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八上科学《第3章 浮力》 练习
一.选择题(共24小题)
1.关于物质的密度,下列说法中正确的是( )
A.密度不同的两个物体,质量也一定不同
B.氧气瓶中的氧气用掉一半,剩下氧气的质量变小,密度不变
C.一块冰全部熔化成水后,质量和密度都变大
D.密度是物质的一种特性,与质量和体积无关
2.将体积不同、材料不同的甲、乙两实心小球,分别轻轻放在水中,两球静止时如图所示,甲浮在水面,乙沉底,已知甲的体积比乙小,则下列说法正确的是( )
A.甲的质量比乙大 B.甲受到的浮力等于重力
C.甲的密度比乙大 D.乙受到的浮力等于重力
3.下列说法正确的是( )
A.图甲中橡皮泥船采用改变自重的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变浮力大小来实现的
C.图丙中密度计在两种液体中所受浮力F甲=F乙,两种液体的密度ρ甲>ρ乙
D.图丁同一鸡蛋浸没在液体中,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大
4.关于密度的说法中,正确的是( )
A.不同物质密度一定不同 B.物质种类不变,其密度一定不改变
C.体积相同的不同种物质,质量大的密度大 D.密度与物质质量或正比,与体积成反比
5.如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50cm3。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛 B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力 D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
6.在两支相同的平底试管内装入等量铁砂,然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,其静止状态如图所示,则下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大 B.试管在乙液体中排开的液体质量较小
C.两个烧杯底部所受液体压强相等 D.两支试管底部所受液体压强相等
7.将重为4N,体积为6×10﹣4m2的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=4N B.物体悬浮,F浮=2N
C.物体沉在水底,F浮=2N D.物体沉在水底,F浮=4N
8.如图甲所示,一个鸡蛋漂浮在盐水中;向盐水中缓慢加入蒸馏水,直到鸡蛋恰好浸没(如图乙所示);此过程中( )
A.鸡蛋排开液体的体积保持不变 B.鸡蛋受到的浮力逐渐增大
C.盐水对烧杯底部的压强逐渐增大 D.烧杯对水平桌面的压力保持不变
9.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
10.水平桌面上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有两种不同液体,将A、B两个质量相等的实心物体(VB=2VA)分别放入甲、乙两种液体中,如图所示,两物体静止时两容器中液面相平,下列说法不正确的是( )
A.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
B.A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力
C.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
D.两物体放入前,甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强
11.某兴趣小组同学把鸡蛋放入水中,然后逐渐往水中加入细盐,鸡蛋在水中的浮沉变化如图。下列判断正确的是( )
A.丙图中盐水的质量分数最小
B.在甲图中鸡蛋受到的浮力最大
C.要使丙图中鸡蛋受到的浮力变大,应再加一些细盐
D.根据二力平衡的原理,在乙图和丙图中鸡蛋受到的浮力一样大
12.水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器,装有等量的水,用两个完全相同的橡皮泥,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放入其中,如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙;甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.F浮甲<F浮乙 B.F浮甲=F浮乙
C.F甲<F乙 D.F甲>F乙
13.用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103千克/米3
14.如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,下列说法正确的是( )
A.甲球受到的浮力大 B.乙球受到的浮力大
C.乙球浸在水中的体积大 D.两球浸在水中的体积一样大
15.“死海不死”一文中描述到“将奴隶和俘虏扔进海里,屡淹不死”。四位同学运用科学知识对该现象进行了解释,其中说法正确的是( )
A.因为海水很多,所以人被扔进海里自然就浮了起来
B.因为海水很深,所以人被扔进海里自然就浮了起来
C.海水的密度大于人体的密度,人被扔进海里后,自然就浮了起来
D.海水的密度小于人体的密度,人被扔进海里后,自然就浮了起来
16.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
17.如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是( )
A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体 B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等 D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强不相等
18.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.
19.如图所示,现有一个体积为100m3的氢气球静止在空中,若已知空气的密度为1.29kg/m3,氢气的密度为0.09kg/m3,此时它所受的浮力是( )
A.1290N B.1200N C.900N D.90N
20.如图所示,把一个自制的密度计分别放入两种不同液体中,判断中正确的是( )
A.这个密度计在甲液体中受到的浮力较大 B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C.甲种液体密度较大 D.密度计B处的刻度值应大于A处的
21.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
22.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出。已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是( )
A.悬浮 1.0×103kg/m3 B.漂浮 0.92×103kg/m3
C.下沉 1.2×103kg/m3 D.漂浮 0.90×103kg/m3
23.小明利用如图甲装置,探究“浮力的大小跟物体浸入液体体积的关系”时,得到图乙所示的图像,其中一条是浮力随浸入液体的深度变化图像,另一条是弹簧秤示数随浸入液体的深度变化图像,G物=2牛,则下列说法错误的是( )
A.F1=2.0牛 B.液体的密度 ρ液=ρ物
C.F1=F2+F3 D.物体的体积 V物=
24.A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为( )
A.h甲<h乙 B.h甲>h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断
二.填空题(共14小题)
25.先将一个溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),然后放入一块重2N的木块,溢出的水全部用小烧杯接住(如图所示)。则在这个过程中溢水杯底部受到水的压强 。(选填“增大”、“不变”或“减小”),小烧杯中水的重力 2N(选填“大于”、“等于”或“小于”)
26.将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手,物块最终处于 (“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块受到的浮力为 N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
27.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象。物体受到的最大浮力是 物体的密度是 。
28.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲 m乙;两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲 V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲 F乙;两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲 p乙。
