人教版物理八年级下册 10.2 阿基米德原理 同步练习
一、单选题
1.(2019·菏泽)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是( )
A.饺子的重力减小了 B.饺子的重力和浮力都增大了
C.饺子的重力不变,浮力增大 D.饺子的重力和浮力都减小了
2.(2019八下·赵县期末)质量为200g的小球,轻轻放入盛满水的容器中,溢出160g的水,静止后小球将( )
A.浮出液面 B.悬浮水中 C.沉入水底 D.无法确定
3.(2019八下·厦门期末)将重为5 N的金属实心球轻轻放入盛满水的溢杯中,若溢出2N的水,小球受到的浮力为( )
A.0N B.2N C.3N D.5N
4.(2019八下·龙岗期末)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同密度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋在两杯中所处的位置如图所示,则( )
A.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
B.鸡蛋在甲杯中排开液体的质量较多
C.乙杯盐水的密度较大
D.甲杯底部所受的液体压力较大
5.(2019八下·镇原期末)潜水员由水下2m处潜入水下20m深处的过程中,他受到水对他的压强、浮力变化情况是( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强减小,浮力不变
6.(2019八下·滦南期末)小杰同学在“海底世界”游玩时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡受到的水的压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小 D.浮力变大,压强变大
7.(2019·兰州)如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/Kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
二、填空题
8.(2019·普陀模拟)在“验证阿基米德原理”实验中,需要验证浸在液体中的物体受到的 与它排开液体受到的 大小是否相等,实验还需要 的固体和液体进行多次验证(选填“相同”或“不同”)
9.(2019·邵阳)体积为2.0×10﹣3m3的铝块浸没在水中时,受到的浮力为 N.(g取10N/kg)
10.(2019九上·重庆开学考)质量相同的两个实心物体甲和乙,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们分别放入水和酒精中,静止时所受的浮力之比F甲:F乙=8:9,ρ水=l×103kg/m3,ρ酒=0.8×103kg/m3,则甲乙两物体的体积之比为 ,其中甲的密度是 kg/m3。
11.(2019八下·滦南期末)在如图所示的实验中,重为5N的小球A静止在水面下,弹簧测力计的示数为3N,小球受到浮力的大小为 N,当剪断连接小球与测力计的细线时,小球所受浮力将 (选填“变大” “不变”或“变小” ),小球的体积为 (g=10N/kg)。
12.(2019八下·泉州期末)将质量为150g、体积为1.6×10-4m3 的苹果浸没在水中,苹果受到的浮力为 N,放开手后苹果将 。(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)
13.(2019八下·兴化月考)把重为38N、体积为5×10-4m3的实心金属球挂在弹簧测力计下,然后把金属球浸没在盛满水的容器内,溢出的水重为
N,金属球所受浮力的大小为 N,此时弹簧测力计的示数为 N.(g取10N/kg)
三、实验探究题
14.(2017·浦东模拟)小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示.
(1)图(c)所示,是小华在使用 测量石块的 .
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ,该原理将得到验证.
(3)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是 .
A.图(a)中溢杯内未盛满水.
B.图(b)中小桶内有少量水.
C.图(d)中石块未浸没水中.
15.(2018八上·深圳月考)小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
(1)图(c)所示,是小华在使用 测量石块的 。
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ,该原理将得到验证。
(3)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是 。
A.图(a)中溢杯内未盛满水。
B.图(b)中小桶内有少量水。
C.图(d)中石块未浸没水中。
(4)石块从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强 (选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”)。
四、计算题
16.(2019·上海)体积为2×10﹣3米3的金属块浸没在水中。求金属块受到的浮力大小F浮。
17.(2019·怀化)某容器放在水平桌面上,盛有足量的水,现将体积为1.25×10-4 m3,质量为0.4kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉,直到沉底,如图所示。知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)正方体受到的重力的大小;
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小;
(3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】饺子在水中煮的时候,质量不变,则重力不变,ABD不符合题意;因为饺子受热膨胀,体积增大,根据 知,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来,C符合题意。
故答案为:C
【分析】结合浮沉条件及阿基米德原理分析解答即可.
