【精品解析】沪科版物理八年级下学期第九章《浮力》单元测试基础卷

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【精品解析】沪科版物理八年级下学期第九章《浮力》单元测试基础卷

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沪科版物理八年级下学期第九章《浮力》单元测试基础卷
一、选择题(每题3分,共30分)
1.(2023八下·巴楚月考)下列水中的物体没有受到浮力的是(  )
A.水面戏水的鸭子 B.水中游弋的小鱼
C.水中大桥的桥墩 D.海底水草的叶子
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】ABD、物体浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。故ABD选择中的物体均受浮力作用;
C、水中的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用。
故选:C。
【分析】 浸没在液体或空气中的物体,液体或气体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
2.重100N的水可以产生的最大浮力为(  ).
A.一定小于 100N B.一定大于 100N
C.一定等于 100N D.可以大于100N
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】图中,如果有一个物体浸入水中,包裹着它的水的厚度可以无限薄,那么100N的水其实可以包裹无限大的物体,即排开水的体积可以无限大、重力可以无限大,可见,重100N的水,产生的最大浮力可以大于100N。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选B。
【分析】根据F浮=ρ液gV排,物体在液体中受到的浮力等于物体排开的液体所受的重力,在理解“排开液体”时,不是液体排出来,“排开液体”指的是液面下物体占据的体积中的液体被排开了,即物体受到的浮力可能大于液体本身的重力。
3.(2025八下·三水期中)关于浮力,下列说法中正确的是(  )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.只要下沉的物体就不会受到浮力
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加的浮力
D.浮力的方向总是垂直向上的
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加的浮力,包括漂浮、悬浮、沉底的物体,浮力的方向竖直向上,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【分析】浸入液体中的物体都受到液体对物体向上的力,为浮力。
4.(2018八下·陵城期中)潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力(  )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.始终不变 D.先增大后不变
【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,由于潜水员排开水的体积逐渐减小,而液体的密度不变,根据阿基米德原理 可知,受到的浮力逐渐减小,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】浮力的大小和液体密度有关,和排开的液体的体积有关.
5.(2024八下·合肥期中) 已知铜的密度大于铝的密度,如果把两个质量相同的实心铜球和铝球浸没水中,则两球所受浮力的大小关系为(  )
A.两球一样大 B.铜球比铝球的大
C.铜球比铝球的小 D.无法确定
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据,当质量相等,密度越大,体积越小,铜的密度大,体积小;根据F浮=ρ液gV排,铜的体积小,受到的浮力小,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据,计算物体的体积大小;根据F浮=ρ液gV排,计算浮力的大小。
6.(2025八下·衡山期末)在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示,放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.在甲液体中A、B受到的浮力相等
B.A在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
C.B在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
D.A的质量等于B的质量
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、根据浮力公式F=ρ液gV排可知,甲液体中,AB排开液体的体积相同,所以浮力相同,且在甲液体重AB的重力大于浮力,故A正确;
B、甲液体的密度不同,A漂浮,重力等于浮力,所以 A在甲、乙两种液体中受到的浮力不相等 ,故B错误;
C、甲乙的密度不同,根据F=ρ液gV排可知,甲乙液体中,B所受的浮力不同,故C错误;
D、在乙种,AB的状态不同,所以AB的密度不同,根据密度公式m=ρv计算可知,AB的质量不同,故D错误。
综上选D。
【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。
7.(2025八下·衡山期末)如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰,其满载时的排水量约为7×103 t,(海水密度取1.0×103 kg/m3)下列说法正确的是:(  )
A.驱逐舰满载时排开水的体积是7×103 t
B.驱逐舰满载时受到的浮力是7×107N
C.驱逐舰驶入长江,舰体会上浮一些
D.驱逐舰发射多颗防卫炮弹后,舰体会下沉一些
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AB、船只满载时受到的浮力等于重力,结合阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,所以排水的体积为,受到的浮力为F=mg= 7×106 kg×10N/kg= 7×107 N,故A错误,B正确;
C、 驱逐舰驶入长江, 液体的密度减小,所以排水体积增加,舰体下沉,故C错误;
D、 驱逐舰发射多颗防卫炮弹后 ,重力减小,所以浮力减小,船只上浮,故D错误。
综上选B。
【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。
8.(2025八下·成都期中)学校科技小组利用如题图所示装置探究“阿基米德原理”,他们将装满水的溢水杯放到电子秤上,用一小桶收集溢出的水,再用弹簧测力计挂着铝块,将其缓慢浸入水杯的水中直到浸没的过程中,弹簧测力计示数及电子秤的示数互将分别
A.变小、变大 B.变大、变小 C.变小、不变 D.不变、变小
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】没有浸没在水中,物块的重力等于弹簧测力计的示数,逐渐浸入水中,浮力增加,所以弹簧测力计示数减小;物块逐渐浸入水中,对水的压力等于物体受到的浮力等于排开水的重力,所以 电子秤的示数 不变,C正确,ABD错误;
综上选C。
【分析】1、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;
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·东坡期中)如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,g取10N/kg,则(  )
A.圆柱体的重力1.6N
B.圆柱体受到的最大浮力1.6N
C.圆柱体上表面未拉出水面之前,水对圆柱体压力的合力不变
D.圆柱体下表面未拉出水面之前,容器对桌面压强不变
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.图乙中,圆柱体完全浸没时,拉力为1.6N,脱离水面,弹簧测力计示数F=2N,此时圆柱体不受浮力,圆柱体的重力G=F=2N,受到的浮力为:F浮=G-F1=2N-1.6N=0.4N,故AB不符合题意;
C.圆柱体未露出时,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,即水对圆柱体压力的合力不变,故C符合题意;
D.圆柱体逐渐离开水面之前,容器对桌面压力变化,根据,容器对桌面压强变化,故D不符合题意。
故选C。
【分析】物体在空气中时,测力计的拉力等于物体的重力;根据物体的重力和浸没时测力计的拉力,计算浮力;液体密度和排开液体的体积一定时,浮力不变。
10.如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了 然后取出金属块B,液面又下降了 ;最后取出木块A,液面又下降了 由此可判断A 与B 的密度比为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】液面第一次下降是由于细绳断开后木块A上浮,排开水的体积减小而导致液面下降;第二次液面下降是由于取出金属块B,而导致液面下降;第三次液面下降是由于取出木块A,而导致液面下降.
