10.2阿基米德原理 同步练习 (Word版 含解析)

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名称 10.2阿基米德原理 同步练习 (Word版 含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2021-04-02 19:07:57

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10.2阿基米德原理 同步练习
一.选择题
1.将重为5牛的物体放入盛满水的容器中,容器溢出3牛重的水,物体受到的浮力(  )
A.可能等于2牛 B.可能等于4牛
C.一定等于3牛 D.一定等于5牛
2.浸没在水中质量相等的实心铝球和铜球(已知ρ铝<ρ铜),它们所受浮力的大小关系为(  )
A.铜球大 B.铝球大 C.大小相等 D.无法确定
3.关于阿基米德原理,正确的叙述是(  )
A.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体的体积
B.浸入水中的物体受到向上的浮力,浮力的大小大于它排开水受到的重力
C.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体受到的重力
D.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体受到的重力
4.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
5.一块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
6.一块木块,分别放在盛有盐水、水、水银的杯子中,木块浸入液体中的体积(  )
A.在水银中最多 B.在盐水中最多
C.在水中最多 D.一样多
7.在同一液体中,关于浮力的下列说法正确的是(  )
A.体积大的物体一定比体积小的物体受到的浮力大
B.重力大的物体一定比重力小的物体所受浮力大
C.下沉的物体一定比上浮的物体受到的浮力小
D.以上说法都不对
8.甲、乙两个实心物块,它们的质量相同,其密度分别是0.8×103kg/m3和0.4×103kg/m3,甲、乙物块均用弹簧拉住,使它们静止在水中,如图所示,此时(  )
A.弹簧处于压缩状态
B.甲、乙物块所受浮力之比为2:1
C.甲、乙物块所受弹簧拉力之比为2:3
D.甲、乙物块所受弹簧拉力之比为1:6
9.一质量为M的探空气球在匀速直线下降,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关。现欲使该气球以同样速率匀速直线上升,则需从气球吊篮中减少的质量为(  )
A.2(M﹣) B.M﹣ C.2M﹣ D.0
10.已知ρ木=0.6×103kg/m3,ρ冰=0.9×103kg/m3,质量相等的木块与冰块都漂浮在水面上,它们受到的浮力与排开水的体积(  )
A.F木浮=F冰浮 V木排=V冰排
B.F木浮=F冰浮 V木排<V冰排
C.F木浮<F冰浮 V木排<V冰排
D.F木浮>F冰浮 V木排>V冰排
二.填空题
11.铁球在水中下沉过程中,受到的浮力在逐渐减小   。
12.把重为20N、密度为900kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于   状态,物体所受的浮力是   N,物体排开水的重力是   N。
13.如图所示,三个体积相同的实心球在液体中静止,那么   球所受到的浮力最小。
14.小明在学习“阿基米德原理”时,做了如图所示的实验。由图可知物体A所受浮力为   N;由阿基米德原理可知,丙图中弹簧测力计的示数应为   N。
15.如图所示,木块浸没在水中,细线对木块的拉力是1N,剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加0.5N向下的压力,木块有20cm3的体积露出水面,则木块的密度为   kg/m3。
三.实验探究题
16.小华想利用盐水进行实验“验证阿基米德原理是否仍然成立”,现有如图所示的实验器材。
(1)还需要什么实验器材   ;
(2)请你写出实验步骤(可画图说明,测量量用符号区别表示);
(3)写出验证原理成立的表达式(用测量量的符号表示)。
17.探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系。某同学进行了如图的实验:
(1)你觉得合理的实验顺序是   。
(2)图乙中,浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中,合金块所受的浮力   (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)合金块的密度是   。
18.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从图所示位置缓慢下降(容器足够深且没有水溢出),如图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h变化图象.(g取10N/kg,水的密度为1×103kg/m3)
(1)圆柱体的重力是   N.
(2)请利用F浮=G物﹣F拉,求出圆柱体浸没在水中时,受到的浮力F浮=   N.
