第4章第4节 水的浮力同步练习(提升拔高)--浙教版科学八上

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第4章第4节 水的浮力同步练习(提升拔高)--浙教版科学八上

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八上第4章第4节 水的浮力同步练习(提升拔高)
一、选择题
1.“胜哥”拉着弹簧测力计将浸没在水中某处的长方体物块从水中缓缓提起,如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体上升高度h变化关系的图像。则下列说法中正确的是(  )
A.该物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.
D.物体刚露出水面时下表面受到水的压力是9N
2.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头 (  )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
3.小科通过视频号“胜哥课程”观看了《躺在水面看报纸》科学视频。如图所示,“胜哥”躺在海面上看报纸。下列对“胜哥”受到的浮力分析,正确的是(  )
A.排开水的体积越大,受到的浮力越大
B.“胜哥”受到的浮力大于他的重力
C.海水的密度等于“胜哥”的密度
D.浮力的方向是垂直向上
4.在三支相同的平底试管内装入等量铁砂,然后分别放入装有甲、乙、丙三种不同液体的相同烧杯里,静止时各烧杯内液面相平,如图所示。下列说法中,正确的是(  )
①三种液体对试管的浮力大小关系是
②三种液体所受的重力大小关系是
③三种液体对烧杯底部的压强大小关系是p甲④三支试管底部所受液体压强大小关系是
A.②③ B.①④ C.①③ D.③④
5.下图是与浮力有关的事例,下列说法正确的是(  )
A.图甲中,舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
B.图乙中,鸡蛋悬浮在浓盐水中,向杯中加水,鸡蛋所受浮力变小
C.图丙中,在空中向左匀速飘动的热气球,它所受到浮力方向是向左
D.图丁中,同一支密度计静止在不同液体中,液体A的密度大于液体B的密度
6.“胜哥”用清水洗蓝莓时发现,有的蓝莓沉底,有的漂浮。如图,两颗等体积的蓝莓在水中静止时,下列有关说法正确的是 ( )
A.甲蓝莓所受到的浮力大于乙蓝莓所受到的浮力
B.甲蓝莓的密度大于乙蓝莓的密度
C.向盆中加水,甲蓝莓会下沉
D.向盆中加水,盆底受到的液体压强变大
7.“胜哥”将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小
B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
8.“胜哥”探究物体的浮沉条件:将一只鸡蛋先后放入深度相同的清水和浓盐水中,一段时间后发现:鸡蛋在清水中沉底,在浓盐水中悬浮(如图)。下列说法正确的是( )
A.两个烧杯底部受到的液体压强相等
B.鸡蛋在浓盐水中受到的浮力等于它的重力
C.鸡蛋在清水中受到的浮力等于在浓盐水中受到的浮力
D.鸡蛋在浓盐水中排开液体的质量小于在清水中排开液体的质量
9.如图为利用浮囊打捞沉船的示意图。将浮囊固定在沉船上后充气,可帮助沉船上浮。下列关于该打捞过程的说法正确的是(  )
A.浮囊受到浮力,施力物体是空气
B.沉船匀速上浮且未露出海面时,受到的浮力变小
C.增加充气浮囊的数量,可增大总浮力,更容易拉起沉船
D.潜水员下潜作业时,所处深度越深,受到海水的压强越小
10.潜水艇从高密度海水区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图所示,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在 b 处
A.受到的重力变小 B.受到的浮力不变
C.排开液体的体积变大 D.排开液体的重力变小
11.当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层。在如图所示的情形中,若有潜艇潜航至此水域时,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。下列说法正确的是
A.潜艇在高密度水层中悬浮时,所受浮力大于其重力
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C.潜艇遇“掉深”进行自救时,需快速排出潜艇水箱中的水
D.潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程,所受浮力不变
12.我国古代用莲子制备成不同标准的“浮子”来测定海水密度,测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的密度越大。若将四颗“浮子”放入盛有待测海水的杯中,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列说法正确的是
A.竹管内待测的海水密度已经最大
B.①号“浮子”的密度比其它三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的重力比其它三颗“浮子”大
D.在不同密度海水中,各“浮子”所受浮力不变
13.我国在唐代就有利用石莲比较盐水密度的记载。如图是三枚石莲在低浓度盐水中的静止情况。若将这三枚石莲放入高浓度的盐水中,静止时的浮沉情况可能是
A. B.
C. D.
14.小科通过视频号“胜哥课程”观看了《盐水选种》科学视频。“胜哥”将饱满程度不同的同批次水稻种子放入浓度适宜的盐水中,饱满的良种会沉入水底,干瘪、虫蛀的次种则漂浮于水面,从而实现快速筛选。如图所示。若所有种子体积近似相等,下列说法正确的是(  )
A.漂浮的次种受到的浮力大于自身的重力
B.沉底的良种受到的浮力等于自身的重力
C.若盐水的浓度配制过低,会导致漂浮的次种数量减少
D.漂浮的次种受到的浮力一定大于沉底的良种受到的浮力
15.“胜哥”洗碗时,有一空碗漂浮在水槽中(如图),他从水槽中舀一些水加入到空碗中,碗仍然漂浮在水面上。碗受到的浮力和水槽中水面的变化情况分别是 ( )
