模块复习7-浮力-2025年八升九年级物理暑期升级训练(人教版)
一、选择题
1.(2017-2018学年人教版物理八年级下学期 第十章:浮力单元测试卷(B卷))把一个实心小蜡块轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,溢出酒精的质量是3.2g,若把该蜡块再轻轻放入盛满水的溢水杯中,则溢出水的质量是(已知ρ蜡=0.9×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)( )
A.2.3g B.3.2g C.3.6g D.4.0g
2.(2024八下·绵阳期中)将体积相同、材料不同的A、B两个实心小球,分别轻轻放入甲、乙两个相同的装满水的烧杯中,两球静止时,A球沉底,B球漂浮,如图所示,则下列说法正确的是
A.两个小球的质量关系mA=mB
B.两个小球所受浮力关系是FA=FB
C.水对两个烧杯底部压强的关系是p甲<p乙
D.两个烧杯对桌面的压力关系是F甲>F乙
3.(2024八下·凉州期中)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有甲、乙两种不同的液体。先将实心物块A用一根不计质量的细线拉住浸没在甲液体中,然后取出擦干放入乙液体中悬浮,分别放入两容器中时液面相平,如图所示。下列判断中正确的是( )
A.甲液体对容器底的压强等于乙液体对容器底的压强
B.A在甲液体中受到的浮力小于它在乙液体中受到的浮力
C.若剪断细线,A静止时,装甲的容器对桌面的压力大于装乙的容器对桌面的压力
D.若剪断细线,A静止时,A在甲液体中受到的浮力小于它在乙液体中受到的浮力
4.(2024八下·黄石开学考)将体积相同材料不同的甲乙丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是
A.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F乙<F丙
B.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
C.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p甲>p乙=p丙
D.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p’甲>p’乙>p’丙
5.有一块冰浮在一杯浓盐水中(冰的密度为 ,浓盐水的密度为 ), 当冰块全部融化后, 盐水的密度和液面将( )。
A.密度变大, 液面下降 B.密度不变, 液面不变
C.密度变小, 液面不变 D.密度变小,液面上升
6.(2024八下·衡山期末) 弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯(可看成柱形)上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲;图乙是弹簧测力计示数与物体下降高度变化关系的图像,则下列说法错误的是( )
A.物体的体积是
B.物体的密度是
C.物体刚浸没时下表面受到水的压力是4N
D.物体完全浸没后与最初时相比,烧杯底部受到水的压力增大了5N
7.(2024八下·茂名期末)如图所示,一水塘的底部是软泥巴,软泥巴上面是透明的水,将四个体积、形状完全相同的物块A、B、C、D放入水塘中,稳定后,发现物块A浮在水面上,物块B浸没在水中,物块C、D则不同程度地陷入软泥中,根据图示情景可判断
A.物块密度的大小关系是ρA<ρB<ρC=ρD
B.各物块受到浮力的大小关系是FB>FA>FC>FD
C.物块B受到的浮力最大,所以B的质量最大
D.物块C和物块D受到的浮力都为零
二、多选题
8.(2024八下·丹东期末)如图所示,相同的烧杯中装入等体积的水和浓盐水,放在水平桌面上,将一个新鲜的鸡蛋分别放入烧杯中,鸡蛋在水中沉底,在浓盐水中悬浮,下列说法正确的是( )
A.鸡蛋受到的浮力相同
B.鸡蛋在水中受到的浮力小
C.装浓盐水的烧杯底受到液体的压强大
D.两个烧杯对桌面的压力一样大
9.(2023八下·路南期末) 如图所示,甲、乙、丙三个相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀且不吸水的实心物体和,分别放入甲、乙烧杯中,当、静止时,有五分之二露出水面,悬浮在水中,此时两烧杯液面相平。若将置于的上方,一起放入丙烧杯中,静止时的上表面恰好与液面相平。则下列说法正确的是( )
A.物体的密度为
B.物体和的浮力之比为:
C.物体和的密度之比为:
D.甲、乙两容器对桌面的压强之比为:
10.(2023八下·江源期末)如图所示,两个完金相同容器放在水平桌面上,将长方体物块A、B放在甲、乙两种液体中且两液面相平,物块A浸入液体的深度相同,则下列说法正确的是( )
A.A在两种液体中受到的浮力F甲=F乙
B.两种液体的密度ρ甲>ρ乙
C.容器底部受到液体的压强p甲=p乙
D.两容器对水平桌面的压强p甲'>p乙'
三、实验探究题
