9.3 阿基米德原理 同步训练 (含解析)2026-2027学年沪科版(新教材)八年级全一册

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9.3 阿基米德原理 同步训练 (含解析)2026-2027学年沪科版(新教材)八年级全一册

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沪科版(2024)八年级全一册 第九章 浮力第三节 阿基米德原理 同步训练
一、选择题
1.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。,则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是
A.在酒精中受到的浮力为
B.体积为
C.质量为0.3kg
D.密度为
2.把重为0.6N的物体轻放入盛满水的大烧杯中,从烧杯中溢出0.5N的水,物体受到的浮力(  )
A.一定为0.5N
B.一定为0.6N
C.可能为0.6N
D.可能为0.1N
3.弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的,这个物体的密度是(  )
A.103kg/m3
B.×103 kg/m3
C.×103kg/m3
D.×102 kg/m3
4.小宁用水浸泡水果时发现:体积较小的橘子漂浮,而体积较大的芒果却沉在水底。你认为下列说法正确的是
A.橘子的密度大于芒果的密度
B.橘子的密度等于芒果的密度
C.橘子的重力等于芒果的重力
D.橘子受到的浮力小于芒果受到的浮力
5.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行了如图所示的实验探究。下列探究结论正确的是()
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为1.8N
C.石块的体积为
D.盐水的密度为
6.将重为5N的小球轻轻放入盛满水的杯中,溢出3N的水,小球受到的浮力为(  )
A.5N
B.3N
C.2N
D.0N
7.小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为(  )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
8.在校园科技活动中,小明利用家里的吸管和细铜丝自制一支密度计,将密度计放入水中,在密度计上标出水面的位置A,再将密度计放入酱油中,密度计仍可漂浮,在密度计上标出液面的位置B(未画出)。将密度计看成一个圆柱体,下列说法正确的是()
A.该密度计在水中静止时,所受的浮力小于自身的重力
B.该密度计在水中所受的浮力大于在酱油中所受的浮力
C.B标记应在A的上方
D.为了使自制的密度计更精确,应选选更细的吸管制作
9.如图所示,将小石块依次浸没在水和盐水中,由图中数据可知(  )
A.石块浸没在盐水中时受到的浮力为0.8N
B.盐水的密度为1.2×103kg/m3
C.石块的体积为2m3
D.石块的密度为1.0×103kg/m3
10.如图,放在同一水平面上的甲、乙两个相同容器内盛有密度不同的盐水,现将两个完全相同的物块分别放入两个容器中,当两个物块静止时,两容器中的液面恰好相平,下列说法正确的是(  )
A.甲容器中物块排开盐水的重力较大
B.乙容器底部受到盐水的压力较小
C.乙容器中物块受到盐水的浮力较小
D.甲容器中盐水的密度较小
11.利用弹簧测力计、细线、物体A、柱形容器和水可测量物体A的密度、待测液体的密度。如图甲、乙和丙所示依次进行实验,静止时弹簧测力计的示数分别为、和,水的密度已知并用表示。用测量量和已知量表示和,下列表达式正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
12.如图为实验室的密度计,其结构为用来标刻度的横截面积S=2.5cm2,长度L=10cm的空心圆柱形玻璃管,管下部为一玻璃泡,内装有铅粒,该密度计总质量m=20g,将它放入水中静止时,水面距玻璃管上端为4cm,下列说法正确的是(  )
A.将其放入盛有不同液体的烧杯a、b中,由图可知a中液体密度大
B.将其放入盛有不同液体的烧杯a、b中,由图可知密度计在a液体中受到的浮力大
C.该密度计玻璃泡的体积为5cm3
D.将它放入未知液体中静止时,发现液面距玻璃管上端2cm,则该液体的密度为0.75g/cm3
二、填空题
13.如图甲所示,小明课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他把一个实心物体挂在弹簧测力计的挂钩上,且浸没在水中,然后将其匀速拉出水面,弹簧测力计示数随物体上升距离的变化情况如图乙所示。则实心物体浸没时所受的浮力为 N。实心物体的密度为 kg/m3。