2.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】小球的重力为,根据排开水的重力计算浮力为,由于小球受到的浮力小于重力,则物体会沉底,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据物体的受到的浮力和重力的关系,判断物体的状态。
3.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】由阿基米德原理可知,物体所受浮力:F浮=G排=2N。
故答案为:B。
【分析】溢出水重即物体排开水重,根据阿基米德原理求浮力即可。
4.【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据图像,鸡蛋在甲中悬浮,鸡蛋的密度等于甲的密度,鸡蛋在乙液体中漂浮,则鸡蛋的密度小于乙液体的密度,乙液体的密度大,C符合题意,由于鸡蛋悬浮和漂浮时,受到的浮力等于鸡蛋的重力,所以浮力相等,AB不符合题意;乙中液体的密度大,对容器底的压力大,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据物体的状态判断浮力大小和密度关系。
5.【答案】C
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】潜水员从水下2m到20m时,他排开的液体的体积没变,浮力不变,由于深度变大,受到的液体压强变大,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】浸没在液体中的物体受到的浮力和深度无关,液体的压强和深度有关。
6.【答案】C
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】因为气泡上升时,深度h变小,所以,由p=ρgh可知气泡受到水的压强变小,故气泡的体积变大,因为气泡的体积变大,排开水的体积变大,所以,由F浮=ρ水gV排可知气泡受到水的浮力变大。
故答案为:C
【分析】结合p=ρgh及F浮=ρ水gV排分析解答.
7.【答案】B
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力:G=F拉1=46N;A不符合题意;
BC、金属块的质量: ;
由图象可知,当h=50cm之后,弹簧测力计示数不变,金属块浸没水中,受到的浮力:F浮=G-F拉2=46N-26N=20N;由F浮=p液gV排可得金属块体积:
金属块的密度: B符合题意、C不符合题意
D、金属块刚浸没时下表面距水面距离:h=50cm-30cm=20cm=0.2m,金属块下底面受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合F-h图像,上方与横轴平行的线段表示金属块在水面以上时受到的拉力,等于金属块的重力;下方与横轴平行的线段表示金属块在水面以下时受到的拉力;两个拉力之差就是浸没时受到的浮力;利用G=mg求金属块的质量;利用阿基米德原理求金属块的体积;再利用密度公式ρ=求金属的密度;当金属块恰好完全浸没时下表面距离水面为0.2m,利用p=pgh即可计算出下表面受到压强的数值.
8.【答案】浮力;重力;不同
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】在“验证阿基米德原理”实验中,需要验证浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体受到的重力大小是否相等;为了得出普遍规律,实验还需要不同的固体和液体进行多次验证。
故答案为:浮力;重力;不同.
【分析】结合阿基米德原理的内容知道实验目的;多次测量的目的(一个是测量性实验,实验中多次测量的目的是取平均值减小误差;一个是探究性实验,实验中多次测量的目的是找到普遍成立的规律).
9.【答案】20
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:铝块浸没在水中时,排开水的体积:V排=V=2.0×10﹣3m3,
在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.0×10﹣3m3=20N。
故答案为:20。
【分析】利用阿基米德原理F浮=ρ水gV排求得 铝块浸没在水中时受到的浮力.
