2022年最新沪科版八年级物理第九章 浮力专项测评试卷(含答案详解)

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沪科版八年级物理第九章浮力专项测评
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。

第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、2020年5月,我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器(如图),搭乘“探索一号”科考船赴马里亚纳海沟,多次实现万米深度海底下潜探测,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。

潜水器自带配重,从科考船放下后快速下潜到万米深处,完成作业后抛掉配重,自主上浮。

下列说法错误的是(不考虑海水密度的变化)()
A.潜水器浸没在海水里下潜的过程中,受到海水压强逐渐增大
B.潜水器浸没在海水里下潜的过程中,所受浮力逐渐减小
C.潜水器抛掉配重上浮的过程中,所受浮力大于重力
D.潜水器静止于海面上时,所受浮力等于重力
2、在温度60℃时,一只盛有不饱和蔗糖水的水槽中放着一只乒乓球,乒乓球处于漂浮状态。

而后,温度降低到20℃,乒乓球仍处于漂浮状态。

其中一定没有发生变化的是()
A.乒乓所受到的浮力B.乒乓露出液面的体积
C.蔗糖的溶解度D.溶液质量分数
3、如图所示、装有水的容器静止放在水平桌面上。

正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,水对物体M竖直向下的压力1F,竖直向上的压力为2F。

则下列说法中正确的是()
A.1F大于2F
B.1F与2F的合力方向竖直向下
C.1F与2F合力大小等于物体M受到的重力大小
D.物体M受到水的作用力的合力大小等于零
4、下列应用与原理对应不正确的是()
A.锅炉水位计——连通器原理
B.轮船——物体漂浮条件
C.塑料吸盘——大气压的存在
D.船闸——流速与压强的关系
5、将铁块B压在木块A上,A有部分露出水面(如图甲),将B取出吊在A下(不计细线的质量和体积),A仍有部分露出水面(如图乙)。

则两种情况下,容器内水面高度()
A.甲图中水面高B.乙图中水面高
C.两图中水面一样高D.无法确定
6、下列实例中,属于利用连通器原理工作的是()
A.吸尘器B.茶壶C.密度计D.针筒
7、取一个金属碗置于水槽中,它可以漂浮在水面上,在水量不变的情况下,将此金属碗浸没入同一水槽中,它会沉入水底,比较上述两种情况,则下列说法中正确的是()
A.金属碗沉底时排开水的体积比它漂浮时排开水的体积大
B.金属碗沉底后比漂浮时所受的重力变大了
C.与漂浮时相比,金属碗沉底时容器底部受到水的压强变小了
D.金属碗沉底时受到的浮力等于它的重力
8、下列选项中,利用大气压强工作的是()
A.茶壶B.轮船C.吸盘D.船闸
9、将重力为5N的物体放在盛满液体的杯子里,最后溢出液体重力为4N,则可判断()
A.物体将沉入杯底
B.物体将浮在液面上
C.物体将悬浮在液体中
D.无法确定物体的沉浮
10、某同学在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成一个简易密度计(未标刻度),先后将该密度计分别放入甲、乙两种液体中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L1和L2表示(如图所示),在两种液体中受到的浮力分别为F1和F2,两种液体的密度分别为ρ1和ρ2,则下列判断正确的是()
A.F1<F2B.F1=F2C.ρ1>ρ2D.ρ1=ρ2
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题2分,共计10分)
1、一体积为80cm3的物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有76g水溢出,则此物块在水中的状态是______(填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),且此物体的密度为______kg/m3;若将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,则此物块在酒精中的状态是______(填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),静止后会有______g酒精溢出,已知酒精的密度是0.8×103kg/m3。

2、用所学科学知识回答下列问题:
如图可以模拟潜水艇工作原理,潜水艇从水下的500米下潜到1000米过程中,所受浮力大小将
______(填“变大”、“变小”或“不变”)。

如果向外拉动甲图注射器的活塞,那么模拟潜水艇的试管将______(填“上浮”、“下沉”或“位置不变”)。

3、如图,圆柱形容器内装有一定量的水,重为5牛的正方体悬浮在水中,则正方体受到水的浮力为______牛,若此时正方体下表面受到水的压力为7牛,则其上表面受到水的压力为______牛。

