【精品解析】阿基米德原理——人教版八下物理重难点复习

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【精品解析】阿基米德原理——人教版八下物理重难点复习

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阿基米德原理——人教版八下物理重难点复习
一、选择题
1.(2023八下·三水期中)如图所示,将装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里。再把空饮料罐缓熳压入水中(饮料罐未与烧杯接触),溢出的水全部留盘子里,在这个过程中(  )
A.饮料罐受到的浮力保持不变
B.托盘秤的示数保持不变
C.水对饮料罐底部的压力保持不变
D.烧杯内的水对烧杯底部的压力保持不变
2.(2023八下·上杭期中)某海滨浴场,水底布满石头,在海水中游泳的人由深水走向浅水的过程中,以下体验和分析合理的是(  )
A.脚不疼,是因为人越来越轻
B.脚越来越疼,是因为水底对人的支持力越来越大
C.脚越来越疼,是因为人受到的重力越来越大
D.脚不疼,是因为水底对人的支持力越来越小
3.(2023八下·恩施期末) 如图所示,电子秤上放置一个装有适量水的圆柱形容器容器足够高,厚度与质量均忽略不计,已知水的质量为,容器的底面积为。将一个质量为、体积为的实心圆柱体用细线系着,将其一半浸入水中不考虑物体吸水。下列说法错误的是(  )
A.所受的浮力为
B.容器对电子秤的压力为
C.若剪断细线,物体下表面受到的压强先变大后不变
D.若剪断细线,待液面静止后,未触底,则水对容器底的压强为
4.(2023八下·黄陂月考)如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1000Pa;用细线栓一铁块,将铁块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80Pa,如图乙所示;再将细线剪断,铁块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了1500Pa,如图丙所示;不计容器的厚度,容器的底面积为100cm2,ρ铁=7.9g/cm3,下列判断正确的是(  )
A.铁块浸没在液体中时所受浮力是0.8N
B.铁块的体积是100cm3
C.液体的密度是1.0g/cm3
D.铁块沉底时对容器底部的压力是14.2N
5.(2023八下·黄陂月考)在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示.下列说法正确的是
A.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:2
B.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2:5
C.甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
D.甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力
6.(2023八下·乌鲁木齐期末)一块冰漂浮在密度为1.5g/cm3的浓盐水中,当冰熔化时,液面高度会(ρ冰=0.9×103kg/m3)(  )
A.上升 B.下降
C.不变 D.条件不足,无法确定
7.(2023八下·汕头期末)如图甲所示,在水平桌面上放有一个底面积为100cm2,足够高的薄壁柱形容器,长方体物块A、B通过轻弹簧连接并置于容器底部,此时物块B恰好浸没在水中。物块A的底面积为40cm2,高为10cm。继续向容器中匀速注水,注水速度为50cm3/s。弹簧受到的力随时间变化图像如图乙所示。弹簧的长度每变化1cm,弹力就变化1N,弹簧的重力和体积忽略不计。正确的是(  )
A.弹簧原长8cm
B.物块A所受重重为3N
C.16s-26s期间,液面上升了5cm
D.21s时,物块B对容器的压力为2N
8.(2024八下·成都期中)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲所示;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是(  )
A.物体的体积是400cm3
B.物体受到的最大浮力是12N
C.物体的密度是
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
9.(2024八下·凉山期末)如图所示,两个质量相同、底面积相同的圆形容器甲和乙中分别盛有两种质量相等的不同液体,两容器中的液面刚好相平。现将同一个金属小球分别放入甲、乙两容器的液体中,金属球都沉在甲、乙两容器的底部,金属球在甲中受的浮力为,在乙中受的浮力为,则正确的是(金属球沉底且液体均无溢出)(  )
A.
B.放入小球前,乙容器底所受的液体压力较大
C.放入小球后,两容器中的液面依然相平
D.放入小球后,乙容器对桌面的压强较大
二、填空题
10.(2024八下·九龙坡期末)如图所示,柱形水槽底部固定了两个滑轮,体积不计的细线一端连接弹簧测力计,一端连接一个气球,气球浸没在水中。现用弹簧测力计拉动气球,使气球缓慢下移,不计摩擦,且气球未接触滑轮,则这个过程中,气球受到的浮力将   ,水槽对桌面的压力将   。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
11.(2023八下·黄陂月考)如图甲是小雯看到“天眼”中气球悬吊着维护人员在面板上作业的情景,小雯利用气球和重物进行模拟,如图乙所示。充气前,气球A与重物B的总质量为0.109kg,充入适量氦气过程中,A体积变大,A所受浮力    (选填“变大”、“变小”或“不变”),A通过细线拉着B物体静止在水平地面上,B所受地面支持力的大小    (选填“大于”、“等于”或“小于”)B所受重力的大小,当A的体积为    m3时,B对地面的压力恰好为0。(B所受的浮力和细线重力忽略不计,取ρ空气=1.29kg/m3,ρ氦气=0.2kg/m3,g=10N/kg)
12.(2023八下·黄陂月考)如图所示,用弹簧测力计、一个正方体物块、两个装有适量水和盐水的烧杯;探究浸在液体中物体浮力的大小跟哪些因素有关。由图可知浮力大小与   有关,用图示实验数据可得盐水的密度是   kg/m 。(g取10Nkg)
三、实验探究题
13.(2024八下·潮南月考)图是小明用电子秤测固体和液体密度的示意图,固体刚刚浸没在水中受到的浮力F浮=   ,固体的体积V=   ,固体的密度   ;固体在待测液体中受到的浮力   ,待测液体的密度   。(均用图中字母和、g表示)
14.(2024八下·兴宁期中)人们到游泳馆游泳时,在下水的过程中感觉身体越来越“轻”,针对这一现象,聪聪通过如图所示的步骤进行了“浮力大小与哪些因素有关”的实验探究。
(1)由A、B、C三图可知,浮力大小与   有关;由A、   三图可知,浮力大小与浸没深度无关;
(2)对A、D、E三图中的实验现象和数据进行分析,可得出结论:物体受到的浮力大小还与   有关;
(3)由弹簧测力计的示数,还可以计算圆柱体密度为   g/cm3(已知酒精的密度为0.8g/cm3),图D中容器对桌面的压力与图A中相比变化了   N;
(4)他观察到,改变液体的密度,而物块受到的浮力变化不够明显,聪聪想出下列四种实验改进方案,其中可行的是   (选填字母);
A.换用体积更大的同种物块 B.换用两种密度相近的液体进行实验
C.换用分度值大一些的弹簧测力计 D.利用现有器材进行多次实验
(5)实验中,聪聪发现如果将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越   ,于是聪聪想把这个弹簧测力计改成密度秤。当他把物体完全浸没在水中时,他就在弹簧测力计的示数为3N的刻度处标上1g/cm3的字样,则此“密度秤”刻度盘上所能标注的最大密度值为   g/cm3。
15.(2024八下·廉江月考)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中。
(1)通过对图   两个实验步骤的比较,可以知道物体浸没在液体中所受到的浮力与深度   (选填“有”或“无”)关。