设A、B的体积为V,容器的横截面积为 S.根据取走A后液面下降h3,可得
液面下降了 是由于最终取走 A和B,可得
由上两式可得 A正确,BCD错误。
综上选A。
【分析】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,
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。
二、多选题(每题3分,共9分)
11.(多选)关于浮力,正确的叙述是(  )
A.同一物体,漂浮在不同液体的液面上,物体所受的浮力不同
B.物体完全浸没在密度均匀的液体中,在不同的深度它所受浮力相同
C.同一物体漂浮在液面上,所受浮力一定大于沉到液体内部时所受的浮力
D.漂浮在液面上的物体,它受到的浮力一定等于所受的重力
【答案】B,D
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】同一物体,重力不变,漂浮在不同液体的液面上,均有.物体完全浸没在密度均匀的液体中, 由 知浮力相同.物体漂浮在液面上,V排选B、D.
【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。
12.(2024八下·宁乡市期中)浸没在湖水中的物体,随着浸没深度的增加,下列说法中正确的是(  )
A.物体受到的压强增大
B.物体上、下表面受到的压力增大
C.物体上、下表面受到的压力差增大
D.物体受到的浮力变大
【答案】A,B
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】AB.物体的深度h增加,根据,物体受到湖水的压强增大,根据,压力也增大,故AB正确;
CD.根据,浸没在湖水中的物体,深度增加,ρ液、V排不变,物体受到的浮力不变,物体上、下表面受到的压力差指的就是浮力,则压力差也不变,故CD错误。
故选AB。
【分析】液体压强和液体密度、深度有关;物体受到的浮力和液体密度、排开液体的体积有关;浮力等于物体上下表面的压力差。
13.(2024八下·贵阳期中)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关该潜艇说法正确的是(  )
A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力小于自身重力
D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
【答案】C,D
【知识点】浮力大小的计算;探究影响浮力大小的因素;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.核潜艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,故A错误;
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,排开水的体积不变,水的密度不变,根据可知,核潜艇受到浮力不变,故B错误;
C.核潜艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,浸没在水中的核潜艇下潜时,浮力小于重力,故C正确;
D.漂浮在水面的核潜艇,在浮力和重力的作用下保持静止状态,所以它们是一对平衡力,故D正确。
【分析】(1)潜艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的;
(2)根据分析潜艇受到浮力的变化情况;
(3)当物体的重力大于浮力时,物体下沉,当物体的重力小于浮力时,物体上浮;
(4)物体在两个力的作用下保持平衡,则这两个力是一对平衡力。
三、填空题(每空2分,共10分)
14.(2025八下·河源期末)一艘排水量为5000t的轮船在河水中航行,满载时船及所装人和货物的总重为   (g=10N/kg),船从河里驶入海里,船身浸没水中的体积将   ,船受到水的浮力将   (后两空选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】5×107N;减小;不变
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据阿基米德可知,物体受到的浮力等于重力等于排开液体的重力,排水量G=5000×103kg×10N/kg=5×107N, 船从河里驶入海里, 仍处于漂浮状态,所以重力等于浮力,重力不变,浮力不变,海水的密度变大,所以排水体积减小。
【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。
15.(2025八下·成都期中)如图甲所示,弹簧测力计挂着一物块放入水的过程中,示数F与物块下表面浸入水中深度h的关系如图乙所示,则浸没时物块受到的浮力为   N,物块的密度为   g/cm3(结果保留一位小数)。
【答案】6;1.3
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】物体完全浸没后,浮力大小不变,所以浸没的高度在4cm之后,根据称重法可知,物体所受的浮力F浮=8N-2N=6N,根据浮力公式计算物体的体积,根据重力公式计算物体的密度
【分析】1、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,
2、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,
3、重力的计算公式G=ρgv。
四、实验探究题(每空2分,共32分)
16.(2025八下·长沙) 如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)正确的操作顺序最佳是____。
A.乙丙甲丁 B.乙甲丙丁 C.甲丁乙丙 D.乙丙丁甲
(2)将空桶A 轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B 接住溢出的水,如图丙所示。则空桶A 受到的浮力   N。
(3)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力   (选填“大于”、“小于”或“等于”)桶A 受到的浮力。
(4)在实验中,排除测量误差因素的影响,小芳若发现桶A 排开水的重力明显小于所受的浮力,造成这种结果的原因可能是:   。
(5)接着小芳同学往桶A 中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第   次,实验中,随着加入沙子越多,桶A没入水中就越   (选填“深”或“浅”)。
次数 1 2 3 4
桶 A 与沙子的总重力/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重力/N 4.0 4.4 4.6 5.0
(6)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体   。
(7)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A 没入水中的深度为 ,没入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为   ,(用题中所给和所测物理量的字母表示)
【答案】(1)B
(2)2
(3)等于
(4)溢水杯中没装满水
(5)3;深
(6)排开液体所受的重力
(7)
