【精品解析】10.3 《科学探究:浮力的大小》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)

文档属性

名称 【精品解析】10.3 《科学探究:浮力的大小》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
格式 zip
文件大小 3.9MB
资源类型 试卷
版本资源
科目 物理
更新时间 2025-04-18 14:45:00

文档简介

10.3 《科学探究:浮力的大小》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·潮南月考)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处.图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象,取 根据图象信息,下列判断正确的是
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.在t1至 t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D.该金属块的密度是
2.(2018八下·开州期末)水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底相连,如图所示,此时水面距容器底30cm,则下列相关说法错误的是()
A.此时物块B受到的拉力为6N
B.容器对水平地面的压力是84N
C.剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa
D.剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa
3.(2024八下·黔东南期中)如图所示,甲、乙两个相同的烧杯中装有密度相同的液体,将两个物体A、B分别放入甲、乙两杯液体中。静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,两杯中的液体液面高度均为h。若A、B的质量分别为mA、mB,A、B的体积分别为VA、VB,A、B受到的浮力分别为FA、FB。下列判断中正确的是(  )
A.若VAB.若mAC.甲杯中液体对容器底的压力大于乙杯中液体对容器底的压力
D.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
4.甲、乙两个形状相同的容器, 开口都向上, 现倒入部分水,如图 7.103 所示, 将两块完全相同的金属块用细线系着分别浸入同样的深度, 这时两容器水面相齐平。如将金属块匀速提离水面,则做功多的是(  )。
A.甲 B.乙 C.一样多 D.无法判断
5.一冰块内含有某种不溶于水的物体, 放入盛有 水的量筒内, 正好悬浮在水中, 如图 7.89 所示, 此时量筒液面升高了 ; 当冰完全融化后, 水面又下降了 。设量筒的内横截面积为 , 则该物体的密度为 (冰的密度为 。
A. B.
C. D.
6. 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
7.如图 7.83 所示, 铜、铁、铝三个实心球, 用细线拴住, 全部浸没在水中时, 三根细线上的拉力相等,则关于这三个金属球的体积、质量之间的关系, 下列判断正确的是 (  )。
A.
B.
C.
D.
8.如图 7.79 所示, 在一个一端开口的 U 形管内装有水, 管的左端封闭着一些空气, 水中有一只小试管浮在水面, 小试管中也封闭着一些空气。向右管中注入水,则小试管相对左管内的水面变化情况为 (  )。
A.小试管将上浮
B.小试管将向下沉一些
C.小试管将先向下沉一些, 再上浮
D.无法判断
二、多选题
9.(2024八下·自贡期中)如图,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲,图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是(  )
A.物体受到的最大浮力是8N
B.在物体下降3cm至9cm高度阶段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
C.物体的密度是
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
10.(2024八下·成都期中)如图所示,A、B为两实心圆柱体,A圆柱体的密度为ρ1,且ρ1∶ρ水=2∶1;甲图中A对地压强为pA,B对地压强为pB,且pA∶pB=3∶5;乙图中A对地压强为p1,B对地压强为p2,且p1∶p2=2:3;下列说法正确的是(  )
A.A、B两圆柱体的底面积之比为3∶5
B.A、B两实心圆柱体的重力之比为10∶9
C.甲图中A对地面的压强与乙图中B对地面的压强比为15∶19
D.现将两圆柱体分别挂在两弹簧测力计上,缓慢地浸入水中如图丙所示,则当两弹簧测力计示数相等时,A、B两圆柱体浸入水中的深度H=0.5h
11.(2023八下·中山期末)如图所示,在水平桌面上的一杯水中放入一枚大枣,大枣漂浮在水面上。过了较长一段时间后,大枣吸水后慢慢下沉到烧杯底部,则和大枣漂浮时相比,下列说法正确的是(  )
A.沉底后大枣受到的浮力变大
B.大枣受到浮力的变化量一定等于水对容器底压力的变化量
C.水对烧杯底的压强变小
D.烧杯对桌面的压强变大
12.(2023八下·沈阳期中)三个完全相同的柱形容器,内盛有水或盐水,将重均为3.0N的三个完全相同的圆柱体分别放入这三个容器中,液面位置及弹簧测力计示数如图所示,(,)下列说法正确的是(  )
A.图甲中圆柱体受到的浮力为0.3N
B.图乙中圆柱体下表面受到水的压力大于1.0N
C.图丙中圆柱体受到的浮力等于0.7N
D.图丙中盐水的密度是
三、实验填空题
13.(2024八下·南沙期末)如图1所示,物体在水中漂浮,再把物体放入乙液体中,如图2所示,物体悬浮。已知物体排开水的质量是4kg。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)求物体底部在水中时受到的压强大小   ;
(2)求物体在水中受到的浮力   ;
(3)以“·”代替物体,在图3“·”上画出物体在水中的受力示意图   ;
(4)求物体所受重力   ;
(5)乙液体的密度   (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度,写出分析依据。
14.(2024八下·宜州期末)如图所示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验装置下列问题。请根据图示回答下列问题。
(1)比较图甲、乙可知:图乙中圆柱体受到的浮力的大小为   N,方向为   ;
(2)比较图乙、丙,说明浮力的大小与   有关;
(3)比较丙和丁,说明浮力的大小与物体浸没的深度   (选填“有关”或“无关”);
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为   N;
(5)通过图丁、戊的探究,得到浮力大小与   有关;
(6)由图中数据可知,圆柱体的密度是   。
四、解答与计算题
15.(2024八下·北流期末) 如图所示,小明利用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B研究浮力问题。已知水槽的底面积为,盒A底面积为,金属块B边长为5cm。他先把金属块B放入水槽中沉底,当空盒A漂浮在水面上时,盒底浸入水中2cm深。整个实验中,水槽里的水未溢出。(已知,取g=10N/kg)求:
