浙教版八年级上册第1章 水和水的溶液第3节 水的浮力精品习题
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1.如图所示,水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙,盛有适量的水,把一个橡皮泥做的小船放入乙后,小船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面相平。把它们分别放在台秤上,则台秤的示数( )
A. 甲放上时大B. 乙放上时大 C. 甲和乙放上一样大D. 无法判断
2.如图所示,两支相同的自制密度计均漂浮于甲、乙两种液体中,两支自制密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则( )
A.F甲<F乙 B.F甲>F乙 C.ρ甲<ρ乙 D.ρ甲=ρ乙
3.如图所示,有一木块(密度ρ木)浮在水面,当用一铁块A(密度ρ铁)放在上面时,木块恰在水面下,如图甲所示,当用另一铁块B(密度ρ铁)吊在木块下时,木块也恰在水面下,如图乙所示。设水的密度为ρ,则VA:VB=( )
A. (ρ铁-ρ)/ρ铁
B. (ρ铁+ρ)/ρ铁
C. (ρ铁-ρ)/ρ
D. ρ/ρ铁
4.图中的魔法水母是一款受孩子们喜爱的玩具。在瓶内注满水,然后放入魔法水母。旋紧瓶盖,用力抓握塑料瓶,魔法水母就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来。调整握塑料瓶的力度,魔法水母还可以悬浮在水中。下列说法不正确的是( )
A.魔法水母上浮是因为受到的重力变小
B.魔法水母下沉时受到的液体压强变大
C.用力抓握塑料瓶时,魔法水母受到的浮力不变
D.魔法水母悬浮在水中时,它所受的浮力大于重力
5.如图,台秤的托盘上一个装有水的烧杯,一个不吸水的木块下面用细线悬挂一个实心铁球,木块仍浮在水面上。下列各种说法中正确的是( )
A. 木块的重力等于木块所受的浮力 B. 铁球的重力一定大于木块的重力
C. 剪断细线前后,台秤示数不变 D. 剪断细线前后,容器底部所受水的压强不变
6.如图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A.图A中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力不变
B.图B中巨轮之所以能够浮在水面是因为所受浮力大于自身重力
C.图C中液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图D中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
7.如图A、B、C三个实心小球,其中A与B体积相等,B与C质量相同;将三个小球放入水中静止不动时,A球漂浮、B球悬浮、C球沉底。则下列判断中正确的是( )
A. 它们在水中的体积关系是:VA<VB=VC B. 它们的重力关系是:GA>GB=GC
C. 它们的密度关系是:ρC>ρB>ρA D. 它们所受的浮力关系是:FA=FB=FC
8.如图所示,两只完全相同的容器分别装等质量的水放在台秤上,用细线悬挂着质量不同、体积相同的实心铅球和铝球,逐渐将它们全部浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为N1和N2,绳的拉力分别为T1和T2,已知ρ铅>ρ铝,则下列关系正确的是( )
A.N1=N2,T1>T2 B.N 1>N 2,T1>T2 C.N1=N2,T1<T2 D.N1>N2,T1<T2
9.小明在水盆中洗碗,发现一个大碗正漂浮在水盆中,如图所示。他将水盆底的一铁沙球放入大碗中,但大碗仍然漂浮。与原先相比,大碗所受到的浮力将________(选填“变大”、“不变”或“变小”),水盆中的水面将会________(选填“上升”、“不变”或“下降”)。
10.三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示情况,其中乙球下方的弹簧长度等于原长。
这三个球受到浮力的大小关系是________(填字母)。
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲=F乙=F丙
这三个球的密度大小关系是________(填字母)。
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ甲>ρ乙>ρ丙 C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
其中________球(选填“甲”“乙”或“丙")的密度与液体密度相同。
11.“天气瓶”和“彩球温度计”是两款不同的现代居家饰品,都可以获知天气冷暖变化。
(1)图甲为“天气瓶”,当外界温度降低时,瓶中晶体增多。由此推测瓶中晶体的溶解度随温度降低而______。
(2)图乙为“彩球温度计”,当温度降低到小球所标注的温度值时,该小球会浮起。某时,只有“20℃”、“18℃”的小球沉底,则此时的气温范围为______。
(3)图乙中漂浮的“24℃”小球重5克,则其所受浮力为______牛。(g取10牛/千克)
12.某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
液体密度ρ液(g/cm3) | — | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.9 | 2.0 |
电子秤示数F拉(N) | 0.4 | 3.6 | 3.5 | 3.4 | 3.3 | 2.6 | 3.0 |
浮力大小F浮(N) | — | 0.4 | 0.5 | X | 0.7 | 1.4 | 1.0 |
【交流分析】
(1)表格中x的数据是________;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是________;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是________;
(4)【得出结论】……
【知识应用】根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法________。
13.人们常用“冰山一角"来形容事物显露出来的仅仅是其很小的部分,更多的还隐藏在表面现象之下。事实上,冰山浮在海水中的确只露”一角"(如图所示)。若现有一座冰山,它露出海面的体积是2000m3 , (已知:海水的密度取ρ海水=1×103kg/m3 , 冰的密度ρ冰=0.9×103kg/m3)。则:
(1)假如此冰山完全熔化,则液面将________(填“不变”、“降低”或“上升");
(2)这座冰山的总体积为多少?
