【核心概念专题集训】浙教版科学八上 专题一 浮力(2)(含答案)

资源下载
  1. 二一教育资源

【核心概念专题集训】浙教版科学八上 专题一 浮力(2)(含答案)

资源简介

/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
八年级上册科学 专题学习进阶精编
第1讲 浮力专题(2)
专题三 浮沉条件及其应用
一、密度计与浮力秤专题
1.测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利,而成功制作测量工 其需要科技人员的创造性劳动,小慧通过自制密度计。体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成简易密度计未标刻度。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L表示如图所示,已知酒精的密度为,水的密度为。为了给简易密度计标刻度,小慧将该密度计放入酒精中,密度计静止时L为6cm,她在密度计上距顶端6cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为。小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为。利用上述数据,可计算出该密度计上对应密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为忽略铜丝的体积
A. B. C. 10cm D.
2.在木棒的一端缠绕几圈细铜丝,制成一支简易液体密度计,将其先后放入盛有甲、乙两种液体的相同烧杯中,处于静止状态,且放入密度计后液面高度相同,如图所示。若密度计在甲、乙液体中所受浮力分别是、,甲、乙两种液体的密度分别是、,甲、乙两种液体对容器底部产生的压强分别是、,则
A. B. C. D.
3.利用塑料笔芯自制密度计,同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______ 。将所选笔芯放入水中,它能______ 漂浮在水中,在笔芯上标出水面的位置A;将笔芯放入酒精中,仍可漂浮,标出液面的位置B,如图所示。该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小______ 。已知水的密度,酒精的密度,若笔芯漂浮在密度为的液体中,则液面对应的位置可能是______ 填“C”或“D”。
4.某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围
较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液(g/cm3) — 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉(N) 0.4 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) — 0.4 0.5 X 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是________;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是________;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是________;
(4)【得出结论】……
【知识应用】根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法________。
7.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸
管能 在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所
示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 ρ水(选填“>”、“<”或“=”),ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液= 。
实验次数 1 2 3 4 5
液体密度ρ/(g/cm3) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入的深度h/(cm) 6.3 5.6 5.0 4.5 4.2
(3)小明做了五次实验,获得的数据如上表:小明根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线(单位g/cm3)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 (上/下)方,通过比较实验2和3, (可以”“不可以”)研究浮力大小与液体密度的关系,原因是
(4)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平测出食油与烧杯的总质量如图甲所示,将部分食油倒入量筒中,如下图乙所示,测出剩余食油与烧杯的质量为41.0g,食油的密度是 kg/m3.若将食用油倒入量筒时,量筒壁上沾上了少量食用油,则食用油密度的测量值相比真实值
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)接着小明再用这个密度计测量。但操作时却出现了图(c)所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试: 。
二、液面升降专题
1.将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,下列判断与事实不符的是( )
A. 冰吸收热量,温度保持不变
B. 水面高度始终保持不变
C. 冰块漂浮之后,受到的浮力逐渐变小
D. 水对容器底部的压力最多增大1.0N
三、其他实际应用
1.如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为5立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A. 图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B. 图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C. 图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D. 图中三种状态下浮力的大小关系是F甲2.质量相等的A、B两实心物块,密度之比::2,分别放入足够多的水中,物块所受浮力分别为和,当两物块静止时所受浮力与之比不可能的是( )
A. 1:1 B. 2:3 C. : D. :
专题四 浮力计算
