第十章 浮力 期末试题选编(含解析) 2022-2023学年下学期广西各地八年级物理

文档属性

名称 第十章 浮力 期末试题选编(含解析) 2022-2023学年下学期广西各地八年级物理
格式 docx
文件大小 1.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2024-03-27 20:42:41

图片预览

文档简介

第十章 浮力 期末试题选编 2022-2023学年下学期广西各地八年级物理
一、单选题
1.(22-23八年级下·广西钦州·期末)如图所示,长方体M悬浮在水中。下列说法正确的是(  )

A.M上表面受到的压力等于下表面受到的压力
B.M上表面受到的压强等于下表面受到的压强
C.M受到的浮力等于M下表面受到水向上的压力
D.M受到的重力等于M上下表面受到水的压力差
2.下列情境中的物体,不受浮力的是(  )
A.水中下沉的石块 B.空中上升的气球
C.海中航行的轮船 D.遨游太空的卫星
3.(22-23八年级下·广西河池·期末)一个铁球在空气中称重4N,浸没在水中称时,弹簧测力计的示数为3N,则(  )
A.铁球受到的浮力是3N B.铁球受到的浮力是1N
C.铁球受到的浮力是4N D.铁球受到水的压力差为0N
4.如图所示,将同一长方体分别水平与竖直静置在水中,它的上表面和下表面所受到的 (  )
A.压强差不等,压力差相等 B.压强差不等,压力差不等
C.压强差相等,压力差不等 D.压强差相等,压力差相等
5.(22-23八年级下·广西玉林·期末)如图所示,体积相等的甲、乙、丙、丁四只实心球静止在同种液体中,所受浮力最小的是(  )

A.甲球 B.乙球 C.丙球 D.丁球
6.(22-23八年级下·广西柳州·期末)潜水员在使用呼吸装置时释放气泡(如图)。气泡在上升过程中(假设气泡温度不变),它所受的(  )

A.重力不变,浮力不变 B.重力变小,浮力变小
C.重力不变,浮力变大 D.重力变小,浮力不变
7.关于浮力,下列说法中正确的是(  )
A.只有液体才能产生浮力 B.浮力是物体对液体施加的力
C.浮力的方向总是竖直向上 D.阿基米德原理不适用于漂浮的物体
8.(21-22八年级下·广西柳州·期末)将一枚鸡蛋放入一杯盐水中,静止时如图所示。要使鸡蛋上浮,可以在杯中加入(  )

A.清水 B.食用油
C.盐 D.酒精
9.(22-23八年级下·广西玉林·期末)将同一支密度计放在甲、乙两种不同液体中,状态如图所示,已知盛放液体的烧杯完全相同,此时两个烧杯中液面高度相同,下列说法正确的是(  )

A.甲烧杯中的密度计受到的浮力较大
B.乙烧杯中的密度计受到的浮力较大
C.甲烧杯中的液体密度较大
D.乙烧杯中的液体密度较大
10.(22-23八年级下·广西贵港·期末)如图所示,两个质量、底面积相同但形状不同的容器、,盛有不同的液体放置在水平桌面上,现将两个相同的物块甲、乙分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,下列说法正确的是(  )

A.两容器底部受到的液体压力相等
B.甲物块受到的浮力等于乙物块受到的浮力
C.取出两物块后,容器对桌面的压强小于容器对桌面的压强
D.取出两物块后,容器底部受到液体的压力大于容器底部受到液体的压力
11.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图所示是潜水艇的示意图,下列有关说法正确的是(  )

A.潜水艇下潜过程中浮力变小
B.潜水艇下潜过程中浮力小于重力
C.潜水艇是通过改变所受浮力的大小来实现上浮和下沉的
D.潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时受到的浮力大
12.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图所示,体积相同的A、B、C三个小球分别静止在液体中(ρ水>ρ酒精),其中所受浮力的大小关系是(  )

