北京课改版物理八年级上册4.6浮力素养提升练含解析

第第页北京课改版物理八年级上册4.6浮力素养提升练（含解析）第四章压强与浮力

六、浮力

基础过关全练

知识点1浮力

1.(2022湖南株洲中考)在“测量浮力大小”的实验中,由图甲可知金属块受到的重力是N,现将金属块浸没到水中,弹簧测力计的示数变为如图乙所示,则金属块受到水的浮力是N。

2.【教材P119图片变式】如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左(选填“大于”“小于”或“等于”)F向右;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上(选填“大于”“小于”或“等于”)F向下,通过以上探究,你认为浮力产生的原因是。

3.(2023北京顺义期末)画出图中漂浮在水面的小球所受浮力的示意图。

知识点2阿基米德原理

4.将质量为0.8kg的物体,轻轻放入盛满水的溢水杯中,溢出0.3kg的水,则此物体受到的浮力为(g取10N/kg)()

A.8NB.0.8NC.3ND.11N

5.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升到空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是(不考虑高度对空气密度的影响)()

A.F氢>F空B.F氢=F空

C.F氢ρ水)、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。

(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:

①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为F1。

②将圆柱体A下部的一格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F2。

③,静止时记录弹簧测力计的示数为F3。

(2)由F1-F2(选填“=”或“≠”)F1-F3,可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。

15.(2023北京房山期末,35,★★☆)如图甲所示,水平桌面上放着盛有水的柱形容器,在容器上方的弹簧测力计下悬挂着一个实心圆柱体,将圆柱体缓慢浸入水中。记录圆柱体下表面到水面的距离h和弹簧测力计的示数F,并根据记录的数据画出Fh图像,如图乙所示。圆柱体浸入水中的过程中,始终不与容器接触且容器中的水未溢出。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:

(1)圆柱体浸没时受到的浮力;

(2)圆柱体的密度。

素养探究全练

16.【科学探究】小明设计了如图甲的实验装置来验证阿基米德原理,将两个弹簧测力计分别固定在铁架台上,其中一个下端悬挂物体,另一个悬挂小桶,并读出此时两者的示数为F1和F2,平稳下移左侧的测力计,使物体缓慢浸入水中,如图乙所示,此时会有水通过中间细管到达右侧小桶中,待测力计指针稳定后,读出两者的示数为F3和F4。请回答下列问题:

(1)根据阿基米德原理,弹簧测力计示数F1、F2、F3和F4满足的关系式是;

(2)实验过程中,发现弹簧测力计示数变化不明显,请提出改进建议:;

(3)下列实验操作,会对实验结果产生影响的是。

①实验前溢水杯内未盛满水

②实验前小桶内有少量水残留

③实验时未将物体浸没于水中

④实验后细管内有少量水残留

17.【科学态度与责任】为对中国天眼(FAST)的4450块厚度仅为1mm的反射面板进行健康体检,FAST调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”,标志着我国在浮空飞行器研制及实践领域又获得重大突破。它使用一个氦气球及配重,使作业人员对反射面的压力减小到约为100N,如图所示。若作业人员重700N,他与反射面的接触面积为1000cm2;气球未充入气体时重1300N(忽略气球的厚度),充入氦气后的体积约为200m3。当地空气的密度为1.29kg/m3,气球内氦气的密度为0.18kg/m3,g取10N/kg,人所受的浮力忽略不计。当作业人员在反射面底部时,求:

(1)氦气球受到的浮力;

(2)作业人员对FAST反射面的压强;

(3)配重的重力。

答案全解全析

基础过关全练

1.答案1.40.4

解析由题图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数F=1.4N,此时金属块静止于空气中,由二力平衡条件可得,金属块受到的重力G=F=1.4N;由题图乙可知,金属块浸没时弹簧测力计的示数F'=1.0N,即此时金属块受到的拉力为1.0N,则金属块受到水的浮力F浮=G-F'=1.4N-1.0N=0.4N。

2.答案等于大于液体对物体上、下表面有压力差

解析当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同种液体、同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由F=pS可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右大小相等。当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由F=pS可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,压力差F差=F向上-F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上、下表面有压力差。

3.答案如图所示

解析小球在水中受到的浮力方向竖直向上,浮力大小等于重力大小,过小球的重心作竖直向上的带箭头的线段,标上浮力的符号。

技巧点拨不管什么情况,浮力的方向都是竖直向上的。

4.C把物体轻轻放入盛满水的溢水杯中,排开的水受到的重力G排=m排g=0.3kg×10N/kg=3N,根据阿基米德原理可知,物体受到的水的浮力F浮=G排=3N。

5.B气球是“浸没”在空气中的,因为体积相同,所以排开空气的体积相同,根据F浮=ρ空气V排g可知,两气球所受浮力相等。

6.C甲、乙排开液体的重力相等,均为G排,根据阿基米德原理可知F浮=G排,即甲、乙所受浮力大小相等,本题应选C。

7.答案3.87×10-4

解析根据阿基米德原理,F浮=ρ空气Vg=1.29kg/m3×30×10-6m3×10N/kg=3.87×10-4N。

8.答案【猜想假设】物体排开液体的体积液体密度【进行实验】2【分析论证】物体排开液体的体积【实践应用】甲丁戊

解析【猜想假设】游泳时从岸上逐渐走向水中受到水向上托的力变大,水向上托的力就是浮力,逐渐走向水中时排开液体的体积变大;死海是海水,盐分较多,所以猜想浮力的大小可能与液体密度有关。