1.如图所示,底面积为的圆柱形容器置于水平桌面上,柱形物体被细线拉住静止在水中,该物体下表面受到的压力为22N,上表面受到的压力为10N;剪断细线物体静止后,液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了300Pa。g取,下列判断正确的是( )
A. 剪断细线后,容器对水平桌面的压强变小
B. 该物体的密度为
C. 剪断细线后,物体静止时所受浮力大小为3N
D. 物体的质量为1kg
2.小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水)
(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小 ;
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6.0×10-3m3 , 求桶内鹅卵石的质量。
3.创新小组自制简易“浸没式密度计”过程如下:
将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,弹簧测力计示数如图甲所示为4N;
(2)将小球浸没在水中时,弹簧测力计示数如图乙所示为3N;
(3)将小球浸没在某未知液体中时,弹簧测力计示数如图丙所示为;则经计算即可得出小球的密度
为______ ,未知液体密度为______ 。
4.某同学到海边游玩时捡到一块鹅卵石,他利用身边的细线、弹簧测力计、量杯进行了下列操作:
用细线系住石块,悬挂在测力计下,记录测力计示数为,
量杯中装入海水,记录此时水面刻度为。
将测力计悬挂的石块完全浸没在海水中不接触杯底且海水不溢出,石块静止时,记录水面刻度值为V,测力计示数为。
请回答下列问题已知重力与物体质量的比值为g。
(1)鹅卵石的质量为______ ,鹅卵石的密度为______ 。
(2)海水的密度为______ 。
5.如图所示,港珠澳大桥于2018年10月24日通车,是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。它由桥梁和海底隧道组成,隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时,先将沉管两段密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3 , g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
A. 密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小
B. 密封沉管下表面水平浸没在10m深的海水中受到的压强为106Pa
C. 密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力6×107N
D. 若将一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为6.3×108N
6.小明制作了一个可测量物体质量的装置,如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g,小筒底面积50cm2,高12cm,大筒中装有适量的水,托盘上不放物体时,在大筒上与水面相平的位置对应刻度为“0”,将小筒竖直压入水中,水面距小筒底10cm时,在大筒上与水面相平位置标为最大测量值。把被测物体放入托盘中,读出大筒上与水面相平位置对应的刻度值,即为被测物体的质量。
(1)当水面距小筒底10cm时,小筒所受浮力为 N;
(2)该装置所能测量物体的最大质量为 g;
(3)他想利用此装置测算出石块的密度,操作如下,如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为250g;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为100g,该石块密度为ρ石= kg/m3。
7.如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积l00cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g=l0N/kg。
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为l0cm,求金属块对容器底部的压力。 (取大气压强P0=1.0×l05 Pa)
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度变化的图像(需标注相应的数据)。
五、实验设计与探究专题
1.人体血液密度大约为水的密度的1.05到1.06倍之间。医师给病人体检,有时需要测量病人血液的密度。如果用密度计进行血液密度的测量,需要血液量太多。给你若干试管、水、烧杯、一支合适的密度计(测量范围是1.050-1.060克/厘米3)、硫酸铜粉末、药匙。请你设计一种方法,只需要少量血液就能测量出病人血液的密度。
(1)简要说出你的实验步骤。
(2)详细说说你这种方法的理论依据。
2.“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,想用家中可用的器材(如图所示),测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为ρ水,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)。
3.将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并把绳子的另一端固定在容器底部的中央,然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响)。容器中水与木块位置变化如乙图。请你在丙图中画出木块从加水开始到被完全浸没后的过程中浮力随时间的变 化情况图,并说出各段变化的理由。(温馨提示:t1 时间时木块恰好离开杯底,t2 时绳子刚好拉直, t3 时木块刚好完全浸没。)
4.小明在学习物体浮沉条件时,由于调制食盐水密度的操作不够精准,导致实验中鸡蛋很难悬浮在食盐水中。于是他对实验进行了改进:分别用量筒和烧杯等器材配制了三 杯不同质量分数的酒精溶液,其中图甲B烧杯中的酒精与水的体积比为9:6。用注射器吸取密度为0.9克/厘米3的食用油分别在三杯酒精溶液中部注射一团油滴,一段时间后,如图甲所示。再过一段时间后,小明观察到油滴所处的状态如图乙所示。
为此,他作了如下探究:
【提出问题】 ________________________________?
【建立假设】假设一:可能是油滴的密度变小了。 假设二:可能是酒精溶液的密度变大了。
【实验方案】针对“假设一”的实验:用注射器吸取图乙任一烧杯中的油滴,将油滴注入到某一溶液
中,观察其浮沉状况。
针对“假设二”的实验:先测定酒精溶液密度为ρ1,敞口放置一段时间后再次测定它的密度为ρ2,比较ρ1和ρ2的大小。
【得出结论】油滴密度不变,酒精溶液密度变大。
请回答:
(1)根据小明所作的假设,推测小明所提的问题是:_____________________________?
