人教版八下物理同步练习10.1 浮力(培优卷)
一、选择题
1.(粤沪版物理八年级下册第九章第1节认识浮力同步练习)关于浮力,下列说法正确的是( )
A.在水中会下沉的金属块不受到浮力
B.浮力的大小与物体浸没的深度有关
C.浮力的大小与物体的形状有关
D.浮力是由于物体上、下表面受到的压强不同产生的
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.在水中会下沉的金属块也受到水对它产生的向上的压力,也受浮力作用,故A错;
B.C.因为物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而与其它因素都无关,故B.C错;
D.浮力实质就是液体对浸在液体内的物体向上和向下的压力差,压力差的出现就是由于物体上.下表面受到的压强不同产生的,故D正确.
故选D.
【分析】从浮力产生的原因和浮力的定义.方向去分析判断.
2.如图所示,把一只乒乓球放在瓶内(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径),从上面倒入水,观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,但乒乓球并不上浮.对乓乒球受力分析正确的是( )
A.重力、浮力、压力 B.浮力、压力、支持力
C.重力、支持力、浮力 D.重力、压力、支持力
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:图中,水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,即乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,也就没有压力差,所以,乒乓球不受浮力.
受到水的压力和瓶子的支持力和自身的重力.
故选D.
【分析】乒乓球受到重力、支持力、压力的作用;浮力是由于浸没在液体中的物体上下表面受到液体的压力差而产生.
3.(2024八下·青秀期中)如图甲,用弹簧测力计悬挂的圆柱体缓慢浸入盛水的烧杯中,直至圆柱体浸没在水中,以下判断正确的是( )
A.圆柱体受到重力为8N
B.圆柱体的高度为8cm
C.圆柱体上表面刚进入水时受到浮力为2N
D.圆柱体的密度为1.25×103kg/m3
【答案】D
【知识点】固体密度的测量;重力及其大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A:由图像可知,弹簧测力计示数为10N ,此时圆柱体没有浸入水中,圆柱体的重力G=F=10N。故A错误;
B:由图像可知,圆柱体下降4cm后,测力计的示数开始减小,说明物体下降4cm是物体下表面与水面相平,当圆柱体下降高度8cm后,测力计的示数开始不变,说明圆柱体下降高度8cm时,圆柱体刚好浸没在水中,则圆柱体的高度为h=8cm﹣4cm=4cm。故B错误;
C:由图像可知,圆柱体完全浸没,弹簧测力计示数为2N不变。此时圆柱体受到的浮力 。即圆柱体上表面刚进入水时受到浮力为8N。故C错误;
D:由 可知,圆柱体浸没在水中时,排开水的体积
所以圆柱体的体积
由(G=mg可知,圆柱体的质量
圆柱体密度
。故D正确;
综上,正确答案为D.
【分析】 首先通过观察图像中弹簧测力计初始示数确定圆柱体的重力;然后根据图像中示数变化的转折点及最终状态来分析圆柱体的高度等信息;接着根据测力计示数的变化计算不同阶段的浮力;再利用浮力和相关公式求出圆柱体的体积、质量和密度等。
4.(粤沪版物理科目八年级下册第九章第2节阿基米德原理同步练习)小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象如图乙,从图乙可知( )
A.物体受到的重力为2N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C.该物体的密度为1.0×103kg/m3
D.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A、由图示图象可知,物体没有浸入液体时测力计示数为4N,则物体重力:G=4N,故A错误;
B、由图示图象可知,物体完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣2N=2N,故B正确;
C、由浮力公式:F浮=ρgV排可知,物体的体积:V=V排===2×10﹣4m3,
由G=mg可知,物体的质量:m===0.4kg,物体的密度:ρ物体===2×103kg/m3,故C错误;
D、由图示图象可知,物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比,物体完全进入液体后受到的浮力不变,故D错误;
故选B.
【分析】分析图示图象答题:物体没有浸入液体时测力计的示数为物体的重力;
物体的重力与测力计示数之差是物体受到的浮力;
根据物体受到的浮力,应用浮力公式可以求出物体的密度.
5.一物体(长方体)漂浮在液面上,如图甲所示.对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置.已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,p、F浮与h的关系如图乙所示.其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】A
【知识点】压强;探究浮力大小的实验
【解析】由公式p=ρgh可知,深度越大,液体产生的压强越大,故①图象正确;
根据公式F浮=ρgV排可知,完全没入以前,深度越大,排开水的体积越大,浮力越大,完全浸没后,排开水的体积不再改变,不管深度怎样改变,浮力大小不变,故③图象正确.
故选A.
二、多选题
6.(2024八下·青秀期中)A、B是可自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法正确的是( )
A.A物体不一定受到浮力作用 B.B物体一定受到浮力作用
C.C部分不一定受到浮力作用 D.D部分一定不受浮力的作用
【答案】B,D
【知识点】浮力及其产生原因;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A :A 物体下部有水,受到向上的力,所以 A 物体一定受浮力。故A 错误;
B :B 物体浸在水中,下表面受到水向上的压力,上表面也受到水向下的压力,下表面压力大于上表面压力,所以 B 物体一定受到浮力作用。故B 正确;
C:C 部分与容器是一体的,不存在上下表面的压力差,一定不受浮力。故C 错误;
D :D 部分与容器是一体的,不会受到浮力。故D 正确;
综上,正确答案为B、D。
【分析】 首先明确浮力产生的本质是上下表面的压力差。然后对 A 物体,因其下部无水,判断其不受浮力;对 B 物体,因其浸在水中且有上下表面压力差,确定其受浮力;对 C 部分,虽凸起但与容器一体,无压力差,判断不受浮力;对 D 部分,同理也确定其不受浮力。
三、填空题
7.(2024八下·江岸期末) 如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置,实验过程中,相同柱形薄壁容器盛有体积相同的水或者盐水,弹簧测力计挂着同一物体A。
(1)图②中,用力的示意图表示出物体A所受浮力的三要素 ;
(2)分析④、⑤两次实验可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟 有关;
(3)盐水的密度是 g/cm3;
(4)图⑤和图④中容器对水平桌面的压力之差 0.4N;(填“>”“<”或“=”)
(5)完成实验后,某同学将一体积为V长方体木块放入水中,木块漂浮在水面,如图所示。用0.24N的力可将木块全部压入水中;松手后,将露出部分切除,静止后,木块剩余部分有16.8cm3的体积露出水面,则长方体木块原来的体积V是 cm3。
【答案】(1)
(2)液体密度
(3)1.2
(4)>
(5)80
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)根据①图可知,物体的重力G=4.8N;②图的拉力F=3.4N;
受到的浮力F浮=G-F拉=4.8N-3.4N=1.4N,
浮力的方向竖直向上,作用在物体的重心,如图所示:
(2)在 ④、⑤ 两次实验可知,物体都是浸没,则排开液体的体积相同,只有液体的密度不同,因此浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关;
(3)根据①④可知,浸没在水中受到的浮力F浮=G-F拉=4.8N-2.8N=2N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:2N=ρ水gV排;
根据①⑤可知,浸没在盐水中受到的浮力F浮'=G-F拉'=4.8N-2.4N=2.4N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:2.4N=ρ盐水gV排;
解得:ρ盐水=1.2g/cm3;
(4)图⑤和图④中容器对水平桌面的压力等于液体、物体、杯子重力减去拉力,由于图戊盐水的密度大,总重力大,减小的拉力小了0.4N,故图戊和图丁中容器对水平桌面的压力之差大于0.4N。
(5)根据题意可知, 用0.24N的力可将木块全部压入水中,则此时施加的压力等于露出水面的部分排开水受到的浮力,
则松手后物体露出水面的体积:;
当同一物体漂浮在水面上时,浸入水中的体积与总体积的比值为一定值,即等于物体密度与水的密度之比,
那么得到:;
解得:V=80cm3。
【分析】 (1)根据①图确定物体的重力,根据①②利用F浮=G-F拉计算浮力,根据浮力的三要素完成作图;
(2)根据图片④、⑤ 分析哪个因素不同即可;
(3)计算①④和①⑤分别计算出物体浸没在水和盐水中的浮力,根据阿基米德原理列方程计算;
(4)根据浮力产生的原因结合相互作用力分析解答。
(5)当同一物体漂浮在水面上时,浸入水中的体积与总体积的比值为一定值,即等于物体密度与水的密度之比,以此为等量条件列出方程计算长方体原来的体积即可。
8.小凡同学学习了阿基米德原理后,猜想:物体受到的浮力大小与物体的密度有关,于是小凡进行了如图所示的实验进行了新的探究:她选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块,(铜分密度大于铁的密度),进行了如图所示的实验.