(2)通过对图   两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与   有关。
(4)某兴趣小组又找来弹簧测力计、酒精、小桶、铁架台、吸管、刻度尺等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
①同学们发现溢水杯中未装满水,如图(1)所示,这样实验会使测得的溢出水的重力   (偏大/偏小)。
②正确操作后,根据图(1)、(2)和(3)三次实验中弹簧测力计示数的变化,如果   等式成立(用图中弹簧测力计示数字母表示),说明阿基米德原理是正确的。
③细心的同学还根据图中部分弹簧测力计的示数,求得某液体的密度为   。并用一根长为20cm的吸管自制密度计进行验证,如图(4)所示,其中、,该密度计测得某液体的密度为   。(g取10N/kg)
16.(2024八下·青秀期中)如图在探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系时,某同学进行了如图所示的实验:
(1)你认为合理的实验顺序应是    ;(填编号)
(2)从图中可知石块受到的浮力是0.6N,排开液体的重力是    N。该同学根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由    ,接下来的实验操作应该是    ;
(3)完善试验后,可得结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小跟它排出的液体所受的重力    ;
(4)实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,合金块    (填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
(5)实验时如果溢水杯未装满水会导致F浮   G排(选填>、=、<),影响实验结论。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A.把空饮料罐按入水中时,排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排,浮力变大,故A不符合题意;
B.烧杯装满水,把空饮料罐按入水中后,溢出的水留在盘子里,托盘秤的示数F示=G杯+G水+F向下,
由于将饮料罐按入水中时,手有向下的压力,托盘秤的示数变大,故B不符合题意;
C.饮料罐压入水中时,深度增加,根据p=ρgh,水对饮料罐底部的压强变大,根据F=pS,水对饮料罐底部的压力变大,故C不符合题意;
D.烧杯装满水,把空的饮料罐按入水中时,烧杯中水的深度不变,根据p=ρgh,水对烧杯底部的压强不变,根据F=pS,压力不变,故D符合题意。
故选D。
【分析】物体进入水中的体积变大,受到的浮力变大;物体进入液体中时,排开液体后液体溢出,根据p=ρgh,判断容器底受到的压强,根据F=pS,计算容器底受到的压力关系。
2.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】人在水中由深水走向浅水时,由于人排开水的体积减小,根据阿基米德原理可知人所受浮力减小;人在水中受到重力G、浮力F浮及支持力F三个力,且在竖直方向上处于平衡状态,所以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B
【分析】游泳的人受重力、浮力及鹅软石对人的支持力,当支持力越大时人感受的疼痛将会越强烈
3.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A.A所受的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg××1000×10-6m3=5N,故A正确不合题意;
B.图中绳子对物体的拉力为:F=GA-F浮,则容器对电子秤的压力为:
F压=G水+GA-F=G水+F浮=m水g+F浮=600×10-3kg×10N/kg+5N=11N,故B错误符合题意;
C.物体A的重力G=mg=600×10-3kg×10N/kg=6N,
且实心长方体A的密度,
则剪断细线后,实心长方体A静止时处于漂浮状态(此时F浮′=G=6N),
所以剪断细线后,长方体排开水的体积变大,受到的浮力变大,当浮力和重力相等时,长方体继续向下运动,受到的浮力继续变大,直至速度为零,然后物体向上运动,如此反复,最终静止;
所以A物体下表面所处的深度先增大后变小,再变大后变小,最终静止不变,
由p=ρ液gh可知,A物体下表面受到的压强先变大后变小,往复后最终不变,故C正确不合题意;
D.因烧杯为柱形容器,所以若剪断细线,待液面静止后(物体漂浮),水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,
则水对容器底的压强为:
,故D正确不合题意。
故选B。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算A受到的浮力;
(2)对物体A进行受力分析,再对容器进行受力分析,从而找到电子秤的示数与水的重力和A受到浮力的数量关系即可;
(3)首先计算出物体A的密度,然后与水的密度进行比较,从而确定剪断细线后A的运动状态以及下表面所在深度的变化,最后根据液体压强公式p=ρ液gh分析受到的压强的变化即可;
(4)因烧杯为柱形容器,所以若剪断细线,待液面静止后(物体漂浮),水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,根据压强公式计算即可。
4.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.根据题意可知,图乙比图甲中对桌面增加的压力:ΔF1=Δp1S=80Pa×100×10-4m2=0.8N,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且铁块受到的浮力和铁块对液体的压力是一对相互作用力,所以对桌面增加的压力ΔF1=G排,
由阿基米德原理可知,铁块受到的浮力:F浮=G排=0.8N,
由F浮=ρgV排可知,铁块浸没时受到的浮力:F浮′=2F浮=2×0.8N=1.6N,故A错误;
B.将细线剪断,铁块沉到容器底部,图丙比图甲中对桌面增加的压强:Δp=Δp1+Δp2=80Pa+1500Pa=1580Pa,
图丙比图甲中对桌面增加的压力:ΔF2=ΔpS=1580Pa×100×10-4m2=15.8N,
则铁块的重力:G铁=ΔF2=15.8N,
铁块的质量:,
铁块的体积:,故B错误;
液体的密度:,故C错误;
铁块沉底时对容器底部的压力:F铁=G铁-F浮′=15.8N-1.6N=14.2N,故D正确,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
故选D。
【分析】(1)首先根据公式ΔF1=Δp1S计算图乙比图甲中增大的压力,再根据相互作用力原理计算铁块受到的浮力,最后根据“浮力与排开液体体积成正比”计算图丙中铁块受到的浮力。
(2)将细线剪断,铁块沉到容器底部,图丙比图甲中对桌面增加的压强:将两次容器底部压强的增大量相加得到丙比甲容器底部压强的变化量,根据ΔF2=ΔpS计算容器底部压力的增大量,而这个增大量其实等于铁块的重力。然后根据密度公式计算铁块的体积即可。
(3)当铁块浸没时,它排开水的体积等于自身体积,根据计算液体的密度:
(4)根据F铁=G铁-F浮′计算铁块沉底时对容器底部的压力。
5.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.设木块的体积为V,则甲中排开水的体积V甲=V,乙中排开水的体积V乙=(1-)V=V,
则甲、乙两图中木块受到水的浮力之比为:F浮甲:F浮乙=ρ水gV:ρ水gV=5:3,故A错误;
B.因木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以木块的重力:G=F浮乙=ρ水gV,
图甲中绳子的拉力:F拉=F浮甲-G=ρ水gV-ρ水gV=ρ水gV,
则甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比:
F拉:F浮甲=ρ水gV:ρ水gV=2:5,故B正确;