答案及解析
1.【答案】 C
【解答】乙中小船漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,它受到的浮力等于重力,即F浮=G;
根据阿基米德原理F浮力=G排可知,G排=G;
m排g=mg;
即m排=m;
则小船排开水的质量等于小船的质量。
那么甲中水的质量=乙中水的质量+小船的质量;
根据台秤的示数=鱼缸的质量+水的质量可知,甲和乙的示数一样大。
故选C。
2.【答案】C
【详解】AB.两支完全相同自制密度计的重力相等,由图可知,密度计在甲、乙两液体中均处于漂浮状态,所以,密度计在两种液体中所受的浮力相等,即
F甲=F乙=G
故AB不符合题意;
CD.由图可知,密度计排开液体的体积关系为
V排甲>V排乙
由F浮=ρgV排可知两液体的密度关系为
ρ甲<ρ乙
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3.【答案】 A
【解答】根据甲图可知,铁块A和木块在水面漂浮,
则浮力F甲=GA+G木 ;
ρgV木=ρ铁gVA+G木 ①;
根据乙图可知,铁块B和木块在水面悬浮,
则浮力F乙=GB+G木 ;
ρg(V木+VB)=ρ铁gVB+G木 ②;
②-①得到:ρgVB=ρ铁g(VB-VA);
ρVB=ρ铁(VB-VA);
ρ铁VA=(ρ铁-ρ)VB;
解得:VA:VB=(ρ铁-ρ):ρ铁。
故选A。
4.【答案】D
【详解】AD.松开塑料瓶,魔法水母受到的压力减小,魔法水母里面被压缩的空气把水压出来,此时魔法水母的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中,故A正确,不符合题意,D错误,符合题意;
B.魔法水母下沉时,深度增加,根据p=ρ液gh知受到的液体压强变大,故B正确,不符合题意;
C.用力抓握塑料瓶时,魔法水母的体积保持不变,即排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力不变,故C正确,不符合题意。
故选D。
5.【答案】 C
【解答】A.因木块和铁球整体漂浮,受到的浮力等于自身的重力。铁块受到的浮力小于自身的重力,所以木块受到的浮力大于自身的重力,故A错误;
B.不知铁球和木块体积的大小关系,无法比较重力的大小,故B错误;
C.把烧杯、水、木块和铁球作为一个整体,剪断细线前托盘受到的压力等于烧杯、水、木块和铁块的重力之和;剪断细线后,托盘受到压力仍然等于烧杯、水、木块和铁块的重力之和,所以,剪断细线后,托盘受到的压力不变,故C正确;
D.剪断细线后,木块将上浮一些,所以液面下降,容器底所受压强将变小,故D错误。
故选C。
6.【答案】A
【详解】A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,水的密度和排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,所受的浮力不变,故A正确;
B.巨轮之所以能够浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,故B错误;
C.密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,故C错误;
D.气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故D错误。
故选A。
7.【答案】 C
【解答】A在水中漂浮,那么密度ρA<ρ水;B在水中悬浮,那么密度ρB=ρ水;C在水中下沉,那么密度ρC>ρ水;因此密度大小顺序为:ρC>ρB>ρA ,故C正确;
A与B的体积相同,那么排开水的体积VA<VB ,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力FA<FB。B与C的质量相等,那么它们的重力相等;B悬浮,那么浮力FB=G;C下沉,那么浮力FC<G,因此浮力FB>FC ,故D错误;
因为VA=VB ,且ρB>ρA ,根据G=mg=ρVg可知,重力GA<GB。因为GB=GC , 所以重力的大小关系:GA<GB=GC , 故B错误;
A与B体积相等,根据图片可知,排开水的体积VA<VB。B与C质量相等,且ρC>ρB , 根据公式可知,排开水的体积VC<VB , 故A错误。
故选C。
8.【答案】A
【详解】两只完全相同的容器分别装等质量的水,由G=mg可知水的重力关系为
G1水=G2水
铅球和铝球的体积相同,全部浸没水中,则
V铅排=V铝排
根据F浮=ρ液gV排可知
F铅浮=F铝浮
根据物体间力的作用是相互的可知,实心球对水的压力
F向下=F浮
由于台秤的示数
N=G容器+G水+F向下