①小凡在探究过程中选取的步骤是 和 进行了对比,可得到铜块和铁块受到的浮力相等;
②小凡在实验中测得:铜块受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于’)铁块受到的浮力,由此得出物体受到的浮力大小与物体的密度 关(填“有”或“无”).
③聪明的小凡还计算出了铜块的体积为 m3,密度为 g/cm3.
【答案】AD;BE;等于;无;0.5×10﹣4;8.8
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】①要验证物体受到的浮力与物体密度的关系,需要分别测出体积相同的铁块和铜块的重力,然后金属块浸没在水中,分别读出弹簧测力计的拉力,最后利用称重法计算金属块受到的浮力,所以实验过程为ABDE;
②铁块受到的浮力为F铁=4N﹣3.5N=0.5N,铜块受到的浮力为F铜=4.4N﹣3.9N=0.5N,所以铜块受到的浮力等于铁块受到的浮力,说明物体所受的浮力大小与物体的密度无关;
③由实验步骤E得铜块此时受到的浮力为0.5N,
所以铜块的体积为V=V排===0.5×10﹣4m3,
铜块的密度为ρ====8.8×103kg/m3.=8.8g/cm3;
故答案为:①AD;BE;②等于;无;③0.5×10﹣4;8.8.
【分析】(1)要验证物体受到的浮力与密度是否有关,需要使密度不同的物体浸入同一种液体,并且排开液体的体积相同,根据称重法得到密度不同的物体受到的浮力进行比较;
(2)同一物体排开液体体积不同,受到的浮力不同,对应关系从拉力大小确定;
(3)已知铜块受到的浮力和水的密度,利用阿基米德原理变形公式得到铜块排开水的体积,也就是铜块的体积;已知铜块的重力,可以得到质量,已知质量和体积,利用公式ρ= 得到密度.
9.小明在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关,如图所示,鸡蛋浸没在水中时,所受到的浮力为 N;如果直接将该鸡蛋投入水中,该鸡蛋将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”);鸡蛋的密度是 .如果向水中加盐并轻轻搅拌,最终鸡蛋悬浮在盐水中,则此时盐水的密度 (填“大于”“小于”或“等于”)鸡蛋的密度.(g=10N/kg)
【答案】0.5;下沉;1.2×103;等于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】鸡蛋受到的浮力:0.6N﹣0.1N=0.5N;
因为0.6N>0.5N,重力大于浮力,所以鸡蛋将下沉;
由F浮=ρgV排可得:
V排===5×10﹣5m3,
因为鸡蛋全部浸没,故V排=V物=5×10﹣5m3,
鸡蛋的质量m===0.06kg,
则鸡蛋密度ρ===1.2×103kg/m3.
如果向水中加盐并轻轻搅拌,最终鸡蛋悬浮在盐水中,则此时盐水的密度等于鸡蛋的密度.
故答案为:0.5;下沉;1.2×103;等于.
【分析】①根据称重法:F浮=G﹣F拉求出物体浸没在水中时所受到的浮力.
②根据物体的沉浮条件可知:浮力大于重力,物体上浮;浮力小于重力,物体下沉;浮力等于重力,物体悬浮.根据此即可判断物体将下沉.
③然后根据F浮=ρgV排求得物体排开水的体积,因为物体全部浸没,故V排=V物,根据物体的重力可求得其质量,然后利用密度公式即可求得物体的密度.
④已知鸡蛋在水中的状态,根据物体的浮沉条件即可物体密度与液体密度的关系.
四、作图题
10.(粤沪版物理八年级下册第九章第1节认识浮力同步练习)在图中,画出静止在水面上的小球的受力示意图,并标注力的符号.
【答案】
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】小球收到浮力和重力两个力的作用,大小相等,方向相反,如图
【分析】受力分析是物理学的重要技能,初中应学会简单的受力分析方法.本题对漂浮在水面的小球作受力示意图,就是要求掌握:①小球受到哪些力的作用;这些力的特征是什么 ②要规范地用力的示意图表示出来.