(3)请利用F浮=gV排,结合浸没时V排=V物,求出圆柱体的体积是V物=   m3.
(4)请结合图圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化图象,分析得出圆柱体的高度是   cm.
参考答案
一.选择题
1.解:容器盛满水,所以小球排开的水与溢出的水相同,其重力为3N,根据阿基米德原理,浮力就等于它排开的水的重力,因此,小球所受到浮力一定等于3N。
故选:C。
2.解:
①ρ=,且m铜=m铝,ρ铜>ρ铝,
由公式V=知,V铜<V铝;
②当两个金属球浸没在水中时,排开水的体积等于各自的体积,
由公式F浮=ρ液gV排比较知:铝球受到的浮力较大。
故选:B。
3.解:阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力。
数学表达式为:F浮=G排.所以选项C正确,选项AD错误。
阿基米德原理不仅仅只适用于水,也适用于其他液体或气体,故B错误。
故选:C。
4.解: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。
5.解: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。
6.解:因为木球在盐水、水、水银中都处于漂浮状态,所以由F盐水浮=F水浮=F水银浮=ρ液gV排可知,密度越大,排开液体的体积越小。水银的密度最大,所以排开水银的体积最小,则浸入水银中的体积最小;水的密度最小,所以排开水的体积最大,则浸入水中的体积最大。
故选:C。
7.解: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,而与其它因素都无关,所以选项A、B、C都是错误的。
故选:D。
8.解:
A.实心物体的重力G=mg=ρVg,实心物体浸没时受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ水gV,由ρ水>ρ甲>ρ乙可知,实心物体受到的浮力大于自身的重力,所以弹簧处于伸长状态,故A错误;
B.由题意可知,甲、乙两个实心物块的质量相等,即m甲=m乙,由ρ=可得,甲、乙的体积之比====,
实心物体浸没时受到的浮力之比===,故B错误;
CD.实心物体受到弹簧的拉力F=F浮﹣G=ρ液gV排﹣ρVg=ρ水gV﹣ρVg=(ρ水﹣ρ)gV,
则甲、乙物块所受弹簧拉力之比==×=×=,故C错误、D正确。
故选:D。
9.解:匀速下降时,受到重力Mg,向上的浮力F,向上的阻力f,根据共点力平衡条件
Mg=F+f…①
气球匀速上升时,受到重力(M﹣△m)g,向上的浮力F,向下的阻力f,根据共点力平衡条件
(M﹣△m)g+f=F…②
由①②式解得:△m=2(M﹣)。
故选:A。
10.解:由于木块与冰块的质量相等,根据G=mg可知:
G木=G冰,
由于木块与冰块都漂浮在水面上,F浮=G,
所以,木块和冰块受到的浮力:
F木浮=F冰浮;
由F浮=ρ水V排g可得:
V木排=V冰排。
故选:A。
二.填空题
11.解:铁球在水中下沉过程中排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变。
故答案为:×。
12.解:
根据题意可知ρ物<ρ水,则物体静止时,物体漂浮在水面上;物体漂浮时受到的浮力等于重力,重力为20N,所以浮力为20N;根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,所以排开的水的重力为20N。
故答案为:漂浮;20;20。
13.解:
由图知,三个球排开水的体积VA<VB=VC,根据F浮=G排=ρ水gV排可知,三球受到的浮力:F浮A<F浮B=F浮C,故A球受到的浮力最小。
故答案为:A。
14.解:甲图测出了物体的重力为2N,乙图测出了物体浸没后测力计的示数为1N,
由称重法可得出物体的浮力为F浮=G﹣F示=2N﹣1N=1N;
设丙图中弹簧测力计的示数为F示′,由丁图可知空桶的重力为0.5N,
