中考物理一轮复习考点精练:专题十二 浮力(一)(含解析)
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第十二部分 浮力(一)
一.浮力的基本概念
(一)浮力产生的原因
1.(2019•临沂)被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是
A.水中的桥墩不受海水的浮力
B.桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C.通过海底隧道最少需要34.2min
D.光在装饰材料上发生镜面反射
(二)影响浮力大小的因素
1.(2019潍坊,13)2019年4月,中国自主研发的600m无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”成功完成下潜任务。在某次下潜中,若从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,到返回水面结束计时,下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变,下列对“海龙Ⅲ”分析正确的是( )
A.从开始到结束计时,共用时10min
B.在1~3min,受到海水的浮力逐渐变大
C.在4~6min,处于匀速直线运动状态
D.在6~8min,受到海水的压强逐渐减小
2.(2019•武威)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下勻速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力________(选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
3.(2019毕节,21)(1)如图甲,向放在水平桌面的两个乒乓球中间打气,会看到两个乒乓球 (选填“分开”或“靠近”);
(2)如图乙、丙、丁是探究浮力大小与哪些因素有关的实验装置,浸没在液体中的物体都相同。若选 两个装置,可以探究浮力大小是否与物体所处深度有关。
(三)阿基米德原理
1.(2019玉林,)如图所示,是我国首款大型水陆两栖飞机“蛟龙”AG600,下面分析正确的是
A.飞行时,机翼下表面气流流速大于上表面气流流速
B.飞行时,机翼下表面气流流速等于上表面气流流速
C.航行时,速度越大受到水的浮力越大
D.航行时,受到水的浮力等于它排开的水所受的重力
2.(2020·盐城)在透明薄塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,水袋受到的浮力不断______(增大/减小)。当塑料袋中的水面与容器中水面______时,水袋中水的重力和排开水的重力相等,用塑料袋进行实验的好处是______(说出一点即可)。
(四)浮沉条件的应用
1.(2020·齐齐哈尔)傍晚,小民到江边游玩。堤坝上百花绽放、花香四溢,江上波光粼粼、渔舟唱晚。小民联想起一些物理知识,请你判断,他的观点中正确的是( )
A.堤坝上花香四溢,这是扩散现象
B.江水的压强随深度增加而减小
C.渔船漂浮在水面上,它受到的浮力大于重力
D.江上波光粼粼,是光的直线传播现象
2.(2020·连云港)下列关于浮力的说法正确的是( )
A. 质量大的物体在液体中所受浮力一定大
B. 码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小
C. 物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态
D. 潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变
3.(2020·盐城)小明取一根装有适量配重的饮料吸管,使其竖直漂浮在水中,制作简易密度计。为了能够在吸管上准确标注出不同液体密度所对应的刻度,需要测的是( )
A. 吸管的总长度 B. 吸管浸入水中的深度
C. 容器中水的深度 D. 吸管露出水面的长度
4.(2020·宿迁)小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B. 密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大
C. 密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大
D. 适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
5.(2019年郴州,15)A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为( )
A.h甲<h乙 B.h甲>h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断
6.(2019北京,14)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是( )
A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
7.(2019黄石,10)某同学自制的简易密度计如图所示,它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态,下列说法错误的是( )
A.木棒漂浮在水面上,静止时密度计的重力等于水对其浮力
B.木棒浸入液体的体积越大,说明该液体密度越小
C.读数时需用手扶住密度计
D.木棒越细,测量误差越小
8.(2019菏泽,10)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是( )
A.饺子的重力减小了
B.饺子的重力和浮力都增大了
C.饺子的重力不变,浮力增大
D.饺子的重力和浮力都减小了
9.(2019•淮安)长江上一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后。该艘轮船
A.会浮起一些,所受浮力变小 B.会浮起一些,所受浮力变大
C.会下沉一些,所受浮力变大 D.会始终漂浮,所受淨力不变
10.(2019•江西)12.“远征号”潜水艇在南海执行任务,根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬浮,若海水密度保持不变,则下列说法错误的是
A.潜水艇排开海水的体积相等
B.潜水艇所受的重力大小不相等
C.潜水艇所受的浮力大小相等
D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等
11.(2019•成都)将一枚重为0.5N的鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时.然后向杯子里加入一些清水,则( )
A.鸡蛋会下沉 B.鸡蛋的重力增加
C.鸡蛋所受浮力变大 D.鸡蛋所受浮力为0.5N
12.(2019•达州)下列关于力的说法中正确的是( )
A.两个物体不接触就一定不产生力
B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.浸没在水中向上运动物体浮力可能小于重力
D.随着生产力的提高人类将会制造出既省力又省距离的机械
13.(2020·福建)我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时,受到海水的压强约为______Pa(ρ海水取1.03×103kg/m3,g取10N/kg);在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力______(选填“大于”“等于”或“小于”)自重,从而上浮。
14. (2020·龙东) 2020年6月我国深潜器在马里亚纳海沟下潜深度达10907m时,它受到水的压强是 Pa.深潜器在下潜过程中浮力 (变大、变小或不变)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
15.(2019福建,21)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮 G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
16.(2019•盐城)20.小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (增加/减少)吸管中铁丝质量.改进后,用它分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1 h2,用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏 。
17.(2019苏州)17.2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行
(1)两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞
(2)在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受 (选填“重力”或“浮力”)实现上浮的
(3)901综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为40000t,它满载时所受的浮力大约
为 N(g=10N/kg)
18.(2019•福建)如图10,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮________G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)
二.浮力\压强的比较
(一)同一物体在不同液体中
1.(2020·南京)如图所示,两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有质量相等的两种液体,两个相同的小球分别放入容器中,一个漂浮,一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F1和F2,容器对桌面的压强分别为p1和p2,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2020·乐山)如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A. 甲烧杯中小球受到的浮力大 B. 乙烧杯中小球排开液体的质量大
C. 甲烧杯中液体的密度大 D. 乙烧杯底部受到液体压强大
3.(2019泰安,13)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中
①F1>F2
②ρ1>ρ2
③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到的液体压强
④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有③④正确 D.只有 ①③④正确
4.(2019德州,11)小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法不正确的是( )
A.鸡蛋受到的浮力不变
B.盐水的密度变小
C.盐水对烧杯底的压强逐渐变小
D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大
5.(2019•深圳)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球 M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两小球所受浮力FM>FN
B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲 D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
6.(2019•鄂州)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为P甲=P乙=P丙
7.(2019•德州)小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法不正确的是( )
A.鸡蛋受到的浮力不变
B.盐水的密度变小
C.盐水对烧杯底的压强逐渐变小
D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大
8.(2019•临沂)将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中,球静止时两烧杯液面相平,如图所示。下列判断正确的是
A.两小球所受浮力大小相等
B.乙烧杯中液体的密度大
C.乙烧杯中小球排开的液体质量大
D.甲烧杯底部受到液体的压强小
三.实验
(一)探究影响浮力大小的因素
1.(2020·无锡)如图所示,某同学正在探究影响浮力大小的因素。
(1)为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,接下来的操作是______,并观察弹簧测力计示数的变化。
