【精品解析】人教版八下物理同步练习10.3 物体的浮沉条件及其应用(培优卷)

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名称 【精品解析】人教版八下物理同步练习10.3 物体的浮沉条件及其应用(培优卷)
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科目 物理
更新时间 2025-02-13 15:44:37

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人教版八下物理同步练习10.3 物体的浮沉条件及其应用(培优卷)
一、选择题
1.(2024八下·衡山期末) 在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示,放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.A的质量等于B的质量
B.A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力
C.B在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
D.在甲液体中A受到的浮力等于B受到的浮力
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由图乙可知,A球排开液体的体积小于B球排开液体的体积,根据可得,A球所受的浮力小于B球所受的浮力;因为A漂浮在液面,则A球的重力等于A球所受的浮力,因为B球沉底,则B球的重力大于B球所受的浮力,由此可得A球的重力小于B球的重力,故A的质量小于B的质量,故A错误;
B.A球在甲液体中沉底,A在甲液体中受到的浮力小于A的重力,A球在乙液体中漂浮,A在乙液体中受到的浮力等于A的重力,故A在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中受到的浮力,故B错误;
C.A球在甲液体中沉底,A的密度大于甲液体密度,A球在乙液体中漂浮,A的密度小于乙液体密度,可得甲液体密度小于乙液体密度;B在甲乙液体中都沉底,排开液体体积相同,根据可得,B在甲液体中受到的浮力小于B在乙液体中受到的浮力,故C错误;
D.AB在甲液体中都沉底,液体密度和排开液体的体积都相同,根据可得,在甲液体中A受到的浮力等于B受到的浮力,故D正确;
故答案为D。
【分析】A.由图乙AB两球排开液体体积的关系,根据可比较出AB所受浮力的大小,再由AB在乙液体中状态,根据浮沉条件可比较出AB的重力大小,进而比较出AB的质量大小;
B.由A在甲液体和乙液体中的状态,根据浮沉条件,可比较出A在甲乙液体中所受浮力的大小;
C.由A在甲液体和乙液体中的状态,根据浮沉条件,可比较出甲乙液体的密度大小;由B在甲乙液体中排开液体体积相等,根据可比较出B在甲乙液体中受到浮力的大小;
D.根据AB在甲液体中沉底,根据可比较出甲液体中AB所受浮力大小。
2.(2024八下·广元期末)如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体。将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0.9N的液体,乙杯溢出0.8N的液体。则下列说法正确的是(  )
A.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
B.液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强
C.小球在甲杯中排开液体质量小于在乙杯中排开液体质量
D.小球的重力小于0.9N,它在乙杯中受到的浮力是0.8N
【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由图,甲杯中液体密度比小球的密度大,乙杯中液体密度比小球的密度小,所以甲杯中液体比乙杯中液体的密度大,故A正确;
B.两杯液体深度相同,甲中的液体密度大,据,甲杯底受到液体的压强比乙大,故B错误;
C.小球在甲中排开液体的重力比乙的大,据,甲中排开液体的质量比乙的大,故C错误;
D.甲中小球漂浮,浮力等于重力,据,小球的重力为0.9N,小球在乙杯中沉底,排开水的重力为0.8N,据,小球所受的浮力为0.8N,故D错误。
故选A。
【分析】(1)密度大小与浮沉的关系:物体漂浮时,ρ物<ρ液;物体悬浮时,ρ物=ρ液;物体沉底时,ρ物>ρ液;
(2)已知液体的密度、深度,由液体压强公式可比较液体压强的大小;
(3)阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开的液体受到的重力;
(4)物体的浮沉条件:物体漂浮时,F浮=G;物体悬浮时,F浮=G;物体沉底时,F浮3.(2024八下·衡水期末)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是(  )
A.甲图中,水对杯底的压力为
B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.,杯子不是柱体,即,故A错误;
B.,且,所以,故B错误;
C.,,故C正确;
D.细针对草莓的压力,
故D错误。
故选C。
【分析】(1)甲图中,根据G=mg求出水的重力,由于容器开口大,底部小,水对杯底的压力小于水的重力;
(2)乙图中,草莓漂浮,根据甲、乙示数求出草莓的质量;
(3)丙图中,草莓被细针乐入水中,根据甲、丙示数得出草莓排开水的质量,根据密度公式求出草莓排开水的体积;根据阿基米德原理求出草莓受到的浮力,根据G=mg求出草莓的重力,根据力的平衡条件求出求出细针对草莓的压力。
4.(2024八下·武冈期末)如图甲所示,用弹簧测力计吊着一实心金属圆柱体将其缓慢放入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F,图乙是根据记录数据作出的F和h关系的图像,g取10N/kg。由图像可知(  )
A.该圆柱体的高度为8cm
B.该圆柱体的横截面积为8cm2
C.该圆柱体的密度约为1.33g/cm3
D.撒去弹簧测力计,将圆柱体置于容器底部时圆柱体对容器底部的压强约为3×103Pa
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】A.由图乙,圆柱体下降10cm时,刚好浸没,下表面所处的深度:h=10cm=0.1m
即圆柱体的高度为10cm,故A不符合题意;
B.由图乙,当圆柱体浸没时,弹簧测力计的示数F'=2N,圆柱体受到的最大浮力
F浮=G-F=8N-2N=6N,计算圆柱体体积为;
圆柱体的横截面积:,故B不符合题意;
C.由图乙可知,圆柱体重G=8N,圆柱体的质量为
圆柱体的密度为,故C正确;
D.撤去弹簧测力计,将圆柱体沉入容器底部,则圆柱体对容器底部的压力为:F=G-F浮=8N-6N=2N
圆柱体对容器底部的压强:,故D不符合题意。
故选C。
【分析】根据物体的重力和浸没在液体中测力计的拉力差,计算浮力;利用,计算排开液体的体积;根据,计算物体的质量,利用,计算密度;根据,计算压强的大小。
5.如图所示,一根细线相连的金属球和木球一起正在水中匀速下沉,金属球和木球体积大小相同,但质量分别是M和m,且假定每个球下沉时所受的阻力仅指各自所受的浮力.那么,其中的木球所受的浮力,中间细绳的拉力的大小分别是(  )
A., B.(M+m)g,
C.,0 D.,0
【答案】A
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【分析】(1)根据两球在竖直方向上受力平衡,由阿基米德原理可知两球所受浮力相同,则G木+G金属=2F浮,
(2)以金属球为研究对象,金属球在竖直方向上受平衡力作用,金属球除受重力、浮力、细线对其竖直向上的拉力,即:G金属=F浮+F拉,两式联立即可求解.
【解答】(1)连在一起的木球和金属球在水中匀速下沉,说明两球在竖直方向上受力平衡.两球的体积相同,浸没在水中排开水的体积相同,由阿基米德原理可知两球所受浮力相同,则G木+G金属=2F浮,则木球所受浮力为:F浮==;
(2)以金属球为研究对象,金属球在竖直方向上受平衡力作用,由于金属球的重力比木球大,故金属球除受重力、竖直向上的浮力外,还受到细线对其竖直向上的拉力,
即:G金属=F浮+F拉,则F拉=G金属-F浮=G金属-=.
故选A.
【点评】此题可以先把它看成一个整体:
②一根细线相连的金属球和木球一起正在水中匀速下沉,就是说金属球和木球一共受到的浮力为金属球的质量加木球的质量,然后由于它们的体积相等,所以受到的浮力也相等,那每个球所受到的浮力为二分之金属球的质量加木球的质量.
②做受力【分析】木球在竖直向上方向上受到浮力,竖直向下方向受到重力和线对它的拉力,受力平衡;金属球在竖直向上方向上受到浮力和线对它的拉力,竖直向下方向受到重力,受力也平衡.