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1) 探究阿基米德原理需先测空桶重力(乙)、桶和排开水总重力(丁),再让桶漂浮测浮力(甲),最后测桶与排开水总重(丙),故顺序为乙、甲、丙、丁。 故选B。
(2)弹簧测力计指针在2处,所以空桶重力为2N,空桶漂浮在水面上,所以重力等于浮力,等于2N;
(3)B的重力为1.6N,排出液体的重力和水桶B的 重力为3.6N,所以排开液体的重力为3.6N-1.6N=2N,所以 桶A排开水的重力 等于A受到的浮力。
(4) 若溢水杯未装满水,桶A排开的水无法全部流入桶B,导致桶B和溢出水的总重力偏小,即桶A排开水的重力测量值小于实际值,从而出现“桶A排开水的重力明显小于所受浮力”的情况。
(5) 小芳同学往桶A 中加入沙子进行实验 ,沙子和桶在水中属于漂浮状态,则 桶 A 与沙子的总重力 等于 排开水的总重力 ,在3组试验数据中, 桶 A 与沙子的总重力为3.2N,桶B的重力为1.6N, 桶B与水的总重力 为4.6N,所以/排开水的总重力为3N,二者不等,所以错误, 随着加入沙子越多, 排开液体的体积越大,深度越深。
(6)在水中排开水的体积为Sh1,浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh1,在液体的浮力为F浮=ρ液gSh2,连列解得。
【分析】 本题围绕阿基米德原理的实验展开,需结合实验步骤、称重法测浮力、阿基米德原理内容及应用等知识,逐一分析各小问。
17.(2025·竞赛)重庆一中物理兴趣小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”时,提出了如下猜想:
A.可能跟物体浸入液体的深度有关;
B.可能跟物体的重力有关;
C.可能跟物体浸入液体的体积有关;
D.可能跟液体的密度有关;
为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验:铜块和铁块的体积相同
(1)分析图中的①、③(或①、④),说明浸在液体中的物体受到   (选填“竖直”或“斜”)向上的浮力;比较①、④可知铁块浸没在水中时所受的浮力是   N;
(2)铁块从位置④→⑤的过程中,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变,可以验证猜想A是   (选填“正确”或“错误”)的;
(3)铁块从位置③→④的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明铁块受到的浮力   (选填“变大”“变小”或“不变”),可以验证猜想   (选填“A”“B”“C”或“D”)是正确的;
(4)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想B是错误的;
分析比较   两次实验可得结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(5)另一组物理兴趣小组的同学捡到了一个不吸水的工艺品,它的上端为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B.小明将工艺品竖直在水中如图甲,静止时木块浸入水中的深度为h1;因粘合处松动导致合金块沉底,如图乙,静止时木块浸入水中的深度为h2,工艺品(由A、B两部分构成)所受浮力与甲图相比   。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。将B从水中捞出放在A的上方,AB一起漂浮,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直漂浮时,浸入水中的深度h3=   ,(用h1、h2、n表示,不考虑工艺品沾水对实验的影响)。
【答案】(1)竖直;2
(2)错误
(3)变大;C
(4)⑥⑦
(5)变小;
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】图①、③铁块在浸入液体中时测力计的示数变小,说明浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,使得弹簧测力计示数减小。由①可知,铁块的重力为3.0N,根据称重法计算以及 ④ 可知,铁块浸没在水中时所受的浮力 ;
(2)铁块从位置④→⑤的试验中,物体排开液体的体积不变,弹簧测力计示数不变,所以物体受到的浮力与物体浸入液体的深度无关,因此可以验证猜想A是错误的。
(3)铁块从位置③→④的过程中可知,弹簧测力计的示数减小,由此可知,浮力与物体浸在液体中的体积有关,因此可以验证猜想C是正确的。
(5)分析比较⑥⑦两次实验可知,试验的变量为浸没液体的密度,弹簧测力计的示数不同,由此可知,浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(6)如图甲,工艺品漂浮,所以浮力等于工艺品的重力;乙图木块漂浮,浮力等于其的重力,小球沉底,小球重力大于浮力,由分析可知,乙图工艺品所受浮力与甲图相比变小。A的底面积为S,小球的体积为V,由甲乙两图可知, ;由于合金的密度为水的n倍, 联立解得 甲图工艺品受到的浮力等于将B从水中捞出放在A的上方,根据密度公式计算AB一起漂浮时的浮力,解得。
【分析】1、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;
2、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;
3、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
4、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.
五、计算题(共11分)
18.(2025八上·武冈竞赛)如图甲是小何设计的力学装置,他将不吸水的实心正方体A固定在竖直细杆B的上端,竖直细杆B的下端通过力传感器固定器在柱形容器底部,力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,不计细杆B及连接处的质量和体积。现缓慢向容器中加水,当水深为14 cm时正方体A刚好浸没。力传感器的示数大小F随水深h变化的图像如图乙所示。求:
(1)正方体A受到的重力。
(2)正方体A刚好浸没时,A下表面受到水的压力。
(3)当力传感器显示为2 N时,水对容器底部的压强。
【答案】(1)解: 由图乙可知,当水的深度为0~4cm时,此时A不受浮力,力传感器的示数等于A的重力,即为GA=F=6N
答:正方体A受到的重力为6N;
(2)解: 由图乙可知,当h1=h杆=4cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h2=14cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长为L=h浸=14cm-4cm=10cm=0.1m
A下表面受到的压强为pA=ρ水gh浸=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
A的底面积为SA=L2=(0.1m)2=1×10-2m2
A下表面受到水的压力为FA= pASA=1000Pa×1×10-2m2=10N
答:正方体A刚好浸没时,A下表面受到水的压力为10N;
(3)解: ①当F浮< G,力传感器的示数为F'=2N时,浮力大小为F浮=G-F'=6N-2N=4N
