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初中物理人教版(2024)八年级下册10.1 浮力测试题
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这是一份初中物理人教版(2024)八年级下册10.1 浮力测试题,文件包含人教版物理八年级下册同步讲义+专题训练101浮力专题训练原卷版docx、人教版物理八年级下册同步讲义+专题训练101浮力专题训练解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共38页, 欢迎下载使用。
A.F1大于F2
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2的合力大小大于F浮
D.F1与F2的合力大小等于G
【答案】D。
【解答】解:AB、液体压强随深度的增加而增大,由于下表面所处的深度较大,因而受到的液体压强较大,根据F=pS,受力面积相同,下表面受到的液体压力较大,即F1小于F2,而一对平衡力应满足的条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在一条直线上;由于这两个力大小不等,故不是平衡力,故AB错误;
CD、物体上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,上、下表面受到水压力的合力大小F合=F浮,
正方体物块M悬浮在水中,则F浮=G,所以F合=G,故C错误,D正确。
故选:D。
2.(2022春•呼兰区校级期中)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是( )
A.正方体物块上、下表面受到水压力的合力大于其受到的浮力
B.正方体物块上、下表面受到水压力的合力大小等于其受到的浮力
C.正方体物块上表面受到水的压力大于下表面受到水的压力
D.正方体物块上表面受到水的压力和下表面受到水的压力是一对平衡力
【答案】B。
【解答】解:
AB、正方体上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,其上、下表面受到水压力的合力大小为F合=F浮,故A错误,B正确;
C、正方体上表面与水面平行,不受水的压力,下表面所处水的深度不为零,则受到水的压力,所以正方体物块上表面受到水的压力小于下表面受到水的压力,故C错误;
D.由C知,正方体物块上表面受到水的压力和下表面受到水的压力大小不等,所以,方体物块上表面受到水的压力和下表面受到水的压力不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
3.(2022春•硚口区期中)如图所示的四种情景,没有受到浮力的物体是( )
A.长江大桥的桥墩
B.海上试航中的“山东号”航母
C.下潜中的“奋斗者”号
D.飘在空中的热气球
【答案】A。
【解答】解:A.大桥的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故A符合题意;
BC.海上试航中的“山东号”航母、下潜中的“奋斗者”号都浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,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,故它们均受到浮力作用,故BC不符合题意;
D.飘在空中的热气球浸没在空气中,受到空气的浮力,故D不符合题意。
故选:A。
4.(2022春•武汉期中)如图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为F浮,液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2。下列说法正确的是( )
A.长方体只有上下表面受到液体压力
B.F1和F2的大小关系是F1>F2
C.F1、F2和F浮的大小关系是F2﹣F1=F浮
D.若物体浸没于更深的位置,与图示位置相比,F1、F2大小均不变
【答案】C。
【解答】解:A.长方体的六个表面都会受到液体压力,故A错误;
B.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,故B错误;
C.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:F浮=F2﹣F1,故C正确;
D.若物体浸没于更深的位置,受到的压强增大,受力面积不变,受到的压力增大,F1、F2大小均变大,故D错误。
故选:C。
5.(2022春•坪山区校级期中)(多选)如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,往容器中注入一些水,则下列说法错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用
B.B物体一定受浮力的作用
C.C部分一定不受浮力的作用
