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第10章 浮力 2021-2022学年人教版物理八年级下册练习题
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这是一份第10章 浮力 2021-2022学年人教版物理八年级下册练习题,共24页。
人教版八年级下册《第10章 浮力》2022年单元测试卷
一.选择题(共13小题)
1.(3分)小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图像如图乙,从图乙可知( )
A.物体受到的重力为2N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C.该物体的密度为1.0×103kg/m3
D.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
2.(3分)在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是( )
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、甲、乙、丙
3.(3分)如图所示,四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是( )
A.甲球所受的浮力最小 B.乙球所受的浮力最小
C.丙球所受的浮力最小 D.丁球所受的浮力最小
4.(3分)小红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.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
C.乙杯液体的密度较大
D.甲杯液体的密度较大
5.(3分)下列物体不受浮力作用的是( )
A.水中的气泡 B.漂在水面上的树叶
C.水中的桥墩 D.水中正在下沉的石头
6.(3分)关于浮力的说法你认为不正确的是( )
A.将一石块抛入水中,石块在下沉过程中不受浮力
B.在水中上升的木块受到浮力
C.在海边游泳的人受到海水对他产生的浮力
D.在空中上升的氢气球受到空气对它的浮力
7.(3分)下列说法正确的是( )
A.图甲中橡皮泥船采用改变自重的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m 深的海底是通过改变浮力大小来实现的
C.图丙说明物体浸没在液体中越深,所受的浮力越大
D.图丁中密度计在两种液体中所受浮力 F 甲=F 乙,两种液体的密度ρ甲<ρ乙
8.(3分)如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用
B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定受浮力的作用
D.D物体一定受浮力的作用
9.(3分)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”(如图所示)成功首潜。潜水器在水面下匀速下潜过程中( )
A.受到的重力小于浮力
B.上、下表面受到的压力差变大
C.受到的压强变大,浮力变大
D.受到的压强变大,浮力不变
10.(3分)有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N.把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是( )
A.5N B.7N C.14N D.12N
11.(3分)如图所示,水平桌面上有两个相同的烧杯,分别盛有质量相等的甲、乙两种液体。将材料相同的a、b两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,a球体积大于b球体积。静止时,a球漂浮在液面上,b球悬浮在液体中,a、b两球受到的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则( )
A.F甲=F乙;p甲=p乙 B.F甲=F乙;p甲>p乙
C.F甲>F乙;p甲=p乙 D.F甲>F乙;p甲>p乙
12.(3分)如图是同学们在家庭实验室中的一些小制作、小发明,对其解释不正确的是( )
A.甲图中用圆珠笔芯制作的密度计,它的刻度是越往上越小
B.乙图是制作的水气压计,试管口的塞子要多打孔与大气相通
C.丙图潜艇的制作原理是通过吸水、排水的方法改变其重力,实现沉与浮
D.丁图是一个冷热水混合淋浴器,它利用了流体压强与流速的关系
13.(3分)在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示。将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且25的体积露出水面,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是 5:2
B.甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
C.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是 2:5
D.甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力
二.多选题(共2小题)
(多选)14.(3分)小明同学是个喜欢动手实验的学生,他在家里用称体重的电子秤(单位是“N”)和一个圆柱形杯子研究压强和浮力的一些问题。他将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将水杯放到电子秤上,按实验操作规范将水杯中装适量的水,再用细线系住一个实心金属块并将其缓慢浸入水杯的水中,如图所示,金属块始终不与水杯接触。小明对这一实验过程有如下判断,他的判断正确的是( )
A.金属块浸没在水中静止时与金属块未浸入水中时相比,电子秤两次示数变化量等于金属块所受重力
B.金属块浸没在水中静止时与金属块未浸入水中时相比,电子秤示数的变化量等于金属块排开水的重力