此时A排开水的体积为
则正方体A浸在水中的深度为
所以此时容器中水的深度为h= L杆+ h排=4cm+4cm=8cm=0.08m
则当力传感器的示数F=2N,容器底部受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
②当F浮> G,力传感器的示数为F'=2N时,浮力大小为F浮'=G+F'=6N+2N=8N
此时A排开水的体积为
则正方体A浸在水中的深度为
所以此时容器中水的深度为h'= L杆+ h排'=4cm+8cm=12cm=0.12m
则当力传感器的示数F'=2N,容器底部受到水的压强为p'=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
答:当力传感器显示为2 N时,水对容器底部的压强为800Pa或1200Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;力的合成与应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)由图乙可知,当水的深度为0~4cm时,此时A不受浮力,力传感器的示数等于A的重力,即为GA=F;
(2) 由图乙可知,当h1=h杆=4cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h2=14cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长为L=h浸;A下表面受到的压强为pA=ρ水gh浸;A的底面积为SA=L2;A下表面受到水的压力为FA= pASA;
(3) ①当F浮< G,力传感器的示数为F',浮力大小为F浮=G-F';此时A排开水的体积为;
则正方体A浸在水中的深度为,所以此时容器中水的深度为h= L杆+ h排;则当力传感器的示数F,容器底部受到水的压强为p=ρ水gh;②当F浮> G,力传感器的示数为F'时,浮力大小为F浮'=G+F',此时A排开水的体积为,则正方体A浸在水中的深度为,
所以此时容器中水的深度为h'= L杆+ h排';则当力传感器的示数F'=2N,容器底部受到水的压强为p'=ρ水gh'。
19.(2025八下·青秀期末)小明设计了一款潜水艇模型,模拟潜水艇在实际作业中遇到的“掉深过程”(因液体密度变小而急剧下降)。其主要结构如图所示,模型的总质量4.2kg(包含压载铁),总体积。在模型的A位置处,装有底面积为10cm2的压力传感器。模型初入水时,漂浮于水面;再通过阀门K控制进水量,让模型恰好在水中悬浮;再将水中悬浮的模型取出并擦干表面的水(内部水量不变),放入装有测试液体的底面积为200cm2柱形容器中实验。在无自救措施时,模型在测试液体中会持续下落,最终触底时容器底对模型的支持力为10N。求:
(1)模型初入水时,受到的浮力;
(2)测试液体的密度;
(3)在自救模式测试时,当压力传感器受到液体压力为8N时,便会触发电磁开关使压载铁自行脱落,从而实现上浮自救,求此时压力传感器所处的深度;
(4)若欲使潜水艇模型在模拟测试中,比目前触发开关的位置提前0.2m开始上浮自救,请给出一条具体的改进方案,结合计算说明方案的可行性。
【答案】(1)解: 模型初入水时,漂浮于水面,此时浮力等于重力,即F浮=G=4.2kg×10N/kg=42N
(2)解:对物体进行受力分析可知,浮力F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N×=50N,对齐进行受力分析可知物体受到浮力和支持力,竖直向下的重力,所以在液体中受到的浮力为F=50N-10N=40N;排开液体的体积等于自身体积 ,根据浮力的计算公式计算液体的密度ρ=。
(3)解:压强为8N,根据压强公式计算此时的压强,所以此时的深度h=
(4)提前0.2m自救,需要使得液体的密度增加,可以加盐分等物质。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1) 模型初入水时,漂浮于水面 ,浮力等于重力,据此计算浮力;
(2)在水中时悬浮,根据浮力公式计算此时物体受到的浮力;对物体进行受力分析,在液体中受到重力浮力和支持力,所以浮力为F浮=G-F支,结合浮力公式计算待测液体的密度ρ=;
(3)根据压强公式计算此时受到的压强,结合P=ρgh计算此时的深度;
(4)根据F=ρgv可知,物体受的浮力和液体密度有关,增加液体密度可以增加浮力。
六、科普阅读题(每空2分,共8分)
20.(2024八下·深圳期中) 阅读短文,回答问题。
深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级集群工程。项目采用东隧西桥方案,项目全长约24km,主要由长6.8km的特长海底钢光混凝土沉管隧道、主跨1666m伶仃洋大桥、长约13km非通航孔桥、东、西人工岛等关键构造物组成。采用设计速度100km/h的双向8车高速公路技术标准,计划于2024年建成通车。在建造“沉管隧道”时,先在陆地上预制“沉管”构件;用浮运的方法运输,即将“沉管”两端密封,密封的“沉管”如同一个巨大的长方体空心箱子漂浮在水面上,用拖轮拖至预沉位置;定位后、将这些构件沉放在预先没挖好的沟槽中并联接起来,回填砂石,拆除隔墙形成限道、“沉管”标准管节长度165米、漂浮时排水量约8万吨;单个管节由2500多个独立仓格构成、工艺参数控制及施工组织难度大。
(1)若轿车在水平桥面上急速行驶,则根据轿车呈现的流线型外形可判断,轿车对桥面的压力   (选填“>”、“=”或“<”)轿车的总重;
(2)吊装船吊着“沉管”并向其内部灌水使之沉入水中。在“沉管”下沉过程中,其所受水的压强   (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)密封的“沉管”灌水前,沉管标准管节漂浮在水面上受到的浮力约   N;
(4)漂浮在水面上的“沉管”拖至预定位置,需要灌水下沉,在到达江底之前过程中,受到的浮力F随时间t的变化图像可能是   。(灌水下沉时看作增大“沉管”的重力)
【答案】(1)<
(2)变大
(3)
(4)B
【知识点】流体压强与流速关系的探究实验;浮力大小的计算
【解析】【解答】 1)若轿车在水平桥面上急速行驶,则根据轿车呈现的流线型外形可判断,轿车对桥面的压力 小于轿车总重
综上 第1空为<
2)在“沉管”下沉过程中,深度越大,压强越大
综上 第1空为变大
3) 漂浮时排水量约8万吨,所以重力等于浮力,浮力为 N
综上 第1空为
4)浮力的计算:公式为F浮=ρ液gV排,所以下沉过程中,排开水的体积增加,完全浸没后,体积不变,所以浮力的变化为先增加,后不变,B正确,ACD错误
综上选B
【分析】根据压强与流速的关系、浮力的计算填空
1、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,所以汽车上方空气流速快,压强小,由向上的浮力
2、浮力:浮力产生的原因为上下表面存在压强差,根据阿基米德远离可知浮力的大小等于排开水的重力,浮力的公式F浮=ρ液gV排,应用:通过改变自身重力改变浮力,轮船以及潜水艇,所以下沉过程中,排开水的体积增加,完全浸没后,体积不变,浮力的变化为先增加,后不变
1 / 1沪科版物理八年级下学期第九章《浮力》单元测试基础卷
一、选择题(每题3分,共30分)
1.(2023八下·巴楚月考)下列水中的物体没有受到浮力的是(  )
A.水面戏水的鸭子 B.水中游弋的小鱼
C.水中大桥的桥墩 D.海底水草的叶子
2.重100N的水可以产生的最大浮力为(  ).
