10.5 物体的浮与沉-2020-2021学年苏科版八年级物理下册 高频易错题汇编(附解析)

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名称 10.5 物体的浮与沉-2020-2021学年苏科版八年级物理下册 高频易错题汇编(附解析)
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资源类型 试卷
版本资源 苏科版
科目 物理
更新时间 2021-03-08 10:15:22

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10.5 物体的浮与沉 高频易错题集
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,个头相近的苹果和梨,苹果漂浮在水面,而梨却沉到水底这是因为(  )
A.苹果的体积较大 B.苹果受到的浮力较大
C.梨受到的重力较小 D.梨的密度较大
2.完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程,其浮力大小的变化情况是(  )
A.浮力不断变大,但小于重力
B.浮力不变,但浮力大于重力
C.浮力先不变,后变小且始终大于重力,直到最后静止时,浮力等于重力
D.浮力先大于重力,后小于重力
3.甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器,盛有两种不同的液体,将两个相同的小正方体分别放入液体中,物体静止时位置如图所示,此时液面相平,则(  )
A.甲中物体受到的浮力大于乙中物体受到的浮力
B.取出物体后,容器底部压强变化量较小的是甲
C.取出物体后,甲容器和乙容器对桌面的压力相等
D.甲中物体下表面受到液体压力和乙中物体下表面受到液体压力一样
4.甲、乙两个球体,质量之比是3:2,将甲放入水中,有一半体积露出水面,将乙放入酒精中,乙在酒精中处于悬浮状态,则甲、乙的体积之比为(ρ酒精=0.8×103kg/m3)(  )
A.5:12 B.5:8 C.8:5 D.12:5
5.如图所示,质量相等体积不同的三个小球静止在水中,则它们受到的浮力大小是(  )
A.F甲>F乙>F丙 B.F丙<F甲<F乙
C.F丙>F甲=F乙 D.F丙<F甲=F乙
6.如图是甲、乙两种物质质量与体积关系的图象。分别用甲、乙两种物质制成实心球,将球放到盛有足量水的大容器中,则下列说法正确的是(  )
A.甲球的密度小于乙球的密度
B.乙球的密度是1.0×103kg/m3
C.甲球一定漂浮在水面
D.乙球一定漂浮在水面
7.两只相同的大物块,一个下端与物块甲通过绳子相连,另一个上面放着物块乙,都恰好上表面与水面相平,如图所示。则下列说法不正确的是(  )
A.两种情况下,大物块所受浮力相等
B.绳的拉力与乙物块的重力大小相等
C.甲物块比乙物块的密度小
D.乙物块的质量比甲物块小
8.将重为4N,体积为6×10﹣4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是(  )
A.物体漂浮,F浮=2N B.物体悬浮,F浮=4N
C.物体沉在水底,F浮=2N D.物体漂浮,F浮=4N
9.体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,放入水中静止时如图,已知这四个小球的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝>ρ水>ρ木头,则下列判断正确的是(  )
A.铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
B.四个小球所受的浮力关系是:F铜>F木头>F铁=F铝
C.四个小球的重力关系是:G铝>G铁>G木头>G铜
D.四个小球的质量关系是:m铝>m铁>m铜>m木头