6.(2024八下·广安期末)甲、乙两只完全相同的杯子放在水平桌面上,两杯中盛有不同液体,将两只完全相同的小球分别放入其中,当小球静止时,两杯中液面相平,小球所处的位置如图所示。则下列说法正确的是(  )
A.甲杯中的小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
B.乙杯底部所受液体的压强较大
C.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
D.甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由图中可知,
由题意可得,故由
可得,两球受到的浮力大小关系为
故A错误;
BCD.小球在甲杯中漂浮,则;在乙杯中悬浮;所以,,即甲杯中液体密度大于乙杯中液体密度;由题意可知,两杯中液面高度相等,故由可知,甲杯底部所受液体的压强较大。由图可知,小球排开甲盐水的体积小于排开乙盐水的体积,小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,则甲杯中盐水的体积大于乙杯中盐水的体积,根据知,甲杯中盐水质量较大,重力较大,杯子重力相同,杯子对地面的压力等于杯子、小球和杯内液体的重力之和,故甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,杯子的底面积相同,据压强公式得,甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故BD错误,C正确。
故选C。
【分析】根据物体的浮沉条件:物体漂浮时,受到的浮力大小等于物体的重力;物体悬浮时,受到的浮力大小等于物体的重力;
密度大小与浮沉的关系:物体漂浮时,;物体悬浮时,;物体下沉时,;已知深度、液体的密度,由液体压强公式可求液体压强的大小;杯子对桌面的压力大小等于杯子的总重力。
二、多选题
7.(2024八下·明水期末)甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精(=0.8×103kg/m3),现有质地均匀,不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体,质量之比为3∶1,把它们分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,如图甲、乙所示,若将b置于a上面一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,如图丙,下列说法正确的是(  )
A.a的密度为=0.4×103kg/m3
B.a、b的体积之比为4∶1
C.在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶4
D.在图甲中a有五分之一的体积露出液面
【答案】B,C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.a、b质量之比,则,丙图中a所受的浮力等于a、b重力之和,
即,
a受到的浮力为,则,
a的密度为:,
故A错误;
B.b的密度,a、b体积之比:
,故B正确;
C.图甲中,则,图丙中a下表面的深度为la,下表面的压强之比:,故C正确;
D.a漂浮在液面上,即,则,解得,
a露出水面的体积,故D错误。
故选BC。
【分析】(1)b悬浮在酒精中,则b的密度等于酒精的密度,根据计算a、b体积之比;
(2)根据题意知a、b的质量关系,根据物体的浮沉条件和阿基米德原理列方程,计算出a的密度;
(3)由B中计算的结果,判断a浸入液体的深度,根据液体压强p=ρgh计算压强之比;
(4)图甲中,漂浮在液面上,浮力等于重力,根据阿基米德原理、物体的浮沉条件、密度公式的变形公式列方程,计算a排开酒精的体积,总体积减去排开液体的体积等于露出的体积。
8.(2024八下·从江月考) 如图所示,物理小组利用体积为170cm3的潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积),探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(  )
A.模型浸没在水中受到的浮力为1.7N
B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
C.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
【答案】A,B,D
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、模型浸没在水中,故 A正确;
B、模型浸没后继续下沉的过程中,模型排开的体积不变,根据可知,模型受到的浮力不变,故B正确。
C、若要让悬浮模型上浮,应使模型受到的浮力大于模型自身的重力,因此模型应往外排水,故C错误。
D、潜水艇通过改变自身的重力来实现上浮和下沉,故D正确;
故答案为:ABD。
【分析】根据潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮和下沉,当潜水艇浸没在水中的时候,根据可知,此时V排不变,因此潜水艇受到的浮力也不变。
9.(2024八下·长春期末)如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中(若杯中水均没有溢出)。静止时,甲杯中,球形橡皮泥沉底,水面上升高度为,放入橡皮泥后容器底部受到水的压强为,球形橡皮泥受到水的浮力为,杯子对桌面的压力为;乙杯中,碗形橡皮泥漂浮,水面上升高度为,放入橡皮泥后容器底部受到水的压强为,碗状橡皮泥受到的浮力为,杯子对桌面的压力。下列比较正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A,C,D
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】AC.球形橡皮泥沉底,浮力小于重力;碗形橡皮泥漂浮,浮力等于重力,则浮力F1V甲,根据V=Sh,在S相同时,,故A正确;
B.根据,当,可得,故B错误;
D.水平面受到的压力等于物体的重力,则,甲乙两杯水放入橡皮泥后,G相等,所以,故D正确。
故选ACD。
【分析】漂浮物体受到的浮力等于物体的重力,沉底物体受到的浮力小于重力;根据,判断烧杯底受到的压强关系;水平面受到的压力等于重力大小。
三、填空题
10.(2024八下·增城期末)两个相同的容器中分别装满了水,把两个完全相同的长方体A、B分别轻轻放入两杯水中,最后静止时如图所示。
(1)A排开水的重力   (选填“大于”“等于”或“小于”)B排开水的重力;
(2)A下表面受到水的压力   (选填“大于”“等于”或“小于”)B下表面受到水的压力。
【答案】等于;等于
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)由得,A排开水的重力等于B排开水的重力。两个完全相同的长方体A、B均漂浮在水面,受到的浮力均等于重力,AB重力相等,浮力相等。
(2) A下表面受到水的压力等于A受到的浮力,B下表面受到水的压力等于B受到的浮力,则A下表面受到水的压力等于B下表面受到水的压力。
【分析】(1)根据物体漂浮或悬浮时,受到的浮力等于自身的重力,据阿基米德原理分析此分析A、B排开的液体的重力的大小关系;
(2)根据浮力产生的原因分析A、B下表面受到的压力的大小关系。
11.(2024八下·杞县期末)如图甲所示,轻质细杆下端固定在容器底部,其上端和实心正方体A相连。现向容器内缓缓注水,轻质细杆上端的弹力F随水深h变化图像如图乙所示,则当正方体A完全浸没时受到的浮力为    N;正方体的密度为   ;当水深为图乙中“x”时,正方体A受到的浮力为    N。(,)
【答案】10;0.6;6
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图乙可知,当时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度时,正方体A刚好浸没,则正方体A的体积,当水深为15m时A所受的浮力为
当时,力传感器的示数为 ,所以物体重力为6N,由可知,正方体A的密度为
由图乙可知,当水深为x时,正方体A恰好漂浮,此时受到浮力等于重力=6N
综上 第1空、 10 第2空、0.6 第3空、6
【分析】1、浮力的计算公式为F浮=ρ水gV排,本题中正方体A刚好浸没,则正方体A的体积,当水深为15m时A所受的浮力为
2、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度
12.(2024八下·百色期中)水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为100cm2, 将重为4.8N的圆柱体A用细线悬挂在弹簧测力计下级慢浸入水中。当A的一半没入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时A受到的浮力为   N。剪断细线,将A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示(A与杯底不密合),与图甲相比,溢水杯对桌面的压强增加了   Pa。
【答案】1;280
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)由图甲可知,测力计的分度值为0.2N,则当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数为3.8N,
此时A受到的浮力:F浮=GA-F示=4.8N-3.8N=1N;
(2)设溢水杯的重力为G杯,图甲中水的重力为G水,
如图甲,把溢水杯、水和物体A看做一个整体,整体受到向下的总重力、向上的拉力(等于测力计的示数)和桌面的支持力,
根据力作用的相互性和整体受力平衡可得,图甲中溢水杯对桌面的压力:
F压=F支=G杯+G水+GA-F示=G杯+G水+F浮=G杯+G水+1N-------①