A.一定小于 100N B.一定大于 100N
C.一定等于 100N D.可以大于100N
3.(2025八下·三水期中)关于浮力,下列说法中正确的是(  )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.只要下沉的物体就不会受到浮力
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加的浮力
D.浮力的方向总是垂直向上的
4.(2018八下·陵城期中)潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力(  )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.始终不变 D.先增大后不变
5.(2024八下·合肥期中) 已知铜的密度大于铝的密度,如果把两个质量相同的实心铜球和铝球浸没水中,则两球所受浮力的大小关系为(  )
A.两球一样大 B.铜球比铝球的大
C.铜球比铝球的小 D.无法确定
6.(2025八下·衡山期末)在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示,放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.在甲液体中A、B受到的浮力相等
B.A在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
C.B在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
D.A的质量等于B的质量
7.(2025八下·衡山期末)如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰,其满载时的排水量约为7×103 t,(海水密度取1.0×103 kg/m3)下列说法正确的是:(  )
A.驱逐舰满载时排开水的体积是7×103 t
B.驱逐舰满载时受到的浮力是7×107N
C.驱逐舰驶入长江,舰体会上浮一些
D.驱逐舰发射多颗防卫炮弹后,舰体会下沉一些
8.(2025八下·成都期中)学校科技小组利用如题图所示装置探究“阿基米德原理”,他们将装满水的溢水杯放到电子秤上,用一小桶收集溢出的水,再用弹簧测力计挂着铝块,将其缓慢浸入水杯的水中直到浸没的过程中,弹簧测力计示数及电子秤的示数互将分别
A.变小、变大 B.变大、变小 C.变小、不变 D.不变、变小
9.(2024八下·东坡期中)如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,g取10N/kg,则(  )
A.圆柱体的重力1.6N
B.圆柱体受到的最大浮力1.6N
C.圆柱体上表面未拉出水面之前,水对圆柱体压力的合力不变
D.圆柱体下表面未拉出水面之前,容器对桌面压强不变
10.如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了 然后取出金属块B,液面又下降了 ;最后取出木块A,液面又下降了 由此可判断A 与B 的密度比为(  )
A. B. C. D.
二、多选题(每题3分,共9分)
11.(多选)关于浮力,正确的叙述是(  )
A.同一物体,漂浮在不同液体的液面上,物体所受的浮力不同
B.物体完全浸没在密度均匀的液体中,在不同的深度它所受浮力相同
C.同一物体漂浮在液面上,所受浮力一定大于沉到液体内部时所受的浮力
D.漂浮在液面上的物体,它受到的浮力一定等于所受的重力
12.(2024八下·宁乡市期中)浸没在湖水中的物体,随着浸没深度的增加,下列说法中正确的是(  )
A.物体受到的压强增大
B.物体上、下表面受到的压力增大
C.物体上、下表面受到的压力差增大
D.物体受到的浮力变大
13.(2024八下·贵阳期中)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关该潜艇说法正确的是(  )
A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力小于自身重力
D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
三、填空题(每空2分,共10分)
14.(2025八下·河源期末)一艘排水量为5000t的轮船在河水中航行,满载时船及所装人和货物的总重为   (g=10N/kg),船从河里驶入海里,船身浸没水中的体积将   ,船受到水的浮力将   (后两空选填“增大”“不变”或“减小”)。
15.(2025八下·成都期中)如图甲所示,弹簧测力计挂着一物块放入水的过程中,示数F与物块下表面浸入水中深度h的关系如图乙所示,则浸没时物块受到的浮力为   N,物块的密度为   g/cm3(结果保留一位小数)。
四、实验探究题(每空2分,共32分)
16.(2025八下·长沙) 如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)正确的操作顺序最佳是____。
A.乙丙甲丁 B.乙甲丙丁 C.甲丁乙丙 D.乙丙丁甲
(2)将空桶A 轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B 接住溢出的水,如图丙所示。则空桶A 受到的浮力   N。
(3)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力   (选填“大于”、“小于”或“等于”)桶A 受到的浮力。
(4)在实验中,排除测量误差因素的影响,小芳若发现桶A 排开水的重力明显小于所受的浮力,造成这种结果的原因可能是:   。
(5)接着小芳同学往桶A 中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第   次,实验中,随着加入沙子越多,桶A没入水中就越   (选填“深”或“浅”)。
次数 1 2 3 4
桶 A 与沙子的总重力/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重力/N 4.0 4.4 4.6 5.0
(6)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体   。
(7)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A 没入水中的深度为 ,没入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为   ,(用题中所给和所测物理量的字母表示)
17.(2025·竞赛)重庆一中物理兴趣小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”时,提出了如下猜想:
A.可能跟物体浸入液体的深度有关;
B.可能跟物体的重力有关;
C.可能跟物体浸入液体的体积有关;
D.可能跟液体的密度有关;
为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验:铜块和铁块的体积相同