D.D部分一定受浮力的作用
【答案】CD。
【解答】解:A、由图可知,水对A物体上下表面产生了向上的压力差,故A物体一定受浮力的作用,故A正确;
B、B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B物体上下表面产生了向上的压力差,故B物体也受浮力的作用,故B正确;
C、由图可知,水对C物体上下表面产生了向上的压力差,故C物体受浮力的作用,故C错误;
D、D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压力差,故D物体不受浮力的作用,故D错误。
故选:CD。
6.(2022春•冷水滩区校级期中)某正方体的棱长为20cm,浸没水中时上表面离水面10cm,水对上表面的压力为 40 N,物体受到的浮力为 80 N。
【答案】40;80。
【解答】解:(1)正方体上表面所处的深度:
h上=10cm=0.1m,
正方体上表面受到水的压强:
p上=ρgh上=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
正方体面积S=0.2m×0.2m=0.04m2,
由p=可得,物体上表面所受到水的压力F上=p上S=1000Pa×0.04m2=40N;
(2)正方体下表面所处的深度:
h下=h上+L=10cm+20cm=30cm=0.3m,
正方体下表面受到水的压强:
p下=ρgh下=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
由p=求可得,物体下表面所受到水的压力F下=p下S=3000Pa×0.04m2=120N,
正方体上、下表面受到水的压力差:ΔF=F下﹣F上=120N﹣40N=80N;
浮力等于物体上、下表面所受到的压力差,F浮=ΔF=80N。
故答案为:40;80。
7.(2022春•岳麓区校级期中)如图所示,体积为1.0×10﹣3m3的圆柱体金属块浸没在水中,下表面受到水对它向上的压力为16N,则上表面受到水对它向下的压力为 6 N,增大圆柱体浸没在水中的深度,物体受到向上和向下的压力差将 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】6;不变。
【解答】解:由F浮=ρgV排可得,金属块收到的浮力为:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=10N,
则上表面受到水对它向下的压力为:
F上表面=F浮﹣F下表面=16N﹣10N=6N。
浮力与物体在液体中的深度无关,故增大圆柱体浸没在水中的深度,物体受到向上和向下的压力差将不变。
故答案为:6;不变。
8.(2022春•日照期中)物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15N、5N,其受到浮力的大小为 10 N。如图所示,A物体重40N,B物体重12N。A物体在绳子水平拉力作用下沿水平桌面向右做匀速直线运动,它受到桌面的摩擦力为 12 N。如果要使A物体匀速向左运动,则应给它施加一个大小为 24 N的水平向左的拉力。
【答案】10;12;24。
【解答】解:物块受到浮力的大小为F浮=F向上﹣F向下=15N﹣5N=10N,
A物体在绳子水平拉力作用下沿水平桌面向右做匀速直线运动,此时物体受力平衡,则水平方向受到的摩擦力等于向右的拉力,即为B物体的重力f=GB=12N,所以滑动摩擦力为12N。
如果要使A物体匀速向左运动,此时物体A受力平衡,向左的拉力等于向右的拉力和摩擦力之和,由于物体A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变,故滑动摩擦力依然为12N,水平向左的拉力为F=F′+f=12N+12N=24N。
故答案为:10;12;24。
9.(2022春•琅琊区校级月考)如图,一边长为10cm的正方体物体在水中保持静止,物体的上表面距离水面8cm,物体下表面受到的压力为 18 N,物体受到的浮力为 10 N。
【答案】18;10。
【解答】解:(1)物体下表面的面积为S=(0.1m)2=0.01m2,
物体下表面受到的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.08m+0.1m)=1.8×103Pa,
物体下表面受到的压力F下=p下S=1.8×103Pa×0.01m2=18N;
(2)物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N。
故答案为:18;10。
10.(2022秋•徐汇区期末)如图所示,2021年12月9日,我国空间站开展太空授课,演示了乒乓球在微重力环境下浮力“消失”的实验,并与地面上学生的实验进行了对比。
(1)其中,符合浮力“消失”现象的是图 a (均选填“a”或“b”)
(2)由于空间站绕地球飞行,空间站内部的环境可以近似看做“不受重力”,请你用所学的相关物理知识对太空中浮力“消失”的原因做出解释: 液体中的物体受到的浮力产生的原因是液体受到重力的作用后,对物体上下表面有压力差,微重力环境下,这种压力差几乎为零 。
