人教版八年级下册第十章 浮力综合与测试精品单元测试复习练习题
展开八年级物理下册第十单元《浮力单元测试题》
一、单选题(本大题共18小题,共54.0分)
1. 如图所示,是一密度计分别放入两种不同液体静止后的情形,关于两次密度计所受浮力大小种两种液体密度大小的关系,下列判断正确的是
A. 密度计在甲被中受到的浮力比乙杯中小
B. 密度计在甲杯中受到的浮力比乙被中大
C. 甲杯液体的密度比乙杯液体的密度大
D. 甲杯液体的密度比乙杯液体的密度小
2. 三个体积相同、由不同材料制成的实心球体,放入同一种液体中,最后静止时,如图所示。则以下关于三个球体各物理量的描述正确的是:( )
A. 它们所受浮力的丈小关系是F甲
C. 它们的自重大小关系是G甲
3. 物理小组制作的潜水艇模型如图所示.通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮.当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会( )
A. 上浮,它受到的浮力增大
B. 下沉,它受到的浮力减小
C. 下沉,它受到的浮力不变
D. 上浮,它受到的浮力不变
4. 把重为5N,体积为600cm3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是(g取10N/kg)( )
A. 物体漂浮F浮=6N B. 物体悬浮F浮=5N
C. 物体漂浮F浮=5N D. 物体沉在水底F浮=5N
5. 向一个塑科瓶中装入密度为ρA的液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种渡体的容器中,所受浮力分别为F甲,F乙,如图所示,不计塑抖瓶的质量和瓶壁、瓶盖的体积,下列判断正确的是( )
A. ρ甲大于ρ乙,F甲大于F乙 B. ρ甲大于ρ乙,F甲等于F乙
C. ρ甲小于ρ乙,F甲大于F乙 D. ρ甲小于ρ乙,F甲等于F乙
6. 在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力训的示数分别是F1、F2、F、F4。其叶符合阿基米德原理叙述的等量关系的是( )
A. F1>F2>F3>F4 B. F1−F2=F3−F4
C. F1+F2=F3+F4 D. F1−F3=F4−F2
7. 甲溢水杯盛满密度为ρ1的液体,乙溢水杯盛满密度为ρ2的液体。将密度为ρ的小球A轻轻放入甲溢水杯,小球A浸没在液体中,甲溢水杯溢出液体的质量是30g。将小球B轻轻放入乙溢水杯,小球B漂浮,且有15体积露出液面,乙溢水杯溢出液体的质量是40g。已知小球A与小球B完全相同,则下列选项正确的是( )
A. 小球A的质量为30g B. ρ1与ρ之比为5:4
C. ρ2与ρ之比为4:5 D. ρ1与ρ2之比为3:5
8. 在A、B、C三个相同的容器盛有质量相同的不同液体,如图。将三个相同的铁球分别沉入容器底部,静止时,铁球对容器底的压力( )
A. A的最小 B. B的最小 C. C的最小 D. 一样大
9. 如图所示,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢放入水中(水足够深),h表示圆柱体下表面到水面的距离。则在柱体接触容器底之前,测力计对圆柱体的拉力F拉与h、圆柱体所受浮力F浮与h、烧杯底受水的压力F压与h、圆柱体重力G与h的关系图象中(如图所示),正确的是( )