C.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,木块排开水的体积变小,容器内水的深度变小,
由p=ρ液gh可知,甲中水对容器底部的压强大于乙,故C错误;
D.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内水、木块的总重力不变,对桌面的压力仍等于总重力,故甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力,故D正确。
故选BD。
【分析】(1)首先计算甲和乙中排开水的体积之比,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算受到浮力的比;
(2)对木块进行受力分析,根据平衡力的知识分别计算出甲中木块受到的拉力和乙中木块受到的浮力,然后作比即可;
(3)根据液体压强公式p=ρ液gh分析水对容器底部压强的变化;
(4)根据F=G总比较容器对桌面的压力的大小变化。
6.【答案】A
【知识点】密度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】由于冰块漂浮在浓盐水面上,所以F浮=G冰,由可知,,则,冰融化成水后,质量不变,即,由可知,,所以,由生活经验可知:,所以,,即冰融化成水的体积大于冰排开水的体积,所以液面上升,故A正确
故答案为:A
【分析】由冰块漂浮,通过二力平衡得出浮力与重力为一对平衡力,再根据得出关于V排的表达式,利用冰融化后质量不变,通过列出关于V水的表达式,通过比较盐水与水的密度得出冰融化成水的体积大于冰排开水的体积,所以液面上升。
7.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】B.由图乙可知,0~16s内时,弹力没有减小,即此时水面还没有接触A的下表面。此时物体A不受浮力,它只受重力和向上的弹力。根据二力平衡的知识可知,它受到的重力等于弹力,即GA=F
弹力=2N,故B错误;
A.此时容器内加水的体积为:V加水=50cm3/s×16s=800cm3;
此时水的深度变化为:;
那么此时弹簧的长度为8cm;
由于弹簧受到2N的压力,因此弹簧向下缩短2cm;
则弹簧的原长:L0=8cm+2cm=10cm,故A错误;
C.16-26s时,弹簧受到的压力为0,则减小的压力等于物体A的重力,此时弹簧伸长量为0,
那么此时A排开水的体积:;
则此时A浸入的深度为:;
此时弹簧受到的压力减小2N,即弹簧向上伸长2cm;
那么此时液面上升:△h水'=△L+hA=2cm+5cm=7cm,故C错误;
D.26-31s时,加水量为:V加水'=50cm3×(31s-26s)=250cm3;
如果物体A浸没,所受的浮力应该为16-21s时所受浮力的2倍,也就是4N,则此时弹簧向上被拉长,它受到的拉力为2N。根据乙图可知,此时弹簧受到的拉力明显小于2N,说明此时AB整体是漂浮的。根据图乙和前面的分析可知,当21s时,△L'=1cm,即产生向下的弹力为1N;在26s时,弹簧不伸长,不产生弹力;在31s时,弹簧的伸长量为1cm,产生的弹力为1N,此时B对容器无压力,则21-31s内,物体B对容器的压力变化了2N,即21s时,物体B对容器的压力为2N,故D正确。
故选D。
【分析】(2)当物体A没有浸入水中时,它不受浮力,此时它的重力与弹力相互平衡,据此计算物体A的重力;
(1)0~16s内弹力不变,说明16s时水面刚好到达物体A的底部,用16s×注水速度得到加水的体积,再根据计算水面升高的高度,也就是此时弹簧的长度。再根据弹力计算出弹簧被压缩的长度,最后将二者相加得到弹簧的原长。
(3)16-26s时,弹簧受到的压力为0,则减小的压力等于物体A的重力,根据阿基米德原理计算出此时的V排,再根据计算出A浸入水中的深度,最后与弹簧变化的长度相加得到水面上升的高度。
(4)假设物体A浸没,计算出此时的浮力以及弹簧产生的弹力,然后与图乙比较,确定AB最终漂浮。接下来前后数据比较,确定B的压力的变化量,进而计算出21s时B对容器的压力。
8.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】ABC.由图乙可知,物体在空气中静止时,弹簧测力计的拉力等于重力,即物体的重力为G=12N,根据称重法计算可知在C点时,物体完全浸没到水中,物体完全浸没时受到的浮力为
;由可知,物体的体积;根据密度公式计算物体的密度
,故AB错误,C正确;
D.物体刚浸没时,上表面的压力为0;下表面受到的压力即为浮力,即F下=F浮=8N,故D错误。
故选C。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力。
9.【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.甲乙所装液体质量相等,由图可知,甲属于敞口容器,乙属于缩口容器,所以液面相平时甲中液体体积比乙中大,所以甲中液体密度小于乙中液体的密度,金属球排开液体的体积相等,所以金属球在甲液体中受到的浮力小于乙液体中受到的浮力,故A不对;
B.液体质量相等,重力相等,甲容器F甲<F浮甲,乙容器F乙>F浮乙,所以金属球放入前乙容器底所受的液体压力较大,故B正确;
C.放入小球后,金属球排开两种液体的体积相等,由于甲容器口大底小,液面升高小,乙容器口小底大,所以乙容器液面升高大,故C错误;
D.放入小球后,容器地对水平桌面的压力属于固体问题,压力大小等于容器、液体、金属球的重力之和,由题意可知,容器、液体、金属球的总重力相等,所以放入小球后,甲、乙容器对水平桌面的压力相等,又两容器的底面积相同,根据,甲、乙两容器对水平桌面的压强相等,故D不对。
故选B。
【分析】本题考查了浮力的计算,需要利用阿基米德原理和物体的浮沉条件来分析。首先,我们需要理解金属球在甲、乙两容器中所受浮力的计算方法,然后根据题目给出的条件,分析金属球在甲、乙两容器中所受浮力的大小。分析金属球在甲、乙两容器中所受浮力的大小。在解题过程中,需要注意甲、乙两容器中液体的质量相等,且甲、乙两容器的底面积相同,因此,甲、乙两容器中液体的密度相等。
10.【答案】变小;变大
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】(1)根据可知气球向下移动过程中,周围液体对气球的压强增大,气球体积变小,浮力变小。
(2)水槽对桌面的压力等于水的重力、水槽的重力、气球的重力之和减去测力计的拉力,气球受到的浮力变小,测力计的拉力变小,拉力变小,水槽对桌面的压力将变大。
【分析】根据得出手对细绳的拉力变化;图己中,根据G=mg求出合金块的重力,根据求出合金块浸没时受到的浮力,合金块对容器底部的压力等于自身的重力减去受到的浮力,根据压强定义公式求合金块对容器底部的压强。
11.【答案】变大;小于;0.1
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】(1)充入适量氦气过程中,A体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,A所受浮力变大。物体B受到竖直向上的拉力,根据F支持=G-F拉力可知,B受到地面的支持力小于自身重力。
(2)当B对地面的压力恰好为0时,整个装置在空气中悬浮,
根据悬浮条件得到:F浮=G+G氦气;
ρ空气gV排=mg+ρ氦气gV;
ρ空气V=m+ρ氦气V;
1.29kg/m3V=0.109kg+0.2kg/m3V;
解得:V=0.1m3。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析气球受到浮力的变化,根据F支持=G-F拉力计算B受到地面支持力的大小变化。
(2)当B对地面的压力恰好为0时,整个装置在空气中悬浮,根据悬浮条件,结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排列式计算即可。
12.【答案】物体排开液体的体积和液体的密度;1.1×103
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)根据图片乙和丙可知,物体排开水的体积不同,而测力计的示数也不同,根据F浮=G-F拉可知,物体受到的浮力不同,那么可以:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
