9.2 《阿基米德原理》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(粤沪版2024)
一、单选题
1.(2024八下·博罗期末)如题图所示,一杯果汁(ρ果汁>ρ水)中浮着一些冰块,如果冰全部熔化后,液面将( )
A.上升 B.不变 C.下降 D.无法确定
【答案】A
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A、冰块漂浮在水面上,所以浮力等于重力即ρ物gV物=ρ液gV排,熔化为水之后,质量不变,所以水的体积V水=ρ冰V/ρ水, ρ果汁>ρ水 ,所以V水大于V排,所以液面上升。A正确,BCD错误
综上选A
【分析】
2.(2024八下·南皮期末) 一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图所示为整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象,已知,g取10N/kg。则下列说法中正确的是( )
A.圆柱体所受的最大浮力为8N B.圆柱体的密度为
C.圆柱体的重力为9N D.圆柱体的体积为
【答案】A
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】 AC.根据题意可知,圆柱体缓缓下降高度0~3cm阶段,在空中未浸入水中,此时圆柱体受到的重力大小等于弹簧测力计示数F,即圆柱体的重力为12N,故C错误;
缓缓下降7cm时,圆柱体刚好浸没,由称重法可得:圆柱体所受的最大浮力F浮=G-F=12N-4N=8N,故A正确;
BD.已知圆柱体浸没时所受浮力为8N,根据阿基米德原理可得:圆柱体浸没时排开水的体积为
,
则圆柱体体积V=V排=8×10-4m3,故D错误;
由公式G=mg可得:圆柱体质量为,
则圆柱体的密度为,
故B错误。
故选A。
【分析】AC.根据图像确定圆柱体的重力和完全浸没时测力计的示数,然后根据F浮=G-F计算受到的最大浮力;
BD.根据阿基米德原理计算物体的体积,根据计算圆柱体的质量,根据计算圆柱体的密度。
3.(2024八下·阳西期末)如图甲所示,将一实心金属圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中(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.图乙是根据记录的数据作出的F和h的关系图象,g取,.由图象可知( )
A.该圆柱体的高度为8cm
B.该圆柱体的横截面积为
C.该圆柱体刚浸没时,其底部受到水的压强为
D.该圆柱体的密度约为
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】 A.由图乙可知,当h=10cm时,圆柱体刚好浸没,所以圆柱体的高度为10cm,故A错误;
B.由图乙可知,圆柱体的重力G=8N,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计示数F=2N,
根据称重法可知,圆柱体浸没时受到的浮力F浮=G-F=8N-2N=6N,
根据阿基米德原理可知,圆柱体的体积,
由V=Sh可知,圆柱体的横截面积:,故B错误;
C.该圆柱体刚浸没时,其底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1000Pa,故C正确;
D.由G=mg可知,圆柱体的质量,
该圆柱体的密度,故D错误。
故选C。
【分析】 A.圆柱体浸没时,下表面的深度即为圆柱体的高度,由图可知圆柱体的高度;
B.由图可知圆柱体的重力和圆柱体浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体浸没时受到的浮力,根据阿基米德原理求出圆柱体的体积,根据V=Sh求出圆柱体的横截面积;
C.根据p=ρ液gh求出该圆柱体刚浸没时,其底部受到水的压强;
D.根据G=mg圆柱体的质量,根据密度公式求出圆柱体的密度。
4.(2024八下·江岸期末) 如图所示,在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,某同学将溢水杯中装满水,用弹簧测力计提着金属块进行了甲、乙、丙、丁四次实验。下列说法错误的是( )
A.为了实验数据更准确,实验顺序为丁、甲、乙、丙更好
B.乙图中弹簧测力计的示数为1.5N
C.该金属块的密度为2.25×103kg/m3
D.若溢水杯中水未装满,则测出金属块所受浮力偏小
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,实验顺序为:首先用测力计测出空桶的重力,再测量金属块的重力,接下来将物体浸没水中记下测力计的示数,最后称量溢出水和小桶的总重力,即丁甲乙丙,故A正确不合题意;
B.根据图片可知,金属块受到的浮力F浮力=G排=G丙-G丁=1.5N-0.3N=1.2N,则乙中测力计的示数:F拉=G-F浮=2.7N-1.2N=1.5N,故B正确不合题意;
C.金属块的体积;
则金属块的密度:,
故C正确不合题意;
D.若溢水杯中水未装满,会导致排出水的重力减小,但是由于物体排开水的体积不变,因此则测出金属块所受浮力不变,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.探究阿基米德原理,其实就是探究F浮力=G排,据此确定实验顺序;
B.根据丙丁计算G排,也就是物体浸没时受到的浮力,再根据F浮=G-F拉计算乙中测力计的示数;
C.根据计算金属块的体积,再根据计算金属块的密度;
D.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析即可。
5.(2024八下·大冶期末)质量分布均匀的A、B两个实心正方体(),放置在盛水的容器中,静止时如右图所示;现将A、B捞起后放置在水平桌面上。比较A、B在水中受到的浮力、,和它们对水平桌面的压强、的大小关系,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 根据图片可知,排开液体的体积VA排>VB排,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,物体受到的浮力FA>FB;
当将它们放入水中后,因为A悬浮,所以ρA=ρ水;
因为B漂浮,所以ρB<ρ水,
所以ρA>ρB;
A、B两个实心正方体的体积关系为 VA>VB,则hA>hB,
它们对水平桌面的压强:
,
因为ρA>ρB,hA>hB,
所以pA>pB,故D正确,而A、B、D错误。
故选D。
【分析】 (1)根据A和B的体积,根据F浮=ρ水gV排比较出浮力的大小,根据漂浮和悬浮的条件比较出浮力的大小;
(2)根据漂浮或悬浮得出AB的密度的关系,根据p=ρhg判断物体对桌面的压强大小。
6.(2024八下·九龙坡期末)某物理实践小组设计了一款自动排水装置模型,如图所示,该装置左、右水槽的底面积分别为、,左水槽底部有一排水阀门(体积质量均忽略不计)用细绳与浮体甲相连,绳长,浮体甲的密度为,底面积为,阀门面积为;右水槽底部有一体积不计,面积为的力传感器,圆柱体乙置于力传感器的正上方,但未与传感器紧密贴合,乙重力为160N,底面积为,高度(两水槽中间通道体积忽略不计)。现供水管向右水槽注水,当水面刚没过甲时,到达预设液面深度,甲在浮力作用下拉开阀门排水,而右水槽的力传感器触发报警装置报警,则下列说法正确的是( )
A.预设液面深度
B.当供水2.7kg时,左水槽底部受到水的压力28N
C.触发报警装置时力传感器所受压力为145N
D.刚触发警报时,容器内一共有的水
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A.甲在浮力作用下拉开阀门排水,当水面刚没过甲时,到达预设液面深度,此时有
可得
代入数据
解得
故A错误;
B.甲的重力
浮力等于重力时甲物体漂浮
解得刚好漂浮时水的深度
当两侧水深为4cm时,水的体积
当供水2.7kg时,水的体积
当供水2.7kg时,设水深为h2,水的体积
代入数据
解得
左水槽底部受到水的压力
故B正确;
C.触发报警装置时,水的深度为15cm,力传感器受到水的压力
乙对传感器的压力
力传感器所受压力为
故C错误;
D.刚触发警报时,容器内水的体积
代入数据,计算得