A.FA<FB=FC B.FA=FB=FC C.FA>FB>FC D.FA<FB<FC
二、填空题
13.(22-23八年级下·广西柳州·期末)物体浸在水中受到的浮力是由于水对物体向 和向 的压力差产生的。
14.(22-23八年级下·广西玉林·期末)如图所示,盛有2kg水的柱形容器置于水平地面上,重为6N不吸水的正方体,静止时有五分之三的体积浸入水中,物体下表面与水面平行,则物体的密度为 kg/m3。若物体在压力的作用下刚好浸没水中不接触容器底,水不溢出,此时水对容器底部的压力为 N。()

15.(22-23八年级下·广西柳州·期末)如图甲,弹簧测力计通过细线悬挂一柱形物体,物体下表面紧贴水面。现将物体缓慢浸入水中,弹簧测力计示数与物体下表面浸入水中的深度之间的关系,如图乙所示。在这个过程中物体受到的浮力大小变化情况是 ,物体的密度为 (用题中字母表示,已知水的密度为ρ水)。

16.(22-23八年级下·广西贵港·期末)如图甲所示,体积为400cm3的实心金属块悬挂在细绳的下端静止时,细绳对金属块的拉力为F1;如图乙所示,底面积为100cm2的开口薄壁容器内装有适量的液体,放在水平桌面上,将金属块浸没在容器内的液体中静止时,容器内的液面升高了2cm,液体对容器底部的压力增加了2N,此时细绳对金属块的拉力为F2,且F1与F2之比为5∶4。液体密度为 kg/m3,拉力F2的大小是 N。

17.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图甲所示,小明课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他把一个实心物体挂在弹簧测力计的挂钩上,且浸没在水中,然后将其匀速拉出水面,弹簧测力计示数随物体上升距离的变化情况如图乙所示。则实心物体浸没时所受的浮力为 N。实心物体的密度为 kg/m3。

18.(22-23八年级下·广西桂林·期末)“蛟龙号”是我国首台自主设计的载人潜水器,此时它正浸没在水面下作业,当它往水舱内吸水,潜水器重力 (选填“大于”或“小于”)潜水器受到的浮力时,开始下沉;可见,潜水器是通过改变 (选填“自身重力”或“浮力”)来实现浮沉的。
19.(22-23八年级下·广西玉林·期末)2023年5月31日,我国首艘万吨级海巡船“海巡09”亮相北部湾港,参与北部湾水上交通安全监管,当该巡逻船在我国海域实行护航任务时不能与另外的巡逻船并列距离过近,这是因为两艘巡逻船中间的水流速度快,压强 (选填“大”或“小”),易造成海难事故,若该巡逻船从我国南海满载行驶回珠江时,所受浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(22-23八年级下·广西贵港·期末)如图所示,小芳用手将重1.5N,体积为1.6×10﹣4m3的苹果逐渐压入水中,直到苹果刚好浸没,放手后苹果将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),最后静止时,苹果受到的浮力大小为 N。(ρ水=1×103kg/m3)

21.(22-23八年级下·广西钦州·期末)体积是的正方体物块A漂浮在水面上,它没入水中的体积是,如图甲所示,然后在A上放一同体积的正方体物块B,静止时B恰好有一半没入水中,如图乙所示,则放上B后容器底部受到水的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”),物块B的密度为 。

22.(22-23八年级下·广西百色·期末)将体积为50cm3、质量为55g的鸡蛋先后放入盛有水的甲烧杯和盛有浓盐水的乙烧杯中,鸡蛋静止时所处的位置分别如图所示,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则在甲杯中鸡蛋受到的浮力为 N,在乙杯中鸡蛋受到的浮力为 N。

23.(22-23八年级下·广西南宁·期末)一个物体所受的重力为16N,将其全部浸没在水中时,它所排开的水所受的重力为20N,此时它所受的浮力为 N,放手后物体将 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
三、作图题
24.如图所示,一个水面上漂浮着质量为0.5kg的小球的烧杯放在斜面上,请作出小球受到的浮力和烧杯对斜面的压力示意图。

