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文檔簡介
寧波科學八上培優(yōu)題庫第3章4物體浮沉條件及其應用一、單選題(共26題;共52分)1.(2018九上·紹興月考)圓柱體先后放入密度為ρ1和ρ2的2種液體中,均處于漂浮狀態(tài),如圖所示。圓柱體在兩液體中所受浮力依次是F1和F2,則(
)A.
ρ1>ρ2
F1>F2
B.
ρ1<ρ2
F1<F2
C.
ρ1<ρ2
F1=F2
D.
ρ1>ρ2
F1=F2【答案】D【解析】(1)當物體漂浮時,浮力等于重力;
(2)根據(jù)公式F浮=ρ液gV排可知,當浮力不變時,液體密度和物體排開液體的體積成正比。
圓柱體在兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),
那么它們的浮力都等于重力,即F1=F2=G;
根據(jù)公式F浮=ρ液gV排可知,當浮力不變時,液體密度和物體排開液體的體積成正比。
因為V排1<V排2,
所以ρ1>ρ2;
故選D。
2.將一金屬塊(ρ金屬>ρ水)浸沒在裝滿水的容器中,溢出水的質(zhì)量為10克。若將其浸沒在裝滿酒精的容器中(ρ酒精=0.8×103千克/米3),關于溢出酒精的質(zhì)量(不考慮實驗操作中,其他因素影響),下列說法中正確的是(
)A.
一定等于8克
B.
可能大于8克
C.
一定小于8克
D.
可能小于8克【答案】A【解析】首先根據(jù)浮沉條件判斷出金屬塊在水和酒精中肯定都是下沉狀態(tài),然后根據(jù)V=V排水=m排水ρ水計算出金屬塊的體積,再根據(jù)m排酒=ρ酒V排酒計算出溢出酒精的質(zhì)量。
因為ρ金屬>ρ水
>ρ酒精;3.(2018八上·麗水月考)如圖所示:三個相同的容器內(nèi)水面高度相同,甲容器內(nèi)只有水,乙容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上,丙容器中懸浮著一個小球。下面說法正確的是()A.
三個容器對水平桌面的壓力不相等
B.
三個容器中,丙容器對水平桌面的壓力最大
C.
如果向乙容器中加入鹽水,最終木塊受到的浮力不變
D.
如果向丙容器中加入酒精,最終小球受到的浮力不變【答案】C【解析】本題考查了學生對液體壓強公式、物體浮沉條件的掌握和運用,本題關鍵:一是知道物體密度小于液體密度時物體漂浮,物體密度等于液體密度時物體懸浮,當物體的密度大于液體的密度時,物體下沉;二是影響液體壓強的因素是液體密度和液體深度。(1)根據(jù)p=ρ水gh判斷三個容器底部受到水的壓強是否相等;
(2)三個相同的容器內(nèi)水面高度相同,根據(jù)p=ρgh可知其對容器底的壓強,再利用F=pS比較三個容器對水平桌面的壓力,再根據(jù)p=FS比較壓強的大小;
(3)物體漂浮或懸浮,受到的浮力都等于物體重;A、水的密度一定,由題意知,三個容器內(nèi)水面高度相同,根據(jù)p=ρ水gh可知三個容器底部受到水的壓強相等,故A錯誤;
B、在乙容器中,根據(jù)作用力和反作用力,容器(包括水和玻璃杯)施加給木塊一個豎直向上的浮力-F浮,木塊會反過來施加給容器(包括水和玻璃杯)一個豎直向下的壓力-F壓,而且F壓=F?。@個壓力會通過容器傳導給桌面,木塊因為漂浮,所以F浮=G木=G排;所以,甲容器對于桌面的壓力=G水+G杯,乙容器對桌面的壓力=G'水+G排+G杯=G'水+G木+G杯,因為G水=G'水+G排,因此,甲容器對于桌面的壓力等于乙容器對桌面的壓力;同理甲容器對于桌面的壓力等于丙容器對桌面的壓力;根據(jù)公式p=FS可知,三個容器對水平桌面的壓強相同,故B錯誤;
C、木塊漂浮在乙容器中,所以向乙容器中加入鹽水,液體密度增大,木塊仍然漂浮在液面上,那么木塊受到的浮力等于木塊的重力,木塊的重力沒變,所以木塊受到的浮力不變,故C正確。
D、小球懸浮在丙容器中,所以ρ球=ρ水,所以如果向丙容器中加入酒精,則液體密度減小,所以小球?qū)⑾鲁?,即小球受到的浮力變小,故D錯誤;4.(2018八上·越城月考)半潛船可用來運輸超大型貨物,空載時漂浮于海面(如圖甲);裝載時需向船體水艙注水,船體重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如圖乙);待貨物被拖到甲板上方時,排出水艙中的水,船體重力減小,甲板上浮至海面,完成貨物裝載(如圖丙).半潛船在甲、乙、丙三種狀態(tài)時所受的浮力分別為F1、F2、F3,則以下判斷正確的是(
)A.
F1>F3>F2
B.
F2>F3>F1
C.
F3>F1>F2
D.
F3>F2>F1【答案】B【解析】從圖中可以看出,船排開海水的體積關系,結(jié)合F浮=ρ液gV排或可以比較出各自情況的浮力大小關系。據(jù)圖可知,乙圖中半潛船排開水的體積最大,其次是丙圖,甲圖排開海水的體積最小,所以據(jù)F浮=ρ液gV排可知,液體的密度是相同的,乙圖中;船受浮力最大,其次是丙圖,再次是甲圖,即浮力大小關系是:F2>F3>F1;故答案為:B。5.測量液體密度的儀器叫密度計,將其插入被測液體中,待靜止后直接讀取液面處的刻度值(圖甲).圖乙和圖丙的容器中是同一個自制的簡易密度計,它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的,將其放入盛有不同液體的兩個燒杯中,它會豎直立在液體中,由圖中現(xiàn)象可以判斷(
)A.
密度計在乙燒杯液體中受到的浮力較大
B.
密度計在丙燒杯液體中受到的浮力較大
C.
乙燒杯中液體的密度較大
D.
丙燒杯中液體的密度較大【答案】D【解析】AB、同一個密度計放在乙、丙液體中都漂浮,,密度計在乙、丙兩種液體中受到的浮力都等于密度計受到的重力G,則AB錯誤;CD、由圖知密度計排開液體的體積,又,浮力相等,則,因此C錯誤,D正確.故選D.從圖可知,密度計放在甲、乙液體中都漂浮,受到的浮力都等于密度計受到的重力,從而可以判斷受到浮力的大小關系,來判斷A、B是否符合題意.從圖可以得出密度計排開液體體積的大小關系,再根據(jù)阿基米德原理分析液體的密度大小關系,來判斷C、D是否符合題意.6.如圖甲所示,燒杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好懸?。?jīng)研究發(fā)現(xiàn),水的密度隨溫度的變化如圖乙所示.現(xiàn)在燒杯四周放上大量的冰塊,在燒杯內(nèi)水的溫度下降到0℃的過程中,假設小球的體積始終不變,關于小球的浮沉情況判斷正確的是(
)A.
先上浮然后下沉
B.
浮力變小,一直下沉
C.
先下沉然后上浮
D.
浮力變大,一直上浮【答案】A【解析】由于燒杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好懸浮.則小球的密度與水的密度相等;由圖象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃時水的密度大;所以當水的溫度從6℃降到4℃時,因水熱脹冷縮,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、向上運動;當水的溫度從4℃降到0℃時,因水熱縮冷脹,水的密度減小,最后小于小球的密度,使物體下沉、向下運動.故選A物體懸浮在水中,物體的體積不變,即排開水的體積不變,當水溫為6℃時,物體懸浮,物體的密度等于水的密度;水溫緩慢地降至0℃的過程中,在4℃之前熱脹冷縮,在4℃以后熱縮冷脹,在4℃時水的密度最大,根據(jù)物體的浮沉條件及其應用分析判斷.7.(2019八上·杭州期中)體積相同的銅、鐵、鋁和木四個小球,放入水中靜止時情況如圖所示,已知:ρ銅>ρ鐵>ρ鋁>ρ水>ρ木頭,則下列判斷正確的是(
)A.
