初中科学浙教版(2024)八年级上册第3节 水的浮力练习题
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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc140337748" 模块一 知识网络 PAGEREF _Tc140337748 \h 1
\l "_Tc140337749" 模块二 知识掌握 PAGEREF _Tc140337749 \h 2
\l "_Tc140337750" 知识点一、水的浮力 PAGEREF _Tc140337750 \h 2
\l "_Tc140337751" 知识点二、阿基米德原理 PAGEREF _Tc140337751 \h 4
\l "_Tc140337752" 【巩固提高】 PAGEREF _Tc140337752 \h 8
知识重点
模块一 知识网络
模块二 知识掌握
知识点一、水的浮力
1.浮力概念:液体(气体)对 其中的物体都会产生向上的浮力。
2.浮力的方向是 的。
3.浮力的施力物体: ,浮力的受力物体: 。
4.浮力产生的原因: 。
5.弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮= 。
(2023•桐乡市模拟)取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中,且保持瓶口朝下,往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动,用手掌堵住瓶口,乒乓球向上运动。演示此实验主要用于( )
A.探究液体压强的特点B.研究物体的沉浮条件
C.证明大气压强的存在D.解释浮力产生的原因
(2022秋•仙居县期末)小朋友牵着气球在公园内游玩,图示气球所受浮力的方向正确的是( )
A.B.C.D.
(2022秋•仙居县校级期中)“天宫课堂”第一课上,神舟十三号航天员王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如图。下列有关该现象的解释最准确的是( )
A.乒乓球没有排开水,水对球没有浮力
B.太空中失重状态下,排开的水所受重力为零,浮力消失
C.太空中失重状态下,排开的水的密度减小到零,浮力消失
D.乒乓球的质量为零,重力为零
(2021秋•义乌市月考)如图所示,A和B是自由移动的物体,C和D是容器本身凸起的一部分,现在往容器中注入一些水,四个物体静止后位置如图所示,则没有受到浮力的是( )
A.物体AB.物体BC.C部分D.D部分
(2021春•诸暨市月考)如图所示,物体悬浮在水中,水对物体向上、向下的压力分别为F2和F1,下列说法正确的是( )
A.F1与F2是一对相互作用力
B.F2与F1的差等于物体的重力
C.由于物体静止不动,F1与F2是一对平衡力
D.因为物体上表面距液面的距离大于物体下表面距容器底的距离,所以F1>F2。
知识点二、阿基米德原理
1.阿基米德原理:
(1)内容:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于 ;
(2)公式: F浮= =m排液g= ;
(3)单位: ρ液: ,V排液: 。
注意:阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
(2023•绍兴模拟)不具有弹性的a材料制成的气球体积始终不变,具有弹性的b材料制成的气球体积可变,两气球充足氦气后质量、体积相同,在同一地点释放后最终都悬停在高空。已知大气密度随高度的变化如图所示,则气球受到的浮力随高度变化正确的是( )
A.B.
C.D.
(2022秋•金东区期末)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台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,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 。
(3)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与 有关。换用酒精再次实验的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(2022秋•萧山区期中)小滨同学看到鸡蛋浮在盐水上面,如图所示,于是,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是( )
A.B.
C.D.
