9.2 《阿基米德原理》 筑基提能同步分层练习设计(基础版) 初中物理八年级下册(粤沪版2024)
一、单选题
1.(2024八下·衡阳期末)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则它们所受浮力相等的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲、乙、丙
2.(2024八下·邯郸经济技术开发期末) 如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是( )
A.图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N
B.图丙和图乙中容器底受到液体的压力之差等于0.1N
C.图丙中盐水的密度是1.1×103kg/m3
D.圆柱体的密度是3.0×103kg/m3
3.(2024八下·安陆期末)如图把一个正方体,保持侧面竖直地浸没在液体里的不同深度处,则正方体( )
A.顶面所受的压力大小不变 B.底面所受的压力大小不变
C.每个侧面所受的压力大小不变 D.上、下两面受的压力差不变
4.(2024八下·南昌期末)重为6N的物体浸没在水中,排开水的重力是5N,则物体在水中受到的浮力是
A.6N B.11N C.5N D.1N
5.(2024八下·惠来期末)将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两物体必定有相同的(( )
A.质量 B.密度 C.体积 D.重力
6.(2024八下·高碑店期末)将重为5N的小球放入盛满水的溢水杯中,溢出重为3N的水,小球受到的浮力( )
A.可能等于2N B.可能等于4N C.一定等于3N D.一定等于5N
7.(2022八下·忻城期中)因洗澡发现水缸里的水溢出得到了启发而产生灵感,从而得出“浸入液体中的物体所受浮力大小等于物体排开的液体所受重力的大小”这一结论的科学家是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.阿基米德 D.托里拆利
二、多选题
8.(2024八下·呈贡期末)放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放在两容器中,当物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.乙容器中的液体密度大
B.甲容器底受到的液体压强大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大
D.甲、乙两容器中物块受到的浮力相同
9.(2024八下·宁乡市期中)浸没在湖水中的物体,随着浸没深度的增加,下列说法中正确的是( )
A.物体受到的压强增大
B.物体上、下表面受到的压力增大
C.物体上、下表面受到的压力差增大
D.物体受到的浮力变大
10.重 的水对漂浮于其中的物体所产生的浮力( )。
A.可以小于 B.不可能等于
C.可以大于 D.不可能大于
11.(2020八下·如皋期末)如图,物体A挂在弹簧测力计下端,A始终浸没在烧杯内的液体中但不与杯底接触。现只改变烧杯内液体的密度,保持液体的体积不变,设弹簧测力计的拉力为F,烧杯对桌面的压强为p。则下列描述拉力F、压强p随液体密度ρ变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验填空题
12.(2024八下·邯郸经济技术开发期末) 小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关:
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明。
13.(2024八下·呈贡期末)某同学将一合金块标注成等分,在空气中称得其重力为,并进行了如图所示的实验。
(1)由图甲、乙、丙三次实验操作,可以得出的初步结论是:当 一定时,物体所受浮力大小与 有关;
(2)合金块开始浸入装满水的溢水杯,直至浸没到一定深度的过程中物体没有接触到容器,容器底部受到水的压强 选填“变大”“变小”或“不变”;丙图中合金块浸入水中受到的浮力 选填“大于”“小于”或“等于”排到小桶中的水受到的重力。
14.(2024八下·遵化期末)如图,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图甲所示,小明用手把开口朝上的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持猜想 ;(选填字母)
(2)如图A所示,可知圆柱体重 N;B步骤中圆柱体受到水的浮力为 N;
(3)分析C步骤与 (填字母)步骤的数据,可以验证猜想a是错误的;
(4)比较B步骤与E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是 ;
(5)进一步学习了阿基米德原理之后,利用如图的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是 ;
A.物块的体积B.物块的密度C.盐水的体积D.盐水的密度
(6)另一组的小明发现液体密度改变,而圆柱体受到的浮力变化却不明显,他想出下列三种实验改进方案,其中不可行的是 (填序号)。
A.利用现有器材进行多次实验B.换用体积更大的同种圆柱体
C.换用密度比水小得多的液体
四、解答与计算题
15.(2024八下·开州期末) 如图是创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N,体积100cm3,秤砣重2N,秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中(不接触容器),调节秤砣位置,使秤杆AC在水平位置平衡,此时秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。创新科技小组在烧杯内装入适量的待测液体,其测量情况如图所示,测得OC长30cm。求:
(1)此时秤杆A端受到绳子的拉力为多大?
