北京课改版物理八年级全册《4.7 物体的浮沉条件》同步练习2
一 、单选题(本大题共11小题,共33分)
1.(3分) 如图所示,悬吊的实心金属球缓慢浸没于盛满水的大烧杯水中,沉到底部,则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是
A. 两者体积和质量都不相等
B. 两者体积相等,小烧杯中水的质量较大
C. 两者体积相等,小烧杯中水的质量较小
D. 两者质量相等,小烧杯中的水体积较大
2.(3分)以下关于浮力的应用表述错误的是
A. 轮船是采用空心的办法增大排开水的体积从而增大浮力的
B. 潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式来实现浮沉的
C. 飞艇和飞机获得升力的原理相同
D. 热气球里充的是密度小于空气的气体
3.(3分)甲、乙两个相同的烧杯装有适量的水,将两个体积相同的物体、分别放入两杯中,静止时两烧杯中水面刚好相平,如图所示。、的密度分别为和,、所受浮力分别为和,两烧杯底部所受水的压强分别为和,则
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
4.(3分)如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是
A. 冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上
B. 冰山熔化一部分后排开水的体积不变
C. 冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
D. 冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
5.(3分)如图所示,相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,则下列判断中正确的是
A. 容器对地面的压强 B. 液体密度
C. 液体对容器底部的压强 D. 物体排开液体的质量
6.(3分)某科技小组制作的潜水艇模型,如图所示。他们用试管作为潜水艇模型,细玻璃管作为进、排水管。下列说法正确的是
A. 该模型是通过改变其自身重力实现沉浮的
B. 该模型匀速上浮时受到的浮力大于自身重力
C. 该模型匀速下沉时受到的浮力小于自身重力
D. 向内推活塞将水排出试管中可实现该模型下沉
7.(3分)下列过程中不是利用大气压的是
A. 潜水艇上浮 B. 用吸管喝饮料 C. 注射器抽取药液 D. 水泵抽水
8.(3分)由于密度不同,如图所示液体会分成三层,将体积不同,质量相同的、小球放入其中,静止后球漂浮在油面上受的浮力为,球悬浮在糖浆中所受浮力为,则
A. B. C. D. 无法确定
9.(3分)下列生活现象与物理知识对应不正确的是
A. 高压锅易煮熟食物--气压越高,沸点越低
B. 磨刀不误砍柴工--受力面积越小,压力作用效果越明显
C. 拦河坝上窄下宽--液体压强随深度的增加而增大
D. 轮船浮在水面上--利用空心的办法增大浮力
10.(3分)图的各情景中所受浮力最大的物体是
A. 航行在南海的“山东号”航母
B. 遨游太空的中国“天宫空间站”
C. 正在飞行的国产型客机
D. 高速行驶中的“复兴号”列车
11.(3分)悬浮在水中的潜水艇上浮至漂浮的过程中,下列说法正确的是
A. 悬浮时,若要上浮需向水舱充水 B. 漂浮时,所受浮力等于重力
C. 上浮过程中,所受浮力逐渐变大 D. 上浮过程中,水对艇外底部压力不变
二 、填空题(本大题共5小题,共20分)
12.(4分)如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的的边长为。弹簧没有发生形变时的长度为,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度与拉力的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深。则物体受到水的浮力 ______ ,物体的密度 ______ 取。
13.(4分)如图所示,水平桌面上有一个烧杯,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在烧杯里的水中,此时小球所受的浮力 ______选填“大于”、“小于”或“等于”小球的重力;剪断绳子后,待小球静止,水对烧杯底部的压强 ______选填“变大”、“变小”或“不变”;烧杯对水平桌面的压强 ______选填“变大”、“变小”或“不变”
14.(4分)小明往空玻璃瓶中倒入热水,玻璃瓶发烫,是通过 ______的方式增加玻璃瓶的内能;接着将瓶中的水倒出,立即盖上套有吸管的瓶盖,再将瓶子倒置使吸管一端倒浸入水中,如图,过了一会儿瓶子的温度降低,瓶内气体由于 ______的原理体积变小,瓶内压强 ______,盆中的水在 ______的作用下回流入玻璃瓶。