29.两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,体积相等、质量不同的A、B两个实心小球在甲、乙液体中静止时的情况如右图所示。小球A在甲液体中受到的浮力 在乙液体中受到的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”,下同);甲液体的密度 乙液体;小球A的质量 小球B的质量。
30.小胡同学在水槽中洗碗,一个大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗装满,碗就会沉入水槽底部,此时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力 (选填“大”、“小”、“不变”),水槽中的水面将会 (选填“上升”、“下降”、“不变”)。
31.小海利用浮力的知识测出了他家里所用瓷碗的密度。第一次如图甲所示,他向自制溢水杯中注满水,然后让瓷碗漂浮在水面上,用电子秤测出排开水的质量是270g;第二次如图乙所示,他向溢水杯中注满水,然后让瓷碗沉入水底,用电子秤测出排开水的质量是100g。根据测量数据,可计算出瓷碗的密度是 g/cm3。
32.如图,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,它们所受到的浮力分别为F甲和F乙,则F甲 F乙,两种液体的密度ρ甲 ρ乙(以上两空“<”“=”或“>”);若将此密度计放入另一液体中,发现密度计底部早已碰到容器底部,导致无法准确测量,则应如何操作: 。
33.将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持悬置状态(如图),在冰块浸入的过程中,台秤的读数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);在冰块熔化过程中,容器内液面将 (选填“上升”、“下降”或“不变”),(已知:冰的密度为0.9×103kg/m3,酒精的密度为0.8×103kg/m3;整个过程中无液体溢出。)
34.图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体下表面离水面距离h的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2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2中实线所示。完全浸没时,A受到水的浮力为 N,小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,则该液体密度为 kg/m3。
35.小科在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化。
(1)在空心玻璃管下端绕上一段细铁丝(如图甲)的目的 。
(2)使用中,小科发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度(如图乙),玻璃管浸入液体中的深度将 。
36.小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧秤挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,浸没前,溢水杯所受水的压力将 (选填“变大”,“变小”,“不变”),电子秤的读数将 (选填“变大”,“变小”,“不变”)。
37.将体积相等的松木(ρ木=0.5g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静止后,松木所受到的浮力F1和石蜡所受到的浮力F2的大小关系为F1 F2(选填“>““=”“<”)。此时它们露出水面的体积比V木露:V蜡露= 。
38.如图所示,水平面上放高为25cm的圆柱形容器A,A中竖直立着一重21N的圆柱体B,向容器A内缓慢注水,记录注入水的体积V和所对应的水的深度h,记录的数据如下表所示
加水次数 1 2 3 4 5 6
V/cm3 1000 2000 3000 4300 5900 7500
h/cm 4 8 12 16 20 24
已知圆柱体B的体积为2800cm3。则圆柱体B的底面积 ,第四次加水后,圆柱体的浮沉情况是 (填“漂浮”“悬浮”“沉底”),当物体B对对容器A的压力为零时,容器A中水的深度是 cm。
三.计算题(共4小题)
39.如图所示,一个圆柱形容器中装有一定量的水,一个质量为800g的石块挂在弹簧测力计上并浸没水中,石块静止时弹簧测力计的示数为3N,容器的底面积为125cm2。求:
(1)石块在水中受到的浮力。
(2)石块的密度。
(3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降多少厘米?(附在石块上的水忽略不计)
40.将物重为4.9N的木块放进水里,木块漂浮且有一半体积露出水面:
(1)求木块的体积;
(2)若在木块上再放一个铁块,恰好使木块完全没入水中,而铁块刚好在水面上,求铁块的重力。
41.一个边长为10cm的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(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,如图乙所示。用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度。则图丙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图象。(g取10N/kg)
(1)当F浮=4N时,木块处于 (选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h变化范围?
42.小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度。(g取10N/kg)
①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号。
②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中。
③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中。
④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中。
问:(1)铁皮罐的体积有多大?
(2)铁皮罐和沙石的总重有多大?
(3)盐水的密度有多大?
四.解答题(共4小题)
43.小伶和小俐参加课外兴趣小组,将塑料小桶中分别装满已知密度的四种不同溶液后,用图示弹簧秤测出其重力,用刻度尺测出弹簧的长度,记录了下表中的数据:
液体密度(g/cm3) 0.4 0.6 1.0 1.4
弹簧秤的示数(N) 1.6 1.8 2.2 2.6
弹簧的长度(cm) 10.4 10.8 11.6 12.4
(1)通过分析此表,小伶发现液体密度与弹簧秤示数之间有一定规律,能反映这一规律的图象是 .
(2)若小桶中盛满密度为1.1g/cm3的某种液体时,弹簧秤的示数是 N.
(3)若小桶中盛满密度未知的某种液体时弹簧的长度是12.8cm时,则该液体的密度是 kg/m3.
(4)通过分析数据可知,塑料小桶的重力为 N;弹簧的原长为 cm,塑料小桶的容积是 mL.
44.如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:
(1)此时木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
(3)绳子断了后,水对容器底的压力与剪断前变化了多少?
45.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,容器中水的深度为40cm时,物块A刚好完全浸没在水中。容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,打开阀门B,使水缓慢流出,当物块A有的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门B.弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量ΔL关系如图乙所示。(已知g取10N/kg,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,不计弹簧所受的浮力,物块A不吸水)。求:
(1)打开阀门前物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强。
46.如图甲所示,一个边长为10cm的立方体木块,下面用一段细线与木块相连,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,直到装满容器,如图乙所示。若细线中的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,如图丙。求:
(1)图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于 状态。
(2)该木块完全浸没在水中所受的浮力为多少牛顿?
(3)该木块的密度为多少?