四個小球所受的浮力關系是:F銅>F木頭>F鐵=F鋁
B.
四個小球的重力關系是:G鋁>G鐵>G木頭>G銅
C.
鋁球、木球一定是實心的,銅球和鐵球一定是空心的
D.
鋁球一定是實心的,鐵球、銅球和木球一定是空心的【答案】B【解析】(1)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ水gV排比較它們受到浮力的大小關系;
(2)根據(jù)浮沉條件比較自身重力和浮力的大小關系,然后再利用(1)中得到的浮力關系判斷小球重力的大小關系;
(3)如果材料為實心時,小球應該下沉,那么它漂浮或懸浮時肯定是空心的。
根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,當水的密度不變時,V排越大,小球受到的浮力越大。因為它們排開水的體積:V銅<V木<V鐵=V鋁,所以它們受到的浮力:F銅<F木<F鐵=F鋁,故A錯誤;
根據(jù)浮沉條件可知,G鋁>F鋁,G鐵=F鐵,G銅=F銅,G木=F木;因為F銅<F木<F鐵=F鋁,所以四個小球的重力關系為:G鋁>G鐵>G木頭>G銅,故B正確;
鋁球?qū)嵭臅r肯定下沉,如果空心部分較小,那么它仍然可能下沉,因此它可能是空心的;木球?qū)嵭臅r漂浮,如果空心,那么它的密度更小,肯定漂浮,因此木球也可能是空心的;實心的鐵球和銅球肯定下沉,而現(xiàn)在銅球漂浮,鐵球懸浮,因此它們肯定空心,故C、D錯誤。
故選B。
8.(2019·杭州模擬)如圖甲所示的圓柱形容器中裝有適量的某種液體,現(xiàn)將密度為0.6×103kg/m3的正方體木塊A放入容器中,木塊靜止時露出液面的體積與浸入液體的體積之比為1:3;在木塊上表面輕放一個物塊B(VA=2VB),A的上表面剛好與液面相平,如圖乙所示。若將物塊B單獨放入此液體中,它靜止時將(
)A.
懸浮
B.
漂浮
C.
沉底
D.
無法判斷【答案】B【解析】(1)根據(jù)物體漂浮時受到的浮力等于其自身受到的重力,結(jié)合阿基米德原理和重力公式列出等式,求出液體的密度;
(2)B放在A上,將它們看作一個漂浮的物體,結(jié)合阿基米德原理計算出B的密度;
(3)根據(jù)物體的浮沉條件得出B單獨放入液體時的狀態(tài)。
A漂浮在液面上時,GA=F浮,
即:ρ液gV排=ρAgVA,
木塊靜止時露出液面的體積與浸入液體的體積之比為1:3,
所以,ρ液g34VA=ρAgVA
解得:ρ液=43ρ液=43×0.6×103kg/m3=0.8×1039.(2019·溫州模擬)甲、乙、丙為相同的玻璃瓶,裝入體積相同的不同液體,將三個玻璃瓶同時放入水中,如下圖所示,則三個瓶中液體的密度最大的是(
)A.
甲
B.
乙
C.
丙
D.
三者相同【答案】B【解析】漂浮在水面的物體,受到的浮力等于重力。首先根據(jù)V排大小利用阿基米德原理比較三者受到浮力的大小關系,即瓶子和液體總重力的關系,然后推得液體質(zhì)量的大小關系,最后根據(jù)密度公式判斷密度大小關系即可。
觀察圖片可知,它們排開水的體積V乙>V甲>V丙,
根據(jù)阿基米德原理可知,它們受到浮力:F乙>F甲>F丙;
因為它們都漂浮在水面上,所以它們受到的浮力都等于重力,
10.(2018八上·溫州月考)用細繩連在一起的氣球和鐵塊,恰能懸浮在盛水的圓柱形容器內(nèi)如圖所示位置,若用力向下輕輕戳動一下鐵塊,則氣球和鐵塊將()A.
下沉
B.
懸浮
C.
上浮
D.
先下沉再上浮【答案】A【解析】(1)質(zhì)量相同的氣體,壓強增大體積變??;
(2)液體壓強隨深度的增加而增大;
(3)根據(jù)浮沉條件中F浮和G的關系進行判斷即可。用細繩連在一起的氣球和鐵塊,恰能懸浮在盛水的圓柱形容器內(nèi),那么它們受到的總浮力等于總重力;若用力向下輕輕戳動一下鐵塊,氣球一起向下運動,它們所在的深度增大,那么氣球受到水的壓強會增大,它的體積會減小,它們排開水的體積也會減?。桓鶕?jù)公式F浮=ρ11.(2018八上·義烏月考)如圖所示,一船在某水域作業(yè)時,將裝滿金屬工具的大鐵箱用繩子懸放入水。第一次放,因水太深,鐵箱沒觸碰到水底,此時船的吃水線在A處。換個地方第二次再放,鐵箱才接觸到水底。下列說法正確的是()A.
鐵箱在船上時,船的吃水線在A處下方
B.
鐵箱接觸到水底時,船的吃水線仍在A處
C.
鐵箱接觸到水底時,船的吃水線在A處之下
D.
鐵箱接觸到水底時,船的吃水線在A處之上【答案】C【解析】此題主要分析清楚一、鐵箱在船上時船排開水的體積;二、鐵箱懸入水中未觸碰水底時船排開水的體積;三、鐵箱懸入水中觸碰水底時船排開水的體積。從三種情況中船受到的力的變化來分析船排開液體的體積。由題意第一次放,因水太深,鐵箱沒觸碰到水底,此時船的吃水線在A處。將船和鐵箱看成一個整體,此時受到的浮力等于船和鐵箱的總重力,V排包括鐵箱的體積和船吃水線A以下的部分體積。第二次再放,鐵箱才接觸到水底。此時水底對鐵箱應該有一個支持力,所以船和鐵箱這個整體受到的浮力減小,排開的總體積減小,由于鐵箱排開液體的體積不變,所以船排開液體的體積減小,船的吃水線在A處之下,C選項正確;BD錯誤;當鐵箱在船上時,船和鐵箱的總浮力等于船和鐵箱的總重力,此時鐵箱放在船上,V排由船承擔,所以船的吃水線在A處上方,A錯誤。
故選C12.一物塊輕輕放入盛滿水的大燒杯中,靜止后有68g水溢出。將其輕輕放入盛滿酒精的大燒杯中,靜止后有64g酒精溢出。酒精的密度是0.8×103kg/m3,則物塊的密度是(g取10N/kg)(
)A.
1.10×103kg/m3
B.
0.94×103kg/m3
C.
0.90×103kg/m3
D.
0.85×103kg/m3【答案】D【解析】物塊在水中漂浮,根據(jù)漂浮條件計算出它的質(zhì)量;在酒精中下沉,根據(jù)阿基米德原理計算出它的體積,最后根據(jù)密度公式計算它的密度即可。物塊在水中漂浮,那么F浮力=G=G排;
m排g=mg;
即m=m排=68g;
物體在酒精中下沉,
那么它的體積V=V排'=F浮ρ酒g=m排gρA.
懸浮,1.0×103kg/m3
B.
漂浮,0.95×103kg/m3
C.
下沉,1.2×103kg/m3
D.
漂浮,0.90×103kg/m3
【答案】B【解析】(1)根據(jù)F浮=G排計算出該物體在水中和酒精中浮力的比例關系;然后分別假設它們都是漂浮、懸浮和下沉,分別求出對應的浮力之比,利用排除法確定它在兩種液體中的狀態(tài)為:在水中漂浮,在酒精中下沉;
(2)根據(jù)漂浮狀態(tài)計算出物體的質(zhì)量,根據(jù)下沉狀態(tài)計算出物體的體積,最后根據(jù)密度公式計算它的密度即可。
(1)根據(jù)F浮=G排可知,物體在水中和酒精中受到浮力的比為:F浮水:F浮酒=G排水:G排酒=m排水:m排酒=76g:64g=19:16;
如果在兩種液體中都是漂浮,那么浮力等于重力,它們的浮力之比為:F浮水:F浮酒=1:1,故它們不可能全部是漂??;
如果在兩種液體中都是下沉(懸?。?,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,那么:F浮水:F浮酒=ρ水:ρ酒=1.0g/cm3:0.8g/cm3=5:4,故它們不可能都是浸沒。
那么:物體在水中漂浮,在酒精中下沉;
(2)物塊在水中漂浮,那么它重力G=F浮水=G排水,即m=m排水=76g;
物塊在酒精中下沉,那么它的體積V=V排酒=F浮酒ρ酒g=A.
