人教版八年级下册第十章 浮力综合与测试同步测试题
展开1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浮力的施力物体只能是液体
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
2.如图信息中没有受到浮力的物体是( )
A.升空的热气球 B.航行的“辽宁号”
C.遨游的“天宫二号” D.下潜的“蛟龙号”
3.将木块投入盛水的盆中,静止时木块会浮在水面上,则木块所受浮力的施力物体是( )
A.木块 B.水 C.水盆 D.空气
4.有一个不吸水的小球,其质量为40g,体积为30cm3,先把它轻轻放入盛水的溢水杯中(能保证小球漂浮或浸没),当小球静止时,溢出水的质量为10g,则小球受到的浮力为(g取10N/kg)( )
A.0.3N B.0.1N C.0.2N D.0.4N
5.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入甲、乙两个水杯中,静止后如图所示,则鸡蛋在甲杯液体中受到的浮力为F甲,鸡蛋在乙杯液体中受到的浮力为F乙,甲杯中的液体密度为ρ甲,乙杯中液体的密度为ρ乙。下列说法中正确的是( )
A.F甲>F乙ρ甲>ρ乙
B.F甲>F乙ρ甲<ρ乙
C.F甲<F乙ρ甲>ρ乙
D.F甲<F乙ρ甲<ρ乙
6.5月22日中博会上,翼城县作为全省5个明星县展区之一,将“翼城优品”“翼壶好茶”等特优产品推介给中部六省和海内外市场。如图是在展台放置的“翼壶好茶”样品——连翘茶,下列关于这杯茶的说法正确的是( )
A.在水面漂浮的茶叶所受浮力大于自身重力
B.茶叶在沉入水底的过程中茶叶所受压强保持不变
C.在水中沉底的茶叶所受浮力等于它排开茶水所受的重力
D.茶水泡好之后,茶叶所受浮力消失就全部沉入水底
7.一长方体物块浸没在水中,已知下表面受到水的压力为80N,上表面受到水的压力是30N,则物体受到的浮力为( )
A.30N B.50N C.80N D.110N
8.如图所示,甲、乙、丙三只实心球的体积相等,在同种液体中静止,由图中三个球的位置可知( )
A.甲球受的浮力最小
B.甲球受的浮力最大
C.丙球受的浮力最小
D.三个球受到的浮力大小相等
9.对于浸没在液体中的物体,下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力与液体的体积有关
B.物体受到的浮力与液体的质量有关
C.物体受到的浮力与物体的密度有关
D.物体受到的浮力与物体的体积有关
10.若一艘轮船从长江驶入东海,关于轮船受到的浮力及船身状况的判断正确的是( )
A.浮力变大 B.船身上浮 C.浮力变小 D.船身下沉
11.如图,小曾将一个浮在水面上的不锈钢碗用力向下按压,直到碗全部浸没并沉入盆底。在这个过程中碗受到的浮力( )
A.一直增大
B.先增大后减小,最后不变
C.一直减小
D.先减小后增大,最后不变
12.如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强不变
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
D.对背心进行放气后,受到海水的浮力变小
二.填空题(共7小题)
13.物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15N、5N,其受到浮力的大小为 N。
14.图中用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越 ,说明饮料罐受到的浮力越 ,这个实验现象告诉我们,浮力的大小跟物体排开液体的 有关。
15.用手把体积为1×10﹣4米3的小球浸没在水中,小球受到的浮力为 牛,方向 ;若该小球重为0.8牛,放手后,小球将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
16.体积均为200cm3的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所示,已知木块重为1.8N,合金块重为6N,则木块受到的浮力为 N,合金块受到的浮力为 N。(g=10N/kg)
17.如图所示,将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球 (选填“会”或“不会”)浮起来;再用瓶盖将瓶口堵住,过一会儿,观察到乒乓球将 。该实验说明,浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的 。