(4)请在丁图中作出在此过程中木块所受浮力F随水位h变化的大致图象。
参考答案与试题解析
一.选择题(共24小题)
1.关于物质的密度,下列说法中正确的是( )
A.密度不同的两个物体,质量也一定不同
B.氧气瓶中的氧气用掉一半,剩下氧气的质量变小,密度不变
C.一块冰全部熔化成水后,质量和密度都变大
D.密度是物质的一种特性,与质量和体积无关
【解答】解:
A、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A错误;
B、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、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D正确。
故选:D。
2.将体积不同、材料不同的甲、乙两实心小球,分别轻轻放在水中,两球静止时如图所示,甲浮在水面,乙沉底,已知甲的体积比乙小,则下列说法正确的是( )
A.甲的质量比乙大 B.甲受到的浮力等于重力
C.甲的密度比乙大 D.乙受到的浮力等于重力
【解答】解:
(1)甲球漂浮,则甲受到的浮力等于重力;乙球沉底,则乙受到的浮力小于重力,乙球沉底,甲球漂浮,所以乙球的密度大于水的密度,甲球的密度小于水的密度,则可知甲的密度比乙小,即ρ甲<ρ乙,故B正确,CD错误;
(2)已知甲的体积比乙小(即V甲<V乙)且ρ甲<ρ乙,由m=ρV可知,甲的质量比乙小,故A错误;
故选:B。
3.下列说法正确的是( )
A.图甲中橡皮泥船采用改变自重的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变浮力大小来实现的
C.图丙中密度计在两种液体中所受浮力F甲=F乙,两种液体的密度ρ甲>ρ乙
D.图丁同一鸡蛋浸没在液体中,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大
【解答】解:
A.图甲中橡皮泥船采用空心的办法增大排开水的体积,从而增大浮力来增加橡皮泥船的载货量,故A错误;
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变自身重力来实现的,故B错误;
C.图丙中密度计在两种液体中均漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,由于密度计的重力不变,所以浮力关系为F甲=F乙,由图可知V排甲>V排乙,由F浮=ρgV排可得,两种液体的密度ρ甲<ρ乙,故C错误;
D.根据阿基米德原理可知,浮力与液体的密度、排开液体的体积有关,图丁同一鸡蛋浸没在液体中,排开液体的体积相等,但浓盐水的密度大于水的密度,所以鸡蛋受到盐水的浮力大于受到水的浮力,即图丁同一鸡蛋浸没在液体中,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大,故D正确。
故选:D。
4.关于密度的说法中,正确的是( )
A.不同物质密度一定不同
B.物质种类不变,其密度一定不改变
C.体积相同的不同种物质,质量大的密度大
D.密度与物质质量或正比,与体积成反比
【解答】解:A、不同物质密度也可能相同,如煤油和酒精,故A错误;
B、物质种类不变,其密度也可能改变,如水和冰,故B错误;
C、体积相同的不同种物质,质量大的密度大,故C正确。
D、密度是物质的一种特性,它不随物质的质量或体积的变化而变化,故D错误。
故选:C。
5.如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50cm3。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
【解答】解:
A、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力,鸡蛋的重力为G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N,即浮力小于0.55N,故A错误;
B、鸡蛋的密度为:ρ===1.1g/cm3=1.1×103kg/m3,图乙中,鸡蛋悬浮在盐水中时,由浮沉条件可知鸡蛋的密度等于盐水的密度,则盐水的密度为1.1×103kg/m3,故B正确;
C、图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身的重力,故C错误;
D、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力F甲<G鸡蛋;
图乙中鸡蛋悬浮在液体中时,则浮力F乙=G鸡蛋;
图丙中鸡蛋漂浮,则浮力F丙=G鸡蛋,
所以三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙=F丙,故D错误。
故选:B。
6.在两支相同的平底试管内装入等量铁砂,然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,其静止状态如图所示,则下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大
B.试管在乙液体中排开的液体质量较小
C.两个烧杯底部所受液体压强相等
D.两支试管底部所受液体压强相等
【解答】解:A、由于装入等量铁砂的相同的平底试管在两液体中都漂浮,所以试管受到的浮力:F甲=F乙=G,故A错误;
B、根据阿基米德原理可知:F浮=G排=m排g,所以试管排开的液体质量相等,故B错误;
C、由图可知:排开的液体体积V甲>V乙,而F甲=F乙,则根据F浮=ρ水V排g可知,ρ甲<ρ乙,
由图可知:放入试管后液面等高,根据p=ρgh可得:烧杯底部所受压强p甲<p乙,故C错误;
D、物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体的压力差,而上表面受到的压力为0,所以F浮=F下表面﹣F上表面=F下表面,
由于受到的浮力相等,所以下表面受到的压力相等,即:F甲=F乙,
由p=可得:p甲=p乙,故D正确。
故选:D。
7.将重为4N,体积为6×10﹣4m2的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=4N B.物体悬浮,F浮=2N
C.物体沉在水底,F浮=2N D.物体沉在水底,F浮=4N
【解答】解:由G=mg=ρVg得:
物体的密度:ρ==≈0.7×103kg/m3,
则ρ<ρ水,所以物体在水中将漂浮;物体在水中受到的浮力:F浮=G=4N。
故选:A。
8.如图甲所示,一个鸡蛋漂浮在盐水中;向盐水中缓慢加入蒸馏水,直到鸡蛋恰好浸没(如图乙所示);此过程中( )
A.鸡蛋排开液体的体积保持不变
B.鸡蛋受到的浮力逐渐增大
C.盐水对烧杯底部的压强逐渐增大
D.烧杯对水平桌面的压力保持不变
【解答】解:A、由图可知,鸡蛋排开液体的体积变大,故A错误;
B、由甲、乙两图中鸡蛋分别处于漂浮和悬浮状态可知,鸡蛋均处于平衡状态,F浮=G鸡蛋,所以鸡蛋受到的浮力不变,故B错误;
CD、向盐水中缓慢加入蒸馏水,烧杯中盐水的总重力变大,则烧杯对水平桌面的压力变大,由p=可知,烧杯对水平桌面的压强变大,由图可知烧杯是规则容器,由于盐水对烧杯底部的压力大小等于盐水和鸡蛋的总重力,根据p=可得出盐水对烧杯底部的压强逐渐增大,故C正确,D错误。
故选:C。
9.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
【解答】解:
A、装载物资后,山东舰的重力增大,根据物体漂浮条件可知,它受到的浮力增大,故A错误;
B、舰载机起飞后,山东舰的重力减小,根据物体漂浮条件可知,则它受到的浮力减小,故B错误;
C、“山东舰”始终漂浮在水面上,根据物体漂浮条件可知,则它受到的浮力始终等于它的重力,故C正确;
D、“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。
10.水平桌面上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有两种不同液体,将A、B两个质量相等的实心物体(VB=2VA)分别放入甲、乙两种液体中,如图所示,两物体静止时两容器中液面相平,下列说法不正确的是( )
A.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