15.(4分)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧秤挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示。在铝块浸入水的过程中,溢水杯底所受水的压力将______选填“变大”,“变小“,“不变”。电子秤的读数将______选填“变大“,“变小”,“不变”。
16.(4分)小华把杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。
茶叶漂浮在水面,是因为浮力______重力填“大于”、“小于”或“等于”
茶叶匀速下沉阶段不考虑水的蒸发,茶杯对桌面的压力将______填“变大”、“变小”或“不变”。
由于茶水太烫,小华用嘴吹一吹可以让茶水尽快凉,这是由于吹气加快了茶水的______。
三 、实验题(本大题共2小题,共12分)
17.(6分)如图所示,小丽用一实心铁块探究浮力大小的影响因素。
通过 ______ 填字母三次实验步骤,可得浮力大小与物体排开液体的体积有关,当液体密度一定时,排开液体体积越大,浮力 ______ 填“越大”“越小”或“不变”;通过、、可知,浮力大小与 ______ 有关;
通过、实验步骤,可知物体全部浸入水中时所受浮力大小______ ,物体的体积为 ______ ,盐水的密度为 ______ 取;
如图所示,小丽将铁块从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置,能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小与铁块下表面浸入液体深度关系的图象是 ______ 。
18.(6分)爱思考的小张同学,对”阿基米德原理”进行了实验验证:
他首先轻拉弹簧测力计的挂钩,以免与外壳摩擦或卡住;然后对弹簧测力计沿 ______ 选填“竖直”或“水平”方向进行调零。
小张依次进行图①②的实验,其中图②中测力计示数为 ______ 。然后他将物块逐渐浸入水中至一定深度处,静止时如图③所示,发现:浸没前物体浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数逐渐减小;浸没后物体浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数保持不变。对此正确的解释是:浸在水中的物体所受浮力的大小随着 ______ 增大而增大。接下来又进行了图④的实验,由图①②③④中数据可知:物块在水中所受浮力大小 ______ 选填“大于”、“等于”或“小于”排开的水所受的重力。
小张同学只将水换为盐水重复如图③④所示的实验,第③④次测力计的示数分别变为、,由此发现在盐水中阿基米德原理依然成立。善于思考的他还发现:在物体排开液体体积相同时, ______ 越大,物体所受的浮力越大;物体在盐水中所受到的浮力大小为 ______ ;他所用盐水的密度为 ______ 。
四 、计算题(本大题共3小题,共36分)
19.(12分)测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中。如图所示是整个过程中弹簧测力计示数与圆柱体下降高度变化关系的实验图像,则圆柱体的重力为 ______ ,圆柱体所受的最大浮力为 ______ ,圆柱体浸没深度增加,浮力 ______ ,圆柱体的密度多少?写出必要的文字说明,表达式及最后结果,已知,
20.(12分)排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果。
排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔。
水管内的水流速度至少达到米秒才能携带气泡流动。若水管总长为米,要使水流能携带气泡流动,则水从水管起始端流到终端最多要多少时间?
排气阀中的浮筒和堵杆总质量为千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。水的密度取千克米
21.(12分)海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载时排水量为的海洋科学钻探船。甲板上装有很高的钻塔,可以安装并控制钻杆进行拉升作业,使钻头和钻杆最深可在深的海底向下钻取岩芯进行研究。
取
该钻探船满载时受到海水的浮力是多少?
满载时,该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域,钻探船受到的浮力 ______选填“变大”“变小”或“不变”。
钻头在深的海底处受到海水的压强是多少?
该钻探船以的速度匀速航行时,动力推进系统的输出功率为,则船受到的牵引力是多少?