现在容器内继续注入水,则该正方体所受浮力将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。

4、一个圆柱形薄壁容器底面积为20cm2,盛满水,有一个金属块浸没水中,溢出水的质量为100g,此时该金属块受到的浮力为 ________N,取出金属块后,容器底部受到的液体压强减小了
_________Pa。

5、图中用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越________,说明饮料罐受到的浮力越_________,这个实验现象告诉我们,浮力的大小跟物体排开液体的
________有关。

三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、底面积是80 cm2的容器中盛有30cm深的水,将一质量为540g的实心铝球投入水中,(ρ铝
=2.7g/cm3,g=10N/kg),如图所示,问:
(1)铝球的体积多大?
(2)铝球浸没在水中受到的浮力多大?
(3)投入铝球后,水对容器底的压强增加了多少?
2、衢州市郊的七里漂流是周末休闲旅游的好去处。

它利用水对木筏的浮力来达到载人的目的。

若有一根体积是3
0.02m。

求:
0.05m的木头放入水中,露出水面的体积是3
(1)该木头受到水的浮力;
(2)该木头的密度;
(3)若将这样的木头12根捆在一起做成木筏来载游客,最多能载几位?(设游客的平均体重为600牛)
3、如图所示容器放在桌面上,下半部分是边长为0.3m的正方体,上半部分是边长为0.2m的正方体,容器的质量为3.5kg,容器内盛满密度是0.8×103kg/m3的液体,求:
(1)液体对容器底部的压强和压力;
(2)容器对桌面的压力和压强。

4、如图所示,建造港珠澳海底隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子、然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。

当密封沉管灌水下沉到海底后,将其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出、此时空心密封沉管不会再上浮、海底隧道就建成了。

设某一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、
10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3、g取10N/kg),求:
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F浮;
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水至少为多少千克?
5、如图所示,将一个体积为33
-重6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底
1.010m
部,当容器中倒入足够的水使木球被浸没时,(g=10N/kg)求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积多大?
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、在探究有关浮力的实验中:
(1)小明做了这样一个小实验:在水桶中装多半桶水,用手把盖好盖子的空饮料瓶按入水中,体会饮料瓶所受浮力及其变化,同时观察水面高度的变化。

依据这个小实验,对“浮力的大小与什么因素有关?”这一问题,你做出的猜想是_______。

(2)为验证阿基米德原理,实验需要比较的物理量是_______和_______。

(3)如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图,通过图中_________两个步骤可以测出浮力(选填代号即可);排开水的重力的大小是______N。

(4)小明同学利用上面实验中的器材和木块,进一步探究漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。

但实验过程中有一个步骤与下图不同,这个步骤是_____(选填代号即可)。

(5)为了更全面地总结出浮力大小的规律——阿基米德原理,避免偶然性,他们还必须换用几种不同的________进行实验。

(6)为了保证实验数据的可靠性,请你就该实验中容易出现的问题提出一条建议:______。

2、某小组同学用如图所示装置,研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数F和水对容器底部压力变化量ΔF水的变化情况。

他们使圆柱体在水中缓慢下降,将水面到圆柱体下表面的距离h、弹簧测力计的示数F、经计算得到的水对容器底部压力变化量ΔF水记录在下表中。

(1)分析比较实验序号1、2、3与4数据中F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:圆柱体在浸入水的过程中,________;
(2)分析比较实验序号1、2、3与4数据中ΔF水和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:圆柱体在浸入水的过程中,________;
(3)实验中圆柱体重力为________牛,高度为________米。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A.潜水器浸没在海水里下潜的过程中,深度h增加,不考虑海水密度的变化,根据p=ρgh可知,
潜水器受到海水压强逐渐增大,故A 正确,不符合题意;
B .潜水器浸没在海水里下潜的过程中,排开海水的体积不变,不考虑海水密度的变化,根据F 浮=ρ海水gV 排可知,潜水器所受浮力不变,故B 错误,符合题意;
C .由浮沉条件可知,潜水器抛掉配重上浮的过程中,所受浮力大于重力,故C 正确,不符合题意;
D .潜水器静止于海面上时,处于漂浮状态,则所受浮力等于重力,故D 正确,不符合题意。