A.不变 不变 B.不变 下降 C.变大 不变 D.变大 下降
16.如图,一只野鸭在捕鱼前后分别静止漂浮在湖面上。若它捕鱼前后受到的浮力分别为、,排开湖水的体积分别为。下列判断正确的是
A. B. C. D.
二、填空题
17.我国自主研制的“华瑞龙”半潜船满载排水量达10万吨。通过向半潜船的蓄水舱注水或排水,实现部分船体潜入或者浮出水面(如图1)。
(1)半潜船下潜过程中,所受浮力   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)某次向距离 540千米的海岛运输货物,半潜船以 18千米/小时的相对地面速度匀速直线航行,则到达海岛所需的时间为   小时。
(3)纬度不同,海水密度也会不同。图 2为不同纬度地区的海水密度。某次运输任务半潜船从高纬度 A地到低纬度B地(船总质量保持不变),船浸入水中的深度将   (填“变大”或“变小”)。
三、实验与探究题
18.通过微信公众号“胜哥课程”学习 “影响浮力大小的因素”相关内容时,某兴趣小组设计并进行了系列小实验,以进行初步探究。
(1)把一颗鸡蛋放在盛有清水的烧杯里,鸡蛋沉入杯底,不断在清水中加盐溶解,鸡蛋会上浮到液面。鸡蛋漂浮在盐水液面时受到的浮力   在清水中沉底时的浮力(选填“大于”“等于”或“不变”)
(2)恨据上还现象,他们开展如下图的一系列实验。此时乙实验中物块受到的浮力为   N。
(3)通过实验甲、丙、戊的对比可探究   。
(4)若要验证阿基米德原理,还需要测量的物理量是   。
19.“胜哥”进行“探究影响浮力大小的因素”实验,请据图回答问题。
(1)图1实验中金属块在步骤②中所受浮力为   N。
(2)“胜哥”根据①、②、③得出浮力的大小与金属块浸在水中的深度有关。指出该实验设计不合理之处:   。
(3)由①、③、④可得出的结论:金属块受到的浮力大小与   有关。
(4)完成图1实验后,“胜哥”利用图2所示器材继续研究。①首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口,再在右盘添加砝码直至天平平衡。②将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡。由此可说明   。
20.“胜哥”组织同学们为探究“漂浮的木块受到的浮力大小与木块排开液体重力的关系”,进行了如下实验:
①用弹簧测力计测出木块的重力为G1;
②将水倒入溢水杯中直至有水从溢水口溢出为止,如图甲所示;
③待溢水口不再溢水后,在溢水口下放一个重为G2的空桶,如图乙所示;
④将木块放进溢水杯,让溢出的水全部流入小桶,测出小桶和水的总重力记为G3,如图丙所示。
(1) G1、G2、G3间存在的数量关系是   。
(2)本实验中,下列情况会对实验结果产生影响的是____(填字母)。
A.溢水杯未装满水
B.测量空桶重力时桶内有水
C.木块吸水
(3)实验完成后,另一同学用盐水代替水,另取一个相同木块重复步骤②③④,测出小桶和盐水的总重力记为G4。根据所学知识判断G3   G4(填“<”、“=”或“>”),并说明理由:    。
四、综合题
21.人工浮岛可漂浮于水面,为人类拓展生存空间。图甲为“胜哥”制作的一个模型,包括浮岛和基座,基座中空部分可放配重,基座侧面标有水位线(水面不能超过基座的最高水位线10cm)。
(1)“胜哥”发现模型上浮时水位超过了基座的最高水位线,如图乙所示。为了让浮岛全部露出水面,下列改进措施中可行的是~____(选填字母)。
A.换用密度更大的材料制造基座
B.减小配重的质量
C.增大浮岛的体积
D.增大基座的体积
(2)该模型基座的横截面积为500cm2,空载时水位如图丙所示,求此时整个模型受到的浮力。
(3)要使浮岛按照要求漂浮与水面上,基座中放置的配重重力最大为多少N
22.“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。“胜哥”制作了一个漏刻,装置如图甲,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过固定在受水壶上的指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的   (填序号)。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量,计算两次的质量差。
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量,计算两次的质量差。测得1分钟滴水的质量为80克,则1刻钟(15分钟)滴水的体积为   立方厘米。
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积400平方厘米,浮箭总重力4牛,长方体浮块的底面积200平方厘米、高3厘米。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受水壶内的水面高度为多少厘米?
(3)标尺定标:图乙的标尺上每一格表示2厘米,请你在标尺上对应位置标出“3刻钟”。
(4)成品试测:经检测,发现自开始滴水至指针指向“3刻钟”位置,实际滴水时间   (填“大于”或“小于”)45分钟,分析其原因主要是   。
23. 市面上有一款智能防溺水手环(如图),它由气囊和小型气瓶组成,气瓶内储存有经高压压缩的二氧化碳气体。当监测到溺水风险时,气囊会自动打开,使溺水者上浮。
(1)气囊在水中打开时受到的浮力方向是   。
(2)请结合浮力的相关知识,解释智能防溺水手环的工作原理是   。
(3)此款智能手环气囊完全打开时的体积约1.8×10-3m3当它完全浸没在水中时可提供多大的浮力 (ρ水取1.0×103kg/m3)
24.如图所示,一质地均匀的棱长为0.1m的实心正方体用细线悬挂后浸没在水中,该正方体所受的重力为20N,上表面受到水向下的压力为5N,下表面受到水向上的压力为24N。求:
(1)正方体受到的浮力。
(2)细线对正方体的拉力。
25.(6分) “胜哥”将一个质量为 0.8kg 的正方体木块轻轻放入一个盛有水的烧杯中,木块静止时恰好有一半体积浸入水中。(已知水的密度为
请完成下列问题:
(1)此时木块受到的浮力是   。
(2)木块的体积有多大
(3)木块的密度是多少
答案
1.C
2.A
3.A
4.A
5.B
6.D
7.B
8.B
9.C
10.D
11.C
12.B
13.B
14.C
15.C
16.D
17.(1)变大
(2)30
(3)变大
18.(1)大于
(2)0.5
(3)浮力大小与液体密度的关系
(4)小桶的重力、小桶和排开液体的总重力
19.(1)1.4
(2)没有控制排开液体的体积相同
(3)液体的密度
(4)物体的重力等于物体排开的液体受到的重力或物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力
20.(1)G1=G3-G2
(2)A;C
(3)=;木块在水中和盐水中都是漂浮, 它受到的浮力始终等于自身重力,没有发生变化,根据阿基米得原理可知它排开水和盐水的重力相等。
21.(1)B;D
(2)整个模型受到的浮力
(3)最大浮力为,配重最大重力为50N-30N=20N。
22.(1)①;1200
(2)解:当浮箭刚浮起时,即为漂浮状态,;
根据阿基米德原理,
又因为长方体浮块的底面积200cm2,

答:当浮箭刚浮起时,受水壶内的水面高度为2厘米。
(3)
(4)大于;随播水壶内液面的高度下降,水对出水口的压强减小,滴水速度减慢
23.(1)竖直向上
(2)充满气体的安全气囊在水中排开水的体积增大,产生的浮力增大。人受到的总浮力大于自身重力,所以人将上浮。
(3)完全浸没在水中时可提供的浮力大小为:
24.(1)解:根据题意可知, 该正方体上表面受到水向下的压力为5N,下表面受到水向上的压力为24N,
则此时正方体受到的浮力:F浮=F下表面-F上表面=24N-5N=19N。
(2)解:正方体在水中静止时,它受到竖直向上的拉力和浮力,竖直向下的重力,此时三力平衡,即G=F浮+F拉;
那么细线对正方体的拉力为:F=G-F浮=20N-19N=1N。
25.(1)8N
(2)木块排开液体的体积等于在水下的体积,等于木块体积的一半,
可知木块的体积为
(3)木块的密度
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八上第4章第4节 水的浮力同步练习(提升拔高)
一、选择题
1.“胜哥”拉着弹簧测力计将浸没在水中某处的长方体物块从水中缓缓提起,如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体上升高度h变化关系的图像。则下列说法中正确的是(  )
A.该物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.
