华师大版八年级上册第3章 浮力综合与测试练习
展开一、选择题
1.关于物质的密度,以下说法正确的是 ( )
A.由可知,密度与物体的质量成正比,与物体的体积成反比
B.密度是物体的属性,物体不同,密度也不同
C.不同种类的物质,单位体积的质量一般不同,密度也不同
D.密度是物质的特性,其大小不随温度、形状、状态的变化而变化
2.如图所示,A为木球,B为某种塑料球,C为铜球,三个球的体积相同,且都静止在水中,则()
A.A球受到的浮力最大,因为剪断细线,A球将上升
B.B球受到的浮力最大,因为B 球没入水中最深
C.C球受到的浮力最小,因为剪断细线,C球将下沉
D.三球受到的浮力一样大,因为三球排开水的体积相同
3.如图所示,由不同物质制成的甲、乙两种实心球的体积相等,此时天平平衡。则制成甲、乙两种球的物质密度之比为 ( )
A.3︰4B.4︰3C.2︰1D.1︰2
4.A、B、C 三种物质的质量跟体积的关系如图所示,由图可知( )
A.A>B>C,且C>水B.A>B>C,且A>水
C.ABC,且C>水D.ABC,且A>水
5.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
6.给你一只弹簧测力计、一杯水、细线和一个金属块,你能完成下列四种实验中的哪几种?( )
①测金属块的质量; ②测金属块浸没在水中的浮力;③金属块的体积;④测金属块的密度
A.①B.①②C.①②③D.①②③④
7.两个相同容器都盛满水,甲中有一个体积为50厘米3、密度为0.5×103千克/米3的木块漂浮在水面,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.木块漂浮时浮力等于自身重力并有1/3体积露出水面
B.木块缓慢下压至浸没的过程中受到的浮力不变
C.木块全部压入水中两容器底部受水的压力和压强都相等
D.取出木块后两容器对水平桌面的压力和压强都相等
8.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
9.如下图所示,把一个自制的密度计分别放入两种不同的液体中(左图为甲液体,右图为乙液体),由此得出的下列判断正确的是( )
A.这个密度计在甲液体中受到的浮力较大
B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C.甲种液体的密度较大
D.密度计B处的刻度值应大于A的处的刻度值
10.对于密度公式ρ=m/V的理解,下列说法正确的是( )
A.密度ρ与质量m成正比
B.密度ρ与体积V成反比
C.同一种物质的质量m与体积V成反比
D.密度在数值上等于质量m与体积V的比值
11.同一水平面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则( )
A.甲容器中液体的密度较大
B.乙容器底部受到液体的压力较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大
D.乙容器对水平面的压强较小
12.金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡,在升至水面的过程中体积逐渐变大,这个过程中气泡所受浮力将( )
A.不变B.变大C.变小D.无法确定
13.某农户生产绿豆芽时,将绿豆倒入盛水的容器中,发现成熟饱满的绿豆沉入水底,干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面,上,产生这一现象的原因是( )
A.沉底的绿豆受到的浮力小于重力,漂浮在液面的绿豆受到浮力大于重力
B.沉底的绿豆受到的浮力小于重力,漂浮在液面的绿豆受到浮力等于重力
C.沉底的绿豆受到的浮力大于重力,漂浮在液面的绿豆受到浮力等于重力
D.沉底的绿豆受到的浮力等于重力,漂浮在液面的绿豆受到浮力小于重力
二、简答题
14.如图所示,质量为1.2kg的木块浮在水面上静止不动,求:
(1)这时木块受到的浮力是多大?
(2)此时木块浸在水中的体积为多少?
(3) 该木块体积是2×10-3m3,要使木块刚好浸没在水中,至少需要多大的力向下压木块?
15.某金属球在空气中重20牛,将它浸没在水中时称得重为17牛,求:这个金属球的体积是多少?
16.“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3 , 空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米3 ,g 取10 牛/千克)
17.底面积为50cm2的平底圆柱形容器内盛满某种液体后,置于水平桌面中央(容器壁厚度不计)。液体的压强与深度的关系如图甲所示。现将一个质量为0.08kg的金属块A用轻质细线悬挂在弹簧测力计下,再缓慢浸没于容器内的液体中,待金属块静止后,擦干容器外壁,弹簧测力计的示数如图乙所示。求:
(1)液体的密度是多少?
(2)金属块排开液体的质量是多少?
