2024苏科版物理八年级下学期--专项素养综合全练(五)浮力的有关计算（有解析）
文档属性
| 名称 | 2024苏科版物理八年级下学期--专项素养综合全练(五)浮力的有关计算（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 376.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-04 14:57:20 | ||
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文档简介
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2024苏科版物理八年级下学期
专项素养综合全练(五)
浮力的有关计算
1.(2023安徽蒙城期末)探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6 N。下列分析正确的是 ( )
A.金属块a浸没在水中,受到浮力的大小必为0.3 N
B.利用甲、乙可以得出结论:同一物体浸入水中深度越深,所受浮力越大
C.利用乙、丙可以得出结论:在同种液体中,物体密度越大,所受浮力越大
D.利用丙、丁可以初步得出结论:同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大
2.【学科素养·科学思维】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正方体形状的物体上。已知物体的边长为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。(g=10 N/kg)求:
(1)物体受到水的浮力。
(2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
3. 【国防教育】2021年中俄开展了海上联合军演,展示了先进的海军装备,中国的导弹驱逐舰“南昌”舰排水量约为12 000 t。(ρ海水=1.03×103 kg/m3,g=10 N/kg)试求:
(1)该舰所受到海水的浮力;
(2)若该舰从长江口驶入大海,其浸入海水中的体积;(结果保留一位小数)
(3)该舰的某系统在海面下6 m深处,该系统受到海水的压强。
4. (2022湖南永州零陵期末)一木块的质量为0.2 kg,体积为500 cm3。如图所示,烧杯底部固定一滑轮,内盛有适量的某种液体,用细线将木块与弹簧测力计相连,木块浸没并静止时弹簧测力计的示数为2.5 N,液体的深度为20 cm。(不计摩擦,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)木块浸没时所受的浮力;
(2)液体的密度;
(3)液体对烧杯底部的压强。
5. (2021湖北黄石西塞山期末)如图所示,水平桌面上有一个底面积为S=100 cm2的盛有水的圆柱形容器,将用相同材料制成的空心球和实心球用细线系住放入容器中,它们刚好悬浮于水中,此时水深20 cm,实心球和空心球的质量均为200 g。现将细线剪断,空心球上浮,至静止时露出水面的体积为150 cm3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)两个球在水中悬浮时受到的总浮力;
(2)空心球漂浮后,容器底部受到的水的压强;
(3)空心球空心部分的体积。
答案全解全析
1.D 金属块a浸没在水中,受到的浮力为F浮=1.6 N-1 N=0.6 N,A错误;金属块a在甲中受到的浮力F浮甲=1.6 N-1.3 N=0.3 N,利用甲、乙可以得出同一物体浸入水中排开液体体积越大,所受浮力越大的结论,B错误;a和b的体积不同,没有控制变量,C错误;根据F浮=G-F拉知塑料块b在水中受到的浮力大,水的密度大于酒精的,故可得出该结论,故D正确。
2.解析 (1)物体浸没在水中,V排=V物=(0.1 m)3=1×10-3 m3,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;(2)由图甲知,当物体上表面与液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为h=24 cm,弹簧伸长的长度ΔL=24 cm-10 cm-10 cm=4 cm,由图乙知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4 N,物体的重力G物=F浮-F拉=10 N-4 N=6 N,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,L弹簧=10 cm,此时物体受的浮力F浮'=G物=6 N,由F浮=ρ液gV排可得,物体排开水的体积V排'===6×10-4 m3,物体浸入水中的深度h浸===0.06 m;此时水的深度h'=L弹簧+h浸=0.1 m+0.06 m=0.16 m;放水前后水对容器底部压强的变化量Δp=p-p'=ρ水g(h-h')=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.24 m-0.16 m)=800 Pa。