乙漂浮,乙受到的浮力小
B.
甲漂浮,甲受到的浮力大
C.
乙下沉,甲受到的浮力大
D.
甲下沉,乙受到的浮力大【答案】A【解析】由圖可知:甲物體的密度,乙物體的密度.體積相等的甲、乙兩實心物體,浸沒在水中,由于,則甲、乙兩實心物體在水中穩(wěn)定后甲下沉,乙漂?。?,,根據(jù)可知:.故選A.由圖象中數(shù)據(jù)可求得兩物體的密度大小,比較物體密度與水的密度可知兩物體在水中的狀態(tài).然后根據(jù)阿基米德原理比較浮力大小.15.(2018八上·蕭山期中)完全一樣的兩個物體M,分別在金屬塊甲、乙的作用下在水中處于靜止狀態(tài),如圖所示,金屬塊甲用細繩吊于物體M下方,金屬塊乙放在M上方,恰好使M浸沒于水中,則下列說法正確的是(
)A.
兩種情況下M所受的浮力不相等
B.
甲的重力大于乙的重力
C.
甲的體積大于乙的體積
D.
甲物塊的密度比水小【答案】B【解析】(1)根據(jù)公式F浮=ρ水gV排可知,浮力的大小與液體密度和排開液體的體積有關;
(2)根據(jù)漂浮條件列出兩種情況下受力分析等式,然后再判斷甲乙的重力大小;
(3)根據(jù)公式V=Ggρ可知,已知物體重力的大小關系還要知道二者的密度大小,才能比較二者體積的關系;
(4)對甲進行受力分析,判斷浮力和重力的大小關系,進而判斷它浮沉狀態(tài),最后根據(jù)浮沉條件判斷甲的密度和水的密度大小關系。
A.根據(jù)圖片可知,物體M在兩種情形下,排開水的體積都等于自身的體積;根據(jù)公式F浮=ρ水gV排可知,它受到的浮力相等,故A錯誤;
B.甲懸掛在M的下面保持靜止,那么:
F浮=GM+G甲;
即:ρ水g(VM+V甲)=GM+G甲
①;
乙疊放在M上面保持漂浮狀態(tài),
那么:F浮'=GM+G乙;
即:ρ水gVM=GM+G乙
②;
因此GM+G甲>GM+G乙
;
即甲的重力大于乙的重力,故B正確;
C.根據(jù)公式V=Ggρ可知,已知重力的大小而不知道密度的大小,無法比較體積的大小,故C錯誤;
D.甲處于靜止狀態(tài),那么它受到的浮力F浮=G甲+F,
即F浮>G甲;
ρ水gV>ρ甲gV;
因此ρ水>ρ甲;16.(2018九上·三門月考)如圖是使用汽車打撈水下重物示意圖,在重物從水底拉到井門的過程中,汽車以恒定速度向右運動,忽略水的阻力和滑輪的摩擦,四位同學畫出了汽車功率(P)隨時間(t)變化的圖象(如圖),其中正確的是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】(1)根據(jù)公式P=Fv可知,當速度一定時,功率與拉力F成正比,即功率的變化趨勢與拉力F的變化趨勢相同;
(2)首先根據(jù)公式F浮=ρ重物在汽車拉力作用下開始上升到上表面剛剛到達水面的過程中,它排開水的體積不變,那么它受到的浮力不變,根據(jù)F拉=G?F浮可知,這個過程中它受到的拉力不變,根據(jù)P=Fv可知,這個過程中汽車的功率不變;
從重物剛剛出水到完全離開水面的過程中,它排開水的體積減小,那么它受到的浮力變小,根據(jù)F拉=G?F浮可知,這個過程中它受到的拉力增大,根據(jù)P=Fv可知,這個過程中汽車的功率增大;
當物體完全離開水面后,它不再受到浮力,這時它受到的拉力F拉=G;因為它的重力不變,所以汽車的拉力不變,汽車的功率也不變。A.
溢出水的質(zhì)量為80g,水對杯底的壓強變大
B.
溢出水的質(zhì)量為80g,水對杯底的壓強不變
C.
溢出水的質(zhì)量為120g,水對杯底的壓強變大
D.
溢出水的質(zhì)量為120g,水對杯底的壓強不變【答案】B【解析】知道物塊的質(zhì)量和體積,利用密度公式求物塊的密度,和水的密度比較,確定在水中存在的狀態(tài),是下沉在水底、懸浮還是漂???再根據(jù)物體的浮沉條件、阿基米德原理和液體壓強公式分析求解。因為物塊的密度:ρ物=mV=800g120cm3≈0.67g/cm3<ρ水,所以物塊輕放入盛滿水的燒杯中,將漂浮。因為物塊漂浮,所以F浮=G排=G物,即m排g=m物g,所以m排=m18.(2019八上·義烏期中)質(zhì)量相等的兩個實心小球甲和乙,已知它們的密度之比是ρ甲:ρ乙=1:3,現(xiàn)將甲、乙兩球放入盛有足夠多水的燒杯中,當甲、乙兩球處于靜止狀態(tài)時,水對兩球的浮力之比F甲:F乙=3:2,下列結(jié)論中錯誤的是(
)A.
甲球受到的浮力與它的重力相等
B.
甲球漂浮,乙球沉底
C.
甲球的密度為0.8×103kg/m3
D.
乙球的密度為1.5×103kg/m3【答案】C【解析】首先根據(jù)密度公式計算出兩個球的體積之比,分別假設全部漂浮和全部浸沒,求出浮力之比與實際的數(shù)據(jù)比較,進而確定最終狀態(tài)一漂一沉,最后利用浮沉條件和浮力之比列式計算出即可。
因為兩球質(zhì)量相等,密度之比是ρ甲:ρ乙=1:3,
根據(jù)密度公式ρ=mV得到:它們的體積之比為V甲:V乙=3:1;
若兩球在水中都漂浮,則它們受到的浮力等于自身重力,
就即F甲:F乙=G甲:G乙=m甲:m乙=1:1,因此它們不都是漂??;
若兩球在水中都是全部浸沒,
則它們受到的浮力之比:F甲:F乙=ρ水gV甲:ρ水gV乙=V甲:V乙=3:1,因此它們不能全部浸沒;
那么只能是密度小的甲球漂浮,密度大的乙球下沉;
因為甲球漂浮,所以它受到的浮力等于重力,故A正確不合題意;
綜上分析,甲球漂浮,乙球下沉,故B正確不合題意;
當甲、乙兩球處于靜止狀態(tài)時,
它們受到的浮力之比:F甲:F乙=ρ甲V甲g:ρ水V乙g=ρ甲V甲:ρ水V乙=3:2;
即:(ρ甲×3):(103kg/m3×1)=3:2;
解得:ρ甲=0.5×103kg/m3。
因為ρ甲:ρ乙=1:3,
所以ρ乙=1.5×103kg/m3.故C錯誤符合題意,D正確不合題意。19.在水平桌面上,有兩個相同圓柱形容器,內(nèi)盛相等質(zhì)量的鹽水,將同一雞蛋分別放入其中,雞蛋靜止時如同所示.雞蛋在甲、乙兩杯中所受浮力分別為和,鹽水對容器底部壓強分別為和.則(
)A.
、
B.
、
C.
、
D.