(1)空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强大小;
(2)空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小;
(3)若小明把金属块B从水中捞起后放进盒A,并漂浮在水面上,问水槽里的水位与之前相比会上升还是下降?请算出水槽里水位变化的高度。
16.(2024八下·大冶期末)如图所示,放在水平面上的薄壁圆柱形容器,底面积为,弹簧测力计的挂钩上挂着重为7.8N的金属块,现将金属块一半浸入水中,容器内水面由20cm上升到21cm。求:
(1)金属块未放入水中时(如图所示),水对容器底的压强;
(2)金属块的密度;
(3)金属块浸没水中(未接触容器底)静止时,弹簧测力计的示数。
17.(2024八下·长沙期末)如图所示,有一个不吸水的实心均匀圆柱体A,A的顶部系有一根轻质细线(未画),还有一个薄壁圆柱体容器B,它们的参数如下表所示。圆柱体A、容器B放在水平地面上。
圆柱体/容器 质量m/g 密度ρ/(g/cm3) 高度h/cm 底面积S/cm2
圆柱体A 240 0.8 6 未知
容器B 200 / 9 60
(1)求圆柱体A的重力;
(2)求A对水平地面的压强;
(3)将A竖直放入空容器B中,再向容器B中缓慢加入某种液体直至加满。稳定后,用细线将A竖直向上缓慢提升0.6cm,静止后,细线的拉力为1.8N,求液体的密度(圆柱体A始终处于竖直状态)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A:由图可知, ,物体在水面之上,所受重力和绳子拉力大小相等, 。故A错误;
B:由图可知,两次拉力之差即为浮力,所以浮力大小为 。故B正确;
C: ,物体逐渐浮出水面,V排减小,根据阿基米德原理,浮力在减小。故C错误;
D: 金属块重力54N, 质量为5.4kg. 完全浸没时,V物=V排,根据阿基米德原理可得 密度计算可知, 。故D错误。
综上所述,正确答案为B。
【分析】对物体进行受力分析是为了明确物体在特定状态下所受各种力的情况,从而判断不同力之间的关系。在这里通过分析物体在水中静止时的受力,能得出重力与绳子拉力以及浮力之间的关联。观察图示中两次不同状态下拉力的数值变化,由于浮力等于重力减去拉力,所以通过两次拉力的差值可以准确计算出浮力的大小。当物体逐渐浮出水面时,排开液体的体积会减小,而根据阿基米德原理,浮力与排开液体的体积成正比,所以可以据此判断出浮力的变化趋势。利用重力可求出物体质量,再依据完全浸没时物体体积与排开液体体积相等的关系,结合阿基米德原理中浮力与液体密度、排开液体体积的关系,来计算物体的密度。
2.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;力与图象的结合;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A. 木块的重力:GB=mBg=0.4kg×10N/kg=4N,木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10 3m3,物体浸没时受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10 3m3=10N,绳子的拉力为:F=F浮 GB=10N 4N=6N;A不符合题意;
B. 容器内水的体积V=Sh=300cm2×30cm 1000cm3=8000cm3=8×10 3m3,由ρ= 可得,水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×8×10 3m3=8kg,因不计质量的薄壁盛水柱形容器,则容器对水平地面的压力F=G总=(m水+mB)g=(0.4kg+8kg)×10N/kg=84N,B不符合题意;
C. 绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变,受力面积不变,故剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强没有变化,C符合题意;
D. 物块B的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,剪断绳子,待物块B静止后漂浮,F′浮=G=4N;由F浮=ρ液gV排可得,木块漂浮时排开水的体积:V′排= =4×10 4m3,液面下降的深度为:△h= =0.02m,水对容器底的压强变化量:△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】根据物体的质量计算重力,利用排开水的体积计算受到的浮力,根据总重力计算对地面的压力,根据液面深度计算液体的压强的大小.
3.【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】 A、静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体A的密度大于液体的密度;物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,物体B的密度小于液体的密度,液体密度相同,所以物体A的密度大于物体B的密度,若VA<VB,由m=ρV不能判断出mA与mB的关系,故A错误。
B、若mA<mB,由G=mg知GA<GB;由于物体A沉底,所以FA<GA,由于物体B漂浮,所以FB=GB,则一定有FA<FB,故B正确。
C、两容器中液体的密度相同,液体的深度相同,由p=ρgh知甲杯中液体对容器底的压强等于乙杯中液体对容器底的压强,又由于容器的面积相同,由F=pS知甲杯中液体对容器底的压力等于乙杯中液体对容器底的压力,故C错误。
D、为了便于比较,设丙烧杯中只装入同种液体,且液面高度也为h,丙烧杯中液体重力为G液丙,
甲烧杯中物体A沉底,则FA浮=GA排<GA,即A的重力大于与浸入部分等体积液体的重力,所以GA+G液甲>G液丙;
乙烧杯中物体B漂浮,则FB浮=GB排=GB,即B的重力等于与浸入部分等体积液体的重力,所以GB+G液乙=G液丙,
所以,GA+G液甲>GB+G液乙。
甲、乙两烧杯完全相同(两烧杯重力相同),且桌面受到的压力等于容器、液体和物体的总重力,所以甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,即F甲压>F乙压。
两烧杯的底面积相同,由 得甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故D错误。
故答案为:B。
【分析】(1)沉底时物体A的密度大于液体的密度;漂浮状态时,物体B的密度小于液体的密度,据此判断出两物体密度的关系。
(2)若mA<mB,由G=mg知GA<GB;根据浮力与重力的关系比较出甲、乙受到浮力的关系。
(3)两容器中液体的密度相同,液体的深度相同,由p=ρgh判断出甲、乙杯中液体对容器底压强的关系,又由于容器的面积相同,由F=pS判断出甲、乙杯中液体对容器底压力的关系。
(4)甲烧杯中物体A沉底,则FA浮=GA排<GA,即A的重力大于与浸入部分等体积液体的重力;乙烧杯中物体B漂浮,则FB浮=GB排=GB,即B的重力等于与浸入部分等体积液体的重力,据此可比较甲烧杯中物体A和液体总重力与乙烧杯中物体B和液体总重力的关系,进而判断出甲、乙容器桌面压力的关系,两烧杯的底面积相同,由 判断出甲、乙杯对桌面压强的关系。
4.【答案】A
【知识点】重心;浮力大小的计算
【解析】【解答】金属块提离水面做功=金属块重力势能增加量-水重力势能减少量, 金属块匀速提离水面,所以金属块重力势能增加量相同,金属块体积相同,所以液体下降的体积也相同,甲图上宽狭窄,所以下降量较少,即甲水重力势能减少量较少,所以甲图外力做功较多,A正确,BCD错误