剪断细线,A缓慢沉入水底,静止时如图乙,此时A排开水的体积为原来的2倍,
则由F浮=ρ水gV排可知,A沉底时受到的浮力:F浮'=2F浮=2×1N=2N,
所以从图甲到图乙,增大的浮力:ΔF浮=F浮'-F浮=2N-1N=1N,
由阿基米德原理可知此过程中溢出水的重力:G溢=ΔF浮=1N,
则图乙中水的重力为:G水'=G水-G溢=G水-1N,
图乙中溢水杯对桌面的压力:F压'=G杯+G水'+GA=G杯+G水-1N+4.8N=G杯+G水+3.8N-------②
②-①可得,与图甲相比,溢水杯对桌面的压力增加量:ΔF压=2.8N,
则溢水杯对桌面的压强增加量:。
【分析】(1)根据图甲中弹簧测力计的分度值和指针位置读出测力计的示数,利用公式F浮=G-F示求出当A的一半浸入水中时A受到的浮力;
(2)如图甲,把溢水杯、水和物体A看做一个整体,整体受到向下的总重力、向上的拉力和桌面的支持力,根据力作用的相互性和整体受力平衡表示出图甲中溢水杯对桌面的压力;
剪断细线,将A缓慢沉入水底,由F浮=ρ水gV排可知A沉底时受到的浮力大小,并求出浮力的增加量,由阿基米德原理可知此过程中溢出水的重力,图乙中溢水杯对桌面的压力等于溢水杯、剩余的水和物体A的总重力;
根据两图中溢水杯对桌面的压力表达式可求出与图甲相比溢水杯对桌面的压力增加量,最后根据求出溢水杯对桌面的压强增加量。
13.(2024八下·襄阳期中)如图所示,用力拉着重为的长方体金属块,当金属块完全浸入水中时,拉力为,则此时金属块受到的浮力为   ,若金属块上表面受到水的压力为,则金属块下表面受到水的压力为   。现将金属块从图中位置缓慢拉至底部刚好离开水面,此过程中金属块所受的拉力   选填“变大”“不变”或“变小”。
【答案】;;变大
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验;浮力的示意图
【解析】【解答】(1)物体重力G=20N;根据称重法知物体受到水的浮力:F浮=G-F拉=20N-8N=12N,
(2)根据浮力产生的原因——压力差法计算公式:F浮=F向上-F向下,则金属块下表面所受到的压力为:F向上=F浮十F向下=12N+10N=22N。
(3)将金属块从图中位置缓慢拉至底部刚好离开水面,金属块排开水的体积逐渐变小,根据阿基米德原理可知所受的浮力逐渐变小,根据F=G-F浮可知此过程中金属块所受的拉力F变大。
故答案为:12;22;变大。
【分析】(1)利用称重法求出物体受到水对它的浮力;
(2)根据浮力产生的原因——压力差法:F浮=F向上-F向下,向上的力是金属块下表面受到的,向下的力是金属块上表面受到的,计算金属块下表面所受到的压力;
(3)若排开水的体积逐渐变小,根据阿基米德原理可知所受的浮力逐渐变小,根据F=G-F浮可知此过程中金属块所受的拉力的变化。
14.(2024八下·顺城期中)如图甲所示,将一长方体重物以0.02m/s的速度匀速浸入水中,重物受到绳的拉力、水对重物的浮力随时间的变化关系如图乙所示。重物浸没后匀速下降的过程中,所受到的重力和绳的拉力   (填“是”或“不是”)一对平衡力,该重物的质量为   kg。(g取10N/kg)
【答案】不是;2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】重物浸没后匀速下降,重力、拉力和浮力共同作用处于平衡状态,所以此时所受到的重力和钢绳的拉力不是一对平衡力。浸没时重物受到浮力和拉力均为10N,受力分析可知 G=F浮+F拉
所以重物的重力为:G=10N+10N=20N;根据G=mg计算重物的质量:
故答案为:不是;2。
【分析】根据重力的计算、受力分析填空
受力分析可知,物体受到重力(向下)、拉力(向上)和浮力(向上), 重物浸没后匀速下降的过程中 ,三力平衡由图可知,浸没时构件受到浮力和拉力均为1.0×105N,根据G=F浮+F拉可求出构件的重力,根据G=ρVg求出构件的密度。
15.(2024八下·和平期末)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计,其底部是边长为5cm的正方形,容器内装有6cm的水,此时水对容器底的压强为   Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为3cm,则容器的质量为   g。(,g取10N/kg)
【答案】600;75
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】 容器内装有6cm的水 ,根据P=ρgh计算水对容器底的压强p=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,分析可知容器排开水的体积V排=V水+V空=Sh+SΔh=225cm3,由浮力公式F=ρgv可计算容器所受的浮力F浮=ρ水gV排=2.25N,根据G=mg计算容器和水的质量m=G/g=0.225kg,根据密度公式计算计算水的质量m水=ρ水Sh=1g/cm6×150cm3=150g=0.15kg,
容器的质量m容=m﹣m水=0.225kg﹣0.15kg=0.075kg=75g
【分析】压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大受到浮力的计算公式为F浮=ρ水gV排,质量的计算m=ρv据此计算水和瓶子的质量
16.(2024八下·九龙坡期末)如图所示,边长为10cm的正方体A重为6N,与底面积为,高为10cm,重为2N的柱体B粘接在一起,A底部中央用细线与容器底部相连并浸在容器内的水中,此时A刚好浸没,已知容器的底面积为且足够高,则细线的拉力为   N;若细线能承受的最大拉力为6N,现向容器中加水使细线刚好断裂,立即停止加水,AB始终竖立,待AB静止时,水对容器底部的压强比加水前增大   Pa。
【答案】2;500
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【解答】(1)根据求出体积,正方体A的体积
正方体A浸没在水中时受到的浮力
细线的拉力
(2)正方体A和柱体B受到的浮力
正方体A和柱体B排开水的体积
柱体B排开水的体积
柱体B浸入水中深度
加入水的体积
加入水的重力
待AB静止时,AB整体受到的浮力
水对容器底部压力的变化量
水对容器底部的压强比加水前增大
水对容器底部的压强比加水前增大500Pa。
【分析】根据求出正方体A的体积,A浸没在水中时,排开水的体积等于A的体积,根据求A受到的浮力;将正方体A和柱体B看做一个整体,分析整体的受力情况,根据力的平衡条件得出细线的拉力;
细线刚好断裂时,由力的平衡条件可得AB受到的总浮力;根据求AB排开水的总体积,从而可知B排开水的体积,根据V=Sh求B浸入水中的深度,进一步求出加入水的体积,根据求出加入水的重力;
待AB静止时,AB漂浮在水中,根据漂浮条件可知此时AB受到的浮力,水对容器底的压力变化量等于加入水的重力与前、后浮力之差的和,根据求水对容器底部的压强增加量。
17.(2021八下·九龙坡期中)如图甲所示,重4N,底面积为100cm2的容器放在水平桌面上,容器上部和下部都是正方体,底部中央固定有一根沿竖直方向的轻杆(轻杆的体积和质量均不计),轻杆的上端连接着密度为0.6g/cm3的圆柱体A。现向容器中加水,控制水以10cm3/s的速度流入,同时开始计时直至圆柱体A浸没时停止加水,水对容器底的压力F随时间t变化的规律如图17乙所示。则圆柱体A刚好浸没时水对容器底部的压强为   Pa,当t=95s时,容器对桌面的压强为   Pa。
【答案】1200;1404
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)通过图乙可知,圆柱体A刚好浸没时水对容器底部F的压力为12N,由压强公式
(2)由图乙可知,从第60s到第94s水对容器底部的压F力由6N变为10N,根据压强公式
计算该段时间内水面上升的高度:
该段时间内水增加的体积为:
圆柱体A在该部分的体积为:
则圆柱体A的底面积为:
从第94s到第96s水对容器底部的压力由10N变为12N,则水对容器底部的增加的压强为:
水面上升的高度为:
则该部分圆柱体A的体积为:
圆柱体A的质量为:
当t=95s时,容器中水的体积为:=10cm/8x958=950cm3,
容器中水的质量为:
容器中物体的重力为:
容器对桌面的压力即容器和容器中的物体的重力之和,所以容器对桌面的压强为:
【分析】由图乙可知,圆柱体A刚好浸没状态时,水对容器底部F的压力为12N,由压强公式计算圆柱体A刚好浸没时水对容器底部的压强;
由乙图可知从第60s到第94s水对容器底部的压F力由6N变为10N,根据压强公式计算S水对容器底部的增加的压强,
根据液体压强公式计算该段时间内水面上升的高度,进一步计算水增加的体积,圆柱体A在该部分的体积等于这部分的总体积减去水增加的体积,根据体积公式计算圆柱体A的底面积,从第94s到第96水对容器底部的压力由10N变为12N,
根据压强公式的增加的压强,根据液体压强公式计算该段时间内水面上升的高度,进一步计算该部分圆柱体A的体积,根据水速明确当t=95s时容器中水的体积,
根据质量计算公式求A的质量和容器中水的质量,根据G=mg求容器中物体的重力,容器对桌面的压力就是容器和容器中的物体的重力之和,最好根据压强公式计算容器对桌面的压强。
四、实验探究题
18.(2024八下·斗门期末)小明利用两个不同密度的物体对浮力问题进行研究。
(1)如图所示,乙、丙、丁图烧杯中的液体为水,戊图烧杯中装的为某未知液体:
①由丙、丁、戊三个图可知,物体所受的浮力大小和浸没在液体中的深度   ,跟浸入液体的密度   (两个空均选填“有关”或“无关”);
②物体在丙图中受到浮力是   N;
③乙图中的弹簧测力计的示数可能是   (填选项);
A.6N B.4.4N C.3.5N D.2.8N
(2)如图所示,他用吸盘把滑轮的轴固定在水中,再用弹簧测力计通过滑轮将正方体A匀速拉入水中,从图甲到图乙的过程中,弹簧测力计的示数F与时间t的关系如图丙所示,正方体A的重力为0.6N,不计摩擦和绳重,则:
①当正方体A全部浸没中水中时所受到的浮力是   N;
②如果正方体A的体积为V,则图甲中正方体A露出水面的体积为   (用V表示)。
