第十章 浮力实验、计算专题训练（含答案） 2023-2024学年人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 第十章 浮力实验、计算专题训练（含答案） 2023-2024学年人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 636.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-17 13:41:09 | ||
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文档简介
第十章 浮力实验、计算专题训练
1．游泳的人从河边的浅水区走向深水区的过程中，若河底布满小石头，脚底疼痛感会减弱。针对这一现象，同学们展开讨论，对影响浮力大小的因素猜想如下：
小敏猜想：浮力的大小与深度有关。
小乐猜想：浮力的大小与排开液体的体积有关。
小惠猜想：浮力的大小与排开液体的密度有关。
根据猜想他们进行了如图所示的实验。
（1）分析乙、丙可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小与 有关；
（2）分析丙、丁可知，浮力大小与物体浸没的深度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）图乙中物块A受到的浮力是 N；
（4）由上述实验步骤可得出，物块A的密度是 kg/m3，盐水密度是 kg/m3。
2．小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入适量金属丝的目的是使吸管能竖直 在液体中，此密度计受到的浮力 它的重力；（选填“>”“<”或“＝”）
(2)将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得液面上方的长度为H；放到另一液体中的情景如图（b）所示，液面上方的长度为h。用、分别表示液体和水的密度，用 L表示吸管长度，则与、L、h及 H的关系式是= ， （选填“>”“ <”或“＝”）；
(3)小明取来食用油，用这个密度计测量食用油的密度时，出现了如图（c）所示的情形，此时密度计的重力 它所受到的浮力（选填“>”“ <”或“＝”），在不更换食用油和密度计的情况下，怎样才能使密度计能正确测出食用油的密度： （写一种，合理即可）。
3．如图所示，是探究影响浮力大小因素的实验装置，为探究“液体密度一定时，浮力大小与排开液体体积的关系”，学习小组选择了如下器材：重2N，体积为60cm3的圆柱形物体，烧杯，足量的水，酒精，盐水，弹簧测力计甲（0﹣2N，0.05N）、乙（0﹣5N，0.1N），则：
（1）请通过分析选择合适的弹簧测力计；
（2）学习小组某次实验的数据记录如下，请在方格纸上画出浮力排开液体体积的关系图线；
次数 液体 液体密度ρ 物体重力G/N 排开液体体积V/cm3 弹簧测力计示数F/N 浮力F浮/N
1 水 相同 2 10 1.90 0.10
2 20 1.80 0.20
3 30 1.70 0.30
3 40 1.60 0.40
5 50 1.50 0.50
6 60 1.40 0.60
（3）分析图像能够得出结论： ；
（4）小华认为上述实验结论具有偶然性，为使实验结论具有普遍性，小华接下来该怎么做？ 。
4．如图为小聪同学“探究影响浮力大小因素”的实验过程中呈现的几个实验状态（容器中为同种液体）：
（1）分析甲、乙图可得出的结论是 ；
（2）比较乙、丙、丁图可得到结论 ；
（3）图中丁、戊、己三个实验是为探究 而设计的；
（4）小亮还想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片、烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯里，铁片下沉到杯底；
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中，它漂浮在水面上；
①通过分析可知第一次铁片所受的浮力 第二次铁片所受的浮力（填“大于”“等于”或“小于”）；
②小亮得出：浸在液体中的物体受到的浮力与形状有关。请分析小亮的结论错误的原因 ？
5．实验室中，小明和小红利用弹簧测力计测量石块和盐水的密度。
（1）如图所示，这是小明测量石块的密度的情景，请设计并完成实验表格；（g取10N/kg）
（2）小红测量盐水的密度，只在小明的操作上添加了一步，请写出她添加的步骤和测得的盐水密度的表达式。
6．某同学利用“等效替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程如图所示：
