【核心素养】1.3 水的浮力(第2课时) 分层练习(含解析)

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名称 【核心素养】1.3 水的浮力(第2课时) 分层练习(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2024-08-10 23:13:56

文档简介

1.3 水的浮力(第2课时) 分层练习
科学观念:了解阿基米德原理的探究过程、内容,能利用阿基米德原理解释一些相关的现象及进行简单的计算。
科学思维:控制变量法在“探究浮力的大小究竟跟哪些因素有关”实验中的运用。
探究实践:通过实验探究,掌握阿基米德原理的内容,知道浮力大小与液体的密度及排开液体的体积的关系。
态度责任:初步了解科学在现实生活中的应用,树立科学知识服务于社会的观念。
01 浮力大小的影响原因
1.(2023八上·拱墅月考)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N,下列分析正确的是(  )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.6N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.心利用乙、丙,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
【答案】A
【解析】【分析】(1)根据F浮力=G-F拉计算浮力;
(2)(3)(4)根据控制变量法的要求选择对照实验。
【解答】根据实验乙可知,金属块a浸没在水中时,它受到的浮力:F浮力=G-F拉=1.6N-1.0N=0.6N,故A正确;
探究浮力大小与物体体积的关系时,必须控制其它因素相同,而改变物体的体积,而甲和乙中物体体积相同,故B错误;
探究浮力大小与液体密度的关系时,必须控制排开液体的体积相同而改变液体密度,而乙和丙中物体排开液体的体积不相同,故C错误;
探究浮力大小与物体密度的关系时,必须控制其它因素相同而改变物体密度,而丙和丁中物体密度相同,故D错误。
故选A。
2.(2023八上·南浔期中)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)为了研究猜想1和猜想2,选用了体积相同的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的实验中物体所受的浮力为   N。
②比较序号a、b、c三次实验,可得到结论:   。
③比较序号a、d、e三次实验,可得到结论:   。
(2)为了研究猜想3,小科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。由此小科得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小嘉认为这个结论不可靠,主要原因是   。
【答案】(1)1;物体所受浮力与液体的重力无关;在物体排开液体体积相同时,液体密度越大物体所受浮力越大
(2)小科没有控制橡皮泥排开液体的体积相同
(3)1.2×103kg/m3
【解析】【分析】实验要注意控制变量,阿基米德原理表述为:浸在液体 里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物 体排开的液体受到的重力。
【解答】(1) 浮力等于重力减去拉力大小,①在序号a的实验中物体所受的浮力4N-3N=1N, ②比较序号a、b、c三次实验,a、b、c三次实验物体重力不同,浮力却相同,可得到结论: 物体所受浮力与液体的重力无关 ; ③比较序号a、d、e三次实验,a、d、e三次实验物体排开液体体积相同,液体密度不同且液体密度越大物体所受浮力越大,所以可得结论:在物体排开液体体积相同时,液体密度越大物体所受浮力越大。
(2)实验只允许单一变量,形状不同而且排开液体的体积也不同。
3.(2023八上·东阳期末)小科同学在”探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下面悬挂一个圆柱体,分别进行如图操作,并记录弹簧测力计的示数。
(1)分析比较实验①②③可得:物体在液体中受到的浮力大小与   有关;
(2)分析比较实验①③④可得:物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关。小科又将悬挂的圆柱体先后浸没在酒精和煤油中,记录数据并归纳。该步骤的目的是:   。
(3)进一步猜想:浮力的大小还可能与物体的密度有关。他改进实验方案为:使用弹簧测力计分别测出   的铜球和铁球的重力以及浸没在水中时的拉力大小,并记录数据。经过讨论分析,铜球和铁球的拉力虽然不同,但F浮=G-F拉相同。得出结论:浮力的大小跟物体的密度无关。
【答案】(1)排开液体的体积
(2)为了获得普遍规律
(3)体积相同
【解析】【分析】影响浮力大小的因素有液体的密度和排开液体的体积
【解答】(1)②和③中物体排开液体的体积不同,因此分析比较实验①②③可得:物体在液体中受到的浮力大小与排开液体体积有关
(2)用不同密度的液体进行多次实验的目的是为了获得普遍规律
(3)探究浮力的大小还可能与物体的密度有关,应控制液体密度和排开液体的体积相同,因此用的铜球和铁球的体积要相同,且要浸没在水中
故答案为(1)排开液体的体积 (2) 为了获得普遍规律 (3) 体积相同
02 阿基米德原理验证实验
1.(2023八上·舟山月考)用如图的实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。下列说法中正确的是(  )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
C.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
D.通过计算可知,实验所用物块的密度为2×103kg/m3
【答案】D
【解析】【分析】A.用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器(需先测出其重力)接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;根据所测数据计算F浮与G排并进行比较;
B.液体内部的压强与液体深度有关,深度越大,产生的压强越大;
C.物块完全浸没水中前,排开水的体积增大,溢出去的增多;
D.由左侧图可知物块的重力,计算出质量;由图可知物块浸没水中后的重力G′,根据计算出浮力,根据阿基米德原理计算出V排,即物体的体积,最后根据密度公式计算出物体的密度。
【解答】
