沪科版物理八年级全册《第9章 浮力》单元测试
一 、单选题(本大题共10小题,共30分)
1.(3分)如图甲所示,物体是一个正立方体,重力为,硬杆一端固定在容器底,另一端固定在底部。现缓慢向容器中倒入密度为的某种液体至刚好浸没,硬杆受到物体的作用力的大小随水深变化的图象如图乙所示,不计杆的质量和体积,取。下列说法正确的是
A. 液体密度为
B. 硬杆的长度为
C. 液体深为时,仅将硬杆撤去,物体在原来的位置保持静止
D. 液体深达到后继续向容器内倒入液体,可能增大为
2.(3分)如图所示的四个情景中,没有受到浮力的物体是
A. 水面上的赛艇 B. 沉底的鸡蛋
C. 水里下落的苹果 D. 大桥的桥墩
3.(3分)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是
A. 向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B. 海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C. 对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D. 对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
4.(3分)年月日凌晨,我国“极目一号”型浮空艇从珠峰站附近成功升空,创造了海拔的大气科学观测世界纪录。浮空艇里填充氦气、氢气、热空气等气体,利用空气浮力升空。若浮空艇的体积不变,关于“极目一号”升空,下列说法正确的是
A. 浮空艇里所充气体的密度大于空气的密度
B. 浮空艇上升过程中受到的浮力大于它排开空气的重力
C. 浮空艇上升过程中受到的浮力逐渐减小
D. 浮空艇在上升过程中受到的大气压强保持不变
5.(3分)同学们梳理了教材中与物理知识相关的实验,如图所示,其中分析不正确的是
A. 甲图中,密度计上的刻度线均匀,自上往下,密度值越来越小
B. 乙图中,潜艇的制作原理是通过排水、吸水的方法改变其重力,实现沉与浮
C. 丙图中,将金属块竖放在海绵上,与平放相比,减小受力面积,增大压强
D. 丁图中,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,估测大气压强值
6.(3分)小玟为了探究“物体所受的浮力是否与物体所处的深度和液体的密度有关”,她做实验的步骤如图所示,并记录了弹簧测力计的示数及金属体下表面所处的深度。下列选项中能正确反映浮力和深度关系的图象是
A. B. C. D.
7.(3分)下列有关浮力大小的比较描述正确的是铜块与铝块均为实心
A. 同样重的两个铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,它们受到的浮力一样大
B. 同样重的铝块和铜块,都浸没在煤油中,铜块受到的浮力大
C. 体积相同的两个铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,受到的浮力一样大
D. 体积相同的铜块和铝块,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,铝块受到的浮力大
8.(3分)如图所示,台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯,烧杯质量为,底面积为,一个质量为的木块,面积为,用细线系在烧杯底并浸没在水中,剪掉细线后,木块有的体积露出水面,则下列说法正确的是
A. 木块的密度为
B. 剪断细线后,水对容器底部的压强减小了
C. 整个过程,水对杯底的压力变化量等于
D. 整个过程,托盘受到压力的变化量等于
9.(3分)如图所示,轻质弹簧的下端固定在容器底部,上端与物体连接,现向容器内注水,当水的深度为时,弹簧长度恰好为原长,此时物体有的体积露出水面,已知物体体积为,容器内部底面积为,水的密度为,下列计算结果正确的是
A. 物体受到的重力
B. 水对容器底部的压力
C. 物体的密度为
D. 若向容器中缓慢加水直到浸没水中,则弹簧对的拉力
10.(3分)如图所示,、、是三个实心小球,其中和质量相等,和体积相等,放入水中后,球漂浮,球悬浮,球沉底,则下列判断正确的是
A. 它们的体积关系是: B. 它们的重力关系是:
C. 它们所受的浮力关系是: D. 它们的密度关系是:
二 、实验题(本大题共3小题,共18分)
11.(6分)如图所示的三个实验中,能够说明浮力产生原因的是图 ______ 。选填“甲”、“乙”或“丙”