故选B 。

2、A
【详解】
A .不饱和蔗糖水温度降低前后,乒乓球始终漂浮,其重力不变,所受浮力一定不变,故A 符合题意;
B .不饱和蔗糖水温度降低前后,若密度发生变化,根据F 浮=ρgV 排可知,其排开蔗糖水的体积一定发生变化,露出液面的体积也一定发生变化,故B 不符合题意;
C .温度越低,蔗糖的溶解度越小,所以蔗糖的溶解度一定发生变化,故C 不符合题意;
D .温度降低后,不饱和蔗糖水有可能变为饱和蔗糖水,其溶液质量分数一定发生变化,故D 不符合题意。

故选A 。

3、C
【详解】
A .由题意可知,物体M 上表面的深度小于下表面的深度,由p gh ρ=可知,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,由F pS =可知,水对物体M 竖直向下的压力为F 1小于竖直向上的压力为F 2,故A 错误;
B .21F F > ,2F 竖直向上,F 1竖直向下,F 1与F 2的合力方向竖直向上,故B 错误;
C .物体受到了重力、上表面的压力和下表面的压力,在这三个力的作用下处于平衡状态,F 1与F 2的合力大小等于物体受到的重力的大小,合力F 与重力G 的方向相反,故C 正确;
D.物体M侧面受到水的作用力的合力大小等于零,上下表面受到水的合力就是物体受到的浮力,大小不为零,故D错误。

故选C。

4、D
【详解】
A.锅炉水位计与锅炉上端开口,下端连通,构成了连通器,根据连通器原理,同种液体不流动各液面相平,所以锅炉水位计利用的是连通器原理,故A正确,A不符合题意;
B.轮船在水中处于漂浮状态,轮船受到的浮力等于自身的重力,故B正确,B不符合题意;
C.塑料吸盘挂重物,使用前先把空气排空,是利用了大气压来工作的,说明大气压的存在,故C正确,C不符合题意;
D.船闸利用的是连通器原理,与流体压强和流速的关系无关,故D错误,D符合题意。

故选D。

5、C
【详解】
把物体A和B看做一个整体,两种情况都是处于漂浮状态,浮力等于A和B的总重,所以两种情况下受到的浮力相等。

在同种液体中ρ液相同,根据F浮=ρ液V排g可知:排开水的体积相等,所以容器内水面保持不变,故ABD不符合题意,C符合题意。

故选C。

6、B
【详解】
A.吸尘器是利用流体压强与流速的原理工作的,无论结构还是原理都不符合连通器,故A不符合题意;
B.茶壶的壶身和壶嘴组成了连通器,故B符合题意;
C.密度计是根据漂浮时浮力等于重力的原理制成的,不符合连通器的特点,故C不符合题意;
D.针筒吸药液时利用了大气压的作用,注射时利用外界压力,不符合连通器的特点,故D不符合题意。

故选B。

7、C
【详解】
B.题目中说的两种情况下,金属碗的质量不变,所以两种情况下的重力是相等的,故B错误;
ACD.金属碗漂浮在水面上时,浮力等于重力,沉入水底时,浮力小于重力,所以沉底时的浮力小于漂浮时的浮力,即沉底时浮力减小,根据
F浮=ρ液gV排
知排开水的体积减少,液面降低,根据
p=ρgh
可知金属碗沉底时容器底部受到水的压强变小了,故C正确,AD错误。

故选C。

8、C
【详解】
A.茶壶是利用连通器的原理工作的,故A不符合题意;
B.轮船利用漂浮时浮力等于重力的原理工作的,故B不符合题意;
C.吸盘是排出内部空气后,利用大气压把吸盘压在光滑的物体表面工作的,故C符合题意;
D.船闸是利用连通器的原理工作的,故D不符合题意。