(2)C点刻度表示的待测液体密度为多大?
(3)若烧杯内底面积为,则以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化了多少?
16.(2024八下·赤坎期末)我国“奋斗者”号如图所示载人潜水器曾在马里亚纳海沟米深处成功坐底;潜水器外侧加挂块压舱铁体积忽略不计,保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为,求:海水密度取,取
(1)“奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强是多少?
(2)在海面下深处时它底部一个表面积为的观察窗受到的海水压力是多少?
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力是多少?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】因为4个小球的体积相等,根据图像,排开水的体积关系为:液体相同,根据,丙和丁受到的浮力相等。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【分析】根据F浮=ρ液gV排,结合体积关系,判断浮力关系。
2.【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】A、物体重力为3.0N,甲中的浮力为0.3N,物体所受浮力为物体上下表面的压力差,图甲的压力差为0.3N,乙浸没在水中的拉力为2.0N,所以浮力为1.0N,上下表面所受的浮力差为1.0N,上表面由压力,所以下表面的压力大于1.0N, 图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N ,A正确
B、浸没在盐水中的浮力为3.0N-1.9N=1.1N,所以丙容器排开液体的重力为1.1N,乙为1.0N,
压力差为ΔF=G盐-G水+0.1N,液体体积相同,盐水的重力大于水的重力,所以压力差大于0.1N,B错误
C、分析可知,浸没水中的浮力为1.0N,水的密度为1×103kg/m3,浸没在盐水中的为1.1N,
根据F=ρ液gv排,
V排=1.0N/1×103kg/m3/10N/kg=10-4m3,
所以盐水的密度
ρ盐=1.1N/10N/kg/10-4m3= 1.1×103kg/m3 ,
圆柱的重力为3N,
根据G=ρgv可知,
ρ= 3.0×103kg/m3 CD正确
综上选B
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大,本题中,甲中的浮力为0.3N,上表面无压力,乙浸没在水中的拉力为2.0N,所以浮力为1.0N,上下表面所受的浮力差为1.0N,上表面有压力,所以下表面的压力大于1.0N
2、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上,物体浸没在水中,物体受到的浮力等于物体对水的压力,所以 图丙 容器底受到液体的压力等于F=G液丙+F浮丙,据此计算分析
3.【答案】D
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】ABC.根据p=ρgh,随深度的增加液体压强增大,根据F=pS,正方体的顶面、底面、侧面所受的压力也增大,故ABC错误;
D.根据p=ρgh,物体下表面与上表面的深度差不变,下表面与上表面的压强差也不变,正方体上、下两面受的压力差也保持不变,故D正确;
故选D。
【分析】液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;受力面积相同时,压强越大,压力越大;压强差一定时,压力差一定。
4.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据阿基米德原理,物体在水中受到的浮力等于排开水的重力,F浮=G排=5N,故C正确。
故答案为:C.