（1）选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现花生米下沉至杯底，如图甲，此时花生米所受的浮力 （＞/＜/=）重力；
（2）往杯中逐渐加盐并搅拌，直至观察到花生米悬浮，随即停止加盐，如图乙；
（3）取出花生米，用调好的天平测杯子和盐水的总质量，如图丙，则天平的读数为 g；
（4）将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，如图丁，量筒的读数为 mL；
（5）用调好的天平测出玻璃杯的质量 m=60.5g；
（6）利用密度公式计算出盐水的密度ρ盐水= kg/m3，花生米的密度ρ花生米 （＞/＜/=）ρ盐水；
（7）若实验（2）中加盐过量，可进行如下操作： ；
（8）计算出密度后，发现花生米上附着些气泡，这样测量的密度比真实密度 （大/小/没影响）。
7．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，使用的器材有：弹簧测力计、带盖的玻璃瓶（瓶盖的质量、体积和形变忽略不计）、完全相同的柱形容器A和B等，操作过程如下：
（1）在容器A中装入适量的水，将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下，并浸入水中，如图甲所示，容器A中水面上升h1，弹簧测力计示数为F；
（2）如图乙所示，将玻璃瓶浸没水中，容器A中水面又上升h1，弹簧测力计示数为0.8F，由此可知浮力的大小与 有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度，弹簧测力计示数不变，说明物体所受浮力的大小与 无关，此过程中瓶底所受水的压强大小变化情况是 ；
（3）为探究浮力大小与物重是否有关，将玻璃瓶中的一部分水倒入容器B中，再将玻璃瓶浸没到容器A的水中，如图丙所示，弹簧测力计示数为0.6F。经过测量，图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为 F，说明浮力的大小与物重无关；
（4）将玻璃瓶中剩余的水全部倒入容器B中，如图丁所示，最后水的深度为h2；
（5）根据以上信息可得：制作玻璃瓶的材料密度ρ= （用ρ水、h1和h2表示）。
8．小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器（分别装有一定量的水和盐水），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示．
（1）分析如图甲、乙、两，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有无关系，可选用 图的装置来进行操作．
（3）如图能正确反映物体所受浮力F随浸入水深度h变化关系的图象是 ．
（4）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N，圆柱体的体积是 m3．（g取10N/kg）
（5）用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3．
二、计算题
9．把一块重为G=4.5N的矿石，挂弹簧测力计上，并把他浸没在水中．静止时弹簧测力计的示数为F=3N，g取10N/kg．求：
（1）矿石浸没在水中时受到的浮力；
（2）矿石的密度．
10．核潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应堆为动力来源设计的潜艇。核潜艇水下续航能力能达到20万海里，自持力达60—90天。某核潜艇排水量（排水量指潜艇潜行时排开水的质量）：6500吨；航速：水上最大16节，水下最大22节；潜深：300m。（ρ海水=1.03×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）22节相当于多少千米/小时？（1节是指1小时行驶1海里，1海里等于1852米）
（2）该核潜艇在水下航行时受到的浮力是多少？
（3）核潜艇潜入水下300m时，受到海水的压强是多少？
11．某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，总质量为0.21kg，底面积为3×10-3m2。不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻线，如图甲，求：（g取10N/kg）
（1）不放物体时，该装置所受的浮力是多大？
（2）如图乙所示，在该装置中放入一个体积为1.5×10-5m3的物块A，装置底部在水面下的深度h=0.11m。此时与水面所对应位置处的刻线应标为多少？
（3）物块A的密度是多少？