25.(22-23八年级下·广西贵港·期末)如图所示,木球漂浮在水面上,请画出木球的受力示意图。

四、实验题
26.(22-23八年级下·广西桂林·期末)小林发现观光游轮上标有“吃水线”如图甲所示,用于警示游轮吃水的深度,告知游轮浮力大小的变化。于是他猜想物体所受浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度及物体排开液体的体积(即V排)有关。为了验证这两个猜想,他选用同一块长方体物块进行了图乙的实验。

(1)实验中,测得物块的重力大小为 N;
(2)为了探究“物块浸没前后,所受浮力大小是否与物体浸入液体的深度有关?”小林分别进行了图B、E和图C、D两组实验。实验表明:在同种液体中,当物块浸入液体的体积相同时。物块所受浮力大小均与深度 (选填“有关”或“无关”);这里采用的研究方法是 ;
(3)由 两图可知:在同种液体中,物块排开液体的体积V排越大,所受浮力越 ;
(4)当游客从游轮上离开上岸后,游轮受到的浮力大小将 ,游轮的吃水深度将 。(两空均选填“不变”或“变小”)
27.(22-23八年级下·广西贵港·期末)小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等,对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图1所示。
(1)分析图1甲、乙、丙图的实验,说明浮力的大小与 有关;比较甲、丁、戊图的实验,说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可比较 三图的实验,并得出当物体完全浸没于液体中,浮力大小与物体浸入液体的深度 ;
(3)当物块浸没在盐水中时,受到的浮力是 N;
(4)完成上述实验后,小明想利用浮力知识来测金属块的密度,于是找来了刻度尺、水、水槽、柱形的薄玻璃杯等器材,进行如图2实验:
①玻璃杯漂浮在盛有水的玻璃水槽中,如图2甲所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为h1;
②金属块轻轻放入水槽中,如图2乙所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为h2;
③将金属块从水槽中取出,平稳放在烧杯中,如图2丙所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为h3;
④已知水的密度为,则小明测出金属块的密度表达式为ρ= (用已知的物理量表示);
⑤同组的小南对小明的实验过程提出质疑,认为将金属块从水中取出时会沾水,导测量的密度会产生误差,你认为由于金属块沾水会导致小明测出金属块的密度将 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

28.(22-23八年级下·广西南宁·期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关

(1)如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (选填序号);
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N。然后进行如图所示的实验:

①在序号a的实验中物体A所受的浮力为 N;
②比较序号 的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越 ;
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力 关;
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验。由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小丽认为这结论 (选填“可靠”或“不可靠”),主要原因是 。

五、计算题
29.(22-23八年级下·广西贵港·期末)如图甲所示,圆柱形容器底面积为,在它内部放入一个底面积为、高为的长方体,现不断往容器内注水,当水深为时,长方体对容器底的压强刚好为;在容器内继续注入适量的水,长方体静止时如图乙所示,求:
(1)当水深为15cm时,水对杯底的压强;
(2)当水深为15cm时,长方体受到的浮力;
(3)长方体的密度;
(4)若将阴影部分截取下来并取出(截取体积为浸入水中体积的三分之一),待剩余部分再次静止后,水面相比于截取前下降了多少?

30.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图所示,水平桌面上放有一轻质薄壁圆柱形容器,底面积为,高为20cm,容器内装有18cm深的水。将一正方体木块缓慢放入水中,木块静止时漂浮在水面,从容器中溢出了的水。()求:
(1)木块放入前,水对容器底的压强;
(2)木块放入后,容器对桌面的压力;
(3)待水满后从体积相等的A、B小球中选一个放入该容器中,若放A球会排开的水,若放B球会排开的水,其中一个小球会使该容器对桌面压力增大3N,请推断放入的是哪个小球并求出该球的密度(水溢出时均将容器外壁擦干)。

31.(22-23八年级下·广西桂林·期末)如图甲所示,一块长方体A固定在一根体积和质量均不计的轻质杆下端,轻质杆上端固定不动,此时将A竖直悬挂装入一个水平放置的圆柱体容器内。现缓慢向容器内注入适量的水,水对容器底部的压强p与注水体积V的变化关系如图乙所示,ρ水=1×103kg/m3。求:
(1)当注水体积为V=150cm3时,水对容器底部的压强是多少帕斯卡?
(2)长方体A的高为多少厘米?
(3)若长方体A的密度为ρA=0.8×103kg/m3。当A刚好浸没在水中时,轻杆对长方体A的作用力大小是多少牛?