14.如图所示实验中,如果开始时烧杯中装满了水,按下饮料罐后水就会溢出,越向下按饮料罐,烧杯中溢出的水也越多,在饮料罐浸没之前,感受到浮力越来越大。由此可猜想浮力的大小跟 有关。如果溢出了150cm3的水,则饮料罐受到的浮力为 N。(g取10N/kg)
15.一艘船满载时的排水量为2×104t,受到的浮力是 N,卸下货物后,它受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.在长为20cm均匀细木棱的一端缠绕一些细铜丝,制成两个完全相同的简易密度计。现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示为它们竖直静止在液体中的情况。若密度计在甲液体中露出液面的长度为10cm,在乙液体中露出液面的长度为13cm,若乙液体为水时,甲液体的密度=_______kg/m3。若在乙烧杯的水中加入适量盐,其中的密度计所受的浮力__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.小天做物理小实验,先向质量为300g的薄壁柱形容器中倒入深度为1cm的水,放在水平放置的电子秤上,稳定后示数如图甲;然后用细线吊着密度为0.6g/cm3、不吸水的正方体木块,竖直向下缓慢浸入容器水中,松开手待木块静止后,电子秤示数稳定后如图乙,则正方体木块的质量为 g;接着小天拉着细线,将木块竖直向上提升 cm,容器对电子秤的压强变化量与木块底部所受水的压强变化量之差为120Pa。(不计细线质量和体积,忽略附在木块表面水的影响)
三、解答题
18.小聪同学用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和酒精,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒=0.8×103kg/m3)
(1)物体受到的重力是 N;
(2)物体浸没在水中受到的浮力为 N;
(3)通过比较B、C、D三幅图,得出:浮力大小与浸在液体中的深度有关的结论,对此结论你认为是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(4)仔细分析实验数据可知物体体积为 cm3;图E中弹簧测力计示数是 N;
(5)实验中所用物体的密度ρ= g/cm3,若烧杯的底面积为200cm2,则物体全部放入水中后烧杯底部所受到的水的压强比未放入物体时增加 Pa。
19.科创小组设计了水库自动泄洪控制装置,将其制成顶部开有小孔的模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是密度小于水且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深时,B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为2N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积:,高,,求:(g取10N/kg)
(1)B的重力:
(2)B的密度:
(3)刚触发报警装置时,B浸入水中的深度。
20.小红设计了如图甲所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)如图甲中①②③④这四个步骤中,实验的最佳顺序是 (填写编号);
(2)图②中物体A受到的浮力是 N;
(3)以下情况会影响实验结论的是 (选填“A”或“B”)。
A.图②中水面未到达溢水杯的溢水口 B.图②中物体未全部浸没在水中
(4)将图②中的水换成酒精()物体受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)探究完浮力的大小跟哪些因素有关,小丽和小杨用如图乙所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上,向溢水杯中加水(水没有到达溢水口),在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据。然后他们将物体缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时,记录下第二次实验数据。最后他们剪断系在物体上的细线,将物体缓慢沉入到水底后,记录下第三次的实验数据。
①观察并分析第二次和第三次两图,可知物体在第 次中所受浮力更大,是因为此时物体浸在水中的 更大;