(3)剪断细线,金属块下沉到容器底部,此时容器对桌面的压强比只盛满液体时对桌面的压强增大了多少?
18.一空心铝球,其球重为2牛顿,它可停留在任何深度的水中,则其体积多大?(g=10牛/千克)
三、填空题
19.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。
20.(1)浸没在水中的石块受到浮力是3牛,它排开的水重是______牛。如果石块的体积浸入水中,则此石块受水的浮力是______牛;
(2)体积相同的三个小球,放入不同量的水中如图所示,请比三个小球受到的浮力大小(F甲、F乙、F丙):______;
(3)一铁球挂在弹簧称下,弹簧示数为3.92牛将铁球完全浸没在水中,此时弹簧秤的示数是2.94牛,则铁球受的浮力为______牛;铁球的体积为______立方米;铁球是空心的还是实心的?______(ρ铁=7.8×103千克/米3)
21.有一木块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3。把它浸没在水中时,它受到的浮力是_____N;松手后,木块静止时排开水的质量是_______。
22.我国首台自主设计、自主集成的“蛟龙”号载人潜水器,设计最大下潜深度为7000米。2012年6月24日,“蛟龙”号成功突破7000米大关,下潜至7020米,实现了设计目标。“蛟龙”号将于今年6月进入试验性应用阶段。请回答:(海水密度取1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)若“蛟龙”号以0.6m/s的平均速度下潜100min时,下潜深度是___________m;
(2)当“蛟龙”号排开海水的体积为30m3时,受到的浮力是______________N;
(3)当“蛟龙”号下潜至7000m深度时,其壳体受到海水的压强是_________________Pa;
23.小明将重为3N的石块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中: 石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示,则石块在水中所受浮力为______________N;从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的______________有关,若剪断图中的细线,石块将_______________。(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)
参考答案
1.C
【解析】
【详解】
A.对于同种物质,密度一定,密度不随质量或体积的变化而变化。A项不符合题意;
B.密度是物质的属性,同种物质,不同物体,密度可能相同。B项不符合题意;
C.单位体积的质量指的是密度;不同种类的物质,单位体积的质量一般不同,即密度也不同。C项符合题意;
D.密度是物质的特性,与物质的种类、状态、温度有关。D项不符合题意;
2.D
【分析】
浸没水中的物体,知道三球体积相同,也就知道排开水的体积相同,根据阿基米德原理知道三球受到的浮力相等,而与所处的深度无关.
【详解】
A. 剪断细线,A球将上升,说明A球受到的浮力大于重力,不能说明它受到的浮力比其它球大,故A 错误;
B. 浸没水中的物体,球受到的浮力与所处的深度无关,故B 错误;
C. 剪断细线,C球下沉,说明C球受到的浮力小于重力,不能说明它受到的浮力比其它球小,故C 错误;
D. 由图可知三球全浸入水中,A,B,C 球体积相同,排开水的体积相同,则受到水的浮力相同,故D 正确。
故选D.
3.C
【详解】
根据公式ρ=得,m=ρV,
天平左右两侧的质量相等,所以:
2ρ甲V+ρ乙V=ρ甲V+3ρ乙V,
ρ甲V=2ρ乙V,
ρ甲:ρ乙=2:1。
故C正确。
4.B
【解析】
【详解】
由图可见,三处质量相等,均为m0;体积不相等,VAVBVC;根据密度计算公式ρ=
,可得ρAρBρC,其中ρB=ρ水=1g/cm3.ρAρ水, ρCρ水
故B正确.
5.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.
6.D
【解析】
试题分析:在所给的实验器材中,有细线和弹簧秤,可测出金属块的重力,依据重力的变形公式可得到金属块的质量;
又给出了一杯水,可联想到用“称重法”来测得金属块完全浸没在水中时,受到的浮力大小;
然后再根据阿基米德原理看能间接得到什么条件,进一步确定能测出的物理量.
解:利用弹簧秤可以直接测出物体的重力,结合公式G=mg的变形公式m=可以求解金属块的质量m;
把金属块用细线悬挂在弹簧秤上,将金属块完全浸没在杯内的水中,此时弹簧秤示数变小,根据弹簧秤的示数差可求金属块浸没在水中的浮力F浮;
由阿基米德原理:F浮=ρ水gV排可得:V排=,ρ水作为已知条件,可测出金属块的体积V=V排;
已测得金属块的质量为m,根据密度公式可得:ρ=,则金属块的密度可得.
