浮=G﹣F示=8N﹣5N=3N;
浮力的方向是竖直向上。
故选:D。
15.如图所示,一个重为G的锥形物体P浸没在水中,它受到竖直向下的水的压力为F1,受到竖直向上的水的压力为F2,则( )
A.F1<F2 B.F1>F2
C.F1=F2 D.无法确定F1和F2的大小
【解答】解:锥形物体P浸没在水中,受到竖直向上的浮力作用,
浮力产生的原因:液体对物体上下表面的压力差;
所以它受到竖直向上的水的压力F2大于受到竖直向下的水的压力F1。
故选:A。
16.如图所示,在研究浮力大小时,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。根据以上事实,下列猜想最符合研究目的是( )
A.用力越大,物体排开水的体积越大
B.液体的密度越大,物体所受浮力越大
C.物体的体积越大,物体所受浮力越大
D.物体排开水越多,物体所受浮力越大
【解答】解:物体排开水的体积与物体所受的外力无关,所以A错
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,盆子排开水的体积增大,盆子受到的浮力增大,所以B、C错,D正确。
故选:D。
17.A、B、C三个小球的体积相同,在水中的状态如图所示,三个小球所受的浮力分别为FA、FB、FC其大小的关系为( )
A.FA>FB>FC B.FA<FB<FC C.FB>FC>FA D.FA<FB=FC
【解答】解:由图知,三个球排开水的体积:
VA<VB=VC,
由公式F浮=ρ水v排g得三个球受到的浮力:
FA<FB=FC。
故选:D。
18.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。则下列说法中,正确的是( )
A.物块甲受到的浮力一定等于mg
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小于ρ水gV排
【解答】解:
A、根据物体浮沉条件可知,若物块甲漂浮或悬浮时,F浮=G=mg;若物块甲沉底时,则F浮<G=mg,故A错误;
B、若物块甲漂浮时,V排<V,根据阿基米德原理可得,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,故D正确;
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C错误。
故选:D。
19.如图所示,质地均匀的长方体木块,第一次如甲图所示直立浮在水面上,所受浮力为F1;此时水对其底部的压强为P1;第二次变为如图乙所示横浮在水面上.所受浮力为F2,此时水对其底部的压强为P2;则( )
A.F1=F2、P1>P2 B.F1>F2、P1>P2
C.F1<F2、P1<P2 D.F1=F2、P1=P2
【解答】由题意可知,甲图和乙图中为同一长方体木块,均漂浮在水中,根据二力平衡条件可知浮力F浮=G相同,故F1=F2;
根据浮力产生原因及压强变形公式有F=PS,由图可知S甲<S乙,故P1>P2;
故选A。
20.一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到水的压力为5N,底部受到水的压力为13N,这个物体受到水的浮力为( )
A.5N B.18N C.13N D.8N
【解答】解:F上表面=5N,F下表面=13N,
则这个物体受到水的浮力:
F浮=F下表面﹣F上表面=13N﹣5N=8N。
故选:D。
21.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同。由此可以判断( )
A.两个物体一定处在液体中相同深度
B.在空气中,弹簧测力计示数是相同的
C.在水中时,弹簧测力计示数是相同的
D.两物体受的浮力一定相同
【解答】解:A、浸没水中的物体受到的浮力与所处的深度无关,故A错误。
BC、仅知道物体受浮力的大小关系,据F浮=G﹣F′不能确定物体受重力、浸没水中后弹簧测力计的示数的大小关系,故B、C错误;
D、因为物体都浸没在水中,所以F浮=G﹣F′,即两物体受到的浮力相同,故D正确;
故选:D。
22.下列关于浮力的说法,正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
B.乒乓球和玻璃球均浸在水中,则乒乓球受到浮力,玻璃球不受浮力
C.铁球浸没在水中缓慢下沉时,弹簧测力计示数不变,说明铁球所受浮力不变
D.物体浸在液体中,由于受到浮力,物体的重力要变小
【解答】解:A、浸在液体里的物体受到浮力,在空气中的物体也受到浮力,故A错误;
B、乒乓球和玻璃球均浸在水中,则乒乓球和玻璃球都受到浮力,故B错误;
C、铁球浸没在水中缓慢下沉时,弹簧测力计示数不变,由于铁球的重力不变,根据F浮=G﹣F示可知,铁球所受浮力不变,故C正确;
D、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,与浮力无关,所以物体浸在液体中,受到浮力作用,但物体的重力不变,故D错误。
故选:C。
