3.3阿基米德原理同步练习（含答案）

3　阿基米德原理
知识点
1　浮力的大小
1.浸在液体中的物体所受的浮力大小(　　)
A.与物体的形状和浸入液体的深度有关
B.与物体的体积和浸入液体的密度有关
C.与物体浸入液体的体积和液体的密度有关
D.与构成物体的密度及液体的密度有关
2.乒乓球在水底放手后上升到水面的全过程中,浮力的变化情况是(　　)
A.始终不变
B.一直是逐渐减小
C.先变小,露出液面后不再改变
D.先不变,露出液面以后逐渐变小
3．潜艇甲和护卫舰乙参加完一次军事演习后，按如图所示的状态由东海返回长江某基地。则它们在东海和长江中所受到的浮力F甲、F乙的变化情况是（　　）
A．F甲、F乙均不变
B．F甲不变，F乙变小
C．F甲、F乙均变小
D．F甲变小，F乙不变
4．如图所示，鸡蛋在盐水中漂浮。向盐水中缓慢加入清水，鸡蛋将（　　）
A．上浮一些，浮力减小
B．上浮一些，浮力保持不变
C．下沉一些，浸没之前鸡蛋所受浮力不变
D．下沉一些，浸没之后继续加水，鸡蛋所受浮力不变
知识点
2　阿基米德原理的理解
5.某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的四次测量,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4,则下列说法正确的是(　　)
A.F1+F2=F3-F4
B.F1-F2=F3+F4
C.F1+F2=F3+F4
D.F1-F2=F3-F4
6.小东想探究物体受到的浮力大小与哪些因素有关,他利用如图所示的装置进行探究,把同一金属块放入甲、乙两种液体中,记录数据如下表。
液体
序号
浸入体积
A示数/N
B示数/N
浮力/N
甲
1
0
5.0
2.0
0
2
一半
4.1
2.9
3
全部
3.2
3.8
1.8
乙
4
0
5.0
2.0
0
5
一半
4.3
2.7
0.7
6
全部
3.6
3.4
1.4
(1)金属块所受重力为　N,?
空桶所受重力为　　　　N,表格中空缺的数据应为　　　　N。?
(2)分析比较实验序号　　　　可知:当排开液体的体积(浸入的体积)相同时,物体受到的浮力与　　　　　　有关。?
(3)分析比较金属块受到的浮力与它排开液体的重力,可知?
。?
7．如图所示。为验证阿基米德原理，小明选用实验器材：弹簧测量计、大烧杯、小水桶、小石块、小垫块和水；完成以下几个测量步骤：
A．用弹簧测力计测出石块的重力G物；
B．将石块浸没在烧杯的水中，读出此时弹簧测力计示数F；
C．用弹簧测力计测出小水桶和水的总重力G总；
D．用弹簧测力计测出空水桶的重力G0；
（1）最佳测量步骤为：　
　。
（2）实验过程中，若斜置在小垫块上的大烧杯中水没有装满，小水桶承接到的水的重力
　
　被石块排开的水的重力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）石块浸没在水中所受的浮力表达式　　；被石块排开的水的重力表达式　
　（用已测得的物理量表示），比较F浮与G排的大小。
8.阿基米德原理的表达式为F浮=G排,因为G排=ρ液gV排,故F浮=ρ液gV排。对于这个公式,下列理解错误的是(　　)
A.