A.物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。所以应该在溢水杯中倒满水,故A错误;
B.物块浸没水中后,随着深度的增加,排开水的体积不变,液体的深度不变,故水对容器底部的压强不变,故B错误;
C.左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,受到的浮力变大,故弹簧测力计的示数变小;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,受到的浮力不变,弹簧测力计的示数不再变化,故C错误;
D、由测力计的示数可知,物体的重力,物体的质量;
物体浸没水中后的浮力,
由阿基米德原理可得,物体的体积,
物体的密度;故D正确。
故答案为:D。
2.(2024八上·嘉兴期末)为探究物体所受浮力大小与排开液体所受重力的关系,小嘉同学利用测力计、物块、溢水杯等实验器材开展如下实验:
(1)实验时,细心的小嘉发现步骤B中溢水杯中没有盛满水,这将使测得的排开液体所受重力   。(选填“偏大”或“偏小”)
(2)实验操作修正后,获得上述实验数据,比较ABCD四图中的数据可得出结论   。
(3)为使实验结论具有普遍性,小嘉同学又更换其他不同密度的物体重复上述实验。除此之外你认为还可以采用什么方法?   。
【答案】(1)偏小
(2)浸在液体中的物体所受的浮力等于排开液体所受的重力
(3)换用其他液体重复上述实验
【解析】【分析】
(1)溢水杯中没有盛满水,对浮力大小的测量没有影响,对排开液体的体积有影响。
(2)分析实验数据,可以得出浮力大小与排开液体的体积有关,等于它排开液体的重力;
(3)浮力与液体密度和排开液体的体积有关,据此分析解答。
【解答】
(1)实验时,细心的小嘉发现步骤B中溢水杯中没有盛满水,浸入后先上升到溢水口后才有水流出,这将使测得的排开液体所受重力偏小。
(2)实验操作修正后,获得实验数据,AD得出排开水的重力4N -1N = 3N;比较BC可以发现,浮力为5N-2N=3N,可得出结论浸在液体中的物体所受的浮力大小等于排开液体所受的重力。
(3)为使实验结论具有普遍性,小嘉同学又更换其他不同密度的物体重复上述实验。浮力还与液体的密度有关,为了保证普遍性,除此之外还可以换用其他液体重复上述实验。
3.(2023八上·椒江期末)小科在验证阿基米德原理时,利用溢水杯、弹簧测力计、铁块、小桶、细线等进行实验,具体操作步骤如图:
(1)细心的同学发现图乙步骤中存在错误,请指出该错误是:   。如果不加改正,会导致浮力F浮   (选填“大于”、“等于”或“小于”)排开水的重力G排。
(2)纠正错误后,若图中测得的F1、F2、F3、F4关系满足    ,则阿基米德原理得到验证。
(3)实验后,小科发现利用实验所得数据还能测出所用铁块的密度,ρ铁=   (水的密度用ρ水表示)。
【答案】(1)溢水杯中没有装满水;大于
(2)F2﹣F3=F4﹣F1
(3) ρ水
【解析】【分析】(1)根据图乙可知,当溢水杯中装满水时,物体排开水的重力才会恰好等于它受到的浮力。如果没有装满水,那么放入物体后水面先上升到溢水杯口才会有水排出,而不是马上排出水,据此比较浮力和排开水的重力大小。
(2)根据阿基米德原理F浮=G排分析解答;
(3)根据称量法计算出铁块受到浮力,根据阿基米德原理计算出铁块的体积,根据密度公式计算铁块的密度。
【解答】(1)根据图片可知,图乙中存在的错误:溢水杯中没有装满水。如果不加改正,会导致浮力F浮大于排开水的重力G排。
(2)根据图片可知,图乙中物体的重力G=F2,丙图中物体浸没时测力计的示数为F3,
则物体受到的浮力:F浮=G-F拉=F2-F3;
空桶的重力G桶=F1,桶和排出水的总重力G总=F4;
则物体排开水的重力G排=G总-G桶=F4-F1;
根据阿基米德原理F浮=G排得到:F2-F3=F4-F1。
(3)综上所述,铁块的体积:;
则铁块的密度:。
4.(2023八上·台州月考)两位同学分别用图1和图2探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)甲同学按图1进行实验,以下选项中若 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系;
A.F1-F2=F3-F4 B.F1-F3=F4-F2 C.F3-F2=F1-F4
(2)若要验证阿基米德原理,两实验中的金属块 (选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中;
(3)乙同学采用图2进行实验时,随着升降台升高,物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中,测得A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”);
(4)比较两种实验方案,改进后的优点是 。
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
【答案】 B 不一定 相等 BC
【详解】(1)[1]由图乙知道空烧杯的重力为F2,由图戊知道,物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为F4,则物体浸没时排开液体的重力


则物体受到浮力的大小与排开液体所受重力相等,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)[2]阿基米德原理适用于所有情况下浮力的计算,要验证阿基米德原理,金属块不一定要浸没在水中。
(3)[3]由图2知道,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G-F′知道,弹簧测力计A的示数变小,重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等,即
(4)[4]比较两种实验方案可知,改进后:
A.由称重法F浮=G-F′知道,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误;
B.由图的实验装置和器材(两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋)可知,实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定,故B正确;
C.薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故C正确。
故选BC。
03 阿基米德原理应用
