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第第頁華師大版初中科學(xué)八上《第3章浮力》章節(jié)鞏固練習(xí)(含答案)中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
八上科學(xué)《第3章浮力》章節(jié)鞏固練習(xí)
一.選擇題(共10小題)
1.元旦小徐一家到海邊游玩,他看到的情景中,受到浮力增大的是()
A.從深水處走向岸邊的游泳者B.從遠(yuǎn)處行駛而來的輪船
C.在海面下繼續(xù)下潛的潛水艇D.停在碼頭繼續(xù)裝貨的渡輪
2.在兩支相同的平底試管內(nèi)裝入等量鐵砂,然后分別放入裝有甲、乙兩種不同液體的燒杯里,其靜止?fàn)顟B(tài)如圖所示,則下列說法正確的是()
A.試管在甲液體中受到的浮力較大B.試管在乙液體中排開的液體質(zhì)量較小
C.兩個燒杯底部所受液體壓強(qiáng)相等D.兩支試管底部所受液體壓強(qiáng)相等
3.外形完全相同的木球、鐵球和銅球,放入水中后,靜止的狀態(tài)如圖所示()
(已知ρ銅>ρ鐵>ρ水>ρ木)
A.木球和銅球的浮力大小相等B.鐵球受到的浮力最小
C.木球一定是實心的D.銅球一定是空心
4.如圖所示是小江用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在礦泉水瓶內(nèi)的水面上,礦泉水瓶內(nèi)留有少量空氣,擰緊瓶蓋使其密封,用力擠壓礦泉水瓶側(cè)面時“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列說法錯誤的是()
A.“浮沉子”上浮時,小瓶內(nèi)上方氣壓增大
B.適當(dāng)擠壓礦泉水瓶側(cè)面,“浮沉子”可能懸浮在水中
C.“浮沉子”下沉?xí)r,所受重力大于它受到的浮力
D.潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同
5.三個相同容器內(nèi)分別盛滿不同的液體,現(xiàn)將三個完全相同的小球輕輕放入容器中,小球靜止后的狀態(tài)如圖所示,三容器的液面處于同一深度,以下判斷正確的是()
A.小球在甲中受到浮力最小,在乙中受到浮力最大
B.液體對容器底的壓強(qiáng)關(guān)系是p乙>p甲>p丙
C.液體的密度關(guān)系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
D.小球受到的浮力大小關(guān)系是F乙=F丙>F甲
6.在一只鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥,把它分別置于甲、乙、丙三種不同的液體中,鉛筆靜止時的情形如圖所示,則鉛筆分別在三種液體中受到的浮力F的大小和三種液體的密度ρ之間的關(guān)系正確的是()
A.F甲<F乙<F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙B.F甲>F乙>F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.F甲=F乙=F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙D.F甲=F乙=F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
7.將裝滿水的溢水杯放在天平左盤,砝碼放右盤,調(diào)節(jié)天平至指針指向分度盤上都。向溢水杯里輕放一個密度比水小的蠟塊,待蠟塊靜止,排開的水全部流入量筒后(如圖),下列有關(guān)說法正確的是()
A.天平指針仍指向分度盤上都刻度B.蠟塊受到的浮力大于蠟塊的重力
C.量筒中水的質(zhì)量小于蠟塊的質(zhì)量D.量筒中水的體積等于蠟塊的體積
8.如圖甲所示,正方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力作用下,從水中開始一直豎直向上在勻速直線運動,直到距水面上方一定高度處。圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖像,根據(jù)圖像信息判斷,下列說法正確的是()
A.該金屬塊重力的大小為34NB.浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是54N
C.該金屬塊的密度是2.7×103kg/m3D.在t1至t2時間段金屬塊底部所受液體的壓強(qiáng)逐漸增大
9.關(guān)于物體的浮沉條件及應(yīng)用實例,下列分析合理的是()
A.如圖1,輪船從長江駛?cè)霒|海,會沉下去一些,但浮力不變
B.如圖2,把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通過改變自身重力實現(xiàn)的
C.如圖3,一個潛水艇模型處于懸浮狀態(tài),若從試管中抽掉少量氣體,則試管將會稍下沉,最終懸浮
D.如圖4,學(xué)生用形狀規(guī)則的圓柱體塑料杯自制的浮力秤,浮力秤的刻度特點是上大下小,刻度均勻
10.物體浮在甲液面時有的體積露出液面,物體浮在乙液面時有的體積露出液面,則甲、乙兩液體的密度之比是()
A.5:12B.4:15C.5:6D.12:5
