沪科版八年级物理第九章 浮力单元检测(培优卷)

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名称 沪科版八年级物理第九章 浮力单元检测(培优卷)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2025-03-05 13:07:32

文档简介

沪科版八年级物理第九章 浮力单元检测(培优卷)
一、选择题(每题3分,共45分)
1.(2024·长沙开学考)如图所示的四个情景中,没有受到浮力的物体是(  )
A.水面上的赛艇
B.沉底的鸡蛋
C.水里下落的苹果
D.大桥的桥墩
2.(2024八下·和平期末)关于下面几个实验的说法正确的是(  )
A.纸片保持静止,说明纸片受到的大气压力等于管中水柱的重力
B.弹簧测力计示数变小,说明浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差
C.探头向下移动时U形管两边液面高度差增大,说明液体压强跟深度有关
D.同一个小桌放在海绵上比放在瓷砖上时的形变明显,说明海绵受到的压强大于瓷砖受到的压强
3.(2022八下·宝安期末)如图所示,物体的受力示意图正确的是(不计空气阻力)(  )
A. 在空中飞行的足球
B. 悬浮在水中的鱼
C. 随传送带水平向右匀速运动的箱子
D. 静置在斜面上的杯子对斜面的压力
4.图中哪一个才是浮力的方向(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.如图 7.107 所示, 在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块 , 在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块 , 金属块 浸没在液体内, 而木块漂浮在液面上, 液面正好与容器口平齐。某瞬间细线突然断开, 待稳定后液面下降了 ; 然后取出金属块 , 液面又下降了 ; 最后取出木块 , 液面又下降了 。由此可判断 与 的密度比为 (  )。
A. B. C. D.
6.容器内原来盛有水银, 有一只小铁球浮在水银面上, 如图 7.106(a) 所示。现再向容器里倒入油, 使小铁球完全浸没在这两种液体中, 如图 7.106(b)所示,则(  )。
A.铁球受到的浮力增大
B.铁球受到油的压力而下沉了些
C.铁球上升些使它在水银中的体积减小
D.铁球保持原来的位置不动
7.(2021八下·包河期中)如图所示,一个边长为10cm的实心正方体竖直浸没在某种液体中保持静止状态,其上表面受到液体的压强为500Pa,下表面受到的液体压强为1300Pa,下列说法正确的是(  )
A.正方体受到的浮力为10N B.该正方体的质量为1kg
C.正方体上表面的深度h1为5cm D.液体的密度为0.8×103kg/m3
8.(2024八下·旬阳期末)如图是长方体下降浸入水槽的过程中,弹簧测力计读数F随长方体下降高度h变化的图像。下列说法不正确的是(  )
A.长方体重18N
B.长方体受到水的浮力方向为竖直向上
C.长方体受到的最大浮力是12N
D.时,长方体受到的浮力是15N
9.(2022八下·泰安期末)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明同学利用弹簧测力计、金属块、烧杯、水、盐水等器材进行了如图所示的操作,,下列说法中正确的是(  )
①序号c中金属块所受浮力为3.4N
②分析a、c、e三次实验可知:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
③金属块的密度
④盐水的密度为
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
10.(2022八下·涡阳期末)小明和同学们做“探究浮力大小与哪些因素有关实验”时,在弹簧测力计下悬挂一长方体金属块,然后把金属块竖直匀速下落并逐渐浸入水中。在此过程中弹簧测力计示数F与金属块下落距离h的关系如图所示。已知水的密度为1.0×103kg/m3,下列说法不正确的是(  )
A.金属块的重为10N
B.金属块浸没时受到浮力为4N
C.金属块的密度为2.5×103kg/m3
D.金属块刚浸没时底部受到水的压强为1000Pa
11. 一种液体的密度随深度而增大, 它的变化规律是 , 式中 是常数, 表示深度。设深度足够, 有一个密度为 的实心小球投入此液体中, 且 , 则正确的判断是 (  )。
A.小球将一沉到底, 不再运动
B.小球将漂浮在液面, 不能下沉
C.小球经过一段运动过程, 最终悬浮在深 处
D.小球经过一段运动过程, 最终悬浮在深 处
12.(2023八下·子洲期末) 如图所示是”探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,各图中物体均处于静止。实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为和。已知盐水的密度为,则下列结论正确的是(  )
A.实验甲、乙、丙,可探究浮力大小跟液体深度是否有关
B.实验乙中弹簧测力计的示数小于
C.实验丙中物体受到的拉力为
D.实验丙中物体浸没在盐水中后,盐水对容器底的压力比物体没有放入盐水时增大了
13.(2024八下·佛山期中)三峡升船机是世界上最大的升船机.船只驶入装有水的承船厢后,在拉力F作用下竖直升降.如图所示,重量不同的船舶(G1>G2>G3)驶入承船厢,通过排放水使厢内水深h保持不变,则三种情况下,匀速提升所需的拉力
A.F1最大 B.F 2最大
C.F3最大 D.F 1、F 2、F 3一样大
14.(2024八下·潜江月考)探究小组在课后服务时间制作了一个潜水艇模型,利用注射器向大试管中注气和抽气,就可以调整大试管在水中的状态。调节大试管刚好在水中悬浮,如图所示。忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力,则(  )
A.悬浮时,大试管排开水的重力大于所受浮力
B.将注射器的活塞往里推,大试管将会上浮
C.将注射器的活塞往外拉,大试管排开水的重力将会增大
D.处于悬浮状态时,向水中加盐,大试管会下沉
15.(2024八下·江油期末)如图甲所示,边长为10cm的均匀实心正方体用轻质细杆固定在容器底部,容器内底面积为。现向容器中缓慢加水至正方体刚好浸没为止,杆的弹力大小F随水的深度h变化的关系图像如图乙所示。g取,,以下说法正确的是(  )
A.杆的长度为6cm
B.正方体密度为
C.向容器中缓慢加水过程中,杆的弹力最大为4N
D.正方体浸没后,若撤去杆,正方体重新静止时容器底部所受水的压强为1100Pa
二、填空题(每空2分,共30分)
16.(2024八下·昌邑期末)如图所示,一个系有绳子的乒乓球球静止在水中,乒乓球下表面距离水面8cm,绳子长度为10cm,则乒乓球下表面受到水的压强是   Pa;乒乓球能将绳子竖直拉起,说明乒乓球所受浮力的方向是   的。
17.(2024八下·金乡县期中)如图所示,将去盖的矿泉水瓶截去底后倒置,放入一乒乓球后向里注水,乒乓球不上浮,同时观察到有少量水流出,此时乒乓球   (选填“受”或“不受”)浮力作用;再用手将瓶口堵住,过一会儿,观察到乒乓球将   (选填“上浮”或“不上浮”)。
18.(2024八下·忠县期中)如图所示,用钢缆绳拉着某长方体沿竖直方向匀速沉入江底,图是下降过程中钢缆绳对的拉力随时间变化的图像。则长方体浸没在水中后受到的浮力为   ,长方体的平均密度为   。
19.(2024八下·黄石期末)如图所示是中国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号,其全长323.6米,满载时总排水量为13万吨,有24层楼高,2125间客房,最多可载乘客5246人。“爱达·魔都”号满载时,受到的浮力是   N;某次航行时,“爱达·魔都”号的吃水深度为,此时其底部受到的海水压强为   Pa;某次航线为上海→华盛顿,水的密度关系为(),请你分析“爱达·魔都”号沿航线航行时,吃水深度的变化情况   (选填“不变”“变深”或“变浅”)。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
20.如图 7.111 所示, 横截面积为 的容器内盛有部分水, 水面上方压有一块横截面积也为 的活塞 , 现在活塞的中央挖一面积为 的小孔, 小孔内塞入一木塞 。假设 与 之间、 与容器器壁之间紧密结合, 且不考虑任的物块后, 活塞 上升的距离为    ;木塞 下沉的距离为   。
21.(2024八下·重庆市月考)如图所示:底面积为的圆柱薄壁容器放置在水平地面上,底面积为的轻质圆柱薄壁塑料瓶内装有若干小石块,质量为1600g的实心铁块沉在容器底部(没有紧密接触)。塑料瓶和铁块通过细绳相连,细绳刚好拉直(无拉力)。为了拉起铁块需要把瓶内的部分小石块投入水中,铁块的重力为   N;铁块刚好被拉起时,投入水中的小石块质量为   g(已知ρ石=3g/cm3,ρ铁=8g/cm3)。
22.(2024八下·廊坊期中) 如图所示,体积为1.0×10-3m3的圆柱体金属块浸没在水中,下表面受到水对它向上的压力为16N,则上表面受到水对它向下的压力为   N,增大圆柱体浸没在水中的深度,物体受到向上和向下的压力差将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
三、综合题(共4分)