12.(6分)如图是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。
从图中可知物块的重力为 ______ 。
比较和,可以得出:浮力大小与 ______ 有关。
比较 ______ 和 ______ ,可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关。
本实验采用的物理方法是 ______ 选填“控制变量法”或“转换法”。
该小组的同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密度:
①物块完全浸没于水中所受浮力为 ______ ;
②物块密度为 ______ 。
13.(6分)小刚游泳时发现,人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确,他设计并完成了如图甲所示的实验,并将详细的实验数据记录在表格中。
物块下表面所处深度
弹簧测力计示数
物块所受浮力
表格中所缺数据为 ______ ,请在图乙中画出浮力大小与物块下表面所处深度之间的关系图像。
分析上述实验,请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大? ______ 。
由图和表中数据可知,物块下表面受到水的压强为 ______ 。
为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关,他应该采取的操作是: ______ 。
三 、填空题(本大题共4小题,共16分)
14.(4分)如图所示,我国自主设计建造的“凯桂”号油轮是中国目前最大的原油运输船,它满载时的排水量达万吨,续航能力可达海里。它满载时,所受浮力为 ______;当它停靠在码头装货时,油轮排开水的质量 ______选填“变大”、“不变”或“变小”。
15.(4分)为增强免疫力,饮食上要多吃一些富含的水果如苹果等。如图所示,把一只苹果丢入水中进行清洗时,发现苹果在水下先下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是 ______ 。
A.下沉的过程中,苹果受到水的压强不变
B.下沉的过程中,苹果受到水的浮力不变
C.下沉的过程中,苹果受到的浮力大于它的重力
D.漂浮在水面时,苹果受到的浮力大于它的重力
选择理由: ______ 。
16.(4分)某物体重,重力大小为 ______ ,方向 ______ ,将该物体丢入水中排开液体的体积为立方米,它受到的浮力为 ______ 。
17.(4分)将一个边长为的正方体木块放在水中,木块静止时有的体积露出水面。此木块的密度为 ______;受到的浮力为 ______;木块底部受到的水的压强是 ______。取
四 、作图题(本大题共1小题,共6分)
18.(6分)如图所示,密度计静止在水中的位置,请画出密度计静止在盐水中的大致位置。
五 、计算题(本大题共2小题,共24分)
19.(12分)如图甲是一种抽水马桶。冲水原理如图乙,出水阀打开,水箱中的水减少,空心铜球就在重力作用下,随着水位下降而向下运动,通过金属杆绕点转动,向上拉动进水管阀门,使水能通过进水管进入水箱;当出水阀关闭,随着不断进水,水箱中的水位不断上升,空心铜球随着向上运动,当金属杆处于水平位置时,空心铜球恰好浸没,把进水管阀门堵严,不再进水。已知进水管阀门的受力面积是,能承担的最大压强是。金属杆能绕点转动,其质量及形变可忽略不计。重力和浮力认为作用在铜球的重心,空心铜球体积为,长,长。水箱不再进水时,水箱中水的深度为,水箱的底部面积为。试求
空心铜球浸没时所受的浮力是多大?
空心铜球的最大质量是多少?
水箱不再进水时,水箱底部受到水的压力是多少?
20.(12分)如图所示,底面积为的柱形容器放在水平面上,将一圆柱体挂在弹簧测力计下并将物体浸没在水中,在将物体缓慢拉出水面的过程中,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示取,试求:
圆柱体浸没时所受的浮力;
圆柱体的密度;
圆柱体完全露出水面时,容器底部受到液体压强的变化量。
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】解:由图乙可知,当液体深在时,杆受到物体的作用力不变,该作用力等于的重力;
液体深在,杆受到物体的作用力逐渐变小,原因是物体受到液体的浮力变大,据此可知,硬杆的长度,故错误;
当液体深为时,杆受到物体的作用力为,此时物体受到的重力和浮力相等处于漂浮状态,则物体受到的浮力:,