二.填空題(共7小題)
11.一輪船從內(nèi)河駛?cè)氪蠛?,水的密度增大了。船受到的重力大小,(填增大、不變、減小)船受到的浮力大小,(填增大、不變、減小)船排開水的體積(填增大、不變、減?。淮頃ㄌ钌细?、下沉)。
12.一實心金屬塊,用彈簧測力計在空氣中稱為5N,完全浸沒在水中稱是3N,則金屬塊在水中受到的浮力為牛,金屬塊的密度是kg/m3;若完全浸沒在某一液體中稱是3.4N,則液體的密度為kg/m3。
13.有一個實心球形物體,用彈簧測力計在空氣中稱重時,測力計的示數(shù)為12N;當(dāng)把物體一半體積浸入水中時,測力計的示數(shù)為5N.把物體從彈簧測力計上取下投入水中靜止時,物體受到的浮力
是N。
14.某科學(xué)興趣小組制作的潛水艇模型如圖所示。通過膠管A從燒瓶中吸氣或向燒瓶中吹氣,就可使燒瓶下沉、上浮或懸浮。當(dāng)燒瓶處于如圖所示的懸浮狀態(tài)時,若從A管吸氣,它受到的浮力(填“增大”“不變”或“減小”),燒瓶將(填“上浮”或“下沉”)。
15.如圖所示,體積為1×10﹣3m3,材料相同的兩個金屬球,分別連接在彈簧的上端,彈簧的下端固定在容器的底部。
(1)甲裝置內(nèi)是水,靜止時彈簧對球向上的彈力為70N,則該球的重力為牛。
(2)乙裝置內(nèi)裝另一種液體,靜止時彈簧對球向上彈力72N,則該種液體的密度為kg/m3。
16.如圖所示,圓柱形容器中裝有適量的水,現(xiàn)將密度為0.6×103kg/m3的木塊A放入容器中,靜止后又在木塊A上放一個重為G的物塊B(VA=3VB),靜止時木塊A的上表面剛好與水面相平。
(1)甲、乙兩圖中木塊A受到浮力分別為F1和F2,則(F2﹣F1)G。(選填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)物塊B的密度為kg/m3。
(3)乙圖中若將物塊B從木塊A上取下后投入到容器內(nèi)的水中,此時容器中水面。(選填“上升”、“下降”或“不變”)
17.已知質(zhì)量相等的兩個實心小球A和B,它們的密度之比ρA:ρB=1:2,現(xiàn)將A、B放入盛有足夠多水的容器中,當(dāng)A、B兩球靜止時,水對A、B兩球的浮力之比FA:FB=8:5,則ρA=kg/m3,ρB=kg/m3.
三.計算題
18.如圖所示,柱形容器內(nèi)裝有深度大于10cm的某種液體,物體C是一個體積為1000cm3的均勻正方體,質(zhì)量為480g。在液體中靜止時,有的體積露出液面。則:
(1)圖中物體C靜止時所受的浮力為多少?
(2)液體的密度為多少?
(3)若在C上表面放置一個物體A,使C恰好完全浸沒于液體中,則物體A的質(zhì)量應(yīng)為多少?
19.如圖所示,將密度為0.6×103kg/m3、邊長為10cm的正方體實心物塊放入底面積為200cm2的空容器中,正方體物塊底部與容器底不密合,并向容器內(nèi)加入某種液體,g取10N/kg。
(1)求正方體物塊的重力。
(2)當(dāng)液體加到5cm深時,物塊對容器底的壓力為2N,求液體的密度。
(3)繼續(xù)向容器中加液體,當(dāng)正方體對容器底壓力為0時,求正方體在液面上方和下方的長度之比。
20.某種長方體木材,底面積為100cm2,高度為20cm,質(zhì)量為1.6千克,現(xiàn)將木塊輕輕放在某一容器的水中(如圖甲),容器置于桌面。
(1)求出甲圖中木塊所受的浮力。
(2)求甲圖木塊露出水面部分的高度。
(3)用一根(粗細(xì)和質(zhì)量不計的)細(xì)繩子將木塊綁住,另一端固定在杯子底部,使木塊完全浸入水中(如圖乙),則此時繩子受到的拉力是N,乙圖中杯子對桌面的壓力甲圖中杯子對桌面的壓力(填“大于”“等于”“小于”)。
21.小明利用浮力知識制作了一臺浮力秤,可方便地稱量物體的質(zhì)量,其構(gòu)造如圖甲所示。已知小筒底面積為10cm2,管子的長度為15cm,為了防止沉沒或浸水,此秤浸入水中的深度不超過12cm,小筒和秤盤總重為0.6牛。
(1)如圖甲當(dāng)秤盤上不放物體時,小筒受到浮力是牛;應(yīng)在小筒A處標(biāo)出該浮力秤的刻度;
(2)如圖乙,在秤盤上放一物體后,小筒浸入水中的深度h為10cm,則該物體的質(zhì)量為多少?
(3)通過分析,試著畫出所測物體的質(zhì)量m與浸入的深度h的關(guān)系圖。
(4)為了增大此浮力秤的測量范圍,可采用的方法哪些方法?
22.將一底面積為0.02m2的長方體木塊用細(xì)線栓在一個空容器的底部,向容器中緩慢加水直到木塊上表面與水面相平,如圖甲所示,在此整個過程中,木塊底部受到水的壓強(qiáng)隨容器中水的深度變化情況如圖乙所示,則:(1)當(dāng)水深為9~16cm時,物體處于狀態(tài)(選填“漂浮”、“懸浮”或“沉底”)。
(2)求木塊所受到的最大浮力。(3)求出木塊的密度。
23.如圖甲所示,一個體積是0.8dm3的立方體木塊,下面用一段細(xì)線與木塊相連,
細(xì)線另一端固定在容器底(容器高比細(xì)線與木塊邊長之和大得多)。現(xiàn)向容器中慢慢加水,到細(xì)線拉直,如圖乙所示。若細(xì)線的拉力用表示,倒入容器中水的深度用h表示。圖丙是浮力隨水深度h變化的圖像。
(1)圖丙中的B點對應(yīng)木塊在水中的位置是處于狀態(tài)。
(2)C點時,拉力為4N,此時該木塊在水中所受的浮力為牛頓
(3)該木塊的密度為多少?
