【精品解析】(浙教版)八年级科学上册专项知识点:水的浮力

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名称 【精品解析】(浙教版)八年级科学上册专项知识点:水的浮力
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科目 科学
更新时间 2024-09-30 10:51:46

文档简介

(浙教版)八年级科学上册专项知识点:水的浮力
一、选择题
1.(浙教版科学八上第一章 1.3水的浮力(一) )下列情况下,不受水的浮力的物体是(  )。
A.水中的气泡 B.跨海大桥的桥面
C.水中正在上浮的木块 D.水中正在下沉的石块
2.(2020八上·余杭开学考)轮船的铁锚从水下深处向上提起,直至完全提出水面,这个过程中,铁锚受到的浮力(  )
A.逐渐变小 B.保持不变
C.先保持不变,后逐渐变小 D.先逐渐变小,后保持不变
3.(2021八上·拱墅期末)如图所示,质量相等的实心木块、铝块和铁块均静止于水中,已知ρ水<ρ铝<ρ铁,则受到浮力最小的是(  )
A.木块 B.铝块 C.铁块 D.无法确定
4.(2019八上·秀洲期末)小陈泡脚时,很好奇盆内起按摩作用的凸起甲、乙(如图所示)是否也受浮力作用。下列判断正确的是(  )
A.甲、乙受到浮力作用
B.甲、乙不受浮力作用
C.甲受浮力作用,乙不受浮力作用
D.甲不受浮力作用, 乙受浮力作用
5.(2022八上·义乌期中)将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢杯中,四只小烧杯也完全相同,静止后如图 所示。其中物体受到浮力最大的是(  )
A. B.
C. D.
6.(2023八上·杭州期中)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.
7.(2023八上·萧山月考)如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是(  )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力不相等
B.潜水艇是通过改变浮力大小实现上浮和下沉的
C.从悬浮到漂浮过程中所受浮力逐渐变小
D.潜水艇完全入水后,下沉越深,所受浮力越大
8.(2023八上·义乌月考)小明将金鱼装入有水的塑料袋中,扎紧塑料袋,再放入盛水的玻璃缸中,忽略塑料袋质量和体积,将会看到(  )
A. B. C. D.
9.(2023八上·浙江期中)小明在洗碗时发现,同一只碗既可以漂浮在水面上,也可以沉入水底(如图所示)。对此下列说法正确的是(  )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力小于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
10.(2024八上·诸暨月考)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a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,受到浮力的大小必为0.3N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
11.(2023八上·鹿城期末)某同学制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是(  )
A.潜艇模型实现沉浮的原理和鱼在水中实现浮沉的原理相同
B.潜艇模型是通过注射器改变试管内水面上方气体压强来实现充水和排水的
C.为使潜艇模型的沉浮效果更好,在制作时,应尽量增大进排气管和进、排水管之间的距离
D.在制作潜艇模型时,要保证潜艇模型具有良好的气密性
12.(2023八上·义乌月考)在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕适量的铁丝,把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体的密度ρ之间的关系,正确的是(  )
A.F甲>F乙>F丙 ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.F甲<F乙<F丙 ρ甲<ρ乙<ρ丙
C.F甲=F乙=F丙 ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.F甲=F乙=F丙 ρ甲<ρ乙<ρ丙
13.(2020八上·苍南期末)将四个形状不同、高度均为L的实心金属块,用细线拉着。匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中,直至容器底部,此时水未溢出。四个实验中与下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是(  )
A. B.
C. D.
14.(2024八上·诸暨月考)如图所示,容器内有水,有一试管下面挂一小铁块,浮在水面上。现将小铁块取下放入试管中,试管仍浮在水面,则(  )
A.液面上升 B.液面不变
C.液面下降 D.试管所受到的浮力不变
15.(2023八上·平湖期中)用如图中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,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103 kg/m3
16.(2020八上·萧山月考)小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验.将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出).在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是()
A.弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变
B.弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变
C.弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大
D.弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
17.(2023八上·南浔期中)如图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是(  )
A.图A中浸没在水中的潜水艇,下潜时浮力逐渐变大
B.图B中巨轮从江河驶向海洋的过程中,船体会上浮
C.图C中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图D中气球上升时,填充的气体密度比空气大
18.(2023八上·东阳期中)密度计分为“比重计”和“比轻计”。测量密度大于水的液体时用比重计,比重计的最小刻度线是“1”;测量密度小于水的液体用比轻计,比轻计的最大刻度线是“1”。图中A、B两支密度计,一支是比重计,一支是比轻计,它们的外形完全相同,B中配重质量大于A。下列有关A、B两支密度计及刻度线“1”位置的说法正确的是(  )
A.图中密度计A上面的刻度值“a”大于刻度“b”
B.密度计A是比轻计,刻度线“1”在密度计刻度的上端
C.密度计B是比重计,刻度线“1”在密度计刻度的上端
D.将A、B两支密度计放入水中,漂浮时露出水面较长的是B
19.(2024八上·诸暨月考)诸暨新茅渚埠大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示(g=10N/kg)。下列判断正确的是(  )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
B.构件的边长为4m
C.构件所受的最大浮力为1.2×105N
D.构件的密度为2.5×103kg/m
20.(2023八上·安吉期中)如图所示,烧杯的底面积是200cm2,里面装有一定量的水,水位在A处(图甲),用弹簧测力计吊着未知物体,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,弹簧测力计示数是18N;再将物体缓慢提起,使水位下降到AB的中点C处,弹簧测力计示数是23N(不计物体带出的水)。g取10N/kg,下列判断中正确的是(  )
①物体的质量是2.8kg ②物体的体积是1×10-3m3
③物体浸没时受到的浮力是15N ④从乙到丙,液面下降了2.5cm
A.只有①②④正确 B.只有①②正确
C.只有①②③正确 D.只有③④正确
二、填空题
21.(2023八上·杭州期中)如图,将一块橡皮泥放入水中,橡皮泥沉入水底(图甲),再将其放入水中,橡皮泥漂浮在水面上(图乙)甲   G乙;两次排开水的体积V甲   V乙;两次受到的浮力F甲   F乙(均选填“>”、“<”或“=”)。
22.(2023八上·东阳期中)如图所示,室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。(ρ球<ρ水)
(1)现加入少量食盐晶体,充分搅拌和静置后,在温度不变的情况下,小球将会   (选填“上浮一些”、“不动”或“下沉一些”)。
(2)若恒温蒸发溶剂,小球将会   (选填“上浮一些”、“不动”或“下沉一些”)。
23.(2023八上·鹿城期末)取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示.两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲   m乙;两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲   V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲   F乙。(选填“>”、“=”或“<”)

24.(2023八上·滨江月考)在研究物体浮沉条件的实验中,将一只鸡蛋浸没在水中,向水中缓慢加盐,直至盐不能再溶解为止,鸡蛋受到浮力F随盐水密度变化的规律如图所示(PA=P水)。
(1)当盐水的密度为图中B点对应的密度时,鸡蛋处于   (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态。
(2)鸡蛋的重力大小是   。
25.(2023八上·义乌月考)如图是a、b两种物质的质量与体积的关系图象,用a、b两种物质分别制成质量相等的甲、乙两个正立方体,若将甲、乙放入水中,能漂浮的是   (填“甲”、“乙”);将甲、乙两物体捆在一起放入水中,则捆绑物体的状态是   (填“漂浮”、“下沉”或“悬浮”)
26.(2023八上·萧山月考)劳动实践中,小宁把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个重为8N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力   (选填大于、小于或等于)它的重力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会   (选填上升、下降或不变)。若此时桶排开水的体积为4.0×10﹣3m3,则桶内鹅卵石的总质量为   kg。
三、实验探究题
27.(2024八上·武义期末)小金想用弹簧测力计、物块、烧杯和水探究“浮力大小的相关因素”实验,如图所示。请根据图示回答问题:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力是   N;
(2)由图乙丙丁中的   两幅图可知,浸在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;
(3)由图中的丙、丁两幅图可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的深度   (填“有关”或“无关”)。
28.(2023八上·兰溪月考)如下图所示,是小胡做“验证阿基米德原理”实验的五个步骤。
(1)图(b)所示,是小胡在测量小桶的   。
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式   ,则该原理将得到验证。
(3)为了减小实验误差和操作方便,此实验的正确操作顺序是   。(用图中字母表示)
(4)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是____。
A.图(a)中溢水杯内未盛满水
B.图(b)中小桶内有少量水
C.图(c)中石块未完全浸没水中
D.在四次测量过程中,弹簧称始终没有调零
E.图(c)中石块碰到了杯底
29.(2022八上·余杭月考)探究“浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关”。
(1)用弹簧测力计测出物块重,并把它慢慢放入水中。根据测力计的示数,绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图象。分析图象可知:
①   (选填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。
②F1、F2或F3这三个力之间的关系是   。
(2)实心圆柱物块密度的表达式为:ρ物=   (水的密度用ρ水表示)。
(3)根据图像分析,本次实验的结论是   。
30.(2024八上·诸暨月考)某校同学在学习“探究浮力大小的相关因素”这节课后,小组反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图所示:其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台。
(1)实验前,在选择A、B两个弹簧测力计时,小组同学经过简单的讨论后,认为应选择规格   (选填“相同”或“不相同”)的弹簧测力计。
(2)实验中,同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数   ,弹簧测力计B的示数   (均选填“增大”“减小”或“不变”)。比较弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB,它们的大小关系是ΔFA   ΔFB(选填“>”“<”或“=”)。
(3)通过分析,你认为改进后的装置优点是什么?   (写出一条即可)。
31.(2024八上·宁波期末)我校开展自制潜水艇比赛,某小组同学开展了自制潜水艇项目,过程如下:
【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇,由生活舱和水舱构成,生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计,两个舱之间密封不连通,水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连,移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。
【产品调试】
任务一:如图乙所示,潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留;
任务二:能从水底上浮到B位置并稳定停留;
任务三:完成从水底打捞一个重物(重0.3牛,体积为20厘米3)到B位置并稳定停留。
(1)小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,当观察到   现象,则气密性良好。
(2)已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升。完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在哪个刻度?   (提示:结果用含a的代数式表示;注射器内气压始终等于外界大气压;水的密度为1克/厘米3)
32.(2023八上·瑞安月考)小科所在的项目化学习小组同学制作“浮漂器”,成功地验证了阿基米德定律。选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成,下托盘由细铁丝制成。
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯,取一小石块放在上托盘,在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘,往上托盘加砝码,同时用空烧杯接收溢出的水,直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码,把烧杯中的水全部倒入上托盘。由步骤①②得出石块所受浮力F浮=G砝码。由步骤②③得出烧杯中水的重力G排=G砝码。因此,F浮=G排,即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力,从而验证了阿基米德原理。
(1)泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。为确定泡沫块高度,应考虑因素有____(可多选)
A.溢水杯的质量 B.泡沫块的体积 C.液体的密度
(2)步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯,判断杯中水为“适量”的依据是   ;
(3)分析步骤②③,该组同学得出结论:烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力,即G排=G砝码。推测其观察到的现象为   ;
(4)有同学认为,往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷,改进方法有   (写出一种)。
四、解答题
33.(2022八上·镇海期末)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深处。如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。(g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力为多少N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
34.(2022八上·临海期末)如图所示为我国航空母舰”福建舰”。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置,于2022年6月17日正式下水,其满载排水量为8万吨。(海水的密度取近似值1.0×103kg/m)
(1)当战斗机返回停在甲板上,福建舰受到的浮力将   (填“增大”、”不变”或”减小”)。
(2)求”福建舰”满载时受到的浮力大小?
