2026年学习质量监测八年级物理下册人教版第97页答案
5. (2025,河西区结课)如图10-3-23所示,两物块A、B以不同方式组合,分别静止在密度为$\rho_{甲}$、$\rho_{乙}$的甲、乙两种液体中,由此可判断$\rho_{甲}\_\_\_\_\_\_\rho_{乙}$;若物块A在甲、乙液体中受到的浮力分别为$F_{浮1}$和$F_{浮2}$,则$F_{浮1}\_\_\_\_\_\_F_{浮2}$。(均选填“>”“<”或“=”)

答案

5.< < [解析]由于A、B两物体两次静止时处于漂浮和悬浮状态,所以受到的浮力大小都等于物体受到的重力,物体A、B排开液体的体积$V_{甲排}>V_{乙排}$,则$\rho_{甲}<\rho_{乙}$;在甲液体中,$F_{浮1}+F_{浮B}=G_{A}+G_{B}$,在乙液体中,$F_{浮2}=G_{A}+G_{B}$,则$F_{浮1}<F_{浮2}$。

解析

【分析】
首先,利用物体浮沉条件分析整体浮力:A、B两次静止时分别处于漂浮和悬浮状态,根据漂浮、悬浮的条件,两次整体受到的浮力都等于A、B的总重力,即总浮力相等。接着根据阿基米德原理,总浮力相等时,液体密度与排开液体的体积成反比,由图可知甲中排开液体的体积更大,因此甲液体密度更小。然后分析物块A的浮力:甲中A的浮力加上B的浮力等于总重力,乙中A的浮力直接等于总重力,所以甲中A的浮力更小。
【解析】
1. 比较液体密度:
A、B两物体两次静止时,分别处于漂浮和悬浮状态,根据物体浮沉条件,漂浮和悬浮时浮力等于自身总重力,因此两次整体受到的浮力相等,即$F_{浮甲总}=F_{浮乙总}=G_A+G_B$。
由图可知,A、B在甲液体中排开液体的体积$V_{甲排}>V_{乙排}$,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,当浮力相等时,液体密度与排开液体的体积成反比,故$\rho_{甲}<\rho_{乙}$。
2. 比较物块A的浮力:
在甲液体中,A和B的总浮力等于A受到的浮力$F_{浮1}$与B受到的浮力$F_{浮B}$之和,即$F_{浮1}+F_{浮B}=G_A+G_B$,可得$F_{浮1}=G_A+G_B-F_{浮B}$;
在乙液体中,A受到的浮力$F_{浮2}$等于A、B的总重力,即$F_{浮2}=G_A+G_B$;
因此$F_{浮1}<F_{浮2}$。
【答案】
< <
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题综合考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,解题关键是通过整体法分析总浮力的关系,再结合受力分析比较单个物体的浮力,需要学生具备一定的综合分析能力。
【难度系数】
0.6
6. (2025,北京)某同学利用一个圆柱形容器、一个梨、记号笔、刻度尺和适量的水测量酱油的密度,测量过程如图10-3-24所示,图中$h_{1}$、$h_{2}$、$h_{3}$、$h_{4}$分别是梨放入水、酱油前后液面到容器底的距离。已知水的密度为$\rho_{水}$,则待测酱油的密度$\rho_{酱油}$=
$\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{4}-h_{3}}\rho_{水}$
。(用已知量和测量量表示)

答案

6.$\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{4}-h_{3}}\rho_{水}$ [解析]梨在水中和酱油中均处于漂浮状态,$F_{浮}=G$,所以$F_{浮水}=F_{浮酱油}$。设圆柱形容器的横截面积为$S$,则梨在水中排开水的体积$V_{水排}=S(h_{2}-h_{1})$,梨在酱油中排开酱油的体积$V_{酱油排}=S(h_{4}-h_{3})$,则$\rho_{水}V_{水排}g=\rho_{酱油}V_{酱油排}g$,即$\rho_{水}S(h_{2}-h_{1})g=\rho_{酱油}S(h_{4}-h_{3})g$,解得$\rho_{酱油}=\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{4}-h_{3}}\rho_{水}$。

解析

【分析】
首先分析梨的状态:梨在水中和酱油中均漂浮,根据漂浮条件,漂浮时浮力等于物体自身重力,因此梨在水中受到的浮力等于在酱油中受到的浮力。接下来,利用阿基米德原理将浮力用液体密度、排开液体的体积表示,结合圆柱形容器的特点,排开液体的体积可通过液面高度差和容器横截面积的乘积表示,最后通过等式推导求出酱油的密度。
【解析】
设圆柱形容器的横截面积为$S$。
1. 由于梨在水和酱油中均处于漂浮状态,根据漂浮条件可知:$F_{浮水}=G$,$F_{浮酱油}=G$,因此$F_{浮水}=F_{浮酱油}$。
2. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,可得:
$\rho_{水}gV_{水排}=\rho_{酱油}gV_{酱油排}$
3. 梨在水中排开水的体积$V_{水排}=S(h_{2}-h_{1})$,在酱油中排开酱油的体积$V_{酱油排}=S(h_{4}-h_{3})$,将其代入上式:
$\rho_{水}gS(h_{2}-h_{1})=\rho_{酱油}gS(h_{4}-h_{3})$
4. 等式两边约去$gS$,整理可得:
$\rho_{酱油}=\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{4}-h_{3}}\rho_{水}$
【答案】
$\boldsymbol{\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{4}-h_{3}}\rho_{水}}$
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力知识的综合应用,通过漂浮条件建立两次浮力的等量关系,结合圆柱形容器的特点将排开体积转化为液面高度差的形式,进而推导酱油密度,锻炼了学生的逻辑推导和知识迁移能力。
【难度系数】
0.6
7. (2025,西青区期末)小明“五一”假期到盘山旅游,在山上捡到一形状不规则的小石块,小明回学校后测量了这一小石块的密度。实验室中提供的实验器材有:天平、细线、烧杯和足量的水(水的密度为$\rho_{水}$)。请你根据所给的实验器材,帮他设计一个测量小石块密度的实验方案。
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出小石块密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。

