浮力练习题—2023年河北省九年级物理中考模拟题分项选编
展开这是一份浮力练习题—2023年河北省九年级物理中考模拟题分项选编,共27页。试卷主要包含了多选题,填空题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
浮力练习题—2023年河北省九年级物理中考模拟题分项选编
一、多选题
1.(2023·河北邯郸·模拟预测)下图中所示的物理现象,不能用流体的压强与流速的关系解释的是( )
A.口吹硬币跳跃木块
B.孔明灯升上了天空
C.用吸管喝饮料
D.向下吹气,乒乓球不下落
2.(2023·河北廊坊·模拟预测)将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g浓盐水溢出;若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有64g煤油溢出(浓盐水密度为1.2×103kg/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3,以下说法中正确的是( )
A.该物体前后两次所受浮力之比为9∶8
B.该物体前后两次排开液体体积之比为4∶3
C.该物体的密度为0.9×103kg/m3
D.该物体在煤油中可能沉底或悬浮
3.(2023·河北承德·统考模拟预测)如图所示,水平桌面上甲、乙两个质量相同的圆柱形薄壁容器分别装有质量相等的水和盐水,将实心小球先后放入两个容器中,小球静止时液体均未溢出。已知甲容器的底面积小于乙容器的底面积,盐水、水、小球密度的关系为ρ盐水>ρ球>ρ水。则下列说法中正确的是( )
A.小球排开水的体积等于小球排开盐水的体积
B.小球在水中受到的浮力小于小球在盐水中受到的浮力
C.放入小球后,甲、乙容器底受到液体的压力F甲
4.(2023·河北石家庄·一模)如图所示,甲、乙两容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的液体。有A、B两个实心小球,质量分别为mA、mB,体积分别为VA、VB,密度分别为ρA、ρB。已知它们的密度关系为ρ甲>ρA>ρB>ρ乙,则( )
A.若VA=VB,将两球都放入甲容器中,静止时两球所受浮力相等
B.若VA=VB,将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为1∶1
C.若mA=mB,将A、B两球分别放入乙、甲容器中,静止时两球所受浮力之比为ρA∶ρ乙
D.若mA=mB,将A、B两球分别放入甲、乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρB∶ρ乙
5.(2023·河北沧州·模拟预测)底面积不同的两个容器,放在水平桌面上。分别装入质量相等的甲、乙两种不同液体,液面相平(如图所示)。现有两个体积相同的不同小球A和B,A球放入甲液体中,B球放入乙液体中,两球均处于悬浮状态,液体均未溢出。下列说法中正确的是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.未放入小球时,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
C.悬浮时小球A所受浮力大于小球B所受浮力
D.若把小球B放入甲液体中,静止时小球B所受浮力等于在乙液体中所受的浮力
二、填空题
6.(2023·河北秦皇岛·一模)小刚去湖边散步 ,看到湖面上树的倒影 ,这是光的 ________ 现象 ;看到水中的游动鱼是鱼 ________ ( 选填“实”或“虚”)像 ;鱼在水中匀速上浮时所受的浮力 ________ ( 选填“大于”、“等于”或“小于”) 重力(不计阻力)。
三、实验题
7.(2023·河北张家口·模拟预测)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲所示),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)有小组将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠,观察绘制的图像,图像可能是图乙中______,以此判断重力与物质种类 _____(选填“有关”或“无关” (已知;
(2)经过一段时间的学习,同学们想把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤;
①小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为3.6N,则液体密度为 ____kg/m3;用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度;
②小华小组用同一重物分别浸没在不同液体中(图丁),用弹簧测力计挂一重5N的重物后,将物体浸没在水中时示数为3N,则该密度秤能测量的最大密度为 ____kg/m3;用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度;
③对于两个小组设计的密度秤,下列说法不正确的是 _____。
A.密度秤的零刻度线都不在0N处
B.密度秤标注的刻度都是均匀的
C.在小明设计中,若测量中液体不装满小桶,密度秤所测结果偏小
D.在小华设计中,若要增大测量的量程,换用体积相同而密度小的重物
【拓展】若装有液体的容器底面积为40cm2,高为16cm,现倒入深度为8cm的水,将另一个体积为160cm3的实心球放入容器中,静止时水对容器底压力增加量为1N。则该实心球的质量为_____kg。
8.(2023·河北保定·模拟预测)同学们在袁梦老师的指导下利用弹簧测力计进行实验。
(1)小智探究重力与质量的关系,需要先将弹簧测力计在________方向上调零。根据如表的实验数据可以初步得出结论:________;
实验次数
1
2
3
钩码的质量m/kg
0.05
0.1
0.15
钩码的重力G/N
0.5
1
1.5
小智改变钩码的质量,又进行了多次实验,目的是________;
(2)小慧探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,实验装置如图甲所示。她用弹簧测力计水平拉动木块,使木块沿长木板做匀速直线运动。设木块对弹簧测力计的拉力为F1,弹簧测力计对木块的拉力为F2,长木板对木块的滑动摩擦力为f,其中________是一对平衡力;
(3)小文探究影响浮力大小的因素,实验装置如图乙所示。对比_________两图可以说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
【拓展】小明在弹簧测力计下挂了个小桶(如图丙所示),将其改造成了液体密度计。小桶盛满液体时,弹簧测力计示数与对应液体的密度如表。弹簧测力计示数为1.8N时,液体密度为________g/cm3。
弹簧测力计的示数F/N
…
1.3
1.5
1.8
…
液体的密度ρ/(g·cm-3)
…
0.8
1.0
?
