人教版物理八年级下册同步提优训练 第十章　浮力 第2节　阿基米德原理 作业　阿基米德原理的综合应用（有答案）

第2节　阿基米德原理
作业2　阿基米德原理的综合应用
1　比较浮力的大小
1.两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比(　　)
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
2.如图所示,体积相等的三个小球静止在水中,关于它们受到的浮力大小正确是(　　)
A.FA>FB>FC B.FAC.FA>FB=FC D.FA3.如图所示,在三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,将三个相同的铁球甲、乙、丙分别下沉到各容器底部,当铁球静止时,三个容器内的铁球受到的浮力 (　　)
A.甲最小 B.乙最小
C.丙最小 D.大小一样
4.如图所示,铜、铁、铝三个实心球(ρ铜>ρ铁>ρ铝)被细线拴着浸没在水中时,三根细线上的拉力相等,则关于这三个金属球的浮力F、质量m之间的关系,下列判断正确的是(　　)
A.F铜>F铁>F铝,m铜>m铁>m铝
B.F铜>F铁>F铝,m铜C.F铜m铁>m铝
D.F铜5.如图所示,两个完全相同的容器分别装等质量的水放在台秤上,用细线悬挂着质量相同的实心铅球和铝球,逐渐将它们浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙的示数分别为 N1和 N2,细线的拉力分别为T1和T2,已知ρ铅>ρ铝,则下列关系正确的是 (　　)
A.N1=N2　T1>T2 B.N1>N2　T1>T2
C.N1T2 D.N1>N2　T12　阿基米德原理的综合应用
6.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg) (　　)
A.在水中受到的浮力为2 N
B.质量为3 kg
C.体积为10 cm3
D.密度为3×103 kg/m3
7.将密度为0.9×103 kg/m3、体积为V的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中(无水溢出),则冰块静止时露出水面的体积V露=　 　　　V,当冰块完全熔化后(总质量不变),容器中的水面将　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。
8.如图所示,阿基米德在盆中洗澡时发现,身体越往水下浸,从盆中溢出的水越多,感到身体越轻。受此启发,小明想:到底一个人在水中搬起的物体比岸上多多少 于是,小明通过实验,验证并得到了结果:若小明在岸上最多能搬起36 kg的某种物体(物体不吸水,物体的密度ρ=1.8×103 kg/m3),他在水中最多能搬起质量比岸上多　　　　kg的这种物体,搬起的物体受到的浮力为　　　　N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
9.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至物块浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计的示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。g取10 N/kg,水的密度是1.0×103 kg/m3,求:
(1)物块受到的重力。
(2)物块浸没在水中受到的浮力。
(3)物块的密度。
10.在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定在一起,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13 cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数F随水深变化的图像如图乙所示。(g取10 N/kg)
(1)物体A所受到的重力为　　　　N。
(2)当容器内水的深度为13 cm时,正方体A受到的浮力大小为　　　　N。
(3)当容器内水的深度为4 cm时,力传感器的示数大小为F,水对容器底的压力为F1,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小变为0.2F时,水对容器底的压力为F2,则F1与F2的比值的最小值为　　　　。
第2节　阿基米德原理
作业2　阿基米德原理的综合应用
1.C　 根据阿基米德原理可知:F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮甲=F浮乙。
2.D　 由图知,三个球排开水的体积:VA排3.A　 由图可知:V甲液>V丙液>V乙液,又因为m甲液=m丙液=m乙液,由ρ=可知,三种液体的密度:ρ甲液<ρ丙液<ρ乙液。三个铁球的体积相同,浸没时,排开液体的体积相同,根据F浮=ρ液gV排可知,三个铁球受到的浮力:F甲浮4.D　 三个球浸没在水中,F拉+F浮=G,
则F拉=G-F浮=ρ球Vg-ρ水Vg=(ρ球-ρ水)Vg,
因为ρ铜>ρ铁>ρ铝,三个球受到的拉力相同,
所以V铜故三个球受到的浮力:F铜因为G=mg=F拉+F浮,三个球受到的拉力相同,