11.(2024八下·襄阳期中)如图所示,小球漂浮在静止于斜面上的杯内液体中,请画出小球所受的力。
【答案】
【知识点】重力的方向;重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】因为小球漂浮在液体中,所以F浮=G,从小球的球心(重心)作竖直向下有向线段,用G表示小球的重力;作竖直向上的有向线段用F浮表示浮力,如图所示:
【分析】漂浮时,浮力等于重力,重力的方向总是竖直向下的,浮力的方向总是竖直向上的,作用点在重心,表示出重力和浮力的大小和方向。
五、实验探究题
12.(2024八下·隆回期末)如下图所示是某科研小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题。
(1)ABCDE五幅图中,A图中测力计的示数最大,A的测力计示数分别与BCDE的测力计示数之差表示物体在液体中后受到 的大小;
(2)比较A、B、C三图说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小可能与____;
A.物体浸入液体中的深度有关 B.物体排开液体的体积有关
C.物体的密度有关 D.液体的密度有关
(3)比较A、C、D三图时,C的测力计示数小于D的测力计的示数,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟 有关;
(4)比较A、D、E三图,D的测力计示数等于E的测力计的示数,可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的 无关;
(5)本次实验能否证明物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系? 。(选填“能”或“不能”)
【答案】(1)浮力
(2)A;B
(3)液体的密度
(4)深度
(5)不能
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)A的测力计示数大小与物体的重力相等;B、C、D、E的测力计示数变小,原因是物体在液体中受到浮力的作用;在B、C、D、E四图中物体处于静止状态,受力平衡,对物体受力分析可知:F浮=G-F示;A的测力计示数分别与B、C、 D、E的测力计示数之差表示物体在液体中受到的浮力大小;
(2)比较A、B、C三图可知:物体的密度、液体的密度相同,但B、C两图测力计的示数不同,浮力不同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小可能与物体浸入液体中的深度、物体排开液体的体积有关,故选AB;
(3)比较A、D、E三图可知:D、E两图中液体密度、排开液体体积相同,虽然液体的深度不同,但测力计示数相同,则物体受到的浮力相同,说明浮力大小与浸入液体的深度无关;
(4)要探究物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系,需保持其他变量相同,改变物体受到的重力大小,观察测力计示数的变化,但本次实验使用的是同一物体,物体受到的重力大小没有改变,不能证明物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系。
答:(1)浮力;(2) AB;(3)深度 ;(4)不能。
【分析】 (1)根据称重法可求物体受到的浮力;
(2)影响浮力大小的因素:液体的密度、物体排开液体的体积;
(3)在物理学中,进行探究实验时常常采用控制变量法研究问题,当实验结论受多个变量影响时,要遵循单一变量原则,控制其他变量相同,仅允许单一变量改变。
13.(2024八下·宜州期末)如图所示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验装置下列问题。请根据图示回答下列问题。
(1)比较图甲、乙可知:图乙中圆柱体受到的浮力的大小为 N,方向为 ;
(2)比较图乙、丙,说明浮力的大小与 有关;
(3)比较丙和丁,说明浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为 N;
(5)通过图丁、戊的探究,得到浮力大小与 有关;
(6)由图中数据可知,圆柱体的密度是 。
【答案】(1)0.6;竖直向上
(2)物体排开液体的体积
(3)无关
(4)2.2
(5)液体密度
(6)
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)由图甲可知圆柱体的重力为:G=3N,由图乙可知弹簧测力计的示数F'=2.4N,则圆柱体受到的浮力为:
F浮=G-F'=3N-2.4N=0.6N;浮力的方向是竖直向上的;
(2)比较图乙、丙可知,圆柱体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F可知,圆柱体受到的浮力不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(3)比较丙和丁可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度相同,物体所处的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,说明浮力的大小与物体浸没的深度无关;
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为:F'浮=G-F盐水=3N-0.8N=2.2N;根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,故圆柱体排开盐水的重力为2.2.N;
(5)通过图乙和戊可知,液体的密度不同,排开液体的体积不同,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是没有控制物体排开液体的体积相同;
(6)由图丁可知,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数:F″=1N,
则物体受到的浮力F浮'=G-F″=3N-1N=2N,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
圆柱体的体积:,
圆柱体的质量为:,
圆柱体的密度为:。
【分析】(1)由图甲可知圆柱体的重力,由图乙可知弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据浮力方向的知识解答。
(2)根据图片分析乙和丙中哪个因素不同即可;
(3)由图丙和丁可知,圆柱体浸没在水中的深度不同,比较弹簧测力计的示数得出结论;
(4)根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理判定排开的液体的重力;
(5)根据图片分析 丁、戊 中哪个因素不同即可;
(6)图丁可知圆柱体浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理表示出排开水的体积即为圆柱体的体积,根据G=mg和求出圆柱体的密度。
14.(2024八下·廉江月考)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中。
(1)通过对图 两个实验步骤的比较,可以知道物体浸没在液体中所受到的浮力与深度 (选填“有”或“无”)关。
(2)通过对图 两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与 有关。
(4)某兴趣小组又找来弹簧测力计、酒精、小桶、铁架台、吸管、刻度尺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同学们发现溢水杯中未装满水,如图(1)所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (偏大/偏小)。
②正确操作后,根据图(1)、(2)和(3)三次实验中弹簧测力计示数的变化,如果 等式成立(用图中弹簧测力计示数字母表示),说明阿基米德原理是正确的。
③细心的同学还根据图中部分弹簧测力计的示数,求得某液体的密度为 。并用一根长为20cm的吸管自制密度计进行验证,如图(4)所示,其中、,该密度计测得某液体的密度为 。(g取10N/kg)
【答案】(1)丙、丁;无
(2)乙、丙
(3)液体密度
(4)①偏小;②;③0.8;0.75
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 分析比较实验步骤丙和丁,物块浸没在水中,深度不同,但所受浮力相同。故该空填”丙、丁“;
第2空、 可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。故该空填” 无 “;
(2) 第1空、 分析实验步骤乙、丙,随着物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,物块所受浮力也增大,可以得出结论物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。故该空填” 乙、丙 “;
(3) 第1空、 通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,由称重法可知,物块所受浮力不同,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与液体密度有关。故该空填” 液体密度 “;
(4) 第1空、 ①溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力,得到溢出水的重力偏小。故该空填” 偏小 “;
第2空、 ②根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力,故当 时,可以验证阿基米德原理。故该空填” “;
第3空、 ③物块完全浸没水中时的浮力
完全浸没时
物块在液体中受到的浮力为:
液体的密度:
。故该空填” 0.8 “;
第4空、 密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,密度计在水中受到的浮力和在另一种液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可得
解方程可得 。故该空填” 0.75 “。
【分析】根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力;根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力;
根据阿基米德原理结合称重法F浮=G-F示列方程可得物块的体积;根据称重法计算物块在液体中受到的浮力,根据阿基米德原理求出液体的密度;密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,根据阿基米德原理列方程可得液体的密度;密度计在液体中受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可知选择横截面积更细的吸管制作密度计可以提高密度计的精确度。
15.(2023八下·福州期末) 小含同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小含的实验探究回答下列问题:
(1)实验步骤与的数据表明:浮力大小与 有关;根据与两图所标的实验数据可知:物体浸没在盐水中所受的浮力大小为 。