则两台秤的示数分别为
N1=G容器+G1水+F1向下=G容器+G水+F铅浮
N2=G容器+G2水+F2向下=G容器+G水+F铝浮
所以
N1=N2
已知
ρ铅>ρ铝
两个金属球的体积相同,由m=ρV可知
m铅>m铝
根据G=mg可知
G铅>G铝
对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力F浮和悬线对它的拉力T三个力的作用而处于平衡,则绳的拉力为
T=G-F浮
则绳的拉力
T1=G铅-F铅浮
T2=G铝-F铝浮
所以
T1>T2
故选A。
9.【答案】 变大;上升
【解析】(1)根据漂浮条件,判断大碗受到的浮力和重力的关系,进而确定它受到浮力的变化;
(2)已知浮力的大小变化根据公式F浮=ρ液gV排确定大碗排开水的体积变化,进而确定水面的变化。
【解答】(1)铁沙球放入大碗前后,大碗都在水面漂浮,
那么它受到的浮力始终等于重力;
因为放入球后,大碗的总重力变大;
所以大碗受到的浮力变大;
(2)当铁沙球沉在水底时,
大碗和球受到的总浮力:F浮<G碗+G球;
当铁沙球放入大碗后漂浮,
大碗和球受到的总浮力:F'浮=G碗+G球;
因此它们受到的总浮力变大了;
根据公式F浮=ρ液gV排可知,水的密度不变,那么大碗排开水的体积变大;
因此水盆中的水面将会上升。
10.【答案】 C;A;乙
【解答】(1)三个球都浸没在液体中,则它们排开液体的体积都等于自身体积,即排开液体的体积相等。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,三个球受到的浮力相等,即 F甲=F乙=F丙 。
(2)甲:弹簧伸长,受到向下的拉力,则G甲=F浮-F拉;
乙:弹簧没有伸长,不受拉力,则G乙=F浮;
丙:弹簧被压缩,受到向上的支持力,则G丙=F浮+F支持。
则G甲<G乙<G丙;根据公式可知,三个球的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙 。
(3)根据(2)可知,G乙=F浮;则:ρ乙gV=ρ液gV排;则ρ乙=ρ液。则乙的密度与液体密度相同。
11.【答案】 减小 20℃-22℃ 0.05
【详解】(1)[1]当外界温度降低时,瓶中晶体增多,由此推测瓶中晶体的溶解度随温度降低而减小。
(2)[2]当温度降低到小球所标注的温度值时,该小球会浮起。只有“20℃”、“18℃”的小球沉底,则温度大于“20℃”,另外分析可知“22℃”、“24℃”的小球上浮,则温度小于“22℃”,故此时的气温范围为20℃~22℃。
(3)[3]漂浮时,浮力大小等于重力大小,则
F浮=G=mg=0.005千克×10牛/千克=0.05牛
12.【答案】 (1)0.6(2)控制排开液体的体积相等(3)金属块碰到烧杯底部
(4)换用密度比水大的液体
【解答】(1)根据表格可知,每组对应的电子秤示数和浮力大小的和都是4N,则表格中X的值为:4N-3.4N=0.6N。
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是控制排开液体的体积相等;
(3)将第2组和第3组比较可知,液体密度增加2g/cm3 , 浮力增大0.1N,则第6次实验中,液体密度比第5组增大:1.9g/cm3-1.4g/cm3=0.5g/cm3 , 此时浮力增大: , 此时浮力应该为:3.3N-0.25N=3.05N。因为2.6N<3.05N,所以可能是金属块碰到烧杯底部。
(4)根据表格可知,液体的密度越大,金属块紧密时受到的浮力越大,因此增大浮力秤称量范围的方法为:换用密度比水大的液体。
13.【答案】(1)不变
(2)冰山在海面漂浮,那么得到:
F浮=G;
ρ水gV排=ρ冰gV;
ρ水V排=ρ冰V;
103kg/m3×(V-2000m3)=0.9×103kg/m3×V;
解得:V=20000m3。
【解析】(1)冰熔化成水质量不变,根据密度公式计算出熔化成水的体积,根据阿基米德原理计算出冰山在海水中的V排 , 然后二者比较即可;
(2)首先根据漂浮条件列出浮力和重力的关系式,然后根据密度公式和阿基米德原理将公式拆开,代入数据计算出冰山的体积即可。
【解答】(1)冰山在海水表面漂浮,那么它受到的浮力等于重力,
它排开海水的体积:;
冰山熔化后,水的体积为:;
因为熔化前后,冰山的重力G不变,且海水的密度等于淡水密度,
所以V排=V;
因此冰山完全熔化受,液面会不变。
(2)冰山在海面漂浮,那么得到:
F浮=G;
ρ水gV排=ρ冰gV;
ρ水V排=ρ冰V;
103kg/m3×(V-2000m3)=0.9×103kg/m3×V;
解得:V=20000m3。
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