10.2 阿基米德原理 课后训练题
一、单选题
1.在物理学发展史上,众多物理学家做出了巨大贡献。下列物理学家中有一位大气压强研究方面取得巨大成就,为了纪念这位物理学家,在国际单位制中,以他的名字作为压强的单位。这位物理学家是( )
A.阿基米德 B.托里拆利 C.牛顿 D.帕斯卡
2.两个完全相同的容器 A、B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,静止后的情况如图所示,已知甲、乙两球排开液体的重力相等,则下列说法正确的是( )
A.甲球所受浮力更大 B.乙球所受浮力更大
C.容器中液体密度小 D.容器中液体密度小
3.如图甲所示,底面积为S1=80cm2的容器内装有适量的某种液体,A为圆柱形木块,其底面积为S2=50cm2,C为压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下表面与液面的距离。小明同学想利用此装置探究F与h的关系,它先把木块A放入液体中,当木块A静止时,测得木块A的下表面与液面的距离为h1,小明再用轻杆B向下压,逐渐改变h的大小,并记录下与之相对应的压力F的数值,依据数据得到了如图乙所示的F-h图象,此过程中液体始终没有溢出。(不计传感器C和轻杆B的重力和体积,g=10N/kg),下列做法正确的是( )
A.该液体的密度为2.4×103kgm3
B.该物体完全浸没时其上下表面压力差为10N
C.木块A的重力为6N
D.木块A全部浸没后,与木块放入液体前相比,液体对容器底部的压强增加了625Pa
4.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中(如图甲),图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像(忽略液面变化),则下列说法中正确的是( )
A.物体的高度为8cm B.物体的体积是500cm3
C.物体的密度是2.25×103kg/m3 D.物体受到的最大浮力是5N
5.将一木块用细线在空的容器底部,开始往容器中缓慢加水至图甲所示位,木块受到的浮力F随容器中水深h的变化关系如图乙,则木块( )
A.重为8N B.体积为4×10-4m3
C.密度为0.5×103kg/m3 D.受到细线的最大拉力为12N
6.最早用实验测得大气压数值的科学家是( )
A.帕斯卡 B.托里拆利 C.伽利略 D.阿基米德
7.如图所示,一个装有适量水的薄壁轻质塑料筒漂浮在一杯液体中,则该液体的密度约为( )
A.0.3×10 kg/m B.0.7×10 kg/m C.1.5×10 kg/m D.2.1×10 kg/m
8.如图是验证阿基米德原理的实验操作,在这一实验中测出浮力大小的步骤是( )
A.D和E B.C和D C.B和E D.C和E
9.物体甲放入水中后,有五分之二体积露出水面,如图1所示;物体甲、乙用不可伸长的细线系住,放入水中后细线被拉直,如图2所示。已知甲的体积是乙的体积10倍,则下列选项不正确的是( )
A.甲、乙所受的重力之比为6:5
B.甲的密度为0.6×103kg/m3
C.乙的密度为6×103kg/m3
D.图2剪断细线后,水对容器底的压强减小
10.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个底面积为160cm2的实心圆柱体,把它从盛有足量水的容器上方离水面某一高度处缓慢下降(其底面始终与水面相平),使其逐渐浸没入水中某一深度。如图乙所示是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象。下列说法错误的是( )
A.圆柱体的重力为12N
B.圆柱体的高度为5cm
C.圆柱体刚浸没时,下表面受到水的压力为4N
D.圆柱体的密度为1.5g/cm3
二、填空题
11.用弹簧测力计在空气中称一物块,测得其重力为8.4N,当把这个物块的一半浸在水中时,弹簧测力计的示数为4.8N,这时物块受到的浮力是___________N,其方向是___________;若将物块浸没在水中静止,此时弹簧测力计的示数为___________N。
12.将一金属块置于盛满水的溢水杯中使其浸没,称量计算得出溢出水的质量为100g,则金属块所受的浮力为______N,若将该金属块浸没于煤油中,则所受浮力会______。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
13.小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为1N空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面。(不考虑捞出过程中带出的水,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小;_______
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会_______(选填“上升”、“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6.0×10-3m3,求桶内鹅卵石的质量。_______
14.在水平桌面上有一个盛有水的柱状容器,高10cm的长方体木块用细线系住没入水中,如图甲,细线绷直,长4cm,木块上表面在水下1cm,已知容器底面积是木块底面积的4倍,如图所示。将细线剪断,木块最终浮在水面上,且有4cm高度高出水面。木块与水的密度比是______,剪断细线前后,木块受到的浮力之比是______,水对容器底的压强比是______。
15.如图,水平桌面有一个底面积为200cm 、内盛有水的圆柱形容器A,不吸水的正方体物块B重3N,边长为10cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,细线受到拉力为1N,物块B受到的浮力______N,拉直的细线长为l=4cm,容器底部受到水的压强______Pa,剪断细线,物块B静止时,水对容器底部压强变化了______Pa。
三、实验题
16.小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时,他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。请你帮助小军同学完成以下问题:
(1)乙图中金属块所受浮力为______N;
(2)比较______三幅图可得出结论:浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关;
(3)结合上图,得出丁图中液体密度为______。
17.下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水探究“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景,其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
(1)在实验前如果未将溢水杯中的水装满,会导致测得的“排开液体所受重力”__________(选填“偏小”“不变”或“偏大”);
(2)多次实验中若物体受到的浮力F浮=__________与排开液体所受重力G排=__________都相等,即可验证阿基米德原理。(均用F1、F2、F3、F4表示)
四、计算题
18.如图所示,这是我国海军装备的一艘战略核潜艇。已知该核潜艇的水上排水量为16600t,水下排水量为18700t,海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg,问:
(1)当该潜艇下潜到200m深处时,海水对它的压强为多少?
(2)该潜艇在水下航行时,所受的浮力为多少?
(3)该潜艇在水面航行时,露出水面的体积是多少?
19.如图所示,在重为6N,高为20cm,底面积为300cm2的薄壁圆柱形容器底部,贴有一个底面为边长为0.1m正方形的压力传感器(厚度和质量均不计)。将一个边长为0.1m的实心正方体物块放在传感器上,然后缓慢地向容器内倒入某种液体,物块对传感器的压力F与倒入液体的深度h的关系如下表所示。求:
h/m 0 0.01 0.02 0.03 0.04
F/N 6 4.8 3.6 2.4 1.2
(1)当h=2cm时,物块受到的浮力;
(2)液体的密度;
(3)倒入体积为5600cm3的液体时,容器对桌面的压强。
参考答案:
1.D
2.C
3.B
4.C
5.C
6.B
7.B
8.B
9.C
10.C
11. 3.6 竖直向上 1.2
12. 1 变小
13. 1 上升 5.9
14. 3︰5 5︰3 15︰14
15. 4 800 50
16. 0.4 甲乙丙
17. 偏小 F2-F3 F4-F1
18.(1)2×106Pa;(2)1.87×108N;(3)2.1×103m3
19.(1)2.4N;(2)1.2×103kg/m3;(3)2600Pa