根据图片丁和戊可知,液体的密度不同,而测力计的示数不同,根据F浮=G-F拉可知,物体受到的浮力不同,那么可以:浮力大小与液体的密度有关;
(2)根据甲和丙图可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F拉=5N-1N=4N;
根据甲和戊图可知,物体浸没在盐水中受到的浮力:F浮'=G-F拉'=5N-0.6N=4.4N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当排开液体体积相同时,浮力与液体密度成正比,
即:;

解得:ρ盐水=1.1×103kg/m3。
【分析】(1)将图片乙和丙,丁和戊图分析进行比,从而确定影响浮力大小的因素;
(2)首先根据F浮=G-F拉分别计算出物体浸没在水中和盐水中受到浮力,再根据“浮力与液体密度成正比”计算盐水的密度。
13.【答案】;;;;
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】根据B、C图,电子秤增加的示数为:,是排开液体的质量,则固体浸没在水中受到的浮力大小为:,
根据F浮=ρ液V排g,固体的体积即排开水的体积为:
计算固体的密度:;
固体在待测液体中,计算受到的浮力:,
待测液体的密度:
【分析】根据物体排开液体的质量,根据F浮=G排=mg,计算浮力;利用,计算物体的体积,根据,计算密度;利用,计算液体密度的大小。
14.【答案】排开液体的体积;C、D;液体密度;;1;A;小;3
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)A、B、C三图,变量为浸没液体的体积,其余因素相同,弹簧测力计示数不同,由称重法可知,浮力不同,故可得到浮力与物体排开液体的体积有关。探究浮力大小与浸没深度的关系,变量为浸没深度,其余因素相同,故选A、C、D可知,浮力大小与浸没深度无关。
(2)A、D、E三图,变量为液体的密度,通过比较可知,浮力大小与液体密度有关。
(3)物体浸没在酒精中时,,物体浸没在水中时,,根据称重法可得,代入数据解得;结合浮力公式计算物体的体积

同理可得在水中的浮力为
根据称重法计算则物体的重力为;根据G=mg计算物体质量为;连接m=ρv计算物体密度为;水对物体产生竖直向上1N的浮力,则物体会对水产生向下1N的推力,所以图D中容器对桌面的压力与图A中相比变化了1N。
(4)[6]根据阿基米德原理可知,若要使浮力变化明显,应使两种液体密度变化大一些或增大排开液体的体积(即增大物体的体积),故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(5)将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越小。物体完全放在水中时,弹簧测力计的示数为3N,此时标上1g/cm3的字样,当弹簧测力计的示数为0时,此时弹簧测力计无拉力,浮力等于重力,物体悬浮,物体的密度等于液体的密度,即ρ物=ρ液。;所以此“密度秤”刻度盘上所能标注的最大密度值为4g/cm3。
综上 第1空、排开液体的体积; 第2空、CD; 第3空、 液体密度; 第4空、4; 第5空、1; 第6空、A; 第7空、小; 第8空、3 .
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
4、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力。
15.【答案】(1)丙、丁;无
(2)乙、丙
(3)液体密度
(4)偏小;;0.8;0.75
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)分析比较实验步骤丙和丁,物块浸没在水中,深度不同,但弹簧测力计示数相同,根据称重法F浮=G-F可知,物块受到的浮力相同,所以 可以知道物体浸没在液体中所受到的浮力与深度无关;
(2)分析实验步骤乙、丙,随着物块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法F浮=G-F可知,物块所受浮力也增大,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,弹簧测力计示数不同,由称重法F浮=G-F可知,物块所受浮力不同,可以知道物体浸没在液体中所受的浮力大小与液体密度有关;
(4)①溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力偏小;
②根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体所受的浮力等于排开液体的重力,F浮=F1-F5,
G排=F6-F2,故当F1-F5=F6-F2时,可以验证阿基米德原理;
③物块完全浸没水中时的浮力:
F浮=ρ水gV排=F3-F1=4N-3N=1N
完全浸没时:
物块浸没在液体中受到的浮力为:
F浮'=G-F浮液=4N-3.2N=0.8N
浸没时
液体的密度:
密度计在水中和液体中都处于漂浮状态,在水中受到的浮力和在另一种液体中受到的浮力相等,且等于自身重力,有
解方程可得
ρ液=0.75×103kg/m3=0.75g/cm3
【分析】(1)(2)(3)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;
(4))①溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力;
②根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力;
③根据阿基米德原理结合称重法F浮=G-F列方程可得物块的体积;根据称重法计算物块在液体中受到的浮力,根据阿基米德原理求出液体的密度;
密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,根据阿基米德原理列方程可得液体的密度;
(1)[1][2]分析比较实验步骤丙和丁,物块浸没在水中,深度不同,但所受浮力相同,可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)分析实验步骤乙、丙,随着物块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,物块所受浮力也增大,可以得出结论物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,由称重法可知,物块所受浮力不同,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与液体密度有关。
(4)①[1]溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力,得到溢出水的重力偏小。
②[2]根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力,故当F1-F5=F6-F2时,可以验证阿基米德原理。
③[3]物块完全浸没水中时的浮力
F浮=ρ水gV排=F3-F1=4N-3N=1N
完全浸没时
物块在液体中受到的浮力为
F浮'=G-F'=4N-3.2N=0.8N
液体的密度
[4]密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,密度计在水中受到的浮力和在另一种液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可得
解方程可得
ρ液=0.75×103kg/m3=0.75g/cm3
16.【答案】(1)丁、甲、乙、丙
(2)0.6;一组数据具有偶然性;更换液体重复以上步骤进行多次实验
(3)相等
(4)不一定
(5)>
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力;
甲、测出实心合金块所受的重力;
乙、把合金块浸没在装满水溢水杯中,收集合金块排开的水;
丙、测出桶和排开的水所受的重力。
故该空填“丁、甲、乙、丙”;
(2) 第1空、 由图中数据可知 石块受到的浮力是0.6N ,合金块没入水中后排开水的重力: 可知,浸在液体中的物体所受的浮力。故该空填“0.6”;