(2)小含对四个步骤分析时,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关,对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而 选填“增大”、“减小”或“不变”,当物体浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度 选填“有关”或“无关”。
(3)根据小含的实验数据可知:物块的密度是 。
(4)爱物理的小含在学习了浮力这一章之后设计了一个实验测某金属块的密度,如图所示实验器材有小空桶、溢水杯、烧杯、量筒和水,实验步骤如下:
让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为,如图乙;
将烧杯中水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
将金属块放入小空桶,小空桶仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为,如图丁。
则被测金属块的密度是 。在实验步骤和中,将沾有水的金属块放入小空桶,测出的金属块密度将 选填“偏大”、“不变”或“偏小”。
【答案】(1)液体密度;2.4
(2)增大;无关
(3)
(4)3.3;不变
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)完全浸没在水中时所受浮力2N,完全浸没在盐水时,所受福利为2.4N。所以浮力大小与液体密度有关。利用称重法求的浮力大小为2.4N。
(2)浮力大小与排开液体体积有关,排开液体体积增大,浮力越大。当物体完全浸没时,排开体积不变,浮力是不变,所以浮力与进入的深度无关。
(3)没有进入水中时,弹簧测力计的示数等于物体重力G=F=8N,故物体的质量为,由AC两图可以求出物体浸入水中时受到的浮力,进而求出物体的体积,即,那么物体的密度为。
(4)由乙图可以知道金属块的体积为v金=10mL=10cm3,因为漂浮,金属块的重力等于溢出水的重力,可以推导出金属块的质量等于溢出水的质量,因为水位上升的体积还需要10mL,所以溢出水的体积应该为33mL,即m金=m溢=ρ水v=1g/cm3×33cm3=33g,金属块的密度为将沾有水的金属块放入小空桶,排出水的体积不变,所以测出的金属块密度将不变。
【分析】(1)利用称重法可以求出在水中和盐水中受到的浮力大小。
(2)浮力大小与排开液体体积有关与深度无关。
(3)先求出质量,再根据浮力求出体积,最后利用密度公式求出密度大小。
(4)物体浸没时,排出水的体积等于物体体积,物体漂浮时重力等于受到的浮力。
六、综合题
16.(2024八下·潮南月考)学习了浮力的知识后,小明找来一些物品(蜡烛、铁钉、石块、软木寨、橡皮泥),想利用这些物品进行浮力的相关探究:
(1)他猜想其中铁钉、石块放入水中可能会沉入水底,他的猜想主要是依据物体的 ;
(2)小明将这块橡皮泥分成相同的两块,并做成实心球形和碗形,分别放入相同的两杯水中,静止时出现如图甲、乙所示的现象,甲杯中橡皮泥所受的浮力 乙杯中橡皮泥所受的浮力。而 杯中水面升高得较多,由此可知,轮船能够漂浮在水面上,是因为轮船做成 的,增大了排开水的体积;
(3)小明又将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),制成了简易密度计,将它分别放到盛有不同种类液体的丙、丁杯中,静止时如图所示,由此可以判断出密度计在丙、丁两种液体的浮力大小关系为:F丙 F丁,丙、丁两种液体的密度关系为: 。
【答案】(1)密度
(2)小于;乙;空心
(3)等于;小于
【知识点】浮力及其产生原因;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 通常情况下,当物体的密度大于液体的密度时,物体在该液体中容易下沉;当物体的密度小于或等于液体的密度时,物体可能漂浮或悬浮。所以通过比较物体和液体的密度,可以大致推测物体在液体中的沉浮情况,这里他猜想铁钉、石块会沉入水底,主要就是考虑到它们的密度相对水较大。故该空填“ 密度 ”;
(2) 第1空、 在甲图中,橡皮泥实心球下沉,根据浮沉条件可知其受到的浮力小于重力。故该空填“ 小于 ”;
第2空、 而在乙图中,碗形橡皮泥漂浮,其受到的浮力等于重力,由于是同一块橡皮泥分成相同的两块,重力相同,所以甲杯中橡皮泥所受浮力小于乙杯中橡皮泥所受浮力。故该空填“ 乙 ”;
第3空、 乙杯中橡皮泥排开的水更多,导致水面升高得较多。轮船就是利用了这个原理,做成空心的形状,这样可以大大增加排开水的体积,从而获得足够的浮力以漂浮在水面上。故该空填“ 空心 ”;
(3) 第1空、 对于密度计,不管在何种液体中,它始终处于漂浮状态,根据浮沉条件,浮力始终等于重力,而密度计自身重力不变,所以它在丙、丁两种液体中的浮力 F丙等于 F丁。故该空填“ 等于 ”;
第2空、 再看浸入液体中的深度,密度计在丙中浸入得更深,说明丙液体的密度较小才能使它排开较少的液体就获得足够浮力,而丁中浸入较浅,说明丁液体的密度较大,所以丙液体的密度小于丁液体的密度。故该空填“ 小于 ”。
【分析】(1)依据物体的密度与液体密度的比较来推测沉浮,这是基于浮力原理的基本思路。
(2)通过分析甲、乙两图中橡皮泥的状态判断浮力与重力的关系,进而得出浮力大小的比较;从两杯中水面升高情况对比得出排开水量的不同,再联系到轮船空心增大浮力的原理。
(3)根据密度计漂浮这一特点知道其浮力始终等于重力,从而得出在两种液体中浮力相等;又根据其在不同液体中浸入深度的不同,结合浮力原理分析出液体密度的大小关系。
17.(2024八下·廉江月考)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)圆柱体的体积是 ;圆柱体的密度是 ;(g取10N/kg)
(3)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越 (选填“大”或“小”);
(4)分析图象CD段,可得结论 。
【答案】(1)12;8
(2);1.5
(3)大
(4)浮力大小跟物体的浸没深度无关
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 由图象可知, 当 时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中, 根据二力平衡条件可知, G=12N。故该空填”12“;
第2空、 从 开始,弹簧测力计示数F'不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,则圆柱体浸没在水中时,受到的浮力: 8N。故该空填”8“;
(2) 第1空、 因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液V排g得,圆柱体的体积:
。故该空填” “;
第2空、 由G 可得,物体的质量:
,
则圆柱体的密度:
。故该空填”1.5“;
(3) 第1空、 分析图象BC段,物体完全浸没前,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明受到的浮力增大;故该空填” 大 “;
(4) 第1空、 分析CD,物体完全浸没,浸没的深度变化,测力计的示数不变,可知浮力大小不变,可得结论:浮力大小与物体浸没的深度无关.故该空填” 浮力大小跟物体的浸没深度无关 “。
【分析】由题知,物体缓慢下落,整个过程中物体受力平衡,图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系。分析图象AB段,物体还没浸入水中,由二力平衡知物重;分析图象CD段,物体全部浸没水中,对物体受力分析 ;)物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,由阿基米德原理求出圆柱体排开水的体积和自身的体积相等;由公式 求出质量,再由 求出物体的密度;分析BC段, 为物体慢慢浸入液体,直到浸没的过程,弹簧测力计的读数逐渐变小,由图知浮力的变化; 分析CD段,完全浸没时测力计的变化,得出浮力的变化。
18.(2023八下·江门期末)小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的烧杯,烧杯中分别装有一定量的酒精和水,对浸没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。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关。在图乙中,把物块A浸没在酒精中后,酒精对烧杯底部的压力增加了 N;
(2)物块A的质量是 kg,体积是 m3,其密度是 kg/m3;
(3)在实验过程中,小明想到,如果在测力计2.8N的位置上标上酒精的密度,在图丙测力计指针所在的位置处标上水的密度,再把该物块分别浸没到密度不同的液体中,按照上述方法分别标上密度值,就可以把测力计改装成一个密度秤。该密度秤的量程应该是 kg/m3。用该密度秤测量某液体的密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积露出液面(物块不接触容器底部),则所测出的液体的密度值会 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)液体的密度;0.8
(2)0.36;1×10﹣4;3.6×103
(3)0~3.6×103;偏小
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由甲乙丙图像可知物体浸没在酒精和水中浮力大小不同,所以浮力大小与液体密度有关;在图乙中,把物块A浸没在酒精中后,酒精对烧杯底部的压力增加量等于浮力大小,即;
(2)由图甲可知,所以;
浸没酒精中时,;
物体A的密度是;
(3)弹簧测力计示数为0时,液体密度最大,所以,即,密度秤的量程应该是0~3.6×103kg/m3;用该密度秤测量某液体的密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积露出液面,则弹簧测力计示数变大,则所测出的液体的密度值会偏小。
【分析】(1)由甲乙丙图像可知物体浸没在酒精和水中浮力大小不同,所以浮力大小与液体密度有关;在图乙中,把物块A浸没在酒精中后,酒精对烧杯底部的压力增加量等于浮力大小;
(2)由图甲可知A的重力,A的质量为;浸没酒精中时,排开酒精体积等于物体A的体积,由阿基米德原理可得;物体A的密度是;
(3)弹簧测力计示数为0时,液体密度最大,所以,求解出密度秤的最大值;用该密度秤测量某液体的密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积露出液面,则弹簧测力计示数变大,则所测出的液体的密度值会偏小。
1 / 1人教版八下物理同步练习10.1 浮力(培优卷)
一、选择题
1.(粤沪版物理八年级下册第九章第1节认识浮力同步练习)关于浮力,下列说法正确的是( )
A.在水中会下沉的金属块不受到浮力
B.浮力的大小与物体浸没的深度有关
C.浮力的大小与物体的形状有关
D.浮力是由于物体上、下表面受到的压强不同产生的
2.如图所示,把一只乒乓球放在瓶内(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径),从上面倒入水,观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,但乒乓球并不上浮.对乓乒球受力分析正确的是( )
A.重力、浮力、压力 B.浮力、压力、支持力
C.重力、支持力、浮力 D.重力、压力、支持力
3.(2024八下·青秀期中)如图甲,用弹簧测力计悬挂的圆柱体缓慢浸入盛水的烧杯中,直至圆柱体浸没在水中,以下判断正确的是( )