23.(2024八下·永寿期末)我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10000m,在载人深潜领域达到世界领先水平。小京阅读资料后,制作图中的装置,模拟深潜器在海水中的运动。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为,体积为。求:(取,,g取10N/kg)
(1)潜水艇是靠改变   来实现上浮和下沉的;
(2)在10000m的深处,海水对深潜器的压强大小   ;
(3)乙物体在水下所受浮力的大小   ;
(4)细线对乙物体拉力的大小   。
四、实验探究题(共2题,共14分)
24.(2024八下·汕头期中)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心物块,以下图所示A、B、C、D、E分别为实验情景。
(1)物块的重力为   ,浸没在水中时受到的浮力是   ;
(2)由图A、B、C可得结论:当液体密度一定时,物体   越大,所受浮力越大;
(3)由图A、D、E可得结论:   ;
(4)由两个实验操作   (填实验字母序号)可知,浮力大小与浸没液体中的深度无关;
(5)根据实验数据还可以计算出物块的体积为   ;物块的密度为   盐水的密度   。
25.(2024八下·顺德期中)图A、B、C、D、E是探究某圆锥形物体“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验步骤。
(1)由A、E两个步骤中可知物体浸没酒精中时受到的浮力是   N;
(2)由步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与   有关,与物体浸没在液体中的深度   ;
(3)由步骤A、D、E可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的   有关;
(4)根据实验数据,可以得到圆锥形物体的密度为   kg/m3(水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg);
(5)用弹簧秤拉着圆锥形物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧秤示数随圆锥形物体浸入深度变化的关系图象,最符合实际的是   。
五、计算题(共7分)
26.(2024八下·长沙期末)如图所示,水平桌面上放置甲、乙两圆柱形容器,两容器底部用细管相连。甲容器底面积为700cm2,水深为20cm;乙容器中放有底面积为200cm2的圆柱形木块。现打开阀门K缓慢向乙容器中注水,水对乙容器底的压强p水与所注水质量m水的关系如图丙所示,木块始终竖直,当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮,求:()
(1)求打开阀门前水对甲容器底部的压强;
(2)求木块恰好漂浮时下表面所受的液体压力;
(3)将木块换成某种新型材料制成的圆柱体,其形状与木块完全相同,重量为木块的0.6倍,直到水静止时,求水对甲容器底部的压强。
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.水面上的赛艇,漂浮在水面上,受到浮力作用,受到的浮力等于其重力,故A不符合题意;
BC.水里下落的苹果和沉底的鸡蛋都浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故它们均受到浮力作用,故B、C不符合题意;
D.大桥的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故D符合题意。
故选D。
【分析】根据浮力的定义:产生原因是物体浸在液体中受到上下表面的压力差产生浮力,对各个选项逐一分析即可。
2.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的特点;大气压的综合应用;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.1标准大气压能支撑约10m的水柱,图中管子内部水高度小于10m,所以纸片受到的大气压力大于管中水柱的重力。故A错误;
B.弹簧测力计示数变小,仅仅说明物体受到液体对其竖直向上的浮力的作用。故B错误;
C. 探头向下移动时U形管两边液面高度差增大,说明液体压强跟深度有关 ,故C正确;
D.瓷砖的硬度大于海绵,所以瓷砖受到力时,产生的形变量小,本题中同一个小桌放在海绵上比放在瓷砖上时,压力和受力面积都相等,压强也相等,故D错误。
故选C。
【分析】称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,
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,
压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积,本题中瓷砖的硬度大于海绵,所以瓷砖受到力时,产生的形变量小,本题中同一个小桌放在海绵上比放在瓷砖上时,压力和受力面积都相等,压强也相等
3.【答案】C
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】A.不计空气阻力,在空中飞行的足球只受重力的作用,没有推力,A不符合题意;
B.悬浮在水中的鱼,所受的浮力和重力是平衡力,大小相等,两条线段长度应相等,B不符合题意;
C.随传送带水平向右匀速运动的箱子,水平方向不受力的作用,竖直方向上受到的重力和支持力二力平衡,大小相等,线段等长,C符合题意;
D.杯子对斜面的压力作用点在斜面上,压力方向与斜面垂直,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受到的重力竖直向下;物体受到的浮力竖直向上;压力的作用点在受力物体上。
4.【答案】A
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】解:浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)对物体产生向上托的力叫浮力,浮力的方向总是竖直向上,图中1符合.
故选A.
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力,浮力的方向总是与重力的方向相反.
5.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】假设容器的底面积为S,细线断开后,木块的浮力为F浮1=ρ液gV排1=ρ液gSh1=GB-ρ液gSh2=ρBVg-ρ液gSh2;据此可知,ρBVg=ρ液gSh2+ρ液gSh1,当木块漂浮是,浮力等于自身重力所以,F浮2=GA=ρ液gSh3=ρAVg;据此计算 与 的密度比 =ρ液gSh3/(ρ液gSh2+ρ液gSh1)= ,A正确,BCD错误
综上选A
【分析】根据浮力计算判识选项
当细线断开后,木块受到浮力减小,该值等于金属快B的重力和金属块受到浮力的差值,即F浮1=ρ液gV排1=ρ液gSh1=GB-ρ液gSh2=ρBVg-ρ液gSh2;木块漂浮,重力等于浮力,所以F浮2=GA=ρ液gSh3=ρAVg,据此计算AB的密度比值。
6.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】A、据题可知,铁球受力平衡,所以浮力等于重力,(a)(b)两图浮力均等于重力,所以 铁球受到的浮力不变,A错误
B、铁球在油中会产生向上的浮力,浮力的本质为压力差,所以 铁球受到油的压力而上票了些,B错误,C正确,D错误
综上选C
【分析】根据受力平衡、浮力的产生判识选项
1、受力平衡:物体静止时,所受重力和浮力平衡,所以重力等于浮力
2、物体在液体会产生浮力,浮力的本质为压力差,结合本题来说 铁球受到油的压力而上飘动了些
7.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.正方体每个面的面积为
正方体受到的浮力为
A不符合题意;
B.由图可知,该正方体悬浮,所以重力等于浮力,物体的重力为
正方体的质量为
正方体的体积为
正方体的密度为
B不符合题意;
C.正方体上表面的深度为
C不符合题意;
D.因为正方体悬浮,所以液体的密度等于正方体的密度,等于 ,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)已知液体上下表面的压强,和正方体的边长,可以先求正方体的底面积,然后用= ΔF= ΔpS 求浮力;
(2)正方体的质量m=;
(3)正方体的密度ρ=;
(4)正方体上表面的深度h=。
8.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据图像,AB段,高度下降,弹簧测力计的示数不变,说明长方体未浸入水中,测力计测量的是长方体的重力为18N,故A正确,不符合题意;
B.浮力是液体对物体上下表面的压力差形成的,方向竖直向上,故B正确,不符合题意;
C.图中BC段,下降高度增大,测力计示数变小,说明浮力变大,CD段测力计示数不变,长方体浸没水中,排开水的体积最大,所受的浮力最大,长方体受到的最大浮力:F浮=G-FD=18N-6N=12N,故C正确,不符合题意;
D.根据图像,h=4cm时,测力计的示数为15N,长方体所受的浮力:F浮1=G-F1=18N-15N=3N,故D错误。
故选D。
【分析】物体未浸没在液体中时,测力计的拉力是物体的重力;根据物体的重力和物体完全浸没后,测力计的拉力差,计算浮力;浮力方向竖直向上。
