课课精编精练——9.2 阿基米德原理
1.将一个石块吊在弹簧测力计下,轻轻放入水中,则石块受到的浮力大小将( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.保持不变 D.先增大后不变
2.将体积相等的木球和铁球按入水下并松开手,当球静止时它们受到的浮力( )
A.木球大 B.铁球大 C.一样大 D.无法确定
3.用弹簧测力计测量圆柱体的重力,然后将圆柱体分别浸入水和浓盐水中,控制圆柱体排开液体的体积相同,观察并记录弹簧测力计的示数。实验探究的是( )
A.物重对浮力的影响 B.排开体积对浮力的影响
C.体积对浮力的影响 D.液体密度对浮力的影响
4.一块0℃的冰块浮在0℃的水中,它露出水面的体积是200dm3.则它在水下的体积是( )
A.200dm3 B.220dm3
C.1800dm3 D.条件不足,难以判断
5.质量是10千克,密度为0.4×103千克/米3的木块,在水中静止时,它所受的浮力等于( )
A.10千克 B.25千克 C.98牛 D.245牛
6.浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开 ,这就是著名的阿基米德原理。
7.一体积为100cm3的物体浮在水面上,有/体积露出水面,则受到浮力是 N(g取10N/kg)
8.某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3N,上表面受到水的压力为1.5N,则该物块受到水的浮力为 N。
9.阿基米德原理的数学表达式是 。式子说明了浸入液体中的物体所受的浮力大小跟 和 有关,而跟物体的形状、物体的密度 。
10.潜水艇从水下100m处,上浮到水下50m处,它所受的浮力 ,它所受的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
11.A、B、C、D四个体积相等的小球,分别放在酒精和水里,所处的位置如图所示,则各自所受的浮力大小关系是( )
A.FA<FB<FC<FD B.FA>FB>FC>FD
C.FA<FC<FB=FD D.FA<FB<FC=FD
12.三个质量相等的铜块、铁块、铝块分别在弹簧测力计下端,当物体都浸没在水中时,弹簧测力计示数最大的是( )
A.挂铜块的 B.挂铁块的 C.挂铝块的 D.一样大
13.把一个小球轻轻放入盛满水的杯中,静止时溢出了0.1kg的水,则小球的质量( )
A.一定等于0.1kg B.一定小于0.1kg
C.大于或等于0.1kg D.小于或等于0.1kg
14.如图所示,完全是依靠空气的浮力而升空的物体是( )
/
15.某同学将一质量为300g的金属块轻轻放入盛满水的容器中,溢出了80mL的水,则金属块受到的水的浮力是(g取10N/kg)( )
A.0.8 N B.3.8N C.3.2 N D.3 N
16.某同学归纳出浮力的应用:
(1)用钢铁做成的轮船能漂浮在水面,是因为轮船做成 的,使它能够排开更多的水;
(2)飞艇是靠充入密度 空气的气体来实现升空的;
(3)潜水艇能够上浮和下沉是通过 来实现的;
(4)密度计是利用漂浮时F浮=G来测量液体密度的仪器
17.潜水艇在深水中需要上浮时,就用压缩空气排出水舱中的水,在潜水艇未露出水面的排水上浮过程中,所受的重力 ,所受浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)
18.如图甲所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2.不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,静止在容器底部。质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度L=5cm.现在向容器A中缓慢加水,当细线受到的拉力为1N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B受到的浮力是 N.若将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是 Pa。
19.浸没在水中的石块受到的浮力是1N,它排开的水重 N.若将这石块浸没在酒精中,受到的浮力是 N.(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
20.用水桶从井中提水,在水桶逐渐提离水面的过程中,人所用力逐渐 ,因为水桶排开水的体积逐渐 ,水桶所受的浮力逐渐 。
21.(2019?济南)如图所示,是一位先生巧用物理知识借助气球将帽子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关键知识是( )
A.惯性 B.浮力 C.动能 D.效率
22.(2019?雅安)如图所示,两只完全相同的容器分别装等质量的水放在台秤上,用细线悬挂着质量相同的实心铅球和铝球,逐渐将它们全部浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为N1和N2,绳的拉力分别为T1和T2,已知ρ铅>ρ铝,则下列关系正确的是( )
A.N1=N2????T1>T2 B.N1>N2????????T1>T2
C.N1<N2????T1>T2 D.N1>N2????????T1<T2
23.(2019?西宁)一个质量为60g、体积为100cm3的物体放入酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中,物体静止时,物体在酒精中的体积与物体总体积的比值为( )
A.3:4 B.3:5 C.1:2 D.2:3
24.(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
25.(2019?广州)两个相同的烧杯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,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
26.(2019?咸宁)如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器液面。将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后受的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是( )