综上选A
【分析】根据外力做功、重心的变化判识选项
1、外力做功=金属块重力势能增加量-水重力势能减少量, 金属块匀速提离水面,所以金属块重力势能增加量相同,金属块体积相同,所以液体下降的体积也相同;
2、甲乙两图的重心,甲图上宽狭窄,所以液面下降的重心变化较小,乙图下宽上窄,所以液面下降的重心变化较大,据此判识选项。
5.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】由题意分析可知,冰熔化后,体积减小,液面下降,假设整个冰块的体积为V,冰的体积为V1,物体的体积为V2,总质量为m,冰的质量为m1,物体的质量为m2,则V1-ρ冰V1/ρ水=50cm2×0.44cm,所以V1=220cm3,m1=ρ冰V1=198g,冰块的总体积为4.6cm×50cm2=230cm3,所以物体的体积为V2=10cm3,整个物体的重力mg=ρ液gV排,代入数据可知,m=230g,所以m2=32g,根据密度公式ρ=m/v可知,物体的体积为3.2g/cm3= ,C正确,ABC错误
综上选C
【分析】根据浮力的计算、密度的计算判识选项
1、密度的计算:设整个冰块的体积为V,其中假设整个冰块的体积为V,冰的体积为V1,物体的体积为V2,总质量为m,冰的质量为m1,物体的质量为m2,冰熔化后,体积减小,液面下降,将体积的减少量作为等量关系列方程,即可求出冰块中冰的体积;
密度的计算:利用密度公式求冰的质量;知道冰块(内有物体)悬浮,利用浮力公式F浮=ρ液gV排求冰块的总体积,然后用总体积减去冰的体积即为物体的体积;
2、浮力的计算:利用悬浮条件和阿基米德原理求物体和冰块的总重,再求总质量;用总质量减去冰块的质量即为物体的质量;再利用密度公式即可求出物体的密度。
6.【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
7.【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、由受力分析可知,物体所受三个力,重力(向下)、拉力(向上)、浮力(向上),所以重力=拉力+浮力,所以重力-浮力相等,所以可知,铜的密度大于铁的密度大于铝的密度,所以铝的体积大于铁的体积大于铜的体积,AB错误;
C、物体所受浮力铝的浮力大于铁的浮力大于铜的浮力,所以物体所受重力铝的重力大于铁的重力大于铜的重力,D正确,C错误
综上选D
【分析】根据受力分析、浮力计算判识向下
1、受力分析:由受力分析可知,物体所受三个力,重力(向下)、拉力(向上)、浮力(向上),所以重力=拉力+浮力;
2、浮力计算:公式为F浮=ρ液gV排,据分析可知铝的体积大于铁的体积大于铜的体积,所以物体所受浮力铝的浮力大于铁的浮力大于铜的浮力,据此判识选项
8.【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、右管中注水,密闭端的气压增加,使得左端空气和空气柱的压强均增加,空气体积压缩减小,小试管空气柱长度变短,相对水面下沉,A错误,B正确,CD错误
综上选B
【分析】根据浮力公式辨识选项
油管注水,左管的气压增加,小试管内气压增加,水进入小试管中,此时小试管空气柱长度变短,水进入小试管,重力变大,为保持漂浮状态,根据浮力公式F浮=ρ液gV排可知,需要排开更多的液体,所以试管下沉。
9.【答案】A,C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AB.图乙中,AB段,拉力不变,物体未浸入水中,弹簧测力计的拉力等于物体的重力,为12N;BC段,下降3cm到7cm,测力计拉力变小,则物体浸入水中,受的浮力变大;CD段,测力计的示数保持不变,是物体浸没水中,排开水的体积不变,浮力不变。物体受的浮力最大为
F浮=G-F=12N-4N=8N,故A正确,B错误;
C.根据浮力,计算物体排开水的体积,即物体自身的体积,则
,物体的质量:,物体的密度:,故C正确;
D.物体浸入时,物体上表面不受压力,下表面受到的压力等于浮力,则F压=F浮=8N,故D错误。
故选AC。
【分析】根据物体的重力和物体浸没时测力计的拉力差,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;根据物体上下表面受到的压力差计算浮力。
10.【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.平面上受到的压力等于物体自身的重力,甲图中,A对地的压力和B对地的压力相等,根据,两圆柱体的底面积之比:,故A错误;
B.结合图乙,根据,A、B两实心圆柱体的重力之比为:
,故B正确;
C.甲图中,A对地面的压强与乙图中B对地面的压强之比为
,故C错误;
D.结合图乙中压强和高度关系,计算两圆柱体的密度之比为:,
根据两弹簧测力计示数相等,由,可得,则,
把和,
代入可得:,
整理得:,即,故D正确。
故选BD。
【分析】根据,结合压强和压力关系,计算受力面积的比值;结合F=pS,计算压力的比值;根据p=ρgh,计算物体密度关系;根据物体浸在液体中测力计拉力的关系,计算浮力关系,再计算深度关系。
11.【答案】A,C
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.沉底后的大枣由于吸水而体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,大枣受到的浮力变大,故A正确;
B.如果大枣不吸收水,那么它沉入水底后容器内水的体积的变化量恰好等于大枣排开水的体积的增大量。根据△F浮力=△G排可知,此时大枣受到浮力的变化量恰好等于水对容器底部压力的变化量。由于大枣吸收,则肯定会导致大枣排开水的体积的增大量减小,即水对容器底部压力增大量减小,即浮力变化量大于水对容器底部压力的增大量,故B错误;
C.当大枣漂浮时,容器底部受到水的压力等于水的重力和大枣重力之和。大枣沉底后,水的重力和大枣的总重力不变,但是大枣吸水重力增大了,所以水的重力减小了,那么容器底部受到水的压力减小了。根据可知,水对烧杯底部的压强变小了,故C正确;
D.无论大枣漂浮,还是大枣沉底,烧杯对桌面的压力始终等于烧杯、水和大枣的总重力,即压力不变。根据可知,烧杯对桌面的压强不变,故D错误。
故选AC。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析大枣受到浮力的变化;
(2)注意大枣吸水对容器底部受到压力的影响即可;
(3)根据公式分析水对杯底压强的大小变化;
(4)首先根据F=G总分析烧杯对桌面的压力变化,再根据分析烧杯对桌面的压强变化。
12.【答案】A,B,D
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.图甲中物体受到的浮力:F浮=G-F拉=3N-2.7N=0.3N,故A正确;
B.图乙中物体受到的浮力:F浮'=G-F拉'=3N-2N=1N。根据F浮=F向上-F向下可知,由于上表面的压力肯定大于零,因此下表面受到的压力肯定大于1N,故B正确。
C.丙图中物体受到的浮力F浮''=G-F拉''=3N-1.9N=1.1N,故C错误;
D.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当排开液体的体积相同时,它受到的浮力与液体密度成正比;
即:;

解得:ρ液=1.1×103kg/m3。
故D正确。
故选ABD。
【分析】(1)根据称量法F浮=G-F拉计算甲中物体受到的浮力;
(2)根据称量法F浮=G-F拉计算乙中物体受到的浮力,再根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下比较即可;
(3)根据称量法F浮=G-F拉计算丙图中物体受到的浮力,再根据“浮力与液体的密度成正比”的规律计算盐水的密度。
