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八上科学《第3章 浮力》 练习
一.选择题(共9小题)
1.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
2.元旦小徐一家到海边游玩,他看到的情景中,受到浮力增大的是( )
A.从深水处走向岸边的游泳者
B.从远处行驶而来的轮船
C.在海面下继续下潜的潜水艇
D.停在码头继续装货的渡轮
3.如图,实心物体A、B悬挂在弹簧测力计下并浸没在水中,当把盛水槽移走后,发现弹簧测力计的示数增加了相同的数值,那么A、B必有相同的( )
A.体积 B.质量 C.密度 D.重力
4.将100g某物体放在盛满某液体的杯子里,溢出了液体80g,则( )
A.物体静止时漂浮在液面
B.物体会悬浮在该液体中
C.物体将沉入杯底
D.因不知液体和物体的密度,所以无法确定该物体的浮沉
5.三个体积相同而材料不同的球A、B、C,分别静止在不同深度的水里,以下说法正确的是( )
A.A球所受的浮力最大 B.A球所受的浮力最小
C.B球所受的浮力最大 D.C球所受的浮力最小
6.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖子后放入同一杯水中,如图所示,则( )
A.两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲>m乙
B.两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲=F乙
C.两次所受浮力与重力关系,F甲<G甲,F乙>G乙
D.两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲<V乙
7.如图所示,一木块下面用细线系一铝块,把它放入水中某处恰好处于静止状态,如果往杯中缓慢注入一些水,则木块及铝块( )
A.向上运动
B.仍然静止
C.向下运动
D.向上、静止、向下运动都有可能
8.全球变暖已经日益威胁到生物的生存,如图为一对北极熊母子无助地坐在一块不断熔化缩小的浮冰上,若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则随着浮冰的熔化( )
A.浮冰受到的浮力大小不变
B.浮冰受到的浮力在增大
C.浮冰在水中的体积在减小
D.冰块对北极熊的支持力在减小
9.如图所示是探究浮力的大小跟哪些因素有关的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4牛、2.8牛和2.5牛。若盐水的密度为1.2×103千克/米3,则下列结论正确的是( )
A.物体A的密度为3.2×103千克/米3
B.实验乙中,物体A受到的拉力为1牛
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3牛
二.填空题(共6小题)
10.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,此时物体所受的浮力为 N.把物体从弹簧测力计上取下浸没水中,松手时,物体会 ,静止时,物体受到的浮力是 。
11.已知木块A的体积为1×10﹣3m3,重力为6N,与固定在容器底部的轻质弹簧相连,如图甲,现向图甲容器中缓慢注水,直至木块A完全浸没并处于静止状态,如图乙。
(1)在向容器中注水的过程中,水对容器底部的压强逐渐 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)木块完全浸没处于静止状态时,弹簧对木块的拉力为 牛。
12.如图,将质量相等,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,它们所受浮力分别为FA、FB、FC。
(1)三小球的密度最大的是 球。(选填“A”、“B”、“C”);
(2)A、B两球所受浮力FA FB。(选填“>”、“=”、“<”);
(3)此时,取出A球,再放入一个B球,容器中液面高度 (选填“升高”“不变”、“降低”)。
13.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)。
14.如图为微项目活动——人工鱼鳔。
(1)将一铁块放入装满水的溢水杯中(未与容器底完全紧贴)。测得溢出水的体积为50mL,如图甲所示。则此时铁块受到的浮力为 N。
(2)将气球和细长的塑料管连接在一起,用细线吊住铁块,一起浸没在水里。调节注射器活塞,使铁块和气球给好悬浮在水里。如图乙,若拉动注射器活塞向右抽气,铁块向下运动,此时铁块受到的浮力 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。该过程中,水对容器底的压强将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
15.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 。
三.计算题(共3小题)
16.如图所示,底面积为100cm2的烧杯装水后的总质量为2kg。现将质量0.5kg的木块浸入水中。(木块的密度为0.8g/cm3,木块不吸水)请你思考回答问题:
(1)木块静止时,所受的浮力为多大?