【答案】(1)a;(2)液体中的物体受到的浮力产生的原因是液体受到重力的作用后,对物体上下表面有压力差,微重力环境下,这种压力差几乎为零。
【解答】解:(1)因为在太空中浮力已经消失,乒乓球不会向上飘,而是待在水球中不动,符合浮力“消失”现象的是图a;
(2)在地球表面,浮力产生的原因是液体对浸入其中的物体上下表面产生的液体压力差,而液体内部产生压力的原因是液体受到重力。在空间站中(或微重力环境下),液体相当于不受重力,因此不产生压力,也不产生浮力。
故答案为:(1)a;(2)液体中的物体受到的浮力产生的原因是液体受到重力的作用后,对物体上下表面有压力差,微重力环境下,这种压力差几乎为零。
11.(2022春•诏安县期中)课堂上老师利用一个可乐瓶与一个乒乓球做“研究浮力产生的原因”的实验,如图甲所示,将一个塑料可乐瓶剪去底部,把一个乒乓球放在瓶内(瓶颈的直径略小于球的直径),从上面倒入水观察到少量水从乒乓球与瓶颈的缝隙中流出后沿瓶口流掉,此时乒乓图球上方受到水对它向下的 压力 ,乒乓球下方 无 (选填“有”或“无”)受到水向上的压力,不上浮,乒乓球不受浮力作用;若用手堵住瓶口流水处,水蓄满瓶颈时,此时乒乓球下方 有 (选填“有”或“无”)受到水向上的压力,可观察到乒乓球浮起(如图乙),乒乓球受浮力作用。通过该小实验可知浮力是由于 物体上下表面受到液体的压力差 而产生的。
【答案】压力;无;有;物体上下表面受到液体的压力差。
【解答】解:甲图中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,所以,乒乓球不受浮力,乒乓球上部有水,水对乒乓球有一个向下的压力;
乙图中,乒乓球上浮时,上下表面受到水的压力,所以产生了一个向上的压力差,该压力差就是浮力;
故答案为:压力;无;有;物体上下表面受到液体的压力差。
12.(2022春•百色期末)如图所示,一个高为10cm的长方体竖直悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为5N,下表面受到水的压力F2为13N,两侧受到水的压力相等。求:
(1)正方体受到的浮力;
(2)正方体下表面受到水的压强。
【解答】解:(1)由浮力产生的原因可知,长方体受到的浮力为:
F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N,
(2)长方体下表面离水面深度为:
h=10cm+10cm=20cm=0.2m,
长方体下表面受到的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa。
答:(1)长方体受到的浮力为8N;
(2)长方体下表面受到水的压强2×103Pa。
13.(2022春•上蔡县校级期中)关于课本中的力学实验,下列说法错误的是( )
A.“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验,采用了控制变量法和转换法
B.“探究二力平衡条件”的实验,将纸板转动一定角度是为了探究纸板处于平衡状态时二力是否在同一条直线上
C.“探究阻力对物体运动的影响”实验,小车受到阻力越小,小车速度减小得越慢
D.“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验,物体浸入液体中的深度越深,所受浮力越大
【答案】D。
【解答】解:A、压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变,实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,即“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验,采用了控制变量法和转换法,故A正确;
B、“探究二力平衡的条件”实验,将小车转动一定角度,小车在水平方向上受到两个力不在同一直线上,是为了探究小车处于平衡状态时二力是否在同一条直线上,故B正确;
C、由实验现象可以看出:小车受的阻力越小,小车运动的路程越远,速度减小得越慢,故C正确;
D、浮力大小与物体排开液体的体积和排开液体的密度有关,与物体浸没液体中的深度无关,故D错误。
故选:D。
14.(2022春•洪山区期中)小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是( )
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N
B.由甲、乙、戊三图实验,可探究浮力大小与液体密度的关系
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,可探究浮力大小与物体密度的关系
【答案】D。
【解答】解:A、由称重法测浮力可得,铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为:F浮=G﹣F=5N﹣1N=4N,故A错误;