A. B. C. D.
10. 水平面上有两个相同的溢水杯,分别装满不同的液体,将同一个小球A分别放入溢水杯中静止时(如图所示),从甲杯中溢出了0.6N的液体,从乙杯中溢出了0.4N的液体。下列说法不正确的是( )
A. 小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B. 小球A的重力等于0.6N,在乙杯中受到的浮力等于0.4N
C. 甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
D. 小球A放入前,液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
11. 如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A. 金属块所受重力大小为26N
B. 金属块的密度为2.3×103kg/m3
C. 金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D. 金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
12. 下列四个相同的容器中,液面高度相同,D容器中的液体(和水不相溶)比水的密度大,如图4所示.当四个容器中的冰熔化后,A、B、C、D四个容器中的液面高度分别变为ℎ1、ℎ2、ℎ3、ℎ4,则( )
A. ℎ4>ℎ1=ℎ2>ℎ3 B. ℎ1=ℎ2=ℎ3=ℎ4
C. ℎ4>ℎ1>ℎ2>ℎ3 D. ℎ1=ℎ2=ℎ4>ℎ3
13. 如图甲所示,放在水平桌面上的柱形薄壁容器重为G,底面积为S,高为h,先将容器注满密度为ρ1的液体,将重为G1.边长为a的小立方体物体(如图乙所示)从液面处缓慢释放,待物块静止后,容器对桌面的压强不可能的是( )
A. P=G+G1S B. P=G+ρ1gℎSS
C. P=G+G1+ρ1gℎSS D. P=G+G1+ρ1gℎS−ρ1ga3S
14. 小明自制了一支密度计,如图,将它分别放入盛有甲、乙两种中液体的烧杯中,它竖直在液体中,如果密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则( )
A. ρ甲>ρ乙 B. ρ甲<ρ乙 C. F甲>F乙 D. F甲
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 条件不足,无法判断
16. 如图所示,在水平桌面上的盛水容器中漂浮一个质量分布均匀的正方体木块,若将木块露出水面的部分截去并取走,那么( )
A. 木块余下部分下沉,容器底所受水的压强增大
B. 木材余下部分上浮,容器底所受水的压强减小
C. 木块余下部分上浮,容器对桌面的压强不变
D. 木块余下部分不上浮也不下沉,容器对桌面的压强不变
17. 如图所示,重5 N的石块浸没在水中称时为3 N,则石块受到的浮力为( )
A. 2 N B. 3 N C. 5 N D. 8 N
18. 1N的水能产生的最大浮力是( )
A. 等于1N B. 小于1N C. 一定是0.5N D. 可以大于1N
二、填空题(本大题共5小题,共12.0分)
19. 22、如图所示,在水平的面上有一底面积为5.0×10−3m2的圆柱形容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、边长为1cm的正方体物块(不吸水)放入容器中,物块静止时如图甲所示。已知此时物块有一半的体积浸没在水中,由于水对物块的下表面有压强p1的作用,物块的下表面受到一个竖直向上的力F1。求:F1= ;如图乙所示,此时用竖直向下的力F,将物块恰好压入水中静止,物块上表面与水面相平,求此物块受到的压力F= 。
20. 很久以前法国人做成的世界上第一个可载人的氢气球,体积为620m3.这个气球在地面附近受到的浮力为______N,它上升的过程中(若气球体积不变)受到的浮力______(选填“变大”或“不变”或“变小”)(设地面附近空气的密度为1.30kg/m3)
21. 23、一艘轮船自重4×107N,最大载货量是1.5×108N,则这艘轮船的排水量是_________t,如果船在港口将货物卸下6×107N,它的排水体积减少____________m3.(设船在内河航行,取g=10 N/kg),当它从河里驶入海里时,其排水量会______.
22. 将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中,静止后如图所示,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F甲 F乙;若鸡蛋的质量为50g,则鸡蛋在盐水中所受到的浮力为 N,如果向乙杯中继续加盐,直到鸡蛋浮出液面静止后,受到的浮力将 。(增大/减小/不变)
23. 把体积为2.0×10−3m3的物块放入水中,当它静止时浸入水中的体积为1.6×10−3m3,则该物块受到的浮力大小为______ N,该物块的密度为______ kg/m3.(ρ水=1.0×103kg/m3)
三、实验探究题(本大题共3小题,共18.0分)
24. 小明猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如下图所示的探究。
(1)分析图中弹簧测力计示数的变化可得出结论:____________,排开液体的体积越大,所受的浮力__________。
(2)小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入水中深度变化的曲线,如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)分析图象可知:
① 曲线___________(选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况,金属浸没时受到的浮力是___________N;
②由图像可知金属圆柱体重力是___________N,金属圆柱体的密度为____________kg/m3;
(3)小玲练习使用密度计测量硫酸铜溶液的密度如图:
①小玲观察发现密度计上的刻度,由上至下数值逐渐________(选填“增大”或“减小”)
②若向溶液中倒入一些清水后(水面仍然低于容器口),密度计再次
静止时与倒入清水前相比,排开液体的体积___________(选填“增大”,“减小”或“不变”)。
25. 小明用弹簧测力计、石块、空小桶、水和垫了木块的溢水杯进行了四个步骤的实验,准确地验证了阿基米德原理.回顾如图所示的实验可知:石块的重力是________N;在b步骤的实验中,石块所受浮力是________N;方向________,在c步骤的实验中,弹簧测力计的示数应该是________N;本组实验避免了实验的错误,四个步骤的实验顺序应该是:________.
26. 如图所示,是某小组探究浮力与哪些因素有关的装置图,请根据图示回答问题:
(1)比较A、B两图,说明物体受到了水的浮力,浮力的方向__ _____________,大小为___ ____________ N.