C.金属块浸没在水中静止时与金属块未浸入水中时相比,水对容器底部的压强不变
D.金属块浸没在水中静止时处于悬浮状态,电子秤两次示数变化量等于金属块所受浮力
(多选)15.(3分)如图是某同学探究影响浮力大小因素的实验,容器甲、乙、丙装有水,丁装有酒精。根据图中情形,得出的结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得水能够产生浮力
B.由乙、丙两图可得浮力大小与物体排开水的体积有关
C.由丙、丁两图可得浮力大小与物体排开液体的体积有关
D.由丙、丁两图可得浮力大小与液体密度有关
三.填空题(共5小题)
16.(3分)如图所示,一个棱长为10cm的正方体悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N.则正方体受到的浮力为 N,正方体上表面到液面的距离= cm.(g=10N/kg)
17.(3分)2019年12月17日中国第一艘国产航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军。该航母满载排水量是65000t,则它满载时受到的浮力为 N,当舰载机着舰后,浮力将 ;舰母在航行时,两侧的护卫舰不能靠它太近,因为它们之间水的流速大,压强 ,容易发生相撞事故。
18.(3分)某潜水艇总质量为2.7×103t,体积为3×103m3,当它浮在海面上时,受到的浮力是 N,当它需要潜入海水中时,它至少要向水舱充入 m3的海水,潜水艇潜入海中一定深度时,仪表显示海水的压强为2×106Pa,此时它在海水中的深度为 m.(海水密度按1.0×103kg/m3计算,g=10N/kg)
19.(3分)杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。
(1)茶叶漂浮在水面,是因为浮力 重力(填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)茶叶匀速下沉阶段(不考虑水的蒸发),茶杯对桌面的压力将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(3分)潜水艇对保卫我国辽阔的南海起着越来越重要的作用,如图所示,潜水艇在水下的甲位置下潜到乙位置的过程中,潜水艇自身的重力增大,受到的浮力 ,潜水艇底部受到水的压强 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
四.实验探究题(共3小题)
21.某同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体受到的重力为 N。
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(3)由 两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)由 两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的 有关。
22.小张在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度。
实验器材有:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤如下:
①用刻度尺测出竹筷的长度L
②竹筷的下端缠上适量的细铅丝
③把自制的密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1(如图所示)
④把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2
根据上面的步骤回答下列问题:
(1)竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是 (选填“降低重心”或“增大支撑面”)使竹筷能竖直漂浮在液面。
(2)密度计是利用浮力 重力的条件工作的,竹筷下表面受到水的压强 竹筷下表面受到盐水的压强(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积 (选填“越小’”或“越大”)
(4)被测盐水的密度表达式:ρ盐水= (不计铅丝体积,水的密度为ρ水)
23.下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。
(1)实验中的所用圆柱体的重力为 N。
(2)在情景图B中存在的错误是 。
(3)纠正错误后,继续实验,在情景C中,圆柱受到的浮力F浮= N。
(4)圆柱体排开的水所受的重力G排= N。
(5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力。
(6)纠正错误后,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强 (选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”)。
五.计算题(共5小题)
24.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.求:
(1)物块受到的重力;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(3)物块的密度。
25.工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个正方体物件,绳子通过定滑轮,一端系着物件,另一端拴在汽车上,如图甲所示。汽车拉着物件匀速上升,已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)该物件的质量是多少?
(2)物件浸没在水中时,受到的浮力为多大?
(3)物件上表面恰好到达水面时,下表面受到水的压强为多少?
26.悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3×106kg(g=10N/kg,海水的密度取1×103kg/m3).求:
(1)潜艇排开的海水所受重力?
(2)潜艇所受浮力多大?
(3)潜水艇排开海水的体积?