、【答案】D【解析】(1)雞蛋在甲杯中是懸浮狀態(tài),受到鹽水的浮力等于雞蛋重力;雞蛋漂浮在乙杯中,受到鹽水的浮力也等于雞蛋重力;所以雞蛋在甲、乙兩杯中所受浮力大小相等,即:;(2)雞蛋在甲杯鹽水中懸浮,鹽水對容器底的壓力:,雞蛋在乙杯鹽水中漂浮,鹽水對容器底的壓力:,∴液體對容器底的壓力,∵容器相同、容器底面積相同,∴由壓強公式可知鹽水對容器底部的壓強相等,即:.故選D.1根據(jù)物體的懸浮條件和浮沉條件判斷雞蛋在甲、乙兩杯中所受浮力大小關系;2雞蛋在甲杯鹽水中懸浮,鹽水對容器底的壓力等于雞蛋重加上鹽水重;雞蛋在乙杯鹽水中漂浮,鹽水對容器底的壓力等于雞蛋重加上鹽水重;而容器相同、容器底面積相同,再根據(jù)壓強公式得出鹽水對容器底部的壓強關系.20.(2017八上·海寧月考)4個邊長均為L的相同的立方體木塊,用膠水(膠水質(zhì)量不計)粘在一起放入水中,露出水面的高度為L/2,如圖所示。當膠水溶于水后,木塊散開,這時(
)A.
a、b露出水面高度為L/2,c、d為零
B.
a、b露出水面高度為L/2,c、d沉入水底
C.
a、b、c、d露出水面高度都是L/2
D.
a、b、c、d露出水面高度都是L/4【答案】D【解析】(1)四個相同的木塊,密度相同,組合在一起時的密度仍與一個的相同,根據(jù)組合在一起時露出液面的高度為L/2,說明木塊的密度小于水的密度,根據(jù)浮沉條件木塊能漂浮在水面上。
(2)由組合成整體時露出液面的高度L/2可以計算得出水的密度與木塊密度的關系。由這個密度關系可以得出分散之后各木塊露出液面的高度。由四個相同的木塊組合在一起時處于漂浮狀態(tài)可知木塊的密度小于水的密度,所以當膠水溶于水木塊分散后每塊小木塊由于密度小于水,也都將漂浮于水面。故A、B選項錯誤。
根據(jù)組合時露出水面的高度為L/2,可知露出液面的體積占組合木塊總體的1/4,排開液體的體積是3/4。由于漂浮時浮力=重力,F(xiàn)=G總,ρ水g(3/4)V木=ρ木gV木,所以(3/4)ρ水=ρ木。當木塊分散后,由水和木塊的密度關系可知,每個小木塊都將有3/4的體積浸入水中,有1/4體積露出水面,由木塊程立方體可知,將有1/4的高度露出水面,D選項正確。
故選D21.(2019·臨海模擬)甲、乙兩個完全相同的杯子盛有不同濃度的鹽水,將同一個雞蛋先后放入其中。當雞蛋靜止時,兩個杯子中液面恰好相平,雞蛋所處的位置如圖所示。下列說法正確的是(
)A.
甲杯鹽水密度較大
B.
雞蛋在甲杯里排開液體的質(zhì)量較大
C.
乙杯底部所受的液體壓強較大
D.
雞蛋在乙杯中受到液體的浮力較大【答案】C【解析】(1)當物體漂浮時,ρ液>ρ物;當物體懸浮時,ρ液=ρ物;當物體下沉時,ρ液<ρ物;
(2)當物體漂浮時,F(xiàn)浮=G;當物體懸浮時,F(xiàn)浮=G;當物體下沉時,F(xiàn)浮<G;
(3)當深度相同時,液體密度越大,容器底部受到的壓強越大。
雞蛋在甲中懸浮,那么ρ甲=ρ;在乙中漂浮,那么ρ甲<ρ,因此22.(2019·杭州模擬)如圖所示,小偉將一冰塊放在淺水的杯子,冰塊底部受到了一定的支持力,請判斷當冰塊全部熔化后杯中水面的升降情況。(不考慮水的蒸發(fā))(
)A.
不變
B.
上升
C.
下降
D.
都有可能【答案】B【解析】根據(jù)阿基米德原理分析冰塊排開的水重與冰塊重的關系,冰熔化后質(zhì)量不變,再比較冰熔化后的體積與冰塊排開水的體積的關系,即可得出結(jié)論。
根據(jù)題意,由阿基米德原理可知,F(xiàn)浮<G冰,則ρ水gV排<G冰,由于冰熔化后質(zhì)量不變,所以,ρ23.如圖所示,體積相同的甲、乙、丙三個物體浸沒在水中的浮沉情況,此時甲、乙、丙三個物體所受的浮力分別為、、,則下面關系正確的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】因為甲、乙、丙三個物體的體積相同且都浸沒在水中,所以這三個物體在水中的V排都相同,根據(jù)阿基米德原理可知,這三個物體在水中所受的浮力都相同,即.故選C.阿基米德原理告訴我們:浸在液體中的物體所受的浮力大小等于它排開的液體所受的重力,用公式表示即.根據(jù)公式可知,浸沒在水中的物體浮力大小與有關,所以要判斷這三個物體在水中所受的浮力大小關系,就需要看這三個物體在水中的大小關系.24.(2018八上·寧波期中)如圖所示,水平桌面上有甲、乙兩個相同的燒杯,分別裝有兩種不同的液體,將兩個相同的小球分別放在兩燒杯中,小球靜止時,兩燒杯液面相平,下列判斷正確的是(
)A.
甲燒杯中液體的密度小于乙燒杯中液體的密度
B.
甲燒杯中小球受到的浮力大于乙燒杯中小球受到的浮力
C.
甲燒杯對水平桌面的壓強大于乙燒杯對水平桌面的壓強
D.
甲、乙兩燒杯底受到液體的壓強相等【答案】C【解析】(1)根據(jù)浮沉條件,以小球的密度為橋梁比較兩種液體密度;
(2)根據(jù)浮沉條件,以小球的重力為橋梁比較在兩種液體中受到浮力的大?。?/p>
(3)已知兩種液體密度的大小,根據(jù)G=ρVg比較兩種液體重力的大小,接下來根據(jù)桌面壓力=燒杯重力+液體重力比較桌面受到壓力的大小,最后根據(jù)p=FS比較桌面受到壓強的大小;A.小球在甲中漂浮,那么ρ甲>ρ球;小球在乙中懸浮,那么ρ乙=ρ球;那么ρ甲>ρ乙,故A錯誤;
B.小球在甲中漂浮,那么F甲=G球;小球在乙中懸浮,那么F乙=G球;那么F甲=F乙,故B錯誤;
C.燒杯的底面積相同,液面高度相同,根據(jù)V=Sh可知,兩種液體的體積V相同;根據(jù)公式G=ρVg可知,因為ρ甲>ρ乙,所以G甲>G乙;因為燒杯對桌面的壓力F=G液體+G容器,所以F甲>F乙;根據(jù)公式p=FS可知,甲燒杯對水平桌面的壓強大于乙燒杯對水平桌面的壓強,故C正確;
D.根據(jù)公式p=ρgh可知,因為ρ甲>ρ乙,且h甲=h乙,所以燒杯底部受到的壓強p甲>p乙,故D錯誤。25.(2020八上·嘉興月考)如圖所示,容器內(nèi)有水,有一塑料試管下面掛一小鐵塊,浮在水面上,P為試管外壁上的點?,F(xiàn)將小鐵塊取下放入試管中,試管仍浮在水面,則鐵塊放入試管內(nèi)與掛在試管下相比(
)A.
液面將上升
B.
試管受到的浮力大小將不變
C.
P點受到水的壓強將增大
D.