(3)”福建舰”满载时,排开海水的体积是多少m'?
35.(2023八上·鄞州期末)气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:
①如图甲,将一打足气的足球,放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为426毫升。
②如图乙,将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中,用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,同时调整量筒的位置,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时,停止排气。共排气10次。
③如图丙,拔除气针和乳胶管,把排气后的足球放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为420毫升。
(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是   。
(2)图丙中,足球受到的浮力?
(3)根据测得的数据,计算实验室中空气的密度?
36.(2023八上·杭州期末)小明学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤,他将一段密度为0.5×103kg/m3、横截面积为0.02m2、长度为50cm的粗细均匀的木料进行不吸水处理后,上部装上轻质秤盘,再将其竖立水中,如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)空载时浮力秤所受的浮力是多少牛?
(2)浮力秤的0刻度线的位置距木料下表面多少厘米?
(3)此浮力秤的最大测量值是多少千克?
(4)为了使其量程更大,可以将此浮力秤放入密度   (选填”更大”或”更小”)的液体中。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】浮力是物体上下两个表面受到的压力差,据此分析判断。
【解答】水中的气泡、上浮的木块和下沉的石块,它们的上下两个表面都有压力,肯定受到浮力,故A、C、D不合题意;
跨海大桥的桥墩,深埋在海底泥沙里,它的下表面没有水,不受向上的浮力,故B符合题意。
故选B。
2.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】轮船的铁锚从水下深处向上提起,在到达水面的过程中,它排开水的体积始终等于自身体积,即保持不变;从开始露出水面到完全露出水面的过程中,它排开水的体积变小。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,铁锚受到的浮力先不变,后逐渐减小,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
3.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小关系。
【解答】木块漂浮在水面上,则它受到的浮力等于重力;铝块在水里下沉,则它受到的浮力小于重力。因为木块和铝块的重力相等,所以浮力F木>F铝。
铝块和铁块都浸没在水中,排开水的体积V铝>V铁,阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力F铝>F铁。
那么三者受到的浮力F木>F铝>F铁。
则浮力最小的是铁块。
故选C。
4.【答案】C
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面存在着压力差。
【解答】水对凸起甲的上下表面存在压力差,故甲受浮力作用;凸起乙的下表面不受水的压力,故乙不受浮力作用。
故答案为:C。
5.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,D中物体排开水的体积最大,即排开水的重力最大。根据阿基米德原理F浮力=G排可知,D中物体受到的浮力最大。
故选D。
6.【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 据图中船排开液体的体积关系,结合F浮=ρgV排可以比较出各自情况的浮力大小关系,进而判断即可。
【解答】据图可知,乙图中半载船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图排开水的体积最小,液体的密度是相同的,所以据F浮=ρ水gV排可知,乙图中船受浮力最大,其次是丙图,再次是甲图,即浮力大小关系是:F2>F3>F1,从图甲到图丙受到的浮力变化先变大、后变小。故A正确、BCD错。
故选:A。
7.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】ABD.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化和大小;
B.根据潜艇的浮沉方法判断。
【解答】A.根据图片可知,悬浮时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,悬浮时受到的浮力大于漂浮时受到的浮力,故A正确;
B.潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉的,故B错误;
CD.无论潜艇上浮还是下沉,潜水艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变,故C、D错误。
故选A。
8.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】金鱼悬浮在袋内的水中,金鱼的密度等于水的密度,这样,袋内外水的密度相同,不计塑料袋质量和体积时,金鱼和水在水缸中刚好漂浮,据此分析判断。
【解答】由图知,金鱼悬浮在袋内的水中,金鱼的密度等于水的密度,不计塑料袋质量和体积时,只有当袋中水和鱼的总体积等于排开水的体积V排时,袋内水和金鱼的总重力才等于受到的浮力,才能处于静止状态(漂浮状态),即此时袋内外液面应相平,故B正确。
故选:B。
9.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】AC.根据浮沉条件分析判断;
BD.根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排分析判断。
【解答】A.根据漂浮条件可知,碗漂浮时所受的浮力等于它所受的重力,故A错误;
B.根据阿基米德原理F浮=G排可知,碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力,故B错误;
C.碗沉底时,它受到的浮力小于重力,而漂浮时浮力等于重力。比较可知,碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力,故C正确;
D.碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力,根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积,故D错误。
故选C。
10.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德实验原理进行分析,熟练掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象是解题关键
【解答】A、金属块a浸没在水中时,根据称重法测浮力可知受到浮力的大小为F浮=G-F=1.6N-1.0N=0.6N,故A错误;
B、根据甲、乙可知,物体浸在液体的体积不同,排开的液体的体积不同,所以可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,故B错误;
C、根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,测力计示数不同,探究浮力与密度关系时,需要控制物体的体积相同(排开液体的体积相同),物体的密度不同,故C错误;
D、根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故D正确。
故答案为:D。
11.【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的,结合这个特点来对此题的模型进行分析;
(2)鱼是通过改变自身的体积,来改变受到的浮力实现上浮和下潜的。
【解答】A.潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的,鱼是通过改变自身的体积,来改变受到的浮力实现上浮和下潜的,故A错误,但符合题意;
B.当推动注射器活塞时,模型压强增大,向外排水,可实现上浮;向外拉动活塞时,模型压强减小,向内充水,重力增大,可实现下沉,故B正确,但不符合题意;
C.增大进排气管和进、排水管之间的距离,可以增大变化的空间,使得潜艇模型的沉浮效果更好,故C正确,但不符合题意;
D.在制作潜艇模型时,要保证潜艇模型具有良好的气密性,否则无法很好的改变潜艇内的压强实现排水和充水了,故D正确,但不符合题意。
故答案为:A。
12.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体的浮沉条件:
①当物体在液体中上浮时,浮力大于重力(F浮>G),在物体浸没时,V排=V物,在物体露出液面时,V排<V物,物体密度小于液体密度(ρ物<ρ液);
②当物体在液体中漂浮时,浮力等于重力(F浮=G),V排<V物,物体密度小于液体密度(ρ物<ρ液);
③当物体在液体中悬浮时,浮力等于重力(F浮=G),V排=V物,物体密度等于液体密度(ρ物=ρ液);
②当物体在液体中下沉(沉底)时,浮力小于重力(F浮<G),V排=V物,物体密度大于液体密度(ρ物>ρ液);
(2)测量浮力的方法:
①成因法:浮力产生的原因是物体在液体中上下表面受到液体压力差,即F浮=F向上-F向下;
②示重法:浮力的大小等于重力减去物体浸入液体中时受到的拉力,即F浮=G-F拉;
③阿基米德原理: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,即F浮=G排液=ρ液gV排液。
【解答】木棍在三种液体中均处于漂浮状态,根据浮沉条件可知,木棍在三种液体中受到的浮力均等于其重力,故F甲=F乙=F丙。木棍在三种液体中漂浮时,排开液体的体积V排甲<V排乙<V排丙,根据阿基米德原理可知,液体密度ρ甲>ρ乙>ρ丙。
故答案为:C。
13.【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据公式F浮=ρ液gV排可知,当液体密度相同时,浮力与V排成正比,即浮力的变化趋势与V排的变化趋势相同。
【解答】根据图像可知,金属块受到的浮力随深度的增大不断增大,但是开始时增大的快,后来增大的慢。
A.金属块为球形,在它进入整个体积的一半前,它的V排随深度的增大而增大的快,进入整个体积的一半以后,它的V排随深度的增大而增大的慢了,故A符合题意;
B.金属块为长方体球形,它的V排随深度的增大而增大的速度是匀速的,故B不合题意;
C.金属块为圆台状,由于它上小下大,所以它的V排随深度的增大而增大的速度不断减小,故C不合题意;
D.金属块为沙漏状,因此它的V排开始时增大的速度越来越小,后来增大的速度越来越大,故D不合题意。
故选A。
14.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】如图所示和将铁块取下放入试管中,两种情况均为漂浮,并且总重不变,根据物体的漂浮条件得出两种情况下受到的水的浮力不变,根据阿基米德原理知道排开水的体积不变,水深不变。
【解答】AC.因小铁块和试管的总重力不变,由①②可知整体受到的浮力(或总浮力)相等,由可知,两种情况下排开水的总体积相等,则水的深度不变; 故AC错误;
B.因为,即试管所受到的浮力变大,所以试管排开水的体积变大了,也就是试管下沉了一些,由可知,试管底部受到液体的压强变大,故B正确。
D.如图所示,把小铁块和试管看做整体,整体漂浮,则整体受到的浮力

将铁块取下放入试管中,整体漂浮,则试管受到的浮力

由①②可知,,即试管所受到的浮力变大,故D错误;
故答案为:B。
15.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)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。
(2)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;
(3)物块完全浸没水中前,排开水的体积增大,溢出去的增多;
(4)由左侧图可知物块的重力,计算出质量;由由图可知物块浸没水中后的重力G',根据F浮=G-G'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,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,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G=2N,物体的质量
物体浸没水中后的浮力F浮=G﹣G'=2N﹣1N=1N
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,物体的体积
物体的密度
故D正确。
故答案为:D。
16.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)当物体浸在水中时,它会受到浮力,首先根据阿基米德原理分析铝块受到浮力的变化,再根据F=G-F浮判断测力计示数的变化;
(2)台秤的示数等于上面物体对它的压力;首先根据相互作用力原理确定铝块对水的压力变化,从而确定烧杯底部压力的变化,最后根据F示数=G杯+G水+F压分析即可。
【解答】(1)对铝块受力分析可知:铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,由平衡条件得:G铝=F+F浮,F=G铝-F浮,在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,F浮逐渐增大,弹簧秤的示数F逐渐减小.