(2022秋•上城区校级期中)把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1,如图甲所示。用细针缓慢将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2,如图乙所示,忽略细针的体积。则正确的是( )
A.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为ρ水g(V2﹣V1)
B.木块的质量为ρ水V2
C.木块的密度为ρ水V2V1
D.木块压入水的过程中,溢水杯底受到水的压强先增大后不变
(2022秋•东阳市期中)如图是小科验证“阿基米德原理”的实验操作。
请根据小科的实验过程回答下面问题:
(1)图2中对溢水杯中的水量有何要求? 。
(2)在图3的操作过程中,观察到橡皮在继续下沉,而弹簧测力计的示数不变。请分析弹簧测力计的示数不变的原因 。
(3)小科用弹簧测力计测得空桶的示数为F1,图1、3、4中弹簧测力计的示数分别为F2、F3、F4,那么当满足关系式时 (用字母表达式表示),阿基米德原理就得到了验证。
(2022春•鹿城区校级月考)某兴趣小组利用边长为a的正方体木块、弹簧测力计、底部固定一个定滑轮的溢水杯、水桶、细线及定量的水等器材来验证阿基米德原理。用弹簧测力计通过细绳和定滑轮拉着木块缓慢下降,直到浸没在水中,记录弹簧测力计的示数变化如乙图所示。
(1)若图中F1、F2、F3、F4四个力之间的关系式 成立,则阿基米德原理对于密度较小的物体也适用,即F浮=G排液。
(2)从木块漂浮在水面开始直至完全浸没后,弹簧测力计示数变化如图乙所示,请在图丙中绘制出该过程中木块浮力随深度变化的图像。
(3)小科设计另一方案也测得浸没在水中的木块的浮力,为完成实验目的,如图丁一定需要进行的实验步骤是 。
【巩固提高】
(2022秋•温州校级期中)运动会气球下挂着标语,图中正确表示其所受浮力的方向的是( )
A.B.
C.D.
(2022秋•鄞州区期中)浸在液体中的物体如果受到浮力的作用,那么施力物体是( )
A.地球B.液体
C.盛液体的容器D.物体本身
(2022秋•瓯海区期中)2022年6月17日,我国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水。该舰下水后,将按计划开展系泊试验和航行试验。如图能正确表示其下水后所受浮力的方向的是( )
A.B.
C.D.
(2022秋•东阳市月考)爱动脑的小科在泡脚时,很好奇盆内起按摩作用的凸起甲、乙、丙、丁(如图)是否也受到浮力作用。下列判断正确的是( )
A.甲、乙受到浮力作用
B.甲、丙受到浮力作用,乙、丁不受浮力作用
C.丙、丁受到浮力作用
D.甲、丙不受浮力作用,乙、丁受到浮力作用
(2021秋•上城区校级期中)一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
(2023•鹿城区校级三模)如图是某﹣海底隧道的施工现场,起重船将圆柱形物体放入水中至全部浸没的过程中,起重船所受浮力大小的变化是( )
A.B.
C.D.
(2022秋•永康市期末)水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器,装有等量的水,用两个完全相同的橡皮泥,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放入其中,如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙;甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.F浮甲<F浮乙B.F浮甲=F浮乙
C.F甲<F乙D.F甲>F乙
(2022秋•江干区校级期中)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
(2021秋•义乌市期末)科学研究小组设计了如下实验方案来验证阿基米德原理。
(1)为了减小误差,同学们对实验方案进行了优化,正确的操作顺序是 ;
(2)优化实验方案后,他们进行了实验并记录的实验数据如表所示。
①待测物体在液体中受到的浮力为 N;
②分析实验数据可知排开液体所受重力要比浮力略小。从b步骤分析可能的原因是 。
A.注入出水杯中的液体略低于与水口
B.将物体快速浸没到液体中
C.物体没有完全浸没
D.取出物体时带走了部分液体
(2022秋•余杭区期末)某同学在学习浮力相关知识后,按以下顺序做了实验来“验证阿基米德原理”。请回答:
(1)阿基米德原理:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于 ;
(2)为了减少实验误差,在浸入小石块前,对溢水杯中的水面控制的操作中,最合理的一项是 ;
A.加水使水面略低于溢水口
B.加水至水面超出溢水口并溢出水,直到水不再溢出
C.加水到任意高度对实验结果均没有影响,无需控制
D.加水至水面接近溢水口时,改用胶头滴管滴加,尽量使水面与溢水口相平
(3)若本实验准确地验证了符合阿基米德原理,则实验结果应满足 。(用图中弹簧测力计的读数及相关字母表示)
(2021秋•海曙区月考)如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克,安装了先进的火控系统和多种光电技术应用,使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能,坦克重42t,高2.3m,每条履带与地面的接触面积为2m2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强。
(2)坦克在深为4m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力。
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床压力为1.2×105N,该坦克的体积是多大?
