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第十章《浮力》培优试题(1)_初物_1初中物理

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第十章《浮力》培优试题(1)_初物_1初中物理
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2018—2019 学年人教版八年级物理下册第10 章《浮力》培优试题(1) 与解答 一.选择题(共12小题) 1.在江河湖海游泳的人上岸时,在由深水区域走向浅水区域的过程中,如果水底布满石 子,以下感受和分析中合理的是( ) A.脚不疼,因为人越来越轻 B.脚不疼,因为水底对人的支持力越来越小 C.脚越来越疼,因为水底对人的支持力越来越大 D.脚越来越疼,因为人越来越重 2.如图是一条小鱼吐出的气泡在水中的上升情况示意图,关于气泡受到的水的压强和水 的浮力的变化情况下列说法正确的是( ) A.受到水的浮力不变,压强增大 B.受到水的浮力增大,压强不变 C.浮力和压强都增大 D.受到水的浮力增大,压强减小 3.如图所示,大水槽里有不相溶的A、B两种液体,A液体的密度为ρ,B液体的密度为 2ρ.一个边长为a的小立方体物块,一半浸没在A液体中,另一半浸没在B液体中,物 块的上表面与A液体上表面齐平,则下列说法正确的是( ) A.物块的密度为3ρ B.物块的密度为1.5ρ C.如果在物块上再加一小铁块,物块仍然悬浮,物块受的浮力会减小 D.如果在物块上再加一小铁块,物块仍然悬浮,物块受的浮力不变 14.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( ) A.潜水艇上浮过程中受到的浮力变大 B.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度 C.密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大 D.密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关 5.如图所示,用弹簧测力计悬挂重8N的金属块浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为 5N.此时金属块所受浮力的大小和方向是( ) A.8 N,竖直向上 B.5 N,竖直向下 C.3 N,竖直向下 D.3 N,竖直向上 6.我国大洋科考装备能力实现新跨越,如图所示是我国自行设计的水下滑翔机“海翼”, 成功下潜至6329m,打破了世界纪录。“海翼”配备油囊装置,当油囊鼓起来后,实 现上浮。下列分析正确的是( ) A.“海翼”完全浸没海水中继续下潜过程中,所受到的压强和浮力不断增大 B.“海翼”通过油囊装置实现浮沉,是利用油囊装置增大或减小“海翼”自身的重 力 C.当“海翼”完成作业漂浮在海面上时,受到的重力等于它排开海水的重力 D.“海翼”上浮过程中,所受到的压强和浮力不断增大 7.如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底,若苹果的质量、体积及受 到的浮力为m 、V 和F ,梨子的质量、体积及受到的浮力为m 、V 和F ,以下判断正确 1 1 1 2 2 2 的是( ) 2A.若m >m ,则F 一定小于F 1 2 1 2 B.若m =m ,则F 一定小于F 1 2 1 2 C.若V =V ,则F 一定小于F 1 2 1 2 D.若V >V ,则F 一定大于F 1 2 1 2 8.将一密度均匀的正方体轻轻放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,靜止后有 64g 煤油溢出(浓盐水密度为 1.2×103kg/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3),则以下选项不可能的是( ) 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3:4 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 9.体积相同的铜块、铝球和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力( ) A.铝球受到的浮力最大 B.木块受到的浮力最大 C.铜块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大 10.把重5N、体积为0.6dm3的物体投入酒精中。若不计酒精的阻力,当物体静止时,下列 说法中正确的是(酒精的密度为0.8×103kg/m3)( ) A.物体漂浮,F =5N B.