第十章 浮力 综合测试
试卷满分:100分 考试用时:75分钟
一、单选题(本大题共12小题,每小题3分,共36分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
1. 乒乓球漂浮于水面上,乒乓球所受浮力的施力物体是( )
A. 空气 B. 地球 C. 水 D. 盛水容器
2. 将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是( )
A. 木块受到浮力,石块不受浮力
B. 木块不受到浮力,石块受到浮力
C. 木块和石块都不受浮力
D. 木块和石块都受到浮力
3. 潜入海底观光是人们现代旅游休闲方式之一.某潜水爱好者从水下深继续下潜的过程中,他受到的浮力和海水对他的压强变化的情况分别是(不考虑海水的密度变化)( )
A. 浮力逐渐变大,压强不变
B. 浮力逐渐变大,压强逐渐变大
C. 浮力不变,压强逐渐变大
D. 浮力逐渐变小,压强逐渐变大
4. 如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部。如果向玻璃缸内轻轻加水,则加水后吸盘将。( )
A. 因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底
B. 因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底
C. 因受到水向上的压力而离开玻璃缸底
D. 因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底
5. 如图所示,同一物体以两种方法浸入水中,其向上、向下的压力差和的关系为( )
A.
B.
C.
D. 条件不足,无法确定
6. 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是当用弹簧测力计拉着把零件浸没在密度为的油中时,测力计的示数是,下列说法正确的是( )
A. 浸没时,金属零件所受浮力为
B. 浸没时,金属零件所受浮力为
C. 金属零件的体积为
D. 金属零件的体积为
7. 将水平桌面上的大烧杯装满水,然后往杯中轻放入一小球,溢出的水共,据此现象,下列判断正确的是( )
A. 水对烧杯底的压强会增大
B. 小球的质量不小于
C. 小球的体积一定大于
D. 小球受到的浮力等于
8. 放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中.当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示.则( )
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器中物块受到液体的浮力较大
C. 甲容器中物块排开液体的重力较大
D. 乙容器底部受到液体的压强较大
9. 如图所示,体积相同的三个物体静止在水中,第三个物体沉底,以下说法正确的是( )
A. 三个物体所受浮力
B. 三个物体所受浮力
C. 三个物体所受重力
D. 三个物体所受重力
10. 有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体,将一个不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是,小球露出液面体积与浸入液体中体积之比为:已知,下列说法中正确的是( )
A. 小球静止于甲溢水杯的底部
B. 小球的体积是
C. 液体的密度是
D. 小球的密度是
11. 小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法不正确的是( )
A. 鸡蛋受到的浮力不变
B. 盐水的密度变小
C. 盐水对烧杯底的压强逐渐变小
D. 盐水对烧杯底的压力逐渐变大
12. 将冰块放在浓盐水中,液面位置如图所示,若冰完全熔化,杯中液面高度将( )
A. 上升
B. 下降
C. 不变
D. 无法确定
二、填空题(本大题共8小题,每空1分,共17分)
13. 潜水艇是靠______来实现上浮和下沉的。某外型确定的潜水艇从长江潜行(在水面下航行)到南海某地执行任务,若它悬浮在江水中所受的浮力为,悬浮在海水中所受的浮力为,则______选填“大于”、“等于”或“小于”,已知海水的密度大于江水的密度)。
14. 一艘船重为,当船漂浮在水面上时,船排开水的重力为____,此时船排开水的体积为____。
15. 如图所示,平底试管和砂子的总重为,试管底面积为,则试管底面所受液体的压强是______,试管浸入水中的深度是______。
16. 如图所示,将一重的金属块浸没水中,静止时弹簧测力计的示数是,则它受到的浮力为______;现将它浸没在另一种液体中,静止时弹簧测力计的示数为,则液体的密度为______,。
17. 如图,先将溢水杯装满水,然后用弹簧测力计拉着重为、体积为的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为 ,石块静止时,弹簧测力计示数为 。
18. 在盛满不同液体的相同的溢水杯中,放入两个完全相同的小球,如图所示。当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为和,则乙杯中小球的质量为______,甲、乙两杯中液体的密度______选填:“”、“”或“”,取。
19. 如图所示,体积相同的、两个实心小球静止在水中,球处于漂浮状态,球处于悬浮状态。分别用、表示、两球的密度,、表示、两球受到的浮力,比较它们的大小,有:______,______。
20. 密度计是利用漂浮原理来测量______的仪器。同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动时,所处状态如图所示,则密度计在两种液体中所受的浮力______,液体的密度______选填“”、“”或“”)
三、实验探究题(本大题共3小题,每空1分,共16分)
21. 小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”,已知,取
小明利用图甲所示的实验装置,将圆柱体合金块慢慢浸入水中时,根据测得的实验数据,作出了弹簧测力计示数与合金块下表面所处深度的关系图象(如图中所示)。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是______。请在图中画出随变化的关系图象,分析图象可知,浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成______。
将合金块分别浸没在水和某液体中(如图乙、丙所示),比较图甲、乙、丙可知:______。
合金块的密度为______。
若用此合金块制成一空心合金球,当合金球恰好能悬浮于图丙所示液体中时,空心部分的体积是______。
22. 如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
用弹簧测力计测出物体所受的重力图甲
将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数图乙
测出接水后小桶与水所受的总重力图丙
将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力图丁
分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
物体浸没在水中,受到水的浮力 ,被排开的水所受的重力 。(用上述测得量的符号表示)
指出本实验产生误差的原因(写出两点
。
物体没有浸没在水中, (选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
23. 小张在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度.