1.(2023八上·杭州月考)半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙):将货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。以下图像能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当液体密度相同时,浮力与V排成正比,根据三幅图片中半潜船的V排分析浮力的变化情况即可。
【解答】根据图片可知,从甲到乙,半潜船浸在水中的体积不断增大,而从乙到丙,半潜船浸在水中的体积不断减小,因此V排的变化情况为:先变大后变小;根据公式F浮=ρ液gV排可知,水的密度保持不变,那么半潜船受到的浮力先变大后变小,故A符合题意,而B、C、D不合题意。
故选A。
2.(2023八上·杭州期中)2023世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站大幕落下,16岁的全红婵再次上演“水花消失术”夺得10米跳台的冠军。如图是运动员从入水到露出水面的过程,下列说法正确的是(  )
A.①→②过程中,浮力逐渐变大,说明深度越深浮力越大
B.②→③过程中,浮力大小不变,方向不断改变
C.③→④过程中,运动员在水中不断上升,因为浮力不断变大
D.④→⑤过程中,人排开水的体积变小,浮力变小
【答案】D
【解析】【分析】根据浮力大小的影响因素,结合浮力的方向的知识分析判断。
【解答】 根据题意知道,运动员从入水到露出水面的过程中,水的密度不变;
A.①→②是入水过程,排开水的体积增大,由F浮=ρ水gV排知道,运动员受到水的浮力不断增大,不能说明深度越深浮力越大,因为没有控制排开水的体积不变,故A错误;
B.②→③,运动员浸没在水中,其排开水的体积不变,所受浮力不变,方向始终竖直向上,故B错误;
C.③→④,运动员浸没在水中,其排开水的体积不变,所受浮力不变,故C错误;
D.④→⑤是露出水面的过程,运动员排开水的体积减小,所受浮力减小,故D正确。
故选D。
3.(2023八上·杭州期中)如图甲所示,高为1m均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计水的阻力,则下列说法正确的是(  )
A.石料受到的重力为900N
B.石料的密度为1.8×103kg/m3
C.如果将该石料立在水平地面上,则它对地面的压强为2.8×103Pa
D.石料沉底后水平池底对石料的支持力为500N
【答案】C
【解析】【分析】(1)当石料没有入水时,钢绳的拉力等于石料的重力;
(2)根据乙图确定石料完全浸没时钢绳的拉力,然后根据F浮=G-F拉计算石料受到的浮力,根据计算石料的体积,最后根据计算石料的密度;
(3)首先根据S=计算出石料的底面积,然后根据计算对地面的压强。
(4)当石料沉底后,根据F支持=G-F浮计算池底对石料的支持力。
【解答】A.根据图乙可知,当石料没有入水时,钢绳的拉力为1400N,那么重力G=F=1400N,故A错误;
B.根据图乙可知,石料完全浸没水中时,钢绳的拉力为900N,
那么石料受到的浮力F浮=G-F拉=1400N-900N=500N;
石料的体积为:;
石料的密度:,故B错误;
C.石料的底面积S=;
石料对地面的压强:,故C正确;
D.石料沉底后池底对石料的支持力:F支持=G-F浮=1400N-500N=900N,故D错误。
故选C。
4.(2023八上·浙江期中)台秤上放半杯水,台秤的示数为25牛,再将重为5牛的金属块挂在弹簧测力计下,当金属块全部浸入水中时(如图所示),测力计的示数为4牛,则金属块受到的浮力是   牛,此时台秤示数为   牛。若再将金属块缓慢向下移动一段距离(没有碰到杯子底部),台秤示数将   (填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】1;26;不变
【解析】【分析】(1)根据称量法F浮=G-F拉计算金属块受到的浮力,而台秤示数的增大量等于金属块对水的压力,根据相互作用力原理可知,也就是金属块受到的浮力;
(2)注意分析金属块下沉时排开液体的体积是否改变,从而判断它受到的浮力是否改变,最终判断台秤示数是否改变。
【解答】(1)根据题意可知,金属块受到的浮力:F浮=G-F拉=5N-4N=1N;
此时台秤的示数为:25N+1N=26N;
(2) 若再将金属块缓慢向下移动一段距离(没有碰到杯子底部) ,则它排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力不变。根据相互作用力原理可知,它对水的压力不变,因此台秤的示数不变。
1.浸没在液体中的物体受到的浮力大小取决于(  )
A.排开液体的体积和液体的密度
B.物体的体积和形状
C.物体在液体中的深度
D.物体的体积和密度
【答案】A
【详解】由阿基米德原理可知,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力,浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与物体的体积、浸没的深度、物体的形状无关,故BCD错误,A正确。
故选A。
2.如图在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,孔的表面分别蒙上相同的可变形橡皮膜a、c、b、d,抓住手柄将塑料盒竖直浸没水中,不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
【答案】B
【详解】不断增大塑料盒浸没后的深度,各橡皮膜受到的压强不断增大,形变程度不断增大,塑料盒的体积不断减小,在水的密度一定时,由知道,塑料盒受到的浮力变小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.小曾将一个浮在水面上的不锈钢碗用力向下按压,直到碗全部浸没并沉入盆底,在这个过程中受到的浮力为F,则(  )

A.F一直增大 B.F先增大后不变
C.F先增大后减小,最后不变 D.F保持不变
【答案】C
【详解】碗从漂浮到刚好浸没前这一过程中,碗排开水的体积逐渐增大,由可知碗受到的浮力增大;碗刚好浸没时,排开水的体积为钢的体积,所以减小,浮力减小;从碗浸没到沉入盆底的过程中,排开水的体积始终等于钢的体积不变,所以浮力不变,由上分析可知,整个过程碗受到的浮力先增大后减小,最后不变,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
4.小球漂浮在酒精中时排开酒精的质量为0.5千克。若该小球漂浮在水中,则排开水的质量(  )
A.一定等于0.5千克 B.一定大于0.5千克
C.可能大于0.5千克 D.一定小于0.5千克
【答案】A
【详解】根据阿基米德原理,浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体所受的重力,小球漂浮在酒精中时排开酒精的质量为0.5kg,故小球在酒精中所受浮力为