11.(2025八下·成都期中)“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。小邦和小册仿效曹冲制作了一台“浮力称”来称量物体的质量。如图所示,“浮力称”由浮体和外筒构成,浮体包括秤盘和长度为 L0、底面积为s0的圆柱体,浮体质量 m0=0.23kg,外筒是足够高的、底面积为S的圆柱形玻璃容器,容器壁厚度忽略不计。向外筒中加入适量水,将浮体竖直放入水中,浮体漂浮在水面上被称物体放在秤盘上,测出浮体的圆柱体浸入水中的深度就可以“称’出物体的质量。已知水的密度为ρ水。
(1)当秤盘上不放物体时,浮体所受到的浮力为 N
(2)当秤盘上不放物体时,浮体的圆柱体浸入水中的深度h0= (用S0、m0、ρ水表示);
(3)要使此“浮力称”能够达到最大值,使用前应在外筒中至少加入的水的质量为 (用L0、S0、S、ρ水表示);
(4)有同学认为,在外筒的外表面同样可以标注“浮力称”的刻度值。这与在浮体上标注刻度值相比较,哪种方法更好?为什么? 。
12.(2024八下·鹿寨期末)某小组利用如图探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。可能需要测量的物理量:物体的重力;物体浸在水中弹簧测力计的示数;小桶和排开水所受的重力;小桶所受的重力。
(1)为方便实验操作和减小误差,你认为更合理的顺序是 用、、、表示,实验时,在给溢水杯中加水时应该 合理即可。
(2)若在某次实验时,在图的测量中,溢水口还在溢水过程中,小明便急忙把小桶移开,开始测量小桶和溢出水的总重力,这样会导致测得“排开液体所受重力” 选填“偏小”、“不变”或“偏大”。
(3)另一小组利用两个相同的弹簧测力计和、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋质量忽略不计对实验进行改进,装置如图乙所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到的示数逐渐 ,的示数逐渐 ,且、示数的变化量 选填“相等”或“不相等”,比较两种方案,改进后的优点是 多选。
A.测力计的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计、示数变化
13.(2024八下·汕头期末)如1 图,探究“浮力大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
(1)此实验操作的最合理顺序是 ;
(2)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”或“保持不变”);
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力为 N,分析数据可得,物体所受浮力的大小跟 相等;
(4)若甲步骤操作中,圆柱体接触到烧杯底部且对烧杯底部有力的作用,其他步骤操作不变,则 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
(5)利用(3)的实验结论测量某实心金属块的密度,实验步骤如2图:
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如2图A;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为12mL,如2图B;
③将烧杯中12mL水倒干,从水中取出金属块并擦干,再将溢水杯的水加满至如2 图C;
④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为36mL,如2 图 D; 则被测金属块的密度是 kg/m3。
四、计算题
14.(2024八下·翠屏期末)如图甲是边长为20cm的薄壁正方体容器(质量不计)放在水平桌面上,将质地均匀的实心柱体竖直放在容器底部,其横截面积为,高为10cm。向容器内缓慢注水的过程中,柱体始终竖直,柱体对容器底部的压力与注入水的质量关系如图乙所示。(,),求:
(1)柱体的密度;
(2)当注入水的质量为2kg时,柱体对容器底的压力;
(3)当注入水的质量为4kg时,水对容器底的压强与容器对桌面的压强之比。
15.(2024八下·阳西期末)竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一。某景点有一质量为64kg、体积为的竹筏,漂流河道长为300m。(,g取)
(1)某次漂流时,上午9∶15出发,当天上午9∶20到达终点,该竹筏漂流的速度是多少?
(2)空载的竹筏漂浮于水面时,其受到的浮力是多少?
(3)为了安全起见,竹筏最多能有一半的体积浸入水中,若每人的重力均为500N,求该竹筏最多能载的人数。
16.(2024八下·南充期末)如图甲,柱形容器中有一个正方体木块A,用一根细绳将A的下表面与容器底相连。现缓慢地向容器中注入某种液体,直到A刚好浸没。在此过程中,A的下表面受到液体的压力随液体的深度变化关系如图乙所示。求:
(1)木块A浸没时受到的浮力;
(2)该液体的密度;
(3)木块A的密度。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】因为蜡的密度比酒精的密度大,所以蜡块在酒精中下沉,蜡块排开的酒精的体积(蜡块的体积): V蜡=V排===4cm3; 蜡块的质量: m蜡=ρ蜡V蜡=0.9g/cm3×4cm3=3.6g; 因为蜡的密度比水的密度小,所以蜡块在水中漂浮,所以F浮=G蜡=G排水,因为G=mg,m排水=m蜡=3.6g,溢出水的质量为3.6g。 故答案为:C.