B.A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力
C.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
D.两物体放入前,甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强
【解答】解:
AB、两物体质量相等,其重力也相等,
甲图,物体A漂浮,浮力等于重力,即F甲=G;
乙图,物体B悬浮,浮力等于重力,即F乙=G,
所以A物体受到的浮力等于B物体受到的浮力;故B错误;
根据F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,由图知VA排<VB排,所以ρ甲>ρ乙,故A正确;
C、放入物体AB后,两容器液面相平,VA<VB,所以VA排<VB排,说明没放物体之前甲容器中液体的体积大于乙容器中液体的体积,即V甲>V乙,ρ甲>ρ乙,由ρ=可知,m甲>m乙,G甲>G乙;
两容器质量相同,则容器的重力相同,物体质量相同,其重力也相等,但液体的重力G甲>G乙,
两容器对桌面的压力分别为F甲=G器+G物+G甲,F乙=G器+G物+G乙,
所以F甲>F乙,故C正确;
D、放入AB后,两容器液面相平,且VA排<VB排,说明没放物体之前甲容器中液体的体积大于乙容器中液体的体积,即V甲>V乙,两容器底面积相同,所以h甲>h乙,又因为ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh可知,p甲>p乙,故D正确。
故选:B。
11.某兴趣小组同学把鸡蛋放入水中,然后逐渐往水中加入细盐,鸡蛋在水中的浮沉变化如图。下列判断正确的是( )
A.丙图中盐水的质量分数最小
B.在甲图中鸡蛋受到的浮力最大
C.要使丙图中鸡蛋受到的浮力变大,应再加一些细盐
D.根据二力平衡的原理,在乙图和丙图中鸡蛋受到的浮力一样大
【解答】解:设三种液体的密度为ρ甲、ρ乙、ρ丙,
鸡蛋在甲容器内下沉,则ρ鸡蛋>ρ甲,鸡蛋受到的浮力F甲<G鸡蛋;
鸡蛋在乙容器内悬浮,则ρ鸡蛋=ρ乙,鸡蛋受到的浮力F乙=G鸡蛋;
鸡蛋在丙容器内漂浮,则ρ鸡蛋<ρ丙,鸡蛋受到的浮力F丙=G鸡蛋;
由此可见,鸡蛋在甲容器内受到的浮力最小,甲液体的密度最小,即甲图中盐水的质量分数最小。故AB错误;
F乙=G鸡蛋=F丙;故D正确;
加一些细盐后,溶液浓度增加,鸡蛋仍然漂浮,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,故C错误。
故选:D。
12.水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器,装有等量的水,用两个完全相同的橡皮泥,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放入其中,如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙;甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.F浮甲<F浮乙 B.F浮甲=F浮乙
C.F甲<F乙 D.F甲>F乙
【解答】解:AB、由图可知,在甲中橡皮泥沉底,则橡皮泥的浮力小于重力;在乙中,橡皮泥漂浮,受到的浮力等于重力,完全相同的两个橡皮泥的重力相等,故两个橡皮泥所受浮力关系为:F浮甲<F浮乙,故A正确,B错误;
CD、甲、乙两个容器完全相同,原来装有等量的水,两个橡皮泥完全相同,
则甲、乙容器的总重力相等,
因为容器对水平桌面的压力等于容器的总重力,
所以容器对水平桌面的压力关系为:F甲=F乙,故CD错误。
故选:A。
13.用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103千克/米3
【解答】解:A、物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。所以应该在溢水杯中倒满水;故A错误;
B、物块浸没水中后,随着深度的增加,排开水的体积不变,液体的深度不变,故水对容器底部的压强不变;故B错误;
C、左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,受到的浮力变大,故弹簧测力计的示数变小;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,受到的浮力不变,弹簧测力计的示数不再变化;故C错误;
D、由测力计的示数可知,物体的重力G=2N,物体的质量m===0.2kg;
物体浸没水中后的浮力F浮=G﹣G′=2N﹣1N=1N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,物体的体积V=V排===1×10﹣4m3,
物体的密度ρ===2×103kg/m3;故D正确。
故选:D。
14.如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,下列说法正确的是( )
A.甲球受到的浮力大
B.乙球受到的浮力大
C.乙球浸在水中的体积大
D.两球浸在水中的体积一样大
【解答】解:ABC、甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知:F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,由于两球质量相等,重力相等,所以浮力相等,故AB错误;
D、两球受到的浮力相等,由F浮=G排=ρ水gV排可得,V排相同,所以两球浸在水中的体积一样大,故C错误,D正确。
故选:D。
15.“死海不死”一文中描述到“将奴隶和俘虏扔进海里,屡淹不死”。四位同学运用科学知识对该现象进行了解释,其中说法正确的是( )
A.因为海水很多,所以人被扔进海里自然就浮了起来
B.因为海水很深,所以人被扔进海里自然就浮了起来
C.海水的密度大于人体的密度,人被扔进海里后,自然就浮了起来
D.海水的密度小于人体的密度,人被扔进海里后,自然就浮了起来
【解答】解:海水的咸度很高、密度大,大于人体的密度,人被扔进海里就自然浮起来,沉不下去,故C正确。
故选:C。
16.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。
17.如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是( )
A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体
B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等
D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强不相等
【解答】解:
A、由图象可知,体积V相同时,甲的质量大于乙的质量,则根据ρ=可知:ρ甲>ρ乙;
相同木块在a、b中都处于漂浮,则所受浮力F浮a=F浮b=G木,
根据F浮=ρ液gV排可得:ρagV排a=ρbgV排b;由图可知:V排a<V排b;所以,ρa>ρb;由此可知:a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,故A正确;
B、因F浮a=F浮b,所以由阿基米德原理可知:G排a=G排b,则:m排a=m排b,故B错误;
C、由于两容器中液面相平,且ρa>ρb,根据p=ρ液gh可知,a容器底部受到液体的压强大,故C错误;
D、木块在a、b两容器中都处于漂浮,根据浮力产生的原因可知木块下表面受到液体的压力:Fa下=F浮a,Fb下=F浮b,则Fa下=Fb下;
由于两个木块相同,则底面积相同,根据p=可知:pa下=pb下,故D错误。
故选:A。
18.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。
19.如图所示,现有一个体积为100m3的氢气球静止在空中,若已知空气的密度为1.29kg/m3,氢气的密度为0.09kg/m3,此时它所受的浮力是( )
A.1290N B.1200N C.900N D.90N
【解答】解:
氢气球排开空气的体积:V排=V球=100m3,