A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2
C.F1不可能大于F2 D.F1不可能小于F2
27.(2019?泰安)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N.把零件浸入密度为0.8×103kg/m3的液体中,当零件/的体积露出液面时,测力计的示数是6N,则金属零件的体积是(g取10N/kg)( )
A.2×10﹣4m3 B.2.5×10﹣4m3 C.6×10﹣4m3 D.7.5×10﹣4m3
28.(2019?凉山州)一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图象是( )
/A./ B./C./D./
29.(2019?葫芦岛)如图所示,“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在 (填“江水”或“海水”)中停泊。轮船的排水量为6000t,在海水中满载时受到的浮力是 N;轮船在江水中,船底处的压强是6×104Pa,船底浸入水中的深度是 。(g取10N/kg,ρ江水=1×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3)
30.(2019?桂林)如图所示,将一重为8N的物块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中静止,弹簧测力计示数为5N,则物块受到的浮力是 N,浮力的方向是 。
31.(2019?湘西州)一个体积为1×10﹣3m3的铁球全部浸没在水中,它受到水对它的浮力为 N(水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg)。
32.(2019?广东)如图甲所示,弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图乙所示。则物块受到的重力为 N,物块刚好浸没在液体中时其下表面浸入的深度为 cm,未知液体的密度为 kg/m3.(g取10N/kg)
33.(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)
34.(2019?宜昌)如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”,某次执行任务时它的质量为38t,当它停在水面上时,排开水的体积是 m3,受到的浮力为 N.(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
35.(2019?常德)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明所在的学习小组用到的实验器材有:烧杯、水、细线、长方体金属块,弹簧测力计。小明将金属块沿最长的边先后两次浸在同一烧杯水中的不同深度处,如图A、B所示,他发现A图中弹簧测力计的示数明显大于B图,但是他再按图C、D所示将此金属块两次浸没于此烧杯水中的不同深度处,发现弹簧测力计的示数相同,于是他得出结论:在物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度有关,越深,浮力越大;但物体浸没在液体中后所受浮力大小则与深度无关。
(1)图E为小明某次将金属块(重5N)浸入到水中静止时的情形,则弹簧测力计的示数为 N,此时金属块受到的浮力为 N
(2)同组的小惠认为小明的结论不正确,她做了如下实验:将金属块沿较短的一边浸入水中,当达到与图A中相同的深度时读取弹簧测力计的示数,发现与A图的示数不同,则表明此时金属块受到的浮力与A图中的也不同,因此她认为“物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关”。你认为她的实验能证明她的结论正确吗? (选填“能”或“不能”)。
(3)请你用上述器材也设计一个实验证明小惠的结论正确【提示:请仿照(2)中小惠的实验方案的表述方式表述】: 。
36.(2019?呼伦贝尔)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
①可能跟物体浸没在液体中的深度有关
②可能跟物体的密度有关
③可能跟物体的体积有关;
④可能跟物体浸在液体中的体积有关;
⑤可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,某小组同学利用下列器材做了如图所示的实验:
(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
(1)分析比较实验C与D,可以验证猜想 是错误的;分析比较实验C与E,可以验证猜想 是正确的。(选填猜想序号①②③④⑤)
(2)根据A与C两图所标的实验数据,可知A物体浸没在水中所受的浮力为 N,物体的体积为 m3,物体的密度为 kg/m3。
37.(2019?盘锦)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0.1m,总质量是0.95kg。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。
(3)溢水杯对桌面的压力。
38.(2019?烟台)学习了密度和浮力的相关知识后,某学校综合实践活动小组利用弹簧测力计、合金块、细线、已知密度的多种液体、笔、纸等,设计改装成一支密度计。他们的做法是:在弹簧测力计下面挂一个大小适度的合金块,分别将合金块完全浸没在水和煤油中,静止时弹簧测力计示数如图所示,在弹簧测力计刻度盘上标上密度值。再将合金块分别完全浸没在不同的校验液体中,重复上述操作,反复校对检验。这样就制成一支测定液体密度的“密度计”。(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)
(1)求合金块的密度。
(2)利用学过的公式原理,从理论上分析推导说明,待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系式,指出改装的密度计刻度是否均匀?改装后密度计的分度值是多少?决定密度计量程大小的关键因素是什么?