18.如图所示,将重8牛的物块A用细线悬挂着浸没于水中。若细线对物块A的拉力为2牛,则物块A所受的浮力为 牛,方向 ;随着物体A浸入水中的深度变大,它所受的压强将 ,浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.小明自制了一支密度计,将其分别放入盛有液体密度为ρa和ρb的两个容器中,静止时液面相平,如图所示。若该密度计在两容器中排开液体的质量分别为ma、mb,则ma mb,从观察到的现象可以判断:ρa ρb,两容器底部所受的液体压强pa pb(均选填“小于”、“等于”或“大于”)。
三.作图题(共1小题)
20.一个小球在水中上浮,如图所示,画出小球受力的示意图。
四.实验探究题(共3小题)
21.如图所示是研究浮力大小的实验装置图,请根据图示回答下列问题:
(1)A、B两图中,B图中弹簧测力计示数较小,A、B两图中弹簧测力计的示数差等于 N;
(2)B、C两图中,弹簧测力计的示数不同,说明浸在同一种液体中的物体所受浮力大小跟 有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟 有关;
(4)D、E两图中,弹簧测力计的示数相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟 无关。
22.小红和同学们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地漂浮在液体中,应在吸管的 (选填“上端“或“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。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度 (选填“越长”、“越短“或“不变“)。
(3)通过计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计。以下四位同学标刻的刻度合理的是 。
23.如图所示,这是佳佳同学“探究阿基米德原理”的实验步骤示意图,溢水杯中的水已加至溢水口,物块不吸水。
(1)实验步骤B中,测力计的示数为 N。
(2)由实验步骤B和C可知物体浸没在水中时受到的浮力F浮为 N。
(3)由实验步骤A和D可知物块排开的水所受的重力G排为 N。
(4)综合分析(2)、(3)两步骤中得到的数据,可以得出F浮 G排(选填:“>”“<”或“=”)。
(5)为了使结论更具有普遍性,下一步的操作是 .
五.计算题(共2小题)
24.咸鸭蛋是中国特色食品,风味独特、营养丰富深受人们喜爱。
表一食盐溶液溶质质量分数与密度对照表
将鸭蛋放入容器再倒入15%食盐溶液将其浸没,加盖保存,如图二所示。图二中鸭蛋A的体积为70厘米3,计算鸭蛋A所受的浮力大小。
25.将物重为4.9N的木块放进水里,木块漂浮且有一半体积露出水面:
(1)求木块的体积;
(2)若在木块上再放一个铁块,恰好使木块完全没入水中,而铁块刚好在水面上,求铁块的重力。
(基础篇)2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级第10章练习卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浮力的施力物体只能是液体
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【分析】(1)浸在液体(或气体)中的物体都受到液体(或气体)产生的向上托的力,即受浮力作用。
(2)浮力方向总是竖直向上的。
【解答】解:A、物体浸在空气中也会受到浮力的作用,故A错误;
B、浮力方向是竖直向上的,故B错误;
CD、浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力,即受浮力作用,漂浮的物体受浮力,下沉的物体也受浮力,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】此题考查浮力产生的原因和浮力的方向,属于基础题。
2.如图信息中没有受到浮力的物体是( )
A.升空的热气球 B.航行的“辽宁号”
C.遨游的“天宫二号” D.下潜的“蛟龙号”
【分析】根据浮力的定义判断:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力。
【解答】解:
A、升空的热气球,受到空气的浮力,热气球之所以上升,就是因为受到的浮力大于重力,故A不符合题意;
B、航行的“辽宁号”,能浮在海水面上,就是因为受到的浮力等于重力,故B不符合题意;
C、太空中没有空气,故遨游的“天宫二号”不受浮力,故C符合题意;
D、下潜的“蛟龙号”浸没在水中,受到水的浮力,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查学生对浮力产生原因的理解,难度不大,属于基础知识。
3.将木块投入盛水的盆中,静止时木块会浮在水面上,则木块所受浮力的施力物体是( )
A.木块 B.水 C.水盆 D.空气
【分析】浸在液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力,木块漂浮于水面上,所以木块所受浮力的施力物体是水。