23.如图所示,三个完全相同的玻璃缸,缸①装满了水,缸②装满了水且水面上漂浮着一只小鸭子,缸③装满了酒精且液面上漂浮着一只大鸭子(大、小鸭子的密度相同)。若将三个玻璃缸分别放到台秤上称量,则台秤的示数大小情况是( )
A.①比②大 B.②比①大 C.③最小 D.①②③一样大
【解答】解:
(1)缸①装满了水,放到台秤上称量时,台秤受到的压力大小等于水和缸的总重力,
缸②中,因为鸭子漂浮,所以由漂浮条件和阿基米德原理可得:F浮=G排=G鸭,
即:放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力,
所以缸①和②的总重相同,则放到台秤上称量时,①和②的台秤示数相等,故AB错误;
(2)由于缸③装满了酒精且漂浮着一只大鸭子,由漂浮条件和阿基米德原理可得:F浮′=G排′=G鸭′,
所以缸③中酒精和大鸭子的总重与只装满酒精时酒精的重力相同;
由于三个玻璃缸完全相同,酒精的密度小于水的密度,
则根据G=mg=ρgV可知,只装满酒精时酒精的重力小于只装满水时水的重力;
所以,缸③中缸、酒精和大鸭子的总重最小,放到台秤上称量时,③的台秤示数最小,故C正确,D错误。
故选:C。
24.某科学兴趣小组用同一物体做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。下列说法正确的是( )
A.物体浸没在水中时所受到的浮力为0.5牛
B.物体浸没在酒精中时排开酒精的重力为3.2牛
C.比较②③④步骤可知物体在水中的深度会影响物体所受浮力的大小
D.比较④⑤步骤可知液体的密度会影响物体所受浮力的大小
【解答】解:A、根据称重法测浮力,由①③或①④实验,物体浸没在水中时受到的浮力是:F浮=G F示=4N 3N=1N,故A错误;
B、根据称重法测浮力,由①⑤实验,物体浸没在水酒精时受到的浮力是:F浮'=G F示'=4N 3.2N=0.8N,根据阿基米德原理,物体浸没在酒精中时排开酒精的重力是0.8N,故B错误;
C、比较步骤①、③和④可知,控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同,改变物体浸没在液体中的深度,弹簧测力计示数的大小相等,则浮力大小相等,说明浸没在液体里的物体所受浮力的大小与浸没的深度无关,故C错误;
D、比较步骤①④⑤可知,物体在液体中浸没的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,则浮力的大小不相等,说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共14小题)
25.在测量液体密度的实验中,小明同学测得液体体积跟液体和烧杯的总质量的关系如图所示。
(1)空烧杯的质量是 150 克。
(2)液体的密度为 0.9×103 千克/米3。
(3)当液体和烧杯的总质量为240克时,液体的体积是 100 厘米3。
【解答】解:
(1)(2)设空烧杯的质量为m杯,液体的密度为ρ,
读图可知,当液体体积为V1=20cm3时,液体和杯的总质量m总1=m1+m杯=168g,
可得:ρ×20cm3+m杯=168g,﹣﹣﹣①
当液体体积为V2=120cm3时,液体和杯的总质量m总2=m2+m杯=258g,
可得:ρ×120cm3+m杯=258g,﹣﹣﹣②
①﹣②得液体的密度:
ρ=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3。
代入①得:
m杯=150g。
(3)当液体和烧杯的总质量为240克时,液体的质量m′=m总3﹣m杯=240g﹣150g=90g,
液体的体积V3===100cm3。
故答案为:(1)150;(2)0.9×103;(3)100。
26.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。
27.甲、乙两块金属,它们的密度之比是3:1,质量之比是1:2,甲、乙两金属体积之比是 1:6 ,如果把甲截去一半,乙截去四分之三,剩下部分密度的之比是 3:1 。
【解答】解:已知ρ甲:ρ乙=3:1,m甲:m乙=1:2,
由ρ=可知甲、乙两个物体的体积之比为:V甲:V乙=:=:=1:6;
密度是物质的特性,与物质的种类、状态和温度有关,与质量或体积无关,因此如果甲截去一半,乙截去四分之三,剩下部分密度不变,则密度的比仍是3:1。
故答案为:1:6;3:1。
28.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。
29.如图为某容器盛某种液体,液体的体积V与容器和液体总质量m的关系图,请根据图回答。
(1)容器内液体的密度是 1 g/cm3。
(2)当盛100cm3液体时,容器和液体的总质量是 0.14 kg。
【解答】解:(1)由图可知:当液体体积为0时,液体与容器的总质量是40g,容器的质量为m容=40g;
当液体体积V=60cm3时,液体与量杯总质量为100g,则液体质量m=100g﹣40g=60g,
液体的密度为ρ液===1g/cm3;