②观察并分析第一和第二次两图,并结合这两次实验记录的数据。可知记录第二次数据时,物体受到的浮力为 N。
21.如图所示,质量均匀的正方体甲,其棱长为9cm,对地面压强为1800Pa,棱长为10cm的正方体容器乙内装有6cm深的水。求:
(1)甲对地面的压力;
(2)甲的密度;
(3)若将正方体甲沿虚线分成A、B两部分,A、B分别水平放入乙容器,使得乙容器中水对容器底部压强的增加量之比为,求A在乙容器中所受浮力的大小。
22.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下
降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
(1)圆柱体受到的重力;
(2)完全浸没时,圆柱体受到的浮力;
(3)圆柱体的体积;
(4)圆柱体的密度。
沪科版(2024)八年级全一册 第九章 浮力第三节 阿基米德原理 同步训练(参考答案)
一、选择题
1.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。,则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是
A.在酒精中受到的浮力为
B.体积为
C.质量为0.3kg
D.密度为
【答案】C
【解析】物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,浸没在水中
G-F浮1=F拉1
G-ρ水gV排=2N①
浸没在酒精中
G-F浮2=F拉2
G-ρ酒精gV排=2.2N②
由①②联立解得V排=1×10-4m3,G=3N,物体质量
物体完全浸没,故物体的体积
V物=V排=1×10-4m3=100cm3
物体的密度
在酒精中受到的浮力为
F浮=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=0.8N
2.把重为0.6N的物体轻放入盛满水的大烧杯中,从烧杯中溢出0.5N的水,物体受到的浮力(  )
A.一定为0.5N
B.一定为0.6N
C.可能为0.6N
D.可能为0.1N
【答案】A
【解析】 因为烧杯先盛满了水,所以将物体放入烧杯中时,物体排开水的重力等于溢出水的重力,
即G排=G溢=0.5N,
根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力:F浮=G排=0.5N,故A正确,B、C、D错误。
3.弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的,这个物体的密度是(  )
A.103kg/m3
B.×103 kg/m3
C.×103kg/m3
D.×102 kg/m3
【答案】C
【解析】 根据阿基米德原理和称重法,则物体受到液体的浮力,
物体浸没在水中,则V物=V排
所以物体的密度
A、B、D不符合题意,C符合题意。
4.小宁用水浸泡水果时发现:体积较小的橘子漂浮,而体积较大的芒果却沉在水底。你认为下列说法正确的是
A.橘子的密度大于芒果的密度
B.橘子的密度等于芒果的密度
C.橘子的重力等于芒果的重力
D.橘子受到的浮力小于芒果受到的浮力
【答案】D
【解析】AB.橘子漂浮在水面上,故橘子密度小于水的密度;芒果沉在水底,芒果的密度大于水的密度,所以,橘子的密度小于芒果的密度,故AB错误;
CD.体积较大的芒果却沉在水底,体积较小的桔子漂浮在水面上,故芒果排开水的体积较大,由公式F浮=ρ液gV排可知,芒果所受的浮力大于橘子受到的浮力;因橘子漂浮在水面上,故橘子所受的浮力等于橘子的重力;而芒果却沉在水底,芒果受到的浮力小于其重力,可知橘子的重力小于芒果的重力,故C错误,D正确。
5.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行了如图所示的实验探究。下列探究结论正确的是()
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为1.8N
C.石块的体积为
D.盐水的密度为
【答案】C
【解析】A.石块受到的浮力的方向始终是竖直向上的,故A错误;
B.由甲、乙两图可知,石块浸没在水中受到的浮力大小为
F浮=G-F=2N-1N=1N
故B错误;
C.根据阿基米德原理可知,物体的体积为
故C正确;
D.由甲、丙两图可知,石块浸没在水中受到的浮力大小为
F浮′=G-F′=2N-0.8N=1.2N
根据阿基米德原理可知,液体的密度为
故D错误。
6.将重为5N的小球轻轻放入盛满水的杯中,溢出3N的水,小球受到的浮力为(  )
A.5N
B.3N
C.2N
D.0N
【答案】B
【解析】 把物体浸没在装满水的溢水杯中,排开的水重等于溢出的水重:即G排=G溢=3N,