B、探究浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,而乙、戊中排开液体的体积不同,故B错误;
C、由阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小只与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关,故C错误;
D、探究浮力大小与物体密度的关系,要控制液体的密度、排开液体的体积不变,只改变物体的密度,故增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,可探究浮力大小与物体密度的关系,故D正确。
故选:D。
15.(2022春•滕州市期末)小明通过实验(如图所示)得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。在实验过程中,以下操作正确的是( )
A.为准确测量物体所受浮力,步骤应先③后④
B.为准确测量物体排开水的重力,步骤应先①后②
C.实验的最后一个操作应该是①
D.实验的第一个操作应该是③
【答案】C。
【解答】解:石块的重力应先测出,即是操作④,若后面浸湿后再测会导致误差,
然后将空烧杯重力测出,操作应该是②,再将石块浸入水中测出此时的力,是操作③;最后测出溢出的水重力①。
由此可知:准确测量物体所受浮力,步骤应先④后③;
测量物体排开水的重力,步骤应先②后①;
实验的第一个操作应该是②或④;
实验的最后一个操作应该是①;
故选:C。
16.(2022春•吉安县期末)(多选)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数如图所示,若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.由甲、乙、丙图可得浮力大小与液体密度有关
B.实验乙中,物体A受到的浮力为1.2N
C.由甲和丙可以求得出物体A的密度为4×103kg/m3
D.实验丁中,物体受浮力大小与物体在丙中受浮力大小相等
【答案】ACD。
【解答】解:比较图甲、乙、丙可知,排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,故可以探究浮力大小与液体密度的关系,故A正确;
根据题意可知物体A的重力G=4N,物体A完全浸没在盐水中弹簧测力计的拉力F拉=2.8N,
由甲和丙可知,A受到的浮力:F浮=G﹣F拉=4N﹣2.8N=1.2N;
根据阿基米德原理知V=V排===10﹣4m3;
物体A在水中受到的浮力,
F浮水=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
在乙中物体A受到的拉力:F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N,故B错误;
由密度公式可得A物体的密度:==4×103kg/m3,故C正确,
根据阿基米德原理可知在丙丁实验时,物体A排开的体积为不变,液体密度一样,故丙丁试验中,物体受到的浮力大小相等,故D正确。
故选:ACD。
17.(2022春•合川区校级期中)小军要研究金属圆住体受的浮力与浸没在水中深度h的关系,实验装置如图甲所示。在弹簧测力计下挂一个金属圆柱体,测出金属圆柱体的重力,然后让圆柱体缓慢地浸入水中,从圆柱体底面接触水面开始,到完全浸没水中(未接触容器底部),记录圆柱体浸入水中不同深度h时测力计的示数,并得到测力计示数F1和圆柱体受的浮力F2随h变化的图象,图中能反映圆柱体受的浮力F2随h变化的图象是 ② (填①或②);从图象中可以得出:金属圆柱体的密度为 2.7×103 kg/m3。
【答案】②;2.7×103。
【解答】解:(1)当圆柱体从开始浸入水中到完全浸入水中的过程中,圆柱体排开水的体积在逐渐变大,水的密度不变,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知浮力是变大的;而当圆柱体浸没以后,再向水中下沉的时候,圆柱体排开水的体积不再发生变化,所以浮力是不变的。由此可知在整个过程中,圆柱体受到的浮力先变大、后不变,故选②;
(2)由图乙可知,圆柱体的重力为2.7N,当圆柱体全部浸入水中后,圆柱体受到的浮力为1N;
因为F浮=ρ水V排g
所以金属圆柱体的体积:V=V排===10﹣4m3;
ρ====2.7×103kg/m3。
故答案为:②;2.7×103。
18.(2022•田家庵区校级自主招生)某实验小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,将圆柱体挂在弹簧测力计下.当圆柱体下表面与水面相平时,圆柱体开始缓慢下降(整个过程水未溢出).根据实验数据,绘制出如图所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系图象.(其中h1=5cm)则:
(1)圆柱体的底面积为 80 cm2.
(2)圆柱体的密度为 1.5 g/cm3.