【分析】物体受到的浮力等于排开液体的重力。
5.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】 将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,说明两物体受到的水的浮力相等;
由公式F浮=ρ液gV排知,所受的浮力和液体的密度都相同时,两物体排开的液体体积一定相等。则这两个物体必定有相同的体积。
故选:C。
【分析】由浮力的知识知,浸在液体中的物体受到一个向上托起的力即浮力。将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,说明两物体受到的水的浮力相等。由公式F浮=ρ液gV排知,所受的浮力和液体的密度都相同时,两物体排开的液体体积一定相等,据此分析。
6.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】溢水杯盛满水,放入重为5N的小球后,溢出重为3N的水,根据浮力等于排开液体的重力,小球受到的浮力F浮=G排=3N,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】物体受到的浮力等于排开液体的重力。
7.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.牛顿在前人基础上进行深入研究,总结出了物体运动的三个基本定律,故A不符合题意;
B.帕斯卡在液体压强方面做出贡献,故B不符合题意;
C.阿基米德洗澡发现水缸里的水溢出得到了启发而产生灵感,发现了浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,即阿基米德原理,故C符合题意;
D.托里拆利是第一个准确测出大气压强数值的科学家,故D不符合题意。
故选C。
【分析】牢记常见物理学家的贡献及相关的定律,解答即可。
8.【答案】B,D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】A、物体处于漂浮和悬浮状态,重力等于浮力,浮力于物体排开水体积有关,甲排水体积小,所以甲的密度大,A错误,D正确
B、根据P=ρgh可知,h相同,甲密度大,所以甲受到液体压强大,B正确
C、由阿基米德原理可知浮力等于物体排开水的重力,所以甲乙相同,C错误
综上选BD
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、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
9.【答案】A,B
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】AB.物体的深度h增加,根据,物体受到湖水的压强增大,根据,压力也增大,故AB正确;
CD.根据,浸没在湖水中的物体,深度增加,ρ液、V排不变,物体受到的浮力不变,物体上、下表面受到的压力差指的就是浮力,则压力差也不变,故CD错误。
故选AB。
【分析】液体压强和液体密度、深度有关;物体受到的浮力和液体密度、排开液体的体积有关;浮力等于物体上下表面的压力差。
10.【答案】A,C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由阿基米德原理可知F浮=ρ液gV排,可知物体所受浮力的大小只与液体排开液体的重力(或物体排开液体的质量,或液体排开液体的体积和液体的密度)有关,与液体的总体积或总重力无关,重5N的水对漂浮于其中的物体所产生的浮力可以小于1N,可以等于任何数,即也可以大于 10N.AC正确,BD错误
综上选AC
【分析】根据浮力的计算公式判识选项
浮力的计算公式:F浮=ρ液gV排,所以浮力的大小与液体的密度、排开水的体积有关,与液体的重力无关。
11.【答案】B,C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】AB.物体A浸没在液体中,物体A受到重力G、拉力F和浮力F浮 作用,这三个力是平衡力,所以F+F浮=G
则弹簧测力计的示数为F=G-F浮
结合阿基米德原理可得F=G-ρ液gV排 =G-ρ液gVA
在物体A的重力和体积不变时,根据上式知道,弹簧测力计示数F和液体的密度是一次函数,并且在液体的密度增大时,弹簧测力计的示数在不断减小,且液体密度较大时拉力为0 (此时物体悬浮在液体中),A不符合题意,B符合题意;
CD.烧杯放在水平桌面上,烧杯对水平桌面的压强
根据题意知道,杯子重力、杯子底面积、液体的高度和排开液体的体积均不变,则由上面表达式知道,烧杯对水平桌面的压强和液体的密度是一次函数关系,且不过原点,并且压强随液体密度的增大而增大,C符合题意, D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;结合物体排开液体的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求解物体受到的浮力即可。
12.【答案】(1)1
(2)排开液体体积
(3)液体密度
(4)变大