物体漂浮,F =4.8N 浮 浮 C.物体沉底,F =5N D.物体沉底,F =4.8N 浮 浮 11.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象, 下列说法正确的是( ) 3A.西瓜的密度比李子的密度大 B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力 C.李子浸没后,下沉过程中所受浮力大小不变 D.李子下沉过程中所受水的压强不变 12.如图所示杯子中装满水。现向杯中轻轻放入一个小木块。木块漂浮在水面上,则放入 木块后( ) A.水对杯底的压强增大 B.杯子对桌面的压力增大 C.水对杯底的压力减小 D.木块受到的浮力与它的重力相等 二.填空题(共8小题) 13.首批双人版水陆两栖车于2016年1月登陆中国,如图所示,该车质量约为900kg.两 人(质量共为150kg)驾驶它在水面静止时,两栖车受到水的浮力为 N,浸入水 下的体积为 m3.(ρ =1.0×103kg/m3) 水 14.如图所示,设想一个立方体浸没在水中,立方体左右两个面受到压力的合力为 ;上下两个面由于深度的不同,导致水的压强不同,立方体受到水的压力因而不同。若 下表面受到水向上的压力为F ,上表面受到水向下的压力为F ,则立方体受到的浮力 2 1 为 。 415.小明用量筒、小玻璃杯和水测量某工艺品的密度,如图所示是小明的测量过程和对应 的刻度数,工艺品沉到水底后,其浮力 重力;工艺品的密度 Kg/m3。 16.小明用如图所示的实验装置,验证下沉的物体是否受到浮力的作用。由图可知弹簧测 力计前后示数变化了 N.为了使弹簧测力计前后示数变化更明显,他可采取的 措施有 、 (填两种方法)。 17.A、B、C三个体积相同的实心球,放入某液体中静止如如图所示,则它们所受的浮力大 小关系是 ,它们的密度大小关系是 。(从小到大排列) 18.阿基米德原理的数学表达式是F = = 。 浮 19.小明利用如图所示器材探究“在水中下沉的物体是否受到浮力呢?”。依据实验可知 物块所受的浮力大小为 N,物块的体积是 m3(g取10N/kg)。如果物块 继续下沉,假设不触碰到杯底,则弹簧测力计示数 (选填“增大”、“减小”或 “不变”)。 20.在盛水的玻璃杯的上面浮着一块冰,当冰完全熔化后,玻璃杯中的水面 。 5三.实验探究题(共3小题) 21.验证阿基米德原理的实验如图所示,分析图中情景,回答以下问题。 (1)由图可知,物体所受的浮力F 是 N 浮 (2)由 两图可知,物体所排开水的重力G 是 N。 排 (3)由此可初步得到结论:浸入液体里的物体受到液体向上的浮力F G (填 浮 排 “>”、“<”或“”) 22.通过实验认识了浮力后,小军和小民班的同学在老师的引导下,继续对”浮力的大小 与哪些因素有关”进行了实验探究。 首先,他们对”浮力的大小与哪些因素有关”进行了猜想,在老师的帮助下将同学们 的猜想归纳如下: 猜想1:浮力的大小可能与物体的质量有关; 猜想2:浮力的大小可能与液体的密度有关; 猜想3:浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关; 猜想4:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关。 (1)小军所在组的同学为了验证猜想1和猜想2,选用了体积相同、质量不同的三个圆 柱形物体A.B.C并测出了它们的重分别为4N、4.5N和5N,然后进行了如图所示的实 验。 ①比较图中序号为a、b、c的三次实验,得出的结论是:浮力的大小与 。 比较图中序号为 、 、 的三次实验可以得出结论:浮力的大小 ② 6与液体的密度有关;液体的密度越大,同一物体受到的浮力也越大。 (2)猜想3是小民所在组的同学提出的,请你举出一个生活中的实例来支持他们的猜 想。 。 (3)小民所在组的同学为了验证猜想3,选用了与小军所在组相同的圆柱形物体A,进 行了下图所示的实验,得到的实验数据如下表: 物体A:底面积20cm2、高5cm的圆柱体,液体:酒精 实验序号 1 2 3 4 5 物体浸入液体的深度 1 3 5 7 9 h/cm 受到的浮力F浮/N 0.2 0.5 0.8 0.8 0.8 分析上表中的实验数据,得到的实验结论是: 。 之后,他们在与其他组同学交流的基础上,在老师的引导下继续进行着探究… 23.学习了有关压强和浮力的知识后,小明非常感兴趣,他和同学们利用吸管做了几个物 理小实验。 (1)如图甲所示,要求用这根两端开口的塑料吸管把一只杯子中的水取出一些,移到 另一只空杯中,现有以下四个动作: a.用手指封住管口; b.将吸管移出水面到空杯上方; c.将吸管插入水中; d.松开封住管口的手指。 以上四个动作的合理顺序是 (填字母)。用吸管“取”水主要依靠了 的作用。 (2)如图乙所示,往水平放置的吸管中吹气,可以看到竖直放置的吸管中的水面 (选填“上升”或“下降”)。