【答案】无关;有关;2.5;B;1;
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据二次称重法得物体在丙图中受到浮力是
F浮= G F示=6N 3.5N=2.5N
由丙、丁、戊三个图可知,物体都完全浸没在液体中,但浸没的深度不同,而丙、丁两个图物体所受的浮力大小却相同,这说明浮力大小与浸没在液体中的深度无关。同时,物体浸没在丙、丁和戊两个不同密度的液体中,所受的浮力大小不同,说明浮力大小与浸入液体的密度有关。在丙图中,物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为F示 =3.5N。由于物体受到重力G、浮力F浮 和弹簧测力计的拉力F示 三个力的作用,且这三个力平衡。
在乙图中,物体部分浸入水中,受到的浮力小于在丙图中完全浸没时的浮力2.5N,因此,弹簧测力计的示数会大于在丙图中的示数,即大于3.5N,由
F示= G F浮
知,由于有了浮力,所以弹簧测力计的示数会小于物重6N,故B符合题意。
故选B。
(2)从图丙中可以看出,当时间t达到一定值后,弹簧测力计的示数F=0.4N不再变化,说明此时正方体A已经完全浸没在水中。此时,正方体所受的浮力FA浮等于正方体的重力GA=0.6N 加弹簧测力计的示数F=0.4N,即正方体A全部浸没中水中时所受到的浮力
F浮全=F+GA=0.4N+0.6N=1N
依题意得,当正方体A全部浸没在水中时,它排开水的体积等于其自身体积V,此时受到的浮力为
F浮全 =ρ水 gV=1N……①
而图甲中正方体A露出水面的体积为V露 ,此时受到的浮力为
F浮甲 =ρ水 g(V V露 )
由乙图知,弹簧测力计在甲图开始时的示数F甲=0.2N,由图甲可得,正方体所受的浮力
F浮甲=GA+F甲

F浮甲=ρ水 g(V V露 )=0.6N+0.2N……②
联立①②解得
即图甲中正方体A露出水面的体积为。
【分析】(1)①丙、丁、戊三个图,明确变化的量和不变的量,根据弹簧测力计示数的变化,可得出结论;
②由可求得物体在丙图中受到浮力;
③对比丙图中弹簧测力计的示数可作出选择;
(2)①图2中使用的是定滑轮,不能省力,所以弹簧测力计的示数即为对木块的拉力,根据二力平衡知识可知求出浮力;
②根据求出甲图中物体所受浮力,由阿基米德原理可求得此时浸入水中的体积,已知正方体A的体积为V,然后可求露出水面的体积。
五、计算题
19.(2024八下·武鸣期中)如图,将一不吸水的边长为 5cm的正方体合金块挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为75N;如图,将合金块浸没在水中,弹簧测力计的示数为6.25N, 水的深度为40cm,(已知水的密度为1.0×103kg/m3, g取10N/kg)问:
(1)合金块块浸没在水中受到的浮力是多大
(2)此时容器底部受到水的压强;
(3)若将该合金块静止平放在水平桌面上,则它对桌面的压强是多大
【答案】(1)解:合金块块浸没在水中受到的浮力为:;
答:合金块块浸没在水中受到的浮力是1.25N。
(2)解:此时容器底部受到水的压强为:;
答:此时容器底部受到水的压强为4×103Pa。
(3)解:将该合金块静止平放在水平桌面上,则它对桌面的压力为:F'=G=7.5N,
则它对地面的压强为:;
答:若将该合金块静止平放在水平桌面上,则它对桌面的压强是3×103Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【分析】(1)根据F浮=G﹣F求出合金块块浸没在水中受到的浮力;
(2)根据p=ρgh可求出此时容器底部受到水的压强;
(3)根据 可求出合金块对桌面的压强。
20.(2024八下·大理期末)如图所示,是心理学中的萨提亚冰山理论模型,它将人的“行为”和“内在”比作一座漂浮在水面上的巨大冰山。露在水面上的部分指能够被外界看到的行为表现或应对方式,大约只占冰山整体体积的八分之一;另外藏在水底的八分之七则指长期压抑并被我们忽略的“内在”。若冰山的质量为,海水的密度为,冰的密度为。
(1)求海水下10m深处冰山所受海水的压强;
(2)求此冰山受到的浮力(不计冰熔化);
(3)根据题中所给数据,通过计算判断这样的冰山是否符合物理规律。
【答案】解:(1)海水下10m深处冰山所受海水的压强
p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1.0×105Pa。
答:海水下10m深处冰山所受海水的压强为;
(2)冰山漂浮在水面上,由物体浮沉条件可知,其受到的浮力等于自身重力,即

答:此冰山受到的浮力为;
(3)冰山藏在水下部分的体积,即冰山排开水的体积为
冰山的体积
冰山藏在水中的体积与冰山总体积的比值

则露出水面的冰山约占冰山总体积的。所以这样的冰山符合物理规律。
答:这样的冰山是符合物理规律。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据p=ρ液gh计算海水下10m深处冰山所受海水的压强;
(2)冰山漂浮在水面上,由物体浮沉条件可知,其受到的浮力等于自身重力,即

(3)根据计算冰山排开水的体积,再根据计算冰山的体积,
最后计算冰山藏在水中的体积与冰山总体积的比值。
21.(2024八下·大埔期末)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙所示。g取10N/kg,水的密度是。求:
(1)物块受到的重力;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力。
【答案】(1)解:由图可知,物块未浸入水中时,即深度为0时,测力计的拉力即为物体的重力,
则重力为:
(2)解:如图,物体浸入水中后,受到浮力,所以拉力减小,当拉力不变时,说明物体已全部浸没在水中,所以物块完全浸没在水中受到的浮力为:
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据测力计可以直接测量物体的重力;
(2)根据得出所受浮力的大小;
(3)根据阿基米德原理求出物体的体积;根据密度公式求出密度。
六、综合题
22.(2024八下·潮南月考)请根据上述材料,回答下列问题。
福船
福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原横型图如图所示。其甲板平坦,龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋。
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明,2010年11月15日,《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中,如果有一个或两个舱外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性,另外隔舱板与船壳板紧密连接,使船体结构也更加坚固,分别隔舱,还便利货物存放管理,水密隔舱福船制造技术,对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年,将领官军乘架二千料海船并八橹船……”,经学术界考证,与北京天坛齐名的二千料海船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千料海船总长61.2米,最大宽13.8米,型深4.89米;满载时,水线长53米,水线宽13米,吃水深度为3.9米,帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨(即最大排水量可达1170吨)。
郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分,是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动,重启海上丝绸之路的今天。“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文化产业里重要的创作灵感,依然在启迪人们不断去开拓创新。
(1)福船采用的   技术大大提高了船舶的整体抗沉性;
(2)排水量是衡量造船能力的重要指标,请你根据文中提供的信息计算出二千料海船满载时受到的浮力   N,船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强是   Pa;(为了计算方便,海水密度取
(3)当海船从淡水中驶入海水中时,船体将   (选填“上浮”或“下沉”),海船受到的浮力将   (选填“增大”“减小”或“不变”),船静止时,底部受到的海水的压力   (选填“小于”“大于”或“等于”)船受到的浮力。
【答案】(1)水密隔舱
(2)1.17×107N;2.9×104Pa
(3)上浮;不变;等于
【知识点】液体压强的计算;浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】(1) 第1空、 福船采用“水密隔舱”,的技术大大提高了船舶的整体抗沉性。故该空填“ 水密隔舱 ”;
(2) 第1空、 帆装、给养、武器、人员、货物等及船之身质量总共可达:1 吨,
船的重力:
根据漂浮的特点,海船满载时受到的浮力F浮= 。故该空填“ 1.17×107N ”;
第2空、 船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强:
。故该空填“ 2.9×104Pa ”;
(3) 第1、2空、 当海船从淡水中驶入海水中时,船仍漂浮,浮力等于重力,即海船受到的浮力大小不变,因为海水的密度大于水的密度,根据阿基米原理可知V排减小,船体将上浮。故第1空填“ 上浮 ”,第2空填“ 不变 ”;
第3空、 浮力的实质是物体上下表面受到的压力差,漂浮时上表面受到的压力为0,所以船静止时,底部受到的海水的压力等于船受到的浮力。故该空填“ 等于 ”。