…
9.(2023·河北邢台·统考模拟预测)小明在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。请根据他的实验,回答下列问题。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)小明通过比较乙与丙初步得出浮力的大小与深度有关,但他通过比较 _____两实验否定了自己的结论,进而得出物体受到的浮力大小与 _____有关;
(2)通过比较丙与戊两实验可知,物体受到的浮力大小还与 _____有关;
【拓展】综合分析上述实验可以得出:盐水的密度是 _____kg/m3。
10.(2023·河北秦皇岛·一模)为了测量盐水密度,小方同学进行了如下实验:
(1)将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,应将平衡螺母向___________调,使横梁平衡;
(2)先测出烧杯和盐水的总质量为123.2g。然后将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,如图乙所示,量筒读数时做法正确的是:___________(选填“a”“b”或“c”);
(3)把烧杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当横梁平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的总质量为___________g;
(4)盐水的密度为___________kg/m3;
(5)小方利用一把刻度尺、装有适量水的水槽和两个相同的薄壁圆柱形平底玻璃容器(容器厚度忽略不计)也测量出了另一种液体的密度。
①向容器中倒入适量的液体,将容器缓慢的放入水槽中,处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出容器下表面到水面的距离为h1。
②从容器中取出一部分液体,放入另一个放在水平桌面上的玻璃容器中,如图戊所示,测量出___________为h0。
③容器再次处于竖直漂浮状态,如图己所示,测出容器下表面到水面的距离为h2。
④液体密度ρ液= ___________(用h1、h2、h0、ρ水表示)。
11.(2023·河北唐山·模拟预测)小明想测量一实心塑料球的密度 ,实验器材 : 天平、量筒、水、细线、小铁块 。他设计的实验步骤如下 :
A. 把适量的水倒进量筒中 ,如图甲所示 , 记录此时水的体积为V1;
B. 用细线在实心塑料球下吊一个小铁块放入 水中 ,静止时如图乙所示 ,记录量筒的示 数为V2 ;
C. 从水中取出实心塑料球后如图 丙所示 , 记录此时量筒的示数为V3 ;
D. 将实心塑料球擦干后 ,再用天平测出其质 量 ,如图丁所示;
E. 利用密度公式计算出结果。
根据上述过程 , 回答下列问题 :
(1) 实验中测得实心塑料球的质量 m = __________ g ,实心塑料球的体积 V= ___________ cm3 ;
(2)计算出实心塑料球的密度 ρ = ____________ kg/m3 ,小明测出实心塑料球的密度值要 比真实值 ___________ ( 选填“偏大”或“偏小”) ;测量完成后 , 老师说只用量筒 ,在 原有的实验过程中再添加一个步骤 ,__________ ,也可以测出实心塑 料球的密度 ,已知水的密度为 ρ水 。实心塑料 球密度的表达式: ρ球 = ________ ( 用已知量和测量量表示) 。
12.(2023·河北保定·模拟预测)小聪利用如图甲所示的装置探究水沸腾的规律。
(1)用温度计内液体的长度来指示温度运用了________(填“等效替代法”或“转换法”);
(2)水沸腾前(图乙),气泡上升时,气泡中的水蒸气遇到温度较低的水发生________(填物态变化)逐渐变小;
(3)水沸腾后(图丙),气泡上升时,气泡所受浮力的变化情况和上浮的潜艇________(填“相同”或“不同”);
(4)小聪想缩短实验时间,请你提出一条合理建议:_______。
四、计算题