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解:由题知,金属球被悬吊着,缓慢浸没于盛满水的大烧杯中,
,,
由阿基米德原理可知:
,
所以,,
即:
故选:。
由阿基米德原理可知,金属球受到水的浮力与排开水的重力关系;
若金属球不被悬吊将下沉,根据物体的浮沉条件可知,金属球的重力和受到浮力的大小关系,从而得出小烧杯内水的质量排开水的质量和金属球质量的大小关系;
金属球浸没水中,排开水的体积等于金属球的体积。
该题考查了学生利用阿基米德原理和物体的浮沉条件解决简单问题的能力,判断出金属球受到的浮力小于金属球重是本题的关键。
2.【答案】C;
【解析】解:、轮船用密度大于水的材料制成,通过制成空心的,增大排开水的体积,所以受到的浮力变大,因此可以浮在水面上,故正确;
、潜水艇浸没在水中时,排开水的体积不变,受到的浮力不变;为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,故正确。
、飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理;飞艇升空利用的是物体的浮沉条件,故错误;
、热气球是利用其在空气中的浮力来工作的,只有当充的是密度小于空气的气体时,才可以升空,故正确。
故选:。
浮力中空心问题,知道将物体做成中空的可以通过增大排开液体的体积增大浮力;
潜水艇靠通过改变自身的重力来实现上浮和下沉;
流体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大;飞艇是利用浮力升空的;
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。热气球是靠改变球内的空气密度来实现上浮和下沉的,知道物体密度小于气体密度时,物体上浮。
此题主要考查了对浮力的应用,掌握飞艇、潜水艇、轮船以及热气球的原理即可解答。
3.【答案】D;
【解析】解:
两物体静止时,漂浮、悬浮,则,,所以,两个物体的密度关系是;
由图可知,两个物体排开水的体积关系为,水的密度一定,所以根据可知,两物体所受浮力关系是;
由于两杯中水的深度相同,据可知,两杯中杯底所受水的压强相同,即;
综合分析可知正确。
故选:。
根据两个物体在水中的状态,利用物体浮沉条件比较其密度大小;
由图可知,两个物体排开水的体积关系为,水的密度一定,所以根据可知两物体所受浮力关系;
根据判断出烧杯底受到的压强关系。
该题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的理解和应用,综合性较强,理清题意,分析清楚各种情况的状态是解答该题的关键,其难度很大。
4.【答案】A;
【解析】解:、开始冰山漂浮在海水中,由物体的浮沉条件可知,冰山的密度小于海水的密度,冰山熔化一部分后冰山的密度不变,所以剩余的冰山密度仍小于海水的密度,因此剩余的冰山仍然漂浮在水面上,故正确;
、冰山熔化一部分后,剩余冰山的质量减小,重力减小,浮力减小,由阿基米德原理可知,剩余冰山排开海水的体积减小,故错误;
、冰山漂浮在海水中,由物体的漂浮条件可知,冰山受到的浮力大小等于冰山的重力,故错误;
、由阿基米德原理可知,冰山排开海水的重力等于冰山受到的浮力,由可知,冰山受到浮力等于冰山的重力,因此冰山所受的重力等于它排开水所受的重力,故错误。
故选:。
比较冰山熔化一部分后,剩余冰山的密度与海水密度之间的关系,根据物体的浮沉条件分析剩余冰山在海水中的状态;
根据阿基米德原理分析剩余冰山排开海水的体积变化;
根据物体的漂浮条件分析冰山受到的浮力与冰山的重力关系;
根据阿基米德原理和物体的漂浮条件分析冰山所受的重力与它排开水所受的重力关系。
此题主要考查物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,关键是知道冰山在熔化的过程中,冰山的密度不变,冰山的质量减小。
5.【答案】A;
【解析】解:两个完全相同的物体分别在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,
则由浮沉条件可知,,所以,故错误。
当物体静止后两液面刚好相平,则两容器内液体和物体排开液体的体积之和相等,
由图可知,物体排开甲液体的体积小于排开乙液体的体积,
故甲液体的体积大于乙液体的体积,
根据、可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,
两个物体完全相同,则重力相等,
两柱形容器相同,则重力相等,