物体受到的浮力,大小等于ρ液、g、V排这三者的乘积
B.物体受到的浮力,大小等于它排开的液体的质量
C.物体受到的浮力,与排开液体的体积与液体密度的乘积成正比
D.物体受到的浮力,不但跟被排开液体的体积有关,还跟液体的密度有关
9．两个用不同材料做成的，体积相同的实心球A和B，放在水中，静止时各露出水面的体积分别是其体积的、，那么A、B球受到的浮力之比是（　　）
A．2：3
B．3：2
C．3：4
D．4：3
10．如图所示，A为木球，B为某种塑料球，C为铜球，三个球的体积相同，且都静止在水中，则（　　）
A．A球受到的浮力最大，因为剪断细线，A球将上升
B．B球受到的浮力最大，因为B球没入水中最深
C．C球受到的浮力最小，因为剪断细线，C球将下沉
D．三球受到的浮力一样大，因为三球排开水的体积相同
能力提升
11.如图所示,将相同的长方体木块分别放在甲、乙、丙三个容器中,乙、丙中的木块用细线拴于容器底,木块受到的浮力分别是F甲、F乙、F丙,则(　　)
　
A.F甲B.F甲=F乙C.F甲D.F甲=F乙=F丙
12.用如图所示实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法中正确的是(g取10
N/kg)(　　)
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103
kg/m3
13.如图所示,在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中,直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平,此过程中弹簧测力计的示数(　　)
A.逐渐减小到零
B.先减小后增大
C.始终保持不变
D.逐渐增大
14.用弹簧测力计竖直挂一铁块,当铁块浸入水中体积时,弹簧测力计的示数为4
N;当铁块浸入水中体积时,弹簧测力计的示数为1
N,取下该铁块放入水中,铁块浸没时受到的浮力是(　　)
A.18
N
B.14
N
C.10
N
D.8
N
15.学习了阿基米德原理后,同学们发现用弹簧测力计也能测量金属块的密度,于是进行了以下操作:
(1)小明拿来一个弹簧测力计,如图甲所示,在没有挂重物时,已产生　　　　N的读数,应将指针向　　　　(填“上”或“下”)移动,进行调零。?
(2)小磊将金属块用细丝线悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数如图乙所示,大小为　　　　N。再将金属块全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数如图丙所示。由此,小磊得出金属块在水中受到的浮力为F浮=　　　　N。?
(3)若g取10
N/kg,可以计算出金属块的质量m=　　　　kg,体积V=　　　　m3(用科学记数法表示),并由此算出金属块的密度ρ=　　　　　　kg/m3。?
(4)小明提出若g=9.8
N/kg会使测量结果更准确,而小磊认为无影响。你认为　　　　(填“小明”或“小磊”)的说法正确。?
16．如图所示，体积为V=200cm3的木块在绳子向下的拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中（绳子重力不计）．此时液面到容器底的距离是30cm，求：
（1）木块此时受到浮力。
（2）木块的重力。
（3）水容器底的压强。
（4）剪断绳子，木块静止时排开水的体积。
17．如图所示，一体积为10﹣3m3的立方体木块，在水中静止时，刚好有四分之一露出水面，g取10N/kg．求：
（1）木块受到的浮力；
（2）木块的质量；
（3）若用手将木块缓慢压入水中，当木块浸没在水中时，手对木块的压力。
　
18．一金属块在空气中受到的重力为27N，把它全部浸没在水中秤时（金属块未接触底面），弹簧测力计读数为17N．求（g=10N/kg）
（1）该金属块受到水对它的浮力是多大？
（2）该金属块的体积是多大？
（3）该金属块的密度是多少？
19．一个金属块在空气中重3.9N，将它浸没在盛满水的溢水杯中时有50mL的水从溢水杯流入到量筒中，求。
（1）金属块的体积。
（2）金属块在水中受到的浮力。（取g=9.8N/kg）
（3）金属块在水中时，弹簧测力计的示数。
（4）金属块的密度。
教师详解详析
1.C
2.D　[解析]
根据影响浮力大小的因素,液体密度不变,乒乓球在水中上升时,排开液体体积先不变,露出水面后逐渐变小,故浮力也是先不变,露出水面后逐渐变小。
3．D。
4．C。
5.C　[解析]
根据阿基米德原理,F浮=G排,即F2-F3=F4-F1,整理可得F1+F2=F3+F4。
6.(1)5　2　0.9　(2)2、5或3、6　液体的密度　
(3)金属块所受浮力等于它排开液体的重力
[解析]
(1)根据第1次实验的数据可知,空桶的重力为2
N,实验2中物体所受的浮力:
F浮=G-F示=5.0
N-4.1
N=0.9
N。
(2)分析比较实验序号2、5或3、6可知:当排开液体的体积(浸入的体积)相同时,物体受到的浮力与液体的密度有关。
(3)根据表格中的实验数据,分析比较金属块受到的浮力与它排开液体的重力可知:金属块所受浮力等于它排开液体的重力。
7．（1）DABC；（2）小于；（3）G物﹣F；G总﹣G0。