1.3 水的浮力(1)
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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc140337748" 模块一 知识网络 PAGEREF _Tc140337748 \h 1
\l "_Tc140337749" 模块二 知识掌握 PAGEREF _Tc140337749 \h 2
\l "_Tc140337750" 知识点一、水的浮力 PAGEREF _Tc140337750 \h 2
\l "_Tc140337751" 知识点二、阿基米德原理 PAGEREF _Tc140337751 \h 5
\l "_Tc140337752" 【巩固提高】 PAGEREF _Tc140337752 \h 11
知识重点
模块一 知识网络
模块二 知识掌握
知识点一、水的浮力
1.浮力概念:液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。
2.浮力的方向是竖直向上的。
3.浮力的施力物体:液体,浮力的受力物体:浸入液体中的物体。
4.浮力产生的原因:物体的上、下表面受到压力差。
5.弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮=G-F。
(2023•桐乡市模拟)取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中,且保持瓶口朝下,往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动,用手掌堵住瓶口,乒乓球向上运动。演示此实验主要用于( )
A.探究液体压强的特点B.研究物体的沉浮条件
C.证明大气压强的存在D.解释浮力产生的原因
【解答】解:往塑料瓶里注水,乒乓球下表面受到的压力为0,上表面受到的水的压力不为0,受到的合力方向向下,乒乓球静止不动;用手掌堵住瓶口,乒乓球浸没水中,因为乒乓球受到的浮力(上下表面产生了压力差)大于重力,乒乓球将向上运动,所以演示此实验主要用于解释浮力产生的原因。
故选:D。
(2022秋•仙居县期末)小朋友牵着气球在公园内游玩,图示气球所受浮力的方向正确的是( )
A.B.C.D.
【解答】解:无论气球处于什么状态,气球所受空气浮力的方向总是竖直向上的,故C正确。
故选:C。
(2022秋•仙居县校级期中)“天宫课堂”第一课上,神舟十三号航天员王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如图。下列有关该现象的解释最准确的是( )
A.乒乓球没有排开水,水对球没有浮力
B.太空中失重状态下,排开的水所受重力为零,浮力消失
C.太空中失重状态下,排开的水的密度减小到零,浮力消失
D.乒乓球的质量为零,重力为零
【解答】解:
A.乒乓球有排开水,排开水的体积与乒乓球体积相等,但水对球没有压力的作用,不会产生浮力,故A不符合题意;
B.太空中失重状态下,排开的水所受重力为零,根据阿基米德原理,物体所受浮力等于排开液体的重力,故浮力为0,故B符合题意;
C.太空中失重状态下,水的质量和体积都不变化,故水的密度不变,故C不符合题意;
D.质量与位置无关,乒乓球的质量不为零,但重力为零,故D不符合题意。
故选:B。
(2021秋•义乌市月考)如图所示,A和B是自由移动的物体,C和D是容器本身凸起的一部分,现在往容器中注入一些水,四个物体静止后位置如图所示,则没有受到浮力的是( )
A.物体AB.物体BC.C部分D.D部分
【解答】解:
A、A物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对A物体上下表面产生了向上的压力差,故A物体受浮力的作用,故A不符合题意;
BD、由图可知,水对BC物体上下表面产生了压力差,故BD物体都受浮力的作用,故BD不符合题意;
C、C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上下表面没有产生向上的压力差,故C物体不受浮力的作用,故C符合题意。
故选:C。
(2021春•诸暨市月考)如图所示,物体悬浮在水中,水对物体向上、向下的压力分别为F2和F1,下列说法正确的是( )
A.F1与F2是一对相互作用力
B.F2与F1的差等于物体的重力
C.由于物体静止不动,F1与F2是一对平衡力
D.因为物体上表面距液面的距离大于物体下表面距容器底的距离,所以F1>F2。
【解答】解:
物体悬浮在水中,物体受到三个力的作用:竖直向下的重力G、竖直向下的压力F1、竖直向上的压力F2;此时物体受力平衡,则:G=F2﹣F1;根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体上下表面的压力差,即浮力为:F2﹣F1,悬浮时,浮力等于重力,则F2与F1的差等于物体的重力;
所以液体内部压强的大小与深度有关,深度越深,压强越大,根据F=pS可知,F2>F1,所以F1与F2既不是相互作用力,也不是平衡力;
综上所述:B正确、ACD错误。
故选:B。
知识点二、阿基米德原理
1.阿基米德原理:
(1)内容:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力;
(2)公式: F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;
(3)单位: ρ液:kg/m3,V排液:m3。
注意:阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
(2023•绍兴模拟)不具有弹性的a材料制成的气球体积始终不变,具有弹性的b材料制成的气球体积可变,两气球充足氦气后质量、体积相同,在同一地点释放后最终都悬停在高空。已知大气密度随高度的变化如图所示,则气球受到的浮力随高度变化正确的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:已知两气球质量相等,则重力相等,若最终均悬停在高空,则所受浮力大小等于重力大小,即最终图像纵坐标相等;
由于a材料不具有弹性,b材料具有弹性,随着高度升高,空气密度变小,气体压强变小,b材料制成的气球不断膨胀,根据F浮=ρgV排可知,同一高度,b材料气球所受的浮力大于a材料气球,所以a材料气球在竖直方向先达到平衡状态,即 F浮=G,所以hb>ha。故选项B正确,ACD错误。
故选:B。
(2022秋•金东区期末)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台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,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 。
(3)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与 有关。换用酒精再次实验的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
【解答】解:(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,得的溢出水的重力偏小;
(2)由甲、乙两图可知,物块的重力为:G=F1=4N,
物块浸没在水中时,测力计的示数为:F3=3N,
所以物块受到的浮力为F浮=G﹣F3=4N﹣3N=1N;
由实验步骤甲和乙知,物块排开的水所受的重力:G排=F4﹣F2=1.5N﹣0.5N=1N;因此,物块排开的水所受的重力等于物块浸没时溢水杯流入空桶中水的重力;
(3)由乙、丙两图可知,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中时,物块排开酒精的体积与排开水的体积相同,而F5>F3,在物块的重力不变时,由F浮=G﹣F示可知,物块受到的浮力变小了,这说明浮力的大小与液体的密度有关;换用酒精再次实验的目的是寻找普遍规律。
故答案为:(1)偏小;(2)1;相等;(3)液体的密度;寻找普遍规律。
(2022秋•萧山区期中)小滨同学看到鸡蛋浮在盐水上面,如图所示,于是,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:
∵鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力等于鸡蛋的重力
∴鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力不变,
∵鸡蛋逐渐下降,当鸡蛋浸没水后,鸡蛋排开水的体积不变,
∴随着盐水密度减小,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐减小,但不会减小到0,
由此分析可知:选项ABC错,D正确;
故选:D。
(2022秋•上城区校级期中)把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1,如图甲所示。用细针缓慢将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2,如图乙所示,忽略细针的体积。则正确的是( )