(2)木块静止时,露出水面的体积为多少?
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力?
17.如图所示,将棱长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1kg。(g取10N/kg)求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块放在水平地面时对地面的压强。
18.如图是小宝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的关系图像如图中实线所示。(g=10N/kg)
(1)物体A重为3N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为多少帕?
(2)完全浸没时,A受到水的浮力及密度为多少?
(3)小宝换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出如图中虚线所示图像,则该液体密度为多大?
四.解答题(共1小题)
19.小乐想制作一个浮力秤,他找来一个瓶身为圆柱体的空饮料瓶(图中零刻度线以上部分为圆柱体),剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,即制成浮力秤。使用时,只要把被测物体投入瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。(g取10N/千克)
(1)石块的作用是 。
(2)如图1所示,秤上不放其他物体时,瓶身与水面齐平位置即为浮力秤的0刻度。若浮力秤圆柱状部分的横截面积为50厘米2,请计算图中刻度4右边对应的质量应标上多少?
(3)在浮力秤中放入不同质量的物体时,浮力秤浸入水中深度也不同。若放入物体的质量为m,水面到浮力秤0刻度线之间的距离为h,则图2四个选项中,能正确表示两者关系的是 。
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
1.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。
2.元旦小徐一家到海边游玩,他看到的情景中,受到浮力增大的是( )
A.从深水处走向岸边的游泳者
B.从远处行驶而来的轮船
C.在海面下继续下潜的潜水艇
D.停在码头继续装货的渡轮
【解答】解:
A、从深水处走向岸边的游泳者,排开水的体积逐渐变小,据F浮=ρ液gV排可知人受到的浮力变小,故A错;
B、从远处行驶而来的轮船,始终漂浮,浮力等于自身重力,自重不变、浮力不变,故B错。
C、海面下正在下沉的潜水艇,排开水的体积不变、海水的密度不变,由F浮=ρ液gV排可知所受浮力不变,故C错误。
D、在码头装货的渡轮,漂浮在水面上,F浮=G,自身重力越来越大,受到水的浮力越来越大,故D正确。
故选:D。
3.如图,实心物体A、B悬挂在弹簧测力计下并浸没在水中,当把盛水槽移走后,发现弹簧测力计的示数增加了相同的数值,那么A、B必有相同的( )
A.体积 B.质量 C.密度 D.重力
【解答】解:把盛水槽移走后,发现弹簧测力计的示数增加了相同的数值,说明A、B受到的浮力大小相等,由F浮=ρ水gV排得,A、B排开水的体积相等,即A、B具有相同的体积。
故选:A。
4.将100g某物体放在盛满某液体的杯子里,溢出了液体80g,则( )
A.物体静止时漂浮在液面
B.物体会悬浮在该液体中
C.物体将沉入杯底
D.因不知液体和物体的密度,所以无法确定该物体的浮沉
【解答】解:要判断物体的浮沉条件,就要分别求出物体的重力和浮力,
物体的重力为:
G物=m物g=100×10﹣3kg×9.8N/kg=0.98N,
物体受到的浮力为:
F浮=G排=m排g=80×10﹣3kg×9.8N/kg=0.784N;
因为G物>F浮,
所以物体将下沉。
故选:C。
5.三个体积相同而材料不同的球A、B、C,分别静止在不同深度的水里,以下说法正确的是( )
A.A球所受的浮力最大 B.A球所受的浮力最小
C.B球所受的浮力最大 D.C球所受的浮力最小
【解答】解:由于三球的体积相等,由图可知BC完全沉没,排开液体的体积相同,A漂浮,则三球排开水的体积关系:VA<VB=VC,都放在同一液体中,根据F浮=ρ液gV排可知A球受到的浮力最小,故B正确。
故选:B。
6.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖子后放入同一杯水中,如图所示,则( )
A.两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲>m乙
B.两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲=F乙
C.两次所受浮力与重力关系,F甲<G甲,F乙>G乙
D.两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲<V乙
【解答】解:
A、牙膏袋的形状发生变化,物质多少没有变化,即质量不变,所以m甲=m乙.故A错误;
B、C、甲下沉,浮力F甲<G甲,乙漂浮,F乙=G乙,由于m甲=m乙,则G甲=G乙,所以F甲<F乙;故BC错误,
D、由F浮=ρ水gV排可得,两种情况下排开水的体积关系为V甲<V乙;故D正确。
故选:D。
7.如图所示,一木块下面用细线系一铝块,把它放入水中某处恰好处于静止状态,如果往杯中缓慢注入一些水,则木块及铝块( )
A.向上运动
B.仍然静止
C.向下运动
