沪粤版物理八下课时达标练习：9.2　阿基米德原理第2课时　阿基米德原理的应用（含答案）

第2课时　阿基米德原理的应用
题组1　比较浮力的大小
1.体积均为200 cm3的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所示,则木块受到的浮力　　　　(选填“大于”或“小于”)合金块受到的浮力;若在木块上放置一小石块后仍然能漂浮在水面,则木块下表面受到水的压强　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
2.如图所示,图甲中A、B两个金属块体积相等,则两金属块所受浮力FA浮　　　　FB浮;图乙中C、D两个金属块体积也相等,酒精密度小于水的密度,则两金属块所受浮力FC浮　　　　FD浮。(均选填“>”“=”或“<”)?
3.我国载人潜水器“蛟龙号”下潜深度成功突破7000 m,若它继续下潜,则 (　　)
A.所受浮力变大,压强变大
B.所受浮力变大,压强变小
C.所受浮力不变,压强不变
D.所受浮力不变,压强变大
4. 如图所示为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。关于该过程中气泡密度和所受浮力的变化情况,下列叙述中正确的是 (　　)
A.密度和浮力都不变
B.密度和浮力都变大
C.密度变小,浮力不变
D.密度变小,浮力变大
5.一个铜球浸没在水中时受到的浮力为F1,浸没在煤油中时受到的浮力为F2,比较铜球两次受到的浮力,有(ρ水>ρ煤油)(　　)
A.F1 C.F1>F2 D.条件不足,无法确定
6.将甲、乙、丙、丁四个体积相同但材料不同的小球放在水中,如图所示,则受到的浮力最小的小球是 (　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
题组2　阿基米德原理的应用　　　　
7.已知空气的密度为1.29 kg/m3,人体的平均密度与水的密度相当。质量为60 kg的人在空气中受到的浮力大约是　　　　N。(g=9.8 N/kg,计算结果保留2位小数)?
8.一物块静止在水中时,露出水面的体积为6×10-5 m3,总体积为8×10-5 m3,物块在水中所受的浮力为　　　　N。(g取10 N/kg)?
9. 如图所示,重力为5 N、体积为0.2×10-3 m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是　　　　 N,静止时弹簧测力计的示数
是　　　　N。(g取10 N/kg)?
10.铁块的体积是100 cm3,全部浸入水中时,排开水的体积是　　　 cm3,排开的水重
是　　　N,受到的浮力是　　　　N。如果将它全部浸入酒精中,受到的浮力是　　　　N。(g取10 N/kg,酒精密度为0.8×103 kg/m3)?
11.如图所示,实心小球A、B用细线拴住,浸没在水中时,两根细线的拉力相等(ρA<ρB<
ρ水),则小球的质量mA　　　　mB,小球的体积VA 　　　　VB。(均选填“>”“<”或“=”)?
12.如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降一小段。如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度变化的图像。分析图像可知,圆柱体的重力是　　　　N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是　　　　N;圆柱体浸没时排开水的重力是　　　　N;圆柱体的高度
是　　　　cm。?
13.如图所示,放在水平面上装满水的溢水杯,水深为20 cm。弹簧测力计挂着重为10 N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为 0.4 kg。求:(g取10 N/kg)
(1)弹簧测力计的示数。
(2)物体的密度。
14.如图所示,某同学把一石块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,石块在空气中时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)该石块的体积。
(2)该石块浸没在该液体中时受到的浮力。
(3)该液体的密度。
15.重100 N的水可以产生的最大浮力 (　　)
A.一定小于100 N　　　 B.一定大于100 N
C.一定等于100 N D.可以大于100 N
16.小涵同学通过如图所示的实验探究“浮力大小与排开液体体积的关系”后,知道了阿基米德原理。她又对阿基米德原理的数学表达式进行推导F浮=G排=ρ液gV排,她发现:在液体的密度保持不变时,浸入液体的物体受到的浮力与物体排开液体的体积成正比。
(1)实验桌上现有以下器材:足量的水、量杯、细线、石块、弹簧测力计。请利用上述器材设计实验验证这个发现。请写出实验操作的步骤,测量的量用对应的字母表示。
(2)写出小涵分析处理实验数据并得出结论的过程。
　　　　　　　　 　　　　 　　
答案详析
1.小于　变大
解析： 由题意可知,木块和合金块的体积相等,由图可知,木块排开水的体积小于合金块排开水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,木块受到的浮力小于合金块受到的浮力;在木块上放置一小石块后仍然能漂浮在水面,此时木块下表面所处的深度变大,由p=ρgh可知,木块下表面受到水的压强变大。
2.>　>
解析： A、B的体积相等,二者在同种液体中,液体的密度相等,A排开液体的体积较大,由F浮=
ρ液gV排可知,A受到的浮力较大;C、D两个金属块体积相等,二者排开液体的体积相同,水的密度大于酒精的密度,由F浮=ρ液gV排可知,在水中的C受到的浮力更大。
