人教版八年級下學(xué)期物理 專題訓(xùn)練五 利用浮力的知識測量物質(zhì)的密度

1、人教版八下物理 專題訓(xùn)練五 利用浮力的知識測量物質(zhì)的密度小華在探究浮力大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，做了如圖所示的實驗：(1) 比較 A 和 B 可知，物體受到的浮力 F浮= 。(2) 分析 可知，浸在液體中的物體所受浮力大小跟排開液體體積有關(guān)，排開液體體積越大，浮力 。(3) 通過 C 和 D 的探究可知，物體排開相同體積的液體時，浮力大小跟 有關(guān)。(4) 物塊的密度是 ，煤油密度是 。小芳同學(xué)在探究：浮力的大小等于什么，用彈簧測力計、小鐵塊、燒杯、小桶等進(jìn)行實驗操作，如圖所示 A 、 B 、 C 、 D 、 E 是五個步驟示意圖。(1) 下列哪個步驟會影響實驗結(jié)論 ；(2) 下列四個步驟的正

2、確順序 。A.用彈簧測力計稱量鐵塊的重力 F1 B.鐵塊完全浸沒時彈簧測力計的示數(shù) F2 C.用彈簧測力計稱量小桶和水的重力 F3 D.用彈簧測力計稱量空桶的重力 F4 (3) 當(dāng)滿足 條件時可以驗證阿基米德原理；(4) 利用上述數(shù)據(jù)，可以算出鐵塊的密度，表達(dá)式為 = （各空均用題中已知字母構(gòu)成表達(dá)式：水的密度以 水 表示，重力與質(zhì)量的比值用 g 表示）。請回答下列問題：(1) 小明想探究一下浮力的大小與液體密度的關(guān)系，他找來了一個木塊（不吸水），分別放入了裝有水和裝有鹽水的容器中，發(fā)現(xiàn)兩次木塊都漂浮在液面上，因為浮力都等于木塊的重力，浮力相等，所以他得出結(jié)論：浮力大小與液體的密度無關(guān)，你認(rèn)為

3、他得出的結(jié)論正確嗎？ ，原因是 。當(dāng)木塊漂浮時，受到的浮力等于它的重力，小明應(yīng)用這個知識，利用水和量筒測出了木塊的密度。實驗過程如下：(2) 小明在量筒中倒入水，記下水的體積，如圖甲所示。把木塊輕輕放入水中，木塊漂浮在水面上不動，此時量筒中的水面如圖乙所示，則木塊的質(zhì)量是 g。(3) 小明用一根細(xì)針（細(xì)針的體積不計）把木塊全部壓入水中，量筒中的水面如圖丙所示，木塊的體積是 cm3。小明測出的木塊的密度值 木= g/cm3。關(guān)于“影響浮力大小的因素”，小明做了如下探究：(1) 在燒杯中裝滿水，用手把空的飲料罐按入水中，發(fā)現(xiàn)飲料罐按入水中越深，手受到的力就越 ，同時從燒杯中溢出的水越多。于是小明猜

4、想：浮力的大小可能與從燒杯中溢出的水的多少有關(guān)。(2) 小明繼續(xù)做了如下的實驗（如圖 2 所示）：他在彈簧測力計下端掛一個圓柱形金屬塊，把它緩緩地浸入裝滿水的水杯中的不同位置，并從圓柱形金屬塊下表面接觸水面開始記錄數(shù)據(jù)。為了減小實驗誤差，合理的實驗步驟應(yīng)該為 。(3) 金屬塊浸入水中的過程中，燒杯底部受到的水的壓強將會 。(4) 實驗結(jié)束后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了彈簧測力計的示數(shù) F 與金屬塊的下表面浸入水中的深度 h 的關(guān)系圖，由圖 3 可知，金屬塊浸沒在水中后，所受的浮力為 N，金屬塊的密度為 kg/m3（g=10N/kg）。小紅用彈簧測力計、圓柱體、兩個相同的圓柱形容器，分別裝有一定量的水和