答案

7.(1)①用调好的天平测量小石块的质量,记为$m_{1}$;②在烧杯中倒入适量水,测出烧杯和水的总质量,记为$m_{2}$;③用细线系住小石块,轻轻放入水中,使小石块完全浸没,既不碰烧杯壁,也不碰烧杯底,记下此时天平的示数为$m_{3}$。
(2)表达式为$\rho=\frac{m_{1}}{m_{3}-m_{2}}\rho_{水}$。

解析

【分析】
要测量小石块的密度,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,需分别测出小石块的质量和体积。首先小石块的质量可直接用天平测量;由于没有量筒,无法直接测体积,可利用排水法,通过天平测量小石块浸没在水中时排开水的质量:小石块完全浸没时排开水的体积等于自身体积,天平两次示数差$m_3 - m_2$即为排开水的质量,结合水的密度可算出排开水的体积,也就是小石块的体积,最后代入密度公式就能求出小石块的密度。
【解析】
(1) 实验步骤:
① 将天平调平,用天平测出小石块的质量,记录为$m_1$;
② 在烧杯中倒入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量,记录为$m_2$;
③ 用细线系住小石块,将小石块轻轻放入烧杯的水中,使小石块完全浸没(不接触烧杯壁和底),记下此时天平的示数为$m_3$。
(2) 密度表达式推导:
小石块浸没时,排开水的质量$m_{排}=m_3 - m_2$;
由$\rho=\frac{m}{V}$可得,排开水的体积$V_{排}=\frac{m_{排}}{\rho_{水}}=\frac{m_3 - m_2}{\rho_{水}}$;
因为小石块完全浸没,所以$V=V_{排}=\frac{m_3 - m_2}{\rho_{水}}$;
则小石块的密度$\rho=\frac{m_1}{V}=\frac{m_1}{\frac{m_3 - m_2}{\rho_{水}}}=\frac{m_1}{m_3 - m_2}\rho_{水}$。
【答案】
(1) ①用调好的天平测量小石块的质量,记为$m_{1}$;②在烧杯中倒入适量水,测出烧杯和水的总质量,记为$m_{2}$;③用细线系住小石块,轻轻放入水中,使小石块完全浸没,既不碰烧杯壁,也不碰烧杯底,记下此时天平的示数为$m_{3}$。
(2) $\rho=\frac{m_{1}}{m_{3}-m_{2}}\rho_{水}$
【知识点】
固体密度测量、排水法测体积、密度公式应用
【点评】
本题考查无量筒时固体密度的测量,巧妙利用天平间接获取排开水的质量,进而推导石块体积,充分考查了对密度公式的灵活运用和实验设计能力,是常规密度测量实验的拓展题型。
【难度系数】
0.6
8. 小红想测量一个金属球的密度。她准备了如图10-3-25所示的器材:一个薄壁柱形平底容器(内有适量的水)、空烧杯、金属球和刻度尺,请你利用这些器材帮助小红设计实验,测出金属球的密度。已知水的密度为$\rho_{水}$。
(1)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(2)写出金属球密度的表达式(用已知量和测量量表示)。

答案

8.(1)①将薄壁柱形平底容器(内有适量的水)放在水平桌面上;②将空烧杯漂浮在水面上,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{1}$;③当把金属球放入空烧杯中,烧杯漂浮在液面时,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{2}$;④将金属球从烧杯中取出,放入水中完全浸没,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{3}$。
(2)表达式为$\rho=\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{1}}\rho_{水}$。