(2)将水换成酒精,比较物体浸没时弹簧测力计的示数,可探究物体所受浮力大小与______的关系。
2.(2020·黄冈)木块在水中漂浮,铁块在水中下沉。浮力的大小是否跟物体的密度有关呢?兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验:
第一步∶往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子;
第二步∶把玻璃瓶放人装水的溢水杯中,用塑料杯接住溢出来的水(如图);
第三步∶将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满,重复以上实验;
第四步∶比较每次溢出来水的体积。
请回答下列问题∶
(1)溢水杯里水的多少应该以______为准。
(2)若每次溢出来水的体积______,则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关。
(3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力,这里运用了______的思想方法,其依据是______。
3.(2020·吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示,其中弹簧测力计示数的大小关系是:F1>F2>F3,F3<F4,水的密度用ρ水表示。
(1)比较 两图可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)比较丙、丁两图可知,浮力的大小跟 有关。
(3)分析甲、丙两图可得,物体浸没在水中时受到的浮力F浮= ,物体的密度ρ物= 。
(4)深入分析丙、丁两图,比较水对烧杯底的压强p水,和某液体对烧杯底的压强p液的大小关系,则p水
p液。
4.(2020·青海)如图所示,是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在盐水中时,受到的浮力是______N;
(2)分析图乙、丙可知,浮力的大小跟______有关;
(3)分析______两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关;
(4)由实验可知,该金属块的密度是______kg/m3。
5.(2020·苏州)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是猜想 (填序号)。
常识
猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底
常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些
常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻
猜想1:与浸入液体的深度有关
猜想2:与液体的密度有关
猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①根据A、B、C的结果,可得猜想1是 (正确/错误)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是 (正确/错误)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与 有关,与浸入液体的深度 ;
②接下来根据A、D和E (能/不能)对猜想2进行验证;
③为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于1.8N,便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是 。
6.(2020·乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是______N;
(2)通过______两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与______的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为______kg/m3。
7.(2019上海,26)某小组同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计拉着一个圆柱体,测力计示数为F0.现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中,倒入液体A,圆柱体的下表面到液面的深度为 h,记录下此时弹簧测力计的示数为F,以及F0和F 的差为△F.接着,将液体A 钟换为液体B,重复上述实验,记录数据如下表二所示.
①根据实验序号1与2与3或5与6与7 的数据,分析比较弹簧测力计的示数F 与圆柱体的下表面到液面的深度h 的大小关系,可得出的初步结论是:同一物体在同种液体中,
②根据实验序号1与2与3或5与6与7 的数指,分析比较△F 与圆柱体的下表而到液面的深度h 的大小关系,可得出的初步结论是:同一物体在同种液体中,
③根据实验序号1与5或2与6或3与7 的数据,分析比较△F 与液体密度ρ的大小关系,可得出的初步结论是:
④本实验中,圆柱体的重力为 牛,高度为 厘米。
8.(2019德州,23)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关。
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
9.(2019绥化,30)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)分析 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是 kg/m3.如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将如何变化,并分析原因 。
(4)实验中由于握着测力计的手臂易晃动,导致测力计示数不稳定,读数困难。请你写出一种改进措施 。
10.(6分)(2019•德州)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关。
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
11.(2019•广东)探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,如题图所1示,依次将体积为100cm3的物体缓缓浸入某液体中(液体未溢出);根据实验数据绘制了测力计的示数F与物体的下表面浸入液体中的深度h的关系图象如图2所示。(g=10N/kg)
(1)分析图2发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 (选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关。
(2)物体密度为 g/cm3,若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力F支为 N。
(3)当h=4cm时,物体受到浮力为 N,下表面所受压强为 Pa;整个过程,物体下表面所受液体压强p与其浸入液体中深度h的关系图象应该是图3中的 。
(4)将容器中液体更换为水,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与 有关。
(二)探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1.(2020·毕节)如图所示是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验。
(1)把物体慢慢浸入水中直到全部没入的过程中,物体受到的浮力逐渐变_____(填“大”或“小”);
(2)物体浸没在装满水的溢水杯后,水会流入空桶中,各步骤中弹簧测力计的示数已在图中标明,通过实验可得:F浮=G排=____ _N。
2.(2019东营,22)如图所示,物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
(3)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
(4)金属块的密度为 kg/m3。
(5)在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,请指出实验操作中可能造成这种结果的原因: 。
(6)纠正了错误,继续实验,兴趣小组得出结论:物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑,他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性,使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋(质量可忽略)、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验,研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材: ;
实验步骤: ;
分析与论证: 。
3.(2019福建,28)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮= ,被排开的水所受的重力G排= 。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a) ;
(b) 。
(3)物体没有完全浸没在水中, (选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
4.(2019•福建)如图16,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯屮,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时 测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=____________,被排开的水所受的重力G排_________。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a)_____________________________________________________;
(b) o
(3)物体没有完全浸没在水中,___________(选填“能”或“不能“)用实验验证阿基米德原理。
(三)利用浮力测量
1.(2020·潍坊).已知水的密度为1.0×103kg/m3,某兴趣小组用一薄壁量杯(杯壁体积忽略不计)制作了一个测量液体密度的简易装置,操作如下:
(1)在量杯内装入适量细沙后放人水中,量杯在水中竖直静止时,如图甲所示。此时量杯浸没在水中的体积为______mL;
(2)将该装置放入某液体中,静止时如图乙所示,则该液体的密度为______kg/m3;某同学将一小石子放入量杯,静止时如图丙所示,则小石子质量是______g。
2.(2019孝感,14)如图所示,有一柱状的薄透明玻璃容器(在它的外面有表示高度的刻度纸)和一底面积是20cm2,高8cm并刻有高度的圆柱体(密度大于水的密度,用细线系着)。某实验小组利用这两个器材探究:当物体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。
他们先往容器中加水至10.00cm刻度处(图中己标出)),再用细线吊圆柱体,让圆柱体浸入列水中的深度h先后是:2.00cm,4.00cm,6.00cm、8.00cm,读出容器底到水面对应增加深度△h,利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力F浮和水对容器底增加的压强△p,结果如下表:
(1)分析表中数据可知,当圆柱体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成 ,如果物体浸没后继续增大它在水中的深度,F浮和△p都 (选填“增大”或“不变”或“减小”);
(2)同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因:当物体浸入水中时,水对物体施加了竖直向上的浮力,由于 物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力,使容器底部增大的压力大小为F浮(柱状容器底面积为S),那么△p= (用所给物理量字母表示);
(3)根据本次实验数据,计算出容器底面积S= cm2,圆柱体浸没在水中时,水面所对的刻度是 cm。
3.(2019长春,24)学习浮力知识后,小明利用可以测量压力大小的数显测力计和刻度尺进行如下实验:
(1)将果汁装入轻质小瓶(小瓶和瓶盖的质量、厚度均不计),拧紧瓶盖后测出重力;
(2)如图甲所示,将小瓶放入盛有适量水的容器中,小瓶静止时竖直漂浮.小瓶受到的浮力为F浮,则
F浮 G(选填“>”、“=”或“<”).