總的排開水的體積將減小【答案】C【解析】首先根據(jù)漂浮條件判斷小鐵塊放入試管前后受到的總浮力是否改變,再根據(jù)阿基米德原理分析排開水的總體積是否改變,最后根據(jù)V排總=V試管排+V鐵排判斷試管底部深度的變化,最后根據(jù)p=ρ液gh分析P點壓強的變化。將試管和鐵塊看做一個整體,無論鐵塊在試管外還是在試管內(nèi),它們始終在水面漂浮,
那么它們受到的浮力始終等于它們的總重力;
因此它們受到的總浮力不變;
根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它們排開水的總體積保持不變,那么液面保持不變,故A錯誤;
當鐵塊在試管外時,試管排開水的體積V試管排=V排-V鐵排;
當鐵塊在試管內(nèi)時,試管排開水的體積V試管排'=V排;
可見,試管排開水的體積增大了。
根據(jù)阿基米德原理可知,試管受到的浮力增大了,故B錯誤;
試管排開水的體積增大了,根據(jù)V=Sh可知,試管底部的深度增大了;
那么P點的深度也增大了;
根據(jù)p=ρ液gh可知,P點水的壓強增大了,故C正確;
根據(jù)上面的分析可知,總的排開水的體積不變,故D錯誤。
故選C。26.將體積相同、材料不同的甲、乙、丙三個實心小球,分別輕輕放入三個裝滿水的相同燒杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球懸浮,如圖所示,下列說法正確的是(
)A.
三個小球的質(zhì)量大小關系是m甲>m乙>m丙
B.
三個小球受到的浮力大小關系是F甲=F丙<F乙
C.
三個燒杯中的水對燒杯底部的壓強大小關系是p甲>p乙>p丙
D.
三個燒杯底部對桌面的壓強大小關系是p′甲>p′乙=p′丙【答案】D【解析】(1)首先根據(jù)浮沉條件比較小球的密度大小,再根據(jù)m=ρV比較它們的質(zhì)量大?。?/p>
(2)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排比較小球受到的浮力大??;
(3)根據(jù)液體壓強公式p=ρ液gh比較容器底部受到壓強的大?。?/p>
(4)燒杯對桌面的壓力=燒杯的重力+水的壓力+小球的壓力,據(jù)此比較壓力大小,再根據(jù)壓強公式比較對桌面的壓強大小。A.甲在水中下沉,那么ρ甲>ρ水;乙在水面漂浮,那么ρ乙<ρ水;丙在水里懸浮,那么ρ丙=ρ水,三者的密度大小關系為:ρ甲>ρ丙>ρ乙。三個小球的體積相同,根據(jù)公式m=ρV可知,它們的質(zhì)量關系為:m甲>m丙>m乙,故A錯誤;
B.三個小球排開液體的體積V甲排=V丙排<V乙排,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它們受到的浮力大小為:F甲=F丙>F乙,故B錯誤;
C.放入小球后,三個容器中有水排出,但是水面仍然保持相平,根據(jù)公式p=ρ液gh可知,水對燒杯底部的壓強大小為:p甲=p乙=p丙,故C錯誤;
D.三個燒杯中,水對燒杯底部的壓強都相等,根據(jù)F=pS可知,水對容器底部的壓力都相等。
乙和丙中,小球都沒有與燒杯底部接觸,因此燒杯底部受到的壓力都由水產(chǎn)生,那么燒杯對桌面的壓力F=G容器+F水;甲中,小球沉在底部,肯定會對容器底部產(chǎn)生壓力,那么燒杯對桌面的壓力F=G容器+F水+F球,因此對桌面的壓力大小關系:F甲>F乙=F丙。根據(jù)公式p=FS可知,燒杯對桌面的壓強大小為:p′甲>p′乙=p′丙,故D正確。二、填空題(共6題;共16分)27.(2018八上·紹興期中)如圖所示,在甲、乙兩個相同的容器中裝有質(zhì)量相同的水,將木塊A、金屬塊B按不同的方式放入水中(細繩質(zhì)量不計),待A、B靜止時,在甲、乙容器中木塊A下表面所受的壓強p甲________p乙;水對容器底部的壓強p′甲________p′乙(均選填“小于”、“等于”或“大于”)。【答案】大于;等于【解析】(1)首先根據(jù)浮沉條件判斷兩個容器中AB兩個物體受到的浮力大小關系,然后再根據(jù)阿基米德原理判斷它們排開水的總體積之和的大小關系,接下來判斷兩個容器中A物體排開水的體積大小,再根據(jù)公式V排=Sh判斷水的深度大小,最后根據(jù)公式p=ρ液gh比較A下表面壓強的大??;
(2)首先判斷兩個容器中水面的高度,然后根據(jù)公式p=ρ液gh判斷水對容器底部的壓強大小關系。
(1)木塊A和金屬塊B在甲、乙兩個容器中都處于漂浮狀態(tài),
那么它們受到的浮力都等于它們的總重力;
即A、B兩物體受到的浮力相等;
根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它們排開水的體積V排甲=V排乙;
因為:V排甲=VA排,V排乙=VA排'+VB排;
所以:VA排>VA排';
根據(jù)V排=Sh可知,hA>hA';
根據(jù)公式p=ρ液gh可知,在甲、乙容器中木塊A下表面所受的壓強p甲>p乙;
(2)因為V排甲=V排乙;
根據(jù)公式V=Sh可知,兩個容器中水面的高度相同;
由公式p=ρ液gh可知,容器中水對容器底部的壓強p′甲=p′乙。
28.(2018八上·杭州期中)如圖所示,大水槽里有不相溶的A、B兩種液體,A液體的密度為ρ,B液體的密度為2ρ,一個邊長為a的小立方體物體,一半浸沒在A液體中,另一半浸沒在B液體中,物塊的上表面與A液體上表面齊平,則物塊的密度為________ρ。若在物塊上端加一個大小為物塊重力0.1
倍的豎直向下的壓力,則物塊下沉的距離為________a。(物塊始終未與水槽底部接觸)
【答案】1.5;0.15【解析】(1)物體在兩種液體中懸浮,那么物塊的重力等于在A液體中的浮力和在B液體中的浮力之和,再利用G=mg=ρVg和阿基米德原F浮=ρ液gV排將公式拆開,計算即可;
(2)當在物塊上加壓力時,根據(jù)物體向下的重力與壓力之和等于受到的浮力之和列出等式,即可求出物塊下沉得距離。
(1)因為物體在兩種液體中懸浮,
所以它受到的浮力等于重力,即:G總=FA+FB;
設物體的體積為2V;
根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排得到:G總=ρVg+2ρVg;
根據(jù)重力公式G=mg=ρVg得到:ρ物×2V×g=ρVg+2ρVg;
解得:物體的密度為ρ物=0.15ρ;
(2)當物塊受到向下的0.1G的壓力時,
物體的重力,壓力和浮力的關系為:G+0.1G=FA'+FB';
ρ物gV物×(1+0.1)=ρgVA+2ρg29.(2019八上·余姚期末)如圖所示,小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中,此時小球所受的浮力________(選填“大于”、“小于”或“等于”)小球的重力,剪斷繩子后,小球上升過程中所受的浮力________(選填“變大”、“變小”或“不變”,下同),水對燒杯底部的壓強________。【答案】大于;變小;變小【解析】(1)對在繩子拉力作用下保持靜止狀態(tài)的小球進行受力分析,得到力的平衡式,即可判斷浮力和拉力的大小關系;
(2)判斷小球在上升過程中排開水的體積變化,再根據(jù)公式F浮力=ρ水g小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中,此時它受到的浮力:F浮力=G+F拉,因為繩子拉力不為0,所以小球受到的浮力大于小球的重力;
剪斷繩子后,小球上浮過程中排開水的體積越來越小,根據(jù)公式F浮力=ρ水g30.取一只空牙膏袋,一次將它擠癟,另一次將它撐開,兩次都擰緊蓋后先后放入同一杯水中,如圖所示。兩次牙膏袋的質(zhì)量m甲和m乙的大小關系是m甲________m乙;兩次排開水的體積V甲和V乙的大小關系是V甲________V乙;兩次所受的浮力F甲和F乙的大小關系是F甲________F乙;兩次杯底對桌面的壓強p甲和p乙的大小關系是p甲________p乙。(均選填“>”“=”或“<”)【答案】=;<;<;=【解析】(1)根據(jù)質(zhì)量的特性判斷;
