科学八年级上册第3章 浮力综合与测试精练
展开一、选择题
1.分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个小球,将它们放入水中,三个小球静止时位置如图所示,则以下判断正确的是 ( )
A.甲小球一定是空心的
B.乙小球一定是空心的
C.丙小球一定是空心的
D.三个小球都是实心的
2.如图,将两个体积相等的实心小球放入水中,A漂浮在水面上,B沉在容器底部。则下列说法正确的是()
A.A所受浮力大于B所受浮力B.A所受浮力小于B所受浮力
C.A物体的密度大于B物体的密度D.无法比较它们的密度和所受浮力
3.某同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示,下列说法正确的是( )
A.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
B.乙杯液体的密度较大
C.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
D.甲杯液体的密度较大
4.小陈泡脚时,双脚感受到水的浮力。不禁好奇,盆内起按摩作用的凸起A、B(如图所示)是否也受浮力作用。则下列判断中正确的是 ( )
A.A、B受到浮力作用
B.A、B不受浮力作用
C.A受浮力作用,B不受浮力作用
D.A不受浮力作用, B受浮力作用
5.如图是“彩球温度计”简易模型,它由体积相同、质量不同的小球及液体组成,图中四个彩球所受浮力的关系为( )
A.FB=FC=FDB.FB>FC=FD
C.FA>FB=FCD.FB=FD<FA
6.如图所示的甲图中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力随时间t变化的图象。若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为( )
A.2.8×103kg/m3B.2.3×103kg/m3
C.0.6×103kg/m3D.3.2×103kg/m3
7.水平桌面上的烧杯内装有一定量的水,轻轻放入一个小球后,从烧杯中溢出100g的水,则下列判断正确的是( )
A.小球所受浮力可能等于1 N
B.水对烧杯底的压强一定增大
C.小球的质量可能小于100g
D.小球的体积一定等于100cm3
8.小明同学阅读下表后,得出了一些结论,其中正确的是( )
A.不同的物质,密度一定不同
B.固体的密度都比液体的大
C.质量相等的实心铜块和实心铅块,铜块的体积比铅块的体积小
D.同种物质在不同状态下,其密度不同
9.老师在课堂上做了下述演示实验:在天平左盘放上溢水杯,往杯中注水恰至溢水管口处,使天平平衡。然后往杯里放一木块,天平左端下降,同时木块排开的水从管口流入空量筒中。等排开的水流完后,天平又恢复平衡,如图所示。同学们对此发表了以下观点:
①木块在水中受到浮力、重力和水的压力;
②木块的重力等于它排入量筒中水的重力;
③木块受到的浮力等于量筒中水的重力;
④天平重新平衡时,左盘中物体的总质量等于右盘中砝码的总质量。其中正确的是( )
A.①②③B.②③④C.②③D.③④
10.天平左盘的盛水容器与右盘砝码平衡(如图所示),用手指轻轻浸入盛水容器中,手指不接触容器且无水溢出,天平的平衡状况是( )
A.左盘下沉B.右盘下沉
C.保持平衡D.都有可能
11.“死海不死”一文中描述道“将奴隶和俘虏扔进海里,屡淹不死”。四位同学运用科学知识对该现象进行了解释,其中说法正确的是
A.海水的咸度很高,被扔进海里自然就浮了起来
B.海水的密度等于人体的密度,人被扔进海里后,处于漂浮状态
C.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力大于人体的重力,沉不下去
D.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于人体的重力,沉不下去
12.一个边长为10cm的正方体,放入水中静止时,有的体积露出水面,此时受到水的浮力为F水;把该物体放入某种液体中,待物体静止时,有的体积浸入液体中,此时受到液体的浮力为F液,液体的密度为ρ液(g取10N/kg),则( )
A.F液=6N,ρ液=2.4×103kg/m3
B.F水=6N,ρ液=0.8×103kg/m3
C.F液=4N,ρ液=0.53×103kg/m3
D.F水=4N,ρ液=0.8×103kg/m3
13.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离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.物体的体积是400cm3B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.5×103kg/m3D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
14.在三个相同的烧杯里装入质量相等的甲、乙、丙三种不同的液体,把一支装有适量铁砂的平底试管先后放入这三个烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力最大B.甲液体的密度最大
C.丙液体对烧杯底部的压强最小D.试管在三种液体中排开液体的重力一样大
二、简答题
15.我国设计的北京2008年奥运会奖牌,奖牌正面为国际奥委会统一规定的图案,奖牌背面镶嵌着取自中国的玉石,形象诠释了中华民族自古以来以“玉”比“德”的价值观,是中华文明与奥林匹克精神的一次“中西合璧”。奖牌分为金牌、银牌和铜牌。其中金牌由纯银、玉石、纯金组成,金牌的总体积约为23cm3,镶嵌玉石的体积约为5.4cm3,纯金的质量约为6克(已知ρ玉=3.0g/cm3,ρ金=19.3g/cm3,ρ银=10.5g/cm3)。请问:
(1)一枚金牌约需要玉石的质量为多少?