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与__ _____________有关;
(3)比较___ _________、___ ___________两图能说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
四、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
27. 如图甲,一实心长方体G沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速上升的情景。图乙是G从水底上升到水面之后这个过程细绳对G的拉力F随时间t变化的图像(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,)。
求:⑴长方体G浸没在水中时受到的浮力;
⑵长方体G的密度;
⑶长方体在水底时,水底受到水的压强。
28. 如图所示,将边长为10cm的正方形物块,放盛有水的水槽内,待物块静止时,其下表面距水面6cm.
求:(1)物块受到水的浮力大小;
(2)取出物块,把一冰块放入水中,冰块也漂浮在水面上,待冰块全部熔化后,水面高度会发生怎样的变化?说明理由.
【答案】
1. C 2. C 3. C 4. C 5. D 6. D 7. D
8. B 9. A 10. D 11. B 12. A 13. C 14. B
15. C 16. B 17. A 18. D
19. 5×10−3N 5×10−3N
20. 8060;变小
21. 1.9×104 6×103 不变
22. < 0.5 不变
23. 16;0.8×103
24. (1) 同种液体中 越大
(2) ① a 1 ② 2.7 2.7×103
(3) 增大 增大
25. 2.6 1 竖直向上 3 abdc
26. (1)竖直向上0.6
(2)物体排开液体的体积
(3)C D
27. 解:(1)从图像可以看出物体浸没在水中拉力F=8N,重力G=18N;
受到的浮力:F浮=G−F=18N−8N=10N;
(2)物体的质量:m=Gg=18N10N/kg=1.8kg,
物体的体积为:V=V排=F浮ρ水g=10N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10−3m3,
物体G的密度:ρ=mV=1.8kg1×10−3m3=1.8×103kg/m3;
(3)水的深度:ℎ=vt=0.2m/s×15s=3m,
水底受到水的压强:p=ρgℎ=1.0×103 kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa。
答:(1)长方体G浸没在水中时受到的浮力为10N;
(2)长方体G的密度为1.8×103kg/m3;
(3)长方体在水底时,水底受到水的压强为3×104Pa。
28. 解:(1)物块静止时,其下表面距水面6cm,说明物体没有全部浸入水中,漂浮在水面上,根据浮力产生的原因可知,物体受的浮力等于物体下表面受到的压力.
下表面受的压强p=ρgℎ=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,
物体底面积S=10cm×10cm=100cm2=0.01m2,
∵p=FS,
∴物体受的浮力F浮=F=pS=600Pa×0.01m2=6N;
(2)∵冰漂浮于水面上,
∴F浮=ρ水gV排=G冰,----------------------①
又∵冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,
∴G水=ρ水gV水=G冰,------------------------②
由①②可得:ρ水gV排=ρ水gV水,
∴V排=V水,
即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积.
∴冰块全部熔化后,水面高度不会发生变化.
答:(1)物块受到水的浮力为6N;
(2)冰块全部熔化后,水面高度不会发生变化;冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积.
【解析】
1. 【分析】
同一密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度计受到的重力;
由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
【解答】
因为密度计漂浮,
所以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,由上分析知,AB错误;
又F浮=ρ液gV排=G,
由图知,密度计排开液体的体积:V甲排
故选C。
2. 【分析】
(1)由题知,三个小球的体积相同,根据图示得出三个小球排开液体体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受到浮力的大小关系;
(2)在(1)中求出A、B、C三球受到的浮力的大小关系,根据漂浮条件得出A、B、C三球重力的大小关系,又因为B球的体积相同,再根据密度公式ρ=mV和重力公式G=mg得出三球的密度关系。