【分析】
分析:蜡烛密度大于酒精的密度,在酒精中完全没入,根据密度公式求出蜡块的体积,从而求出蜡块的质量;当蜡块放入水中时,由于蜡的密度小于水的密度,因此它在水中漂浮,受到的浮力等于蜡块的重力等于排开水的重,再利用重力公式求排开(溢出)水的质量.
2.【答案】D
【知识点】液体压强的计算;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.根据物体的沉浮条件可知,A球下沉至容器底部,说明A球的密度大于水的密度,ρA>ρ水; B球漂浮,说明B球的密度小于水的密度,ρB<ρ水;因此小球的密度大小关系是:ρA>ρB,由于AB两球的体积相同,根据m=ρV可知: 两个小球的质量关系是mA>mB,故A错误;
B.由于两个实心小球体积相同,A球沉底,VA排=V球;B球漂浮,VB排
C.因为两个相同烧杯中都装满水,液体密度相同,放入球后烧杯中液面高度不变,根据液体压强公式p=ρgh可知水对两个烧杯底部的压强相等,即:P甲=P乙,故C错误;
D.两个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力G水相等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器和水的总重力,则放入物体后甲乙两烧杯对桌面的压力变化为: F甲=G容器+G水+GA−G排A=G容器+G水+GA−FA F乙=G容器+G水+GB−G排B=G容器+G水+GB−FB 由A选项可知,两个小球的质量关系是mA>mB,GA>GB, 由于A球下沉至容器底部,所以GA>FA,GA−FA>O B球漂浮,则GB=FB,GB−FB=0 综上可知,F甲>F乙;故D正确; 故选D。 【分析】(1)A球下沉至容器底部,B球漂浮,根据物体的浮沉条件分析判断小球密度的关系,由于A、B都为实心小球且体积相同,根据m=ρV即可判断小球的质量大小关系; (2)由图可确定两个烧杯中的V排关系,然后根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力大小关系; (3)由于两个相同烧杯中都装满水,由图可确定判断液面升高的关系,从而根据p=ρgh判断烧杯底部受到水的压强的关系; (4)由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则根据相同的烧杯装满水的,球的重力关系和排开水的重力关系,判断出压力的关系。
3.【答案】C
【知识点】压强大小比较;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.实心物块A需要用细线拉住才能浸没在甲液体中,所以A原本漂浮,则A的密度小于甲液体的密度,A处于悬浮,A的密度等于乙液体的密度,所以ρ甲>ρ乙。两液面相平,据p=ρgh知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故A错误;
B.A在甲、乙液体中都浸没,据F浮=ρ液gv,排开液体体积相同时,液体密度越大,浮力越大。所以A在甲中受到的浮力大于在乙中受到的浮力,故B错误;
C.甲、乙中,甲液体的质量大于乙液体的质量,所以甲液体的重力大于乙液体的重力,剪断细线,以整体为研究对象,它们的总重力不变,细线的质量不计,则容器对桌面的压力等于容器、液体及物块A的总重力,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故C正确;
D.剪断细线,A在甲液体中漂浮,浮力等于重力,A在乙液体中悬浮,浮力力等于重力,所以两个浮力相等,故D错误。
故选C。 【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大; 2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力; 3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
4.【答案】C
【知识点】压强大小比较;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、由于甲乙丙三个实心小球的体积相同,则由图知排开水的体积关系:V甲排=V球,V乙排
5.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】冰熔化变为水,所以水的体积增加,盐水中盐的质量不变,所以盐水的密度减小; 冰在盐水中,受到浮力为F浮=ρ盐水gV排=m冰g,所以V排=m冰/ρ盐水,当冰熔化为水,熔化的体积V冰=m冰/ρ水,盐水的密度大于水的密度,所以排开盐水的体积小于熔化水的体积,当冰化成水后,液面高度上升,D正确,ACD错误 综上选D 【分析】根据密度公式、浮力公式判识选项 1、密度公式:物体的密度公式为ρ=m/v,结合本题可知,盐水的盐质量不变,冰熔化成水的体积变大,所以密度变小 2、浮力公式:F浮=ρ液gV排,结合题目信息可知ρ盐水gV排=m冰g,熔化的体积V冰=m冰/ρ水,盐水的密度大于水的密度,所以排开盐水的体积小于熔化水的体积,据此判识液面的变化情况
6.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图乙可知,当h=0cm时,物体在空气中弹簧测力计示数为9N,即物体重力G=9N,当h=8cm时,弹簧测力计示数为5N,此时物体完全浸没在水中,物体所受的浮力为:,物体的体积为: , 故A正确; B.物体质量: , 物体密度为: , 故B正确; C.当物体刚浸没时,上表面没有受到水的压力,为0N,此时,可得F向上=4N,所以物体刚浸没时下表面受到水的压力是4N,故C正确; D.根据力的作用是相互的,烧杯底部增大的压力等于物体受到的浮力为4N,所以物体完全浸没后与最初时相比,烧杯底部受到水的压力增大了4N,故D错误; 故答案为D。 【分析】A.由图像读出物体的重力G和物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F示,根据求出物体浸没时所受的浮力,根据求出物体的体积; B.根据求出物体质量,再根据求出物体密度; C.根据压力差法求出物体刚浸没时下表面受到水的压力; D.力的作用是相互的,烧杯底部增大的压力等于物体受到的浮力。