故选C。

9、A
【详解】
将重力为5N的物体放在盛满液体的杯子里,最后溢出液体重力为4N,根据阿基米德原理可知,物体
所受浮力
4N 5N F G 浮排==<
即物体所受浮力小于重力,故物体将沉入杯底。

故选A 。

10、B 【详解】
密度计依据漂浮时浮力等于重力的原理工作,如图密度计两次漂浮在液面上,浮力都等于自重,所以两次受到的浮力相等,即F 1=F 2。

由图可知,甲液体中的密度计排开液体的体积大于甲液体中的密度计排开液体的体积,即12V V >排排。

根据=F V g ρ浮液排可知,两个密度计受的浮力相同,12V V >排排 ,则12ρρ<,故ACD 不符合题意,B 符合题意。

故选B 。

二、填空题
1、漂浮 0.95×103 沉底 64 【详解】
[1]假设此物块浸没于水中,则V 排=V 物,物块受到的浮力
F 浮=ρ水V 排g =1.0×103kg/m 3×80×10-6×10N/kg=0.8N
物块放入水中实际受到的浮力
F 浮′=m 排g =76×10-3kg ×10N/kg=0.76N <0.8N
因此,物体没有完全浸没,处于漂浮状态。

[2]物快漂浮时,它的重力等于受到的浮力,即
G =F 浮′=0.76N
根据密度公式可知,物块的质量为
076N 0076kg=76g 10N/kg
..G m g =
== 已知物块的体积为80cm 3,则物块的密度为
333376g 095g/cm 09510kg/m 80cm
..m V =
===⨯物
物 [3]因为物体的密度大于酒精的密度,所以物体在酒精中会沉底。

[4]由m
V
ρ=
可知,物体静止时排开酒精的质量 m 酒精=ρ酒精V 物=0.8×103kg/m 3×80×10﹣6m 3=64×10﹣3kg =64g
2、不变 下沉 【详解】
[1]潜水艇从水下的500米下潜到1000米过程中,由F gV ρ=浮液排可知,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,水的密度也不变,故而潜水艇受到水的浮力不变。

[2]当向外拉动甲图注射器的活塞,注射器内的气压减小,吸进一部分气体,试管内部压强变小,将水吸进来,潜水艇自重G 增大,又浮力不变,所以F G <浮,潜水艇下沉。

3、5 2 不变 【详解】
[1]由图知木块在水中处于悬浮状态,浮力等于重力,即
5N F G 浮==
[2]根据浮力产生的原因可知,木块受到的浮力为
7N 5N 2N F F F 上表面下表面浮=-=-=
[3]若在容器内继续注入水,木块还处于悬浮,受到的浮力不变,还是5N 。

4、1 500
[1]圆柱形容器中盛满水,放入金属块浸没时,金属块排开水的重力等于溢出水的重力,大小为
310010kg 10N/kg=1N G G m g ===⨯⨯﹣溢溢排
由阿基米德原理可知,金属块受到的浮力为
1N F G ==浮排
故金属块受到的浮力1N 。

[2]由力的相互作用可知,在圆柱形容器中,液体对容器底的压力减小量等于金属块的浮力减小量,取出金属块后,金属块受到的浮力为0N ,即浮力减小了1N ,则液体对容器底的压力减小量为
1N F F ∆=∆=浮
液体对容器底的压强的减小量为
-42
1N
==500Pa 2010m F p S ∆=
⨯ 故液体对容器底的压强的减小量为500Pa 。

5、大 大 体积 【详解】
[1] [2]把瓶子压入水中,瓶子受到的力有竖直向下的重力、向下的压力和向上的浮力。

如果某一时刻当作平衡状态来分析,则有F G F =+浮压,而瓶子的重力是一定的,当我们把瓶子向下压入水中体积越大,需要对瓶子施加向下的压力也越大,故根据力的平衡关系F G F =+浮压,则瓶子受到的浮力也越大。