(2)针对“假设一”的实验中,“某一溶液”是______________________。
(3)小明经过思考,对“酒精溶液密度变大”这一结论作出合理的解释,即__________。
5.在不打破鸡蛋的前提下,如何判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度?小科进行了探究。
【查阅资料】刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔, 以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。
【实验过程】
任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚, 将它们轻放在水中, 观察静止后状态。
【实验现象】
(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上, 其余16枚鸡蛋沉于水底。
(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角, 记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一, 但尖端基本上比钝端更靠近底曲,如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
【思考与分析】
鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小。
(1)从实验现象可知:鸡蛋的气室位置在鸡蛋的 ( 填“钝端” 或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为 。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的 会变小,从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
八年级上册科学 专题学习进阶精编
第1讲 浮力专题(2)
专题三 浮沉条件及其应用
一、密度计与浮力秤专题
1.测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利,而成功制作测量工其需要科技人员的创造性劳动,小慧通过自制密度计。体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成简易密度计未标刻度。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L表示如图所示,已知酒精的密度为,水的密度为。为了给简易密度计标刻度,小慧将该密度计放入酒精中,密度计静止时L为6cm,她在密度计上距顶端6cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为。小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为。利用上述数据,可计算出该密度计上对应密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为忽略铜丝的体积
A. B. C. 10cm D.
【答案】B
【解析】解:设木棒长度为h,底面积为S,密度计重力为G,小慧将该密度计放入酒精中,密度计静止时L为6cm,,
由,可得:,
即-----,
小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,,
由,可得:
--------,
由可得,;
设该密度计上对应密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为,
则--------,
将分别代入和,并将联立,
解得。
故选:B。
设木棒长度为h,底面积为S,密度计重力为G,根据密度计漂浮在液面上时,,分别列出在酒精和水中的等式,求得木棒的长度,然后将其带入密度计上对应密度值为的刻度线时的等式即可求得答案。
2.在木棒的一端缠绕几圈细铜丝,制成一支简易液体密度计,将其先后放入盛有甲、乙两种液体的相同烧 杯中,处于静止状态,且放入密度计后液面高度相同,如图所示。若密度计在甲、乙液体中所受浮力分别是、,甲、乙两种液体的密度分别是、,甲、乙两种液体对容器底部产生的压强分别是、,则
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:AB、同一支密度计的重力G一定,由物体漂浮条件可知,密度计漂浮在两种液体中所受浮力大小为:,,即,故A、B错误;
C、如图所示,密度计排开液体的体积关系为:,由公式可知,在浮力大小相同时,液体密度,故C正确;
D、相同烧杯中放入密度计后液面高度相同时,即烧杯内液体深度相同,且液体密度,由液体压强公式可知,
液体对烧杯底的压强,故D错误。
故选:C。
3.利用塑料笔芯自制密度计,同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______ 。将所选笔芯放入 水中,它能______ 漂浮在水中,在笔芯上标出水面的位置A;将笔芯放入酒精中,仍可漂浮,标出液面的位置B,如图所示。该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小______ 。已知水的密度,酒精的密度,若笔芯漂浮在密度为的液体中,则液面对应的位置可能是______ 填“C”或“D”。
【答案】旧笔芯;竖直;相等;D。
【解析】解:新笔芯的重心靠近笔芯的中间位置,放入水中时无法竖直漂浮;用了一半油墨的旧笔芯的重心在笔芯的一端,当把旧笔芯放入水中时,旧笔芯能竖直漂浮在水中;
旧笔芯在水中和酒精中处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,所以浮力相同;
笔芯漂浮时,下表面受到的压力等于浮力,浮力相同,则压力相同,设笔管的底面积为S,
则,,
根据阿基米德原理可知,,所以;,h和是反比例数,所以,密度计刻度分布不是均匀的,液体的密度值越大,相邻刻度线之间的距离越小,所以笔芯漂浮在密度为的液体中,液面对应的位置可能是D点。
4.某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:
浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:
①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液(g/cm3) — 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉(N) 0.4 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) — 0.4 0.5 X 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是________;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是________;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是________;