D.向上、静止、向下运动都有可能
【解答】解:由于木块与铝块这一整体,原来是静止的,因此其重力与浮力是一对平衡力,当向里再注入部分水后,木块与铝块整体受到的浮力和重力大小不变,仍然平衡,因此木块与铝块仍然静止。
故选:B。
8.全球变暖已经日益威胁到生物的生存,如图为一对北极熊母子无助地坐在一块不断熔化缩小的浮冰上,若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则随着浮冰的熔化( )
A.浮冰受到的浮力大小不变
B.浮冰受到的浮力在增大
C.浮冰在水中的体积在减小
D.冰块对北极熊的支持力在减小
【解答】解:
(1)由题知,浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则F浮=G总;
随着浮冰的熔化,浮冰的重力减小,北极熊和浮冰的总重力减小;因为F浮=G总,所以浮冰和北极熊受到的浮力减小;由F浮=ρ水V排g可知,浮冰排开水的体积减小,即浮冰浸在水中的体积在减小。故C正确,AB错误;
(2)北极熊站在浮冰上,受到的支持力和重力是一对平衡力,二力的大小相等,北极熊的重力不变,所以支持力大小不变,故D错误。
故选:C。
9.如图所示是探究浮力的大小跟哪些因素有关的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4牛、2.8牛和2.5牛。若盐水的密度为1.2×103千克/米3,则下列结论正确的是( )
A.物体A的密度为3.2×103千克/米3
B.实验乙中,物体A受到的拉力为1牛
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3牛
【解答】解:
A、实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,
由F浮=G﹣F拉可得,
F浮=ρ盐水g V排,
物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:
ρ盐水gV排=G﹣F拉,
V排=V物=,
将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:
V排=V物=1×10﹣4m3,
物体A的质量m===0.4kg,
物体A的密度ρ===4×103kg/m3,故A错误;
B、物体A在水中受到的浮力,
F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
在乙中物体A受到的拉力:F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N,故B错误;
C、在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N,
弹簧测力计的示数比乙中小:3N﹣2.8N=0.2N,故C错误;
D、由甲、丙,F浮盐水=G﹣F丙拉=4N﹣2.8N=1.2N,根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力,F支=G﹣F浮﹣F丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,容器底部也受到盐水对它的压力,故压力大于0.3N,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共6小题)
10.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,此时物体所受的浮力为 7 N.把物体从弹簧测力计上取下浸没水中,松手时,物体会 上浮 ,静止时,物体受到的浮力是 12N 。
【解答】解:在空气中称重时,测力计的示数为12N,则物重G=12N,
把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,此时受到的浮力:
F浮=G﹣F=12N﹣5N=7N;
根据F浮=ρ水gV排可知,物体全部浸没水中时浮力:
F浮′=2F浮=2×7N=14N;
因为F浮′>G,
所以松手时,物体上浮,直至漂浮,
物体静止时受到的浮力:
F浮″=G=12N。
故答案为:7;上浮;12N。
11.已知木块A的体积为1×10﹣3m3,重力为6N,与固定在容器底部的轻质弹簧相连,如图甲,现向图甲容器中缓慢注水,直至木块A完全浸没并处于静止状态,如图乙。
(1)在向容器中注水的过程中,水对容器底部的压强逐渐 增大 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)木块完全浸没处于静止状态时,弹簧对木块的拉力为 4 牛。
【解答】解:(1)在向容器中注水的过程中,水的密度不变,但水的深度增大,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强逐渐增大;
(2)木块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,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:(1)增大;(2)4。
12.如图,将质量相等,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,它们所受浮力分别为FA、FB、FC。
(1)三小球的密度最大的是 C 球。(选填“A”、“B”、“C”);
(2)A、B两球所受浮力FA = FB。(选填“>”、“=”、“<”);