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】1)物体重力为4N,完全浸没水中的拉力3.0N,所以 物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 4N-3.0N=1.0N
综上 第1空、1
2)ABCD四幅图,物体深度不同,其余因素相同,所以 可得出金属块受到的浮力大小与 排开液体体积 有关
综上 第1空、排开液体体积
3) D、E两图 ,密度不同,其余因素相同,所以 由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 密度有关
综上 第1空、液体密度
4)甲的水中重力增加,所以弹簧测力计示数变大
综上 第1空、变大
【分析】1、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,物体重力为4N,完全浸没水中的拉力3.0N,据此计算浮力
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
13.【答案】(1)液体密度;物体排开液体的体积
(2)不变;等于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】1)甲乙丙,液体均为水,排开水的体积不同,所以可知,液体密度一定,浮力与排水体积有关
综上第1空、液体密度;第2空、物体排开液体的体积
2)溢水杯中液体高度不变,根据P=ρgh可知,压强不变,根据阿基米德原理可知,浮力等于排开水的重力
综上第1空、不变;第2空、等于
【分析】根据浮力、阿基米德原理、压强判识选项
1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、压强的计算:公式为P=ρgh,h不变,ρ不变,压强不变
14.【答案】b;2.4;0.4;D;没有控制排开液体体积相同;C;A
【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
【解析】【解答】(1) 明用手把开口朝上的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力 ,说明排水体积越大,物体所受浮力越大,故可支持猜想b。
(2)测力计示数为2.4N,拉力等于重力,故圆柱体的重力为2.4N。根据称重法可知图B中圆柱体受到浮力为
(3)由图CD 可知,圆柱体深度不同,测力计拉力相同,说明浮力与物体浸没深度无关,故猜想a是错误的。
(4)由图可知,BE的变量右密度和排水体积,所以不能得出有效结论。
(5)由图AC以及称重法可知,物体浸没时受到的浮力为1N,结合浮力公式可知物体的体积为
,物体的重力为2.4N,根据G=ρgv可计算物块的密度,由AE可知,物体盐水的浮力,根据浮力公式可计算盐水的密度
故ABD不符合题意;
C.盐水的质量未知,所以无法计算得出盐水的体积,故C符合题意。
故选C。
(6)液体密度改变,而圆柱体受到的浮力变化却不明显,由可知,可以增大液体密度间差异或增大物体体积,从而增大浮力变化量,利用现有器材进行多次实验,不能使浮力变化量变大,所以不能使实验现象更明显。
故选A。
综上 第1空、 b; 第2空、 2.4; 第3空、0.4; 第4空、D; 第5空、 没有控制排开液体体积相同 ; 第6空、 C 第7空、A
【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,
浮力:浮力产生的原因为上下表面存在压强差,根据阿基米德远离可知浮力的大小等于排开水的重力,浮力的公式F浮=ρ液gV排
15.【答案】(1)解:6N
(2)解:
(3)解:200Pa
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】1)根据杠杆平衡可知,30cm×2N=F10cm,解得F=6N
2)物体重力为8N,拉力为6N,所以浮力为2N,浮力的公式F浮=ρ液gV排,所以
ρ液=2N/10N/kg/ (100×10-6)m3=
3)物体所受的浮力和物体对液体的压力,所以液体压力的增加量为2N,底面积为 ,
根据P=F/s计算 压强变化
ΔP=2N/= 200Pa
【分析】1)据题分析,杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂,题目中动力臂为30cm,动力为2N,阻力臂为10cm,据此计算阻力
2)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,本题中浮力为2N,根据浮力的公式F浮=ρ液gV排计算液体的密度
3)压强的计算:公式为P=F/S,题目中F=2N, 底面积为 据此计算
16.【答案】(1)解:“奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强:;
答: “奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强是;
(2)解:由知,观察窗受到的海水压力:;
答:它底部一个表面积为的观察窗受到的海水压力是;
(3)解:“奋斗者”号在海面下时,排开海水的体积等于“奋斗者”号自身的体积,