8.B　[解析]
由F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力,大小等于ρ液、g、V排三者的乘积。由F浮=G排可知,物体受到的浮力大小等于它排开的液体的重力。由F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力,不但跟排开液体的体积有关,还跟液体的密度有关。
9．C。
10．D。
11.A
12.D　[解析]
由测力计的示数可知,物块的重力:G=2
N,则物块的质量:m=0.2
kg,物块浸没在水中后所受的浮力:F浮=G-F示=2
N-1
N=1
N,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,物块的体积:V=V排===1×10-4
m3,物块的密度:ρ===2×103
kg/m3。
13.A　[解析]
未完全浸入时,V水>V排,G水=ρ水gV水,F浮=ρ水gV排,联立三式得G水>F浮,根据二力平衡F示+F浮=G水,塑料袋逐渐浸入过程中,V排变大,则F浮也变大,F示逐渐减小。当塑料袋内外的水面相平时,V水=V排,此时G水=F浮,则F示=0
N。
14.A　[解析]
设铁块浸没时受到的浮力为F浮,当铁块浸入水中体积时,根据受力分析可知G-4
N=ρ水gV=F浮,同理可得当铁块浸入水中体积时,G-1
N=ρ水gV=F浮,联立两式可得F浮=18
N。
15.(1)0.2　上　(2)4.2　2
(3)0.42　2×10-4　2.1×103　(4)小磊
[解析]
(1)弹簧测力计的最小刻度值为0.2
N;没有挂重物时示数为0.2
N,故指针应向上移动调零。
(2)图乙中弹簧测力计示数为4.2
N,即重力为4.2
N;金属块全部浸入水中后,弹簧测力计示数为2.2
N,根据受力分析可知,F浮=G-F示=4.2
N-2.2
N=2
N。
(3)m===0.42
kg;根据F浮=ρ液gV排可知,金属块的体积:
V=V排===2×10-4
m3;
金属块的密度:
ρ===2.1×103
kg/m3。
(4)金属块密度的表达式:ρ==ρ水,与g的取值无关,故小磊的说法正确。
16．解：（1）木块排开水的体积：
V排=V=200cm3=2×10﹣4m3，
则受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N；
（2）木块在绳子拉力的作用下静止在水中，受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力作用，
由三力平衡可得：G木+F=F浮，
则G木=F浮﹣F=2N﹣0.8N=1.2N；
（3）水容器底的压强：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa；
（4）因G木＞F浮，
所以，剪断绳子后木块漂浮，受到的浮力F浮′=G木=1.2N，
排开水的体积：
V排′===1.2×10﹣4m3。
答：（1）木块此时受到浮力为2N；
（2）木块的重力为1.2N；
（3）水容器底的压强为3000Pa；
（4）剪断绳子，木块静止时排开水的体积为1.2×10﹣4m3。
　
17．解：（1）木块的体积：V木=10﹣3m3，
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×（1﹣）×10﹣3m3=7.5N；
（2）木块漂浮，则G木=F浮=7.5N，
木块的质量：m木===0.75kg，
（3）木块完全浸没后的浮力：
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N，
木块完全浸没时：F浮′=F压+G木，
手对木块的压力（最大压力）：F压=F浮′﹣G木=10N﹣7.5N=2.5N；
答：（1）木块受到的浮力为7.5N；
（2）木块的质量为0.75kg；
（3）手对木块的压力为2.5N。
18．解：（1）金属块所受的浮力：
F浮=G﹣F拉=27N﹣17N=10N
（2）金属块排开液体的体积：
V排===1×10﹣3m3
金属块的体积：
V=V排=1×10﹣3m3
（3）金属块的质量：
m===2.7kg
金属块的密度：
ρ球===2.7×103kg/m3
答：（1）金属块受到水对它的浮力是10N；（2）金属块的体积是1×10﹣3m3；（3）金属块的密度是2.7×103kg/m3。
　
19．解：（1）由量筒中的水的体积可知金属块的体积：
V=50ml=50cm3=5×10﹣5m3；
（2）金属块所受浮力等于溢入量筒中水的重力，即：
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10﹣5m3=0.49N；
（3）金属块浸在水中时弹簧测力计的示数：
F=G﹣F浮=3.9N﹣0.49N=3.41N；
（4）金属块的密度为ρ===≈7.95×103kg/m3。
答：
（1）金属块的体积是5×10﹣5m3；
（2）金属块所受浮力0.49N；
（3）金属块在水中时弹簧测力计示数为3.41N；
（4）金属块的密度是7.95×103kg/m3。
　
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