A.圆柱体受到重力为8N
B.圆柱体的高度为8cm
C.圆柱体上表面刚进入水时受到浮力为2N
D.圆柱体的密度为1.25×103kg/m3
4.(粤沪版物理科目八年级下册第九章第2节阿基米德原理同步练习)小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象如图乙,从图乙可知( )
A.物体受到的重力为2N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C.该物体的密度为1.0×103kg/m3
D.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
5.一物体(长方体)漂浮在液面上,如图甲所示.对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置.已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,p、F浮与h的关系如图乙所示.其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
二、多选题
6.(2024八下·青秀期中)A、B是可自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法正确的是( )
A.A物体不一定受到浮力作用 B.B物体一定受到浮力作用
C.C部分不一定受到浮力作用 D.D部分一定不受浮力的作用
三、填空题
7.(2024八下·江岸期末) 如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置,实验过程中,相同柱形薄壁容器盛有体积相同的水或者盐水,弹簧测力计挂着同一物体A。
(1)图②中,用力的示意图表示出物体A所受浮力的三要素 ;
(2)分析④、⑤两次实验可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟 有关;
(3)盐水的密度是 g/cm3;
(4)图⑤和图④中容器对水平桌面的压力之差 0.4N;(填“>”“<”或“=”)
(5)完成实验后,某同学将一体积为V长方体木块放入水中,木块漂浮在水面,如图所示。用0.24N的力可将木块全部压入水中;松手后,将露出部分切除,静止后,木块剩余部分有16.8cm3的体积露出水面,则长方体木块原来的体积V是 cm3。
8.小凡同学学习了阿基米德原理后,猜想:物体受到的浮力大小与物体的密度有关,于是小凡进行了如图所示的实验进行了新的探究:她选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块,(铜分密度大于铁的密度),进行了如图所示的实验.
①小凡在探究过程中选取的步骤是 和 进行了对比,可得到铜块和铁块受到的浮力相等;
②小凡在实验中测得:铜块受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于’)铁块受到的浮力,由此得出物体受到的浮力大小与物体的密度 关(填“有”或“无”).
③聪明的小凡还计算出了铜块的体积为 m3,密度为 g/cm3.
9.小明在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关,如图所示,鸡蛋浸没在水中时,所受到的浮力为 N;如果直接将该鸡蛋投入水中,该鸡蛋将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”);鸡蛋的密度是 .如果向水中加盐并轻轻搅拌,最终鸡蛋悬浮在盐水中,则此时盐水的密度 (填“大于”“小于”或“等于”)鸡蛋的密度.(g=10N/kg)
四、作图题
10.(粤沪版物理八年级下册第九章第1节认识浮力同步练习)在图中,画出静止在水面上的小球的受力示意图,并标注力的符号.
11.(2024八下·襄阳期中)如图所示,小球漂浮在静止于斜面上的杯内液体中,请画出小球所受的力。
五、实验探究题
12.(2024八下·隆回期末)如下图所示是某科研小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题。
(1)ABCDE五幅图中,A图中测力计的示数最大,A的测力计示数分别与BCDE的测力计示数之差表示物体在液体中后受到 的大小;
(2)比较A、B、C三图说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小可能与____;
A.物体浸入液体中的深度有关 B.物体排开液体的体积有关
C.物体的密度有关 D.液体的密度有关
(3)比较A、C、D三图时,C的测力计示数小于D的测力计的示数,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟 有关;
(4)比较A、D、E三图,D的测力计示数等于E的测力计的示数,可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的 无关;
(5)本次实验能否证明物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系? 。(选填“能”或“不能”)
13.(2024八下·宜州期末)如图所示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验装置下列问题。请根据图示回答下列问题。
(1)比较图甲、乙可知:图乙中圆柱体受到的浮力的大小为 N,方向为 ;
(2)比较图乙、丙,说明浮力的大小与 有关;
(3)比较丙和丁,说明浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为 N;
(5)通过图丁、戊的探究,得到浮力大小与 有关;
(6)由图中数据可知,圆柱体的密度是 。
14.(2024八下·廉江月考)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中。
(1)通过对图 两个实验步骤的比较,可以知道物体浸没在液体中所受到的浮力与深度 (选填“有”或“无”)关。
(2)通过对图 两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与 有关。
(4)某兴趣小组又找来弹簧测力计、酒精、小桶、铁架台、吸管、刻度尺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同学们发现溢水杯中未装满水,如图(1)所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (偏大/偏小)。
②正确操作后,根据图(1)、(2)和(3)三次实验中弹簧测力计示数的变化,如果 等式成立(用图中弹簧测力计示数字母表示),说明阿基米德原理是正确的。
③细心的同学还根据图中部分弹簧测力计的示数,求得某液体的密度为 。并用一根长为20cm的吸管自制密度计进行验证,如图(4)所示,其中、,该密度计测得某液体的密度为 。(g取10N/kg)
15.(2023八下·福州期末) 小含同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小含的实验探究回答下列问题:
(1)实验步骤与的数据表明:浮力大小与 有关;根据与两图所标的实验数据可知:物体浸没在盐水中所受的浮力大小为 。
(2)小含对四个步骤分析时,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关,对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而 选填“增大”、“减小”或“不变”,当物体浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度 选填“有关”或“无关”。
(3)根据小含的实验数据可知:物块的密度是 。
(4)爱物理的小含在学习了浮力这一章之后设计了一个实验测某金属块的密度,如图所示实验器材有小空桶、溢水杯、烧杯、量筒和水,实验步骤如下:
让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为,如图乙;
将烧杯中水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
将金属块放入小空桶,小空桶仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为,如图丁。
则被测金属块的密度是 。在实验步骤和中,将沾有水的金属块放入小空桶,测出的金属块密度将 选填“偏大”、“不变”或“偏小”。
六、综合题
16.(2024八下·潮南月考)学习了浮力的知识后,小明找来一些物品(蜡烛、铁钉、石块、软木寨、橡皮泥),想利用这些物品进行浮力的相关探究:
(1)他猜想其中铁钉、石块放入水中可能会沉入水底,他的猜想主要是依据物体的 ;
(2)小明将这块橡皮泥分成相同的两块,并做成实心球形和碗形,分别放入相同的两杯水中,静止时出现如图甲、乙所示的现象,甲杯中橡皮泥所受的浮力 乙杯中橡皮泥所受的浮力。而 杯中水面升高得较多,由此可知,轮船能够漂浮在水面上,是因为轮船做成 的,增大了排开水的体积;
(3)小明又将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),制成了简易密度计,将它分别放到盛有不同种类液体的丙、丁杯中,静止时如图所示,由此可以判断出密度计在丙、丁两种液体的浮力大小关系为:F丙 F丁,丙、丁两种液体的密度关系为: 。
17.(2024八下·廉江月考)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)圆柱体的体积是 ;圆柱体的密度是 ;(g取10N/kg)
(3)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越 (选填“大”或“小”);
(4)分析图象CD段,可得结论 。
18.(2023八下·江门期末)小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的烧杯,烧杯中分别装有一定量的酒精和水,对浸没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。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关。在图乙中,把物块A浸没在酒精中后,酒精对烧杯底部的压力增加了 N;
(2)物块A的质量是 kg,体积是 m3,其密度是 kg/m3;
(3)在实验过程中,小明想到,如果在测力计2.8N的位置上标上酒精的密度,在图丙测力计指针所在的位置处标上水的密度,再把该物块分别浸没到密度不同的液体中,按照上述方法分别标上密度值,就可以把测力计改装成一个密度秤。该密度秤的量程应该是 kg/m3。用该密度秤测量某液体的密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积露出液面(物块不接触容器底部),则所测出的液体的密度值会 (选填“偏大”或“偏小”)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.在水中会下沉的金属块也受到水对它产生的向上的压力,也受浮力作用,故A错;
B.C.因为物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而与其它因素都无关,故B.C错;
D.浮力实质就是液体对浸在液体内的物体向上和向下的压力差,压力差的出现就是由于物体上.下表面受到的压强不同产生的,故D正确.