24.如圖甲所示,水平放置的方形容器里有一個重為6N、邊長為10cm的立方體物塊M(開始時容器內(nèi)無水)。已知容器高20cm,物塊M與容器底部不密合,且M底部與容器底部之間用一段5cm長的細(xì)線相連,假設(shè)細(xì)線足夠牢固?,F(xiàn)以5mL/s的恒定水流向容器內(nèi)注水,當(dāng)注水時間t=130s時,可畫出容器中水的深度h隨注水時間t的變化關(guān)系如圖乙所示,請解答下列問題:
(1)當(dāng)t=130s時,物塊在水中的狀態(tài)是。(選填“完全浸沒”或“部分浸入”)
(2)當(dāng)t=130s時,水對容器底部的壓力大小是N。
(3)圖乙中a的值是多少?(要求寫出計算過程)
(4)持續(xù)以原來的流速向容器內(nèi)注水,則當(dāng)t=時,容器剛好被注滿。
(5)上述過程中容器內(nèi)的深度h與注水時間t的關(guān)系最符合下列哪個選線(假設(shè)物塊始終保持水平)?(選填字母)。
參考答案與試題解析
一.選擇題(共10小題)
1.元旦小徐一家到海邊游玩,他看到的情景中,受到浮力增大的是()
A.從深水處走向岸邊的游泳者
B.從遠(yuǎn)處行駛而來的輪船
C.在海面下繼續(xù)下潛的潛水艇
D.停在碼頭繼續(xù)裝貨的渡輪
【解答】解:
A、從深水處走向岸邊的游泳者,排開水的體積逐漸變小,據(jù)F?。溅岩篻V排可知人受到的浮力變小,故A錯;
B、從遠(yuǎn)處行駛而來的輪船,始終漂浮,浮力等于自身重力,自重不變、浮力不變,故B錯。
C、海面下正在下沉的潛水艇,排開水的體積不變、海水的密度不變,由F?。溅岩篻V排可知所受浮力不變,故C錯誤。
D、在碼頭裝貨的渡輪,漂浮在水面上,F(xiàn)?。紾,自身重力越來越大,受到水的浮力越來越大,故D正確。
故選:D。
2.在兩支相同的平底試管內(nèi)裝入等量鐵砂,然后分別放入裝有甲、乙兩種不同液體的燒杯里,其靜止?fàn)顟B(tài)如圖所示,則下列說法正確的是()
A.試管在甲液體中受到的浮力較大
B.試管在乙液體中排開的液體質(zhì)量較小
C.兩個燒杯底部所受液體壓強(qiáng)相等
D.兩支試管底部所受液體壓強(qiáng)相等
【解答】解:A、由于裝入等量鐵砂的相同的平底試管在兩液體中都漂浮,所以試管受到的浮力:F甲=F乙=G,故A錯誤;
B、根據(jù)阿基米德原理可知:F浮=G排=m排g,所以試管排開的液體質(zhì)量相等,故B錯誤;
C、由圖可知:排開的液體體積V甲>V乙,而F甲=F乙,則根據(jù)F?。溅阉甐排g可知,ρ甲<ρ乙,
由圖可知:放入試管后液面等高,根據(jù)p=ρgh可得:燒杯底部所受壓強(qiáng)p甲<p乙,故C錯誤;
D、物體受到的浮力等于物體上下表面受到液體的壓力差,而上表面受到的壓力為0,所以F?。紽下表面﹣F上表面=F下表面,
由于受到的浮力相等,所以下表面受到的壓力相等,即:F甲=F乙,
由p=可得:p甲=p乙,故D正確。
故選:D。
3.外形完全相同的木球、鐵球和銅球,放入水中后,靜止的狀態(tài)如圖所示()
(已知ρ銅>ρ鐵>ρ水>ρ木)
A.木球和銅球的浮力大小相等
B.鐵球受到的浮力最小
C.木球一定是實心的
D.銅球一定是空心
【解答】解:
(1)已知外形完全相同的木球、鐵球和銅球(即它們的體積相等),則由圖可知V排木<V排銅=V排鐵,
由F浮=ρ水gV排可知它們受到的浮力:F木<F銅=F鐵,故AB錯誤;
(2)因為銅的密度大于水的密度,而銅球懸浮在水中,說明銅球一定是空心的,故D正確;
因木頭的密度小于水的密度,故實心木球漂浮在水中;若木球是空心的,則也是漂浮,所以木球可能實心,也可能空心,故C錯誤。
故選:D。
4.如圖所示是小江用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在礦泉水瓶內(nèi)的水面上,礦泉水瓶內(nèi)留有少量空氣,擰緊瓶蓋使其密封,用力擠壓礦泉水瓶側(cè)面時“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列說法錯誤的是()
A.“浮沉子”上浮時,小瓶內(nèi)上方氣壓增大
B.適當(dāng)用力擠壓礦泉水瓶側(cè)面,“浮沉子”可能懸浮在水中
C.“浮沉子”下沉?xí)r,所受重力大于它受到的浮力
D.潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同
【解答】解:擠壓大塑料瓶,瓶內(nèi)空氣被壓縮,將壓強(qiáng)傳遞給水,水被壓入小瓶中,將瓶體中的空氣壓縮,這時浮沉子里進(jìn)入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;
松開手,大瓶內(nèi)水面上的空氣體積增大,壓強(qiáng)減小,浮沉子里面被壓縮的空氣把水壓出來,此時浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上?。?/p>