【答案】(1)80;(2)1.5。
【解答】解:(1)由图可知知,圆柱体没有浸入水时弹簧测力计的示数等于圆柱体的重力,G=6N;
图中的水平线即BC段表示圆柱体浸没在水中弹簧测力计的示数不变,圆柱体浸没时受到的浮力F浮=G﹣F示=6N﹣2N=4N,
根据阿基米德原理,V排===4×10﹣4m3,因圆柱体浸没在水中,故圆柱体的体积:V物=V排=4×10﹣4m3=400cm3,
由图可知圆柱体的高为:h1=5cm,
由圆柱体体积计算公式可知,圆柱体的底面积:S===80cm2;
(2)圆柱体的密度ρ物====1.5×103kg/m3=1.5g/cm3。
故答案为:(1)80;(2)1.5。
19.(2022春•惠城区期末)某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,如图,分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。分析三个实验步骤 abc (填序号)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 越大 。
【答案】无关;abc;越大。
【解答】解:分析a、c、d三次实验可知,液体的密度和排开液体的体积相同,金属块浸没在水中深度增加,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知,金属块所受浮力不变,说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关;
要验证浮力大小与排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同,排开液体的体积不同,步骤a、b、c符合题意;
分析a、d、e三次实验可知,排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,且液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知,浮力越大,所以可以得出结论:在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
故答案为:无关;abc;越大。
20.(2023•西城区校级开学)为了验证“浸没在水中的物体所受浮力大小跟物体的形状无关”,小强选用一块橡皮泥(ρ泥>ρ水)、弹簧测力计、装有适量水的烧杯和细线进行实验。请写出实验步骤,并分析得出实验结论。
【解答】本题是开放性的实验设计题,答案合理,方法得当即可。
以下实验方法仅供参考,主要考验学生控制变量法是否控制了变量,是否符合单一变量原则,实验是否具有实际可操作性。
①先将橡皮泥分成两等分,分别揉成正方形和长方形,用弹簧测力计测得重力记为G;
②用细线先把正方形的橡皮泥挂在弹簧测力计上,完全浸没在水中,且不接触容器的底部,读出此时的示数记为F1;
③用细线再把长方形的橡皮泥挂在弹簧测力计上,完全浸没在水中,且不接触容器的底部,读出此时的示数记为F2;
④利用称重法求出正方形在水中的浮力为F浮甲=G﹣F1长方形在水中的浮力为F浮乙=G﹣F2,分析结论:通过比较可知F浮甲=F浮乙,因此可得浸没在水中的物体所受浮力大小跟物体的形状无关。
21.(2022春•自贡期中)小明等几位同学找了一段较细的红线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部,再向烧杯缓慢注水,直到水将乒乓球浸没,发现红线在竖直方向被拉直,如图甲所示;然后,将大烧杯倾斜,发现红线仍旧在竖直方向被拉直,如图乙所示。根据两次观察到的现象,小明他们认为:乒乓球受到的浮力 D (选填序号)。
A.大小与乒乓球的体积有关
B.大小与水的密度有关
B.方向可能竖直向上也可能斜向上
D.方向竖直向上
【答案】D。
【解答】解:在甲、乙图中,红线都是在竖直方向被拉直,乒乓球受到竖直向下的重力和绳子竖直向下的拉力及向上的浮力作用,小球处于静止状态,由力的平衡,小球受到竖直向下力的合力与浮力为一对平衡力,由二力平衡,这个合力与受到的浮力大小相等,方向相反,故乒乓球受到的浮力方向竖直向上,选D。
故选:D。
22.(2022春•南阳月考)某同学在“探究浮力大小与什么因素有关”时,做了如图所示的实验。
(1)石块的重力G= 3 N;
(2)石块浸没在水中后测力计的示数F'= 1.6 N,由此可得石块所受浮力F浮= 1.4 N;
(3)石块排开水所受到的重力G排= 1.4 N;
(4)比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮 = G排(填“>”、“=”或“<”);