“奋斗者”号在海面下深处受到的浮力为:。
答:“奋斗者”号在海面下深处受到的浮力是。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】1)根据P=ρgh计算“奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强
2)由1)“奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强,根据F=ps可计算表面积为的观察窗受到的海水压力
3)“奋斗者”的总体积为 ,根据浮力的公式F浮=ρ液gV排计算“奋斗者”号在海面下受到的浮力
1 / 19.2 《阿基米德原理》 筑基提能同步分层练习设计(基础版) 初中物理八年级下册(粤沪版2024)
一、单选题
1.(2024八下·衡阳期末)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则它们所受浮力相等的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲、乙、丙
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】因为4个小球的体积相等,根据图像,排开水的体积关系为:液体相同,根据,丙和丁受到的浮力相等。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【分析】根据F浮=ρ液gV排,结合体积关系,判断浮力关系。
2.(2024八下·邯郸经济技术开发期末) 如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是( )
A.图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N
B.图丙和图乙中容器底受到液体的压力之差等于0.1N
C.图丙中盐水的密度是1.1×103kg/m3
D.圆柱体的密度是3.0×103kg/m3
【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】A、物体重力为3.0N,甲中的浮力为0.3N,物体所受浮力为物体上下表面的压力差,图甲的压力差为0.3N,乙浸没在水中的拉力为2.0N,所以浮力为1.0N,上下表面所受的浮力差为1.0N,上表面由压力,所以下表面的压力大于1.0N, 图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N ,A正确
B、浸没在盐水中的浮力为3.0N-1.9N=1.1N,所以丙容器排开液体的重力为1.1N,乙为1.0N,
压力差为ΔF=G盐-G水+0.1N,液体体积相同,盐水的重力大于水的重力,所以压力差大于0.1N,B错误
C、分析可知,浸没水中的浮力为1.0N,水的密度为1×103kg/m3,浸没在盐水中的为1.1N,
根据F=ρ液gv排,
V排=1.0N/1×103kg/m3/10N/kg=10-4m3,
所以盐水的密度
ρ盐=1.1N/10N/kg/10-4m3= 1.1×103kg/m3 ,
圆柱的重力为3N,
根据G=ρgv可知,
ρ= 3.0×103kg/m3 CD正确
综上选B
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大,本题中,甲中的浮力为0.3N,上表面无压力,乙浸没在水中的拉力为2.0N,所以浮力为1.0N,上下表面所受的浮力差为1.0N,上表面有压力,所以下表面的压力大于1.0N
2、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上,物体浸没在水中,物体受到的浮力等于物体对水的压力,所以 图丙 容器底受到液体的压力等于F=G液丙+F浮丙,据此计算分析
3.(2024八下·安陆期末)如图把一个正方体,保持侧面竖直地浸没在液体里的不同深度处,则正方体( )
A.顶面所受的压力大小不变 B.底面所受的压力大小不变
C.每个侧面所受的压力大小不变 D.上、下两面受的压力差不变
【答案】D
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】ABC.根据p=ρgh,随深度的增加液体压强增大,根据F=pS,正方体的顶面、底面、侧面所受的压力也增大,故ABC错误;
D.根据p=ρgh,物体下表面与上表面的深度差不变,下表面与上表面的压强差也不变,正方体上、下两面受的压力差也保持不变,故D正确;
故选D。
【分析】液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;受力面积相同时,压强越大,压力越大;压强差一定时,压力差一定。
4.(2024八下·南昌期末)重为6N的物体浸没在水中,排开水的重力是5N,则物体在水中受到的浮力是
A.6N B.11N C.5N D.1N
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据阿基米德原理,物体在水中受到的浮力等于排开水的重力,F浮=G排=5N,故C正确。
故答案为:C.