则氢气球受到的浮力:F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×100m3=1290N。
故选:A。
20.如图所示,把一个自制的密度计分别放入两种不同液体中,判断中正确的是( )
A.这个密度计在甲液体中受到的浮力较大
B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C.甲种液体密度较大
D.密度计B处的刻度值应大于A处的
【解答】解:AB、同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,
所以,密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,故AB错误;
CD、由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,
又因为F浮=ρ液V排g,
所以,ρ甲<ρ乙,
而ρ甲=ρA,ρ乙=ρB,
即ρA<ρB,
所以密度计B处的刻度值大于A处的刻度值,故C错误,D正确。
故选:D。
21.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。
22.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出。已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是( )
A.悬浮 1.0×103kg/m3 B.漂浮 0.92×103kg/m3
C.下沉 1.2×103kg/m3 D.漂浮 0.90×103kg/m3
【解答】解: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,而现在根据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;
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:
因为物体在水中漂浮,所以F浮=G物=m物g,
F浮=G排=G溢=m溢g,
m物=m溢=81g,
因为物体在酒精中下沉,
所以V物=V排===90cm3,
物体的密度:
ρ===0.9g/cm3=0.9×103kg/m3。
故选:D。
23.小明利用如图甲装置,探究“浮力的大小跟物体浸入液体体积的关系”时,得到图乙所示的图像,其中一条是浮力随浸入液体的深度变化图像,另一条是弹簧秤示数随浸入液体的深度变化图像,G物=2牛,则下列说法错误的是( )
A.F1=2.0牛
B.液体的密度 ρ液=ρ物
C.F1=F2+F3
D.物体的体积 V物=
【解答】解:(1)物块在完全浸没前,物块排开水的体积随浸入水深度的增大而增大,根据公式F浮=ρ液gV排可知,物体在浸没前受到的浮力随物体浸入液体中的深度的增加而增大,物块在完全浸没后,物块排开水的体积保持不变,根据F浮=ρ液gV排可知,物体受到浮力保持不变,所以图乙中,图像a表示的是浮力随浸入液体的深度变化图像;
根据F浮=G﹣F拉可知,图像b表示的是弹簧秤示数随浸入液体的深度变化图像,
所以,当h=0时,弹簧测力计的示数等于物体的重力,所以F1=G物=2N,故A正确;
(2)图像b中的F3表示物体全部浸没后弹簧测力计的拉力,图像a中的F2表示物体全部浸没后,物体所受的浮力;又知道物体全部浸没后受到三个力的作用,向下的重力和向上的浮力、拉力,此时物体处于静止状态,受的是平衡力,即重力等于浮力加拉力,所以F1=F2+F3,故C正确;
(3)物体的质量m==,
当物体完全浸没时,受到的浮力为F浮=F2,
根据F浮=ρ液gV排可得物体的体积V=V排==,故D正确;
物体的密度:ρ物====×ρ液,
则液体的密度:ρ液==×ρ物,故B错误。
故选:B。
24.A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为( )
A.h甲<h乙 B.h甲>h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断
【解答】解:把AB当做一个物体进行受力分析:
因为漂浮,所以,甲图物体受到的浮力:F甲=GA+GB;
因为漂浮,所以,乙图物体受到的浮力:F乙=GA+GB;
故两种情况下,F甲=F乙;根据F浮=ρ水V排g可知,排开液体的体积也相同,h=,所以h甲=h乙;
故选:C。
二.填空题(共14小题)
25.先将一个溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),然后放入一块重2N的木块,溢出的水全部用小烧杯接住(如图所示)。则在这个过程中溢水杯底部受到水的压强 不变 。(选填“增大”、“不变”或“减小”),小烧杯中水的重力 等于 2N(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【解答】解:木块放入溢水杯中,排开的水全部收集到量筒内,
∵p=ρgh,水的深度h不变,
∴溢水杯底部受到水的压强不变;
∵木块漂浮,
∴木块受到的浮力:F浮=G木,
又∵F浮=G排,
∴G排=G木=2N。
故答案为:不变;等于。
26.将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手,物块最终处于 漂浮 (“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块受到的浮力为 0.6 N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【解答】解:(1)物体完全浸没时受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3=1N;
物体的重力为:
G=mg=60×10﹣3kg×10N/kg=0.6N;
G物<F浮,物体上浮,最后漂浮;
(2)物体浮在水面上,物块受到的浮力为:F浮′=G物=0.6N。
故答案为:漂浮;0.6。
27.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象。物体受到的最大浮力是 6N 物体的密度是 1.5×103kg/m3 。
【解答】解:物体在浸入水中之前,受到重力和拉力的作用,并且这两个力是一对平衡力,由图象知,G=F示=9N;
当物体完全浸没时,拉力F=3N,则完全浸没时的浮力为F浮=G﹣F=9N﹣3N=6N,此时物体完全浸没,所以浮力最大;
由F浮=ρ液gV排得,物体的体积:
V=V排===6×10﹣4m3;
物体的质量m===0.9kg;
物体的密度:
ρ===1.5×103kg/m3。
故答案为:6N;1.5×103kg/m3。
28.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲 = m乙;两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲 < V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲 < F乙;两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲 < p乙。
【解答】解:牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以m甲=m乙;
甲下沉,F浮<G,乙漂浮,F浮=G,所以F甲<F乙;
由F浮=ρ水gV排可得,V排甲<V排乙;
因为原来水一样多,所以放入甲乙后h甲<h乙,
由p=ρ水gh得,p甲<p乙。
故答案为:=;<;<;<。
29.两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,体积相等、质量不同的A、B两个实心小球在甲、乙液体中静止时的情况如右图所示。小球A在甲液体中受到的浮力 小于 在乙液体中受到的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”,下同);甲液体的密度 小于 乙液体;小球A的质量 小于 小球B的质量。
【解答】解:
(1)由图可知,在甲液体中A球下沉,则F浮甲<GA,在乙液体中A球漂浮,则F浮乙=GA,所以F浮甲<F浮乙;