12．一个由8根圆木组成的木筏，每根圆木的质量，圆木木筏的总体积，这个木筏能否运载10个质量为的战士过河？
13．如图所示，圆柱形容器内盛有足够深的水，有一个边长为10cm的正方体物块通过细线与容器底部相连并浸没于水中，静止时细线受到的拉力为4N。求：（已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）物块受到的浮力。
（2）物块的重力。
14．如图甲所示，原长的弹簧，下端固定在容器的底部，上端与一正方体相连，正方体重，向容器中慢慢注入某种液体，弹簧的长度x随液体深度h的变化关系如图乙所示，正方体有一半浸没在液体中时，弹簧恰好处于原长。在弹性限度内，弹簧的弹力F与其形变量间的关系，忽略弹簧的质量和体积，g取10N/kg，求：
（1）k的值；
（2）正方体的密度；
（3）正方体上表面刚好与液面相平时，容器底部所受液体的压强。
15．有两个不吸液体的圆柱体A和B，已知A的质量为1.32kg，密度为1.1×103kg/m3，高为12cm，B的底面积为120cm2.将A竖直放入薄壁柱形容器中，向容器中缓慢加入液体直至加满，A最终漂浮，液体体积与深度的关系如图所示。再用细线将A竖直向上提升2cm时，细线的拉力为3.6N（圆柱体A始终处于竖直状态），求：
（1）A的重力；
（2）将A竖直放置在B的上方，A对B的压强；
（3）液体的密度。
16．把一个重为8N、体积为1.0×10-3m3的物体投入水中，当物体静止时，物体的状态是什么？此时物体所受的浮力是多大？物体排开的水重多少？
参考答案：
1． 物体排开液体的体积 无关 0.4 4×103 1.2×103
2． 漂浮 ＝ > > 再向容器中加油
3． 弹簧测力计甲 当液体密度一定时，物体所受浮力F浮与排开液体体积V成正比 换用不同的液体，多次测量，找出普遍规律
4． 浸在液体中的物体受到浮力的作用 同种液体中，物体排开液体体积越大，物体在液体中受到的浮力越大 浮力大小与物体浸没深度的关系 小于 他只关注了铁片形状的改变，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响
6． 小于 121 55 1.1×103 = 向杯中加清水 小
7． 排开液体的体积 浸没深度 变大 0.4
8． 排开液体的体积 丙丁 D 4 4×10﹣4 1.1×103
9．（1）1.5N （2）3*103kg/m3
10．（1）（2）（3）
11．（1）2.1N；（2）0.12kg；（3）8×103kg/m3
12．能
13．（1）10N；（2）6N
14．（1）4.8N/cm；（2）0.6×103kg/m3；（3）5.52×103Pa
15．（1）13.2N；（2）1320Pa；（3）1.2×103kg/m3
16．漂浮，8N，8N
1．游泳的人从河边的浅水区走向深水区的过程中，若河底布满小石头，脚底疼痛感会减弱。针对这一现象，同学们展开讨论，对影响浮力大小的因素猜想如下：
小敏猜想：浮力的大小与深度有关。
小乐猜想：浮力的大小与排开液体的体积有关。
小惠猜想：浮力的大小与排开液体的密度有关。
根据猜想他们进行了如图所示的实验。
（1）分析乙、丙可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小与 有关；
（2）分析丙、丁可知，浮力大小与物体浸没的深度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）图乙中物块A受到的浮力是 N；
（4）由上述实验步骤可得出，物块A的密度是 kg/m3，盐水密度是 kg/m3。
2．小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入适量金属丝的目的是使吸管能竖直 在液体中，此密度计受到的浮力 它的重力；（选填“>”“<”或“＝”）
(2)将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得液面上方的长度为H；放到另一液体中的情景如图（b）所示，液面上方的长度为h。用、分别表示液体和水的密度，用 L表示吸管长度，则与、L、h及 H的关系式是= ， （选填“>”“ <”或“＝”）；
(3)小明取来食用油，用这个密度计测量食用油的密度时，出现了如图（c）所示的情形，此时密度计的重力 它所受到的浮力（选填“>”“ <”或“＝”），在不更换食用油和密度计的情况下，怎样才能使密度计能正确测出食用油的密度： （写一种，合理即可）。
3．如图所示，是探究影响浮力大小因素的实验装置，为探究“液体密度一定时，浮力大小与排开液体体积的关系”，学习小组选择了如下器材：重2N，体积为60cm3的圆柱形物体，烧杯，足量的水，酒精，盐水，弹簧测力计甲（0﹣2N，0.05N）、乙（0﹣5N，0.1N），则：