(2)对台秤受力分析可知:受烧瓶及水受竖直向下的重力,铝块向下的压力F压=F浮,由平衡条件得:台秤的支持力FN=G+F压,在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,F压=F浮逐渐增大,FN逐渐变大,台秤的示数增大.
故选C.
17.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】阿基米德原理可表述为: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】A. 图A中浸没在水中的潜水艇,排开液体体积不变,下潜时浮力不变,A错误;
B. 图B中巨轮从江河驶向海洋的过程中,浮力不变,海水密度大,排开液体体积减小,船体会上浮,B正确;
C. 图C中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力不变,浮力总等于重力,C错误;
D. 图D中气球上升时,填充的气体密度比空气小, D错误;
故答案为:B。
18.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理以及物体沉浮条件的应用进行分析。
【解答】当两只密度计都漂浮在液面上时,A受到的浮力小于B受到的浮力;如果A、B的V排相等,根据阿基米德原理可知,这时A测量的液体密度小于B测量的液体密度,即A为比轻计,B为比重计;因为密度计的刻度从上向下逐渐增大,且比重计的刻度线“1”最小,所以比重计的刻度线“1”在最上端。
故答案为:C。
19.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】当构件完全淹没时的高度则为构件的边长;利用体积公式求出其体积,根据图中可知构件完全浸没时的拉力,先分析构件下沉过程中,排开水的体积变大,因此构件受到的浮力变大,当构件排开水的体积不变时,构件受到的浮力也不再改变。
【解答】A.根据题意知道,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,则浮力不变,所以,浮力F1随h变化的图线是图乙中的②,故A错误;
B.由乙图知道,当构件完全淹没时的高度为2m,即正方体构件边长为2m,故B错误;
C.由乙图知道,当构件完全淹没时受到的浮力小于1.2×105 N,故C错误;
D.由于正方体构件边长为2m,所以,构件的体积等于完全淹没时的排水体积,当构件完全淹没时,钢绳拉力F2= 1.2×105 N;
故答案为:D。
20.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】阿基米德原理公式为 F = ρ×V×g,其中 F 表示浮力,ρ 表示液体的密度,V 表示物体在液体中排开的体积,g 表示重力加速度。浮力产生的根本原因是物体上下表面的压力差,向上的力>向下的力。阿基米德原理适用于各种液体和气体。不改变物体的所在深度,只改变它水平方向的体积,根据压强公式 F=PS,压强不变,受力面积改变,也会使上下表面的压力差改变,浮力也就会改变;条件:下沉:ρ物>ρ液,G物>F浮 ;悬浮:ρ物=ρ液,G物=F浮 ;上浮:ρ物<ρ液,G物ρ液,G物=F浮+F杯底对物的支持力,F浮【解答】 水位升高到B处,弹簧测力计示数是18N;再将物体缓慢提起,使水位下降到AB的中点C处, 弹簧测力计示数是23N , 说明V排减小了一半,浮力减小了5N,一半的体积是5×10-4米3;所以完全浸没时受到的浮力是10N,所以在空气中的重力是18N+10N=28N,所以物体的质量为2.8千克;所以物体的体积是 1×10-3m3 正确;③错误;从乙到丙,体积减小了5×10-4米3,装置的底面积是 200cm2 =0.02米2;所以下降的高度=5×10-4米3/0.02米2= 0.025m=2.5cm,④正确;
故答案为:A
21.【答案】=;<;<
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】(1)橡皮泥的质量不变,根据G=mg分析其重力的变化;
(2)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小关系;根据阿基米德原理可知物体排开水的体积关系。
【解答】 根据题意可知,同一块橡皮泥做成不同形状的物体,橡皮泥的质量相等,由G=mg可得,橡皮泥的重力不变,即:G甲=G乙;
甲沉入水底,根据物体浮沉条件可知,则F甲<G甲,乙漂浮在水面上,则F乙=G乙,所以F甲<F乙;
水的密度不变,由F浮=ρ水gV排可得两次排开水的体积,V甲<V乙。
22.【答案】(1)不动
(2)不动
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】物体漂浮时,受到的浮力不变,根据物体的浮沉条件可知,物体受到的浮力等于自身的重力;根据阿基米德原理分析各个小题。
【解答】(1)现加入少量食盐晶体,充分搅拌和静置后,在温度不变的情况下,食盐不会溶解,食盐水的密度不变,由于小球始终漂浮,受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排可知,小球排开的食盐水的体积不变,浮沉情况不变;
(2)若保持原溶液温度不变,蒸发溶剂,会有食盐析出,食盐水的密度不变,小球受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排可知,小球排开的食盐水的体积不变,浮沉情况不变。
23.【答案】=;<;<
【知识点】浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】(1)质量是物体本身的一种性质,与形状、位置、温度、状态无关;
(2)根据浮力与重力的关系判断出浮力的大小,然后根据浮力公式判断出V排的大小;
(3)根据V排的大小,判断出水的深度关系,从而根据液体压强公式判断出压强的大小关系。
【解答】牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以m甲=m乙;
甲下沉,F浮<G,乙漂浮,F浮=G,所以F甲<F乙;
由F浮=ρ水gV排可得,V排甲<V排乙。
故答案为:=;<;<。
24.【答案】(1)悬浮
(2)F0
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】漂浮和悬浮时浮力都等于鸡蛋重力,物体已经处于漂浮状态,继续增大液体密度,物体继续漂浮,但浸入液体体积减小。
【解答】(1)漂浮和悬浮时浮力都等于鸡蛋重力,从B到C点,B点盐水密度最小,且浮力等于重力,故B点鸡蛋为悬浮,C点为漂浮;
(2)B点到C点,鸡蛋由悬浮到漂浮,浮力都等于重力,故鸡蛋重力大小为 F0 。
25.【答案】乙;漂浮
【知识点】密度公式的应用;浮力的变化
【解析】【分析】(1)由图像中数据,根据密度公式求得甲、乙两物体的密度大小,比较物体密度与水的密度可知两物体在水中的浮沉状态;
(2)将两物体捆在一起时,根据密度公式求得整体的平均密度,与水的密度相比,根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉状态。
【解答】 (1)由图像可知,甲的密度为:
所以甲放入水中会下沉;
乙的密度为:
所以乙放入水中,静止时会漂浮在水面上;
(2)相同质量的甲、乙,假设质量都为2g,则V甲=1cm3,
则总体积为:V=V甲+V乙=1cm3+4cm3=5cm3;
整体的密度为:
所以捆绑物体静止时会漂浮在水面上。
26.【答案】(1)小于
(2)上升;3.2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的浮沉条件解答;
(2)①根据浮沉条件比较出鹅卵石被捞出前后所受浮力的关系,再根据F浮=ρ液gV排知排开水体积的变化,进而判断出水池水面高度的变化;
②根据F浮′=ρ水gV排′算出鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力,由平衡力的知识G石=F浮′-G桶算出桶内鹅卵石的重力,最后根据算出鹅卵石的质量。
【解答】(1)根据浮沉条件可知,鹅卵石在水池底部时,则它受到的浮力小于它的重力;
(2)①鹅卵石捞出前沉底,浮力小于重力。将鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石与小桶都处于漂浮状态,此时鹅卵石的浮力等于重力,即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大,根据F浮=ρ液gV排知排开水的体积变大,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升;
②鹅卵石捞出放置在桶内时的总浮力为:
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.0×10-3m3=40N,
桶内鹅卵石的重力为:G石=F浮′-G桶=40N-8N=32N,
鹅卵石的质量为:。
27.【答案】(1)2
(2)乙丙
(3)无关
【知识点】浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】 浮力测量实验中,重点比较物体浸在水中的读数与在空气中的读数,差值即为浮力。
【解答】(1)浸没在水中受到的浮力用称量法得出,F浮=G-F拉=3N-1N=2N,故答案为:2;
(2)浮力大小与浸在水中的体积有关,所以要找浸在水中的体积不同两个图,故答案为:乙和丙;
(3)丁和丙拉力相同,所以浮力相同,说明浮力与浸没深度无关,故答案为:无关。
28.【答案】(1)重力
(2)F3-F2=F4-F1
(3)badce
(4)A;E
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】 (1)当小桶在测力计上保持静止状态时,小桶受到的重力与测力计的拉力相互平衡,即此时小桶的重力等于测力计的示数;
(2)根据F浮=G-F求出石块浸在液体中受到的浮力,然后根据G排=G总-G桶求出排开液体的重力,两者进行比较即可验证;
(3)为了减小实验误差和操作方便应先测小桶的重力再测石块的重力,再将石块浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力;
(4)根据F浮=F3-F2和G排=F4-F1分析解答。
【解答】 (1)验证验证阿基米德原理,需要测出石块排开水的重力,应先测出小桶的重力,由图示实验可知,图(b)所示,是小明在测量小桶的重力;
(2)由实验过程可知,石块浸没液体中受到的浮力:F浮=F3-F2,石块排开液体的重力:G排=F4-F1,如果关系式F3-F2=F4-F1,则可证明:浸在液体中的石块所受的浮力大小等于石块排开的液体所受重力的大小,即阿基米德原理成立;
(3)实验时,先测出小桶的重力,然后测出石块的重力,再将石块浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F求出石块受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,因此合理的实验步骤是:(b)、(a)、(d)、(c)、(e);
