2026年能力素养与学力提升八年级物理下册苏科版第159页答案
17. 如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中. 图乙是钢绳拉力 $F$ 随时间 $t$ 变化的图像. 若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为($g$ 取 $10\ \mathrm{N/kg}$) (
A
)

A.$2.8 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
B.$2.3 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
C.$0.6 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
D.$3.2 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$

答案

A

解析

【分析】
首先分析图像的三个阶段:0~t₁石料未浸入水中,拉力等于重力;t₁~t₂石料逐渐浸入,拉力因浮力减小;t₂~t₃石料完全浸没,拉力恒定。解题思路为:先从图像获取重力,算出石料质量;再根据完全浸没时的拉力,用称重法求浮力;利用阿基米德原理求出石料体积,完全浸没时V=V排;最后用密度公式计算石料密度。
【解析】
1. 计算石料的重力与质量
由图乙可知,0~t₁内石料未浸入水中,钢绳拉力等于石料重力,即 $G = F_1 = 1400\ \mathrm{N}$。
根据 $G=mg$,可得石料的质量:
$m = \frac{G}{g} = \frac{1400\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}} = 140\ \mathrm{kg}$。
2. 计算石料完全浸没时受到的浮力
t₂~t₃内石料完全浸没在水中,此时钢绳拉力 $F_2 = 900\ \mathrm{N}$,根据称重法测浮力:
$F_{\mathrm{浮}} = G - F_2 = 1400\ \mathrm{N} - 900\ \mathrm{N} = 500\ \mathrm{N}$。
3. 计算石料的体积
石料完全浸没时,排开水的体积等于石料的体积,即 $V = V_{\mathrm{排}}$。
由阿基米德原理 $F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$,可得:
$V = V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g} = \frac{500\ \mathrm{N}}{1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}} = 5 × 10^{-2}\ \mathrm{m}^3$。
4. 计算石料的密度
根据密度公式 $\rho = \frac{m}{V}$,代入数据得:
$\rho = \frac{140\ \mathrm{kg}}{5 × 10^{-2}\ \mathrm{m}^3} = 2.8 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
A
【知识点】
称重法测浮力;阿基米德原理;密度计算
【点评】
本题是浮力与密度的综合计算题,关键在于从拉力随时间变化的图像中提取不同阶段的受力信息,结合称重法、阿基米德原理和密度公式进行推导计算,对学生的图像分析能力和公式综合运用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
18. 如图所示,物理小组同学利用体积为 $170\ \mathrm{cm}^3$ 的潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积),探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法不正确的是($\rho_{水} = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$ 取 $10\ \mathrm{N/kg}$) (
C
)

A.模型浸没在水中受到的浮力为 $1.7\ \mathrm{N}$
B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
C.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自身重力实现的

答案

C

解析

【分析】
要解决这道题,需结合阿基米德原理、物体浮沉条件和潜水艇的工作原理逐一分析选项:
1. 对于A选项,利用阿基米德原理,结合模型浸没时排开水的体积等于模型体积,计算浮力大小;
2. 对于B选项,根据阿基米德原理,判断浸没后下沉过程中排开水的体积和水的密度是否变化,进而确定浮力变化;
3. 对于C选项,根据浮沉条件,上浮需要浮力大于重力,因此需分析改变自身重力的正确操作;
4. 对于D选项,回忆潜水艇的工作原理,判断其浮沉的实现方式。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:模型浸没在水中时,排开水的体积等于模型体积,即$V_{排}=V=170\ \mathrm{cm}^3=1.7×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$。
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,代入数据得:
$F_{浮}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1.7×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=1.7\ \mathrm{N}$,故A正确。
B选项:模型浸没后继续下沉的过程中,排开水的体积$V_{排}$不变,水的密度$\rho_{水}$不变,由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可知,受到的浮力大小不变,故B正确。
C选项:若要让悬浮的模型上浮,需使模型受到的浮力大于自身重力,因此应排出模型内的水,减小自身重力;若进水会增大模型的自身重力,使模型下沉,故C错误。
D选项:潜水艇通过进水或排水改变自身重力,从而实现上浮或下沉,故D正确。
综上,不正确的选项是C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、潜水艇工作原理
【点评】
本题考查潜水艇的浮沉相关知识,需结合阿基米德原理和物体浮沉条件分析各选项,明确潜水艇是通过改变自身重力实现浮沉的,上浮时需减小自身重力,下沉时需增大自身重力,是对基础知识点的综合考查。
【难度系数】
0.7
19. 如图所示,将新鲜度不同的甲、乙两枚鸡蛋放入水中,静止时甲沉底,下列说法正确的是 (
B
)