【分析】所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区,在航行过程中,如果有一个或两个舱意外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性;由帆装、给养、武器、人员、货物等及船之身总质量,根据( 求重力,根据漂浮的特点,求海船满载时受到的浮力F浮,根据| 海水gh,求出压强的大小;(3)根据漂浮的特点,确定浮力的变化;比较海水的密度与水的密度,根据阿基米德原理确定V排大小变化;浮力的实质是物体上下表面受到的压力差。
1 / 1人教版八下物理同步练习10.3 物体的浮沉条件及其应用(培优卷)
一、选择题
1.(2024八下·衡山期末) 在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示,放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.A的质量等于B的质量
B.A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力
C.B在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
D.在甲液体中A受到的浮力等于B受到的浮力
2.(2024八下·广元期末)如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体。将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0.9N的液体,乙杯溢出0.8N的液体。则下列说法正确的是(  )
A.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
B.液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强
C.小球在甲杯中排开液体质量小于在乙杯中排开液体质量
D.小球的重力小于0.9N,它在乙杯中受到的浮力是0.8N
3.(2024八下·衡水期末)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是(  )
A.甲图中,水对杯底的压力为
B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为
4.(2024八下·武冈期末)如图甲所示,用弹簧测力计吊着一实心金属圆柱体将其缓慢放入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F,图乙是根据记录数据作出的F和h关系的图像,g取10N/kg。由图像可知(  )
A.该圆柱体的高度为8cm
B.该圆柱体的横截面积为8cm2
C.该圆柱体的密度约为1.33g/cm3
D.撒去弹簧测力计,将圆柱体置于容器底部时圆柱体对容器底部的压强约为3×103Pa
5.如图所示,一根细线相连的金属球和木球一起正在水中匀速下沉,金属球和木球体积大小相同,但质量分别是M和m,且假定每个球下沉时所受的阻力仅指各自所受的浮力.那么,其中的木球所受的浮力,中间细绳的拉力的大小分别是(  )
A., B.(M+m)g,
C.,0 D.,0
6.(2024八下·广安期末)甲、乙两只完全相同的杯子放在水平桌面上,两杯中盛有不同液体,将两只完全相同的小球分别放入其中,当小球静止时,两杯中液面相平,小球所处的位置如图所示。则下列说法正确的是(  )
A.甲杯中的小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
B.乙杯底部所受液体的压强较大
C.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
D.甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度
二、多选题
7.(2024八下·明水期末)甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精(=0.8×103kg/m3),现有质地均匀,不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体,质量之比为3∶1,把它们分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,如图甲、乙所示,若将b置于a上面一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,如图丙,下列说法正确的是(  )
A.a的密度为=0.4×103kg/m3
B.a、b的体积之比为4∶1
C.在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶4
D.在图甲中a有五分之一的体积露出液面
8.(2024八下·从江月考) 如图所示,物理小组利用体积为170cm3的潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积),探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(  )
A.模型浸没在水中受到的浮力为1.7N
B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
C.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
9.(2024八下·长春期末)如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中(若杯中水均没有溢出)。静止时,甲杯中,球形橡皮泥沉底,水面上升高度为,放入橡皮泥后容器底部受到水的压强为,球形橡皮泥受到水的浮力为,杯子对桌面的压力为;乙杯中,碗形橡皮泥漂浮,水面上升高度为,放入橡皮泥后容器底部受到水的压强为,碗状橡皮泥受到的浮力为,杯子对桌面的压力。下列比较正确的是(  )
A. B. C. D.
三、填空题
10.(2024八下·增城期末)两个相同的容器中分别装满了水,把两个完全相同的长方体A、B分别轻轻放入两杯水中,最后静止时如图所示。
(1)A排开水的重力   (选填“大于”“等于”或“小于”)B排开水的重力;
(2)A下表面受到水的压力   (选填“大于”“等于”或“小于”)B下表面受到水的压力。
11.(2024八下·杞县期末)如图甲所示,轻质细杆下端固定在容器底部,其上端和实心正方体A相连。现向容器内缓缓注水,轻质细杆上端的弹力F随水深h变化图像如图乙所示,则当正方体A完全浸没时受到的浮力为    N;正方体的密度为   ;当水深为图乙中“x”时,正方体A受到的浮力为    N。(,)
12.(2024八下·百色期中)水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为100cm2, 将重为4.8N的圆柱体A用细线悬挂在弹簧测力计下级慢浸入水中。当A的一半没入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时A受到的浮力为   N。剪断细线,将A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示(A与杯底不密合),与图甲相比,溢水杯对桌面的压强增加了   Pa。
13.(2024八下·襄阳期中)如图所示,用力拉着重为的长方体金属块,当金属块完全浸入水中时,拉力为,则此时金属块受到的浮力为   ,若金属块上表面受到水的压力为,则金属块下表面受到水的压力为   。现将金属块从图中位置缓慢拉至底部刚好离开水面,此过程中金属块所受的拉力   选填“变大”“不变”或“变小”。
14.(2024八下·顺城期中)如图甲所示,将一长方体重物以0.02m/s的速度匀速浸入水中,重物受到绳的拉力、水对重物的浮力随时间的变化关系如图乙所示。重物浸没后匀速下降的过程中,所受到的重力和绳的拉力   (填“是”或“不是”)一对平衡力,该重物的质量为   kg。(g取10N/kg)
15.(2024八下·和平期末)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计,其底部是边长为5cm的正方形,容器内装有6cm的水,此时水对容器底的压强为   Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为3cm,则容器的质量为   g。(,g取10N/kg)
16.(2024八下·九龙坡期末)如图所示,边长为10cm的正方体A重为6N,与底面积为,高为10cm,重为2N的柱体B粘接在一起,A底部中央用细线与容器底部相连并浸在容器内的水中,此时A刚好浸没,已知容器的底面积为且足够高,则细线的拉力为   N;若细线能承受的最大拉力为6N,现向容器中加水使细线刚好断裂,立即停止加水,AB始终竖立,待AB静止时,水对容器底部的压强比加水前增大   Pa。
17.(2021八下·九龙坡期中)如图甲所示,重4N,底面积为100cm2的容器放在水平桌面上,容器上部和下部都是正方体,底部中央固定有一根沿竖直方向的轻杆(轻杆的体积和质量均不计),轻杆的上端连接着密度为0.6g/cm3的圆柱体A。现向容器中加水,控制水以10cm3/s的速度流入,同时开始计时直至圆柱体A浸没时停止加水,水对容器底的压力F随时间t变化的规律如图17乙所示。则圆柱体A刚好浸没时水对容器底部的压强为   Pa,当t=95s时,容器对桌面的压强为   Pa。
四、实验探究题
18.(2024八下·斗门期末)小明利用两个不同密度的物体对浮力问题进行研究。
(1)如图所示,乙、丙、丁图烧杯中的液体为水,戊图烧杯中装的为某未知液体:
①由丙、丁、戊三个图可知,物体所受的浮力大小和浸没在液体中的深度   ,跟浸入液体的密度   (两个空均选填“有关”或“无关”);
②物体在丙图中受到浮力是   N;
③乙图中的弹簧测力计的示数可能是   (填选项);
A.6N B.4.4N C.3.5N D.2.8N
(2)如图所示,他用吸盘把滑轮的轴固定在水中,再用弹簧测力计通过滑轮将正方体A匀速拉入水中,从图甲到图乙的过程中,弹簧测力计的示数F与时间t的关系如图丙所示,正方体A的重力为0.6N,不计摩擦和绳重,则:
①当正方体A全部浸没中水中时所受到的浮力是   N;
②如果正方体A的体积为V,则图甲中正方体A露出水面的体积为   (用V表示)。
五、计算题
19.(2024八下·武鸣期中)如图,将一不吸水的边长为 5cm的正方体合金块挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为75N;如图,将合金块浸没在水中,弹簧测力计的示数为6.25N, 水的深度为40cm,(已知水的密度为1.0×103kg/m3, g取10N/kg)问:
(1)合金块块浸没在水中受到的浮力是多大
(2)此时容器底部受到水的压强;
(3)若将该合金块静止平放在水平桌面上,则它对桌面的压强是多大
20.(2024八下·大理期末)如图所示,是心理学中的萨提亚冰山理论模型,它将人的“行为”和“内在”比作一座漂浮在水面上的巨大冰山。露在水面上的部分指能够被外界看到的行为表现或应对方式,大约只占冰山整体体积的八分之一;另外藏在水底的八分之七则指长期压抑并被我们忽略的“内在”。若冰山的质量为,海水的密度为,冰的密度为。
(1)求海水下10m深处冰山所受海水的压强;
(2)求此冰山受到的浮力(不计冰熔化);
(3)根据题中所给数据,通过计算判断这样的冰山是否符合物理规律。
21.(2024八下·大埔期末)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙所示。g取10N/kg,水的密度是。求:
(1)物块受到的重力;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力。
六、综合题
22.(2024八下·潮南月考)请根据上述材料,回答下列问题。
福船
福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原横型图如图所示。其甲板平坦,龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋。
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明,2010年11月15日,《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中,如果有一个或两个舱外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性,另外隔舱板与船壳板紧密连接,使船体结构也更加坚固,分别隔舱,还便利货物存放管理,水密隔舱福船制造技术,对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年,将领官军乘架二千料海船并八橹船……”,经学术界考证,与北京天坛齐名的二千料海船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千料海船总长61.2米,最大宽13.8米,型深4.89米;满载时,水线长53米,水线宽13米,吃水深度为3.9米,帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨(即最大排水量可达1170吨)。
郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分,是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动,重启海上丝绸之路的今天。“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文化产业里重要的创作灵感,依然在启迪人们不断去开拓创新。
(1)福船采用的   技术大大提高了船舶的整体抗沉性;
(2)排水量是衡量造船能力的重要指标,请你根据文中提供的信息计算出二千料海船满载时受到的浮力   N,船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强是   Pa;(为了计算方便,海水密度取
(3)当海船从淡水中驶入海水中时,船体将   (选填“上浮”或“下沉”),海船受到的浮力将   (选填“增大”“减小”或“不变”),船静止时,底部受到的海水的压力   (选填“小于”“大于”或“等于”)船受到的浮力。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由图乙可知,A球排开液体的体积小于B球排开液体的体积,根据可得,A球所受的浮力小于B球所受的浮力;因为A漂浮在液面,则A球的重力等于A球所受的浮力,因为B球沉底,则B球的重力大于B球所受的浮力,由此可得A球的重力小于B球的重力,故A的质量小于B的质量,故A错误;
B.A球在甲液体中沉底,A在甲液体中受到的浮力小于A的重力,A球在乙液体中漂浮,A在乙液体中受到的浮力等于A的重力,故A在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中受到的浮力,故B错误;
C.A球在甲液体中沉底,A的密度大于甲液体密度,A球在乙液体中漂浮,A的密度小于乙液体密度,可得甲液体密度小于乙液体密度;B在甲乙液体中都沉底,排开液体体积相同,根据可得,B在甲液体中受到的浮力小于B在乙液体中受到的浮力,故C错误;
D.AB在甲液体中都沉底,液体密度和排开液体的体积都相同,根据可得,在甲液体中A受到的浮力等于B受到的浮力,故D正确;
故答案为D。
【分析】A.由图乙AB两球排开液体体积的关系,根据可比较出AB所受浮力的大小,再由AB在乙液体中状态,根据浮沉条件可比较出AB的重力大小,进而比较出AB的质量大小;
B.由A在甲液体和乙液体中的状态,根据浮沉条件,可比较出A在甲乙液体中所受浮力的大小;
C.由A在甲液体和乙液体中的状态,根据浮沉条件,可比较出甲乙液体的密度大小;由B在甲乙液体中排开液体体积相等,根据可比较出B在甲乙液体中受到浮力的大小;
D.根据AB在甲液体中沉底,根据可比较出甲液体中AB所受浮力大小。
2.【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由图,甲杯中液体密度比小球的密度大,乙杯中液体密度比小球的密度小,所以甲杯中液体比乙杯中液体的密度大,故A正确;
B.两杯液体深度相同,甲中的液体密度大,据,甲杯底受到液体的压强比乙大,故B错误;
C.小球在甲中排开液体的重力比乙的大,据,甲中排开液体的质量比乙的大,故C错误;
D.甲中小球漂浮,浮力等于重力,据,小球的重力为0.9N,小球在乙杯中沉底,排开水的重力为0.8N,据,小球所受的浮力为0.8N,故D错误。
故选A。
【分析】(1)密度大小与浮沉的关系:物体漂浮时,ρ物<ρ液;物体悬浮时,ρ物=ρ液;物体沉底时,ρ物>ρ液;
(2)已知液体的密度、深度,由液体压强公式可比较液体压强的大小;
(3)阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开的液体受到的重力;
(4)物体的浮沉条件:物体漂浮时,F浮=G;物体悬浮时,F浮=G;物体沉底时,F浮3.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.,杯子不是柱体,即,故A错误;
B.,且,所以,故B错误;
C.,,故C正确;
D.细针对草莓的压力,
故D错误。
故选C。
【分析】(1)甲图中,根据G=mg求出水的重力,由于容器开口大,底部小,水对杯底的压力小于水的重力;
(2)乙图中,草莓漂浮,根据甲、乙示数求出草莓的质量;
(3)丙图中,草莓被细针乐入水中,根据甲、丙示数得出草莓排开水的质量,根据密度公式求出草莓排开水的体积;根据阿基米德原理求出草莓受到的浮力,根据G=mg求出草莓的重力,根据力的平衡条件求出求出细针对草莓的压力。
4.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】A.由图乙,圆柱体下降10cm时,刚好浸没,下表面所处的深度:h=10cm=0.1m
即圆柱体的高度为10cm,故A不符合题意;
B.由图乙,当圆柱体浸没时,弹簧测力计的示数F'=2N,圆柱体受到的最大浮力
F浮=G-F=8N-2N=6N,计算圆柱体体积为;
圆柱体的横截面积:,故B不符合题意;
C.由图乙可知,圆柱体重G=8N,圆柱体的质量为
圆柱体的密度为,故C正确;
D.撤去弹簧测力计,将圆柱体沉入容器底部,则圆柱体对容器底部的压力为:F=G-F浮=8N-6N=2N
圆柱体对容器底部的压强:,故D不符合题意。
故选C。
【分析】根据物体的重力和浸没在液体中测力计的拉力差,计算浮力;利用,计算排开液体的体积;根据,计算物体的质量,利用,计算密度;根据,计算压强的大小。
5.【答案】A
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【分析】(1)根据两球在竖直方向上受力平衡,由阿基米德原理可知两球所受浮力相同,则G木+G金属=2F浮,
(2)以金属球为研究对象,金属球在竖直方向上受平衡力作用,金属球除受重力、浮力、细线对其竖直向上的拉力,即:G金属=F浮+F拉,两式联立即可求解.
【解答】(1)连在一起的木球和金属球在水中匀速下沉,说明两球在竖直方向上受力平衡.两球的体积相同,浸没在水中排开水的体积相同,由阿基米德原理可知两球所受浮力相同,则G木+G金属=2F浮,则木球所受浮力为:F浮==;
(2)以金属球为研究对象,金属球在竖直方向上受平衡力作用,由于金属球的重力比木球大,故金属球除受重力、竖直向上的浮力外,还受到细线对其竖直向上的拉力,
即:G金属=F浮+F拉,则F拉=G金属-F浮=G金属-=.
故选A.
【点评】此题可以先把它看成一个整体:
②一根细线相连的金属球和木球一起正在水中匀速下沉,就是说金属球和木球一共受到的浮力为金属球的质量加木球的质量,然后由于它们的体积相等,所以受到的浮力也相等,那每个球所受到的浮力为二分之金属球的质量加木球的质量.
②做受力【分析】木球在竖直向上方向上受到浮力,竖直向下方向受到重力和线对它的拉力,受力平衡;金属球在竖直向上方向上受到浮力和线对它的拉力,竖直向下方向受到重力,受力也平衡.
