人教版2025年下学期八年级物理期末计算题专项训练:浮力(附解析)

资源下载
  1. 二一教育资源

人教版2025年下学期八年级物理期末计算题专项训练:浮力(附解析)

资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
中小学教育资源及组卷应用平台
人教版2025年下学期八年级物理期末计算题专项训练
浮力(附解析)
学校:___________姓名:___________班级:___________
1.如图(a)所示,装有水的薄壁柱形容器甲置于水平地面上,容器乙中盛有质量为0.4千克的某液体,容器乙漂浮在容器甲中的水面上,此时甲中水的深度为0.5米。
(1)求水对容器甲底部的压强;
(2)若容器乙中液体的体积为米,求该液体的密度;
(3)若容器甲和容器乙的底面积分别为和,如图(b)所示,将物体丙浸没在容器乙的液体中,容器乙仍然漂浮在水面上,甲中水的深度增加了,乙中液体的深度增加了,水和液体均未溢出。求物体丙的密度。
2.小华和小夏一起通过物理实验研究问题,在竖直放置的弹簧测力计下挂一个物块,让物块从盛有足量水的容器上方离水面某一高度处匀速下降,逐渐浸入水中。该过程中弹簧测力计的示数随物块下降的高度变化的图像如图所示。(已知取,水的密度为)
(1)画出物块浸没在水中时的受力示意图;
(2)求物块浸没在水中时的浮力;
(3)求物块的密度为多少;
3.物理老师组织八年级的一些同学通过实验验证某个水龙头是否是铜质的。他们把这个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上,在空气中测得它所受的重力为3.2N;再把水龙头浸没在水中,如图所示,这时弹簧测力计的示数为(,g取)。问:
(1)这个水龙头的质量是多少千克?
(2)水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大?
(3)这个水龙头的密度是多少?它是纯铜的吗?
4.如图甲所示,竖直细杆(质量忽略不计)的上端通过力传感器固定在铁架台上,力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小,下端与底面积为40cm2实心均匀圆柱体M相连。质量300g底面积100cm2的薄壁柱形水箱(足够高)放在升降台上,装有30cm 深的水,如图甲所示。升降台以1cm/s 的速度上升,力传感器的示数F随升降台时长t的变化图像如图乙所示。M始终保持竖直,且不吸水。(水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)t=0s时,水对水箱底部的压强是多少?
(2)当圆柱体M所受浮力等于重力时,水箱已连续上升多久?
(3)如图乙,t1时与t=0s时相比,水箱对升降台的压强增加了1×103Pa,则圆柱体M的密度是多大?
5.钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具,其主要由鱼钩、铅坠、浮漂(7颗相同浮子)构成,该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时,浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上,漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上,为浮子的理想状态(忽略鱼线弯曲造成的影响,即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用)。如图乙所示,某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时,鱼饵的质量为,体积为,沉到水底后未与塘底紧密接触,有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上,且浮子处于理想状态。求:
名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线
质量 不计
体积 不计 不计
(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力;
(2)请分析水面向下第一颗浮子的受力情况,用力的示意图画出它受到的所有力;
(3)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力。
6.福州西湖公园建造步行栈道时,需将均匀柱状石料移入水中。如图甲所示,均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从平静的湖面上方以的恒定速度下降,图乙是钢绳拉力随时间变化的图像。g取10N/kg,求:
(1)石料刚好浸没时所受浮力的大小;
(2)石料的密度;
(3)第6s时石料下表面受到水的压强。
7.如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度。求:
(1)图丁中提子所受的浮力;
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强;