(4)处于水下150m深度处有一个面积为2.4m2的舱盖,求它所受海水的压强和压力各是多大。
27.如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,木块A放在水中后处于漂浮状态,此时A浸在水中的体积为1.5×10﹣4m3,容器中水深为10cm。g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)木块A受到的浮力;
(2)放入木块A后水对容器底部的压强。
28.一个底面积为50cm2的烧杯中装有某种液体(液体密度未知),将一个木块放入烧杯的液体中,木块静止时液体深h1=10cm,如图甲所示;把一个小石块放在木块上,液体深h2=16cm,如图乙所示;若将小石块放入液体中,液体深h3=12cm,如图丙所示,石块对杯底的压力F=1.6N,求:
(1)小石块的体积;
(2)液体的密度;
(3)小石块的密度。
参考答案与试题解析
一.选择题(共13小题)
1.【分析】分析图示图像答题:物体没有浸入液体时测力计的示数为物体的重力;
物体的重力与测力计示数之差是物体受到的浮力;
根据物体受到的浮力,应用浮力公式可以求出物体的密度。
【解答】解:A、由图示图像可知,物体没有浸入液体时测力计示数为4N,则物体重力:G=4N,故A错误;
B、由图示图像可知,物体完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣2N=2N,故B正确;
C、由浮力公式:F浮=ρgV排可知,物体的体积:V=V排=F浮ρ水g=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣4m3,
由G=mg可知,物体的质量:m=Gg=4N10N/kg=0.4kg,物体的密度:ρ物体=mV=0.42×10−4m3=2×103kg/m3,故C错误;
D、由图示图像可知,物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比,物体完全进入液体后受到的浮力不变,故D错误;
故选:B。
2.【分析】实验中要测出排开水的重力和所受浮力的关系,并需先测空桶的重力,然后测水和桶的总重力;
根据F浮=G﹣F计算出石头完全浸没时受到的浮力,与排开水的重力比较得出浮力大小与排开液体重力大小相等的结论。
【解答】解:
为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;
丙、测出桶和排开水所受的总重力。
故选:D。
3.【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。
【解答】解:由图知,四个球排开水的体积:
V甲<V乙<V丙=V丁,
∵F浮=ρ水V排g,
四个球受到的浮力:
F甲<F乙<F丙=F丁。
故选:A。
4.【分析】铅笔在甲、乙两种液体中都漂浮,所受浮力都等于铅笔重,受浮力相等,再结合阿基米德原理分析即可
【解答】解:AB、因为都是漂浮,铅笔所受浮力都等于铅笔重(浮力相等),故AB错误;
CD、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C正确,D错误。
故选:C。
5.【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
【解答】解:水中的气泡、漂在水面上的树叶、水中正在下沉的石头,都受到水向上的压力,由浮力的产生原因可知,都受到浮力;选项ABD不符合题意;
桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用;选项C符合题意;
故选:C。
6.【分析】浮力产生的原因是浸在液体(气体)里的物体受到的向上和向下的压力存在着压力差,根据这个产生原因去分析此题。
【解答】解:将一石块抛入水中,石块由于受到的重力大于受到的浮力,故下沉,但在这个过程中一直受浮力作用;故选项A错误,符合题意。
液体和气体对浸在其中的物体都受到竖直向上的浮力作用,则在水中上升的木块、在海边游泳的人、在空中上升的氢气球都受到浮力作用不变,故B、C、D正确。
故选:A。
7.【分析】(1)橡皮泥船做成空心的,增大了排开水的体积,从而增大浮力使其漂浮在水面上;
(2)潜水器浸没时排开液体的体积不变,受到的浮力不变,通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,从而实现上浮或下沉的;
(3)根据阿基米德原理可知,浮力与液体的密度、排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越多,则浮力越大;
(4)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理结合图中排开液体的体积关系得出两液体的密度关系。