當(dāng)浮力等于重力,就會懸浮在水中;潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同,都是靠改變自身重力來實現(xiàn)沉浮的。
綜上可知,A錯誤,BCD正確。
故選:A。
5.三個相同容器內(nèi)分別盛滿不同的液體,現(xiàn)將三個完全相同的小球輕輕放入容器中,小球靜止后的狀態(tài)如圖所示,三容器的液面處于同一深度,以下判斷正確的是()
A.小球在甲中受到浮力最小,在乙中受到浮力最大
B.液體對容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系是p乙>p甲>p丙
C.液體的密度關(guān)系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
D.小球受到的浮力大小關(guān)系是F乙=F丙>F甲
【解答】解:已知三個完全相同的小球,則其重力和密度都相同;
AD、由圖知,小球在丙容器中懸浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力與自身的重力相等;在甲容器中下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小關(guān)系是F乙=F丙>F甲,故A錯誤、D正確;
B、靜止時三個容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于ρ甲<ρ丙<ρ乙,根據(jù)p=ρgh可知:p乙>p丙>p甲,故B錯誤;
C、小球在甲中下沉,故ρ球>ρ甲,在乙容器中漂浮,故ρ球<ρ乙,在丙中懸浮,故ρ球=ρ丙;所以三種液體的密度關(guān)系為:ρ甲<ρ丙<ρ乙,故C錯誤。
故選:D。
6.在一只鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥,把它分別置于甲、乙、丙三種不同的液體中,鉛筆靜止時的情形如圖所示,則鉛筆分別在三種液體中受到的浮力F的大小和三種液體的密度ρ之間的關(guān)系正確的是()
A.F甲<F乙<F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.F甲>F乙>F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.F甲=F乙=F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.F甲=F乙=F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
【解答】解:(1)浮力的大小與排開液體的體積和液體的密度有關(guān),甲、乙、丙均漂浮,所以浮力都等于其自身重力,
所以F甲=F乙=F丙;
(2)由圖可以看出,甲中排開液體的體積最小,說明液體的密度最大,丙中排開液體的體積最大,說明液體的密度最小,故ρ甲>ρ乙>ρ丙.故D正確。
故選:D。
7.將裝滿水的溢水杯放在天平左盤,砝碼放右盤,調(diào)節(jié)天平至指針指向分度盤上都。向溢水杯里輕放一個密度比水小的蠟塊,待蠟塊靜止,排開的水全部流入量筒后(如圖),下列有關(guān)說法正確的是()
A.天平指針仍指向分度盤上都刻度
B.蠟塊受到的浮力大于蠟塊的重力
C.量筒中水的質(zhì)量小于蠟塊的質(zhì)量
D.量筒中水的體積等于蠟塊的體積
【解答】解:調(diào)節(jié)天平至指針指向分度盤上都,向溢水杯里輕放一個密度比水小的蠟塊,待蠟塊靜止時,它排開水的重力等于它的重力,故天平指針仍指向分度盤上都刻度。
故選:A。
8.如圖甲所示,正方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力作用下,從水中開始一直豎直向上在勻速直線運動,直到距水面上方一定高度處。圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖像,根據(jù)圖像信息判斷,下列說法正確的是()
A.該金屬塊重力的大小為34N
B.浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是54N
C.該金屬塊的密度是2.7×103kg/m3
D.在t1至t2時間段金屬塊底部所受液體的壓強(qiáng)逐漸增大
【解答】解:
A、當(dāng)金屬塊完全露出水面時,金屬塊不受浮力,此時彈簧測力計的拉力等于金屬塊的重力,即為圖中的CD段,由圖像可知,該金屬塊重力為G=F1=54N,故A錯誤;
BC、當(dāng)金屬塊浸沒在水中時,即為圖中的AB段,由圖像可知,此時繩子的拉力F2=34N,
則浸沒在水中時金屬塊受到的浮力為:
F浮=G﹣F2=54N﹣34N=20N;