【进行实验】由题图甲可知铁块的重力G=3N,由题图丙(或丁)可知铁块浸没在水中时弹簧测力计的示数F=1N,则铁块受到的浮力F浮=G-F=3N-1N=2N。

【分析论证】比较题图甲、乙、丙可知,铁块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,铁块受到的浮力不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。

【实践应用】分析甲、丁、戊三图可知,铁块排开液体的体积相同,但是液体的密度不同,铁块所受浮力大小不同,故能揭示人可以躺在死海中看书但不能躺在游泳池的水中看书这一现象的原因。

9.答案(1)3(2)0.6(3)0.6(4)等于

解析(1)如题图甲,弹簧测力计吊着物体静止在空中,则物体的重力G=F1=3N。(2)如题图甲、乙,根据称重法,则物体浸没在水中后受到的浮力F浮=G-F2=3N-2.4N=0.6N。(3)如题图丙、丁,物体排开水所受的重力G排=F3-F4=1.2N-0.6N=0.6N。(4)通过以上实验可得F浮=G排=0.6N。

10.解析(1)物体受到的浮力F浮=F1-F2=2.6N-1.8N=0.8N。(2)由阿基米德原理得,F浮=ρ水V排g,

V浸=V排==8×10-5m3。

能力提升全练

11.C当物块没有浸入水中时,弹簧测力计示数为12N,说明物块的重力为12N,故A错误;由图乙可知,物块浸没在水中后,弹簧测力计示数为10N,则物块浸没在水中受到的浮力F浮=G-F=12N-10N=2N,故B错误;物块的体积V=V排==6×103kg/m3=6g/cm3,故C正确;物块刚好浸没时h=4cm,则物块下表面受到压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m=400Pa,故D错误。故选C。

12.答案1.2小于

解析弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为2.6N,则水对物体浮力大小F浮=G-F=3.8N-2.6N=1.2N;若实验前溢水杯未装满水,则排开的水没有全部溢出溢水杯,故溢出水的重力小于排开水的重力,根据阿基米德原理可知,浮力等于排开水的重力,所以溢出水的重力小于物体受到的浮力。

13.答案1.82×10-4

解析零件的重力为G=F示1=5N,零件浸没在液体中受到的浮力为F浮=G-F示2=5N-3.2N=1.8N;零件的体积V零=V排==2×10-4m3。

14.答案(1)③将圆柱体A下部的两格(或将圆柱体A全部)浸入水中,圆柱体不接触容器(2)≠

解析(1)③要验证的问题是“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”,自变量是物体排开水的体积,要改变自变量,即改变圆柱体A浸入水中的体积,且圆柱体A不能接触容器。要测量因变量即圆柱体A所受的浮力,首先要测出圆柱体A的重力,再分别测出两次圆柱体A浸入水中时所受的拉力。

(2)圆柱体A第一次所受浮力F浮=F1-F2,第二次所受浮力F浮'=F1-F3,若F1-F2≠F1-F3,则浮力与排开液体体积有关。

15.解析(1)圆柱体重力G=6N,浸没时弹簧测力计的示数F=3N,所以圆柱体浸没时受到的浮力F浮=G-F=6N-3N=3N。

(2)圆柱体的质量为m==0.6kg。

由F浮=ρ水gV排可知,圆柱体浸没时,排开液体的体积等于圆柱体的体积,则圆柱体的体积为V=V排==2×103kg/m3。

素养探究全练

16.答案(1)F1-F3=F4-F2(2)增大物体的体积(3)①④

解析(1)物体浸入水中,物体受到的浮力为F浮=F1-F3,物体排开水的重力G排=F4-F2,根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力,则有F1-F3=F4-F2。(2)根据F浮=G排=ρ液gV排可知,影响物体受到浮力大小的因素有液体的密度和排开液体的体积,因此增大物体的体积可在实验中增大排开水的体积,从而使得物体受到的浮力和排开水的重力变大,可使测力计的示数变化更明显。(3)①实验前溢水杯内未盛满水,会使溢出水的重力小于物体实际排开水的重力,会影响实验结果,故①符合题意;②实验前小桶内有少量水,物体排开水受到的重力等于F4-F2,小桶内有水不会影响实验结果,故②不符合题意;③阿基米德原理中物体浸在液体中,包括物体浸没和部分浸入,所以物体未浸没水中不会对实验造成影响,故③不符合题意,④细管是排水管,若实验后其中有水残留,会使得进入小桶内水的体积偏小,测得排开水的重力偏小,会影响实验结果,故④符合题意。故选①、④。

17.解析(1)氦气球受到的浮力F浮=ρ空气V排g=1.29kg/m3×200m3×10N/kg=2580N。

(2)作业人员对FAST反射面的压强

p==1000Pa