当液体深为时,物体恰好浸没,所以正方体物体的边长为,根据面积公式可得,
当液体深为时,物体浸入液体中的深度为,物体浸入液体的体积:,
则液体的密度:,故正确;
当液体深为时,物体恰好浸没,由可知,物体受到的浮力变大,大于自身的重力,则仅将硬杆撤去,物体会上浮,故错误;
此时正方体受到的浮力:,
硬杆受到物体的作用力,液体深达到后继续向容器内倒入液体,物体受到的浮力不变,所以的最大值为,故错误。
故选:。
由图乙可知,当液体深在时,杆受到物体的作用力不变,该作用力等于的重力;液体深在,杆受到物体的作用力逐渐变小,原因是物体受到液体的浮力变大,据此可知,硬杆的长度;
当液体深为时,杆受到物体的作用力为,此时物体受到的重力和浮力相等处于漂浮状态;
当液体深为时,物体恰好浸没,据此计算正方体物体的边长,根据面积公式计算的面积,进一步计算当液体深为时物体浸入液体的深度,根据体积公式计算此时物体浸入液体的体积,根据浮力计算公式计算液体的密度;
当液体深为时,物体恰好浸没,由可知,物体受到的浮力变大,大于自身的重力,则仅将硬杆撤去,物体会上浮;
根据浮力计算公式计算此时正方体受到的浮力,此时硬杆受到物体的作用力等于此时物体受到的浮力与的重力之差,液体深达到后继续向容器内倒入液体,物体受到的浮力不变,则此时达到最大。
此题主要考查阿基米德原理的灵活运用,正确读取图中信息是解答该题的关键。
2.【答案】D;
【解析】解:水面上的赛艇、沉底的鸡蛋、水里下落的苹果都浸在液体中,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,故不符合题意;
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,故符合题意。
故选:。
根据浮力的定义:浸在液体或气体中的物体受到液体或气体竖直向上托起的力叫浮力,浮力产生的原因是物体受液体上下表面的压强差。
此题主要考查浮力产生的原因,解答该题的关键是明确浮力的定义,难度不大,属于基础知识。
3.【答案】A;
【解析】解:海水的密度不变,根据可知,在下潜过程中,深度增加,受到的海水的压强变大,水平游动时,深度不变,受到的海水的压强不变,故正确、错误;
海水的密度不变,根据可知,对背心进行放气后,排开水的体积变小,受到海水的浮力变小,对背心进行充气后,排开水的体积变大,受到海水的浮力变大,故错误。
故选:。
根据分析判断压强变化情况;
根据分析判断浮力变化情况。
此题主要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.【答案】C;
【解析】解:、浮空艇是利用在空气中的浮力来工作的,当艇内气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故错误;
、由阿基米德原理知,浮空艇上升过程中受到的浮力等于它排开空气的重力,故错误;
、海拔越高,空气的密度越小,浮空艇排开空气的体积不变,根据可知浮空艇上升过程中受到的浮力越来越小,故正确;
、海拔越高、气压越低,浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越小,故错误。
故选:。
浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对它施加的竖直向上的浮力,当物体受到的浮力大于重力或者物体密度小于液体或气体密度时,物体上浮;
根据阿基米德原理分析力与它排开空气重力的关系;
根据分析浮空艇受到的浮力情况;
大气压随高度增加而减小。
此题主要考查大气压强与高度的关系、物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,注重了物理与实际的联系,综合性较强。
5.【答案】A;
【解析】解:、同一密度计漂浮时,浮力等于重力,密度计的重力一定,浮力不变,根据,液体的密度越大,排开液体的体积越小,密度计浸入液体的深度越小,说明液体的密度越大,密度计上的刻度值,越靠近下端,示数值越大,且由于密度计的下端横截面积较大,所以密度计上的刻度线,越靠近下端,刻度线越密,故A错误;
B、潜艇浸没在水中,受到的浮力一定,通过排水减小潜艇的重力,使重力小于浮力,潜艇就上浮;吸水时增加潜艇的重力,使重力大于浮力,潜艇就下沉,故B正确;
C、丙图实验中,将金属块竖放在海绵上,与平放相比,压力不变,受力面积减小,根据知压强增大,故C正确;
D、丁图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,根据算出大气压强,故D正确。
故选:。
液体密度越大,密度计浸入液体的体积越小;