(3)用数显测力计将小瓶缓慢压入水中,数显测力计的示数逐渐变大,说明浮力的大小与
有关.
(4) 如图乙所示将小瓶放入另一种液体中,小瓶静止时竖直漂浮.比较甲、乙两图可知
ρ液 ρ水(选填“>”、“=”或“<”).测出此时小瓶内、外液面的高度差△h1.
(5)将小瓶倒放在图乙的液体中,小瓶静业时竖直漂浮、测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h2.比较可知△h1 △h2(选填“<”“=”或“<”).
4.(2020·湘潭)如图甲、乙所示,用天平、量筒测量金属块的密度。
(1)将天平放在水平工作台上,将游码移到标尺的 处,调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将金属块放在天平左盘里,用镊子向右盘加减砝码并移动游码,当天平再次平衡时,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示,金属块的质量为 g;
(3)将金属块用细线系好轻轻放入盛有40mL水的量筒中,水面升高到如图乙所示的位置,金属块的体积为 cm3,金属块的密度为 g/cm3。
(4)利用弹簧测力计、烧杯和水,也可以测量出此金属块的密度,如图丙、丁所示。将金属块挂在弹簧测力计下端的挂钩上,测出金属块的重力为G,再将金属块完全浸没在装有水的烧杯中,读出此时弹簧测力计示数为F.则金属块质量为 ,体积为 ,密度为 (三空均用已知量的字母表示)。
5.(2020·南通)小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强。他找到一些与其材质相同的小石块,用测力计、烧杯、水、细线和卷尺等进行如下实验:(g取10N/kg)
(1)使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在____;
(2)由图示操作,测出小石块受到的浮力F浮=____N;
(3)计算出小石块的密度____kg/m3;
(4)测出校训石的长、宽、高分别为5m、1m、2m,则校训石对水平地面的压强=____Pa;
(5)校训石与地面接触的右下角是缺损的,则他测算出的压强比实际压强____。
6.(2020·天津)“停课不停学”期间,小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后,想用家中可用器材(如图所示),测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为,请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量:______;
(2)写出鸡蛋密度的数学表达式______(用已知量和测量量表示)。
7.(2020·泰州)为做好消毒防疫,学校给各班准备了一些瓶装的75%消毒酒精。小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动。
(1)把天平放在水平台面上,先将________,再调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央的刻度线;接着小明用天平测出瓶酒精的总质量为96.2g,再将部分酒精倒入量筒中,液面如图甲所示:最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量,测量结果如图乙所示,天平的读数为________g,75%消毒酒精的密度为________g/cm3;
(2)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计,竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10.5cm,则A处应标为________g/cm3。再将该密度计漂浮在75%消毒酒精中,此时所受的浮力的________(选填“大于”、“等于”或“小于”)在水中所受的浮力,它浸入酒精中的深度h为________cm;
(3)如图丁所示是三位同学用不同的粗细均匀吸管制成的密度计,竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计________(选填“①”、“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。
8.(2019枣庄,22)在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块,金属块下表面与水面刚好接触,如图甲。从此处匀速下放金属块,直至浸没于水中并继续匀速下放(金属块未与容器底部接触),在金属块下放过程中,弹簧测力计示数F与金属块下表面浸入水的深度h的关系如图乙,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.由图象可知:
(1)金属块完全浸没在水中受到的浮力为 N。
(2)金属块的密度是 kg/m3。
(3)你还能求出有关金属块的哪些物理量: (写出三个物理量即可,不需要计算结果)
9.(2019 青岛,21)测量盐水的密度,方案如下:
(1)用天平和量筒进行测量请完成实验步骤:
①用天平称出烧杯和盐水的总质量 m1;
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积 V;
③
④利用上述所测物理量,写出盐水密度的表达式 ρ 盐 = 。
(2)用液体密度计直接测量
因为盐水的密度比水的大,所以选用最小刻度是 1.0g/cm3 的液体密度计。它的测量原理是:密度计放入不同液体中,都处于漂浮状态,它所受的浮力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”);被测液体密度越大,其排开液体的体积越 ,所以它的刻度是从 1.0g/cm3 (选填“由下而上”或“由上而下”)顺次标记 1.1、1.2、1.3…。
中考物理考点精练(答案)
第十二部分 浮力(一)
一.浮力的基本概念
(一)浮力产生的原因
1.(2019•临沂)被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是
A.水中的桥墩不受海水的浮力
B.桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C.通过海底隧道最少需要34.2min
D.光在装饰材料上发生镜面反射
【答案】A
(二)影响浮力大小的因素
1.(2019潍坊,13)2019年4月,中国自主研发的600m无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”成功完成下潜任务。在某次下潜中,若从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,到返回水面结束计时,下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变,下列对“海龙Ⅲ”分析正确的是( )
A.从开始到结束计时,共用时10min
B.在1~3min,受到海水的浮力逐渐变大
C.在4~6min,处于匀速直线运动状态
D.在6~8min,受到海水的压强逐渐减小
【答案】AD
2.(2019•武威)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下勻速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力________(选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】不变 变大
3.(2019毕节,21)(1)如图甲,向放在水平桌面的两个乒乓球中间打气,会看到两个乒乓球 (选填“分开”或“靠近”);
(2)如图乙、丙、丁是探究浮力大小与哪些因素有关的实验装置,浸没在液体中的物体都相同。若选 两个装置,可以探究浮力大小是否与物体所处深度有关。
【答案】(1)靠近;(2)乙、丙。
(三)阿基米德原理
1.(2019玉林,)如图所示,是我国首款大型水陆两栖飞机“蛟龙”AG600,下面分析正确的是
A.飞行时,机翼下表面气流流速大于上表面气流流速
B.飞行时,机翼下表面气流流速等于上表面气流流速
C.航行时,速度越大受到水的浮力越大
D.航行时,受到水的浮力等于它排开的水所受的重力
【答案】D
2.(2020·盐城)在透明薄塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,水袋受到的浮力不断______(增大/减小)。当塑料袋中的水面与容器中水面______时,水袋中水的重力和排开水的重力相等,用塑料袋进行实验的好处是______(说出一点即可)。
【答案】 (1). 增大 (2). 相平 (3). 见解析
【解析】
[1]用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,水袋排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知受到的浮力不断增大。
[2]水袋中水的重力和排开水的重力相等,说明水袋中水的重力等于它受到的浮力,即
G水=F浮
ρ水gV水=ρ水gV排
V水=V排
当袋内水面与容器中的水面相平时,排开水的体积等于水袋内水的体积。
[3]用塑料袋进行实验,重力可以忽略不计。
(四)浮沉条件的应用
1.(2020·齐齐哈尔)傍晚,小民到江边游玩。堤坝上百花绽放、花香四溢,江上波光粼粼、渔舟唱晚。小民联想起一些物理知识,请你判断,他的观点中正确的是( )
A.堤坝上花香四溢,这是扩散现象
B.江水的压强随深度增加而减小
C.渔船漂浮在水面上,它受到的浮力大于重力
D.江上波光粼粼,是光的直线传播现象
【答案】A
【解析】
A、堤坝上花香四溢,是花香分子在空气中运动的结果,是扩散现象,故A正确;
B、由液体压强公式p=ρ液gh可知,江水的压强随深度增加而增大,故B错误;
C、渔船漂浮在水面上,它受到的浮力等于重力,故C错误;
D、江上波光粼粼,是由于光被水面反射后形成的现象,故D错误。
故选:A。
2.(2020·连云港)下列关于浮力的说法正确的是( )
A. 质量大的物体在液体中所受浮力一定大
B. 码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小
C. 物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态
D. 潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变
【答案】B
【解析】
A.液体密度不变时,物体所受的浮力大小与其排开的液体的体积有关,与物体的质量大小无关,故A错误;
B.当停在码头上的轮船正在卸货时,质量减少,船的重力减小,船漂浮在水面上时,船的浮力等于物体重力,所以船所受到的浮力也减小,故B正确;
C.物体密度等于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态,故C错误;
D.海水的密度大于江水的密度,潜水艇在水面下,排开液体的体积不变,从大海潜行进入长江,由F浮=ρ液gV排可知浮力变小,故D错误。
故选B。
3.(2020·盐城)小明取一根装有适量配重的饮料吸管,使其竖直漂浮在水中,制作简易密度计。为了能够在吸管上准确标注出不同液体密度所对应的刻度,需要测的是( )
A. 吸管的总长度 B. 吸管浸入水中的深度
C. 容器中水的深度 D. 吸管露出水面的长度
【答案】B
【解析】
因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,则
F浮水=F浮液=G
ρ水gSh水=ρ液gSh液=G
h水是吸管浸入水中的深度,h液是吸管浸入液体中的深度,所以需要测量吸管浸入水中的深度。
故选B。
4.(2020·宿迁)小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B. 密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大