9.【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】①由图a可知,物体的重力,由图c可知,金属块浸没在水时弹簧测力计的示数,则c中金属块所受的浮力
故①错误;
②由图c、e可知,金属块浸没在不同的液体中,液体的密度不同,根据控制变量法可知,不能探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,故②错误;
③金属块浸没在水中时,金属块的体积等于金属块排开水的体积,由可知,金属块的体积
由可知,金属块的质量
金属块的密度
故③正确;
④由图e可知,金属块浸没在盐水中时弹簧测力计所受,则金属块浸没在盐水所受的浮力
金属块浸没在盐水中排开盐水的体积
由可知,盐水的密度
故④正确,所以只有③④正确,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据,求出浮力;金属块浸没在不同的液体中,液体的密度不同,根据控制变量法可知,不能探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系;根据、及求出金属块密度;根据及,可求出盐水密度。
10.【答案】D
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A.金属块还未浸入水中时,弹簧测力计示数即为金属块的重力,由图可知,金属块的重力为10N,A正确,不符合题意;
B.由图可知,金属块浸没时受到弹簧测力计的拉力为6N,根据称重法可知,金属块受到的浮力为
B正确,不符合题意;
C.金属块的质量为
金属块的体积等于金属块排开水的体积,根据阿基米德原理可知,金属块的体积为
金属块的密度为
C正确,不符合题意;
D.当金属块下落距离h1=4cm时,金属块底部刚好与水接触,刚刚产生浮力,当金属块下落距离h2=10cm时,金属块受到的浮力不再增加,说明此时金属块刚好完全浸没,此时金属块底部距离水面的高度为
金属块刚浸没时底部受到水的压强为
D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】金属块还未浸入水中时,弹簧测力计示数即为金属块的重力;根据F浮=G-F示,求出浮力;根据重力求出质量,根据浮力求出体积,根据,求出密度;根据p=ρgh,求出压强。
11.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】由阿基米德原理可知,物体的密度大于液体的密度所以物体下沉,当物体的密度于液体密度相等时,物体将悬浮,此时重心的深度为h,则=,此时 ,D正确,ABC错误
综上选D
【分析】根据阿基米德原理判识物体浮沉条件
物体浮沉条件:当物体的密度大于液体的密度,物体下沉;物体的密度等于液体的密度,物体悬浮;物体的密度小于液体的密度,物体漂浮
12.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由于乙丙的液体密度不相同,所以不能探究浮力大小跟液体深度是否有关,A错误;
B.丙弹簧测力计示数为2.8N,乙中水的密度小于盐水密度,乙中物体受到的浮力比丙小,乙中弹簧测力计示数,所以乙中弹簧测力计示数大于2.8N,B错误;
C.实验丙中物体受到的拉力为2.8N,受到的浮力为,C错误;
D.实验丙中放入A物体后,盐水对容器底的压力变化量等于浮力大小,即压力增大1.2N,D正确。
故选D。
【分析】探究浮力大小影响因素时,需要用控制变量法进行探究;乙中弹簧测力计示数为,乙中物体A受到的浮力比丙中小,所以弹簧测力计示数比丙大;实验丙中物体受到的拉力为2.8N,受到的浮力为,实验丙中放入A物体后,盐水对容器底的压力增大量为。
13.【答案】D
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】解:根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小等于它排开液体的重力,厢内水深h保持不变,重量不同的船舶(G1>G2>G3)驶入承船厢,重的船舶排出的水也多,且排出水的重力与船舶的重力相等,所以三种情况下,厢,水、船的总重相同,匀速提升,拉力等于总重力大小,则三种情况下,匀速提升所需的拉力F1、F2、F3一样大。
故选:D。【分析】 升船机漂浮,根据阿基米德原理,物体受到的浮力大小等于它排开液体的重力,厢内水深h保持不变,厢,水、船的总重相同,匀速提升,拉力等于总重力大小。
14.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【解答】A.悬浮时,排开水的重力等于所受浮力,故A不符合题意;
B.将注射器的活塞往里推,大试管内气压增大,排出一部分水,重力小于浮力,大试管将会上浮,故B符合题意;
C.注射器此时处于浸没状态,将注射器的活塞往外拉,试管内部进水,重力变大,但是大试管排开水的体积不变,所以排开水的重力不变,故C不符合题意;
D.处于悬浮状态时,向水中加盐,大试管受到的浮力增大,大试管会上浮,故D不符合题意。
故选B。
【分析】根据浮力公式判识选项
1、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
2、物体浮力:F浮=ρ水gV排,当液体密度上升,物体浮力上升
15.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;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.由图乙可知,当水深h=3cm时,杆的弹力刚要开始减小,说明此时正方体刚好与水接触,但还没有受到浮力作用,因此正方体下表面到容器底部的距离就是杆的长度,即3cm。故A错误;
B.当水深h=9cm时,杆所受弹力为0,此时正方体所受浮力等于重力,正方体受到的浮力;正方体的质量;正方体的密度为,故B错误;
C.由图乙可知,当正方体不受浮力时,杆的弹力最大,等于物体的重力,大小为6N。故C错误;
D.正方体浸没后,若撤去杆,由于正方体的密度小于水的密度,正方体将上浮并最终漂浮在水面上。此时正方体受到的浮力等于其重力,即,设正方体漂浮时浸入水中的深度为h浸 ,则,代入已知数据解得;正方体漂浮时容器中的水面下降的高度;容器底部所受水的压强为
,故D正确。
【分析】(1)已知正方体的边长,由图乙知,正方体刚好浸没时水的深度,可求得杆的长度;
(2)加水前,正方体受到重力和杆对它的支持力作用,由图乙可知,当加水到水的深度为3cm时,杆的支持力不变;
随着正方体逐渐浸入水中,正方体受到水的浮力逐渐变大,由力的平衡条件可知,杆的支持力逐渐变小,当加入水的深度为9cm时,支持力为零,此时正方体漂浮,求得正方体浸入水的深度和排开水的体积,根据求得物体漂浮时受到的浮力,根据物体的漂浮条件可知正方体的重力,根据求得正方体的密度;
(3)继续加水,正方体受到的浮力大于重力,此时杆对正方体产生拉力,当正方体完全浸没时,正方体受到的浮力最大,根据求得最大浮力,根据力的平衡条件求得杆的最大拉力,与杆的最大支持力比较,得出结论;
(4)撤去细杆后,由于正方体的密度小于水的密度,正方体静止时将漂浮在水面上,受到的浮力等于重力,与浸没时相比,根据正方体浸没时和漂浮时排开水的体积求得正方体排开水的体积减小量,进一步求得水的最终深度,根据求得容器底部所受水的压强。
16.【答案】800;竖直向上
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1)压强;
(2)浮力的方向是竖直向上的。
【分析】浮力的方向竖直向上,根据压强公式求解。
17.【答案】不受;上浮
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】物体受到液体的浮力是由于上下表面的压力差引起的,放入一乒乓球后向里注水,乒乓球下表面没有受到水的压力作用,此时乒乓球不受浮力作用。用手将瓶口堵住,过一会儿,乒乓球下表面受到水的压力作用,乒乓球上下表面出现压力差,使乒乓球受到浮力作用,观察到乒乓球将上浮。
【分析】根据物体受到液体的浮力是由于上下表面的压力差引起的原理进行分析。
18.【答案】;
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N,
在10~15s内,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,
由图可知,当A完全浸入水中时拉力F'=1×104N,
所以长方体A受到的浮力:F浮=G-F'=3×104N-1×104N=2×104N;
根据F浮=ρ水gV排可得,A的体积:;
A的密度:。
【分析】分析钢绳拉力随时间t变化的图像,得出重力大小,当长方体A完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此计算长方体A浸没在水中后受到的浮力;求出了长方体A受到的浮力,由阿基米德原理计算出A的体积,根据计算出A的密度
19.【答案】;;变浅
【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】(1)根据阿基米德原理课在,“爱达·魔都”号满载时受到的浮力是

(2)“爱达·魔都”号的吃水深度为,则此时其底部受到的海水压强为

(3)“爱达·魔都”号始终漂浮在水面上,受到的浮力始终等于重力。因为轮船的重力不变,所以它受到的浮力不变。水的密度关系为,由得,“爱达·魔都”号在上海排开水的体积小于在华盛顿排开水的体积,则沿航线航行时,吃水深度变浅。
【分析】(1)根据阿基米德原理就散轮船满载时受到的浮力;
(2)根据计算轮船底部受到水的压强;