此现象中涉及的物理原理是流速越大,压强越 。 (3)如图丙所取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端粘上适量橡皮泥并用石蜡封口制 成密度计,现使吸管竖直漂浮在不同液体中。 7三种液体的密度的比较:密度最大的是 ,密度最小的是 (选填序号) 把这个简易密度计分别漂浮在水中和液体3中时,吸管在水中部分和在液体3中部 ① ② 分的长分别为4cm和5cm(橡皮泥在水中的体积忽略不计),求液体3的密度ρ 3 = kg/m3。 四.作图题(共1小题) 24.将一实心铁球投入如图所示盛有水银的容器中,请在图中画出铁球静止后的大致位 置,并画出铁球受力示意图。 五.计算题(共2小题) 25.一物体挂在弹簧测力计上,在空气中示数为5N,把它浸没在水中时示数为4N.g= 10N/kg.求: (1)该物体受到的浮力; (2)物体的体积; (3)物体的密度。 26.在某次抗洪救灾中,武警某部官兵利用冲锋舟为人民群众开辟了水上生命线,该冲锋 舟自重为0.6×104N,满载时排开水的体积为1.5m3,吃水深度为0.5m.(已知ρ = 水 1.0×103kg/m3,取g=10N/kg),求: (1)冲锋舟满载时底部所受水的压强多大? (2)冲锋舟满载时所受的浮力是多少? (3)假设每人的平均质量为60kg,为保证安全,冲锋舟最多能承载多少人? 82018—2019 学年人教版八年级物理下册第10 章《浮力》培优试题(1) 参考解答 一.选择题(共12小题) 1.在江河湖海游泳的人上岸时,在由深水区域走向浅水区域的过程中,如果水底布满石 子,以下感受和分析中合理的是( ) A.脚不疼,因为人越来越轻 B.脚不疼,因为水底对人的支持力越来越小 C.脚越来越疼,因为水底对人的支持力越来越大 D.脚越来越疼,因为人越来越重 【解】:根据阿基米德原理可知: 人在水中由深水走向浅水时,由于人排开水的体积减小,故人所受浮力减小; 由受力分析可知: 人在水中受到重力G、浮力F 及支持力F三个力,且在竖直方向上处于平衡状态,所 浮 以F=G﹣F ; 浮 因浮力减小,重力不变,故支持力增大,所以人的脚将越来越疼。 故选:C。 2.如图是一条小鱼吐出的气泡在水中的上升情况示意图,关于气泡受到的水的压强和水 的浮力的变化情况下列说法正确的是( ) A.受到水的浮力不变,压强增大 B.受到水的浮力增大,压强不变 C.浮力和压强都增大 D.受到水的浮力增大,压强减小 【解】:气泡在上升过程中,所在深度减小,根据p=ρ gh,受到水的压强变小,气泡的 液 体积变大; 根据公式F =ρ gV ,排开水的体积变大,所以受到水的浮力变大。 浮 液 排 故选:D。 93.如图所示,大水槽里有不相溶的A、B两种液体,A液体的密度为ρ,B液体的密度为 2ρ.一个边长为a的小立方体物块,一半浸没在A液体中,另一半浸没在B液体中,物 块的上表面与A液体上表面齐平,则下列说法正确的是( ) A.物块的密度为3ρ B.物块的密度为1.5ρ C.如果在物块上再加一小铁块,物块仍然悬浮,物块受的浮力会减小 D.如果在物块上再加一小铁块,物块仍然悬浮,物块受的浮力不变 【解】: (1)因物体在两种液体中悬浮, 所以物块受到的总浮力F =F +F =G , 浮 浮A 浮B 物 由F =ρ gV ,G=mg=ρVg可得:ρ gV +ρ gV =ρ gV, 浮 液 排 A 排A B 排B 物 则:ρg× V+2ρg× V=ρ gV, 物 解得:ρ =1.5ρ.故A错误,B正确; 物 (2)如果在物块上再加一小铁块,物块仍然悬浮, 则根据漂浮条件可知,此时物块受到的浮力:F ′=G +F , 浮 物 铁压 则F ′>G , 浮 物 所以与原来物块悬浮相比较,物块受到的浮力变大。故CD错误。 故选:B。 4.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( ) A.潜水艇上浮过程中受到的浮力变大 B.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度 C.密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大 D.密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关 【解】:A、∵潜水艇在水中, ∴排开水的体积等于物体的体积,即:v =v , 排 艇 ∴当潜水艇上浮时,v 不变、v 不变 艇 排 ∵F =ρ v g, 浮 液 排 10∴潜水艇上浮过程中受到的浮力不变,故A错; B、气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升 空,正确; CD、密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力不变,如果液体的密度越大,则 密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮,所以密度计的刻度是越往下值越大,故 C、D都错。 