【解答】解:
A.图甲中橡皮泥船采用空心的办法增大排开水的体积,从而增大浮力来增加橡皮泥船的载货量,故A错误;
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入 7000m 深的海底是通过改变自身重力来实现的,故B错误;
C.图丙中,将空饮料罐慢慢向下按,饮料罐排开水的体积增大,受到的浮力增大,所以向下按的力越来越大;当空饮料罐浸没后,浸没在水中越深,但排开水的体积不变,其受到的浮力不变,故C错误;
D.图丁中密度计在两种液体中均漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,由于密度计的重力不变,所以浮力关系为F甲=F乙,由图可知V排甲>V排乙,由F浮=ρgV排可得,两种液体的密度ρ甲<ρ乙,故D正确。
故选:D。
8.【分析】根据浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;对A、B、C、D逐一分析即可。
【解答】解:A、由图可知,水对A物体上下表面产生了向上的压力差,故A物体一定受浮力的作用;
B、B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差,故B物体也受浮力的作用;
C、C物体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C物体上下表面没有产生压力差,故C物体不受浮力的作用;
D、由图可知,水对D物体上下表面产生了向上的压力差,故D物体受浮力的作用。
故选:C。
9.【分析】物体受到浮力的原因是物体上、下表面受到液体的压力差作用,浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,因此判断浮力的大小,关键判断液体密度和物体排开液体的体积发生怎样的变化。潜水器受到的压强大小与液体的密度和潜水器所处的深度有关,因此判断压强的大小,关键是判断液体密度和潜水器所处深度的变化。
【解答】解:潜水器在水面下匀速下潜,此时水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,但是在水中的深度逐渐增深。根据公式P=ρgh和公式F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的压强增大,浮力不变,即上、下表面受到的压力差不变。故选项A、B、C均错误,D正确。
故选:D。
10.【分析】根据称重法计算出物体浸没在水中的浮力大小,再根据漂浮条件确定物体在水中的状态,最后根据漂浮条件计算物体受到的浮力大小。
【解答】解:把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,
浮力F浮=G﹣F=12N﹣5N=7N;
根据阿基米德原理F液=ρ水gV排可知,物体全部浸没水中时浮力F 浮′=2F浮=2×7N=14N;
浮力F浮大于物体的重力G,故物体上浮,直至漂浮,
物体此时受到的浮力:F 浮′′=G=12N。
故选:D。
11.【分析】(1)首先根据物体浮沉条件判断两球与自身重力的关系,然后利用密度和重力公式判断两球的重力关系,从而得出两球受到的浮力关系;
(2)根据甲、乙两种液体对烧杯底的压力等于烧杯内液体与球的总重力得出两种液体对烧杯底的压力关系,然后利用压强公式比较甲、乙两种液体对烧杯底的压强。
【解答】解:(1)a、b两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,静止时,a球漂浮在液面上,b球悬浮在液体中,
则F甲=Ga,F乙=Gb,
a、b两个实心球材料相同,ρa=ρb,
Va>Vb,
根据ρ=mV可知,ma>mb,
根据G=mg可知,Ga>Gb,
所以,F甲>F乙,故AB错误;
(2)甲、乙两种液体质量相等,则重力相等,
Ga>Gb,
所以,两种液体对烧杯底的压力F甲′>F乙′,
两个相同的烧杯,则底面积相等,
所以,根据p=FS可知,甲、乙两种液体对烧杯底的压强p甲>p乙,故C错误,D正确。
故选:D。
12.【分析】(1)液体密度越大,密度计浸入液体的体积越小;
(2)气压计的制作原理必须是与大气压不能相通,让它们之间有压强差,便于比较测量;水气压计用的是一个玻璃管,不是温度计;
(3)物体的沉浮取决于物体受到的重力和浮力的大小;
(4)对于流体,流体的流速大的地方压强小。
【解答】解:A、甲图中用圆珠笔芯制作的密度计,它的刻度是越往上越小;故该项解释正确。
B、乙图是制作的水气压计,试管口的塞子多打孔与大气相通,大气压和瓶内气体压强之间没有压强差,就不能比较测量;故该项解释错误。
C、丙图潜艇浸没在水中,受到的浮力一定,通过排水减小潜艇的重力,使重力小于浮力,潜艇就上浮;吸水时增加潜艇的重力,使重力大于浮力,潜艇就下沉;故该项解释正确。