(1)分析图中的①、③(或①、④),说明浸在液体中的物体受到   (选填“竖直”或“斜”)向上的浮力;比较①、④可知铁块浸没在水中时所受的浮力是   N;
(2)铁块从位置④→⑤的过程中,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变,可以验证猜想A是   (选填“正确”或“错误”)的;
(3)铁块从位置③→④的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明铁块受到的浮力   (选填“变大”“变小”或“不变”),可以验证猜想   (选填“A”“B”“C”或“D”)是正确的;
(4)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想B是错误的;
分析比较   两次实验可得结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(5)另一组物理兴趣小组的同学捡到了一个不吸水的工艺品,它的上端为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B.小明将工艺品竖直在水中如图甲,静止时木块浸入水中的深度为h1;因粘合处松动导致合金块沉底,如图乙,静止时木块浸入水中的深度为h2,工艺品(由A、B两部分构成)所受浮力与甲图相比   。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。将B从水中捞出放在A的上方,AB一起漂浮,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直漂浮时,浸入水中的深度h3=   ,(用h1、h2、n表示,不考虑工艺品沾水对实验的影响)。
五、计算题(共11分)
18.(2025八上·武冈竞赛)如图甲是小何设计的力学装置,他将不吸水的实心正方体A固定在竖直细杆B的上端,竖直细杆B的下端通过力传感器固定器在柱形容器底部,力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,不计细杆B及连接处的质量和体积。现缓慢向容器中加水,当水深为14 cm时正方体A刚好浸没。力传感器的示数大小F随水深h变化的图像如图乙所示。求:
(1)正方体A受到的重力。
(2)正方体A刚好浸没时,A下表面受到水的压力。
(3)当力传感器显示为2 N时,水对容器底部的压强。
19.(2025八下·青秀期末)小明设计了一款潜水艇模型,模拟潜水艇在实际作业中遇到的“掉深过程”(因液体密度变小而急剧下降)。其主要结构如图所示,模型的总质量4.2kg(包含压载铁),总体积。在模型的A位置处,装有底面积为10cm2的压力传感器。模型初入水时,漂浮于水面;再通过阀门K控制进水量,让模型恰好在水中悬浮;再将水中悬浮的模型取出并擦干表面的水(内部水量不变),放入装有测试液体的底面积为200cm2柱形容器中实验。在无自救措施时,模型在测试液体中会持续下落,最终触底时容器底对模型的支持力为10N。求:
(1)模型初入水时,受到的浮力;
(2)测试液体的密度;
(3)在自救模式测试时,当压力传感器受到液体压力为8N时,便会触发电磁开关使压载铁自行脱落,从而实现上浮自救,求此时压力传感器所处的深度;
(4)若欲使潜水艇模型在模拟测试中,比目前触发开关的位置提前0.2m开始上浮自救,请给出一条具体的改进方案,结合计算说明方案的可行性。
六、科普阅读题(每空2分,共8分)
20.(2024八下·深圳期中) 阅读短文,回答问题。
深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级集群工程。项目采用东隧西桥方案,项目全长约24km,主要由长6.8km的特长海底钢光混凝土沉管隧道、主跨1666m伶仃洋大桥、长约13km非通航孔桥、东、西人工岛等关键构造物组成。采用设计速度100km/h的双向8车高速公路技术标准,计划于2024年建成通车。在建造“沉管隧道”时,先在陆地上预制“沉管”构件;用浮运的方法运输,即将“沉管”两端密封,密封的“沉管”如同一个巨大的长方体空心箱子漂浮在水面上,用拖轮拖至预沉位置;定位后、将这些构件沉放在预先没挖好的沟槽中并联接起来,回填砂石,拆除隔墙形成限道、“沉管”标准管节长度165米、漂浮时排水量约8万吨;单个管节由2500多个独立仓格构成、工艺参数控制及施工组织难度大。
(1)若轿车在水平桥面上急速行驶,则根据轿车呈现的流线型外形可判断,轿车对桥面的压力   (选填“>”、“=”或“<”)轿车的总重;
(2)吊装船吊着“沉管”并向其内部灌水使之沉入水中。在“沉管”下沉过程中,其所受水的压强   (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)密封的“沉管”灌水前,沉管标准管节漂浮在水面上受到的浮力约   N;
(4)漂浮在水面上的“沉管”拖至预定位置,需要灌水下沉,在到达江底之前过程中,受到的浮力F随时间t的变化图像可能是   。(灌水下沉时看作增大“沉管”的重力)
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】ABD、物体浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。故ABD选择中的物体均受浮力作用;
C、水中的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用。
故选:C。
【分析】 浸没在液体或空气中的物体,液体或气体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
2.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】图中,如果有一个物体浸入水中,包裹着它的水的厚度可以无限薄,那么100N的水其实可以包裹无限大的物体,即排开水的体积可以无限大、重力可以无限大,可见,重100N的水,产生的最大浮力可以大于100N。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选B。
【分析】根据F浮=ρ液gV排,物体在液体中受到的浮力等于物体排开的液体所受的重力,在理解“排开液体”时,不是液体排出来,“排开液体”指的是液面下物体占据的体积中的液体被排开了,即物体受到的浮力可能大于液体本身的重力。
3.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加的浮力,包括漂浮、悬浮、沉底的物体,浮力的方向竖直向上,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【分析】浸入液体中的物体都受到液体对物体向上的力,为浮力。
4.【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,由于潜水员排开水的体积逐渐减小,而液体的密度不变,根据阿基米德原理 可知,受到的浮力逐渐减小,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】浮力的大小和液体密度有关,和排开的液体的体积有关.