(2)在甲液体中A球下沉,则A的密度大于甲液体的密度(ρA>ρ甲);在乙液体中A球漂浮,则A的密度小于乙液体的密度(ρA<ρ乙);所以甲液体的密度小于乙液体的密度;
乙液体中,B球下沉,则B的密度大于乙液体的密度(ρB>ρ乙);比较可知,A的密度小于B的密度;
由于两个小球的体积相同,所以根据m=ρV可知,A的质量小于B的质量。
故答案为:小于;小于;小于。
30.小胡同学在水槽中洗碗,一个大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗装满,碗就会沉入水槽底部,此时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力 小 (选填“大”、“小”、“不变”),水槽中的水面将会 下降 (选填“上升”、“下降”、“不变”)。
【解答】解:当碗漂浮时,碗受到的浮力等于重力;当碗下沉到水槽底部时,碗受的浮力小于重力,因此沉到水槽底部的碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力小;
由F浮=ρ液gV排的变形公式V排=可知,在液体密度一定时,物体受到的浮力越小,排开液体的体积越小,因此沉到水槽底部的碗排开水的体积小,因此液面将下降。
故答案为:小;下降。
31.小海利用浮力的知识测出了他家里所用瓷碗的密度。第一次如图甲所示,他向自制溢水杯中注满水,然后让瓷碗漂浮在水面上,用电子秤测出排开水的质量是270g;第二次如图乙所示,他向溢水杯中注满水,然后让瓷碗沉入水底,用电子秤测出排开水的质量是100g。根据测量数据,可计算出瓷碗的密度是 2.7 g/cm3。
【解答】解:(1)由漂浮条件可知,开始瓷碗漂浮在水面上,浮力等于瓷碗的重力,即G瓷碗=F浮,
又因为阿基米德原理知F浮=G排,
所以G瓷碗=G排,即m瓷碗=m1=270g;
(2)溢出水的质量为100g,
溢出水的体积:V水===100cm3,
瓷碗的体积就是溢出水的体积,即V瓷碗=V水=100cm3;
瓷碗的密度:ρ===2.7g/cm3。
故答案为:2.7。
32.如图,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,它们所受到的浮力分别为F甲和F乙,则F甲 = F乙,两种液体的密度ρ甲 < ρ乙(以上两空“<”“=”或“>”);若将此密度计放入另一液体中,发现密度计底部早已碰到容器底部,导致无法准确测量,则应如何操作: 向容器中加液体,或换用横截面积较小的容器 。
【解答】解:(1)由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,
因为同一支密度计的重力不变,
所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,故F甲=F乙;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,在F浮一定时,物体浸入液体中的体积越大,则液体的密度越小,
由题图知V排甲>V排乙,所以ρ甲<ρ乙;
(3)若将此密度计放入另一液体中,发现密度计底部早已碰到容器底部,导致无法准确测量,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,应向容器中加液体,或换用横截面积较小的容器,以增大排开液体的体积,从而增大浮力使浮力等于重力就能漂浮在液面上了。
故答案为:=;<;向容器中加液体,或换用横截面积较小的容器。
33.将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持悬置状态(如图),在冰块浸入的过程中,台秤的读数将 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”);在冰块熔化过程中,容器内液面将 下降 (选填“上升”、“下降”或“不变”),(已知:冰的密度为0.9×103kg/m3,酒精的密度为0.8×103kg/m3;整个过程中无液体溢出。)
【解答】解:在冰块浸入的过程中,台秤的读数将增大,因为在酒精中又增加了冰块对水产生了压力;
在冰块熔化过程中,因为冰熔化成等质量的水后,由于水的密度大于冰的密度,体积变小,所以容器内液面将下降。
故答案为:增大;下降。
34.图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体下表面离水面距离h的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2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2中实线所示。完全浸没时,A受到水的浮力为 2 N,小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,则该液体密度为 0.8×103 kg/m3。
【解答】解:(1)由图2可知:完全浸没时,弹簧测力计的拉力为F=1N,所以此时受到的浮力为F浮=G﹣F=3N﹣1N=2N;
(2)由F浮=ρgV排可得:物体体积V=V排===2×10﹣4m3;
由图2虚线所示可知:完全浸没另一种未知液体时,弹簧测力计的拉力为F′=1.4N,所以此时受到的浮力为F浮′=G﹣F=3N﹣1.4N=1.6N;
由F浮=ρgV排可得:
未知液体ρ液===0.8×103kg/m3。
故答案为:2;0.8×103。
35.小科在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化。
(1)在空心玻璃管下端绕上一段细铁丝(如图甲)的目的 使自制密度计竖直立在水中 。
(2)使用中,小科发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度(如图乙),玻璃管浸入液体中的深度将 不变 。
【解答】解:(1)为了使自制密度计竖直立在水中,需要在空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,从而降低重心;
(2)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,根据漂浮条件可知,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,所以玻璃管浸入液体中的深度将不变。
故答案为:(1)使自制密度计竖直立在水中;(2)不变。
36.小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧秤挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,浸没前,溢水杯所受水的压力将 不变 (选填“变大”,“变小”,“不变”),电子秤的读数将 不变 (选填“变大”,“变小”,“不变”)。
【解答】解:(1)装满水的溢水杯,当铝块浸入水中时,水会溢出,溢水杯中水的深度不变,根据p=ρgh可知溢水杯所受水的压强不变,根据F=pS可知溢水杯所受水的压力不变;
(2)电子秤的受到的压力等于水、溢水杯、铝块的总重力与测力计的拉力之差,
即:F=G水+G杯+G铝﹣F示,
铝块浸入前,F=G水+G杯,
铝块浸入后,F′=G剩水+G杯+G铝﹣F示,
由F浮=G﹣F示和阿基米德原理,即F浮=G排=G溢可得:
F′=G剩水+G杯+G铝﹣F示=G剩水+G杯+G溢=G水+G杯=F,
即电子秤所受压力的不变,则电子秤的读数不变。
故答案为:不变;不变。
37.将体积相等的松木(ρ木=0.5g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静止后,松木所受到的浮力F1和石蜡所受到的浮力F2的大小关系为F1 < F2(选填“>““=”“<”)。此时它们露出水面的体积比V木露:V蜡露= 5:1 。
【解答】解:(1)将体积相等的松木和石蜡分别放入装满水的杯中,由于松木和石蜡的密度都小于水的密度,故都漂浮在水面上;
根据物体的浮沉条件可知,物体漂浮时,F浮=G=mg=ρgV;由于松木和石蜡的体积相同,松木的密度小,则松木受到的浮力小,即F1<F2;
(2)物体漂浮时,F浮=G=mg=ρ物gV,根据阿基米德原理可知,F浮=ρ水gV排;则ρ物gV=ρ水gV排;
松木浸入水中时:ρ木gV=ρ水gV木排;则:V木排=V=V=V,则松木露出水面的体积为:V木露=V﹣V木排=V﹣V=V;