【解答】解:浸在水中的物体受到水的浮力,浮力的方向总是竖直向上,故木块在水中受到的浮力施力物体是水。
故选:B。
【点评】物体所受浮力的施力物体是所浸入的液体;木块受到水的浮力,所以浮力的施力物体是水,此题比较简单,属于基础知识。
4.有一个不吸水的小球,其质量为40g,体积为30cm3,先把它轻轻放入盛水的溢水杯中(能保证小球漂浮或浸没),当小球静止时,溢出水的质量为10g,则小球受到的浮力为(g取10N/kg)( )
A.0.3N B.0.1N C.0.2N D.0.4N
【分析】根据已知条件先求出小球的密度,由浮沉条件可知小球轻轻放入盛满水的溢水杯中时所处的状态;若沉底,则小球排开水的体积等于小球的体积,根据公式F浮=ρ水gV排求小球受到的浮力;若漂浮或悬浮,则小球受到的浮力等于小球的重力。
【解答】解:小球的密度:ρ==≈1.33g/cm3>ρ水,
由物体的浮沉条件可知,小球轻轻放入盛水的溢水杯中,小球将沉底,
则小球排开水的体积V排=V=30cm3,
小球受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30×10﹣6m3=0.3N;
故选:A。
【点评】本题考查了浮沉条件、阿基米德原理的应用,注意:本题中溢水杯盛水,但不知道溢水杯是否盛满水,所以不能直接根据F浮=G排计算浮力;若没有盛满水,则小球溢出水的重力小于排开水的重力;若盛满水,则小球溢出水的重力才等于排开水的重力。
5.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入甲、乙两个水杯中,静止后如图所示,则鸡蛋在甲杯液体中受到的浮力为F甲,鸡蛋在乙杯液体中受到的浮力为F乙,甲杯中的液体密度为ρ甲,乙杯中液体的密度为ρ乙。下列说法中正确的是( )
A.F甲>F乙ρ甲>ρ乙
B.F甲>F乙ρ甲<ρ乙
C.F甲<F乙ρ甲>ρ乙
D.F甲<F乙ρ甲<ρ乙
【分析】根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系。
【解答】解:
(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于沉底和悬浮状态,因为物体悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,物体沉底时,浮力小于重力,所以F甲<F乙;
(2)ρ甲<ρ物时物体下沉,ρ乙=ρ物时物体悬浮,故甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度,即ρ甲<ρ乙,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。
6.5月22日中博会上,翼城县作为全省5个明星县展区之一,将“翼城优品”“翼壶好茶”等特优产品推介给中部六省和海内外市场。如图是在展台放置的“翼壶好茶”样品——连翘茶,下列关于这杯茶的说法正确的是( )
A.在水面漂浮的茶叶所受浮力大于自身重力
B.茶叶在沉入水底的过程中茶叶所受压强保持不变
C.在水中沉底的茶叶所受浮力等于它排开茶水所受的重力
D.茶水泡好之后,茶叶所受浮力消失就全部沉入水底
【分析】物体的浮沉条件:完全浸没在液体中的物体,若受到浮力大于重力,则上浮,最后漂浮在液面上;若受到浮力等于重力,则悬浮;若受到浮力小于重力,则下沉到液底;物体漂浮时,所受的浮力等于重力。根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的液体受到的重力;根据p=ρgh分析压强的变化。
【解答】解:
A、根据物体的浮沉条件可知,在水面漂浮的茶叶所受浮力等于自身重力,故A错误;
B、茶叶在沉入水底的过程中,水的密度不变,深度变大,根据p=ρgh可知,茶叶所受压强变大,故B错误;
C、根据阿基米德原理可知,在水中沉底的茶叶所受浮力等于它排开茶水所受的重力,故C正确;
D、茶水泡好之后,茶叶排开了一定体积的水,所受浮力不会消失,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了物体浮沉条件的应用、液体内部压强公式的应用,属于基础题。
7.一长方体物块浸没在水中,已知下表面受到水的压力为80N,上表面受到水的压力是30N,则物体受到的浮力为( )
A.30N B.50N C.80N D.110N
【分析】根据浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下进行解答。
【解答】解:物体受到的浮力F浮=F向上﹣F向下=80N﹣30N=50N。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力产生原因的应用,是一道基础题目。