A.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为ρ水g(V2﹣V1)
B.木块的质量为ρ水V2
C.木块的密度为ρ水V2V1
D.木块压入水的过程中,溢水杯底受到水的压强先增大后不变
【解答】解:AB、木块漂浮在水面上时,由漂浮条件可知F浮=G木;
因为木块所受到的浮力F浮=ρ水gV1,所以ρ水gV1=mg,
则木块的质量m木=ρ水V1,故B错误;
木块完全浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV2,
木块完全浸没时,由力的平衡条件可得:F浮=F压+G木,
所以细针对木块的压力(最大压力):
F压=F浮﹣G木=ρ水gV2﹣mg=ρ水gV2﹣ρ水V1g=ρ水g(V2﹣V1),故A正确;
C、木块的密度为:ρ木=m木V2=ρ水V1V2,故C错误;
D、缓慢下压木块的过程中,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,溢水杯底部受到水的压强不变,故D错误。
故选:A。
(2022秋•东阳市期中)如图是小科验证“阿基米德原理”的实验操作。
请根据小科的实验过程回答下面问题:
(1)图2中对溢水杯中的水量有何要求? 。
(2)在图3的操作过程中,观察到橡皮在继续下沉,而弹簧测力计的示数不变。请分析弹簧测力计的示数不变的原因 。
(3)小科用弹簧测力计测得空桶的示数为F1,图1、3、4中弹簧测力计的示数分别为F2、F3、F4,那么当满足关系式时 (用字母表达式表示),阿基米德原理就得到了验证。
【解答】解:(1)物体放入水中前,溢水杯应装满水,这样在实验时,橡皮排开的水才能全部流入小桶内,使得所测量得的排开水的重力等于橡皮排开水的重力;
(2)在图3的操作过程中,橡皮浸没后,继续下沉,排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,橡皮受到的浮力不变,根据F=G﹣F浮可知,测力计示数不变;
(3)橡皮所受浮力为:F浮=G﹣F拉=F2﹣F3;
橡皮排开水的重力为:G排=F4﹣F1;
当F浮=G排,即F2﹣F3=F4﹣F1;成立时说明阿基米德原理成立。
故答案为:(1)溢水杯应装满水;
(2)橡皮浸没后,继续下沉,排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,橡皮受到的浮力不变,根据F=G﹣F浮可知,测力计示数不变;
(3)F2﹣F3=F4﹣F1。
(2022春•鹿城区校级月考)某兴趣小组利用边长为a的正方体木块、弹簧测力计、底部固定一个定滑轮的溢水杯、水桶、细线及定量的水等器材来验证阿基米德原理。用弹簧测力计通过细绳和定滑轮拉着木块缓慢下降,直到浸没在水中,记录弹簧测力计的示数变化如乙图所示。
(1)若图中F1、F2、F3、F4四个力之间的关系式 成立,则阿基米德原理对于密度较小的物体也适用,即F浮=G排液。
(2)从木块漂浮在水面开始直至完全浸没后,弹簧测力计示数变化如图乙所示,请在图丙中绘制出该过程中木块浮力随深度变化的图像。
(3)小科设计另一方案也测得浸没在水中的木块的浮力,为完成实验目的,如图丁一定需要进行的实验步骤是 。
【解答】解:(1)木块浸没在液体中时受到向下的重力和拉力,向上的浮力,则浮力等于木块重力与弹簧测力计对木块的拉力之和,即F浮=F1+F3,
排开水的重力G排液等于桶与水的总重力F4减去空桶的重力F2,即G排液=F4﹣F2;
比较F浮与G排的大小关系,如果关系式F1+F3=F4﹣F2成立,即可验证阿基米德原理;
(2)由图乙可知从木块漂浮在水面开始直至完全浸没后,弹簧测力计示数先变大后不变,根据F浮=F1+F3可知木块受到的浮力先变大后不变,木块漂浮时,受到的浮力等于F1,如图:
;
(3)图D中铁球浸入水中,铁球受到浮力,木块没有受到浮力,所以G铁+G木=F浮铁+F拉,图E中铁球和木块都浸入水中,铁球受到浮力,木块受到浮力,所以G铁+G木=F浮铁+F浮木+F拉1,则F浮铁+F拉=F浮铁+F浮木+F拉1,解方程可得浸没在水中的木块的浮力:F浮木=F拉﹣F拉1,所以图丁一定需要进行的实验步骤是DE。
故答案为:(1)F1+F3=F4﹣F2;(2)如上图;(3)DE。
【巩固提高】
(2022秋•温州校级期中)运动会气球下挂着标语,图中正确表示其所受浮力的方向的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:气球受到的浮力方向是向上的,故B正确。
故选:B。
(2022秋•鄞州区期中)浸在液体中的物体如果受到浮力的作用,那么施力物体是( )
A.地球B.液体
C.盛液体的容器D.物体本身