10.【答案】2:3;1.125×103
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】已知甲、乙两物体质量m相同,根据 可知,甲乙两物体的体积之比为
;设甲、乙两物体的体积分别为2V、3V。
①若甲、乙均漂浮,因漂浮时物体受到的浮力和自身的重力相等,且甲乙两物体的质量相等,所以,甲、乙受到的浮力相等,即
F甲:F乙=1:1,
与题意不符,故该可能被排除;
②若甲、乙均浸没,则物体排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力之比:
F浮甲:F浮乙=ρ水g×2V:ρ酒精g×3V=5:6,
与题意不符,故此种情况不可能;
③由①②可知,只能是“甲、乙中一个物体漂浮,另一个物体浸没在液体中”,根据题意和前面分析可知,甲乙的质量相等,且甲的体积小于乙的体积,甲的密度大于乙的密度,所以甲物体浸没(沉底)于水中,乙物体漂浮在酒精中;
此时甲受到的浮力:
F甲=ρ水gV甲=ρ水g×2V,
乙受到的浮力:
F乙=G乙=m乙g=ρ乙V乙g=ρ乙×3Vg;
已知
F甲:F乙=8:9,
所以有:
,
解得:
,
则有:
。
【分析】(1)质量相同的不同物质,体积与密度成反比;
(2)利用浮沉条件分析出两物体在液体中所处状态,根据液体密度与物体密度关系确定物体所处液体的种类,利用阿基米德原理计算甲的密度值。
11.【答案】2;不变;2×10-4m3
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由称重法求浮力可知小球受到浮力的大小为:5N-3N=2N;小球浸没时受到的浮力为2N,重力为5N,剪断细绳,由浮沉条件可知,小球沉底,由阿基米德原理 可知,液体密度不变,排开液体体积不变,因此受到的浮力不变;因为浸没,所以V物=V排,小球的体积为: ;
故答案为:2;不变; 2×10-4m3
【分析】利用称重法F=G-F示即可求出浮力的大小;通过比较小球重力和浮力的大小,确定当剪断连接小球与测力计的细线时的状态,再利用阿基米德原理分析浮力变化,进一步求得小球的体积.
12.【答案】1.6;上浮
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】第一空.因苹果浸没在水中,则其排开水的体积等于其自身体积。则其受到的浮力为:
= = =1.6N。
第二空.苹果的重力为:
G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N,
G故答案为:1.6;上浮.
【分析】利用阿基米德原理求得苹果受到的浮力,再利用G=mg求得苹果的重力,进一步可知物体的浮沉状态.
13.【答案】5;5;33
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)金属球浸没在盛满水的容器内,溢出水的体积:
V排=V=5×10-4m3,
由得,溢出水的质量:
m排=ρ水V排=1.0×103kg/m3×5×10-4m3=0.5kg,
溢出水所受重力:
G排=m排g=0.5N×10N/kg=5N;
(2)金属球所受浮力:
F浮=G排=5N,
由F浮=G-F拉得,弹簧测力计示数:
F拉=G-F浮=38N-5N=33N。
故答案为:5;5;33。
【分析】(1)浸没早液体中的物体排开水的体积(溢出水的体积)和自身的体积相等,根据密度公式求出溢出水的质量,利用G=mg计算溢出的水重;
(2)浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体所受重力;利用F浮=G-F拉求出此时弹簧测力计的示数。
14.【答案】(1)弹簧测力计;重力
(2)F2﹣F3=F4﹣F1
(3)A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:(1)由图c可知,弹簧测力计下竖直挂着石块,是用测力计测量石块的重力;(2)由图可知,图c测出了石块的重力,图d测出了石块浸没在液体中时测力计的拉力,图b测出空桶的重力,图e测出桶和石块排开液体的重力;则物体浸入液体时受到的浮力为F2﹣F3,物体排开液体的重力为F4﹣F1,
如果F2﹣F3=F4﹣F1时,即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力,阿基米德原理就成立.(3)A.图(a)中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果.
B.图(b)中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果.
C.图(d)中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果.
故答案为:(1)弹簧测力计;重力;(2)F2﹣F3=F4﹣F1;(3)A.
【分析】(1)弹簧测力计能直接测出物体的重力;(2)由图可知,根据cd两图可测出物体浸在液体中受到的浮力,根据be两图可测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容进行解答;(3)根据石块收到的浮力和排开的水的重力分析.
15.【答案】(1)弹簧测力计;重力
(2)F2-F3=F4 - F1
(3)A
(4)保持不变
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)图c是用弹簧测力计直接测量石块的重力;(2)由图C和d可知,物体浸入液体时受到的浮力为F浮=F2-F3,由图b和e可知,物体排开液体的重力为G排=F4-F1,如果F2-F3= F4-F1时,阿基米德原理就成立;(3)A.图(a)中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果;B.图(b)中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果;C.图(d)中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果;(4)从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强保持不变.