根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力:F浮=G排=3N。
7.小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为(  )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
【答案】B
【解析】
中学生的质量约为50kg,则中学生的体积
由阿基米德原理可得,中学生在空气中受到的浮力
与0.6N接近。故B符合题意,ACD不符合题意。
8.在校园科技活动中,小明利用家里的吸管和细铜丝自制一支密度计,将密度计放入水中,在密度计上标出水面的位置A,再将密度计放入酱油中,密度计仍可漂浮,在密度计上标出液面的位置B(未画出)。将密度计看成一个圆柱体,下列说法正确的是()
A.该密度计在水中静止时,所受的浮力小于自身的重力
B.该密度计在水中所受的浮力大于在酱油中所受的浮力
C.B标记应在A的上方
D.为了使自制的密度计更精确,应选选更细的吸管制作
【答案】D
【解析】A.该密度计在水中静止时,根据物体浮沉条件可知,所受的浮力等于自身的重力,故A错误;
B.该密度计在水中和酱油中均漂浮,根据物体浮沉条件可知,所受的浮力均等于自身的重力,故该密度计在水中所受的浮力等于在酱油中所受的浮力,故B错误;
C.酱油的密度大于水的密度,根据可知,密度计排开水的体积大于排开酱油的体积,故B标记应该在A的下方,故C错误;
D.密度计在液体中受到的浮力不变,根据
可知,使用更细一点的饮料吸管减小了受力面积S,使Δh变大,则测量结果的误差将偏小,测量结果将更精确。故D正确。
9.如图所示,将小石块依次浸没在水和盐水中,由图中数据可知(  )
A.石块浸没在盐水中时受到的浮力为0.8N
B.盐水的密度为1.2×103kg/m3
C.石块的体积为2m3
D.石块的密度为1.0×103kg/m3
【答案】B
【解析】 根据称重法可知石块浸没在盐水中时受到的浮力为:F浮=G﹣F=2N﹣0.8N=1.2N,故A错误;
根据称重法可知石块浸没在水中时受到的浮力为:F浮′=G﹣F′=2N﹣1N=1N,
由于石块浸没在水中,则石块排开水的体积等于石块的体积,
由F浮=ρgV排可得,石块排开液体的体积:,故C错误;
由F浮=ρgV排可得,盐水的密度为:;故B正确;
石块的密度为:,故D错误。
10.如图,放在同一水平面上的甲、乙两个相同容器内盛有密度不同的盐水,现将两个完全相同的物块分别放入两个容器中,当两个物块静止时,两容器中的液面恰好相平,下列说法正确的是(  )
A.甲容器中物块排开盐水的重力较大
B.乙容器底部受到盐水的压力较小
C.乙容器中物块受到盐水的浮力较小
D.甲容器中盐水的密度较小
【答案】D
【解析】
物块在甲中悬浮,物块受到的浮力等于物块重力,物块在乙中漂浮,物块受到的浮力等于物块重力,由于是两个完全相同的物块,所以物块在甲、乙容器中受到的浮力相等,根据阿基米德原理,物块受到的浮力等于排开液体的重力,所以物块在两容器中排开液体重力相等,故A、C错误;由上述可知,物块在甲、乙容器中受到的浮力相等,根据公式,由图可知,则,即甲容器中盐水的密度较小;根据液体压强公式,两容器中的液面恰好相平,即液体深度相同,而,则甲液体对容器底的压强比乙液体容器底的压强小,根据公式,甲、乙容器底面积相同,所以甲液体对容器底的压力比乙液体对容器底的压力小,故B错误,D正确。
11.利用弹簧测力计、细线、物体A、柱形容器和水可测量物体A的密度、待测液体的密度。如图甲、乙和丙所示依次进行实验,静止时弹簧测力计的示数分别为、和,水的密度已知并用表示。用测量量和已知量表示和,下列表达式正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】 物体A的质量
物体A浸没在水中受到的浮力F浮水=F1-F2
由F浮水=ρ水gV排得A的体积
A的密度,A、B错误;
物体A浸没在液体中受到的浮力F浮液=F1-F3
物体A分别浸没在水和液体中,则物体A排开液体的体积等于排开水的体积,即,由F浮液=ρ液gV排得液体的密度,C错误,D正确。
12.如图为实验室的密度计,其结构为用来标刻度的横截面积S=2.5cm2,长度L=10cm的空心圆柱形玻璃管,管下部为一玻璃泡,内装有铅粒,该密度计总质量m=20g,将它放入水中静止时,水面距玻璃管上端为4cm,下列说法正确的是(  )
A.将其放入盛有不同液体的烧杯a、b中,由图可知a中液体密度大
B.将其放入盛有不同液体的烧杯a、b中,由图可知密度计在a液体中受到的浮力大
C.该密度计玻璃泡的体积为5cm3
D.将它放入未知液体中静止时,发现液面距玻璃管上端2cm,则该液体的密度为0.75g/cm3
