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初中科学华师大版八年级上册第3章 浮力综合与测试当堂达标检测题
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这是一份初中科学华师大版八年级上册第3章 浮力综合与测试当堂达标检测题,共15页。试卷主要包含了选择题,简答题,填空题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题
1.如图,沉在杯底的鸡蛋受到浮力作用,浮力的施力物体是( )
A.鸡蛋B.水
C.杯子D.地球
2.在三只完全相同的容器里,放有等量的水,分别将铝、铁、铅三块金属放入容器后,水面上升相同的高度,已知三种金属的密度ρ铅>ρ铁>ρ铝。若铝、铁、铅三块金属的质量分别为m1、m2、m3,则
A.m1>m2>m3
B. m1< m2< m3
C. m1> m2< m3
D. m1< m2> m3
3.如图所示,某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入在水中后,继续向下压一段距离,共用时t0,此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下列图中的( )
A.B.
C.D.
4.2012年3月25日,卡梅隆乘坐“深海挑战者”号深潜器潜人马里亚纳海沟11000m深处.下潜过程中,卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩,则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是(设海水密度不变)( )
A.压强越来越大,浮力越来越小
B.压强越来越大,浮力越来越大
C.压强越来越小,浮力越来越小
D.压强越来越小,浮力越来越大
5.如图所示,魔法水母是一款受孩子喜爱的玩具。在瓶内注满水,然后放入魔法水母,旋紧瓶盖,用力抓握塑料瓶,魔法水母就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来。调整握塑料瓶的力度,魔法水母就可以静止悬浮在水中。下列说法错误的是( )
A.魔法水母下沉时受到的液体压强变大
B.魔法水母上浮时它所受到的浮力变大
C.魔法水母是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的
D.魔法水母悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
6.刚被车床切削过的零件,切削前后没有变化的物理量是
A.质量B.温度C.体积D.密度
7.一定温度范围内,一定质量的水的体积随温度变化的图线如图所示。若水的温度从8℃降至2℃,则此过程中水的密度( )
A.先变小后变大
B.保持不变
C.先变大后变小
D.一直变大
8.将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的土仪器。将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如图所示。对于这个土仪器所运用的知识或用途,下列说法中不正确的是( )
A.运用了二力平衡的知识B.它在不同的液体中所受浮力不同
C.可以比较不同液体密度的大小D.运用了物体的漂浮条件
9.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同。由此可以判断( )
A.两物体受的浮力一定相同
B.两个物体一定是等重的
C.浸在水中时,弹簧测力计示数是相同的
D.两个物体一定处在液体中相同深度
10.中饭,妈妈准备为小红烧一碗贡丸汤,小红好奇就站在妈妈身旁,她发现贡丸刚入锅时是沉入锅底的,而熟了却浮在水面上,关于这个过程叙述正确的是( )
A.刚入锅时,贡丸受到的重力小于浮力
B.刚入锅时,贡丸受到的重力等于浮力
C.贡丸上升过程中,浮力始终等于重力
D.贡丸浮在水面时,浮力等于重力
11.一圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,均处于漂浮状态,如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力分别是F1和F2,则( )
A.ρ1>ρ2、F1>F2
B.ρ1<ρ2、F1<F2
C.ρ1<ρ2、F1=F2
D.ρ1>ρ2、F1=F2
12.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。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136N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C.该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
13.完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小变化情况( )
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,且始终大于重力直至静止时,浮力才等于重力
D.浮力先大于重力,后小于重力
14.将四个形状不同、高度均为L的实心金属块,用细线拉着,匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中,直至容器底部,此时水未溢出。四个实验中与左下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是( )
A.B.C.D.
二、简答题
15.科学探究小组学习了浮力以后,提出了一个问题:对于漂浮在液面上的实心物体,排开液体部分的体积和总体积是否存在一种关系?通过组员的讨论、计算,最终得出了一个关系式:ρ物/ρ液=V排/V物 ,请你证明此关系式。___
16.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有2/5的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg.)
(1)求此时容器底部受到的水的压强。
(2)求木块A的密度。
(3)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,此时弹簧对木块的作用力为F1,再打开阀门B缓慢放水,直至木块A全完离开水面时,再关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力F2,求F1与F2之比。
17.如图所示,将一个物体挂在弹簧测力计下。当物体处在空气中时,弹簧测力计的示数为50牛;把物体浸没在足够深的水中,弹簧测力计的示数为30牛。求:
(1)物体受到的浮力是多少牛?