(2)(3)根據(jù)浮沉條件比較受到浮力的大小,再根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排比較排開水的體積大??;
(4)水平面上受到的壓力等于上面所有物體的重力之和,據(jù)此分析杯底對桌面的壓力大小,再根據(jù)p=F(1)同一只牙膏袋,只是形狀發(fā)生改變,因此它的質(zhì)量保持不變,即m甲=m乙;
(2)甲中牙膏袋下沉,那么浮力F甲<G;乙中牙膏袋漂浮,那么F乙=G,因此兩次受到的浮力F甲<F乙;
(3)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,V排與浮力成正比。因為浮力F甲<F乙,所以排開液體的體積V甲<V乙;
(4)兩個杯底對桌面的壓力F=G水+G杯+G牙膏,因此杯底對桌面的壓力相等;兩個杯底的底面積相等,根據(jù)公式p=FS可知,杯底對桌面的壓強p甲=p31.(2018八上·浙江期中)長方體物塊A、B的高和底面積如圖甲所示。把它們放在水中,靜止時所處狀態(tài)如圖乙所示。則在乙圖中,A、B兩物塊下表面受到水的壓力較大的是________。按圖甲把A、B兩物塊放在水平地面上時,對地面的壓強較大的是________【答案】B;B【解析】(1)首先根據(jù)兩個物體下表面的深度判斷下表面受到壓強的大小,然后根據(jù)下表面受力面積的大小利用公式F=pS判斷下表面受到壓力的大??;
(2)首先根據(jù)浮沉條件判斷兩個物體的密度大小,然后根據(jù)公式p=ρgh比較二者對地面的壓強大小。(密度均勻的柱體,對地面的壓強與受力面積無關,只與密度和高度有關)(1)根據(jù)圖乙可知,物體B下表面的深度大于A的深度,根據(jù)公式p=ρ水gh可知,物體B的下表面受到的壓強大于A下表面受到的壓強;又因為下表面的面積SA>SB,根據(jù)公式F=pS可知,下表面受到水的壓力較大的是B;
(2)因為B在水里懸浮,所以B的密度等于水的密度;因為A在水里漂浮,所以A的密度小于水的密度,那么B的密度大于A的密度;根據(jù)甲圖可知,二者的高度相等,根據(jù)公式p=ρgh可知,對地面的壓強較大的是B。32.(2019八上·柯橋月考)將一小物塊A輕輕放入盛滿水的大燒杯中,A靜止后,有72g的水溢出;再將其輕輕放入盛滿酒精的大燒杯中,A靜止后,有64g的酒精溢出。則A在水中靜止時受到的浮力為________N,A的體積是________
cm3,A的密度是________g/cm3。(酒精的密度是0.8×103kg/m3)【答案】0.72;80;0.9【解析】(1)根據(jù)F浮=G排=m排g計算A在水中受到的浮力;
(2)首先對物塊A在水中和酒精中的狀態(tài)進行分析,然后根據(jù)V=V排=F浮gρ(1)A在水中受到的浮力為:F浮=G排=m排g=0.072kg×10N/kg=0.72N;
(2)如果物塊A在水中和酒精中都是漂浮,那么它受到的浮力相等,即排開液體的質(zhì)量應該相等,因此它不可能全部漂??;
如果物體A全部浸沒在水和酒精中,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力之比應該是:1:0.8=5:4,而實際上浮力之比為:72g:64g=9:8,因此它不可能都是浸沒。
那么它在水中漂浮,在酒精中下沉;
那么它的重力為:G=F浮=0.72N;
它的體積為:V=V排=F浮gρ液=三、實驗探究題(共7題;共44分)33.(2018八上·蕭山期中)小明按照教材中“綜合實踐活動”的要求制作簡易密度計.(1)將吸管放到水中的情景如圖(a)所示,測得浸入的長度為H;放到另一液體中的情景如圖(b)所示,浸入的長度為h.用ρ液、ρ水分別表示液體和水的密度,則ρ液________ρ水(=/>/<),h與ρ水、ρ液,及H的關系式是h=________.(2)小明根據(jù)圖(a)在吸管上標出1.0刻度線(單位g/cm3,下同),再利用上述關系式進行計算,標出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度線(圖中未畫出).結(jié)果發(fā)現(xiàn),1.1刻線是在1.0刻線的________(上/下)方,相鄰刻線的間距________(均勻/不均勻).(3)為檢驗刻度誤差,小明取來食油,先用天平和量筒測量其密度,然后再用這個密度計測量.但操作時卻出現(xiàn)了圖(c)所示的情形,這讓他很掃興.難道實驗就此終止了嗎,根據(jù)經(jīng)驗或思考,在不更換食油的情況下,你認為可以進行怎樣的嘗試:________.【答案】(1)>;ρ水H/ρ液
(2)下;不均勻
(3)再向容器中加油或用更深的容器盛放食用油然后用這個密度計測量【解析】(1)吸管的形狀為圓柱形,因此它的V排=Sh;吸管在不同液體中始終漂浮,那么它們受到的浮力等于重力,即浮力相同,根據(jù)阿基米德原理推導二者的密度關系即可;
(2)根據(jù)(1)中的結(jié)果推導出密度計浸入液體的深度h與液體密度的關系式,據(jù)此分析二者的數(shù)學關系即可;
(3)密度計在液體中必須漂浮,而現(xiàn)在下沉,說明浮力小,因此必須想辦法增大它受到的浮力。
(1)由于吸管在不同液體中都處于漂浮狀態(tài),
那么它受到的浮力F浮a=F浮b=G;
根據(jù)阿基米德原理得到:
ρ水gV排a=ρ液gV排b;
因為V=Sh,
所以:ρ水gSH=ρ液gSh;
解得:
ρ液=H?ρ水。
因為H>h,
所以ρ液>ρ水;
?=ρ水ρ34.(2018八上·浙江月考)小芳在一端封閉的均勻圓玻璃管中裝入適量的小鉛丸,制成一支密度計.密度計能在液體中豎直漂浮,如左圖所示,根據(jù)它在液體中浸沒的深度得知這種液體的密度.小芳的設計和制作過程如下:a.根據(jù)阿基米德原理及物體漂浮條件,推導出密度計在純水中浸沒的深度h的表達式.b.根據(jù)h的表達式,測量這支密度計自身的某些物理量,算出密度計在純水中浸沒的深度,在管上畫上純水的密度值線A(如圖右).c.把密度計放入純水中,驗證刻度線A的位置是否準確.請你根據(jù)上述的內(nèi)容完成下列問題:(1)設純水密度為ρ,裝了鉛丸的玻璃管總質(zhì)量為m,玻璃管底面直徑為d.請用本
題的物理量符號表示步驟a中的表達式h=________.(2)若純水密度已知,請你寫出b步驟中所需用的測量儀器及對應測量的物理量.(3)步驟c中,若水面在刻度線A以上,請你簡要寫出一種校準的方法.(4)若把校準后的密度計放在密度為0.8×103kg/m3的酒精中,液面的位置在純水密度值刻度線上方還是下方?為什么?【答案】(1)4m/ρπd2
(2)用托盤天平測量裝有鉛丸的玻璃管總質(zhì)量m,用刻度尺測量玻璃管的直徑d和純水的密度值線A位置
(3)從玻璃管中取出少量鉛丸,使水面剛好在刻度線A處
(4)上方;待測液體越小,密度計浸沒的深度越深
【解析】控制變量在進行科學實驗的概念,是指那些除了實驗因素(自變量)以外的所有影響實驗結(jié)果的變量,這些變量不是本實驗所要研究的變量,所以又稱無關變量、無關因子、非實驗因素或非實驗因子。
物體沉浮條件:下沉:ρ物>ρ液,G物>F浮,m物>m排;懸浮:ρ物=ρ液,G物=F浮,m物=m排;上?。害盐?lt;ρ液,G物<F浮,m物<m排;漂浮:ρ物<ρ液,G物=F浮,m物=m排;沉底:ρ物>ρ液,G物=F浮+F杯底對物的支持力,F(xiàn)浮<G。(1)由密度計原理可知,密度計在液體中處于漂浮狀態(tài),所以密度計的重力等于其受到的浮力,即F浮=G,ρgV排=mg,ρgsh=mg,ρghπ(d/2)2=mg,h=4m/ρπd2;故答案為:4m/ρπd2;