故选:B。 5.如图所示,用弹簧测力计悬挂重8N的金属块浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为 5N.此时金属块所受浮力的大小和方向是( ) A.8 N,竖直向上 B.5 N,竖直向下 C.3 N,竖直向下 D.3 N,竖直向上 【解】:如图,金属块所受浮力为F =G﹣F =8N﹣5N=3N;方向竖直向上。 浮 示 故选:D。 6.我国大洋科考装备能力实现新跨越,如图所示是我国自行设计的水下滑翔机“海翼” 成功下潜至6329m,打破了世界纪录。“海翼”配备油囊装置,当油囊鼓起来后,实现 上浮。下列分析正确的是( ) A.“海翼”完全浸没海水中继续下潜过程中,所受到的压强和浮力不断增大 B.“海翼”通过油囊装置实现浮沉,是利用油囊装置增大或减小“海翼”自身的重 力 C.当“海翼”完成作业漂浮在海面上时,受到的重力等于它排开海水的重力D.“海 翼”上浮过程中,所受到的压强和浮力不断增大 11【解】:A、“海翼”完全浸没海水中继续下潜过程中,排开水的体积V 不变,海水的密 排 度ρ 不变,由F =ρ gV 可知,其受到的浮力不变; 海水 浮 海水 排 所处深度h增大,由p=ρ gh可知,其受到的压强变大。故A错误; 海水 B、油囊鼓起来,从而使得排开水的体积增加,根据F =ρ gV 知,“海翼”受到的浮 浮 液 排 力变大,当浮力大于重力时,“海翼”上浮;不是利用油囊装置增大或减小“海翼” 自身的重力。故B错误; C、当“海翼”完成作业漂浮在海面上时,由漂浮条件和阿基米德原理可得F =G=G 浮 ,即受到的重力等于它排开海水的重力,故C正确; 排 D、“海翼”上浮过程中,当油囊鼓起来后,排开水的体积V 变大,海水的密度ρ 不 排 海水 变,由F =ρ gV 可知,其受到的浮力变大; 浮 海水 排 所处深度减小,由p=ρ gh可知,其受到的压强变小。故D错误。 海水 故选:C。 7.如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底,若苹果的质量、体积及受 到的浮力为m 、V 和F ,梨子的质量、体积及受到的浮力为m 、V 和F ,以下判断正确 1 1 1 2 2 2 的是( ) A.若m >m ,则F 一定小于F 1 2 1 2 B.若m =m ,则F 一定小于F 1 2 1 2 C.若V =V ,则F 一定小于F 1 2 1 2 D.若V >V ,则F 一定大于F 1 2 1 2 【解】: (1)由于苹果漂浮,梨子沉底,则根据浮沉条件可知: F =G =m g,G =m g>F , 1 1 1 2 2 2 A、若m >m ,则F >F ,故A错误; 1 2 1 2 B、若m =m ,则F >F ,故B错误; 1 2 1 2 由于苹果漂浮,梨子沉底,则: V <V ,V =V , 排1 1 排2 2 (2)由于都是浸在水中,根据F =ρ gV 可知: 浮 水 排 12C、若V =V ,因苹果有一部分露出水面,所以V <V ,则F <F ;故C正确; 1 2 排1 排2 1 2 D、若V >V ,则V 与V 的大小不能比较,所以F 不一定大于F ,故D错误。 1 2 排1 排2 1 2 故选:C。 8.将一密度均匀的正方体轻轻放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,靜止后有 64g 煤油溢出(浓盐水密度为 1.2×103kg/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3),则以下选项不可能的是( ) 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3:4 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 【解】: (1)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 =G =G =m g=0.072kg×10N/kg=0.72N; 浮盐水 排 溢水 溢水 物体在煤油中受到的浮力:F =G =G =m g=0.064kg×10N/kg=0.64N; 浮煤油 排 溢煤油 溢煤油 故该物体前后两次所受浮力之比为0.72N:0.64N=9:8,故A正确; ( 2 ) 该 物 体 前 后 两 次 排 开 液 体 体 积 之 比 为 : : = : =3:4,故B正确; (3)由F =ρ V g得排开水的体积: 浮 水 排 V = = =6×10﹣5m3, 排水 