本题考查了学生对阿基米德原理和物体的浮沉条件的了解与掌握,能从图中得出排开液体体积的关系是本题的关键。
【解答】
由图知,三个球排开液体的体积:V甲
所以三个球受到的浮力:F甲
因为F浮=G球,
所以G甲
所以ρ甲<ρ乙=ρ液<ρ丙,故D错误。
故选C。
3. 【分析】
吸气时,瓶内气压减小,大气压将水压入瓶内,水进入烧瓶中自重增大,但v排不变,浮力不变,根据浮沉条件分析。
浸没在液体中的物体受到的浮力与所处深度无关。
【解答】
若从A管吸气,液体进入烧瓶内,自身重增大,但体积不变、浮力不变,自重大于浮力,将下沉。
故选C。
4. 【分析】
知道物体的体积,也就知道了物体投入水中排开水的体积,利用阿基米德原理求物体受到的浮力;再和物重大小比较,利用物体的浮沉条件判断物体所处的状态。
本题综合考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件,知道物体投入水中(浸没)时,排开水的体积就是物体的体积是本题的突破口,注意单位统一(1cm3=1×10−6m3)。
【解答】
物体投入水中,
V排=V=600cm3=6×10−4m3,
受到的水的浮力:
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×6×10−4m3×10N/kg=6N,
∵F浮>G,
∴物体将上浮,
最后静止时,物体漂浮在水面上,F浮′=G=5N。
故选C。
5. 【分析】
(1)甲、乙图中,同一物体都漂浮,有漂浮条件可知物体所受浮力F甲、F乙的关系;
(2)在甲图中,液体A装入塑料瓶内放入甲液体中,下沉一些,可知甲液体的密度比A的密度小;
(3)在乙图中,液体A装入塑料瓶内放入乙液体中,上浮一些,可知乙液体的密度比A的密度大。
本题考查了漂浮条件和浮力大小的计算,理解:同样的浮力,液体密度大的,排开液体的体积小是关键。
【解答】
(1)∵塑料瓶漂浮,
∴F甲=F乙=G;
(2)甲图:F浮=ρ甲V排g=ρAVg,
∵V排>V,
∴ρ甲<ρA;
(3)乙图:F浮=ρ乙V排g=ρAVg,
∵V排
∴ρ乙>ρ甲。
故选D。
6. 【分析】
要计算出物体的浮力,需要物体的重力减去物体在液体中的测力计的示数,即F浮=G物−F示,所以要读出第一次和第三次两个弹簧秤的读数,而被排开液体的重力显而易见为:F1−F3;从而可以判断出关系式F4−F2与关系式F1−F3之间的关系,如果两个关系式相等,则阿基米德原理成立。
此题考查浮力大小与什么因素有关以及阿基米德原理,计算浮力的方法有四种:①压力差法;②称重法;③阿基米德原理法;④平衡法;本题关键有:一是知道石块在水中下沉排开水体积的不变,二是利用好称重法测浮力。
【解答】
要计算出物体的浮力,需要物体的重力减去物体在液体中的测力计的示数,则需要读出第一次和第三次两个弹簧秤的读数,
物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1−F3;
已知水桶和水的重,又知空桶重,则排开水的重为:G排=F4−F2;
最后关系式F浮=G排,即F1−F3=F4−F2成立,就可以得到著名的阿基米德原理。
故选D。
7. 解:由于小球A、B完全相同,即它们的密度均为ρ,质量也相同为m,体积相同为V;
由题知,小球A浸没在液体中,溢出液体的质量为30g。
根据阿基米德原理则有:m排1=ρ1V=30g--------①
将小球B放在密度为ρ2的液体中,小球B漂浮,溢出液体的质量为40g,
根据阿基米德原理则有:m排2=ρ2V排2=ρ2V×(1−15)=40g------②
根据漂浮条件可知:m=m排2=40g;故A错误;
所以,m=ρV=40g------③
由①③可得,ρ1ρ=34,故B错误。
由②③可得,ρ2ρ=54,故C错误。
可得,ρ1ρ2=35,故D正确。
故选:D。
本题综合考查浮力的计算(阿基米德原理、漂浮条件),涉及到物体的浮沉条件。利用好阿基米德原理是本题的关键。
8. 解:(1)由图可知:vC>vA>vB,
∵mC=mA=mB,ρ=mv,
∴三中液体的密度:ρC<ρA<ρB;
(2)∵三个铁球的体积相同,
∴全浸入时,排开液体的体积相同,
∴三个铁球受到的浮力:FC
∴F支=G−F浮,
∴三个铁球受到的支持力:
F支C>F支A>F支B,即B容器中的铁球受到的支持力最小;
(4)∵力的作用是相互的,
∴B容器中的铁球对容器底的压力最小。
故选:B。
(1)因为三种液体的质量相同,由体积关系可以得出三种液体的密度关系;
(2)排开液体的体积相同(相同的铁球),根据阿基米德原理可以比较三个铁球受浮力的大小关系;
(3)由于三球都静止在容器底,所受合力均为0,因此铁球受到的重力等于容器底的支持力加上铁球所受的浮力;由此得出三个铁球受支持力的大小关系;
(4)根据力的作用是相互的,得出哪个铁球对容器底的压力最小。
本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理的掌握和运用,涉及到力的作用相互性、物体受平衡力的分析,知识点多,属于难题。
9. 解:A、圆柱体逐渐浸入水中的过程中,浸入水中越深,它排开水的体积越大受到的浮力越大,弹簧测力计的示数越小;浸没后,它排开水的体积不变,受到的浮力不变,则弹簧测力计的示数也不变。故弹簧测力计的示数是先变小后不变,故A正确。
B、圆柱体浸没前,排开水的体积不断增大,浮力不断增大,圆柱体浸没之后,物体受到的浮力不变,故B错误;