(2)由(1)中h的表達式可知,需要測量裝有鉛丸的玻璃管總質(zhì)量m,使用托盤天平測量;還需要測量玻璃管的直徑d和純水的密度值線A,使用刻度尺測量;故答案為:用托盤天平測量裝有鉛丸的玻璃管總質(zhì)量m,用刻度尺測量玻璃管的直徑d和純水的密度值線A位置;
(3)若水面在刻度線A以上,則說明密度計的重力過大,導致排開液體體積大,所以只需減少密度計的質(zhì)量即可;故答案為:從玻璃管中取出少量鉛丸,使水面剛好在刻度線A處;
(4)把密度計放在密度比水小的酒精中,由于密度計始終處于漂浮狀態(tài),密度計的浮力始終為重力,當液體密度減小時,則密度計排開的液體體積會增大,所以密度計會下沉一些,則液面在密度計的上方;故答案為:上方;待測液體越小,密度計浸沒的深度越深;
故答案為:(1)4m/ρπd2;(2)用托盤天平測量裝有鉛丸的玻璃管總質(zhì)量m,用刻度尺測量玻璃管的直徑d和純水的密度值線A位置;(3)從玻璃管中取出少量鉛丸,使水面剛好在刻度線A處;(4)上方;待測液體越小,密度計浸沒的深度越深。35.(2018八上·臺州月考)小明在完成“動手動腦學物理”時,認識了密度計。將其放入液體中,當它豎立靜止時,與液面相交的讀數(shù)即為待測液體的密度。(1)如圖甲、乙所示,讓同一支密度計分別靜止在水和酒精中,密度計受到的浮力________(選填“變大”、“變小”或“不變”);裝水的容器是________(選填“甲”或“乙”)。
(2)小明將一支鉛筆的下端纏繞了適量銅絲,初步做成了一支密度計(如圖丙);為了給密度計標上刻度,他進行了如下實驗:a.將其放入水中,豎立靜止后,在密度計上與水面相平處標上水的密度值1.0g/cm3;b.將其放入植物油中,用同樣的方法在密度計上標上植物油的密度值0.9g/cm3;c.像標示彈簧測力計刻度的方法一樣,他以兩刻度線間的長度表示0.1g/cm3將整個鉛筆均勻標上刻度;d.他將做好的密度計放入酒精中進行檢驗,發(fā)現(xiàn)液面明顯不在0.8g/cm3刻度處。①如丙圖所示,小明制作的密度計,你認為刻度0.9應該在________點(選填“p”或“q”)。②在實驗步驟c中,小明這樣均勻標示刻度不正確的原因是________;【答案】(1)不變;乙
(2)P;液體密度與排開液體體積成反比,所以密度與浸沒深度也不成正比,刻度不均勻【解析】(1)密度計在液體中漂浮,根據(jù)二力平衡原理判斷它浮力的大小關系;水的密度大于酒精的密度,根據(jù)阿基米德原理利用V排和ρ液的反比關系判斷即可;
(2)①根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液g(1)同一支密度計分別靜止在水和酒精中始終處于漂浮狀態(tài),那么它的重力和受到的浮力是平衡力,即:F浮甲=F浮乙=G,因此浮力不變;根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,當浮力不變時,V排和ρ液成反比例關系,因為水的密度大,因所以密度計排開水的體積就小,那么裝水的容器是乙。
(2)①根據(jù)36.(2018八上·麗水月考)在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”時,同學們提出了如下的猜想:A.可能跟物體浸入液體的深度有關;B.可能跟物體的重力有關;C.可能跟物體浸入液體的體積有關;D.可能跟液體的密度有關。為了驗證上述猜想,李明做了如圖所示的實驗:他在彈簧測力計下端掛一個鐵塊或銅塊,依次把它們緩緩地浸入水中不同位置,在這一實驗中:(1)鐵塊從位置③→④的過程中,彈簧測力計的示數(shù)減小,說明鐵塊受到浮力________(選填“變大”、“變小”或“不變”),可以驗證猜想________是正確的(選填“A”、“B”、“C”、“D”)。(2)從位置④→⑤的過程中,彈簧測力計的示數(shù)不變,說明鐵塊受到的浮力不變,可以驗證猜想________是錯誤的(選填“A”,“B”,“C”,“D”)。(3)分析比較實驗①⑤與②⑥,可以驗證猜想________是錯誤的(選填“A”,“B”,“C”,“D”)。(4)分析比較實驗________可得:浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關。(5)該實驗探究主要運用的科學探究方法是:________?!敬鸢浮浚?)變大;C
(2)A
(3)B
(4)①⑥⑦
(5)控制變量法【解析】本題考查了探究浮力的大小跟哪些因素有關的實驗,操作簡單、現(xiàn)象明顯,實驗中要明確觀察的重點應放在觀察物體浸沒的程度、彈簧測力計的示數(shù)變化,并尋找它們之間的變化關系,最終分析出正確的結(jié)論。(1)浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力作用,根據(jù)F=G-F浮可知,受到的浮越大,則彈簧測力計的示數(shù)越??;
(2)根據(jù)④→⑤過程中彈簧測力計指針位置的變化來判斷彈簧測力計示數(shù)的變化;再根據(jù)稱重法即可判斷鐵塊受到的浮力的變化;進一步判斷以上實驗可以驗證的猜想;
(3)根據(jù)實驗①⑤與②⑥過程中彈簧測力計指針位置的變化來判斷彈簧測力計示數(shù)的變化;再根據(jù)稱重法即可判斷鐵塊受到的浮力的變化;進一步判斷以上實驗可以驗證的猜想;
(4)根據(jù)①⑥⑦中彈簧測力計的示數(shù)分析即可得出結(jié)論;
(5)控制變量法就是每一次只改變其中的某一個變量,而控制其余幾個變量不變,從而研究被改變的這個變量對事物影響,分別加以研究,最后再綜合解決。(1)鐵快從位置③→④的過程中,浸入液體中的體積變大,測力計的示數(shù)變小,說明鐵塊受到的浮力變大;通過①→③→④的過程可知,浮力的大小跟物體排開液體的體積有關,故可驗證上述猜想C是正確的;
(2)從位置④→⑤的過程中,鐵塊都是完全浸沒,排開的液體體積不再變化,只改變其深度,彈簧測力計的示數(shù)不變,說明鐵塊受到的浮力不變;即浮力的大小與浸入液體的深度無關,故A猜想錯誤;
(3)分析比較實驗①⑤可知,鐵塊受到的浮力為3.0N-1.0N=2.0N,
分析比較實驗②⑥可知,鐵塊受到的浮力為4.0N-2.0N=2.0N,則浮力的大小跟物體的重力無關,故B錯誤;
(4)根據(jù)①⑥⑦中彈簧測力計的示數(shù)可知,同一物體銅塊在鹽水中受到的浮力大于在水中受到的浮力,由此可得,浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關;
(5)該實驗探究主要運用的科學探究方法是控制變量法,例如,探究浮力的大小跟浸入液體的深度是否有關時,
控制液體的密度不變,在探究浮力的大小跟液體的密度是否有關時,控制排開水的體積不變。
故答案為:(1)變大;C;(2)A;(3)B;(4)①⑥⑦;(5)控制變量法。37.(2018八上·杭州月考)如圖所示是小明自制的用來探究影響浮力大小因素的裝置:將彈簧和標尺固定在支架上,用細線將一個金屬塊懸掛在彈簧下端,彈簧靜止時指針正對標尺上的A位置(本裝置使用時,彈簧未超過彈性限度)。(1)向杯中緩慢注水,從金屬塊底部接觸水面,到金屬塊剛好浸沒水中的過程中,指針由標尺上的A位置緩慢上移至C位置,說明物體所受浮力的大小跟________