5.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据,当质量相等,密度越大,体积越小,铜的密度大,体积小;根据F浮=ρ液gV排,铜的体积小,受到的浮力小,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据,计算物体的体积大小;根据F浮=ρ液gV排,计算浮力的大小。
6.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、根据浮力公式F=ρ液gV排可知,甲液体中,AB排开液体的体积相同,所以浮力相同,且在甲液体重AB的重力大于浮力,故A正确;
B、甲液体的密度不同,A漂浮,重力等于浮力,所以 A在甲、乙两种液体中受到的浮力不相等 ,故B错误;
C、甲乙的密度不同,根据F=ρ液gV排可知,甲乙液体中,B所受的浮力不同,故C错误;
D、在乙种,AB的状态不同,所以AB的密度不同,根据密度公式m=ρv计算可知,AB的质量不同,故D错误。
综上选D。
【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。
7.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AB、船只满载时受到的浮力等于重力,结合阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,所以排水的体积为,受到的浮力为F=mg= 7×106 kg×10N/kg= 7×107 N,故A错误,B正确;
C、 驱逐舰驶入长江, 液体的密度减小,所以排水体积增加,舰体下沉,故C错误;
D、 驱逐舰发射多颗防卫炮弹后 ,重力减小,所以浮力减小,船只上浮,故D错误。
综上选B。
【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。
8.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】没有浸没在水中,物块的重力等于弹簧测力计的示数,逐渐浸入水中,浮力增加,所以弹簧测力计示数减小;物块逐渐浸入水中,对水的压力等于物体受到的浮力等于排开水的重力,所以 电子秤的示数 不变,C正确,ABD错误;
综上选C。
【分析】1、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;
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】C
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.图乙中,圆柱体完全浸没时,拉力为1.6N,脱离水面,弹簧测力计示数F=2N,此时圆柱体不受浮力,圆柱体的重力G=F=2N,受到的浮力为:F浮=G-F1=2N-1.6N=0.4N,故AB不符合题意;
C.圆柱体未露出时,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,即水对圆柱体压力的合力不变,故C符合题意;
D.圆柱体逐渐离开水面之前,容器对桌面压力变化,根据,容器对桌面压强变化,故D不符合题意。
故选C。
【分析】物体在空气中时,测力计的拉力等于物体的重力;根据物体的重力和浸没时测力计的拉力,计算浮力;液体密度和排开液体的体积一定时,浮力不变。
10.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】液面第一次下降是由于细绳断开后木块A上浮,排开水的体积减小而导致液面下降;第二次液面下降是由于取出金属块B,而导致液面下降;第三次液面下降是由于取出木块A,而导致液面下降.
设A、B的体积为V,容器的横截面积为 S.根据取走A后液面下降h3,可得
液面下降了 是由于最终取走 A和B,可得
由上两式可得 A正确,BCD错误。
综上选A。
【分析】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,
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。
11.【答案】B,D
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】同一物体,重力不变,漂浮在不同液体的液面上,均有.物体完全浸没在密度均匀的液体中, 由 知浮力相同.物体漂浮在液面上,V排选B、D.
【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。
12.【答案】A,B
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】AB.物体的深度h增加,根据,物体受到湖水的压强增大,根据,压力也增大,故AB正确;
CD.根据,浸没在湖水中的物体,深度增加,ρ液、V排不变,物体受到的浮力不变,物体上、下表面受到的压力差指的就是浮力,则压力差也不变,故CD错误。
故选AB。
【分析】液体压强和液体密度、深度有关;物体受到的浮力和液体密度、排开液体的体积有关;浮力等于物体上下表面的压力差。
13.【答案】C,D
【知识点】浮力大小的计算;探究影响浮力大小的因素;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.核潜艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,故A错误;
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,排开水的体积不变,水的密度不变,根据可知,核潜艇受到浮力不变,故B错误;
C.核潜艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,浸没在水中的核潜艇下潜时,浮力小于重力,故C正确;
D.漂浮在水面的核潜艇,在浮力和重力的作用下保持静止状态,所以它们是一对平衡力,故D正确。
【分析】(1)潜艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的;
(2)根据分析潜艇受到浮力的变化情况;
(3)当物体的重力大于浮力时,物体下沉,当物体的重力小于浮力时,物体上浮;
(4)物体在两个力的作用下保持平衡,则这两个力是一对平衡力。
14.【答案】5×107N;减小;不变
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据阿基米德可知,物体受到的浮力等于重力等于排开液体的重力,排水量G=5000×103kg×10N/kg=5×107N, 船从河里驶入海里, 仍处于漂浮状态,所以重力等于浮力,重力不变,浮力不变,海水的密度变大,所以排水体积减小。
【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。
15.【答案】6;1.3
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】物体完全浸没后,浮力大小不变,所以浸没的高度在4cm之后,根据称重法可知,物体所受的浮力F浮=8N-2N=6N,根据浮力公式计算物体的体积,根据重力公式计算物体的密度
【分析】1、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,
2、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,
3、重力的计算公式G=ρgv。
16.【答案】(1)B
(2)2
(3)等于
(4)溢水杯中没装满水
(5)3;深
(6)排开液体所受的重力
(7)
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1) 探究阿基米德原理需先测空桶重力(乙)、桶和排开水总重力(丁),再让桶漂浮测浮力(甲),最后测桶与排开水总重(丙),故顺序为乙、甲、丙、丁。 故选B。
(2)弹簧测力计指针在2处,所以空桶重力为2N,空桶漂浮在水面上,所以重力等于浮力,等于2N;
(3)B的重力为1.6N,排出液体的重力和水桶B的 重力为3.6N,所以排开液体的重力为3.6N-1.6N=2N,所以 桶A排开水的重力 等于A受到的浮力。
(4) 若溢水杯未装满水,桶A排开的水无法全部流入桶B,导致桶B和溢出水的总重力偏小,即桶A排开水的重力测量值小于实际值,从而出现“桶A排开水的重力明显小于所受浮力”的情况。
(5) 小芳同学往桶A 中加入沙子进行实验 ,沙子和桶在水中属于漂浮状态,则 桶 A 与沙子的总重力 等于 排开水的总重力 ,在3组试验数据中, 桶 A 与沙子的总重力为3.2N,桶B的重力为1.6N, 桶B与水的总重力 为4.6N,所以/排开水的总重力为3N,二者不等,所以错误, 随着加入沙子越多, 排开液体的体积越大,深度越深。
(6)在水中排开水的体积为Sh1,浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh1,在液体的浮力为F浮=ρ液gSh2,连列解得。
【分析】 本题围绕阿基米德原理的实验展开,需结合实验步骤、称重法测浮力、阿基米德原理内容及应用等知识,逐一分析各小问。
17.【答案】(1)竖直;2
(2)错误
(3)变大;C
(4)⑥⑦
(5)变小;
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】图①、③铁块在浸入液体中时测力计的示数变小,说明浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,使得弹簧测力计示数减小。由①可知,铁块的重力为3.0N,根据称重法计算以及 ④ 可知,铁块浸没在水中时所受的浮力 ;
(2)铁块从位置④→⑤的试验中,物体排开液体的体积不变,弹簧测力计示数不变,所以物体受到的浮力与物体浸入液体的深度无关,因此可以验证猜想A是错误的。
(3)铁块从位置③→④的过程中可知,弹簧测力计的示数减小,由此可知,浮力与物体浸在液体中的体积有关,因此可以验证猜想C是正确的。
(5)分析比较⑥⑦两次实验可知,试验的变量为浸没液体的密度,弹簧测力计的示数不同,由此可知,浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(6)如图甲,工艺品漂浮,所以浮力等于工艺品的重力;乙图木块漂浮,浮力等于其的重力,小球沉底,小球重力大于浮力,由分析可知,乙图工艺品所受浮力与甲图相比变小。A的底面积为S,小球的体积为V,由甲乙两图可知, ;由于合金的密度为水的n倍, 联立解得 甲图工艺品受到的浮力等于将B从水中捞出放在A的上方,根据密度公式计算AB一起漂浮时的浮力,解得。
【分析】1、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;
2、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;
3、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
4、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.
