10.2 阿基米德原理
一、单选题
1.在测量浮力的实验中,晓琳同学将一金属块挂在弹簧测力计下端,测出金属块在空气中所受的重力(如图所示);然后用弹簧测力计悬挂着金属块使金属块浸没在水中,金属块静止时弹簧测力计的示数为2.2N,下列关于金属块的几个物理量中,数据不正确的是(g取10N/kg,ρ水=1g/cm3)( )
A.金属块的质量为0.27kg
B.金属块的体积为50cm3
C.金属块的密度为54g/cm3
D.金属块在水中受到的浮力为0.5N
2.如右图所示,一个重为0.2N的小球被线拉住而浸没在液体中,如果它受的浮力是1.8N,则线对球的拉力是( )
A.1.8N B.1.6N C.0.2N D.0N
3.将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物体重力为15N B.物体浸没时受到的浮力为15N
C.物体的密度为 D.h从时物体受到的浮力逐渐减小
4.如图所示,烧杯的底面积是100cm2,里面装有一定量的水(图甲)。用弹簧测力计测得一物体重力是28N,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,弹簧测力计示数是18N;再将物体缓慢提出,使水位下降到AB的中点C处,此时物体一半体积浸没在水中,不计物体带出的水,ρ水=1.0×103kg/m3, g取10N/kg。下列判断中正确的是( )
①图乙物体浸没时受到的浮力是8N;
②图丙物体浸没一半时受到的浮力是5N;
③物体的体积是1cm3;
④从乙到丙,水对烧杯底部的压强减小了500Pa。
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
5.如图所示,同一个金属球,分别浸在容器a、b、c的液体中,其中a、c为纯水,b为浓盐水,金属球所受的浮力分别为Fa、Fb、Fc,则三种情况下金属球所受的浮力大小关系(已知ρ盐水>ρ水)
A.Fa=Fb=Fc B.Fb>Fc>Fa C.Fb>Fa>Fc D.Fc>Fb>Fa
6.关于生活中的现象及其对应的原理和应用,下列说法中正确的是( )
A.风吹过时窗帘飘向窗外——大气压强——热气球上升
B.拦河坝设计的上窄下宽——液体压强——水泵抽水
C.在高原地区呼吸困难——空气浮力——飞机机翼
D.树干挖空成独木舟——浮力的利用——曹聪称象
7.一铁球浸没在汽油中受到的浮力为F1,浸没在水中受到的浮力为F2,比较铁球两次受到的浮力,则有( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F18.关于物体所受浮力大小的比较,以下说法正确的是( )
A.同样重的两个铜块甲和乙,甲浸入水中乙浸入煤油中,它们受到的浮力一样大
B.同样重的铝块和铜块都浸没在煤油中,铝块受到的浮力大
C.同样重的铝块和铜块,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,铜块受到浮力大
D.同一木块分别浸没在水中和煤油中,受到的浮力一样大
9.关于浮力的说法中下列正确的是( )
A.浮力的大小等于物体排开液体的质量
B.浮力的方向是垂直于物体的下表面
C.浮力的施力物体是气体或液体
D.排开液体的体积越大,浮力也越大
10.如图所示:A为木块,B为铝片,C为铁球,而且VA=VB=VC,把它们都浸没在水中,则它们受到的浮力FA、FB、FC之间的关系是( )
A.FA<FB>FC B.FA<FB<FC C.FA=FB=FC D.FA>FB=FC
二、填空题
11.底面积为100cm2的容器中装有水,水面浮着一木块.容器底部受到的压强为1980Pa,若取走木块,容器底部受到的压强为1490Pa,则木块重为 N.
12.如图甲所示为一个浮力感应装置,竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上,传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小,下端与物体M相连,细杆及连接处的重力可忽略不计,向图甲所示的空水箱中加水直到刚好加满,图乙是力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像.则物体M的重力为 N,浸没时受到的浮力为 N;当向容器中加水 kg时,传感器的示数为0N。
13.如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总重为2N,将一重力为2N、体积为2×10-4m3的长方体实心物块A用细线吊着,将其一半浸入水中,则A受到的浮力为 N,当把细线剪断后,静止时A漂浮在水中且水未溢出,此时台秤的示数为 kg.(已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
14.中国深海无人深潜器下潜深度可以达到8213米,创了世界纪录,图是某种深潜器.深潜器从刚浸没在海水中至下潜到300米深处的过程中,它受到的海水压强将 ,所受的浮力大小将 (均选填 "变大”、“不变”或“变小”).在300米深处海水产生的压强约为 帕. (海水的密度取水的密度)
15.一个质量是200g的木块放在水中静止时,它所受的浮力大小等于 ,下表面所受水的压力是 .
三、作图题
16.在探究物体的浮沉条件时,小明选用大铁球和乒乓球进行实验,放入水中待其静止后如图丙所示,大铁球沉底,乒乓球漂浮,请分别画出它们所受的浮力示意图F浮铁与F浮乒。
四、实验题
17.如图所示,是“探究影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)图b中,物体受到的浮力为 N;
(2)比较图a、b、c、d中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与物体浸在液体中的 有关;
(3)比较图 中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与液体的密度有关;
(4)图c、d中,物体上、下表面压力差 (选填“相等”“图c大”或“图d大”)。
18.在测量不规则小物块的密度实验中。
(1)第一小组的实验步骤如下:
①游码归零后发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节使横梁平衡;
②天平调好后,测量小物块的质量,天平平衡时,游码位置和所加砝码如图乙所示,则小物块的质量是 g。
③在量筒中倒入适量的水,记下水的体积为20cm3;再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中,这时的总体积为40cm3,小物块的体积为 cm3;
④小物块的密度ρ= kg/m3。
(2)第二小组的实验步骤如下:
①向量筒内倒入适量的水,记下水的体积V1为20cm3;
②将小物块轻轻放入量筒内,稳定后水面上升至V2为36cm3;
③再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时,水面上升至V3为40cm3;
④由以上测量数据可知:物块的质量m= g,物块的体积V= cm3,物块的密度ρ= kg/m3。
五、计算题
19.为进行浮力相关实验,小涛将力传感器固定在铁架台上,底面积为40cm2的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器可测量细线拉力的大小。重3N底面积100cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降台上,装有23cm深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。当升降台上升高度为8cm时,水对A下表面的压强为500Pa。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水。完成下列问题:
(1)求A的质量;
(2)求图乙中F1的大小;
(3)当A浸没入水中后剪断细线,升降台和A都静止时,求溢水杯对升降台的压强。
20.一物体在空气中称重15N,挂在弹簧测力计上,当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是10N,求:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)物体受到的浮力多大?
(2)物体的体积是多大?
参考答案:
1.C
2.B
3.C
4.D
5.C
6.D
7.C
8.B
9.C
10.C
11.4.9
12. 2 10 2.4
13. 1 0.4
14. 变大 不变 2.94×106
15. 2N 2N
16.
17. 0.4 体积 de 相等
18. 右 16.2 20 16 20
19.(1)1.2kg;(2)10N;(3)3400Pa
20.(1)5N;(2)5×10-4m3