[3]根据实验的过程当我们把瓶子向下压入水中体积越大,浮力也越大,可知浮力增大的原因是因为瓶子浸入水的体积增大了,故浮力增大的原因是排开液体的体积增加了。

三、计算题
1、(1)2×10-4m 3;(2)2N ;(3)250Pa
解:(1)铝球的体积
3540g =
2.7g/cm
m V ρ=

=200cm 3=2×10-4m 3
(2)因铝球浸没在水中,所以
V 排=V =200cm 3
所以铝球浸没在水中受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=1×103kg/m 3×10N/kg×2×10-4m 3=2N
(3)容器中液面升高的高度为
43
42
210m 0.025m 8010m V h S --⨯∆===⨯
容器底增加压强
Δp =ρ水g Δh =1×103kg/m 3×10N/kg×0.025m=250Pa
答:(1)铝球的体积是2×10-4m 3; (2)铝球浸没在水中受到的浮力是2N ;
(3)投入铝球后,水对容器底的压强增加了250Pa 。

2、(1)300N ;(2)330.610kg/m ⨯;(3)4位 【详解】
(1)由题知,这根木头排开水的体积(浸在水中的体积)为
3330.05m 0.02m 0.03m V V V =-=-=露排
这根木头受到的浮力为
333110kg/m 10N/kg 0.03m 300N F gV ρ==⨯⨯⨯=浮水排
(2)木头漂浮在水面上,则木头受到的重力为
300N G F ==浮
根据G mg =可得,这根木头的质量为
300N 30kg 10N/kg
G m g =
== 木头的密度为
33330kg 0.610kg/m 0.05m
m V ρ=
==⨯ (3)12根竹子捆在一起做成竹筏,则竹筏的总重为
1212300N=3600N G G ==⨯筏
竹筏完全浸没在水中时受到的浮力为
333'110kg/m 10N/kg 120.05m 6000N F gV gV ρρ===⨯⨯⨯⨯=浮水水总排
设此竹筏的最大载重量为,则由漂浮条件可得为
'F G G =+浮载筏
所以最大的载重为
'6000N 3600N 2400N G F G =-=-=载浮筏
则最多能载的人数为
2400N
4600N
G n G =
==载人 即最多能载4位。

答:(1)该木头受到水的浮力为300N ; (2)该木头的密度为330.610kg/m ⨯;
(3)若将这样的竹子12根捆在一起做成竹筏来载游客,最多能载4位。

3、(1)4000Pa ;360N ;(2)315N ;3500Pa 【详解】
解:(1)容器底受到的液体的压强
330.810kg/m 10N/kg (0.3m+0.2m)=4000Pa p gh ρ==⨯⨯⨯
容器底面积为
20.3m 0.3m=0.09m S =⨯
容器底受到的液体的压力
32410Pa 0.09m =360N F pS ==⨯⨯
(2)液体体积为
33-2312(0.2m)+(0.3m)=3.510m V V V =+=⨯
液体重力为
3-230.810kg 10N/kg 3.510m =280N G m g V g ρ===⨯⨯⨯⨯液液液液
容器重力为
3.5kg 10N/kg=35N G m g ==⨯容器容器
桌面受到的压力为
280N+35N=315N F G G '=+=液容器
桌面受到的压强为
2
315N
=3500Pa 0.09m F p S ''
==
答:(1)液体对容器底部的压强和压力分别为4000Pa 、360N ; (2)容器对桌面的压力和压强分别为315N 、3500Pa 。

4、(1)6×108;(2)3×106kg 【详解】
解:(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力
F 浮=
G =mg =6×107kg×10N/kg=6×108N
(2)沉管刚好浸没海水中时,排开海水的体积
V 排=V =180m×35m×10m=63000m 3
受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×63000m 3=6.3×108N
沉管恰好悬浮时,沉管内注入海水的质量最小,由
F 浮=
G 总=G 管+G 水
可得,注入海水的重力
G 水=F 浮﹣G 管=6.3×108N ﹣6×108N =3×107N
注入海水的质量
m 水=7310N
10N/kg
G g ⨯=水
=3×106kg 答:(1)在灌水前受到的浮力F 浮为6×108; (2)注入的海水至少为3×106kg 。