由F浮=ρ水V排g可得金屬塊的體積:
V=V排===2×10﹣3m3,
由G=mg知金屬塊的質(zhì)量為:
m===5.4kg,
金屬塊的密度為:
ρ===2.7×103kg/m3,故B錯誤,C正確;
D、由圖知,在t1至t2時間段內(nèi),金屬塊底部所處的深度變小,根據(jù)p=ρgh可知,金屬塊底部所受液體的壓強(qiáng)逐漸減小,故D錯誤。
故選:C。
9.關(guān)于物體的浮沉條件及應(yīng)用實例,下列分析合理的是()
A.如圖1,輪船從長江駛?cè)霒|海,會沉下去一些,但浮力不變
B.如圖2,把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通過改變自身重力實現(xiàn)的
C.如圖3,一個潛水艇模型處于懸浮狀態(tài),若從試管中抽掉少量氣體,則試管將會稍下沉,最終懸浮
D.如圖4,學(xué)生用形狀規(guī)則的圓柱體塑料杯自制的浮力秤,浮力秤的刻度特點是上大下小,刻度均勻
【解答】解:A、輪船從長江駛?cè)霒|海,輪船始終漂浮在水面上,根據(jù)物體的漂浮條件可知,輪船的浮力等于重力,輪船的重力大小不變,所以輪船受到的浮力大小不變,但海水的密度大于江水的密度,根據(jù)F浮=ρ水gV排可知,排開液體的體積變小,會上浮一些,故A錯誤;
B、把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通過增加排開液體的體積從而增大浮力來實現(xiàn)的,故B錯誤;
C、一個潛水艇模型處于懸浮狀態(tài)時,模型受到的浮力等于自身的重力,若從試管中抽掉少量氣體,則水會進(jìn)入試管,模型的重力會增大,從而使重力大于受到的浮力,模型將會下沉,直至沉入底部,故C錯誤;
D、浮力秤始終漂浮在水中,根據(jù)物體的漂浮條件可知,浮力秤的總重力等于受到的浮力,
根據(jù)阿基米德原理可知,F(xiàn)?。紾總,即ρ液gV排=(m物+m秤)g,
則ρ液gSh=(m物+m秤)g,
物體的質(zhì)量:m物=ρ液Sh﹣m秤,其中ρ液、S、m秤是定值,
由此可知,被稱物體質(zhì)量m物與浮體的圓柱體浸入水中深度h之間的關(guān)系式可知,m與h為一次函數(shù),所以,刻度是均勻的,故D正確。
故選:D。
10.物體浮在甲液面時有的體積露出液面,物體浮在乙液面時有的體積露出液面,則甲、乙兩液體的密度之比是()
A.5:12B.4:15C.5:6D.12:5
【解答】解:設(shè)物體體積為V,
物體排開甲液體的體積V甲排=(1﹣)V=V,
同理,物體排開乙液體的體積V乙排=(1﹣)V=V,
物體漂浮在液面上:F甲?。紽乙?。紾物,
由阿基米德原理可知:F浮=ρgV排,
ρ甲===F浮Vg,
同理,ρ乙=F浮Vg,
∴==。
故選:C。
二.填空題(共7小題)
11.一輪船從內(nèi)河駛?cè)氪蠛?,水的密度增大了。船受到的重力大小不變,(填增大、不變、減小)船受到的浮力大小不變,(填增大、不變、減?。┐砰_水的體積減?。ㄌ钤龃?、不變、減?。淮頃细⌒ㄌ钌细?、下沉)。
【解答】解:一輪船從內(nèi)河駛?cè)氪蠛?,質(zhì)量不變,根據(jù)G=mg可知船受到的重力大小不變;
船漂浮,根據(jù)F浮=G可知船受到的浮力大小不變;
水的密度增大了,根據(jù)F?。溅岩篤排g可知船排開水的體積減小,船身會上浮些。
故答案為:不變;不變;減?。簧细?。
12.一實心金屬塊,用彈簧測力計在空氣中稱為5N,完全浸沒在水中稱是3N,則金屬塊在水中受到的浮力為2牛,金屬塊的密度是2.5×103kg/m3;若完全浸沒在某一液體中稱是3.4N,則液體的密度為0.8×103kg/m3。
【解答】解:(1)由稱重法可知,金屬塊在水中受到的浮力:
F?。紾﹣F示=5N﹣3N=2N;
(2)由F?。溅岩篻V排可知,金屬塊的排開水的體積:
V排===2×10﹣4m3,
因為金屬塊浸沒在水中,所以金屬塊的體積:
V=V排=2×10﹣4m3,
由G=mg可得,金屬塊的質(zhì)量:
m===0.5kg,
該金屬塊的密度:
ρ===2.5×103kg/m3;
(3)由稱重法可知,金屬塊在某一液體中受到的浮力:
F浮'=G﹣F示'=5N﹣3.4N=1.6N,
因為金屬塊浸沒在液體中,所以金屬塊排開液體的體積:
V排=V=2×10﹣4m3,
由F浮=ρ液gV排可知,液體的密度:
ρ液===0.8×103kg/m3。
故答案為:2;2.5×103;0.8×103。
13.有一個實心球形物體,用彈簧測力計在空氣中稱重時,測力計的示數(shù)為12N;當(dāng)把物體一半體積浸入水中時,測力計的示數(shù)為5N.把物體從彈簧測力計上取下投入水中靜止時,物體受到的浮力是12N。
【解答】解:
把物體一半體積浸入水中時,測力計的示數(shù)F=5N,
浮力F浮=G﹣F=12N﹣5N=7N;
物體全部浸沒水中時浮力F浮′=2F浮=2×7N=14N;