故D错误。
故选B。
【分析】(1)根据当模型内水深时,体积公式求出B排开水的体积,根据B与模型底面刚好接触且压力为零可知B处于漂浮状态,根据阿基米德原理结合物体的漂浮条件求出B的重力,根据
G = mg求出B的质量,根据密度公式求出B的密度,根据力的平衡条件求出当B对模型底面压力时B受到的浮力,根据阿基米德原理求出B排开水的体积,根据体积公式求出模型内水深;
(2)根据刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为2N结合力的平衡条件求出B受到的浮力,阿基米德原理求出B排开水的体积,根据体积公式求出B浸入水中的深度。
二、多选题
7.(2024八下·石家庄期末)将一底面积为的长方体木块用细线栓在空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示。下列说法中( )
A.木块所受到的最大浮力为
B.木块重力为
C.细线对木块的最大拉力为
D.木块上表面与液面相平时,剪断细线,稳定后水对容器底压强减小了
【答案】B,C
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.分析图像,在0~9cm,液面升高,9~16cm,木块漂浮,细线被拉直,木块在液体中的深度不变,16~22cm,液面在木块处上升,细线产生拉力,木块所受到的最大浮力为,木块下表面受到的最大压强为1500Pa,最大压力等于浮力,F浮=F压=pS=1500Pa×0.01m2=15N,A不符合题意;
B.木块刚漂浮时,下表面的压强为900Pa,下表面的压力和重力相对,则重力为G=F=pS=900Pa×0.01m2=9N,B符合题意;
C.物体完全浸没,受到浮力15N,物体重力9N,细线对木块的最大拉力为15N-9N=6N,C符合题意;
D.木块上表面与液面相平时,剪断细线,木块漂浮,由于细线拉力为6N,浮力减小6N,容器中液面下降,容器的底面积不确定,不能计算容器底压强的大小,D不符合题意。
故答案为:BC.
【分析】根据物体下表面受到的压强,根据F=pS,计算压力的大小;分析浮力和物体的重力关系;漂浮物体受到的浮力等于物体的重力。
8.(2024八下·石景山期末)某学校综合实践活动小组利用弹簧测力计、合金块、细线、笔、纸等,将弹簧测力计改装成可以测量液体密度的工具(合金块始终浸没在液体中)。他们的部分改装过程如下:先将合金块浸没在水中,静止时如图甲所示,读出并记录弹簧测力计的示数F1为3.0N;再将擦干后的合金块浸没在酒精中,静止时如图乙所示,读出并记录弹簧测力计的示数F2为3.2N。然后在弹簧测力计上F1和F2相应的刻度线处分别标上水和酒精的密度值。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
下列说法中正确的是( )
A.合金块的重力为4N
B.合金块的体积是0.8×10-4m3
C.改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值为3.0×103kg/m3
D.若只更换成体积更小的合金块,改装后的测量液体密度的工具分度值会变大
【答案】A,C,D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AB、根据称重法测浮力F=G-F浮和阿基米德原理有:
3.0N=G-ρ水gV=G-1.0×103kg/m3×10N/kg×V----①
3.2N=G-ρ酒精gV=G-0.8×103kg/m3×10N/kg×V----②;
由①②得:V=10-4 m3;G=4N;故A正确,B错误;
C、由②得:F示=4N-ρ液×10N/kg×10-4 m3;
故待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系:
ρ液=4×103kg/m3-F示×103 kg/(N m3)------③;
把F示=1.0N代入③得,ρ液=3.0×103kg/m3,即改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值3.0×103kg/m3,故C正确;
D、相同间隔表示的浮力大小不变,若只更换成体积更小的合金块,根据阿基米德原理知,表述的液体的密度变大,故D正确。
故选:ACD。
【分析】(1)根据称重法测浮力和阿基米德原理列出水和酒精中的表达式,据此求出物体的体积和G;
(3)根据称重法测浮力可得:F示=G-F浮,而F浮=ρ液gV排,且浸没时V排=V物,据此结合已知条件得出待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系式;可求改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值。
(4)根据相同间隔表示的浮力大小不变,根据阿基米德原理分析。
9.(2024八下·铁岭期末)水平桌面上放有两个相同的圆柱形容器,容器内装有质量相同的不同液体,两个质量相等的实心小球用细线分别系在两容器底部,如图所示,A球的体积大于B球的体积,细线对两个小球都有拉力且拉力相等。下列判断正确的是( )
A.两个小球受到液体的浮力相等
B.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
C.乙容器底部受到的液体压强比甲大
D.两容器对桌面的压强相等
【答案】A,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强大小比较;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.根据小球受力分析,细线对小球的拉力相等,两小球的重力相等,两小球受到的浮力大小相等,故A正确;
B.两小球受到的浮力相等,A球的体积大于B球的体积,A球排开液体体积大于B球排开液体体积,根据F浮=ρ液gV排,甲液体密度小于乙液体密度,故B错误;
C.因为两容器是圆柱形容器,底部受到的液体压力大小等于液体的重力,则两容器底部受到的液体压力相等,底面积相同,则两容器底部受到的液体压强相等,故C错误;
D.小球的质量相等,容器的质量和液体的质量都相等,两容器总的重力相等,两容器对桌面的压力大小相等,底面积相同,两容器对桌面的压强相等,故D正确。
故选AD。
【分析】根据物体受到的力,分析浮力大小;根据浮力相同,结合排开液体的体积,分析液体密度大小;根据总重力分析压力关系,利用,分析压强的大小关系。
10.(2024八下·海州期中)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。下列说法正确的是(,g取10N/kg)( )
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
D.圆柱体的密度是
【答案】B,C,D
【知识点】密度及其特性;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,甲中圆柱体所受的浮力:F浮1=G-F1=3N-2.7N=0.3N。根据F浮=F下-F上可知,图甲中圆柱体下表面受到水的压力等于0.3N,同理,图乙中圆柱体所受的浮力:F浮2=G-F2=3N-2N=1N,则图乙中圆柱体下表面受到水的压力等于1N,图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差等于0:1N-0.3N=0.7N,故A错误;
B.图丙中圆柱体所受的浮力:F浮3=G-F3=3N-1.9N=1.1N,那么图丙和图乙中容器底受到液体的压力之差等于1.1N-1N=0.1N。故B正确;
C.圆柱体排出水的体积为:;
那么圆柱体排出盐水的体积为:
图丙中盐水的密度是:,故C正确;
D.圆柱体体积等于圆柱体浸没在水中排出水的体积,即,圆柱体的密度是
,故D正确。
故选BCD。
【分析】A.首先根据称量法分别计算出乙和甲中物体受到的浮力,也就是圆柱体上下表面的压力差,然后相减即可;
B.根据称量法计算丙中物体受到的浮力,也就是上下表面的压力差,然后与乙中相减即可
C.根据计算圆柱体排出水的体积为,也就是排开盐水的体积,再根据计算
图丙中盐水的密度;
D.根据计算圆柱体的密度。
三、实验填空题
11.(2023八下·港南期中)在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,主要实验步骤如下:
a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下,按如图甲所示组装器材。
b.向空烧杯中缓慢注入清水,直到没过金属体一段距离(烧杯未加满水),如图乙中①~⑤所示,待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数~。
c.如图乙中⑥所示,再向烧杯中加入适量盐,并轻轻搅拌,直至弹簧测力计示数稳定后读数为。
(1)分析图乙①②③④中弹簧测力计的示数,可以得出浮力的大小跟 有关。在图乙⑤中,金属体所受到的浮力 (用测量量~表示);
(2)由图乙中的①④⑤,可以得出浮力的大小跟物体浸没的 无关的结论。金属体的体积 (用已知量、g和测量量~表示);
(3)因为浮力的大小跟液体的密度有关,可知图⑤、⑥中, (选填“>、=或<”),图⑥中盐水密度:= (用已知量来和测量量~表示)。
【答案】排开液体体积;F1-F5;深度;;>;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究浮力与哪些因素有关时,
(1)根据图①②③④,液体密度不变,排开液体的体积不同,探究浮力跟物体排开液体体积的关系;
根据图⑤,计算金属体所受的浮力:F浮=F1-F5;
(2)根据图①④⑤,液体密度和排开液体的体积相同,深度不同,探究浮力大小跟物体浸没的深度的关系。
根据金属块完全浸没时的浮力:F浮=F1-F5=水gV排,计算金属体的体积:;
(3)液体的密度越大,浮力越大,盐水的密度大于水的密度,物体在盐水中的浮力大,弹簧测力计的拉力小,即F5>F6;图⑥中物体受到的浮力为F盐水=F1-F6,
根据: ,计算盐水密度:。
【分析】(1)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;
(2)当液体的密度和排开液体的体积相同,改变深度,探究浮力和深度的关系;根据,可以计算排开液体体积的大小;
(3)排开液体的体积一定时,液体密度越大,受到的浮力越大, 测力计的拉力越小;根据,可以计算液体密度的大小。
12.(2024八下·开州期末) 小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水,设计了一个实验,测出另一个小合金块的密度,具体操作顺序如图所示:
步骤①:烧杯中装有适量水,测出水深为H1;
步骤②:将冰块慢慢置于水中漂浮,测出此时水深为H2;
步骤③:将小合金块放在冰块上,与冰块共同漂浮,待水面静止后,测出此时水深为H3;
步骤④:静置烧杯至冰块完全熔化后,测出水深为H4,此时与步骤③相比,水对烧杯底的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
以上步骤①至④中,不需要步骤 也可以测出小合金块密度;则小合金块密度ρ= (选用H1、H2、H3、H4和ρ水表示)。
【答案】变小;①;
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】1)冰块的体积大,排水体积大,所以液体上升高度高,冰块完全熔化后,液体上升高度减小,根据P=ρgh可知h变小,压强变小
2)设合金的底面积为S,则合金的体积为V=(H4-H2)S,有阿基米德原理可知,物体受到浮力等于排开液体的重力,有乙可知,ρ水(V丙排-V乙排)=ρ水S(H3-H2),所以合金的密度为ρ=ρ水S(H3-H2)/(H4-H2)S=,由公式可知不需要步骤 ①
综上第1空、变小;第2空、①;第3空、
【分析】1、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,题目中H4小于H3,所以压强变小
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;图丙中,物体排开水的质量为ρ水(V丙排-V乙排)=ρ水S(H3-H2),此时合金受到浮力为ρ水gS(H3-H2)=G合,合金的体积为V=(H4-H2)S,据此计算合金的密度
13.(2024八下·惠山期末)在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验时,小红提出如下猜想:
猜想一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关;
(1)如图1所示甲、乙、丙三次实验,可以验证猜想 是正确的;
(2)小红在验证猜想二时,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系图像,如图2所示。她分析后发现,由于误将物体受到的拉力当作了浮力,导致图像甲未经过坐标原点。由此可以推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的 (选填“乙”、“丙”或“丁”)。由此说明当 相同时,液体密度越 ,物体所受浮力越大;
(3)小红根据将物块A浸没在不同密度的液体中时,弹簧测力计的示数不同的特点,将弹簧测力计上的刻度用密度值标注,来测量不同液体的密度。已知物块A重3N,则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为 ;
(4)为验证猜想三,小红选用了与物体A密度不同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图丁所示位置时(做上标记O),弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体B后(B带出的水忽略不计),小红又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到 (选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其它同学认为小红的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差,提出了多种改进意见,你认为合理的是 ;
A.选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
B.选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
C.选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
【答案】一;丙;排液体积;大;1.5×103;O点;B
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)液体的密度相同,排开液体的体积不同,浮力不同,可以验证猜想一是正确的;
(2)浮力与液体密度的关系为①,②
都符合一次函数的定义,故物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的丙图;由此说明当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大。
(3)物体A浸没在水中所受的浮力为
物体A的体积为
液体的密度为
则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为。
(4)在水面上升到O点保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,观察弹簧测力计的示数,
A.没有保证排开液体的体积相同,故A不符合题意;
B.保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体的密度不同,故B符合题意;
C.没有保证排开液体的体积相同,故C不符合题意。
故选B。
【分析】(1)分析图1,观察变化量和不变量,得出探究的因素;
(2)物体受到的浮力大小与液体密度有关,密度越大,浮力越大;
(3)根据称重法求得物体A浸没在水中所受的浮力,根据阿基米德原理求出物体A的体积,继而求得液体的密度,即得弹簧测力计上可标注的密度最大值;
(4)在探究浮力大小是否与物体的密度有关时,雲使物体排开液体的体积和液体的密度相同,物体的密度不同。
四、解答与计算题
14.中国每年的端午节都有“赛龙舟”和“吃粽子”的习俗.这些习俗里蕴含着大量的物理知识.