C. 密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大
D. 适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
【答案】C
【解析】
A.同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮,则 F浮甲=F浮乙= G
即浮力是相同的,故A错误;
B.密度计漂浮在液体中,由 F浮=ρ液gV排=G
密度计浸入液体的深度越大,说明液体的密度越小,即密度计越靠近上方的刻度,其相应的密度数值越小,故B错误;
C.由图可知,密度计在乙液体中排开的液体的体积小,根据ρ液=可知,乙液体的密度大,深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯中液体对容器底的压强更大,故C正确;
D.因为密度计漂浮在液体中,则 F浮=G
ρ液gSh=G
ΔV=Sh
增大该密度计两条刻度线之间的距离,即ΔV变大,h变大,具体做法是:可适当增大配重或用更细的吸管,故 D错误。
故选C。
5.(2019年郴州,15)A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为( )
A.h甲<h乙 B.h甲>h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断
【答案】C。
6.(2019北京,14)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是( )
A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
【答案】B。
7.(2019黄石,10)某同学自制的简易密度计如图所示,它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态,下列说法错误的是( )
A.木棒漂浮在水面上,静止时密度计的重力等于水对其浮力
B.木棒浸入液体的体积越大,说明该液体密度越小
C.读数时需用手扶住密度计
D.木棒越细,测量误差越小
【答案】C。
8.(2019菏泽,10)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是( )
A.饺子的重力减小了
B.饺子的重力和浮力都增大了
C.饺子的重力不变,浮力增大
D.饺子的重力和浮力都减小了
【答案】C
9.(2019•淮安)长江上一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后。该艘轮船
A.会浮起一些,所受浮力变小 B.会浮起一些,所受浮力变大
C.会下沉一些,所受浮力变大 D.会始终漂浮,所受淨力不变
【答案】A
10.(2019•江西)12.“远征号”潜水艇在南海执行任务,根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬浮,若海水密度保持不变,则下列说法错误的是
A.潜水艇排开海水的体积相等
B.潜水艇所受的重力大小不相等
C.潜水艇所受的浮力大小相等
D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等
【答案】B
11.(2019•成都)将一枚重为0.5N的鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时.然后向杯子里加入一些清水,则( )
A.鸡蛋会下沉 B.鸡蛋的重力增加
C.鸡蛋所受浮力变大 D.鸡蛋所受浮力为0.5N
【答案】D
12.(2019•达州)下列关于力的说法中正确的是( )
A.两个物体不接触就一定不产生力
B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.浸没在水中向上运动物体浮力可能小于重力
D.随着生产力的提高人类将会制造出既省力又省距离的机械
【答案】C
13.(2020·福建)我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时,受到海水的压强约为______Pa(ρ海水取1.03×103kg/m3,g取10N/kg);在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力______(选填“大于”“等于”或“小于”)自重,从而上浮。
【答案】 (1). 1.03×108 (2). 大于
【解析】
[1]当潜水器号下潜至1.0×104m深处时,受到海水的压强:
p=ρ水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.0×104m=1.03×108Pa
潜水器受到海水的压强为1.03×108Pa。
[2]潜水器悬浮时,浮力等于自重,在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,自重减小,V排不变,所受浮力不变,浮力大于自重,从而上浮。
14. (2020·龙东) 2020年6月我国深潜器在马里亚纳海沟下潜深度达10907m时,它受到水的压强是 Pa.深潜器在下潜过程中浮力 (变大、变小或不变)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】1.0907×108;不变。
【解析】
深潜器受到海水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10907m=1.0907×108Pa;
深潜器在水面下完全浸没,所以下潜过程中排开水的体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ液gv排可知,液体的密度不变,排开液体的体积不变,故浮力不变。
故答案为:1.0907×108;不变。
15.(2019福建,21)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮 G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
【答案】<;上浮。
16.(2019•盐城)20.小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (增加/减少)吸管中铁丝质量.改进后,用它分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1 h2,用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏 。
【答案】增加 大于 大
17.(2019苏州)17.2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行
(1)两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞
(2)在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受 (选填“重力”或“浮力”)实现上浮的
(3)901综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为40000t,它满载时所受的浮力大约
为 N(g=10N/kg)
【答案】小 重力 4x108
18.(2019•福建)如图10,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮________G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)
【答案】< 上浮
二.浮力\压强的比较
(一)同一物体在不同液体中
1.(2020·南京)如图所示,两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有质量相等的两种液体,两个相同的小球分别放入容器中,一个漂浮,一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F1和F2,容器对桌面的压强分别为p1和p2,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
小球在甲容器中漂浮,所以F1=G物
在乙容器中沉底,所以F2<G物;所以F1>F2;
容器的质量相等,液体的质量相等,小球的质量相等,容器对桌面的压力等于容器、液体和小球的总重力,所以容器对桌面的压力相等,甲的受力面积大于乙的受力面积,由可知p1<p2
故选D。
2.(2020·乐山)如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A. 甲烧杯中小球受到的浮力大 B. 乙烧杯中小球排开液体的质量大
C. 甲烧杯中液体的密度大 D. 乙烧杯底部受到液体压强大
【答案】C
【解析】
A.因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,故A错误;
B.因为小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,小球在两杯中排开液体的质量相等,故B错误;
C.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知
ρ甲液>ρ球,ρ乙液=ρ球所以ρ甲液>ρ乙液故C正确;
D.两杯中液面相平,ρ甲液>ρ乙液,根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强
p甲液>p乙液故D错误。
故选C。
3.(2019泰安,13)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中
①F1>F2
②ρ1>ρ2
③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到的液体压强
④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有③④正确 D.只有 ①③④正确
【答案】A
4.(2019德州,11)小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法不正确的是( )
A.鸡蛋受到的浮力不变
B.盐水的密度变小
C.盐水对烧杯底的压强逐渐变小
D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大
【答案】C。
5.(2019•深圳)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球 M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两小球所受浮力FM>FN
B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲 D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
【答案】D;
【解析】A 选项,小球 M 在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球 N 在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球 M、N 完全相同,即GM=GN,则有FM=FN,故 A 选项不符合题意;B 选项,小球 M 在甲液体中漂浮,则密度ρM<ρ甲,小球 N 在乙液体中悬浮,则密度ρN =乙,由于小球 M、N 完全相同,即ρM=ρN,则有ρ甲>ρ乙,故 B 选项不符合题意;C 选项,由 B 选项分析得ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh 可知,p 甲>p 乙,故C选项不符合题意;D 选项,由 C 选项分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式 F=pS 得,容器底部受到液体压力 F 甲>F 乙,故D选项符合题意;故答案选择 D.