【解答】解:物体浸没在液体中,因为液体有重力,液体对浸没在其中的物体有向下的压力作用,
液体有重力和具有流动性,液体对物体产生向上的压力作用,
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,所以施力物体是液体。
故选:B。
(2022秋•瓯海区期中)2022年6月17日,我国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水。该舰下水后,将按计划开展系泊试验和航行试验。如图能正确表示其下水后所受浮力的方向的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:“福建舰”下水后所受浮力的方向是竖直向上的,故C正确、ABD错误。
故选:C。
(2022秋•东阳市月考)爱动脑的小科在泡脚时,很好奇盆内起按摩作用的凸起甲、乙、丙、丁(如图)是否也受到浮力作用。下列判断正确的是( )
A.甲、乙受到浮力作用
B.甲、丙受到浮力作用,乙、丁不受浮力作用
C.丙、丁受到浮力作用
D.甲、丙不受浮力作用,乙、丁受到浮力作用
【解答】解:盆内起按摩作用的凸起丙、丁的上表面受到水对它们向下的压力,但下表面没有受到液体向上的力,故液体压力差方向竖直向下,与浮力方向相反,故不受浮力;盆内起按摩作用的凸起甲、乙的上下表面均受到水对它们的压力,压力差方向竖直向上,故受浮力;
故选:A。
(2021秋•上城区校级期中)一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
【解答】解:鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同,
这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F3正确;
故选:C。
(2023•鹿城区校级三模)如图是某﹣海底隧道的施工现场,起重船将圆柱形物体放入水中至全部浸没的过程中,起重船所受浮力大小的变化是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:起重船受竖直向上的浮力、竖直向下的重力,重物对船向下的拉力,重力始终不变,当物体逐渐浸入水时,根据F浮=ρ液gV排知,浮力逐渐增大,根据F浮=G﹣F知,拉力逐渐减小,船受到的浮力逐渐减小,等物体全部浸没后浮力不变,物体受拉力不变,船的浮力不变,
浸没前圆柱形物体排开液体的体积与深度成正比,因而拉力与深度是一次函数,图像是直线,图A符合题意。
故选:A。
(2022秋•永康市期末)水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器,装有等量的水,用两个完全相同的橡皮泥,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放入其中,如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙;甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.F浮甲<F浮乙B.F浮甲=F浮乙
C.F甲<F乙D.F甲>F乙
【解答】解:AB、由图可知,在甲中橡皮泥沉底,则橡皮泥的浮力小于重力;在乙中,橡皮泥漂浮,受到的浮力等于重力,完全相同的两个橡皮泥的重力相等,故两个橡皮泥所受浮力关系为:F浮甲<F浮乙,故A正确,B错误;
CD、甲、乙两个容器完全相同,原来装有等量的水,两个橡皮泥完全相同,
则甲、乙容器的总重力相等,
因为容器对水平桌面的压力等于容器的总重力,
所以容器对水平桌面的压力关系为:F甲=F乙,故CD错误。
故选:A。
(2022秋•江干区校级期中)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
【解答】解:根据阿基米德原理可知:F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,
已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮甲=F浮乙。
故选:C。
(2021秋•义乌市期末)科学研究小组设计了如下实验方案来验证阿基米德原理。
(1)为了减小误差,同学们对实验方案进行了优化,正确的操作顺序是 ;
(2)优化实验方案后,他们进行了实验并记录的实验数据如表所示。
①待测物体在液体中受到的浮力为 N;
②分析实验数据可知排开液体所受重力要比浮力略小。从b步骤分析可能的原因是 。
A.注入出水杯中的液体略低于与水口
B.将物体快速浸没到液体中
C.物体没有完全浸没
D.取出物体时带走了部分液体