(5)在乙实验中,浸没在水中的石块匀速向下运动的过程中,石块所受的浮力 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)3;(2)1.6;1.4;(3)1.4;(4)=;(5)不变。
【解答】解:(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指在3N刻度上,所以在空气中石块的重力为G=3N;
(2)石块浸入水中后,弹簧测力计的指针指在1N下面第3个小格上,示数为F'=1N+0.2N×3=1.6N,石块在水中所受浮力为:F浮=G﹣F′=3N﹣1.6N=1.4N;
(3)空桶的重力为0.4N,空桶和石块排开的水总重力为1.8N,所以石块排开水所受的重力为:G排=1.8N﹣0.4N=1.4N;
(4)比较浮力和排开的水的重力发现,二者大小相等,浮力的大小等于排开的水所受的重力,即F浮=G排;
(5)在乙实验中,浸没在水中的石块匀速向下运动的过程中,水的密度不变,排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,石块受到的浮力不变。
故答案为:(1)3;(2)1.6;1.4;(3)1.4;(4)=;(5)不变。
23.(2023•天桥区开学)如图一所示,是八年级一班实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的过程中,弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 2 N。
(2)分析丙、丁两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟 液体的密度 有关。
(3)分析图乙、丙可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。实验小组的同学们进一步深入讨论发现,金属块浸入水中的体积越大,金属块排开的水就越多,排开的水的重力就越大。浮力大小与排开水的重力有什么关系呢?同学们继续进行了如图二所示实验。请分析实验过程完成以下填空:
①由图 A、C 测得石块浸没在水中时受到的浮力为0.6N;由图B、D可知,石块排开水所受的重力为 0.6 N。
②分析实验数据可初步得出:石块所受浮力的大小与它排开水所受重力的大小 相等 。
【答案】(1)2;(2)液体的密度;(3)①A、C;0.6;②相等。
【解答】解:(1)甲中测力计的分度值为0.2N,示数为4.8N,故金属块的重力G=4.8N;
金属块浸没在水中时,受到的浮力F浮=G﹣F示=4.8N﹣2.8N=2N;
(2)分析丙丁两图可知,金属块排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,根据F浮=G﹣F示可知浸在两种液体中的物体所受的浮力大小不同,故浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关;
(3)①由图A、C测得石块浸没在水中时受到的浮力为0.6N;由图B、D可知石块排开水所受的重力G排=G排水+桶﹣G桶=1.6N﹣1N=0.6N;
②根据实验数据可知:F浮=G排=0.6N,故结论为:石块受到的浮力的大小与它排开水所受重力的大小相等。
故答案为:(1)2;(2)液体的密度;(3)①A、C;0.6;②相等。
24.(2023•沙坪坝区校级开学)(1)如图1是小亮同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
①比较图乙和图丙,可以得出结论:同种液体,深度越深,液体的压强越 大 (填“小”或“大”)。
②比较图乙和图丁,得出“液体密度越大,液体的压强越大”的结论,你认为小亮的判断是 不合理 (填“合理”或“不合理”)。
(2)小亮还通过如图2的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。
①对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析,得出下列结论:物体浸没后,浮力的大小与深度 无关 (填“有关”或“无关”)。
②分析D、E两图中的实验现象和数据,可得出结论:物体受到的浮力大小还与液体的 密度 有关。
③根据图中的数据计算出物体的密度为 4×103 kg/m3,如考虑物体具有吸水性,则计算的结果比物体的真实密度偏 大 (填“小”或“大”)。
【答案】(1)①大;②不合理;(2)①无关;②密度;③4×103;大。