(3)此时,取出A球,再放入一个B球,容器中液面高度 不变 (选填“升高”“不变”、“降低”)。
【解答】解:(1)由图可知,小球A漂浮,A小球的密度小于液体的密度,小球B悬浮,B小球的密度等于液体的密度,小球C沉底,C小球的密度大于液体的密度,所以ρA<ρB<ρC,故三小球的密度最大的是C球;
(2)三小球质量相同,由G=mg知重力相等,因为物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,小球A和B受到的浮力等于自身的重力,有:FA=FB=G;
(3)由于FA=FB=G=G排,所以若取出A球,再放入一个B球,排开液体的重力不变,由F浮=G排=ρ液gV排可知排开液体的体积不变,容器中液面高度不变。
故答案为:(1)C;(2)=;(3)不变。
13.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。
14.如图为微项目活动——人工鱼鳔。
(1)将一铁块放入装满水的溢水杯中(未与容器底完全紧贴)。测得溢出水的体积为50mL,如图甲所示。则此时铁块受到的浮力为 0.5 N。
(2)将气球和细长的塑料管连接在一起,用细线吊住铁块,一起浸没在水里。调节注射器活塞,使铁块和气球给好悬浮在水里。如图乙,若拉动注射器活塞向右抽气,铁块向下运动,此时铁块受到的浮力 不变 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。该过程中,水对容器底的压强将 减小 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【解答】解:(1)溢出水的体积为V排=50mL=50cm3=50×10﹣6m3,
根据ρ=可得,溢出水的质量m排=ρ水V排=1.0×103kg/m3×50×10﹣6m3=0.05kg,
则铁块受到的浮力F浮=G排=m排g=0.05kg×10N/kg=0.5N。
(2)若拉动注射器活塞向右抽气,铁块向下运动,在此过程中铁块排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,铁块受到的浮力不变;
若拉动注射器活塞向右抽气,气球的体积变小,排开水的体积变小,水的深度变小,根据p=ρgh可知,水对容器底的压强减小。
故答案为:(1)0.5;(2)不变;减小。
15.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。
三.计算题(共3小题)
16.如图所示,底面积为100cm2的烧杯装水后的总质量为2kg。现将质量0.5kg的木块浸入水中。(木块的密度为0.8g/cm3,木块不吸水)请你思考回答问题:
(1)木块静止时,所受的浮力为多大?
(2)木块静止时,露出水面的体积为多少?
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力?
【解答】解:(1)因为ρ木<ρ水,所以木块静止时漂浮在水面上,
木块受到的浮力为:F浮=G木=m木g=0.5kg×10N/kg=5N;
(2)木块的体积为:
V木===6.25×10﹣4m3,
由F浮=ρ水gV排可得浸入水中的体积即为排开水的体积:
V排===5×10﹣4m3,
露出水面的体积为:V露=V木﹣V排=6.25×10﹣4m3﹣5×10﹣4m3=1.25×10﹣4m3;
(3)木块全部浸没时受到水的浮力:
F′浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×6.25×10﹣4m3=6.25N;
因为F浮′=G木+F,所以压力:F=F浮′﹣G木=6.25N﹣5N=1.25N。
答:(1)木块静止时,所受的浮力为5N;
(2)木块静止时,露出水面的体积为1.25×10﹣4m3;
(3)若要将木块全部浸没水中,至少需要施加1.25N的压力。
17.如图所示,将棱长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1kg。(g取10N/kg)求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块放在水平地面时对地面的压强。
【解答】解:(1)木块排开水的重力G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N,
根据阿基米德原理,木块受到的浮力为:F浮=G排=1N;
(2)由图可知,木块漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,木块的重力为:G木=F浮=1N,
根据G=mg得,木块的质量为:m木===0.1kg,
木块的体积为:V木=0.05m×0.05m×0.05m=1.25×10﹣4m2,
木块的密度为:ρ木===0.8×103kg/m3;
(3)木块放在水平地面时对地面的压力为:F=G木=1N,
地面的受力面积为:S=0.05m×0.05m=2.5×10﹣3m2,
木块对地面的压强为:p===400Pa。
答:(1)木块受到的浮力为1N;
(2)木块的密度为0.8×103kg/m3;
(3)木块放在水平地面时对地面的压强为400Pa。
18.如图是小宝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的关系图像如图中实线所示。(g=10N/kg)
(1)物体A重为3N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为多少帕?