D.物体刚露出水面时下表面受到水的压力是9N
【答案】C
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】AB.根据图像确定物体的重力和完全浸没时测力计的示数,然后根据称重法F浮=G-F'求出物体受到的最大浮力;根据F浮=ρ液gV排求出物体浸没时排开水的体积即为物体的体积;
C.根据计算物体的密度;
D.根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下求出下表面受到水的压力。
【解答】 AB.根据图片可知,当h>8cm时,弹簧测力计示数为9N不变,则物体重力G=F=9N。
当h<4cm时,弹簧测力计示数为5N不变,则物体受到的最大浮力:F浮=G-F'=9N-5N=4N,故B错误;
此时物体的体积等于排开水的体积,即,故A错误;
C.综上所述,该物体的密度,故C正确;
D.物体刚浸没时上表面受到水的压力为零,由浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可得,下表面受到水的压力F向上=F浮+F向下=4N+0N=4N,故D错误。
故选C。
2.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头 (  )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据压力和浮力的产生原因分析判断。
【解答】根据图片可知,水堵头上面有水,而水有重力,因此堵头会受到水向下的压力。由于下表面无水,因此下表面没有受到水的向上的压力。根据F浮力=F向上-F向下可知,堵头不受浮力。
故选A。
3.小科通过视频号“胜哥课程”观看了《躺在水面看报纸》科学视频。如图所示,“胜哥”躺在海面上看报纸。下列对“胜哥”受到的浮力分析,正确的是(  )
A.排开水的体积越大,受到的浮力越大
B.“胜哥”受到的浮力大于他的重力
C.海水的密度等于“胜哥”的密度
D.浮力的方向是垂直向上
【答案】A
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析判断;
(2)(3)根据浮沉条件判断;
(4)根据浮力的方向判断。
【解答】A.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,海水的密度不变,则排开海水的体积越大,受到的浮力越大,故A正确;
B. “胜哥”在水面漂浮,则他受到的浮力等于重力,故B错误;
C. “胜哥”在水面漂浮,则海水的密度大于“胜哥”的密度,故C错误;
D.浮力的方向是竖直向上的,故D错误。
故选A。
4.在三支相同的平底试管内装入等量铁砂,然后分别放入装有甲、乙、丙三种不同液体的相同烧杯里,静止时各烧杯内液面相平,如图所示。下列说法中,正确的是(  )
①三种液体对试管的浮力大小关系是
②三种液体所受的重力大小关系是
③三种液体对烧杯底部的压强大小关系是p甲④三支试管底部所受液体压强大小关系是
A.②③ B.①④ C.①③ D.③④
【答案】A
【知识点】密度公式的应用;浮力产生的原因;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】 ①根据物体的漂浮条件比较试管受到浮力的大小;
②根据图片比较试管排开液体的体积不同,根据公式F浮=ρgV排可判断两液体密度的大小,然后根据图片比较三种液体的体积关系,最后利用G=mg=ρVg判断液体的重力大小;
③根据液体压强公式p=ρ液gh判断烧杯底部所受压强大小关系;
④首先根据浮力产生的原因F浮=F下表面-F上表面比较下表面受到的压力关系,利用比较试管底部所受液体压强大小关系。
【解答】 ①根据图片可知,平底试管在三种液体中都处于漂浮状态,所以试管受到的浮力都等于自身重力,即受到的浮力相等,也就是F甲=F乙=F丙,故①错误;
②根据图片可知,排开的液体体积V排甲>V排乙>V排丙,根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙。根据液面相同可知,液体的体积和试管浸入液体体积的和相等,那么三种液体的体积V甲<V乙<V丙。根据G=mg=ρVg可知,液体的重力G甲<G乙<G丙,故②正确;
③综上所述,液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙,且放入试管后液面等高,根据液体压强公式p=ρ液gh可得,烧杯底部所受压强p甲<p乙<p丙,故③正确;
④试管上表面受到的压力为0,根据浮力产生的原因F浮=F下表面-F上表面可知,试管下表面受到的压力相等,即:F甲'=F乙'=F丙'。由压强公式可知,试管底部受到液体压强p甲'=p乙'=p丙',故④错误。
故选A。
5.下图是与浮力有关的事例,下列说法正确的是(  )
A.图甲中,舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
B.图乙中,鸡蛋悬浮在浓盐水中,向杯中加水,鸡蛋所受浮力变小
C.图丙中,在空中向左匀速飘动的热气球,它所受到浮力方向是向左
D.图丁中,同一支密度计静止在不同液体中,液体A的密度大于液体B的密度
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】A.根据物体的漂浮条件分析;
B.利用F浮=ρ液gV排分析鸡蛋的浮力变化;
C.浮力的方向始终竖直向上;
D.根据物体浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排可分析密度关系。
【解答】A. 航母始终漂浮在水面上,则它受到的浮力始终等于重力。舰载机起飞后,航母自重减小,航母受到的浮力变小,故A错误;
B.当向杯中加水,盐水的密度变小,鸡蛋会下沉,但是排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,鸡蛋所受浮力变小,故B正确;
C.根据浮力方向的知识可知,在空中向左匀速飘动的热气球,它所受到浮力方向是竖直向上,故C错误;
D.密度计都处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,密度计所受的浮力都等于其自身重力,所以密度计在A和B中所受的浮力相等。根据丁图可知,密度计在A中排开液体A的体积大于在液体B中排开液体B的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体A的密度小于液体B的密度,故D错误。