32.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端连着A;现缓慢向容器中加水至A刚好浸没,杆B受到物体A的作用力F随水深变化的图像如图乙所示;求:
(1)杆B刚好浸没时水的深度为3cm,此时水对容器底的压强;
(2)物体A浸没时受到的浮力;
(3)物体A的密度。
(4)若加入4.2kg水时A物体刚好浸没,此时把A、B从水中取出(不考虑A、B带出的水分)并将A、B分离开,将A物体沿竖直方向分成两部分,如图丙;切割后,左边部分留在水平桌面上,对桌面最大压强为p1,右边阴影部分放回水中,放入后水对容器底部压强为p2,若p2为p1的1.8倍,则阴影部分体积是原本A物体体积的几分之几。

参考答案:
1.D
【详解】AB.由图知,M上表面所处的深度较小,根据可知,M上表面受到水的压强小于M下表面受到水的压强,而上下表面的面积相同,则由可知,上表面受到水的压力小于M下表面受到水的压力。上下表面积相同,根据可知M上表面受到的压强小于下表面受到的压强,故AB错误;
C.根据浮力产生的原因可知,M上、下表面受到水的压力差就是浮力,故C错误;
D.因为正方体物块M悬浮在水中,则,根据浮力产生的原因可知,M上、下表面受到水的压力差就是浮力,所以M所受重力的大小等于M上下表面受到水的压力差,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】因为浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,水中下沉的石块、大海中航行的轮船都受到水的向上托起的力,即受到浮力;空中上升的气球受到空气的浮力;太空中没有空气,故卫星不受到浮力,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.B
【详解】ABC.由题意可知铁球受到的浮力是
故AC不符合题意、B符合题意;
D.由浮力产生的原因
可得,铁球受到水的压力差是
故D不符合题意。
故选B。
4.A
【详解】将同一长方体分别水平与竖直静置在水中,排开水的体积相等,则受到的浮力相等,根据浮力产生的原因:物体在液体中受到的浮力等于上下表面受到的液体压力差,可知物体上表面和下表面所受到的压力差相等。由图可知,水平静置时上下表面在水中的深度差小于竖直静置时上下表面在水中的深度差,根据p=ρgh可知,水平静置时的压强差小于竖直静置时的压强差。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.A
【详解】
根据题意可知,四只实心球的体积相等,液体的密度相同,由图可知,甲球排开液体的体积最小,根据阿基米德原理可知,甲球受到浮力最小。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】BD.气泡在上升过程中质量不变,根据可知,所受重力大小不变,故BD不符合题意;
AC.气泡在上升过程中,气泡的体积变大,排开水的体积变大,根据公式可知受到水的浮力变大,故A不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.C
【详解】ABC.液体和气体都可以产生浮力,浮力是液体或气体对物体施加的竖直向上的力,与重力的方向相反。故AB错误,C正确;
D.阿基米德原理适用于所有状态下物体所受浮力的计算。故D错误。
故选C。
8.C
【详解】此时鸡蛋悬浮在盐水中,要使鸡蛋上浮,需要增大盐水对鸡蛋的浮力,在鸡蛋排开盐水体积不变的情况下,根据阿基米德原理,可以通过增大盐水密度的方法增大对鸡蛋的浮力。清水、食用油、酒精的密度都小于盐水密度,向盐水中加入这些物质,会使混合液体的密度减小;向盐水中加盐,可以增加盐水的密度。故ABD不符合题意;C符合题意。
故选C。
9.D
【详解】AB.同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,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,所受浮力
故AB错误;
CD.由图知密度计排开液体的体积,且浮力相等,由可知,两种不同液体的密度,故C错误,D正确。
故选D。
10.D
【详解】.物块甲在中悬浮,则,物块乙在中漂浮,则,可知,已知深度相同,由可知,,已知容器底面积相同,由据可知,液体对容器底的压力大,即,故A错误;
B.甲悬浮,;乙漂浮,则,因为甲、乙相同,即重力相等,可知,故B错误;
C.因为,V排A>V排乙,取出物体后中液体体积大于中液体体积,由公式及可知,中液体的重力大于中液体重力,所以容器对桌面的压力大于容器对桌面的压力,由于两容器的底面积相同,根据知容器对桌面的压强大于容器对桌面的压强,故C错误;
D.因为甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,而且甲是下宽上窄,取出物体后,甲液面下降的更大,因为,且中液体的深度小于中液体的深度,由可知,取出两物块后,容器底受到液体的压强大于容器底受到液体的压强,已知容器底面积相同,由据可知,液体对容器底的压力大,故D正确。