【解答】解:(1)①因为液体压强大小是通过压强计的U形管中两侧液体的高度差来显示的,且高度差越大说明液体压强越大,比较图乙和图丙可知液体密度相同,而探头所处液体深度不同,因此由图可知同种液体,深度越深,液体的压强越大;
②液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,比较图乙和图丁可知液体密度不同且探头所处液体深度也不同,因此得出“液体密度越大,液体的压强越大”的结论是不合理的;
(2)①观察A、C、D图的实验数据可知,弹簧测力计示数相同,根据称重法F浮=G﹣F示可知F浮C=G﹣F示C=4N﹣3N=1N,F浮D=G﹣F示D=4N﹣3N=1N,浮力相同,即浮力的大小与深度无关;
②观察D、E两图的实验数据可知,物体排开的液体的体积相同,深度相同,液面的密度不同,弹簧测力计示数不相同,根据称重法F浮=G﹣F示可知F浮D=G﹣F示D=4N﹣3N=1N,F浮E=G﹣F示E=4N﹣3.2N=0.8N,浮力不相同,即可得出结论:物体受到的浮力大小还与液体的密度有关;
③由图A、C可知,物体完全浸没在水中受到的浮力:F浮C=G﹣F示C=4N﹣3N=1N;
由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为V=V排===1×10﹣4m3;
又根据G=mg=ρVg可得ρ物体===4×103kg/m3,
如考虑物体具有吸水性,则在物体被完全浸入水中后,由于吸水性,最后弹簧测力计的示数将变大,根据称重法F浮=G﹣F示可知浮力将偏小,由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为V=V排=将偏小;最后根据ρ物体=求出物体的密度比物体的真实密度偏大。
故答案为:(1)①大;②不合理;(2)①无关;②密度;③4×103;大。
25.(2022秋•绿园区期末)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明依次做了如下实验:
①根据A、C的结果,可得该塑料瓶浸没在水中受到的浮力是 1 N;
②根据A与几次实验,可得:浮力大小与排开液体体积有关,根据A、C、D的结果,可得:浮力大小与 液体密度 有关;
③可以计算出盐水的密度为 1.1×103 kg/m3;
④为验证浮力和物体的密度是否有关,小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当于减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时弹簧测力计示数小于1.7N,便认为浮力和物体的密度有关,小明在该实验环节中存在的问题是 物体的重力 不同;
(2)如图2所示是小明利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计 ② (选填“①”“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。
【答案】(1)1;液体密度;1.1×103;物体的重力;(2)②。
【解答】解:(1)①根据A、C两图所测的实验数据,可知物体此时所受的浮力为:
F浮水=G﹣F拉=2.8N﹣1.8N=1N,
②根据A、C、D的可知,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,即浮力大小不同,可以得到的结论是浮力大小与液体密度有关。
③根据A与D两图所示的实验数据可知,物体浸没在盐水中所受的浮力为:F浮盐水=G﹣F′=2.8N﹣1.7N=1.1N,
根据阿基米德原理可得:F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,
故,
因实验中,排开液体的体积都等于物体的体积,故有:,
则盐水的密度为:ρ盐水==;
倒掉些沙子后,瓶子和沙子的重小于2.8N,所以实验时没有控制物体的重力相同。
(2)密度计的特点是刻度不均匀,上疏下密,上小下大,而且分度值越小越准确;深度越深,相邻两密度值的间距越大,由题图可知,密度计②所处的深度最深,相邻两密度值的间距最大,测量值最准确。
故答案为:(1)1;液体密度;1.1×103;物体的重力;(2)②。
26.(2023•杨浦区模拟)物块放入盛有水的容器中,水对容器底部的压力会增大。为了研究放入物块前后,水对容器底部压力增加量ΔF的情况,小杨选用了五个重力G均为3牛的柱形物块,分别将物块放入盛有等质量水的相同柱形容器中,待到物块静止后,将实验数据及现象记录在表中。