假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积: V=V =6×10﹣5m3, ① 排水 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 =V=6×10﹣5m3, 排煤油 排开煤油的质量应该为: m =ρ V =0.8×103kg/m3×6×10﹣5m3=0.048kg=48g, 排煤油 煤油 排煤油 因为m <64g, 排煤油 13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 =0.72N, 浮 物体受到煤油的浮力:F =G =G =m g=0.064kg×10N/kg=0.64N ② 浮煤油 排 溢煤油 溢煤油 因为F <G, 浮煤油 所以物体在煤油中下沉,故D错误。 则物体的体积: V=V =V = = =80cm3, 排煤油 溢煤油 物体的质量:m= = =0.072kg=72g, 物体的密度: ρ= ═ =0.9g/cm3=0.9×103kg/m3.故C正确。 故选:D。 9.体积相同的铜块、铝球和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力( ) A.铝球受到的浮力最大 B.木块受到的浮力最大 C.铜块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大 【解】:由图可知,铜球、铝球和木块均浸没在液体中, 因物体浸没时排开液体的体积相等, 所以,体积相同的铜球、铝球和木块排开液体的体积相等, 由F =G =ρ gV 可知,它们受到的浮力一样大。 浮 排 液 排 故选:D。 10.把重5N、体积为0.6dm3的物体投入酒精中。若不计酒精的阻力,当物体静止时,下列 说法中正确的是(酒精的密度为0.8×103kg/m3)( ) A.物体漂浮,F =5N B.物体漂浮,F =4.8N 浮 浮 14C.物体沉底,F =5N D.物体沉底,F =4.8N 浮 浮 【解】:由G=mg=ρVg可知物体的密度: ρ = = ≈0.83×103kg/m3, 物 则ρ >ρ , 物 酒精 所以,物体在酒精中下沉,最后静止时物体沉底, 静止时受到的浮力: F =ρ V g=0.8×103kg/m3×0.6×10﹣3m3×10N/kg=4.8N。 浮 酒精 排 故选:D。 11.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象 下列说法正确的是( ) A.西瓜的密度比李子的密度大 B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力 C.李子浸没后,下沉过程中所受浮力大小不变 D.李子下沉过程中所受水的压强不变 【解】:A、西瓜漂浮在水面上,ρ <ρ ;李子在水中下沉,ρ >ρ ,所以,ρ >ρ ; 瓜 水 李子 水 李子 瓜 故A错误; B、西瓜漂浮时所受浮力与重力是一对平衡力,大小相等;故B错误; C、李子浸没后,排开水的体积等于李子本身的体积,不再变化,根据F =ρgV 可知, 浮 排 下沉过程所受浮力大小不变;故C正确; D、李子下沉过程中,所处深度h变大,根据p=ρgh可知,所受水的压强变大;故D错 误。 故选:C。 12.如图所示杯子中装满水。现向杯中轻轻放入一个小木块。木块漂浮在水面上,则放入 木块后( ) A.水对杯底的压强增大 B.杯子对桌面的压力增大 15C.水对杯底的压力减小 D.木块受到的浮力与它的重力相等 【解】:杯子中装满水,放入木块后,水的高度h不变, 由p=ρgh,可得水对杯底的压强不变; 由p= 可得,F=ps,s不变, 则水对杯底的压力不变,杯子对桌面的压力不变。故选项ABC错误; 木块漂浮在水面上,此时木块受到的浮力与它的重力相等,故选项D正确。 故选:D。 二.填空题(共8小题) 13.首批双人版水陆两栖车于2016年1月登陆中国,如图所示,该车质量约为900kg.两 人(质量共为150kg)驾驶它在水面静止时,两栖车受到水的浮力为 10500 N,浸入 水下的体积为 1.05 m3.(ρ =1.0×103kg/m3) 水 【解】: (1)两个人和两栖车总质量为m=m +m =150kg+900kg=1050kg, 人 艇 总重力G=mg=1050kg×10N/kg=10500N; 因为两栖车处于漂浮, 所以受到的浮力F =G=10500N。 浮 (2)由F =ρ gV 得: 浮 水 排 V = = =1.05m3。 排 即浸入水下的体积为1.05m3。 故答案为:10500;1.05。 14.如图所示,设想一个立方体浸没在水中,立方体左右两个面受到压力的合力为 0N ;上下两个面由于深度的不同,导致水的压强不同,立方体受到水的压力因而不同。