故选。
11.B
【详解】A.潜水艇下潜过程中排开水的体积不变F浮=ρ水gV排可知所受浮力不变,故A错误;
B.潜水艇下潜过程中浮力小于重力,故B正确;
C.潜水艇是通过改变自身的重力大小来实现上浮和下沉的,故C错误;
D.潜水艇漂浮排开水的体积小于悬浮时排开水的体积F浮=ρ水gV排可知,潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时受到的浮力小,故D错误。
故选B。
12.D
【详解】由图知,三个球排开水的体积
所以,根据
可知,三球受到的浮力
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
13. 上 下
【详解】[1][2]由探究发现,物体浸在水中受到的浮力是由于水对物体向上和向下的压力差产生的。
14. 30
【详解】[1]由于物体处于漂浮,则,根据阿基米德原理可知
物体的密度
[2]水的重力为
若物体在压力的作用下刚好浸没水中,此时物块多排开了体积的水;由于
则增大的浮力
所以物体受到的浮力为
物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的压力,所以压力的大小为
对水和物体整体分析:整体受到竖直向下的重力、竖直向下的压力、容器底面竖直向上的支持力的大小,所以容器底面竖直向上的支持力的大小为
由于物体间力的作用是相互的,所以水对容器底部的压力为30N。
15. 先变大后不变
【详解】[1]由题意和图像可知,弹簧测力计的示数先变小后不变,由可知浮力变化情况是先变大后不变。
[2]由图像可知,物体未浸入水中时,物体重力
物体质量
浸没时,弹簧测力计的示数为,则物体受到的浮力
此时物体的体积等于排开液体的体积,由得,物体体积
物体的密度
16. 1.0×103 16
【详解】[1]底面积为100cm2的开口薄壁容器,容器内的液面升高了2cm,液体对容器底部的压力增加了2N,故有
ΔF=ΔpS=ρ液gΔhS=ρ液×10N/kg×0.02m×100×10-4m2=2N
液体的密度ρ液=1.0×103kg/m3。
[2]体积为400cm3的实心金属块浸没在液体中受到的浮力为
F浮=ρ液gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×10-4m3=4N
F1与F2之比为5∶4,得到
所以G=20N,因此拉力F2的大小
F2=G-F浮=20N-4N=16N
17. 0.7 3×103
【详解】[1]由图乙可知,当实心物体完全露出水面时,弹簧测力计的示数为F=2.1N,此示数等于它的重力
G=F=2.1N
由图乙可知,实心物体完全浸没时弹簧测力计的示数F1=1.4N,所以实心物体完全浸没时所受浮力
F浮=G-F1=2.1N-1.4N=0.7N
[2]实心物体的体积
实心物体的密度
18. 大于 自身重力
【详解】[1][2]当它往水舱内吸水,自身重力增大,而排开水的体积不变,故所受浮力不变,则潜水器重力大于潜水器受到的浮力,开始下沉;所以,潜水器是通过改变自身重力来实现浮沉的。
19. 小 不变
【详解】[1]由流体压强和流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;可知:若两艇靠得比较近且并排前进,两艇之间的水流通道变窄,流速变快,压强变小,小于两艇外侧的压强,便形成向内的压强差,容易发生撞船事故,所以一般采用“前后”队列。
[2]因为物体漂浮,所受浮力等于重力,驱逐舰在南海、珠江上都漂浮,自重不变,所以该巡逻船从我国南海满载行驶回珠江时,所受的浮力大小不变。
20. 上浮 1.5
【详解】[1]将苹果全部压入水中后,苹果排开水的体积等于苹果的体积,即
苹果浸没时受到的浮力为
浸没在水中的苹果,受到的浮力,而重力,比较可知
故松手后苹果将上浮。
[2]苹果最后静止时漂浮在水面上,此时受到的浮力等于苹果的重力,即
21. 变大 0.9×103
【详解】[1]放上B后水面上升,液面到容器底部的深度增大,根据可知,放上B后容器底部受到水的压强变大。
[2]甲图中A处于漂浮状态,A的重力
乙图中AB处于漂浮状态,AB的重力之和
物体B的重力
物体B的质量
B的密度
22. 0.5 0.55
【详解】[1]根据图示可知,甲杯中,鸡蛋浸没在水中,排开水的体积等于鸡蛋的体积,则鸡蛋受到的浮力为
[2]乙杯中,鸡蛋悬浮,受到的浮力等于自身的重力,则鸡蛋受到的浮力为
23. 20 上浮
【详解】[1]根据浮力公式可知
[2]放手后对物体受力分析,物体受到重力和浮力作用
所以物体会上浮最终处于漂浮状态。
24.
【详解】因为漂浮,所以小球受到的浮力F浮方向竖直向上,作用点在小球的重心,在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F,可得烧杯对斜面的压力示意图,如下图所示