8.如图所示,甲、乙、丙三只实心球的体积相等,在同种液体中静止,由图中三个球的位置可知( )
A.甲球受的浮力最小
B.甲球受的浮力最大
C.丙球受的浮力最小
D.三个球受到的浮力大小相等
【分析】由图知甲、乙、丙三个球排开水的体积大小关系,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ水V排g比较受浮力的大小关系。
【解答】解:已知三只球的体积是相等的,甲漂浮,乙悬浮,丙沉入液体底部,由图知,三个球排开液体的体积关系为:V甲排<V乙排=V丙排,
因为F浮=ρ液gV排,所以三球受到的浮力:F甲<F乙=F丙,即甲球受的浮力最小。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,利用好三球体积相同是本题的关键。
9.对于浸没在液体中的物体,下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力与液体的体积有关
B.物体受到的浮力与液体的质量有关
C.物体受到的浮力与物体的密度有关
D.物体受到的浮力与物体的体积有关
【分析】物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关。
【解答】解:浸没在液体中的物体,排开液体的体积等于物体的体积,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体浸没在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而与其它因素都无关,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查对浮力大小与哪些因素有关是否有清楚的了解,理解阿基米德原理是了解浮力大小与哪些因素有关的关键。
10.若一艘轮船从长江驶入东海,关于轮船受到的浮力及船身状况的判断正确的是( )
A.浮力变大 B.船身上浮 C.浮力变小 D.船身下沉
【分析】当轮船由长江驶入东海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基米德原理判断排开水的体积(浸入水中的体积)的变化,得出是上浮一些,还是下沉。
【解答】解:当轮船由长江驶入东海后,仍然处于漂浮状态,
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;
又因为F浮=ρ液gV排,且ρ海水>ρ江水,
所以排开海水的体积小于排开江水的体积,即:船浸入海水中的体积变小,船上浮一些,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查物体的浮沉条件及阿基米德原理,关键应注意轮船漂浮时浮力等于物重这一特点,属于基础题。
11.如图,小曾将一个浮在水面上的不锈钢碗用力向下按压,直到碗全部浸没并沉入盆底。在这个过程中碗受到的浮力( )
A.一直增大
B.先增大后减小,最后不变
C.一直减小
D.先减小后增大,最后不变
【分析】分三个过程分析:一是碗从漂浮时到刚好浸没前;二碗浸没时;三从浸没到沉入盆底;由V排变化,根据阿基米德原理判断浮力的变化情况。
【解答】解:不锈钢碗从漂浮到刚好浸没前这一过程中,碗排开水的体积逐渐增大,由F浮=ρ液gV排可知碗受到的浮力增大;
碗刚刚浸没时,是钢在排开水,则排开水的体积为钢的体积,所以V排减小,浮力减小;
从碗浸没到沉入盆底的过程中,排开水的体积始终等于钢的体积不变,所以浮力不变。
由上分析可知,整个过程碗受到的浮力先增大后减小,最后不变。故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查阿基米德原理的认识和理解,关键是分析出碗下沉到盆地的过程中排开水的体积的变化。
12.如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强不变
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
D.对背心进行放气后,受到海水的浮力变小
【分析】(1)根据p=ρgh分析判断压强变化情况;
(2)根据F浮=ρ液V排g分析判断浮力变化情况。
【解答】解:A.向海底下潜过程中,深度增大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,受到海水的压强变大,故A错误;
B.海水中水平游动时,深度不变,根据体压强公式p=ρ液gh可知,受到海水的压强不变,故B错误;
C.对背心进行充气后,排开水的体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到海水的浮力变大,故C错误;
D.对背心进行放气后,排开水的体积变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到海水的浮力变小,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式的掌握和运用,得出排开水体积的变化和深度变化是突破口。