13.(2023·河北邢台·模拟预测)小明用传感器设计了如图所示的力传感器装置,竖直细杆的上端通过力传感器固定,力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小。下端与物体M相连,水箱的底面积为100cm2,细杆及连接处的重力可忽略不计。向图甲所示的空水箱中加水直到刚好加满。图乙是力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像。(g=10N/kg)
(1)求物块M的重力。
(2)当加水到物体恰好浸没时,求物体所受的浮力及物体的体积。
(3)当力传感器的示数大小变为0时,求此时水对箱底的压强。
14.(2023·河北唐山·统考一模)如图甲是放在水平桌面上的空腔“浮沉子”的示意图,“浮沉子”的底面积为5cm2,此时“浮沉子”对桌面的压强为3×103 Pa;图乙是一盛有水的薄壁柱形容器(容器足够高),底面积为50cm2,水深为52cm。将空腔“浮沉子”放入水中时恰好悬浮。(g取10N/kg;水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)“浮沉子”的质量;
(2)“浮沉子”在水中悬浮时,水对容器底的压强;
(3)用图乙容器中的水充满“浮沉子”的空腔后,将“浮沉子”再次置于水中,“浮沉子”下沉到容器底部,此时水的深度为54cm,求此时“浮沉子”对容器底的压力大小。
15.(2023·河北承德·统考模拟预测)如图所示,水平桌面上有一个底面积为50cm2、重力为15N的圆柱形容器,内装有深度为0.1m的水,如图甲所示。现将一个高度为8cm、底面积为20cm2、重力为6N、不吸水的圆柱形物体缓慢放入水中,水未溢出,静止时如图乙所示。不计容器壁的厚度和绳重,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)物体放入水中静止后,容器对桌面的压强。
(2)物体放入水中静止后,容器底对它的支持力。
(3)将物体从容器底部竖直缓慢提升,直到物体上表面高出水面5cm时停止,求这个过程中,水对容器底部的压强变化量。
16.(2023·河北邯郸·模拟预测)如图所示,质量分布均匀的圆柱形木块用与薄壁圆柱形容器乙放置于水平桌面上,已知木块甲的密度为0.8×103kg/m3,高为0.5m,底面积为8×10-3m2;乙容器的底面积为2×10-2m2,高为0.4m,容器内盛有体积为6×10-3m3的水,g取10N/kg。
(1)求此时乙容器中水的质量;
(2)若甲沿着竖直方向切去,则木块甲剩余部分对桌面的压强;
(3)不考虑第二问、仅在甲上方沿水平方向切去△h的高度,并将切去部分竖直放入容器乙内,请计算当Δh=0.4m时,容器乙对桌面的压强增加量△p容。
17.(2023·河北衡水·模拟预测)如图所示,水槽与木块等高,都为10cm,水槽的底面积为300cm2,木块的底面积为100cm2。已知木块的质量为0.8kg。(木块不吸水,整个过程木块不倾倒,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求木块的密度;
(2)水槽中注入800mL水时,木块未浮起,求木块对容器底的压强;
(3)求水槽中最多可以注入多少m3的水?
18.(2023·河北保定·一模)有两块质量均为0.6kg、密度均匀的长方体物块甲、乙,已知物块甲的边长为5cm、8cm、10cm,物块乙的边长为4cm、5cm、12cm。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求甲、乙两物块的密度;
(2)若将两物块都放在水平桌面上,物块甲对桌面的最大压强是p1;物块乙对桌面的最小压强是p2。求p1与p2的比值;
(3)以(2)问中放置方法,将甲、乙两物块方向不变地水平浸没在水中,求甲、乙两物块对容器底的压强比。
19.(2023·河北廊坊·统考一模)如图所示,已知重为20N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的五分之四(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
(1)求木块所受到的浮力大小;
(2)若木块下表面所处的深度为40cm,求木块下表面受到水的压强;
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力?