13.【答案】(1)2×103Pa
(2)40N
(3)
(4)40N
(5)小于
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的示意图
【解析】【解答】(1)由图可知,物体浸入水中的深度h=h水-h'=0.8m-0.6m=0.2m物体底部在水中时受到的压强大小
(2)物体排开水的质量是4kg,排开水的重力G'=mg=4kg×10N/kg=40N根据阿基米德原理可知,此时浮力大小等于排开水的重力,即浮力是40N。
(3)物体在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,物体漂浮处于平衡状态,所以浮力大小等于重力大小,受力示意图如图所示:
(4)物体在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,物体漂浮处于平衡状态,所以浮力大小等于重力大小,则物体所受重力G=40N。
(5)物体悬浮在乙液体中,根据浮沉条件可知,此时物体受到的浮力大小等于物体的重力大小,即

由图1 和图2可知,物体排开水的体积小于物体排开液体的体积,结合上式①可知,液体密度小于水的密度。
【分析】(1)根据液体压强公式进行计算;
(2)根据阿基米德原理可知,此时浮力大小等于排开水的重力;
(3)物体在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,物体漂浮处于平衡状态,所以浮力大小等于重力大小;
(4)物体漂浮处于平衡状态,所以浮力大小等于重力大小;
(5)物体排开水的体积小于物体排开液体的体积,液体密度小于水的密度。
14.【答案】(1)0.6;竖直向上
(2)物体排开液体的体积
(3)无关
(4)2.2
(5)液体密度
(6)
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)由图甲可知圆柱体的重力为:G=3N,由图乙可知弹簧测力计的示数F'=2.4N,则圆柱体受到的浮力为:
F浮=G-F'=3N-2.4N=0.6N;浮力的方向是竖直向上的;
(2)比较图乙、丙可知,圆柱体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F可知,圆柱体受到的浮力不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(3)比较丙和丁可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度相同,物体所处的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,说明浮力的大小与物体浸没的深度无关;
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为:F'浮=G-F盐水=3N-0.8N=2.2N;根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,故圆柱体排开盐水的重力为2.2.N;
(5)通过图乙和戊可知,液体的密度不同,排开液体的体积不同,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是没有控制物体排开液体的体积相同;
(6)由图丁可知,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数:F″=1N,
则物体受到的浮力F浮'=G-F″=3N-1N=2N,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
圆柱体的体积:,
圆柱体的质量为:,
圆柱体的密度为:。
【分析】(1)由图甲可知圆柱体的重力,由图乙可知弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据浮力方向的知识解答。
(2)根据图片分析乙和丙中哪个因素不同即可;
(3)由图丙和丁可知,圆柱体浸没在水中的深度不同,比较弹簧测力计的示数得出结论;
(4)根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理判定排开的液体的重力;
(5)根据图片分析 丁、戊 中哪个因素不同即可;
(6)图丁可知圆柱体浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理表示出排开水的体积即为圆柱体的体积,根据G=mg和求出圆柱体的密度。
15.【答案】(1)解:空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强为
(2)解:空盒A漂浮在水面上时排开水的体积为
空盒A漂浮在水面上时受到的浮力为
(3)解:B沉底时,B排开水的体积为
将B捞出来,放入A中后,相比于未放入A中时,浮力增加量等于B的重力,将B放入A中后,放之后比放之前多排开水的体积为
,所以水位会上升;两次排开液体体积之差为
水位上升的高度为
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1) 根据计算空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强;
(2) 根据计算空盒A漂浮在水面上时排开水的体积,再根据计算空盒A漂浮在水面上时受到的浮力;
(3) B沉底时,根据计算B排开水的体积。将B捞出来,放入A中后,相比于未放入A中时,浮力增加量等于B的重力,将B放入A中后,根据计算放之后比放之前多排开水的体积,据此分析水位的变化;
根据计算两次排开液体体积之差,根据计算水位上升的高度。
16.【答案】(1)解:未放入前,水对容器底的压强:
(2)解:金属块的体积:
金属块的质量:
金属块的密度:
(3)解:金属块浸没时的浮力:
由可得,弹簧测力计的示数:
【知识点】密度公式及其应用;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
【解析】【分析】(1) 未放入前,根据计算水对容器底的压强:
(2) 根据计算金属块的体积,再根据计算金属块的质量,最后根据计算金属块的密度:
(3) 根据阿基米德原理计算金属块浸没时的浮力,再根据计算弹簧测力计的示数。
17.【答案】(1)解:圆柱体A的质量为240g,重力为
G=mg=240×10-3kg×10N/kg=2.4N
(2)解:由知,A的体积为
A的底面积为
A对地面的压力等于自身重力,即
F=G=2.4N
A对地面的压强为
(3)解:①若液体密度小于A的密度,则稳定时,A处于沉底状态,由A的高度及B的高度可知,向上提升0.6cm后,A仍然浸没,此时排开液体的体积等于A的体积,即
V排1=VA=300cm3
对A受力分析知,A所受浮力为
F浮1=G-F拉1=2.4N-1.8N=0.6N
由F浮=ρ液gV排知,液体密度为
②若液体密度大于A的密度,则稳定时,A处于漂浮状态;向上提升Δh=0.6cm后,设排开水的体积变化量为ΔV排,由几何关系知
代入数据得
ΔV排=180cm3=1.8×10-4m3
依题意,浮力减小量等于绳子的拉力,即
ΔF浮=F=1.8N
由F浮=ρ液gV排知,液体密度为
【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】【分析】(1)根据G=mg计算圆柱体A的重力;
(2) 根据计算A的体积,根据计算A的底面积,根据F=G计算A对地面的压力等于自身重力,最后根据计算A对地面的压强。
(3) ①向容器B中缓慢加入某种液体直至加满,液体的深度为9cm,而圆柱体A的高度为6cm,