小球漂浮,则小球的重力等于浮力为5N;该小球漂浮在水中,所受浮力也等于小球的重力为0.5N,根据阿基米德原理,可知排开水的质量也为0.5kg,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
5.如图是某海底隧道的施工现场,起重船将圆柱形物体放入水中至全部浸没的过程中,起重船所受浮力大小的变化是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】起重船受竖直向上的浮力、竖直向下的重力;根据F浮=ρ液gV排知,当物体逐渐浸入水时,物体所受浮力逐渐增大,根据F浮=G﹣F知,船对物体的拉力逐渐减小,船受到的浮力逐渐减小,等物体全部浸没后物体所受浮力不变,船的浮力不变,所以起重船所受浮力大小的变化是先均匀减小后不变,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
6.在下图中,P、Q的示数分别如图(a)所示,则在图(b)中,P、Q的示数分别是(  )
A.2.1牛、1.0牛 B.2.0牛、1.1牛 C.2.1牛、1.1牛 D.2.0牛、1.0牛
【答案】B
【详解】(1)根据(a)图可知,在放入物体前,溢水杯中已经装满水,在放入物体后,排开的水流入右边烧杯中,但是水面的高度没有改变,因此左边水对容器底部的压力保持不变;而P的示数=左边容器的重力+水对容器底部压力之和,所以P的示数保持不变,还是2N;
(2)物体受到的浮力
根据阿基米德原理可知,溢出水的重力
所以乙图中Q托盘台秤的示数为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况,此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙,则下面关系正确的是(  )

A.F甲>F乙>F丙 B.F甲F丙
【答案】C
【详解】由图可知,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中,则甲、乙、丙三个物体排开水的体积相同,由阿基米德原理可知,三个物块所受浮力相同,故C正确,ABD错误。
故选C。
8.2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中(  )

A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
【答案】A
【详解】潜水艇下潜过程中,排开液体的体积不变,液体的密度不变,根据阿基米德原理
可知受到的浮力大小不变,再根据液体压强公式
液体的密度不变,液体深度增大,故受到的压强变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.如图所示,体积相同的实心铝块A为长方体,B为梯形,C为正方形,D为圆球体。C与容器底接触紧密。在这四种情况下(  )
A.铝块C所受的浮力为零 B.铝块A所受的浮力最小
C.铝块B所受的浮力比A小 D.B、C、D浮力是一样大的
【答案】A
【详解】由于C与容器底接触紧密可知C物体不受浮力,物体排开液体的体积实质是物体浸在液体中的体积,所以,根据可知,,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是(  )
A.石块在盐水中受到的浮力是0.8N
B.石块在水中受到的浮力大小为1.2N
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2×10-4m3
D.丙图中盐水的密度为1.2×103kg/m3
【答案】D
【详解】AB.由图甲知道,物体的重力G=2N,由图乙知道,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F=1N,则石块在水中受到的浮力为
F浮=G-F=2N-1N=1N
故B错误;
由图丙知道,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数F′=0.8N,则石块在盐水中受到的浮力为
F浮′=G-F′=2N-0.8N=1.2N
故A错误;
C.由知道,石块浸没在水中时,排开水的体积为
故C错误;
D.石块浸没在水、盐水中时,排开盐水的体积等于排开水的体积,即
V排′=V排=1×10-4m3
由知道,盐水的密度为
故D正确。
故选D。
11.小明在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图a所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程分别如图b、c、d、e所示。关于该实验,以下说法正确的是(  )
a、溢水杯和小桶 b、测小桶的重力 c、测石块的重力 d、测石块浸在水中时的重力 e、测小桶和排开水的重力
A.若图a中溢水杯内未盛满水,不会影响验证结果
B.若图b中小桶内有少量水,会影响验证结果
C.若图d中石块未全部浸没水中,不会影响验证结果
D.若图中四个测量值满足F2-F1=F4-F3,该原理将得到验证
【答案】C
【详解】A.若图a中溢水杯内未盛满水,会导致排开的液体偏少,导致排开的液体的重力偏小,会影响验证结果,故A错误;
B.排开的液体的重力等于收集溢出的水前后小桶总重力之差,所以图b中小桶内有少量水不会影响验证结果,故B错误;
C.浸在液体中的物体都受到向上的浮力,浮力浮大小等于它排开的液体的重力,与石块有没有全部浸没水中没有关系,不会影响验证结果,故C正确;
D.根据图示信息可知,物体所受浮力
F浮=F2-F3
排开的液体重力
G排= F4-F1
所以测量值满足
F2-F3= F4-F1
该原理得到验证,故D错误。
故选C。
12.弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲,则下列说法中正确的是(  )
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是5N
【答案】C
【详解】B.由图像可知,物体的重力G=9N,物体浸没在水中时的拉力F拉=5N,则物体受到的最大浮力是
F浮=G-F拉=9N-5N=4N
故B错误;
A.由F浮=ρ液gV排 得,物体浸没在水中时排开液体的体积,即物体的体积是
故A错误;
C.由G=mg 得,物体的质量
物体的密度是
故C正确;
D.物体刚浸没时上表面受到水的压力是0,由 F浮= F下-F上得,下表面受到水的压力是
F下 =F浮= 4N
故D错误。
故选C。