故选D.
【分析】从浮力产生的原因和浮力的定义.方向去分析判断.
2.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:图中,水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,即乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,也就没有压力差,所以,乒乓球不受浮力.
受到水的压力和瓶子的支持力和自身的重力.
故选D.
【分析】乒乓球受到重力、支持力、压力的作用;浮力是由于浸没在液体中的物体上下表面受到液体的压力差而产生.
3.【答案】D
【知识点】固体密度的测量;重力及其大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A:由图像可知,弹簧测力计示数为10N ,此时圆柱体没有浸入水中,圆柱体的重力G=F=10N。故A错误;
B:由图像可知,圆柱体下降4cm后,测力计的示数开始减小,说明物体下降4cm是物体下表面与水面相平,当圆柱体下降高度8cm后,测力计的示数开始不变,说明圆柱体下降高度8cm时,圆柱体刚好浸没在水中,则圆柱体的高度为h=8cm﹣4cm=4cm。故B错误;
C:由图像可知,圆柱体完全浸没,弹簧测力计示数为2N不变。此时圆柱体受到的浮力 。即圆柱体上表面刚进入水时受到浮力为8N。故C错误;
D:由 可知,圆柱体浸没在水中时,排开水的体积
所以圆柱体的体积
由(G=mg可知,圆柱体的质量
圆柱体密度
。故D正确;
综上,正确答案为D.
【分析】 首先通过观察图像中弹簧测力计初始示数确定圆柱体的重力;然后根据图像中示数变化的转折点及最终状态来分析圆柱体的高度等信息;接着根据测力计示数的变化计算不同阶段的浮力;再利用浮力和相关公式求出圆柱体的体积、质量和密度等。
4.【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A、由图示图象可知,物体没有浸入液体时测力计示数为4N,则物体重力:G=4N,故A错误;
B、由图示图象可知,物体完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣2N=2N,故B正确;
C、由浮力公式:F浮=ρgV排可知,物体的体积:V=V排===2×10﹣4m3,
由G=mg可知,物体的质量:m===0.4kg,物体的密度:ρ物体===2×103kg/m3,故C错误;
D、由图示图象可知,物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比,物体完全进入液体后受到的浮力不变,故D错误;
故选B.
【分析】分析图示图象答题:物体没有浸入液体时测力计的示数为物体的重力;
物体的重力与测力计示数之差是物体受到的浮力;
根据物体受到的浮力,应用浮力公式可以求出物体的密度.
5.【答案】A
【知识点】压强;探究浮力大小的实验
【解析】由公式p=ρgh可知,深度越大,液体产生的压强越大,故①图象正确;
根据公式F浮=ρgV排可知,完全没入以前,深度越大,排开水的体积越大,浮力越大,完全浸没后,排开水的体积不再改变,不管深度怎样改变,浮力大小不变,故③图象正确.
故选A.
6.【答案】B,D
【知识点】浮力及其产生原因;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A :A 物体下部有水,受到向上的力,所以 A 物体一定受浮力。故A 错误;
B :B 物体浸在水中,下表面受到水向上的压力,上表面也受到水向下的压力,下表面压力大于上表面压力,所以 B 物体一定受到浮力作用。故B 正确;
C:C 部分与容器是一体的,不存在上下表面的压力差,一定不受浮力。故C 错误;
D :D 部分与容器是一体的,不会受到浮力。故D 正确;
综上,正确答案为B、D。
【分析】 首先明确浮力产生的本质是上下表面的压力差。然后对 A 物体,因其下部无水,判断其不受浮力;对 B 物体,因其浸在水中且有上下表面压力差,确定其受浮力;对 C 部分,虽凸起但与容器一体,无压力差,判断不受浮力;对 D 部分,同理也确定其不受浮力。
7.【答案】(1)
(2)液体密度
(3)1.2
(4)>
(5)80
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)根据①图可知,物体的重力G=4.8N;②图的拉力F=3.4N;
受到的浮力F浮=G-F拉=4.8N-3.4N=1.4N,
浮力的方向竖直向上,作用在物体的重心,如图所示:
(2)在 ④、⑤ 两次实验可知,物体都是浸没,则排开液体的体积相同,只有液体的密度不同,因此浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关;
(3)根据①④可知,浸没在水中受到的浮力F浮=G-F拉=4.8N-2.8N=2N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:2N=ρ水gV排;
根据①⑤可知,浸没在盐水中受到的浮力F浮'=G-F拉'=4.8N-2.4N=2.4N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:2.4N=ρ盐水gV排;
解得:ρ盐水=1.2g/cm3;
(4)图⑤和图④中容器对水平桌面的压力等于液体、物体、杯子重力减去拉力,由于图戊盐水的密度大,总重力大,减小的拉力小了0.4N,故图戊和图丁中容器对水平桌面的压力之差大于0.4N。
(5)根据题意可知, 用0.24N的力可将木块全部压入水中,则此时施加的压力等于露出水面的部分排开水受到的浮力,
则松手后物体露出水面的体积:;
当同一物体漂浮在水面上时,浸入水中的体积与总体积的比值为一定值,即等于物体密度与水的密度之比,
那么得到:;
解得:V=80cm3。
【分析】 (1)根据①图确定物体的重力,根据①②利用F浮=G-F拉计算浮力,根据浮力的三要素完成作图;
(2)根据图片④、⑤ 分析哪个因素不同即可;
(3)计算①④和①⑤分别计算出物体浸没在水和盐水中的浮力,根据阿基米德原理列方程计算;
(4)根据浮力产生的原因结合相互作用力分析解答。
(5)当同一物体漂浮在水面上时,浸入水中的体积与总体积的比值为一定值,即等于物体密度与水的密度之比,以此为等量条件列出方程计算长方体原来的体积即可。
8.【答案】AD;BE;等于;无;0.5×10﹣4;8.8
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】①要验证物体受到的浮力与物体密度的关系,需要分别测出体积相同的铁块和铜块的重力,然后金属块浸没在水中,分别读出弹簧测力计的拉力,最后利用称重法计算金属块受到的浮力,所以实验过程为ABDE;
②铁块受到的浮力为F铁=4N﹣3.5N=0.5N,铜块受到的浮力为F铜=4.4N﹣3.9N=0.5N,所以铜块受到的浮力等于铁块受到的浮力,说明物体所受的浮力大小与物体的密度无关;
③由实验步骤E得铜块此时受到的浮力为0.5N,
所以铜块的体积为V=V排===0.5×10﹣4m3,
铜块的密度为ρ====8.8×103kg/m3.=8.8g/cm3;
故答案为:①AD;BE;②等于;无;③0.5×10﹣4;8.8.