（1）请通过分析选择合适的弹簧测力计；
（2）学习小组某次实验的数据记录如下，请在方格纸上画出浮力排开液体体积的关系图线；
次数 液体 液体密度ρ 物体重力G/N 排开液体体积V/cm3 弹簧测力计示数F/N 浮力F浮/N
1 水 相同 2 10 1.90 0.10
2 20 1.80 0.20
3 30 1.70 0.30
3 40 1.60 0.40
5 50 1.50 0.50
6 60 1.40 0.60
（3）分析图像能够得出结论： ；
（4）小华认为上述实验结论具有偶然性，为使实验结论具有普遍性，小华接下来该怎么做？ 。
4．如图为小聪同学“探究影响浮力大小因素”的实验过程中呈现的几个实验状态（容器中为同种液体）：
（1）分析甲、乙图可得出的结论是 ；
（2）比较乙、丙、丁图可得到结论 ；
（3）图中丁、戊、己三个实验是为探究 而设计的；
（4）小亮还想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片、烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯里，铁片下沉到杯底；
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中，它漂浮在水面上；
①通过分析可知第一次铁片所受的浮力 第二次铁片所受的浮力（填“大于”“等于”或“小于”）；
②小亮得出：浸在液体中的物体受到的浮力与形状有关。请分析小亮的结论错误的原因 ？
5．实验室中，小明和小红利用弹簧测力计测量石块和盐水的密度。
（1）如图所示，这是小明测量石块的密度的情景，请设计并完成实验表格；（g取10N/kg）
（2）小红测量盐水的密度，只在小明的操作上添加了一步，请写出她添加的步骤和测得的盐水密度的表达式。
6．某同学利用“等效替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程如图所示：
（1）选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现花生米下沉至杯底，如图甲，此时花生米所受的浮力 （＞/＜/=）重力；
（2）往杯中逐渐加盐并搅拌，直至观察到花生米悬浮，随即停止加盐，如图乙；
（3）取出花生米，用调好的天平测杯子和盐水的总质量，如图丙，则天平的读数为 g；
（4）将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，如图丁，量筒的读数为 mL；
（5）用调好的天平测出玻璃杯的质量 m=60.5g；
（6）利用密度公式计算出盐水的密度ρ盐水= kg/m3，花生米的密度ρ花生米 （＞/＜/=）ρ盐水；
（7）若实验（2）中加盐过量，可进行如下操作： ；
（8）计算出密度后，发现花生米上附着些气泡，这样测量的密度比真实密度 （大/小/没影响）。
7．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，使用的器材有：弹簧测力计、带盖的玻璃瓶（瓶盖的质量、体积和形变忽略不计）、完全相同的柱形容器A和B等，操作过程如下：
（1）在容器A中装入适量的水，将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下，并浸入水中，如图甲所示，容器A中水面上升h1，弹簧测力计示数为F；
（2）如图乙所示，将玻璃瓶浸没水中，容器A中水面又上升h1，弹簧测力计示数为0.8F，由此可知浮力的大小与 有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度，弹簧测力计示数不变，说明物体所受浮力的大小与 无关，此过程中瓶底所受水的压强大小变化情况是 ；
（3）为探究浮力大小与物重是否有关，将玻璃瓶中的一部分水倒入容器B中，再将玻璃瓶浸没到容器A的水中，如图丙所示，弹簧测力计示数为0.6F。经过测量，图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为 F，说明浮力的大小与物重无关；
（4）将玻璃瓶中剩余的水全部倒入容器B中，如图丁所示，最后水的深度为h2；
（5）根据以上信息可得：制作玻璃瓶的材料密度ρ= （用ρ水、h1和h2表示）。
8．小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器（分别装有一定量的水和盐水），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示．
（1）分析如图甲、乙、两，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有无关系，可选用 图的装置来进行操作．