容器对地面的压力等于容器、容器内物体和液体的重力之和,所以容器对地面的压力,根据知,故正确;
两液体的密度,两液面相平,即相同,
所以根据可知,液体对容器底部的压强,故错误。
两个完全相同的物体在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,则,,故,
根据阿基米德原理可知,物体排开液体的重力相等,
则由可知排开液体的质量相等,故错误。
故选:。
首先根据物体在甲乙两种液体的状态,利用物体浮沉条件判断甲、乙两液体与物体的密度关系,进而得出两种液体的密度关系;然后结合图示判断甲乙两种液体的体积大小,利用重力和密度公式判断两种液体的重力大小,而容器对地面的压力等于容器、容器内物体和液体的重力之和,据此得出两容器对地面的压力关系。
根据可判断两种液体对容器底部的压强大小。
首先根据物体在甲乙两种液体的状态,利用物体浮沉条件判断物体在两种液体中所受浮力关系,然后根据阿基米德原理,并结合重力公式得出物体排开两种液体的质量关系。
此题综合考查了重力和密度公式、阿基米德原理、液体压强公式、物体浮沉条件及其应用等多个力学知识点,利用整体思想分析容器对地面的压力是解答该题的关键。
6.【答案】A;
【解析】解:、根据图中潜水艇模型处于的状态,向内推注射器活塞,水会被压出试管,试管和试管内水的总重力变小,而试管排开水的体积不变,所以受到的浮力大小不变,根据浮沉条件知,当浮力大于重力时,该模型上浮;
向外拉注射器活塞,水进入试管,试管和试管内水的总重力变大,而试管排开水的体积不变,所以受到的浮力大小不变,根据浮沉条件知,当浮力小于重力时,该模型下沉;
所以该模型是通过改变其自身重力来实现沉浮的,故正确、错误;
、潜水艇模型在水下匀速上浮或匀速下沉时,潜水艇模型受力平衡,潜水艇模型受到的浮力和自身重力是一对平衡力,大小相等,故错误。
故选:。
潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜和上浮的;根据图中潜水艇模型处于的状态,向内推注射器活塞,水会被压出试管,试管的重力变小而浮力的大小不变,根据浮沉条件知,可实现该模型上浮;向外拉注射器活塞,水进入试管,试管的重力增大而浮力不变,可实现该模型下沉;
物体做匀速直线运动时,受力平衡,根据潜水艇的运动状态和力的平衡条件进行分析。
此题主要考查了潜水艇的原理,物体的浮沉条件以及二力平衡条件的应用,题目难度不大。
7.【答案】A;
【解析】解:潜水艇上浮是依靠水的浮力大于重力而上浮的,故符合题意;
用吸管喝饮料、注射器抽取药液、水泵抽水 都是先使得内部压强减小,在大气压的作用下把饮料、药液、水压上来,故是利用大气压,不符合题意。
故选:。
大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
此题主要考查了学生对大气压的应用的了解与掌握,利用大气压的生活例子是很多的,学习时,多举例、多解释,分析时不要说成“被吸上来”,而是“被外界的大气压压上来”。
8.【答案】B;
【解析】解:由图可知,球漂浮,球悬浮,
由物体的浮沉条件可知:;,
因为两球的质量相等,所以,
则,所以选项、、错误,正确.
故选
知道球漂浮、球悬浮两球的质量相等、重力相等,根据物体的浮沉条件判断两球受到的浮力大小关系;
此题主要考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好根据物体的浮沉是本题的关键.
9.【答案】A;
【解析】解:、高压锅易煮熟食物是利用了液体的沸点随气压的增大而升高的原理,故错误;
、磨刀不误砍柴工,指在压力一定时,减小受力面积可以增大压强,对应的物理知识是压力的作用效果与受力面积的关系,故正确;
、液体的压强随深度的增加而增加,越往下,水的深度越深,压强越大,水对水坝的压力越大,因此拦河坝要修成上窄下宽的形状,故正确;
、轮船是采用空心的办法增大可以利用的浮力,使轮船能漂浮在水平面上,故正确。
故选:。
液体的沸点随气压的增大而升高;
压力的作用效果与压力和受力面积的大小有关;
根据液体压强的特点可知:液体压强随着深度的增加而增大;
采用空心的办法可以增大浮力。
此题主要考查了增大压强的方向、液体压强的特点、物体的浮沉条件、沸点与气压的关系等,综合性强,但难度不大。
10.【答案】A;
【解析】解:、根据漂浮条件可知,航行在南海的“山东号”航母受到的浮力等于航母自身的重力;
、太空是真空,中国“天宫空间站”不会受到浮力作用;
、根据阿基米德原理,正在飞行的国产型客机受到的浮力等于排开空气的重力;
、根据阿基米德原理,高速行驶中的“复兴号”列车受到的浮力等于排开空气的重力;
综上分析可知,受到浮力最大的是“山东号”航母。