(3)计算说明密度为2.0×103kg/m3的刻度应该标在弹簧测力计的哪个位置?
39.(2019?大连)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子里,用手指提起一个装满饮料的易拉罐,缓慢放入水中(不接触烧杯壁),溢到盘子里的水越多,手指感到易拉罐越“轻”,请分析说明手指感到易拉罐变“轻”的原因。
课课精编精练——9.2 阿基米德原理
参考答案与试题解析
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2.【解答】体积相等的木球和铁球,按入水下并松开手,当球静止时,铁球下沉而木块漂浮,故铁球排开水的体积大于木球排开水的体积,所以由F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力F铁>F木;
故选:B。
3.【解答】用弹簧测力计测量圆柱体的重力G后,物重不在发生变化,
将圆柱体分别浸入水和浓盐水中,且控制圆柱体排开液体的体积相同,观察并记录弹簧测力计的示数F′,
由F浮=G﹣F′可知,圆柱体所受浮力的变化,即可探究液体密度对浮力的影响。
故选:D。
4.【解答】因为冰漂浮在0℃的水中,所以重力G=F浮。
根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排和G=mg=ρ物V物g,
所以ρ冰V冰g=ρ水gV排,
所以/=/=/=/,
因此/=/,
则V排=9V露=9×200dm3=1800dm3。
故选:C。
5.【解答】G木=m木g=10kg×9.8N/kg=98N,
因为ρ木<ρ水,所以木块在水中静止时处于漂浮状态;
木块漂浮时F浮=G木=98N。
故选:C。
6.【解答】浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体的重力,这就是著名的阿基米德原理。
故答案为:液体的重力。
7.【解答】已知物体有/体积露出水面,则物体有/体积浸入水中,
所以木块排开水的体积:V排=/×100cm3=25cm3=25×10﹣6m3,
由阿基米德原理可知,物体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×25×10﹣6m3=0.25 N。
故答案为:0.25。
8.【解答】物体下表面受到的压力为:F下表面=2.3N,上表面受到的压力为:F上表面=1.5N,
根据浮力产生的原因可得,物体受到的浮力:F浮=F下表面﹣F上表面=2.3N﹣1.5N=0.8N。
故答案为:0.8。
9.【解答】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力,这就是著名的阿基米德原理,其数学表达式是:F浮=G排=ρ液gV排,其中ρ液表示液体的密度,V排表示物体排开液体的体积,由此可知,浸入液体的物体所受的浮力跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体的形状、物体的密度无关。
故答案为:F浮=G排=ρ液gV排;液体的密度;物体排开液体的体积;无关。
10.【解答】潜水艇从水下100m处上浮到水下50m处的过程中,所处的深度变大,排开水的体积不变;
由F浮=ρgV排可知,所受浮力不变;
由p=ρgh可知,所受水的压强增大。
故答案为:不变;变大。
11.【解答】已知小球的体积相同,由图知,四个球排开水的体积VA<VB=VC=VD,
由F浮=ρ液gV排可知:
A、B球受到酒精的浮力:FA<FB,
C、D球受到水的浮力:FC=FD,
由于ρ酒精<ρ水,则由F浮=ρ液gV排可知:
B、C球受到的浮力:FB<FC。
所以所受的浮力大小关系是FA<FB<FC=FD。
故选:D。
12.【解答】因为ρ=/,ρ铜>ρ铁>ρ铝,
所以,在质量相同时,V铜<V铁<V铝;
三个金属球全部浸没在水中,
则V铜排<V铁排<V铝排;
因为F浮=ρ水gV排,
所以,F铜浮<F铁浮<F铝浮;
铜块、铁块、铝块质量相同,则它们的重力相同,
因为F示=G﹣F浮,
所以,测力计示数的关系为:F铜>F铁>F铝。
故选:A。
13.【解答】由题知,小球在水中受浮力:F浮=G排=m排g=100×10﹣3kg×10N/kg=1N,
(1)若小球下沉,
F浮<G球,即:G球=m球g>m排g,
m球>m排=100g;
(2)若小球悬浮,
F浮=G球,即:G球=m球g=m排g,
m球=m排=100g;
(3)若小球漂浮,
F浮=G球,即:G球=m球g=m排g,
m球=m排=100g;
所以:小球的质量大于或等于100g=0.1kg。
故选:C。
14.【解答】A、风筝是利用风筝上下方空气的流速不同产生的升力升空的,所以该选项不符合题意。
B、滑翔的鸟靠的是流体压强与流速的关系,靠空气升力升空,所以该选项不符合题意。
C、升空的热气球里所充热空气的密度小于空气的密度,气球受浮力作用而上升,所以该选项符合题意。
D、飞机是利用机翼上下方空气的流速不同产生的升力升空的,所以该选项不符合题意。
故选:C。