【分析】(1)要验证物体受到的浮力与密度是否有关,需要使密度不同的物体浸入同一种液体,并且排开液体的体积相同,根据称重法得到密度不同的物体受到的浮力进行比较;
(2)同一物体排开液体体积不同,受到的浮力不同,对应关系从拉力大小确定;
(3)已知铜块受到的浮力和水的密度,利用阿基米德原理变形公式得到铜块排开水的体积,也就是铜块的体积;已知铜块的重力,可以得到质量,已知质量和体积,利用公式ρ= 得到密度.
9.【答案】0.5;下沉;1.2×103;等于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】鸡蛋受到的浮力:0.6N﹣0.1N=0.5N;
因为0.6N>0.5N,重力大于浮力,所以鸡蛋将下沉;
由F浮=ρgV排可得:
V排===5×10﹣5m3,
因为鸡蛋全部浸没,故V排=V物=5×10﹣5m3,
鸡蛋的质量m===0.06kg,
则鸡蛋密度ρ===1.2×103kg/m3.
如果向水中加盐并轻轻搅拌,最终鸡蛋悬浮在盐水中,则此时盐水的密度等于鸡蛋的密度.
故答案为:0.5;下沉;1.2×103;等于.
【分析】①根据称重法:F浮=G﹣F拉求出物体浸没在水中时所受到的浮力.
②根据物体的沉浮条件可知:浮力大于重力,物体上浮;浮力小于重力,物体下沉;浮力等于重力,物体悬浮.根据此即可判断物体将下沉.
③然后根据F浮=ρgV排求得物体排开水的体积,因为物体全部浸没,故V排=V物,根据物体的重力可求得其质量,然后利用密度公式即可求得物体的密度.
④已知鸡蛋在水中的状态,根据物体的浮沉条件即可物体密度与液体密度的关系.
10.【答案】
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】小球收到浮力和重力两个力的作用,大小相等,方向相反,如图
【分析】受力分析是物理学的重要技能,初中应学会简单的受力分析方法.本题对漂浮在水面的小球作受力示意图,就是要求掌握:①小球受到哪些力的作用;这些力的特征是什么 ②要规范地用力的示意图表示出来.
11.【答案】
【知识点】重力的方向;重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】因为小球漂浮在液体中,所以F浮=G,从小球的球心(重心)作竖直向下有向线段,用G表示小球的重力;作竖直向上的有向线段用F浮表示浮力,如图所示:
【分析】漂浮时,浮力等于重力,重力的方向总是竖直向下的,浮力的方向总是竖直向上的,作用点在重心,表示出重力和浮力的大小和方向。
12.【答案】(1)浮力
(2)A;B
(3)液体的密度
(4)深度
(5)不能
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)A的测力计示数大小与物体的重力相等;B、C、D、E的测力计示数变小,原因是物体在液体中受到浮力的作用;在B、C、D、E四图中物体处于静止状态,受力平衡,对物体受力分析可知:F浮=G-F示;A的测力计示数分别与B、C、 D、E的测力计示数之差表示物体在液体中受到的浮力大小;
(2)比较A、B、C三图可知:物体的密度、液体的密度相同,但B、C两图测力计的示数不同,浮力不同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小可能与物体浸入液体中的深度、物体排开液体的体积有关,故选AB;
(3)比较A、D、E三图可知:D、E两图中液体密度、排开液体体积相同,虽然液体的深度不同,但测力计示数相同,则物体受到的浮力相同,说明浮力大小与浸入液体的深度无关;
(4)要探究物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系,需保持其他变量相同,改变物体受到的重力大小,观察测力计示数的变化,但本次实验使用的是同一物体,物体受到的重力大小没有改变,不能证明物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系。
答:(1)浮力;(2) AB;(3)深度 ;(4)不能。
【分析】 (1)根据称重法可求物体受到的浮力;
(2)影响浮力大小的因素:液体的密度、物体排开液体的体积;
(3)在物理学中,进行探究实验时常常采用控制变量法研究问题,当实验结论受多个变量影响时,要遵循单一变量原则,控制其他变量相同,仅允许单一变量改变。
13.【答案】(1)0.6;竖直向上
(2)物体排开液体的体积
(3)无关
(4)2.2
(5)液体密度
(6)
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)由图甲可知圆柱体的重力为:G=3N,由图乙可知弹簧测力计的示数F'=2.4N,则圆柱体受到的浮力为:
F浮=G-F'=3N-2.4N=0.6N;浮力的方向是竖直向上的;
(2)比较图乙、丙可知,圆柱体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F可知,圆柱体受到的浮力不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(3)比较丙和丁可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度相同,物体所处的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,说明浮力的大小与物体浸没的深度无关;
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为:F'浮=G-F盐水=3N-0.8N=2.2N;根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,故圆柱体排开盐水的重力为2.2.N;
(5)通过图乙和戊可知,液体的密度不同,排开液体的体积不同,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是没有控制物体排开液体的体积相同;
(6)由图丁可知,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数:F″=1N,
则物体受到的浮力F浮'=G-F″=3N-1N=2N,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
圆柱体的体积:,
圆柱体的质量为:,
圆柱体的密度为:。
【分析】(1)由图甲可知圆柱体的重力,由图乙可知弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据浮力方向的知识解答。
(2)根据图片分析乙和丙中哪个因素不同即可;
(3)由图丙和丁可知,圆柱体浸没在水中的深度不同,比较弹簧测力计的示数得出结论;
(4)根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理判定排开的液体的重力;
(5)根据图片分析 丁、戊 中哪个因素不同即可;
(6)图丁可知圆柱体浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理表示出排开水的体积即为圆柱体的体积,根据G=mg和求出圆柱体的密度。
14.【答案】(1)丙、丁;无
(2)乙、丙
(3)液体密度
(4)①偏小;②;③0.8;0.75
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 分析比较实验步骤丙和丁,物块浸没在水中,深度不同,但所受浮力相同。故该空填”丙、丁“;
第2空、 可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。故该空填” 无 “;
(2) 第1空、 分析实验步骤乙、丙,随着物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,物块所受浮力也增大,可以得出结论物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。故该空填” 乙、丙 “;
(3) 第1空、 通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,由称重法可知,物块所受浮力不同,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与液体密度有关。故该空填” 液体密度 “;
(4) 第1空、 ①溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力,得到溢出水的重力偏小。故该空填” 偏小 “;