(1)“赛龙舟”比赛时,向后划桨,龙舟向前运动,这说明物体间力的作用是 ,妈妈把“粽子”煮熟后,整个餐厅充满了粽叶的清香,该现象说明一切物体的分子都在不停地做 .
(2)请就如何提高龙舟的速度提出一条合理的建议: .
【答案】(1)相互的;无规则运动
(2)同时用力,或使得船桨划更多的水等
【知识点】力作用的相互性
【解析】【解答】解:(1)“赛龙舟”比赛时,向后划桨,桨对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水会同时对桨施加向前的反作用力,所以龙舟向前运动;“粽子”煮熟后,整个餐厅充满了粽叶的清香,这是扩散现象,说明了分子在不停地做无规则运动;
(2)据实际情况可知,若想提高龙舟的速度,可以同时用力,或使得船桨划更多的水等.
故答案为:(1)相互的;无规则运动;(2)同时用力,或使得船桨划更多的水等.
【分析】(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;不同物质的分子在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,扩散说明了一切物质的分子都在不停地做无规则运动.
(2)据实际情况分析即可,只要符合要求即可.
15.(2024八下·攀枝花期中)水平桌面上放置一底面积为,重为5N容器,容器内装有28N的水,水面到容器底的距离为20cm(如图甲所示)、现将一重为9N物体A悬挂在弹簧测力计上,将物体A缓慢浸入水中,当A完全浸没时,弹簧测力计示数为4N(如图乙所示)(容器的厚度忽略不计,筒内水没有溢出,物体A未接触容器底)。求:
(1)未放物体A之前,水对容器底部的压强;
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体A的密度;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压强。
【答案】解:(1)未放物体A之前,水的深度,水对容器底部的压强;
(2)物体A受到的浮力,
(3)物体A的体积,物体A的质量
物体A的密度;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压力,容器对桌面的压强
。
答:(1)未放物体A之前,水对容器底部的压强为2000Pa;
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力为5N;
(3)物体A的密度为;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压强为3800Pa。
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)未放物体A之前,水的深度,根据压强公式计算水对容器底部的压强;
(2)根据称重法计算物体A受到的浮力;
(3)根据阿基米德公式计算物体A的体积,结合重力公式G=mg计算物体A的质量,联立密度公式计算物体A的密度;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压力等于容器、水、物体的重力和弹簧测力计拉力的差值,即
,根据密度公式计算容器对桌面的压强。
16.(2024八下·湖南期末)如图甲所示,静止在水平地面的容器装有适量水,底面积为,上端开口面积为,用细线吊着重、底面积为的长方体,使其缓慢浸没于水中,直至物体静止在容器底部,图乙是水对容器底部的压强随物体下表面浸入水中深度变化的关系图像。松开细线,物体上表面距水面,容器对地面的压强相比未放入物体前增大了容器外壁不会附着水。求:
(1)未放入物体时,容器中水的深度;
(2)当水对容器底部的压强为时,物体受到的浮力;
(3)求的大小。
【答案】(1)解:根据图乙可知,长方体未放入水中时,水对容器底部的压强为,
由可知,未放入物体时,容器中水的深度:;
答:未放入物体时,容器中水的深度为;
(2)解:由可知,当水对容器底部的压强为时,容器中水的高度也就是容器较宽部分的高度为:;
此时排开水的体积为:,
此时物体受到的浮力为:;
答:当水对容器底部的压强为时,物体受到的浮力为;
(3)解:由图乙可知,当长方体下表面进入水中的深度为时,水对容器底部的压强最大,说明此时水面刚好上升到容器口,
则物体进入水中的体积:,
根据题中的体积关系可知,,
代入数据解得瓶子上端窄口高度为:;
由于最终物体上表面距水面,则物体的高度为:;
因物体最终浸没在水中,则整个过程中溢出水的体积为:,
溢出水的质量为:;
容器对地面的压力相比未放入物体时增大量,
容器对地面的压强相比未放入物体前增大量:。
答:的大小为。
【知识点】密度公式及其应用;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)根据液体压强,利用,计算液体深度;
(2)根据V=Sh,计算排开水的体积,利用F浮=ρ液gV排,计算浮力的大小;
(3)结合深度变化,判断变化的体积;根据m=ρV,计算质量;利用水平面的重力,计算压力;根据,计算压强。
1 / 19.2 《阿基米德原理》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(粤沪版2024)
一、单选题
1.(2024八下·博罗期末)如题图所示,一杯果汁(ρ果汁>ρ水)中浮着一些冰块,如果冰全部熔化后,液面将( )
A.上升 B.不变 C.下降 D.无法确定
2.(2024八下·南皮期末) 一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图所示为整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象,已知,g取10N/kg。则下列说法中正确的是( )
A.圆柱体所受的最大浮力为8N B.圆柱体的密度为
C.圆柱体的重力为9N D.圆柱体的体积为
3.(2024八下·阳西期末)如图甲所示,将一实心金属圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中(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.图乙是根据记录的数据作出的F和h的关系图象,g取,.由图象可知( )
A.该圆柱体的高度为8cm
B.该圆柱体的横截面积为
C.该圆柱体刚浸没时,其底部受到水的压强为
D.该圆柱体的密度约为
4.(2024八下·江岸期末) 如图所示,在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,某同学将溢水杯中装满水,用弹簧测力计提着金属块进行了甲、乙、丙、丁四次实验。下列说法错误的是( )
A.为了实验数据更准确,实验顺序为丁、甲、乙、丙更好
B.乙图中弹簧测力计的示数为1.5N
C.该金属块的密度为2.25×103kg/m3
D.若溢水杯中水未装满,则测出金属块所受浮力偏小