故答案为:(1)弹簧测力计;重力;(2)F2-F3= F4-F1;(3)A;(4)保持不变.
【分析】(1)弹簧测力计能直接测出物体的重力;(2)由图可知,根据cd两图可测出物体浸在液体中受到的浮力,根据be两图可测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容进行解答;(3)根据石块收到的浮力和排开的水的重力分析;(4)根据p=ρgh分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强.
16.【答案】解:金属块浸没水中,则V排=V金=2×10﹣3m3,
金属块受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3×9.8N/kg=19.6N。
答:金属块受到的浮力为19.6N。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】利用 F浮=ρ水V排g 求得 金属块受到的浮力 .
17.【答案】(1)解:正方体受到的重力为:
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N。
答:正方体受到的重力的大小为4N
(2)解:正方体浸没在水中时,排开水的体积等于自身体积,则其受到的浮力为:
= = =1.25N。
答:正方体浸没在水中受到的浮力的大小1.25N。
(3)解:正方体沉底后处于静止,受平衡力,此时受到重力、浮力、容器底的支持力三个力作用,则G=F浮+F支,则容器底部对正方体的支持力大小为:F支= G-F浮=4N-1.25N=2.75N;
正方体体积为1.25×10-4m3,则其边长为:a= =0.05m,
正方体的底面积为:S=a2=(0.05m)2=0.0025m2。
因正方体对容器底的压力与容器底对正方体的支持力是一对相互作用力,所以F压=F支=2.75N,
则正方体对容器底部的压强为:p= = =1100Pa。
答:容器底部对正方体的支持力大小为2.75N;正方体对容器底部的压强为1100Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)利用G=mg即可求出正方体的重力.
(2)正方体浸没在水中,根据F浮=ρgV排求出受到的浮力.
(3)正方体沉在底部,根据重力和浮力利用力的平衡即可求出支持力;根据力的相互作用可知正方体对容器底部的压力,利用 p= 计算正方体对容器底部的压强.
1 / 1人教版物理八年级下册 10.2 阿基米德原理 同步练习
一、单选题
1.(2019·菏泽)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是( )
A.饺子的重力减小了 B.饺子的重力和浮力都增大了
C.饺子的重力不变,浮力增大 D.饺子的重力和浮力都减小了
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】饺子在水中煮的时候,质量不变,则重力不变,ABD不符合题意;因为饺子受热膨胀,体积增大,根据 知,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来,C符合题意。
故答案为:C
【分析】结合浮沉条件及阿基米德原理分析解答即可.
2.(2019八下·赵县期末)质量为200g的小球,轻轻放入盛满水的容器中,溢出160g的水,静止后小球将( )
A.浮出液面 B.悬浮水中 C.沉入水底 D.无法确定
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】小球的重力为,根据排开水的重力计算浮力为,由于小球受到的浮力小于重力,则物体会沉底,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据物体的受到的浮力和重力的关系,判断物体的状态。
3.(2019八下·厦门期末)将重为5 N的金属实心球轻轻放入盛满水的溢杯中,若溢出2N的水,小球受到的浮力为( )
A.0N B.2N C.3N D.5N
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】由阿基米德原理可知,物体所受浮力:F浮=G排=2N。
故答案为:B。
【分析】溢出水重即物体排开水重,根据阿基米德原理求浮力即可。
4.(2019八下·龙岗期末)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同密度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋在两杯中所处的位置如图所示,则( )
A.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
B.鸡蛋在甲杯中排开液体的质量较多
C.乙杯盐水的密度较大
D.甲杯底部所受的液体压力较大
【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据图像,鸡蛋在甲中悬浮,鸡蛋的密度等于甲的密度,鸡蛋在乙液体中漂浮,则鸡蛋的密度小于乙液体的密度,乙液体的密度大,C符合题意,由于鸡蛋悬浮和漂浮时,受到的浮力等于鸡蛋的重力,所以浮力相等,AB不符合题意;乙中液体的密度大,对容器底的压力大,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据物体的状态判断浮力大小和密度关系。
5.(2019八下·镇原期末)潜水员由水下2m处潜入水下20m深处的过程中,他受到水对他的压强、浮力变化情况是( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强减小,浮力不变
【答案】C
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】潜水员从水下2m到20m时,他排开的液体的体积没变,浮力不变,由于深度变大,受到的液体压强变大,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】浸没在液体中的物体受到的浮力和深度无关,液体的压强和深度有关。
6.(2019八下·滦南期末)小杰同学在“海底世界”游玩时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡受到的水的压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小 D.浮力变大,压强变大
【答案】C
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】因为气泡上升时,深度h变小,所以,由p=ρgh可知气泡受到水的压强变小,故气泡的体积变大,因为气泡的体积变大,排开水的体积变大,所以,由F浮=ρ水gV排可知气泡受到水的浮力变大。
故答案为:C
【分析】结合p=ρgh及F浮=ρ水gV排分析解答.