(2)完全浸没时,A受到水的浮力及密度为多少?
(3)小宝换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出如图中虚线所示图像,则该液体密度为多大?
【解答】解:
(1)由图乙可知,当h=0时,弹簧测力计的示数为3N,即物体A的重力G=3N,
物体A放在水平桌面上时,对桌面的压力:F=G=3N,
它对桌面的压强:p===1200Pa;
(2)由图乙可知,物体完全浸没时弹簧测力计的示数F′=1N,
则物体A受到水的浮力:F浮=G﹣F′=3N﹣1N=2N;
根据阿基米德原理可知A的体积V=V排===2×10﹣4m3;
A的质量m===0.3kg,
A的密度ρ===1.5×103kg/m3;
(3)由图乙可知,物体完全浸没在未知液体中时弹簧测力计的示数F″=1.4N,
物体A受到未知液体的浮力:F浮′=G﹣F″=3N﹣1.4N=1.6N,
物体浸没在未知液体中时其排开液体的体积V排′=V=2×10﹣4m3,
根据阿基米德原理可知该液体的密度:
ρ液===0.8×103kg/m3。
答:(1)将它放在水平桌面上时对桌面的压强为1200Pa;
(2)完全浸没时,A受到水的浮力及密度分别为2N、1.5×103kg/m3;
(3)该液体密度为0.8×103kg/m3。
四.解答题(共1小题)
19.小乐想制作一个浮力秤,他找来一个瓶身为圆柱体的空饮料瓶(图中零刻度线以上部分为圆柱体),剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,即制成浮力秤。使用时,只要把被测物体投入瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。(g取10N/千克)
(1)石块的作用是 使浮力秤能够竖直地漂浮在水中 。
(2)如图1所示,秤上不放其他物体时,瓶身与水面齐平位置即为浮力秤的0刻度。若浮力秤圆柱状部分的横截面积为50厘米2,请计算图中刻度4右边对应的质量应标上多少?
(3)在浮力秤中放入不同质量的物体时,浮力秤浸入水中深度也不同。若放入物体的质量为m,水面到浮力秤0刻度线之间的距离为h,则图2四个选项中,能正确表示两者关系的是 B 。
【解答】解:
(1)石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力,所以放入石块后浮力秤的重心较低,并低于浮力的作用点,如图所示,当浮力等于重力时,浮力秤将竖直漂浮在水中;如果没有石块,整套装置的重心将会高于浮力的作用点,在浮力和重力的作用下,浮力秤容易歪斜,难以竖直漂浮在水中,所以石块的作用是可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中。
(2)设被测物体的质量为m,圆柱状部分的横截面积为S,在浮力秤中放入被测物体后,瓶身浸入的深度增加值为h,
则浮力秤再次漂浮时,增大的浮力等于增大的重力,即:ΔF浮=G物,
即:ρ水gSh=m物g,
所以,m物=ρ水Sh,
图中刻度4,即h=4cm时,
物体的质量m物=ρ水Sh=1.0g/cm3×50cm2×4cm=200g。
(3)根据m物=ρ水Sh可知:h=,即h与m物成正比,其图像是过原点的一条倾斜直线,所以B图符合。
故答案为:
(1)使浮力秤能够竖直地漂浮在水中;(2)图中刻度4右边对应的质量应标上200g。(3)B。
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