5.(2024八下·大冶期末)质量分布均匀的A、B两个实心正方体(),放置在盛水的容器中,静止时如右图所示;现将A、B捞起后放置在水平桌面上。比较A、B在水中受到的浮力、,和它们对水平桌面的压强、的大小关系,正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2024八下·九龙坡期末)某物理实践小组设计了一款自动排水装置模型,如图所示,该装置左、右水槽的底面积分别为、,左水槽底部有一排水阀门(体积质量均忽略不计)用细绳与浮体甲相连,绳长,浮体甲的密度为,底面积为,阀门面积为;右水槽底部有一体积不计,面积为的力传感器,圆柱体乙置于力传感器的正上方,但未与传感器紧密贴合,乙重力为160N,底面积为,高度(两水槽中间通道体积忽略不计)。现供水管向右水槽注水,当水面刚没过甲时,到达预设液面深度,甲在浮力作用下拉开阀门排水,而右水槽的力传感器触发报警装置报警,则下列说法正确的是( )
A.预设液面深度
B.当供水2.7kg时,左水槽底部受到水的压力28N
C.触发报警装置时力传感器所受压力为145N
D.刚触发警报时,容器内一共有的水
二、多选题
7.(2024八下·石家庄期末)将一底面积为的长方体木块用细线栓在空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示。下列说法中( )
A.木块所受到的最大浮力为
B.木块重力为
C.细线对木块的最大拉力为
D.木块上表面与液面相平时,剪断细线,稳定后水对容器底压强减小了
8.(2024八下·石景山期末)某学校综合实践活动小组利用弹簧测力计、合金块、细线、笔、纸等,将弹簧测力计改装成可以测量液体密度的工具(合金块始终浸没在液体中)。他们的部分改装过程如下:先将合金块浸没在水中,静止时如图甲所示,读出并记录弹簧测力计的示数F1为3.0N;再将擦干后的合金块浸没在酒精中,静止时如图乙所示,读出并记录弹簧测力计的示数F2为3.2N。然后在弹簧测力计上F1和F2相应的刻度线处分别标上水和酒精的密度值。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
下列说法中正确的是( )
A.合金块的重力为4N
B.合金块的体积是0.8×10-4m3
C.改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值为3.0×103kg/m3
D.若只更换成体积更小的合金块,改装后的测量液体密度的工具分度值会变大
9.(2024八下·铁岭期末)水平桌面上放有两个相同的圆柱形容器,容器内装有质量相同的不同液体,两个质量相等的实心小球用细线分别系在两容器底部,如图所示,A球的体积大于B球的体积,细线对两个小球都有拉力且拉力相等。下列判断正确的是( )
A.两个小球受到液体的浮力相等
B.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
C.乙容器底部受到的液体压强比甲大
D.两容器对桌面的压强相等
10.(2024八下·海州期中)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。下列说法正确的是(,g取10N/kg)( )
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
D.圆柱体的密度是
三、实验填空题
11.(2023八下·港南期中)在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,主要实验步骤如下:
a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下,按如图甲所示组装器材。
b.向空烧杯中缓慢注入清水,直到没过金属体一段距离(烧杯未加满水),如图乙中①~⑤所示,待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数~。
c.如图乙中⑥所示,再向烧杯中加入适量盐,并轻轻搅拌,直至弹簧测力计示数稳定后读数为。
(1)分析图乙①②③④中弹簧测力计的示数,可以得出浮力的大小跟 有关。在图乙⑤中,金属体所受到的浮力 (用测量量~表示);
(2)由图乙中的①④⑤,可以得出浮力的大小跟物体浸没的 无关的结论。金属体的体积 (用已知量、g和测量量~表示);
(3)因为浮力的大小跟液体的密度有关,可知图⑤、⑥中, (选填“>、=或<”),图⑥中盐水密度:= (用已知量来和测量量~表示)。
12.(2024八下·开州期末) 小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水,设计了一个实验,测出另一个小合金块的密度,具体操作顺序如图所示:
步骤①:烧杯中装有适量水,测出水深为H1;
步骤②:将冰块慢慢置于水中漂浮,测出此时水深为H2;
步骤③:将小合金块放在冰块上,与冰块共同漂浮,待水面静止后,测出此时水深为H3;
步骤④:静置烧杯至冰块完全熔化后,测出水深为H4,此时与步骤③相比,水对烧杯底的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
以上步骤①至④中,不需要步骤 也可以测出小合金块密度;则小合金块密度ρ= (选用H1、H2、H3、H4和ρ水表示)。
13.(2024八下·惠山期末)在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验时,小红提出如下猜想:
猜想一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关;
(1)如图1所示甲、乙、丙三次实验,可以验证猜想 是正确的;
(2)小红在验证猜想二时,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系图像,如图2所示。她分析后发现,由于误将物体受到的拉力当作了浮力,导致图像甲未经过坐标原点。由此可以推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的 (选填“乙”、“丙”或“丁”)。由此说明当 相同时,液体密度越 ,物体所受浮力越大;
(3)小红根据将物块A浸没在不同密度的液体中时,弹簧测力计的示数不同的特点,将弹簧测力计上的刻度用密度值标注,来测量不同液体的密度。已知物块A重3N,则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为 ;
(4)为验证猜想三,小红选用了与物体A密度不同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图丁所示位置时(做上标记O),弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体B后(B带出的水忽略不计),小红又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到 (选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其它同学认为小红的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差,提出了多种改进意见,你认为合理的是 ;
A.选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
B.选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
C.选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
四、解答与计算题
14.中国每年的端午节都有“赛龙舟”和“吃粽子”的习俗.这些习俗里蕴含着大量的物理知识.