故选B。
6.“胜哥”用清水洗蓝莓时发现,有的蓝莓沉底,有的漂浮。如图,两颗等体积的蓝莓在水中静止时,下列有关说法正确的是
A.甲蓝莓所受到的浮力大于乙蓝莓所受到的浮力
B.甲蓝莓的密度大于乙蓝莓的密度
C.向盆中加水,甲蓝莓会下沉
D.向盆中加水,盆底受到的液体压强变大
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】A、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排进行分析。
BC、根据沉浮状态进行分析,物体的密度小于液体的密度时,物体处于漂浮状态;物体的密度等于液体的密度,物体将悬浮;物体的密度大于液体的密度,物体将下沉。
D、根据分析液体压强变化情况。
【解答】A、甲和乙体积相同,甲漂浮,排开水的体积小于甲的体积,乙下沉,排开水的体积等于乙的体积,可知乙排开水的体积更大,由F浮=ρ液gV排可知,乙受到的浮力更大,故A错误;
B、甲漂浮,密度小于水,乙下沉,密度大于水,可知甲的密度小于乙的密度,故B错误;
C、向盆中加水,水的密度不变,甲的密度不变,甲的状态不会发生改变,仍为漂浮,故C错误;
D、向盆中加水,水的深度h变大,根据液体压强公式可知,水密度不变,g不变,h增大,因此盆底受到的液体压强变大,故D正确。
故答案为:D。
7.“胜哥”将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是
A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小
B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力,公式为。当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(2)物体的浮沉条件:漂浮或悬浮时,物体所受浮力等于自身重力(F浮=G);下沉时,物体所受浮力小于自身重力(F浮【解答】A、若甲、乙体积相等,甲完全浸没,排开液体的体积大于乙排开液体的体积,根据阿基米德原理,甲受到的浮力更大,A 说法错误;
B、若甲、乙质量相等,则重力相等,乙漂浮,浮力等于重力;甲下沉,浮力小于重力,所以甲受到的浮力更小,B 说法正确;
C、向杯中加盐水后,液体密度变大,但乙仍然漂浮,浮力始终等于自身重力,大小不变,C 说法错误;
D、向杯中加酒精后,液体密度变小,乙仍然漂浮,浮力始终等于自身重力,大小不变,D 说法错误;
故答案为:B。
8.“胜哥”探究物体的浮沉条件:将一只鸡蛋先后放入深度相同的清水和浓盐水中,一段时间后发现:鸡蛋在清水中沉底,在浓盐水中悬浮(如图)。下列说法正确的是
A.两个烧杯底部受到的液体压强相等
B.鸡蛋在浓盐水中受到的浮力等于它的重力
C.鸡蛋在清水中受到的浮力等于在浓盐水中受到的浮力
D.鸡蛋在浓盐水中排开液体的质量小于在清水中排开液体的质量
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】A、根据判断压强大小。
BC、沉浮条件:物体处于漂浮或悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力。
D、根据物体在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力以及G=mg进行分析。
【解答】A、盐水的密度大于水的密度,盐水和清水深度相同,由可知,盛放盐水的烧杯底部受到的液体压强更大,故A错误;
B、鸡蛋在盐水中悬浮,由浮沉条件可知,鸡蛋受到的浮力等于重力,故B正确;
C、鸡蛋在水中下沉,浮力小于重力,可知鸡蛋在清水中受到的浮力小于在盐水中受到的浮力,故C错误;
D、鸡蛋在盐水中受到的浮力更大,由浮力等于排开液体的重力可知,鸡蛋在盐水中排开液体的质量更大,质量更大,故D错误。
故答案为:B。
9.如图为利用浮囊打捞沉船的示意图。将浮囊固定在沉船上后充气,可帮助沉船上浮。下列关于该打捞过程的说法正确的是(  )
A.浮囊受到浮力,施力物体是空气
B.沉船匀速上浮且未露出海面时,受到的浮力变小
C.增加充气浮囊的数量,可增大总浮力,更容易拉起沉船
D.潜水员下潜作业时,所处深度越深,受到海水的压强越小
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】浮囊浸没在海水中,浮囊受到的浮力是海水对浮囊的作用力,施力物体是海水;根据阿基米德原理分析;增加充气浮囊的数量,整体(沉船+浮囊)排开海水的总体积增大;结合影响液体压强的因素分析。
【解答】A.浮囊浸在海水中,浮力的施力物体是海水,不是空气,故A错误;
B.沉船未露出海面,V排 不变、海水的密度不变,由可知,所受浮力不变;故B错误;
C.增多浮囊,整体可排开海水体积变大,可利用的总浮力变大,便于拉起沉船,故C正确;
D.由液体压强可知,深度h越深,海水压强越大,故D错误。
故选:C。
10.潜水艇从高密度海水区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图所示,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在 b 处
A.受到的重力变小 B.受到的浮力不变
C.排开液体的体积变大 D.排开液体的重力变小
【答案】D
【知识点】重力的大小;阿基米德原理
【解析】【分析】A.根据G=mg分析潜水艇受到重力的变化;
BC.根据浸没时排开液体体积等于自身体积分析排开液体体积的变化,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析它受到浮力的变化;
D.根据阿基米德原理F浮=G排分析潜水艇排开液体重力的变化。
【解答】A.潜水艇的质量不变,根据G=mg可知,它受到的重力保持不变,故A错误;
BC.潜水艇浸没在水中,则它排开水的体积始终等于自身体积,即排开液体的体积不变。由于海水密度变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力减小,故BC错误;
D.根据阿基米德原理F浮=G排可知,此过程中潜水艇排开液体的重力变小,故D正确。
故选D。