6.(2019•鄂州)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为P甲=P乙=P丙
【答案】D;
7.(2019•德州)小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法不正确的是( )
A.鸡蛋受到的浮力不变
B.盐水的密度变小
C.盐水对烧杯底的压强逐渐变小
D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大
【答案】C
【解答】解:A、鸡蛋由漂浮到悬浮,受到的浮力都等于鸡蛋的重力,故鸡蛋受到的浮力不变,故A正确;B、鸡蛋刚好漂浮在一杯盐水中,此时浮力等于重力,鸡蛋的密度小于盐水的密度,现在往杯中加入适量清水(未溢出),盐水的密度变小,故B正确;CD、现在往杯中加入适量清水(未溢出),盐水对容器的压力增大,根据p知液体对容器底部的压强增大,故C错误,D正确;
故选:C。
8.(2019•临沂)将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中,球静止时两烧杯液面相平,如图所示。下列判断正确的是
A.两小球所受浮力大小相等
B.乙烧杯中液体的密度大
C.乙烧杯中小球排开的液体质量大
D.甲烧杯底部受到液体的压强小
【答案】A
三.实验
(一)探究影响浮力大小的因素
1.(2020·无锡)如图所示,某同学正在探究影响浮力大小的因素。
(1)为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,接下来的操作是______,并观察弹簧测力计示数的变化。
(2)将水换成酒精,比较物体浸没时弹簧测力计的示数,可探究物体所受浮力大小与______的关系。
【答案】 (1). 减小物体排开水的体积 (2). 液体的密度
【解析】
(1)[1]为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,要控制排开液体的密度相同,只改变物体排开液体的体积,故接下来的操作是减小物体排开水的体积,并观察弹簧测力计示数的变化。
(2)[2]将水换成酒精,比较物体浸没时弹簧测力计的示数,可探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。
2.(2020·黄冈)木块在水中漂浮,铁块在水中下沉。浮力的大小是否跟物体的密度有关呢?兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验:
第一步∶往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子;
第二步∶把玻璃瓶放人装水的溢水杯中,用塑料杯接住溢出来的水(如图);
第三步∶将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满,重复以上实验;
第四步∶比较每次溢出来水的体积。
请回答下列问题∶
(1)溢水杯里水的多少应该以______为准。
(2)若每次溢出来水的体积______,则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关。
(3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力,这里运用了______的思想方法,其依据是______。
【答案】 (1). 装满水 (2). 相等 (3). 转换 (4). 阿基米德原理
【解析】
(1)[1]实验采用溢水杯的作用是溢水杯内装满水,让物体浸入溢水杯,水会从溢水杯中排出,所以,溢水杯里水的多少应该以装满水为准。
(2)[2]由题意知,物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关。如果每次溢出来水的体积相同,则说明物体所受的浮力与物体的密度无关;如果每次溢出来水的体积不相同,物体所受的浮力与物体的密度有关。
(3)[3]要探究浮力的大小与物体密度的关系,根据阿基米德原理,物体所受浮力的大小等于排开水的重力,水的密度是固定的根据,所以判断每次溢出来水的体积是否相等。本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力,这里运用了转换的思想方法,其依据是阿基米德原理。
3.(2020·吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示,其中弹簧测力计示数的大小关系是:F1>F2>F3,F3<F4,水的密度用ρ水表示。
(1)比较 两图可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)比较丙、丁两图可知,浮力的大小跟 有关。
(3)分析甲、丙两图可得,物体浸没在水中时受到的浮力F浮= ,物体的密度ρ物= 。
(4)深入分析丙、丁两图,比较水对烧杯底的压强p水,和某液体对烧杯底的压强p液的大小关系,则p水 p液。
【答案】(1)乙丙;(2)液体的密度;(3)F3﹣F1;;(4)<。
【解析】
(1)要探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同,改变排开液体的体积,图乙丙符合题意;
(2)由丙丁图知排开液体的体积都等于物体的体积,保持不变,排开液体的密度不同,物体受到的浮力不同,所以,比较图丙丁可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
(3)分析甲、丙两图可得,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=F3﹣F1,
由F浮=ρ液gV排可知,物体的体积:V=V排==,
根据G=mg得,
物体的质量为:m==,
物体的密度为:ρ物===;
(4)根据称量法知水中浮力为:F浮水=F3﹣F1,液体中浮力为:F浮液=F4﹣F1,
因为F3<F4,
所以:F浮水<F浮液,
根据F浮=ρ液gV排可知,在排开液体体积相同时,水的密度小于液体的密度,
由图知丙丁的深度相同,
根据压强公式p=ρgh判断出p水<p液。
故答案为:(1)乙丙;(2)液体的密度;(3)F3﹣F1;;(4)<。
4.(2020·青海)如图所示,是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在盐水中时,受到的浮力是______N;
(2)分析图乙、丙可知,浮力的大小跟______有关;
(3)分析______两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关;
(4)由实验可知,该金属块的密度是______kg/m3。
【答案】(1). 2.4 (2). 排开液体的体积 (3). 丙丁(4). 2.4×103
【解析】
(1)[1]由图甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.8N,即物体的重力为4.8N;金属块浸没在盐水中时,受到的浮力:F浮=G-F拉=4.8N-2.4N=2.4N
(2)[2]分析乙、丙两图可知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法测浮力F浮=G-F拉可知浮力不同,说明浮力与排开液体的体积有关。
(3)[3]要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度,图丙丁符合题意。
(4)[4]金属块浸没在水中受到的浮力:F浮水=G-F拉丙=4.8N-2.8N=2N
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排得金属块的体积
V=V排==2×10-4m3
金属块的密度:
5.(2020·苏州)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是猜想 (填序号)。
常识
猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底
常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些
常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻
猜想1:与浸入液体的深度有关
猜想2:与液体的密度有关
猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①根据A、B、C的结果,可得猜想1是 (正确/错误)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是 (正确/错误)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与 有关,与浸入液体的深度 ;
②接下来根据A、D和E (能/不能)对猜想2进行验证;
③为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于1.8N,便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是 。
【答案】
(1)3;(2)①正确;错误;排开液体的体积;无关;②能;③没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。
【解析】
(1)木头漂在水面,是因为木头的密度小于水的密度;铁钉沉在水底,是因为铁的密度大于水的密度,
其中符合常识1的是与物体的密度有关,即符合常识1的是猜想3;
(2)①B、C实验中(物体在水中的深度不同),测力计示数不同,由称重法,两实验中受到的浮力不同,根据A、B、C的结果,可得猜想1是正确的;
而C、D实验中,浸入液体的深度不同,两实验中,测力计示数相同,由称重法,两实验中受到的浮力相同,根据A、C、D的结果,可得猜想1是错误的;