(1)“赛龙舟”比赛时,向后划桨,龙舟向前运动,这说明物体间力的作用是 ,妈妈把“粽子”煮熟后,整个餐厅充满了粽叶的清香,该现象说明一切物体的分子都在不停地做 .
(2)请就如何提高龙舟的速度提出一条合理的建议: .
15.(2024八下·攀枝花期中)水平桌面上放置一底面积为,重为5N容器,容器内装有28N的水,水面到容器底的距离为20cm(如图甲所示)、现将一重为9N物体A悬挂在弹簧测力计上,将物体A缓慢浸入水中,当A完全浸没时,弹簧测力计示数为4N(如图乙所示)(容器的厚度忽略不计,筒内水没有溢出,物体A未接触容器底)。求:
(1)未放物体A之前,水对容器底部的压强;
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体A的密度;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压强。
16.(2024八下·湖南期末)如图甲所示,静止在水平地面的容器装有适量水,底面积为,上端开口面积为,用细线吊着重、底面积为的长方体,使其缓慢浸没于水中,直至物体静止在容器底部,图乙是水对容器底部的压强随物体下表面浸入水中深度变化的关系图像。松开细线,物体上表面距水面,容器对地面的压强相比未放入物体前增大了容器外壁不会附着水。求:
(1)未放入物体时,容器中水的深度;
(2)当水对容器底部的压强为时,物体受到的浮力;
(3)求的大小。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A、冰块漂浮在水面上,所以浮力等于重力即ρ物gV物=ρ液gV排,熔化为水之后,质量不变,所以水的体积V水=ρ冰V/ρ水, ρ果汁>ρ水 ,所以V水大于V排,所以液面上升。A正确,BCD错误
综上选A
【分析】
2.【答案】A
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】 AC.根据题意可知,圆柱体缓缓下降高度0~3cm阶段,在空中未浸入水中,此时圆柱体受到的重力大小等于弹簧测力计示数F,即圆柱体的重力为12N,故C错误;
缓缓下降7cm时,圆柱体刚好浸没,由称重法可得:圆柱体所受的最大浮力F浮=G-F=12N-4N=8N,故A正确;
BD.已知圆柱体浸没时所受浮力为8N,根据阿基米德原理可得:圆柱体浸没时排开水的体积为
,
则圆柱体体积V=V排=8×10-4m3,故D错误;
由公式G=mg可得:圆柱体质量为,
则圆柱体的密度为,
故B错误。
故选A。
【分析】AC.根据图像确定圆柱体的重力和完全浸没时测力计的示数,然后根据F浮=G-F计算受到的最大浮力;
BD.根据阿基米德原理计算物体的体积,根据计算圆柱体的质量,根据计算圆柱体的密度。
3.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】 A.由图乙可知,当h=10cm时,圆柱体刚好浸没,所以圆柱体的高度为10cm,故A错误;
B.由图乙可知,圆柱体的重力G=8N,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计示数F=2N,
根据称重法可知,圆柱体浸没时受到的浮力F浮=G-F=8N-2N=6N,
根据阿基米德原理可知,圆柱体的体积,
由V=Sh可知,圆柱体的横截面积:,故B错误;
C.该圆柱体刚浸没时,其底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1000Pa,故C正确;
D.由G=mg可知,圆柱体的质量,
该圆柱体的密度,故D错误。
故选C。
【分析】 A.圆柱体浸没时,下表面的深度即为圆柱体的高度,由图可知圆柱体的高度;
B.由图可知圆柱体的重力和圆柱体浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体浸没时受到的浮力,根据阿基米德原理求出圆柱体的体积,根据V=Sh求出圆柱体的横截面积;
C.根据p=ρ液gh求出该圆柱体刚浸没时,其底部受到水的压强;
D.根据G=mg圆柱体的质量,根据密度公式求出圆柱体的密度。
4.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,实验顺序为:首先用测力计测出空桶的重力,再测量金属块的重力,接下来将物体浸没水中记下测力计的示数,最后称量溢出水和小桶的总重力,即丁甲乙丙,故A正确不合题意;
B.根据图片可知,金属块受到的浮力F浮力=G排=G丙-G丁=1.5N-0.3N=1.2N,则乙中测力计的示数:F拉=G-F浮=2.7N-1.2N=1.5N,故B正确不合题意;
C.金属块的体积;
则金属块的密度:,
故C正确不合题意;
D.若溢水杯中水未装满,会导致排出水的重力减小,但是由于物体排开水的体积不变,因此则测出金属块所受浮力不变,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.探究阿基米德原理,其实就是探究F浮力=G排,据此确定实验顺序;
B.根据丙丁计算G排,也就是物体浸没时受到的浮力,再根据F浮=G-F拉计算乙中测力计的示数;
C.根据计算金属块的体积,再根据计算金属块的密度;
D.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析即可。
5.【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 根据图片可知,排开液体的体积VA排>VB排,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,物体受到的浮力FA>FB;
当将它们放入水中后,因为A悬浮,所以ρA=ρ水;
因为B漂浮,所以ρB<ρ水,
所以ρA>ρB;
A、B两个实心正方体的体积关系为 VA>VB,则hA>hB,
它们对水平桌面的压强:
,
因为ρA>ρB,hA>hB,
所以pA>pB,故D正确,而A、B、D错误。
故选D。
【分析】 (1)根据A和B的体积,根据F浮=ρ水gV排比较出浮力的大小,根据漂浮和悬浮的条件比较出浮力的大小;
(2)根据漂浮或悬浮得出AB的密度的关系,根据p=ρhg判断物体对桌面的压强大小。
6.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A.甲在浮力作用下拉开阀门排水,当水面刚没过甲时,到达预设液面深度,此时有
可得
代入数据
解得
故A错误;
B.甲的重力
浮力等于重力时甲物体漂浮
解得刚好漂浮时水的深度
当两侧水深为4cm时,水的体积
当供水2.7kg时,水的体积
当供水2.7kg时,设水深为h2,水的体积
代入数据
解得
左水槽底部受到水的压力
故B正确;
C.触发报警装置时,水的深度为15cm,力传感器受到水的压力
乙对传感器的压力
力传感器所受压力为
故C错误;
D.刚触发警报时,容器内水的体积
代入数据,计算得