5、(1)10N ;(2)4N ;(3)330.410m ⨯- 【详解】
解:(1)木球浸没在水中受到的浮力为
3333110kg/m 10N/kg 1.010m 10N F gV ρ⨯⨯⨯⨯-浮水排===
(2)细线对木球的拉力为
10N 6N 4N F F G 浮=-=-=
(3)木球静止时,根据二力平衡条件可得
==G F gV ρ''浮水排
所以木球排开水的体积为
3333
60.610m 110kg/m 10N/kg
G
N
V g
ρ-'=
=
=⨯⨯⨯排水 故木球露出水面的体积为
33
3333==1.010m 0.610m =0.410m V V V ---'⨯⨯⨯露排-﹣
答:(1)木球浸没在水中受到的浮力为10N ; (2)细线对木球的拉力为4N ;
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积为330.410m ⨯-。

四、实验探究
1、浮力的大小与物体排开液体的体积有关 浮力 排开水的重力 甲和丙 0.8 丙 液体 见解析 【详解】
(1)[1]用手把空的饮料罐按入水中,手就会感受到竖直向上的浮力,越往下按,浮力越大;空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积比较大;由此得出猜想:浮力的大小与物体排开液体的体积有关。

(2)[2][3]要验证阿基米德原理就要测量物体受到的浮力和物体排开液体的重力,比较物体受到的浮力和排开液体的重力的关系。

(3)[4]先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,根据甲丙两个步骤就可以测出浮力。

[5]由乙和丁得到物体排开水的重力的大小
G 排=G 总-G 杯=1.8N-1.0N=0.8N
(4)[6]木块漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,测量漂浮的木块受到的浮力时,不需要用弹簧测力计提着木块,“探究漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”的实验步骤与图丙不同。

(5)[7]为了保证数据的可靠性与结论的普遍性,我们应该换用不同种类的液体进行实验,从而得出更有说服力的结论。

(6)[8]从实验操作的不同环节,可提出如下建议:使用弹簧测力计前来回拉动其挂钩保证其顺畅;每次测量都要保持弹簧测力计在竖直方向;溢水杯内的水要加到和溢水口相平的位置等。

2、h越大,F越小ΔF水与h成正比 8.0/8 0.45
【详解】
(1)[1]分析比较实验序号1、2、3与4数据中F和h的关系可以看出,圆柱体浸入液体中的深度小于圆柱体的高,即圆柱体没有全部浸入以前,测力计示数F随圆柱体下表面到液面的距离h的增大而减小。

(2)[2]在1、2、3、4数据中ΔF与h的数据可得
ΔF h =
1.2N
0.1m
=
2.4N
0.2m
=
3.6N
0.3m
=
4.8N
0.4m
=12N/m
则在圆柱体浸入水的过程中,ΔF与h的比值是一个定值,即ΔF与h成正比。

(3)[3]由于容器里的水在圆柱体下降的过程中没有溢出,则圆柱体受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gS柱h
水对容器底部压力的变化量
ΔF水=ΔpS容=ρ水gΔh水S容
由S柱h=S容Δh水,则F浮=ΔF水;由实验1中的数据可知
F浮1=ΔF水1=1.2N
则圆柱体重力
G=F浮1+F1=1.2N+6.8N=8.0N
[4]由公式
ΔF 水=F 浮=ρ水gV 排=ρ水gS 柱h
可得:当圆柱体未浸没时,ΔF 水与h 成正比;当圆柱体浸没后,h 不变,ΔF 水也不变。

从表格数据中可以看出,实验1、2、3、4数据中ΔF 与h 的比值均为12N/m ,实验5数据中ΔF 与h 的比值为10.8N/m ,与前四次的比值不同,说明第5次实验时圆柱体在水中已浸没,则由第一次实验数据得
F 浮1=ΔF 水1=ρ水gV 排=ρ水gS 柱h
解得圆柱体的底面积
S 柱=1ΔF gh ρ水水= 331.2N 110/m 10N /0.1m kg kg ⨯⨯⨯=1.2×10-3m 3 由第5次实验数据得
F 浮5=ΔF 水5=ρ水gS 柱h 柱 则圆柱体的高度为
h 柱=5ΔF gS ρ水水柱=33335.4N 110/m 10N / 1.210m kg kg -⨯⨯⨯⨯=0.45m。

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