浮力F浮大于物體的重力G,故物體上浮,直至漂浮,
物體此時受到的浮力F浮″=G=12N。
故答案為:12。
14.某科學(xué)興趣小組制作的潛水艇模型如圖所示。通過膠管A從燒瓶中吸氣或向燒瓶中吹氣,就可使燒瓶下沉、上浮或懸浮。當(dāng)燒瓶處于如圖所示的懸浮狀態(tài)時,若從A管吸氣,它受到的浮力不變(填“增大”“不變”或“減小”),燒瓶將下沉(填“上浮”或“下沉”)。
【解答】從A管吸氣時,因為燒瓶浸沒在水中,燒瓶的體積等于它排開液體的體積,而燒瓶的體積不變,所以它排開液體的體積不變,而液體的密度不變,由阿基米德原理可得,燒瓶它受到的浮力不變;
從A管吸氣時,燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,燒瓶外的水進(jìn)入燒瓶內(nèi),使燒瓶的重力大于浮力,所以燒瓶下沉。
15.如圖所示,體積為1×10﹣3m3,材料相同的兩個金屬球,分別連接在彈簧的上端,彈簧的下端固定在容器的底部。
(1)甲圖裝置內(nèi)是水,靜止時彈簧對球向上的彈力為70N,則該球的重力為80牛。
(2)乙圖裝置內(nèi)裝的是另一種液體,靜止時彈簧對球向上彈力為72N,則該種液體的密度為0.8×103kg/m3。
【解答】解:
(1)小球受到重力、彈力以及浮力作用,由力的平衡,而彈力大小等于重力與浮力的差;
在水中時,小球的重力:
G=F浮水+F彈水=ρ水gV排+F彈水=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3+70N=80N;
(2)在某種液體中,小球所受的浮力:
F浮液=G﹣F彈液=80N﹣72N=8N,
所以液體的密度:
ρ===0.8×103kg/m3。
故答案為:80;0.8×103。
16.如圖所示,圓柱形容器中裝有適量的水,現(xiàn)將密度為0.6×103kg/m3的木塊A放入容器中,靜止后又在木塊A上放一個重為G的物塊B(VA=3VB),靜止時木塊A的上表面剛好與水面相平。
(1)甲、乙兩圖中木塊A受到浮力分別為F1和F2,則(F2﹣F1)等于G。(選填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)物塊B的密度為1.2×103kg/m3。
(3)乙圖中若將物塊B從木塊A上取下后投入到容器內(nèi)的水中,此時容器中水面下降。(選填“上升”、“下降”或“不變”)
【解答】解:(1)物體漂浮時受到的浮力等于物體的重力,甲圖中木塊處于漂浮狀態(tài),則所受浮力F1=G木,
在木塊上表面輕放一個物塊B,A的上表面剛好與液面相平,
因為整體漂浮,所以木塊受到的浮力等于總重力,即F2=G木+G,
則F2﹣F1=G木+G﹣G木=G;
(2)由題知,VA=3VB,則VB=VA,
圖乙中整體漂浮,且木塊A的上表面剛好與水面相平,
根據(jù)阿基米德原理、密度公式、重力公式可得ρ水gVA=ρ木gVA+ρBgVB,
即ρ水gVA=ρ木gVA+ρBg×VA,整理可得:ρ水=ρ木+ρB,
則B的密度:ρB=3(ρ水﹣ρ木)=3×(1.0×103kg/m3﹣0.6×103kg/m3)=1.2×103kg/m3;
(3)乙圖中若將物塊B從木塊A上取下后投入到容器內(nèi)的水中,因1.2×103kg/m3>1.0×103kg/m3,即ρB>ρ水,則它靜止時將沉底,
此時B排開水的體積為VB排=VB=VA,
A靜止后漂浮,則由漂浮條件和阿基米德原理可得ρ水gVA排=ρ木gVA,
此時A排開水的體積為:VA排=×VA=×VA=,
所以此時物塊A、B排開水的總體積V排總=VA排+VB排=VA+VA=VA,而乙圖中整體排開水的體積為VA,
因VA<VA(即排開水的體積減?。?,所以水面的高度下降。
故答案為:(1)等于;(2)1.2×103;(3)下降。
17.已知質(zhì)量相等的兩個實心小球A和B,它們的密度之比ρA:ρB=1:2,現(xiàn)將A、B放入盛有足夠多水的容器中,當(dāng)A、B兩球靜止時,水對A、B兩球的浮力之比FA:FB=8:5,則ρA=800kg/m3,ρB=1600kg/m3.
【解答】解:經(jīng)分析得出A球漂浮,B球下沉,因為兩球質(zhì)量相等,密度之比是ρA:ρB=1:2,體積之比為VA:VB=2:1,
有FA:FB=ρAVAg:ρ水VBg=ρAVA:ρ水VB=8:5;
所以ρA===800kg/m3,又因為ρA:ρB=1:2,
所以ρB=1600kg/m3。
故答案為:800;1600。
三.計算題(共1小題)
18.如圖所示,柱形容器內(nèi)裝有深度大于10cm的某種液體,物體C是一個體積為1000cm3的均勻正方體,質(zhì)量為480g。在液體中靜止時,有的體積露出液面。則:
(1)圖中物體C靜止時所受的浮力為多少?
(2)液體的密度為多少?
(3)若在C上表面放置一個物體A,使C恰好完全浸沒于液體中,則物體A的質(zhì)量應(yīng)為多少?