C、圆柱体浸没前,排开水的体积不断增大,浮力不断增大,圆柱体浸没之后,物体受到的浮力不变,则烧杯底受水的压力F压也是先增大后不变,故C错误;
D、圆柱体重力G与质量有关,与圆柱体下表面到水面的距离无关,故圆柱体重力G不随h的改变而改变,故D错误。
故选:A。
(1)根据浮力的变化得出弹簧测力计示数随深度的变化。浸没前,物体浸入水中越深,受到的浮力越大;浸没后,物体受到的浮力与浸没深度无关。
(2)圆柱体重力G与质量有关,与圆柱体下表面到水面的距离无关。
本题主要考查的浮力的大小与物体排开液体体积的关系,也考查了学生对实验的分析能力。
10. 解:A、根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力大小等于其排开液体的重力,由于甲杯中溢出的液体重力是0.6N,乙杯中溢出的液体重力是0.4N,故小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力,故A正确;
B.根据物体在液体中的沉浮条件可知,小球A在甲杯中漂浮,其重力等于浮力,即0.6N,在乙杯中沉底,受到的浮力等于0.4N,故B正确;
C.根据物体在液体中的沉浮条件可知,物体在乙液体中沉底,则物体密度大于液体乙的密度,而物体在甲液体中漂浮,则物体的密度小于液体甲的密度,故甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度,故C正确;
D.根据液体压强公式p=ρgℎ知,小球A放入前,两个相同的溢水杯液位高度相同,因为甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度,故液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故D错误。
故选:D。
(1)根据阿基米德原理可知小球在甲乙两杯中受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理可知小球在甲乙两杯中受到的浮力,根据物体漂浮条件可得物体的重力;
(3)根据物体浮沉条件得出两种液体的密度关系;
(4)根据p=ρgℎ分析杯底受到的压强大小。
本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件,重力、密度公式和液体压强公式的应用,关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件(密度关系)得出两液体的密度关系。
11. 解:
A、由图象可知,当ℎ=0时,弹簧测力计示数为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力:G=F拉1=46N;故A错;
BC、金属块的质量:m=Gg=46N10N/kg=4.6kg;
由图象可知,当ℎ=50cm之后,弹簧测力计示数不变,金属块浸没水中,受到的浮力:F浮=G−F拉2=46N−26N=20N;
由F浮=ρ液gV排可得金属块体积:
V=V排=F浮ρ水g=20N1×103kg/m3×10N/kg=2×10−3m3,
金属块的密度:
ρ=mV=4.6kg2×10−3m3=2.3×103kg/m3,故B正确、C错;
D、金属块刚浸没时下表面距水面距离:ℎ′=50cm−30cm=20cm=0.2m,
金属块下底面受到水的压强:
p=ρ水gℎ′=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa,故D错。
故选:B。
本题用到的知识点有重力、密度、称重法测浮力、阿基米德原理、液体压强等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
12. 【分析】
冰块融化前漂浮在液体表面,融化后,看成整体,判断物体漂浮、悬浮还是下沉;
比较冰融化前后受到的浮力大小,再根据阿基米德原理判断排开液体的体积即可判断出高度的关系。
本题的难点在于D选项中的冰融化后排开液体体积的变化,因D容器中的液体比水的密度大,故冰融化后的体积大于原来排开的液体体积。【解答】
A.冰原来漂浮,融化后相当于悬浮,即浮力不变,V排也就不变,液面高度不变;
B.原来漂浮,融化后,看成整体,后来漂浮,即浮力不变,V排也就不变,液面高度不变;
C.原来漂浮,后来下沉,浮力减小,故V排减小,液面下降;
D.原来漂浮,后来漂浮虽然浮力不变,但冰融化后的体积大于原来排开的液体体积,故液面上升。故ℎ4>ℎ1=ℎ2>ℎ3,故 A正确;BCD错误。
故选A。
13. 解:(1)当物体在液体中悬浮或漂浮时,小立方体物块受到的浮力F浮和小立方体物块的重G1相等,
物体受到的浮力和溢出水的重力相等,F浮=G溢出=G1,ρ=mV,V=Sℎ,
容器中液体的质量m液=ρ1V液=ρ1Sℎ,
容器对桌面的压力:F=G+m液g+G1−G溢出=G+G1=G+ρ1gSℎ,
容器对桌面的压强:p=FS=G+G1S=G+ρ1gℎSS;
(2)当物体沉入液体底部时,小立方体物块溢出液体的体积和本身的体积相等,
容器对桌面的压力:F=G+m液g+G1−G溢出=G+ρ1gSℎ+G1−ρ1ga3,
容器对桌面的压强:
p=FS=G+ρ1gSℎ+G1−ρ1ga3S,故C符合题意,ABD不符合题意;
故选C.