若 下表面受到水向上的压力为F ,上表面受到水向下的压力为F ,则立方体受到的浮力 2 1 为 F ﹣F 。 2 1 16【解】:(1)假设边长为L的正方体,浸没在液体中,正方体的上表面与液体表面平行, 且深度为h.这时正方体的六个表面都受到液体的压力作用如右图: 这时,正方体的前后两侧面(左右两侧面),处在液体的同一深度处。则h =h ,(h 前 后 左 =h ), 右 由p=ρ gh可得:p =p ,(p =p ).即前后两侧面(左右两侧面)在液体中受到的 液 前 后 左 右 液体的压强也相等。 由F=pL2可得:F =F ,(F =F ).即前后两侧面(左右两侧面)在液体中受到的压 前 后 左 右 力相等,是平衡力,合力为零。 (2)正方体上、下表面有所不同,上表面所处的深度为h,则上表面受到的压强为p = 1 ρgh,受到的压力为F =p s=ρghL2; 1 1 下表面所处的深度为h+L,则下表面受到的液体压强为p =ρg(h+L),受到的压力为F 2 2 =p L2=ρg(h+L)L2。 2 因此液体会对正方体产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差 F =F ﹣F = 差 2 1 ρgL3.实际上,这个压力差就是液体对正方体的浮力。 故答案为:0N;F ﹣F 。 2 1 15.小明用量筒、小玻璃杯和水测量某工艺品的密度,如图所示是小明的测量过程和对应 的刻度数,工艺品沉到水底后,其浮力 小于 重力;工艺品的密度 3.0×1 0 3 Kg/m3。 17【解】:(1)工艺品放入水中,由于受到水对它竖直向上的浮力小于竖直向下的重力, 所以工艺品会沉入水底 (2)量筒读数时平视刻度,所以一图为30mL,二图为60mL,三图为40mL; 工艺品体积V=40mL﹣30mL=10mL;工艺品质量 m=ρ V =1.0g/cm3×(60cm3﹣ 水 排 30cm3)=30g, 工艺品密度:ρ= = =3g/cm3=3.0×103kg/m3。 故答案为:小于;3.0×103。 16.小明用如图所示的实验装置,验证下沉的物体是否受到浮力的作用。由图可知弹簧测 力计前后示数变化了 0. 2 N.为了使弹簧测力计前后示数变化更明显,他可采取的 措施有 增加液体的密度 、 换用体积更大的物体 (填两种方法)。 【解】:(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,则弹簧测力计前后示数为F =2.4N,浸没在 1 水中时弹簧测力计的拉力F =2.2N, 2 则测力计前后示数变化为△F=F ﹣F =2.4N﹣2.2N=0.2N; 1 2 (2)由于弹簧测力计前后示数变化是浮力作用的结果,根据响浮力大小的因素是液体 的密度和物体排开液体的体积,可采取的措施是: 一是增加液体的密度,二是换用体积更大的物体。 故答案为:0.2;增加液体的密度;换用体积更大的物体。 17.A、B、C三个体积相同的实心球,放入某液体中静止如如图所示,则它们所受的浮力大 小关系是 F < F < F ,它们的密度大小关系是 ρ < ρ < ρ 。(从小到大排列) A B C A B C 【解】: (1)如图,三个球排开液体的体积:V <V <V , A B C ∵F =ρ V g, 浮 液 排 18∴三个球受到的浮力: F <F <F ; A B C (2)图中,A、B球均为漂浮,C为悬浮, ∵F =G , 浮 球 ∴G <G <G ; A B C ∵G=mg=ρvg,球的体积相同, ∴ρ <ρ <ρ 。 A B C 故答案为:F <F <F ,ρ <ρ <ρ 。 A B C A B C 18.阿基米德原理的数学表达式是F = G = ρ gV 。 浮 排 液 排 【解】:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重 力,这就是著名的阿基米德原理。 公式:F =G , 浮 排 因为G=mg=ρVg, 所以F =ρ V g。 浮 液 排液 故答案为:G ;ρ gV 。 排 液 排 19.小明利用如图所示器材探究“在水中下沉的物体是否受到浮力呢?”。依据实验可 知物块所受的浮力大小为 0. 8 N,物块的体积是 8×10 ﹣ 5 m3(g取10N/kg)。如果 物块继续下沉,假设不触碰到杯底,则弹簧测力计示数 不变 (选填“增大”、“减 小”或“不变”)。 【解】:物体在水中受到的浮力F =G﹣F =1.7N﹣0.9N=0.8N; 浮 拉 物体的体积等于物块排开水的体积,由F浮=ρgV 可得, 排 V=V = = =8×10﹣5m3; 排 如果物块继续下沉,排开水的体积不变,水的密度不变,根据F =ρ V g可知浮力 浮 水 排 不变。 19物块重力不变,由F =G﹣F 可知,弹簧测力计示数不变。 浮 拉 故答案为:0.8;8×10﹣5;不变。 20.在盛水的玻璃杯的上面浮着一块冰,当冰完全熔化后,玻璃杯中的水面 不变 。 