第2空、 第3空,此过程中只进行了一次实验便总结得出结论,结论具有偶然性,所以 接下来的实验操作应该是 更换液体重复以上步骤进行多次实验 。故2空填“ 一组数据具有偶然性 ”;第3空填“ 更换液体重复以上步骤进行多次实验 ”
(3) 第1空、 完善试验后可得结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小跟它排出的液体所受的重力 相等。故该空填“相等”;
(4) 第1空、 当物体浸在液体中就会受到液体对它向上的浮力,同时它也会排开一定的液体,合金块不一定浸没在水中。故该空填“不一定”;
(5) 第1空、 如果溢水杯未装满水,部分排出的水没有全部进入桶中,会导致实际测量的排开液体的重力偏小,而浮力是根据物体重力和在液体中的拉力计算的,不受此影响,所以会出现 F 浮大于 G 排的情况,从而影响实验结论的准确性。 故该空填“ > ”;
【分析】 首先明确实验目的是探究物体所受浮力与排开液体重力的关系,按照丁、甲、乙、丙的顺序进行实验操作,分别测量出相关数据以计算浮力和排开液体重力;然后针对一次实验数据的局限性,提出要多次重复实验以增强结论的可靠性;得出浸在液体中的物体所受浮力与排开液体重力相等的结论;接着强调验证该原理时合金块不一定要浸没;最后指出若溢水杯未装满水会使排开液体重力测量偏小,从而导致 F 浮大于 G 排,影响结论准确性。
1 / 1阿基米德原理——人教版八下物理重难点复习
一、选择题
1.(2023八下·三水期中)如图所示,将装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里。再把空饮料罐缓熳压入水中(饮料罐未与烧杯接触),溢出的水全部留盘子里,在这个过程中(  )
A.饮料罐受到的浮力保持不变
B.托盘秤的示数保持不变
C.水对饮料罐底部的压力保持不变
D.烧杯内的水对烧杯底部的压力保持不变
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A.把空饮料罐按入水中时,排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排,浮力变大,故A不符合题意;
B.烧杯装满水,把空饮料罐按入水中后,溢出的水留在盘子里,托盘秤的示数F示=G杯+G水+F向下,
由于将饮料罐按入水中时,手有向下的压力,托盘秤的示数变大,故B不符合题意;
C.饮料罐压入水中时,深度增加,根据p=ρgh,水对饮料罐底部的压强变大,根据F=pS,水对饮料罐底部的压力变大,故C不符合题意;
D.烧杯装满水,把空的饮料罐按入水中时,烧杯中水的深度不变,根据p=ρgh,水对烧杯底部的压强不变,根据F=pS,压力不变,故D符合题意。
故选D。
【分析】物体进入水中的体积变大,受到的浮力变大;物体进入液体中时,排开液体后液体溢出,根据p=ρgh,判断容器底受到的压强,根据F=pS,计算容器底受到的压力关系。
2.(2023八下·上杭期中)某海滨浴场,水底布满石头,在海水中游泳的人由深水走向浅水的过程中,以下体验和分析合理的是(  )
A.脚不疼,是因为人越来越轻
B.脚越来越疼,是因为水底对人的支持力越来越大
C.脚越来越疼,是因为人受到的重力越来越大
D.脚不疼,是因为水底对人的支持力越来越小
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】人在水中由深水走向浅水时,由于人排开水的体积减小,根据阿基米德原理可知人所受浮力减小;人在水中受到重力G、浮力F浮及支持力F三个力,且在竖直方向上处于平衡状态,所以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B
【分析】游泳的人受重力、浮力及鹅软石对人的支持力,当支持力越大时人感受的疼痛将会越强烈
3.(2023八下·恩施期末) 如图所示,电子秤上放置一个装有适量水的圆柱形容器容器足够高,厚度与质量均忽略不计,已知水的质量为,容器的底面积为。将一个质量为、体积为的实心圆柱体用细线系着,将其一半浸入水中不考虑物体吸水。下列说法错误的是(  )
A.所受的浮力为
B.容器对电子秤的压力为
C.若剪断细线,物体下表面受到的压强先变大后不变
D.若剪断细线,待液面静止后,未触底,则水对容器底的压强为
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A.A所受的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg××1000×10-6m3=5N,故A正确不合题意;
B.图中绳子对物体的拉力为:F=GA-F浮,则容器对电子秤的压力为:
F压=G水+GA-F=G水+F浮=m水g+F浮=600×10-3kg×10N/kg+5N=11N,故B错误符合题意;
C.物体A的重力G=mg=600×10-3kg×10N/kg=6N,
且实心长方体A的密度,
则剪断细线后,实心长方体A静止时处于漂浮状态(此时F浮′=G=6N),
所以剪断细线后,长方体排开水的体积变大,受到的浮力变大,当浮力和重力相等时,长方体继续向下运动,受到的浮力继续变大,直至速度为零,然后物体向上运动,如此反复,最终静止;
所以A物体下表面所处的深度先增大后变小,再变大后变小,最终静止不变,
由p=ρ液gh可知,A物体下表面受到的压强先变大后变小,往复后最终不变,故C正确不合题意;
D.因烧杯为柱形容器,所以若剪断细线,待液面静止后(物体漂浮),水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,
则水对容器底的压强为:
,故D正确不合题意。
故选B。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算A受到的浮力;
(2)对物体A进行受力分析,再对容器进行受力分析,从而找到电子秤的示数与水的重力和A受到浮力的数量关系即可;
(3)首先计算出物体A的密度,然后与水的密度进行比较,从而确定剪断细线后A的运动状态以及下表面所在深度的变化,最后根据液体压强公式p=ρ液gh分析受到的压强的变化即可;
(4)因烧杯为柱形容器,所以若剪断细线,待液面静止后(物体漂浮),水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,根据压强公式计算即可。
4.(2023八下·黄陂月考)如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1000Pa;用细线栓一铁块,将铁块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80Pa,如图乙所示;再将细线剪断,铁块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了1500Pa,如图丙所示;不计容器的厚度,容器的底面积为100cm2,ρ铁=7.9g/cm3,下列判断正确的是(  )
A.铁块浸没在液体中时所受浮力是0.8N
B.铁块的体积是100cm3
C.液体的密度是1.0g/cm3
D.铁块沉底时对容器底部的压力是14.2N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.根据题意可知,图乙比图甲中对桌面增加的压力:ΔF1=Δp1S=80Pa×100×10-4m2=0.8N,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且铁块受到的浮力和铁块对液体的压力是一对相互作用力,所以对桌面增加的压力ΔF1=G排,
由阿基米德原理可知,铁块受到的浮力:F浮=G排=0.8N,
由F浮=ρgV排可知,铁块浸没时受到的浮力:F浮′=2F浮=2×0.8N=1.6N,故A错误;
B.将细线剪断,铁块沉到容器底部,图丙比图甲中对桌面增加的压强:Δp=Δp1+Δp2=80Pa+1500Pa=1580Pa,
图丙比图甲中对桌面增加的压力:ΔF2=ΔpS=1580Pa×100×10-4m2=15.8N,
则铁块的重力:G铁=ΔF2=15.8N,
铁块的质量:,
铁块的体积:,故B错误;
液体的密度:,故C错误;
铁块沉底时对容器底部的压力:F铁=G铁-F浮′=15.8N-1.6N=14.2N,故D正确,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
