2024沪粤版物理八年级下学期--专项素养综合全练（五）利用浮力知识测量物质的密度（有解析）

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2024沪粤版物理八年级下学期
专项素养综合全练(五)
利用浮力知识测量物质的密度
类型一　利用浮力知识测量固体的密度
1.(2023安徽合肥瑶海期末)如图所示,容器中盛有适量的酒精,一个重8 N的物体漂浮在液面上,物体有五分之一的体积露出液面,则此时物体受到的浮力是　　N,该物体的密度是　 　　kg/m3。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g=10 N/kg)
2.(2023安徽六安金安二模)在一次物理兴趣小组的活动中,某小组同学准备用弹簧测力计、烧杯、水、吸盘、滑轮、细线来测量木块(不吸水)的密度。已知木块的重力为0.6 N,浸在水中时,弹簧测力计的示数为0.4 N,如果不计摩擦和绳重,木块的密度为　　　kg/m3。(g取10 N/kg)
3.小林利用铁盒、量筒和适量的水测量一个小西红柿的密度。如图所示的三个图是小林正确测量过程的示意图,图中V1、V2、V3分别是量筒中水面所对应的示数。已知水的密度为ρ水,利用图中测量出的物理量和ρ水计算小西红柿的密度,则小西红柿密度的表达式ρ西=　　　　。
4.(2023广西柳州三模)如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和实心正方体物体上。已知物体的棱长为10 cm。弹簧没有发生形变时的长度为10 cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24 cm。则物体受到水的浮力为
　　　　N,物体的密度为　　　　kg/m3(g取10 N/kg)。
甲　　乙
类型二　利用浮力知识测量液体的密度
5.某同学想测量一种液体的密度,他将适量的待测液体加入圆柱形平底玻璃容器内,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1=10 cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。已知容器的底面积S=25 cm2,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。
(1)求水对容器下表面的压强;
(2)求容器受到的浮力;
(3)从容器中取出100 cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8 cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示,求液体的密度。
　　
图a 图b
答案全解全析
1.8　0.64×103
解析　因为物体处于漂浮状态,所以物体受到的浮力F浮=G=8 N。由F浮=ρ液gV排可得,排开酒精的体积为V排==1×10-3 m3;因为物体有五分之一的体积露出液面,所以物体的体积V=×1×10-3 m3=1.25×10-3 m3,物体的质量:m==0.8 kg,
物体的密度:ρ==0.64×103 kg/m3。
2.0.6×103
解析　由题意知,木块重力G=0.6 N,弹簧测力计的拉力F拉=0.4 N,则木块受到的浮力F浮=G+F拉=0.6 N+0.4 N=1 N;由F浮=ρ液gV排得木块的体积V=V排==1×10-4 m3,木块质量m==0.06 kg,则木块的密度:ρ木==0.6×103 kg/m3。
3.
解析　铁盒漂浮在水面上,受到的重力等于排开水的重力,当小西红柿放在小铁盒中,铁盒仍漂浮在水面上,根据增加的重力等于增加的浮力,所以小西红柿的质量等于增加的排开水的质量,所以m=Δm排水=(V2-V1)ρ水,小西红柿的体积V=V3-V1,所以小西红柿的密度ρ西=。
4.10　0.6×103
解析　由题意知,物体排开水的体积V排=V物=a3=(10 cm)3=1 000 cm3=1×10-3 m3,此时物体受到水的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N;当物体上表面与液面相平时水深h=24 cm,此时弹簧的长度L=h-a=24 cm-10 cm=14 cm,则弹簧伸长的长度:ΔL=L-L0=14 cm-10 cm=4 cm,由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4 N,因物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、弹簧的拉力的作用而处于平衡状态,所以F浮=G物+F拉,物体所受的重力:G物=F浮-F拉=10 N-4 N=6 N,物体的密度为ρ物==0.6×103 kg/m3。
5.解析　(1)水对容器下表面的压强p=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1.0×103 Pa;
(2)由浮力产生的原因可知,容器受到的浮力等于容器下表面所受到的压力,
根据p=可知,容器受到的浮力为F浮=F压=pS=1.0×103 Pa×25×10-4 m2=2.5 N;
(3)当从容器中取出100 cm3的液体后,水对容器下表面的压强p'=ρ水gh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6.8×10-2 m=6.8×102 Pa,
容器受到的浮力为F浮'=F压'=p'S=6.8×102 Pa×25×10-4 m2=1.7 N,
由(2)可知取出100 cm3液体前容器所受浮力为2.5 N,容器下表面两次受到的压力差等于从容器中取出液体受到的重力,即G液=F浮-F浮'=2.5 N-1.7 N=0.8 N,
由G=mg和ρ=得,液体的密度为ρ液==0.8×103 kg/m3。
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