专项素养综合全练(九)　利用压强和浮力测密度课件 2024~2025学年人教版（2024）八年级下册物理

专项素养综合全练(九)利用压强和浮力测密度1.(跨数学·图像分析)(2024河北三河期末)如图甲所示,通过

一根不可伸长的细线将质地均匀的实心长方体金属块悬挂

在弹簧测力计下方并浸没在水中,在细线的拉力作用下,金属

块开始沿竖直向上的方向做匀速直线运动;图乙是细线对金

属块的拉力F随时间t变化的图像,根据图像信息,下列判断正确的是(g取10N/kg)

()类型一称重法A.该金属块的重力为34NB.该金属块的体积是2000cm3C.该金属块的密度是3.4×103kg/m3D.在t1~t2内金属块受到的浮力逐渐增大答案

B解析金属块静止在空气中时,不受浮力的作用,受到的拉力

最大,此时所受拉力与自身重力大小相等,则该金属块的重力

为54N,故A错误;该金属块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F小=54N-34N=20N,此时金属块的体积与排开水的体积相等,

即V=V排=

=

=2×10-3m3=2000cm3,故B正确;该金属块的密度ρ=

=

=

=2.7×103kg/m3,故C错误;在t1~t2内金属块不断上升,排开水的体积逐渐减小,由阿基米德原理可知,其受到的浮力逐渐减小,故D错误。2.(2024黑龙江哈尔滨松北二模)(多选)如图所示,三个相同的

柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为5.0N的圆柱体

悬挂在弹簧测力计下方,依次放入这三个容器中。下列说法

错误的是(g取10N/kg)

()A.图①中圆柱体下表面受到水的压力等于2NB.图②中圆柱体所受的浮力等于3NC.图③中盐水的密度是1.1×103kg/m3D.圆柱体的体积是2.2×10-4m3

答案

BD解析对圆柱体进行受力分析,圆柱体浸没在液体中静止时

受力平衡,G=F浮+F拉,图①中,圆柱体刚好浸没时,上表面没有

受到水对其向下的压力,故圆柱体下表面所受的压力与其受

到的浮力大小相等,为F下=F浮1=G-F1=5.0N-3.0N=2N,故A正

确;图②中,物体所受的浮力大小为F浮2=G-F2=5.0N-3.0N=2N,故B错误;图②中,圆柱体的体积V=V排=

=

=2×10-4m3,故D错误;图③中,圆柱体所受的浮力为F浮3=G-F3=5.0N-2.8N=2.2N,则盐水的密度ρ盐水=

=

=1.1×103kg/m3,故C正确。类型二漂浮法3.(新中考·分析论证)(2024山东烟台中考)橡皮泥可以被捏成

各种形状,深受同学们喜欢。学习了力学知识后,小红利用家

中的量杯、茶壶和垫块,测出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥

的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不计),操作过程如

下:①如图,把茶壶的一侧垫起并装满水,将橡皮泥轻轻放入茶壶

中,用量杯接住溢出的水;②倒掉量杯中的水,从茶壶中取出橡皮泥,将量杯和橡皮泥擦

干;③把茶壶重新加满水,将橡皮泥捏成空心碗放入壶中,让其浮

在水面上,用量杯接住溢出的水。(1)操作①是为了获得橡皮泥的

,操作③是为了获

得橡皮泥的

;体积质量(2)假设操作①量杯中水的体积为V1,操作③量杯中水的体积

为V2,水的密度为ρ0,请写出橡皮泥密度的表达式ρ=

;(3)如果操作③中茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心

碗中,则橡皮泥密度的测量结果

(选填“变大”

“变小”或“不变”)。变大解析(1)操作①中橡皮泥沉底,溢出水的体积与橡皮泥的体

积相等;操作③中橡皮泥处于漂浮状态,受到的浮力与自身重

力大小相等,由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的

浮力与它排开液体的重力相等,因此操作③中通过计算量杯

中水的重力可以得到橡皮泥受到的重力,由G=mg可得橡皮

泥的质量。(2)操作③中橡皮泥所受的浮力F浮=G排=ρ0V2g,橡

皮泥所受的浮力与自身重力大小相等,所以橡皮泥的质量m=

=

=ρ0V2,橡皮泥的密度ρ=

。(3)茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,会使排开水的重力变大,橡皮泥

受到的浮力变大,测得的橡皮泥的质量变大,由ρ=

可知,密度的测量结果将变大。4.(2024辽宁大连中山期中)为了测量某石块(不吸水)的密度,

实验中学物理兴趣活动小组的同学利用一只小玻璃杯、一

个量筒和适量的水做了如下实验:(a)在量筒内倒入60cm3的

水;(b)将小玻璃杯开口向上漂浮在量筒内的水面上(如图1所

示),此时水面与84cm3刻度线相平;(c)将石块放入小玻璃杯

中,让小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上(如图2所示),此时水

面与100cm3刻度线相平;(d)取出小玻璃杯,将石块沉没在量

筒内的水中(如图3所示),此时水面与64cm3刻度线相平,g取10N/kg,求:

(1)小玻璃杯的质量;(2)石块的质量;(3)石块的密度。解析(1)小玻璃杯排开水的体积V排杯=84cm3-60cm3=24cm3;由于小玻璃杯漂浮在水面上,由漂浮条件可知,小玻璃杯受

到的浮力与重力大小相等,即F浮杯=G杯,ρ水gV排杯=m杯g,解得小玻

璃杯的质量m杯=ρ水V排杯=1g/cm3×24cm3=24g=0.024kg;(2)石

块放入小玻璃杯中后,小玻璃杯受到的浮力等于小玻璃杯和

石块的重力之和,小玻璃杯排开水的体积增加了ΔV=100cm3-84cm3=16cm3,小玻璃杯受到的浮力增加了ΔF浮杯=ρ水gΔV=0.16N,则石块的重力G石=ΔF浮杯=0.16N,石块的质量m石=

=

=0.016kg;(3)石块的体积V石=64cm3-60cm3=4cm3=4×10-6m3;石块的密度ρ石=

=

=4×103kg/m3。类型三双漂法5.(新课标·科学推理)(2024江苏无锡中考)制作简易的密度

计,器材有:长度为20cm的吸管一根及铁屑、石蜡、小瓶、

记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为

10g,能竖直漂浮在液体中。①当将它放入密度为1.0g/cm3的水中时,浸入的深度为H。

若放入密度为0.8g/cm3的酒精中,密度计所受的浮力大小为

N,浸入的深度为

H。②将它放入密度为0.8~1.2g/cm3的不同液体中,浸入的深度h

与液体密度ρ液之间的关系应符合图乙中

(选填

“a”“b”或“c”)。③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间0.11.25a的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是

。(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为

cm3。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为

cm2,盐水的密度为

g/cm3(保留2位小数)。在管内适当增加铁屑使密度计重力增大3011.07解析(1)①密度计在水中处于漂浮状态时,受到的浮力与自身重力大小相等,即F浮水=G密度计=mg=1.0×10-2kg×10N/kg=0.1N,密度计在酒精中处于漂浮状态时,受到的浮力也与自身重力大小相等,即F浮酒精=G密度计=0.1N,则F浮水=F浮酒精,所以有ρ水gSH=ρ酒精gSH

',可得H

'=

=

×H=1.25H;②密度计在液体中处于漂浮状态时,G密度计=F浮=ρ液gSh,可得h=

,当密度计的重力、横截面积一定时,密度计浸入液体的深度h与液体的密度ρ液成反比,故a符合题意;③由②可知,H=

,H

'=

,则两条刻度线间的距离为Δh=H

'-H=

,则可以通过增大密度计所受的重力(向吸管内增加铁屑)来使两条刻度线间的距离大一些。(2)当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,则受到的浮力F浮'=G物=m密度计g,由阿基米德原理可知,F浮'=ρ水gV排,则有m密度计g=ρ水gV排,故密度计排开水的体积V排=

=

=30cm3;当密度计的质量为27g时,排开水的体积为V排'=

=

=27cm3,此时水面刻度比M低3cm,由此可知吸管的横截面积S=

=1cm2;当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,由此可知排开盐水的体积V排盐水=30cm3-2cm×1cm2=28cm3,当密度计在盐水中漂浮时,m密度计g=ρ盐水gV排盐水,则盐水的密度为ρ盐水=

=

≈1.07g/cm3。易错警示在用密度计测量液体密度时,经常会误认为密度

计浸入待测液体中的深度越小,受到的浮力越小。但实际上

密度计在不同液体中均处于漂浮状态,所受的浮力始终与密

度计自身重力大小相等,因而排开液体的重力也始终相等。类型四原理法6.(2024重庆渝北期末节选)小亮利用电子秤和一实心圆柱体

(圆柱体密度为4g/cm3)测量某豆奶的密度,实验步骤如图所

示。①将电子秤放在水平桌面上,放上装有适量豆奶的杯子,示数

如图甲所示;②把圆柱体用细线绑好,缓慢放入装有豆奶的杯子中,示数如图乙所示;③用手提起细线,让圆柱体离开杯子底部,继续浸没在豆奶

中,示数如图丙所示。经测量,杯子的外底面积为100cm2,则对比丙图与乙图,杯子

对电子秤的压强变化了

Pa,经过计算,该豆奶的密

度为

g/cm3。若在步骤③中,圆柱体接触到了杯子底部且有挤压,其余操作完全正确,则所测豆奶的密度值

(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(g取10N/kg)

34.21.15偏大解析静置在水平面上的物体对水平面的压力与自身重力

大小相等,对比丙图与乙图,杯子对电子秤的压力变化量ΔF1=

Δmg=(448.0-413.8)×10-3kg×10N/kg=0.342N,由