(3)在图丁中,继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,此时人对长柄的作用力大小;
(4)在(3)的基础上继续向下缓慢放提子,直到提子的容器里面装满酱油且提子容器口再次与酱油面相平为止,这个过程中酱油对桶底的压强变化量。
8.一个容器中装有2kg水,放在水平桌面上。将一个石块挂在弹簧测力计下,测力计的示数为 5.6N,慢慢将石块浸没在水中,不接触杯壁和杯底,稳定后,弹簧测力计的示数为3.6N。g取10N/ kg, 求:
(1)石块的质量;
(2)石块所受的浮力;
(3)石块的密度。
9.如图甲所示,水平桌面上放有底面积为、高为的薄壁柱形容器,容器里装有一定质量的水,正方体漂浮在水面。然后在正方体上逐个平放上密度均匀的长方体板B,容器底部受到水的压力与所加长方体板B个数的关系如图乙所示。已知所有的长方体板B完全相同,长方体板B的底面积与正方体的底面积相等,每个长方体板B的厚度,长方体板B的数目足够多;每次放置的时候,长方体板B的下表面与正方体的上表面完全重合,且整体始终保持直立不倾斜翻转。求:
(1)正方体A上没有放长方体板B时,水对容器底部的压强;
(2)长方体板B的密度;
(3)不断放入长方体板后,水对容器底部的最大压强。
10.小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将装有适量水的烧杯放到电子秤上静止时,电子秤的示数m1=400g;当物块A浸没在水中静止时,如图所示,电子秤示数m2=500g。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10N/kg。
(1)画出物块A的受力示意图;
(2)求物块A 受到的浮力F浮;
(3)求物块A的体积V。
11.如图甲所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。已知求:
(1)圆柱体的质量;
(2)圆柱体的体积;
(3)圆柱体的密度。
12.小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图所示,质量为的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氮气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图所示。已知球壳质量为,球内氮气的密度为,室内空气的密度为,求:
(1)探空仪对水平桌面的压强;
(2)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳的厚度)。
13.如图所示是一种防溺水救生手环。当发生溺水危险时,启动手环上的机关,手环内气囊会充满气体,涉水者将气囊抱于胸前,可使头部先露出水面,从而有效地防止溺水。
(1)小明质量为52.5kg,人体平均密度约为1.05×103kg/m3,要使小明的头部(人体头部约占人体总体积的十分之一)露出水面,气囊充满气时的体积至少要多大?(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)小明购买了该产品,经测量其气囊充满气体后的体积是5.7dm3。请问该防溺水救生手环是否能使涉水的小明整个头部露出水面?
14.有一质量分布均匀的长方体甲,其密度、底面积、高度的数据如下表所示:
(1)求甲的质量m甲;
(2)薄壁柱形容器乙放置在水平桌面上,容器足够高,现将甲放入其中,再向乙中缓慢注入水,如图所示,当甲所受浮力等于其重力时,
①求乙中水的最小深度h水min;
②沿水平方向切去甲露出水面的部分,若乙的底面积为,当甲静止时,求水对容器底部压强的变化量。
密度() 底面积() 高度(m)
0.5
15.图甲是我国自主建造的076型两栖攻击舰“四川舰”,其排水量(船舶满载时排开水的总质量)为40000吨。
(1)若“四川舰”以的速度航行,可连续航行,它的最大航程为多少?
(2)图乙为停在“四川舰”甲板上的“攻击-11”无人机,其自身质量为,若它满载武器时对甲板产生的压强为,轮胎与甲板总接触面积为,则它可搭载武器的最大质量为多少?(取)
(3)请分析“四川舰”的排水量与其满载时总质量的大小关系(写出推导过程)。
16.如图甲所示,一个底面积为薄壁柱形容器放在水平桌面中央,内盛有深的水。当把一个质量为的实心长方体A用细线悬挂浸入水中后,物体静止时如图乙,此时拉力为。剪断细线,当物体再次静止时浸没在水中(设水均未溢出容器),求:
(1)放入物体前水对容器底部的压强?
(2)图乙比甲容器内液面上升的高度?
(3)剪断细线后,容器对桌面的压强与甲图相比增加了多少?
17.如图,水平地面上有底面积为,不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm,(,g取10N/kg)求:
(1)物体受到的浮力;
(2)剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化量;
(3)剪断绳子,待物块静止后容器底对桌面的压力。
18.一个底面积为、高为10cm的薄壁烧杯内装有800g的水,一根细线悬挂着一个质量为300g、体积为的实心长方体A,如图所示,现将A的一部分浸入水中,水面升高了1cm,求:
(1)图中A排开水的体积为多少?