所以三个球的质量:m铜5.C　 由题意知,两个完全相同的容器分别装有等质量的水,则水的质量G1水=G2水;已知ρ铅>ρ铝,质量相同的实心铅球和铝球的体积关系是V铅T2,故C正确。
6.D　 金属块浸没在水中时,有G=F浮1+F1,浸没在酒精中时,有G=F浮2+F2,即F浮1+F1=F浮2+F2,由F浮=ρ液gV排可知,ρ水gV排+F1=ρ酒精gV排+F2,代入数值后,有1.0×103 kg/m3×10 N/kg×V排+2 N=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×V排+2.2 N,解得V排=1×10-4 m3。因为金属块浸没在液体中,所以V物=V排=1×10-4 m3=100 cm3,故C错误。金属块在水中受到的浮力为F浮1=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-4 m3=1 N,故A错误。金属块受到的重力为G=F浮1+2 N=1 N+2 N=3 N,金属块的质量为m===0.3 kg,故B错误。金属块的密度为ρ===3×103 kg/m3,故D正确。
7.　不变　 由题意可知,冰块浮在水面上,受力平衡,则F浮=G冰,由阿基米德原理和重力公式可得:ρ水gV排=ρ冰gV,则V排==×V=V,所以露出水面的体积:V露=V-V排=V-V=V;当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,即ρ水V冰化水=ρ冰V,所以V冰化水==V,即熔化为水的体积与原来排开水的体积相同,故液面高度不变。
8.45　450
小明能施加的最大托力:F大=G=mg=36 kg×10 N/kg=360 N,小明在水中搬物体时,物体受到竖直向上的浮力和托力、竖直向下的重力作用,则在水中最多能搬起物体的最大重力:G大=F浮+F大,
物体受到的重力G大=ρVg,受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV,
则有ρVg=ρ水gV+F大,
即:1.8×103 kg/m3×V×10 N/kg=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×V+360 N,
解得:V=4.5×10-2 m3,
在水中最多能搬起物体的最大质量:m大=ρV=1.8×103 kg/m3×4.5×10-2 m3=81 kg,
则Δm=m大-m=81 kg-36 kg=45 kg;
搬起的物体受到的浮力:F浮=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4.5×10-2 m3=450 N。
9.(1)由图乙可知,物块未浸入水中时,弹簧测力计的示数为18 N,故物块的重力为G=18 N。
(2)物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F=10 N,
则物块浸没在水中受到的浮力:
F浮=G-F=18 N-10 N=8 N。
(3)由F浮=ρ液gV排得,物块的体积为V=V排=,
物块的质量为m=,
则物块的密度为ρ===ρ水=×1.0×103 kg/m3=2.25×103 kg/m3。
10.(1)6　(2)10　(3)2∶5
(1)由图乙可知,当h0=0 cm时,力传感器的示数为F0=6 N,由于细杆的质量不考虑,则正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力G=F0=6 N。
(2)由图乙可知,当h2=3 cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h1=13 cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长L=h浸1=13 cm-3 cm=10 cm=0.1 m,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,此时正方体A排开水的体积V排=L3=(0.1 m)3=10-3 m3,正方体A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3=10 N。
(3)当容器内水的深度h3=4 cm时,正方体A浸入水的深度h浸2=h3-h2=4 cm-3 cm=1 cm=0.01 m,排开水的体积V排'=L2h浸2=(0.1 m)2×0.01 m=10-4 m3,正方体A受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N,力传感器的示数F=G-F浮'=6 N-1 N=5 N;继续向容器中加水,当力传感器的示数大小变为0.2F时,水对容器底的压力为F2。
由图乙可知,当力传感器受到的拉力F'=0.2F=0.2×5 N=1 N且水的深度较大时,F1与F2的比值最小,因此时正方体A受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、细杆拉力的作用处于平衡状态,所以,由正方体受到的合力为零可得,受到的浮力F浮″=G+F'=6 N+1 N=7 N,
由F浮=ρ液gV排=ρ液gSAh浸可得,
此时正方体浸入水中的深度h浸3===0.07 m=7 cm,
则此时容器内水的深度h4=h2+h浸3=3 cm+7 cm=10 cm,
由p=ρ液gh和p=可得,F1与F2的比值的最小值====。