实验器材有:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水.
实验步骤如下:
用刻度尺测出竹筷的长度
竹筷的下端缠上适量的细铅丝
把自制的密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度如图所示)
把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度
根据上面的你步骤回答下列问题:
竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要作用是使竹筷能保持在__________方向.
密度计是利用浮沉状态中的_____________状态工作的。
竹筷下表面受到水的压强___________竹筷下表面受到盐水的压强(选填“大于”、“等于”、或“小于”)。
被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积______(选填“越小”或“越大”)
被测盐水的密度表达式:_________(结果用已知量表示,不计铅丝体积,水的密度为
四、计算题(本大题共3小题,24题10分,25题10分,26题11分,共31分)
24. 如图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体沿竖直方向以的速度匀速下降的情景。图乙是下降到水底之前钢缆绳对的拉力随时间变化的图像。求:取
长方体的高度
长方体浸没在水中后受到的浮力
长方体的密度。
25. 如图所示,将边长为的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为取。求:
木块受到的浮力;
木块的密度;
木块下底面受到水的压强。
26. 如图甲所示,水平桌面上有一底面积为的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为,。求:
物块受到的浮力;
物块的质量;
如图乙所示,用力缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
答案解析
【答案】
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. 9. 10. 11. 12.
13. 改变自身重力;小于
14. ;
15. ;
16. ;
17. ;
18. ;
19. ;
20. 液体密度 ; ;
21. 先变大后不变;;正比;
浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关;;。
22. ; ;测量时测力计未保持静止;小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶;能
23. 竖直;漂浮;等于;越小;
24. 解:由图乙可知,长方体从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间,
根据可得,长方体的高度;
由图乙可知,前钢绳的拉力不变,等于物体的重力,此时物体在水面以上,拉力与重力是一对平衡力,则,
钢绳的拉力减小,是物体从与水面接触到完全浸没的过程,当完全浸入水中时,拉力,所以长方体浸没在水中后受到的浮力;
根据可得,的体积,
所以的密度。
25. 解:木块受到的浮力:;
正方体木块的体积:,
因为木块漂浮,
所以,
因为,
所以木块的密度:
;
由于木块漂浮,根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到的水的压力:,
木块的底面积,
木块下表面受到的水的压强:
。
26. 解:已知,
则。
由于物块漂浮在水面上,则物块的重力,
则质量;
物块使其恰好完全浸没在水中,排开水的体积变化:
则水的深度变化为:,
所以水对容器底的压强中增加:
。
【解析】
1. 解:
因乒乓球漂浮于水面上,浮力的施力物体是水、方向竖直向上。
故选:。
浸在液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力,乒乓球漂浮于水面上,所以乒乓球所受浮力的施力物体是水。
物体所受浮力的施力物体是所浸入的液体;乒乓球受到水的浮力,所以浮力的施力物体是水,此题比较简单,属于基础知识。
2. 【分析】
判断物体在水中是否受到浮力的作用;关键是看上下表面是否存在压力差。