物块静止后有两种情况:
(1)当物体在液体中悬浮或漂浮时,根据阿基米德原理可知小立方体物块受到的浮力和溢出液体的重力相等,根据漂浮或悬浮的条件可知小立方体物块的重力等于溢出液体的重力,根据体积公式和密度公式求出液体的重力,液体的重力和柱形薄壁容器重力等于容器对桌面的压力,然后利用压强公式求出容器对桌面的压强;
(2)当物体沉入液体底部时,容器对桌面的压力等于容器重加上液体重再加上小立方体物块的重然后减去溢出液体的重,然后根据压强公式求出容器对桌面的压强.
本题考查了压强的计算和阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,关键是知道物块静止后可能漂浮、可能悬浮、可能沉入容器底部.
14. 【分析】
密度计在不同的液体中总是处于漂浮状态,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可分析液体密度大小跟密度计排开液体体积的关系。
本题考查物体浮沉条件的一种典型应用--密度计,要了解其原理、用法,并能由所学过的物体的浮沉条件和阿基米德原理进行说明。
【解答】
同一支密度计分别放在甲、乙两种液中均静止不动,密度计总处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知,密度计在这两种液体中受到的浮力等于密度计的重力,即密度计受到的浮力相等,由图可知密度计排开甲液体的体积大,根据公式F浮=ρ液gV排可知ρ甲<ρ乙。
故选B。
15. 【分析】
当轮船由长江驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,得出船受到的浮力不变。
这是一道基础题,本题关键是漂浮条件的使用。
【解答】
当轮船由从长江驶入大海后,都是漂浮,
船受到的浮力:F浮=G,
因为船受到的重力不变,
所以船受到的浮力不变。
故选C。
16. 解:将露出水面的部分截去后,木块的密度不变,仍然小于水的密度,所以没入水中的那部分木块将要上浮;
截取露出水面的部分后,木块重变小,因为仍漂浮,受到的浮力变小,根据F浮=ρ水v排g可知木块排开水的体积变小,容器内水位变低,水深变小,根据p=ρgℎ可知水对容器底的压强变小.
故选B.
木块漂浮,木块的密度小于水的密度,截取露出水面的部分后,木块的密度不变,根据物体的浮沉条件可知剩余木块的状态,仍为漂浮;
因为漂浮,木块的重减少,木块受到的浮力减小;由阿基米德原理可知木块排开水的体积变小,水深变小,再根据液体压强公式可得水对容器底压强的变化情况.
本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,本题关键:一是知道截取部分木块后密度不变,二是知道木块上浮→v排变小→水深变小.
17. 【分析】
石块所受浮力等于石块在空气中的重力减去石块在水中时测力计的示数。本题考查求物体受到的浮力,要掌握利用重力差法求物体的浮力的方法。
【解答】
因为G=5N,F示=3N,
所以F浮=G−F示=5N−3N=2N;
故选A。
18. 【分析】
根据阿基米德原理(F浮=G排)结合密度公式和重力公式,可以推导出F浮=ρ液V液g,据此分析回答。
此题考查了阿基米德原理的内容,容易出错;理解水可以将物体包围,可以产生大于水本身重力的浮力是解题关键。
【解答】
浸在液体的物体所受的浮力,大小等于它排开液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理。
公式:F浮=G排,
∵G=mg=ρvg,
∴F浮=G排=ρ液V液g,
说明物体受到液体浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与液体的多少无关。
所以如图所示:
1N的水可以将物体包围,则可以产生大于1N的浮力,即水产生的浮力与水的重力无关,由此可知A、B、C选项错误,D选项正确。
故选D。
19. 【分析】
本题主要考查了阿基米德原理的利用。
根据阿基米德原理先计算出,木块一半浸在水中时的浮力;根据浮力产生的原因计算出;
根据木块全部浸没在水中,计算出此时木块的浮力,根据木块漂浮时,可得木块重力,根据二力平衡的条件,可计算出木块受到的压力F的大小。
【解答】
;根据浮力产生的原因:;所以;
当在力F的作用下,木块静止:所以;
而木块漂浮时:;所以:。
20. 解:(1)这个气球在地面附近受到空气的浮力为F浮=ρgV排=1.3kg/m3×10N/kg×620m3=8060N.