6.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由图中可知,
由题意可得,故由
可得,两球受到的浮力大小关系为
故A错误;
BCD.小球在甲杯中漂浮,则;在乙杯中悬浮;所以,,即甲杯中液体密度大于乙杯中液体密度;由题意可知,两杯中液面高度相等,故由可知,甲杯底部所受液体的压强较大。由图可知,小球排开甲盐水的体积小于排开乙盐水的体积,小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,则甲杯中盐水的体积大于乙杯中盐水的体积,根据知,甲杯中盐水质量较大,重力较大,杯子重力相同,杯子对地面的压力等于杯子、小球和杯内液体的重力之和,故甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,杯子的底面积相同,据压强公式得,甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故BD错误,C正确。
故选C。
【分析】根据物体的浮沉条件:物体漂浮时,受到的浮力大小等于物体的重力;物体悬浮时,受到的浮力大小等于物体的重力;
密度大小与浮沉的关系:物体漂浮时,;物体悬浮时,;物体下沉时,;已知深度、液体的密度,由液体压强公式可求液体压强的大小;杯子对桌面的压力大小等于杯子的总重力。
7.【答案】B,C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.a、b质量之比,则,丙图中a所受的浮力等于a、b重力之和,
即,
a受到的浮力为,则,
a的密度为:,
故A错误;
B.b的密度,a、b体积之比:
,故B正确;
C.图甲中,则,图丙中a下表面的深度为la,下表面的压强之比:,故C正确;
D.a漂浮在液面上,即,则,解得,
a露出水面的体积,故D错误。
故选BC。
【分析】(1)b悬浮在酒精中,则b的密度等于酒精的密度,根据计算a、b体积之比;
(2)根据题意知a、b的质量关系,根据物体的浮沉条件和阿基米德原理列方程,计算出a的密度;
(3)由B中计算的结果,判断a浸入液体的深度,根据液体压强p=ρgh计算压强之比;
(4)图甲中,漂浮在液面上,浮力等于重力,根据阿基米德原理、物体的浮沉条件、密度公式的变形公式列方程,计算a排开酒精的体积,总体积减去排开液体的体积等于露出的体积。
8.【答案】A,B,D
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、模型浸没在水中,故 A正确;
B、模型浸没后继续下沉的过程中,模型排开的体积不变,根据可知,模型受到的浮力不变,故B正确。
C、若要让悬浮模型上浮,应使模型受到的浮力大于模型自身的重力,因此模型应往外排水,故C错误。
D、潜水艇通过改变自身的重力来实现上浮和下沉,故D正确;
故答案为:ABD。
【分析】根据潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮和下沉,当潜水艇浸没在水中的时候,根据可知,此时V排不变,因此潜水艇受到的浮力也不变。
9.【答案】A,C,D
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】AC.球形橡皮泥沉底,浮力小于重力;碗形橡皮泥漂浮,浮力等于重力,则浮力F1V甲,根据V=Sh,在S相同时,,故A正确;
B.根据,当,可得,故B错误;
D.水平面受到的压力等于物体的重力,则,甲乙两杯水放入橡皮泥后,G相等,所以,故D正确。
故选ACD。
【分析】漂浮物体受到的浮力等于物体的重力,沉底物体受到的浮力小于重力;根据,判断烧杯底受到的压强关系;水平面受到的压力等于重力大小。
10.【答案】等于;等于
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)由得,A排开水的重力等于B排开水的重力。两个完全相同的长方体A、B均漂浮在水面,受到的浮力均等于重力,AB重力相等,浮力相等。
(2) A下表面受到水的压力等于A受到的浮力,B下表面受到水的压力等于B受到的浮力,则A下表面受到水的压力等于B下表面受到水的压力。
【分析】(1)根据物体漂浮或悬浮时,受到的浮力等于自身的重力,据阿基米德原理分析此分析A、B排开的液体的重力的大小关系;
(2)根据浮力产生的原因分析A、B下表面受到的压力的大小关系。
11.【答案】10;0.6;6
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图乙可知,当时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度时,正方体A刚好浸没,则正方体A的体积,当水深为15m时A所受的浮力为
当时,力传感器的示数为 ,所以物体重力为6N,由可知,正方体A的密度为
由图乙可知,当水深为x时,正方体A恰好漂浮,此时受到浮力等于重力=6N
综上 第1空、 10 第2空、0.6 第3空、6
【分析】1、浮力的计算公式为F浮=ρ水gV排,本题中正方体A刚好浸没,则正方体A的体积,当水深为15m时A所受的浮力为
2、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度
12.【答案】1;280
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)由图甲可知,测力计的分度值为0.2N,则当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数为3.8N,
此时A受到的浮力:F浮=GA-F示=4.8N-3.8N=1N;
(2)设溢水杯的重力为G杯,图甲中水的重力为G水,
如图甲,把溢水杯、水和物体A看做一个整体,整体受到向下的总重力、向上的拉力(等于测力计的示数)和桌面的支持力,
根据力作用的相互性和整体受力平衡可得,图甲中溢水杯对桌面的压力:
F压=F支=G杯+G水+GA-F示=G杯+G水+F浮=G杯+G水+1N-------①
剪断细线,A缓慢沉入水底,静止时如图乙,此时A排开水的体积为原来的2倍,
则由F浮=ρ水gV排可知,A沉底时受到的浮力:F浮'=2F浮=2×1N=2N,
所以从图甲到图乙,增大的浮力:ΔF浮=F浮'-F浮=2N-1N=1N,
由阿基米德原理可知此过程中溢出水的重力:G溢=ΔF浮=1N,
则图乙中水的重力为:G水'=G水-G溢=G水-1N,
图乙中溢水杯对桌面的压力:F压'=G杯+G水'+GA=G杯+G水-1N+4.8N=G杯+G水+3.8N-------②
②-①可得,与图甲相比,溢水杯对桌面的压力增加量:ΔF压=2.8N,
则溢水杯对桌面的压强增加量:。
【分析】(1)根据图甲中弹簧测力计的分度值和指针位置读出测力计的示数,利用公式F浮=G-F示求出当A的一半浸入水中时A受到的浮力;
(2)如图甲,把溢水杯、水和物体A看做一个整体,整体受到向下的总重力、向上的拉力和桌面的支持力,根据力作用的相互性和整体受力平衡表示出图甲中溢水杯对桌面的压力;
剪断细线,将A缓慢沉入水底,由F浮=ρ水gV排可知A沉底时受到的浮力大小,并求出浮力的增加量,由阿基米德原理可知此过程中溢出水的重力,图乙中溢水杯对桌面的压力等于溢水杯、剩余的水和物体A的总重力;
根据两图中溢水杯对桌面的压力表达式可求出与图甲相比溢水杯对桌面的压力增加量,最后根据求出溢水杯对桌面的压强增加量。
13.【答案】;;变大
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验;浮力的示意图
【解析】【解答】(1)物体重力G=20N;根据称重法知物体受到水的浮力:F浮=G-F拉=20N-8N=12N,
(2)根据浮力产生的原因——压力差法计算公式:F浮=F向上-F向下,则金属块下表面所受到的压力为:F向上=F浮十F向下=12N+10N=22N。
(3)将金属块从图中位置缓慢拉至底部刚好离开水面,金属块排开水的体积逐渐变小,根据阿基米德原理可知所受的浮力逐渐变小,根据F=G-F浮可知此过程中金属块所受的拉力F变大。
故答案为:12;22;变大。
【分析】(1)利用称重法求出物体受到水对它的浮力;
(2)根据浮力产生的原因——压力差法:F浮=F向上-F向下,向上的力是金属块下表面受到的,向下的力是金属块上表面受到的,计算金属块下表面所受到的压力;
(3)若排开水的体积逐渐变小,根据阿基米德原理可知所受的浮力逐渐变小,根据F=G-F浮可知此过程中金属块所受的拉力的变化。
14.【答案】不是;2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】重物浸没后匀速下降,重力、拉力和浮力共同作用处于平衡状态,所以此时所受到的重力和钢绳的拉力不是一对平衡力。浸没时重物受到浮力和拉力均为10N,受力分析可知 G=F浮+F拉
所以重物的重力为:G=10N+10N=20N;根据G=mg计算重物的质量:
故答案为:不是;2。
【分析】根据重力的计算、受力分析填空
受力分析可知,物体受到重力(向下)、拉力(向上)和浮力(向上), 重物浸没后匀速下降的过程中 ,三力平衡由图可知,浸没时构件受到浮力和拉力均为1.0×105N,根据G=F浮+F拉可求出构件的重力,根据G=ρVg求出构件的密度。
15.【答案】600;75
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】 容器内装有6cm的水 ,根据P=ρgh计算水对容器底的压强p=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,分析可知容器排开水的体积V排=V水+V空=Sh+SΔh=225cm3,由浮力公式F=ρgv可计算容器所受的浮力F浮=ρ水gV排=2.25N,根据G=mg计算容器和水的质量m=G/g=0.225kg,根据密度公式计算计算水的质量m水=ρ水Sh=1g/cm6×150cm3=150g=0.15kg,
