专项素养综合全练(九)　利用压强和浮力测密度2026人教版（2024）初中物理8年级下册同步习题课件（含答案）

专项素养综合全练(九)利用压强和浮力测密度1.(跨数学·图像分析)(2024河北三河期末)如图甲所示,通过一根不可伸长的细线将质地均匀的实心长方体金属块悬挂在弹簧测力计下方并浸没在水中,在细线的拉力作用下,金属块开始沿竖直向上的方向做匀速直线运动;图乙是细线对金属块的拉力F随时间t变化的图像,根据图像信息,下列判断正确的是(g取10 N/kg) (　　)A.该金属块的重力为34 NB.该金属块的体积是2 000 cm3C.该金属块的密度是3.4×103 kg/m3D.在t1~t2内金属块受到的浮力逐渐增大答案 B解析　金属块静止在空气中时,不受浮力的作用,受到的拉力最大,此时所受拉力与自身重力大小相等,则该金属块的重力为54 N,故A错误;该金属块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F小=54 N-34 N=20 N,此时金属块的体积与排开水的体积相等,即V=V排= = =2×10-3 m3=2 000 cm3,故B正确;该金属块的密度ρ= = = =2.7×103 kg/m3,故C错误;在t1~t2内金属块不断上升,排开水的体积逐渐减小,由阿基米德原理可知,其受到的浮力逐渐减小,故D错误。2.(2024黑龙江哈尔滨松北二模)(多选)如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为5.0 N的圆柱体悬挂在弹簧测力计下方,依次放入这三个容器中。下列说法错误的是(g取10 N/kg) (　　)A.图①中圆柱体下表面受到水的压力等于2 NB.图②中圆柱体所受的浮力等于3 NC.图③中盐水的密度是1.1×103 kg/m3D.圆柱体的体积是2.2×10-4 m3 答案 BD解析　对圆柱体进行受力分析,圆柱体浸没在液体中静止时受力平衡,G=F浮+F拉,图①中,圆柱体刚好浸没时,上表面没有受到水对其向下的压力,故圆柱体下表面所受的压力与其受到的浮力大小相等,为F下=F浮1=G-F1=5.0 N-3.0 N=2 N,故A正确;图②中,物体所受的浮力大小为F浮2=G-F2=5.0 N-3.0 N=2 N,故B错误;图②中,圆柱体的体积V=V排= = =2×10-4 m3,故D错误;图③中,圆柱体所受的浮力为F浮3=G-F3=5.0 N-2.8 N=2.2 N,则盐水的密度ρ盐水= = =1.1×103 kg/m3,故C正确。3.(新中考·分析论证)(2024山东烟台中考)橡皮泥可以被捏成各种形状,深受同学们喜欢。学习了力学知识后,小红利用家中的量杯、茶壶和垫块,测出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不计),操作过程如下:①如图,把茶壶的一侧垫起并装满水,将橡皮泥轻轻放入茶壶中,用量杯接住溢出的水;②倒掉量杯中的水,从茶壶中取出橡皮泥,将量杯和橡皮泥擦干;③把茶壶重新加满水,将橡皮泥捏成空心碗放入壶中,让其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。(1)操作①是为了获得橡皮泥的　　　　    ,操作③是为了获得橡皮泥的　　　　    ;体积质量(2)假设操作①量杯中水的体积为V1,操作③量杯中水的体积为V2,水的密度为ρ0,请写出橡皮泥密度的表达式ρ=　　　   ;(3)如果操作③中茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,则橡皮泥密度的测量结果　　　　    (选填“变大”“变小”或“不变”)。变大解析　(1)操作①中橡皮泥沉底,溢出水的体积与橡皮泥的体积相等;操作③中橡皮泥处于漂浮状态,受到的浮力与自身重力大小相等,由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体的重力相等,因此操作③中通过计算量杯中水的重力可以得到橡皮泥受到的重力,由G=mg可得橡皮泥的质量。(2)操作③中橡皮泥所受的浮力F浮=G排=ρ0V2g,橡皮泥所受的浮力与自身重力大小相等,所以橡皮泥的质量m= = =ρ0V2,橡皮泥的密度ρ= 。(3)茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,会使排开水的重力变大,橡皮泥受到的浮力变大,测得的橡皮泥的质量变大,由ρ= 可知,密度的测量结果将变大。4.(2024辽宁大连中山期中)为了测量某石块(不吸水)的密度,实验中学物理兴趣活动小组的同学利用一只小玻璃杯、一个量筒和适量的水做了如下实验:(a)在量筒内倒入60 cm3的水;(b)将小玻璃杯开口向上漂浮在量筒内的水面上(如图1所示),此时水面与84 cm3刻度线相平;(c)将石块放入小玻璃杯中,让小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上(如图2所示),此时水面与100 cm3刻度线相平;(d)取出小玻璃杯,将石块沉没在量筒内的水中(如图3所示),此时水面与64 cm3刻度线相平,g取10 N/kg,求: (1)小玻璃杯的质量;(2)石块的质量;(3)石块的密度。解析　(1)小玻璃杯排开水的体积V排杯=84 cm3-60 cm3=24 cm3;由于小玻璃杯漂浮在水面上,由漂浮条件可知,小玻璃杯受到的浮力与重力大小相等,即F浮杯=G杯,ρ水gV排杯=m杯g,解得小玻璃杯的质量m杯=ρ水V排杯=1 g/cm3×24 cm3=24 g=0.024 kg;(2)石块放入小玻璃杯中后,小玻璃杯受到的浮力等于小玻璃杯和石块的重力之和,小玻璃杯排开水的体积增加了ΔV=100 cm3-84 cm3=16 cm3,小玻璃杯受到的浮力增加了ΔF浮杯=ρ水gΔV=0.16 N,则石块的重力G石=ΔF浮杯=0.16 N,石块的质量m石= = =0.016 kg;(3)石块的体积V石=64 cm3-60 cm3=4 cm3=4×10-6 m3;石块的密度ρ石= = =4×103 kg/m3。