(3)首先根据漂浮条件分析轮船受到浮力的变化,再根据阿基米德原理分析轮船排开水的体积变化。
20.【答案】;
【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】据题可知每当N上方放置物体之前,物体处于平衡状态,即重力(向下)等于浮力(向上),当放置m的物体时,系统重新平衡,所以浮力增加量为mg,M和N的运动状态已知,一致上升,设M上升h,V排的增加量为sh,即可列ρ水ghs=mg,所以h= ;木塞下降的距离为h1,所以排水体积增加Δv=S0(h+h1)=m/ρ水,结合题目可知木塞下方体积为S0h2的水平铺在液面上,可列S0h2=(S-S0)h,解得h1=
【分析】根据浮力的计算、受力分析填空
物体平衡状态的受力分析:物体受力平衡后,所以浮力等于重力,即当放置m的物体时,系统重新平衡,所以浮力增加量为mg,所以V排的增加量为Sh,即可列ρ水ghs=mg,据此计算M上升的距离,而木塞下降的距离为h1,所以排水体积增加Δv=S0(h+h1)=m/ρ水,且S0h2=(S-S0)h,据此计算N下沉的距离。
21.【答案】16;840
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据铁块的质量,计算重力G=mg=1.6kg×10N/kg=16N;铁块的体积为,受到的浮力为F浮铁=ρ液gV铁=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N,塑料瓶将铁块拉起的力F拉=16N-2N=14N;铁块被拉起时,投入到水中石块的质量为m,此时水面上升;塑料瓶增加的浮力为ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水gΔhS柱,,解得m=0.84kg=840g。
【分析】根据G=mg,计算物体的重力;根据,计算体积;利用F浮=ρ液gV排,计算物体受到的浮力;根据物体的重力和受到的浮力,计算拉力;再利用浮力大小,利用,计算排开液体的体积,根据排开的体积计算石块的质量。
22.【答案】6;不变
【知识点】浮力及其产生原因;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】由可知,金属块浸没在水中时受浮力:;
由浮力产生的原因可知,浮力的大小等于该圆柱体金属块上下表面的压力差大小,金属块上表面受到水对它向下的压力:;
当金属块完全浸没在水中时,增大金属块浸没在水中的深度,金属块排开水的体积不变,受到的浮力也不变;由于浮力的大小等于该圆柱体金属块上下表面的压力差大小,该金属块受到向上和向下的压力差将不变。
故答案为:6;不变。
【分析】 根据F浮=ρgV排可求得金属块的浮力,浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差,据此求得上表面受到水对它向下的压力。浮力与物体在液体中的深度无关。
23.【答案】自身重力;1×108Pa;0.25N;1.75N
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【解答】(1)潜水艇是靠改变自重来实现上浮和下沉的;。
(2)在10000m的深处,海水产生的压强
(3)由图可知,乙物体浸没在水中,故;
乙所受浮力。
(4)对乙物体受力分析,乙静止时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和绳子拉力的作用,由力的平衡条件可知,细线对乙物体拉力的大小F拉=G-F浮=mg-F浮=0.2kg×10N/kg-0.25N=1.75N。
【分析】(1)根据潜水艇的浮沉方法解答;
(2)根据液体压强公式计算;
(3)根据阿基米德原理计算物体受到的浮力;
(4)对乙进行受力分析,根据平衡力的知识F拉=G-F浮计算细线对乙的拉力。
24.【答案】(1)2.4;1
(2)浸入液体体积
(3)当物体浸入液体体积相等时,密度越大,浮力越大。
(4)ACD
(5);;1.1
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 由图 A 可知,物块在空气中时弹簧测力计示数为 2.4N,即物块的重力为 2.4N。故该空填” 2.4 “;
物块浸没在水中时,弹簧测力计示数为 1.4N,根据称重法可得浮力为 2.4N-1.4N=1N。故该空填”1“;
(2) 第1空、 图 A、B、C 中液体密度相同,物体浸入液体的体积逐渐增大,弹簧测力计示数逐渐减小,说明浮力逐渐增大,可得结论:当液体密度一定时,物体浸入液体体积越大,所受浮力越大。故该空填” 浸入液体体积 “;
(3) 第1空、 图 A、D、E 中物体浸入液体的体积相同,液体密度不同,在盐水中受到的浮力更大,可得结论:当物体浸入液体体积相等时,液体密度越大,浮力越大。故该空填” 当物体浸入液体体积相等时,密度越大,浮力越大。 “;
(4) 第1空、 要探究浮力大小与浸没液体中的深度无关,需要保持液体密度和物体浸入体积相同,改变深度,图 ACD 符合要求。故该空填” ACD “;
(5) 第1空、 根据阿基米德原理. ,物块浸没在水中时受到的浮力为1N,水的密度为 可得
物块的体积
。故该空填” “;
第2空、 物块的密度
。故该空填” “;
第3空、 图 D中物块在盐水中受到的浮力为 同理可得盐水的密度为 故该空填”“;
【分析】 通过图 A 测量出物块的重力,以及物块浸没在水中时测力计的示数变化得出其受到的浮力大小。接着从 A、B、C 三组实验得出在液体密度一定时,浮力大小与物体浸入液体体积的关系;从 A、D、E 得出在浸入体积相同时,浮力与液体密度的关系。通过 ACD 三组实验探究了浮力与浸没深度无关。然后利用浮力公式计算出物块的体积,进而求得物块的密度和盐水的密度。
25.【答案】0.8;物体排开液体的体积;无关;密度;4×103;B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究浮力大小的影响因素时,(1)图A中,物体的重力为4N,E图中,物体浸没在酒精中,弹簧测力计的拉力为3.2N,则物体浸没酒精中受到的浮力是:F浮1=4N-3.2N=0.8N;
(2)根据A、B、C、D中,物体浸入水中时,受到的浮力越来越大,完全浸没在水中后,深度增大,受到的浮力大小不变,则液体密度不变时,物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)根据A、D、E,物体排开水和酒精的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,浮力不同,则排开液体体积相同时,物体受到的浮力大小与液体密度有关;
(4)根据A、C图,圆锥体浸没在水中,受到的浮力为:,
圆锥体的体积等于排开水的体积,为
圆锥体的质量为:,
计算圆锥体密度为:;
(5)图中,圆锥体的横截面积越往上越大,随着圆锥体浸入深度的增加,排开液体的体积越大,且增大的速度越来越快,根据F浮=ρ液gV排,则浮力增大的越来越多,而测力计的拉力开始变化小,后来变化大;当物体完全浸没在水中,排开水的体积不变,浮力不变,随着深度的加深,弹簧秤示数先变小后不变,且变小的速度越来越快,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】(1)根据物体的重力和浸没在液体中测力计的拉力,计算浮力;
(2)当液体密度相同时,排开液体的体积越大, 浮力越大;若液体密度和排开液体的体积相同,浮力和深度无关;
(3)当排开液体的体积相同时,液体密度不同,浮力不同,浮力和液体密度有关;
(4)根据,可以计算物体的体积;根据,计算密度;
(5)锥形物体上下体积不同,在深度变化相同时,排开液体的体积不同,物体浸入液体中的体积越大,受到的浮力越大,测力计的拉力越小。
26.【答案】(1)解:打开阀门前,计算水对甲容器底部的压强
(2)解:当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮,由图丙,水对乙容器底压强
则水对木块下表面的压强
木块恰好漂浮时下表面所受的液体压力
(3)解:由于木块漂浮,根据浮力产生的原因和物体的浮沉条件可知此时木块受到的浮力
木块浸在水中的体积:
乙容器中注入水的深度
当注入水的质量等于0.5kg时,注入水的体积为
乙容器的底面积为
甲容器中水的体积为
由于将木块换成某种新型材料制成的圆柱体,其形状与木块完全相同,根据可知,圆柱体的密度是木块的0.6倍,由于木块在水中会漂浮,则圆柱体在水中一定也会漂浮,所以,圆柱体所受重力
圆柱体在水中漂浮时
圆柱体排开水的体积
打开阀门,甲与乙构成连通器,两侧水面相平,此时甲、乙容器内水的深度
甲容器中水对容器底部的压强为
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据p=ρgh,计算液体压强的大小;
(2)结合漂浮,浮力等于物体的重力,利用F=pS,计算压力;
(3)结合浮力等于物体重力,利用,计算排开的体积,结合,计算体积;利用底面积,计算深度,利用p=ρgh,计算液体压强。
(1)打开阀门前水对甲容器底部的压强
(2)当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮,由图丙可知,水对乙容器底压强
则水对木块下表面的压强
木块恰好漂浮时下表面所受的液体压力
(3)由于木块恰好漂浮,根据浮力产生的原因和物体的浮沉条件可知此时木块受到的浮力
木块浸在水中的体积
乙容器中注入水的深度
当注入水的质量等于0.5kg时,注入水的体积为
乙容器的底面积为