25.
【详解】木球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上;过木球的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用和表示,注意这两条线段长度应相等,如下图所示:

26. 4 无关 控制变量法 B、C 大 变小 变小
【详解】(1)[1]由图A可知,物体的重力为4N。
(2)[2][3]根据控制变量法,探究浮力与深度的关系,要控制液体的密度相同,物体浸入液体中的体积相同,深度不同,比较浮力的大小,所以分析对比图B、E和图C、D两组实验,浮力相等,并可得出浮力大小与浸没深度无关,这里采用的研究方法是控制变量法。
(3)[4]根据控制变量法,探究浮力与物体浸入液体中的体积的关系,要控制液体的密度相同,物体浸入液体中的体积不同,比较浮力的大小,所以,应分析对比B、C两图;
[5]根据称重法得,图B中,物体的部分浸入水中
图C中,物体的全部浸入水中
对比B、C两图,并可得出:在同种液体中,物体浸入液体中的体积越大,受到的浮力越大。
(4)[6][7]当客人下船后,船的总质量减小,仍漂浮在水面上,浮力等于重力,重力减小,故浮力减小,轮船排开水的体积变小,从而游轮的吃水深度将变小。
27. 物体排开液体的体积 液体密度 甲、丙、丁 无关 4.4 无影响
【详解】(1)[1]分析图甲、乙、丙图,可以发现液体密度相同,物体排开液体的体积增大,测力计示数在变小,则受到的浮力也在增大,故可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
[2]比较甲、丁、戊图,排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,可得出浮力的大小与排开液体密度有关。
(2)[3][4]甲、丙、丁三次实验,液体密度和物体排开液体体积相同,物体浸没的深度不同,弹簧测力计示数相同,由称重法可得物体受到的浮力相等,说明浮力的大小与物体浸没深度无关。
(3)[5]由甲可知物体重力为,由戊图可知此时弹簧测力计的示数为,根据称重法可得物体在盐水中受到的浮力为
(4)④[6][7]根据图(2)甲、乙可知,金属块的体积为
根据图(2)甲、丙两图可知,烧杯都是漂浮状态,增加金属块的重力等于增加的排开水的所受的重力,又因为为,所以,故金属块的质量为
则金属块的密度为
由于烧杯整体处于漂浮状态,设带出来的水的重力为,则测得的浮力会增为,则水槽中多增加的排开水的重力为,刚开始水槽中的水减小了,故水面的高度不变,根据可知,对金属块的密度测量没有影响。
28. 4 1 a、d、e 大 无 不可靠 没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)[1]空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积比较大,由此得出猜想:浮力的大小与物体排开液体的体积有关,即这个事实可以支持猜想4。