20.(2023·河北石家庄·一模)如图所示,甲、乙分别为实心正方体A和B,已知A为塑料块(不吸水),其棱长为20cm,密度为0.5g/cm3;B为合金块,其质量为3kg,密度为3g/cm3。(g取10N/kg)求:
(1)物体A的质量;
(2)物体B放置在水平地面上时,对水平地面的压强;
(3)若将A沿水平方向切去n厘米,按图丙所示方式放置在水中时,A刚好能浸没,求:n的值。
21.(2023·河北保定·统考一模)如图甲所示,水平地面上有一底面积为400cm2、不计质量的薄壁柱形容器。容器中放有一个用细线与容器底部相连的小木块,质量为600g,细线体积忽略不计。如图乙所示,往容器中缓慢加水,直至木块完全没入水中,木块所受的浮力F浮与时间t的关系图象如图丙所示,其中AB段表示木块离开容器底上升直至细线被拉直的过程(已知g取10N/kg)。求:
(1)木块浸没在水中时绳子的拉力;
(2)木块的密度;
(3)剪断绳子,木块静止后水对容器底部压强的变化量。
22.(2023·河北保定·模拟预测)某同学设计了如图所示的实验方案测量一质地均匀的物块密度。他将物块放入装有水的容器中,物块静止时处于如图甲所示,此时容器中水的深度为35cm,物块底面在水面下20cm处。物块的底面积是20cm2,ρA=1.0×103kg/m3。
(1)求如图甲中,水对物块底部的压强;
(2)求如图甲中,物块受到水的浮力;
(3)当对物块施加一竖直向下的1N压力时,物块恰好浸没水中处于静止状态,如图乙所示,求物块的密度大小。
参考答案:
1.BC
【详解】A.紧贴硬币上表面使劲吹气使硬币上方的空气流速大,压强变小,硬币下方的空气流速小,压强大,硬币受到一个向上的压力差,因此硬币就“跳”过了木块,利用了流体压强与流速关系;故A不符合题意;
B.孔明灯升上了天空利用的是浮力,不是利用流体压强与流速的关系,故B符合题意;
C.当用口吸吸管时,口内气压减小,小于外界大气压,大气压压着饮料进入口中,用吸管吸饮料是利用了大气压的作用,不是利用流体压强与流速的关系,故C符合题意;
D.从漏斗口向下吹气,乒乓球不会掉下来是因为乒乓球上方空气流速大,压强小,乒乓球下方空气流速小,压强大,从而有向上的压强差,使乒乓球不会掉下来,是利用流体压强与流速的关系,故D不符合题意。
故选BC。
2.AC
【详解】A.因为大烧杯内原来装满浓盐水,所以,由阿基米德原理可知,物体在盐水中受到的浮力
F浮盐水=G排=G溢盐水=m溢盐水g=0.072kg×10N/kg=0.72N
物体在煤油中受到的浮力
F浮煤油=G排=G溢煤油=m溢煤油g=0.064kg×10N/kg=0.64N
故该物体前后两次所受浮力之比为
故A正确;
B.根据F浮=ρ液V排g可得,该物体前后两次排开液体体积之比为
故B错误;
CD.由F浮=ρ液V排g得排开水的体积
假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积
V=V排水=6×10-5m3
由于煤油的密度小于盐水,所以物体在煤油中一定下沉,则排开煤油的体积
V排煤油=V=6×10-5m3
排开煤油的质量应该为
m排煤油=ρ煤油V排煤油=0.8×103kg/m3×6×10-5m3=0.048kg=48g
因为m排煤油<64g,所以物体在盐水中不能悬浮或下沉;可见,物体在盐水中一定漂浮,则物体的重力
G=F浮盐水=0.72N
物体受到煤油的浮力是0.64N,因此F浮煤油
物体的质量
物体的密度
故C正确,D错误。
故选AC。
3.BC
【详解】A.已知ρ盐水>ρ球>ρ水,由浮沉条件可知,同一小球在盐水中漂浮(V排<V球),在水中下沉(V排′=V球),所以小球排开水的体积大于排开盐水的体积,故A错误;
B.小球在水中下沉,则F浮水<G,在盐水中漂浮,则F浮盐水=G,所以F浮水<F浮盐水,故B正确;
C.由题知,水和盐水的质量相同,其重力也相同,由于容器为柱形容器,则放入小球后,液体对容器底的压力等于液体的重力与排开液体重力之和,根据前面解答可知F浮水<F浮盐水,由阿基米德原理可知G排水<G排盐水(即排开盐水的重力大于排开水的重力),所以乙容器底受到液体的压力大,即F甲<F乙,故C正确;
D.甲、乙是两个相同质量的容器,容器中分别装有等质量的水和盐水,由G=mg可知两容器的重力相等、两液体的重力也相等,因容器对水平桌面的压力
F=G容+G液+G球
所以甲、乙两容器对桌面的压力F甲′=F乙′,受力面积S甲<S乙,由可知放入小球后甲、乙两容器对桌面的压强p甲>p乙,故D错误。
故选BC。
4.BD
【详解】依题意得
A.若
由得,
所以
将两球都放入甲容器中,两球都漂浮在水面上,受到的浮力等于球的重力,所以静止时两球所受浮力不相等,故A不符合题意;
B.若
将两球都放入乙容器中,两球都沉底,两球排开液体的体积相同,由得,静止时两球所受浮力之比为1:1,故B符合题意;
C.若
由得
将A、B两球分别放入乙、甲容器中,由阿基米德原理得,静止时两球所受浮力之比为
故C不符合题意;