(2)细线对长方体A的拉力为多少N?
(3)剪断细线,待A静止后,水对烧杯底部的压强比线断前增加了多少Pa?
参考答案
1.(1)5×103Pa
(2)0.8×103kg/m3
(3)6×103kg/m3
【详解】(1)由题意知,甲中水的深度为0.5米。水对容器甲底部的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa
(2)容器乙中液体的体积为米,该液体的密度
(3)由题意可知,丙的体积为V=SΔh
丙的重力G=ρ丙gSΔh
丙放入后漂浮,增大的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3S×2Δh
根据增大的浮力等于丙的重力,则ρ丙×10N/kg×SΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3S×2Δh
解得ρ丙=6×103kg/m3。
2.(1)见解析
(2)20N
(3)
【详解】(1)物块浸没在水中时,受到竖直向上的浮力和拉力,受到竖直向下重力,如图所示:
(2)由图象可知,当时,弹簧测力计示数为
此时物块在空气中,根据二力平衡条件可知,物体重力为
由图知物块从开始接触水面,在水中浸没,浸没在水中时弹簧测力计示数为,物块浸没时受到的浮力
(3)根据可知,物块的体积
物块的质量为
物块的密度
3.(1)0.32
(2)0.4N
(3),它不是纯铜的
【详解】(1)由得,这个水龙头的质量是
(2)水龙头浸没在水中时受到竖直向上的浮力、拉力与竖直向下的重力的作用处于静止状态,由平衡力得,所受到的浮力
(3)水龙头浸没在水中,排开的水的体积等于水龙头的体积,由得,水龙头的体积
这个水龙头的密度是
则它不是纯铜的。
4.(1)3×103Pa
(2)14s
(3)0.4×103kg/m3
【详解】(1)t=0s时,水深
水对水箱底部的压强是
(2)据乙图可知,物体M受到的重力为4N,则当圆柱体M所受浮力等于重力时,即
此时物体排开液体的体积为
物体在水面以下的深度
容器中液面上升的距离为
升降台上升的距离为
此过程中升降台上升的时间为
水箱已连续上升的时间为
(3)水箱对桌面增加的压力也就是物体对其产生的向下的压力,这与水箱对产生的向上的力(浮力)是相互作用力大小相等,则浮力为
物体浸没后排开液体的体积与物体的体积相等为
物体M的质量为
圆柱体M的密度是
5.(1)0.032N
(2)
(3)0.001N
【详解】(1)浸没在水中的1颗浮子受到的浮力为F浮子=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-7m3=0.008N
4颗浮子受到的总浮力为F浮子总=4F浮子=4×0.008N=0.032N
(2)水面向下第一颗浮子受浮力、重力和下方细线的拉力,如图所示:
(3)浮子、铅坠、鱼钩和鱼饵整体处于平衡状态,它们受到的浮力、重力和支持力合力为0;铅坠受到的浮力为F浮铅=ρ水gV排铅=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-7m3=0.001N
鱼饵受到的浮力为F浮饵=ρ水gV排饵=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-6m3=0.01N
根据力的平衡关系可知F浮子总+F浮铅+F浮饵+F支=G浮子总+G浮铅+G浮饵+G鱼钩
即F浮子总+F浮铅+F浮饵+F支=(m浮子总+m浮铅+m浮饵+m鱼钩)g
代入数据0.032N+0.001N+0.01N+F支=(4×4×10-4kg+9×10-4kg+1.5×10-3kg+4×10-4kg)×10N/kg
解得F支=0.001N。
6.(1)500N
(2)
(3)
【详解】(1)由图乙可知,石料未接触水时,石料处于空气中,钢绳对石料的拉力大小等于石料的重力大小,即F=G=1400N