故选D。
【分析】(1)首先根据公式ΔF1=Δp1S计算图乙比图甲中增大的压力,再根据相互作用力原理计算铁块受到的浮力,最后根据“浮力与排开液体体积成正比”计算图丙中铁块受到的浮力。
(2)将细线剪断,铁块沉到容器底部,图丙比图甲中对桌面增加的压强:将两次容器底部压强的增大量相加得到丙比甲容器底部压强的变化量,根据ΔF2=ΔpS计算容器底部压力的增大量,而这个增大量其实等于铁块的重力。然后根据密度公式计算铁块的体积即可。
(3)当铁块浸没时,它排开水的体积等于自身体积,根据计算液体的密度:
(4)根据F铁=G铁-F浮′计算铁块沉底时对容器底部的压力。
5.(2023八下·黄陂月考)在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示.下列说法正确的是
A.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:2
B.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2:5
C.甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
D.甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.设木块的体积为V,则甲中排开水的体积V甲=V,乙中排开水的体积V乙=(1-)V=V,
则甲、乙两图中木块受到水的浮力之比为:F浮甲:F浮乙=ρ水gV:ρ水gV=5:3,故A错误;
B.因木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以木块的重力:G=F浮乙=ρ水gV,
图甲中绳子的拉力:F拉=F浮甲-G=ρ水gV-ρ水gV=ρ水gV,
则甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比:
F拉:F浮甲=ρ水gV:ρ水gV=2:5,故B正确;
C.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,木块排开水的体积变小,容器内水的深度变小,
由p=ρ液gh可知,甲中水对容器底部的压强大于乙,故C错误;
D.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内水、木块的总重力不变,对桌面的压力仍等于总重力,故甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力,故D正确。
故选BD。
【分析】(1)首先计算甲和乙中排开水的体积之比,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算受到浮力的比;
(2)对木块进行受力分析,根据平衡力的知识分别计算出甲中木块受到的拉力和乙中木块受到的浮力,然后作比即可;
(3)根据液体压强公式p=ρ液gh分析水对容器底部压强的变化;
(4)根据F=G总比较容器对桌面的压力的大小变化。
6.(2023八下·乌鲁木齐期末)一块冰漂浮在密度为1.5g/cm3的浓盐水中,当冰熔化时,液面高度会(ρ冰=0.9×103kg/m3)(  )
A.上升 B.下降
C.不变 D.条件不足,无法确定
【答案】A
【知识点】密度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】由于冰块漂浮在浓盐水面上,所以F浮=G冰,由可知,,则,冰融化成水后,质量不变,即,由可知,,所以,由生活经验可知:,所以,,即冰融化成水的体积大于冰排开水的体积,所以液面上升,故A正确
故答案为:A
【分析】由冰块漂浮,通过二力平衡得出浮力与重力为一对平衡力,再根据得出关于V排的表达式,利用冰融化后质量不变,通过列出关于V水的表达式,通过比较盐水与水的密度得出冰融化成水的体积大于冰排开水的体积,所以液面上升。
7.(2023八下·汕头期末)如图甲所示,在水平桌面上放有一个底面积为100cm2,足够高的薄壁柱形容器,长方体物块A、B通过轻弹簧连接并置于容器底部,此时物块B恰好浸没在水中。物块A的底面积为40cm2,高为10cm。继续向容器中匀速注水,注水速度为50cm3/s。弹簧受到的力随时间变化图像如图乙所示。弹簧的长度每变化1cm,弹力就变化1N,弹簧的重力和体积忽略不计。正确的是(  )
A.弹簧原长8cm
B.物块A所受重重为3N
C.16s-26s期间,液面上升了5cm
D.21s时,物块B对容器的压力为2N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】B.由图乙可知,0~16s内时,弹力没有减小,即此时水面还没有接触A的下表面。此时物体A不受浮力,它只受重力和向上的弹力。根据二力平衡的知识可知,它受到的重力等于弹力,即GA=F
弹力=2N,故B错误;
A.此时容器内加水的体积为:V加水=50cm3/s×16s=800cm3;
此时水的深度变化为:;
那么此时弹簧的长度为8cm;
由于弹簧受到2N的压力,因此弹簧向下缩短2cm;
则弹簧的原长:L0=8cm+2cm=10cm,故A错误;
C.16-26s时,弹簧受到的压力为0,则减小的压力等于物体A的重力,此时弹簧伸长量为0,
那么此时A排开水的体积:;
则此时A浸入的深度为:;
此时弹簧受到的压力减小2N,即弹簧向上伸长2cm;
那么此时液面上升:△h水'=△L+hA=2cm+5cm=7cm,故C错误;
D.26-31s时,加水量为:V加水'=50cm3×(31s-26s)=250cm3;
如果物体A浸没,所受的浮力应该为16-21s时所受浮力的2倍,也就是4N,则此时弹簧向上被拉长,它受到的拉力为2N。根据乙图可知,此时弹簧受到的拉力明显小于2N,说明此时AB整体是漂浮的。根据图乙和前面的分析可知,当21s时,△L'=1cm,即产生向下的弹力为1N;在26s时,弹簧不伸长,不产生弹力;在31s时,弹簧的伸长量为1cm,产生的弹力为1N,此时B对容器无压力,则21-31s内,物体B对容器的压力变化了2N,即21s时,物体B对容器的压力为2N,故D正确。
故选D。
【分析】(2)当物体A没有浸入水中时,它不受浮力,此时它的重力与弹力相互平衡,据此计算物体A的重力;
(1)0~16s内弹力不变,说明16s时水面刚好到达物体A的底部,用16s×注水速度得到加水的体积,再根据计算水面升高的高度,也就是此时弹簧的长度。再根据弹力计算出弹簧被压缩的长度,最后将二者相加得到弹簧的原长。
(3)16-26s时,弹簧受到的压力为0,则减小的压力等于物体A的重力,根据阿基米德原理计算出此时的V排,再根据计算出A浸入水中的深度,最后与弹簧变化的长度相加得到水面上升的高度。
(4)假设物体A浸没,计算出此时的浮力以及弹簧产生的弹力,然后与图乙比较,确定AB最终漂浮。接下来前后数据比较,确定B的压力的变化量,进而计算出21s时B对容器的压力。
8.(2024八下·成都期中)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲所示;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是(  )
A.物体的体积是400cm3
B.物体受到的最大浮力是12N
C.物体的密度是
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】ABC.由图乙可知,物体在空气中静止时,弹簧测力计的拉力等于重力,即物体的重力为G=12N,根据称重法计算可知在C点时,物体完全浸没到水中,物体完全浸没时受到的浮力为
;由可知,物体的体积;根据密度公式计算物体的密度
,故AB错误,C正确;
D.物体刚浸没时,上表面的压力为0;下表面受到的压力即为浮力,即F下=F浮=8N,故D错误。
故选C。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力。
9.(2024八下·凉山期末)如图所示,两个质量相同、底面积相同的圆形容器甲和乙中分别盛有两种质量相等的不同液体,两容器中的液面刚好相平。现将同一个金属小球分别放入甲、乙两容器的液体中,金属球都沉在甲、乙两容器的底部,金属球在甲中受的浮力为,在乙中受的浮力为,则正确的是(金属球沉底且液体均无溢出)(  )
A.