石蜡浸入水中时:ρ石gV=ρ水gV石排;则:V石排=V=V=V,则松木露出水面的体积为:V石露=V﹣V石排=V﹣V=V;
它们露出水面的体积比V木露:V蜡露=V:V=5:1。
故答案为:<;5:1。
38.如图所示,水平面上放高为25cm的圆柱形容器A,A中竖直立着一重21N的圆柱体B,向容器A内缓慢注水,记录注入水的体积V和所对应的水的深度h,记录的数据如下表所示
加水次数 1 2 3 4 5 6
V/cm3 1000 2000 3000 4300 5900 7500
h/cm 4 8 12 16 20 24
已知圆柱体B的体积为2800cm3。则圆柱体B的底面积 150cm2 ,第四次加水后,圆柱体的浮沉情况是 漂浮 (填“漂浮”“悬浮”“沉底”),当物体B对对容器A的压力为零时,容器A中水的深度是 14 cm。
【解答】解:根据第1、2、3次实验数据可知,注入水的体积V与所对应的水的深度h成正比,说明此时物体B没有被浸没,
根据第1次实验数据可知,
SA﹣SB===250cm2;
根据第2、3、4次实验数据可知,第4次注入水的体积V与所对应的水的深度h不成正比,并且水的深度h增加4cm时注入水的体积大于第3次注入水的体积,
根据G=mg知圆柱体B的质量为:
mB===2.1kg,
圆柱体B的密度为:
ρB===0.75×103kg/m3<ρ水=1.0×103kg/m3,说明此时圆柱体B已经漂浮;
根据第4和5次实验数据可知,圆柱形容器A的底面积为:
SA===400cm2;
所以,SB=400cm2﹣250cm2=150cm2;
当圆柱体B刚好漂浮时物体B对对容器A的压力为零,
圆柱体B受到的浮力为:F浮=GB=21N,
根据F浮=ρ水gV排可得B排开水的体积为:
VB排===2.1×10﹣3m3=2100cm3,
圆柱体浸入水的深度为:
h浸===14cm。
故答案为:150cm2;漂浮;14。
三.计算题(共4小题)
39.如图所示,一个圆柱形容器中装有一定量的水,一个质量为800g的石块挂在弹簧测力计上并浸没水中,石块静止时弹簧测力计的示数为3N,容器的底面积为125cm2。求:
(1)石块在水中受到的浮力。
(2)石块的密度。
(3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降多少厘米?(附在石块上的水忽略不计)
【解答】解:(1)石块质量:m=800g=0.8kg,
石块的重力:G=mg=0.8kg×10N/kg=8N,
石块在水中受到的浮力:F浮=G﹣F拉=8N﹣3N=5N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排得,石块的体积:V=V排===5×10﹣4m3=500cm3;
石块的密度:ρ===1.6g/cm3;
(3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降:Δh===4cm。
答:(1)石块在水中受到的浮力为5N;
(2)石块的密度为1.6g/cm3;
(3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降4cm。
40.将物重为4.9N的木块放进水里,木块漂浮且有一半体积露出水面:
(1)求木块的体积;
(2)若在木块上再放一个铁块,恰好使木块完全没入水中,而铁块刚好在水面上,求铁块的重力。
【解答】解:(1)因为木块漂浮,
故F浮=G木=4.9N,所以由F浮=ρ水gV排,得
V排===4.9×10﹣4m3
也就是木块体积的一半为4.9×10﹣4m3,则木块体积为9.8×10﹣4m3。
(2)木块完全没入水中,F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×9.8×10﹣4m3=9.8N,
也就是木块和铁块一共重9.8N,那么铁块重G铁=F浮′﹣G木=9.8N﹣4.9N=4.9N。
答:(1)木块的体积为9.8×10﹣4m3;
(2)铁块的重力为4.9N。
41.一个边长为10cm的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(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,如图乙所示。用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度。则图丙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图象。(g取10N/kg)
(1)当F浮=4N时,木块处于 漂浮 (选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h变化范围?
【解答】解:(1)我们结合图丙将木块的各个状态分解出来,当F浮=4N时就是水面上升到木块刚好对底部无压力,
而此时线对木块没有拉力,由此可知,此时为漂浮状态(F浮=G=4N)。
(2)由G=mg得木块的质量:
m===0.4kg,
木块体积:V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
则木块的密度:
ρ===0.4×103kg/m3。
(3)根据(1)可知,当F浮=4N时,木块受重力和浮力的作用,木块漂浮;
由F浮=ρ水gV排=ρ水gSh可知,此时水的深度:
h===0.04m=4cm,
由图丙可知,当h=25cm时木块浸没,则细线的长度为:L=25cm﹣10cm=15cm,
因此细线刚好伸直时水的深度:h'=15cm+4cm=19cm,容器中水的深度h变化范围为4cm~19cm。
答:(1)漂浮;
(2)木块的密度为0.4×103kg/m3;
(3)木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h变化范围为4cm~19cm。
42.小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度。(g取10N/kg)
①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号。
②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中。
③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中。
④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中。
问:(1)铁皮罐的体积有多大?
(2)铁皮罐和沙石的总重有多大?
(3)盐水的密度有多大?
【解答】解:(1)由②图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g,
在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F浮2=ρ水V排2g=ρ水×V罐g,
由于铁皮罐处于漂浮,则F浮1=G罐,F浮2=G罐+G砝码1,
所以,F浮2﹣F浮1=G砝码1,
即ρ水×V罐g﹣ρ水×V罐g=G砝码1,
则V罐=====1×10﹣3m3;
(2)一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g=1.0×103kg/m3××1×10﹣3m3×10N/kg=5N,由于铁皮罐漂浮在水面上,则G总=F浮1=5N。
(3)将该铁皮罐放入盐水中,铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮,则根据漂浮条件可得:
F浮3=G罐+G砝码2,
即:ρ盐水V罐g=G罐+G砝码2,
所以ρ盐水====1.2×103kg/m3。
答:(1)铁皮罐的体积有1×10﹣3m3;
(2)铁皮罐和沙石的总重有5N。
(3)盐水的密度有1.2×103kg/m3。
四.解答题(共4小题)
43.小伶和小俐参加课外兴趣小组,将塑料小桶中分别装满已知密度的四种不同溶液后,用图示弹簧秤测出其重力,用刻度尺测出弹簧的长度,记录了下表中的数据:
液体密度(g/cm3) 0.4 0.6 1.0 1.4
弹簧秤的示数(N) 1.6 1.8 2.2 2.6
弹簧的长度(cm) 10.4 10.8 11.6 12.4
(1)通过分析此表,小伶发现液体密度与弹簧秤示数之间有一定规律,能反映这一规律的图象是 A .