【解答】解:(1)要先测物体的重力和空桶的重力,然后再把物体没入水中,测出物体受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的重力,故正确的操作顺序为adbc;
(2)①物体受到的浮力F浮=G﹣F拉=1.1N﹣0.68N=0.42N;
②排开液体重力G排=G总﹣G桶=0.58N﹣0.2N=0.38N,排开液体所受重力要比浮力略小,说明排开的液体少,即水杯的液体没有到达水口,会造成桶内的水减少,故A正确,BCD都不会影响排入小桶内水的质量,所以不会影响排开水的重力,故选A。
故答案为:(1)adbc;(2)①0.42;②A。
(2022秋•余杭区期末)某同学在学习浮力相关知识后,按以下顺序做了实验来“验证阿基米德原理”。请回答:
(1)阿基米德原理:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于 ;
(2)为了减少实验误差,在浸入小石块前,对溢水杯中的水面控制的操作中,最合理的一项是 ;
A.加水使水面略低于溢水口
B.加水至水面超出溢水口并溢出水,直到水不再溢出
C.加水到任意高度对实验结果均没有影响,无需控制
D.加水至水面接近溢水口时,改用胶头滴管滴加,尽量使水面与溢水口相平
(3)若本实验准确地验证了符合阿基米德原理,则实验结果应满足 。(用图中弹簧测力计的读数及相关字母表示)
【解答】解:(1)浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于该物体排开的液体受到的重力;
(2)为减少实验误差,在浸入小石块前,向溢水杯中倒加水至水面接近溢水口时,改用胶头滴管滴加,尽量使水面与溢水口相平,故选D;
(3)由图甲可知,物体的重力为:G物=F甲=3N,
由称重法可得石块受到的浮力为:F浮=G物﹣F=3N﹣F,
由图知排开水的重力为:G排=G总﹣G桶,
当3N﹣F=G总﹣G桶时,则F浮=G排,所以可以验证阿基米德原理。
故答案为:(1)物体排开液体的重力;(2)D;(3)3N﹣F=G总﹣G桶。
(2021秋•海曙区月考)如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克,安装了先进的火控系统和多种光电技术应用,使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能,坦克重42t,高2.3m,每条履带与地面的接触面积为2m2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强。
(2)坦克在深为4m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力。
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床压力为1.2×105N,该坦克的体积是多大?
【解答】解:(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压力:F=G=mg=42×103kg×10N/kg=4.2×105N,
受力面积:S=2×2m2=4m2,
坦克对地面的压强:p=FS=4.2×105N4m2=1.05×105Pa;
(2)坦克顶部所处的深度:h=4m﹣2.3m=1.7m,
坦克顶部受到水的压强:p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.7m=1.7×104Pa,
舱门受到水的压力:F′=p′S=1.7×104Pa×0.8m2=1.36×104N;
(3)坦克在水中潜渡,坦克对水平河床的压力等于坦克重减去受到的浮力,即F压=G﹣F浮,
则坦克受到的浮力:
F浮=G﹣F压=4.2×105N﹣1.2×105N=3×105N,
由F浮=ρ液gV排可得,坦克的体积:
V=V排=F浮ρ水g=3×105N1.0×103kg/m3×10N/kg=30m3。
答:(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为1.05×105Pa;
(2)坦克顶部的舱门受到水的压力为1.36×104N;
(3)坦克的体积为30m3。
待测物体重(G物/N)
空桶重(G桶/N)
弹簧测力计读数(F/N)
液体与桶总重(G总/N)
1.1
0.2
0.68
0.58
待测物体重(G物/N)
空桶重(G桶/N)
弹簧测力计读数(F/N)
液体与桶总重(G总/N)
1.1
0.2
0.68
0.58
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