故D错误。
故选B。
【分析】(1)根据当模型内水深时,体积公式求出B排开水的体积,根据B与模型底面刚好接触且压力为零可知B处于漂浮状态,根据阿基米德原理结合物体的漂浮条件求出B的重力,根据
G = mg求出B的质量,根据密度公式求出B的密度,根据力的平衡条件求出当B对模型底面压力时B受到的浮力,根据阿基米德原理求出B排开水的体积,根据体积公式求出模型内水深;
(2)根据刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为2N结合力的平衡条件求出B受到的浮力,阿基米德原理求出B排开水的体积,根据体积公式求出B浸入水中的深度。
7.【答案】B,C
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.分析图像,在0~9cm,液面升高,9~16cm,木块漂浮,细线被拉直,木块在液体中的深度不变,16~22cm,液面在木块处上升,细线产生拉力,木块所受到的最大浮力为,木块下表面受到的最大压强为1500Pa,最大压力等于浮力,F浮=F压=pS=1500Pa×0.01m2=15N,A不符合题意;
B.木块刚漂浮时,下表面的压强为900Pa,下表面的压力和重力相对,则重力为G=F=pS=900Pa×0.01m2=9N,B符合题意;
C.物体完全浸没,受到浮力15N,物体重力9N,细线对木块的最大拉力为15N-9N=6N,C符合题意;
D.木块上表面与液面相平时,剪断细线,木块漂浮,由于细线拉力为6N,浮力减小6N,容器中液面下降,容器的底面积不确定,不能计算容器底压强的大小,D不符合题意。
故答案为:BC.
【分析】根据物体下表面受到的压强,根据F=pS,计算压力的大小;分析浮力和物体的重力关系;漂浮物体受到的浮力等于物体的重力。
8.【答案】A,C,D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AB、根据称重法测浮力F=G-F浮和阿基米德原理有:
3.0N=G-ρ水gV=G-1.0×103kg/m3×10N/kg×V----①
3.2N=G-ρ酒精gV=G-0.8×103kg/m3×10N/kg×V----②;
由①②得:V=10-4 m3;G=4N;故A正确,B错误;
C、由②得:F示=4N-ρ液×10N/kg×10-4 m3;
故待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系:
ρ液=4×103kg/m3-F示×103 kg/(N m3)------③;
把F示=1.0N代入③得,ρ液=3.0×103kg/m3,即改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值3.0×103kg/m3,故C正确;
D、相同间隔表示的浮力大小不变,若只更换成体积更小的合金块,根据阿基米德原理知,表述的液体的密度变大,故D正确。
故选:ACD。
【分析】(1)根据称重法测浮力和阿基米德原理列出水和酒精中的表达式,据此求出物体的体积和G;
(3)根据称重法测浮力可得:F示=G-F浮,而F浮=ρ液gV排,且浸没时V排=V物,据此结合已知条件得出待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系式;可求改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值。
(4)根据相同间隔表示的浮力大小不变,根据阿基米德原理分析。
9.【答案】A,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强大小比较;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.根据小球受力分析,细线对小球的拉力相等,两小球的重力相等,两小球受到的浮力大小相等,故A正确;
B.两小球受到的浮力相等,A球的体积大于B球的体积,A球排开液体体积大于B球排开液体体积,根据F浮=ρ液gV排,甲液体密度小于乙液体密度,故B错误;
C.因为两容器是圆柱形容器,底部受到的液体压力大小等于液体的重力,则两容器底部受到的液体压力相等,底面积相同,则两容器底部受到的液体压强相等,故C错误;
D.小球的质量相等,容器的质量和液体的质量都相等,两容器总的重力相等,两容器对桌面的压力大小相等,底面积相同,两容器对桌面的压强相等,故D正确。
故选AD。
【分析】根据物体受到的力,分析浮力大小;根据浮力相同,结合排开液体的体积,分析液体密度大小;根据总重力分析压力关系,利用,分析压强的大小关系。
10.【答案】B,C,D
【知识点】密度及其特性;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,甲中圆柱体所受的浮力:F浮1=G-F1=3N-2.7N=0.3N。根据F浮=F下-F上可知,图甲中圆柱体下表面受到水的压力等于0.3N,同理,图乙中圆柱体所受的浮力:F浮2=G-F2=3N-2N=1N,则图乙中圆柱体下表面受到水的压力等于1N,图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差等于0:1N-0.3N=0.7N,故A错误;
B.图丙中圆柱体所受的浮力:F浮3=G-F3=3N-1.9N=1.1N,那么图丙和图乙中容器底受到液体的压力之差等于1.1N-1N=0.1N。故B正确;
C.圆柱体排出水的体积为:;
那么圆柱体排出盐水的体积为:
图丙中盐水的密度是:,故C正确;
D.圆柱体体积等于圆柱体浸没在水中排出水的体积,即,圆柱体的密度是
,故D正确。
故选BCD。
【分析】A.首先根据称量法分别计算出乙和甲中物体受到的浮力,也就是圆柱体上下表面的压力差,然后相减即可;
B.根据称量法计算丙中物体受到的浮力,也就是上下表面的压力差,然后与乙中相减即可
C.根据计算圆柱体排出水的体积为,也就是排开盐水的体积,再根据计算
图丙中盐水的密度;
D.根据计算圆柱体的密度。
11.【答案】排开液体体积;F1-F5;深度;;>;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究浮力与哪些因素有关时,
(1)根据图①②③④,液体密度不变,排开液体的体积不同,探究浮力跟物体排开液体体积的关系;
根据图⑤,计算金属体所受的浮力:F浮=F1-F5;
(2)根据图①④⑤,液体密度和排开液体的体积相同,深度不同,探究浮力大小跟物体浸没的深度的关系。
根据金属块完全浸没时的浮力:F浮=F1-F5=水gV排,计算金属体的体积:;
(3)液体的密度越大,浮力越大,盐水的密度大于水的密度,物体在盐水中的浮力大,弹簧测力计的拉力小,即F5>F6;图⑥中物体受到的浮力为F盐水=F1-F6,
根据: ,计算盐水密度:。
【分析】(1)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;