(2)物体的体积是多大?
(3)物体的密度是多少?
18.一个边长为10cm的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水,如图乙所示。用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度.则图丙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图象。(g取10N/kg)
(1)当F浮=4N时,木块处于_____________(填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?_____________
(3)水对木块所做功是多少?_________
19.如图甲,圆筒形容器内装有适量的水,放在水平桌面上;实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人水中时(水没有溢出容器),弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系。实验过程中,小王将测量记录的数据绘制成乙图所示的曲线。请据图分析回答下列问题:
(1)观察图乙通过分析F和h的关系,可以得出结论:浸在液体中的物体所受浮力与_______有关。
(2)由图乙可知,实心圆柱形物体A的浸入14厘米时,所受浮力为______N。
(3)当h等于16cm时,物体A浸在水中的体积大小为多少______?(g=10N/kg)
三、填空题
20.将一木块轻轻放入一个装满水的烧杯中,当木块静止时,测得溢出的水的重力为0.5N,则木块受到水的浮力为______N.
21.密度计是测量__________的仪器。把它放在密度较大的液体中,它排开的液体体积__________ (填“较大”或“较小”)。
22.一金属球,它在空气中称得7.6N,浸入某液体中称得6.62N,则金属球受到的浮力是__________N,它排开的液体的重力是___________N。
23.2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,达到世界先进水平。潜水器从海面处下潜到5000米深处用时2.5小时,已知海面处1立方米海水的质量是1022千克,而在5000米深处,由于海水被压缩,1立方米海水的质量达到1050千克。则:
(1)潜水器在海里下潜过程中受到的压强______,受到的浮力______(选填增大/减小/不变)。
(2)已知潜水器的总体积为8立方米,则在5000米深处(潜水器在下潜过程体积不变),潜水器受到的浮力为______牛(g取10N/kg)。
24.密度计是用来测量液体密度的仪器,测量时漂浮在被测液体中。如图所示,用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度,则密度计在两种液体里受到的浮力大小F甲___ ___F乙,两种液体的密度ρ甲 ρ乙(填“>”“<”“=”)。
参考答案
1.B
【详解】
沉在杯底的鸡蛋受到三个力的作用:重力、浮力和支持力,其中重力的施力物体是地球,浮力的施力物体是水,支持力的施力物体是杯子。故B符合题意。
2.B
【详解】
三个容器相同,放有等量的水,分别将铝、铁、铅三块金属放入容器后,水面上升的高度相同,所以铝、铁、铅三块金属的体积相同。根据m=ρV可知,V相同,ρ越大,m越大。又因为ρ铅>ρ铁>ρ铝,所以m1< m2< m3.
故B正确。
3.A
【详解】
当饮料瓶全部浸入水中后,排开水的体积不再变化,根据公式F浮=ρgV排可知,排开水的体积一定时,受到的浮力将不再变化;
A.表示一开始就受到浮力作用,然后浮力逐渐增加,最后保持不变,故选项A符合题意;
B.表示物体逐渐浸没,所受浮力逐渐变大,最后不变,故选项B不合题意;
C.表示物体完全浸没后,不管怎样移动,排开水的体积不再变化,受到的浮力保持不变;顾选项C不合题意;
D.表示物体受到的浮力逐渐增加,故选项D不合题意;
.
.
4.A
【解析】
【详解】
由液体压强公式知深度越深压强越大,由阿基米德原理知浸没时深潜器发生越来越明显的收缩排开液体体积变小,液体密度不变,因此浮力变小。
A.压强越来越大,浮力越来越小与分析相符;
B.压强越来越大,浮力越来越大与分析不相符;
C.压强越来越小,浮力越来越小与分析不相符;
D.压强越来越小,浮力越来越大与分析不相符。
5.B
【详解】
BCD、挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入魔法水母中,魔法水母的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;
松开手,魔法水母内水面上的空气体积增大,压强减小,魔法水母里面被压缩的空气把水压出来,此时魔法水母的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中,故D正确;
魔法水母是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,魔法水母上浮时它所受到的重力减小,浮力不变,故B错误,C正确;
A、魔法水母下沉时,深度增加,根据p=ρgh知受到的液体压强变大,故A正确;
故选:B。
6.D
【详解】
刚被车床切削过的零件,质量相对原来减小了,体积也变小了,切削过程中与车床摩擦,温度会升高。但切削前后,零件的种类没有变化,所以密度不变。故ABC错误,D正确。
故选D.