若ρA>ρ液,物体A会全部浸没,物体A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡,根据F浮+F拉=GA算出物体A受到的浮力,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和V排=VA算出液体的密度;
②若ρA<ρ液,设液面下降的高度为Δh,物体A漂浮时,浮力等于重力,细绳拉着物体时浮力减小,根据 计算排开水的体积的变化量,根据阿基米德原理计算浮力的减小量,也就是绳子的拉力,最后根据 计算液体密度。
1 / 110.3 《科学探究:浮力的大小》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·潮南月考)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处.图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象,取 根据图象信息,下列判断正确的是
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.在t1至 t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D.该金属块的密度是
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A:由图可知, ,物体在水面之上,所受重力和绳子拉力大小相等, 。故A错误;
B:由图可知,两次拉力之差即为浮力,所以浮力大小为 。故B正确;
C: ,物体逐渐浮出水面,V排减小,根据阿基米德原理,浮力在减小。故C错误;
D: 金属块重力54N, 质量为5.4kg. 完全浸没时,V物=V排,根据阿基米德原理可得 密度计算可知, 。故D错误。
综上所述,正确答案为B。
【分析】对物体进行受力分析是为了明确物体在特定状态下所受各种力的情况,从而判断不同力之间的关系。在这里通过分析物体在水中静止时的受力,能得出重力与绳子拉力以及浮力之间的关联。观察图示中两次不同状态下拉力的数值变化,由于浮力等于重力减去拉力,所以通过两次拉力的差值可以准确计算出浮力的大小。当物体逐渐浮出水面时,排开液体的体积会减小,而根据阿基米德原理,浮力与排开液体的体积成正比,所以可以据此判断出浮力的变化趋势。利用重力可求出物体质量,再依据完全浸没时物体体积与排开液体体积相等的关系,结合阿基米德原理中浮力与液体密度、排开液体体积的关系,来计算物体的密度。
2.(2018八下·开州期末)水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底相连,如图所示,此时水面距容器底30cm,则下列相关说法错误的是()
A.此时物块B受到的拉力为6N
B.容器对水平地面的压力是84N
C.剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa
D.剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;力与图象的结合;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A. 木块的重力:GB=mBg=0.4kg×10N/kg=4N,木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10 3m3,物体浸没时受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10 3m3=10N,绳子的拉力为:F=F浮 GB=10N 4N=6N;A不符合题意;
B. 容器内水的体积V=Sh=300cm2×30cm 1000cm3=8000cm3=8×10 3m3,由ρ= 可得,水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×8×10 3m3=8kg,因不计质量的薄壁盛水柱形容器,则容器对水平地面的压力F=G总=(m水+mB)g=(0.4kg+8kg)×10N/kg=84N,B不符合题意;
C. 绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变,受力面积不变,故剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强没有变化,C符合题意;
D. 物块B的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,剪断绳子,待物块B静止后漂浮,F′浮=G=4N;由F浮=ρ液gV排可得,木块漂浮时排开水的体积:V′排= =4×10 4m3,液面下降的深度为:△h= =0.02m,水对容器底的压强变化量:△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】根据物体的质量计算重力,利用排开水的体积计算受到的浮力,根据总重力计算对地面的压力,根据液面深度计算液体的压强的大小.
3.(2024八下·黔东南期中)如图所示,甲、乙两个相同的烧杯中装有密度相同的液体,将两个物体A、B分别放入甲、乙两杯液体中。静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,两杯中的液体液面高度均为h。若A、B的质量分别为mA、mB,A、B的体积分别为VA、VB,A、B受到的浮力分别为FA、FB。下列判断中正确的是(  )
A.若VAB.若mAC.甲杯中液体对容器底的压力大于乙杯中液体对容器底的压力
D.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】 A、静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体A的密度大于液体的密度;物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,物体B的密度小于液体的密度,液体密度相同,所以物体A的密度大于物体B的密度,若VA<VB,由m=ρV不能判断出mA与mB的关系,故A错误。
B、若mA<mB,由G=mg知GA<GB;由于物体A沉底,所以FA<GA,由于物体B漂浮,所以FB=GB,则一定有FA<FB,故B正确。
C、两容器中液体的密度相同,液体的深度相同,由p=ρgh知甲杯中液体对容器底的压强等于乙杯中液体对容器底的压强,又由于容器的面积相同,由F=pS知甲杯中液体对容器底的压力等于乙杯中液体对容器底的压力,故C错误。
D、为了便于比较,设丙烧杯中只装入同种液体,且液面高度也为h,丙烧杯中液体重力为G液丙,
甲烧杯中物体A沉底,则FA浮=GA排<GA,即A的重力大于与浸入部分等体积液体的重力,所以GA+G液甲>G液丙;
乙烧杯中物体B漂浮,则FB浮=GB排=GB,即B的重力等于与浸入部分等体积液体的重力,所以GB+G液乙=G液丙,
所以,GA+G液甲>GB+G液乙。
甲、乙两烧杯完全相同(两烧杯重力相同),且桌面受到的压力等于容器、液体和物体的总重力,所以甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,即F甲压>F乙压。
两烧杯的底面积相同,由 得甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故D错误。
故答案为:B。
【分析】(1)沉底时物体A的密度大于液体的密度;漂浮状态时,物体B的密度小于液体的密度,据此判断出两物体密度的关系。
(2)若mA<mB,由G=mg知GA<GB;根据浮力与重力的关系比较出甲、乙受到浮力的关系。
(3)两容器中液体的密度相同,液体的深度相同,由p=ρgh判断出甲、乙杯中液体对容器底压强的关系,又由于容器的面积相同,由F=pS判断出甲、乙杯中液体对容器底压力的关系。