物体的沉浮取决于物体受到的重力和浮力的大小;
压力的作用效果与压力和受力面积的大小有关,压力越大、受力面积越小,压力的作用效果越明显;
知道压力和受力面积,利用求压强。
本题通过对几个小实验的解释,考查学生对物理现象及规律的了解,达到对物理基础知识的掌握,是一道基础题。
6.【答案】D;
【解析】解:根据图象可知,物体在浸没在水中以前,浮力随着浸在水中的深度增加而增大;完全浸没后,深度增加,浮力不再变化,符合题意的图象是。
故选:。
根据图象中的数据分析浸没前和浸没后物体浮力的变化情况,选出正确的图象
此题主要考查了浮力的大小与深度的关系,难度不大,要掌握。
7.【答案】D;
【解析】解:、由的变形式知,同样重的两个实心铜块甲和乙的体积相等,甲浸没在水中和乙浸没在煤油中时排开液体的体积相等,由和知,甲受到的浮力大,故错误;
、由的变形式和知,同样重的实心铝块和铜块,铝块的体积大,都浸没在煤油中,铝块排开煤油的体积大,由知,铝块受到的浮力大,故错误;
、体积相同的两个铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,由和知,甲受到的浮力大,故错误;
、体积相同的铜块和铝块,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,由和知,铝块受到的浮力大,故正确。
故选:。
根据的变形式比较两金属块的体积关系,物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据比较受到的浮力关系。
此题主要考查了学生对阿基米德原理和密度公式、重力公式的掌握与应用,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
8.【答案】C;
【解析】解:、因剪掉细线后,木块有的体积露出水面,则,
又因为木块受到的浮力为:,
木块的重力为:,
则:,
所以,故错误;
、木块的体积为:,
所以剪断细线后水面下降的高度为:,
所以剪断细线后水对容器底部的压强减小量为:,故错误;
、水对杯底的压力减小量为:,故正确;
、把烧杯、水和木块作为一个整体,整个过程中托盘受到的压力始终等于烧杯、水和木块的重力之和,托盘受到压力的不变,所以最终木块漂浮静止时台秤的示数跟最初细线剪断前台秤示数一样,故错误。
故选:。
根据物体沉浮条件和阿基米德原理可求出木块的密度;
根据密度公式可求出木块的体积,从而可求出水面下降的高度,根据可求出剪断细线后水对容器底部的压强减小量;
根据可求出整个过程水对杯底的压力变化量;
将杯内物体当作一个整体进行分析解答。
此题主要考查了密度的计算、阿基米德原理、力的平衡条件的应用,综合性较强,有一定的难度。
9.【答案】D;
【解析】
此题主要考查重力公式、密度公式、阿基米德原理、物体漂浮条件的应用,本题难度较大,解题时一定要认真仔细.关键是能够正确进行受力分析。
当有的体积露出水面,弹簧为原长,说明此时物体漂浮在水面上,受到的浮力与重力相等,利用阿基米德原理求解;
知道水深,利用求水对容器底部的压强,再利用求水对容器底部的压力;
求出物体的质量,利用密度公式求物体的密度;
若向容器中缓慢加水直到完全浸没,受竖直向下的重力、竖直向下的拉力及浮力作用,据此求拉力。
A.当有的体积露出水面,即的体积浸入水中时,弹簧为原长,则说明此时物体漂浮在水面上,受到的浮力与重力相等,物体重力,故错;
B.水对容器底部的压强为,由得,水对容器底部的压力为,故错;
C.物体的质量,物体的密度:,故错;
D.若向容器中缓慢加水直到完全浸没,受竖直向下的重力、竖直向下的拉力及浮力作用,所以,则,故正确。
故选。
10.【答案】C;
【解析】解:由图可知,漂浮,悬浮,则,,
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,
所以,;
因为与质量相等,则物体的重力相等,
所以浮力,
根据知,
所以,
由题干可知:,
所以;
因为悬浮,沉入底部,
所以,;
因为与体积相同,
所以根据可知:,
所以;则,故错误;
因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,
所以根据漂浮、悬浮、沉入底部可知:,故错误;
由上分析可知:浮力,故正确。
故选:。
当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合三球的浮沉状态判断三球的体积、重力和浮力关系;
当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮由此判断三球密度大小关系。