二.填空题(共7小题)
13.物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15N、5N,其受到浮力的大小为 10 N。
【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,这个压力差就是物体受到的浮力。
【解答】解:因为浮力的实质就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差,
所以,物体受到的浮力:F浮=F向上﹣F向下=15N﹣5N=10N。
故答案为:10。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,知道浮力的实质就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差是解答的关键。
14.图中用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越 大 ,说明饮料罐受到的浮力越 大 ,这个实验现象告诉我们,浮力的大小跟物体排开液体的 体积 有关。
【分析】浮力始终是竖直向上的,根据手的感觉来感知浮力的变化;通过水面的变化来判断物体排开液体体积的关系;从而得出浮力和物体排开液体体积关系。
【解答】解:用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越大,说明饮料罐受到的浮力越大;空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积越大,因此该现象说明了浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
故答案为:大;大;体积。
【点评】本题主要考查浮力的大小与什么因素有关,浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
15.用手把体积为1×10﹣4米3的小球浸没在水中,小球受到的浮力为 1 牛,方向 竖直向上 ;若该小球重为0.8牛,放手后,小球将 上浮 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
【分析】物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等,根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排求出小球所受的浮力,浮力的方向竖直向上;比较小球受到的浮力和自身重力之间的关系判断小球松手后的状态。
【解答】解:物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等,
根据阿基米德原理可知浸没在水中的小球受到水的浮力为:
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=1N;
浮力的方向为竖直向上;
由于F浮>G=0.8N,放手后,小球将上浮至漂浮状态。
故答案为:1;竖直向上;上浮。
【点评】本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,关键是知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
16.体积均为200cm3的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所示,已知木块重为1.8N,合金块重为6N,则木块受到的浮力为 1.8 N,合金块受到的浮力为 2 N。(g=10N/kg)
【分析】根据图示可知,木块漂浮,利用物体漂浮时,浮力等于重力求出木块受到的浮力;合金块完全浸没,排开水的体积等于合金块的体积,利用F浮=ρ液gV排求出合金块受到的浮力。
【解答】解:根据图示可知,木块漂浮,此时木块受到的浮力等于重力,因此木块受到的浮力:F木浮=G木=1.8N;
合金块完全浸没,排开水的体积等于合金块的体积,合金块受到的浮力:F合金浮=ρ水gV合金排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=2N。
故答案为:1.8;2。
【点评】此题考查了浮力的大小计算、物体浮沉条件的应用,关键是F浮=ρ液gV排的运用,难度不大,基础题目。
17.如图所示,将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球 不会 (选填“会”或“不会”)浮起来;再用瓶盖将瓶口堵住,过一会儿,观察到乒乓球将 上浮 。该实验说明,浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的 压力差 。