(2)①[2]物体的重力为G,a中弹簧测力计的示数为3N,则物体受到的浮力为
F浮水=G-F=4N-3N=1N
②[3]要探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制同一物体、排开液体的体积相同,改变液体的密度,图中a、d、e三图符合要求。
③[4]a图物体浸没在水中,受到的浮力为
F浮水=G-F=4N-3N=1N
d图物体浸没在酒精中,受到的浮力为
e图中物体浸没在盐水中,受到的浮力为
所以同一物体在盐水浮力最大、酒精中受到的浮力最小,又因为盐水的密度最大,酒精的密度最小,所以可以得出:液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
④[5]序号为a、b、c的三次实验中,物体的体积和浸没的液体都相同,不同因素是物体的重力;由图可知测力计的示数分别为:3N、3.5N、4N,而三个圆柱形物体A、B、C的重分别为4N、4.5N和5N,根据称重法F浮=G-F,则所受浮力分别为1N、1N、1N,可见浮力相等,于是可得结论是:浮力的大小与物体的重力无关。
(3)[6][7]根据控制变量法知:要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小珍认为小明的结论不可靠,不可靠主要原因为没有控制变量唯一(没有控制排开液体的体积相同)。
29.(1)1500Pa;(2)1.2N;(3)0.6×103 kg/m3;(4)1.5cm
【详解】解:(1)水深为时,水对杯底的压强为
(2)水深时长方体排开水的体积为
长方体受到的浮力为
(3)当水深为时,长方体对容器底的压强刚好为,即长方体恰好漂浮,此时
长方体的体积

可知,长方体的密度为
(4)若将阴影部分截取下来并取出截取体积为浸入水中体积的三分之一,则取出的那部分物体的重力
待剩余部分再次静止后,容器底部受到压力减少量
容器底部受到水的压强减小量
则待剩余部分再次静止后,水面相比于截取前下降了
答:(1)当水深为时,水对杯底的压强为;
(2)当水深为时,长方体受到的浮力为;
(3)长方体的密度为;
(4)待剩余部分再次静止后,水面相比于截取前下降了。
30.(1);(2)60N;(3)球,
【详解】解:(1)木块放入前水对容器底的压强为
(2)将一正方体木块缓慢放入水中,木块静止时漂浮在水面,根据阿基米德原理和漂浮的条件得到浮力大小
所以放入木块后,容器内水的质量加上木块的质量等于容器装满水时的总质量;容器装满水时的总体积
容器内装满水的质量
容器内装满水的重力为
因容器为轻质薄壁圆柱形容器,则容器对桌面的压力
(3)假设A、B两球放入装满水的容器中,漂浮在水面或悬浮在水中,根据阿基米德原理和物体沉浮的条件知
即容器内物体的总质量不变,容器对桌面的压力不变,与“其中一个小球会使该容器对桌面压力增大3N”不符,又因为两球体积相同,若放A球会排开的水,若放B球会排开的水,则放入后A球漂浮在水面,B球沉入水底,则放入B球后会使该容器对桌面压力增大3N,即B球对容器底的压力为,此时容器对B球的支持力为
则B球受到的浮力为
则B球的重力为