10.甲、乙两圆柱形容器放置在水平地面上,容器内分别盛有两种不同液体。将一小球放入甲容器内,待其静止后如图所示,此时甲、乙两容器底部受到的液体压强大小相等。如果将小球从甲容器中取出并放入乙容器中,待小球静止后(无液体溢出),两容器底部受到液体压力的变化量分别为△F甲和△F乙.则关于△F甲和△F乙的大小关系,下列判断中正确的是(  )
A.△F甲一定大于△F乙 B.△F甲一定小于△F乙
C.△F甲一定等于△F乙 D.△F甲可能小于△F乙
二.填空题(共5小题)
11.小明将自制的密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的两个容器中,密度计两次静止时的情景如图所示,从小明观察到的现象可以判断:密度计两次静止时所受的浮力F甲   F乙(选填“<”“=”或“>”),两种液体的密度ρ甲   ρ乙。
12.如图,同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲   F乙.两种液体的密度ρ甲   ρ乙.(选填“>”、“<”或“=”)
13.浸没在液体中的物体,如果受到的浮力大于重力,物体就   ;如果受到的浮力小于它的重力,物体就   ;如果它受到的浮力等于它的重力,物体就   。
14.如图,两个完全相同的圆筒形容器,内装质量相等,密度分别为ρ1、ρ2的液体,将同一密度计分别放入两液体中,都浮在液面上,如甲所示,则密度计在两液体中受到的浮力F1   F2;两液体的密度ρ1   ρ2(选填“>”“=”“<”)。
15.轮船从海里驶入河里过程中,轮船受到的重力   ,浮力   ,(填:变小,不变,变大)轮船将   (A:上浮一些。B:下沉一些)
三.解答题(共5小题)
16.小丽同学利用一根吸管制作一个简易密度计。
(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,应在吸管的   (上端/下端)塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的下端封闭起来。若将它放入液体中后不能竖直漂浮,请提出改进做法   。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,受到的浮力大小   (变大/变小/不变),液体的密度越大,它露出液面部分的长度   (越长/越短/不变),。
(3)小丽想,如果在吸管上标上相应的密度刻度,不就能直接显示所测液体密度的大小吗?于是她决定对吸管进行刻度的标定。在标定刻度前,她先测出吸管在水中漂浮时浸入水中的深度H(如图1所示)。若漂浮在密度为ρ液的其他液体中,则浸入的深度为h,可推出h的表达式为   。(用ρ水、ρ液、H表示)根据以上表达式即可对不同液体的密度在吸管上进行标定。图2中的四种刻度的标示合理的是   。
(4)为了使测量结果更准确,要使简易密度计上两条刻度线(如0.9、1.0)之间的距离大一些,可适当   (选填“增大”或“减小”)配重,或换   (选填“粗”或“细”)一点的管子。
17.如图1所示,一个容器中盛有密度为ρ的液体,容器底面积为S1,将底面积为S2的木块A放入液体中,如图2所示,静止时液面会   (填“上升”或“下降”)一定的高度h,则A的重力为   ,A在液面以下部分的高度为   ;将B吊在A下方放入容器中静止时如图3所示,此时液面高度又上升了h,则B的重力为   ;剪断绳后,A和B静止时的位置如图4所示,若B的密度为ρ的两倍,和图3相比容器中液面会   (填“上升”“下降”或“不变”),若液面位置会改变,改变的高度是   ,若液体的总重力为G,4个图中液体对容器底的压力分别为   、   、   、   。
18.质量相等的甲、乙、丙三个实心球,放入某种液体中静止时的情况如图所示,它们所受的浮力F甲、F乙、F丙之间的关系应为:   ;它们的密度ρ甲、ρ乙、ρ丙之间的关系是:   。(由大到小排列)
19.据报道,我国首艘航空母舰已成功完成首次试航,航空母舰是舰载机的母舰。当航空母舰上的舰载机飞离航空母舰后,航空母舰所受的浮力将如何变化?