5.(新课标·科学推理)(2024江苏无锡中考)制作简易的密度计,器材有:长度为20 cm的吸管一根及铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10 N/kg)(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0 cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10 g,能竖直漂浮在液体中。①当将它放入密度为1.0 g/cm3的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为0.8 g/cm3的酒精中,密度计所受的浮力大小为　　　　    N,浸入的深度为　　　　    H。②将它放入密度为0.8~1.2 g/cm3的不同液体中,浸入的深度h与液体密度ρ液之间的关系应符合图乙中　　　　    (选填“a”“b”或“c”)。③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间0.11.25a的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是　　　　      。(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30 g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为　    cm3。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2 cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27 g,再放入水中,液面距离M为3 cm。则吸管的横截面积为     cm2,盐水的密度为        g/cm3(保留2位小数)。 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大3011.07解析　(1)①密度计在水中处于漂浮状态时,受到的浮力与自身重力大小相等,即F浮水=G密度计=mg=1.0×10-2 kg×10 N/kg=0.1 N,密度计在酒精中处于漂浮状态时,受到的浮力也与自身重力大小相等,即F浮酒精=G密度计=0.1 N,则F浮水=F浮酒精,所以有ρ水gSH=ρ酒精gSH ',可得H '= = ×H=1.25H;②密度计在液体中处于漂浮状态时,G密度计=F浮=ρ液gSh,可得h= ,当密度计的重力、横截面积一定时,密度计浸入液体的深度h与液体的密度ρ液成反比,故a符合题意;③由②可知,H= ,H '= ,则两条刻度线间的距离为Δh=H '-H=   ,则可以通过增大密度计所受的重力(向吸管内增加铁屑)来使两条刻度线间的距离大一些。(2)当密度计总质量为30 g时,仍能漂浮在水中,则受到的浮力F浮'=G物=m密度计g,由阿基米德原理可知,F浮'=ρ水gV排,则有m密度计g=ρ水gV排,故密度计排开水的体积V排= = =30 cm3;当密度计的质量为27 g时,排开水的体积为V排'= = =27 cm3,此时水面刻度比M低3 cm,由此可知吸管的横截面积S= =1 cm2;当密度计的质量为30 g时,浸入盐水中的深度比M低2 cm,由此可知排开盐水的体积V排盐水=30 cm3-2 cm×1 cm2=28 cm3,当密度计在盐水中漂浮时,m密度计g=ρ盐水gV排盐水,则盐水的密度为ρ盐水= = ≈1.07 g/cm3。易错警示　在用密度计测量液体密度时,经常会误认为密度计浸入待测液体中的深度越小,受到的浮力越小。但实际上密度计在不同液体中均处于漂浮状态,所受的浮力始终与密度计自身重力大小相等,因而排开液体的重力也始终相等。6.(2024重庆渝北期末节选)小亮利用电子秤和一实心圆柱体(圆柱体密度为4 g/cm3)测量某豆奶的密度,实验步骤如图所示。①将电子秤放在水平桌面上,放上装有适量豆奶的杯子,示数如图甲所示;②把圆柱体用细线绑好,缓慢放入装有豆奶的杯子中,示数如图乙所示;③用手提起细线,让圆柱体离开杯子底部,继续浸没在豆奶中,示数如图丙所示。经测量,杯子的外底面积为100 cm2,则对比丙图与乙图,杯子对电子秤的压强变化了　　　　    Pa,经过计算,该豆奶的密度为　　　　    g/cm3。若在步骤③中,圆柱体接触到了杯子底部且有挤压,其余操作完全正确,则所测豆奶的密度值　    　　    (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(g取10 N/kg)　　34.21.15偏大解析　静置在水平面上的物体对水平面的压力与自身重力大小相等,对比丙图与乙图,杯子对电子秤的压力变化量ΔF1=Δmg=(448.0-413.8)×10-3 kg×10 N/kg=0.342 N,由p= 可知,压强变化量Δp= = =34.2 Pa;由甲、乙两图可知,圆柱体的质量为48 g,则圆柱体的体积V圆柱体= = =12 cm3,由甲、丙两图可知,圆柱体在豆奶中受到的浮力F浮=0.013 8 kg×10 N/kg=0.138 N,则豆奶的密度ρ豆奶= = = =1 150 kg/m3=1.15 g/cm3;圆柱体接触到了杯子底部且有挤压,则圆柱体浸没在豆奶中所受浮力的测量值偏大,由ρ豆奶= 可知,所测豆奶的密度值将偏大。