(2)当液体的密度和排开液体的体积相同,改变深度,探究浮力和深度的关系;根据,可以计算排开液体体积的大小;
(3)排开液体的体积一定时,液体密度越大,受到的浮力越大, 测力计的拉力越小;根据,可以计算液体密度的大小。
12.【答案】变小;①;
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】1)冰块的体积大,排水体积大,所以液体上升高度高,冰块完全熔化后,液体上升高度减小,根据P=ρgh可知h变小,压强变小
2)设合金的底面积为S,则合金的体积为V=(H4-H2)S,有阿基米德原理可知,物体受到浮力等于排开液体的重力,有乙可知,ρ水(V丙排-V乙排)=ρ水S(H3-H2),所以合金的密度为ρ=ρ水S(H3-H2)/(H4-H2)S=,由公式可知不需要步骤 ①
综上第1空、变小;第2空、①;第3空、
【分析】1、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,题目中H4小于H3,所以压强变小
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;图丙中,物体排开水的质量为ρ水(V丙排-V乙排)=ρ水S(H3-H2),此时合金受到浮力为ρ水gS(H3-H2)=G合,合金的体积为V=(H4-H2)S,据此计算合金的密度
13.【答案】一;丙;排液体积;大;1.5×103;O点;B
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)液体的密度相同,排开液体的体积不同,浮力不同,可以验证猜想一是正确的;
(2)浮力与液体密度的关系为①,②
都符合一次函数的定义,故物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的丙图;由此说明当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大。
(3)物体A浸没在水中所受的浮力为
物体A的体积为
液体的密度为
则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为。
(4)在水面上升到O点保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,观察弹簧测力计的示数,
A.没有保证排开液体的体积相同,故A不符合题意;
B.保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体的密度不同,故B符合题意;
C.没有保证排开液体的体积相同,故C不符合题意。
故选B。
【分析】(1)分析图1,观察变化量和不变量,得出探究的因素;
(2)物体受到的浮力大小与液体密度有关,密度越大,浮力越大;
(3)根据称重法求得物体A浸没在水中所受的浮力,根据阿基米德原理求出物体A的体积,继而求得液体的密度,即得弹簧测力计上可标注的密度最大值;
(4)在探究浮力大小是否与物体的密度有关时,雲使物体排开液体的体积和液体的密度相同,物体的密度不同。
14.【答案】(1)相互的;无规则运动
(2)同时用力,或使得船桨划更多的水等
【知识点】力作用的相互性
【解析】【解答】解:(1)“赛龙舟”比赛时,向后划桨,桨对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水会同时对桨施加向前的反作用力,所以龙舟向前运动;“粽子”煮熟后,整个餐厅充满了粽叶的清香,这是扩散现象,说明了分子在不停地做无规则运动;
(2)据实际情况可知,若想提高龙舟的速度,可以同时用力,或使得船桨划更多的水等.
故答案为:(1)相互的;无规则运动;(2)同时用力,或使得船桨划更多的水等.
【分析】(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;不同物质的分子在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,扩散说明了一切物质的分子都在不停地做无规则运动.
(2)据实际情况分析即可,只要符合要求即可.
15.【答案】解:(1)未放物体A之前,水的深度,水对容器底部的压强;
(2)物体A受到的浮力,
(3)物体A的体积,物体A的质量
物体A的密度;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压力,容器对桌面的压强
。
答:(1)未放物体A之前,水对容器底部的压强为2000Pa;
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力为5N;
(3)物体A的密度为;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压强为3800Pa。
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)未放物体A之前,水的深度,根据压强公式计算水对容器底部的压强;
(2)根据称重法计算物体A受到的浮力;
(3)根据阿基米德公式计算物体A的体积,结合重力公式G=mg计算物体A的质量,联立密度公式计算物体A的密度;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压力等于容器、水、物体的重力和弹簧测力计拉力的差值,即
,根据密度公式计算容器对桌面的压强。
16.【答案】(1)解:根据图乙可知,长方体未放入水中时,水对容器底部的压强为,
由可知,未放入物体时,容器中水的深度:;
答:未放入物体时,容器中水的深度为;
(2)解:由可知,当水对容器底部的压强为时,容器中水的高度也就是容器较宽部分的高度为:;
此时排开水的体积为:,
此时物体受到的浮力为:;
答:当水对容器底部的压强为时,物体受到的浮力为;
(3)解:由图乙可知,当长方体下表面进入水中的深度为时,水对容器底部的压强最大,说明此时水面刚好上升到容器口,
则物体进入水中的体积:,
根据题中的体积关系可知,,
代入数据解得瓶子上端窄口高度为:;
由于最终物体上表面距水面,则物体的高度为:;
因物体最终浸没在水中,则整个过程中溢出水的体积为:,
溢出水的质量为:;
容器对地面的压力相比未放入物体时增大量,
容器对地面的压强相比未放入物体前增大量:。
答:的大小为。
【知识点】密度公式及其应用;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)根据液体压强,利用,计算液体深度;
(2)根据V=Sh,计算排开水的体积,利用F浮=ρ液gV排,计算浮力的大小;
(3)结合深度变化,判断变化的体积;根据m=ρV,计算质量;利用水平面的重力,计算压力;根据,计算压强。
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