(2)一枚金牌中金的体积约为多大?
(3)若该金牌由纯金制造,则金牌的质量是多大?
16.小明同学对一个金属块进行了两次测量:第一次如图(甲)所示,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为2.7N。第二次如图(乙)所示,让金属块浸没在盛水的杯子中,这时弹簧测力计的读数为1.7N。(g取10N/kg)
(1)求金属块在水中受到的浮力。
(2)求金属块的体积;
(3)通过进一步计算,结合下表所列的“某些金属的密度”,说明金属块是何种金属。
17.学习了浮力知识后,几乎所有的同学对木块一定能浮上水面深信不疑,唯独小东同学对此还有疑问,经过一番争论后,他找来一些器材做起了实验。
(1)他将一个重6N,边长为10cm的正方体木块放入水槽中,然后加入5cm深的水,结果发现木块仍沉在水槽底,并没有浮起来,请你帮小东计算下,此时木块受到的浮力有多大?
(2)小东继续向水槽加水,木块终于浮起来了,最后静止在水面上,请你算一算,水槽的水加至多少深时木块开始上浮。(取g=10N/kg)
18.求一个金属球用弹簧称测得在空气中的重力为54牛,把它浸没在水中,弹簧秤的示数变为34牛,求(1)金属球受到的浮力是多大?(2)金属球的体积是多少米3?(3)该金属球的密度为多少? (g=10N/Kg)
19.小华家的晒谷场上有一堆稻谷,体积为4.5m3,为了估测这堆稻谷的质量,他用一只空桶平平地装满一桶稻谷,测得桶中的稻谷的质量为10kg,再用这只桶装满一桶水,测得桶中水的质量为9kg,求:
(1)桶的容积是多少?
(2)稻谷的密度是多少?(保留小数点后两位小数)
(3)这堆稻谷的总质量约为多少吨?
三、填空题
20.如图是中国第一艘航母——“辽宁号”,舰长304米、舰宽70.5米,满载时排水量达67500吨。它满载时所受的浮力为 牛。
“瓦良格号”航行的过程中,两侧的护卫舰不能靠它太近是因为当两船高速并排行驶时,两船之间流体流速大压强 ,容易发生碰撞事故。(g取10牛/千克)
21.有甲、乙两个完全相同的容器,装有两种不同的液体,将两个完全相同的长方体A.B,分别放入容器的液体中,静止时的位置如图所示,此时两个容器中的液面相平。则两物体受到的浮力大小的关系是FA________FB,两容器中的液体对容器底部的压强大小的关系是P甲________P乙(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
22.小胡同学把一冰块放入盛有盐水的烧杯里,等冰块熔化后,液面___(选填“上升”“下降”或“不变”);小明同学把含有一小石头的冰块放入水中,处于漂浮状态,冰熔化后,液面______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
23.请用你学过的科学知识解答下面三个小问题。
(1)某一物体的质量为千克,密度为,把它投入足够深的水中,最终静止时受到的浮力为___________。把它浸没在酒精中后放手,它最终静止时所受到的浮力为___________(酒精的密度为,g=10N/kg)。
(2)一块冰漂浮在一杯浓盐水中,已知,,如果冰块完全熔化后,液面将___________(选填“上升”、“下降”或“不变”) 。
(3)如图所示,一个充气的气球下面挂一金属块,把它们放入水中某处恰能静止,若把气球和金属块的位置轻轻向下移动一些,则金属块和气球的位置将___________(选填“向上运动”、“向下运动”或“仍旧静止”)。