本题考查物体是受到浮力的作用;关键是看上下表面是否存在压力差。
【解答】
水中的石块和木块在水中上下表面存在压力差,也就是都受到浮力作用,故ABC不符合题意。
故选D。
3. 解:他在水面下不断下潜的过程中,海水的密度不变,
由于排开海水的体积不变,根据可知,他受到的浮力不变,故ABD错误;
由于所处的深度逐渐变大,根据可知,他受到的海水的压强逐渐变大,故C正确;
故选:。
某潜水爱好者在水面下不断下潜的过程中,排开海水的体积不变、所处深度变大,但海水的密度不变,利用阿基米德原理的推导公式和液体压强公式分析判断。
本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式的掌握和运用,得出排开水体积的变化和深度变化是突破口。
4. 【分析】
此题主要考查学生对浮力产生的原因的了解与掌握,明确塑料吸盘与水之间没有空气也没有水,只有上方水产生的向下的压力是解答此题的关键。
将塑料吸盘视为一个扁平的规则物体来理解,然后根据浮力产生的原因,是液体对物体上下表面产生的压力差,进行分析即可。
【解答】
塑料吸盘可以视为一个扁平的规则物体,因为浮力产生的原因,是液体对物体上下表面产生的压力差,一个规则物体受到的浮力等于其上下液面的压力差,其上表面受到水对其向下的压力,下表面未与水接触,不受到水的压力,因而随着水加入量逐渐增多,上表面受到的压力也逐渐增大,下表面仍无水产生向上的压力,因此加水后吸盘将更紧地贴在玻璃缸底。
故ABC不正确、D正确。
5. 解:同一物体以两种方法浸入水中,,根据得,受到的浮力相等,根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面所受液体的压力差,所以同一物体以两种方法浸入水中,受到水向上和向下的压力差相等.
故选C.
根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面所受液体的压力差,根据浮力公式判断浮力的大小关系,得出压力差的大小关系.
此题考查了浮力产生的原因,理解上下表面的压力差利用总结的公式解题:.
6. 【分析】
本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,利用好称重法测浮力是本题的关键。
利用二次称重法求出零件受到水对它的浮力;
根据求出零件排开油的体积,当零件浸没油中时,排开油的体积等于零件的体积。
【解答】
浸没时,零件所受的浮力,故AB错误;
由得:
。
把零件浸没在油中,金属零件的体积:
,故C正确,D错误。
故选C。
7. 【分析】
本题因条件不明确,分析起来很复杂,灵活运用阿基米德原理和物体的浮沉条件是关键。
烧杯原来装满水,放入小球后知道排开水的质量,可以求出小球受到的浮力,水深不变,利用液体压强公式分析水对烧杯底的压强变化;如果小球漂浮可知小球的质量等于排开水的质量;如果小球下沉小球的质量将比排开水的质量大。
【解答】
A.放入小球后水深不变,对容器底的压强不变,故A错误;
D.根据阿基米德原理可知小球所受浮力:,故D错误;
烧杯原来装满水,若小球漂浮在水面上,,小球的质量:,排开水的体积:;烧杯原来装满水,若小球沉入水底,,小球的质量:,排开水的体积:,故B正确,C错误;
故选B。
8. 【分析】
漂浮和悬浮时受到的浮力都等于重力,由此可知两个相同的物块受浮力大小关系;
根据漂浮和悬浮时液体密度和球的密度关系,找出两种液体的密度关系,又知道两容器液面等高深度相同,利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强的大小关系。
本题考查了学生对漂浮条件、悬浮条件运用密度关系、浮力与自重关系,以及对液体压强公式的理解和运用。
【解答】
物块在甲容器悬浮,
,
物块在乙容器的漂浮,
,
两种液体的密度:,故A错误;
又两容器液面等高,,
两种液体对容器底压强:
,故D正确。
两个相同的物块,在甲容器的物块悬浮,在乙容器的物块漂浮,
两个相同的物块受到的浮力:,故B错误;
,
,故C错误。
故选D。
9. 【分析】
根据物体的沉浮条件进行判断,浸在液体中的物体,其沉浮条件取决于它所受到的浮力和重力的大小:
当浮力大于重力时,物体上浮;
当浮力小于重力时,物体下沉;
当浮力等于重力时,物体处于悬浮或漂浮状态.
解决此类型的题目主要是根据物体的沉浮条件,结合阿基米德原理进行计算。
【解答】
由,,所以不符合题意,符合题意;
物体漂浮,故F,;
物体悬浮,故F,;故F,;
物体下沉,故F,,故F
故G,故C、D错误.