11.当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层。在如图所示的情形中,若有潜艇潜航至此水域时,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。下列说法正确的是
A.潜艇在高密度水层中悬浮时,所受浮力大于其重力
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C.潜艇遇“掉深”进行自救时,需快速排出潜艇水箱中的水
D.潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程,所受浮力不变
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)当潜艇在高密度水层潜行时受到的浮力等于其自身的重力,当潜艇遇到海水断崖时,潜艇所处的海水密度突然变小;根据F浮=ρ液gV排判断出浮力的变化,当重力大于浮力时,会急剧向下掉;
(2)根据浮沉条件分析上浮的方法。
【解答】 A.潜艇在高密度水层悬浮时,潜艇处于静止状态,所受的浮力等于其重力,故A错误;
B.由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,V排不变,ρ液变小,因此所受的浮力变小,故B错误;
C.潜艇遭遇“掉深”时潜艇受到的浮力小于重力,因此进行自救时,需快速排出水箱中的水,减小潜艇的重力,从而使重力小于潜艇受到的浮力才能重新上浮,故C正确;
D.由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,潜艇从刚露出水面至漂浮在水面的过程中,ρ液不变,V排变小,其所受浮力变小,故D错误。
故选C。
12.我国古代用莲子制备成不同标准的“浮子”来测定海水密度,测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的密度越大。若将四颗“浮子”放入盛有待测海水的杯中,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列说法正确的是
A.竹管内待测的海水密度已经最大
B.①号“浮子”的密度比其它三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的重力比其它三颗“浮子”大
D.在不同密度海水中,各“浮子”所受浮力不变
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】BC.根据物体的浮沉条件比较莲子和盐水的密度大小关系,进而确定哪个莲子的密度最大。根据G=mg=ρVg比较四个莲子的重力大小;
A.根据①莲子在盐水中沉底分析盐水的密度是否达到最大;
D.莲子在盐水中浮沉状态改变时,它受到的浮力可能发生改变。
【解答】 BC.根据图片可知,1号莲子沉底,则其密度大于液体的密度,而莲子2、3、4漂浮,说明它们的密度都小于液体的密度,比较可知,①号莲子的密度最大。
根据G=mg=ρVg可知,已知四个莲子的密度关系,但不知道它们体积大小,故无法比较重力大小,故B正确,C错误;
A.根据浮沉条件可知,现在盐水的密度小于①号莲子的密度,因此 竹管内待测的海水密度还没有达到最大,故A错误;
D.当莲子在盐水中漂浮或悬浮时,莲子受到的浮力等于自身重力,因此它们受到的浮力不变。如果莲子在盐水中下沉,那么它受到的浮力小于自身重力,则在不同密度的盐水中,莲子受到的浮力可能改变,故D错误。
故选B。
13.我国在唐代就有利用石莲比较盐水密度的记载。如图是三枚石莲在低浓度盐水中的静止情况。若将这三枚石莲放入高浓度的盐水中,静止时的浮沉情况可能是
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】物体在液体中的浮沉情况与两者的密度大小有关。
【解答】A、位于中部和下部的石莲在原液体中悬浮,即密度等于液体密度大小,换高浓度盐水后不会继续保持悬浮,所以A不符合题意;
B、盐水浓度可能大于三个石莲浓度,即三个石莲都漂浮,所以B符合题意;
CD、高浓度盐水密度更大,不会使石莲下沉,所以CD不符合题意;
故答案选B。
14.小科通过视频号“胜哥课程”观看了《盐水选种》科学视频。“胜哥”将饱满程度不同的同批次水稻种子放入浓度适宜的盐水中,饱满的良种会沉入水底,干瘪、虫蛀的次种则漂浮于水面,从而实现快速筛选。如图所示。若所有种子体积近似相等,下列说法正确的是(  )
A.漂浮的次种受到的浮力大于自身的重力
B.沉底的良种受到的浮力等于自身的重力
C.若盐水的浓度配制过低,会导致漂浮的次种数量减少
D.漂浮的次种受到的浮力一定大于沉底的良种受到的浮力
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】沉浮条件:物体处于漂浮或悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力。
物体的密度小于液体的密度时,物体处于漂浮状态;物体的密度等于液体的密度,物体将悬浮;物体的密度大于液体的密度,物体将下沉。
【解答】A、由沉浮状态可知,漂浮的次种受到的浮力等于重力,故A错误;
B、沉底的良种,浮力小于重力,故B错误;
C、由沉浮状态可知,密度小于盐水的种子处于漂浮状态,若盐水的浓度过低,即盐水的密度偏小,则会有更多的种子密度大于等于盐水,漂浮的种子减少,故C正确;
D、漂浮的次种浮力等于重力,下沉的良种浮力小于重力,次种和良种的重力情况未知,所以漂浮的次种受到的浮力不一定大于沉底良种受到的浮力,故D错误。
故答案为:C。
15.“胜哥”洗碗时,有一空碗漂浮在水槽中(如图),他从水槽中舀一些水加入到空碗中,碗仍然漂浮在水面上。碗受到的浮力和水槽中水面的变化情况分别是
A.不变 不变 B.不变 下降 C.变大 不变 D.变大 下降
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据物体的漂浮条件比较加水前后碗受到的浮力变化。根据阿基米德原理计算加水后碗增大的排水体积,根据计算水槽中减小水的体积,比较二者大小,从而确定水面的高度变化。
【解答】 加水前后,碗始终漂浮在水面上,则它受到的浮力始终等于重力。加水后碗的重力变大,则碗受到的浮力变大。
假如加水的重力为G,则碗增大排开水的体积,水槽中水的体积减小量,那么增大的体积和减小的体积正好相等,说明水槽内的水面高度不变。