(4)如图所示,压力锅锅盖面积,限压阀出气孔的横截面积为,当锅内蒸汽达到个标准大气压时,锅内蒸汽刚好顶开限压阀自动放气,则限压阀的质量是___________克。
一些物质的密度/Kg•m-3
水
1.0×103
水银
13.6×103
冰
0.9×103
松木
0.5×103
煤油
0.8×103
铜
8.9×103
酒精
0.8×103
铅
11.3×103
金属
金
铜
铁
铝
密度(×103kg/m3
19.3
8.9
7.9
2.7
参考答案
1.B
【详解】
要解决此题需要掌握物体的浮沉条件,知道当物体的密度大于液体密度时,物体下沉;当物体密度等于液体密度时,物体在液体中悬浮;若物体密度小于液体密度时,物体将漂浮在液面上。
A.甲是木球,木头的密度小于水的密度,所以木球要漂浮在水面上,若木球是空心的,也会漂浮在水面上,所以木球也有可能是空心的,故A错误;
B.乙是铜球,铜的密度大于水的密度,应沉于水底,而乙球悬浮在水中,所以乙球一定是空心的,故B正确;
C.丙是铁球,铁的密度大于水的密度,应沉于水底,所以丙球可能是实心,但若是空心,但空心部分不大,也有可能沉于水底,所以丙球有可能是空心的,故C错误;
D.由B选项的分析可知,三个小球不可能都是实心,故D错误。
2.B
【详解】
AB.两个小球体积相等,由图可知,A排开水的体积小于B排开水的体积,根据F浮=ρ水gV排可知,A所受浮力小于B所受浮力。故A错误,B正确;
CD.根据浮沉体条件可知,A漂浮,则A的密度小于水的密度;B沉底,则B的密度大于水的密度。所以A的密度小于B的密度。故CD错误。
3.B
【详解】
AC.因为都是漂浮,铅笔所受浮力都等于铅笔重(浮力相等),故选项AC不符合题意;
BD.因为F浮=ρ液gV排,
所以当F浮相同时, V排大的液体密度小,由图知甲V排的大,所以甲的密度小,乙的密度大,故选项B符合题意,选项D不符合题意。
4.D
【详解】
由图可知,凸起物A上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对A上下表面没有产生压力差,故不受浮力的作用;水对凸起物B上下表面产生了压力差,故B一定受浮力的作用;故ABC错误,D正确;故选D。
5.A
【分析】
由题知,四个小球的体积相同,根据图示得出四个小球排开水的体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受到的浮力的大小关系。
【详解】
由图知,四个球排开水的体积
VA
FA
6.A
【详解】
由图乙可知,石料的重为1400N,石料浸没后钢丝绳的拉力为900N,则石料受到的浮力大小为:
F浮=G-F拉=1400N-900N=500N
由F浮=ρ水V排g,得石料排开水的体积(石料的体积)
V石=V排==0.05m3
石料的质量
m==140kg
石料的密度
ρ==2.8×103kg/m3
故选A。
7.A
【详解】
假设烧杯原来装满水,小球漂浮在水面上,
小球所受浮力:
F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N,
∵F浮=G排=m排g=G球=m球g,
小球的质量:
m球=m排=100g,
排开水的体积:
V排= =100cm3
假设烧杯原来装满水,小球沉入水底,
小球所受浮力:
F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N,
∵F浮=G排=m排g
排开水的体积:
排═ 100cm3=V球.