故选:。
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力大小取决于液体密度和物体排开液体的体积。
漂浮条件:物体所受浮力等于自身的重力。
此题主要考查了浮力知识的应用,要注意不同环境下浮力大小的判断,难度不大。
11.【答案】B;
【解析】解:
、潜水艇悬浮时,受到的浮力等于自身的重力,由于潜水艇排开的水的体积不变,受到的浮力不变,若要上浮,需要通过向外排水来减小潜水艇的重力,故错误,正确;
、上浮过程中,水的密度不变,潜水艇的体积不变,排开的水体积不变,根据阿基米德原理可知,潜水艇受浮力不变,故错误;
、上浮过程中,潜水艇的深度变小,根据可知,艇外底部受到的水的压强变小;受力面积不变,根据可知,水对艇外底部压力变小,故错误。
故选:。
潜水艇悬浮时,根据物体的浮沉条件可知,其受到的浮力等于自身的重力;潜水艇是依靠改变自身的重力来实现上浮和下潜的;
根据阿基米德原理分析其浮力的变化;
根据潜水艇深度的变化分析艇外底部受到的压强的变化,根据分析水对艇外底部压力的变化。
此题主要考查了物体的浮沉条件、阿基米德原理、压强计算公式的应用,难度不大。
12.【答案】;
【解析】解:
正方体形状的物体上表面与液面相平时,物体刚好浸没在水中,则物体排开水的体积:
,
此时物体受到水的浮力:
;
当物体上表面与液面相平时水深,此时弹簧的长度,
则弹簧伸长的长度:,
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为,
因物体受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、弹簧的拉力作用而处于平衡状态,
所以,由物体受到的合力为零可得:,
则物体所受的重力:,
物体的密度为:
。
故答案为:;。
物体上表面与液面相平时,其排开水的体积等于物体的体积,利用阿基米德原理求出物体受到水的浮力;
物体上表面与液面相平时,弹簧的长度等于水深减去物体的边长,而弹簧伸长的长度等于此时弹簧的长度减去弹簧的原长弹簧没有发生形变时的长度,根据图乙得出此时弹簧对物体的拉力,此时物体受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、弹簧的拉力作用处于平衡状态,根据物体受到的合力为零列出等式即可求出物体所受的重力,由和密度公式算出物体的密度。
此题主要考查了阿基米德原理和力的平衡条件的应用,正确得出物体上表面与液面相平时弹簧伸长的长度是关键。
13.【答案】大于 变小 不变;
【解析】解:小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,此时在竖直向下的拉力作用下处于静止,则根据物体受力平衡可知:;所以,小球所受的浮力大于小球的重力。
剪断绳子后,小球会上浮,静止时漂浮,排开水的体积变小,根据阿基米德原理可知所受的浮力变小,水的液面下降,根据可知水对烧杯底部的压强变小;
由于烧杯对水平桌面的压力等于水、小球以及容器的总重力,所以剪断绳子前、后,烧杯对桌面的压力不变,受力面积不变,根据压强公式可知,容器对水平桌面的压强不变。
故答案为:大于;变小;不变。
根据物体的受力平衡即可判断小球所受浮力大于重力。
剪断绳子后,根据排开液体的体积变化,利用阿基米德原理分析水中的小球所受浮力浮变化,根据水的深度变化利用判断水对烧杯底部的压强变化;
烧杯对水平桌面的压力等于水、小球以及容器的总重力,最后根据压强公式求出中容器对水平桌面的压强。
本题准确分析物体的受力情况,熟练运用阿基米德原理和液体压强公式是解答该题的关键。
14.【答案】热传递 热胀冷缩 变小 大气压;
【解析】解:小明往空玻璃瓶中倒入热水,玻璃瓶吸收热量,是通过热传递的方式增加玻璃瓶的内能;
瓶内气体的质量不变,瓶子的温度降低,瓶内气体由于热胀冷缩的原理体积变小,使得瓶内压强变小,小于外界气压,盆中的水在大气压的作用下回流入玻璃瓶。
故答案为:热传递;热胀冷缩;变小;大气压。
改变物体内能的方法有两种:做功和热传递;气体有热胀冷缩的性质,一定质量的气体,温度越低,气压越小。
此题主要考查了改变内能的方法、气体的热胀冷缩、气压的大小变化,属于基础题。
15.【答案】不变 不变 ;
【解析】解:
铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压力不变;
由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开的水重,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子秤示数不变。