13.如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关时的情景,图甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0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.图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5牛
B.物体A的密度为3.2×103千克/米3
C.图丁中,容器底部受到的压力为0.3牛
D.图乙中,物体A受到的拉力为3牛
【答案】D
【详解】B.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
数据代入上式可得
V排=V物=1×10﹣4m3
物体A的质量
物体A的密度
故B错误;
D.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D正确。
A.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A错误;
C.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C错误;
故选D。
14.把三个体积相同的实心铁球,分别放入煤油、水和水银中,受浮力最大的是在 中的铁球。(ρ煤油=0.8×103kg/m3、ρ水银=13.6×103kg/m3、ρ铁=7.8×103kg/m3)
【答案】水银
【详解】因为铁球的密度大于水和煤油的密度,所以铁球均浸没,铁球在水中受到的浮力为,煤油中受到的浮力为,因为水的密度大于煤油的密度,所以在水中受到的浮力大于在煤油中受到的浮力;铁的密度小于水银的密度,在水银中漂浮,浮力等于铁球的重力,则浮力为
因为水的密度小于铁的密度,所以铁球在水银中受到的浮力最大。
15.小明在大海里学潜水,看到海里鱼儿口中吐出的小气泡在升至水面的过程中,发生如图所示的变化,在这过程中,气泡受到的重力 ,气泡的密度 ,受到海水的压强 ,受到海水的浮力将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 不变 变小 变小 变大
【详解】[1][2]气泡在上升过程中,质量不变,故其重力不变,但体积会逐渐变大,根据可知密度会变小;
[3]气泡的深度变小,由公式p=ρgh可知气泡受到的压强在不断变小;
[4]气泡排开液体的体积变大,由F浮=ρgV排可知,气泡受到的浮力在不断变大。
16.将容器和水一起挂在弹簧测力计下示数F1为5N(如图甲)。将体积为100cm3的物体A完全浸没水中,弹簧测力计的示数F2为1N(如图乙)。若将容器、水和浸没水中的物体A用弹簧测力计一起称量(如图丙),弹簧测力计的示数为F3。则浸没水中的物体A所受浮力为 牛;弹簧测力计的示数F3为 牛。
【答案】 1 7
【详解】[1]物体A完全浸没水中时排开水的体积等于物体的体积,浸没水中的物体A所受浮力
[2]由称重法可得,浸没水中的物体A所受浮力,则物体A的重力为
图丙中弹簧测力计的示数
17.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系;
(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N;
(2)石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出;
(3)该同学认为在测量排开水所受的重力可以用另一种方法:取一量筒承接溢水杯溢出的水,并测量出水的体积,然后根据水的体积以及水的密度算出重力,该方法是否可行 (选填“可行”或“不可行”);
(4)为了使实验结论更为可信,将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验,其主要目的是 。
A.多次测量求平均值,以减小误差
B.多次测量找规律,排除偶然性
C.探究浮力的大小与哪些因素有关
【答案】 1.4 A、D 不可行 B
【详解】(1)[1]从B可以看出,弹簧测力计的分度值为0.2N,其读数为3.8N,则石块的重力为3.8N,从C中可以看出,石块完全浸没在水中时,其示数为2.4N,则
(2)[2]在A中,称出了空桶的重力,在C中石块完全浸没,水被排出,由小桶承接,在D中用弹簧测力计测出小桶和水的总重力,然后计算出排开水的重力,故由A、D两个步骤可以没出石块排开的水所受的重力。
(3)[3]由于使用量筒测量液体体积时,误差比较大,因此根据
G=mg=ρVg
计算液体的重力,误差较大,因此利用该方法是不可行的。
(4)[4]为了使实验结论更为可信,可将石块换成钩码等其它物体再进行实验,主要目的是通过多次测量寻找普遍规律,避免结论的偶然性,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
18.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用物块的重力为 N。
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (填“偏大”或“偏小”);
(3)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 ;
(4)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与 有关。换用酒精再次实验的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
【答案】 4 偏小 1 相等 液体密度 寻找普遍规律
【详解】(1)[1]由图甲可知,物体的重力为。
(2)[2]物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积,物块排开水所受的重力变小,所以,测得排开水的重力会偏小。
(3)[3]物块的重力大小是4N,物块浸没在水中弹簧测力计示数是3N,物块浸没在水中受到的浮力
[4]物块排开水所受的重力可以由实验步骤乙和甲得到,物块排开水所受的重力
所以物块受到的浮力大小与它排开水受到的重力大小相等。
(4)[5]酒精代替水继续实验,发现此时的变大,由称重法可知浮力变小,排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力不同,说明浮力的大小与液体的密度有关。
[6]为了使实验具有普遍性,用酒精继续实验。
19.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关“的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图A、B、C、D、E、F(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计示数/N 4.8 4.2 3.4 2.8 2.8 2.6