20.“曹冲称象”是家喻户晓的典故,某兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”,将直筒形的玻璃杯浸入水中,如图所示,已知玻璃杯的质量为200g,底面积是40cm2,高度为20cm,(g取10N/kg)。
求:
(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内)杯子受到的浮力;
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置);
(3)此浮力秤的最大称量(即玻璃杯中所放物体的最大质量)
试题解析
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,个头相近的苹果和梨,苹果漂浮在水面,而梨却沉到水底这是因为(  )
A.苹果的体积较大 B.苹果受到的浮力较大
C.梨受到的重力较小 D.梨的密度较大
解:
A、由题知个头相近的苹果和梨,但不能判断苹果的体积较大,故A错误;
B、苹果漂浮在水面,梨子沉到水底,但排开水的体积未知,则浮力大小无法比较,故A错误;
C、因为苹果和梨子的质量关系未知,所以它们的重力无法比较,故C错误;
D、苹果漂浮在水面上,则苹果的密度小于水的密度;梨子沉到水底,则梨子的密度大于水的密度,所以梨子的密度较大,故D正确。
故选:D。
2.完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程,其浮力大小的变化情况是(  )
A.浮力不断变大,但小于重力
B.浮力不变,但浮力大于重力
C.浮力先不变,后变小且始终大于重力,直到最后静止时,浮力等于重力
D.浮力先大于重力,后小于重力
解:根据F=ρgV排可知:
乒乓球开始上升到露出水面的过程中,乒乓球排开水的体积保持不变,受到的浮力就不变;
乒乓球开始露出水面后,排开水的体积变小,受到的浮力减小。
当小球静止时,处于漂浮状态,此时小球的重力和受到浮力相等,
所以乒乓球静止以前受到的浮力大于重力。
故选:C。
3.甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器,盛有两种不同的液体,将两个相同的小正方体分别放入液体中,物体静止时位置如图所示,此时液面相平,则(  )
A.甲中物体受到的浮力大于乙中物体受到的浮力
B.取出物体后,容器底部压强变化量较小的是甲
C.取出物体后,甲容器和乙容器对桌面的压力相等
D.甲中物体下表面受到液体压力和乙中物体下表面受到液体压力一样
解:
A、由题意可知,两个小正方体相同,其重力相等,
由图可知,正方体在甲液体中悬浮,正方体在乙液体中漂浮,
因物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,甲中物体受到的浮力等于乙中物体受到的浮力,故A错误;
B、由阿基米德原理F浮=G排可知,两正方体在甲、乙液体中排开液体的重力相等,
因薄壁圆柱形容器内液体对容器底部的压力等于液体和漂浮(或悬浮)物体的重力之和,
所以,当取出物体后,两液体对容器底部压力的变化量相等,
因甲容器的底面积大于乙容器的底面积,
所以,由p=可知,容器底部压强变化量较小的是甲,故B正确;
C、因物体的密度等于液体的密度时悬浮,物体的密度小于液体的密度时上浮或漂浮,
所以,两液体的密度关系为ρ甲<ρ乙,
又因物体静止时两液面的高度相等,
所以,由p=ρgh可知,两液体的压强关系为p甲<p乙,
因甲容器的底面积大于乙容器的底面积,
所以,由F=pS可知,两液体对容器底部的压力无法比较,
因液体对容器底部的压力等于液体的重力和正方体的重力之和,
所以,取出物体后,甲液体和乙液体对容器底部的压力无法比较,
由薄壁圆柱形容器的重力不计可知,甲容器和乙容器对桌面的压力无法比较,故C错误;
D、正方体在甲中悬浮,上表面受到的液体压力不为零;正方体在乙液体中漂浮,上表面不受液体压力,
由浮力产生的原因F浮=F下﹣F上的变形式F下=F浮+F上可知,甲中物体下表面受到液体压力大于乙中物体下表面受到液体压力,故D错误。
故选:B。
4.甲、乙两个球体,质量之比是3:2,将甲放入水中,有一半体积露出水面,将乙放入酒精中,乙在酒精中处于悬浮状态,则甲、乙的体积之比为(ρ酒精=0.8×103kg/m3)(  )
A.5:12 B.5:8 C.8:5 D.12:5
解:由ρ=和G=mg可得,甲球的重力:
G甲=m甲g=ρ甲V甲g,
因将甲放入水中,有一半体积露出水面,即甲在水中漂浮,
所以,由F浮=ρgV排可得:
F浮甲=G甲,即ρ水gV排=ρ甲V甲g,
则甲物体的密度:
ρ甲=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.5×103kg/m3,
因乙在酒精中处于悬浮状态,
所以,乙物体的密度:
ρ乙=ρ酒精=0.8×103kg/m3,
则甲乙两球的体积之比为:
==×=×=。
故选:D。
5.如图所示,质量相等体积不同的三个小球静止在水中,则它们受到的浮力大小是(  )
A.F甲>F乙>F丙 B.F丙<F甲<F乙
C.F丙>F甲=F乙 D.F丙<F甲=F乙
解:已知三个小球的质量相等,所以三个小球的重力相等;
由图可知:甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉入水底;
由物体的浮沉条件可知:
甲、乙两球受到的浮力等于自身的重力,则F甲=F乙=G;
丙球受到的浮力小于重力,即F丙<G,
所以F丙<F甲=F乙。
故选:D。
6.如图是甲、乙两种物质质量与体积关系的图象。分别用甲、乙两种物质制成实心球,将球放到盛有足量水的大容器中,则下列说法正确的是(  )
A.甲球的密度小于乙球的密度
B.乙球的密度是1.0×103kg/m3
C.甲球一定漂浮在水面
D.乙球一定漂浮在水面
解:由图象可知,m甲=2g时,V甲=1cm3;m乙=1g时,V乙=2cm3,
则甲、乙两种物质的密度分别为:
ρ甲===2g/cm3,ρ乙===0.5g/cm3=0.5×103 kg/m3,故B错误;
所以,分别用甲、乙两种物质制成实心球后,甲球的密度大于乙球的密度,故A错误;
由ρ甲>ρ水可知,甲球一定在盛有足量水的大容器中沉底,故C错误;
由ρ乙<ρ水可知,乙球一定在盛有足量水的大容器中漂浮,故D正确。
故选:D。
7.两只相同的大物块,一个下端与物块甲通过绳子相连,另一个上面放着物块乙,都恰好上表面与水面相平,如图所示。则下列说法不正确的是(  )
A.两种情况下,大物块所受浮力相等
B.绳的拉力与乙物块的重力大小相等
C.甲物块比乙物块的密度小
D.乙物块的质量比甲物块小
解:
A、两种情况下大物块排开水的体积相同,由F浮=ρ水V排g可知,大物块受到的浮力相同,故A正确;
B、左边大物体受到水的浮力:F浮=G+F拉,
右边大物体受到水的浮力:F浮=G+G乙,
由于大物体受到的浮力相同,所以F拉=G乙,故B正确;
CD、把甲乙、甲丙分别当做一个物体进行受力分析:
因为大物体和甲悬浮,所以,它们受到的浮力:F1=G+G甲﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因为大物体和乙漂浮,所以,它们受到的浮力:F2=G+G乙 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
左图中,两物体均受浮力作用,则F1=F浮+F甲浮,
右图中,只有大物体受到浮力作用,则F2=F浮,
所以,F1>F2 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
结合①②两式可知:G甲>G乙,;
由于甲乙的体积未知,所以无法比较密度大小;故C项错误。
由G=mg可知,m甲>m乙,故D正确;
故选:C。
8.将重为4N,体积为6×10﹣4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是(  )
A.物体漂浮,F浮=2N B.物体悬浮,F浮=4N
C.物体沉在水底,F浮=2N D.物体漂浮,F浮=4N
解:由G=mg=ρVg得:
物体的密度ρ===680kg/m3,
则ρ<ρ水,所以物体在水中将漂浮;
物体在水中受到的浮力:
F浮=G=4N。
故选:D。
9.体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,放入水中静止时如图,已知这四个小球的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝>ρ水>ρ木头,则下列判断正确的是(  )
A.铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
B.四个小球所受的浮力关系是:F铜>F木头>F铁=F铝
C.四个小球的重力关系是:G铝>G铁>G木头>G铜