D.若
则
将A、B两球分别放入甲、乙容器中A漂浮,B沉底,静止时两球所受浮力之比为
,
所以
故D符合题意。
故选BD。
5.ACD
【详解】A.两个容器中分别装入质量相等的甲、乙两种不同液体,由图可知,液体的体积,由可知,两种液体的密度,故A正确;
B.由图可知,两种液体的深度相同,且,由可知,未放入小球时,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故B错误;
C.A球放入甲液体中,B球放入乙液体中,两球均处于悬浮状态,排开液体的体积均等于小球各自的体积,由因为两个小球的体积相同,所以两个小球排开液体的体积相同,且,由可知,悬浮时小球A所受浮力大于小球B所受浮力,故C正确;
D. B球放入乙液体中,小球处于悬浮状态,所以浮力等于重力,且,因为,所以,由物体的浮沉条件可知,若把小球B放入甲液体中,小球将处于漂浮状态,浮力等于重力,所以静止时小球B所受浮力等于在乙液体中所受的浮力,故D正确。
故选ACD。
6. 反射 虚 等于
【详解】[1]看到湖面上树的倒影 ,属于平面镜成像,是光的反射形成的。
[2]水中的鱼反射的光线穿过水面,折射进入人眼,此时光线在水面处发生折射,折射角大于入射角,即人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼经水面折射所成的虚像。
[3]鱼在水中匀速上浮时,处于平衡状态,不计阻力,受到的浮力等于重力。
7. C 无关 1.3×103 D 0.1
【详解】(1)[1]重力的大小跟质量成正比,这个比值是一个定值,观察图乙中的三个图像,绿豆和黄豆两组数据的图像应该是重叠在一起;故AB错误,不符合题意,C正确,符合题意。
故选C。
[2]根据图像可知,重力与物质的种类无关。
(2)①[3]由题意可知,用弹簧测力计测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,则这些水的重力为2N,水的质量为
水的体积为
再装满另一液体,则这液体的体积为
再装满另一液体时示数为3.6N,则这液体的重力为2.6N,这液体的质量为
根据密度公式可知,这液体的密度为:
这液体的密度为。
②[4]该密度秤能测量的最大密度,也就是当重物完全浸没在液体中时,测力计没有拉力,浮力大小等于重力,由题意可知,这个浮力大小为:
题中还说了,用弹簧测力计挂一重5N的重物后,将物体浸没在水中时示数为3N,这个浮力大小
水的密度为,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为:
该重物的体积为:
因,由阿基米德原理可知,液体的最大密度为:
该密度秤能测量的最大密度为。
③[5]A.对于小明密度秤,当桶内没有盛液体时,对应的刻度为桶的重力,1N,不在零刻度线;对于小华密度秤,密度的零刻度线,即没有放在液体中时,指针在5N处,不在零刻度线,故A正确,不符合题意;
B.由上述解析可知,密度秤标注的刻度都是均匀的,故B正确,不符合题意;
C.在小明设计中,若测量中液体不装满,根据,可知密度秤所测结果偏小,故C正确,不符合题意;
D.在小华设计中,若增大测量的量程,可增大物体的重力,根据可知,换用体积相同而密度大的重物,故D错误,符合题意。
故选D。
[6]静止时水对容器底压力增加量
ΔF=ΔpS=ρ水gΔhS=1N
即
1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10-4m2×Δh=1N
解得Δh=0.025m
排开水的体积为
V排=SΔh=40×10-4m2×0.025m=1×10-4m3=100cm3<160cm3
所以小球漂浮在水中,小球的重力等于浮力,即
G′=F浮′=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
小球的质量为
8. 竖直 物体所受重力和物体的质量成正比 多次实验,得出可靠结论 F2和f BC 1.3
【详解】(1)[1]测竖直方向上的力弹簧测力计要竖直放置,使用前必须检查零点是否准确,不准确要调零。
[2]根据表格数据,质量增大几倍,对应的重力也增大几倍,物体所受的重力与物体的质量成正比。
[3]小智改变钩码的质量,又进行了多次实验,他多次实验的目的是避免实验偶然性,得出普遍规律。
(2)[4]木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力作用在两个物体上,不是一对平衡力,是一对相互作用力;弹簧测力计对木块的拉力F2和长木板对木块的滑动摩擦力f,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且作用在同一物体上,是一对平衡力。
(3)[5]要探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,需要控制液体的密度相同,排开液体的体积相同,改变深度,图B、C符合题意。