故选C。
16.如图,一只野鸭在捕鱼前后分别静止漂浮在湖面上。若它捕鱼前后受到的浮力分别为、,排开湖水的体积分别为。下列判断正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体的漂浮条件:物体漂浮在液面上时,所受浮力大小等于自身重力,即 F浮=G物。野鸭捕鱼前后均处于漂浮状态,浮力始终等于自身重力;但捕鱼后,野鸭的总重力(自身重力 + 鱼的重力)增大,因此浮力也随之增大,即 F1< F2。
(2)阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体的重力,公式为。湖水的密度 不变,g 为常量,浮力 F浮 越大,对应的排开湖水的体积 V排就越大,因此 V1< V2。
【解答】野鸭捕鱼后总重力增大,根据漂浮条件 F浮=G物,浮力也会增大,因此 F1< F2,
根据阿基米德原理,浮力越大,排开湖水的体积越大,因此V1< V2。
故答案为:D。
二、填空题
17.我国自主研制的“华瑞龙”半潜船满载排水量达10万吨。通过向半潜船的蓄水舱注水或排水,实现部分船体潜入或者浮出水面(如图1)。
(1)半潜船下潜过程中,所受浮力   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)某次向距离 540千米的海岛运输货物,半潜船以 18千米/小时的相对地面速度匀速直线航行,则到达海岛所需的时间为   小时。
(3)纬度不同,海水密度也会不同。图 2为不同纬度地区的海水密度。某次运输任务半潜船从高纬度 A地到低纬度B地(船总质量保持不变),船浸入水中的深度将   (填“变大”或“变小”)。
【答案】(1)变大
(2)30
(3)变大
【知识点】速度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析半潜船下潜过程中的浮力变化;
(2)根据公式计算到达海岛的时间;
(3)根据物体的漂浮条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析船排开海水的体积变化即可。
【解答】(1) 半潜船在下潜过程中,船体排开水的体积增加,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,因此它受到的浮力增大。故填:变大。
(2)根据题意可知, 到达海岛所需的时间为:。故填:30。
(3)半潜船的总质量保持不变,在水面始终漂浮,则其浮力不变。根据图2可知,从高纬度地区到低纬度地区时,海水密度较小。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,此时排开水的体积会增大,因此船浸入水中的深度会变大。故填: 变大 。
三、实验与探究题
18.通过微信公众号“胜哥课程”学习 “影响浮力大小的因素”相关内容时,某兴趣小组设计并进行了系列小实验,以进行初步探究。
(1)把一颗鸡蛋放在盛有清水的烧杯里,鸡蛋沉入杯底,不断在清水中加盐溶解,鸡蛋会上浮到液面。鸡蛋漂浮在盐水液面时受到的浮力   在清水中沉底时的浮力(选填“大于”“等于”或“不变”)
(2)恨据上还现象,他们开展如下图的一系列实验。此时乙实验中物块受到的浮力为   N。
(3)通过实验甲、丙、戊的对比可探究   。
(4)若要验证阿基米德原理,还需要测量的物理量是   。
【答案】(1)大于
(2)0.5
(3)浮力大小与液体密度的关系
(4)小桶的重力、小桶和排开液体的总重力
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)鸡蛋在清水中沉底:此时浮力小于重力,鸡蛋在盐水中漂浮:漂浮时浮力等于重力,因为鸡蛋重力G不变,比较浮力大小:
(2)乙图用称重法计算浮力。
(3)对比实验甲、丙、戊:物体排开液体的体积相同(都完全浸没),液体密度不同(水、盐水等),弹簧测力计示数不同导致浮力不同,探究的是浮力大小与液体密度的关系。
(4)利用F浮=G-F可求得物块受到的浮力;用小桶和水的总重力减去空小桶的重力即为圆柱体排开的水所受的重力G排。
【解答】(1)鸡蛋在清水中沉底:此时浮力小于重力,即 F浮清<G。鸡蛋在盐水中漂浮:漂浮时浮力等于重力,即F浮盐=G 浮盐。因为鸡蛋重力G不变,所以F浮盐>F浮清:
(2)乙图用称重法测浮力:F浮= G-F示=1.6N-1.1N=0.5N。
(3)对比实验甲、丙、戊:物体排开液体的体积相同(都完全浸没),液体密度不同(水、盐水等)弹簧测力计示数不同→浮力不同,控制变量:排开液体体积不变,改变量:液体密度。探究的是浮力大小与液体密度的关系。
(4)阿基米德原理:浮力=物体排开液体所受的重力。实验中根据称重法测出物体受到的浮力,还需要测量小桶的重力、小桶和排开液体的总重力(两者相减才能得到G排)。
19.“胜哥”进行“探究影响浮力大小的因素”实验,请据图回答问题。
(1)图1实验中金属块在步骤②中所受浮力为   N。
(2)“胜哥”根据①、②、③得出浮力的大小与金属块浸在水中的深度有关。指出该实验设计不合理之处:   。
(3)由①、③、④可得出的结论:金属块受到的浮力大小与   有关。
(4)完成图1实验后,“胜哥”利用图2所示器材继续研究。①首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口,再在右盘添加砝码直至天平平衡。②将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡。由此可说明   。
【答案】(1)1.4
(2)没有控制排开液体的体积相同
(3)液体的密度
(4)物体的重力等于物体排开的液体受到的重力或物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据二力平衡进行分析--重力等于浮力加拉力。
(2)根据控制变量法进行分析--要控制除深度以外的条件相同。
(3)根据图像和控制变量法进行分析,变量为液体密度,导致浮力不同,可知液体密度大小会影响浮力大小。
(4)天平始终平衡,说明两侧的压力大小相等,可得物体受到的浮力等于排开液体受到的重力,物体的重力也等于排开液体受到的重力。
【解答】(1)由①可知,金属块的重力为4.8N,由②可知金属块受到的拉力为3.4N,可知金属块受到的浮力为4.8N-3.4N=1.4N。
(2)由图可知, ②③金属块在水中的体积不同,即排开液体的体积不同,没有控制变量,所以设计不合理。