7.C
【分析】
由图示可知,水的体积的变化,利用密度公式分析,对于一定质量的水,当体积减小时,密度增大;体积增大时,密度减小。
【详解】
由图示可知,水的体积的变化是先减小,到4℃后又逐渐增大,利用密度公式分析可知,一定质量的水,体积减小时,密度增大;反之,减小,故水的密度先增大后减小。
故选C。
8.B
【分析】
从图中可以看出,物体在不同液体中,浸入的深度不同,但始终漂浮,所以浮力相等,等于自身的重力,根据公式可以比较液体密度的大小。
【详解】
A.物体在液体表面上受浮力和重力的作用,由于处于静止状态,可以利用二力平衡的特点分析,则A正确,不符合题意;
BD.物体在液体表面上处于漂浮,根据物体的漂浮条件可知浮力等于重力,重力相同,浮力也相同,则B错误,符合题意;D正确,不符合题意;
C.从图中可以看出,仪器在三种液体中排开液体的体积大小,根据公式可以比较三种液体密度的大小关系,则C正确,不符合题意;
故选B。
9.A
【详解】
A.因物体都浸没在水中,所以
F浮=G-F′=2N
即两物体受到的浮力相同,故A正确;
BC.仅知道物体受浮力的大小关系,据F浮=G-F′不能确定物体受重力、浸没水中后弹簧测力计的示数的大小关系,故B、C错;
D.浸没水中的物体受到的浮力与所处的深度无关,故D错。
故选A。
10.D
【详解】
贡丸刚入锅时,体积较小,重力大于浮力,所以下沉,所以AB选项错误;
加热一段时间后, 贡丸因其内部气体受热膨胀,致使贡丸体积变大,由此可以知道,所受浮力变大,当浮力大于重力时, 贡丸上浮起来, 贡丸上升过程中,浮力始终大于重力,所以C选项错误;
贡丸漂浮在水面时,受到的浮力等于贡丸的重力,故D正确.
故选D.
11.D
【详解】
(1)由图可知,圆柱体在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,
由于物体漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,
所以,圆柱体在两液体中所受浮力相等,都等于圆柱体的重力,故AB错误,
(2)由于圆柱体在两液体中所受浮力F1=F2,由图可知:V排甲<V排乙,根据F浮=ρ液gV排得ρ液=可知:ρ1>ρ2 ,故C错误;D正确;
故选D。
12.C
【详解】
A.当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的段,从图可知,该金属块重力为:
,
故A错误;
B.当金属块未露出液面时,即为图中的段,从图可知,此时绳子的拉力为,则金属块受到的浮力大小为:
,
故B错误;
C.由可知:
金属块排开水的体积(金属块的体积)
,
则由
得金属块的密度为:
,
故C正确。
D.从图可知,绳子的拉力在至时间段内逐渐的变大,则由公式
可知,金属块的重力不变,而拉力逐渐的变大,所以浮力逐渐变小,故D错误;
13.C
【解析】
【详解】
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C符合题意。
14.A
【详解】
A.匀速放入水中的时候,沉入水中的深度变化也是匀速的,球面的对应半径先变大再变小,所以球排开水的体积的增加速度先变快,再变慢,所以所受浮力增长速度也有同样的规律.表现在曲线中是斜率先变大再变小,最后完全沉入水中后就不变了,又因为金属是球形,所以曲线也应该是平滑的,故选项A符合题意;
B.匀速放入水中的时候,正方体排开水的体积匀速增加,所受浮力增长速度也是匀速的,故选项B不符合题意;
C.匀速放入水中的时候,物体上小下大,排开水的体积增加的越来越慢,所受浮力增长速度也是越来越慢,故选项C不符合题意;
D.匀速放入水中的时候,物体中间小两头大,排开水的体积增加的先变慢再变快,所受浮力增长速度也是先变慢再变快,故选项D不符合题意。
15.见解析
【详解】
因为漂浮,所以F浮=G物;
又根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排
根据公式G=mg和m=ρV得:
G物=m物g=ρ物gV物;
故得:
ρ液gV排=ρ物gV物 ,
化简得到:
ρ物/ρ液 = V排/V物
16.(1)2×103Pa(2)0.6×103kg/m3;(3)2:3
【详解】
(1)容器底部受到的水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa;
(2)因木块漂浮,所以G=F浮,即:
ρ木gV=ρ水g×V,
解得:
ρ木=ρ水=0.6×103kg/m3;
(3)木块完全浸没时,弹簧对木块的作用力:
F1=F浮-G=ρ水gV-ρ木gV=ρ水gV,
木块刚好离开水面后,弹簧对木块的作用力:
F2=G=ρ木gV=ρ水gV,
所以:
F1:F2=ρ水gV:ρ水gV=2:3.