B.放入小球前,乙容器底所受的液体压力较大
C.放入小球后,两容器中的液面依然相平
D.放入小球后,乙容器对桌面的压强较大
【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.甲乙所装液体质量相等,由图可知,甲属于敞口容器,乙属于缩口容器,所以液面相平时甲中液体体积比乙中大,所以甲中液体密度小于乙中液体的密度,金属球排开液体的体积相等,所以金属球在甲液体中受到的浮力小于乙液体中受到的浮力,故A不对;
B.液体质量相等,重力相等,甲容器F甲<F浮甲,乙容器F乙>F浮乙,所以金属球放入前乙容器底所受的液体压力较大,故B正确;
C.放入小球后,金属球排开两种液体的体积相等,由于甲容器口大底小,液面升高小,乙容器口小底大,所以乙容器液面升高大,故C错误;
D.放入小球后,容器地对水平桌面的压力属于固体问题,压力大小等于容器、液体、金属球的重力之和,由题意可知,容器、液体、金属球的总重力相等,所以放入小球后,甲、乙容器对水平桌面的压力相等,又两容器的底面积相同,根据,甲、乙两容器对水平桌面的压强相等,故D不对。
故选B。
【分析】本题考查了浮力的计算,需要利用阿基米德原理和物体的浮沉条件来分析。首先,我们需要理解金属球在甲、乙两容器中所受浮力的计算方法,然后根据题目给出的条件,分析金属球在甲、乙两容器中所受浮力的大小。分析金属球在甲、乙两容器中所受浮力的大小。在解题过程中,需要注意甲、乙两容器中液体的质量相等,且甲、乙两容器的底面积相同,因此,甲、乙两容器中液体的密度相等。
二、填空题
10.(2024八下·九龙坡期末)如图所示,柱形水槽底部固定了两个滑轮,体积不计的细线一端连接弹簧测力计,一端连接一个气球,气球浸没在水中。现用弹簧测力计拉动气球,使气球缓慢下移,不计摩擦,且气球未接触滑轮,则这个过程中,气球受到的浮力将   ,水槽对桌面的压力将   。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小;变大
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】(1)根据可知气球向下移动过程中,周围液体对气球的压强增大,气球体积变小,浮力变小。
(2)水槽对桌面的压力等于水的重力、水槽的重力、气球的重力之和减去测力计的拉力,气球受到的浮力变小,测力计的拉力变小,拉力变小,水槽对桌面的压力将变大。
【分析】根据得出手对细绳的拉力变化;图己中,根据G=mg求出合金块的重力,根据求出合金块浸没时受到的浮力,合金块对容器底部的压力等于自身的重力减去受到的浮力,根据压强定义公式求合金块对容器底部的压强。
11.(2023八下·黄陂月考)如图甲是小雯看到“天眼”中气球悬吊着维护人员在面板上作业的情景,小雯利用气球和重物进行模拟,如图乙所示。充气前,气球A与重物B的总质量为0.109kg,充入适量氦气过程中,A体积变大,A所受浮力    (选填“变大”、“变小”或“不变”),A通过细线拉着B物体静止在水平地面上,B所受地面支持力的大小    (选填“大于”、“等于”或“小于”)B所受重力的大小,当A的体积为    m3时,B对地面的压力恰好为0。(B所受的浮力和细线重力忽略不计,取ρ空气=1.29kg/m3,ρ氦气=0.2kg/m3,g=10N/kg)
【答案】变大;小于;0.1
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】(1)充入适量氦气过程中,A体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,A所受浮力变大。物体B受到竖直向上的拉力,根据F支持=G-F拉力可知,B受到地面的支持力小于自身重力。
(2)当B对地面的压力恰好为0时,整个装置在空气中悬浮,
根据悬浮条件得到:F浮=G+G氦气;
ρ空气gV排=mg+ρ氦气gV;
ρ空气V=m+ρ氦气V;
1.29kg/m3V=0.109kg+0.2kg/m3V;
解得:V=0.1m3。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析气球受到浮力的变化,根据F支持=G-F拉力计算B受到地面支持力的大小变化。
(2)当B对地面的压力恰好为0时,整个装置在空气中悬浮,根据悬浮条件,结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排列式计算即可。
12.(2023八下·黄陂月考)如图所示,用弹簧测力计、一个正方体物块、两个装有适量水和盐水的烧杯;探究浸在液体中物体浮力的大小跟哪些因素有关。由图可知浮力大小与   有关,用图示实验数据可得盐水的密度是   kg/m 。(g取10Nkg)
【答案】物体排开液体的体积和液体的密度;1.1×103
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)根据图片乙和丙可知,物体排开水的体积不同,而测力计的示数也不同,根据F浮=G-F拉可知,物体受到的浮力不同,那么可以:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
根据图片丁和戊可知,液体的密度不同,而测力计的示数不同,根据F浮=G-F拉可知,物体受到的浮力不同,那么可以:浮力大小与液体的密度有关;
(2)根据甲和丙图可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F拉=5N-1N=4N;
根据甲和戊图可知,物体浸没在盐水中受到的浮力:F浮'=G-F拉'=5N-0.6N=4.4N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当排开液体体积相同时,浮力与液体密度成正比,
即:;

解得:ρ盐水=1.1×103kg/m3。
【分析】(1)将图片乙和丙,丁和戊图分析进行比,从而确定影响浮力大小的因素;
(2)首先根据F浮=G-F拉分别计算出物体浸没在水中和盐水中受到浮力,再根据“浮力与液体密度成正比”计算盐水的密度。
三、实验探究题
13.(2024八下·潮南月考)图是小明用电子秤测固体和液体密度的示意图,固体刚刚浸没在水中受到的浮力F浮=   ,固体的体积V=   ,固体的密度   ;固体在待测液体中受到的浮力   ,待测液体的密度   。(均用图中字母和、g表示)
【答案】;;;;
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】根据B、C图,电子秤增加的示数为:,是排开液体的质量,则固体浸没在水中受到的浮力大小为:,
根据F浮=ρ液V排g,固体的体积即排开水的体积为:
计算固体的密度:;
固体在待测液体中,计算受到的浮力:,
待测液体的密度:
【分析】根据物体排开液体的质量,根据F浮=G排=mg,计算浮力;利用,计算物体的体积,根据,计算密度;利用,计算液体密度的大小。
14.(2024八下·兴宁期中)人们到游泳馆游泳时,在下水的过程中感觉身体越来越“轻”,针对这一现象,聪聪通过如图所示的步骤进行了“浮力大小与哪些因素有关”的实验探究。
(1)由A、B、C三图可知,浮力大小与   有关;由A、   三图可知,浮力大小与浸没深度无关;
(2)对A、D、E三图中的实验现象和数据进行分析,可得出结论:物体受到的浮力大小还与   有关;
(3)由弹簧测力计的示数,还可以计算圆柱体密度为   g/cm3(已知酒精的密度为0.8g/cm3),图D中容器对桌面的压力与图A中相比变化了   N;
(4)他观察到,改变液体的密度,而物块受到的浮力变化不够明显,聪聪想出下列四种实验改进方案,其中可行的是   (选填字母);
A.换用体积更大的同种物块 B.换用两种密度相近的液体进行实验
C.换用分度值大一些的弹簧测力计 D.利用现有器材进行多次实验
(5)实验中,聪聪发现如果将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越   ,于是聪聪想把这个弹簧测力计改成密度秤。当他把物体完全浸没在水中时,他就在弹簧测力计的示数为3N的刻度处标上1g/cm3的字样,则此“密度秤”刻度盘上所能标注的最大密度值为   g/cm3。
【答案】排开液体的体积;C、D;液体密度;;1;A;小;3
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)A、B、C三图,变量为浸没液体的体积,其余因素相同,弹簧测力计示数不同,由称重法可知,浮力不同,故可得到浮力与物体排开液体的体积有关。探究浮力大小与浸没深度的关系,变量为浸没深度,其余因素相同,故选A、C、D可知,浮力大小与浸没深度无关。
(2)A、D、E三图,变量为液体的密度,通过比较可知,浮力大小与液体密度有关。
(3)物体浸没在酒精中时,,物体浸没在水中时,,根据称重法可得,代入数据解得;结合浮力公式计算物体的体积

同理可得在水中的浮力为
根据称重法计算则物体的重力为;根据G=mg计算物体质量为;连接m=ρv计算物体密度为;水对物体产生竖直向上1N的浮力,则物体会对水产生向下1N的推力,所以图D中容器对桌面的压力与图A中相比变化了1N。
(4)[6]根据阿基米德原理可知,若要使浮力变化明显,应使两种液体密度变化大一些或增大排开液体的体积(即增大物体的体积),故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(5)将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越小。物体完全放在水中时,弹簧测力计的示数为3N,此时标上1g/cm3的字样,当弹簧测力计的示数为0时,此时弹簧测力计无拉力,浮力等于重力,物体悬浮,物体的密度等于液体的密度,即ρ物=ρ液。;所以此“密度秤”刻度盘上所能标注的最大密度值为4g/cm3。
综上 第1空、排开液体的体积; 第2空、CD; 第3空、 液体密度; 第4空、4; 第5空、1; 第6空、A; 第7空、小; 第8空、3 .