【分析】浮力是由于物体在液体中上下表面受到的压力差产生的。
【解答】解:图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口向下流出,但球的下表面没有受到水的压力,而上表面受到水向下的压力,则受到的合力方向向下,即乒乓球不受浮力的作用,所以乒乓球不能上浮;
用手堵住瓶口,乒乓球受到液体对乒乓球上下表面的压力差即浮力作用,当浮力大于重力时,乒乓球上浮,最终乒乓球漂浮在水中;由该实验可以说明:浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差。
故答案为:不会;上浮;压力差。
【点评】本题是与浮力有关的知识,考查了浮力产生的原因,在学习过程中,要注重理解。
18.如图所示,将重8牛的物块A用细线悬挂着浸没于水中。若细线对物块A的拉力为2牛,则物块A所受的浮力为 6 牛,方向 竖直向上 ;随着物体A浸入水中的深度变大,它所受的压强将 变大 ,浮力将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)根据称重法,F浮=G﹣F示,可计算物块浸没在水中时受到的浮力,浮力的方向是竖直向上的;
(2)根据p=ρ液gh分析压强变化情况;
(3)物体浸没时,排开液体的体积等于物体的体积,即V排=V,根据F浮=ρ液gV排可分析浮力变化情况。
【解答】解:物块所受浮力:F浮=G﹣F示=8N﹣2N=6N;浮力的方向是竖直向上的;
随着物体A浸入水中的深度变大,h变大,根据p=ρ水gh可知,它所受的压强将变大;
物体浸没时,排开液体的体积等于物体的体积,即V排=V,根据F浮=ρ液gV排可知,它所受浮力的大小不变。
故答案为:6;竖直向上;变大;不变。
【点评】本题考查浮力的大小计算、液体压强公式和阿基米德原理的应用,属于基础题目,难度不大,掌握称重法计算浮力大小是关键。
19.小明自制了一支密度计,将其分别放入盛有液体密度为ρa和ρb的两个容器中,静止时液面相平,如图所示。若该密度计在两容器中排开液体的质量分别为ma、mb,则ma 等于 mb,从观察到的现象可以判断:ρa 大于 ρb,两容器底部所受的液体压强pa 大于 pb(均选填“小于”、“等于”或“大于”)。
【分析】物体漂浮或悬浮时浮力等于重力,在两图中都是漂浮,而且是相同的密度计,所以浮力相同;根据阿基米德原理可知两容器中排开液体的质量关系以及液体密度的关系;根据p=ρgh可知两容器底部所受液体压强的关系。
【解答】解:由于是同一个密度计,在两种液体中都漂浮,所以根据漂浮条件可知:Fa=G,Fb=G,
则密度计在两种液体中受到的浮力:Fa=Fb,
根据阿基米德原理可得:ρagV排a=ρbgV排b,
由图可知:V排a<V排b,
所以,ρa>ρb;
根据阿基米德原理可知:G排a=G排b,
则G=mg可得:ma=mb;
静止时液面相平,则两种液体的深度相同,且ρa>ρb,所以由p=ρ液gh可知,两容器底部所受的液体压强pa>pb。
故答案为:等于;大于;大于。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件以及液体压强公式的应用,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
三.作图题(共1小题)
20.一个小球在水中上浮,如图所示,画出小球受力的示意图。
【分析】小球在水中受重力与浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;因为小球正在水中上浮,所以重力比浮力小,线段的长度不同。
【解答】解:小球在水中受竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,由于小球正在水中上浮,所以重力比浮力小,二力的作用点画在小球的重心,如图所示:
【点评】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
四.实验探究题(共3小题)
21.如图所示是研究浮力大小的实验装置图,请根据图示回答下列问题:
(1)A、B两图中,B图中弹簧测力计示数较小,A、B两图中弹簧测力计的示数差等于 1 N;
(2)B、C两图中,弹簧测力计的示数不同,说明浸在同一种液体中的物体所受浮力大小跟 排开液体的体积 有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟 液体的密度 有关;
(4)D、E两图中,弹簧测力计的示数相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟 物体所处的深度 无关。
【分析】(1)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,采用的实验方法是:控制变量法。