容器的质量m容=m﹣m水=0.225kg﹣0.15kg=0.075kg=75g
【分析】压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大受到浮力的计算公式为F浮=ρ水gV排,质量的计算m=ρv据此计算水和瓶子的质量
16.【答案】2;500
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【解答】(1)根据求出体积,正方体A的体积
正方体A浸没在水中时受到的浮力
细线的拉力
(2)正方体A和柱体B受到的浮力
正方体A和柱体B排开水的体积
柱体B排开水的体积
柱体B浸入水中深度
加入水的体积
加入水的重力
待AB静止时,AB整体受到的浮力
水对容器底部压力的变化量
水对容器底部的压强比加水前增大
水对容器底部的压强比加水前增大500Pa。
【分析】根据求出正方体A的体积,A浸没在水中时,排开水的体积等于A的体积,根据求A受到的浮力;将正方体A和柱体B看做一个整体,分析整体的受力情况,根据力的平衡条件得出细线的拉力;
细线刚好断裂时,由力的平衡条件可得AB受到的总浮力;根据求AB排开水的总体积,从而可知B排开水的体积,根据V=Sh求B浸入水中的深度,进一步求出加入水的体积,根据求出加入水的重力;
待AB静止时,AB漂浮在水中,根据漂浮条件可知此时AB受到的浮力,水对容器底的压力变化量等于加入水的重力与前、后浮力之差的和,根据求水对容器底部的压强增加量。
17.【答案】1200;1404
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)通过图乙可知,圆柱体A刚好浸没时水对容器底部F的压力为12N,由压强公式
(2)由图乙可知,从第60s到第94s水对容器底部的压F力由6N变为10N,根据压强公式
计算该段时间内水面上升的高度:
该段时间内水增加的体积为:
圆柱体A在该部分的体积为:
则圆柱体A的底面积为:
从第94s到第96s水对容器底部的压力由10N变为12N,则水对容器底部的增加的压强为:
水面上升的高度为:
则该部分圆柱体A的体积为:
圆柱体A的质量为:
当t=95s时,容器中水的体积为:=10cm/8x958=950cm3,
容器中水的质量为:
容器中物体的重力为:
容器对桌面的压力即容器和容器中的物体的重力之和,所以容器对桌面的压强为:
【分析】由图乙可知,圆柱体A刚好浸没状态时,水对容器底部F的压力为12N,由压强公式计算圆柱体A刚好浸没时水对容器底部的压强;
由乙图可知从第60s到第94s水对容器底部的压F力由6N变为10N,根据压强公式计算S水对容器底部的增加的压强,
根据液体压强公式计算该段时间内水面上升的高度,进一步计算水增加的体积,圆柱体A在该部分的体积等于这部分的总体积减去水增加的体积,根据体积公式计算圆柱体A的底面积,从第94s到第96水对容器底部的压力由10N变为12N,
根据压强公式的增加的压强,根据液体压强公式计算该段时间内水面上升的高度,进一步计算该部分圆柱体A的体积,根据水速明确当t=95s时容器中水的体积,
根据质量计算公式求A的质量和容器中水的质量,根据G=mg求容器中物体的重力,容器对桌面的压力就是容器和容器中的物体的重力之和,最好根据压强公式计算容器对桌面的压强。
18.【答案】无关;有关;2.5;B;1;
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据二次称重法得物体在丙图中受到浮力是
F浮= G F示=6N 3.5N=2.5N
由丙、丁、戊三个图可知,物体都完全浸没在液体中,但浸没的深度不同,而丙、丁两个图物体所受的浮力大小却相同,这说明浮力大小与浸没在液体中的深度无关。同时,物体浸没在丙、丁和戊两个不同密度的液体中,所受的浮力大小不同,说明浮力大小与浸入液体的密度有关。在丙图中,物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为F示 =3.5N。由于物体受到重力G、浮力F浮 和弹簧测力计的拉力F示 三个力的作用,且这三个力平衡。
在乙图中,物体部分浸入水中,受到的浮力小于在丙图中完全浸没时的浮力2.5N,因此,弹簧测力计的示数会大于在丙图中的示数,即大于3.5N,由
F示= G F浮
知,由于有了浮力,所以弹簧测力计的示数会小于物重6N,故B符合题意。
故选B。
(2)从图丙中可以看出,当时间t达到一定值后,弹簧测力计的示数F=0.4N不再变化,说明此时正方体A已经完全浸没在水中。此时,正方体所受的浮力FA浮等于正方体的重力GA=0.6N 加弹簧测力计的示数F=0.4N,即正方体A全部浸没中水中时所受到的浮力
F浮全=F+GA=0.4N+0.6N=1N
依题意得,当正方体A全部浸没在水中时,它排开水的体积等于其自身体积V,此时受到的浮力为
F浮全 =ρ水 gV=1N……①
而图甲中正方体A露出水面的体积为V露 ,此时受到的浮力为
F浮甲 =ρ水 g(V V露 )
由乙图知,弹簧测力计在甲图开始时的示数F甲=0.2N,由图甲可得,正方体所受的浮力
F浮甲=GA+F甲

F浮甲=ρ水 g(V V露 )=0.6N+0.2N……②
联立①②解得
即图甲中正方体A露出水面的体积为。
【分析】(1)①丙、丁、戊三个图,明确变化的量和不变的量,根据弹簧测力计示数的变化,可得出结论;
②由可求得物体在丙图中受到浮力;
③对比丙图中弹簧测力计的示数可作出选择;
(2)①图2中使用的是定滑轮,不能省力,所以弹簧测力计的示数即为对木块的拉力,根据二力平衡知识可知求出浮力;
②根据求出甲图中物体所受浮力,由阿基米德原理可求得此时浸入水中的体积,已知正方体A的体积为V,然后可求露出水面的体积。
19.【答案】(1)解:合金块块浸没在水中受到的浮力为:;
答:合金块块浸没在水中受到的浮力是1.25N。
(2)解:此时容器底部受到水的压强为:;
答:此时容器底部受到水的压强为4×103Pa。
(3)解:将该合金块静止平放在水平桌面上,则它对桌面的压力为:F'=G=7.5N,
则它对地面的压强为:;
答:若将该合金块静止平放在水平桌面上,则它对桌面的压强是3×103Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【分析】(1)根据F浮=G﹣F求出合金块块浸没在水中受到的浮力;
(2)根据p=ρgh可求出此时容器底部受到水的压强;
(3)根据 可求出合金块对桌面的压强。
20.【答案】解:(1)海水下10m深处冰山所受海水的压强
p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1.0×105Pa。
答:海水下10m深处冰山所受海水的压强为;
(2)冰山漂浮在水面上,由物体浮沉条件可知,其受到的浮力等于自身重力,即

答:此冰山受到的浮力为;
(3)冰山藏在水下部分的体积,即冰山排开水的体积为
冰山的体积
冰山藏在水中的体积与冰山总体积的比值

则露出水面的冰山约占冰山总体积的。所以这样的冰山符合物理规律。
答:这样的冰山是符合物理规律。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据p=ρ液gh计算海水下10m深处冰山所受海水的压强;
(2)冰山漂浮在水面上,由物体浮沉条件可知,其受到的浮力等于自身重力,即

(3)根据计算冰山排开水的体积,再根据计算冰山的体积,
最后计算冰山藏在水中的体积与冰山总体积的比值。
21.【答案】(1)解:由图可知,物块未浸入水中时,即深度为0时,测力计的拉力即为物体的重力,
则重力为:
(2)解:如图,物体浸入水中后,受到浮力,所以拉力减小,当拉力不变时,说明物体已全部浸没在水中,所以物块完全浸没在水中受到的浮力为:
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据测力计可以直接测量物体的重力;
(2)根据得出所受浮力的大小;
(3)根据阿基米德原理求出物体的体积;根据密度公式求出密度。
22.【答案】(1)水密隔舱
(2)1.17×107N;2.9×104Pa
(3)上浮;不变;等于
【知识点】液体压强的计算;浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】(1) 第1空、 福船采用“水密隔舱”,的技术大大提高了船舶的整体抗沉性。故该空填“ 水密隔舱 ”;
(2) 第1空、 帆装、给养、武器、人员、货物等及船之身质量总共可达:1 吨,
船的重力:
根据漂浮的特点,海船满载时受到的浮力F浮= 。故该空填“ 1.17×107N ”;
第2空、 船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强:
。故该空填“ 2.9×104Pa ”;
(3) 第1、2空、 当海船从淡水中驶入海水中时,船仍漂浮,浮力等于重力,即海船受到的浮力大小不变,因为海水的密度大于水的密度,根据阿基米原理可知V排减小,船体将上浮。故第1空填“ 上浮 ”,第2空填“ 不变 ”;
第3空、 浮力的实质是物体上下表面受到的压力差,漂浮时上表面受到的压力为0,所以船静止时,底部受到的海水的压力等于船受到的浮力。故该空填“ 等于 ”。
【分析】所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区,在航行过程中,如果有一个或两个舱意外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性;由帆装、给养、武器、人员、货物等及船之身总质量,根据( 求重力,根据漂浮的特点,求海船满载时受到的浮力F浮,根据| 海水gh,求出压强的大小;(3)根据漂浮的特点,确定浮力的变化;比较海水的密度与水的密度,根据阿基米德原理确定V排大小变化;浮力的实质是物体上下表面受到的压力差。
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