3.3 阿基米德原理 同步练习（含答案）

_3.3__阿基米德原理__[学生用书A28]
1．关于物体在液体中受到的浮力，下列说法正确的是(　C　)
A．漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
B．物体的密度越大，受到的浮力越小
C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大
D．浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
【解析】 由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而与其他因素都无关；当液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；当物体排开液体的体积相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。
2．将质量相等的一个空心铁球和一个实心铁球放入足够深的水中，则(　A　)
A．空心铁球受到的浮力大些
B．实心铁球受到的浮力大些
C．两铁球受到的浮力一样大
D．无法比较两铁球受到的浮力大小
【解析】 两个铁球的质量相等，空心铁球体积较大，放入水中排开水的体积也较大，所以空心铁球受到的浮力大一些。
3．2018年3月14日，我国自主投资建造的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油982”在大连正式交付。巨大的金属钻头从没入海水到接触海底的过程中(假设海水密度均匀)，受到海水的(　C　)
A．浮力变小，压强变大
B．浮力变大，压强不变
C．浮力不变，压强变大
D．浮力变小，压强变小
4．将重为4N的金属小球轻放入盛满水的烧杯中，若排出水重1N，则小球所受到浮力的大小(　A　)
　　　　　　　　　　　　　　　
A．一定为1N B．可能为3N
C．一定为4N D．可能为4N
【解析】 根据阿基米德原理，浸在液体中的物体受的浮力等于物体排开的液体所受的重力。
5．如图所示，甲、乙两台秤上各有一个溢水杯，一个装满水而另一个未满，现各将一手指浸入水中，手指与容器壁、底均不接触。则在手指浸入水中之后，两台秤的示数变化情况是(　C　)
图3－3－1
A．甲变小，乙不变 B．甲变大，乙不变
C．甲不变，乙变大 D．甲变小，乙变大
【解析】 手指浸入水中后甲的液面不变而乙的液面会升高，故甲的示数不变，乙的示数变大，故应选C。
6．家住中山的小明和爸爸在河堤公园散步，他看到一艘货船载着沉重的货物驶向珠海方向，如图所示。但货物太重，河水几乎漫入货船了，他想：船进入大海后海水密度改变了，货船会沉没吗？你认为(　B　)
图3－3－2
A．船身会下沉 B．船身会上浮些
C．船身深度不变 D．无法判断
【解析】 因为ρ河水＜ρ海水，根据F浮＝ρ水gV排，当货船由河驶入海后，排开海水的体积变小，则船身会上浮些。
7．将铁、铜、铅制成三个体积相同的实心金属球(ρ铁<ρ铜<ρ铅)，用细线拴好，分别挂在三只完全相同的弹簧测力计下，将三个金属球没入水中，但不碰容器底，关于三只弹簧测力计的示数说法正确的是(　A　)
A．挂着铁球的弹簧测力计示数最小
B．挂着铜球的弹簧测力计示数最小
C．挂着铅球的弹簧测力计示数最小
D．三个弹簧测力计示数相同
【解析】 由题知，V铁＝V铜＝V铅，因为金属球浸没水中，所以V铁排＝V铜排＝ V铅排，因为F浮＝ρ水gV排，所以F浮铁＝F浮铜＝F浮铅；因为ρ＝，ρ铁＜ρ铜＜ρ铅， V铁＝V铜＝V铅，所以m铁＜m铜＜m铅，因为G＝mg，所以G铁＜G铜＜G铅，因为G＝F浮＋F示，F浮铁＝F浮铜＝F浮铅，所以F示铁＜F示铜＜F示铅，所以挂着铁球的弹簧测力计示数最小。
8．甲、乙两只完全相同的杯子盛有相同浓度的盐水，将两个体积相同的但材质不同的小球分别放入其中。当小球静止时两杯液面相平，小球所处位置如图所示。则下列说法正确的是(　B　)
图3－3－3
A．甲杯中的小球受到的浮力较大
B．乙杯中的小球受到的浮力较大
C．甲杯底部所受液体的压强较大
D．乙杯底部所受液体的压强较大
【解析】 根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，两只杯子中盛有相同浓度的盐水，两小球体积相同，小球在甲杯中漂浮，排开液体的体积较小，所以甲杯中的小球受到的浮力较小，乙杯中的小球受到的浮力较大。小球静止时两杯液面相平，液体深度相同、密度相同，甲、乙两杯底部所受液体的压强相等。
9．如图所示，体积相同的A、B、C三个球，则它们所受浮力最大的是(ρ酒精< ρ水)(　C　)
图3－3－4
A．A球
B．B球
C．C球
D．B球和C球
【解析】 根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，A、B两球都在酒精中，A球漂浮，B球悬浮，所以VA排＜VB排，A球受到的浮力小于B球受到的浮力；B球和C球体积相同，都浸没在液体中，排开液体的体积V排相同，因为ρ水＞ρ酒精，所以C球受到的浮力大于B球受到的浮力。因此所受浮力最大的是C球。
10．小聪利用如图所示的器材对浮力大小与哪些因素有关进行了以下探究：
图3－3－5
(1)选择器材a、c、d、e探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的__体积__有关。
(2)选择器材a、d、e、f探究浮力的大小是否与__液体的密度__有关。