D、丁图是一个冷热水混合淋浴器,冷水在水管里流动时压强变小,热水在压强的作用下与冷水混合的,它是利用了流体压强与流速的关系;故该项解释正确。
故选:B。
13.【分析】A、根据F浮=ρ液gV排判断浮力的关系;
B、根据p=ρ液gh判断水对容器底部的压强关系;
C、根据浮力、拉力、重力的关系判断拉力的大小;
D、以整体为研究对象进行分析。
【解答】解:A、甲图中,F浮甲=ρ水gV,乙图中,F浮=ρ水g(1−25)V=35ρ水gV,
则F浮甲:F浮乙=ρ水gV35ρ水gV=5:3,故A错误;
B、由题意知,甲图水的深度大于乙图水的深度,由于p=ρ水gh得,甲图水对容器底的压强更大,B错误;
C、由乙图知,木块的重力G=F浮乙=35ρ水gV;甲图中,木块受重力、浮力和细绳的拉力作用,则F=F浮甲﹣G=ρ水gV−35ρ水gV=25ρ水gV;F:F浮甲=25ρ水gV:ρ水gV=2:5,故C正确;
D、以整体为研究对象,甲、乙对桌面的压力都等于容器、水和木块的总重力,D错误。
故选:C。
二.多选题(共2小题)
14.【分析】(1)分析容器对电子秤压力大小的受力,比较两次电子秤所受压力情况可知电子秤两次示数的变化量与金属块重力的关系;
(2)根据称重法和阿基米德原理分析电子秤示数的变化量与金属块排开水的重力的关系;
(3)先分析水深的变化,然后根据p=ρgh分析水对容器底压强的变化;
(4)当金属块浸没在水中静止时处于悬浮状态,则细绳的拉力为0,并且浮力等于重力,结合(1)中的分析得出电子秤两次示数变化量与浮力、重力的关系。
【解答】解:A、金属块未浸入水中时,电子秤受到的压力等于水和容器的总重力,因此电子秤的示数等于水和容器的总重力;
金属块浸没在水中静止时,电子秤受到的压力等于水、容器以及金属块的总重力与拉力之差,因此电子秤的示数等于水、容器以及金属块的总重力减去拉力;
综合上述分析可知,电子秤两次示数变化量等于金属块所受重力减去拉力,故A错误;
B、根据称重法可知,浮力等于物体的重力减去细绳的拉力,又由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,因此电子秤示数的变化量等于金属块排开水的重力,故B正确;
C、当金属块浸没在水中时,水面将上升,水的深度变大,由p=ρgh可得,水对容器底部的压强变大,故C错误;
D、当金属块浸没在水中静止时处于悬浮状态,则细绳的拉力为0,并且浮力等于重力,根据B中的分析可知,电子秤两次示数变化量等于金属块所受的重力,而金属块受到的浮力等于重力,故电子秤两次示数变化量等于金属块所受的浮力,故D正确。
故选:BD。
15.【分析】A、甲中测力计示数为物体的重力,乙图中测力计示数小于物体的重力,据此分析;
BCD、浮力大小与排开液体的体积和排开液体的密度有关,研究与其中一个因素的关系要控制另外一个因素不变,结合称重法测浮力分析。
【解答】解:A、甲中测力计示数为物体的重力,乙图中测力计示数小于物体的重力,故由甲、乙两图可得水能够产生浮力,A正确;
B、由乙、丙两图中,物体排开液体的密度相同,排开液体的体积不同,由测力计示数不同,由称重法F浮=G﹣F,两物体受到浮力大小不同,故可得浮力大小与物体排开水的体积有关,B正确;
CD、丙、丁两图中排开液体的密度和体积都不同,由控制变量法,不能得出浮力大小与物体排开液体的体积、密度有关,CD错误。
故选:AB。
三.填空题(共5小题)
16.【分析】(1)知道正方体上表面和下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F浮=F下﹣F上求出正方体受到的浮力;
(2)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρgV排求出液体的密度,根据S=L2求出正方体上表面的面积,根据p=FS求出液体对物体上表面的压强,利用p=ρgh求出正方体上表面到液面的距离。
【解答】解:(1)由浮力产生的原因F浮=F下﹣F上可得,正方体受到的浮力:
F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N;
(2)因物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度:
ρ=F浮gV排=8N10N/kg×1×10−3m3=0.8×103kg/m3,
正方体上表面的面积:
S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
液体对物体上表面的压强:
p=F1S=5N1×10−2m2=500Pa,
由p=ρgh可得,正方体上表面到液面的距离:
h上=p上ρg=500Pa0.8×103kg/m3×10N/kg=0.0625m=6.25cm。
故答案为:8;6.25。
17.【分析】(1)航空母舰的排水量是指满载时排开水的质量,根据阿基米德原理求航空母舰满载时受到的浮力;