(2)上升过程中氢气球体积不变,但由于空气的密度随着高度的升高而减小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知:浮力变小.
故答案为:8060;变小.
(1)已知空气的密度和气球的体积,根据公式F浮=ρgV排可求气球受到的浮力.
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断,但必须知道地面附近空气的密度不是均匀的,随着高度的升高空气密度会减小.
本题考查浮力的计算,关键是浮力公式的应用,本题相对比较简单,关键是知道地面附近空气的密度不是均匀的,随着高度的升高空气密度会减小.
21. 【分析】
(1)知道轮船自重和最大载货量,可求满载时总重,利用漂浮条件可求满载时受到水的浮力,再利用阿基米德原理求排水量;
(2)知道船在港口卸下的货物重,求出剩下货物和船总重,利用漂浮条件求此时受到水的浮力;根据阿基米德原理求出此时排开水的体积;再求出满载时排开水的体积,进一步求出减少的排水体积。
本题考查了重力的计算、浮力的计算、物体的浮沉条件,知道轮船的排水量的含义是解本题的突破口,利用好漂浮条件和阿基米德原理是关键;由于减小的浮力等于卸去的货物重,根据减小的浮力利用阿基米德原理求减少的排水体积。
【解答】
轮船满载时总重:G=G船+G货=4×107N+1.5×108N=1.9×108N,
由于船处于漂浮,则F浮=G排=m排g,
所以,这艘轮船的最大排水量:
;
当船在港口将货物卸下6×107N后,剩下货物和船总重:G′=1.9×108N−6×107N=1.3×108N,
根据轮船漂浮条件可知:卸下货物后受到水的浮力:F浮′=G′=1.3×108N;
由F浮=ρ水V排g可知此时排开水的体积:
,
同理求出满载时排开水的体积:
,
所以减少的排水体积:△V=V排−V排′=1.9×104m3−1.3×104m3=6×103m3;
轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量,当它从河里驶入海里时,其排水量不变。
故答案为:1.9×104 6×103 不变。
22. 【分析】
根据图示可知,鸡蛋在水和浓盐水中排开液体的体积相同,根据阿基米德原理鸡蛋受到浮力的关系;
根据图示可知,鸡蛋在浓盐水中悬浮,悬浮时,浮力等于重力,根据G=mg即可求出浮力的大小;
鸡蛋漂浮时,浮力等于重力,据此判断浮力发变化。
本题考查阿基米德原理的应用,关键会根据图示比较鸡蛋排开液体的大小关系以及鸡蛋在液体中的状态,明确物体悬浮时,浮力等于重力。
【解答】
根据图示可知,鸡蛋在水和浓盐水中排开液体的体积相同;
因为水的密度小于浓盐水的密度,因此由F浮=ρ液gV排可得,鸡蛋在浓盐水中受到的浮力较大,故F 甲
向乙杯中继续加盐,直到鸡蛋浮出液面静止后,鸡蛋漂浮,浮力等于重力, 鸡蛋受到的浮力将不变。
故答案为:<;0.5;不变。
23. 【分析】
本题考查了计算浮力的方法,根据物体静止时体积关系判断物体的浮沉是本题的关键。
根据阿基米德原理求物体受到液体的浮力。
利用浮沉条件和浮力公式的变形公式求解。
【解答】
该物块受到的浮力大小为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10−3m3=16N;
把体积为2.0×10−3m3的物块放入水中,当它静止时浸入水中的体积为1.6×10−3m3,则该物块漂浮在水面上;
F浮=G=mg=ρ物Vg,
所以ρ物=F浮Vg=16N2.0×10−3m3×10N/kg=0.8×103kg/m3。
故答案为:16;0.8×103。
24. 【分析】
(1)影响浮力大小的因素:排开液体的体积、液体的密度;
(2)①读懂图象中物体受到的拉力(浮力)与所在水的深度的关系,就能做出正确的选择;
②由图象可知,当物体所在水的深度为ℎ=0,也就是没有与水接触时,弹簧测力计的示数等于物体的重力;已知重力,可以得到物体的质量;
当物体完全浸没时,浮力的大小可以得到;已知浮力和水的密度,利用公式V=V排=F浮ρ水g得到物体的体积;已知物体的质量和体积,利用公式ρ=mV得到其密度;
(3)密度计漂浮在液面上,液体密度越大,排开液体的体积越小,密度计浸没的部分越小;反之,排开液体的体积增大。
【解答】
(1)液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体所受浮力越大;