(4)A.图(a)中溢水杯内未盛满水,石块放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,石块受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
B.图(b)中小桶内有少量水,小桶的重力偏大,测量的小桶和水的总重力也偏大,但G排=F4-F1不变,所以对实验没有影响,故B不符合题意;
C.图(c)中石块未完全浸没水中,石块排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故C不符合题意;
D.在四次测量过程中,弹簧称始终没有调零,用弹簧测力计所测的各物理量均同时偏大或偏小,但F浮=F3-F2和G排=F4-F1不变,所以对实验没有影响,故D不符合题意;
E.图(c)中石块碰到了杯底,使得F2偏小,则F浮=F3-F2偏大,即石块受到的浮力大于排出的水的重力,故E符合题意。
故选AE。
29.【答案】(1)b;F1-F3=F2
(2) ×ρ水
(3)物体浸没后,浮力与深度无关
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】(1)①根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化规律;
②根据二力平衡的知识,结合“称量法”分析解答。
(2)首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算圆柱体的体积,再根据密度公式计算物体的密度。
(3)根据图乙分析物体受到的浮力随浸入深度的变化规律。
【解答】(1)①在物体浸没水中时,随着深度的增大,它排开水的体积增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力不断增大。当物体完全浸没后,它排开水的体积不变,则它受到的浮力不变。根据图乙可知,b图像是描述浮力随浸入深度的变化的。
②根据图乙可知,当浸入深度为零时,测力计的示数为F1,即物体的重力G=F1。当物体完全浸没后,测力计的示数为F2,物体受到的浮力为F浮力=F3。根据F拉=G-F浮力可知,F2=F1-F3。
(2)圆柱物块的体积:;
则圆柱体的密度:。
(3)根据图乙中的图像a可知:在浸没前,物体受到的浮力随深度的增大而增大。当浸没后,随着深度的增大,物体受到的浮力保持不变。
30.【答案】(1)相同
(2)减小;增大;=
(3)调高平台F,可观察到物体受到的浮力随排开液体的体积的增大而增大(或溢水杯中加红色的水,增加可见度;能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开的液体的重力大小;弹簧测力计上端有铁架台固定,弹簧测力计示数更加稳定;薄塑料袋质量不计,弹簧测力计B的示数直接反映物体所受浮力的大小;合理即可)
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】规格相同的弹簧测力计,量程和分度值都相等,一个示数减小,一个示数增大,更方便通过两个测力计刻度的变化判断物体受到的浮力和排开水的重力的关系。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化,根据阿基米德原理判断两个测力计示数变化量的关系。可从观察溢出水的体积和测力计示数的变化的容易程度方面解答。
【解答】(1)在选择A、B两个弹簧测力计时,应选择相同规格的便于读数。
(2)重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,浮力:F浮=G F',弹簧测力计A的示数F'=G F浮减小;重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,弹簧测力计B的示数增大;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB相等。
(3)改进试验中,使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化;把水变为红色是为了增加可见度。使用铁架台是为了固定弹簧秤方便老师讲解。
31.【答案】(1)没有气泡产生
(2)a-10mL
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【分析】 (1)关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,如果漏气,会观察到气泡产生,据此可解答;
(2)重物G=0.3N,根据F浮=ρ水v排g可求出重物受到的浮力F浮,完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留,在浮力不变的情况下,要减小自身的重力,即向外排出水的重力为:G水=G-F浮;
根据G=mg求出向外排出水的质量m水,再根据密度公式求出向外排出水的体积V水,即注射器活塞需要向内推入气体的体积V气=V水;
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升,完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在的刻度是:a-V气。
【解答】 (1)关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,如果漏气,会观察到气泡产生,即:当观察没有气泡产生现象,则气密性良好。
(2)重物G=0.3N,受到的浮力为:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×20×10-6m3×10N/kg=0.2N,
完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留,在浮力不变的情况下,要减小自身的重力,即向外排出水的重力为:G水=G-F浮=0.3N-0.2N=0.1N,
向外排出水的质量为:,
根据密度公式得,向外排出水的体积为:,
则注射器活塞需要向内推入V气=V水=10mL的气体,
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升,完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在的刻度是:a-V水=(a-10)mL。
32.【答案】(1)B;C
(2)将小石块放入上托盘时,有少量水溢出
(3)水位刻度线与水面相平
(4)加细食盐或细沙等质量小的物体
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】阿基米德定律一般通过证实物体重力与排开水的重力相等来验证。
【解答】(1)泡沫块的高度受自身体积和排开液体体积的影响,所以应考虑泡沫块的体积和液体的密度,而溢水杯的质量并不影响。
(2)本实验需要放入浮漂器后使水位与溢水口相平,可以在托盘上放物体使浮漂器下沉一些,若水位已于溢水口相平,则会有水溢出,反之,则不会。
(3)因为收集水的重力等于砝码重力,所以两个步骤中浮漂器的总重相等,排开液体的体积相等,水位刻度线位置也相同,即水位刻度线与水面相平。
(4)砝码质量有固定的大小,很难通过增减砝码使砝码总质量与溢出水的质量相等,所以可换用质量小的物体加以改进。
33.【答案】(1)由图象可知,当h=0时,此时圆柱体处于空气中,G=F拉=12N
(2)图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,
则圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=12N﹣3N=8N
(3)圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得:
V物=V排= =8×10﹣2m3,
圆柱体质量,m= ;
圆柱体密度:
ρ物= =3.5×103kg/m5
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当物体浸入水中的深度为零时,它不受浮力,此时只受竖直向上的拉力和竖直向下的重力,根据图像,利用二力平衡的知识计算圆柱体的重力。
(2)当物体全部浸没在水中时,它受到的浮力最大,此时测力计的拉力最小,根据图像确定圆柱体完全浸没时测力计的示数,然后根据公式F浮=G﹣F 计算它受到的浮力。
(3)首先根据阿基米德原理 计算圆柱体的体积,再根据公式 计算圆柱体的质量,最后根据 计算圆柱体的密度。
34.【答案】(1)增大
(2)解: m液=8×104t=8×107kg
F浮=G浮=m液g=8×107kg×10N/kg=8×108N
答:”福建舰” 满载时受到的浮力大小为8×108N。
(3)解:由F浮=ρ海水V排g可知,福建舰排开海水的体积:
V浮=
V排=8×104m3
答:”福建舰” 满载时,排开海水的体积是8× 104m3.
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件分析轮船受到浮力的变化;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算满载时受到的浮力;
(3)根据阿基米德原理的变形式 计算福建舰排开海水的体积。
【解答】(1)福建舰始终漂浮在水面上,它受到的浮力等于自身重力。当战斗机停在甲板上时,它受到的重力增大,那么它受到的浮力增大。
35.【答案】(1)使量筒内的气压等于外界气压
(2)根据丙图可知,
足球受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×420×10-6m3=4.2N;
(3)甲图中足球受到的浮力:F浮'=ρ液gV排'=103kg/m3×10N/kg×426×10-6m3=4.26N;
则足球的重力为:G=F浮'-F浮=4.26N-4.2N=0.06N;
足球内气体的体积:V=500mL×10=5000mL=5×10-3m3;
则气体的密度:。
【知识点】密度公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当量筒内外水面相平时,量筒内的气压等于外界大气压强,此时测出气体的体积就是正常情况的体积。
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算丙图中足球受到的浮力;
(3)甲和丙中足球受到的浮力之差等于其中气体的重力,而气体的体积等于量筒内排气之和,最后根据密度公式计算气体的密度即可。
【解答】(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是:使量筒内的气压等于外界气压。
36.【答案】(1)解:F浮=G物=ρ物V物g=ρ物shg
F浮=0.5×103Kg/m3×0.02m2×0.5m×10N/Kg=50N
(2)解:V排=F浮/ρ水g=50N/(1.0×103Kg/m3×10N/Kg)=5×103m3
h排=V排/S=5×10-3m3/2×10-2m2=25cm.
