《2025年暑期升级训练八年级科学浙教版》

17. (达州中考)某科学兴趣小组利用弹簧测力计、水、石块(不吸 水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1) 如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是______丙、甲、丁、乙。
(2) 根据图中的实验数据可求出石块的密度为______$2.8×10^3$$ kg/m^3 $。(g 取 10 N/kg,$ \rho_{水} = 1.0 × 10^3 kg/m^3 $)
(3) 兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出 $ F_{浮} $______=(填“$ ＞ $”“$ ＜ $”或“$ = $”) $ G_{排} $,从而验证了阿基米德原理的正确性。
(4) 丁步骤中,在石块浸没在水中并继续下降的过程中(未接触溢水杯),水对溢水杯底的压强______一直不变(填“逐渐变大”“逐渐变小”或“一直不变”)。
(5) 若换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则______丁步骤中可不使用弹簧测力计。
(6) 其中一名同学每次进行甲步骤时,都忘记将溢水杯中的液体装满,其他步骤无误,因而他会得出 $ F_{浮} $______＞(填“$ ＞ $”“$ ＜ $”或“$ = $”) $ G_{排} $(小桶中液体所受重力)的结论。

答案： （1）丙、甲、丁、乙 （2）$2.8×10^3$ （3）= （4）一直不变 （5）丁 （6）＞ 解析：（1）为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力，应先测量空小桶的重力，然后再测出石块的重力，并直接浸入水中观察测力计的示数，最后测排出的水和小桶的总重力，求排出的水的重力。因此，最合理的顺序应为丙、甲、丁、乙。（2）由甲、丁根据称重法，石块浸没在水中受到的浮力大小$F_{\text{浮}}=G-F=2.8\ \text{N}-1.8\ \text{N}=1\ \text{N}$；根据$G=mg$，石块的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{2.8\ \text{N}}{10\ \text{N/kg}}=0.28\ \text{kg}$；根据阿基米德原理，石块的体积$V=V_{\text{排}}=\frac{F_{\text{浮}}}{\rho_{\text{水}}g}=\frac{1\ \text{N}}{1.0×10^3\ \text{kg/m}^3×10\ \text{N/kg}}=1×10^{-4}\ \text{m}^3$；石块的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.28\ \text{kg}}{1×10^{-4}\ \text{m}^3}=2.8×10^3\ \text{kg/m}^3$。（3）因$G_{\text{排}}=G_{\text{乙}}-G_{\text{丙}}=2\ \text{N}-1\ \text{N}=1\ \text{N}$，$F_{\text{浮}}=1\ \text{N}$；由此可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。（4）在石块浸没在水中并继续下降的过程中（未接触溢水杯），溢水杯中水的深度不变，根据公式$p=\rho gh$可知，水对溢水杯底的压强不变。（5）若换用密度小于液体密度的物体（不吸液体）来进行该实验，此物体会漂浮在液面上，物体受到的浮力等于物体的重力，则丁步骤中可不使用弹簧测力计。（6）其中一名同学每次进行甲步骤时，都忘记将溢水杯中液体装满，实验时认为$G_{\text{排}}=G_{\text{溢}}$，则$G_{\text{排}}$偏小，因而他会得出$F_{\text{浮}}＞G_{\text{排}}$的结论。
方法点金
阿基米德原理
浸在液体或气体中的物体（全部或部分）受到向上的浮力，其大小等于物体所排开液体或气体的重力。其公式为$F_{\text{浮}}=G_{\text{排}}$，公式可以进一步演化为$F_{\text{浮}}=G_{\text{排}}=m_{\text{排}}g=\rho_{\text{液}}gV_{\text{排}}$

18. (天水中考)一艘航母的标准排水量为 $ 5 × 10^4 t $,可同时停放 36 架舰载机,每架舰载机的质量为 25 t,g 取 10 N/kg。
(1) 当排水量为标准排水量时,航母所受的浮力为多大？
(2) 航母在某海域进行训练,此海域的海水密度为 $ 1.02 × 10^3 kg/m^3 $,当 36 架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减小了多少立方米？(结果保留两位小数)

答案： （1）航母处于漂浮状态，当排水量为标准排水量时，航母所受の浮力$F_{\text{浮}}=G_{\text{排}}=m_{\text{排}}g=5×10^7\ \text{kg}×10\ \text{N/kg}=5×10^8\ \text{N}$ （2）36架舰载机全部飞离航母后，排开海水的质量的减小值$\Delta m_{\text{排}}=m_{\text{舰载机}}=36×2.5×10^4\ \text{kg}=9.0×10^5\ \text{kg}$，由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$得，航母排开海水的体积的减小量$\Delta V=\frac{\Delta m_{\text{排}}}{\rho_{\text{海水}}}=\frac{9.0×10^5\ \text{kg}}{1.02×10^3\ \text{kg/m}^3}\approx882.35\ \text{m}^3$