10.2阿基米德原理
一、单选题
1.一弹簧测力计下挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将其逐渐浸入水中,如图是整个过程中测力计的示数F与圆柱体下降高度h的变化图像.下列说法错误的是( )
A.圆柱体的重力为12N
B.圆柱体所受的最大浮力为8N
C.圆柱体刚好浸没时下表面受到的液体压强是700Pa
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
2.两个不同材料制成的体积相同的物体甲和乙,放在水中,静止时露出水面的体积分别是总体积的 和,那么甲、乙两物体受到的浮力之比是( )
A.1:1 B.8:9 C.2:3 D.4:3
3.如图有A、B、C三个体积相同的小球,投入水中静止时如图所示,则关于它们受到浮力说法正确的是
A.A球最小 B.B球最小 C.C球最小 D.一样大
4.历史上首先测定大气压强值的科学家是( )
A.牛顿 B.马德堡 C.阿基米德 D.托里拆利
5.在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N。把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6N,下列说法不正确的是( )
A.小球受到的浮力是2N B.小球的质量是0.8kg
C.小球的体积是2.5×10-4m3 D.小球的密度是4×103kg/m3
6.如图所示,水平桌面上有两个相同的圆柱形容器A和B,置于其中的圆台形实心铁块甲和乙完全相同,当从两容器中分别 取出相等质量的水后(未取完);关于A 、B底部受到水的压强 PA、PB , 甲、乙受到的浮力 F 甲 、F 乙 的说法正确的是( )
A.pA=pB,F甲>F乙 B.pA>pB,F甲>F乙
C.PA>PB ,F 甲=F 乙 D.PA<PB,F 甲<F 乙
7.在“探究浮力的大小”实验中,小乐做了如图所示的实验,由左向右的四步实验中弹簧测力计的示数F1、F2、F3、F4之间的大小关系是( )
A.F2-F3=F4-F1 B.F1-F4=F2-F3
C.F1=F2=F3=F4 D.F4-F1=F3-F2
8.体育课上小明把体积较大的实心球和体积较小的乒乓球同时放入水中,发现乒乓球在水中上浮,而实心球在水中下沉,则它们在水中所受浮力大小描述正确的是( )
A.实心球受到的浮力大 B.乒乓球受到的浮力大
C.受到的浮力一样大 D.不能确定谁受到的浮力大
9.了解物理学的发展历程,能帮助我们更好地学习物理学.以下有关物理学发展史说法正确的是( )
A.伽利略通过理想斜面实验证明了力是维持物体运动的原因.
B.亚里士多德解开了“王冠之谜”,得出了浮力与排开水所受重力的关系.
C.最早测量出大气压强数值的科学家是牛顿.
D.历史上证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验.
10.将体积相同的木块、铝块和铜块放入水中,木块漂浮,铝块、铜块下沉,则它们受到的浮力( )
A.铝块最小 B.木块最小 C.铜块最小 D.一样大
二、填空题
11.如图,重为2N的圆柱体A漂浮在容器里的水面上,此时水深9cm。则此时物体A受到的浮力为 N;现将物体A从水中取出,待水面稳定后,水对容器底产生的压强为 Pa。(已知容器的底面积为200cm2)
12.把体积为2.0×10–3m3的物块放入水中,当它静止时浸入水中的体积为1.6×10–3m3,则该物块受到的浮力大小为 N,该物块的密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
13.(1)某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度 b管液面高度。(大于/小于/等于)
(2)弹簧测力计在空气中称得一石块重为1N,将石块完全浸入水中,弹簧测力计的示数为 0.6N,则石块受到的浮力为 N,石块的体积为 m3。
(3)一张硬纸片就可以托起一整杯水,若杯口朝向其他方向,如图所示,则硬纸片 会/不会)掉下,这说明 。
14.如图所示,盛有2kg水的柱形容器置于水平地面上,重为6N不吸水的正方体静止时有五分之三的体积浸入水中,物体下表面所受水的压力为 N。若物体在压力的作用下刚好浸没水中,不接触容器底,水不溢出,此时水对容器底部的压力为 N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
15.浸在液体中的物体受到上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,这就是著名的 原理; 实验第一次证明了大气压的存在。
16.大家熟知的“曹冲称象”故事里(如图)蕴含的主要物理思想方法是 .
17.在溢水杯中盛满水,将体积为300cm3的小球放入溢水杯中,用天平称出溢出水的质量为200g,当小球静止时,受到的浮力等于 N。(g=10N/kg)
18.小明将质量为100g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出80cm3的水(g取10N/kg),则物体受到的浮力为 N.
19.某同学利用一只弹簧测力计和装有适量水的杯子和一块小石块,测出了某种液体的密度,测量方法如下:
(1)用细线将小石块拴好,用弹簧测力计测出它的重力,记为G;
(2)再将小石块浸没在水中,用弹簧测力计测出石块受到的拉力,记为F1;
(3)再将小石块浸没在液体中,用弹簧测力计测出石块受到的拉力,记为F2;
利用测出的物理量可得:小石块在水中受到的浮力是 ,液体的密度ρ= (水的密度用ρ水表示).
20.2020年11月10日,我国“奋斗者号”潜水器潜入了全世界最深的马里亚纳海沟,该海底深10909m。该潜水器在海面以下下潜过程中受到的浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”),当它下潜到水下10000m时,受到海水的压强为 Pa。(假设海水密度保持不变,)。
三、综合题
21.某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥,图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图,在整个投放的过程中,石块始终以0.05m/s的速度匀速下降,图乙是吊车钢丝绳的拉力F随时间的变化图像(水的阻力忽略不计)。请求:
(1)石块的重力为 N,石块全部浸没在河水中时所受的浮力为 N;
(2)投放石块处河水的深度 和水对河底的压强 ;
(3)石块的密度 (保留一位小数)。
22.小明要研究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。
(1)实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图所示。分析图象可知:曲线 (选填“a”或“b”)描述的是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力的变化情况;
(2)该金属圆柱体密度是多少 ?
(3)若容器和水总重为79N,容器底面积为200cm2,求物体完全浸没在水中时(如图丁),容器对水平桌面的压强 ?
23.核潜艇
庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图甲中为093改进型攻击核潜艇公开亮相并进行了战略巡航。我国某核潜艇H最大潜深350m,完全下潜到海面下后的排水量为8.24×103t。潜艇内部有水舱,通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重,从而控制其下沉或上浮。已知海水密度ρ海为1.03×103kg/m3,江水密度ρ江为1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是 ;
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成的
B.核潜艇是通过改变自身体积达到浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下潜行进入长江后所受的浮力变小
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会 ,将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是 (选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”);
(3)该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,说明 ;核潜艇H所受的海水阻力与航速的关系如图乙,当核潜艇H航速为8m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为 N。
参考答案:
1.C
2.B
3.A
4.D
5.D
6.B
7.A
8.A
9.D
10.B
11. 2 800
12. 16 0.8×103
13. 等于 大于 0.4 4×10-5 不会 大气内部向各个方向都有压强
14. 6 30
15. 阿基米德 马德堡半球
16.等效替代法
17.2
18.0.8N
19. G -F1 ρ水
20. 不变 1.0×108
21. 7000 3000 5m 5×104Pa 2.3×103kg∕m3
22. b 2.7×103kg/m3 4×103Pa
23. D 下沉 从水舱中向外排水 力的作用是相互的 1.92×106