(2)①图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的浮力开始越来越大,最后保持不变;图象b表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的拉力开始越来越小,最后保持不变,所以描述浮力与深度关系的是a;
②由图象知,物体的重力为G=2.7N,所以质量为m=Gg=2.7N10N/kg=0.27kg,
当物体完全浸没时,受到的浮力为F浮=1.0N,所以物体的体积为V=V排=F浮ρ水g=1.0N1.0×103kg/m3×10N/kg=10−4m3,
物体的密度为ρ=mV=0.27kg10−4m3=2.7×103kg/m3;
(3)①密度计漂浮在液面上,液体密度越大,排开液体的体积越小,密度计浸没的部分越小,所以密度计上的刻度,由上至下数值逐渐增大;
②若向溶液中倒入一些清水后(水面仍然低于容器口),液体密度变小,密度计再次静止时与倒入清水前相比,排开液体的体积增大。
故答案为:(1) 同种液体中 越大
(2) ① a 1 ② 2.7 2.7×103
(3) 增大 增大。
25. 【分析】
通过图a的弹簧测力计可读出石块的重力;通过b与a弹簧测力计的示数差可求出石块所受浮力的大小;图c中弹簧测力计的示数等于小桶的重加石块的浮力;用小桶接水前,应先测出其重力,根据石块的重力求出其质量,由浮力公式求出它的体积,最后由密度公式求出其密度。
在验证阿基米德原理的实验中,明确每次测量的目的,知道弹簧测力计每次示数间的关系,是实验成功的关键,这样才能通过数据分析出浮力与排开液体重力的关系。
【解答】
(1)由图a可知,测力计的分度值为0.2N,石块的重力G=2N+3×0.2N=2.6N;
(2)由图b可知,弹簧测力计的示数为1.6N, 则石块所受的浮力F浮=2.6N−1.6N=1N;浮力的方向是竖直向上的;
(3)因为小桶重为2N,排开水的重力等于石块所受的浮力,所以图c中弹簧测力计的示数=2N+1N=3N;
(4)先测水和桶的总重力,再倒掉水测桶的重力时,桶内的水倒不干净,为了避免实验错误,在小桶接水前,应先测出其重力,所以合理的实验顺序为adbc。
故答案为:2.6;1;竖直向上;3;adbc。
26. 【分析】
物体浸入液体中受到向上的浮力作用,物体重力与弹簧测力计示数之差是物体受到的浮力;根据控制变量法的要求分析图示情景,然后答题。
此题是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验,考查了控制变量法的应用,称重法浮力的求法,同时考查了阿基米德原理的应用,通过题目应该学习测量物体密度的一种方法。
【解答】
(1)A、B两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到向上的浮力,A、B两图中测力计示数之差等于物体受到的浮力,由图示可知,浮力大小为:4N−3.4N=0.6N。
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关;
(3)比较C、D两图能说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小与液体密度有关。
故答案为:(1)竖直向上;0.6;(2)物体排开液体的体积;(3)C;D。
27. (1)分析钢绳拉力随时间t变化的图象,得出重力大小,长方体完全浸没时,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;
(2)求出了长方体受到的浮力,由阿基米德原理计算出的体积,根据物体的重力求出其质量,从而计算出的密度;
(3)由图像判断出物体从水底到完全露出水面的时间,算出水的深度,然后利用p=ρgℎ计算出长方体在水底时,水底受到水的压强。
本题考查了速度公式的应用,平衡力的应用、浮力、液体压强、密度的计算,弄清图像是解题的关键。
28. (1)边长为10cm的正方形物块,放盛有水的水槽内,待物块静止时,其下表面距水面6cm,说明物体漂浮在水面上,浮力等于物体下表面受到的压力,根据p=ρgℎ求出下表面受到的压强,再根据p=FS求出下表面受到的压力,即为浮力;
(2)冰漂浮于水面上,要想判断冰熔化之后,水面是否变化,则需要比较冰块排开液体的体积跟冰熔化成水后的体积大小.若二者体积相等,则水面不变;若增大,则水面上升;若减小,则水面下降.
此题主要考查的是学生对浮力产生的原因、液体压强、压力计算公式、物体浮沉条件、阿基米德原理公式的理解和掌握,综合性很强,有一定难度.
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