(4)[6]液体的重力
G液=mg=ρ液gV
测量液体密度时,弹簧测力计的示数
F=G桶+G液
测量酒精时
G桶+0.8×103kg/m3×V×10N/kg=1.3N-----①
测量水时
G桶+1.0×103kg/m3×V×10N/kg=1.5N-----②
将①②两式联立
G桶=0.5N,V=10-4m3
当测力计的示数为1.8N时
F=G桶+G液
0.5N+ρ液体×10-4m3×10N/kg=1.8N
ρ液体=1.3×103kg/m3=1.3g/cm3
9. 丙、丁 排开液体的体积 液体的密度 1.2×103
【详解】(1)[1]甲图中,弹簧测力计示数即为物体重力的大小,即G=4N,A物体浸没在水中时所受的浮力为
F浮=G-F丙=4N-3N=1N
比较丙、丁两图能够说明物体浸没在同种液体中,浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计示数相同,故得出结论:所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;因此他通过比较丙丁两图否定了自己的结论。
[2]比较乙、丙两图可知,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,说明所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)[3]由丙与戊两实验可知,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,则浮力越大,可知浮力大小还与液体的密度有关。
[4]已经求得A物体浸没在水中时所受的浮力F浮=1N,由甲、戊两图可知,物体在盐水中的浮力为
由F浮=ρ水gV排得,物体排开水的体积为
由F浮=ρ液V排g得,盐水的密度为
10. 右 b 54.2 容器内液体深(高)度#容器下表面到液面距离
【详解】(1)[1]由图甲可知,使用前,指针停在分度盘的左侧,所以应向右调节平衡螺母。
(2)[2]量筒读数时,视线应与凹液面的最低相平,所以正确的做法是b。
(3)[3]把烧杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当天平重新平衡时,所用砝码、游码的位置如图丙所示为
所以烧杯和剩余盐水的总质量为。
(4)[4]根据密度公式
可知,盐水的密度为
(5)[5]为了便于测量出倒出的液体的质量,因此要测量出容器下表面到液面的距离h0。
[6]因为薄壁圆柱形平底玻璃容器是一样的,那么它两的底面积都为S,根据压强公式
可知,薄壁圆柱形平底玻璃容器在丁容器中受到的浮力为
薄壁圆柱形平底玻璃容器在戊容器中受到的浮力为
取出的液体的重力为
取出的液体的质量为
液体的密度为
11. 13.4 20 0.67×103 偏小 将塑料球放入图甲所示水中,记录体积V4
【详解】(1)[1]游码的分度值为0.2g,游码读数3.4g,根据天平读数规则可得,实心塑料球的质量为
m=10g+3.4g=13.4g
[2]由题意可得,实心塑料球的体积为乙、丙试管中的读数差,即
(2)[3]由上述分析及密度公式可得
[4]由于塑料球出水的时候上面附着有水,使得所测塑料球的体积偏大,从而使计算的密度偏小。
[5][6]由题意可得,测量密度时必须指导质量和体积,测量质量可以用漂浮时浮力等于重力,只要计算出排开液体的重力大小,就可以得到其重力,进而得到质量,所以只要将塑料球放入甲中,记录下量筒示数V4,则可得到放入塑料球后,塑料球所排开液体的体积,为V4-V1;则排开液体的质量为
塑料球的体积为V2-V3,则密度为
12. 转换法 液化 不同 适当减少水量
【详解】(1)[1]根据温度计中液柱的长短来识别温度高低的,这就是将温度的测量转化为长度的测量,即利用了转换法。
(2)[2]沸腾前,上层的水温度较低,上升的气泡遇低温气泡体积减小。
(3)[3]丙图气泡上升时,气泡变大,则排开水的体积变大,由F浮=ρV排g可知,气泡上升时气泡所受的浮力变大,而在没露出水面前,上浮潜艇排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知其所受的浮力不变,故水沸腾后(图丙),气泡上升时,气泡所受浮力的变化情况和上浮的潜艇不同。
(4)[4]为了减少加热所用时间,可以适当减少水量、给烧杯加盖或适当提高水温。
13.(1)2N;(2)10N,10﹣3m3;(3)2600Pa
【详解】解:(1)由图乙可知,水箱中没有水时(m=0),压力传感器受到的拉力F0=2N,则物体M的重力
GM=F0=2N
(2)由图乙可知,当M完全浸没时,压力传感器的示数为8N,对M受力分析可知,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力,则此时M受到的浮力
F浮=GM+F=2N+8N=10N
由F浮=ρ水gV排可知,物体M的体积为