甲容器中水的体积为
由于将木块换成某种新型材料制成的圆柱体,其形状与木块完全相同,根据可知,圆柱体的密度是木块的0.6倍,由于木块在水中会漂浮,则圆柱体在水中一定也会漂浮,所以,圆柱体所受重力
圆柱体在水中漂浮时
圆柱体排开水的体积
打开阀门,甲与乙构成连通器,两侧水面相平,此时甲、乙容器内水的深度
甲容器中水对容器底部的压强为
1 / 1沪科版八年级物理第九章 浮力单元检测(培优卷)
一、选择题(每题3分,共45分)
1.(2024·长沙开学考)如图所示的四个情景中,没有受到浮力的物体是(  )
A.水面上的赛艇
B.沉底的鸡蛋
C.水里下落的苹果
D.大桥的桥墩
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.水面上的赛艇,漂浮在水面上,受到浮力作用,受到的浮力等于其重力,故A不符合题意;
BC.水里下落的苹果和沉底的鸡蛋都浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故它们均受到浮力作用,故B、C不符合题意;
D.大桥的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故D符合题意。
故选D。
【分析】根据浮力的定义:产生原因是物体浸在液体中受到上下表面的压力差产生浮力,对各个选项逐一分析即可。
2.(2024八下·和平期末)关于下面几个实验的说法正确的是(  )
A.纸片保持静止,说明纸片受到的大气压力等于管中水柱的重力
B.弹簧测力计示数变小,说明浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差
C.探头向下移动时U形管两边液面高度差增大,说明液体压强跟深度有关
D.同一个小桌放在海绵上比放在瓷砖上时的形变明显,说明海绵受到的压强大于瓷砖受到的压强
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的特点;大气压的综合应用;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.1标准大气压能支撑约10m的水柱,图中管子内部水高度小于10m,所以纸片受到的大气压力大于管中水柱的重力。故A错误;
B.弹簧测力计示数变小,仅仅说明物体受到液体对其竖直向上的浮力的作用。故B错误;
C. 探头向下移动时U形管两边液面高度差增大,说明液体压强跟深度有关 ,故C正确;
D.瓷砖的硬度大于海绵,所以瓷砖受到力时,产生的形变量小,本题中同一个小桌放在海绵上比放在瓷砖上时,压力和受力面积都相等,压强也相等,故D错误。
故选C。
【分析】称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,
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,
压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积,本题中瓷砖的硬度大于海绵,所以瓷砖受到力时,产生的形变量小,本题中同一个小桌放在海绵上比放在瓷砖上时,压力和受力面积都相等,压强也相等
3.(2022八下·宝安期末)如图所示,物体的受力示意图正确的是(不计空气阻力)(  )
A. 在空中飞行的足球
B. 悬浮在水中的鱼
C. 随传送带水平向右匀速运动的箱子
D. 静置在斜面上的杯子对斜面的压力
【答案】C
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】A.不计空气阻力,在空中飞行的足球只受重力的作用,没有推力,A不符合题意;
B.悬浮在水中的鱼,所受的浮力和重力是平衡力,大小相等,两条线段长度应相等,B不符合题意;
C.随传送带水平向右匀速运动的箱子,水平方向不受力的作用,竖直方向上受到的重力和支持力二力平衡,大小相等,线段等长,C符合题意;
D.杯子对斜面的压力作用点在斜面上,压力方向与斜面垂直,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受到的重力竖直向下;物体受到的浮力竖直向上;压力的作用点在受力物体上。
4.图中哪一个才是浮力的方向(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】解:浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)对物体产生向上托的力叫浮力,浮力的方向总是竖直向上,图中1符合.
故选A.
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力,浮力的方向总是与重力的方向相反.
5.如图 7.107 所示, 在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块 , 在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块 , 金属块 浸没在液体内, 而木块漂浮在液面上, 液面正好与容器口平齐。某瞬间细线突然断开, 待稳定后液面下降了 ; 然后取出金属块 , 液面又下降了 ; 最后取出木块 , 液面又下降了 。由此可判断 与 的密度比为 (  )。
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】假设容器的底面积为S,细线断开后,木块的浮力为F浮1=ρ液gV排1=ρ液gSh1=GB-ρ液gSh2=ρBVg-ρ液gSh2;据此可知,ρBVg=ρ液gSh2+ρ液gSh1,当木块漂浮是,浮力等于自身重力所以,F浮2=GA=ρ液gSh3=ρAVg;据此计算 与 的密度比 =ρ液gSh3/(ρ液gSh2+ρ液gSh1)= ,A正确,BCD错误
综上选A
【分析】根据浮力计算判识选项
当细线断开后,木块受到浮力减小,该值等于金属快B的重力和金属块受到浮力的差值,即F浮1=ρ液gV排1=ρ液gSh1=GB-ρ液gSh2=ρBVg-ρ液gSh2;木块漂浮,重力等于浮力,所以F浮2=GA=ρ液gSh3=ρAVg,据此计算AB的密度比值。
6.容器内原来盛有水银, 有一只小铁球浮在水银面上, 如图 7.106(a) 所示。现再向容器里倒入油, 使小铁球完全浸没在这两种液体中, 如图 7.106(b)所示,则(  )。
A.铁球受到的浮力增大
B.铁球受到油的压力而下沉了些
C.铁球上升些使它在水银中的体积减小
D.铁球保持原来的位置不动
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】A、据题可知,铁球受力平衡,所以浮力等于重力,(a)(b)两图浮力均等于重力,所以 铁球受到的浮力不变,A错误
B、铁球在油中会产生向上的浮力,浮力的本质为压力差,所以 铁球受到油的压力而上票了些,B错误,C正确,D错误
综上选C
【分析】根据受力平衡、浮力的产生判识选项
1、受力平衡:物体静止时,所受重力和浮力平衡,所以重力等于浮力
2、物体在液体会产生浮力,浮力的本质为压力差,结合本题来说 铁球受到油的压力而上飘动了些
7.(2021八下·包河期中)如图所示,一个边长为10cm的实心正方体竖直浸没在某种液体中保持静止状态,其上表面受到液体的压强为500Pa,下表面受到的液体压强为1300Pa,下列说法正确的是(  )
A.正方体受到的浮力为10N B.该正方体的质量为1kg
C.正方体上表面的深度h1为5cm D.液体的密度为0.8×103kg/m3
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.正方体每个面的面积为
正方体受到的浮力为
A不符合题意;
B.由图可知,该正方体悬浮,所以重力等于浮力,物体的重力为
正方体的质量为
正方体的体积为
正方体的密度为
B不符合题意;
C.正方体上表面的深度为
C不符合题意;
D.因为正方体悬浮,所以液体的密度等于正方体的密度,等于 ,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)已知液体上下表面的压强,和正方体的边长,可以先求正方体的底面积,然后用= ΔF= ΔpS 求浮力;
(2)正方体的质量m=;
(3)正方体的密度ρ=;
(4)正方体上表面的深度h=。
8.(2024八下·旬阳期末)如图是长方体下降浸入水槽的过程中,弹簧测力计读数F随长方体下降高度h变化的图像。下列说法不正确的是(  )
A.长方体重18N
B.长方体受到水的浮力方向为竖直向上
C.长方体受到的最大浮力是12N
D.时,长方体受到的浮力是15N
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据图像,AB段,高度下降,弹簧测力计的示数不变,说明长方体未浸入水中,测力计测量的是长方体的重力为18N,故A正确,不符合题意;
B.浮力是液体对物体上下表面的压力差形成的,方向竖直向上,故B正确,不符合题意;
C.图中BC段,下降高度增大,测力计示数变小,说明浮力变大,CD段测力计示数不变,长方体浸没水中,排开水的体积最大,所受的浮力最大,长方体受到的最大浮力:F浮=G-FD=18N-6N=12N,故C正确,不符合题意;
D.根据图像,h=4cm时,测力计的示数为15N,长方体所受的浮力:F浮1=G-F1=18N-15N=3N,故D错误。
故选D。
【分析】物体未浸没在液体中时,测力计的拉力是物体的重力;根据物体的重力和物体完全浸没后,测力计的拉力差,计算浮力;浮力方向竖直向上。