答:(1)此时容器底部受到的水的压强为2000Pa;
(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;
(3) F1、F2之比为2:3.
17.【答题空1】20
【答题空2】2×10−3m3
【答题空3】2.5×103kg/m3
【详解】
(1)物体受到的浮力:
F浮=G−F′=50N−30N=20N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρgV排可得,物体的体积:
V=V排== =2×10−3m3
(3)由G=mg可得,物体的质量:
m= =5kg,
物块的密度:
ρ==2.5×103kg/m3
答:(1).物体受到的浮力是20N;
(2).物体的体积是2×10−3m3;
(3).物体的密度是2.5×103kg/m3.
18.漂浮 0.4×103kg/m3 0.6J
【详解】
(1).我们结合图丙将木块的各个状态分解出来,当F浮=4N时就是水面上升到线刚好伸直,而此时线对木块没有拉力,由此可知,此时为漂浮状态(F浮=G).
(2).木块的质量m===0.4kg,
木块体积V=(10cm)3=1000cm3=1×10−3m3,
木块的密度ρ===0.4×103kg/m3
(3).由分析可知,当F浮=4N时木块开始上升,到25cm木块浸没,则木块停止上升时的高度时h=25cm−10cm=15cm=0.15m;
则浮力对木块所做的功W=F浮h=4N×0.15m=0.6J.
答:(1).漂浮。
(2).木块的密度为0.4×103kg/m3.
(3).水对木块所做的功是0.6J.
19.排开液体的体积 7 7×10-4m3
【详解】
(1)[1]观察分析图乙可知,当h小于12cm时,物体A排开水的体积随着浸入水中深度的增大而增大,弹簧测力计的示数F逐渐减小,故物体A所受浮力不断变大;当h等于或大于12cm时,物体A排开水的体积不再随着浸入水中深度的增大而增大,弹簧测力计的示数F不再变化,故物体A所受浮力不再变化,因此可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力与排开液体的体积有关。
(2)[2]分析图像数据可以得出结论:在物体A没有浸没之前,弹簧测力计的示数为9N,即物体重力为9N;
由图像乙可知:当h等于14cm时,物体A完全浸没,弹簧测力计的拉力为F=2N,所以此时受到的浮力为
F浮=G-F=9N-2N=7N。
(3)[3]由图可知,当h等于16cm时,物体受到的浮力仍为7N,
。
20.0.5
【详解】
由题意知,G排=G溢=0.5N,
根据阿基米德原理木块受到的浮力:
F浮=G排=0.5N。
21.液体密度 较小
【解析】
【详解】
[1]密度计是用来测量液体密度的测量仪器;
[2]密度计在使用时在液体中漂浮,此时浮力等于密度计的重力,根据阿基米德原理可知,浮力不变,液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小。
22.0.98 0.98
【详解】
[1]金属球浸在液体中后,弹簧秤的示数减小,这是因为石块此时受到了液体对它向上的浮力作用,金属球所受的浮力大小
F浮=G−F示=7.6N−6.62N=0.98N
[2]由阿基米德原理可知,物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,所以石块排开液体的重力为0.98N。
23.增大 增大 8.4
【详解】
(1)[1][2]海面处1m3海水的质量是1022kg,即海面处海水的密度是1.022103 kg/m3,而在5000m深处,由于海水被压缩,1m3海水的质量是1050kg,即在5000m深处海水的密度是1.05103 kg/m3,所以,潜水器下潜深度增加,海水的密度变大,根据p=gh可知潜水器在海里下潜过程中受到的压强增大,潜水器排开海水的体积不变,根据阿基米德原理=g 可知潜水器受到的浮力增大。
[3]潜水器在5000m深处受到的浮力
F浮=g= 1.05103 kg/m310N/kg8m3=8.4104N
24.= <
【详解】
第一空.同一支密度计重力是不变的,在两种液体中都处于漂浮,根据漂浮条件,则两次受到的浮力大小都等于重力,即两次浮力大小相等。
第二空.由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积大于在乙液体中排开液体的体积。根据得ρ液=可知,甲液体密度小于乙液体密度。
一、选择题
1.如图,沉在杯底的鸡蛋受到浮力作用,浮力的施力物体是( )
A.鸡蛋B.水
C.杯子D.地球
2.在三只完全相同的容器里,放有等量的水,分别将铝、铁、铅三块金属放入容器后,水面上升相同的高度,已知三种金属的密度ρ铅>ρ铁>ρ铝。若铝、铁、铅三块金属的质量分别为m1、m2、m3,则
A.m1>m2>m3
B. m1< m2< m3
C. m1> m2< m3
D. m1< m2> m3
3.如图所示,某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入在水中后,继续向下压一段距离,共用时t0,此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下列图中的( )
A.B.