(3)当压力传感器的压力为零时,M受到的浮力等于M的重力2N,由图乙可知,加水2kg时水面达到M的下表面时浮力为0,加水4kg时M刚好浸没,此时浮力为10N,该过程中增加水的质量为2kg,物体M受到的浮力增大了10N,所以,每加1kg水,物体M受到的浮力增加5N,所以M受到的浮力为2N时,应加入水的质量为
时,压力传感器的示数才为零,此时容器内水对容器底的压力为
F压=G水+GM=m水g+GM=2.4kg×10N/kg+2N=26N
此时容器内水对容器底的压强为
答:(1)物块M的重力为2N;
(2)当加水到物体恰好浸没时,物体所受的浮力及物体的体积为10-3m3;
(3)当力传感器的示数大小变为0时,此时水对箱底的压强为2600Pa。
14.(1)0.15kg;(2)5.5×103 Pa;(3)1N
【详解】解:(1)由得,“浮沉子”放在水平桌面上时,对桌面的压力为
因“浮沉子”静止在水平桌面上,则“浮沉子”的重力
由得,“浮沉子”的质量
(2)因为“浮沉子”在水中悬浮,则有
根据阿基米德原理可知,“浮沉子”排开水的体积为
水面升高的高度为
水面的高度为
水对容器的压强为
(3) “浮沉子”充满水后,所受浮力减小,根据阿基米德原理可知,此时受到的浮力为
“浮沉子”处于静止状态,容器底部对“浮沉子”的支持力
浮沉子对容器的压力大小为
答:(1) “浮沉子”的质量为;
(2) “浮沉子”在水中悬浮时,水对容器底的压强为;
(3) “浮沉子”对容器底的压力大小为1N。
15.(1)5200Pa;(2)4.4N;(3)200Pa
【详解】解:(1)物体放入水中前,水对容器底的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
水的重力等于水对容器底部的压力为
G水=F1=pS=1000pa×50×10-4m2=5N
物体放入水中后,水未溢出,故容器对桌面的压力为
F=G水+G容+G=5N+15N+6N=26N
物体放入水中静止后,容器对桌面的压强
(2)物体放入水中后,物体排开水的体积和物体体积相等,故物体受到的浮力为
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×8×10-6m2=1.6N
物体静止时受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、支持力作用,由力的平衡条件可得,物体受到的支持力为
F支=G-F浮=6N-1.6N=4.4N
(3)根据题意可知,水面下降的高度为
水对容器底部的压强变化量为
Δp=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa
答:(1)物体放入水中静止后,容器对桌面的压强是5200Pa;
(2)物体放入水中静止后,容器底对它的支持力是4.4N;
(3)水对容器底部的压强变化量为200Pa。
16.(1)6kg (2)4000Pa (3)1000Pa
【详解】解:(1)乙容器中水的质量
(2)质量分布均匀的圆柱体对水平面的压强
当甲沿着竖直方向切去三分之一,则剩余的木块甲对桌面的压强不变,压强为
(3)甲切去部分的重力
由于木块密度小于水的密度,木块放入水中后漂浮,F浮=ΔG,木块排开水的体积
容器乙的总容积
容器乙中未放入木块时空余部分的体积
所以把切去的木块放入水中时,有水溢出
溢出水的重力
容器乙底部压力变化量
容器乙底部压强变化量
答: (1)乙容器中水的质量为6kg;
(2)剩余的木块甲对桌面的压强为4000Pa;
(3)把切去的木块放入容器乙中,容器对桌面的压强增加量Δp空是1000Pa。
17.(1)0.8×103kg/m3;(2)400Pa;(3)2.2×10﹣3m3
【详解】解:(1)已知木块的质量m=0.8kg,木块的体积为
V=Sh=100cm2×10cm=1000cm3=10-3m3
则木块的密度为
(2)水槽中水的面积为
S水=300cm2﹣100cm2=200cm2
水槽中注入水的体积为
V水=800mL=800cm3
水的深度为
木块浸入水中的体积为
V排=S木×h水=100cm2×4cm=400cm3=4×10﹣4m3
则木块受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N
木块的重力为
G木=m木g=0.8kg×10N/kg=8N
木块对容器底的压力为
F=G木﹣F浮=8N﹣4N=4N
所以木块对容器底的压强为
(3)当木块受到的浮力等于木块的重力时,木块漂浮,再注入更多的水,木块浸入水中的深度也不变,此时木块受到的浮力为
F浮′=G木=8N
由阿基米德原理可知,木块浸入水中的体积为
则木块浸入水中的深度为
所以再注入水的深度为
h″=h﹣h′=10cm﹣8cm=2cm
则注入水的总体积为
V总=S水h′+S槽h″=200cm2×8cm+300cm2×2cm=2200cm3=2.2×10-3m3