故答案为:不变;不变
可根据公式和分析水对溢水杯底的压强和压力的变化情况;
铝块浸没在水中静止时,铝块受到重力、浮力以及拉力的作用。根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开的水重,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变。
此题难度较小,对铝块正确受力分析、熟练应用平衡条件、掌握阿基米德原理即可正确解题。
16.【答案】等于 ; 不变 ; 蒸发 ;
【解析】解:根据物体浮沉条件可知,茶叶漂浮在水面,是因为浮力等于重力;
茶杯对桌面的压力等于茶杯、水和茶叶的总重力,所以不考虑水的蒸发,茶杯对桌面的压力不变。
吹一吹茶水,加快了茶水表面空气流速,使蒸发加快,而蒸发吸热,有降温的作用。
故答案为:等于;不变;蒸发。
漂浮在水面上的物体所受的浮力等于自身的重力;
茶杯对桌面的压力等于茶杯、水和茶叶的总重力;
液体蒸发的快慢与液体表面空气的流速有关。
该题考查物体浮沉条件及其应用、压力与重力的区别,难度不大,关键是解答中把杯子、茶叶和水看做一个整体。
17.【答案】;
【解析】解:分析、、三次实验,实验、中,排开液体的密度相同,而排开液体的体积不断增大,弹簧测力计的示数不断减小,由称重法可知,物体受到的浮力不断增大,因此可知浮力大小与物体排开液体的体积有关,当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;
分析、、三次实验,实验、中,排开液体的体积相同,实验中液体的密度较大,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知,物体受到的浮力较大,因此可知浮力大小与液体的密度有关;
由、根据称重法知铁块浸在水中时受到的浮力大小是:
;
因铁块完全浸没在水中,
根据可得金属块的体积:
,
由、根据称重法知铁块浸在水中时受到的浮力大小是:
;
根据可得盐水的密度为:
;
当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,因为,所以物体受到的浮力变大;而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以物体受到的浮力不变。由此可知物体受到的浮力先变大后不变,故正确。
故答案为:、、;越大;液体的密度;;;; 。
浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,结合图示步骤,根据控制变量法进行分析判断;
根据称重法知物体在水中受到的浮力大小等于在空气中弹簧测力计的示数减去浸在水中时弹簧测力计的示数;
根据求出金属块的质量;根据阿基米德原理求出金属块的体积,由于排开盐水的体积等于金属块的体积,由阿基米德原理算出盐水的密度;
首先我们要学会分析图像,知道一个物理量随着另外的一个物理量怎样变化,图说明浮力随深度增加而减小,图说明开始浮力随深度的增加而增大、后来与深度无关,图说明浮力先不变再变大,图说明浮力随深度增加而增大;
然后,根据我们所学过阿基米德原理,我们知道浮力的大小与液体的密度和物体浸入液体体积的大小有关,与物体浸没在水中的深度无关。我们一定要注意是“浸没”,当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,所以浮力是变大的。而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以浮力是不变的。
此题主要考查影响浮力大小的因素、控制变量法的使用、浮力的测量、密度的计算和阿基米德原理的应用,是一道综合题。
18.【答案】;
【解析】解:
由于要用弹簧测力计测量物体的重力和物体受到浮力,且物体的重力和浮力的方向都是在竖直方向上,所以弹簧测力计应在竖直方向上调零;
由图②可知,弹簧测量力计的分度值为,弹簧测力计的示数是,即物重;
浸没前物体浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数逐渐减小,由称重法测浮力可知物体受到的浮力逐渐增大,其原因是物体浸入水中的体积逐渐增大即排开水的体积逐渐增大,由此可得:浸在水中的物体受到的浮力的大小随物体排开水的体积的增大而增大;
由图②③可知物体受到的浮力大小,
由图①④可知物体排开水受到的重力,
由此可得:物体浸在水中受到的浮力大小等于物体排开水受到的重力;
由题中数据可得,物体浸没在水中受到的浮力,
物体浸没在盐水的受到的浮力,即,