9.(2022八下·泰安期末)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明同学利用弹簧测力计、金属块、烧杯、水、盐水等器材进行了如图所示的操作,,下列说法中正确的是(  )
①序号c中金属块所受浮力为3.4N
②分析a、c、e三次实验可知:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
③金属块的密度
④盐水的密度为
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】①由图a可知,物体的重力,由图c可知,金属块浸没在水时弹簧测力计的示数,则c中金属块所受的浮力
故①错误;
②由图c、e可知,金属块浸没在不同的液体中,液体的密度不同,根据控制变量法可知,不能探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,故②错误;
③金属块浸没在水中时,金属块的体积等于金属块排开水的体积,由可知,金属块的体积
由可知,金属块的质量
金属块的密度
故③正确;
④由图e可知,金属块浸没在盐水中时弹簧测力计所受,则金属块浸没在盐水所受的浮力
金属块浸没在盐水中排开盐水的体积
由可知,盐水的密度
故④正确,所以只有③④正确,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据,求出浮力;金属块浸没在不同的液体中,液体的密度不同,根据控制变量法可知,不能探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系;根据、及求出金属块密度;根据及,可求出盐水密度。
10.(2022八下·涡阳期末)小明和同学们做“探究浮力大小与哪些因素有关实验”时,在弹簧测力计下悬挂一长方体金属块,然后把金属块竖直匀速下落并逐渐浸入水中。在此过程中弹簧测力计示数F与金属块下落距离h的关系如图所示。已知水的密度为1.0×103kg/m3,下列说法不正确的是(  )
A.金属块的重为10N
B.金属块浸没时受到浮力为4N
C.金属块的密度为2.5×103kg/m3
D.金属块刚浸没时底部受到水的压强为1000Pa
【答案】D
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A.金属块还未浸入水中时,弹簧测力计示数即为金属块的重力,由图可知,金属块的重力为10N,A正确,不符合题意;
B.由图可知,金属块浸没时受到弹簧测力计的拉力为6N,根据称重法可知,金属块受到的浮力为
B正确,不符合题意;
C.金属块的质量为
金属块的体积等于金属块排开水的体积,根据阿基米德原理可知,金属块的体积为
金属块的密度为
C正确,不符合题意;
D.当金属块下落距离h1=4cm时,金属块底部刚好与水接触,刚刚产生浮力,当金属块下落距离h2=10cm时,金属块受到的浮力不再增加,说明此时金属块刚好完全浸没,此时金属块底部距离水面的高度为
金属块刚浸没时底部受到水的压强为
D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】金属块还未浸入水中时,弹簧测力计示数即为金属块的重力;根据F浮=G-F示,求出浮力;根据重力求出质量,根据浮力求出体积,根据,求出密度;根据p=ρgh,求出压强。
11. 一种液体的密度随深度而增大, 它的变化规律是 , 式中 是常数, 表示深度。设深度足够, 有一个密度为 的实心小球投入此液体中, 且 , 则正确的判断是 (  )。
A.小球将一沉到底, 不再运动
B.小球将漂浮在液面, 不能下沉
C.小球经过一段运动过程, 最终悬浮在深 处
D.小球经过一段运动过程, 最终悬浮在深 处
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】由阿基米德原理可知,物体的密度大于液体的密度所以物体下沉,当物体的密度于液体密度相等时,物体将悬浮,此时重心的深度为h,则=,此时 ,D正确,ABC错误
综上选D
【分析】根据阿基米德原理判识物体浮沉条件
物体浮沉条件:当物体的密度大于液体的密度,物体下沉;物体的密度等于液体的密度,物体悬浮;物体的密度小于液体的密度,物体漂浮
12.(2023八下·子洲期末) 如图所示是”探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,各图中物体均处于静止。实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为和。已知盐水的密度为,则下列结论正确的是(  )
A.实验甲、乙、丙,可探究浮力大小跟液体深度是否有关
B.实验乙中弹簧测力计的示数小于
C.实验丙中物体受到的拉力为
D.实验丙中物体浸没在盐水中后,盐水对容器底的压力比物体没有放入盐水时增大了
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由于乙丙的液体密度不相同,所以不能探究浮力大小跟液体深度是否有关,A错误;
B.丙弹簧测力计示数为2.8N,乙中水的密度小于盐水密度,乙中物体受到的浮力比丙小,乙中弹簧测力计示数,所以乙中弹簧测力计示数大于2.8N,B错误;
C.实验丙中物体受到的拉力为2.8N,受到的浮力为,C错误;
D.实验丙中放入A物体后,盐水对容器底的压力变化量等于浮力大小,即压力增大1.2N,D正确。
故选D。
【分析】探究浮力大小影响因素时,需要用控制变量法进行探究;乙中弹簧测力计示数为,乙中物体A受到的浮力比丙中小,所以弹簧测力计示数比丙大;实验丙中物体受到的拉力为2.8N,受到的浮力为,实验丙中放入A物体后,盐水对容器底的压力增大量为。
13.(2024八下·佛山期中)三峡升船机是世界上最大的升船机.船只驶入装有水的承船厢后,在拉力F作用下竖直升降.如图所示,重量不同的船舶(G1>G2>G3)驶入承船厢,通过排放水使厢内水深h保持不变,则三种情况下,匀速提升所需的拉力
A.F1最大 B.F 2最大
C.F3最大 D.F 1、F 2、F 3一样大
【答案】D
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】解:根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小等于它排开液体的重力,厢内水深h保持不变,重量不同的船舶(G1>G2>G3)驶入承船厢,重的船舶排出的水也多,且排出水的重力与船舶的重力相等,所以三种情况下,厢,水、船的总重相同,匀速提升,拉力等于总重力大小,则三种情况下,匀速提升所需的拉力F1、F2、F3一样大。
故选:D。【分析】 升船机漂浮,根据阿基米德原理,物体受到的浮力大小等于它排开液体的重力,厢内水深h保持不变,厢,水、船的总重相同,匀速提升,拉力等于总重力大小。
14.(2024八下·潜江月考)探究小组在课后服务时间制作了一个潜水艇模型,利用注射器向大试管中注气和抽气,就可以调整大试管在水中的状态。调节大试管刚好在水中悬浮,如图所示。忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力,则(  )
A.悬浮时,大试管排开水的重力大于所受浮力
B.将注射器的活塞往里推,大试管将会上浮
C.将注射器的活塞往外拉,大试管排开水的重力将会增大
D.处于悬浮状态时,向水中加盐,大试管会下沉
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【解答】A.悬浮时,排开水的重力等于所受浮力,故A不符合题意;
B.将注射器的活塞往里推,大试管内气压增大,排出一部分水,重力小于浮力,大试管将会上浮,故B符合题意;
C.注射器此时处于浸没状态,将注射器的活塞往外拉,试管内部进水,重力变大,但是大试管排开水的体积不变,所以排开水的重力不变,故C不符合题意;
D.处于悬浮状态时,向水中加盐,大试管受到的浮力增大,大试管会上浮,故D不符合题意。
故选B。
【分析】根据浮力公式判识选项
1、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
2、物体浮力:F浮=ρ水gV排,当液体密度上升,物体浮力上升
15.(2024八下·江油期末)如图甲所示,边长为10cm的均匀实心正方体用轻质细杆固定在容器底部,容器内底面积为。现向容器中缓慢加水至正方体刚好浸没为止,杆的弹力大小F随水的深度h变化的关系图像如图乙所示。g取,,以下说法正确的是(  )
A.杆的长度为6cm
B.正方体密度为
C.向容器中缓慢加水过程中,杆的弹力最大为4N
D.正方体浸没后,若撤去杆,正方体重新静止时容器底部所受水的压强为1100Pa
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;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.由图乙可知,当水深h=3cm时,杆的弹力刚要开始减小,说明此时正方体刚好与水接触,但还没有受到浮力作用,因此正方体下表面到容器底部的距离就是杆的长度,即3cm。故A错误;
B.当水深h=9cm时,杆所受弹力为0,此时正方体所受浮力等于重力,正方体受到的浮力;正方体的质量;正方体的密度为,故B错误;
C.由图乙可知,当正方体不受浮力时,杆的弹力最大,等于物体的重力,大小为6N。故C错误;
D.正方体浸没后,若撤去杆,由于正方体的密度小于水的密度,正方体将上浮并最终漂浮在水面上。此时正方体受到的浮力等于其重力,即,设正方体漂浮时浸入水中的深度为h浸 ,则,代入已知数据解得;正方体漂浮时容器中的水面下降的高度;容器底部所受水的压强为
,故D正确。
【分析】(1)已知正方体的边长,由图乙知,正方体刚好浸没时水的深度,可求得杆的长度;