7.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ABCD.A漂浮,B悬浮,所以ρA<ρ水;所以AB的重力等于浮力,ρB =ρ水;C、D将沉底,D沉入软泥更深,所以ρ水<ρC<ρD,所以密度关系为:ρA<ρB<ρC<ρD,由于C、D沉入软泥中,不能受到水的压力,故受到的浮力为零。ABC错误;D正确。 综上选D。 【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大; 2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力; 3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
8.【答案】B,C
【知识点】浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.鸡蛋受到的浮力小于其重力,在水中沉底,即F浮水
C.烧杯相同,且装入等体积的水和浓盐水,浓盐水的密度大于水的密度,根据p=ρgh,在深度h相同时,密度大的浓盐水的烧杯底受到液体的压强大,故C正确;
D.由于烧杯相同,水和浓盐水体积相等,但浓盐水的密度大于水的密度,浓盐水的质量大于水的质量。根据压力与重力的关系,装浓盐水的烧杯对桌面的压力大于装水的烧杯对桌面的压力,故D错误。
故选BC。 【分析】沉底物体受到的浮力小于重力,悬浮时,浮力等于物体的重力;沉底时,物体密度大于液体密度;悬浮时,物体密度等于液体密度;根据p=ρgh,判断液体压强的大小。
9.【答案】A,D
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ABC.在甲中,物体A漂浮,有五分之二的体积露出水面, 则F浮A=GA; ρAgVA=ρ液gV排A=(1-)ρ水gVA, 即GA=ρAgVA=ρ水gVA……① 在乙中,物体B悬浮,则GB=F浮B=ρ水gVB……② 在丙中,A、B漂浮,GA+GB=F浮=ρ水gVA……③ 由①可得:ρA=ρ水=0.6×103kg/m3,故A正确; 由①②③可得:2GA=3GB,即:GA:GB=3:2,2VA=5VB,即:VA:VB=5:2, 由于A漂浮,B悬浮,浮力都等于重力,所以物体A和B的浮力之比为:FA:FB=GA:GB=3:2,故B错误; 物体A和B的密度之比为:,故C错误; D.在甲、乙中,A、B漂浮,且两容器内液面相平,结合阿基米德原理可知,G排A=F浮A=GA,G排B=F浮B=GB,所以两容器内水和物体的总重力相等,则两个相同的容器对水平桌面的压力为容器的重力与水和物体总重力的和,大小相等,由可知,甲、乙两容器对桌面的压强相等,即压强之比为1:1,故D正确。 故选AD。 【分析】(1)(2)(3)在甲图中,物体A漂浮,根据漂浮条件F浮=G列出关系式,并代入阿基米德原理F浮=ρ液gV排、G=ρVg。在乙图中,B悬浮,根据悬浮条件列出关系式备用。在丙图中,同理,再次列出平衡关系式,然后三个式子联立计算,从而得到二者的重力之比,体积之比,再利用密度公式计算密度之比; (4)根据浮沉条件和阿基米德原理比较物体和排开水的重力大小,再比较容器对桌面压力大小,最后根据比较容器对桌面压强大小。
10.【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】B.长方体物块AB看作一个整体,它们在液体中都漂浮,即浮力都等于重力,那么它们受到的浮力相等。根据图片可知,甲液体中AB排开液体的体积小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度大,故B正确; A.由于物块A浸入液体的深度相同,则物体A排开液体的体积相同,根据F浮=ρ液gV排可知,物块A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力,即F甲>F乙,故A错误; C.甲的密度大于乙的密度,且两液面相平,根据p=ρ液体gh可知,两容器底部受到液体的压强的大小关系是p甲>p乙,故C错误; D.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度,甲容器中液体的体积也大于乙容器中液体的体积,根据G=mg=ρVg可知,甲容器中的液体的重力大于乙容器中液体的重力。容器对水平桌面的压力等于液体的重力、物体AB的重力和容器的重力之和,所以甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力。根据可知,两容器对水平桌面的压强p甲'>p乙',故D正确。 故选BD。 【分析】(2)根据漂浮条件比较受到浮力的大小,根据图片确定AB排开液体体积的关系,最后根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较甲、乙液体密度大小; (1)比较物体A排开液体的体积大小,再根据F浮=ρ液gV排判断出物块A在甲、乙液体中受到浮力的关系; (3)根据p=ρ液gh判断出容器底部受到液体压强的大小; (4)根据G=mg=ρVg可知两容器中液体的重力的大小关系,水平面上物体对水平面的压力等于自身重力,由此可得出甲、乙两容器对水平桌面的压力大小关系,根据压强公式判断两容器对水平桌面的压强大小。
11.【答案】(1)2.3
(2)
(3)ρ水(S-S0)L0
(4)浮体标注更好,浮体的零刻度是固定的,外筒的零刻度线和水量有关