(2)若小桶中盛满密度为1.1g/cm3的某种液体时,弹簧秤的示数是 2.3 N.
(3)若小桶中盛满密度未知的某种液体时弹簧的长度是12.8cm时,则该液体的密度是 1.6×103 kg/m3.
(4)通过分析数据可知,塑料小桶的重力为 1.2 N;弹簧的原长为 7.2 cm,塑料小桶的容积是 100 mL.
【解答】解:(1)由于小桶有重力,所以小桶中没有液体时弹簧测力计也有示数,所以A符合,故选A;
(2)设弹簧秤的示数为F,
弹簧测力计的示数等于桶的重力加上桶内液体重力:F=G桶+G液=G桶+ρ液Vg,
将实验数据代入可得:
1.6N=G桶+0.4×103kg/m3×V×10N/kg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
1.8N=G桶+0.6×103kg/m3×V×10N/kg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解得:G桶=1.2N,V=1×10﹣4m3=100mL;
所以F=1.2N+ρ液×1×10﹣4m3×10N/kg,
当ρ液=1.1g/cm3=1.1×103kg/m3时,则F=1.2N+1.1×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=2.3N;
(3)设弹簧的原长为L0,因为在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比,所以由表格数据可得:
,
解得:L0=7.2cm,
设弹簧的长度是12.8cm时,弹簧秤的示数F′,
则,
解得:F′=2.8N,
由(2)可知,F=1.2N+ρ液×1×10﹣4m3×10N/kg,
即2.8N=1.2N+ρ液×1×10﹣4m3×10N/kg,
解得:ρ液=1.6×103kg/m3;
(4)由(2)可知G桶=1.2N,V=1×10﹣4m3=100mL;
由(3)可知弹簧的原长为7.2cm。
故答案为:(1)A;(2)2.3;(3)1.6×103;(4)1.2;7.2;100。
44.如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:
(1)此时木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
(3)绳子断了后,水对容器底的压力与剪断前变化了多少?
【解答】解:(1)此时木块受到的浮力是:
F浮1=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3=40N;
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为:
F浮2=G木块=m木块g=ρ木块gV木块=0.6×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3=24N;
(3)绳子断了后,水对容器底的压力与剪断前变化了
ΔF压=F浮1﹣F浮2=40N﹣24N=16N。
答:(1)此时木块受到的浮力是40N;
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为24N;
(3)绳子断了后,水对容器底的压力与剪断前变化了16N。
45.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,容器中水的深度为40cm时,物块A刚好完全浸没在水中。容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,打开阀门B,使水缓慢流出,当物块A有的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门B.弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量ΔL关系如图乙所示。(已知g取10N/kg,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,不计弹簧所受的浮力,物块A不吸水)。求:
(1)打开阀门前物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强。
【解答】解:(1)打开阀门前,物块A刚好完全浸没在水中,则V排=VA=(0.1 m)3=1×10﹣3m3,
所以,F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(2)当弹簧恰好处于自然伸长状态,物块A是处于漂浮状态,由F浮=G,
即:ρ水gV排=ρAgVA,
所以,ρ水×VA=ρAVA,
则ρA=ρ水=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3;
(3)漂浮时,物块受平衡力,由题意知:
G=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1﹣)×1×10﹣3m3=6N;
全部浸没时,根据物块A受平衡力作用可知:
弹力F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N,
由图象可知此时弹簧伸长了ΔL=2cm,
所以弹簧处于自然状态时水深h=40cm﹣×10cm﹣2cm=34cm=0.34m,
水对容器底部压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.34m=3.4×103Pa。
答:(1)打开阀门前物块A受到的浮力为10N;
(2)物块A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强为3.4×103Pa。
46.如图甲所示,一个边长为10cm的立方体木块,下面用一段细线与木块相连,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,直到装满容器,如图乙所示。若细线中的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,如图丙。求:
(1)图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于 漂浮 状态。
(2)该木块完全浸没在水中所受的浮力为多少牛顿?
(3)该木块的密度为多少?
(4)请在丁图中作出在此过程中木块所受浮力F随水位h变化的大致图象。
【解答】解:(1)根据图丙中的A点对应木块在水中的位置可知,物体只受重力和浮力的作用,绳子对物体的拉力为零,并且物体处于静止状态时,部分体积露出水面,因此此时处于漂浮状态;
(2)木块的体积:V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3;
木块完全浸没在水中,则V排=V=1×10﹣3m3;
木块浸没在水中所受的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(3)由题意可知,线拉直后,水还在倒入,所以木块排开水的体积继续增大,浮力增大,则下端线的拉力也相应增大;当木块浸没后,木块排开水的体积不变,浮力不变,则下端线的拉力也不变;
由图象可知,木块浸没时所受拉力最大为4牛,由力的平衡条件可得F浮=G+F,
所以,木块的重力:G=F浮﹣F=10N﹣4N=6N,
则木块的质量:m===0.6kg,
木块的密度:ρ===0.6×103kg/m3。
(4)由前面分析可知,木块先静止在底部,水增加到一定程度时,木块缓慢上浮(可认为是漂浮),线拉直后,继续加水直到浸没;
即浮力先随排开液体体积的增加而均匀增大,其次是浮力的大小保持6N不变,然后浮力又增大,当物体全浸入水中后,排开水的体积不变、浮力保持10N不变,故作图如下:
答:(1)漂浮;
(2)该木块浸没在水中所受的浮力为10N;
(3)该木块的密度为0.6×103kg/m3。
(4)。
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