【解答】解:(1)物體C受到的重力:
GC=mCg=0.48kg×10N/kg=4.8N;
物體C漂浮在液面上,物體受到的浮力:
F?。紾C=4.8N;
(2)根據(jù)阿基米德原理可知,F(xiàn)浮=ρ液gV排,
4.8N=ρ液×10N/kg×(1﹣)×1000×10﹣6m3,
解得,液體密度為:ρ液=0.8×103kg/m3;
(3)物塊C全部浸沒水中時排開水的體積:
V排=V=10﹣3m3,
此時物塊受到的浮力:
F浮′=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=8N,
此時AC漂浮,G總=F浮′=8N,
物體A的重力GA=8N﹣4.8N=3.2N,
mA===0.32kg=320g。
答:(1)物體C靜止時所受的浮力為是4.8N;
(2)液體的密度是0.8×103kg/m3;
(3)在C上表面放置一個物體A,使C恰好完全浸沒于液體中,則物體A的質(zhì)量應(yīng)為320g。
四.解答題(共6小題)
19.如圖所示,將密度為0.6×103kg/m3、邊長為10cm的正方體實心物塊放入底面積為200cm2的空容器中,正方體物塊底部與容器底不密合,并向容器內(nèi)加入某種液體,g取10N/kg。
(1)求正方體物塊的重力。
(2)當(dāng)液體加到5cm深時,物塊對容器底的壓力為2N,求液體的密度。
(3)繼續(xù)向容器中加液體,當(dāng)正方體對容器底壓力為0時,求正方體在液面上方和下方的長度之比。
【解答】解:(1)正方體物塊的體積:V=L3=(10×10﹣2m)3=1×10﹣3m3,
由ρ=可知,正方體物塊的質(zhì)量:m=ρV=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3=0.6kg,
則正方體物塊的重力:G=mg=0.6kg×10N/kg=6N;
(2)由題意可知,此時正方體物塊排開液體的體積:V排=L2h=(10×10﹣2m)2×5×10﹣2m=5×10﹣4m3,
由物體間力的作用是相互的可知,容器對物體的支持力F支=F壓=2N,
由力的平衡條件可知,正方體物塊在液體中受到的浮力:F?。紾﹣F支=6N﹣2N=4N,
由F浮=ρ液gV排可知,液體的密度:ρ液===0.8×103kg/m3;
(3)當(dāng)正方體對容器底壓力為0時,容器對正方體的支持力也為0,此時物體漂浮,F(xiàn)?。紾,
則ρ水gS正h下=ρ物gS正h物,
則=,
則。
答:(1)正方體物塊的重力為6N;
(2)液體的密度為0.8×103kg/m3;
(3)正方體在液面上方和下方的長度之比為1:3。
20.某種長方體木材,底面積為100cm2,高度為20cm,質(zhì)量為1.6千克,現(xiàn)將木塊輕輕放在某一容器的水中(如圖甲),容器置于桌面。
(1)求出甲圖中木塊所受的浮力。
(2)求甲圖木塊露出水面部分的高度。
(3)用一根(粗細(xì)和質(zhì)量不計的)細(xì)繩子將木塊綁住,另一端固定在杯子底部,使木塊完全浸入水中(如圖乙),則此時繩子受到的拉力是4N,乙圖中杯子對桌面的壓力等于甲圖中杯子對桌面的壓力(填“大于”“等于”“小于”)。
【解答】解:(1)由圖甲可知,木塊漂浮在水中,所受浮力為:
F?。紾=mg=1.6kg×10N/kg=16N,
根據(jù)F浮=ρ液gV排得木塊漂浮時排開水的體積為:
V排===1.6×10﹣3m3=1600cm3,
木塊漂浮時浸入水中的深度為:
h浸===16cm,
甲圖木塊露出水面部分的高度為:
h露=h﹣h浸=20cm﹣16cm=4cm;
(3)在圖乙中,木塊完全浸沒在水中時受到的浮力為:
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×20×10﹣6m3=20N,
木塊完全浸沒在水中時,受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、繩子的拉力的作用,處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,根據(jù)力的平衡條件可得:
繩子對木塊的拉力為:F拉=F浮′﹣G=20N﹣16N=4N,
繩子受到的拉力等于繩子對木塊的拉力,為4N;
兩圖中,杯子對水平桌面的壓力均等于杯子、水和木塊的總重力,
則乙圖中杯子對桌面的壓力等于甲圖中杯子對桌面的壓力。
故答案為:(1)求出甲圖中木塊所受的浮力為16N;
(2)甲圖木塊露出水面部分的高度為4cm;
(3)4;等于。
21.小明利用浮力知識制作了一臺浮力秤,可方便地稱量物體的質(zhì)量,其構(gòu)造如圖甲所示。已知小筒底面積為10cm2,管子的長度為15cm,為了防止沉沒或浸水,此秤浸入水中的深度不超過12cm,小筒和秤盤總重為0.6牛。
(1)如圖甲,當(dāng)秤盤上不放物體時,小筒受到的浮力是0.6牛;應(yīng)在小筒A處標(biāo)出該浮力秤的0刻度;
(2)如圖乙,在秤盤上放一物體后,小筒浸入水中的深度h為10cm,則該物體的質(zhì)量為多少?