D.四个小球的质量关系是:m铝>m铁>m铜>m木头
解:由图可知铜球漂浮、铁球悬浮,二者一定是空心的;铝球下沉、木块漂浮,可能实心、也可能是空心,故选项A不正确;
∵F浮=ρ水gV排,且V排铜<V排木<V排铁=V排铝,
∴受到的浮力:F铜<F木<F铁=F铝,故选项B不正确;
∵铜球、木球漂浮,铁球悬浮,铝球沉底,
∴根据物体的浮沉条件知:F铜=G铜、F木=G木、F铁=G铁、F铝<G铝;
∴G铜<G木<G铁<G铝,故C选项正确;
∵G=mg,
∴m铜<m木<m铁<m铝,故D选项不正确。
故选:C。
10.甲、乙两圆柱形容器放置在水平地面上,容器内分别盛有两种不同液体。将一小球放入甲容器内,待其静止后如图所示,此时甲、乙两容器底部受到的液体压强大小相等。如果将小球从甲容器中取出并放入乙容器中,待小球静止后(无液体溢出),两容器底部受到液体压力的变化量分别为△F甲和△F乙.则关于△F甲和△F乙的大小关系,下列判断中正确的是(  )
A.△F甲一定大于△F乙 B.△F甲一定小于△F乙
C.△F甲一定等于△F乙 D.△F甲可能小于△F乙
解:(1)小球放入甲容器内时沉底,则排开液体的体积V排甲=V球,
因此时甲、乙两容器底部受到的液体压强大小相等,
所以,ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,即ρ甲h甲=ρ乙h乙,
由图可知,h甲<h乙,则ρ甲>ρ乙;
因小球在甲中沉底,
所以,ρ球>ρ甲>ρ乙,即小球在乙中一定沉底,则V排乙=V球;
(2)将小球从甲容器中取出并放入乙容器中后,
甲中液面下降的高度△h甲==,乙中液面上升的高度△h乙==,
由F=pS=ρghS可得,两容器底部受到液体压力的变化量:
△F甲=ρ甲g△h甲S甲=ρ甲g××S甲=ρ甲gV球,△F乙=ρ乙g△h乙S乙=ρ乙g××S乙=ρ乙gV球,
由ρ甲>ρ乙可知,△F甲>△F乙。
故选:A。
二.填空题(共5小题)
11.小明将自制的密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的两个容器中,密度计两次静止时的情景如图所示,从小明观察到的现象可以判断:密度计两次静止时所受的浮力F甲 = F乙(选填“<”“=”或“>”),两种液体的密度ρ甲 < ρ乙。
解:由于密度计两次静止时都处于漂浮,则F浮=G,
即密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,
由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排,
由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲<ρ乙。
故答案为:=;<。
12.如图,同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲 = F乙.两种液体的密度ρ甲 < ρ乙.(选填“>”、“<”或“=”)
解:∵同一支密度计漂浮,
∴F浮=G,
∴密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,
∴F浮=ρ液gv排=G,
由图知,密度计排开液体的体积:v甲排>v乙排,
∴液体的密度:ρ甲<ρ乙。
故答案为:=;<。
13.浸没在液体中的物体,如果受到的浮力大于重力,物体就 上浮 ;如果受到的浮力小于它的重力,物体就 下沉 ;如果它受到的浮力等于它的重力,物体就 悬浮 。
解:浸没在液体中的物体,同时受到重力和浮力,如果物体上浮,则说明重力小于浮力;
如果物体下沉,则说明重力大于浮力;
如果物体能够悬浮在液体中任何深度处,则说明重力等于浮力;
故答案为:上浮;下沉;悬浮。
14.如图,两个完全相同的圆筒形容器,内装质量相等,密度分别为ρ1、ρ2的液体,将同一密度计分别放入两液体中,都浮在液面上,如甲所示,则密度计在两液体中受到的浮力F1 = F2;两液体的密度ρ1 > ρ2(选填“>”“=”“<”)。
解:因为在两种液体中,密度计漂浮,
所以所受到的浮力F1=F2=G;
由图可知:V排甲<V排乙,则根据F浮=ρ液V排g可得:
在浮力相等的条件下,ρ1>ρ2。
故答案为:=;>。
15.轮船从海里驶入河里过程中,轮船受到的重力 不变 ,浮力 不变 ,(填:变小,不变,变大)轮船将 B:下沉一些 (A:上浮一些。B:下沉一些)
解:同一艘轮船,其重力不变。