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
4、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力。
15.(2024八下·廉江月考)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中。
(1)通过对图   两个实验步骤的比较,可以知道物体浸没在液体中所受到的浮力与深度   (选填“有”或“无”)关。
(2)通过对图   两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与   有关。
(4)某兴趣小组又找来弹簧测力计、酒精、小桶、铁架台、吸管、刻度尺等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
①同学们发现溢水杯中未装满水,如图(1)所示,这样实验会使测得的溢出水的重力   (偏大/偏小)。
②正确操作后,根据图(1)、(2)和(3)三次实验中弹簧测力计示数的变化,如果   等式成立(用图中弹簧测力计示数字母表示),说明阿基米德原理是正确的。
③细心的同学还根据图中部分弹簧测力计的示数,求得某液体的密度为   。并用一根长为20cm的吸管自制密度计进行验证,如图(4)所示,其中、,该密度计测得某液体的密度为   。(g取10N/kg)
【答案】(1)丙、丁;无
(2)乙、丙
(3)液体密度
(4)偏小;;0.8;0.75
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)分析比较实验步骤丙和丁,物块浸没在水中,深度不同,但弹簧测力计示数相同,根据称重法F浮=G-F可知,物块受到的浮力相同,所以 可以知道物体浸没在液体中所受到的浮力与深度无关;
(2)分析实验步骤乙、丙,随着物块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法F浮=G-F可知,物块所受浮力也增大,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,弹簧测力计示数不同,由称重法F浮=G-F可知,物块所受浮力不同,可以知道物体浸没在液体中所受的浮力大小与液体密度有关;
(4)①溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力偏小;
②根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体所受的浮力等于排开液体的重力,F浮=F1-F5,
G排=F6-F2,故当F1-F5=F6-F2时,可以验证阿基米德原理;
③物块完全浸没水中时的浮力:
F浮=ρ水gV排=F3-F1=4N-3N=1N
完全浸没时:
物块浸没在液体中受到的浮力为:
F浮'=G-F浮液=4N-3.2N=0.8N
浸没时
液体的密度:
密度计在水中和液体中都处于漂浮状态,在水中受到的浮力和在另一种液体中受到的浮力相等,且等于自身重力,有
解方程可得
ρ液=0.75×103kg/m3=0.75g/cm3
【分析】(1)(2)(3)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;
(4))①溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力;
②根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力;
③根据阿基米德原理结合称重法F浮=G-F列方程可得物块的体积;根据称重法计算物块在液体中受到的浮力,根据阿基米德原理求出液体的密度;
密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,根据阿基米德原理列方程可得液体的密度;
(1)[1][2]分析比较实验步骤丙和丁,物块浸没在水中,深度不同,但所受浮力相同,可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)分析实验步骤乙、丙,随着物块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,物块所受浮力也增大,可以得出结论物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,由称重法可知,物块所受浮力不同,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与液体密度有关。
(4)①[1]溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力,得到溢出水的重力偏小。
②[2]根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力,故当F1-F5=F6-F2时,可以验证阿基米德原理。
③[3]物块完全浸没水中时的浮力
F浮=ρ水gV排=F3-F1=4N-3N=1N
完全浸没时
物块在液体中受到的浮力为
F浮'=G-F'=4N-3.2N=0.8N
液体的密度
[4]密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,密度计在水中受到的浮力和在另一种液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可得
解方程可得
ρ液=0.75×103kg/m3=0.75g/cm3
16.(2024八下·青秀期中)如图在探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系时,某同学进行了如图所示的实验:
(1)你认为合理的实验顺序应是    ;(填编号)
(2)从图中可知石块受到的浮力是0.6N,排开液体的重力是    N。该同学根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由    ,接下来的实验操作应该是    ;
(3)完善试验后,可得结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小跟它排出的液体所受的重力    ;
(4)实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,合金块    (填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
(5)实验时如果溢水杯未装满水会导致F浮   G排(选填>、=、<),影响实验结论。
【答案】(1)丁、甲、乙、丙
(2)0.6;一组数据具有偶然性;更换液体重复以上步骤进行多次实验
(3)相等
(4)不一定
(5)>
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力;
甲、测出实心合金块所受的重力;
乙、把合金块浸没在装满水溢水杯中,收集合金块排开的水;
丙、测出桶和排开的水所受的重力。
故该空填“丁、甲、乙、丙”;
(2) 第1空、 由图中数据可知 石块受到的浮力是0.6N ,合金块没入水中后排开水的重力: 可知,浸在液体中的物体所受的浮力。故该空填“0.6”;
第2空、 第3空,此过程中只进行了一次实验便总结得出结论,结论具有偶然性,所以 接下来的实验操作应该是 更换液体重复以上步骤进行多次实验 。故2空填“ 一组数据具有偶然性 ”;第3空填“ 更换液体重复以上步骤进行多次实验 ”
(3) 第1空、 完善试验后可得结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小跟它排出的液体所受的重力 相等。故该空填“相等”;
(4) 第1空、 当物体浸在液体中就会受到液体对它向上的浮力,同时它也会排开一定的液体,合金块不一定浸没在水中。故该空填“不一定”;
(5) 第1空、 如果溢水杯未装满水,部分排出的水没有全部进入桶中,会导致实际测量的排开液体的重力偏小,而浮力是根据物体重力和在液体中的拉力计算的,不受此影响,所以会出现 F 浮大于 G 排的情况,从而影响实验结论的准确性。 故该空填“ > ”;
【分析】 首先明确实验目的是探究物体所受浮力与排开液体重力的关系,按照丁、甲、乙、丙的顺序进行实验操作,分别测量出相关数据以计算浮力和排开液体重力;然后针对一次实验数据的局限性,提出要多次重复实验以增强结论的可靠性;得出浸在液体中的物体所受浮力与排开液体重力相等的结论;接着强调验证该原理时合金块不一定要浸没;最后指出若溢水杯未装满水会使排开液体重力测量偏小,从而导致 F 浮大于 G 排,影响结论准确性。
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