(2)舰载机着舰前后,航母始终漂浮,受到的浮力和自身的总重力相等,分析舰载机着舰后总质量的变化判断所受浮力的变化;
(3)流体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
【解答】解:
(1)由阿基米德原理可得,该航母满载时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=65000×103kg×10N/kg=6.5×108N;
(2)舰载机着舰前后,航母始终漂浮,受到的浮力和自身的总重力相等,
但舰载机着舰后,航母的总重力增大,所以航母受到的浮力将增大;
(3)舰母在航行时,两侧的护卫舰不能靠它太近,是因为护卫舰与航母间水的流速大、压强小,而护卫舰外侧水的流速小、压强大,向内的压强差会把两舰压向航母,容易发生相撞事故。
故答案为:6.5×108;增大;小。
18.【分析】(1)知道潜水艇的质量,利用重力公式可求潜水艇的重,根据物体的漂浮条件求潜水艇漂浮时受到水的浮力;
(2)知道潜水艇的总体积,利用阿基米德原理可求潜水艇潜入水中受到的浮力F浮′,要使潜水艇下潜,潜水艇的自重(潜水艇重加上水箱内水重)大于受到的浮力,据此求出在水箱内至少加的水重;再利用G=mg和ρ=mV计算水的体积;
(3)知道潜水艇受到水的压强,利用液体压强公式求潜水艇所处深度。
【解答】解:(1)当潜水艇漂浮在海面上时,它受到的浮力:
F浮=G潜水艇=mg=2.7×103×103kg×10N/kg=2.7×107N;
(2)潜水艇潜入水中时受到的浮力:
F浮′=ρ水gV排=ρ水gV潜水艇=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×103m3=3×107N;
要使潜水艇下潜,
G潜水艇+G水≥F浮′,
所以至少要向水舱充入海水的重力:
G水=F浮′﹣G潜水艇=3×107N﹣2.7×107N=3×106N,
根据G=mg和ρ=mV可得,至少要向水舱充入海水的体积:
V水=G水ρ水g=3×106N1×103kg/m3×10N/kg=300m3;
(3)根据p=ρgh可得,此时它在海水中的深度为:
h=pρ水g=2×106Pa1×103kg/m3×10N/kg=200m。
故答案为:2.7×107;300;200。
19.【分析】(1)漂浮在水面上的物体所受的浮力等于自身的重力。
(2)茶杯对桌面的压力等于茶杯、水和茶叶的总重力。
【解答】解:(1)根据物体浮沉条件可知,茶叶漂浮在水面,是因为浮力等于重力;
(2)茶杯对桌面的压力等于茶杯、水和茶叶的总重力,所以不考虑水的蒸发,茶杯对桌面的压力不变。
故答案为:(1)等于;(2)不变。
20.【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析潜水艇下潜过程中所受浮力的变化。
(2)液体压强与深度有关,深度越大则压强越大。
【解答】解:(1)潜水艇下潜的过程中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力不变;
(2)潜水艇在水下的甲位置下潜到乙位置的过程中,水的深度增加,潜水艇受到水的压强变大;
故答案为:不变;增大。
四.实验探究题(共3小题)
21.【分析】(1)测力计可以直接测出物体的重力;
(2)根据F浮=G﹣F求浮力大小;
(3)研究液体中的物体所受浮力的大小与排开的液体的体积的关系时,要控制液体的密度相同;
(4)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同。
(5)根据D、E中的相同点和不同点,根据控制变量分析。
【解答】解:
(1)测力计拉着物体静止在空气中的示数为物体的重力:G=4N;
(2)由图可知,物体浸没在水中时受到的浮力:F水=G﹣F=4N﹣3N=1N;
(3)探究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积的关系时,应控制液体的密度相同,排开液体的体积不同,故选B、C两图进行比较;
(4)探究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系时,应控制液体的密度、排开液体的体积相同,深度不同,故选C、D两图进行比较;
(5)物体浸没在水中受到的浮力F水=G﹣F=4N﹣3N=1N,
物体浸没在酒精中受到的浮力F酒=G﹣F′=4N﹣3.2N=0.8N,
所以,在排开液体的体积相同的情况下,液体的密度不同,受到的浮力不同,则物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
故答案为:(1)4;(2)1;(3)B、C;(4)C、D;(5)密度。
22.【分析】(1)竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是降低重心使竹筷能竖直漂浮在液面;