15.【解答】将一质量为300g的金属块轻轻放入盛满水的容器中,溢出了80mL的水,
根据ρ=/可得,金属块排开水的质量是:
m=ρV=1.0×103kg/m3×80×10﹣6m3=0.08kg,
根据阿基米德原理,浮力就等于它排开的水的重力,
所以金属块受到的水的浮力:
F浮=G排=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N。
故选:A。
16.【解答】(1)用钢铁制成的轮船能漂浮在水面上,是因为轮船是空心的,这样可大大增加排水的体积,从而增大可利用了浮力。
(2)飞艇是利用它在空气中的浮力来工作的;只有当充入气体的密度小于空气的密度时,F浮才大于G,飞艇才可以升空。
(3)潜水艇的工作原理是物体的浮沉条件,因潜水艇的体积不变(排开水的体积不变),其受到的浮力不变;潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。
故答案为:(1)空心;(2)小于;(3)改变自身重力。
17.【解答】在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,
因为F浮=ρ水v排g,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,
所以潜水艇受到水的浮力不变;
需要上浮时,把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当F浮>G时,潜水艇上浮。
故答案为:变小;不变。
18.【解答】(1)在图乙中,木块静止,木块受到的浮力等于自身重力加上线的拉力,
即:F浮=G+F拉=5N+1N=6N;
(2)木块受到的浮力F浮=6N;
因为F浮=ρ水gV排,
所以此时木块浸入水中的体积是:
V排=/=/=0.0006m3;
因为V=Sh,
所以此时木块浸入水中的深度:
h浸=/=/=0.06m=6cm;
此时液面深度:
h=6cm+5cm=11cm;
此时杯中水的体积:
V=0.02m2×0.11m﹣0.0006m3=0.0016m3,
将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,木块恰好处于漂浮状态,
此时受到的浮力:
F浮′=G物=5N;
由F浮=ρ水gV排得:
V排′=/=/=0.0005m3;
此时水和浸入水中的总体积:
V=0.0016m3+0.0005m3=0.0021m3;
所以此时的液体的深度:
h′=/=0.105m;
此时容器底部所受的压强:
p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.105m=1050Pa。
故答案为:6;1050。
19.【解答】石块受到水的浮力:F浮=1N;
由F浮=G排可知,排开的水重G排=1N,
由F浮=ρ水gV排可得,V排=/=/=1×10﹣4m3,
因为石块浸没水中,所以V排=V=1×10﹣4m3,
将它浸在酒精中,石块下沉,则V排酒精=V=1×10﹣4m3,
石块在酒精中受到的浮力:F浮′=ρ酒精gV排酒精=0.8×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=0.8N。
故答案为:1;0.8。
20.【解答】在水桶逐渐提离水面的过程中,水桶受重力G、拉力F、浮力F浮,处于平衡状态,
由平衡条件得:F+F浮=G,所以F=G﹣F浮.因为在水桶逐渐提离水面的过程中,水桶所排开水的体积V排逐渐变小,所以水桶所受的浮力F浮=ρ水gV排不断变小,
人所用的力即水桶受的拉力F=G﹣F浮不断变大。
故答案为:增大;减小;减小。
21.【解答】解:空气对气球和帽子有浮力作用,当气球和帽子受到的浮力大于气球和帽子的自身重力时,帽子随气球一起上升到楼上。
故选:B。
22.【解答】(1)由题知,两只完全相同的容器分别装等质量的水,则水的质量G1水=G2水;
已知ρ铅>ρ铝,根据ρ=/得V=/,所以质量相同的实心铅球和铝球的体积关系是:V铅<V铝:
当实心铅球和铝球全部没入水中时V排=V物,则:V铅排<V铝排,
根据F浮=ρ液gV排可知:F铅浮<F铝浮;
根据物体间力的作用是相互的可知,实心球对水的压力F向下=F浮,
由于台秤的示数N=G容器+G水+F向下,则两台秤的示数分别为:
N1=G容器+G1水+F1向下=G容器+G水+F铅浮;
N2=G容器+G2水+F2向下=G容器+G水+F铝浮;
所以,N1<N2,故ABD错误。
(2)由于实心铅球和铝球质量相同,则根据G=mg可知:G铅=G铝;
对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力F浮和悬线对它的拉力T三个力的作用而处于平衡,则绳的拉力为T=G﹣F浮;
则T1=G铅﹣F铅浮,T2=G铝﹣F铝浮;
所以,T1>T2;故C正确。
故选:C。
23.【解答】物体的密度ρ=/=/=0.6g/cm3=0.6×103kg/m3<0.8×103kg/m3,