(3)解:F总浮=ρ水gV物=ρ水gsh
F总浮=1.0×103Kg/m3×10N/Kg×0.02m2×0.5m=100N
F量程=F总浮-G物=100N-50N=50N
M量程=F量程/g-50N/10Nkg=5kg
(4)更大
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】浮力秤漂浮时,浮力等于浮力秤的重力加上被测物体的重力,即F浮=G称+G物
【解答】(1)已知木料的密度ρ物=0.5×103kg/m3,横截面积S= 0.02m2 , 长度h=50cm
空载时浮力秤受到的浮力等于浮力秤的重力,即 F浮=G物=ρ物V物g=ρ物shg ,代入数据计算即可
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,,代入数据可算出V排
浮力秤的0刻度线的位置距木料下表面h排=
(3)当木料恰好完全浸没时,浮力秤达到最大测量值
受到的浮力F总浮=ρ水gV物=ρ水gsh,此时h为50cm=0.5m,算出F总浮
浮力秤处于漂浮状态,F总浮 = F量程 + G物 , F量程=F总浮-G物,带入可以计算出F量程
根据 m量程=F量程/g即可算出最大的测量值
(4)密度越大,液体能产生的最大浮力也越大,其量程也越大,故为了使其量程更大,可以将此浮力秤放入密度更大的液体中
1 / 1(浙教版)八年级科学上册专项知识点:水的浮力
一、选择题
1.(浙教版科学八上第一章 1.3水的浮力(一) )下列情况下,不受水的浮力的物体是(  )。
A.水中的气泡 B.跨海大桥的桥面
C.水中正在上浮的木块 D.水中正在下沉的石块
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】浮力是物体上下两个表面受到的压力差,据此分析判断。
【解答】水中的气泡、上浮的木块和下沉的石块,它们的上下两个表面都有压力,肯定受到浮力,故A、C、D不合题意;
跨海大桥的桥墩,深埋在海底泥沙里,它的下表面没有水,不受向上的浮力,故B符合题意。
故选B。
2.(2020八上·余杭开学考)轮船的铁锚从水下深处向上提起,直至完全提出水面,这个过程中,铁锚受到的浮力(  )
A.逐渐变小 B.保持不变
C.先保持不变,后逐渐变小 D.先逐渐变小,后保持不变
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】轮船的铁锚从水下深处向上提起,在到达水面的过程中,它排开水的体积始终等于自身体积,即保持不变;从开始露出水面到完全露出水面的过程中,它排开水的体积变小。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,铁锚受到的浮力先不变,后逐渐减小,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
3.(2021八上·拱墅期末)如图所示,质量相等的实心木块、铝块和铁块均静止于水中,已知ρ水<ρ铝<ρ铁,则受到浮力最小的是(  )
A.木块 B.铝块 C.铁块 D.无法确定
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小关系。
【解答】木块漂浮在水面上,则它受到的浮力等于重力;铝块在水里下沉,则它受到的浮力小于重力。因为木块和铝块的重力相等,所以浮力F木>F铝。
铝块和铁块都浸没在水中,排开水的体积V铝>V铁,阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力F铝>F铁。
那么三者受到的浮力F木>F铝>F铁。
则浮力最小的是铁块。
故选C。
4.(2019八上·秀洲期末)小陈泡脚时,很好奇盆内起按摩作用的凸起甲、乙(如图所示)是否也受浮力作用。下列判断正确的是(  )
A.甲、乙受到浮力作用
B.甲、乙不受浮力作用
C.甲受浮力作用,乙不受浮力作用
D.甲不受浮力作用, 乙受浮力作用
【答案】C
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面存在着压力差。
【解答】水对凸起甲的上下表面存在压力差,故甲受浮力作用;凸起乙的下表面不受水的压力,故乙不受浮力作用。
故答案为:C。
5.(2022八上·义乌期中)将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢杯中,四只小烧杯也完全相同,静止后如图 所示。其中物体受到浮力最大的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮力=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,D中物体排开水的体积最大,即排开水的重力最大。根据阿基米德原理F浮力=G排可知,D中物体受到的浮力最大。
故选D。
6.(2023八上·杭州期中)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
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 据图中船排开液体的体积关系,结合F浮=ρgV排可以比较出各自情况的浮力大小关系,进而判断即可。
【解答】据图可知,乙图中半载船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图排开水的体积最小,液体的密度是相同的,所以据F浮=ρ水gV排可知,乙图中船受浮力最大,其次是丙图,再次是甲图,即浮力大小关系是:F2>F3>F1,从图甲到图丙受到的浮力变化先变大、后变小。故A正确、BCD错。
故选:A。
7.(2023八上·萧山月考)如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是(  )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力不相等
B.潜水艇是通过改变浮力大小实现上浮和下沉的
C.从悬浮到漂浮过程中所受浮力逐渐变小
D.潜水艇完全入水后,下沉越深,所受浮力越大
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】ABD.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化和大小;
B.根据潜艇的浮沉方法判断。
【解答】A.根据图片可知,悬浮时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,悬浮时受到的浮力大于漂浮时受到的浮力,故A正确;
B.潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉的,故B错误;
CD.无论潜艇上浮还是下沉,潜水艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力保持不变,故C、D错误。
故选A。
8.(2023八上·义乌月考)小明将金鱼装入有水的塑料袋中,扎紧塑料袋,再放入盛水的玻璃缸中,忽略塑料袋质量和体积,将会看到(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】金鱼悬浮在袋内的水中,金鱼的密度等于水的密度,这样,袋内外水的密度相同,不计塑料袋质量和体积时,金鱼和水在水缸中刚好漂浮,据此分析判断。
【解答】由图知,金鱼悬浮在袋内的水中,金鱼的密度等于水的密度,不计塑料袋质量和体积时,只有当袋中水和鱼的总体积等于排开水的体积V排时,袋内水和金鱼的总重力才等于受到的浮力,才能处于静止状态(漂浮状态),即此时袋内外液面应相平,故B正确。
故选:B。
9.(2023八上·浙江期中)小明在洗碗时发现,同一只碗既可以漂浮在水面上,也可以沉入水底(如图所示)。对此下列说法正确的是(  )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力小于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】AC.根据浮沉条件分析判断;
BD.根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排分析判断。
【解答】A.根据漂浮条件可知,碗漂浮时所受的浮力等于它所受的重力,故A错误;
B.根据阿基米德原理F浮=G排可知,碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力,故B错误;
C.碗沉底时,它受到的浮力小于重力,而漂浮时浮力等于重力。比较可知,碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力,故C正确;
D.碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮力,根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积,故D错误。
故选C。
10.(2024八上·诸暨月考)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a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,受到浮力的大小必为0.3N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德实验原理进行分析,熟练掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象是解题关键
【解答】A、金属块a浸没在水中时,根据称重法测浮力可知受到浮力的大小为F浮=G-F=1.6N-1.0N=0.6N,故A错误;
B、根据甲、乙可知,物体浸在液体的体积不同,排开的液体的体积不同,所以可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,故B错误;
C、根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,测力计示数不同,探究浮力与密度关系时,需要控制物体的体积相同(排开液体的体积相同),物体的密度不同,故C错误;
D、根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故D正确。
故答案为:D。
11.(2023八上·鹿城期末)某同学制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是(  )
A.潜艇模型实现沉浮的原理和鱼在水中实现浮沉的原理相同
B.潜艇模型是通过注射器改变试管内水面上方气体压强来实现充水和排水的
C.为使潜艇模型的沉浮效果更好,在制作时,应尽量增大进排气管和进、排水管之间的距离
D.在制作潜艇模型时,要保证潜艇模型具有良好的气密性
【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】(1)潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的,结合这个特点来对此题的模型进行分析;
(2)鱼是通过改变自身的体积,来改变受到的浮力实现上浮和下潜的。
【解答】A.潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的,鱼是通过改变自身的体积,来改变受到的浮力实现上浮和下潜的,故A错误,但符合题意;
B.当推动注射器活塞时,模型压强增大,向外排水,可实现上浮;向外拉动活塞时,模型压强减小,向内充水,重力增大,可实现下沉,故B正确,但不符合题意;
C.增大进排气管和进、排水管之间的距离,可以增大变化的空间,使得潜艇模型的沉浮效果更好,故C正确,但不符合题意;
D.在制作潜艇模型时,要保证潜艇模型具有良好的气密性,否则无法很好的改变潜艇内的压强实现排水和充水了,故D正确,但不符合题意。
故答案为:A。
12.(2023八上·义乌月考)在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕适量的铁丝,把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体的密度ρ之间的关系,正确的是(  )
A.F甲>F乙>F丙 ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.F甲<F乙<F丙 ρ甲<ρ乙<ρ丙
C.F甲=F乙=F丙 ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.F甲=F乙=F丙 ρ甲<ρ乙<ρ丙
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体的浮沉条件:
①当物体在液体中上浮时,浮力大于重力(F浮>G),在物体浸没时,V排=V物,在物体露出液面时,V排<V物,物体密度小于液体密度(ρ物<ρ液);
②当物体在液体中漂浮时,浮力等于重力(F浮=G),V排<V物,物体密度小于液体密度(ρ物<ρ液);
③当物体在液体中悬浮时,浮力等于重力(F浮=G),V排=V物,物体密度等于液体密度(ρ物=ρ液);
②当物体在液体中下沉(沉底)时,浮力小于重力(F浮<G),V排=V物,物体密度大于液体密度(ρ物>ρ液);
(2)测量浮力的方法:
①成因法:浮力产生的原因是物体在液体中上下表面受到液体压力差,即F浮=F向上-F向下;
②示重法:浮力的大小等于重力减去物体浸入液体中时受到的拉力,即F浮=G-F拉;
③阿基米德原理: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,即F浮=G排液=ρ液gV排液。
【解答】木棍在三种液体中均处于漂浮状态,根据浮沉条件可知,木棍在三种液体中受到的浮力均等于其重力,故F甲=F乙=F丙。木棍在三种液体中漂浮时,排开液体的体积V排甲<V排乙<V排丙,根据阿基米德原理可知,液体密度ρ甲>ρ乙>ρ丙。
故答案为:C。
13.(2020八上·苍南期末)将四个形状不同、高度均为L的实心金属块,用细线拉着。匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中,直至容器底部,此时水未溢出。四个实验中与下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据公式F浮=ρ液gV排可知,当液体密度相同时,浮力与V排成正比,即浮力的变化趋势与V排的变化趋势相同。
【解答】根据图像可知,金属块受到的浮力随深度的增大不断增大,但是开始时增大的快,后来增大的慢。
A.金属块为球形,在它进入整个体积的一半前,它的V排随深度的增大而增大的快,进入整个体积的一半以后,它的V排随深度的增大而增大的慢了,故A符合题意;
B.金属块为长方体球形,它的V排随深度的增大而增大的速度是匀速的,故B不合题意;
C.金属块为圆台状,由于它上小下大,所以它的V排随深度的增大而增大的速度不断减小,故C不合题意;
D.金属块为沙漏状,因此它的V排开始时增大的速度越来越小,后来增大的速度越来越大,故D不合题意。
故选A。
14.(2024八上·诸暨月考)如图所示,容器内有水,有一试管下面挂一小铁块,浮在水面上。现将小铁块取下放入试管中,试管仍浮在水面,则(  )
A.液面上升 B.液面不变
C.液面下降 D.试管所受到的浮力不变
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】如图所示和将铁块取下放入试管中,两种情况均为漂浮,并且总重不变,根据物体的漂浮条件得出两种情况下受到的水的浮力不变,根据阿基米德原理知道排开水的体积不变,水深不变。
【解答】AC.因小铁块和试管的总重力不变,由①②可知整体受到的浮力(或总浮力)相等,由可知,两种情况下排开水的总体积相等,则水的深度不变; 故AC错误;
B.因为,即试管所受到的浮力变大,所以试管排开水的体积变大了,也就是试管下沉了一些,由可知,试管底部受到液体的压强变大,故B正确。
D.如图所示,把小铁块和试管看做整体,整体漂浮,则整体受到的浮力

将铁块取下放入试管中,整体漂浮,则试管受到的浮力

由①②可知,,即试管所受到的浮力变大,故D错误;
故答案为:B。
15.(2023八上·平湖期中)用如图中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,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103 kg/m3
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)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。
(2)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;
(3)物块完全浸没水中前,排开水的体积增大,溢出去的增多;
(4)由左侧图可知物块的重力,计算出质量;由由图可知物块浸没水中后的重力G',根据F浮=G-G'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,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,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G=2N,物体的质量
物体浸没水中后的浮力F浮=G﹣G'=2N﹣1N=1N
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,物体的体积
物体的密度
故D正确。
故答案为:D。
16.(2020八上·萧山月考)小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验.将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出).在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是()
A.弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变
B.弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变
C.弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大
D.弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)当物体浸在水中时,它会受到浮力,首先根据阿基米德原理分析铝块受到浮力的变化,再根据F=G-F浮判断测力计示数的变化;
(2)台秤的示数等于上面物体对它的压力;首先根据相互作用力原理确定铝块对水的压力变化,从而确定烧杯底部压力的变化,最后根据F示数=G杯+G水+F压分析即可。
【解答】(1)对铝块受力分析可知:铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,由平衡条件得:G铝=F+F浮,F=G铝-F浮,在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,F浮逐渐增大,弹簧秤的示数F逐渐减小.