A.若甲、乙体积相等,则甲受到的浮力小
B.若甲、乙质量相等,则甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大

答案

B

解析

【分析】
首先明确甲沉底、乙漂浮的浮沉状态,结合阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} $和物体浮沉条件,对每个选项逐一分析:
1. 分析选项A:当甲、乙体积相等时,甲排开液体的体积等于自身体积,乙排开液体的体积小于自身体积,根据阿基米德原理,在液体密度相同时,排开液体体积越大,浮力越大,因此甲的浮力更大,A错误。
2. 分析选项B:当甲、乙质量相等时,二者重力相等;甲沉底,浮力小于重力,乙漂浮,浮力等于重力,因此甲受到的浮力小于乙的浮力,B正确。
3. 分析选项C:向杯中加盐水后,液体密度变大,乙仍处于漂浮状态,漂浮时浮力等于重力,乙的重力不变,所以浮力不变,C错误。
4. 分析选项D:向杯中加酒精后,液体密度变小,乙要么仍漂浮(浮力等于重力,不变),要么沉底(浮力小于重力,变小),浮力不会变大,D错误。
【解析】
根据物体浮沉条件和阿基米德原理,对各选项分析如下:
A选项:若甲、乙体积相等,甲沉底则$ V_{排甲}=V_{甲} $,乙漂浮则$ V_{排乙}<V_{乙} $,因$ V_{甲}=V_{乙} $,故$ V_{排甲}>V_{排乙} $。由阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} $,液体密度$ \rho_{液} $相同,可得$ F_{浮甲}>F_{浮乙} $,A错误。
B选项:若甲、乙质量相等,则$ G_{甲}=G_{乙}=mg $。根据浮沉条件,甲沉底时$ F_{浮甲}<G_{甲} $,乙漂浮时$ F_{浮乙}=G_{乙} $,因此$ F_{浮甲}<F_{浮乙} $,即甲受到的浮力小,B正确。
C选项:向杯中加盐水后,液体密度增大,乙始终漂浮(乙的密度小于盐水密度,加盐后盐水密度更大,乙仍漂浮),漂浮时浮力等于自身重力,乙的重力不变,故乙受到的浮力不变,C错误。
D选项:向杯中加酒精后,液体密度减小:若乙仍漂浮,浮力等于重力,大小不变;若乙沉底,浮力小于重力,浮力变小。因此乙受到的浮力不会变大,D错误。
【答案】
B
【知识点】
物体的浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力的综合应用,需熟练结合物体浮沉条件与阿基米德原理分析不同情况下的浮力变化,解题关键是明确物体浮沉状态与浮力、重力的关系,以及排开液体体积、液体密度对浮力的影响。
【难度系数】
0.6
20. 如图所示,两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种体积相同的不同液体,将同一小球分别浸没在两容器中,静止时细线对小球均有拉力且拉力相等. 下列说法正确的是 (
D
)


A.甲液体密度大于乙液体密度
B.小球在甲液体中所受浮力等于在乙液体中所受浮力
C.放入小球后左边容器对桌面的压力大于右边容器对桌面的压力
D.剪断乙中的细线,液面静止后容器底部受到液体的压强变小