故选A。
10. 【解答】
A、由题意知小球放入乙液体中处于漂浮状态,则:,可得小球质量:;
则小球的重力,
小球浸没在酒精中时,由阿基米德原理可知小球受到的浮力,
则,所以小球在甲溢水杯在酒精中处于悬浮状态,故A错误;
B、由题知,小球浸没在酒精中,则小球的体积就等于排开酒精的体积,
由可得小球的体积:
;故B错误;
C、因为小球在乙液体中漂浮,所以小球受到的浮力:,
由阿基米德原理和可得:,
所以,,
解得液体的密度:
;故C正确;
D、小球的密度;故D错误。
故选:。
【分析】
小球漂浮在乙溢水杯液体中,小球受到的浮力等于重力,据此求出球的质量和重力;
由于小球浸没在酒精中,根据阿基米德原理可知小球受到的浮力,然后与重力比较即可根据浮沉条件判断小球所处的状态;
由于小球浸没在酒精中,小球的体积就等于排开酒精的体积,利用求小球的体积;
因为小球在乙中漂浮,所以小球受到的浮力,利用阿基米德原理可得,据此求液体的密度:
利用密度公式求小球的密度。
本题综合考查了密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的浮沉条件的应用。利用好阿基米德原理是本题的关键。
11. 解:、鸡蛋由漂浮到悬浮,受到的浮力都等于鸡蛋的重力,故鸡蛋受到的浮力不变,故A正确;
B、鸡蛋刚好漂浮在一杯盐水中,此时浮力等于重力,鸡蛋的密度小于盐水的密度,现在往杯中加入适量清水未溢出,盐水的密度变小,故B正确;
、现在往杯中加入适量清水未溢出,盐水对容器的压力增大,根据知液体对容器底部的压强增大,故C错误,D正确;
故选:。
根据盐水密度的变化,再根据浮力与重力的关系判断鸡蛋的力大小。
根据判断液体对容器底部的压强的变化。
本题考查了压强公式的应用、浮沉条件的应用,是一道综合题,有一定的难度。
12. 【分析】
冰漂浮在浓盐水中,求出冰块排开浓盐水的体积.
求出当冰熔化之后水的体积.
比较上面的两个体积,如果冰化成水的体积大于冰块排开浓盐水的体积,液面上升;如果冰化成水的体积等于冰块排开浓盐水的体积,液面不变;如果冰化成水的体积小于冰块排开浓盐水的体积,液面下降.
本题考查了学生对质量是物体属性、密度公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,根据冰化水质量不变和漂浮条件找出关系式是本题的解题关键.
【解答】
冰块漂浮在水面上,所以,,,,---
冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以,,,,---
,
比较可得:
,
所以,若冰完全熔化,杯中液面上升.
故选A.
13. 【分析】
本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,潜水艇是物体的浮沉条件的典型应用,应理解它们原理的,明确它悬浮在水中排开液体的体积不变是解答此题的关键。
潜水艇浸没在水中,潜水艇的体积不变排开水的体积不变,受浮力不变;通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,然后再根据物体的浮沉条件分析是怎么上浮或下沉的。
因为潜水艇潜行在水面下航行,所以排开液体的体积相等,根据阿基米德原理可知,从江水到海水,液体的密度变大,所以浮力变大。
【解答】
在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,
,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,
潜水艇受到水的浮力不变;
把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重减小,当时,潜水艇上浮;
打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重增大,当时,潜水艇下沉;
当时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;
由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
因为潜水艇潜行在水面下航行,所以不变,根据阿基米德原理可知,从江水到海水,液体的密度变大,所以浮力变大;即;
故答案为:改变自身重力;小于。
14. 解:船漂浮时受到的浮力;
根据得:
;
故答案为:;。
船漂浮时受到的浮力等于其重力;根据的变形公式求出排开水的体积。
此题主要考查的是学生对浮沉条件的应用、浮力计算公式的理解和掌握,注意单位换算和变形公式的熟练运用,难度不大。
15. 解:
由图知,试管漂浮在水面上,
试管受到的浮力:
;
试管底面所受液体的压强
;
由得试管浸入水中的深度:
。
故答案为:;。
由图知,试管漂浮在水面上,利用浮力产生的原因和漂浮条件求试管底面所受液体的压力;利用求试管底面所受液体的压强;
利用求试管浸入水中的深度。
本题考查了液体压强公式、压强定义式、浮力产生原因压力差的应用,利用好浮力产生原因压力差是本题的突破口。
16. 解:
金属块受到水的浮力:
,
,
金属块排开水的体积:
,
金属块浸没水中,
金属块的体积:
,
金属块受到液体的浮力:
,
,
即:,
。
故答案为:;。
利用二次称重法求出金属块受到水对它的浮力;
根据求出金属块排开水的体积,当金属块浸没水中时,排开水的体积等于金属块的体积;
再利用称重法求出金属块受到液体的浮力;根据阿基米德原理求液体的密度。
本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,两次利用好称重法测浮力是本题的关键。
17. 解:因为小石块浸没在水中,所以,所以,即桶中水重为
由阿基米德原理可知,,故弹簧测力计示数为.