放入小球后水深不变,对容器底的压强不变。
假设烧杯原来没有装满水,排开水的质量比100g大,小球受到的浮力、小球的质量和体积、容器底受到的压强都要变大。
故A符合题意。
8.D
【详解】
A.密度是物质的一种特性,在通常情况下,每种物质都有一定的密度,不同的物质的密度一般是不同的,但也有不同物质密度相同,如煤油和酒精的密度都是0.8×103kg/m3,故A不符合题意;
B.因为单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度,这里没有告诉液体和固体的体积和质量,所以无法比较其密度大小,因此不能说液体的密度一定比固体小,故B不符合题意;
C.根据密度公式ρ=可知,V=,又知ρ铅>ρ铜,m铅=m铜时,V铜>V铅,故C不符合题意;
D.密度是物质的一种特性,即同种物质(状态相同时)密度相同,不同物质密度一般不同,密度与物质的质量和体积是无关的,同种物质在不同状态下,其密度一般不同,故D符合题意。
9.C
【详解】
①因为木块受到水的浮力实质就是受到水的压力差,所以本题的受力分析重复,故①的说法错;
②③木块放入溢水杯中,排开的水全部收集到量筒内,木块受到的浮力等于排开的水重,又因为木块漂浮,木块受到的浮力等于木块重,故②③的说法正确;
④因为不知道游码所处的位置,左盘中物体的总质量不一定等于右盘中砝码的总质量,故④的说法错。
故C正确。
10.A
【解析】
【详解】
当将一手指放入烧杯内的水中(手指不与烧杯壁。底接触。且水未溢出),手会受到水的浮力,根据力的作用是相互的,手也会给水一个反作用力。所以,手虽然不碰到杯子,但在水中,这个浮力存在,对水的压力就存在,相当于天平左盘的物体质量增加,所以本来已平衡的天平左盘要下倾。
故选项A符合题意。
11.AD
【详解】
A. 海水的咸度很高、密度大,大于人体的密度,人被扔进海里就自然浮起来,沉不下去,故A正确;
B. 如果海水的密度等于人体的密度,人被扔进海里后,因为F浮=ρ海水Vg=G人=ρ人Vg,人将悬浮在海水中,人会被淹死,故B错误;
CD、人被扔进海里漂浮在海面时,浮力等于人体的重力,沉不下去,故C错误、D正确。
故选AD.
12.B
【详解】
根据题意知道,正方体的体积是
放入水中静止时,排开水的体积是
,
由知道,受到水的浮力是
;
由于正方体在水中漂浮,所以,正方体的重力是
G=F水=6N
又因为正方体在液体中也漂浮,所以,受到液体的浮力是
F液=G=6N
根据题意知道,排开液体的体积是
由知道,液体的密度是
由以上计算知道,只有B符合题意。故选B。
13.A
【解析】
【详解】
AB.由图象知,G=9N,当物体完全浸没时,拉力F=5N,
则完全浸没时的浮力为F浮=G−F=9N−5N=4N,此时物体完全浸没,所以浮力最大;
由F浮=ρ液gV排得,V=V排=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg =4×10−4m3=400cm3
故A正确;B错误;
C.物体的质量m=Gg=9N10N/kg=0.9kg;
则ρ=mV=0.9kg4×10−4m3=2.25×103kg/m3
故C错误;
D. 圆柱体刚浸没时,下表面受到的压力F下=F浮=4N,故D错误。
14.D
【详解】
A.试管在三种液体中都漂浮,所以浮力都等于其重力,因此浮力相等,故A错误;
B.由F浮=ρ液gV排可知,,浮力相等,V排甲最大,所以ρ甲最小,故B错误;
C.甲、乙、丙液体的质量相等,试管放入三种液体后,受到浮力相等,因此G排=G管,可得三种液体对烧杯底的压力相等,由于p=可知,压强相等,故C错误;
D.由C分析可知,试管在三种液体中排开液体的重力一样大,故D正确。
故选D。
15.(1)16.2g(2)0.31cm3(3)443.9g
【详解】
(1)需要玉石的质量为:
m玉=ρ玉V玉=3.0g/cm3×5.4cm3=16.2g;
(2)金牌中金的体积约为:
;
(3) 金牌的质量是:
m=ρ金V总=19.3g/cm3×23cm3=443.9g。
答:(1)一枚金牌约需要玉石的质量为6.2g;
(2)一枚金牌中金的体积约为0.31cm3 ;
(3)若该金牌由纯金制造,则金牌的质量是443.9g。
16.(1)1N;(2)1m3;(3)2.7kg/
【详解】
(1)金属块浸没在水中受到的浮力
F浮=G物−F=2.7N−1.7N=1N
(2)因金属块浸没在水中,所以,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,金属块的体积
V金=V排== =1×10−4m3
(3)由题意可知,金属块的重力G=2.7N,
由G=mg可得,金属块的质量
m===0.27kg
密度
ρ===2.7×103kg/m3
答:(1)金属块在水中受到的浮力是1N;(2)金属块的体积是1×10−4m3;(3)金属材料的密度是2.7×103kg/m3。
17.(1)5N(2)0.06m
【详解】
(1).已知正方体木块边长为10cm,
当加入5cm深的水时,V排=10cm×10cm×5cm=500cm3=5×10−4m3,
则 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10−4m3=5N,
(2).当F浮=G=6N时,木块开始上浮,
则h===0.06m。
答:(1).此时木块受到的浮力为5N;
(2).水槽中的水加至6cm深时,木块开始上浮。
18.(1)20牛;(2)2×10-3 米3;(3)2.7×103千克/米3;
【详解】
(1)金属球所受浮力为:
F浮=G-F示=54N-34N=20N
(2)∵F浮=ρ水gV排
∴V排= = =2×10-3m3
∵金属球浸没在水中,
∴金属球的体积:
V=V排=2×10-3m3
(3)∵G=mg=ρVg,
∴金属球的密度:
ρ= = =2.7×103kg/m3
答:(1)金属球浸没在水中时所受的浮力是20N;
(2)金属球的体积是2×10-3m3;
(3)金属球的密度是2.7×103kg/m3。.