C.D.
4.2012年3月25日,卡梅隆乘坐“深海挑战者”号深潜器潜人马里亚纳海沟11000m深处.下潜过程中,卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩,则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是(设海水密度不变)( )
A.压强越来越大,浮力越来越小
B.压强越来越大,浮力越来越大
C.压强越来越小,浮力越来越小
D.压强越来越小,浮力越来越大
5.如图所示,魔法水母是一款受孩子喜爱的玩具。在瓶内注满水,然后放入魔法水母,旋紧瓶盖,用力抓握塑料瓶,魔法水母就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来。调整握塑料瓶的力度,魔法水母就可以静止悬浮在水中。下列说法错误的是( )
A.魔法水母下沉时受到的液体压强变大
B.魔法水母上浮时它所受到的浮力变大
C.魔法水母是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的
D.魔法水母悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
6.刚被车床切削过的零件,切削前后没有变化的物理量是
A.质量B.温度C.体积D.密度
7.一定温度范围内,一定质量的水的体积随温度变化的图线如图所示。若水的温度从8℃降至2℃,则此过程中水的密度( )
A.先变小后变大
B.保持不变
C.先变大后变小
D.一直变大
8.将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的土仪器。将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如图所示。对于这个土仪器所运用的知识或用途,下列说法中不正确的是( )
A.运用了二力平衡的知识B.它在不同的液体中所受浮力不同
C.可以比较不同液体密度的大小D.运用了物体的漂浮条件
9.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同。由此可以判断( )
A.两物体受的浮力一定相同
B.两个物体一定是等重的
C.浸在水中时,弹簧测力计示数是相同的
D.两个物体一定处在液体中相同深度
10.中饭,妈妈准备为小红烧一碗贡丸汤,小红好奇就站在妈妈身旁,她发现贡丸刚入锅时是沉入锅底的,而熟了却浮在水面上,关于这个过程叙述正确的是( )
A.刚入锅时,贡丸受到的重力小于浮力
B.刚入锅时,贡丸受到的重力等于浮力
C.贡丸上升过程中,浮力始终等于重力
D.贡丸浮在水面时,浮力等于重力
11.一圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,均处于漂浮状态,如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力分别是F1和F2,则( )
A.ρ1>ρ2、F1>F2
B.ρ1<ρ2、F1<F2
C.ρ1<ρ2、F1=F2
D.ρ1>ρ2、F1=F2
12.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。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136N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C.该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
13.完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小变化情况( )
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,且始终大于重力直至静止时,浮力才等于重力
D.浮力先大于重力,后小于重力
14.将四个形状不同、高度均为L的实心金属块,用细线拉着,匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中,直至容器底部,此时水未溢出。四个实验中与左下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是( )
A.B.C.D.
二、简答题
15.科学探究小组学习了浮力以后,提出了一个问题:对于漂浮在液面上的实心物体,排开液体部分的体积和总体积是否存在一种关系?通过组员的讨论、计算,最终得出了一个关系式:ρ物/ρ液=V排/V物 ,请你证明此关系式。___
16.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有2/5的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg.)
(1)求此时容器底部受到的水的压强。
(2)求木块A的密度。
(3)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,此时弹簧对木块的作用力为F1,再打开阀门B缓慢放水,直至木块A全完离开水面时,再关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力F2,求F1与F2之比。
17.如图所示,将一个物体挂在弹簧测力计下。当物体处在空气中时,弹簧测力计的示数为50牛;把物体浸没在足够深的水中,弹簧测力计的示数为30牛。求:
(1)物体受到的浮力是多少牛?
(2)物体的体积是多大?
(3)物体的密度是多少?