(2)对台秤受力分析可知:受烧瓶及水受竖直向下的重力,铝块向下的压力F压=F浮,由平衡条件得:台秤的支持力FN=G+F压,在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,F压=F浮逐渐增大,FN逐渐变大,台秤的示数增大.
故选C.
17.(2023八上·南浔期中)如图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是(  )
A.图A中浸没在水中的潜水艇,下潜时浮力逐渐变大
B.图B中巨轮从江河驶向海洋的过程中,船体会上浮
C.图C中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图D中气球上升时,填充的气体密度比空气大
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】阿基米德原理可表述为: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】A. 图A中浸没在水中的潜水艇,排开液体体积不变,下潜时浮力不变,A错误;
B. 图B中巨轮从江河驶向海洋的过程中,浮力不变,海水密度大,排开液体体积减小,船体会上浮,B正确;
C. 图C中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力不变,浮力总等于重力,C错误;
D. 图D中气球上升时,填充的气体密度比空气小, D错误;
故答案为:B。
18.(2023八上·东阳期中)密度计分为“比重计”和“比轻计”。测量密度大于水的液体时用比重计,比重计的最小刻度线是“1”;测量密度小于水的液体用比轻计,比轻计的最大刻度线是“1”。图中A、B两支密度计,一支是比重计,一支是比轻计,它们的外形完全相同,B中配重质量大于A。下列有关A、B两支密度计及刻度线“1”位置的说法正确的是(  )
A.图中密度计A上面的刻度值“a”大于刻度“b”
B.密度计A是比轻计,刻度线“1”在密度计刻度的上端
C.密度计B是比重计,刻度线“1”在密度计刻度的上端
D.将A、B两支密度计放入水中,漂浮时露出水面较长的是B
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理以及物体沉浮条件的应用进行分析。
【解答】当两只密度计都漂浮在液面上时,A受到的浮力小于B受到的浮力;如果A、B的V排相等,根据阿基米德原理可知,这时A测量的液体密度小于B测量的液体密度,即A为比轻计,B为比重计;因为密度计的刻度从上向下逐渐增大,且比重计的刻度线“1”最小,所以比重计的刻度线“1”在最上端。
故答案为:C。
19.(2024八上·诸暨月考)诸暨新茅渚埠大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示(g=10N/kg)。下列判断正确的是(  )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
B.构件的边长为4m
C.构件所受的最大浮力为1.2×105N
D.构件的密度为2.5×103kg/m
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】当构件完全淹没时的高度则为构件的边长;利用体积公式求出其体积,根据图中可知构件完全浸没时的拉力,先分析构件下沉过程中,排开水的体积变大,因此构件受到的浮力变大,当构件排开水的体积不变时,构件受到的浮力也不再改变。
【解答】A.根据题意知道,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,则浮力不变,所以,浮力F1随h变化的图线是图乙中的②,故A错误;
B.由乙图知道,当构件完全淹没时的高度为2m,即正方体构件边长为2m,故B错误;
C.由乙图知道,当构件完全淹没时受到的浮力小于1.2×105 N,故C错误;
D.由于正方体构件边长为2m,所以,构件的体积等于完全淹没时的排水体积,当构件完全淹没时,钢绳拉力F2= 1.2×105 N;
故答案为:D。
20.(2023八上·安吉期中)如图所示,烧杯的底面积是200cm2,里面装有一定量的水,水位在A处(图甲),用弹簧测力计吊着未知物体,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,弹簧测力计示数是18N;再将物体缓慢提起,使水位下降到AB的中点C处,弹簧测力计示数是23N(不计物体带出的水)。g取10N/kg,下列判断中正确的是(  )
①物体的质量是2.8kg ②物体的体积是1×10-3m3
③物体浸没时受到的浮力是15N ④从乙到丙,液面下降了2.5cm
A.只有①②④正确 B.只有①②正确
C.只有①②③正确 D.只有③④正确
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】阿基米德原理公式为 F = ρ×V×g,其中 F 表示浮力,ρ 表示液体的密度,V 表示物体在液体中排开的体积,g 表示重力加速度。浮力产生的根本原因是物体上下表面的压力差,向上的力>向下的力。阿基米德原理适用于各种液体和气体。不改变物体的所在深度,只改变它水平方向的体积,根据压强公式 F=PS,压强不变,受力面积改变,也会使上下表面的压力差改变,浮力也就会改变;条件:下沉:ρ物>ρ液,G物>F浮 ;悬浮:ρ物=ρ液,G物=F浮 ;上浮:ρ物<ρ液,G物ρ液,G物=F浮+F杯底对物的支持力,F浮【解答】 水位升高到B处,弹簧测力计示数是18N;再将物体缓慢提起,使水位下降到AB的中点C处, 弹簧测力计示数是23N , 说明V排减小了一半,浮力减小了5N,一半的体积是5×10-4米3;所以完全浸没时受到的浮力是10N,所以在空气中的重力是18N+10N=28N,所以物体的质量为2.8千克;所以物体的体积是 1×10-3m3 正确;③错误;从乙到丙,体积减小了5×10-4米3,装置的底面积是 200cm2 =0.02米2;所以下降的高度=5×10-4米3/0.02米2= 0.025m=2.5cm,④正确;
故答案为:A
二、填空题
21.(2023八上·杭州期中)如图,将一块橡皮泥放入水中,橡皮泥沉入水底(图甲),再将其放入水中,橡皮泥漂浮在水面上(图乙)甲   G乙;两次排开水的体积V甲   V乙;两次受到的浮力F甲   F乙(均选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】=;<;<
【知识点】阿基米德原理;浮力的变化
【解析】【分析】(1)橡皮泥的质量不变,根据G=mg分析其重力的变化;
(2)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小关系;根据阿基米德原理可知物体排开水的体积关系。
【解答】 根据题意可知,同一块橡皮泥做成不同形状的物体,橡皮泥的质量相等,由G=mg可得,橡皮泥的重力不变,即:G甲=G乙;
甲沉入水底,根据物体浮沉条件可知,则F甲<G甲,乙漂浮在水面上,则F乙=G乙,所以F甲<F乙;
水的密度不变,由F浮=ρ水gV排可得两次排开水的体积,V甲<V乙。
22.(2023八上·东阳期中)如图所示,室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。(ρ球<ρ水)
(1)现加入少量食盐晶体,充分搅拌和静置后,在温度不变的情况下,小球将会   (选填“上浮一些”、“不动”或“下沉一些”)。
(2)若恒温蒸发溶剂,小球将会   (选填“上浮一些”、“不动”或“下沉一些”)。
【答案】(1)不动
(2)不动
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】物体漂浮时,受到的浮力不变,根据物体的浮沉条件可知,物体受到的浮力等于自身的重力;根据阿基米德原理分析各个小题。
【解答】(1)现加入少量食盐晶体,充分搅拌和静置后,在温度不变的情况下,食盐不会溶解,食盐水的密度不变,由于小球始终漂浮,受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排可知,小球排开的食盐水的体积不变,浮沉情况不变;
(2)若保持原溶液温度不变,蒸发溶剂,会有食盐析出,食盐水的密度不变,小球受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排可知,小球排开的食盐水的体积不变,浮沉情况不变。
23.(2023八上·鹿城期末)取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示.两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲   m乙;两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲   V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲   F乙。(选填“>”、“=”或“<”)

【答案】=;<;<
【知识点】浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】(1)质量是物体本身的一种性质,与形状、位置、温度、状态无关;
(2)根据浮力与重力的关系判断出浮力的大小,然后根据浮力公式判断出V排的大小;
(3)根据V排的大小,判断出水的深度关系,从而根据液体压强公式判断出压强的大小关系。
【解答】牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以m甲=m乙;
甲下沉,F浮<G,乙漂浮,F浮=G,所以F甲<F乙;
由F浮=ρ水gV排可得,V排甲<V排乙。
故答案为:=;<;<。
24.(2023八上·滨江月考)在研究物体浮沉条件的实验中,将一只鸡蛋浸没在水中,向水中缓慢加盐,直至盐不能再溶解为止,鸡蛋受到浮力F随盐水密度变化的规律如图所示(PA=P水)。
(1)当盐水的密度为图中B点对应的密度时,鸡蛋处于   (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态。
(2)鸡蛋的重力大小是   。
【答案】(1)悬浮
(2)F0
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】漂浮和悬浮时浮力都等于鸡蛋重力,物体已经处于漂浮状态,继续增大液体密度,物体继续漂浮,但浸入液体体积减小。
【解答】(1)漂浮和悬浮时浮力都等于鸡蛋重力,从B到C点,B点盐水密度最小,且浮力等于重力,故B点鸡蛋为悬浮,C点为漂浮;
(2)B点到C点,鸡蛋由悬浮到漂浮,浮力都等于重力,故鸡蛋重力大小为 F0 。
25.(2023八上·义乌月考)如图是a、b两种物质的质量与体积的关系图象,用a、b两种物质分别制成质量相等的甲、乙两个正立方体,若将甲、乙放入水中,能漂浮的是   (填“甲”、“乙”);将甲、乙两物体捆在一起放入水中,则捆绑物体的状态是   (填“漂浮”、“下沉”或“悬浮”)
【答案】乙;漂浮
【知识点】密度公式的应用;浮力的变化
【解析】【分析】(1)由图像中数据,根据密度公式求得甲、乙两物体的密度大小,比较物体密度与水的密度可知两物体在水中的浮沉状态;
(2)将两物体捆在一起时,根据密度公式求得整体的平均密度,与水的密度相比,根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉状态。
【解答】 (1)由图像可知,甲的密度为:
所以甲放入水中会下沉;
乙的密度为:
所以乙放入水中,静止时会漂浮在水面上;
(2)相同质量的甲、乙,假设质量都为2g,则V甲=1cm3,
则总体积为:V=V甲+V乙=1cm3+4cm3=5cm3;
整体的密度为:
所以捆绑物体静止时会漂浮在水面上。
26.(2023八上·萧山月考)劳动实践中,小宁把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个重为8N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力   (选填大于、小于或等于)它的重力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会   (选填上升、下降或不变)。若此时桶排开水的体积为4.0×10﹣3m3,则桶内鹅卵石的总质量为   kg。
【答案】(1)小于
(2)上升;3.2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的浮沉条件解答;
(2)①根据浮沉条件比较出鹅卵石被捞出前后所受浮力的关系,再根据F浮=ρ液gV排知排开水体积的变化,进而判断出水池水面高度的变化;