由阿基米德原理知,物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力;石块静止时,由称重法求测力计示数。
18. 解:物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,
甲杯中小球受到的浮力;
小球在甲杯漂浮,
;
甲杯种小球的质量
两个完全相同的小球,
乙杯中小球的质量也为。
小球在甲杯漂浮,
,
小球在杯下沉,沉入水底,
,
两种液体的密度:;
故答案为:;。
根据阿基米德原理:物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等,求出甲杯中小球受到的浮力;根据漂浮时浮力等于重力可求得甲杯中小球的质量,然后可知乙杯中小球的质量。
根据漂浮和下沉时液体密度和球的密度关系,找出两种液体的密度关系。
本题考查了学生对阿基米德原理和重力公式的应用,关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件密度关系得出两液体的密度关系。
19. 由阿基米德原理可知,小球所受的浮力与小球排开水的体积有关,因两球体积相同,所以球排开水的体积大于球排开水的体积,故两球所受的浮力关系;
因为球漂浮,由物体的浮沉条件可知:;
因为球悬浮,由物体的浮沉条件可知:;
、
本题主要考查两个方面的知识;
影响浮力大小的因素:物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关,又与排开液体的密度有关。
物体的沉浮有两种判断方法:
比较物体所受重力与浮力的合力大小。当合力向上则物体上浮;当合力向下,则物体下沉;当合力为,则物体处于漂浮或悬浮状态。
比较物体与液体的密度大小:当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;当物体的密度小
于液体的密度时,物体上浮漂浮;当物体的密度等于液体的密度时,物体处于悬浮状态。
知道影响浮力大小的因素和决定物体浮沉的条件是本题的解题关键。
20. 解:密度计是利用漂浮原理来测量液体密度的仪器。
同一支密度计在甲、乙两种液体里都漂浮,,
因此密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力即。
,
由图可知,密度计在甲、乙两种液体中排开液体的体积:,
液体的密度:。
故答案为:液体密度;;。
密度计是利用漂浮原理来测量液体密度的仪器;
物体的沉浮条件:当物体的重力大于浮力时,物体下沉,当物体的重力小于浮力时,物体上浮直至漂浮,当物体的重力等于浮力时,物体悬浮或漂浮。密度计在甲、乙两种液体里都是漂浮,根据漂浮条件判断出密度计受到浮力的大小关系。
从图可知,密度计浸没在甲、乙两种液体中体积的大小关系,从而可利用公式判断出两种液体密度的大小关系。
本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮是解此类题目的关键。
21. 解:
由弹簧测力计的示数与合金块下表面所处深度的关系图象可以知道:弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的,
而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。
由图象可知,合金块完全浸没在水中时所受的浮力:;则随的变化的关系图象,如下图所示:
由图象可知,当时,浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比,而排开水的体积与浸入水中的深度成正比,
所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。
分析比较甲、乙、丙可知,合金块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,即受到的浮力不同,说明浮力大小跟液体的密度有关。
由图甲可知,合金块的重力,
合金块的质量:,
由图乙可知,合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数,
则合金块完全浸没在水中时所受的浮力:;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
由可得,合金块的体积:
,
则合金块的密度:
。
由图丁可知,金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数,
则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力:,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由可得:,
则:。
合金球悬浮在某液体中时所受的浮力:,
由可得,合金球的体积:
,
则空心部分的体积:
。
故答案为:先变大后不变;如上图所示;正比;
浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关;
;
。
本题是探究影响浮力大小因素的实验,涉及到的知识点较多,熟练应用公式及变形公式即可正确解题,计算空心部分的体积是难点,对学生的分析能力要求较高。