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1) 当秤盘上不放物体时 ,浮体漂浮此时重力等于浮力,即F浮=2.3N; (2)根据浮力公式计算可知,浮体排开水的体积,所以浸没深度h0=; (3)浮体的浮力最大,即浸没的深度最大为L0,所以加水的体积V=(S-S0)L0,根据密度公式计算可知水的质量m=ρ水(S-S0)L0; (4)浮体标注更好,浮体的零刻度是固定的,外筒的零刻度线和水量有关。 【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大 2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力; 3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
12.【答案】(1);液面必须到达溢水杯杯口
(2)偏小
(3)变小;变大;相等;
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)顺序为:测出空桶所受的重力→测出物体所受的重力→把物体浸没在装满水溢水杯中,测出物体所受的浮力,收集物体排开的水→测出桶和排开的水所受的重力;故合理的顺序为DABC;实验时,在给溢水杯中加水时液面必须到达溢水杯杯口; (2)在图B的测量中,溢水口还在溢水过程中,把小杯移开,开始测量小杯和溢出水的总重力,此时测量的总重力会偏小,即测得排开液体所受重力偏小; (3)如图乙所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G-F'可知弹簧测力计E的示数变小,重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计F的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计E、F示数的变化量相等; (4)比较两种实验方案可知,改进后: A.由称重法F浮=G-F'可知,弹簧测力计E的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误; B.由图2的实验装置和器材(两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋)可知,实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定,故B正确; C.薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计E、F示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故C正确。 故答案为:DABC;液面必须到达溢水杯杯口;偏小;变小;变大;相等;BC。 【分析】(1)为了使实验更加简便,可以先测量小桶的重力,再测量物体的重力,再将物体浸入水中,最后测小桶和溢出水的总重力; (2)根据测量的排开的水的重力的大小分析; (3)向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,根据称重法:F浮=G-F',可知弹簧测力计A的示数变化,重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,根据阿基米德原理可知弹簧测力计A、B示数的变化量关系;改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
13.【答案】丁丙甲乙;保持不变;1.2;排开液体的重力;不能;3×103
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)本题目的目的为了准确测量浮力与排开液体重力的关系,需要根据称重法计算浮力,根据做差法计算派开水的重力,先测量空桶和圆柱体的重力,然后将其浸入水中,同时收集被排开的水,并测量这些水和桶的总重力。因此,最合理的操作顺序是:丁丙甲乙。
(2)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,由压强公式p=ρgh计算可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
(3)图甲丙中,物体重力为3N,完全浸没测力计示数为1.8N,则根据称重法可知浮力为F浮=G-F拉=3N-1.8N=1.2N;由图丁乙丙,排开水和桶的总重力G总=2.2N,空桶的重力G桶=1.0N,做差可得排开水的重力G排=G总-G桶=2.2N-1.0N=1.2N;所以F浮=G排。
(4)若甲步骤操作中,圆柱体接触到烧杯底部且对烧杯底部有力的作用,则根据称重法计算出的浮力,即F浮'=G-F拉-F支测量得到的浮力就会偏小,则不能得到与(3)相同的结论。
(5)通过步骤①②,金属块浸没在水中时,溢出了12mL水,所以金属块的体积为V金=12cm3;步骤③④可知,将金属块从水中取出,并将溢水杯中的水加满,将金属块放入小筒中,此时溢出水的体积为36mL,分析可知图C与图D相比,多排开水的体积为ΔV排=36mL=36cm3;因为放入金属块后小筒和金属块的总重增加了,所以小筒排开的水增加了,最终浮在水面上,所以增加的浮力等于金属块的重力,根据密度公式计算可知金属块的质量为,同理计算金属块的密度为。 【分析】1、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力; 2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大 3、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力; 4、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度.