【分析】物体受到的浮力等于排开液体的重力。
5.(2024八下·惠来期末)将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两物体必定有相同的(( )
A.质量 B.密度 C.体积 D.重力
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】 将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,说明两物体受到的水的浮力相等;
由公式F浮=ρ液gV排知,所受的浮力和液体的密度都相同时,两物体排开的液体体积一定相等。则这两个物体必定有相同的体积。
故选:C。
【分析】由浮力的知识知,浸在液体中的物体受到一个向上托起的力即浮力。将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,说明两物体受到的水的浮力相等。由公式F浮=ρ液gV排知,所受的浮力和液体的密度都相同时,两物体排开的液体体积一定相等,据此分析。
6.(2024八下·高碑店期末)将重为5N的小球放入盛满水的溢水杯中,溢出重为3N的水,小球受到的浮力( )
A.可能等于2N B.可能等于4N C.一定等于3N D.一定等于5N
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】溢水杯盛满水,放入重为5N的小球后,溢出重为3N的水,根据浮力等于排开液体的重力,小球受到的浮力F浮=G排=3N,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】物体受到的浮力等于排开液体的重力。
7.(2022八下·忻城期中)因洗澡发现水缸里的水溢出得到了启发而产生灵感,从而得出“浸入液体中的物体所受浮力大小等于物体排开的液体所受重力的大小”这一结论的科学家是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.阿基米德 D.托里拆利
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.牛顿在前人基础上进行深入研究,总结出了物体运动的三个基本定律,故A不符合题意;
B.帕斯卡在液体压强方面做出贡献,故B不符合题意;
C.阿基米德洗澡发现水缸里的水溢出得到了启发而产生灵感,发现了浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,即阿基米德原理,故C符合题意;
D.托里拆利是第一个准确测出大气压强数值的科学家,故D不符合题意。
故选C。
【分析】牢记常见物理学家的贡献及相关的定律,解答即可。
二、多选题
8.(2024八下·呈贡期末)放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放在两容器中,当物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.乙容器中的液体密度大
B.甲容器底受到的液体压强大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大
D.甲、乙两容器中物块受到的浮力相同
【答案】B,D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】A、物体处于漂浮和悬浮状态,重力等于浮力,浮力于物体排开水体积有关,甲排水体积小,所以甲的密度大,A错误,D正确
B、根据P=ρgh可知,h相同,甲密度大,所以甲受到液体压强大,B正确
C、由阿基米德原理可知浮力等于物体排开水的重力,所以甲乙相同,C错误
综上选BD
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、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
9.(2024八下·宁乡市期中)浸没在湖水中的物体,随着浸没深度的增加,下列说法中正确的是( )
A.物体受到的压强增大
B.物体上、下表面受到的压力增大
C.物体上、下表面受到的压力差增大
D.物体受到的浮力变大
【答案】A,B
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】AB.物体的深度h增加,根据,物体受到湖水的压强增大,根据,压力也增大,故AB正确;
CD.根据,浸没在湖水中的物体,深度增加,ρ液、V排不变,物体受到的浮力不变,物体上、下表面受到的压力差指的就是浮力,则压力差也不变,故CD错误。
故选AB。
【分析】液体压强和液体密度、深度有关;物体受到的浮力和液体密度、排开液体的体积有关;浮力等于物体上下表面的压力差。
10.重 的水对漂浮于其中的物体所产生的浮力( )。
A.可以小于 B.不可能等于
C.可以大于 D.不可能大于
【答案】A,C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由阿基米德原理可知F浮=ρ液gV排,可知物体所受浮力的大小只与液体排开液体的重力(或物体排开液体的质量,或液体排开液体的体积和液体的密度)有关,与液体的总体积或总重力无关,重5N的水对漂浮于其中的物体所产生的浮力可以小于1N,可以等于任何数,即也可以大于 10N.AC正确,BD错误
综上选AC
【分析】根据浮力的计算公式判识选项
浮力的计算公式:F浮=ρ液gV排,所以浮力的大小与液体的密度、排开水的体积有关,与液体的重力无关。