3.解析 (1)该驱逐舰的排水量约为m排=12 000 t=1.2×107 kg,驱逐舰排开水的重力G排=m排g=1.2×107 kg×10 N/kg=1.2×108 N,该驱逐舰受到的浮力F浮=G排=1.2×108 N;(2)该驱逐舰从长江口驶入大海,都处于漂浮状态,故受到的浮力不变,根据阿基米德原理得,驱逐舰浸入海水中的体积V=V排==≈11 650.5 m3;(3)某系统在海面下6 m深处,其受到海水的压强p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×6 m=6.18×104 Pa。
4.解析 (1)木块的重力G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,题图中使用的是定滑轮,所以弹簧测力计的示数即细线对木块的拉力F拉=2.5 N,由图可知,木块受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力,处于静止状态,则木块浸没时所受的浮力F浮=G+F拉=2 N+2.5 N=4.5 N;(2)因为木块浸没在该液体中,所以木块排开液体的体积V排=V=500 cm3,由F浮=ρ液gV排可知,液体的密度ρ液===0.9×103 kg/m3;(3)液体对烧杯底部的压强p=ρ液gh=0.9×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-2 m=1.8×103 Pa。
5.解析 (1)实心球和空心球的总质量m总=2m=2×200 g=400 g=0.4 kg,由于实心球和空心球刚好悬浮于水中,则两球受到的总浮力F浮总=G总=m总g=0.4 kg×10 N/kg=4 N。(2)空心球漂浮后,已知露出水面的体积为150 cm3,则ΔV=V露=150 cm3,水面下降的深度Δh===1.5 cm,空心球漂浮后容器中水的深度h'=h-Δh=20 cm-1.5 cm=18.5 cm=0.185 m,容器底部受到的水的压强p=ρ水gh'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.185 m=1 850 Pa。(3)已知实心球和空心球刚好悬浮于水中受到的总浮力F浮总=4 N,由F浮=ρ液gV排得实心球和空心球的总体积V总=V排总===4×10-4 m3=400 cm3;空心球漂浮时,F浮=G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,由F浮=ρ液gV排得空心球漂浮时浸入水中的体积V排===2×10-4 m3=200 cm3,则空心球的总体积V空心球=V露+V排=150 cm3+200 cm3=350 cm3,实心球的体积V实心球=V总-V空心球=400 cm3-350 cm3=50 cm3;由于空心球和实心球是用相同材料制成的,且质量相同,因此空心球空心部分的体积V空=V空心球-V实心球=350 cm3-50 cm3=300 cm3。
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专项素养综合全练(五)
浮力的有关计算
1.(2023安徽蒙城期末)探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6 N。下列分析正确的是 ( )
A.金属块a浸没在水中,受到浮力的大小必为0.3 N
B.利用甲、乙可以得出结论:同一物体浸入水中深度越深,所受浮力越大
C.利用乙、丙可以得出结论:在同种液体中,物体密度越大,所受浮力越大
D.利用丙、丁可以初步得出结论:同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大
2.【学科素养·科学思维】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正方体形状的物体上。已知物体的边长为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。(g=10 N/kg)求:
(1)物体受到水的浮力。
(2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
3. 【国防教育】2021年中俄开展了海上联合军演,展示了先进的海军装备,中国的导弹驱逐舰“南昌”舰排水量约为12 000 t。(ρ海水=1.03×103 kg/m3,g=10 N/kg)试求:
(1)该舰所受到海水的浮力;
(2)若该舰从长江口驶入大海,其浸入海水中的体积;(结果保留一位小数)
(3)该舰的某系统在海面下6 m深处,该系统受到海水的压强。
4. (2022湖南永州零陵期末)一木块的质量为0.2 kg,体积为500 cm3。如图所示,烧杯底部固定一滑轮,内盛有适量的某种液体,用细线将木块与弹簧测力计相连,木块浸没并静止时弹簧测力计的示数为2.5 N,液体的深度为20 cm。(不计摩擦,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)木块浸没时所受的浮力;
(2)液体的密度;
(3)液体对烧杯底部的压强。