(2)漂浮时,浮力等于自身的重力;且浮力的大小等于浸入液体中的物体上下表面的压力差;
(3)根据密度计的工作原理:漂浮条件,浮力与重力相等,列出浮力表达式F浮=ρ液gV排,通过数学中的分式推到出排开液体的体积关系,即推导出盐水的密度式;
【解答】解:(1)重心越低,稳度越大,故竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是降低重心使竹筷能竖直漂浮在液面;
(2)密度计不管放入哪种液体中,都是漂浮,所以浮力等于自身的重力;故重力相同,浮力相同,所以将该自制的密度计放入水或盐水中时,都是漂浮,浮力相等,据浮力的产生原因:“浮力的大小等于浸入液体中的物体上下表面的压力差”可知,F浮=F下﹣F上=F下﹣0=p下S﹣0=p下S;由于浮力相等,所以p下相等,故竹筷下表面受到水的压强 等于竹筷下表面受到盐水的压强;
(3)据F浮=ρ液gV排可知,同一密度计,在不同液体中的浮力相同,液体密度越大,排开液体的体积就越小;
(4)在水中时:F浮=ρ水gV排1=ρ水gs(L﹣h1);
在盐水中时:F浮=ρ盐水gV排2=ρ盐水gs(L﹣h2);
因为浮力相等所以:ρ水gs(L﹣h1)=ρ盐水gs(L﹣h2);
即:ρ盐水=L−ℎ1L−ℎ2ρ水;
故答案为:(1)降低重心;(2)等于;等于;(3)越小;(4)L−ℎ1L−ℎ2ρ水
23.【分析】(1)读出弹簧测力计的示数即为圆柱体的重力;
(2)用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器(需先测出其重力)接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;
(3)利用F浮=G﹣F可求得圆柱受到的浮力;
(4)用小桶和水的总重力减去空小桶的重力即为圆柱体排开的水所受的重力G排;
(5)比较浸在水中的物体受到的浮力和圆柱体排开的水所受的重力可得出结论;
(6)根据p=ρgh分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强。
【解答】解:(1)由图B可知,实验中的所用圆柱体的重力为4N;
(2)圆柱体放入水中前,溢水杯中的水应该满的,否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积,所以,在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水,应改为在溢水杯中装满水;
(3)由图C可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F=3N,
则圆柱受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N;
(4)由图D可知,小桶和水的总重力G总=1.9N;由图A可知,空小桶的重力G桶=0.9N,
则圆柱体排开水所受的重力:G排=G总﹣G桶=1.9N﹣0.9N=1N;
(5)由(3)(4)可知,浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力。
(6)纠正错误后,即溢水杯中的水应该满的,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
故答案为:(1)4;(2)溢水杯未注满水;(3)1;(4)1;(5)等于;(6)保持不变。
五.计算题(共5小题)
24.【分析】(1)测力计可以直接测量物体的重力;
(2)根据F浮=G﹣F得出所受浮力的大小;
(3)根据阿基米德原理求出物体的体积;根据密度公式求出密度。
【解答】解:(1)由图可知,物体未浸入水中时测力计示数为18N,故物体的重力为G=18N;
(2)物体全部浸入水中时,测力计的示数为F=10N,则在水中受到的浮力为F浮=G﹣F=18N﹣10N=8N,
(3)由F浮=ρ液gV排得,物体的体积为:V=V排=F浮ρ水g,
物体的重力为G,质量为m=Gg,
则物体的密度为:ρ=mV=GgF浮ρ水g=GF浮ρ水=18N8N×1.0×103kg/m3=2.25×103kg/m3。
答:(1)物块受到的重力为18N;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力为8N;
(3)物块的密度为2.25×103kg/m3。
25.【分析】(1)由图甲可知滑轮为定滑轮,则该物件离开水面后的拉力余该物件的重力相等,根据G=mg求质量;
(2)图甲中,滑轮为定滑轮,则在乙图中,拉力较小时且大小不变,说明物体浸没在液体中;5m﹣5.5m,拉力逐渐变大,说明物件在离开液体的过程中,正方体的棱长为0.5m;之后物体脱离液体,拉力与物体的重力相等;根据称重法即可求出物件浸没在水中时受到的浮力;