18.一个边长为10cm的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水,如图乙所示。用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度.则图丙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图象。(g取10N/kg)
(1)当F浮=4N时,木块处于_____________(填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?_____________
(3)水对木块所做功是多少?_________
19.如图甲,圆筒形容器内装有适量的水,放在水平桌面上;实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人水中时(水没有溢出容器),弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系。实验过程中,小王将测量记录的数据绘制成乙图所示的曲线。请据图分析回答下列问题:
(1)观察图乙通过分析F和h的关系,可以得出结论:浸在液体中的物体所受浮力与_______有关。
(2)由图乙可知,实心圆柱形物体A的浸入14厘米时,所受浮力为______N。
(3)当h等于16cm时,物体A浸在水中的体积大小为多少______?(g=10N/kg)
三、填空题
20.将一木块轻轻放入一个装满水的烧杯中,当木块静止时,测得溢出的水的重力为0.5N,则木块受到水的浮力为______N.
21.密度计是测量__________的仪器。把它放在密度较大的液体中,它排开的液体体积__________ (填“较大”或“较小”)。
22.一金属球,它在空气中称得7.6N,浸入某液体中称得6.62N,则金属球受到的浮力是__________N,它排开的液体的重力是___________N。
23.2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,达到世界先进水平。潜水器从海面处下潜到5000米深处用时2.5小时,已知海面处1立方米海水的质量是1022千克,而在5000米深处,由于海水被压缩,1立方米海水的质量达到1050千克。则:
(1)潜水器在海里下潜过程中受到的压强______,受到的浮力______(选填增大/减小/不变)。
(2)已知潜水器的总体积为8立方米,则在5000米深处(潜水器在下潜过程体积不变),潜水器受到的浮力为______牛(g取10N/kg)。
24.密度计是用来测量液体密度的仪器,测量时漂浮在被测液体中。如图所示,用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度,则密度计在两种液体里受到的浮力大小F甲___ ___F乙,两种液体的密度ρ甲 ρ乙(填“>”“<”“=”)。
参考答案
1.B
【详解】
沉在杯底的鸡蛋受到三个力的作用:重力、浮力和支持力,其中重力的施力物体是地球,浮力的施力物体是水,支持力的施力物体是杯子。故B符合题意。
2.B
【详解】
三个容器相同,放有等量的水,分别将铝、铁、铅三块金属放入容器后,水面上升的高度相同,所以铝、铁、铅三块金属的体积相同。根据m=ρV可知,V相同,ρ越大,m越大。又因为ρ铅>ρ铁>ρ铝,所以m1< m2< m3.
故B正确。
3.A
【详解】
当饮料瓶全部浸入水中后,排开水的体积不再变化,根据公式F浮=ρgV排可知,排开水的体积一定时,受到的浮力将不再变化;
A.表示一开始就受到浮力作用,然后浮力逐渐增加,最后保持不变,故选项A符合题意;
B.表示物体逐渐浸没,所受浮力逐渐变大,最后不变,故选项B不合题意;
C.表示物体完全浸没后,不管怎样移动,排开水的体积不再变化,受到的浮力保持不变;顾选项C不合题意;
D.表示物体受到的浮力逐渐增加,故选项D不合题意;
.
.
4.A
【解析】
【详解】
由液体压强公式知深度越深压强越大,由阿基米德原理知浸没时深潜器发生越来越明显的收缩排开液体体积变小,液体密度不变,因此浮力变小。
A.压强越来越大,浮力越来越小与分析相符;
B.压强越来越大,浮力越来越大与分析不相符;
C.压强越来越小,浮力越来越小与分析不相符;
D.压强越来越小,浮力越来越大与分析不相符。
5.B
【详解】
BCD、挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入魔法水母中,魔法水母的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;
松开手,魔法水母内水面上的空气体积增大,压强减小,魔法水母里面被压缩的空气把水压出来,此时魔法水母的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中,故D正确;
魔法水母是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,魔法水母上浮时它所受到的重力减小,浮力不变,故B错误,C正确;
A、魔法水母下沉时,深度增加,根据p=ρgh知受到的液体压强变大,故A正确;
故选:B。
6.D
【详解】
刚被车床切削过的零件,质量相对原来减小了,体积也变小了,切削过程中与车床摩擦,温度会升高。但切削前后,零件的种类没有变化,所以密度不变。故ABC错误,D正确。
故选D.