7.(2019·兰州)如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/Kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
【答案】B
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力:G=F拉1=46N;A不符合题意;
BC、金属块的质量: ;
由图象可知,当h=50cm之后,弹簧测力计示数不变,金属块浸没水中,受到的浮力:F浮=G-F拉2=46N-26N=20N;由F浮=p液gV排可得金属块体积:
金属块的密度: B符合题意、C不符合题意
D、金属块刚浸没时下表面距水面距离:h=50cm-30cm=20cm=0.2m,金属块下底面受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合F-h图像,上方与横轴平行的线段表示金属块在水面以上时受到的拉力,等于金属块的重力;下方与横轴平行的线段表示金属块在水面以下时受到的拉力;两个拉力之差就是浸没时受到的浮力;利用G=mg求金属块的质量;利用阿基米德原理求金属块的体积;再利用密度公式ρ=求金属的密度;当金属块恰好完全浸没时下表面距离水面为0.2m,利用p=pgh即可计算出下表面受到压强的数值.
二、填空题
8.(2019·普陀模拟)在“验证阿基米德原理”实验中,需要验证浸在液体中的物体受到的 与它排开液体受到的 大小是否相等,实验还需要 的固体和液体进行多次验证(选填“相同”或“不同”)
【答案】浮力;重力;不同
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】在“验证阿基米德原理”实验中,需要验证浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体受到的重力大小是否相等;为了得出普遍规律,实验还需要不同的固体和液体进行多次验证。
故答案为:浮力;重力;不同.
【分析】结合阿基米德原理的内容知道实验目的;多次测量的目的(一个是测量性实验,实验中多次测量的目的是取平均值减小误差;一个是探究性实验,实验中多次测量的目的是找到普遍成立的规律).
9.(2019·邵阳)体积为2.0×10﹣3m3的铝块浸没在水中时,受到的浮力为 N.(g取10N/kg)
【答案】20
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:铝块浸没在水中时,排开水的体积:V排=V=2.0×10﹣3m3,
在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.0×10﹣3m3=20N。
故答案为:20。
【分析】利用阿基米德原理F浮=ρ水gV排求得 铝块浸没在水中时受到的浮力.