(3)由图可知,③④中液体密度不同,金属块在水中的体积相同,即排开液体的体积相同,而测力计示数不同,即浮力大小不同,可知浮力大小与液体密度有关。
(4)初始时天平平衡,放入木块后,木块排出了与自身体积相等的水到量筒中,天平依然保持平衡,说明左盘增加的木块重力,等于流出的水的重力,即木块受到的浮力等于排开液体的重力或物体的重力等于物体排开的液体受到的重力。
20.“胜哥”组织同学们为探究“漂浮的木块受到的浮力大小与木块排开液体重力的关系”,进行了如下实验:
①用弹簧测力计测出木块的重力为G1;
②将水倒入溢水杯中直至有水从溢水口溢出为止,如图甲所示;
③待溢水口不再溢水后,在溢水口下放一个重为G2的空桶,如图乙所示;
④将木块放进溢水杯,让溢出的水全部流入小桶,测出小桶和水的总重力记为G3,如图丙所示。
(1) G1、G2、G3间存在的数量关系是   。
(2)本实验中,下列情况会对实验结果产生影响的是____(填字母)。
A.溢水杯未装满水
B.测量空桶重力时桶内有水
C.木块吸水
(3)实验完成后,另一同学用盐水代替水,另取一个相同木块重复步骤②③④,测出小桶和盐水的总重力记为G4。根据所学知识判断G3   G4(填“<”、“=”或“>”),并说明理由:    。
【答案】(1)G1=G3-G2
(2)A;C
(3)=;木块在水中和盐水中都是漂浮, 它受到的浮力始终等于自身重力,没有发生变化,根据阿基米得原理可知它排开水和盐水的重力相等。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)阿基米德原理的内容为浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。公式为,浮力的大小与液体的密度和排开水的体积有关,与深度无关。
(2)①溢水杯未装满水,当放入木块时,水面先上升到溢水口然后才排出,会导致排出的水少于实际排开的水(G排偏小)。②如果木块放入水中时,底部附着气泡,会导致木块浸入体积偏小,排开的水减少(G排偏小)。③如果木块吸水,会导致木块变重,影响浮力测量,且排开的水减少。④有残留水:小桶中的水未倒干净,或者溢水杯壁挂水,都会影响结果。
(3)当物体就漂浮在液面上时,浮力等于重力。
【解答】(1)根据二力平衡,当物体漂浮在液面上时,浮力等于物体自身的重力F浮=G物=G1。
用小桶收集被物体排开的液体,排开的液体受到的重力G排=G总-G桶=G3-G2。根据阿基米德原理F浮=G排,即G1=G3-G2。
(2)选项A:溢水杯未装满水,会导致木块排开的水未全部流入桶中,使G3偏小,影响G排的测量。
选项B:测量空桶重力时桶内有水,虽然会影响G2的测量,但多余的水重会被抵消,最终G3 - G2仍能正确反映排开水的重力,因此无影响。
选项C:木块吸水会导致木块排开水的体积减少,使G排偏小,影响浮力与排开液体重力的关系。
(3)木块在盐水或水中均漂浮,浮力F浮等于物体重力G1,根据阿基米德原理,F浮 = G排,因此排开盐水或水的重力不变,即G3 - G2 = G4 - G2,故G3=G4。盐水的密度虽大于水,但木块排开盐水的体积减少,排开液体的重力不变。
故正确答案为:(1)G1=G3-G2;(2)A,C;(3)=;木块在水中和盐水中都是漂浮, 它受到的浮力始终等于自身重力,没有发生变化,根据阿基米得原理可知它排开水和盐水的重力相等。
四、综合题
21.人工浮岛可漂浮于水面,为人类拓展生存空间。图甲为“胜哥”制作的一个模型,包括浮岛和基座,基座中空部分可放配重,基座侧面标有水位线(水面不能超过基座的最高水位线10cm)。
(1)“胜哥”发现模型上浮时水位超过了基座的最高水位线,如图乙所示。为了让浮岛全部露出水面,下列改进措施中可行的是~____(选填字母)。
A.换用密度更大的材料制造基座
B.减小配重的质量
C.增大浮岛的体积
D.增大基座的体积
(2)该模型基座的横截面积为500cm2,空载时水位如图丙所示,求此时整个模型受到的浮力。
(3)要使浮岛按照要求漂浮与水面上,基座中放置的配重重力最大为多少N
【答案】(1)B;D
(2)整个模型受到的浮力
(3)最大浮力为,配重最大重力为50N-30N=20N。
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)沉浮条件:物体处于漂浮或悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力。
物体的密度小于液体的密度时,物体处于漂浮状态;物体的密度等于液体的密度,物体将悬浮;物体的密度大于液体的密度,物体将下沉。
(2)根据阿基米德原理计算浮力大小。
(3)配重最大重力等于最大浮力减去空载时的浮力。
【解答】(1)A、使用密度更大的材料,由浮沉条件可知,浮岛露出水面的部分会减小,故A错误;
B、减小配重的质量,浮岛的总重力减小,由可知,排开液体的体积会减小,即浮岛会上浮,故B正确;
C、增大浮岛的体积,质量不变,浮力不变,基座的体积不变,不能使浮岛全部露出水面,故C错误;
D、增大基座的体积,浮力不变,排开液体的体积不变,基座可以排开更多的水,使浮岛全部露出水面,故D正确。
故答案为:BD。
22.“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。“胜哥”制作了一个漏刻,装置如图甲,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过固定在受水壶上的指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的   (填序号)。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量,计算两次的质量差。
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量,计算两次的质量差。测得1分钟滴水的质量为80克,则1刻钟(15分钟)滴水的体积为   立方厘米。
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积400平方厘米,浮箭总重力4牛,长方体浮块的底面积200平方厘米、高3厘米。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受水壶内的水面高度为多少厘米?