18.【答案】(1)解: 由图乙可知,当水的深度为0~4cm时,此时A不受浮力,力传感器的示数等于A的重力,即为GA=F=6N
答:正方体A受到的重力为6N;
(2)解: 由图乙可知,当h1=h杆=4cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h2=14cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长为L=h浸=14cm-4cm=10cm=0.1m
A下表面受到的压强为pA=ρ水gh浸=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
A的底面积为SA=L2=(0.1m)2=1×10-2m2
A下表面受到水的压力为FA= pASA=1000Pa×1×10-2m2=10N
答:正方体A刚好浸没时,A下表面受到水的压力为10N;
(3)解: ①当F浮< G,力传感器的示数为F'=2N时,浮力大小为F浮=G-F'=6N-2N=4N
此时A排开水的体积为
则正方体A浸在水中的深度为
所以此时容器中水的深度为h= L杆+ h排=4cm+4cm=8cm=0.08m
则当力传感器的示数F=2N,容器底部受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
②当F浮> G,力传感器的示数为F'=2N时,浮力大小为F浮'=G+F'=6N+2N=8N
此时A排开水的体积为
则正方体A浸在水中的深度为
所以此时容器中水的深度为h'= L杆+ h排'=4cm+8cm=12cm=0.12m
则当力传感器的示数F'=2N,容器底部受到水的压强为p'=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
答:当力传感器显示为2 N时,水对容器底部的压强为800Pa或1200Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;力的合成与应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)由图乙可知,当水的深度为0~4cm时,此时A不受浮力,力传感器的示数等于A的重力,即为GA=F;
(2) 由图乙可知,当h1=h杆=4cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h2=14cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长为L=h浸;A下表面受到的压强为pA=ρ水gh浸;A的底面积为SA=L2;A下表面受到水的压力为FA= pASA;
(3) ①当F浮< G,力传感器的示数为F',浮力大小为F浮=G-F';此时A排开水的体积为;
则正方体A浸在水中的深度为,所以此时容器中水的深度为h= L杆+ h排;则当力传感器的示数F,容器底部受到水的压强为p=ρ水gh;②当F浮> G,力传感器的示数为F'时,浮力大小为F浮'=G+F',此时A排开水的体积为,则正方体A浸在水中的深度为,
所以此时容器中水的深度为h'= L杆+ h排';则当力传感器的示数F'=2N,容器底部受到水的压强为p'=ρ水gh'。
19.【答案】(1)解: 模型初入水时,漂浮于水面,此时浮力等于重力,即F浮=G=4.2kg×10N/kg=42N
(2)解:对物体进行受力分析可知,浮力F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N×=50N,对齐进行受力分析可知物体受到浮力和支持力,竖直向下的重力,所以在液体中受到的浮力为F=50N-10N=40N;排开液体的体积等于自身体积 ,根据浮力的计算公式计算液体的密度ρ=。
(3)解:压强为8N,根据压强公式计算此时的压强,所以此时的深度h=
(4)提前0.2m自救,需要使得液体的密度增加,可以加盐分等物质。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1) 模型初入水时,漂浮于水面 ,浮力等于重力,据此计算浮力;
(2)在水中时悬浮,根据浮力公式计算此时物体受到的浮力;对物体进行受力分析,在液体中受到重力浮力和支持力,所以浮力为F浮=G-F支,结合浮力公式计算待测液体的密度ρ=;
(3)根据压强公式计算此时受到的压强,结合P=ρgh计算此时的深度;
(4)根据F=ρgv可知,物体受的浮力和液体密度有关,增加液体密度可以增加浮力。
20.【答案】(1)<
(2)变大
(3)
(4)B
【知识点】流体压强与流速关系的探究实验;浮力大小的计算
【解析】【解答】 1)若轿车在水平桥面上急速行驶,则根据轿车呈现的流线型外形可判断,轿车对桥面的压力 小于轿车总重
综上 第1空为<
2)在“沉管”下沉过程中,深度越大,压强越大
综上 第1空为变大
3) 漂浮时排水量约8万吨,所以重力等于浮力,浮力为 N
综上 第1空为
4)浮力的计算:公式为F浮=ρ液gV排,所以下沉过程中,排开水的体积增加,完全浸没后,体积不变,所以浮力的变化为先增加,后不变,B正确,ACD错误
综上选B
【分析】根据压强与流速的关系、浮力的计算填空
1、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,所以汽车上方空气流速快,压强小,由向上的浮力
2、浮力:浮力产生的原因为上下表面存在压强差,根据阿基米德远离可知浮力的大小等于排开水的重力,浮力的公式F浮=ρ液gV排,应用:通过改变自身重力改变浮力,轮船以及潜水艇,所以下沉过程中,排开水的体积增加,完全浸没后,体积不变,浮力的变化为先增加,后不变
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