【答案】C
【解析】
密度计始终漂浮,受到的浮力均等于自身重力,即浮力相等,密度计在烧杯a中排开液体的体积大于烧杯b中排开液体的体积,根据可知,烧杯a中液体的密度小于烧杯b中液体的密度,故A、B错误;密度计在水中受到的浮力为
密度计排开水的体积为
密度计浸在水中圆柱的体积为
密度计玻璃泡的体积为,故C正确;将它放入未知液体中静止时,发现液面距玻璃管上端2cm,则密度计排开液体的体积为
密度计受到的浮力不变,仍为0.2N,则液体的密度为,故D错误。
二、填空题
13.如图甲所示,小明课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他把一个实心物体挂在弹簧测力计的挂钩上,且浸没在水中,然后将其匀速拉出水面,弹簧测力计示数随物体上升距离的变化情况如图乙所示。则实心物体浸没时所受的浮力为 N。实心物体的密度为 kg/m3。
【答案】0.7 3×103
【解析】由图乙可知,当实心物体完全露出水面时,弹簧测力计的示数为F=2.1N,此示数等于它的重力
G=F=2.1N
由图乙可知,实心物体完全浸没时弹簧测力计的示数F1=1.4N,所以实心物体完全浸没时所受浮力
F浮=G-F1=2.1N-1.4N=0.7N
实心物体的体积
实心物体的密度
14.如图所示实验中,如果开始时烧杯中装满了水,按下饮料罐后水就会溢出,越向下按饮料罐,烧杯中溢出的水也越多,在饮料罐浸没之前,感受到浮力越来越大。由此可猜想浮力的大小跟 有关。如果溢出了150cm3的水,则饮料罐受到的浮力为 N。(g取10N/kg)
【答案】 排开水的体积 1.5
15.一艘船满载时的排水量为2×104t,受到的浮力是 N,卸下货物后,它受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变小
【解析】一艘船满载时的排水量为2×104t,受到的浮力是
卸下货物后,它的重力减小,却始终处于漂浮状态,受到的浮力始终等于重力,则受到的浮力变小。
16.在长为20cm均匀细木棱的一端缠绕一些细铜丝,制成两个完全相同的简易密度计。现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示为它们竖直静止在液体中的情况。若密度计在甲液体中露出液面的长度为10cm,在乙液体中露出液面的长度为13cm,若乙液体为水时,甲液体的密度=_______kg/m3。若在乙烧杯的水中加入适量盐,其中的密度计所受的浮力__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】
0.7×103 不变
【解析】
由图可知,简易密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,此时F浮=G,因同一支密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等; 设密度计的底面积为S,若乙液体是水,则在水中时所受浮力
F乙=ρ水gV排水=ρ水gL水S
在甲液体中所受浮力
F甲=ρ甲gV排甲=ρ甲gL甲S
由于F甲=F乙,则
ρ甲gL甲S=ρ水gL水S
解得
在乙烧杯的水中加入适量盐,密度计仍处于漂浮状态,受到的浮力不变。
17.小天做物理小实验,先向质量为300g的薄壁柱形容器中倒入深度为1cm的水,放在水平放置的电子秤上,稳定后示数如图甲;然后用细线吊着密度为0.6g/cm3、不吸水的正方体木块,竖直向下缓慢浸入容器水中,松开手待木块静止后,电子秤示数稳定后如图乙,则正方体木块的质量为 g;接着小天拉着细线,将木块竖直向上提升 cm,容器对电子秤的压强变化量与木块底部所受水的压强变化量之差为120Pa。(不计细线质量和体积,忽略附在木块表面水的影响)
【答案】600 0.8
【解析】由图甲可知,容器和水的总质量m总=450g,由图乙可知,容器、水和木块的总质量m总'=1050g,则木块的质量
m木=m总'-m总=1050g-450g=600g
由图甲可知,容器和水的总质量m总=450g,则容器中水的质量
m水=m总-m容器=450g-300g=150g
由可知,水的体积,
由V=Sh可知,容器的底面积
由可知,木块的体积
由V=L3可知,木块的边长
木块的底面积
S木=L2=(10cm)2=100cm2
图乙中水的深度
此时木块排开水的体积
V排1=S木h1=100cm2×3cm=300cm3
则木块受到的浮力
F浮=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N
木块的重力
G木=m木g=600×10-3kg×10N/kg=6N
由力的平衡条件可知,木块对容器底部的压力
F压=G木-F浮=6N-3N=3N