(2)当物体浸在液体中时,物体所受的浮力F浮=物体重G﹣弹簧测力计的示数F。
【解答】解:(1)由图A可知,弹簧测力计的示数为3N,则物体的重力3N;由图B可知,弹簧测力计的示数为2N,则A、B两图中弹簧测力计的示数差为ΔF=FA﹣FB=3N﹣2N=1N。当物体浸在液体中时,物体所受的浮力F浮=物体重G﹣弹簧测力计的示数F,故图B中物体所受的浮力为1N。
(2)由图C可知,弹簧测力计的示数为1N,则图C中物体所受的浮力为F浮C=FA﹣FC=3N﹣1N=2N。比较B、C两图可以发现,两次实验中,物体浸入液体的体积(排开液体的体积)不同,所以我们可以得出结论:浸在同一种液体中的物体所受浮力大小跟物体浸入液体的体积(排开液体的体积)有关。
(3)由图D可知,弹簧测力计的示数为1.4N,则图D中物体所受的浮力为F浮D=FA﹣FD=3N﹣1.4N=1.6N。比较C、D两图可以发现,两次实验中,物体浸入液体的体积(排开液体的体积)相同、在液体中所处的深度相同,只有液体的种类(密度)不同,所以我们可以得出结论:物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体的密度有关。
(4)由图E可知,弹簧测力计的示数为1.4N,则图D中物体所受的浮力为F浮E=FA﹣FE=3N﹣1.4N=1.6N。比较D、E两图可以发现,两次实验中,液体的种类相同,物体浸入液体的体积(排开液体的体积)相同,只有物体在液体中所处的深度不同,所以我们可以得出结论:物体浸没在同种液体中时,所受浮力大小跟物体所处的深度无关。
故答案为:(1)1;(2)排开液体的体积;(3)液体的密度;(4)物体所处的深度。
【点评】在有多个变量的实验中,为得出其中某个变量对实验结果的影响,应控制除这个变量以外的其余变量不变,然后进行实验得出结论,这种实验方法就是控制变量法。所以我们在解题时,也要注意应用控制变量法的应用,在得出的结论中,应体现是控制了哪些条件不变。
22.小红和同学们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地漂浮在液体中,应在吸管的 下端 (选填“上端“或“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。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度 越长 (选填“越长”、“越短“或“不变“)。
(3)通过计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计。以下四位同学标刻的刻度合理的是 C 。
【分析】(1)为了让饮料吸管能竖直地漂浮在液体中,应该降低吸管的重心;
(2)密度计在液体中漂浮,所受浮力等于自身的重力,则浮力大小保持不变,根据F浮=ρ液gV排可知,液体的密度越大,密度计浸入液体中的体积越小,据此分析回答;
(3)根据漂浮条件和阿基米德原理可得ρ液gSh液=G,据此分析液体密度与吸管浸入液体中深度的关系,进一步分析得出密度计上的刻度规律。
【解答】解:
(1)为了让饮料吸管能竖直地漂浮在液体中,应该降低吸管的重心,所以应在吸管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;
(2)密度计在液体中漂浮,所受浮力等于自身的重力,则浮力大小保持不变,根据F浮=ρ液gV排可知,液体的密度越大,密度计浸入液体中的体积越小,即浸入液体中的深度越小,则露出液面部分的长度越长;
(3)密度计在液体中漂浮,所受浮力等于自身的重力,则F浮液=G,即ρ液gSh液=G,
因为g、S和G一定,所以h液和ρ液成反比,则密度计的刻度分布不均匀,故A错误;
由ρ液gSh液=G可知,浸入液体中的深度越小,说明液体的密度越大,因此密度计的刻度由上至下数值逐渐增大,故D错误;
因h液和ρ液成反比例,所以在密度增大量Δρ相同时,Δh会减小,即越往下刻度线的间距减小,故B错误,C正确。
故答案为:(1)下端;(2)越长;(3)C。
【点评】密度计是物体的漂浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和漂浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小,类似现象:轮船从江中驶入大海。
23.如图所示,这是佳佳同学“探究阿基米德原理”的实验步骤示意图,溢水杯中的水已加至溢水口,物块不吸水。
(1)实验步骤B中,测力计的示数为 3 N。
(2)由实验步骤B和C可知物体浸没在水中时受到的浮力F浮为 1.2 N。
(3)由实验步骤A和D可知物块排开的水所受的重力G排为 1.2 N。
(4)综合分析(2)、(3)两步骤中得到的数据,可以得出F浮 = G排(选填:“>”“<”或“=”)。
(5)为了使结论更具有普遍性,下一步的操作是 换用不同液体,再次实验 .