∵轮船漂浮,
∴F浮=G,
∴轮船受到河水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G,
据阿基米德原理可知:ρ液gV排=G,
设河水和海水的密度ρ1和ρ2,轮船排开河水和海水的体积为V1、V2,
∵ρ1<ρ2。
∴轮船排开水的体积:
V1>V2,
∴排开河水的体积将变大。船将下沉一些。
故答案为:不变;不变;B:下沉一些。
三.解答题(共5小题)
16.小丽同学利用一根吸管制作一个简易密度计。
(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,应在吸管的 下端 (上端/下端)塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的下端封闭起来。若将它放入液体中后不能竖直漂浮,请提出改进做法 可以用小钢珠作为配重 。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,受到的浮力大小 不变 (变大/变小/不变),液体的密度越大,它露出液面部分的长度 越长 (越长/越短/不变),。
(3)小丽想,如果在吸管上标上相应的密度刻度,不就能直接显示所测液体密度的大小吗?于是她决定对吸管进行刻度的标定。在标定刻度前,她先测出吸管在水中漂浮时浸入水中的深度H(如图1所示)。若漂浮在密度为ρ液的其他液体中,则浸入的深度为h,可推出h的表达式为 h=H 。(用ρ水、ρ液、H表示)根据以上表达式即可对不同液体的密度在吸管上进行标定。图2中的四种刻度的标示合理的是 C 。
(4)为了使测量结果更准确,要使简易密度计上两条刻度线(如0.9、1.0)之间的距离大一些,可适当 增大 (选填“增大”或“减小”)配重,或换 用更细的吸管 (选填“粗”或“细”)一点的管子。
解:
(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些铜丝作为配重,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中;若将它放入液体中后不能竖直漂浮,则可以用小钢珠作为配重;
(2)密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,保持不变,如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮,则露出液面部分的长度越长;所以密度计的刻度是越往下值越大;
(3)因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,则F浮水=F浮液=G,即ρ水gSH=ρ液gSh=G,
∵h=H,h和ρ液是反比例函数,
∴刻度分布不均匀。且密度计的刻度由上至下数值逐渐增大;则密度变大时h液变化越小,故C正确;
(4)∵F浮液=G,即ρ液gSh=G,则△V=sh,
∴△V变大,或使h变大,具体做法是:可适当增大配重,用更细的吸管。
故答案为:(1)下端;可以用小钢珠作为配重(重心比铜丝低的材料都可以);
(2)不变;越长;
(3)h=H;C;
(4)增大;用更细的吸管;
17.如图1所示,一个容器中盛有密度为ρ的液体,容器底面积为S1,将底面积为S2的木块A放入液体中,如图2所示,静止时液面会 上升 (填“上升”或“下降”)一定的高度h,则A的重力为 ρgS1h ,A在液面以下部分的高度为 h ;将B吊在A下方放入容器中静止时如图3所示,此时液面高度又上升了h,则B的重力为 ρgS1h ;剪断绳后,A和B静止时的位置如图4所示,若B的密度为ρ的两倍,和图3相比容器中液面会 下降 (填“上升”“下降”或“不变”),若液面位置会改变,改变的高度是 h ,若液体的总重力为G,4个图中液体对容器底的压力分别为 G 、 G+ρgS1h 、 G+2ρgS1h 、 G+ρgS1h 。
解:(1)木块A放入液体中,由于木块排开一定的液体,而液体没有溢出,由此可知液面会上升;
则排开的液体体积VA排=S1h,
由于木块A处于漂浮,则GA=F浮A=ρgVA排=ρgS1h;
A在液面以下部分的高度h浸==h。
(2)B吊在A下方放入容器中静止时,液面高度又上升了h,则排开的液体体积VAB排=S1(h+h)=2S1h,
由图3可知:A、B一起处于漂浮,则GA+GB=F浮,而F浮=ρgVAB排=ρg2S1h;
所以,GB=F浮﹣GA=ρg2S1h﹣ρgS1h=ρgS1h;