(3)选择器材__a、b、d、e(或a、b、d、f)__探究浮力的大小是否与物体的密度有关。
(4)小聪在上述过程中采用的研究方法主要是(　C　)
A．比值法 B．等效法
C．控制变量法 D．估算法
11．小明同学在探究“浮力的大小等于什么”时，做了如图所示的实验，四步实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，下列等式正确的是(　C　)
图3－3－6
A．F浮＝F3－F2 B．F浮＝F4－F3
C．F浮＝F4－F1 D．F浮＝F2－F4
【解析】 物体所受浮力F浮＝F2－F3，物体排开液体的重力G排＝F4－F1，根据阿基米德原理F浮＝G排，所以F浮＝F2－F3＝F4－F1。
12．如图甲所示，均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以0.5m/s的恒定速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像。若不计水的阻力，g取10N/kg，则下列说法不正确的是(　C　)
图3－3－7
A．石料的质量为140kg
B．石料恰好完全浸没时所受浮力为500N
C．石料的密度为1.8×103kg/m3
D．该石料立于水平地面上时对地面的压强为2.8×104Pa
【解析】 石料没有浸入水中时，钢绳的拉力F＝G＝1400N，所以石料的质量m＝＝＝140kg。当石料恰好完全浸没时，钢丝绳的拉力F拉＝900N，所以石料所受浮力F浮＝G－F拉＝1400N－900N＝500N。由F浮＝ρ水gV排可知，石料全部没入水中所排开水的体积等于石料的体积，即V＝V排＝＝＝0.05m3，石块的密度ρ石＝＝＝2.8×103kg/m3。由图乙可知，石料从刚刚浸入水中到全部没入水中，所需时间t＝4s－2s＝2s，已知石料的下降速度为v＝0.5m/s，所以石料的高h＝vt＝0.5m/s×2s＝1m，由p＝＝＝＝ρhg可得，该石料立于水平地面上时对地面的压强p＝ρhg＝2.8×103kg/m3×1m×10N/kg＝2.8×104Pa。
13．如图所示，在容器中放一个上、下底面积相等，体积为80cm3的均匀对称石鼓，下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平，则石鼓受到的浮力(　D　)
图3－3－8
A．等于0 B．大于0.8N
C．等于0.8N D．大于0小于0.8N
【解析】 由于石鼓下底面与容器紧密接触，所以石鼓底面没有受到向上的压力，又石鼓上表面与水面相平，所以也没有受到向下的压力，石鼓圆柱体部分与浮力无关，石鼓中间凸出的部分受到了浮力的作用，排开水的体积应为整个石鼓的体积去掉中间圆柱的体积。石鼓所受到的浮力等于整个体积所排开水的重力减去圆柱部分排开水的重力，整个体积所受浮力为F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3× 10N/kg×80×10－6m3＝0.8N，因此石鼓受到的浮力大于0小于0.8N。
14．如图所示，弹簧测力计下端悬挂一高度为1cm、质量为m的圆柱体，它在水中受到最大浮力为，圆柱体下表面刚刚与水面接触到全部浸没后，测力计示数F拉及圆柱体所受的浮力F浮分别与浸入水中深度h关系图正确的是(　A　)
图3－3－9
【解析】 圆柱体下表面刚刚与水面接触，没有受到浮力；然后随着浸入水中深度的逐渐增大到全部浸没时物体排开水的体积逐渐变大，根据F浮＝ρ液gV排可知受到的浮力逐渐变大；当浸没时，物体排开液体的体积最大，受到浮力最大为，然后浮力保持不变。金属块逐渐浸入水中的过程中，浮力是先变大后不变的，弹簧测力计的示数F拉＝G－F浮，重力是一定的，所以浮力变大时，弹簧测力计的示数变小；当受到浮力最大时，则弹簧测力计的示数为，然后示数不变。
15．同学们在学习“阿基米德原理”这节课上，仔细观察了老师所做的演示实验(如图甲所示)。课后复习时，科学兴趣小组的同学们，经过反复地思考、讨论，提出了对该实验的改进意见，并动手制作出了如图乙所示的实验装置，其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋(质量不计)，E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，F是升降平台(摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降)，G为铁架台。
图3－3－10
(1)实验中，同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数__减小__；弹簧测力计B的示数__增大__(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。比较弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB，它们的大小关系是ΔFA__＝__(选填“＞”“＜”或“＝”)ΔFB。
(2)通过分析，你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题？(请写出两条)
①__弹簧测力计使用前要调零__。
②__待弹簧测力计示数稳定后再读数__。
(3)对比甲、乙两图的两组实验，改进后的实验与原实验比较有哪些优点？(请写出两条)
①__溢水杯中加红色水，增加可见度__。
②__能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体所受的重力大小__。