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读出弹簧测力计的示数;
(2)根据F浮=G﹣F求浮力大小;
(3)物块排开的水所受重力等于水和桶的总重力减去小桶的重力;
(4)由(2)(3)的数据得出结论;
(5)为了找普遍规律,实验完成后,需要换用不同液体,再次实验。
【解答】解:
(1)B图中测力计的分度值为0.2N,示数为3N;
(2)根据实验步骤B、C,由称重法可得:F浮=FB﹣FC=3N﹣1.8N=1.2N;
(3)由实验步骤A和D知,物块排开的水所受重力:G排=FD﹣FA=2.2N﹣1N=1.2N;
(4)综合分析(2)、(3)中得到的数据,可以得出物块受到浮力等于物块排开的水所受重力,即F浮=G排;
(5)为了找普遍规律,实验完成后,需要换用不同液体,再次实验。
故答案为:(1)3;(2)1.2;(3)1.2;(4)=;(5)换用不同液体,再次实验。
【点评】本题探究影响浮力大小的因素,重点考查了控制变量法在实际的中具体运用,对常见的错误认识做了澄清。
五.计算题(共2小题)
24.咸鸭蛋是中国特色食品,风味独特、营养丰富深受人们喜爱。
表一食盐溶液溶质质量分数与密度对照表
将鸭蛋放入容器再倒入15%食盐溶液将其浸没,加盖保存,如图二所示。图二中鸭蛋A的体积为70厘米3,计算鸭蛋A所受的浮力大小。
【分析】由表可得15%食盐溶液的密度,由图可知,鸭蛋A完全浸没在食盐溶液中,排开食盐溶液的体积等于其自身体积,利用F浮=ρ液gV排计算鸭蛋A所受的浮力大小。
【解答】解:由表可得15%食盐溶液的密度:ρ液=1.10g/cm3=1.10×103kg/m3,
由图可知,鸭蛋A完全浸没在食盐溶液中,则其排开食盐溶液的体积:V排=V=70cm3=7×10﹣5m3,
所以鸭蛋A所受的浮力:F浮=ρ液gV排=1.10×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣5m3=0.77N。
答:鸭蛋A所受的浮力大小为0.77N。
【点评】此题考查浮力的大小计算,难度不大,从表格和图片中得出相关信息是关键。
25.将物重为4.9N的木块放进水里,木块漂浮且有一半体积露出水面:
(1)求木块的体积;
(2)若在木块上再放一个铁块,恰好使木块完全没入水中,而铁块刚好在水面上,求铁块的重力。
【分析】(1)木块漂浮且有一半体积露出水面,则F浮=G排=G物,再根据F浮=ρ水gV排求出木块排开水的体积,从而得出木块的体积。
(2)若在木块上再放一个铁块,恰好使木块完全没入水中,而铁块刚好在水面上,此时仍然是漂浮,利用F浮=G物可得铁块的重力。
【解答】解:(1)因为木块漂浮,
故F浮=G木=4.9N,所以由F浮=ρ水gV排,得
V排===4.9×10﹣4m3
也就是木块体积的一半为4.9×10﹣4m3,则木块体积为9.8×10﹣4m3。
(2)木块完全没入水中,F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×9.8×10﹣4m3=9.8N,
也就是木块和铁块一共重9.8N,那么铁块重G铁=F浮′﹣G木=9.8N﹣4.9N=4.9N。
答:(1)木块的体积为9.8×10﹣4m3;
(2)铁块的重力为4.9N。
【点评】此题考查学生对浮力大小的计算的理解和掌握,从中涉及的计算较多,是一道难题。
溶质质量分数
溶液密度(g/cm3)
2%
1.01
6%
1.03
10%
1.07
15%
1.10
溶质质量分数
溶液密度(g/cm3)
2%
1.01
6%
1.03
10%
1.07
15%
1.10
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