(2)100cm3液体的质量为m'=ρV'=1g/cm3×100cm3=100g,
液体和容器的总质量为m总=100g+40g=140g=0.14kg。
故答案为:(1)1;(2)0.14。
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.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。
32.我们用手拉弹簧的同时,感到弹簧也在拉手,这说明了 力的作用是相互的 。用弹簧测力计吊着一个金属球,测得它在空气中的重力为20N,当金属球有一半浸入水中时,弹簧测力计的示数为15.5N,这时金属球受到的浮力为 4.5 N,当金属球全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为 11 N。当该金属球全部浸入酒精中时受到的浮力是 7.2 N。(ρ酒=0.8×103kg/m3)
【解答】解:(1)用手拉弹簧的同时,感到弹簧也在拉手,即手对弹簧施加了力,同时弹簧对手也施加了力,这说明了力的作用是相互的;
(2)当金属球有一半浸入水中时,金属球受到的浮力:F浮=G﹣F示=20N﹣15.5N=4.5N;
(3)当金属球全部浸入水中时,排开水的体积是一半浸入水中时的2倍,
由F浮=ρ水gV排可知,全部浸入水中时的浮力是一半浸入水中时浮力的2倍,
即:F浮'=2F浮=9N,
弹簧测力计的示数F示'=G﹣F浮'=20N﹣9N=11N;
(4)当金属球全部浸入水中时,排开水的体积为:
V排'===9×10﹣4m3,
当金属球全部浸入酒精中时,V排″=V排'=9×10﹣4m3,
当该金属球全部浸入酒精中时受到的浮力:F浮″=ρ酒gV排″=0.8×103kg/m3×10N/kg×9×10﹣4m3=7.2N。
故答案为:力的作用是相互的;4.5;11;7.2。
33.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。
34.如图甲所示,均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以0.5m/s的恒定速度下降,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,石料受到的重力 1400 N,石料的密度为 2.8×103 kg/m3。
【解答】解:(1)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;
(2)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F'=900N,
所以,浸没时石料受到的浮力:F浮=G﹣F'=1400N﹣900N=500N,
由F浮=ρ液gV排可得,石料的体积等于其排开水的体积,其体积为:V石=V排==0=0.05m3,
由G=mg可得,石料的质量m===140kg,
石料的密度为:ρ===2.8×103m3。
故答案为:1400;2.8×103。
35.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3。综合分析可得:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力是 8 N;
(2)物块的密度是 2.5×103 kg/m3。
【解答】解:(1)由图乙可知,当物块没有浸入水中时,弹簧测力计的示数F=20N,由二力平衡条件可知,物块的重力G=F=20N,当物块完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数F′=12N,则物块完全浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F′=20N﹣12N=8N;
(2)因物块最终完全浸没在水中,则由F浮=ρ水gV排可得,物块的体积:V=V排==8×10﹣4m3,
由G=mg可得,物块的质量:m==2kg,
则物块的密度:ρ==2.5×103kg/m3。
故答案为:(1)8;(2)2.5×103。
36.已知木块A的体积为1×10﹣3m3,重力为6牛,与固定在容器底部的轻质弹簧相连,如甲图所示。现向容器中缓慢注水,直至木块A完全浸没并处于静止状态,如图乙所示。当木块完全浸没并处于静止状态时,弹簧对木块的力的大小为 4 牛,方向 向下 。
【解答】解:木块A完全浸没处于静止状态时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
木块在水中静止,受到向上的浮力,向下的重力、向下的拉力,所以F浮=G+F拉,
则弹簧对木块的拉力F拉=F浮﹣G=10N﹣6N=4N。
故答案为:4;向下。
37.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。