【解】:∵冰漂浮于水面上, ∴F =ρ gV =G ,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣ 浮 水 排 冰 又∵冰熔化成水后,其质量不变,重力不变, ① ∴G =ρ gV =G ,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣ 水 水 水 冰 由 可得:ρ gV =ρ gV , 水 排 水 水 ② ∴V =V , ①排② 水 即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。 ∴冰化水后玻璃杯中的水面不变。 故答案为:不变。 三.实验探究题(共3小题) 21.验证阿基米德原理的实验如图所示,分析图中情景,回答以下问题。 (1)由图可知,物体所受的浮力F 是 1 N 浮 (2)由 丙、丁 两图可知,物体所排开水的重力G 是 1 N。 排 (3)由此可初步得到结论:浸入液体里的物体受到液体向上的浮力F = G (填 浮 排 “>”、“<”或“”) 【解】: (1)由甲、乙两图可知,物体受到的浮力: F =G﹣F =4N﹣3N=1N; 浮 示 (2)由丙、丁两图可知,物体所排开水的重力: G =G ﹣G =2N﹣1N=1N; 排 总 空桶 (3)由(1)(2)可知,浸入液体里的物体受到液体向上的浮力F =G 。 浮 排 故答案为:(1)1;(2)丙、丁;1;(3)=。 22.通过实验认识了浮力后,小军和小民班的同学在老师的引导下,继续对”浮力的大小 20与哪些因素有关”进行了实验探究。 首先,他们对”浮力的大小与哪些因素有关”进行了猜想,在老师的帮助下将同学们 的猜想归纳如下: 猜想1:浮力的大小可能与物体的质量有关; 猜想2:浮力的大小可能与液体的密度有关; 猜想3:浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关; 猜想4:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关。 (1)小军所在组的同学为了验证猜想1和猜想2,选用了体积相同、质量不同的三个圆 柱形物体A.B.C并测出了它们的重分别为4N、4.5N和5N,然后进行了如图所示的实 验。 比较图中序号为a、b、c的三次实验,得出的结论是:浮力的大小与 物体的质量无 关 。 ① 比较图中序号为 a 、 d 、 e 的三次实验可以得出结论:浮力的大小与液体 的密度有关;液体的密度越大,同一物体受到的浮力也越大。 ② (2)猜想3是小民所在组的同学提出的,请你举出一个生活中的实例来支持他们的猜 想。 人从浅水区向深水区走去,感觉身体越来越轻 。 (3)小民所在组的同学为了验证猜想3,选用了与小军所在组相同的圆柱形物体A,进 行了下图所示的实验,得到的实验数据如下表: 物体A:底面积20cm2、高5cm的圆柱体,液体:酒精 实验序号 1 2 3 4 5 物体浸入液体的深度 1 3 5 7 9 h/cm 受到的浮力F浮/N 0.2 0.5 0.8 0.8 0.8 分析上表中的实验数据,得到的实验结论是: 浮力的大小与物体浸没在液体中的深 21度无关,与物体排开液体的体积有关 。 之后,他们在与其他组同学交流的基础上,在老师的引导下继续进行着探究… 【解】:(1) 序号为a、b、c的三次实验中,物体排开液体的体积和浸没的液体都相 同,不同因素是物体的质量; ① 由图可知测力计的示数分别为:3N、3.5N、4N,而三个圆柱形物体A、B、C的重分别为 4N、4.5N和5N,根据称重法,则所受浮力分别为1N、1N、1N,可见浮力相等,于是可得 出结论:浮力的大小与物体的质量无关; 要想研究浮力的大小与液体的密度的关系,根据控制变量法,需保持物体排开液体 的体积、物体的质量、浸没的深度等因素相同,变化的量是液体的密度;则符合要求的 ② 实验是:a、d、e三次实验。 (2)浮力的大小与物体浸入液体的深度之间关系的例子如: 人从浅水区向深水区走去,感觉身体越来越轻。 (3)实验序号为1、2、3的三次实验中,排开液体的体积不断增大,所受浮力也不断增 大;而3到5中,完全浸没,排开液体的体积不变,而物体浸没在液体中的深度增大, 但浮力不变; 所以得到的实验结论是:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关,与物体排开液 体的体积有关。 故答案为: (1)物体的质量无关;a;d;e; (2)人从浅水区向深水区走去,感觉身体越来越轻。 (3)浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关,与物体排开液体的体积有关。 23.学习了有关压强和浮力的知识后,小明非常感兴趣,他和同学们利用吸管做了几个物 理小实验。 (1)如图甲所示,要求用这根两端开口的塑料吸管把一只杯子中的水取出一些,移到 另一只空杯中,现有以下四个动作: 22a.用手指封住管口; b.将吸管移出水面到空杯上方; c.将吸管插入水中; d.松开封住管口的手指。 以上四个动作的合理顺序是 cabd (填字母)。用吸管“取”水主要依靠了 大气 压 的作用。 (2)如图乙所示,往水平放置的吸管中吹气,可以看到竖直放置的吸管中的水面 上 升 (选填“上升”或“下降”)。此现象中涉及的物理原理是流速越大,压强越 小 。 (3)如图丙所取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端粘上适量橡皮泥并用石蜡封口制 成密度计,现使吸管竖直漂浮在不同液体中。 三种液体的密度的比较:密度最大的是 2 ,密度最小的是 3 (选填序号)。 把这个简易密度计分别漂浮在水中和液体3中时,吸管在水中部分和在液体3中部 ① ② 分的长分别为4cm和5cm(橡皮泥在水中的体积忽略不计),求液体3的密度ρ 3 = 0.8×10 3 kg/m3。 【解】: (1)首先将吸管插入水中,水在大气压的作用下压入吸管, 用手指堵住吸管上端,吸管内液体由于重力向下流动很小的距离时,吸管上部的气压 减小,而吸管下端外部大气压不变,大气压托着管内液体流不出来。然后再将吸管移 出水面到空杯上方,最后松开封住管口的手指,在大气压的作用下,塑料吸管的水流 出。 故四个动作的合理顺序是cabd,用吸管“取”水主要依靠了大气压的作用。 (2)往水平放置的吸管中吹气,下面吸管上方空气的流速增大、压强减小,下面管中液 体受到向上的压强大于向下的压强,所以液面上升。 (3) 同一吸管漂浮在不同液体中,受到的浮力相等,都等于自身的重力, 由图知排开液体的体积关系为:V >V >V ① 排3 排1 排2 由F =ρgV 可知ρ <ρ <ρ ,故密度最大的为2号,最小的为3号。 浮 排 3 1 2 设吸管的底面积为S, 由于吸管在不同的液体中均漂浮, ② 则F =F =G, 浮水 浮液 即ρ gV =ρ gV , 水 排水 液 排液 代入数据可得:1.0×103kg/m3×10N/kg×S×0.04m=ρ ×10N/kg×S×0.05m, 液 解得ρ =0.8×103kg/m3。 液 23故答案为:(1)cabd;大气压;(2)上升;小;(3) 2;3; 0.8×103。 四.作图题(共1小题) ① ② 24.将一实心铁球投入如图所示盛有水银的容器中,请在图中画出铁球静止后的大致位 置,并画出铁球受力示意图。 【解】:铁的密度小于水银,所以静止的铁球漂浮在水银面上,受到重力和浮力的作用。 受力示意图如下: 五.计算题(共2小题) 25.一物体挂在弹簧测力计上,在空气中示数为5N,把它浸没在水中时示数为4N.g= 10N/kg.求: (1)该物体受到的浮力; (2)物体的体积; (3)物体的密度。 【解】: (1)物体受到的浮力: F =G﹣F′=5N﹣4N=1N; 浮 (2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等, 所以,由F =ρgV 可得,物体的体积: 浮 排 V=V = = =1×10﹣4m3; 排 (3)由G=mg可得,物体的质量: m= = =0.5kg, 24体积与排开水的体积相同, 物块的密度: ρ= = =5×103kg/m3。 答:(1)物体受到的浮力是1N; (2)物体的体积是1×10﹣4m3; (3)物体的密度是5×103kg/m3。 26.在某次抗洪救灾中,武警某部官兵利用冲锋舟为人民群众开辟了水上生命线,该冲锋 舟自重为0.6×104N,满载时排开水的体积为1.5m3,吃水深度为0.5m.(已知ρ = 水 1.0×103kg/m3,取g=10N/kg),求: (1)冲锋舟满载时底部所受水的压强多大? (2)冲锋舟满载时所受的浮力是多少? (3)假设每人的平均质量为60kg,为保证安全,冲锋舟最多能承载多少人? 【解】: (1)冲锋舟底部0.5m深处所受水的压强: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103p ; a (2)冲锋舟满载时所受的浮力: F =ρ gv =1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m3=1.5×104N; 浮 水 排 (3)冲锋舟满载时,设人的总重为G ,有G +G =F ; 人 舟 人 浮 即:0.6×104N+G =1.5×104N; 人 求得:G =9×103N; 人 由题意知G =mg=60kg×10N/kg=600N; 每人 所以冲锋舟最多能承载的人数为 n= = =15(人)。 答:(1)冲锋舟满载时底部所受水的压强5×103p ; a (2)冲锋舟满载时所受的浮力是1.5×104N; (3)假设每人的平均质量为60kg,为保证安全,冲锋舟最多能承载15人。 25