B、C实验中排开液体的体积不同,而C、D实验中排开液体的体积相同,深入分析上述现象,可得:浮力大小与排开液体的体积有关,与浸入液体的深度无关;
②研究浮力与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,只改变排开液体的密度,故接下来根据A、D和E能对猜想2进行验证;
③根据称重法测浮力,F浮=G﹣F,
将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,则此时瓶子(含有沙子的)重力小于2.8N,为验证猜想3,即浮力与与物体的密度有关,应测量出此时瓶子(含有沙子的)重力中,故小明在该实验环节中存在的问题是没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。
故答案为:
(1)3;(2)①正确;错误;排开液体的体积;无关;②能;③没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。
6.(2020·乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是______N;
(2)通过______两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与______的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为______kg/m3。
【答案】(1). 0.5; (2). c、d ; (3). 液体密度;(4). 0.8×103
【解析】
(1)[1]由a、c两次实验中测力计示数可知,物体浸没在水中所受的浮力为
F浮水=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
(2)[2]由图c、d所示实验可知,物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同,这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。
(3)[3]由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)[4]实验步骤c中,物体受到的浮力为F浮c=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
实验步骤e中,物体受到的浮力为F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N
因物体均浸没,所以V排水=V排液
根据阿基米德原理
所以该液体的密度为
7.(2019上海,26)某小组同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计拉着一个圆柱体,测力计示数为F0.现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中,倒入液体A,圆柱体的下表面到液面的深度为 h,记录下此时弹簧测力计的示数为F,以及F0和F 的差为△F.接着,将液体A 钟换为液体B,重复上述实验,记录数据如下表二所示.
①根据实验序号1与2与3或5与6与7 的数据,分析比较弹簧测力计的示数F 与圆柱体的下表面到液面的深度h 的大小关系,可得出的初步结论是:同一物体在同种液体中,
②根据实验序号1与2与3或5与6与7 的数指,分析比较△F 与圆柱体的下表而到液面的深度h 的大小关系,可得出的初步结论是:同一物体在同种液体中,
③根据实验序号1与5或2与6或3与7 的数据,分析比较△F 与液体密度ρ的大小关系,可得出的初步结论是:
④本实验中,圆柱体的重力为 牛,高度为 厘米。
【答案】(1)弹簧测力计示数F 随着圆柱体下表面到夜面体深度h 的增大而减小;(2)△F 与圆柱体下表面到夜面体深度h 成正比;(3)在不同的液体中,圆柱体下表面到夜面体深度h 相同时,液体密度越大,△F 越大;(4)10 ;10
8.(2019德州,23)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关。
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】(l)D、E;排开液体的体积;液体的密度;(2)小于;(3)1;2.7×l03。
9.(2019绥化,30)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)分析 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是 kg/m3.如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将如何变化,并分析原因 。
(4)实验中由于握着测力计的手臂易晃动,导致测力计示数不稳定,读数困难。请你写出一种改进措施 。
【答案】(1)2;(2)无关;(3)丁、戊;1.2×103; 偏大,金属块与容器底有力的作用,则测力计示数变小,导致F浸盐水变小,根据称重法,故F浸盐水变大,根据ρ盐水=ρ水知,测量的盐水密度值将偏大;(4)将弹簧测力计固定在铁架台上,通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少。
10.(6分)(2019•德州)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
(1)分析比较实验步骤A和 D、E ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 排开液体的体积 有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 液体密度 有关。
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 1 N,金属块密度为 2.7×l03 kg/m3.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】(l)D、E;排开液体的体积;液体的密度;(2)小于;(3)1;2.7×l03
【解答】解:(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度,故由ADE图可知,物体排开液体的体积相同时,液体的密度相同,浸没的深度不同,浮力相同,所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系,要控制排开液体的密度相同,由分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
由分析比较A、E、F可知:图知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(2)根据称重法可知:物块在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;物块在另一液体中受到的浮力为:F浮′=2.7N﹣1.9N=0.8N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大,故F中液体密度小于水的密度。
(3)物块在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;
V排10﹣4m3
金属块的体积:V=V排
金属块的质量:m0.27kg
金属块的密度:ρ2.7×l03kg/m3
11.(2019•广东)探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,如题图所1示,依次将体积为100cm3的物体缓缓浸入某液体中(液体未溢出);根据实验数据绘制了测力计的示数F与物体的下表面浸入液体中的深度h的关系图象如图2所示。(g=10N/kg)
(1)分析图2发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 (选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关。
(2)物体密度为 g/cm3,若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力F支为 N。
(3)当h=4cm时,物体受到浮力为 N,下表面所受压强为 Pa;整个过程,物体下表面所受液体压强p与其浸入液体中深度h的关系图象应该是图3中的 。
(4)将容器中液体更换为水,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与 有关。
【答案】(1)排开液体体积;(2)5;3.9; (3)1.1;440;B; (4)液体密度
【解答】解:(1)物体A浸没在水中之前,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,当完全浸没后,排开液体的体积不变,浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与排开液体体积有关;
(2)由图2可知,h=0时,弹簧秤的示数等于重力,故G=5N;
物体的质量:m===0.5kg,
物体的密度:ρ===5×103kg/m3=5g/cm3;
物体浸没在液体中时,弹簧测力计的示数不变,故F示=3.9N,F浮=G﹣F示=5N﹣3.9N=1.1N;
若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的支持力,
所以容器底的支持力F支=G﹣F浮=5N﹣1.1N=3.9N;
(3)当h=4cm时,物体受到浮力为:F浮=G﹣F示=5N﹣3.9N=1.1N;
根据F浮=ρgV排可得,液体的密度为:ρ液===1.1×103kg/m3