(2)加水前,正方体受到重力和杆对它的支持力作用,由图乙可知,当加水到水的深度为3cm时,杆的支持力不变;
随着正方体逐渐浸入水中,正方体受到水的浮力逐渐变大,由力的平衡条件可知,杆的支持力逐渐变小,当加入水的深度为9cm时,支持力为零,此时正方体漂浮,求得正方体浸入水的深度和排开水的体积,根据求得物体漂浮时受到的浮力,根据物体的漂浮条件可知正方体的重力,根据求得正方体的密度;
(3)继续加水,正方体受到的浮力大于重力,此时杆对正方体产生拉力,当正方体完全浸没时,正方体受到的浮力最大,根据求得最大浮力,根据力的平衡条件求得杆的最大拉力,与杆的最大支持力比较,得出结论;
(4)撤去细杆后,由于正方体的密度小于水的密度,正方体静止时将漂浮在水面上,受到的浮力等于重力,与浸没时相比,根据正方体浸没时和漂浮时排开水的体积求得正方体排开水的体积减小量,进一步求得水的最终深度,根据求得容器底部所受水的压强。
二、填空题(每空2分,共30分)
16.(2024八下·昌邑期末)如图所示,一个系有绳子的乒乓球球静止在水中,乒乓球下表面距离水面8cm,绳子长度为10cm,则乒乓球下表面受到水的压强是   Pa;乒乓球能将绳子竖直拉起,说明乒乓球所受浮力的方向是   的。
【答案】800;竖直向上
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1)压强;
(2)浮力的方向是竖直向上的。
【分析】浮力的方向竖直向上,根据压强公式求解。
17.(2024八下·金乡县期中)如图所示,将去盖的矿泉水瓶截去底后倒置,放入一乒乓球后向里注水,乒乓球不上浮,同时观察到有少量水流出,此时乒乓球   (选填“受”或“不受”)浮力作用;再用手将瓶口堵住,过一会儿,观察到乒乓球将   (选填“上浮”或“不上浮”)。
【答案】不受;上浮
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】物体受到液体的浮力是由于上下表面的压力差引起的,放入一乒乓球后向里注水,乒乓球下表面没有受到水的压力作用,此时乒乓球不受浮力作用。用手将瓶口堵住,过一会儿,乒乓球下表面受到水的压力作用,乒乓球上下表面出现压力差,使乒乓球受到浮力作用,观察到乒乓球将上浮。
【分析】根据物体受到液体的浮力是由于上下表面的压力差引起的原理进行分析。
18.(2024八下·忠县期中)如图所示,用钢缆绳拉着某长方体沿竖直方向匀速沉入江底,图是下降过程中钢缆绳对的拉力随时间变化的图像。则长方体浸没在水中后受到的浮力为   ,长方体的平均密度为   。
【答案】;
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N,
在10~15s内,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,
由图可知,当A完全浸入水中时拉力F'=1×104N,
所以长方体A受到的浮力:F浮=G-F'=3×104N-1×104N=2×104N;
根据F浮=ρ水gV排可得,A的体积:;
A的密度:。
【分析】分析钢绳拉力随时间t变化的图像,得出重力大小,当长方体A完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此计算长方体A浸没在水中后受到的浮力;求出了长方体A受到的浮力,由阿基米德原理计算出A的体积,根据计算出A的密度
19.(2024八下·黄石期末)如图所示是中国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号,其全长323.6米,满载时总排水量为13万吨,有24层楼高,2125间客房,最多可载乘客5246人。“爱达·魔都”号满载时,受到的浮力是   N;某次航行时,“爱达·魔都”号的吃水深度为,此时其底部受到的海水压强为   Pa;某次航线为上海→华盛顿,水的密度关系为(),请你分析“爱达·魔都”号沿航线航行时,吃水深度的变化情况   (选填“不变”“变深”或“变浅”)。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
【答案】;;变浅
【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】(1)根据阿基米德原理课在,“爱达·魔都”号满载时受到的浮力是

(2)“爱达·魔都”号的吃水深度为,则此时其底部受到的海水压强为

(3)“爱达·魔都”号始终漂浮在水面上,受到的浮力始终等于重力。因为轮船的重力不变,所以它受到的浮力不变。水的密度关系为,由得,“爱达·魔都”号在上海排开水的体积小于在华盛顿排开水的体积,则沿航线航行时,吃水深度变浅。
【分析】(1)根据阿基米德原理就散轮船满载时受到的浮力;
(2)根据计算轮船底部受到水的压强;
(3)首先根据漂浮条件分析轮船受到浮力的变化,再根据阿基米德原理分析轮船排开水的体积变化。
20.如图 7.111 所示, 横截面积为 的容器内盛有部分水, 水面上方压有一块横截面积也为 的活塞 , 现在活塞的中央挖一面积为 的小孔, 小孔内塞入一木塞 。假设 与 之间、 与容器器壁之间紧密结合, 且不考虑任的物块后, 活塞 上升的距离为    ;木塞 下沉的距离为   。
【答案】;
【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】据题可知每当N上方放置物体之前,物体处于平衡状态,即重力(向下)等于浮力(向上),当放置m的物体时,系统重新平衡,所以浮力增加量为mg,M和N的运动状态已知,一致上升,设M上升h,V排的增加量为sh,即可列ρ水ghs=mg,所以h= ;木塞下降的距离为h1,所以排水体积增加Δv=S0(h+h1)=m/ρ水,结合题目可知木塞下方体积为S0h2的水平铺在液面上,可列S0h2=(S-S0)h,解得h1=
【分析】根据浮力的计算、受力分析填空
物体平衡状态的受力分析:物体受力平衡后,所以浮力等于重力,即当放置m的物体时,系统重新平衡,所以浮力增加量为mg,所以V排的增加量为Sh,即可列ρ水ghs=mg,据此计算M上升的距离,而木塞下降的距离为h1,所以排水体积增加Δv=S0(h+h1)=m/ρ水,且S0h2=(S-S0)h,据此计算N下沉的距离。
21.(2024八下·重庆市月考)如图所示:底面积为的圆柱薄壁容器放置在水平地面上,底面积为的轻质圆柱薄壁塑料瓶内装有若干小石块,质量为1600g的实心铁块沉在容器底部(没有紧密接触)。塑料瓶和铁块通过细绳相连,细绳刚好拉直(无拉力)。为了拉起铁块需要把瓶内的部分小石块投入水中,铁块的重力为   N;铁块刚好被拉起时,投入水中的小石块质量为   g(已知ρ石=3g/cm3,ρ铁=8g/cm3)。
【答案】16;840
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据铁块的质量,计算重力G=mg=1.6kg×10N/kg=16N;铁块的体积为,受到的浮力为F浮铁=ρ液gV铁=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N,塑料瓶将铁块拉起的力F拉=16N-2N=14N;铁块被拉起时,投入到水中石块的质量为m,此时水面上升;塑料瓶增加的浮力为ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水gΔhS柱,,解得m=0.84kg=840g。
【分析】根据G=mg,计算物体的重力;根据,计算体积;利用F浮=ρ液gV排,计算物体受到的浮力;根据物体的重力和受到的浮力,计算拉力;再利用浮力大小,利用,计算排开液体的体积,根据排开的体积计算石块的质量。
22.(2024八下·廊坊期中) 如图所示,体积为1.0×10-3m3的圆柱体金属块浸没在水中,下表面受到水对它向上的压力为16N,则上表面受到水对它向下的压力为   N,增大圆柱体浸没在水中的深度,物体受到向上和向下的压力差将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】6;不变
【知识点】浮力及其产生原因;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】由可知,金属块浸没在水中时受浮力:;
由浮力产生的原因可知,浮力的大小等于该圆柱体金属块上下表面的压力差大小,金属块上表面受到水对它向下的压力:;
当金属块完全浸没在水中时,增大金属块浸没在水中的深度,金属块排开水的体积不变,受到的浮力也不变;由于浮力的大小等于该圆柱体金属块上下表面的压力差大小,该金属块受到向上和向下的压力差将不变。
故答案为:6;不变。
【分析】 根据F浮=ρgV排可求得金属块的浮力,浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差,据此求得上表面受到水对它向下的压力。浮力与物体在液体中的深度无关。
三、综合题(共4分)
23.(2024八下·永寿期末)我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10000m,在载人深潜领域达到世界领先水平。小京阅读资料后,制作图中的装置,模拟深潜器在海水中的运动。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为,体积为。求:(取,,g取10N/kg)
(1)潜水艇是靠改变   来实现上浮和下沉的;
(2)在10000m的深处,海水对深潜器的压强大小   ;
(3)乙物体在水下所受浮力的大小   ;
(4)细线对乙物体拉力的大小   。
