第十章 第2节 阿基米德原理
一、选择题
1.2019年10月22日,“雪龙号”科考船从上海启航,执行我国第36次南极科考任务。在科考船的铁锚从水下深处向上提起,直至完全离开水面的过程中,铁锚受到的浮力
( )
A.逐渐变小
B.保持不变
C.先保持不变,后逐渐变小
D.先保持不变,后逐渐变大
2.将两物体分别挂在弹簧测力计的下方,让它们同时浸没在水中时,两个弹簧测力计示数的减小值相同,则这两个物体必定有相同的
( )
A.密度
B.体积
C.质量
D.重力
3.如图1所示,在三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,将三个相同的铁球甲、乙、丙分别下沉到各容器底部,当三个铁球静止时,试比较三个容器内的铁球受到的浮力
( )
图1
A.铁球甲最小
B.铁球乙最小
C.铁球丙最小
D.大小一样
4.将三个质量相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在同种液体中,则下列说法中正确的是(已知ρ铝<ρ铁<ρ铜)
( )
A.铜球受到的浮力最大
B.铁球受到的浮力最大
C.铝球受到的浮力最大
D.三球受到的浮力一样大
5.把一个重为0.5
N的物体浸没在盛有水的烧杯中,溢出水的重力为0.3
N,则物体受到的浮力
( )
A.可能为0.4
N
B.可能为0.2
N
C.一定为0.5
N
D.一定为0.3
N
6.A、B两物体的质量之比是3∶4,将它们浸没在水中时,受到的浮力之比为3∶2,则两个物体的密度之比是
( )
A.2∶1
B.1∶2
C.8∶9
D.9∶8
7.用如图2所示的实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。下列说法中正确的是(g取10
N/kg)
( )
图2
A.实验前溢水杯未装满水对实验结果没有影响
B.物块从接触液面至浸入水中任一位置的过程中,两侧弹簧测力计示数的变化量总相等
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数就越大
D.通过计算可知,实验所用物块的密度为1.5×103
kg/m3
8.如图3甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到水面上方一定的高度处。图乙是绳子的拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息,下列判断中正确的是(g取10
N/kg)
( )
图3
A.该金属块的重力为136
N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力为136
N
C.该金属块的密度为7.8×103
kg/m3
D.在t1~t2时间段内,金属块在水中受到的浮力逐渐增大
二、填空题
9.一个重为5
N的物体,挂在弹簧测力计的下方,当物体浸没在水中处于静止状态时,弹簧测力计的示数改变量为3
N,此时物体受到的浮力为 N;当物体总体积的一半浸没在水中时,弹簧测力计的示数为 N。?
10.如图4所示,已知木块的重力为3
N,体积为500
cm3,当木块静止时细线的拉力为2.5
N,
则木块受到的浮力为 N,液体的密度是 kg/m3。(g取10
N/kg)?
图4
11.将一个重为20
N的铝球慢慢地放入一个盛满水的容器中,使其浸没在水中,从容器中溢出了重为10
N的水,则铝球受到的浮力是 N,这个铝球是 (选填“空心”或“实心”)的。(已知ρ铝=2.7×103
kg/m3,g取10
N/kg)?
12.将金属块挂在弹簧测力计的下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时,弹簧测力计的示数如图5甲、乙所示,则金属块的质量为 kg,密度为 kg/m3。(ρ水=
1.0×,ρ酒精=0.8×103
kg/m3,g取10
N/kg)?
图5
三、实验探究题
13.小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水)对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计的示数如图6所示。
图6
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关。?
(2)为了探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图甲、 进行分析比较。?
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N,圆柱体的体积是 m3。(g取10
N/kg)?
(4)用如图所示的实验数据可测得盐水的密度是 kg/m3。?
四、计算题
14.如图7所示,某同学把一石块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,在空气中弹簧测力计的示数是4
N,把石块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数是2.9
N。求:(石块的密度为4×103
kg/m3,g取10
N/kg)
(1)石块的体积。
(2)石块浸没在液体中时受到的浮力。
(3)液体的密度。
图7
15.如图8所示,在弹簧测力计的挂钩上悬挂一个重为10
N的物体,当把物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为6
N,烧杯的底面积为100
cm2。求:(g取10
N/kg)
(1)物体受到水的浮力。
(2)物体的密度。
(3)当物体浸没在水中后,烧杯底部对水平桌面的压强的增加量。
图8
答案
C 2.B 3.A 4.C 5.A 6.B 7.B 8.C
9.3 3.5
10.5.5 1.1×103
11.10 空心
12.0.3 3×103
13.(1)物体排开液体的体积
(2)丙、丁
(3)4 4×10-4
(4)1.1×103
14.(1)石块的质量:
m===0.4
kg,
由ρ=得石块的体积:
V===1×10-4
m3。
(2)石块浸没在液体中时受到的浮力:
F浮=G-F示=4
N-2.9
N=1.1
N。
(3)V排=V=1×10-4
m3,
由F浮=ρ液gV排得液体的密度:
ρ液===1.1×103
kg/m3。
15.(1)物体受到水的浮力:
F浮=G-F=10
N-6
N=4
N。
(2)由F浮=ρ液gV排可得物体的体积:
V物=V排===4×10-4
m3,
由G=mg可得,物体的质量:
m===1
kg,
物体的密度:
ρ===2.5×103
kg/m3。
(3)物体浸入水中前,烧杯底部对水平桌面的压力等于烧杯的重力与水的重力之和,物体浸
没在水中后,烧杯底部对水平桌面的压力为烧杯的重力、水的重力与物体对水的压力之和,因此增加的压力等于物体对水的压力,由于物体对水的压力等于水对物体的浮力,故ΔF=F浮=
4
N,故当物体浸没在水中后,烧杯底部对水平桌面的压强的增加量:
Δp===400
Pa。