(3)标尺定标:图乙的标尺上每一格表示2厘米,请你在标尺上对应位置标出“3刻钟”。
(4)成品试测:经检测,发现自开始滴水至指针指向“3刻钟”位置,实际滴水时间   (填“大于”或“小于”)45分钟,分析其原因主要是   。
【答案】(1)①;1200
(2)解:当浮箭刚浮起时,即为漂浮状态,;
根据阿基米德原理,
又因为长方体浮块的底面积200cm2,

答:当浮箭刚浮起时,受水壶内的水面高度为2厘米。
(3)
(4)大于;随播水壶内液面的高度下降,水对出水口的压强减小,滴水速度减慢
【知识点】密度公式的应用;液体的压强;阿基米德原理;浮力大小的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)如先测量滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测量烧杯的质量,水容易残留在烧杯内产生误差;根据进行计算;
(2)物体漂浮时,收到的浮力等于它的重力,根据阿基米德原理计算出物体排开水的体积,求出此时受水壶内的水面高度;
(3)水将浮块浮起需要2cm深,每1刻钟需要2cm,即第一刻钟要标在第2格,依次类推;
(4)根据,水的深度变化后,出水口的液体压强变化。
【解答】(1)如果选择方案②先测量滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测量烧杯的质量,水容易残留在烧杯内产生误差,测得1分钟滴水的质量为80克,则1刻钟(15分钟)滴水的质量为,根据公式,故答案为:①;1200;
(3)由题算出每1刻钟滴水体积为1200cm3,3刻钟滴水的体积为3600cm3,将浮块浮起需要水400cm3,即从开始滴水到3刻钟需要水的体积为, 圆筒形受水壶内部底面积400cm2,即此时水的深度,刚将浮块浮起需要2cm深的水,因此3刻钟与开始滴水相比,浮块上升的高度h上升=10cm-2cm=8cm,标尺每一格为2cm,3刻钟应该在第4格,故答案为:;
(4)随着液体不断滴出,播水壶的水越来越少,深度越来越小,根据,出水口的压强越来越小,因此时间会越来越长,故答案为:大于;随播水壶内液面的高度下降,水对出水口的压强减小,滴水速度减慢。
23. 市面上有一款智能防溺水手环(如图),它由气囊和小型气瓶组成,气瓶内储存有经高压压缩的二氧化碳气体。当监测到溺水风险时,气囊会自动打开,使溺水者上浮。
(1)气囊在水中打开时受到的浮力方向是   。
(2)请结合浮力的相关知识,解释智能防溺水手环的工作原理是   。
(3)此款智能手环气囊完全打开时的体积约1.8×10-3m3当它完全浸没在水中时可提供多大的浮力 (ρ水取1.0×103kg/m3)
【答案】(1)竖直向上
(2)充满气体的安全气囊在水中排开水的体积增大,产生的浮力增大。人受到的总浮力大于自身重力,所以人将上浮。
(3)完全浸没在水中时可提供的浮力大小为:
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮力的方向始终竖直向上进行分析。
(2)根据F浮=ρ液gV排进行分析。
(3)浸没时气囊的体积等于排开水的体积,再结合F浮=ρ液gV排进行计算。
【解答】(1)浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到的向上托的力,在液体中浮力的方向始终是竖直向上,与重力方向相反。
(2)手环打开气囊后,气囊排开水的体积大幅增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,液体密度和g不变时,排开水的体积增大,手环和溺水者受到的总浮力随之大幅增大,当总浮力大于总重力时,溺水者就会上浮,避免溺水。
24.如图所示,一质地均匀的棱长为0.1m的实心正方体用细线悬挂后浸没在水中,该正方体所受的重力为20N,上表面受到水向下的压力为5N,下表面受到水向上的压力为24N。求:
(1)正方体受到的浮力。
(2)细线对正方体的拉力。
【答案】(1)解:根据题意可知, 该正方体上表面受到水向下的压力为5N,下表面受到水向上的压力为24N,
则此时正方体受到的浮力:F浮=F下表面-F上表面=24N-5N=19N。
(2)解:正方体在水中静止时,它受到竖直向上的拉力和浮力,竖直向下的重力,此时三力平衡,即G=F浮+F拉;
那么细线对正方体的拉力为:F=G-F浮=20N-19N=1N。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力产生的原因
【解析】【分析】 (1)根据浮力产生的原因F浮=F下表面-F上表面计算浮力的大小;
(2)对正方体进行受力分析,根据平衡力的知识计算细线对正方体的拉力。
25.(6分) “胜哥”将一个质量为 0.8kg 的正方体木块轻轻放入一个盛有水的烧杯中,木块静止时恰好有一半体积浸入水中。(已知水的密度为
请完成下列问题:
(1)此时木块受到的浮力是   。
(2)木块的体积有多大
(3)木块的密度是多少
【答案】(1)8N
(2)木块排开液体的体积等于在水下的体积,等于木块体积的一半,
可知木块的体积为
(3)木块的密度
【知识点】密度公式的应用;重力的大小;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)沉浮条件:物体处于漂浮或悬浮时,浮力等于重力;上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力。
(2)结合浮力,利用计算排开水的体积,等于木块体积的一半。
(3)根据计算木块的密度。
【解答】(1)木块漂浮在水面上,浮力等于重力,可知浮力为。
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