10.(2019九上·重庆开学考)质量相同的两个实心物体甲和乙,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们分别放入水和酒精中,静止时所受的浮力之比F甲:F乙=8:9,ρ水=l×103kg/m3,ρ酒=0.8×103kg/m3,则甲乙两物体的体积之比为 ,其中甲的密度是 kg/m3。
【答案】2:3;1.125×103
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】已知甲、乙两物体质量m相同,根据 可知,甲乙两物体的体积之比为
;设甲、乙两物体的体积分别为2V、3V。
①若甲、乙均漂浮,因漂浮时物体受到的浮力和自身的重力相等,且甲乙两物体的质量相等,所以,甲、乙受到的浮力相等,即
F甲:F乙=1:1,
与题意不符,故该可能被排除;
②若甲、乙均浸没,则物体排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力之比:
F浮甲:F浮乙=ρ水g×2V:ρ酒精g×3V=5:6,
与题意不符,故此种情况不可能;
③由①②可知,只能是“甲、乙中一个物体漂浮,另一个物体浸没在液体中”,根据题意和前面分析可知,甲乙的质量相等,且甲的体积小于乙的体积,甲的密度大于乙的密度,所以甲物体浸没(沉底)于水中,乙物体漂浮在酒精中;
此时甲受到的浮力:
F甲=ρ水gV甲=ρ水g×2V,
乙受到的浮力:
F乙=G乙=m乙g=ρ乙V乙g=ρ乙×3Vg;
已知
F甲:F乙=8:9,
所以有:
,
解得:
,
则有:
。
【分析】(1)质量相同的不同物质,体积与密度成反比;
(2)利用浮沉条件分析出两物体在液体中所处状态,根据液体密度与物体密度关系确定物体所处液体的种类,利用阿基米德原理计算甲的密度值。
11.(2019八下·滦南期末)在如图所示的实验中,重为5N的小球A静止在水面下,弹簧测力计的示数为3N,小球受到浮力的大小为 N,当剪断连接小球与测力计的细线时,小球所受浮力将 (选填“变大” “不变”或“变小” ),小球的体积为 (g=10N/kg)。
【答案】2;不变;2×10-4m3
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由称重法求浮力可知小球受到浮力的大小为:5N-3N=2N;小球浸没时受到的浮力为2N,重力为5N,剪断细绳,由浮沉条件可知,小球沉底,由阿基米德原理 可知,液体密度不变,排开液体体积不变,因此受到的浮力不变;因为浸没,所以V物=V排,小球的体积为: ;
故答案为:2;不变; 2×10-4m3
【分析】利用称重法F=G-F示即可求出浮力的大小;通过比较小球重力和浮力的大小,确定当剪断连接小球与测力计的细线时的状态,再利用阿基米德原理分析浮力变化,进一步求得小球的体积.
12.(2019八下·泉州期末)将质量为150g、体积为1.6×10-4m3 的苹果浸没在水中,苹果受到的浮力为 N,放开手后苹果将 。(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)
【答案】1.6;上浮
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】第一空.因苹果浸没在水中,则其排开水的体积等于其自身体积。则其受到的浮力为:
= = =1.6N。
第二空.苹果的重力为:
G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N,
G故答案为:1.6;上浮.
【分析】利用阿基米德原理求得苹果受到的浮力,再利用G=mg求得苹果的重力,进一步可知物体的浮沉状态.
13.(2019八下·兴化月考)把重为38N、体积为5×10-4m3的实心金属球挂在弹簧测力计下,然后把金属球浸没在盛满水的容器内,溢出的水重为
N,金属球所受浮力的大小为 N,此时弹簧测力计的示数为 N.(g取10N/kg)
【答案】5;5;33
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)金属球浸没在盛满水的容器内,溢出水的体积:
V排=V=5×10-4m3,
由得,溢出水的质量:
m排=ρ水V排=1.0×103kg/m3×5×10-4m3=0.5kg,
溢出水所受重力:
G排=m排g=0.5N×10N/kg=5N;
(2)金属球所受浮力:
F浮=G排=5N,
由F浮=G-F拉得,弹簧测力计示数:
F拉=G-F浮=38N-5N=33N。
故答案为:5;5;33。
【分析】(1)浸没早液体中的物体排开水的体积(溢出水的体积)和自身的体积相等,根据密度公式求出溢出水的质量,利用G=mg计算溢出的水重;
(2)浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体所受重力;利用F浮=G-F拉求出此时弹簧测力计的示数。
三、实验探究题
14.(2017·浦东模拟)小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示.
(1)图(c)所示,是小华在使用 测量石块的 .
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ,该原理将得到验证.
(3)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是 .
A.图(a)中溢杯内未盛满水.
B.图(b)中小桶内有少量水.
C.图(d)中石块未浸没水中.