(4)【得出结论】……
【知识应用】根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法________。
【答案】 (1)0.6(2)控制排开液体的体积相等(3)金属块碰到烧杯底部(4)换用密度比水大的液体
【解析】
(1)根据表格可知,每组对应的电子秤示数和浮力大小的和都是4N,则表格中X的值为:4N-3.4N=0.6N。
(2)实验过程中除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是控制排开液体的体积相等;(3)将第2组和第3组比较可知,液体密度增加2g/cm3 , 浮力增大0.1N,则第6次实验中,液体密度
比第5组增大:1.9g/cm3-1.4g/cm3=0.5g/cm3 , 此时浮力增大: , 此时浮力应该为:3.3N-0.25N=3.05N。因为2.6N<3.05N,所以可能是金属块碰到烧杯底部。
(4)根据表格可知,液体的密度越大,金属块紧密时受到的浮力越大,因此增大浮力秤称量范围的方法为:换用密度比水大的液体。
5.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能 在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 ρ水(选填“>”、“<”或“=”),ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液= 。
实验次数 1 2 3 4 5
液体密度ρ/(g/cm3) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入的深度h/(cm) 6.3 5.6 5.0 4.5 4.2
(3)小明做了五次实验,获得的数据如上表:小明根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线(单位g/cm3)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 (上/下)方,通过比较实验2和3, (可以”“不可以”)研究浮力大小与液体密度的关系,原因是
(4)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平测出食油与烧杯的总质量如图甲所示,将部分食油倒入量筒中,如下图乙所示,测出剩余食油与烧杯的质量为41.0g,食油的密度是 kg/m3.若将食用油倒入量筒时,量筒壁上沾上了少量食用油,则食用油密度的测量值相比真实值
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)接着小明再用这个密度计测量。但操作时却出现了图(c)所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:

【答案】
二、液面升降专题
1.将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,下列判断与事实不符的是( )
A. 冰吸收热量,温度保持不变
B. 水面高度始终保持不变
C. 冰块漂浮之后,受到的浮力逐渐变小
D. 水对容器底部的压力最多增大1.0N
【答案】 B
【解析】
A.冰块吸收热量熔化,但温度保持不变,故A不合题意;
B.冰块熔化前,它受到的浮力F浮水增加的体积 , 因此V水>V排 , 水面的高度会增大,故B符合题意;
C.冰块漂浮后,它受到的浮力等于重力。由于熔化,冰块的重力不断减小,因此它受到的浮力逐渐减小,
故C不合题意;
D.冰块熔化前,水对容器底部压力的增大值为:
F=F浮力=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×(0.08m×0.1m×0.1m)=8N;
冰块熔化后,水对容器底部压力的增大值等于冰块的重力,即
G=mg=ρ冰gV=0.9×103kg/m3×10N/kg×(0.1m×0.1m×0.1m)=9N;
则水对容器底部压力的增大值最大为:9N-8N=1N,故D不合题意。
故选B。
三、其他实际应用
1.如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为5立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A. 图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B. 图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C. 图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D. 图中三种状态下浮力的大小关系是F甲【答案】 B
【解析】鸡蛋的重力为G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N。
图甲中,鸡蛋在清水里下沉,则浮力小于重力,即小于0.55N,故A错误;
鸡蛋的密度为;。图乙中,鸡蛋在盐水中悬浮,则盐水密度等于鸡蛋密度,故B正确;
图丙中,鸡蛋在盐水中漂浮,则浮力等于重力,故C错误;
根据浮沉条件可知,三种状态下浮力的大小关系为:F甲故选B。
2.质量相等的A、B两实心物块,密度之比::2,分别放入足够多的水中,物块所受浮力分别为和,当两物块静止时所受浮力与之比不可能的是
A. 1:1 B. 2:3 C. : D. :
【答案】D
【解析】质量相等的A、B两实心物块,密度之比::2,根据可知,其体积之比为:::3;
A、B两实心物块,分别放入足够多的水中,若两个物体在水中都处于漂浮状态,则受到的浮力等于其重力,根据可知,物体的重力相同,则浮力相同,即::1;
若两个静止时,都全部浸入水中,根据可知,其浮力之比等于排开的水的体积之比,也等于A、B两实心物块的体积之比,即::3;
由于A的密度大于B的密度,当A在水中下沉,B在水中漂浮时,则A受到的浮力为:,B受到的浮力为:,:::;由于::2,则:::;
综上所述,不可能得到D。
故选:D。
专题四 浮力计算
1.如图所示,底面积为的圆柱形容器置于水平桌面上,柱形物体被细线拉住静止在水中,该物体下表面受到的压力为22N,上表面受到的压力为10N;剪断细线物体静止后,液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了300Pa。g取,下列判断正确的是
A. 剪断细线后,容器对水平桌面的压强变小
B. 该物体的密度为