3.D　解析： 由题意可知,潜水器浸没在水中,下潜过程中,液体的密度和排开液体的体积均不变,由公式F浮=ρ液gV排可知,潜水器所受浮力大小不变;潜水器下潜过程中,海水密度不变,所处深度不断增大,由p=ρgh可知,潜水器受到海水的压强变大,故D正确。
4.D　解析： 由图可知,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,所处深度变小,受到的液体压强变小,故气泡的体积变大,而气泡内空气的质量不变,由ρ=mV可知,气泡的密度变小;气泡在水中上升时,体积变大,排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知,气泡受到的浮力变大。
5.C　
6.B　解析： 由题意可知,甲、乙、丙、丁四个小球的体积相等,由图可知,四个小球排开水的体积关系为V排乙F浮甲7.0.76
解析： 人的体积:V=mρ=60 kg1.0×103kg/m3=0.06 m3,人在空气中:V排=V=0.06 m3,F浮=ρ空气gV排=
1.29 kg/m3×9.8 N/kg×0.06 m3≈0.76 N。
8.0.2　解析： 由题意可知,物块排开水的体积:V排=V总-V露=8×10-5 m3-6×10-5 m3=2×10-5 m3,则物块在水中所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-5 m3=0.2 N。
9.2　3
解析： 物体浸没在水中时,物体排开水的体积V排=V,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2×10-3 m3=2 N。由称重法测浮力可知,F浮=G-F,则物体浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数F=G-F浮=5 N-2 N=3 N。
10.100　1　1　0.8
解析： 因为铁块浸没在水中,所以,排开水的体积:V排=V=100 cm3=10-4 m3;受到水的浮力:
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N;根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于铁块排开的水所受的重力,G排=1 N;如果将它全部浸入酒精中,排开酒精的体积和自身的体积相等,则受到的浮力:F浮'=ρ酒精gV排=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=0.8 N。
11.<　<
解析： 对两球进行受力分析可得,拉力F=F浮-G物,
A球受到的浮力为FA=ρ水gVA,
A球受到的重力为GA=mAg=ρAgVA,
B球受到的浮力为FB=ρ水gVB,
B球受到的重力为GB=mBg=ρBgVB,
两根细线的拉力F相等,且F=F浮-G物,
故有FA-GA=FB-GB,
即ρ水gVA-ρAgVA=ρ水gVB-ρBgVB,
得(ρ水-ρA)gVA=(ρ水-ρB)gVB;
因为ρA<ρB<ρ水,故有(ρ水-ρA)>(ρ水-ρB),
所以VA12.12　8　8　4
解析： 由图像可知,当h=0 cm时,弹簧测力计示数为12 N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12 N;从h=7 cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,根据平衡关系可知,F浮=G-F拉=12 N-4 N=8 N;由F浮=G排可知,圆柱体浸没时排开水的重力G排=F浮=8 N;由乙图BC段可知,圆柱体在B点时开始浸入水中,至C点时浸没,圆柱体的高度:h=7 cm-3 cm=4 cm。
13.(1)物块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.4 kg×10 N/kg=4 N,
弹簧测力计的示数:
F=G-F浮=10 N-4 N=6 N。
(2)由于物块浸没在水中,则物块的体积:
V=V排=F浮ρ水g=4 N1.0×103kg/m3×10 N/kg=4×10-4m3,
物块的质量:m=Gg=10 N10 N/kg=1 kg,
物块的密度:
ρ=mV=1 kg4×10-4m3=2.5×103 kg/m3。
14.(1)石块的质量:m=Gg=4 N10 N/kg=0.4 kg,
由ρ=mV可得,石块的体积:
V=mρ石=0.4 kg4×103kg/m3=1×10-4 m3。
(2)石块受到的浮力:
F浮=G-F示=4 N-2.9 N=1.1 N。
(3)石块浸没在液体中,则有V排=V=1×10-4 m3,
由F浮=ρ液gV排可得,
ρ液=F浮gV排=1.1 N10 N/kg×1×10-4 m3=1.1×103 kg/m3。
15.B　
16.(1)①用细线系住石块,挂在弹簧测力计上,测出石块的重力G。
②在量杯内加入适量水,记下水面对应的刻度V。
③将石块部分浸入水中,记下水面对应的刻度V1和测力计的示数F1。
④改变石块浸入水中的体积,重复两次③的步骤,记下水面对应的刻度V2、V3和测力计的示数F2、F3。
(2)计算每次测量时石块在水中受到的浮力和排开水的体积。
F浮1=G-F1,V排1=V1-V;F浮2=G-F2,V排2=V2-V;
F浮3=G-F3,V排3=V3-V。
计算石块所受浮力与排开水体积的比值,发现:
F浮1V排1=F浮2V排2=F浮3V排3,
可得,液体密度不变时,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比。