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小为 N,金属块密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 D、E 液体密度 排开液体的体积 大于 2 2.4×103
【详解】(1)[1]根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,要控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体浸没在水中的深度,分析比较实验步骤A、D、E,深度不同,测力计的示数相同,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[2]分析实验步骤A、E、F可知,随着液体的密度增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,金属块所受浮力也增大,因此可得出:浮力大小与液体密度有关。
[3]分析比较A、B、C、D可知,随着金属块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,金属块所受浮力也增大,因此可得出:浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[4]由图A可得金属块的重力为4.8N,根据称重法可知:金属块浸没在水中受到的浮力为
F浮=4.8N-2.8N=2N
金属块浸没在F中液体受到的浮力为
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大,故F中液体密度大于水的密度。
(3)[5][6]由(2)可知,金属块完全浸没在水中受到的浮力为F浮=2N,所以,根据F浮=ρ液gV排可得,金属块的体积为
由G=mg可知,石块的质量为
金属块的密度为
20.小明为了探究物体所受的浮力大小与深度是否有关。他将一个所受重力为G且密度大于水的长方体,用记号笔进行16等分,如图甲所示。用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处,如图乙、丙所示。观察弹簧测力计示数,并记下F1、F2的值。
(1)两次实验均将长方体浸入水中至第2条线,其目的是为了只改变长方体浸入水中的深度不同,不改变 达到控制变量的目的;
(2)小明发现:弹簧测力计的示数F1=F2,于是他推导出两次实验中长方体所受的浮力相等,则他推导的原理是 ;
(3)通过上述实验可得出的结论是: ;
(4)为了排除实验的偶然性,使实验结论更准确,还应该增加实验的次数。那么在该同学实验的基础上,下一步的实验操作是 。
【答案】 浸入的体积 阿基米德原理 物体所受的浮力大小与排开液体的重力相等 见解析
【详解】(1)[1]使长方体浸入水中的深度不同,不改变浸入的体积,保证排开水的体积相同都为总体积的一半。
(2)[2]两次排开水的体积相同,弹簧测力计的示数F1=F2,于是他们推导出两次实验中长方体所受的浮力相等,他推导的原理是阿基米德原理。
(3)[3]通过上述实验可得出的结论是:物体所受的浮力大小与排开液体的重力相等。
(4)[4]为了排除实验的偶然性,使实验结论更准确,应用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处,进入水中至第1(或3)条线,与液面保持相平,观察弹簧测力计示数,并记录拉力大小。
21.如图所示,一体积为10-3m3的立方体木块,在水中静止时,刚好有四分之一露出水面,g取10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的质量。
【答案】(1)7.5N;(2)0.75kg
【详解】解:(1)木块受到的浮力
(2)木块漂浮,则木块的重力
G木=F浮=7.5N
木块的质量
答:(1)木块受到的浮力是7.5N;
(2)木块的质量是0.75kg。
22.2023年10月5日,亚运会双人划艇项目在富阳水上运动中心举行,双人皮划艇(没有载人)浮在水面上时排开水的体积为0.015米3,两名运动员的质量总和为135千克。
(1)皮划艇快速滑行时所受浮力的方向是 ;
(2)如图所示,两名运动员坐在皮划艇上静止时,皮划艇受到的浮力是多少牛。( )
【答案】 竖直向上 1500N
【详解】(1)[1]浮力的方向总是竖直向上的;皮划艇快速滑行时所受浮力的方向竖直向上。
(2)[2]已知,皮划艇(没有载人)浮在水面上时排开水的体积为0.015m3,根据阿基米德原理可得,此时皮划艇受到的浮力为
两名运动员的总重力为
两名运动员坐在皮划艇上静止时,皮划艇受到的浮力是
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)1.3 水的浮力(第2课时) 分层练习
科学观念:了解阿基米德原理的探究过程、内容,能利用阿基米德原理解释一些相关的现象及进行简单的计算。
科学思维:控制变量法在“探究浮力的大小究竟跟哪些因素有关”实验中的运用。
探究实践:通过实验探究,掌握阿基米德原理的内容,知道浮力大小与液体的密度及排开液体的体积的关系。
态度责任:初步了解科学在现实生活中的应用,树立科学知识服务于社会的观念。
01 浮力大小的影响原因
1.(2023八上·拱墅月考)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N,下列分析正确的是(  )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.6N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.心利用乙、丙,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
2.(2023八上·南浔期中)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)为了研究猜想1和猜想2,选用了体积相同的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的实验中物体所受的浮力为   N。
②比较序号a、b、c三次实验,可得到结论:   。
③比较序号a、d、e三次实验,可得到结论:   。
(2)为了研究猜想3,小科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。由此小科得出结论:浮力的大小与物体的形状有关,小嘉认为这个结论不可靠,主要原因是   。