由阿基米德原理可知F浮=G排=F示′﹣G空桶,
即F示′=G空桶+F浮=0.5N+1N=1.5N。
故答案为:1;1.5。
15.解:木块先后经历了三种状态,其受力情况如下图所示:
(1)图甲中,木块受力平衡,木块所受的浮力等于它的重力与绳的拉力之和,即F1=G1+f1,
所以,由阿基米德原理可得:ρ水gV排1=G1+f1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
图乙中,木块漂浮,根据物体漂浮条件可知,其浮力等于木块的重力,即:F2=G1,
所以,由阿基米德原理可得:ρ水gV排2=G1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①﹣②得:ρ水g(V排1﹣V排2)=f1=1N,
所以,切去部分的体积:
V切=△V排===1×10﹣4m3=100cm3;
(2)图丙中,切后的木块,再在剩余的木块上加向下的0.5N压力,木块静止,
根据力的平衡条件可得:F3=G2+f2,
由F浮=ρ液gV排和G=mg=ρ木Vg可得:ρ水gV排3=ρ木gV木2+f2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由②﹣③得:ρ水g(V排2﹣V排3)=G1﹣G2﹣f2=ρ木g(V木1﹣V木2)﹣f2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,
根据题意和图示可得,V木2=V排2=V排3+V露,而V木1=V排2+V切,则V木1﹣V木2=V切,
所以,ρ水gV露=ρ木gV切﹣f2,
则ρ木===0.7×103kg/m3。
故答案为:0.7×103。
三.实验探究题
16.解:
(1)由于实验过程中需要测量力的大小,所以需要使用弹簧测力计;
(2)实验中需要测量的物理量有小桶的重力,石块的重力,以及石块浸没液体中时弹簧测力计的示数,以及排开液体的重力,关键是测量排开液体重力的这一步:需要在溢水杯中装满水,然后将石块浸没,用小桶接住溢出的水;
(3)根据称重法测浮力浮力等于排开液体的重力,而浮力等于石块的重力减去石块浸没在液体中弹簧测力计的示数,而排开液体的重力等于小桶和排开水的总重力减去空桶的重力。
故答案为:(1)弹簧测力计;(2)①用弹簧测力计测量空小桶的重力,记为G桶;②用弹簧测力计测量石块的重力,记为G石;③将石块缓慢放入盐水中使其浸没,用小桶接住溢水杯排出的盐水,此时的弹簧测力计的拉力记为F;④再用弹簧测力计测出此时小桶和盐水的总重力,记为G总;(3)G石﹣F=G总﹣G桶。
17.解:(1)若按图中甲、乙、丙、丁的顺序实验,则丁图中因小桶中沾有水,故导致空桶重力G桶变大,根据G排=G桶水﹣G桶得出的排开水的重力变小,为消除这个影响,故合理的实验顺序是 丁、甲、乙、丙;
(2)图乙中,浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中,排开水的体积不变,由阿基米德原理,合金块所受的浮力不变;
(3)由图甲知,物体的重力G=F=2.0N,在图甲、乙中,由称重法测浮力,得合金块浸没在水里时受到的浮力为:F浮=G﹣F=2.0N﹣1.5N=0.5N;
根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排可知,合金块的体积:V=V排===5×10﹣5m3;
该合金块的密度是:ρ====4×103kg/m3。
故答案为:(1)丁、甲、乙、丙;(2)不变;(3)4×103kg/m3。
18.解:(1)由图可知,圆柱体重:G=12N,
(2)浸没时弹簧测力计的示数:F示=4N,
此时圆柱体受到的浮力:
F浮=G﹣F示=12N﹣4N=8N;
(3)物体浸没时受到的浮力:F浮=8N;根据F浮=ρ水V排g可得:
圆柱体的体积V=V排===8×10﹣4m3;
(4)由乙图BC段可知,圆柱体在B点时开始浸入水中,至C点时完全浸没,则圆柱体的高度:h=7cm﹣3cm=4cm.
故答案为:(1)12;(2)8;(3)8×10﹣4;(4)4.