(4)甲烧杯中物体A沉底,则FA浮=GA排<GA,即A的重力大于与浸入部分等体积液体的重力;乙烧杯中物体B漂浮,则FB浮=GB排=GB,即B的重力等于与浸入部分等体积液体的重力,据此可比较甲烧杯中物体A和液体总重力与乙烧杯中物体B和液体总重力的关系,进而判断出甲、乙容器桌面压力的关系,两烧杯的底面积相同,由 判断出甲、乙杯对桌面压强的关系。
4.甲、乙两个形状相同的容器, 开口都向上, 现倒入部分水,如图 7.103 所示, 将两块完全相同的金属块用细线系着分别浸入同样的深度, 这时两容器水面相齐平。如将金属块匀速提离水面,则做功多的是(  )。
A.甲 B.乙 C.一样多 D.无法判断
【答案】A
【知识点】重心;浮力大小的计算
【解析】【解答】金属块提离水面做功=金属块重力势能增加量-水重力势能减少量, 金属块匀速提离水面,所以金属块重力势能增加量相同,金属块体积相同,所以液体下降的体积也相同,甲图上宽狭窄,所以下降量较少,即甲水重力势能减少量较少,所以甲图外力做功较多,A正确,BCD错误
综上选A
【分析】根据外力做功、重心的变化判识选项
1、外力做功=金属块重力势能增加量-水重力势能减少量, 金属块匀速提离水面,所以金属块重力势能增加量相同,金属块体积相同,所以液体下降的体积也相同;
2、甲乙两图的重心,甲图上宽狭窄,所以液面下降的重心变化较小,乙图下宽上窄,所以液面下降的重心变化较大,据此判识选项。
5.一冰块内含有某种不溶于水的物体, 放入盛有 水的量筒内, 正好悬浮在水中, 如图 7.89 所示, 此时量筒液面升高了 ; 当冰完全融化后, 水面又下降了 。设量筒的内横截面积为 , 则该物体的密度为 (冰的密度为 。
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】由题意分析可知,冰熔化后,体积减小,液面下降,假设整个冰块的体积为V,冰的体积为V1,物体的体积为V2,总质量为m,冰的质量为m1,物体的质量为m2,则V1-ρ冰V1/ρ水=50cm2×0.44cm,所以V1=220cm3,m1=ρ冰V1=198g,冰块的总体积为4.6cm×50cm2=230cm3,所以物体的体积为V2=10cm3,整个物体的重力mg=ρ液gV排,代入数据可知,m=230g,所以m2=32g,根据密度公式ρ=m/v可知,物体的体积为3.2g/cm3= ,C正确,ABC错误
综上选C
【分析】根据浮力的计算、密度的计算判识选项
1、密度的计算:设整个冰块的体积为V,其中假设整个冰块的体积为V,冰的体积为V1,物体的体积为V2,总质量为m,冰的质量为m1,物体的质量为m2,冰熔化后,体积减小,液面下降,将体积的减少量作为等量关系列方程,即可求出冰块中冰的体积;
密度的计算:利用密度公式求冰的质量;知道冰块(内有物体)悬浮,利用浮力公式F浮=ρ液gV排求冰块的总体积,然后用总体积减去冰的体积即为物体的体积;
2、浮力的计算:利用悬浮条件和阿基米德原理求物体和冰块的总重,再求总质量;用总质量减去冰块的质量即为物体的质量;再利用密度公式即可求出物体的密度。
6. 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
7.如图 7.83 所示, 铜、铁、铝三个实心球, 用细线拴住, 全部浸没在水中时, 三根细线上的拉力相等,则关于这三个金属球的体积、质量之间的关系, 下列判断正确的是 (  )。
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、由受力分析可知,物体所受三个力,重力(向下)、拉力(向上)、浮力(向上),所以重力=拉力+浮力,所以重力-浮力相等,所以可知,铜的密度大于铁的密度大于铝的密度,所以铝的体积大于铁的体积大于铜的体积,AB错误;
C、物体所受浮力铝的浮力大于铁的浮力大于铜的浮力,所以物体所受重力铝的重力大于铁的重力大于铜的重力,D正确,C错误
综上选D
【分析】根据受力分析、浮力计算判识向下
1、受力分析:由受力分析可知,物体所受三个力,重力(向下)、拉力(向上)、浮力(向上),所以重力=拉力+浮力;
2、浮力计算:公式为F浮=ρ液gV排,据分析可知铝的体积大于铁的体积大于铜的体积,所以物体所受浮力铝的浮力大于铁的浮力大于铜的浮力,据此判识选项
8.如图 7.79 所示, 在一个一端开口的 U 形管内装有水, 管的左端封闭着一些空气, 水中有一只小试管浮在水面, 小试管中也封闭着一些空气。向右管中注入水,则小试管相对左管内的水面变化情况为 (  )。
A.小试管将上浮
B.小试管将向下沉一些
C.小试管将先向下沉一些, 再上浮
D.无法判断
【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、右管中注水,密闭端的气压增加,使得左端空气和空气柱的压强均增加,空气体积压缩减小,小试管空气柱长度变短,相对水面下沉,A错误,B正确,CD错误
综上选B
【分析】根据浮力公式辨识选项
油管注水,左管的气压增加,小试管内气压增加,水进入小试管中,此时小试管空气柱长度变短,水进入小试管,重力变大,为保持漂浮状态,根据浮力公式F浮=ρ液gV排可知,需要排开更多的液体,所以试管下沉。
二、多选题
9.(2024八下·自贡期中)如图,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲,图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是(  )
A.物体受到的最大浮力是8N
B.在物体下降3cm至9cm高度阶段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
C.物体的密度是
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
【答案】A,C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AB.图乙中,AB段,拉力不变,物体未浸入水中,弹簧测力计的拉力等于物体的重力,为12N;BC段,下降3cm到7cm,测力计拉力变小,则物体浸入水中,受的浮力变大;CD段,测力计的示数保持不变,是物体浸没水中,排开水的体积不变,浮力不变。物体受的浮力最大为
F浮=G-F=12N-4N=8N,故A正确,B错误;
C.根据浮力,计算物体排开水的体积,即物体自身的体积,则
,物体的质量:,物体的密度:,故C正确;
D.物体浸入时,物体上表面不受压力,下表面受到的压力等于浮力,则F压=F浮=8N,故D错误。
故选AC。
【分析】根据物体的重力和物体浸没时测力计的拉力差,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;根据物体上下表面受到的压力差计算浮力。
10.(2024八下·成都期中)如图所示,A、B为两实心圆柱体,A圆柱体的密度为ρ1,且ρ1∶ρ水=2∶1;甲图中A对地压强为pA,B对地压强为pB,且pA∶pB=3∶5;乙图中A对地压强为p1,B对地压强为p2,且p1∶p2=2:3;下列说法正确的是(  )
A.A、B两圆柱体的底面积之比为3∶5
B.A、B两实心圆柱体的重力之比为10∶9
C.甲图中A对地面的压强与乙图中B对地面的压强比为15∶19
D.现将两圆柱体分别挂在两弹簧测力计上,缓慢地浸入水中如图丙所示,则当两弹簧测力计示数相等时,A、B两圆柱体浸入水中的深度H=0.5h
【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.平面上受到的压力等于物体自身的重力,甲图中,A对地的压力和B对地的压力相等,根据,两圆柱体的底面积之比:,故A错误;
B.结合图乙,根据,A、B两实心圆柱体的重力之比为:
,故B正确;
C.甲图中,A对地面的压强与乙图中B对地面的压强之比为
,故C错误;
D.结合图乙中压强和高度关系,计算两圆柱体的密度之比为:,
根据两弹簧测力计示数相等,由,可得,则,
把和,
代入可得:,
整理得:,即,故D正确。
故选BD。
【分析】根据,结合压强和压力关系,计算受力面积的比值;结合F=pS,计算压力的比值;根据p=ρgh,计算物体密度关系;根据物体浸在液体中测力计拉力的关系,计算浮力关系,再计算深度关系。
11.(2023八下·中山期末)如图所示,在水平桌面上的一杯水中放入一枚大枣,大枣漂浮在水面上。过了较长一段时间后,大枣吸水后慢慢下沉到烧杯底部,则和大枣漂浮时相比,下列说法正确的是(  )
A.沉底后大枣受到的浮力变大
B.大枣受到浮力的变化量一定等于水对容器底压力的变化量
C.水对烧杯底的压强变小
D.烧杯对桌面的压强变大
【答案】A,C
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.沉底后的大枣由于吸水而体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,大枣受到的浮力变大,故A正确;
B.如果大枣不吸收水,那么它沉入水底后容器内水的体积的变化量恰好等于大枣排开水的体积的增大量。根据△F浮力=△G排可知,此时大枣受到浮力的变化量恰好等于水对容器底部压力的变化量。由于大枣吸收,则肯定会导致大枣排开水的体积的增大量减小,即水对容器底部压力增大量减小,即浮力变化量大于水对容器底部压力的增大量,故B错误;
C.当大枣漂浮时,容器底部受到水的压力等于水的重力和大枣重力之和。大枣沉底后,水的重力和大枣的总重力不变,但是大枣吸水重力增大了,所以水的重力减小了,那么容器底部受到水的压力减小了。根据可知,水对烧杯底部的压强变小了,故C正确;
D.无论大枣漂浮,还是大枣沉底,烧杯对桌面的压力始终等于烧杯、水和大枣的总重力,即压力不变。根据可知,烧杯对桌面的压强不变,故D错误。
故选AC。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析大枣受到浮力的变化;
(2)注意大枣吸水对容器底部受到压力的影响即可;
(3)根据公式分析水对杯底压强的大小变化;
(4)首先根据F=G总分析烧杯对桌面的压力变化,再根据分析烧杯对桌面的压强变化。
12.(2023八下·沈阳期中)三个完全相同的柱形容器,内盛有水或盐水,将重均为3.0N的三个完全相同的圆柱体分别放入这三个容器中,液面位置及弹簧测力计示数如图所示,(,)下列说法正确的是(  )
A.图甲中圆柱体受到的浮力为0.3N
B.图乙中圆柱体下表面受到水的压力大于1.0N
C.图丙中圆柱体受到的浮力等于0.7N
D.图丙中盐水的密度是
【答案】A,B,D
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.图甲中物体受到的浮力:F浮=G-F拉=3N-2.7N=0.3N,故A正确;
B.图乙中物体受到的浮力:F浮'=G-F拉'=3N-2N=1N。根据F浮=F向上-F向下可知,由于上表面的压力肯定大于零,因此下表面受到的压力肯定大于1N,故B正确。
C.丙图中物体受到的浮力F浮''=G-F拉''=3N-1.9N=1.1N,故C错误;
D.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当排开液体的体积相同时,它受到的浮力与液体密度成正比;
即:;

解得:ρ液=1.1×103kg/m3。
故D正确。
故选ABD。
【分析】(1)根据称量法F浮=G-F拉计算甲中物体受到的浮力;
(2)根据称量法F浮=G-F拉计算乙中物体受到的浮力,再根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下比较即可;
(3)根据称量法F浮=G-F拉计算丙图中物体受到的浮力,再根据“浮力与液体的密度成正比”的规律计算盐水的密度。
三、实验填空题
13.(2024八下·南沙期末)如图1所示,物体在水中漂浮,再把物体放入乙液体中,如图2所示,物体悬浮。已知物体排开水的质量是4kg。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)求物体底部在水中时受到的压强大小   ;
(2)求物体在水中受到的浮力   ;
(3)以“·”代替物体,在图3“·”上画出物体在水中的受力示意图   ;
(4)求物体所受重力   ;
(5)乙液体的密度   (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度,写出分析依据。
【答案】(1)2×103Pa
(2)40N
(3)
(4)40N
(5)小于
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的示意图
【解析】【解答】(1)由图可知,物体浸入水中的深度h=h水-h'=0.8m-0.6m=0.2m物体底部在水中时受到的压强大小
(2)物体排开水的质量是4kg,排开水的重力G'=mg=4kg×10N/kg=40N根据阿基米德原理可知,此时浮力大小等于排开水的重力,即浮力是40N。
(3)物体在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,物体漂浮处于平衡状态,所以浮力大小等于重力大小,受力示意图如图所示:
(4)物体在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,物体漂浮处于平衡状态,所以浮力大小等于重力大小,则物体所受重力G=40N。
(5)物体悬浮在乙液体中,根据浮沉条件可知,此时物体受到的浮力大小等于物体的重力大小,即

由图1 和图2可知,物体排开水的体积小于物体排开液体的体积,结合上式①可知,液体密度小于水的密度。
【分析】(1)根据液体压强公式进行计算;
(2)根据阿基米德原理可知,此时浮力大小等于排开水的重力;
(3)物体在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,物体漂浮处于平衡状态,所以浮力大小等于重力大小;
(4)物体漂浮处于平衡状态,所以浮力大小等于重力大小;
(5)物体排开水的体积小于物体排开液体的体积,液体密度小于水的密度。
14.(2024八下·宜州期末)如图所示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验装置下列问题。请根据图示回答下列问题。
(1)比较图甲、乙可知:图乙中圆柱体受到的浮力的大小为   N,方向为   ;
(2)比较图乙、丙,说明浮力的大小与   有关;
(3)比较丙和丁,说明浮力的大小与物体浸没的深度   (选填“有关”或“无关”);
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为   N;
(5)通过图丁、戊的探究,得到浮力大小与   有关;
(6)由图中数据可知,圆柱体的密度是   。
【答案】(1)0.6;竖直向上
(2)物体排开液体的体积
(3)无关
(4)2.2
(5)液体密度
(6)
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)由图甲可知圆柱体的重力为:G=3N,由图乙可知弹簧测力计的示数F'=2.4N,则圆柱体受到的浮力为:
F浮=G-F'=3N-2.4N=0.6N;浮力的方向是竖直向上的;