解析

【分析】
要测量金属球的密度,需先测出其质量和体积。由于没有天平,可利用漂浮条件(浮力等于重力),通过烧杯漂浮时水面的变化间接求出金属球的质量;利用排水法,通过金属球浸没时水面的变化求出金属球的体积,最后根据密度公式计算密度。具体思路如下:
1. 利用空烧杯漂浮在水面,记录此时水深;将金属球放入烧杯,烧杯仍漂浮,此时增加的浮力等于金属球的重力,通过两次水深差可求出金属球的质量。
2. 将金属球直接浸没在水中,记录此时水深,通过与初始水深的差求出金属球的体积。
3. 结合密度公式,代入质量和体积的表达式,推导出金属球的密度。
【解析】
(1) 实验步骤:
① 将薄壁柱形平底容器(内有适量的水)放在水平桌面上;
② 将空烧杯漂浮在水面上,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{1}$;
③ 把金属球放入空烧杯中,烧杯漂浮在液面时,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{2}$;
④ 将金属球从烧杯中取出,放入水中完全浸没,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{3}$。
(2) 推导密度表达式:
设柱形容器的底面积为$S$。
当金属球放在烧杯中漂浮时,增加的浮力等于金属球的重力,即$\Delta F_{浮}=G_{球}$。
根据阿基米德原理,$\Delta F_{浮}=\rho_{水}g\Delta V_{排}=\rho_{水}gS(h_{2}-h_{1})$,而$G_{球}=m_{球}g$,因此$\rho_{水}gS(h_{2}-h_{1})=m_{球}g$,解得金属球的质量$m_{球}=\rho_{水}S(h_{2}-h_{1})$。
金属球浸没在水中时,排开水的体积等于金属球的体积,即$V_{球}=\Delta V_{排}'=S(h_{3}-h_{1})$。
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得金属球的密度:
$\rho_{球}=\frac{m_{球}}{V_{球}}=\frac{\rho_{水}S(h_{2}-h_{1})}{S(h_{3}-h_{1})}=\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{1}}\rho_{水}$。
【答案】
(1) ①将薄壁柱形平底容器(内有适量的水)放在水平桌面上;②将空烧杯漂浮在水面上,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{1}$;③当把金属球放入空烧杯中,烧杯漂浮在液面时,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{2}$;④将金属球从烧杯中取出,放入水中完全浸没,用刻度尺量出容器内的水深为$h_{3}$。
(2) $\rho=\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{1}}\rho_{水}$
【知识点】
漂浮条件应用、密度公式、排水法测体积
【点评】
本题考查浮力与密度的综合应用,通过转换法将金属球的质量转换为排开水的质量,利用排水法测量体积,要求学生能灵活运用漂浮条件和阿基米德原理解决实际问题,体现了物理知识在实验设计中的应用。
【难度系数】
0.6
9. (2025,河西区期末)如图10-3-26甲所示,将一底面积为$S_{0}$的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平,如图10-3-26乙所示。木块底部受到水的压强$p$随容器中水的深度$h$的变化规律如图10-3-26丙所示。已知水的密度为$\rho_{0}$。求:
(1)木块所受的重力;

(2)木块的密度;
(3)细线上最大的拉力。

答案

9.(1)$3p_{0}S_{0}$;(2)$\frac{3}{5}\rho_{0}$;(3)$2p_{0}S_{0}$。  [解析](1)由题图丙可知,当木块底部受到的压强为$3p_{0}$时,木块刚好漂浮,有$G_{木}=F_{浮}=3p_{0}S_{0}$。(2)当木块底部受到的压强为$5p_{0}$时,木块刚好浸没水中,此时受到的浮力$F_{浮1}=5p_{0}S_{0}$。$V_{木}=V_{排水}=\frac{F_{浮1}}{\rho_{0}g}=\frac{5p_{0}S_{0}}{\rho_{0}g}$,木块的密度$\rho_{木}=\frac{G_{木}}{V_{木}g}=\frac{3p_{0}S_{0}}{\frac{5p_{0}S_{0}}{\rho_{0}g}g}=\frac{3}{5}\rho_{0}$。(3)当木块完全浸没水中时,细线上的拉力最大,$F_{拉}=F_{浮1}-G_{木}=5p_{0}S_{0}-3p_{0}S_{0}=2p_{0}S_{0}$。

解析

【解析】
(1)由题图丙可知,当木块底部受到的压强为$3p_{0}$时,木块刚好漂浮,根据漂浮条件可得$G_{木}=F_{浮}=3p_{0}S_{0}$。
(2)当木块底部受到的压强为$5p_{0}$时,木块刚好浸没水中,此时受到的浮力$F_{浮1}=5p_{0}S_{0}$。根据阿基米德原理,$V_{木}=V_{排水}=\frac{F_{浮1}}{\rho_{0}g}=\frac{5p_{0}S_{0}}{\rho_{0}g}$,则木块的密度$\rho_{木}=\frac{G_{木}}{V_{木}g}=\frac{3p_{0}S_{0}}{\frac{5p_{0}S_{0}}{\rho_{0}g}g}=\frac{3}{5}\rho_{0}$。
(3)当木块完全浸没水中时,细线上的拉力最大,根据受力分析可知$F_{拉}=F_{浮1}-G_{木}=5p_{0}S_{0}-3p_{0}S_{0}=2p_{0}S_{0}$。
【答案】
(1)$3p_{0}S_{0}$;(2)$\frac{3}{5}\rho_{0}$;(3)$2p_{0}S_{0}$
【知识点】
漂浮条件应用、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题结合图像考查浮力与密度的综合计算,需从图像中提取关键信息,灵活运用相关公式解题,侧重考查学生的综合分析与应用能力。
【难度系数】
0.4