②根据F浮′=ρ水gV排′算出鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力,由平衡力的知识G石=F浮′-G桶算出桶内鹅卵石的重力,最后根据算出鹅卵石的质量。
【解答】(1)根据浮沉条件可知,鹅卵石在水池底部时,则它受到的浮力小于它的重力;
(2)①鹅卵石捞出前沉底,浮力小于重力。将鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石与小桶都处于漂浮状态,此时鹅卵石的浮力等于重力,即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大,根据F浮=ρ液gV排知排开水的体积变大,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升;
②鹅卵石捞出放置在桶内时的总浮力为:
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.0×10-3m3=40N,
桶内鹅卵石的重力为:G石=F浮′-G桶=40N-8N=32N,
鹅卵石的质量为:。
三、实验探究题
27.(2024八上·武义期末)小金想用弹簧测力计、物块、烧杯和水探究“浮力大小的相关因素”实验,如图所示。请根据图示回答问题:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力是   N;
(2)由图乙丙丁中的   两幅图可知,浸在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;
(3)由图中的丙、丁两幅图可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的深度   (填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)2
(2)乙丙
(3)无关
【知识点】浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】 浮力测量实验中,重点比较物体浸在水中的读数与在空气中的读数,差值即为浮力。
【解答】(1)浸没在水中受到的浮力用称量法得出,F浮=G-F拉=3N-1N=2N,故答案为:2;
(2)浮力大小与浸在水中的体积有关,所以要找浸在水中的体积不同两个图,故答案为:乙和丙;
(3)丁和丙拉力相同,所以浮力相同,说明浮力与浸没深度无关,故答案为:无关。
28.(2023八上·兰溪月考)如下图所示,是小胡做“验证阿基米德原理”实验的五个步骤。
(1)图(b)所示,是小胡在测量小桶的   。
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式   ,则该原理将得到验证。
(3)为了减小实验误差和操作方便,此实验的正确操作顺序是   。(用图中字母表示)
(4)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是____。
A.图(a)中溢水杯内未盛满水
B.图(b)中小桶内有少量水
C.图(c)中石块未完全浸没水中
D.在四次测量过程中,弹簧称始终没有调零
E.图(c)中石块碰到了杯底
【答案】(1)重力
(2)F3-F2=F4-F1
(3)badce
(4)A;E
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】 (1)当小桶在测力计上保持静止状态时,小桶受到的重力与测力计的拉力相互平衡,即此时小桶的重力等于测力计的示数;
(2)根据F浮=G-F求出石块浸在液体中受到的浮力,然后根据G排=G总-G桶求出排开液体的重力,两者进行比较即可验证;
(3)为了减小实验误差和操作方便应先测小桶的重力再测石块的重力,再将石块浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力;
(4)根据F浮=F3-F2和G排=F4-F1分析解答。
【解答】 (1)验证验证阿基米德原理,需要测出石块排开水的重力,应先测出小桶的重力,由图示实验可知,图(b)所示,是小明在测量小桶的重力;
(2)由实验过程可知,石块浸没液体中受到的浮力:F浮=F3-F2,石块排开液体的重力:G排=F4-F1,如果关系式F3-F2=F4-F1,则可证明:浸在液体中的石块所受的浮力大小等于石块排开的液体所受重力的大小,即阿基米德原理成立;
(3)实验时,先测出小桶的重力,然后测出石块的重力,再将石块浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F求出石块受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,因此合理的实验步骤是:(b)、(a)、(d)、(c)、(e);
(4)A.图(a)中溢水杯内未盛满水,石块放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,石块受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
B.图(b)中小桶内有少量水,小桶的重力偏大,测量的小桶和水的总重力也偏大,但G排=F4-F1不变,所以对实验没有影响,故B不符合题意;
C.图(c)中石块未完全浸没水中,石块排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故C不符合题意;
D.在四次测量过程中,弹簧称始终没有调零,用弹簧测力计所测的各物理量均同时偏大或偏小,但F浮=F3-F2和G排=F4-F1不变,所以对实验没有影响,故D不符合题意;
E.图(c)中石块碰到了杯底,使得F2偏小,则F浮=F3-F2偏大,即石块受到的浮力大于排出的水的重力,故E符合题意。
故选AE。
29.(2022八上·余杭月考)探究“浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关”。
(1)用弹簧测力计测出物块重,并把它慢慢放入水中。根据测力计的示数,绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图象。分析图象可知:
①   (选填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。
②F1、F2或F3这三个力之间的关系是   。
(2)实心圆柱物块密度的表达式为:ρ物=   (水的密度用ρ水表示)。
(3)根据图像分析,本次实验的结论是   。
【答案】(1)b;F1-F3=F2
(2) ×ρ水
(3)物体浸没后,浮力与深度无关
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】(1)①根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化规律;
②根据二力平衡的知识,结合“称量法”分析解答。
(2)首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算圆柱体的体积,再根据密度公式计算物体的密度。
(3)根据图乙分析物体受到的浮力随浸入深度的变化规律。
【解答】(1)①在物体浸没水中时,随着深度的增大,它排开水的体积增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力不断增大。当物体完全浸没后,它排开水的体积不变,则它受到的浮力不变。根据图乙可知,b图像是描述浮力随浸入深度的变化的。
②根据图乙可知,当浸入深度为零时,测力计的示数为F1,即物体的重力G=F1。当物体完全浸没后,测力计的示数为F2,物体受到的浮力为F浮力=F3。根据F拉=G-F浮力可知,F2=F1-F3。
(2)圆柱物块的体积:;
则圆柱体的密度:。
(3)根据图乙中的图像a可知:在浸没前,物体受到的浮力随深度的增大而增大。当浸没后,随着深度的增大,物体受到的浮力保持不变。
30.(2024八上·诸暨月考)某校同学在学习“探究浮力大小的相关因素”这节课后,小组反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图所示:其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台。
(1)实验前,在选择A、B两个弹簧测力计时,小组同学经过简单的讨论后,认为应选择规格   (选填“相同”或“不相同”)的弹簧测力计。
(2)实验中,同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数   ,弹簧测力计B的示数   (均选填“增大”“减小”或“不变”)。比较弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB,它们的大小关系是ΔFA   ΔFB(选填“>”“<”或“=”)。
(3)通过分析,你认为改进后的装置优点是什么?   (写出一条即可)。
【答案】(1)相同
(2)减小;增大;=
(3)调高平台F,可观察到物体受到的浮力随排开液体的体积的增大而增大(或溢水杯中加红色的水,增加可见度;能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开的液体的重力大小;弹簧测力计上端有铁架台固定,弹簧测力计示数更加稳定;薄塑料袋质量不计,弹簧测力计B的示数直接反映物体所受浮力的大小;合理即可)
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】规格相同的弹簧测力计,量程和分度值都相等,一个示数减小,一个示数增大,更方便通过两个测力计刻度的变化判断物体受到的浮力和排开水的重力的关系。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化,根据阿基米德原理判断两个测力计示数变化量的关系。可从观察溢出水的体积和测力计示数的变化的容易程度方面解答。
【解答】(1)在选择A、B两个弹簧测力计时,应选择相同规格的便于读数。
(2)重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,浮力:F浮=G F',弹簧测力计A的示数F'=G F浮减小;重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,弹簧测力计B的示数增大;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB相等。
(3)改进试验中,使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化;把水变为红色是为了增加可见度。使用铁架台是为了固定弹簧秤方便老师讲解。
31.(2024八上·宁波期末)我校开展自制潜水艇比赛,某小组同学开展了自制潜水艇项目,过程如下:
【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇,由生活舱和水舱构成,生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计,两个舱之间密封不连通,水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连,移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。
【产品调试】
任务一:如图乙所示,潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留;
任务二:能从水底上浮到B位置并稳定停留;
任务三:完成从水底打捞一个重物(重0.3牛,体积为20厘米3)到B位置并稳定停留。
(1)小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,当观察到   现象,则气密性良好。
(2)已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升。完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在哪个刻度?   (提示:结果用含a的代数式表示;注射器内气压始终等于外界大气压;水的密度为1克/厘米3)
【答案】(1)没有气泡产生
(2)a-10mL
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【分析】 (1)关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,如果漏气,会观察到气泡产生,据此可解答;