下表面所受压强:p=ρgh=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=440Pa;
根据p=ρgh可知,物体A下表面所受液体压强p随其浸入水中深度h的增大而增大,且p与h成正比,选项中B符合;
(4)将容器中液体更换为水,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,根据F浮=G﹣F′可知浮力减小,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与液体的密度有关。
(二)探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1.(2020·毕节)如图所示是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验。
(1)把物体慢慢浸入水中直到全部没入的过程中,物体受到的浮力逐渐变_____(填“大”或“小”);
(2)物体浸没在装满水的溢水杯后,水会流入空桶中,各步骤中弹簧测力计的示数已在图中标明,通过实验可得:F浮=G排=____ _N。
【答案】 (1). 大 ; (2). 1;
【解析】
(1)[1]当物体慢慢浸入水中,排开的体积逐渐变大,由F浮=ρ水gV排可知,物体受到的浮力逐渐变大。
(2)[2]若溢水杯装满水,则戊图与甲图测力计的读数差应该与物体实际所受浮力大小相等,即F浮=G排=1.5N﹣0.5N=1N
2.(2019东营,22)如图所示,物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
(3)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
(4)金属块的密度为 kg/m3。
(5)在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,请指出实验操作中可能造成这种结果的原因: 。
(6)纠正了错误,继续实验,兴趣小组得出结论:物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑,他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性,使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋(质量可忽略)、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验,研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材: ;
实验步骤: ;
分析与论证: 。
【答案】(1)1;(2)ABC(ABD);(3)ACD;(4)2.7×103;(5)溢水杯没有装满水;
(6)实验器材:
小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水;
实验步骤:
①用测力计测量出空小桶的重力G桶;
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用,将烧杯内装满水,
③将蜡用细线拴好,用测力计测量出蜡块的重力G,
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中,用小桶接排开的水,
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总;
分析与论证:
根据漂浮的特点,蜡块的重力G即其受到的浮力,
G桶总﹣G桶即为排开水的重力,
比较G与G桶总﹣G桶的大小,若相等,则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论;否则不遵循以上结论。
3.(2019福建,28)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮= ,被排开的水所受的重力G排= 。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a) ;
(b) 。
(3)物体没有完全浸没在水中, (选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
【答案】(1)G﹣F;G1﹣G2;
(2)(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等;
(3)能。
4.(2019•福建)如图16,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯屮,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时 测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=____________,被排开的水所受的重力G排_________。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a)_____________________________________________________;
(b) o
(3)物体没有完全浸没在水中,___________(选填“能”或“不能“)用实验验证阿基米德原理。
【答案】(1)G-F G1-G2 (2)(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等 (b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等 (3)能
(三)利用浮力测量
1.(2020·潍坊).已知水的密度为1.0×103kg/m3,某兴趣小组用一薄壁量杯(杯壁体积忽略不计)制作了一个测量液体密度的简易装置,操作如下:
(1)在量杯内装入适量细沙后放人水中,量杯在水中竖直静止时,如图甲所示。此时量杯浸没在水中的体积为______mL;
(2)将该装置放入某液体中,静止时如图乙所示,则该液体的密度为______kg/m3;某同学将一小石子放入量杯,静止时如图丙所示,则小石子质量是______g。
【答案】 (1). 20 (2). 0.8×103kg/m3 (3). 5.6g
【解析】
(1) [1]由图甲知,量杯的分度值为1 mL,此时量杯浸没在水中的体积为20 mL,即量杯排开水的体积为20 mL。
(2)[2]由图乙知,将该装置放入某液体中,静止时量杯浸没在液体中的体积为25mL,即量杯排开液体的体积为25 mL。量杯在水和液体中均处于漂浮状态,浮力都等于重力,F浮水=F浮液,即:ρ水gV排水=ρ液gV排液
解得:ρ液=ρ水=1.0103kg/m3=0.8103kg/m3
该液体的密度为0.8×103kg/m3。
[3]某同学将一小石子放入量杯,静止时如图丙所示,量杯排开液体中的体积为32mL,量杯所受浮力增加量即为小石子重力,即
G石=∆F浮=ρ液g∆V排液=0.8103kg/m310N/kg(32-25)10-6m3=0.056N
小石子的质量:m===0.0056kg=5.6g
小石子质量是5.6g。
2.(2019孝感,14)如图所示,有一柱状的薄透明玻璃容器(在它的外面有表示高度的刻度纸)和一底面积是20cm2,高8cm并刻有高度的圆柱体(密度大于水的密度,用细线系着)。某实验小组利用这两个器材探究:当物体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。
他们先往容器中加水至10.00cm刻度处(图中己标出)),再用细线吊圆柱体,让圆柱体浸入列水中的深度h先后是:2.00cm,4.00cm,6.00cm、8.00cm,读出容器底到水面对应增加深度△h,利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力F浮和水对容器底增加的压强△p,结果如下表:
(1)分析表中数据可知,当圆柱体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成 ,如果物体浸没后继续增大它在水中的深度,F浮和△p都 (选填“增大”或“不变”或“减小”);
(2)同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因:当物体浸入水中时,水对物体施加了竖直向上的浮力,由于 物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力,使容器底部增大的压力大小为F浮(柱状容器底面积为S),那么△p= (用所给物理量字母表示);
(3)根据本次实验数据,计算出容器底面积S= cm2,圆柱体浸没在水中时,水面所对的刻度是 cm。
【答案】(1)正比;不变;(2)物体间力的作用是相互的;;(3)40;14。
3.(2019长春,24)学习浮力知识后,小明利用可以测量压力大小的数显测力计和刻度尺进行如下实验:
(1)将果汁装入轻质小瓶(小瓶和瓶盖的质量、厚度均不计),拧紧瓶盖后测出重力;
(2)如图甲所示,将小瓶放入盛有适量水的容器中,小瓶静止时竖直漂浮.小瓶受到的浮力为F浮,则F浮 G(选填“>”、“=”或“<”).
(3)用数显测力计将小瓶缓慢压入水中,数显测力计的示数逐渐变大,说明浮力的大小与
有关.
(5) 如图乙所示将小瓶放入另一种液体中,小瓶静止时竖直漂浮.比较甲、乙两图可知
ρ液 ρ水(选填“>”、“=”或“<”).测出此时小瓶内、外液面的高度差△h1.
(5)将小瓶倒放在图乙的液体中,小瓶静业时竖直漂浮、测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h2.比较可知△h1 △h2(选填“<”“=”或“<”).
【答案】(2)=;(3)物体排开液体体积;(4)>;(5)=.