可知,B球的密度为

答:(1)木块放入前,水对容器底的压强为;
(2)木块放入后,容器对桌面的压力为60N;
(3)B球符合条件,其密度为。
31.(1)200Pa;(2)10cm;(3)1.2N
【详解】解:(1)由图乙可知,当注水体积为V1=150cm3时,水对容器底部的压强:p1=200Pa。
(2)由图乙可知,当注水体积为V1=300cm3时,水对容器底部的压强p2=400Pa,此时容器中水位刚好到达物体A的下表面,由p=ρgh可知,此时容器中水的深度
由图乙可知,当注水体积为V3=450cm3时,水对容器底部的压强:p3=1400Pa,此时容器中的水位刚好到达物体A的上表面,由p=ρgh可知,此时容器中水的深度
所以长方体A的高度
hA=h'﹣h=14cm﹣4cm=10cm
(3)由V=Sh可知,容器的底面积
当注水体积为V3=450cm3时,容器中水和物体A的总体积
V总=Sh'=75cm2×14cm=1050cm3
则长方体A的体积
VA=V总﹣V3=1050cm3﹣450cm3=600cm3
当长方体A浸没在水中时,排开水的体积等于长方体A的体积,即
V排=VA=600cm3
受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3=6N
由可知,长方体A的质量
mA=ρAVA=0.8×103kg/m3×600×10﹣6m3=0.48kg
长方体A的重力
GA=mAg=0.48kg×10N/kg=4.8N
对长方体A受力分析可知,长方体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力以及杆对长方体A竖直向下的压力,根据力的平衡条件可知,轻杆对长方体A的作用力
F=F浮﹣GA=6N﹣4.8N=1.2N
答:(1)当注水体积为V=150cm3时,水对容器底部的压强是200Pa;
(2)长方体A的高为10cm;
(3)若长方体A的密度为ρA=0.8×103kg/m3。当A刚好浸没在水中时,轻杆对长方体A的作用力大小是1.2N。
32.(1)300Pa;(2)10N;(3)0.6×103kg/m3;(4)阴影部分体积是原本A物体体积的
【详解】解:(1)杆B刚好浸没时水的深度为3cm,此时水对容器底的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
(2)物体A为正方体,其边长为10cm,则A的体积
VA=a3=(0.1m)3=1×10-3m3
A刚浸没时,它排开水的体积等于A的体积,其受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
(3)由图乙知,水深等于3cm时,B刚好浸入水中,水深为9cm时,A对杆B的作用力为0,此时A受到的浮力等于它的重力,A浸入水中的深度
h=h2﹣h1=9cm﹣3cm=6cm=0.06m
A排开水的体积
V排1=a2h=(0.1m)2×0.06m=6×10﹣4m3
则A的重力
GA=F浮=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N
由G=mg可知,A的质量
则A的密度
(4)由图乙知,A浸没时,水深为13cm,水的质量为4.2kg,那么水的体积
设容器的底面积为S,则有
V水+VA=Sh4

4.2×10-3m3+1×10-3m3=S×13×10-2m
解得容器的底面积
S=0.04m2

可知,切开后,放在水平桌面上的左边部分是长方体,且立放时对水平桌面的压强最大为
p1=ρAga
右边阴影部分放入水中后,设此时水的深度为h3,此时水对容器底部的压强
p2=ρ水gh3
由题意可知
则此时水的深度
因为物体的密度小于水的密度,所以将阴影部分放入水中时处于漂浮状态,由漂浮条件可知
F浮A阴影=GA阴影
因为
F浮A阴影=ρ水gV排A阴影
GA阴影=mA阴影g=ρAgVA阴影
所以有
ρ水gV排A阴影=ρAgVA阴影

此时水的体积和阴影部分浸入水中体积之和
所以阴影部分的体积
则阴影部分体积与原来A物体的体积的比值
即阴影部分的体积是原本A物体体积的。
答:(1)杆B刚好浸没时水的深度为3cm,此时水对容器底的压强为300Pa;
(2)物体A浸没时受到的浮力为10N;
(3)物体A的密度为0.6×103kg/m3;
(4)阴影部分体积是原本A物体体积的。