5. (2021湖北黄石西塞山期末)如图所示,水平桌面上有一个底面积为S=100 cm2的盛有水的圆柱形容器,将用相同材料制成的空心球和实心球用细线系住放入容器中,它们刚好悬浮于水中,此时水深20 cm,实心球和空心球的质量均为200 g。现将细线剪断,空心球上浮,至静止时露出水面的体积为150 cm3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)两个球在水中悬浮时受到的总浮力;
(2)空心球漂浮后,容器底部受到的水的压强;
(3)空心球空心部分的体积。
答案全解全析
1.D 金属块a浸没在水中,受到的浮力为F浮=1.6 N-1 N=0.6 N,A错误;金属块a在甲中受到的浮力F浮甲=1.6 N-1.3 N=0.3 N,利用甲、乙可以得出同一物体浸入水中排开液体体积越大,所受浮力越大的结论,B错误;a和b的体积不同,没有控制变量,C错误;根据F浮=G-F拉知塑料块b在水中受到的浮力大,水的密度大于酒精的,故可得出该结论,故D正确。
2.解析 (1)物体浸没在水中,V排=V物=(0.1 m)3=1×10-3 m3,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;(2)由图甲知,当物体上表面与液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为h=24 cm,弹簧伸长的长度ΔL=24 cm-10 cm-10 cm=4 cm,由图乙知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4 N,物体的重力G物=F浮-F拉=10 N-4 N=6 N,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,L弹簧=10 cm,此时物体受的浮力F浮'=G物=6 N,由F浮=ρ液gV排可得,物体排开水的体积V排'===6×10-4 m3,物体浸入水中的深度h浸===0.06 m;此时水的深度h'=L弹簧+h浸=0.1 m+0.06 m=0.16 m;放水前后水对容器底部压强的变化量Δp=p-p'=ρ水g(h-h')=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.24 m-0.16 m)=800 Pa。
3.解析 (1)该驱逐舰的排水量约为m排=12 000 t=1.2×107 kg,驱逐舰排开水的重力G排=m排g=1.2×107 kg×10 N/kg=1.2×108 N,该驱逐舰受到的浮力F浮=G排=1.2×108 N;(2)该驱逐舰从长江口驶入大海,都处于漂浮状态,故受到的浮力不变,根据阿基米德原理得,驱逐舰浸入海水中的体积V=V排==≈11 650.5 m3;(3)某系统在海面下6 m深处,其受到海水的压强p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×6 m=6.18×104 Pa。
4.解析 (1)木块的重力G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,题图中使用的是定滑轮,所以弹簧测力计的示数即细线对木块的拉力F拉=2.5 N,由图可知,木块受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力,处于静止状态,则木块浸没时所受的浮力F浮=G+F拉=2 N+2.5 N=4.5 N;(2)因为木块浸没在该液体中,所以木块排开液体的体积V排=V=500 cm3,由F浮=ρ液gV排可知,液体的密度ρ液===0.9×103 kg/m3;(3)液体对烧杯底部的压强p=ρ液gh=0.9×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-2 m=1.8×103 Pa。
5.解析 (1)实心球和空心球的总质量m总=2m=2×200 g=400 g=0.4 kg,由于实心球和空心球刚好悬浮于水中,则两球受到的总浮力F浮总=G总=m总g=0.4 kg×10 N/kg=4 N。(2)空心球漂浮后,已知露出水面的体积为150 cm3,则ΔV=V露=150 cm3,水面下降的深度Δh===1.5 cm,空心球漂浮后容器中水的深度h'=h-Δh=20 cm-1.5 cm=18.5 cm=0.185 m,容器底部受到的水的压强p=ρ水gh'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.185 m=1 850 Pa。(3)已知实心球和空心球刚好悬浮于水中受到的总浮力F浮总=4 N,由F浮=ρ液gV排得实心球和空心球的总体积V总=V排总===4×10-4 m3=400 cm3;空心球漂浮时,F浮=G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,由F浮=ρ液gV排得空心球漂浮时浸入水中的体积V排===2×10-4 m3=200 cm3,则空心球的总体积V空心球=V露+V排=150 cm3+200 cm3=350 cm3,实心球的体积V实心球=V总-V空心球=400 cm3-350 cm3=50 cm3;由于空心球和实心球是用相同材料制成的,且质量相同,因此空心球空心部分的体积V空=V空心球-V实心球=350 cm3-50 cm3=300 cm3。
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