石料刚好浸没时,钢绳的拉力F'=900N,对石料受力分析可知,石料受到竖直向上的拉力,竖直向上的浮力,竖直向下的重力,则石料刚好浸没时所受浮力F浮=F-F'=1400N-900N=500N
(2)由G=mg得石料的质量
石料浸没时,排开水的体积等于石料的体积,由F浮=G排=ρ水gV排得石料的体积
石料的密度
(3)由图乙可知,B点时石料的下表面刚接触水面,第6s时,石料下表面离水面的高度h=vt=0.5m/s×(6s-2s)=2m
第6s时,石料下表面受到水的压强
7.(1)2N
(2)2400Pa
(3)1.62×10-4m3
(4)540Pa
【详解】(1)提子质量
该提子漂浮在酱油中提子所受的浮力
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强
(3)继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,提子排开水的体积
此时提子受到的浮力为
此时人对长柄的作用力大小F=F浮-G=2.16N-2N=0.16N
(4)提子的完全浸没时,排开水的体积为V排1=S2h2-S1h1=30cm2×12cm-27cm2×10cm=90cm3=0.9×10-4m3
这个过程中提子排开水的体积减小了ΔV=V排-V排1=1.8×10-4m3-0.9×10-4m3=0.9×10-4m3
桶内液面下降高度
压强变化量
8.(1)0.56kg
(2)2N
(3)2.8×103kg/m3
【详解】(1)根据题意可知,石块的重力是5.6N,则石块的质量为
(2)根据称重法可得,石块受到的浮力为
(3)石块浸没后排开水的体积与石块的体积相等,则石块的体积为
石块的密度为
9.(1)1200Pa
(2)
(3)
【详解】(1)由图乙可知,立方体A上没有放长方体板时水对容器底部的压力为24N,则水对容器底部的压强
(2)由图乙可知,当放入1个长方体板后,压力增大了26N-24N=2N
由于是漂浮的,故物体的重力为2N;而放第4个时,压力知增大30.5N-29.5N=1N,说明此时是沉底的,增大的压力等于1个木板增大的浮力,根据阿基米德原理可得
物体的重力为2N,根据可得
浸没时
解得
(3)加第4个B时,
加4个整体浸没沉底,
只有在水中漂浮时,则
加个整体触底且露出水面
水对容器底部的最大压强
10.(1)
(2)1N
(3)
【详解】(1)物块A浸没在水中静止时,受到重力、水的浮力和绳子的拉力,水的浮力和绳子的拉力之和等于重力,作用点在重心上,如下图所示:
(2)由阿基米德原理可知,物体浸没在水中,受到的浮力等于排开水的重力,将装有适量水的烧杯放到电子秤上静止时,电子秤的示数m1=400g;当物块A浸没在水中静止时,电子秤示数m2=500g,所以物块A 受到的浮力F浮=(m2-m1)g=(0.5kg-0.4kg)×10N/kg=1N
(3)由阿基米德原理可知,物块A的体积
11.(1)1.2kg
(2)
(3)
【详解】(1)由题图可知,实心圆柱体未浸入水中时的拉力为F1=12N,则由二力平衡条件可知,实心圆柱的重力为12N,圆柱体的质量为
(2)由题图可知,实心圆柱体浸没在水中时受到的拉力为F2=4N,则圆柱体浸没在水中时所受浮力
根据阿基米德原理可得,圆柱体的体积
(3)圆柱体的密度
12.(1)200Pa
(2)
【详解】(1)探空仪的重力
探空仪对水平桌面的压力
则探空仪对水平桌面的压强
(2)氦气球悬浮时,浮力等于总重力,设氦气球的体积为,则有
则有
解得氦气球的体积。
13.(1)
(2)不能
【详解】(1)由得,该同学的体积为
小明的头部(人体头部约占人体总体积的十分之一)露出水面时,人排开水的体积为
人漂浮时浮力为
则排开水的体积至少为
则气囊充满气时的体积至少为