（3）如图能正确反映物体所受浮力F随浸入水深度h变化关系的图象是 ．
（4）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N，圆柱体的体积是 m3．（g取10N/kg）
（5）用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3．
二、计算题
9．把一块重为G=4.5N的矿石，挂弹簧测力计上，并把他浸没在水中．静止时弹簧测力计的示数为F=3N，g取10N/kg．求：
（1）矿石浸没在水中时受到的浮力；
（2）矿石的密度．
10．核潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应堆为动力来源设计的潜艇。核潜艇水下续航能力能达到20万海里，自持力达60—90天。某核潜艇排水量（排水量指潜艇潜行时排开水的质量）：6500吨；航速：水上最大16节，水下最大22节；潜深：300m。（ρ海水=1.03×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）22节相当于多少千米/小时？（1节是指1小时行驶1海里，1海里等于1852米）
（2）该核潜艇在水下航行时受到的浮力是多少？
（3）核潜艇潜入水下300m时，受到海水的压强是多少？
11．某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，总质量为0.21kg，底面积为3×10-3m2。不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻线，如图甲，求：（g取10N/kg）
（1）不放物体时，该装置所受的浮力是多大？
（2）如图乙所示，在该装置中放入一个体积为1.5×10-5m3的物块A，装置底部在水面下的深度h=0.11m。此时与水面所对应位置处的刻线应标为多少？
（3）物块A的密度是多少？
12．一个由8根圆木组成的木筏，每根圆木的质量，圆木木筏的总体积，这个木筏能否运载10个质量为的战士过河？
13．如图所示，圆柱形容器内盛有足够深的水，有一个边长为10cm的正方体物块通过细线与容器底部相连并浸没于水中，静止时细线受到的拉力为4N。求：（已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）物块受到的浮力。
（2）物块的重力。
14．如图甲所示，原长的弹簧，下端固定在容器的底部，上端与一正方体相连，正方体重，向容器中慢慢注入某种液体，弹簧的长度x随液体深度h的变化关系如图乙所示，正方体有一半浸没在液体中时，弹簧恰好处于原长。在弹性限度内，弹簧的弹力F与其形变量间的关系，忽略弹簧的质量和体积，g取10N/kg，求：
（1）k的值；
（2）正方体的密度；
（3）正方体上表面刚好与液面相平时，容器底部所受液体的压强。
15．有两个不吸液体的圆柱体A和B，已知A的质量为1.32kg，密度为1.1×103kg/m3，高为12cm，B的底面积为120cm2.将A竖直放入薄壁柱形容器中，向容器中缓慢加入液体直至加满，A最终漂浮，液体体积与深度的关系如图所示。再用细线将A竖直向上提升2cm时，细线的拉力为3.6N（圆柱体A始终处于竖直状态），求：
（1）A的重力；
（2）将A竖直放置在B的上方，A对B的压强；
（3）液体的密度。
16．把一个重为8N、体积为1.0×10-3m3的物体投入水中，当物体静止时，物体的状态是什么？此时物体所受的浮力是多大？物体排开的水重多少？
参考答案：
1． 物体排开液体的体积 无关 0.4 4×103 1.2×103
2． 漂浮 ＝ > > 再向容器中加油
3． 弹簧测力计甲 当液体密度一定时，物体所受浮力F浮与排开液体体积V成正比 换用不同的液体，多次测量，找出普遍规律
4． 浸在液体中的物体受到浮力的作用 同种液体中，物体排开液体体积越大，物体在液体中受到的浮力越大 浮力大小与物体浸没深度的关系 小于 他只关注了铁片形状的改变，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响
6． 小于 121 55 1.1×103 = 向杯中加清水 小
7． 排开液体的体积 浸没深度 变大 0.4
8． 排开液体的体积 丙丁 D 4 4×10﹣4 1.1×103
9．（1）1.5N （2）3*103kg/m3
10．（1）（2）（3）
11．（1）2.1N；（2）0.12kg；（3）8×103kg/m3
12．能
13．（1）10N；（2）6N
14．（1）4.8N/cm；（2）0.6×103kg/m3；（3）5.52×103Pa
15．（1）13.2N；（2）1320Pa；（3）1.2×103kg/m3
16．漂浮，8N，8N