答案

D

解析

【分析】
首先对小球进行受力分析,结合拉力相等的条件,利用受力平衡比较浮力大小;再根据阿基米德原理比较液体密度;接着分析容器对桌面的压力,需考虑液体重力、容器重力、小球的受力情况对整体的影响;最后分析剪断乙中细线后液面变化,结合液体压强公式判断容器底部压强变化。
1. 对小球受力分析:甲中,小球受重力$G$、向上的浮力$F_{\mathrm{浮甲}}$、向上的拉力$F_{\mathrm{拉}}$,平衡时$G = F_{\mathrm{浮甲}} + F_{\mathrm{拉}}$,即$F_{\mathrm{浮甲}} = G - F_{\mathrm{拉}}$;乙中,小球受重力$G$、向上的浮力$F_{\mathrm{浮乙}}$、向下的拉力$F_{\mathrm{拉}}$,平衡时$F_{\mathrm{浮乙}} = G + F_{\mathrm{拉}}$,因此$F_{\mathrm{浮甲}} < F_{\mathrm{浮乙}}$,判断B错误。
2. 由阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$,小球浸没$V_{\mathrm{排}}$相同,浮力越大液体密度越大,故$\rho_{\mathrm{甲}} < \rho_{\mathrm{乙}}$,判断A错误。
3. 容器对桌面的压力:甲容器的压力为容器重力+甲液体重力+小球对液体的压力(等于$F_{\mathrm{浮甲}}$),即$F_{\mathrm{甲压}} = G_{\mathrm{容}} + G_{\mathrm{液甲}} + F_{\mathrm{浮甲}} = G_{\mathrm{容}} + \rho_{\mathrm{甲}}gV_{\mathrm{液}} + G - F_{\mathrm{拉}}$;乙容器的压力为容器重力+乙液体重力+小球重力,即$F_{\mathrm{乙压}} = G_{\mathrm{容}} + G_{\mathrm{液乙}} + G = G_{\mathrm{容}} + \rho_{\mathrm{乙}}gV_{\mathrm{液}} + G$。因$\rho_{\mathrm{乙}} > \rho_{\mathrm{甲}}$且$F_{\mathrm{拉}} > 0$,故$F_{\mathrm{甲压}} < F_{\mathrm{乙压}}$,判断C错误。
4. 剪断乙中细线,小球上浮最终漂浮,排开液体的体积减小,液面下降,根据$p = \rho gh$,$\rho_{\mathrm{乙}}$不变,$h$减小,容器底部受到液体的压强变小,判断D正确。
【解析】
对小球进行受力分析:
甲容器中:小球受重力$ G $、向上的浮力$ F_{\mathrm{浮甲}} $、向上的拉力$ F_{\mathrm{拉}} $,根据受力平衡:
$ G = F_{\mathrm{浮甲}} + F_{\mathrm{拉}} \implies F_{\mathrm{浮甲}} = G - F_{\mathrm{拉}} $
乙容器中:小球受重力$ G $、向上的浮力$ F_{\mathrm{浮乙}} $、向下的拉力$ F_{\mathrm{拉}} $,根据受力平衡:
$ F_{\mathrm{浮乙}} = G + F_{\mathrm{拉}} $
因此$ F_{\mathrm{浮甲}} < F_{\mathrm{浮乙}} $,故B选项错误。
根据阿基米德原理$ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}} $,小球浸没在液体中,$ V_{\mathrm{排}} = V_{\mathrm{球}} $相同,$ g $为定值,浮力越大,液体密度越大,因此$ \rho_{\mathrm{甲}} < \rho_{\mathrm{乙}} $,故A选项错误。
分析容器对桌面的压力:
甲容器对桌面的压力:$ F_{\mathrm{甲压}} = G_{\mathrm{容}} + G_{\mathrm{液甲}} + F_{\mathrm{浮甲}} = G_{\mathrm{容}} + \rho_{\mathrm{甲}}gV_{\mathrm{液}} + G - F_{\mathrm{拉}} $
乙容器对桌面的压力:$ F_{\mathrm{乙压}} = G_{\mathrm{容}} + G_{\mathrm{液乙}} + G = G_{\mathrm{容}} + \rho_{\mathrm{乙}}gV_{\mathrm{液}} + G $
因$ \rho_{\mathrm{乙}} > \rho_{\mathrm{甲}} $且$ F_{\mathrm{拉}} > 0 $,故$ F_{\mathrm{甲压}} < F_{\mathrm{乙压}} $,C选项错误。
剪断乙中的细线,小球上浮最终漂浮,排开液体的体积$ V_{\mathrm{排}} $减小,液面下降,液体深度$ h $变小。根据液体压强公式$ p = \rho_{\mathrm{液}}gh $,$ \rho_{\mathrm{乙}} $不变,$ h $减小,因此容器底部受到液体的压强变小,D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
受力平衡分析;阿基米德原理;液体压强公式
【点评】
本题综合考查浮力、压强的相关知识,需通过受力分析结合阿基米德原理比较浮力和液体密度,再结合力的相互作用、液体压强公式分析容器对桌面的压力和底部压强,对综合分析能力要求较高。
【难度系数】
0.6