22. 【分析】
本题验证阿基米德原理,考查实验过程和误差分析,要掌握。
根据称重法测浮力得出物体浸没在水中受到水的浮力;被排开的水所受的重力:;
实验产生误差的原因:
从测力计测量的角度分析;
从小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等分析;
若物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,仍能用实验验证阿基米德原理。
【解答】
根据称重法测浮力:物体浸没在水中,受到水的浮力:;
被排开的水所受的重力:;
实验产生误差的原因:
测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;
小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等。
实验中需要测量出物体受到的浮力和排开水的重力,与物体浸没还是不浸没没有关系,物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,能用实验验证阿基米德原理。
故答案为:;;测量时测力计未保持静止;小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶;能。
23. 【分析】
本题考查了密度计的相关知识,密度计的使用与浮力的知识有关,本题难度一般。
竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是降低重心使竹筷能竖直漂浮在液面;
密度计是利用物体的漂浮条件工作的;
漂浮时,浮力等于自身的重力;且浮力的大小等于浸入液体中的物体上下表面受到的液体的压力差;
根据可知,同一密度计,在不同液体中的浮力相同,液体密度越大,排开液体的体积就越小;
根据密度计的工作原理:漂浮条件,浮力与重力相等,列出浮力表达式,通过数学中的分式推导出排开液体的体积关系,即推导出盐水的密度式;
【解答】
重心越低,稳度越大,故竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是降低重心使竹筷能竖直漂浮在液面;
密度计不管放入哪种液体中,都是漂浮,所以浮力等于自身的重力,故重力相同,浮力相同,据可知,与成反比,故密度计是利用物体漂浮条件工作的。
将该自制的密度计放入水或盐水中时,都是漂浮,浮力等于自身的重力,重力相同,浮力相等;根据浮力的产生原因:“浮力的大小等于浸入液体中的物体上下表面受到的液体的的压力差”可知,;由于浮力和竹筷下表面的面积相等,所以相等,故竹筷下表面受到水的压强等于竹筷下表面受到盐水的压强;
根据可知,同一密度计,在不同液体中的浮力相同,液体密度越大,排开液体的体积就越小;
在水中时:;
在盐水中时:;
因为浮力相等所以:;
即:。
故答案为:竖直;漂浮;等于;越小;。
24. 本题考查浮力的计算和密度的计算。
根据物体从接触水面到浸没所经历的时间,利用计算出长方体的高度;
由图乙可知,前钢绳的拉力不变,等于物体的重力;钢绳的拉力减小,是物体从与水面接触到完全浸没的过程,可得出拉力大小,根据计算浮力大小;
根据可得的体积;利用计算密度。、
解:由图乙可知,长方体从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间,
根据可得,长方体的高度;
由图乙可知,前钢绳的拉力不变,等于物体的重力,此时物体在水面以上,拉力与重力是一对平衡力,则,
钢绳的拉力减小,是物体从与水面接触到完全浸没的过程,当完全浸入水中时,拉力,所以长方体浸没在水中后受到的浮力;
根据可得,的体积,
所以的密度。
25. 知道溢出水质量,利用重力公式求木块排开水的重力,再根据阿基米德原理求木块受到的浮力;
知道正方体木块的边长求出木块的体积;根据漂浮条件求出木块重,进而求出木块的质量;最后利用密度公式求木块的密度;
根据浮力产生的原因物体上下表面产生的压力差,求出下表面受到的压力,再根据压强公式求木块下表面受到的水的压强。
本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、压强公式的掌握和运用,虽难度不大,但知识点多、综合性强。
解:木块受到的浮力:;
正方体木块的体积:,
因为木块漂浮,
所以,
因为,
所以木块的密度:
;
由于木块漂浮,根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到的水的压力:,
木块的底面积,
木块下表面受到的水的压强:
。
26. 已知浸入水中的木块体积排开水的体积,利用阿基米德原理求所受浮力。
由于物块漂浮在水面上,根据漂浮条件可知物块的重力,求出质量;
求出物块完全浸没在水中和物块的漂浮时的体积差,已知容器底面积求出水的深度,根据即可求出水对容器底的压强。
本题考查漂浮条件、阿基米德原理和压强公式的应用,这是中考必考题型,要熟练应用。
解:已知,
则。
由于物块漂浮在水面上,则物块的重力,
则质量;
物块使其恰好完全浸没在水中,排开水的体积变化:
则水的深度变化为:,
所以水对容器底的压强中增加:
。
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