C. 剪断细线后,物体静止时所受浮力大小为3N
D. 物体的质量为1kg
【答案】B。
【解析】
A、圆柱形容器对水平桌面的压力,剪断细线前后,、、均不变,根据公式
可知,当受力面积S一定时,容器对水平桌面的压强不变,故A错误;
B、细线剪断前,物体浸没在水中,物体受到的浮力为:,由公
式求可得:

细线剪断后,物体静止时漂浮在水面,此时,水对圆柱形容器底的压力减少量等于物体浮力的减少量,即,由压强公式变形式可得:

物体漂浮时的浮力为:,
物体的重力为:,
物体的质量为:,
物体的密度为:,故B正确,C、D错误。
2.小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水,=1.0×103kg/m3)
(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 ▲ (选填“上升”、“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6.0×10-3m3 , 求桶内鹅卵石的质量。
【解析】
(1)因为空桶漂浮在水面,所以F浮=G桶=10N;
(2)鹅卵石原来在水里下沉,那么F浮桶和鹅卵石受到的浮力F浮总=ρ液gV排=1×103Kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N;
鹅卵石的重力:G石=F浮总-G桶=60N-10N=50N;
鹅卵石的重力 。
3.创新小组自制简易“浸没式密度计”过程如下已知水的密度为;
将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,弹簧测力计示数如图甲所示为4N;
将小球浸没在水中时,弹簧测力计示数如图乙所示为3N;
将小球浸没在某未知液体中时,弹簧测力计示数如图丙所示为;则经计算即可得出小球的密度为______ ,未知液体密度为______ 。
【解析】
由图甲可知小球的重力大小为:,小球浸没在水中时,测力计示数为,则:
小球浸没在水中时受到的浮力为:,
小球的体积为:,
小球的密度为:;
小球浸没在液体中时,测力计示数为,
小球浸没在液体中时受到的浮力为:
小球浸没在液体中时排开液体的体积为:,
液体的密度为:。
故答案为:;。
4.某同学到海边游玩时捡到一块鹅卵石,他利用身边的细线、弹簧测力计、量杯进行了下列操作:
用细线系住石块,悬挂在测力计下,记录测力计示数为,
量杯中装入海水,记录此时水面刻度为。
将测力计悬挂的石块完全浸没在海水中不接触杯底且海水不溢出,石块静止时,记录水面刻度值为V,
测力计示数为。
请回答下列问题已知重力与物体质量的比值为g。
鹅卵石的质量为______ ,鹅卵石的密度为______ 。
海水的密度为______ 。
【解析】记录测力计示数为,此时,由可得,鹅卵石的质量;
; 鹅卵石的体积,
鹅卵石的密度;
鹅卵石在海水中受到的浮力,
由可得,海水的密度为

故答案为:;;。
5.如图所示,港珠澳大桥于2018年10月24日通车,是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。它由桥梁和海底隧道组成,隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时,先将沉管两段密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3 , g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
A. 密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小
B. 密封沉管下表面水平浸没在10m深的海水中受到的压强为106Pa
C. 密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力6×107N
D. 若将一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为6.3×108N
【答案】 D
6.小明制作了一个可测量物体质量的装置,如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g,小筒底面积50cm2,高12cm,大筒中装有适量的水,托盘上不放物体时,在大筒上与水面相平的位置对应刻度为“0”,将小筒竖直压入水中,水面距小筒底10cm时,在大筒上与水面相平位置标为最大测量值。把被测物体放入托盘中,读出大筒上与水面相平位置对应的刻度值,即为被测物体的质量。
(1)当水面距小筒底10cm时,小筒所受浮力为5N;
(2)该装置所能测量物体的最大质量为300g;
(3)他想利用此装置测算出石块的密度,操作如下,如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上
的示数为250g;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为100g,该石块密度为ρ石=2500kg/m3。
7.如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积l00cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g=l0N/kg。
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为l0cm,求金属块对容器底部的压力。 (取大气压强P0=1.0×l05 Pa)
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度变化的图像(需标注相应的数据)。
【答案】
(1)S=100cm2 =1×10-2 m2 p==1.2×l04 Pa
(2) F乙=G+F大气 =G+P0S=120N+1.0×l05 Pa ×1×10-2 m2 =1120N
(3)如图。2008
五、实验设计与探究专题
1.人体血液密度大约为水的密度的1.05到1.06倍之间。医师给病人体检,有时需要测量病人血液的密度。如果用密度计进行血液密度的测量,需要血液量太多。给你若干试管、水、烧杯、一支合适的密度计(测量范围是1.050-1.060克/厘米3)、硫酸铜粉末、药匙。请你设计一种方法,只需要少量血液就能测量出病人血液的密度。
(1)简要说出你的实验步骤: ________ ; (2)详细说说你这种方法的理论依据: ________ 。
【答案】
(1)实验步骤:
配置密度分别为1.050、1.051、1.052、1.053、1.054、1.055、1.056、1.057、1.058、1.059、1.060倍水的密度的硫酸铜溶液,分别放在不同的试管或烧杯中;向各试管或烧杯中分别滴入一滴血液,观察哪个容器中的血液基本可以悬浮在溶液中。若血液悬浮,则血液密度就是该容器中溶液的密度。
(2)血液悬浮时,F浮=G;ρ液gV=ρ血gV,所以,ρ血=ρ液
2.