5、鹽水，對浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究，其裝置和彈簧測力計示數(shù)如圖所示：(1) 分析圖甲、丁兩圖可知，圓柱體浸沒在水中時所受浮力大小是 N，所排開的水的體積是 cm3。(2) 比較圖 可知當(dāng)物體浸沒在同種液體里時所受浮力大小與浸入的深度無關(guān)。(3) 選用丁、戊兩圖裝置的操作是為了探究浮力大小與 的關(guān)系。如圖甲所示是“探究物體在水中不同深度所受浮力大小的實驗”，將一掛在彈簧測力計下的金屬圓柱體緩慢浸入水中（水足夠深），到第六次金屬圓柱體完全浸沒到水中。在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度 h 和彈簧測力計相應(yīng)的示數(shù) F（g=10N/kg），實驗數(shù)據(jù)如表： 次數(shù)1234

6、5678h/cm02468101214F/N6.756.255.755.254.754.254.25 (1) 分析表中數(shù)據(jù)，可以得出物體重 N，第 4 次實驗時，物體受到的浮力為 N；(2) 分析表中第 1 列到第 5 列數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論： 。(3) 該金屬圓柱體的密度是 kg/m3；(4) 圖乙中能夠正確反映彈簧測力計示數(shù) F 和圓柱體下表面到水面距離 h 關(guān)系的一項是 。小雯同學(xué)想探究浸在液體中的物體所受浮力的規(guī)律，她將彈簧測力計一端固定，另一端掛一正方體合金塊 A，并將它放入底面積為 200cm2 裝有水的圓筒形容器中，容器側(cè)面的底部有一由閥門 B 控制的出水口。實驗過程如下：（水=1

7、.0103kg/m3，g 取 10N/kg）將 A 恰好浸沒在水中，如圖所示。打開閥門 B 緩慢放水，每隔 10s 將彈簧測力計的示數(shù)填入表中（A 始終不接觸容器底部）當(dāng)彈簧測力計示數(shù)不再變化時關(guān)閉閥門 B。 時間/s01020304050彈簧測力計示數(shù)/N3.253.84.154.354.54.5 回答下列問題：(1) 分析表中數(shù)據(jù)可知：物體受到的浮力與 有關(guān)。(2) 正方體合金塊 A 的質(zhì)量為 kg。受到的最大浮力為 N。(3) 合金塊 A 的邊長為 cm，密度為 kg/m3。小明從井中提水時發(fā)現(xiàn)盛滿水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能與物體浸入液體的深度有關(guān)。于是

8、小明用圓柱體、彈簧測力計、水和刻度尺等器材進(jìn)行探究，如圖所示，并記錄了圓柱體下表面浸入水中深度 h 時彈簧測力計的示數(shù)（如下表所示，g 取 10N/kg)。 實驗序號12345678910h/m00.020.040.060.080.100.120.140.160.18F/N9.58.57.56.55.54.53.53.13.13.1 (1) 當(dāng) h=0.02m 時，圓柱體受到的浮力是 N。(2) 小明選用的圓柱體高度范圍是 （填序號）。A. 13cmh12cm B. 14cmh13cm C. 12cmh11cm D.無法確定(3) 從實驗數(shù)據(jù)分析，物體浸沒時受到的浮力與物體浸入的深度 （選填“

9、有關(guān)”或“無關(guān)”）。(4) 根據(jù)實驗數(shù)據(jù) （選填“能”或“不能”）求出圓柱體的密度。答案1. 【答案】(1) 1N (2) A 、 B 、 C；越大(3) 液體密度(4) 4103kg/m；0.8103kg/m3 【解析】(1) 由 A 、 B 可知，物體在水中受到的浮力 F浮水=GF拉=12N11N=1N。(2) 探究的是浸在液體中的物體所受的浮力大小跟浸在液體中的體積的關(guān)系，需控制液體的種類相同，物體浸入液體中的體積不同，由圖可知：圖 A 、 B 、 C 符合條件；由圖可知，物體浸入液體中的體積越大，測力計示數(shù)越小，則物體受到的浮力越大。(3) 由 C 、 D 可知，兩次實驗控制的相同量是