(2)比较图乙、丙可知,圆柱体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F可知,圆柱体受到的浮力不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(3)比较丙和丁可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度相同,物体所处的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,说明浮力的大小与物体浸没的深度无关;
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为:F'浮=G-F盐水=3N-0.8N=2.2N;根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,故圆柱体排开盐水的重力为2.2.N;
(5)通过图乙和戊可知,液体的密度不同,排开液体的体积不同,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是没有控制物体排开液体的体积相同;
(6)由图丁可知,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数:F″=1N,
则物体受到的浮力F浮'=G-F″=3N-1N=2N,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
圆柱体的体积:,
圆柱体的质量为:,
圆柱体的密度为:。
【分析】(1)由图甲可知圆柱体的重力,由图乙可知弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据浮力方向的知识解答。
(2)根据图片分析乙和丙中哪个因素不同即可;
(3)由图丙和丁可知,圆柱体浸没在水中的深度不同,比较弹簧测力计的示数得出结论;
(4)根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理判定排开的液体的重力;
(5)根据图片分析 丁、戊 中哪个因素不同即可;
(6)图丁可知圆柱体浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理表示出排开水的体积即为圆柱体的体积,根据G=mg和求出圆柱体的密度。
四、解答与计算题
15.(2024八下·北流期末) 如图所示,小明利用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B研究浮力问题。已知水槽的底面积为,盒A底面积为,金属块B边长为5cm。他先把金属块B放入水槽中沉底,当空盒A漂浮在水面上时,盒底浸入水中2cm深。整个实验中,水槽里的水未溢出。(已知,取g=10N/kg)求:
(1)空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强大小;
(2)空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小;
(3)若小明把金属块B从水中捞起后放进盒A,并漂浮在水面上,问水槽里的水位与之前相比会上升还是下降?请算出水槽里水位变化的高度。
【答案】(1)解:空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强为
(2)解:空盒A漂浮在水面上时排开水的体积为
空盒A漂浮在水面上时受到的浮力为
(3)解:B沉底时,B排开水的体积为
将B捞出来,放入A中后,相比于未放入A中时,浮力增加量等于B的重力,将B放入A中后,放之后比放之前多排开水的体积为
,所以水位会上升;两次排开液体体积之差为
水位上升的高度为
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1) 根据计算空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强;
(2) 根据计算空盒A漂浮在水面上时排开水的体积,再根据计算空盒A漂浮在水面上时受到的浮力;
(3) B沉底时,根据计算B排开水的体积。将B捞出来,放入A中后,相比于未放入A中时,浮力增加量等于B的重力,将B放入A中后,根据计算放之后比放之前多排开水的体积,据此分析水位的变化;
根据计算两次排开液体体积之差,根据计算水位上升的高度。
16.(2024八下·大冶期末)如图所示,放在水平面上的薄壁圆柱形容器,底面积为,弹簧测力计的挂钩上挂着重为7.8N的金属块,现将金属块一半浸入水中,容器内水面由20cm上升到21cm。求:
(1)金属块未放入水中时(如图所示),水对容器底的压强;
(2)金属块的密度;
(3)金属块浸没水中(未接触容器底)静止时,弹簧测力计的示数。
【答案】(1)解:未放入前,水对容器底的压强:
(2)解:金属块的体积:
金属块的质量:
金属块的密度:
(3)解:金属块浸没时的浮力:
由可得,弹簧测力计的示数:
【知识点】密度公式及其应用;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
【解析】【分析】(1) 未放入前,根据计算水对容器底的压强:
(2) 根据计算金属块的体积,再根据计算金属块的质量,最后根据计算金属块的密度:
(3) 根据阿基米德原理计算金属块浸没时的浮力,再根据计算弹簧测力计的示数。
17.(2024八下·长沙期末)如图所示,有一个不吸水的实心均匀圆柱体A,A的顶部系有一根轻质细线(未画),还有一个薄壁圆柱体容器B,它们的参数如下表所示。圆柱体A、容器B放在水平地面上。
圆柱体/容器 质量m/g 密度ρ/(g/cm3) 高度h/cm 底面积S/cm2
圆柱体A 240 0.8 6 未知
容器B 200 / 9 60
(1)求圆柱体A的重力;
(2)求A对水平地面的压强;
(3)将A竖直放入空容器B中,再向容器B中缓慢加入某种液体直至加满。稳定后,用细线将A竖直向上缓慢提升0.6cm,静止后,细线的拉力为1.8N,求液体的密度(圆柱体A始终处于竖直状态)。
【答案】(1)解:圆柱体A的质量为240g,重力为
G=mg=240×10-3kg×10N/kg=2.4N
(2)解:由知,A的体积为
A的底面积为
A对地面的压力等于自身重力,即
F=G=2.4N
A对地面的压强为
(3)解:①若液体密度小于A的密度,则稳定时,A处于沉底状态,由A的高度及B的高度可知,向上提升0.6cm后,A仍然浸没,此时排开液体的体积等于A的体积,即
V排1=VA=300cm3
对A受力分析知,A所受浮力为
F浮1=G-F拉1=2.4N-1.8N=0.6N
由F浮=ρ液gV排知,液体密度为
②若液体密度大于A的密度,则稳定时,A处于漂浮状态;向上提升Δh=0.6cm后,设排开水的体积变化量为ΔV排,由几何关系知
代入数据得
ΔV排=180cm3=1.8×10-4m3
依题意,浮力减小量等于绳子的拉力,即
ΔF浮=F=1.8N
由F浮=ρ液gV排知,液体密度为
【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】【分析】(1)根据G=mg计算圆柱体A的重力;
(2) 根据计算A的体积,根据计算A的底面积,根据F=G计算A对地面的压力等于自身重力,最后根据计算A对地面的压强。
(3) ①向容器B中缓慢加入某种液体直至加满,液体的深度为9cm,而圆柱体A的高度为6cm,
若ρA>ρ液,物体A会全部浸没,物体A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡,根据F浮+F拉=GA算出物体A受到的浮力,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和V排=VA算出液体的密度;
②若ρA<ρ液,设液面下降的高度为Δh,物体A漂浮时,浮力等于重力,细绳拉着物体时浮力减小,根据 计算排开水的体积的变化量,根据阿基米德原理计算浮力的减小量,也就是绳子的拉力,最后根据 计算液体密度。
1 / 1
同课章节目录