若把该物体放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中后,物体静止时处于漂浮状态,则F浮=G,
即:ρ酒精gV排=ρ物gV物,
则/=/=/=/;
故选:A。
24.【解答】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;故A错;
BC、金属块的质量:
m=/=/=4.6kg;
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=ρ液gV排可得金属块体积:
V=V排=/=/=2×10﹣3m3,
金属块的密度:
ρ=/=/=2.3×103kg/m3,故B正确、C错;
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,故D错。
故选:B。
25.【解答】根据阿基米德原理可知:F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,
已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮甲=F浮乙。
故选:C。
26.【解答】由题知,两个圆柱形容器相同,底面积相同,液体深度h甲<h乙,由V=Sh可知,液体的体积V甲<V乙,
已知m甲=m乙,由ρ=/可知,两液体的密度关系:ρ甲>ρ乙;
由于小球的密度未知,则:
①若ρ球≥ρ甲,则小球在甲乙液体中处于下沉,处于浸没状态,排开甲乙液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知:F1>F2;
②若ρ甲>ρ球≥ρ乙,则小球在甲液体中漂浮,在乙液体中下沉,则F1=G,F2≤G,则F1≥F2;
③若ρ乙>ρ球,则小球在甲乙液体中都出处于漂浮状态,则F1=G,F2=G,则F1=F2;
由此分析可知:F1≥F2,F1不可能小于 F2。
故选:D。
27.【解答】(1)金属零件所受的浮力:F浮=G﹣F示=7.5N﹣6N=1.5N,
(2)由F浮=ρ液gV排得排开液体的体积:
V排=/=/=1.875×10﹣4m3。
由题知,零件/的体积露出液面,则V排=(1﹣/)V=/V,
所以金属零件的体积:V=/V排=/×1.875×10﹣4m3=2.5×10﹣4m3。
故选:B。
28.【解答】未接触水面时,拉力等于物体的重力,弹簧测力计示数不变;当物体下表面浸在液体中越深,物体排开水的体积不同,测力计的示数也不同,排开水的体积增大时,测力计的示数也小,完全浸没后弹簧测力计示数不变,由数学知识可得应为A图象。
故选:A。
29.【解答】(1)在海水和江水中,轮船漂浮,浮力和重力相等,即浮力大小不变;因为海水的密度大于江水的密度,根据公式F浮=ρ水gV排可知,轮船在江水中排开江水的体积大于在海水中排开海水的体积,所以在江水中的吃水线要高于在海水中的吃水线;
(2)根据阿基米德原理得轮船所受浮力:
F浮=G排=m排g=6000×103kg×10N/kg=6×107N;
(3)由液体压强公式p=ρgh得,船底浸入水中的深度:
h=/=/=6m。
故答案为:海水;6×107;6m。
30.【解答】物块受到的浮力:
F浮=G物﹣F拉=8N﹣5N=3N,
浮力的方向是竖直向上。
答:3;竖直向上。
31.【解答】铁球浸没在水中时排开水的体积:
V排=V=1×10﹣3m3,
铁球受到水的浮力:
F浮=ρ水gv排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N。
故答案为:10。
32.【解答】(1)由图象可知,弹簧测力计的最大示数F最大=15N,此时物块未浸入水中,则物块重力G=F最大=15N;
(2)由图象可知,物块从刚浸入水到完全浸入,物块浸入深度h=10cm,即正方体物块的边长为10cm;
(3)物块的体积V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,物块全浸入时弹簧测力计的示数F示=6N,
受到的浮力F浮=G﹣F示=15N﹣6N=9N,
物块排开水的体积:
V排=V=1×10﹣3m3,
由F浮=ρ液V排g可得液体的密度:
ρ液=/=/=0.9×103kg/m3。
故答案为:15;10;0.9×103。
33.【解答】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。
34.【解答】当飞机停在水面上时,由漂浮条件可得飞机受到的浮力:
F浮=G=mg=38×103kg×10N/kg=3.8×105N,
根据F浮=ρ水gV排可得排开水的体积:
V排=/=/=38m3。
故答案为:38;3.8×105。
35.【解答】(1)图E为小明某次将金属块(重5N)浸入到水中静止时的情形,则弹簧测力计的分度值是0.2N,示数是2.4N;
当金属块浸入水中静止时,金属块所受浮力:
F浮=G﹣F′=5N﹣2.4N=2.6N;
(2)浮力的大小与物体排开液体的体积和密度有关,研究与浮力大小与深度关系时,要控制排开液体的密度和体积相同,只改变物体浸入液体中的深度,小惠将金属块沿较短的一边浸入水中,当达到与图A中相同的深度时,根据V=Sh,排开液体的体积不同,故她的实验不能证明她的结论正确;