(2)重物G=0.3N,根据F浮=ρ水v排g可求出重物受到的浮力F浮,完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留,在浮力不变的情况下,要减小自身的重力,即向外排出水的重力为:G水=G-F浮;
根据G=mg求出向外排出水的质量m水,再根据密度公式求出向外排出水的体积V水,即注射器活塞需要向内推入气体的体积V气=V水;
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升,完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在的刻度是:a-V气。
【解答】 (1)关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,如果漏气,会观察到气泡产生,即:当观察没有气泡产生现象,则气密性良好。
(2)重物G=0.3N,受到的浮力为:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×20×10-6m3×10N/kg=0.2N,
完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留,在浮力不变的情况下,要减小自身的重力,即向外排出水的重力为:G水=G-F浮=0.3N-0.2N=0.1N,
向外排出水的质量为:,
根据密度公式得,向外排出水的体积为:,
则注射器活塞需要向内推入V气=V水=10mL的气体,
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升,完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在的刻度是:a-V水=(a-10)mL。
32.(2023八上·瑞安月考)小科所在的项目化学习小组同学制作“浮漂器”,成功地验证了阿基米德定律。选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成,下托盘由细铁丝制成。
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯,取一小石块放在上托盘,在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘,往上托盘加砝码,同时用空烧杯接收溢出的水,直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码,把烧杯中的水全部倒入上托盘。由步骤①②得出石块所受浮力F浮=G砝码。由步骤②③得出烧杯中水的重力G排=G砝码。因此,F浮=G排,即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力,从而验证了阿基米德原理。
(1)泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。为确定泡沫块高度,应考虑因素有____(可多选)
A.溢水杯的质量 B.泡沫块的体积 C.液体的密度
(2)步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯,判断杯中水为“适量”的依据是   ;
(3)分析步骤②③,该组同学得出结论:烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力,即G排=G砝码。推测其观察到的现象为   ;
(4)有同学认为,往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷,改进方法有   (写出一种)。
【答案】(1)B;C
(2)将小石块放入上托盘时,有少量水溢出
(3)水位刻度线与水面相平
(4)加细食盐或细沙等质量小的物体
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】阿基米德定律一般通过证实物体重力与排开水的重力相等来验证。
【解答】(1)泡沫块的高度受自身体积和排开液体体积的影响,所以应考虑泡沫块的体积和液体的密度,而溢水杯的质量并不影响。
(2)本实验需要放入浮漂器后使水位与溢水口相平,可以在托盘上放物体使浮漂器下沉一些,若水位已于溢水口相平,则会有水溢出,反之,则不会。
(3)因为收集水的重力等于砝码重力,所以两个步骤中浮漂器的总重相等,排开液体的体积相等,水位刻度线位置也相同,即水位刻度线与水面相平。
(4)砝码质量有固定的大小,很难通过增减砝码使砝码总质量与溢出水的质量相等,所以可换用质量小的物体加以改进。
四、解答题
33.(2022八上·镇海期末)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深处。如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。(g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力为多少N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
【答案】(1)由图象可知,当h=0时,此时圆柱体处于空气中,G=F拉=12N
(2)图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,
则圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=12N﹣3N=8N
(3)圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得:
V物=V排= =8×10﹣2m3,
圆柱体质量,m= ;
圆柱体密度:
ρ物= =3.5×103kg/m5
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当物体浸入水中的深度为零时,它不受浮力,此时只受竖直向上的拉力和竖直向下的重力,根据图像,利用二力平衡的知识计算圆柱体的重力。
(2)当物体全部浸没在水中时,它受到的浮力最大,此时测力计的拉力最小,根据图像确定圆柱体完全浸没时测力计的示数,然后根据公式F浮=G﹣F 计算它受到的浮力。
(3)首先根据阿基米德原理 计算圆柱体的体积,再根据公式 计算圆柱体的质量,最后根据 计算圆柱体的密度。
34.(2022八上·临海期末)如图所示为我国航空母舰”福建舰”。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置,于2022年6月17日正式下水,其满载排水量为8万吨。(海水的密度取近似值1.0×103kg/m)
(1)当战斗机返回停在甲板上,福建舰受到的浮力将   (填“增大”、”不变”或”减小”)。
(2)求”福建舰”满载时受到的浮力大小?
(3)”福建舰”满载时,排开海水的体积是多少m'?
【答案】(1)增大
(2)解: m液=8×104t=8×107kg
F浮=G浮=m液g=8×107kg×10N/kg=8×108N
答:”福建舰” 满载时受到的浮力大小为8×108N。
(3)解:由F浮=ρ海水V排g可知,福建舰排开海水的体积:
V浮=
V排=8×104m3
答:”福建舰” 满载时,排开海水的体积是8× 104m3.
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮沉条件分析轮船受到浮力的变化;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算满载时受到的浮力;
(3)根据阿基米德原理的变形式 计算福建舰排开海水的体积。
【解答】(1)福建舰始终漂浮在水面上,它受到的浮力等于自身重力。当战斗机停在甲板上时,它受到的重力增大,那么它受到的浮力增大。
35.(2023八上·鄞州期末)气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:
①如图甲,将一打足气的足球,放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为426毫升。
②如图乙,将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中,用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,同时调整量筒的位置,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时,停止排气。共排气10次。
③如图丙,拔除气针和乳胶管,把排气后的足球放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为420毫升。
(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是   。
(2)图丙中,足球受到的浮力?
(3)根据测得的数据,计算实验室中空气的密度?
【答案】(1)使量筒内的气压等于外界气压
(2)根据丙图可知,
足球受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×420×10-6m3=4.2N;
(3)甲图中足球受到的浮力:F浮'=ρ液gV排'=103kg/m3×10N/kg×426×10-6m3=4.26N;
则足球的重力为:G=F浮'-F浮=4.26N-4.2N=0.06N;
足球内气体的体积:V=500mL×10=5000mL=5×10-3m3;
则气体的密度:。
【知识点】密度公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当量筒内外水面相平时,量筒内的气压等于外界大气压强,此时测出气体的体积就是正常情况的体积。
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算丙图中足球受到的浮力;
(3)甲和丙中足球受到的浮力之差等于其中气体的重力,而气体的体积等于量筒内排气之和,最后根据密度公式计算气体的密度即可。
【解答】(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是:使量筒内的气压等于外界气压。
36.(2023八上·杭州期末)小明学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤,他将一段密度为0.5×103kg/m3、横截面积为0.02m2、长度为50cm的粗细均匀的木料进行不吸水处理后,上部装上轻质秤盘,再将其竖立水中,如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)空载时浮力秤所受的浮力是多少牛?
(2)浮力秤的0刻度线的位置距木料下表面多少厘米?
(3)此浮力秤的最大测量值是多少千克?
(4)为了使其量程更大,可以将此浮力秤放入密度   (选填”更大”或”更小”)的液体中。
【答案】(1)解:F浮=G物=ρ物V物g=ρ物shg
F浮=0.5×103Kg/m3×0.02m2×0.5m×10N/Kg=50N
(2)解:V排=F浮/ρ水g=50N/(1.0×103Kg/m3×10N/Kg)=5×103m3
h排=V排/S=5×10-3m3/2×10-2m2=25cm.
(3)解:F总浮=ρ水gV物=ρ水gsh
F总浮=1.0×103Kg/m3×10N/Kg×0.02m2×0.5m=100N
F量程=F总浮-G物=100N-50N=50N
M量程=F量程/g-50N/10Nkg=5kg
(4)更大
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】浮力秤漂浮时,浮力等于浮力秤的重力加上被测物体的重力,即F浮=G称+G物
【解答】(1)已知木料的密度ρ物=0.5×103kg/m3,横截面积S= 0.02m2 , 长度h=50cm
空载时浮力秤受到的浮力等于浮力秤的重力,即 F浮=G物=ρ物V物g=ρ物shg ,代入数据计算即可
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,,代入数据可算出V排
浮力秤的0刻度线的位置距木料下表面h排=
(3)当木料恰好完全浸没时,浮力秤达到最大测量值
受到的浮力F总浮=ρ水gV物=ρ水gsh,此时h为50cm=0.5m,算出F总浮
浮力秤处于漂浮状态,F总浮 = F量程 + G物 , F量程=F总浮-G物,带入可以计算出F量程
根据 m量程=F量程/g即可算出最大的测量值
(4)密度越大,液体能产生的最大浮力也越大,其量程也越大,故为了使其量程更大,可以将此浮力秤放入密度更大的液体中
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