因此所给的四个条件都能用所给的实验器材测出,故选D.
点评:在此题中,利用“称重法”来测得金属块完全浸没在水中时所受到的浮力,是解题的关键所在.
7.C
【详解】
A. 因为木块漂浮,所以F浮=G,因此ρ水gV排=ρ木gV木,则水V排=ρ木V木即1.0×103kg/m3×V排=0.5×103kg/m3×V木,得:=,所以木块露出水面的体积是木块体积的,故A错误;
B. 由阿基米德原理公式F浮ρ水gV排可知,当液体密度一定时,V排越大F浮越大。由于木块缓慢下压至浸没的过程中,V排在增大,所以F浮在增大,故B错误;
C. 液体压强公式:P=ρgh,当木块全部压入水中时,虽然溢出了一些水,但左边容器中的水面高度仍然和右边的水面高度相同,所以两容器底部受到水的压强是相等的;因为压强相等且两容器的底面积相等,根据F=PS可知,两容器底部受到水的压力相等,故C正确;
D. 因为把木块取出后,左边容器中的水比右边容器中的水要少,则左边容器的总重力比右边容器的总重力小,左边容器对水平桌面的压力比右边容器对水平桌面的压力小,由于两容器底面积相同,则根据P=可知,左边容器对水平桌面的压强也比右边容器对水平桌面的压强小,故D错误。
故选C.
8.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。
9.C
【详解】
AB.同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,所以F浮甲=F浮乙=G,即密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,二者大小相等,故AB不符合题意;
C D.由图知密度计排开液体的体积V排甲
故选C。
10.D
【分析】
单位体积的某种物质的质量,叫做这种物质的密度.
密度是物质的一种特性,对于确定的某种物质,它的密度不随质量、体积的改变而改变.
【详解】
AB. 密度是物质的一种特性,密度的大小与物体的质量和体积的大小无关,故A、B错误;
C.同一种物质,体积越大,质量越大,即质量m与体积V成正比,故C错误;
D.密度是物质本身的一种特性,数值上等于质量m与体积V的比值,所以D选项是正确的.
故选D.
11.B
【详解】
A.物体在甲液体中悬浮,则ρ甲=ρ物,在乙液体中漂浮,则ρ乙>ρ物,可知乙液体的密度较大,选项A不符合题意;
B.由A知,乙液体的密度较大,深度相同,由p=ρ液gh可知,乙液体对容器底的压强大,由F=pS可知,乙容器底部受到液体的压力较大,选项B符合题意;
C.物体在甲液体中悬浮,则F浮甲=G排甲=G;在乙液体中漂浮,则F浮乙=G排乙=G,所以G排甲=G排乙,选项C不符合题意;
D.甲、乙两个相同的容器,两容器中液面恰好相平,由图知,乙液体的体积较大,且乙液体的密度较大,由m=ρV可知,乙液体的质量较大,则乙液体的重力较大,容器对水平面的压力等于总重力,而
G总=G容器+G物+G液体,
则甲容器的总重力小,对水平桌面的压力较小,由p=可知,甲容器对水平面的压强较小,选项D不符合题意。
12.B
【解析】
【详解】
由可知,气泡排开液体的体积变大时,气泡受到的浮力在不断变大,故B符合题意。
13.B
【详解】
根据浮沉条件可知,当物体受到的浮力小于自身重力时,物体会下沉,所以沉底的绿豆受到的浮力小于重力;根据浮沉条件可知,浮在水面上的物体所受浮力都等于自身重力,所以漂浮在水面上的绿豆受到的浮力等于重力。
故选B。
14.(1)12N (2)1.2×10-3m3 (3)8N
【详解】
(1)木块受到的重力:
∵木块漂浮,∴木块受到的浮力:
;
(2)∵,∴木块浸在水中的体积(排开水的体积):
;
(3)木块刚好浸没在水中时,木块受到的浮力:
,
∵,
∴至少对木块施加的压力:
。
答:(1)这时木块受到的浮力是12N;
(2)此时木块浸在水中的体积为1.2×10-3m3;
(3)至少需要8N的力向下压木块。
15.3×10-4米3
【详解】
金属球受到的浮力:
F浮=GF示=20N-17N=3N,
因为F浮=水gV排,所以金属球的体积为:
V排===3×10-4m3
答:这个金属球的体积是3×10-4m3。
16.(1)220000N;(2)7.76m3
【详解】
(1)设“蛟龙号”空载时质量为m空,因为漂浮在水面,
∴“蛟龙号”受到的浮力
(2)设“蛟龙号”满载时至少需要注入水的质量为m水,体积为V水,最大荷载质量为m载,