3.小明在学习物体浮沉条件时,由于调制食盐水密度的操作不够精准,导致实验中鸡蛋很难悬浮在食盐水中。于是他对实验进行了改进:分别用量筒和烧杯等器材配制了三 杯不同质量分数的酒精溶液,其中图甲B烧杯中的酒精与水的体积比为9:6。用注射器吸取密度为0.9克/厘米3的食用油分别在三杯酒精溶液中部注射一团油滴,一段时间后,如图甲所示。再过一段时间后,小明观察到油滴所处的状态如图乙所示。
为此,他作了如下探究:
【提出问题】 ________________________________?
【建立假设】假设一:可能是油滴的密度变小了。
假设二:可能是酒精溶液的密度变大了。
【实验方案】针对“假设一”的实验:用注射器吸取图乙任一烧杯中的油滴,将油滴注入到某一溶液中,观察其浮沉状况。
针对“假设二”的实验:先测定酒精溶液密度为ρ1,敞口放置一段时间后再次测定它的密度为ρ2,比较ρ1和ρ2的大小。
【得出结论】油滴密度不变,酒精溶液密度变大。
请回答:
(1)根据小明所作的假设,推测小明所提的问题是:_____________________________?
(2)针对“假设一”的实验中,“某一溶液”是______________________。
(3)小明经过思考,对“酒精溶液密度变大”这一结论作出合理的解释,即__________。
【答案】(1)油滴沉浮变化的原因是什么?;(2)密度为0.9g/cm3的液体;(3)酒精蒸发比水快.
【解答】(1)由图中现象可提出的猜想:
①油滴沉浮变化的原因是什么?②为什么下沉的油滴会悬浮?③为什么悬浮的油滴会漂浮?
(2)为了确定油滴的密度是否变化,可以将图乙任一烧杯中的油滴,注入到和原来油滴密度相同的液体 中,即密度为0.9g/cm3的液体中.
如果油滴仍悬浮,则说明油滴的密度不变;若油滴上浮,说明油滴的密度变小;若油滴下沉,则说明油滴的密度变大;
(3)酒精溶液是由水和酒精组成,由于酒精蒸发比水快,过一段时间后,酒精和水的比例少,是的酒精溶液的密度变大.
4.将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并把绳子的另一端固定在容器底部的中央,然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响)。容器中水与木块位置变化如乙图。请你在丙图中画出木块从加水开始到被完全浸没后的过程中浮力随时间的变 化情况图,并说出各段变化的理由。(温馨提示:t1 时间时木块恰好离开杯底,t2 时绳子刚好拉直, t3 时木块刚好完全浸没。)
解答:由F浮=ρ液gV排,ρ液、g不变,V排越大,F浮越大;
从0→t1加水过程中,木块没有离开杯底,木块排开水的体积增大,浮力增大;
从t1→t2加水的过程中,木块离开杯底处于漂浮状态,排开水的体积不变,浮力不变;
从t2→t3加水过程中,绳子拉直,木块排开水的体积又不断变大,浮力再次变大;
从t3→t4加水过程中,木块完全浸没,排开水的体积不再发生变化,浮力也不再发生变化.
图象如图所示
5.在不打破鸡蛋的前提下,如何判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度?小科进行了探究。
【查阅资料】刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔, 以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。
【实验过程】
任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚, 将它们轻放在水中, 观察静止后状态。
【实验现象】
(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上, 其余16枚鸡蛋沉于水底。
(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角, 记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一, 但尖端基本上比钝端更靠近底曲,如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
【思考与分析】
鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小。
(1)从实验现象可知:鸡蛋的气室位置在鸡蛋的 ( 填“钝端” 或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为 。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的 会变小,从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
【答案】(1)钝端 (2)1号、2号、3号 (3)质量
【解析】
(1)鸡蛋的钝端指的是较大的那一端,此端有两层卵壳膜围成的空腔叫气室,胚盘是胚胎发育的部位,里面含有细胞核。
(2)气室的体积越大,重心越低,沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间的夹角越大,所以图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为1号、2号、3号。
(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,水分排多,鸡蛋的质量会变小,鸡蛋的密度变小。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑

资源列表