此题主要考查了学生对重力公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,灵活运用好物体的浮沉条件是本题的关键。
11.【答案】丙;
【解析】解:甲图的覆杯实验说明了大气压的存在,乙图可以探究液体压强的特点及影响因素,丙图实验可以说明不同深度的压强不同,浮力是由于不同深度的压强差造成的,即浮力产生的原因。
故答案为:丙。
分别分析三个实验探究的内容即可。
此题主要考查了学生对常见实验的理解能力与分析能力。
12.【答案】;
【解析】解:由图可知,弹簧测力计的示数为,该物块的重力;
比较和可知,浸没的深度相同,排开液体的体积相同,只有液体的密度不同,故可以得出:浮力大小与液体的密度有关;
要想得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关,应控制排开液体的体积和密度不变,只改变深度,故应比较和两图;
本实验中要探究浮力的大小与多个因素的关系,采用的物理方法是控制变量法;
①由、两图可知,物块完全浸没于水中所受浮力为;
②由浮力公式得,物块的体积:,
物块的质量:,
物块密度为:。
故答案为:;液体的密度;、;控制变量法;;。
图中弹簧测力计的示数即为物块的重力;
比较和,明确变化的量和不变的量,根据弹簧测力计示数的变化,可得出结论;
要研究浮力大小与所处深度的关系,应控制排开液体的体积和密度不变,据此分析;
探究一个量与多个量的关系,要用到控制变量法;
比较、两实验,根据称重法,求出物块浸没水中受到的浮力,根据浮力公式求出物块的体积;知道物块的重力可求出其质量,再利用公式可计算物块的密度。
此题主要考查探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,包括弹簧测力计的读数、控制变量法的运用、实验过程的分析、密度公式和浮力公式的计算等,有一定综合性。
13.【答案】;
【解析】解:根据称重法可知,物体受到的浮力等于物体的重力减去浸在液体中弹簧测力计的示数,由图知,,由图知,浸入水中时,则浸入在水中受到的浮力:;
由表格数据,描点作图连线如下:
分析表中的实验数据知,物体浸入水中的体积越大,测力计示数越小,由称重法测浮力:,物体受到的浮力越来越大,从浅水区走向深水区时浮会变大是因为物体浸入水中的体积变大;
由表格数据可知,图中弹簧测力计示数为,对应的物体下表面的所处深度,
下表面受到水的压强:
;
探究浮力的大小是否与液体密度的关系要保证物体排开液体体积一定,改变液体的密度,将物体完全浸没在装有盐水的溢水杯中,观察弹簧测力计的示数,与图比较得出结论。
故答案为:;如上图所示;物体浸入水中的体积变大;;将物体完全浸没在装有盐水的溢水杯中,观察弹簧测力计的示数,与图比较。
根据称重法可知,物体受到的浮力等于物体的重力减去浸在液体中弹簧测力计的示数;描点作图并连线;
分析表中的实验数据,找出相同量和不同量,结合称重法比较浮力大小分析得出浮力大小与变化量的关系;
已知物体所在液体中的深度,利用公式计算液体产生的压强;
若要探究浮力与液体密度的关系,需改变液体的密度,物体浸在液体的体积不变。
本题是探究浮力大小影响因素的实验,考查了影响因素、控制变量法的应用、对实验数据的分析及结论的得出等。
14.【答案】4.69×109 变大;
【解析】解:运输船满载时的排开水的质量:
,
根据阿基米德原理知油轮满载时受到的浮力:
;
当运输船停靠在码头装货时,仍然处于漂浮状态,则根据物体浮沉条件可知,运输船受到的浮力等于其重力,装货时,重力增加,所以浮力变大,根据阿基米德原理可知油轮排开水的质量变大。
故答案为:;变大。
知道运输船满载时排水量排开水的质量,利用阿基米德原理求油轮满载时受到的浮力;
根据物体浮沉条件得出当它停靠在码头装货时受到的浮力变化,进而根据阿基米德原理得出油轮排开水的质量变化。
此题主要考查浮力的计算、物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,具有一定的综合性,但难度不大。
15.【答案】;
【解析】解:下沉的过程中,苹果所处深度不断变大,根据可知,受到水的压强变大,故错误;
B.苹果下沉时,浸没在水中,排开水的体积等于苹果的体积是个定值,由,和都不变,故浮力不变,故正确;
C.下沉过程中,受到的浮力和重力不变,但最终会漂浮在水面,又因为苹果浸没时受到的浮力大于漂浮时受到的浮力,所以在下沉过程中,苹果受到的浮力大于它受到的重力,故错误;
D.当苹果漂浮在水面时,苹果受到的浮力等于它的重力,故错误。
故选。
理由是:苹果下沉时,浸没在水中,排开水的体积等于苹果的体积是个定值,由,和都不变,故浮力不变。
