10.2 阿基米德原理
一、单选题
1.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强 p甲<p乙 B.水对溢水杯底部的压力 F甲>F乙
C.铁块受到的浮力 F浮=F2﹣F1 D.小烧杯中水的重力 G=F1﹣F2
2.将三个体积相同的小球放入水中,静止时,它们在水中的位置如图所示,三个小球所受到的浮力、的大小关系是( )
A. B. C. D.
3.预计2019年通车的青山长江大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件。假设一正方体构件从江面被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
B.构件的重力为9.6×105N
C.构件的密度为3×103kg/m3
D.构件在如图④位置时,h为3m,则底部受到江水压强为2×104Pa
4.在河中游泳的人上岸时,在由深水走向浅水的过程中,如果水底布满石头,以下体验和分析合理的是( )
A.脚不疼,因为人变轻
B.水对人的浮力变大
C.脚不疼,因为水底对人的支持力变小
D.脚越来越疼,因为水底对人的支持力变大
5.小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,用弹簧测力计悬挂A缓慢浸入水中、他根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中的深度h的关系图像如图乙,下列说法错误的是( )
A.当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
B.圆柱体A的高为8cm
C.该物体的密度为
D.当h在0 8cm范围内,浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
6.重为10牛的物体放入盛满水的容器中,溢出水的重力为6牛,关于物体所受浮力,下列说法中正确的是( )
A.可能为5牛 B.一定为6牛 C.可能为8牛 D.一定为10牛
7.弹簧测力计上挂一重为9牛的金属块,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛。若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为( )
A.9牛 B.6牛 C.3牛 D.0牛
8.盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上,如图甲所示,容器的底面积为100cm2,容器对桌面的压强为500Pa;用细线拴一金属球,金属球的密度为8g/cm3,将金属球浸没在液体中,如图乙所示,容器对桌面的压强为600Pa;将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所示,容器对桌面的压强为1500Pa,则下列判断正确的是( )
A.金属球所受浮力是6N B.金属球的体积是100cm3
C.液体的密度是0.8g/cm3 D.金属球对容器底部的压力是10N
9.思思用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量大樱桃的密度,烧杯的重力为G0、底面积为S。如图甲,他用弹簧测力计测出数枚大樱桃的重力为G。如图乙,烧杯内水的深度为h。如图丙,将大樱桃浸没于水中,弹簧测力计的示数为F,取水的密度为ρ。下列说法正确的是( )
A.乙图中,烧杯对桌面的压强 B.这些樱桃的体积为
C.丙图中, 烧杯底受到水的压强为 D.樱桃的密度为为
二、填空题
10.一底面积为100cm2容器放在水平地面上,内盛有足量的水。现将体积为5×10﹣5m3、质量为60g的生鸡蛋放入水中,鸡蛋不断下沉,直到沉底水未溢出,如图所示,鸡蛋受到的重力的大小为______N;浸没在水中时,鸡蛋受到的浮力的大小F浮=______N;容器底部对地面的压强增加了______Pa。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
11.在图“验证阿基米德原理”的实验中,实验目的是研究浸没在水中的物体受到的浮力与它______所受重力之间的关系。实验过程及记录的数据用图中字母表示,其中物体受到的______大小等于弹簧测力计两次示数差(F1﹣F2)。若阿基米德原理成立,则(F1﹣F2)与(V2﹣V1)应满足的关系为______(均用字母表示)。
12.将重为5牛的铁块挂在弹簧测力计下,并将其逐渐没入水中,这时测力计的示数________。(选填“变大”、“不变”或“变小”。当铁块浸没在水中时,测力计示数为3牛,则铁块受到浮力为________牛,铁块受到浮力和重力的合力为________牛。
13.图所示是验证阿基米德原理的实验情景,图中弹簧测力计的示数____________(选填“大于”“等于”或“小于”)。为验证阿基米德原理,需用________的固体和液体进行多次实验(选填“相同”或“不同”),是为了_______________。
14.如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,则圆柱体的重力为________N,圆柱体浸没时所受的浮力为________N.圆柱体的密度为________kg/m3。(g取10N/kg)
三、实验题
15.某实验小组按照如图所示的步骤,探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为______N;
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力;若溢杯的水没有装满,则会导致本实验测量的F浮________G排;
(3)另一组实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部浸没在水中,其他步骤正确,则________(选填“仍能”或“不能”)与(2)相同的结论。
16.在探究有关浮力的实验中:
(1)小明做了这样一个小实验:在水桶中装多半桶水,用手把盖好盖子的空饮料瓶按入水中,体会饮料瓶所受浮力及其变化,同时观察水面高度的变化。依据这个小实验,对“浮力的大小与什么因素有关 ”这一问题,你做出的猜想是_______。
(2)为验证阿基米德原理,实验需要比较的物理量是_______和_______。
(3)如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图,通过图中_________两个步骤可以测出浮力(选填代号即可);排开水的重力的大小是______N。
(4)小明同学利用上面实验中的器材和木块,进一步探究漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。但实验过程中有一个步骤与下图不同,这个步骤是_____(选填代号即可)。
(5)为了更全面地总结出浮力大小的规律——阿基米德原理,避免偶然性,他们还必须换用几种不同的________进行实验。
(6)为了保证实验数据的可靠性,请你就该实验中容易出现的问题提出一条建议:______。
四、计算题
17.如图所示,盛有水的圆柱形容器,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为1×10-4m3、重力为0.6N的实心小球。求:(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)小球浸没在水中时受到的浮力;
(2)挡板对小球的压力;
18.如图所示,弹簧测力计下面悬挂一个重8N的物体。当把物体浸没在水中时,弹簧测力计示数变为6N,(g=10N/kg)。求:
(1)物体受到水的浮力多大?
(2)物体的体积为多大?
(3)物体的密度为多少?
参考答案
1.D
2.D
3.C
4.D
5.C
6.B
7.D
8.C
9.C
10.0.6 0.5 60
11.排开的水 浮力
12.变小 2 3
13.大于 不同 得出普遍规律
14.2.2 0.5 4.4×103
15.1.4 大于 仍能
16.浮力的大小与物体排开液体的体积有关 浮力 排开水的重力 甲和丙 0.8 丙 液体
17.(1)1N;(2)0.4N
18.(1)2N;(2);(3)