①观察序号1~3中的实验现象并比较ΔF与V的关系,可得初步结论:当物块浸没在水中时, ΔF与V成正比 。
②观察序号1或2或3或4中的实验现象并比较ΔF与G的大小关系,可得初步结论:当 ΔF小于G 时,物块沉底。
③观察序号1~4中的实验数据及现象,发现:ΔF与物块排开水的体积有关,物块排开水的体积越 大 ,ΔF越 大 。
④进一步分析序号5中的实验现象并比较ΔF与G的大小关系,发现:当物块漂浮时, ΔF=G 。请根据所学的压强、浮力知识,简述上述结论的原因: ΔF=Δp水S=ρ水gΔhS;由于容器形状为柱形,V排=ΔhS,所以ΔF=ρ水gV排=F浮;又因为漂浮,所以ΔF=F浮=G 。
【答案】①ΔF与V成正比;②ΔF小于G;③大;大;④ΔF=G;ΔF=Δp水S=ρ水gΔhS;由于容器形状为柱形,V排=ΔhS,所以ΔF=ρ水gV排=F浮;又因为漂浮,所以ΔF=F浮=G。
【解答】解:①观察序号1或2或3中的实验现象并比较ΔF和物块体积V的大小关系,可知物块体积V越大,压力增加量ΔF越大,ΔF和V的比值不变,所以可得出的初步结论是:当物体浸没在水中,ΔF与V成正比;
②观察序号1或2或3或4中的实验现象并比较ΔF与G的大小关系,可得初步结论:当ΔF小于G时,物块沉底;
③观察序号1~4中的实验数据及现象,发现:ΔF与物块排开水的体积有关,物块排开水的体积越大,ΔF越大;
④分析序号5中的实验现象,当物块漂浮时,ΔF=G=3N;ΔF=Δp水S=ρ水gΔhS;由于容器形状为柱形,V排=ΔhS,所以ΔF=ρ水gV排=F浮;又因为漂浮,所以ΔF=F浮=G。
故答案为:①ΔF与V成正比;②ΔF小于G;③大;大;④ΔF=G;ΔF=Δp水S=ρ水gΔhS;由于容器形状为柱形,V排=ΔhS,所以ΔF=ρ水gV排=F浮;又因为漂浮,所以ΔF=F浮=G。
27.(2022•丰台区一模)实验桌上有实心小铁块、细线、分别装有适量的水和盐水的烧杯各一个,以及如图所示的电子秤。请你利用上述实验器材,设计一个实验验证:浮力大小与液体密度有关。请写出主要实验步骤,画出实验数据记录表格。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.03×103kg/m3)
【解答】解:实验步骤:
①将盛有水的烧杯放在电子秤上,记录此时电子秤的示数为m1;用细线拴住小铁块,用手提着小铁块,将小铁块慢慢浸入水中,不能接触烧杯底和烧杯壁,记录此时电子秤的示数为m2;小铁块在水中受到的浮力为:F浮水=(m2﹣m1)g;
②将盛有盐水的烧杯放在电子秤上,记录此时电子秤的示数为m3;用细线拴住小铁块,用手提着小铁块,将小铁块慢慢浸入盐水中,不能接触烧杯底和烧杯壁,记录此时电子秤的示数为m4;小铁块在盐水中受到的浮力为:F浮盐水=(m4﹣m3)g;
实验记录表格:
28.(2022春•徐州期末)如图所示,在探究影响浮力大小的因素时,烧杯略微倾斜放置,在烧杯中装水到和杯口相平,用弹簧测力计拉着一个金属圆柱体逐渐浸入水中,直到浸没,观察并记录弹簧测力计的示数。
(1)图中弹簧测力计的示数为 1.8 N。
(2)已知圆柱体重2.8N,则此时圆柱体受到的浮力为 1 N。
(3)圆柱体从水面开始下降到完全浸没过程中,弹簧测力计示数F和圆柱体浸在水中的深度h的关系图像为 D 。
(4)实验过程中,用小桶接着所有从烧杯中溢出的水,用弹簧测力计可以测出小桶中水的重力为 1 N。
【答案】(1)1.8;(2)1;(3)D;(4)1。
【解答】解:(1)由图知弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.8N,即物体浸没水中时弹簧测力计的示数为1.8N;
(2)圆柱体受到的浮力为:
F浮=G﹣F=2.8N﹣1.8N=1N;
(3)浸没深度为0时,弹簧测力计的示数就是物体的重力,物体在没有完全浸没前,深度越深,浮力越大,弹簧测力计的拉力越小;当完全浸没后,深度增加,浮力不变,弹簧测力计的示数不变,即拉力F随h的变化趋势是先变小再不变,图D符合题意;
(4)根据阿基米德原理知溢出水的重力等于浮力,即G排=F浮=1N。
故答案为:(1)1.8;(2)1;(3)D;(4)1。
序号
1
2
3
4
5
物块体积V(米3)
1.0×10﹣4
1.5×10﹣4
2.0×10﹣4
2.5×10﹣4
4.0×10﹣4
压力增加量ΔF(牛)
1.0
1.5
2.0
2.0
3.0
现象
液体种类
铁块放入前电子秤示数m/kg
铁块放入后电子秤示数m/kg
电子秤增加的示数Δm/kg
浮力的大小F浮/N
水
盐水
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