11.(2020八下·如皋期末)如图,物体A挂在弹簧测力计下端,A始终浸没在烧杯内的液体中但不与杯底接触。现只改变烧杯内液体的密度,保持液体的体积不变,设弹簧测力计的拉力为F,烧杯对桌面的压强为p。则下列描述拉力F、压强p随液体密度ρ变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B,C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】AB.物体A浸没在液体中,物体A受到重力G、拉力F和浮力F浮 作用,这三个力是平衡力,所以F+F浮=G
则弹簧测力计的示数为F=G-F浮
结合阿基米德原理可得F=G-ρ液gV排 =G-ρ液gVA
在物体A的重力和体积不变时,根据上式知道,弹簧测力计示数F和液体的密度是一次函数,并且在液体的密度增大时,弹簧测力计的示数在不断减小,且液体密度较大时拉力为0 (此时物体悬浮在液体中),A不符合题意,B符合题意;
CD.烧杯放在水平桌面上,烧杯对水平桌面的压强
根据题意知道,杯子重力、杯子底面积、液体的高度和排开液体的体积均不变,则由上面表达式知道,烧杯对水平桌面的压强和液体的密度是一次函数关系,且不过原点,并且压强随液体密度的增大而增大,C符合题意, D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;结合物体排开液体的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求解物体受到的浮力即可。
三、实验填空题
12.(2024八下·邯郸经济技术开发期末) 小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关:
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明。
【答案】(1)1
(2)排开液体体积
(3)液体密度
(4)变大
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】1)物体重力为4N,完全浸没水中的拉力3.0N,所以 物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 4N-3.0N=1.0N
综上 第1空、1
2)ABCD四幅图,物体深度不同,其余因素相同,所以 可得出金属块受到的浮力大小与 排开液体体积 有关
综上 第1空、排开液体体积
3) D、E两图 ,密度不同,其余因素相同,所以 由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 密度有关
综上 第1空、液体密度
4)甲的水中重力增加,所以弹簧测力计示数变大
综上 第1空、变大
【分析】1、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,物体重力为4N,完全浸没水中的拉力3.0N,据此计算浮力
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
13.(2024八下·呈贡期末)某同学将一合金块标注成等分,在空气中称得其重力为,并进行了如图所示的实验。
(1)由图甲、乙、丙三次实验操作,可以得出的初步结论是:当 一定时,物体所受浮力大小与 有关;
(2)合金块开始浸入装满水的溢水杯,直至浸没到一定深度的过程中物体没有接触到容器,容器底部受到水的压强 选填“变大”“变小”或“不变”;丙图中合金块浸入水中受到的浮力 选填“大于”“小于”或“等于”排到小桶中的水受到的重力。
【答案】(1)液体密度;物体排开液体的体积
(2)不变;等于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】1)甲乙丙,液体均为水,排开水的体积不同,所以可知,液体密度一定,浮力与排水体积有关
综上第1空、液体密度;第2空、物体排开液体的体积
2)溢水杯中液体高度不变,根据P=ρgh可知,压强不变,根据阿基米德原理可知,浮力等于排开水的重力
综上第1空、不变;第2空、等于
【分析】根据浮力、阿基米德原理、压强判识选项
1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、压强的计算:公式为P=ρgh,h不变,ρ不变,压强不变
14.(2024八下·遵化期末)如图,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图甲所示,小明用手把开口朝上的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持猜想 ;(选填字母)
(2)如图A所示,可知圆柱体重 N;B步骤中圆柱体受到水的浮力为 N;
(3)分析C步骤与 (填字母)步骤的数据,可以验证猜想a是错误的;
(4)比较B步骤与E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是 ;
(5)进一步学习了阿基米德原理之后,利用如图的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是 ;
A.物块的体积B.物块的密度C.盐水的体积D.盐水的密度
(6)另一组的小明发现液体密度改变,而圆柱体受到的浮力变化却不明显,他想出下列三种实验改进方案,其中不可行的是 (填序号)。
A.利用现有器材进行多次实验B.换用体积更大的同种圆柱体
C.换用密度比水小得多的液体
【答案】b;2.4;0.4;D;没有控制排开液体体积相同;C;A