(2)要使小明的头部(人体头部约占人体总体积的十分之一)露出水面,气囊充满气时的体积至少为,气囊充满气体后的体积是5.7dm3,小于气囊的最小体积,受到的浮力不够,故不能使涉水的小明整个头部露出水面。
14.(1)0.2kg
(2)0.4m,196Pa
【解析】【小题1】已知甲是长方体,则圆柱体的质量为。
【小题2】当甲所受浮力等于其重力时,甲对容器底的压力刚好为0时,此时水的深度最小。则有 ,即,即 ,则乙中水的最小深度为
物体浸入液体中的体积为
沿水平方向切去甲露出水面的部分,物体受到的浮力与甲当前的重力相等
此时,物体排开水的体积为
物体排开液体体积的变化量为
则水对容器底部压强的变化量为。
15.(1)9600km
(2)2t
(3)见解析
【详解】(1)“四川舰”以40km/h的速度航行,可连续航行240h,根据知,它的最大航程s=vt=40km/h×240h=9600km
(2)对甲板产生的压强为2.09×105Pa,轮胎与甲板总接触面积为0.4m2,最大压力F=pS=2.09×105Pa×0.4m2=8.36×104N
最大压力等于自身重力与搭载武器的重力之和,故(6.36×103kg+m)×10N/kg=8.36×104N
解得m=2000kg=2t
(3)“四川舰”的排水量是船舶满载时排开水的总质量,根据漂浮时浮力大小等于重力大小,而根据阿基米德原理知,浮力大小等于排开水的重力大小,故G排=mg;即m排g=mg;即m排=m;排水量与其满载时总质量的大小相等。
16.(1)1000Pa
(2)0.015m
(3)450Pa
【详解】(1)放入物体前容器水的深度为h=10cm=0.1m
水对容器底部的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(2)根据称重法,物体A受到的浮力F浮=G物-F=m物g-F=1.2kg×10N/kg-9N=3N
物体A排开水的体积
图乙比甲容器内液面上升的高度
(3)剪断细线前,容器对桌面的压力F压=G总-F=G水+GA-F
剪断细线后,物体浸没在水中(设水均未溢出容器),容器对桌面的压力F压′=G总=G水+GA
剪断细线后,容器对桌面的压力与甲图相比增加量ΔF=F压′-F压=(G水+GA)-(G水+GA-F)=F=9N
剪断细线后,容器对桌面的压强与甲图相比增加量
17.(1)10N
(2)200Pa
(3)84N
【详解】(1)物体的体积为
物体受到的浮力
(2)剪断绳子,物体漂浮在水面上,物体所受的浮力为
浮力的变化量为
根据
浮力变化量为6N,那么水对容器底的压力的变化量为6N,剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化量
(3)没有剪断绳子时,水的体积为
剪断绳子后,水的体积不变,故水的重力为
剪断绳子,待物块静止后容器底对桌面的压力
18.(1)100cm3
(2)2N
(3)100Pa
【详解】【小问1】
由题意可知A排开水的体积
【小问2】
长方体A受到的浮力
长方体A受到的重力
根据力的平衡条件可知,细线对物体A的拉力
【小问3】
计算烧杯内水的体积
烧杯内水的高度
则烧杯内剩余的高度
A物体密度
根据物体浮沉条件可知,剪断细线后,A物体漂浮,所以此时受到的浮力
则浮力增加
由,可计算排开液体体积增加
液面升高
所以水溢出,即液面与烧杯相平,液面升高的高度为
故水对烧杯底部的压强比线断前增加:
19.(1)
(2)
(3)6N
【详解】(1)乙图中,金属球受到的浮力为
乙图中金属球借助杯子漂浮,金属球受到的浮力等于金属球的重力,金属球的重力为
则金属球的质量为
(2)丙图中金属球沉底,体积等于排开液体的体积,即
由可知,金属球的密度为
(3)丙图中金属球受到的浮力为
容器底对金属球的支持力为
容器底对金属球的支持力与金属球对容器底的压力是一对相互作用力,大小相等,所以金属球对容器底的压力为
第1页,共2页
第1页,共2页

展开更多......

收起↑

资源预览