答:(1)木块的密度为0.8×103kg/m3;
(2)木块对容器底的压强为400Pa;
(3)水槽中最多可以注入2.2×10-3m3的水。
18.(1)ρ甲=1.5×103kg/m3,ρ乙=2.5×103kg/m3;(2)3∶2;(3)5∶18
【详解】解:(1)甲的体积为
V甲=5cm×8cm×10cm=400cm3=4×10-4m3
甲的密度为
乙的体积为
V乙=4cm×5cm×12cm=240cm3=2.4×10-4m3
乙的密度为
(2)根据可知,当压力一定时,受力面积越小,压强越大,受力面积越大,压强越小。故甲对桌面的最大压强是
乙对桌面的最小压强是
所以p1与p2的比值为
(3)由于甲、乙物块的密度都大于水,所以甲、乙浸没水中后都沉底,V排甲=V甲,V乙排=V乙,所以甲、乙浸没在水中受到的浮力分别是
甲、乙两物块对容器底的压强分别为
甲、乙两物块对容器底的压强之比为
答:(1)甲、乙两物块的密度分别为1.5×103kg/m3,2.5×103kg/m3;
(2)将两物块都放在水平桌面上,物块甲对桌面的最大压强与物块乙对桌面的最小压强的比值为3∶2。
(3)以(2)问中放置方法,将甲、乙两物块方向不变地水平浸没在水中,甲、乙两物块对容器底的压强比为5∶6。
19.(1)20N;(2)4000Pa;(3)5N
【详解】解:(1)由题意可得,物块处于漂浮状态,则由浮沉条件有
F浮=G=20N
(2)由题意可得,木块下表面受到水的压强为
(3)由题意可得,长方体木块静止在水面上时有
木块全部浸没水中时所受的浮力为
由受力分析可得
F压=25N-20N=5N
答:(1)木块所受到的浮力为20N;
(2)木块下表面受到压强为4×103Pa;
(3)木块全部浸没水中,需施加的压力为5N。
20.(1)4kg;(2);(3)5cm
【详解】解:(1)A塑料块为正方体,棱长为20cm,密度为0.5g/cm3,则物体A的质量
(2)B为合金块,其质量为3kg,密度为3g/cm3,则体积
B为正方体,则棱长
则B的底面积
则B对水平地面的压强
(3)将A沿水平方向切去n厘米,剩余的A的体积
由图丙可知,剩余的A刚好能浸没,剩余的A和B受到的重力等于剩余的A受到的浮力,即
即
解得
n=5cm
答:(1)物体A的质量为4kg;
(2)物体B放置在水平地面上时,对水平地面的压强为;
(3)A刚好能浸没时,n的值为5cm。
21.(1)4N;(2)0.6×103kg/m3;(3)100Pa
【详解】解:(1)木块的质量为
m=600g=0.6kg
木块的重力
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
木块浸没在水中,由图丙分析可得浮力F浮=10N;木块处于静止状态,受力平衡,受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力的作用,所以绳子受到的拉力
F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N
(2)由F浮=ρ液gV排,可得木块浸没时排开的水的体积,即木块的体积为
木块的密度
(3)剪断绳子后木块漂浮,此时受到的浮力
F浮′=G=6N
由F浮=ρ液gV排,可得木块此时排开液体的体积
剪断绳子前后排开体积的变化量
ΔV排=V排﹣V排′=10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=4×10﹣4m3
水面下降的深度
水对容器底压强的变化
ΔP=ρgΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa
答:(1)木块浸没在水中时绳子受到的拉力是4N;
(2)木块的密度是0.6×103kg/m3;
(3)剪断绳子待木块静止后水对容器底压强的变化量是100Pa。
22.(1)2000Pa;(2)4N;(3)0.8×103kg/m3
【详解】解:(1)已知物块底面在水面下
20cm=0.2m
图甲中水对物块底部的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
(2)浮力的实质是物体上下表面受到的液体的压力差,物体的上表面受到水的压力为0,所以物体下表面受到的压力即物体受到的浮力,所以物体受到的浮力
F=F下压=pS=2000Pa×20×10-4m2=4N
(3)物体漂浮时,物体受到的浮力等于自身的重力,即
G=F=4N
当对物块施加一竖直向下的1N压力时,物块恰好浸没水中处于静止状态,此时物块受到向下的压力,向下的重力,向上的浮力,此时物块受到的浮力
F浮=G+F压=4N+1N=5N
物块的体积
物块的密度
答:(1)甲中水对物块底部的压强为2000Pa;
(2)图甲中物块受到水的浮力为4N;
(3)物块的密度大小为0.8×103kg/m3。
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