【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
【解析】【解答】(1) 明用手把开口朝上的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力 ,说明排水体积越大,物体所受浮力越大,故可支持猜想b。
(2)测力计示数为2.4N,拉力等于重力,故圆柱体的重力为2.4N。根据称重法可知图B中圆柱体受到浮力为
(3)由图CD 可知,圆柱体深度不同,测力计拉力相同,说明浮力与物体浸没深度无关,故猜想a是错误的。
(4)由图可知,BE的变量右密度和排水体积,所以不能得出有效结论。
(5)由图AC以及称重法可知,物体浸没时受到的浮力为1N,结合浮力公式可知物体的体积为
,物体的重力为2.4N,根据G=ρgv可计算物块的密度,由AE可知,物体盐水的浮力,根据浮力公式可计算盐水的密度
故ABD不符合题意;
C.盐水的质量未知,所以无法计算得出盐水的体积,故C符合题意。
故选C。
(6)液体密度改变,而圆柱体受到的浮力变化却不明显,由可知,可以增大液体密度间差异或增大物体体积,从而增大浮力变化量,利用现有器材进行多次实验,不能使浮力变化量变大,所以不能使实验现象更明显。
故选A。
综上 第1空、 b; 第2空、 2.4; 第3空、0.4; 第4空、D; 第5空、 没有控制排开液体体积相同 ; 第6空、 C 第7空、A
【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,
浮力:浮力产生的原因为上下表面存在压强差,根据阿基米德远离可知浮力的大小等于排开水的重力,浮力的公式F浮=ρ液gV排
四、解答与计算题
15.(2024八下·开州期末) 如图是创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N,体积100cm3,秤砣重2N,秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中(不接触容器),调节秤砣位置,使秤杆AC在水平位置平衡,此时秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。创新科技小组在烧杯内装入适量的待测液体,其测量情况如图所示,测得OC长30cm。求:
(1)此时秤杆A端受到绳子的拉力为多大?
(2)C点刻度表示的待测液体密度为多大?
(3)若烧杯内底面积为,则以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化了多少?
【答案】(1)解:6N
(2)解:
(3)解:200Pa
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】1)根据杠杆平衡可知,30cm×2N=F10cm,解得F=6N
2)物体重力为8N,拉力为6N,所以浮力为2N,浮力的公式F浮=ρ液gV排,所以
ρ液=2N/10N/kg/ (100×10-6)m3=
3)物体所受的浮力和物体对液体的压力,所以液体压力的增加量为2N,底面积为 ,
根据P=F/s计算 压强变化
ΔP=2N/= 200Pa
【分析】1)据题分析,杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂,题目中动力臂为30cm,动力为2N,阻力臂为10cm,据此计算阻力
2)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,本题中浮力为2N,根据浮力的公式F浮=ρ液gV排计算液体的密度
3)压强的计算:公式为P=F/S,题目中F=2N, 底面积为 据此计算
16.(2024八下·赤坎期末)我国“奋斗者”号如图所示载人潜水器曾在马里亚纳海沟米深处成功坐底;潜水器外侧加挂块压舱铁体积忽略不计,保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为,求:海水密度取,取
(1)“奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强是多少?
(2)在海面下深处时它底部一个表面积为的观察窗受到的海水压力是多少?
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力是多少?
【答案】(1)解:“奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强:;
答: “奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强是;
(2)解:由知,观察窗受到的海水压力:;
答:它底部一个表面积为的观察窗受到的海水压力是;
(3)解:“奋斗者”号在海面下时,排开海水的体积等于“奋斗者”号自身的体积,
“奋斗者”号在海面下深处受到的浮力为:。
答:“奋斗者”号在海面下深处受到的浮力是。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】1)根据P=ρgh计算“奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强
2)由1)“奋斗者”号在海面下深处受到的海水压强,根据F=ps可计算表面积为的观察窗受到的海水压力
3)“奋斗者”的总体积为 ,根据浮力的公式F浮=ρ液gV排计算“奋斗者”号在海面下受到的浮力
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