10、物體排開液體的體積相同，不同的是液體的種類，測力計示數(shù)改變，表明浮力大小跟液體的密度有關(guān)。(4) 圖 C 說明物體全部浸入在水中時所受浮力為 F浮=GF拉=12N9N=3N，圖 D 說明物體完全浸沒在煤油中所受浮力為 F浮油=GF拉=12N9.6N=2.4N，由 F浮=水gV排 得：物體的體積 V=V排水=F浮水g=3N1.0103kg/m310N/kg=3104m3，物體的密度為：=mV=GgV=12N10N/kg3104m3=4103kg/m3；物體浸沒在煤油中，排開煤油的體積等于其自身體積，即 V排油=V=3104m3，由 F浮=油gV排 得，煤油的密度：煤油=F浮油gV=2.4N10N

11、/kg3104m3=0.8103kg/m3。2. 【答案】(1) B (2) D、A、B、C（或A、D、B、C）(3) F1F2=F3F4 (4) F1水F1F2 或 F1水F3F4 【解析】(1) 由圖 B 知，溢水杯內(nèi)未倒?jié)M水，這樣會使排開水的重力測量值偏小。(2) 要測出排開水的重力，應(yīng)先測出空桶的重力和物體的重力，再將物體浸沒在水中，測出拉力，最后測出排出的水和桶的總重力，所以實驗次序應(yīng)為D、A、B、C或A、D、B、C。(3) 根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)浮=G排，F(xiàn)浮=F1F2，G排=F3F4，所以如果 F1F2=F3F4，則可得出阿基米德原理。(4) 鐵塊的質(zhì)量 m=Gg=F1g，由 F浮

12、=液gV排，得鐵塊的體積：V=V排=F浮水g=F1F2水g，鐵塊的密度：=F1gF1F2水g=F1水F1F2。3. 【答案】(1) 不正確；沒有控制木塊排開液體的體積相同(2) 5 (3) 10；0.5 【解析】(1) 不論木塊浮在水中、鹽水中，根據(jù)漂浮條件可知，木塊受到的浮力都等于木塊的重力，木塊受到的浮力不變。因水的密度小于鹽水的密度，根據(jù)阿基米德原理，木塊浮在水面時，木塊排開水的體積大于排開鹽水的體積；由于沒有控制木塊排開水和鹽水的體積相等，故得出的結(jié)論“浮力大小與液體密度無關(guān)”是錯誤的。(2) 量筒中原來水的體積 V0=20mL，放入木塊后，水面對應(yīng)的刻度 V1=25mL，木塊排開水的

13、體積：V排=V1V0=25mL20mL=5mL=5cm3，根據(jù)阿基米德原理和漂浮條件有：F浮=水gV排=mg，所以木塊的質(zhì)量：m=水V排=1.0g/cm35cm3=5g (3) 丙圖中，水面對應(yīng)的刻度 V2=30mL，根據(jù)甲、丙兩圖可知，木塊的體積：V=V2V0=30mL20mL=10mL=10cm3，小明測出的木塊的密度：木=mV=5g10cm3=0.5g/cm3。4. 【答案】(1) 大(2) 丁、甲、乙、丙（或甲、丁、乙、丙）(3) 不變(4) 1.0；1.2103 【解析】(1) 在燒杯中裝滿水，用手把空的飲料罐按入水中，發(fā)現(xiàn)飲料罐按入水中越深，感受到手受到的力也越大，可得罐受到向上的

14、浮力在變大；(2) 先測出物體的重力和空小桶的重力，然后將物體浸沒在溢水杯中，讀出彈簧測力計的示數(shù)，將溢水杯溢出的水倒入小桶，測出小桶和水的總重力，根據(jù) F浮=GF示 得出受到的浮力；為了減小實驗誤差，合理的實驗步驟應(yīng)該為丁、甲、乙、丙或甲、丁、乙、丙；(3) 金屬塊浸入水中的過程中，排開的水溢出到小桶中，水的深度不變，根據(jù) p=gh 可知燒杯底部受到的水的壓強不變；(4) 金屬塊浸沒在水中后所受的浮力 F浮=GAF=1.2N0.2N=1.0N；因金屬塊完全浸沒在水中，所以，由 F浮=gV排 可得，金屬塊的體積：V=V排=F浮水g，則金屬塊的密度：=mV=GgF浮水g=GF浮水=1.2N1.0