【答案】自身重力;1×108Pa;0.25N;1.75N
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【解答】(1)潜水艇是靠改变自重来实现上浮和下沉的;。
(2)在10000m的深处,海水产生的压强
(3)由图可知,乙物体浸没在水中,故;
乙所受浮力。
(4)对乙物体受力分析,乙静止时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和绳子拉力的作用,由力的平衡条件可知,细线对乙物体拉力的大小F拉=G-F浮=mg-F浮=0.2kg×10N/kg-0.25N=1.75N。
【分析】(1)根据潜水艇的浮沉方法解答;
(2)根据液体压强公式计算;
(3)根据阿基米德原理计算物体受到的浮力;
(4)对乙进行受力分析,根据平衡力的知识F拉=G-F浮计算细线对乙的拉力。
四、实验探究题(共2题,共14分)
24.(2024八下·汕头期中)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心物块,以下图所示A、B、C、D、E分别为实验情景。
(1)物块的重力为   ,浸没在水中时受到的浮力是   ;
(2)由图A、B、C可得结论:当液体密度一定时,物体   越大,所受浮力越大;
(3)由图A、D、E可得结论:   ;
(4)由两个实验操作   (填实验字母序号)可知,浮力大小与浸没液体中的深度无关;
(5)根据实验数据还可以计算出物块的体积为   ;物块的密度为   盐水的密度   。
【答案】(1)2.4;1
(2)浸入液体体积
(3)当物体浸入液体体积相等时,密度越大,浮力越大。
(4)ACD
(5);;1.1
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 由图 A 可知,物块在空气中时弹簧测力计示数为 2.4N,即物块的重力为 2.4N。故该空填” 2.4 “;
物块浸没在水中时,弹簧测力计示数为 1.4N,根据称重法可得浮力为 2.4N-1.4N=1N。故该空填”1“;
(2) 第1空、 图 A、B、C 中液体密度相同,物体浸入液体的体积逐渐增大,弹簧测力计示数逐渐减小,说明浮力逐渐增大,可得结论:当液体密度一定时,物体浸入液体体积越大,所受浮力越大。故该空填” 浸入液体体积 “;
(3) 第1空、 图 A、D、E 中物体浸入液体的体积相同,液体密度不同,在盐水中受到的浮力更大,可得结论:当物体浸入液体体积相等时,液体密度越大,浮力越大。故该空填” 当物体浸入液体体积相等时,密度越大,浮力越大。 “;
(4) 第1空、 要探究浮力大小与浸没液体中的深度无关,需要保持液体密度和物体浸入体积相同,改变深度,图 ACD 符合要求。故该空填” ACD “;
(5) 第1空、 根据阿基米德原理. ,物块浸没在水中时受到的浮力为1N,水的密度为 可得
物块的体积
。故该空填” “;
第2空、 物块的密度
。故该空填” “;
第3空、 图 D中物块在盐水中受到的浮力为 同理可得盐水的密度为 故该空填”“;
【分析】 通过图 A 测量出物块的重力,以及物块浸没在水中时测力计的示数变化得出其受到的浮力大小。接着从 A、B、C 三组实验得出在液体密度一定时,浮力大小与物体浸入液体体积的关系;从 A、D、E 得出在浸入体积相同时,浮力与液体密度的关系。通过 ACD 三组实验探究了浮力与浸没深度无关。然后利用浮力公式计算出物块的体积,进而求得物块的密度和盐水的密度。
25.(2024八下·顺德期中)图A、B、C、D、E是探究某圆锥形物体“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验步骤。
(1)由A、E两个步骤中可知物体浸没酒精中时受到的浮力是   N;
(2)由步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与   有关,与物体浸没在液体中的深度   ;
(3)由步骤A、D、E可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的   有关;
(4)根据实验数据,可以得到圆锥形物体的密度为   kg/m3(水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg);
(5)用弹簧秤拉着圆锥形物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧秤示数随圆锥形物体浸入深度变化的关系图象,最符合实际的是   。
【答案】0.8;物体排开液体的体积;无关;密度;4×103;B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究浮力大小的影响因素时,(1)图A中,物体的重力为4N,E图中,物体浸没在酒精中,弹簧测力计的拉力为3.2N,则物体浸没酒精中受到的浮力是:F浮1=4N-3.2N=0.8N;
(2)根据A、B、C、D中,物体浸入水中时,受到的浮力越来越大,完全浸没在水中后,深度增大,受到的浮力大小不变,则液体密度不变时,物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)根据A、D、E,物体排开水和酒精的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,浮力不同,则排开液体体积相同时,物体受到的浮力大小与液体密度有关;
(4)根据A、C图,圆锥体浸没在水中,受到的浮力为:,
圆锥体的体积等于排开水的体积,为
圆锥体的质量为:,
计算圆锥体密度为:;
(5)图中,圆锥体的横截面积越往上越大,随着圆锥体浸入深度的增加,排开液体的体积越大,且增大的速度越来越快,根据F浮=ρ液gV排,则浮力增大的越来越多,而测力计的拉力开始变化小,后来变化大;当物体完全浸没在水中,排开水的体积不变,浮力不变,随着深度的加深,弹簧秤示数先变小后不变,且变小的速度越来越快,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】(1)根据物体的重力和浸没在液体中测力计的拉力,计算浮力;
(2)当液体密度相同时,排开液体的体积越大, 浮力越大;若液体密度和排开液体的体积相同,浮力和深度无关;
(3)当排开液体的体积相同时,液体密度不同,浮力不同,浮力和液体密度有关;
(4)根据,可以计算物体的体积;根据,计算密度;
(5)锥形物体上下体积不同,在深度变化相同时,排开液体的体积不同,物体浸入液体中的体积越大,受到的浮力越大,测力计的拉力越小。
五、计算题(共7分)
26.(2024八下·长沙期末)如图所示,水平桌面上放置甲、乙两圆柱形容器,两容器底部用细管相连。甲容器底面积为700cm2,水深为20cm;乙容器中放有底面积为200cm2的圆柱形木块。现打开阀门K缓慢向乙容器中注水,水对乙容器底的压强p水与所注水质量m水的关系如图丙所示,木块始终竖直,当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮,求:()
(1)求打开阀门前水对甲容器底部的压强;
(2)求木块恰好漂浮时下表面所受的液体压力;
(3)将木块换成某种新型材料制成的圆柱体,其形状与木块完全相同,重量为木块的0.6倍,直到水静止时,求水对甲容器底部的压强。
【答案】(1)解:打开阀门前,计算水对甲容器底部的压强
(2)解:当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮,由图丙,水对乙容器底压强
则水对木块下表面的压强
木块恰好漂浮时下表面所受的液体压力
(3)解:由于木块漂浮,根据浮力产生的原因和物体的浮沉条件可知此时木块受到的浮力
木块浸在水中的体积:
乙容器中注入水的深度
当注入水的质量等于0.5kg时,注入水的体积为
乙容器的底面积为
甲容器中水的体积为
由于将木块换成某种新型材料制成的圆柱体,其形状与木块完全相同,根据可知,圆柱体的密度是木块的0.6倍,由于木块在水中会漂浮,则圆柱体在水中一定也会漂浮,所以,圆柱体所受重力
圆柱体在水中漂浮时
圆柱体排开水的体积
打开阀门,甲与乙构成连通器,两侧水面相平,此时甲、乙容器内水的深度
甲容器中水对容器底部的压强为
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据p=ρgh,计算液体压强的大小;
(2)结合漂浮,浮力等于物体的重力,利用F=pS,计算压力;
(3)结合浮力等于物体重力,利用,计算排开的体积,结合,计算体积;利用底面积,计算深度,利用p=ρgh,计算液体压强。
(1)打开阀门前水对甲容器底部的压强
(2)当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮,由图丙可知,水对乙容器底压强
则水对木块下表面的压强
木块恰好漂浮时下表面所受的液体压力
(3)由于木块恰好漂浮,根据浮力产生的原因和物体的浮沉条件可知此时木块受到的浮力
木块浸在水中的体积
乙容器中注入水的深度
当注入水的质量等于0.5kg时,注入水的体积为
乙容器的底面积为
甲容器中水的体积为
由于将木块换成某种新型材料制成的圆柱体,其形状与木块完全相同,根据可知,圆柱体的密度是木块的0.6倍,由于木块在水中会漂浮,则圆柱体在水中一定也会漂浮,所以,圆柱体所受重力
圆柱体在水中漂浮时
圆柱体排开水的体积
打开阀门,甲与乙构成连通器,两侧水面相平,此时甲、乙容器内水的深度
甲容器中水对容器底部的压强为
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