(3)研究与浮力大小与深度关系时,要控制排开液体的密度和体积相同,只改变物体浸入液体中的深度:小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数F1;
将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数F2;
第二次实验中物体深度较大,两次实验中,排开流体的体积均为物体体积的二分之一,实验中发现F1=F2;
根据F浮=G﹣F,故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关。
故答案为:(1)2.4;2.6;(2)不能;(3)小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数F1;将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数F2;
第二次实验中物体深度较大,两次实验中,排开流体的体积均为物体体积的二分之一,实验中发现F1=F2;
根据F浮=G﹣F,故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关。
36.【解答】(1)由图可知,实验C与D的弹簧测力计的示数相同,物体浸没在液体中的深度不同,由F浮=G﹣F可得,浮力相同,
由此可知浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关,则猜想①是错误的;
由C与E所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,由此可得,浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关,则猜想⑤是正确的;
(2)由图A与C可知,A在水中受到的浮力:F浮=G﹣F=8N﹣6N=2N;
由F浮=ρ液gV排可知,物体A的体积:V=V排=/=/=2×10﹣4m3;
由图A知,物体的重力G=8N,则m=/=/=0.8kg;
A的密度:ρA=/=/=4×103kg/m3;
故答案为:(1)①;⑤;(2)2;2×10﹣4;4×103。
37.【解答】(1)水对溢水杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
由p=/可得水对溢水杯底的压力:
F=pS=1000Pa×8×10﹣3m2=8N;
(2)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;
(3)因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G排=G木,
所以此时溢水杯对桌面的压力:
F=G+G木﹣G排=G=mg=0.95kg×10N/kg=9.5N。
答:(1)水对溢水杯底的压力为8N;
(2)木块受到的浮力为1N;
(3)溢水杯对桌面的压力为9.5N。
38.【解答】(1)根据称重法测浮力F=G﹣F浮和阿基米德原理有:
3.0N=G﹣ρ水gV=G﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×V﹣﹣﹣﹣①
3.2N=G﹣ρ煤油gV=G﹣0.8×103kg/m3×10N/kg×V﹣﹣﹣﹣②;
由①②得:V=10﹣4 m3;G=4N,
合金块的密度:
ρ=/=/=4×103kg/m3;
(2)由②得:F示=4N﹣ρ液×10N/kg×10﹣4 m3;
故待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系:
ρ液=4×103kg/m3﹣F示×103 kg/(N?m3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
由③知,
ρ液与F示为一次函数关系,改装的密度计刻度是均匀的;
由③知,当F示=4N时,ρ液=0;
当F示=0时,ρ液=4×103kg/m3;0﹣4N之间有20个格,
改装后密度计的分度值为:
/=0.2×103kg/m3;
由③知,决定密度计量程大小的关键因素是合金块的密度;
(3)把ρ液=2.0×103kg/m3代入③得:F示=2.0N,即密度为2.0×103kg/m3的刻度应该标在弹簧测力计的2.0N位置处。
答:(1)合金块的密度为4×103kg/m3;
(2)待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系式为ρ液=4×103kg/m3﹣F示×103 kg/(N?m3),改装的密度计刻度是均匀的;改装后密度计的分度值是=0.2×103kg/m3;决定密度计量程大小的关键因素是合金块的密度;
(3)计算说明密度为2.0×103kg/m3的刻度应该标在弹簧测力计2N的位置。
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