第2空、 ②根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力,故当 时,可以验证阿基米德原理。故该空填” “;
第3空、 ③物块完全浸没水中时的浮力
完全浸没时
物块在液体中受到的浮力为:
液体的密度:
。故该空填” 0.8 “;
第4空、 密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,密度计在水中受到的浮力和在另一种液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可得
解方程可得 。故该空填” 0.75 “。
【分析】根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力;根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力;
根据阿基米德原理结合称重法F浮=G-F示列方程可得物块的体积;根据称重法计算物块在液体中受到的浮力,根据阿基米德原理求出液体的密度;密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,根据阿基米德原理列方程可得液体的密度;密度计在液体中受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可知选择横截面积更细的吸管制作密度计可以提高密度计的精确度。
15.【答案】(1)液体密度;2.4
(2)增大;无关
(3)
(4)3.3;不变
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)完全浸没在水中时所受浮力2N,完全浸没在盐水时,所受福利为2.4N。所以浮力大小与液体密度有关。利用称重法求的浮力大小为2.4N。
(2)浮力大小与排开液体体积有关,排开液体体积增大,浮力越大。当物体完全浸没时,排开体积不变,浮力是不变,所以浮力与进入的深度无关。
(3)没有进入水中时,弹簧测力计的示数等于物体重力G=F=8N,故物体的质量为,由AC两图可以求出物体浸入水中时受到的浮力,进而求出物体的体积,即,那么物体的密度为。
(4)由乙图可以知道金属块的体积为v金=10mL=10cm3,因为漂浮,金属块的重力等于溢出水的重力,可以推导出金属块的质量等于溢出水的质量,因为水位上升的体积还需要10mL,所以溢出水的体积应该为33mL,即m金=m溢=ρ水v=1g/cm3×33cm3=33g,金属块的密度为将沾有水的金属块放入小空桶,排出水的体积不变,所以测出的金属块密度将不变。
【分析】(1)利用称重法可以求出在水中和盐水中受到的浮力大小。
(2)浮力大小与排开液体体积有关与深度无关。
(3)先求出质量,再根据浮力求出体积,最后利用密度公式求出密度大小。
(4)物体浸没时,排出水的体积等于物体体积,物体漂浮时重力等于受到的浮力。
16.【答案】(1)密度
(2)小于;乙;空心
(3)等于;小于
【知识点】浮力及其产生原因;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 通常情况下,当物体的密度大于液体的密度时,物体在该液体中容易下沉;当物体的密度小于或等于液体的密度时,物体可能漂浮或悬浮。所以通过比较物体和液体的密度,可以大致推测物体在液体中的沉浮情况,这里他猜想铁钉、石块会沉入水底,主要就是考虑到它们的密度相对水较大。故该空填“ 密度 ”;
(2) 第1空、 在甲图中,橡皮泥实心球下沉,根据浮沉条件可知其受到的浮力小于重力。故该空填“ 小于 ”;
第2空、 而在乙图中,碗形橡皮泥漂浮,其受到的浮力等于重力,由于是同一块橡皮泥分成相同的两块,重力相同,所以甲杯中橡皮泥所受浮力小于乙杯中橡皮泥所受浮力。故该空填“ 乙 ”;
第3空、 乙杯中橡皮泥排开的水更多,导致水面升高得较多。轮船就是利用了这个原理,做成空心的形状,这样可以大大增加排开水的体积,从而获得足够的浮力以漂浮在水面上。故该空填“ 空心 ”;
(3) 第1空、 对于密度计,不管在何种液体中,它始终处于漂浮状态,根据浮沉条件,浮力始终等于重力,而密度计自身重力不变,所以它在丙、丁两种液体中的浮力 F丙等于 F丁。故该空填“ 等于 ”;
第2空、 再看浸入液体中的深度,密度计在丙中浸入得更深,说明丙液体的密度较小才能使它排开较少的液体就获得足够浮力,而丁中浸入较浅,说明丁液体的密度较大,所以丙液体的密度小于丁液体的密度。故该空填“ 小于 ”。
【分析】(1)依据物体的密度与液体密度的比较来推测沉浮,这是基于浮力原理的基本思路。
(2)通过分析甲、乙两图中橡皮泥的状态判断浮力与重力的关系,进而得出浮力大小的比较;从两杯中水面升高情况对比得出排开水量的不同,再联系到轮船空心增大浮力的原理。
(3)根据密度计漂浮这一特点知道其浮力始终等于重力,从而得出在两种液体中浮力相等;又根据其在不同液体中浸入深度的不同,结合浮力原理分析出液体密度的大小关系。
17.【答案】(1)12;8
(2);1.5
(3)大
(4)浮力大小跟物体的浸没深度无关
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 由图象可知, 当 时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中, 根据二力平衡条件可知, G=12N。故该空填”12“;
第2空、 从 开始,弹簧测力计示数F'不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,则圆柱体浸没在水中时,受到的浮力: 8N。故该空填”8“;
(2) 第1空、 因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液V排g得,圆柱体的体积:
。故该空填” “;
第2空、 由G 可得,物体的质量:
,
则圆柱体的密度:
。故该空填”1.5“;
(3) 第1空、 分析图象BC段,物体完全浸没前,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明受到的浮力增大;故该空填” 大 “;
(4) 第1空、 分析CD,物体完全浸没,浸没的深度变化,测力计的示数不变,可知浮力大小不变,可得结论:浮力大小与物体浸没的深度无关.故该空填” 浮力大小跟物体的浸没深度无关 “。
【分析】由题知,物体缓慢下落,整个过程中物体受力平衡,图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系。分析图象AB段,物体还没浸入水中,由二力平衡知物重;分析图象CD段,物体全部浸没水中,对物体受力分析 ;)物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,由阿基米德原理求出圆柱体排开水的体积和自身的体积相等;由公式 求出质量,再由 求出物体的密度;分析BC段, 为物体慢慢浸入液体,直到浸没的过程,弹簧测力计的读数逐渐变小,由图知浮力的变化; 分析CD段,完全浸没时测力计的变化,得出浮力的变化。
18.【答案】(1)液体的密度;0.8
(2)0.36;1×10﹣4;3.6×103
(3)0~3.6×103;偏小
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由甲乙丙图像可知物体浸没在酒精和水中浮力大小不同,所以浮力大小与液体密度有关;在图乙中,把物块A浸没在酒精中后,酒精对烧杯底部的压力增加量等于浮力大小,即;
(2)由图甲可知,所以;
浸没酒精中时,;
物体A的密度是;
(3)弹簧测力计示数为0时,液体密度最大,所以,即,密度秤的量程应该是0~3.6×103kg/m3;用该密度秤测量某液体的密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积露出液面,则弹簧测力计示数变大,则所测出的液体的密度值会偏小。
【分析】(1)由甲乙丙图像可知物体浸没在酒精和水中浮力大小不同,所以浮力大小与液体密度有关;在图乙中,把物块A浸没在酒精中后,酒精对烧杯底部的压力增加量等于浮力大小;
(2)由图甲可知A的重力,A的质量为;浸没酒精中时,排开酒精体积等于物体A的体积,由阿基米德原理可得;物体A的密度是;
(3)弹簧测力计示数为0时,液体密度最大,所以,求解出密度秤的最大值;用该密度秤测量某液体的密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积露出液面,则弹簧测力计示数变大,则所测出的液体的密度值会偏小。
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