∵满载时若要下沉,至少G总=F浮总,
∴
m水gm空gm载g=水gV排
∴
m水=水V排m空m载=1.0103kg/m330m322000kg240kg=7760kg
则至少注入的水的体积
【点睛】
(1)根据浮沉条件求出“蛟龙号”漂浮在水面的浮力。(2)根据满载时浮力、重力的关系求出注入的水的质量,再由密度公式求出满载时注入的水的体积。
17.((1)1×103kg/m3;(2)30g;(3)100Pa
【详解】
(1)由图可知,当h=4cm=4×10-2m时,p=4×102Pa,
液体密度
ρ液==1.0×103kg/m3;
(2)金属块的重力:
G金=m金g=0.08kg×10N/kg=0.8N,
弹簧测力计的分度值为0.1N,示数F′=0.5N,金属块收到的浮力:
F浮=G金-F′=0.8N-0.5N=0.3N,
根据阿基米德原理可得:
F浮=G排=m排g,
m排==0.03kg;
(3)容器对桌面的压力增大值:
ΔF压=G金-G排=G金-F浮=0.8N-0.3N=0.5N,
容器对桌面的压强增大值:
Δp==100Pa。
答:(1) 液体的密度是1.0×103kg/m3;
(2)金属块排开液体的质量是0.03kg;
(3)剪断细线,金属块下沉到容器底部,此时容器对桌面的压强比只盛满液体时对桌面的压强增大了100Pa。
18.2×10-4米3
【详解】
由于空心铝球可停留在任何深度的水中,则F浮=G=2N,
根据得
所以,铝球体积
19.1.8; 2。
【解析】
【详解】
由图可知木块漂浮,根据浮沉条件可得,F浮木=G木=1.8N,由图可知完全浸没在水中,V排=V合金排=200cm3=2×10−4m3,合金块受到的浮力:F合金=ρ水gV合金排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10−4m3=2N。
20.3 1 F甲=F乙=F丙 0.98 1×10-4 空心的
【详解】
(1)[1]由阿基米德原理可知:F浮=G排,因为石块受到的浮力是3N,所以它排开的水中是3N。
[2]根据F浮=ρ液gV排可知:物体在液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积成正比。所以石块的体积浸入水中所受的浮力是浸没在水中所受的浮力的,则此石块受到水的浮力是1N。
(2)[3]根据F浮=ρ液gV排可知:浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。根据题意,三个小球排开的液体体积相同,都浸没在水中,液体密度相同,故三个小球受到的浮力相同,即:
F甲=F乙=F丙;
(3)[4]铁球受到的浮力为:
F浮=G-F′=3.92N-2.94N=0.98N;
[5]铁球完全浸没在水中,由F浮=ρgV排可得,铁球的体积为:
;
[6]根据G=mg可得,铁球的质量:
;
根据密度公式可得,铁球中铁的体积为:
,
因为V铁<V球,所以铁球是空心的。
21.2 0.16
【分析】
浸没在水中物体,其排开水的体积与物体本身的体积相等,由阿基米德原理求出所受浮力;根据所受浮力与物体的重力的关系分析浮沉情况,应用平衡条件求出物体受到的浮力,根据G排=m排g求出排开水的质量。
【详解】
[1]由题可知,物体浸没在水中,排开水的体积与物体本身的体积相等,则其受到的浮力
[2]物体的重力
由于F浮>G,则放手后物体将上浮,最终静止时漂浮在水面上,浮力与所受重力为一对平衡力,则此时物体受到的浮力
故木块静止时排开水的质量
22.3600 3×105 7×107
【详解】
[1].下潜深度是:
;
[2].受到的浮力:
;
[3].壳体受到海水的压强:
.
23.1 密度 下沉
【解析】
【详解】
[1]石块在水中所受浮力:
F浮=G-F=3N-2N=1N;
[2]由甲和乙图可知,石块在盐水中受到的浮力:
F浮′=G-F′=3N-1.8N=1.2N,
F浮≠F浮′,物体排开液体的体积相同而液体的密度不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力的大小与液体的密度有关;
[3]若剪断图中的细线时,受到的重力3N大于受到的浮力1.2N,
∵F浮<G,
∴石块将下沉;
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