38.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是 12 N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 8 N;
(3)圆柱体的体积是 8×10﹣4 m3;
(4)圆柱体的密度是 1.5×103 kg/m3。
【解答】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N。
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,
根据平衡关系可知,F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N,
(3)由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得:
V排===8×10﹣4m3
V物=V排=8×10﹣4m3
(4)物体的质量:
m===1.2kg,
圆柱体的密度:
ρ===1.5×103kg/m3。
答:(1)12;(3)8;(3)8×10﹣4;(4)1.5×103。
三.实验探究题(共2小题)
39.小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图所示。
(1)上述四种情况, 甲 图中金属块所受到的浮力最小。
(2)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与 排开液体的密度 有关。
(3)如图所示,当弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中,从金属块底部接触水面开始到完全没入水中直到接触容器底部的过程中,以下能表示弹簧测力计示数F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图象是 C
【解答】解:(1)根据称重法测浮力,F浮=G﹣F示,因甲中测力计示数最小,故甲图中金属块所受到的浮力最小;
(2)丙、丁两次实验中,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,故实验是为了探究浮力大小与排开液体的密度有关;
(3)如图所示,当弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中,从金属块底部接触水面开始到完全没入水中直到接触容器底部的过程中,根据阿基米德原理,在浸没前,受到的浮力逐渐变大,浸没后,受到浮力不变,根据称重法测浮力,F浮=G﹣F示
表示弹簧测力计示数F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图象是C;
故答案为:(1)甲;(2)排开液体的密度;(3)C。
40.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重 减小 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 1 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 相等 。
(3)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与 液体的密度 有关。换用酒精再次实验的目的是 寻找普遍规律 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
【解答】解:(1)溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力,得的溢出水的重力偏小;
(2)由甲、乙两图可知,物块的重力为:G=F1=4N,
物块浸没在水中时,测力计的示数为:F3=3N,
所以物块受到的浮力为F浮=G﹣F3=4N﹣3N=1N;
由实验步骤甲和乙知,物块排开的水所受的重力:G排=F4﹣F2=1.5N﹣0.5N=1N;因此,物块排开的水所受的重力等于物块浸没时溢水杯流入空桶中水的重力;
(3)由乙、丙两图可知,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中时,物块排开酒精的体积与排开水的体积相同,而F5>F3,在物块的重力不变时,由F浮=G﹣F示可知,物块受到的浮力变小了,这说明浮力的大小与液体的密度有关;换用酒精再次实验的目的是寻找普遍规律。
故答案为:(1)偏小;(2)1;相等;(3)液体的密度;寻找普遍规律。
四.计算题(共2小题)
41.如图1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度处。图2是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:(1)圆柱体的重力;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
【解答】解:
(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,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﹣4N=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===8×10﹣4m3,
由公式G=mg可求出物体的质量m===1.2kg,
则圆柱体密度ρ物===1.5×103kg/m3。
答:(1)圆柱体的重力为12N。
(2)圆柱体浸没时受到的浮力为8N。
(3)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3。
42.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。
五.解答题(共2小题)
43.兴趣小组自制简易“浸没式液体密度计”,活动过程如下:
①将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,静止时测力计示数为5牛(如图甲);②将小球浸没在水中,静止时测力计示数为4牛(如图乙);③将小球浸没在某未知液体中,静止时测力计示数为3牛(如图丙)。
求:(1)小球在水中受到浮力。
(2)小球的体积。
(3)根据上述实验过程及该密度计的构造,下列说法合理的是 CD 。
A.小球的密度为3×103kg/m3
B.丙图容器内所装液体的密度为3×103kg/m3
C.该浸入式液体密度计的最大测量值为5×103kg/m3
D.该浸没式液体密度计的刻度值分布均匀
【解答】解:(1)由图甲可知小球的重力大小为:G球=5N,小球浸没在水中时,测力计示数为F示=4N,则:
小球浸没在水中时受到的浮力为:F浮=G球﹣F示=5N﹣4N=1N,
(2)由F浮=ρ液gV排可得排开水的体积:
V排水===1.0×10﹣4m3,
小球的体积为:V球=V排水=1.0×10﹣4m3,
(3)A、小球的质量m小球===0.5kg,
小球的密度:ρ球===5×103kg/m3;故A错误;
B、小球浸没在液体中时,测力计示数为F示′=3N,
小球浸没在液体中时受到的浮力为:F浮′=G球﹣F示′=5N﹣3N=2N
小球浸没在液体中时排开液体的体积为:V排液=V球=10﹣4m3,
液体的密度:ρ液===2×103kg/m3;故B错误;
C、当测力计的示数为零时,所测的液体密度最大,则小球在密度最大的液体中受到的浮力F浮最大=G﹣0=5N﹣0N=5N;
则根据F浮=ρ液gV排可得:
液体的最大密度ρ液最大===5×103kg/m3,故C正确;
D、在测量范围内,根据F浮=G﹣F和F浮=ρ液gV排可得:
液体的密度表达式:ρ待测液体===,
因ρ待测液体与F成一次函数,所以该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀,故D正确。
答:(1)小球在水中受到浮力为1N。
(2)小球的体积为1.0×10﹣4m3。
(3)CD。
44.小强同学想把弹簧测力计改装成液体密度计,他用同一小桶分别盛满了3种液体,用弹簧测力计分别称出3种液体和小桶的总重力,弹簧测力计的示数以及对应液体的密度分别记在表中(g取10N/kg):
液体种类 酒精 植物油 水
弹簧测力计的示数F(N) 2.6 2.7 2.8
液体密度ρ(×103kg/m3) 0.8 0.9 1.0
(1)通过分析比较此表,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图甲所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 B 。
(2)根据表中数据计算该液体密度计的零刻度线对应原弹簧测力计刻度板上的位置。
(3)若小强在该小桶中装满酱油,弹簧测力计示数如图乙所示,求酱油的密度。
【解答】解:(1)由于小桶有重力,所以小桶中没有东西时弹簧测力计也有示数,所以选项B符合,故选B;
(2)液体的重力G液=mg=ρ液gV,
测量液体密度时,弹簧测力计的示数F=G桶+G液,
测量酒精时:G桶+0.8×103kg/m3×V×10N/kg=2.6N.......①
测量植物油时:G桶+0.9×103kg/m3×V×10N/kg=2.7N.......②
将①②两式联立,解方程组得:
G桶=1.8N,
V=10﹣4m3,
故密度计的零刻度线对应弹簧测力计1.8N处;
(3)观察图乙可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,示数为3.0N,
测力计的示数F=G桶+G酱油,
即:1.8N+ρ酱油×10﹣4m3×10N/kg=3N,
解得:ρ酱油=1.2×103kg/m3。
答:(1)B;(2)根据表中数据计算该液体密度计的零刻度线对应原弹簧测力计刻度板上的位置为1.8N处;(3)若小强在该小桶中装满酱油,弹簧测力计示数如图乙所示,求酱油的密度为1.2×103kg/m3。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)