10.2 阿基米德原理
一、选择题
1.将重为的实心金属球轻轻放入盛满水的溢水杯中,若溢出的水,小球受到的浮力为 ( )
A. B. C. D.
2.我国载人潜水器蛟龙号下潜深度成功突破7000m,若它继续下潜,在此过程中( )
A.所受浮力变大,压强变大 B.所受浮力不变,压强变大
C.所受浮力不变,压强不变 D.所受浮力变大,压强变小
3.体积相同的铝球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力( )
A.铝球受到的浮力最大 B.铝球受到的浮力最小
C.铜块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大
4.小明进行验证阿基米德原理的实验,正确操作过程如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法错误的是( )
A.正确的测量顺序是F3、F1、F2、F4
B.物体排开的液体受到的重力G排=F4﹣F3
C.若F1﹣F2=F4﹣F3,则说明本次实验结果符合阿基米德原理
D.步骤甲中如果溢水杯中的水面低于出水口,会导致测得的G排偏大
5.如图所示,小亮在一支平底试管内装入适量铁粉,制成了一个简易密度计,先后放入装有不同液体的甲、 乙两烧杯中 。下列分析正确的是 ( )
A.密度计在乙烧杯的液体中所受浮力较大 B.甲烧杯中液体比乙烧杯中液体的密度大
C.甲烧杯底部所受液体压强大 D.密度计在两烧杯中排开液体所受重力相等
6.如图所示,体积相等的甲、乙两个铝球用轻质细线相连,放入水中刚好能悬浮,已知其中一个球为空心、另一个为实心。下列判断不正确的是( )
A.甲球为空心,乙球为实心 B.甲球受到的浮力大于其受到的重力
C.甲球受到的浮力大于乙球受到的浮力 D.若剪断细线,则甲球将上浮、乙球将下沉
7.一个边长为的正方体物块漂浮在水面,浸入水中的深度为,物块不吸水。取,,则下列说法正确的是( )
A.物块受到的重力为 B.物块下表面受到的压力为
C.物块受到的浮力为 D.物块的密度为
8.小永研究浮力大小与深度的关系。现有一正方体金属块,将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示;再将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力随提起高度变化的图象,如图乙所示。不考虑液面变化。根据该图象可以得出的正确结论是( )
A.物体的质量是 B.物体的密度为
C.液体的密度是 D.浮力的大小总是随着浸入深度的增加而变大
二、填空题
9.弹簧测力计下吊着一个物体,示数为5N,当物体一半浸入水中时,弹簧测力计示数为2N,若把它全部浸没在水中时,它受到的浮力为 N,此时排开水的体积为 cm3,该物体的密度是 kg/m3。
10.如图所示,将完全相同的两个长方体物体分别以水平与竖直放置,恰好都悬浮在水中,若它们下表面所处的深度相同,则 (选填“甲”或“乙”)物体下表受到的压力大;它们上下表面受到水的压力差 ;两物体排开水的重力 (两空均选填“相等”“甲大”或“乙大”)。
11.大连舰是中国海军隶下的导弹驱逐舰,如图所示。若某次执行任务时,大连舰的排水量为10000吨,则它受到的浮力为 N;当舰上执行搜救任务的舰载直升机起飞后与起飞前相比,大连舰所受浮力将 。(g取10N/kg)
12.如图所示是研究“在水中下沉的物体是否受到浮力”实验。依据实验可知圆柱体物体所受的浮力为
N,圆柱体物体上、下表面所受水的压力差为 N。
13. 如图所示,将一个边长为的正方体木块放入装有某种液体的圆柱形容器中,木块静止时露出液面的高度为,液面比放入木块前升高,容器底部受到的液体压强比放入木块前变化了,则液体密度为 ,木块受到的浮力为 。
三、实验探究题
14. 小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯分别装有一定量的水和酒精,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图所示为探究过程及有关数据。
(1)当物体浸没在水中后,逐渐增加浸入深度,则物体上下表面受到的压力差将 选填“变大”“变小”或“不变”。
(2)分析、、、,说明浮力大小跟 。
(3)分析 ,说明浮力大小跟液体的密度有关。
(4)物体浸没在酒精中所受的浮力是 。
(5)根据图中的实验数据,该金属块的密度是 。
(6)该实验用到的实验方法是 。
四、计算题
15.如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是8×10-3m2,装满水后水深0.2m,总质量是1.75kg。把一个木块(不吸水)轻轻放入水中,待木块静止时,从杯中溢出水的质量是0.1kg。求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)水对溢水杯底的压力。
(2)木块受到的浮力。
16.如图甲所示,小明用弹簧测力计吊着一重为3.6N的实心圆柱体,将它竖直逐渐浸入水中,记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮,并画出F浮﹣h的图像(如图乙所示)。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)圆柱体的高度;
(2)圆柱体浸入水中的深度h=10cm处,静止时弹簧测力计的示数;
(3)圆柱体的密度。
参考答案
1.B
2.B
3.D
4.D
5.D
6.C
7.B
8.C
9.6;600;0.83×103
10.甲;相等;相等
11.108;变小
12.1;1
13.;6.4
14.(1)不变
(2)排开液体的体积有关
(3)
(4)2.4
(5)
(6)控制变量法
15.(1)解: 水对溢水杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
由可得水对溢水杯底的压力:F=pS=2000Pa×8×10﹣3m2=16N;
答:水对溢水杯底的压力为16N;
(2)解:由阿基米德原理可得木块所受的浮力:F浮=G排=m排g=m溢g=0.1kg×10N/kg=1N;
答:木块受到的浮力为1N。
16.(1)解:由乙图可知,圆柱体下表面浸入水中的深度大于20cm时,所受浮力一直保持1.2N不变,可知圆柱体浸入水中的深度为20cm时,恰好全部浸没于水中,圆柱体的高度为20cm;
答:圆柱体的高度为20cm;
(2)解:由图乙可知圆柱体浸入水中的深度h=10cm处时的浮力F浮=0.6N,根据称重法可知静止时弹簧测力计的示数F拉=G﹣F浮=3.6N﹣0.6N=3N
答:圆柱体浸入水中的深度h=10cm处,静止时弹簧测力计的示数为3N;
(3)解:圆柱体的质量
由图乙可知,圆柱体全部浸入时圆柱体受到的浮力F浮′=1.2N,由F浮′=ρ水gV排=ρ水gV可得圆柱体的体积
圆柱体的密度
答:圆柱体的密度为3×103kg/m3。