3.(2023八上·东阳期末)小科同学在”探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下面悬挂一个圆柱体,分别进行如图操作,并记录弹簧测力计的示数。
(1)分析比较实验①②③可得:物体在液体中受到的浮力大小与   有关;
(2)分析比较实验①③④可得:物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关。小科又将悬挂的圆柱体先后浸没在酒精和煤油中,记录数据并归纳。该步骤的目的是:   。
(3)进一步猜想:浮力的大小还可能与物体的密度有关。他改进实验方案为:使用弹簧测力计分别测出   的铜球和铁球的重力以及浸没在水中时的拉力大小,并记录数据。经过讨论分析,铜球和铁球的拉力虽然不同,但F浮=G-F拉相同。得出结论:浮力的大小跟物体的密度无关。
02 阿基米德原理验证实验
1.(2023八上·舟山月考)用如图的实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。下列说法中正确的是(  )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
C.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
D.通过计算可知,实验所用物块的密度为2×103kg/m3
2.(2024八上·嘉兴期末)为探究物体所受浮力大小与排开液体所受重力的关系,小嘉同学利用测力计、物块、溢水杯等实验器材开展如下实验:
(1)实验时,细心的小嘉发现步骤B中溢水杯中没有盛满水,这将使测得的排开液体所受重力   。(选填“偏大”或“偏小”)
(2)实验操作修正后,获得上述实验数据,比较ABCD四图中的数据可得出结论   。
(3)为使实验结论具有普遍性,小嘉同学又更换其他不同密度的物体重复上述实验。除此之外你认为还可以采用什么方法?   。
3.(2023八上·椒江期末)小科在验证阿基米德原理时,利用溢水杯、弹簧测力计、铁块、小桶、细线等进行实验,具体操作步骤如图:
(1)细心的同学发现图乙步骤中存在错误,请指出该错误是:   。如果不加改正,会导致浮力F浮   (选填“大于”、“等于”或“小于”)排开水的重力G排。
(2)纠正错误后,若图中测得的F1、F2、F3、F4关系满足   ,则阿基米德原理得到验证。
(3)实验后,小科发现利用实验所得数据还能测出所用铁块的密度,ρ铁=   (水的密度用ρ水表示)。
4.(2023八上·台州月考)两位同学分别用图1和图2探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)甲同学按图1进行实验,以下选项中若 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系;
A.F1-F2=F3-F4 B.F1-F3=F4-F2 C.F3-F2=F1-F4
(2)若要验证阿基米德原理,两实验中的金属块 (选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中;
(3)乙同学采用图2进行实验时,随着升降台升高,物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中,测得A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”);
(4)比较两种实验方案,改进后的优点是 。
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小 B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
03 阿基米德原理应用
1.(2023八上·杭州月考)半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙):将货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。以下图像能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是(  )
A. B. C. D.
2.(2023八上·杭州期中)2023世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站大幕落下,16岁的全红婵再次上演“水花消失术”夺得10米跳台的冠军。如图是运动员从入水到露出水面的过程,下列说法正确的是(  )
A.①→②过程中,浮力逐渐变大,说明深度越深浮力越大
B.②→③过程中,浮力大小不变,方向不断改变
C.③→④过程中,运动员在水中不断上升,因为浮力不断变大
D.④→⑤过程中,人排开水的体积变小,浮力变小
3.(2023八上·杭州期中)如图甲所示,高为1m均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计水的阻力,则下列说法正确的是(  )
A.石料受到的重力为900N
B.石料的密度为1.8×103kg/m3
C.如果将该石料立在水平地面上,则它对地面的压强为2.8×103Pa
D.石料沉底后水平池底对石料的支持力为500N
4.(2023八上·浙江期中)台秤上放半杯水,台秤的示数为25牛,再将重为5牛的金属块挂在弹簧测力计下,当金属块全部浸入水中时(如图所示),测力计的示数为4牛,则金属块受到的浮力是   牛,此时台秤示数为   牛。若再将金属块缓慢向下移动一段距离(没有碰到杯子底部),台秤示数将   (填“变小”、“不变”或“变大”)。
1.浸没在液体中的物体受到的浮力大小取决于(  )
A.排开液体的体积和液体的密度 B.物体的体积和形状
C.物体在液体中的深度 D.物体的体积和密度
2.如图在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,孔的表面分别蒙上相同的可变形橡皮膜a、c、b、d,抓住手柄将塑料盒竖直浸没水中,不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力( )
A.增大 B.减小
C.不变 D.无法确定
3.小曾将一个浮在水面上的不锈钢碗用力向下按压,直到碗全部浸没并沉入盆底,在这个过程中受到的浮力为F,则(  )
A.F一直增大 B.F先增大后不变
C.F先增大后减小,最后不变 D.F保持不变
4.小球漂浮在酒精中时排开酒精的质量为0.5千克。若该小球漂浮在水中,则排开水的质量(  )
A.一定等于0.5千克 B.一定大于0.5千克
C.可能大于0.5千克 D.一定小于0.5千克
5.如图是某海底隧道的施工现场,起重船将圆柱形物体放入水中至全部浸没的过程中,起重船所受浮力大小的变化是(  )