设提升后,木块浸在水的深度为h2,此时木块排开水的体积:V排2=S木h2,木块受到的浮力
F浮2=ρ水gV排2=ρ水gS木h2
由力的平衡条件可知,提升时的拉力
F=G木-F浮2=G木-ρ水gS木h2=6N-1×103kg/m3×10N/kg×100×10-4m2×h2=6N-100N/m×h2
提升之前,容器对电子秤的压力:F压秤=G总',提升后,容器对电子秤的压力:F压秤'=G总’-F,由可知,容器对电子秤的压强变化量
由p=ρgh可知,木块底部所受水的压强变化量
Δp水=p水-p水'=ρ水gh1-ρ水gh2=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-2m-1×103kg/m3×10N/kg×h2=300Pa-1×104N/m3×h2
由题意可知,Δp秤-Δp水=120Pa,即
则提升后水和木块浸在水中的总体积
V=V水+V排2=V水+S木h2=150cm3+100cm2×0.6cm=210cm3
此时容器中水的深度
木块下表面到容器底部的距离
h3=1.4cm-0.6cm=0.8cm
则木块竖直向上提升的高度为0.8cm。
三、解答题
18.小聪同学用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和酒精,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒=0.8×103kg/m3)
(1)物体受到的重力是 N;
(2)物体浸没在水中受到的浮力为 N;
(3)通过比较B、C、D三幅图,得出:浮力大小与浸在液体中的深度有关的结论,对此结论你认为是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(4)仔细分析实验数据可知物体体积为 cm3;图E中弹簧测力计示数是 N;
(5)实验中所用物体的密度ρ= g/cm3,若烧杯的底面积为200cm2,则物体全部放入水中后烧杯底部所受到的水的压强比未放入物体时增加 Pa。
【答案】(1)4
(2)1
(3)错误 实验中没有控制物体排开液体的体积相同
(4) 3.2
(5)4 50
【解析】(1)由图A可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为4N,由称重法可知物体受到的重力为4N。
(2)由图A可知物体受到的重力为4N,由图D可知,物体浸没在水中时,弹簧测力计示数为3N,由称重法测浮力可知,物体浸没在水中受到的浮力为1N。
(3)研究浮力的大小与浸在液体中的深度的关系,要控制排开液体的体积和液体密度相同,此结论是错误的,理由是:实验中没有控制物体排开液体的体积相同。
(4)根据公式可知,物体体积为
根据公式可知,物体在酒精中受到的浮力为
由称重法测浮力可知,E图中弹簧秤的示数为
(5)实验中所用物体的密度为
物体全部放入水中后液面升高了
则物体全部放入水中后烧杯底部所受到的水的压强比未放入物体时增加
19.科创小组设计了水库自动泄洪控制装置,将其制成顶部开有小孔的模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是密度小于水且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深时,B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为2N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积:,高,,求:(g取10N/kg)
(1)B的重力:
(2)B的密度:
(3)刚触发报警装置时,B浸入水中的深度。
【答案】(1)7.5N;(2);(3)19cm
【解析】(1)B与模型底面刚好接触且压力为0,则B刚好漂浮,B所受的浮力等于自身的重力,此时B浸入水中的深度为15cm,B排开水的体积
据阿基米德原理有,B的重力
(2)B的体积
B的密度
(3)刚触发报警装置时,B对压力传感器的压力为2N,则B受到竖起向下的重力和压力及竖起向上的浮力作用,处于静止,此时浮力
F浮1=G+F=7.5N+2N=9.5N
B排开水的体积
B浸入水中的深度
20.小红设计了如图甲所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)如图甲中①②③④这四个步骤中,实验的最佳顺序是 (填写编号);
(2)图②中物体A受到的浮力是 N;
(3)以下情况会影响实验结论的是 (选填“A”或“B”)。
A.图②中水面未到达溢水杯的溢水口 B.图②中物体未全部浸没在水中