14.【答案】 解:(1)由图乙知,当注入水的质量为0时,柱体对容器底部的压力为150N,即柱体的重力为150N。柱体的质量
柱体的体积
柱体的密度
(2)由图乙知,注入水的质量为2kg,及大于2kg,柱体对容器底部的压力保持不变,则注入水的质量为2kg时,柱体刚好浸没,排开水的体积等于自身的体积,所受的浮力
柱体此时受到竖直向下的重力和竖起向上的浮力及支持力的作用,处于静止,而柱体对容器底部的压力与容器对柱体的支持力是一对相互作用力,它们的大小相等,所以柱体对容器底的压力 F压=G-F浮=150N-20N=130N
(3)注入水的质量为2kg时,柱体刚好浸没,则水的深度与柱体的高度相等,为10cm,柱体的密度大于水的密度,整个过程,一直沉底,当注入水的质量为4kg时,则在注入水的质量为2kg时,再添加的水的质量 m水=4kg-2kg=2kg
容器的底面积
添加部分水的体积
添加部分水的高度
水的深度 h=h水+h1=0.05m+0.1m=0.15m
水对容器底的压强
容器对桌面的压力 F=G水+G=m1g+G=4kg×10N/kg+150N=190N
对桌面的压强
则
答:(1)柱体的密度;
(2)当注入水的质量为2kg时,柱体对容器底的压力130N;
(3)当注入水的质量为4kg时,水对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为6:19。
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)考查分析图像的能力,根据乙图可知,没有注入水时柱体对容器底部的压力为150N,即柱体的重力为150N,进而可求得柱体的质量,再根据,求柱体的密度; (2)当水的质量大于2千克以后,压力不再发生变化,说明物体完全浸没了。根据求得物体所受的浮力,再求柱体对容器的压力; (3)先求注入水为 4kg时 ,容器内水的深度,再利用液体压强公式计算压强;容器对桌面的压强属于固体问题,我们先求容器的总重力,再根据固体压强公式计算压强,最后求两者的比值。
15.【答案】解:(1) 漂流河道长为300m。 该竹筏漂流的时间, 该竹筏漂流的速度; 答:该竹筏漂流的速度是1m/s。
(2)空载的竹筏漂浮于水面时,其受到的浮力
; 答:空载的竹筏漂浮于水面时,其受到的浮力是640N。
(3)当竹筏有一半的体积浸入水中时,排开水的体积;
此时竹筏受到的浮力;
此时竹筏仍然漂浮,则人的总重力
该竹筏最多能载的人数。
答:该竹筏最多能载6人。
【知识点】速度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1) 根据计算该竹筏漂流的速度。
(2)根据漂浮条件计算竹筏受到的浮力。
(3)根据计算排开水的体积,再根据计算此时竹筏受到的浮力,
此根据平衡力的知识计算人的总重力,最后根据计算该竹筏最多能载的人数。
16.【答案】解:当木块A刚好浸没时,其下表面受到的压力等于木块A受到的浮力,由图象可知,此时的压力F=8N,则木块A受到的浮力;
(2)设木块A的底面积为S,由图乙知,A的边长为,则当木块A刚好浸没时,其下表面所处的深度,由可得,木块A下表面受到液体的压强,由可得,液体的密度;
(3)由图乙知,当时,此时A的重力等于它所受的浮力,即
木块A的体积V=Sh,木块A的质量;木块A的密度。
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】本题考查利用阿基米德原理进行简单计算、压力差法求浮力的大小、密度的计算。解题关键是理解物理情境,能从图象获取有用信息。