A. B. C. D.
6.在下图中,P、Q的示数分别如图(a)所示,则在图(b)中,P、Q的示数分别是(  )
A.2.1牛、1.0牛 B.2.0牛、1.1牛 C.2.1牛、1.1牛 D.2.0牛、1.0牛
第6题图 第7题图
7.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况,此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙,则下面关系正确的是(  )
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲F丙
8.2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中(  )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
9.如图所示,体积相同的实心铝块A为长方体,B为梯形,C为正方形,D为圆球体。C与容器底接触紧密。在这四种情况下(  )
A.铝块C所受的浮力为零
B.铝块A所受的浮力最小
C.铝块B所受的浮力比A小
D.B、C、D浮力是一样大的
10.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是(  )
A.石块在盐水中受到的浮力是0.8N
B.石块在水中受到的浮力大小为1.2N
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2×10-4m3
D.丙图中盐水的密度为1.2×103kg/m3
11.小明在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图a的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程如图b、c、d、e所示。关于该实验,以下说法正确的是(  )
a、溢水杯和小桶 b、测小桶的重力 c、测石块的重力 d、测石块浸在水中时的重力 e、测小桶和排开水的重力
A.若图a中溢水杯内未盛满水,不会影响验证结果
B.若图b中小桶内有少量水,会影响验证结果
C.若图d中石块未全部浸没水中,不会影响验证结果
D.若图中四个测量值满足F2-F1=F4-F3,该原理将得到验证
12.弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲,则下列说法中正确的是(  )
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是5N
13.如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关时的情景,图甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0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.图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5牛 B.物体A的密度为3.2×103千克/米3
C.图丁中,容器底部受到的压力为0.3牛 D.图乙中,物体A受到的拉力为3牛
14.把三个体积相同的实心铁球,分别放入煤油、水和水银中,受浮力最大的是在 中的铁球。(ρ煤油=0.8×103kg/m3、ρ水银=13.6×103kg/m3、ρ铁=7.8×103kg/m3)
15.小明在大海里学潜水,看到海里鱼儿口中吐出的小气泡在升至水面的过程中,发生如图的变化,在这过程中,气泡受到的重力 ,气泡的密度 ,受到海水的压强 ,受到海水的浮力将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
16.将容器和水一起挂在弹簧测力计下示数F1为5N(如图甲)。将体积为100cm3的物体A完全浸没水中,弹簧测力计的示数F2为1N(如图乙)。若将容器、水和浸没水中的物体A用弹簧测力计一起称量(如图丙),弹簧测力计的示数为F3。则浸没水中的物体A所受浮力为 牛;弹簧测力计的示数F3为 牛。
第16题图 第17题图
17.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系;
(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N;
(2)石块排开的水所受的重力可由 (填字母)两个步骤测出;
(3)该同学认为在测量排开水所受的重力可以用另一种方法:取一量筒装溢水杯溢出的水,并测量出水的体积,然后根据水的体积以及水的密度算出G,该方法是否可行 (选填“可行”或“不可行”);
(4)为了使实验结论更为可信,将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验,其主要目的是 。
A.多次测量求平均值,以减小误差 B.多次测量找规律,排除偶然性
C.探究浮力的大小与哪些因素有关
18.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用物块的重力为 N。
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (填“偏大”或“偏小”);
(3)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 ;
(4)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与 有关。换用酒精再次实验的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
19.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关“的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图A、B、C、D、E、F(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计示数/N 4.8 4.2 3.4 2.8 2.8 2.6
(1)分析比较步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小为 N,金属块密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
20.小明为了探究物体所受的浮力大小与深度是否有关。他将一个所受重力为G且密度大于水的长方体,用记号笔进行16等分,如图甲所示。用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处,如图乙、丙所示。观察弹簧测力计示数,并记下F1、F2的值。
(1)两次实验均将长方体浸入水中至第2条线,
其目的是为了只改变长方体浸入水中的深度不同,
不改变 达到控制变量的目的;
(2)小明发现:弹簧测力计的示数F1=F2,于是他推导出两次实验中长方体所受的浮力相等,则他推导的原理是 ;
(3)通过上述实验可得出的结论是: ;
(4)为了排除实验的偶然性,使实验结论更准确,还应该增加实验的次数。那么在该同学实验的基础上,下一步的实验操作是 。
21.如图所示,一体积为10-3m3的立方体木块,在水中静止时,刚好有四分之一露出水面,g取10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的质量。
22.2023年10月5日,亚运会双人划艇项目在富阳水上运动中心举行,双人皮划艇(没有载人)浮在水面上时排开水的体积为0.015m3,两名运动员的质量总和为135kg。
(1)皮划艇快速滑行时所受浮力的方向是 ;
(2)如图所示,两名运动员坐在皮划艇上静止时,皮划艇受到的浮力是多少牛?
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