4.(2020·湘潭)如图甲、乙所示,用天平、量筒测量金属块的密度。
(1)将天平放在水平工作台上,将游码移到标尺的 处,调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将金属块放在天平左盘里,用镊子向右盘加减砝码并移动游码,当天平再次平衡时,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示,金属块的质量为 g;
(3)将金属块用细线系好轻轻放入盛有40mL水的量筒中,水面升高到如图乙所示的位置,金属块的体积为 cm3,金属块的密度为 g/cm3。
(4)利用弹簧测力计、烧杯和水,也可以测量出此金属块的密度,如图丙、丁所示。将金属块挂在弹簧测力计下端的挂钩上,测出金属块的重力为G,再将金属块完全浸没在装有水的烧杯中,读出此时弹簧测力计示数为F.则金属块质量为 ,体积为 ,密度为 (三空均用已知量的字母表示)。
【答案】(1)零刻度;(2)62;(3)20;3.1;(4);;ρ水。
【解析】
(1)天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度处,调节平衡螺母使天平的横梁水平平衡。
(2)物体的质量等于砝码的质量和游码对应的示数之和。
(3)物体的体积等于物体浸没水前后,水面对应的刻度差。
(4)知道物体的重力求出质量,知道物体浸没在水中受到的拉力,利用称重法求出浮力,根据阿基米德原理求出物体排开水的体积即物体的体积,根据密度公式求出物体的密度。
(1)天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度处,调节平衡螺母使天平的横梁水平平衡。
(2)金属块的质量为:m=50g+10g+2g=62g。
(3)金属块的体积为:V=60ml﹣40ml=20ml=20cm3,
金属块的密度为:ρ===3.1g/cm3。
(4)金属块质量为:m=,
金属块浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F,
金属块的体积:V==,
金属块的密度:ρ===ρ水。
故答案为:(1)零刻度;(2)62;(3)20;3.1;(4);;ρ水。
5.(2020·南通)小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强。他找到一些与其材质相同的小石块,用测力计、烧杯、水、细线和卷尺等进行如下实验:(g取10N/kg)
(1)使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在____;
(2)由图示操作,测出小石块受到的浮力F浮=____N;
(3)计算出小石块的密度____kg/m3;
(4)测出校训石的长、宽、高分别为5m、1m、2m,则校训石对水平地面的压强=____Pa;
(5)校训石与地面接触的右下角是缺损的,则他测算出的压强比实际压强____。
【答案】(1). 零刻度 (2). 1 (3). (4). (5). 偏小
【解析】
(1)[1]使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在零刻度线,如果没有,需要校零。
(2)[2]小石块受到的浮力
(3)[3]石块的重力等于空气中称量时弹簧测力计的示数,所以石块的质量
石块在水中浸没,其体积等于被它排开的水的体积
小石块的密度
(4)[4]校训石为形状规则、密度均匀的长方体,它对地面的压强可以利用液体压强的公式来计算
(5)[5]若校训石与地面接触的右下角有缺损,则他测算出的压强比实际压强偏小。
6.(2020·天津)“停课不停学”期间,小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后,想用家中可用器材(如图所示),测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为,请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量:______;
(2)写出鸡蛋密度的数学表达式______(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1). ①用刻度尺测出塑料管的长度为;②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中,测出塑料管露出液面的长度为;③将鸡蛋放入水中,向水中加盐使鸡蛋悬浮,再测出塑料管露出液面的长度为 (2).
【解析】
(1)[1]①用刻度尺测出塑料管的长度为;②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中,测出塑料管露出液面的长度为;③将鸡蛋放入水中,向水中加盐使鸡蛋悬浮,再测出塑料管露出液面的长度为
(2)[2]因塑料管在水中漂浮,塑料管受到的浮力等于其重力,即
塑料管排开水的体积为
根据阿基米德原理,则有 ①
因塑料管在盐水中漂浮,所受浮力等于其重力,即
塑料管排开盐水的体积为
根据阿基米德原理,则有 ②
联立①②解得
因鸡蛋悬浮于盐水中,根据物体沉浮条件知,此时鸡蛋密度等于盐水的密度,即
7.(2020·泰州)为做好消毒防疫,学校给各班准备了一些瓶装的75%消毒酒精。小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动。
(1)把天平放在水平台面上,先将________,再调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央的刻度线;接着小明用天平测出瓶酒精的总质量为96.2g,再将部分酒精倒入量筒中,液面如图甲所示:最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量,测量结果如图乙所示,天平的读数为________g,75%消毒酒精的密度为________g/cm3;
(2)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计,竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10.5cm,则A处应标为________g/cm3。再将该密度计漂浮在75%消毒酒精中,此时所受的浮力的________(选填“大于”、“等于”或“小于”)在水中所受的浮力,它浸入酒精中的深度h为________cm;
(3)如图丁所示是三位同学用不同的粗细均匀吸管制成的密度计,竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计________(选填“①”、“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。
【答案】 (1). 游码归零 ;(2). 612; (3). 0.875 ; (4). 1;(5). 等于; (6). 12; (7). ②
【解析】
(1)[1]使用天平时,应该把天平放在水平台面上,接着将游码归零,再调节平衡螺母使天平平衡。
[2] 剩余酒精和瓶的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值,即
[3]酒精的质量
由图甲读出酒精的体积是40mL=40cm3,酒精的密度为
(2)[4]密度计竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,说明此时密度计在A处显示的密度值应该为该液体的密度,所以则A处应标为1g/cm3。
[5]由题意可知,密度计在酒精消毒液中处于漂浮状态,所受的浮力等于密度计的重力;由于密度计在水中也处于漂浮状态,所以密度计在水中受到的浮力也等于密度计的重力,所以密度计漂浮在75%消毒酒精中,此时所受的浮力的等于在水中所受的浮力。
[6]由于密度计在水中和酒精中受到的浮力相等,所以
则
解得
故它浸入酒精中深度h为12cm。
(3)[7]密度计的特点是刻度不均匀,上梳下密,上小下大,而且分度值越小越准确;深度深,刻度间隔越大;由题图可知密度计②所处的深度最深,刻度间隔最大,测量值最准确。
8.(2019枣庄,22)在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块,金属块下表面与水面刚好接触,如图甲。从此处匀速下放金属块,直至浸没于水中并继续匀速下放(金属块未与容器底部接触),在金属块下放过程中,弹簧测力计示数F与金属块下表面浸入水的深度h的关系如图乙,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.由图象可知:
(1)金属块完全浸没在水中受到的浮力为 N。
(2)金属块的密度是 kg/m3。
(3)你还能求出有关金属块的哪些物理量: (写出三个物理量即可,不需要计算结果)
【答案】(1)4;(2)2.25×103;(3)金属块的重力G、金属块的质量m、金属块的体积V、金属块的高度h、金属块的底面积S等皆可
9.(2019 青岛,21)测量盐水的密度,方案如下:
(1)用天平和量筒进行测量请完成实验步骤:
①用天平称出烧杯和盐水的总质量 m1;
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积 V;
③
④利用上述所测物理量,写出盐水密度的表达式 ρ 盐 = 。
(2)用液体密度计直接测量
因为盐水的密度比水的大,所以选用最小刻度是 1.0g/cm3 的液体密度计。它的测量原理是:密度计放入不同液体中,都处于漂浮状态,它所受的浮力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”);被测液体密度越大,其排开液体的体积越 ,所以它的刻度是从 1.0g/cm3 (选填“由下而上”或“由上而下”)顺次标记 1.1、1.2、1.3…。
【答案】用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2;(m1-m2)/V;等于;小;自上而下
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