故答案为:;苹果下沉时,浸没在水中,排开水的体积等于苹果的体积是个定值,由,和都不变,故浮力不变。
由液体的压强公式可知,液体的压强大小与液体的密度和物体所处的深度有关,苹果在下沉的过程中,所处的深度变大;
根据阿基米德原理可知,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,苹果在下沉的过程中,液体的密度和排开液体的体积都没有发生变化;
漂浮在水面上的物体,浮力等于重力。
此题主要考查了物体的浮沉条件、液体压强的特点、阿基米德原理的应用,属于基础题,要求掌握。
16.【答案】19.6N 竖直向下 9.8N;
【解析】解:
物体所受重力的大小为,重力的方向竖直向下。
由阿基米德原理可得,物体受到的浮力:。
故答案为:;竖直向下;。
已知物体的质量,根据公式计算物体所受的重力;重力的方向竖直向下。
根据阿基米德原理的公式计算物体所受到的浮力。
此题主要考查了重力和浮力的简单计算以及重力的方向,是一道基础题。
17.【答案】0.6 6 600;
【解析】解:木块的体积:,
木块排开水的体积:,
木块受到的浮力:;
因为木块漂浮,所以木块的重力:,
由可得,木块的质量:
,
木块的密度:
;
木块底部距离水面的高度:,
木块底部受到水的压强:。
故答案为:;;。
先根据求出正方体的体积,进一步求出木块排开水的体积,然后根据求出木块受到的浮力;
根据木块漂浮时浮力等于重力可知木块的重力,再根据重力公式和密度公式求出木块的密度;
根据木块的边长和露出的比例可求出木块底部距离水面的高度,然后根据求出木块底部受到水的压强。
此题主要考查浮力、重力、密度、压强等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难度不大。
18.【答案】解:密度计分别漂浮在水和盐水中,浮力都等于重力,即:F水=F盐水=G密。
根据F浮=ρ液gV排可得,密度计排开的液体的体积:V排=,
由于水的密度小于盐水的密度,
所以,密度计排开的盐水的体积小于排开的水的体积,即密度计浸入盐水中的深度更浅一些。由此可以画出密度计在盐水中的大体位置。
答案如下图所示:
;
【解析】
密度计在不同液体中都处于漂浮状态,所以浮力都等于重力,在两次浮力都相等的情况下,根据浮力的计算公式可以确定排开的液体的体积的大小,从而确定密度计的大体位置。
该题考查物体浮沉条件及其应用,与此题相似的:轮船从河里驶入海里,是上浮一些还是下降一些?
19.【答案】解:(1)受力如图:
A处受到水向上的压力:F1=S=5×105Pa×24×10-6=12N;
由杠杆平衡条件可得:F1×OA=FB×OB,
则 FB===1.5N;
铜球完全浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV球=1.0×103kg/×10N/kg×220×10-6=2.2N;
(2)浮球受重力、浮力以及弹力三个力作用平衡,即F浮=FB+G,
则铜球的重力:G=F浮-FB=2.2N-1.5N=0.7N,
空心铜球的质量:m===0.07kg=70g;
(3)水箱不再进水时水箱底部受到水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/×10N/kg×0.2m=2000Pa,
此时水箱底部受到水的压力为:
F=pS=2000Pa×200×10-4=40N。
答:(1)空心铜球浸没时所受的浮力是2.2N;
(2)空心铜球的最大质量是70g;
(3)水箱不再进水时,水箱底部受到水的压力是40N。;
【解析】
对杠杆和球受力分析,根据求出阀门刚好被打开时进水阀门受到的压力,根据杠杆平衡条件得出铜球受到的拉力,而铜球受到的浮力等于自身的重力加上受到的拉力,根据阿基米德原理求出浮力,
对浮球受力分析,即,根据求出铜球的重力,根据算出铜球质量;
根据可求出水箱不再进水时水箱底部受到水的压强,根据可求出此时水箱底部受到水的压力。
此题主要考查了阿基米德原理、杠杆的应用及压强的计算,综合性强,难度较大。
20.【答案】;
【解析】
由图乙可知物体的重力和浸没时弹簧测力计的示数,利用称重法测浮力求出圆柱体浸没时所受的浮力;
根据求出圆柱体排开水的体积,物体浸没时排开液体的体积等于物体的体积,根据求出圆柱体的质量,再利用密度公式求圆柱体的密度;
圆柱体完全露出水面时,容器中水面下降的高度为:,根据可求出容器底部受到液体压强的变化量。
此题主要考查了阿基米德原理、密度公式、重力公式和称重法测浮力公式的应用,关键是知道物体完全浸没时排开水的体积和物体本身的体积相等。