(3)物件上表面恰好到达水面时,根据乙图得出下表面所处的深度,根据压强公式p=ρgh即可求出下表面受到水的压强。
【解答】解:
(1)该物件离开水面后的拉力F2=2500N,由于图甲中,滑轮为定滑轮,则物体的重力为G=F2=2500N,
则物体质量:
m=Gg=2500N10N/kg=250kg;
(2)由图乙知中,物体在水中时拉力F1=1250N;
根据称重法可知物件浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G﹣F1=2500N﹣1250N=1250N;
(3)由图乙知中,物件上表面恰好到达水面时,下表面所处的深度为h=5.5m﹣5m=0.5m,
则下表面受到水的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa。
答:(1)该物件的质量是250kg;
(2)物件浸没在水中时,受到的浮力为1250N;
(3)物件上表面恰好到达水面时,下表面受到水的压强为5×103Pa。
26.【分析】(1)根据G=mg即可求出排开液体所受的重力;
(2)根据悬浮条件知道F浮=G排;
(3)已知排开海水的质量利用密度的变形公式求解排开海水的体积;
(4)利用公式p=ρgh计算潜水艇受到的压强;已知潜水艇受到的压强和舱盖面积,利用公式F=pS计算受到的压力。
【解答】解:(1)潜艇排开的海水所受重力:G排=m排g=3×106kg×10N/kg=3×107N;
(2)由阿基米德原理可知:
潜艇所受浮力:F浮=G排=3×107N;
(3)根据ρ=mV得潜水艇排开海水的体积:
V排=m排ρ水=3×106kg1×103kg/m3=3×103m3;
(4)水对舱盖的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×150m=1.5×106Pa,
由p=FS得水对舱盖的压力:
F=pS=1.5×105Pa×2.4m2=3.6×106N。
答:(1)潜艇排开的海水所受重力为3×107N;
(2)潜艇所受浮力为3×107N;
(3)潜水艇排开海水的体积是3×103m3;
(4)潜水艇的舱盖受到的压强和压力分别为1.5×106Pa、3.6×106N。
27.【分析】(1)知道A浸在水中的体积,根据F浮=ρ液gV排求出木块A受到的浮力;
(2)知道容器中水深,根据p=ρgh求出放入木块A后水对容器底部的压强。
【解答】解:(1)木块A受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣4m3=1.5N;
(2)放入木块A后水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
答:(1)木块A受到的浮力为1.5N;
(2)放入木块A后水对容器底部的压强为1000Pa。
28.【分析】(1)根据甲、丙两图求出小石块的体积;
(2)(3)图乙比图甲多排开液体的体积是△V=(h2﹣h1)S,说明图乙中木块和小石块受到的总的浮力比图甲中木块受到的浮力要大:△F=ρ液g△V;
两次都是漂浮,总浮力都等于物体自身的重力,所以增大的浮力刚好等于小石块的重力;
在图丙中,小石块受到的浮力为F浮=ρ液gV石,小石块受到的重力与浮力之差就是石块对杯底的压力,据此求出液体的密度,求出小石块的质量,再利用密度公式求小石块的密度。
【解答】解:
(1)由丙、甲两图可知,小石块的体积:
V石=(h3﹣h1)S=(0.12m﹣0.1m)×50×10﹣4m2=1×10﹣4m3;
(2)由乙、甲图可知,石块放在木块上时比木块多排开液体的体积:
△V排=(h2﹣h1)S=(0.16m﹣0.1m)×50×10﹣4m2=3×10﹣4m3,
木块受到的浮力差:
△F=ρ液g△V排=ρ液×10N/kg×3×10﹣4m3,
因为木块和石块放在木块上时木块漂浮,
所以石块的重力:
G石=m石g=ρ液×10N/kg×3×10﹣4m3;
在图丙中,石块受到的浮力:
F浮丙=ρ液gV石=ρ液×10N/kg×1×10﹣4m3,
小石块对杯底的压力:
F=G石﹣F浮丙=ρ液×10N/kg×3×10﹣4m3﹣ρ液×10N/kg×1×10﹣4m3=1.6N,
解得:
ρ液=0.8×103kg/m3,
(3)则小石块的重力:
G石=0.8×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=2.4N,
小石块的质量:m石=2.4N10N/kg=0.24kg,
小石块的密度:ρ石=m石V石=0.24kg1×10−4m3=2.4×103kg/m3。
答:(1)小石块的体积为1×10﹣4m3;
(2)液体的密度为0.8×103kg/m3;
(3)小石块的密度ρ石为2.4×103kg/m3。
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