有關,此過程中支架上O點所受拉力的最大變化量為△F1;繼續(xù)向杯中注水,指針________(選填“上移”、“不動”或“下移”):當注滿水時,金屬塊底部受到的壓強為p1。(2)將水倒盡,向杯中緩慢注入某種液體(ρ液≠ρ水),當指針指在C位置時,金屬塊底部受到的壓強為p2,則p1________p2(選填“>”、“=”或“<”),分析推理可知:金屬塊所受浮力的大小還與________有關。(3)將液體倒盡,用等體積塑料塊(ρ水<ρ塑料<ρ金屬)替換金屬塊進行實驗。向杯中緩慢注水,從塑料塊底部接觸水面,到塑料塊浸沒水中的過程中,支架上O點所受拉力的最大變化量為△F2,則△F1________
△F2(選填“>”、“=”或“<”)?!敬鸢浮浚?)排開液體的體積;不動
(2)〉;液體密度
(3)=【解析】(1)由稱重法可得出物體受到的浮力是增大的,但排開液體的密度不變,根據(jù)阿基米德原理得出結(jié)論;分析得到排開液體的體積不變,受到的浮力不變,由稱重法分析測力計的示數(shù)是否變化即可;
(2)根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,結(jié)合液體壓強公式p=ρ液gh,分析p1與剛浸沒時物體底部受到壓強p3大小關系;
根據(jù)彈簧的形變量相同,減小的力(△F)相同,因此,金屬塊在兩種液體中受到浮力相同,得出金屬塊受到的向上的壓力相同,分析p2與p3大小關系,從而得出p1和p2的關系;
因液體的水和密度不同,故此時金屬塊浸沒時指針一定不會指在C位置;根據(jù)已知條件結(jié)合稱重法指針在C時金屬塊的狀態(tài),根據(jù)控制變量法得出結(jié)論;
(3)根據(jù)稱量法分析兩種情況下支架上O點所受拉力的最大變化量就是金屬塊受到的浮力;因塑料塊體積等于金屬塊的體積,而排開液體的密度相同,根據(jù)阿基米德原理分析浮力的大小關系即可。
(1)向杯中緩慢注水,從金屬塊底部接觸水面,到金屬塊剛好浸沒水中的過程中,指針由標尺上的A位置緩慢上移至C位置,彈簧受到豎直向上的力變小,即測力計示數(shù)變小,根據(jù)F示=G-F浮可知,可得出物體受到的浮力增大。根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,排開液體的密度不變,則說明物體所受浮力的大小跟排開液體的體積有關;
繼續(xù)向杯中注水,因排開液體的體積不變,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力不變,測力計減小的示數(shù)不變,因此彈簧的指針位置不動;
(2)金屬塊剛好浸沒在水中時,根據(jù)F浮=F上-F下可知,上表面不受水的壓力,而只有下表面受到向上的壓力,此時向上的壓力即為浮力。設此時金屬塊下表面受到的壓強為p3,水加滿時的壓強為p1,根據(jù)p=ρ液gh可知,則有p1>p3;
當指針指在C位置時,彈簧的形變量相同,減小的力(△F)相同,而減小的力就是受到的浮力,因此,金屬塊在兩種液體中受到浮力相同。這時金屬塊受到的向上的壓力相同,壓強相同,即p2=p3;
因為p1>p3,所以p1>p2;
又由于液體的水和密度不同,故此時金屬塊浸沒時指針一定不會指在C位置;
既然指針能夠到達C位置而二者的浮力又不同,所以金屬塊這時沒有完全浸沒;那么當金屬塊浸沒時,指針一定在C的上方,根據(jù)稱重法,金屬塊受到的浮力相同,而液體排開液體的密度不同,故金屬塊所受浮力的大小還與排開液體的密度有關;
(3)在(1)中,當金屬塊底部剛接觸水面時,支架上O點所受拉力大小為金屬塊的重力,當金屬塊浸沒水中時,受到的浮力最大,此時支架上O點所受拉力最小,故支架上O點所受拉力的最大變化量為△F1=G-(G-F金屬塊)=F金屬塊,------①,
因ρ水<ρ塑料<ρ金屬,故金屬塊會浸沒在液體中,同理當用塑料塊做實驗時,此過程的最大變化量為△F2=G-(G-F浮塑料)=F浮塑料,------②,
由①②,因塑料塊體積等于金屬塊的體積,而排開液體的密度相同,根據(jù)阿基米德原理,
F金屬塊=F浮塑料
故用等體積塑料塊替換金屬塊進行實驗,則△F1=△F2。
38.(2018八上·秀洲期中)為了探究浮力大小跟哪些因素有關,某興趣小組的同學,用同一物體進行了如圖所示的操作,并記下物體靜止時彈簧測力計的示數(shù).圖甲中物體未放入前溢水杯裝滿水,物體浸沒后用量筒測出溢出水的體積,如圖丁所示.(1)為了探究浮力的大小與液體密度的關系,應選擇________
兩圖;該小組同學通過比較F1和F2的大小,得到“浮力的大小與物體浸沒的深度有關”的結(jié)論,產(chǎn)生錯誤的原因是________。(2)物體浸沒在水中時所受浮力大小為________
,鹽水的密度為________?!敬鸢浮浚?)甲丙;乙中物體已沉底,受到了杯底的支持力
(2)0.5N;1.2×103【解析】(1)浮力的大小與液體密度和排開液體的體積有關,根據(jù)控制變量法的要求選擇對比實驗;在使用彈簧測力計測量物體浮力時,除了重力,拉力和浮力之外不能再受其他外力,對它進行受力分析即可;
(2)乙圖中排出水的體積等于物體的體積,根據(jù)丁圖讀出排開水的體積后,根據(jù)F浮=ρ水gV排(1)為了探究浮力的大小與液體密度的關系,必須保證物體排開液體的體積相同但液體密度不同,應選擇甲丙;圖乙種物體與杯底接觸,受到了杯底的支持力,計算出的浮力不正確,因此不能得到“浮力的大小與物體浸沒的深度有關”的結(jié)論;
(2)據(jù)丁圖可知,乙中物體排開水的體積是V排=50cm3=5×10?5m3,
那么它在水中受到的浮力為:F浮=ρ水gV排39.在研究物體的浮沉條件及其應用的實驗中,將一只雞蛋放在一杯水中浸沒.向水中不斷加鹽,直至鹽不能再溶解為止.雞蛋受到的浮力F隨鹽水密度ρ變化的圖象如圖所示.(已知ρA=ρ水)(1)從燒杯側(cè)面觀察水中的雞蛋,所看到的是雞蛋正立的放大的________(實/虛)像.(2)當鹽水的密度小于ρB時,雞蛋受到浮力雞蛋受到的重力,處于________(漂浮/懸浮/沉底)狀態(tài).(3)在鹽水的密度由ρB當增大到ρC的過程中,雞蛋受到的浮力________(變大/變小/不變).(4)若實驗中雞蛋受到最大浮力為F0,則實驗過程中雞蛋受到的最小浮力F=________.【答案】(1)虛
(2)沉底
(3)不變
(4)【解析】(1)裝滿水的玻璃杯相當于凸透鏡,它對水中的雞蛋成正立、放大的虛像.(2)由圖可知:當鹽水的密度小于時,雞蛋受到浮力,隨著鹽水的密度的增大而變大,但還沒有達到浮力的最大值,則雞蛋受到浮力小于雞蛋受到的重力,處于沉底狀態(tài).(3)由圖可知:在鹽水的密度由增大到的過程中,雞蛋受到的浮力不變.(4)當鹽水的密度等于時,雞蛋受到浮力最大,由于鹽水的密度再增大,而浮力保持不變,所以根據(jù)可知,是減小,會小于雞蛋的體積,即雞蛋開始處于漂浮狀態(tài);由此可知:當鹽水的密度等于時,雞蛋處于懸浮狀態(tài);則雞蛋重力,根據(jù)阿基米德原理可知雞蛋的體積為,根據(jù)阿基米德原理可知排開鹽水的體積相同的條件下,鹽水的密度最小時,受到的浮力最小;即受到的最小浮力.故答案為:(1)虛;(2)沉底;(3)不變;(4).(1)裝滿水的玻璃杯相當于凸透鏡,可以對物體成正立、放大的虛像.(2)雞蛋沉底說明受到的浮力小于自身的重力;當水中加鹽,食鹽溶化后,水的密度增大;雞蛋的體積不變,排開水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理可知雞蛋受到的浮力增大,重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,在雞蛋上浮過程中,重力不變,根據(jù)物體的浮沉條件及其應用進行解答.四、解答題(共3題;共39分)40.(2019八上·慈溪期末)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
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