7.C
【分析】
由图示可知,水的体积的变化,利用密度公式分析,对于一定质量的水,当体积减小时,密度增大;体积增大时,密度减小。
【详解】
由图示可知,水的体积的变化是先减小,到4℃后又逐渐增大,利用密度公式分析可知,一定质量的水,体积减小时,密度增大;反之,减小,故水的密度先增大后减小。
故选C。
8.B
【分析】
从图中可以看出,物体在不同液体中,浸入的深度不同,但始终漂浮,所以浮力相等,等于自身的重力,根据公式可以比较液体密度的大小。
【详解】
A.物体在液体表面上受浮力和重力的作用,由于处于静止状态,可以利用二力平衡的特点分析,则A正确,不符合题意;
BD.物体在液体表面上处于漂浮,根据物体的漂浮条件可知浮力等于重力,重力相同,浮力也相同,则B错误,符合题意;D正确,不符合题意;
C.从图中可以看出,仪器在三种液体中排开液体的体积大小,根据公式可以比较三种液体密度的大小关系,则C正确,不符合题意;
故选B。
9.A
【详解】
A.因物体都浸没在水中,所以
F浮=G-F′=2N
即两物体受到的浮力相同,故A正确;
BC.仅知道物体受浮力的大小关系,据F浮=G-F′不能确定物体受重力、浸没水中后弹簧测力计的示数的大小关系,故B、C错;
D.浸没水中的物体受到的浮力与所处的深度无关,故D错。
故选A。
10.D
【详解】
贡丸刚入锅时,体积较小,重力大于浮力,所以下沉,所以AB选项错误;
加热一段时间后, 贡丸因其内部气体受热膨胀,致使贡丸体积变大,由此可以知道,所受浮力变大,当浮力大于重力时, 贡丸上浮起来, 贡丸上升过程中,浮力始终大于重力,所以C选项错误;
贡丸漂浮在水面时,受到的浮力等于贡丸的重力,故D正确.
故选D.
11.D
【详解】
(1)由图可知,圆柱体在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,
由于物体漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,
所以,圆柱体在两液体中所受浮力相等,都等于圆柱体的重力,故AB错误,
(2)由于圆柱体在两液体中所受浮力F1=F2,由图可知:V排甲<V排乙,根据F浮=ρ液gV排得ρ液=可知:ρ1>ρ2 ,故C错误;D正确;
故选D。
12.C
【详解】
A.当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的段,从图可知,该金属块重力为:
,
故A错误;
B.当金属块未露出液面时,即为图中的段,从图可知,此时绳子的拉力为,则金属块受到的浮力大小为:
,
故B错误;
C.由可知:
金属块排开水的体积(金属块的体积)
,
则由
得金属块的密度为:
,
故C正确。
D.从图可知,绳子的拉力在至时间段内逐渐的变大,则由公式
可知,金属块的重力不变,而拉力逐渐的变大,所以浮力逐渐变小,故D错误;
13.C
【解析】
【详解】
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C符合题意。
14.A
【详解】
A.匀速放入水中的时候,沉入水中的深度变化也是匀速的,球面的对应半径先变大再变小,所以球排开水的体积的增加速度先变快,再变慢,所以所受浮力增长速度也有同样的规律.表现在曲线中是斜率先变大再变小,最后完全沉入水中后就不变了,又因为金属是球形,所以曲线也应该是平滑的,故选项A符合题意;
B.匀速放入水中的时候,正方体排开水的体积匀速增加,所受浮力增长速度也是匀速的,故选项B不符合题意;
C.匀速放入水中的时候,物体上小下大,排开水的体积增加的越来越慢,所受浮力增长速度也是越来越慢,故选项C不符合题意;
D.匀速放入水中的时候,物体中间小两头大,排开水的体积增加的先变慢再变快,所受浮力增长速度也是先变慢再变快,故选项D不符合题意。
15.见解析
【详解】
因为漂浮,所以F浮=G物;
又根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排
根据公式G=mg和m=ρV得:
G物=m物g=ρ物gV物;
故得:
ρ液gV排=ρ物gV物 ,
化简得到:
ρ物/ρ液 = V排/V物
16.(1)2×103Pa(2)0.6×103kg/m3;(3)2:3
【详解】
(1)容器底部受到的水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa;
(2)因木块漂浮,所以G=F浮,即:
ρ木gV=ρ水g×V,
解得:
ρ木=ρ水=0.6×103kg/m3;
(3)木块完全浸没时,弹簧对木块的作用力:
F1=F浮-G=ρ水gV-ρ木gV=ρ水gV,
木块刚好离开水面后,弹簧对木块的作用力:
F2=G=ρ木gV=ρ水gV,
所以:
F1:F2=ρ水gV:ρ水gV=2:3.