剪断绳后,由图4可知:A漂浮,B下沉,则F浮A=GA,F浮B<GB,
则由于F浮总=F浮A+F浮B,所以,F浮总>F浮,
由F浮=ρgV排可知:VAB排>VA排+VB排,所以液面下降;
由ρ=得:VB====S1h,
则A漂浮时VA排=S1h,B下沉,VB排=VB=S1h,
所以,V排总=VA排+VB排=S1h+S1h=S1h,
△V=VAB排﹣V排总=2S1h﹣S1h=S1h,
则下降高度△h===h;
(3)若液体的总重力为G,由于容器是柱状容器则液体对容器底的压力分别为:
F1=G;
F2=G+GA=G+ρgS1h,
F3=G+GA+GB=G+ρgS1h+ρgS1h=G+2ρgS1h,
F4=G+GA+F浮B=G+ρgS1h+ρgVB=G+ρgS1h+ρg×S1h=G+ρgS1h。
故答案为:上升;G;ρgS1h;h;ρgS1h;下降;h;G;G+ρgS1h;G+2ρgS1h;G+ρgS1h。
18.质量相等的甲、乙、丙三个实心球,放入某种液体中静止时的情况如图所示,它们所受的浮力F甲、F乙、F丙之间的关系应为: F甲=F乙>F丙 ;它们的密度ρ甲、ρ乙、ρ丙之间的关系是: ρ丙、ρ乙、ρ甲 。(由大到小排列)
解:由图知,由于甲球漂浮,则:
ρ甲<ρ液,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
F甲=G甲;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由于乙球悬浮,则:
ρ乙=ρ液,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
F乙=G乙;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
由于丙球下沉,则:
ρ丙>ρ液,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
F丙<G丙;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由于甲、乙、丙三个实心球质量相等,根据G=mg可知:G甲=G乙=G丙,
所以由②④⑥可得:
F甲=F乙>F丙;
由①③⑤可得:ρ丙>ρ乙>ρ甲。
故答案为:F甲=F乙>F丙;ρ丙、ρ乙、ρ甲。
19.据报道,我国首艘航空母舰已成功完成首次试航,航空母舰是舰载机的母舰。当航空母舰上的舰载机飞离航空母舰后,航空母舰所受的浮力将如何变化?
解:由于航空母舰处于漂浮,F浮=G,当舰载机群飞离后,航母仍漂浮,F浮′=G′,
但自重G减小,所以航母所受浮力减小。
答:当航空母舰上的航载机飞离航空母舰后,航空母舰所受的浮力将减小。
20.“曹冲称象”是家喻户晓的典故,某兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”,将直筒形的玻璃杯浸入水中,如图所示,已知玻璃杯的质量为200g,底面积是40cm2,高度为20cm,(g取10N/kg)。
求:
(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内)杯子受到的浮力;
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置);
(3)此浮力秤的最大称量(即玻璃杯中所放物体的最大质量)
解:(1)杯子的重力:G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,
因为杯子漂浮在水面上,所以F浮=G=2N;
(2)由F浮=ρ水gV排得:
则此时杯子排开水的体积:V排===2×10﹣4m3,
此时杯子浸入水中的深度:h浸===0.05m=5cm;
(3)当杯子下沉的深度为0.2m时,此时杯子受到的浮力最大,
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10﹣4m2×0.2m=8N,
玻璃杯内能放物体的最大重力:
G=F浮′﹣F浮=8N﹣2N=6N,
浮力秤的最大称量:
m===0.6kg。
答:(1)将杯子开口向上竖直放入水中时,杯子受到的浮力是2N。
(2)此时杯子浸入水中的深度是5cm。
(3)此浮力秤的最大称量为0.6kg。
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