(4)将图②中的水换成酒精()物体受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)探究完浮力的大小跟哪些因素有关,小丽和小杨用如图乙所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上,向溢水杯中加水(水没有到达溢水口),在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据。然后他们将物体缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时,记录下第二次实验数据。最后他们剪断系在物体上的细线,将物体缓慢沉入到水底后,记录下第三次的实验数据。
①观察并分析第二次和第三次两图,可知物体在第 次中所受浮力更大,是因为此时物体浸在水中的 更大;
②观察并分析第一和第二次两图,并结合这两次实验记录的数据。可知记录第二次数据时,物体受到的浮力为 N。
【答案】(1)④①②③ (2)1 (3)A (4)变小 (5)三 体积 0.4
【解析】(1)最合理的实验顺序是:④测出空桶的重力;①测出物体所受到的重力;②把物体浸在装满水的溢水杯中,测出测力计的示数;③测出桶和排开的水受到的重力;故正确顺序为:④①②③。
(2)空气中物体的重力为G=2N;水中弹簧测力计的示数为F′=1N,物体在水中受到的浮力为
F浮=G-F′=2N-1N=1N
(3)A.图②中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
B.图②中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意。
(4)将图②中的水换成酒精,液体的密度减小,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知浮力减小。
(5)①由公式F浮=ρ液gV排可知,在水的密度一定时,第三次实验中物体浸在水中的体积即V排更大,则物体受到的浮力更大。
②由乙图和第一次实验数据可知,G物=1.00N,由表格数据可知第二次实验中物体受到的浮力
F浮=G物-FA2=1.00N-0.60N=0.40N
21.如图所示,质量均匀的正方体甲,其棱长为9cm,对地面压强为1800Pa,棱长为10cm的正方体容器乙内装有6cm深的水。求:
(1)甲对地面的压力;
(2)甲的密度;
(3)若将正方体甲沿虚线分成A、B两部分,A、B分别水平放入乙容器,使得乙容器中水对容器底部压强的增加量之比为,求A在乙容器中所受浮力的大小。
【答案】(1)14.58N
(2)
(3)2N
【解析】(1)甲的底面积为
甲对地面的压力为
(2)根据可知,甲的密度为
(3)假设将B放入乙容器时水不会溢出,将A、B分别水平放入乙容器,乙容器中水对容器底部压强的增加量之比为,根据可知,两次乙容器中的水面升高量之比为,则A、B放入乙容器中排开水的体积之比为,甲的密度大于水的密度,因此A、B放入乙容器中最终都会处于沉底状态,排开水的体积等于自身的体积,即
甲的体积为
则B的体积分别为
乙容器的底面积为
乙容器的高度为10cm,水深为6cm,水升高4cm后会溢出,B放入乙容器后水面升高的高度为
因此放入B后水会溢出,即假设不成立。
综上所述,B放入乙容器后水会溢出,水面实际升高的高度为4cm,则A放入乙容器时,水面升高的高度为2cm。则A排开水的体积为
A受到水的浮力为
22.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下
降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
(1)圆柱体受到的重力;
(2)完全浸没时,圆柱体受到的浮力;
(3)圆柱体的体积;
(4)圆柱体的密度。
【答案】
(1)12N (2)8N
(3)8×10-4m3
(4)1.5×103kg/m3
【解析】
(1)由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知G=F拉=12N
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,根据平衡关系可知圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N
(3)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得物体排开液体的体积
因为物体全部浸没,所以物体的体积等于排开液体的体积,即V物=V排=8×10-4m3
(4)物体的质量
圆柱体的密度

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