由于盐水密度大于水的密度,且同一物体浸没时排开液体的体积相同,由此可得:在物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
由前面解答可知,物体浸没在水中受到的浮力:,
物体的体积:,
物体浸没在盐水中排开盐水的体积等于物体的体积,即,
物体浸没在盐水中受到的浮力,
则盐水的密度:。
故答案为:竖直;;物体排开水的体积;等于;液体的密度;;。
该实验中要用弹簧测力计测量物体的重力和物体受到浮力,且物体的重力和浮力的方向都是在竖直方向上,由此可得出结论;
由图②可知,弹簧测量力计的分度值为,根据指针位置可读出弹簧测力计的示数;
浸没前物体浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数逐渐减小,由称重法测浮力可知物体受到浮力的变化,其原因是物体排开水的体积逐渐增大,由此得出结论;
由图②③可知物体受到的浮力大小,由图①④可知物体排开水受到的重力,由此可得出结论;
分别求出物体浸没在水中受到的浮力和物体浸没在盐水的受到的浮力,比较浮力的大小关系;同一物体浸没时排开液体的体积相同,由于盐水密度大于水的密度,由此可得出结论;
由将水换为盐水,重复③④所示的实验可求出物体浸没在盐水中受到的浮力;由物体浸没在水中受到的浮力可求出物体的体积,物体浸没在盐水中排开盐水的体积等于物体的体积,再根据可求出盐水的密度。
本题是阿基米德原理的验证实验,主要考查了影响浮力大小的因素、称重法测浮力和阿基米德原理的应用,难度适中。
19.【答案】;
【解析】解:由图像可知,当时,弹簧测力计示数为,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,;
由图像可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,此时受到的浮力最大,大小为;
由图可知,圆柱体浸没深度增加,测力计的示数不变,说明圆柱体浸没深度增加,圆柱体受到的浮力不变;
由得:
,
因为圆柱体浸没水中,所以圆柱体的体积:
,
由公式可得物体的质量:
,
圆柱体密度:
。
故答案为:;;不变;圆柱体密度为。
当圆柱体在空中时,受到水的浮力为时,弹簧测力计的示数最大,即为圆柱体的重力;圆柱体所受的浮力越大,弹簧测力计的示数越小,当弹簧测力计的示数最小时受到的浮力最大;利用称重法求出圆柱体完全浸入水后,受到的浮力,利用阿基米德原理求圆柱体排开水的体积,即圆柱体的体积;利用求出圆柱体的质量,再利用求出圆柱体的密度。
本题用到的知识点有重力、质量、密度、阿基米德原理的计算等,考查学生结合图像对所学知识进行综合分析的能力,难度较大!
20.【答案】解:(1)由v=可知,水从水管起始端流到终端所需时间为:
t===240s;
(2)由图可知,排气阀排气时浮筒处于漂浮状态,则此时浮筒所受的浮力为:
F浮=G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N,
由阿基米德原理可知,排气阀排气时浮筒浸在水中的体积为:
V排===2×10-5。
答:(1)水从水管起始端流到终端最多要240s;
(2)排气阀排气时浮筒浸在水中的体积为2×10-5。;
【解析】
知道路程和速度,根据可求出水从水管起始端流到终端所需时间;
由图可知,排气阀排气时浮筒处于漂浮状态,据此求出此时浮筒所受的浮力,根据阿基米德原理求出排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。
此题主要考查速度公式、重力公式、物体沉浮条件及阿斯米德原理的应用,灵活运用公式是解答该题的关键。
21.【答案】不变;
【解析】解:该钻探船满载时受到海水的浮力:
;
满载时,该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域,始终处于漂浮状态,钻探船的重力不变,受到的浮力不变;
钻头在深的海底处受到海水的压强:
;
钻探船航行的速度:,
由可知,船受到的牵引力:。
答:该钻探船满载时受到海水的浮力是;
不变;
钻头在深的海底处受到海水的压强是;
船受到的牵引力是。
知道钻探船满载时排水量,利用阿基米德原理求船受到海水的浮力;
满载时,该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域,始终处于漂浮状态,分析重力变化得出浮力变化;
利用求钻头在深的海底处受到海水的压强;
知道速度和功率,利用计算出牵引力。
此题主要考查了阿基米德原理、物体浮沉条件以、液体压强公式及功率公式的应用,明白排水量的含义是关键。