答:(1)此时容器底部受到的水的压强为2000Pa;
(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;
(3) F1、F2之比为2:3.
17.【答题空1】20
【答题空2】2×10−3m3
【答题空3】2.5×103kg/m3
【详解】
(1)物体受到的浮力:
F浮=G−F′=50N−30N=20N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρgV排可得,物体的体积:
V=V排== =2×10−3m3
(3)由G=mg可得,物体的质量:
m= =5kg,
物块的密度:
ρ==2.5×103kg/m3
答:(1).物体受到的浮力是20N;
(2).物体的体积是2×10−3m3;
(3).物体的密度是2.5×103kg/m3.
18.漂浮 0.4×103kg/m3 0.6J
【详解】
(1).我们结合图丙将木块的各个状态分解出来,当F浮=4N时就是水面上升到线刚好伸直,而此时线对木块没有拉力,由此可知,此时为漂浮状态(F浮=G).
(2).木块的质量m===0.4kg,
木块体积V=(10cm)3=1000cm3=1×10−3m3,
木块的密度ρ===0.4×103kg/m3
(3).由分析可知,当F浮=4N时木块开始上升,到25cm木块浸没,则木块停止上升时的高度时h=25cm−10cm=15cm=0.15m;
则浮力对木块所做的功W=F浮h=4N×0.15m=0.6J.
答:(1).漂浮。
(2).木块的密度为0.4×103kg/m3.
(3).水对木块所做的功是0.6J.
19.排开液体的体积 7 7×10-4m3
【详解】
(1)[1]观察分析图乙可知,当h小于12cm时,物体A排开水的体积随着浸入水中深度的增大而增大,弹簧测力计的示数F逐渐减小,故物体A所受浮力不断变大;当h等于或大于12cm时,物体A排开水的体积不再随着浸入水中深度的增大而增大,弹簧测力计的示数F不再变化,故物体A所受浮力不再变化,因此可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力与排开液体的体积有关。
(2)[2]分析图像数据可以得出结论:在物体A没有浸没之前,弹簧测力计的示数为9N,即物体重力为9N;
由图像乙可知:当h等于14cm时,物体A完全浸没,弹簧测力计的拉力为F=2N,所以此时受到的浮力为
F浮=G-F=9N-2N=7N。
(3)[3]由图可知,当h等于16cm时,物体受到的浮力仍为7N,
。
20.0.5
【详解】
由题意知,G排=G溢=0.5N,
根据阿基米德原理木块受到的浮力:
F浮=G排=0.5N。
21.液体密度 较小
【解析】
【详解】
[1]密度计是用来测量液体密度的测量仪器;
[2]密度计在使用时在液体中漂浮,此时浮力等于密度计的重力,根据阿基米德原理可知,浮力不变,液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小。
22.0.98 0.98
【详解】
[1]金属球浸在液体中后,弹簧秤的示数减小,这是因为石块此时受到了液体对它向上的浮力作用,金属球所受的浮力大小
F浮=G−F示=7.6N−6.62N=0.98N
[2]由阿基米德原理可知,物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,所以石块排开液体的重力为0.98N。
23.增大 增大 8.4
【详解】
(1)[1][2]海面处1m3海水的质量是1022kg,即海面处海水的密度是1.022103 kg/m3,而在5000m深处,由于海水被压缩,1m3海水的质量是1050kg,即在5000m深处海水的密度是1.05103 kg/m3,所以,潜水器下潜深度增加,海水的密度变大,根据p=gh可知潜水器在海里下潜过程中受到的压强增大,潜水器排开海水的体积不变,根据阿基米德原理=g 可知潜水器受到的浮力增大。
[3]潜水器在5000m深处受到的浮力
F浮=g= 1.05103 kg/m310N/kg8m3=8.4104N
24.= <
【详解】
第一空.同一支密度计重力是不变的,在两种液体中都处于漂浮,根据漂浮条件,则两次受到的浮力大小都等于重力,即两次浮力大小相等。
第二空.由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积大于在乙液体中排开液体的体积。根据得ρ液=可知,甲液体密度小于乙液体密度。