【答案】(1)弹簧测力计;重力
(2)F2﹣F3=F4﹣F1
(3)A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:(1)由图c可知,弹簧测力计下竖直挂着石块,是用测力计测量石块的重力;(2)由图可知,图c测出了石块的重力,图d测出了石块浸没在液体中时测力计的拉力,图b测出空桶的重力,图e测出桶和石块排开液体的重力;则物体浸入液体时受到的浮力为F2﹣F3,物体排开液体的重力为F4﹣F1,
如果F2﹣F3=F4﹣F1时,即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力,阿基米德原理就成立.(3)A.图(a)中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果.
B.图(b)中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果.
C.图(d)中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果.
故答案为:(1)弹簧测力计;重力;(2)F2﹣F3=F4﹣F1;(3)A.
【分析】(1)弹簧测力计能直接测出物体的重力;(2)由图可知,根据cd两图可测出物体浸在液体中受到的浮力,根据be两图可测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容进行解答;(3)根据石块收到的浮力和排开的水的重力分析.
15.(2018八上·深圳月考)小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
(1)图(c)所示,是小华在使用 测量石块的 。
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ,该原理将得到验证。
(3)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是 。
A.图(a)中溢杯内未盛满水。
B.图(b)中小桶内有少量水。
C.图(d)中石块未浸没水中。
(4)石块从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强 (选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”)。
【答案】(1)弹簧测力计;重力
(2)F2-F3=F4 - F1
(3)A
(4)保持不变
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)图c是用弹簧测力计直接测量石块的重力;(2)由图C和d可知,物体浸入液体时受到的浮力为F浮=F2-F3,由图b和e可知,物体排开液体的重力为G排=F4-F1,如果F2-F3= F4-F1时,阿基米德原理就成立;(3)A.图(a)中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果;B.图(b)中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果;C.图(d)中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果;(4)从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强保持不变.
故答案为:(1)弹簧测力计;重力;(2)F2-F3= F4-F1;(3)A;(4)保持不变.
【分析】(1)弹簧测力计能直接测出物体的重力;(2)由图可知,根据cd两图可测出物体浸在液体中受到的浮力,根据be两图可测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容进行解答;(3)根据石块收到的浮力和排开的水的重力分析;(4)根据p=ρgh分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强.
四、计算题
16.(2019·上海)体积为2×10﹣3米3的金属块浸没在水中。求金属块受到的浮力大小F浮。
【答案】解:金属块浸没水中,则V排=V金=2×10﹣3m3,
金属块受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3×9.8N/kg=19.6N。
答:金属块受到的浮力为19.6N。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】利用 F浮=ρ水V排g 求得 金属块受到的浮力 .
17.(2019·怀化)某容器放在水平桌面上,盛有足量的水,现将体积为1.25×10-4 m3,质量为0.4kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉,直到沉底,如图所示。知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)正方体受到的重力的大小;
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小;
(3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。
【答案】(1)解:正方体受到的重力为:
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N。
答:正方体受到的重力的大小为4N
(2)解:正方体浸没在水中时,排开水的体积等于自身体积,则其受到的浮力为:
= = =1.25N。
答:正方体浸没在水中受到的浮力的大小1.25N。
(3)解:正方体沉底后处于静止,受平衡力,此时受到重力、浮力、容器底的支持力三个力作用,则G=F浮+F支,则容器底部对正方体的支持力大小为:F支= G-F浮=4N-1.25N=2.75N;
正方体体积为1.25×10-4m3,则其边长为:a= =0.05m,
正方体的底面积为:S=a2=(0.05m)2=0.0025m2。
因正方体对容器底的压力与容器底对正方体的支持力是一对相互作用力,所以F压=F支=2.75N,
则正方体对容器底部的压强为:p= = =1100Pa。
答:容器底部对正方体的支持力大小为2.75N;正方体对容器底部的压强为1100Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)利用G=mg即可求出正方体的重力.
(2)正方体浸没在水中,根据F浮=ρgV排求出受到的浮力.
(3)正方体沉在底部,根据重力和浮力利用力的平衡即可求出支持力;根据力的相互作用可知正方体对容器底部的压力,利用 p= 计算正方体对容器底部的压强.
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