15、N1.0103kg/m3=1.2103kg/m3。5. 【答案】(1) 4；400 (2) 丙、丁(3) 液體密度【解析】(1) 由甲、丁兩圖可知，圓柱體的重力 G=5N；圓柱體浸沒在水中時測力計的示數(shù) F=1N；則圓柱體浸沒在水中時所受浮力 F浮=GF=5N1N=4N；由 F浮=水gV排 得圓柱體的體積：V=V排=F浮水g=4N1103kg/m310N/kg=4104m3=400cm3；(2) 由丙、丁兩圖可知，圓柱體完全浸沒時，在下沉過程中，測力計的示數(shù)不變，即所受浮力不變，由此可知，浸沒在同種液體里的物體所受浮力大小與浸入的深度無關(guān)；(3) 由丁、戊兩圖可知，物體都是完全浸沒，排開液體的

16、體積相同，液體的密度不同，所以通過丁、戊的操作是為了探究浮力大小與液體密度的關(guān)系。6. 【答案】(1) 6.75；1.50 (2) 物體浸沒在液體中的體積越大，浮力越大(3) 2.7103 (4) B【解析】(1) 由表中實驗數(shù)據(jù)可知，h 為 0 時，物體受到的浮力為零，彈簧測力計示數(shù)為 6.75N，則物體的重力 G=6.75N；第 4 次實驗時，物體所受浮力 F浮=GF拉=6.75N5.25N=1.50N；(2) 由表中 15 列實驗數(shù)據(jù)可知，隨圓柱體浸入水中的深度增加，物體排開水的體積增大，彈簧測力計示數(shù)減小物體受到的浮力增大，由此可得：在同種液體中，物體受到浮力的大小隨物體排開液體體積的

17、增大而增大。(3) 由表中第 6 、 7 列實驗數(shù)據(jù)可知，物體完全浸沒在水中，V物=V排，此時圓柱體所受浮力 F浮=GF=6.75N4.25N=2.50N，由 F浮=液V排g，可得，V物=V排=F浮水g=2.50N1.0103kg/m310N/kg=2.5104m3；已知圓柱體重力 G=6.75N，則圓柱體質(zhì)量 m=Gg=6.75N10N/kg=0.675kg，圓柱體的密度 =mV物=0.675kg2.5104m3=2.7103kg/m3。(4) 在第 15 次數(shù)據(jù)中，F(xiàn) 隨 h 的增大而減小，而到第 6 、 7 次時，物體全部浸沒，h 增大，但 F 不再變化，因此，圖象中只有B符合題意。7.

18、 【答案】(1) 浸在液體中的體積(2) 0.45；1.25 (3) 5；3.6 【解析】(1) 由題意與表格數(shù)據(jù)可知，在打開閥門 B 緩慢放水過程中，物體浸在水中的體積減小，測力計示數(shù)變大，由稱重法測浮力可知，物體所受浮力減小，即物體浸在水中的體積越小，物體所受的浮力越小，可推出：物體浸在液體中的體積越大，其受到的浮力越大；(2) 第 40s 時水面剛好與 A 下表面分離，此時測力計示數(shù)最大為 4.5N，根據(jù)二力平衡條件可知，正方體合金塊 A 的重力等于彈簧測力計的最大示數(shù)為 4.5N，則質(zhì)量為 0.45kg；t=0s 時，合金塊完全浸沒在水中，此時合金塊 A 受到的浮力最大，則最大浮力：F

19、浮=G重F拉小=4.5N3.25N=1.25N；(3) 合金塊 A 完全浸沒時受到的浮力：F浮=1.25N；根據(jù)阿基米德原理可得 F浮=水gV排=水gVA；則合金塊的體積：VA=V排=F浮水g=1.25N1103kg/m310N/kg=1.25104m3=125cm3；正方體合金塊 A 的邊長：aA=3VA=3125cm3=5cm；由（2）知正方體合金塊 A 的質(zhì)量為 0.45kg，m=Gg=4.5N10N/kg=0.45kg；正方體合金塊 A 的密度：=mVA=450g125cm3=3.6g/cm3=3.6103kg/m3。8. 【答案】(1) 1.0 (2) A(3) 無關(guān)(4) 能【解析】(1) 由表中數(shù)據(jù)可