19.(1)9×10﹣3m3;(2)1.11×103kg/m3;(3)4.995t
【分析】
(1)桶的容积等于水的体积,根据公式计算即可。
(2)稻谷的体积和桶的容积相等,根据公式计算稻谷的密度。
(3)已知稻谷的密度和体积,根据公式计算稻谷的总质量即可。
【详解】
(1)根据可得,桶的容积为
(2)桶中稻谷的体积为
稻谷的密度
(3)根据可得,这堆稻谷的总质量
答:(1)该桶的容积为9×10﹣3m3;(2)这堆稻谷的密度为1.11×103kg/m3;(3)这堆稻谷的总质量为4.995t。
20.6.75×108、小
【详解】
满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N,护卫舰向前航行的过程中,两护卫舰内侧水的流速大于外侧水的流速,造成了两护卫舰内侧水的压强小于外侧水的压强,外部的水会把两舰挤在一起, 容易发生碰撞事故。
21.等于 大于
【详解】
由于两个长方体A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,由物体的漂浮、悬浮条件可知:F甲=G,F乙=G,所以F甲=F乙.甲液体中的A漂浮,ρ甲液>ρA,乙液体中的B悬浮,ρ乙液=ρB,两种液体的密度:ρ甲液>ρ乙液;又因为两容器液面等高,所以由p=ρgh可知,两种液体对容器底压强:p甲>p乙.
22.上升 下降
【详解】
冰块漂浮在盐水水面上,所以,F浮=G冰,则ρ盐水gV排=ρ冰gV冰,
所以,V排=,冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以,m冰=m水,则ρ冰V冰=ρ水V水,所以,V水=,已知:ρ盐水>ρ水,则V水>V排,所以,若冰完全熔化,杯中液面上升.当冰熔化成水时,体积变小,排开水的体积变小;而石块下沉,排开水的体积不变,
所以当冰熔化完后,杯中的水面下降.
23.1.8 1.6 上升 向下运动 75
【详解】
(1)[1]由于物体密度小于水,则根据浮沉条件可知,物体在水中将漂浮,浮力等于重力,即
F浮水=G物=m物g=0.18kg×10N/kg=1.8N
[2]由于物体密度大于酒精,则根据浮沉条件可知,物体在酒精中下沉,此时排开酒精体积等于物体体积,即
所受浮力为
(2)[3]由于冰的密度小于浓盐水的密度,则根据浮沉条件有冰的重力等于浮力,则
则
冰熔化成水后,状态不变,质量不变,则有
则
由于盐水密度大于水的密度,则
则可知冰熔化后液面将上升。
(3)[4]初始时,整体在水中悬浮,则根据浮沉条件可知,此时浮力等于重力,当把气球和金属块的位置轻轻向下移动一些,气球的深度变大,根据可知,气球表面受到的液体压强增大,则气球将被压缩变小,整体体积变小,根据可知,整体浮力变小,则浮力小于重力,将向下运动;
(4)[5]由题意分析可知,锅内蒸汽刚好顶开限压阀自动放气时有
p气+p阀=p内
则限压阀产生的压强为
p阀=p内-p气=2.5×105Pa-1×105Pa=1.5×105Pa
限压阀的对锅的压力等于其重力,则有
G=F=p阀S孔=1.5×105Pa×0.05×10-4m2=0.75N
则限压阀质量为
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