(3)通過分析,試著畫出所測物體的質(zhì)量m與浸入的深度h的關(guān)系圖。
(4)為了增大此浮力秤的測量范圍,可采用的方法哪些方法?
【解答】解:(1)小桶漂浮,所以浮力等于小桶和秤盤的重為0.6N;當(dāng)秤盤上不放物體時,說明此時稱量為0,因此水面A處應(yīng)為0刻度;
(2)放上物體后,小筒排開水的體積:V排=S筒h=10cm2×10cm=100cm3=1×10﹣4m3,
則受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
因為浮力秤處于漂浮狀態(tài),浮力等于秤和物體的總重力
所以物體的重力為:G=F浮﹣G筒和秤=1N﹣0.6N=0.4N;
物體的質(zhì)量為m===0.04kg;
(3)所測物體的質(zhì)量m與浸入的深度h的關(guān)系式為:
m=====ρ水S筒h﹣;
因當(dāng)秤盤上不放物體時,F(xiàn)浮0=G筒和秤=0.6N,
根據(jù)F?。溅阉甮V排可得:V排===6×10﹣5m3=60cm3,
則小筒浸入的深度:h0===6cm,
所以,浸入的深度h>6cm,則大致圖象如圖所示:
(4)由(3)可知,m=ρ水S筒h﹣(h>10cm),所以增大液體密度、增大浮筒底面積和浮筒的長度可以使稱量的質(zhì)量更大,即可增大浮力秤測量范圍。
答:(1)0.6;0;
(2)該物體的質(zhì)量為0.04kg;
(3)如上圖;
(4)為了增大此浮力秤的測量范圍,可采用的方法有增大液體密度、增大浮筒底面積和浮筒的長度。
22.將一底面積為0.02m2的長方體木塊用細(xì)線栓在一個空容器的底部,向容器中緩慢加水直到木塊上表面與水面相平,如圖甲所示,在此整個過程中,木塊底部受到水的壓強(qiáng)隨容器中水的深度變化情況如圖乙所示,則:
(1)當(dāng)水深為9~16cm時,物體處于漂浮狀態(tài)(選填“漂浮”、“懸浮”或“沉底”)。
(2)求木塊所受到的最大浮力。
(3)求出木塊的密度。
【解答】解:(1)由圖乙可知,9cm~16cm時水的深度增加,木塊底部受到水的壓強(qiáng)不變,說明木塊處于漂浮狀態(tài);
(2)容器中的水和木塊上表面恰好相平時,木塊受到的浮力最大,
由圖乙可知,此時木塊底部受到水的壓強(qiáng)p=1500Pa,
由p=可得,木塊底部受到水的壓力:
F下=pS木=1500Pa×0.02m2=30N,
木塊上表面受到水的壓力:F上=0N,
則木塊所受到的最大浮力:F?。紽下﹣F上=30N﹣0N=30N;
(3)因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,
所以,由F?。溅岩篻V排可得,木塊的體積:
V=V排===3×10﹣3m3,
由圖乙可知,9cm~16cm時木塊漂浮,此時木塊底部受到水的壓強(qiáng)p′=900Pa,
木塊底部受到水的壓力:F下′=p′S木=900Pa×0.02m2=18N,
木塊上表面受到水的壓力:F上′=0N,
則木塊所受到的浮力:F浮′=F下′﹣F上′=18N﹣0N=18N;
由木塊漂浮時受到的浮力和自身的重力相等可知,木塊的重力:G=F浮′=18N,
由G=mg可得,木塊的質(zhì)量:
m===1.8kg,
木塊的密度:
ρ===0.6×103kg/m3。
答:(1)漂?。?/p>
(2)木塊所受到的最大浮力為30N;
(3)木塊的密度為0.6×103kg/m3。
23.如圖甲所示,一個體積是0.8dm3的立方體木塊,下面用一段細(xì)線與木塊相連,
細(xì)線另一端固定在容器底(容器高比細(xì)線與木塊邊長之和大得多)?,F(xiàn)向容器中慢慢加水,到細(xì)線拉直,如圖乙所示。若細(xì)線的拉力用表示,倒入容器中水的深度用h表示。圖丙是浮力隨水深度h變化的圖像。
(1)圖丙中的B點對應(yīng)木塊在水中的位置是處于漂浮狀態(tài)。
(2)C點時,拉力為4N,此時該木塊在水中所受的浮力為8牛頓
(3)該木塊的密度為多少?
【解答】解:(1)由圖丙可知,加水到A點時,木塊恰好漂浮,當(dāng)加水到B點時,細(xì)線剛好拉直,當(dāng)加水到C點時木塊恰好浸沒,所以圖丙中的B點對應(yīng)木塊在水中的位置是處于漂浮狀態(tài);
(2)當(dāng)加水到C點時木塊恰好浸沒,則木塊排開水的體積為:V排=V=0.8dm3=0.8×10﹣3m3,
此時該木塊在水中所受的浮力為:F?。溅阉甮V排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8×10﹣3m3=8N;
(3)當(dāng)加水到C點時木塊恰好浸沒,此時拉力為4N,則木塊的重力為:
G=F浮﹣F拉=8N﹣4N=4N,
由G=mg
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