【精品解析】初中物理 沪教版 九年级 上册 6.4 阿基米德原理

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名称 【精品解析】初中物理 沪教版 九年级 上册 6.4 阿基米德原理
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科目 物理
更新时间 2021-07-28 18:22:28

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初中物理 沪教版 九年级 上册 6.4 阿基米德原理
一、阿基米德原理
1.(2021八下·东海期末)饺子是中国的传统美食之一,在包、煮、吃的过程中包含许多知识∶生饺子刚放入开水时沉底,是因为饺子受到的浮力   重力(选填“大于”、 “小于”或“等于”);煮熟的饺子会浮起,是因为饺子的体积变大,进而使   变大,若一个饺子的质量是 40 g,则其漂在水面上时受到的浮力为   N(g=10N/kg)。
【答案】小于;浮力;0.4
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】生饺子刚放入开水时沉底,饺子下沉说明饺子受到的浮力小于重力。
饺子的体积变大,增大了饺子排开液体的体积,进而使浮力增大。
饺子漂浮在水面上时受到的浮力等于重力F浮=G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N
受到的浮力为0.4N。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
2.(2021·房山模拟)小芳为了验证“阿基米德原理”,做了如图所示的实验。已知g取10N/kg,水的密度r水=1.0×103kg/m3,请回答问题
(1)比较图甲和图丙弹簧测力计的示数可知:水对物块产生的浮力为   N;
(2)比较图乙和图丙量筒的示数可知:物块排开的水重为   N;
(3)从这个实验可知,物块在水中受到的浮力   物块排开水受到的重力(填:“大于”、“小于”或“等于”);
(4)由图甲、乙、丙可得出:物块的密度为   kg/m3。
【答案】(1)1
(2)1
(3)等于
(4)2
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)从甲图可知,重力的大小为2N,浸没在水中,弹簧测力计的示数为1N,图甲和图丙,利用称重法测量浮力为1N。
(2)比较图乙和图丙量筒的示数可知排开水的体积为100mL,则排开水的重力为
故排开水的重力为1N。
(3)从数据处理可知,浮力为1N,排开液体的重力为1N,说明浮力的大小等于排开液体的重力。
(4)物体的体积为排开液体的体积为100mL,物体的重力为2N,则物体的质量为
物块的密度为
则物块的密度为 。
【分析】(1)(2)(3)实验验证阿基米德原理,先测量物体的重力,把物体浸没在液体中,利用称重法测量物体的浮力,利用溢水杯收集物体排开的液体,测量排开液体的重力,最后比较物体受到的浮力与排开液体的重力的关系即可;
(4)求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
3.(2021八下·东丽期末)一艘排水量为3000t的轮船在河水中航行,满载时船受到的浮力是   N;当这艘轮船从河里驶入海里时,排开海水的体积   。(选填“变大”、“变小”或”不变”)(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】;变小
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】满载时轮船受到的浮力为
当这艘轮船从河里驶入海里时,依然是漂浮的,浮力等于重力,重力不变,所以浮力不变,但海水的密度大于河水的密度,由 可知,排开海水的体积会变小。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
4.(2021八下·开州期末)停在海面下10m的一艘潜艇接到上浮命令后开始上浮,在它露出水面之前受到的浮力   ,露出水面到完全露出水面受到的浮力   。(填“变大”, “变小”或“不变”)
【答案】不变;变小
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】根据 可知,潜艇在它露出水面之前,液体的密度和排开液体的体积不变,所以浮力不变。
根据 可知,潜艇在露出水面到完全露出水面时,排开液体的体积变小,则浮力变小。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
二、物体的浮沉条件
5.(2021八下·吉州期末)钻石号公主邮轮因新冠病毒进入公众视野。该邮轮从香港开往日本横滨的过程中受到的浮力   。停靠横滨时,邮轮上第一批新冠病毒检测阳性的乘客陆续下船后,船底受到水的压强   。(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变;变小
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】邮轮从香港开往日本横滨的过程中始终漂浮,所以浮力等于邮轮的重力,因为邮轮的重力不变,所以浮力不变。
邮轮上第一批新冠病毒检测阳性的乘客陆续下船后,邮轮的重力变小,所以所受的浮力变小,根据公式 可知邮轮浸入水中的体积变小,所以船底所处深度变小,根据公式 可知邮轮底受到水的压强变小。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度。
6.(2021八下·泗县期中)一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时,它受到的浮力是   N,如果往盐水中不断注入清水,鸡蛋将   (选填“上浮”、“下沉”或“不动”,g=10N/kg)。
【答案】0.5;下沉
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】鸡蛋重G=mg=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N
鸡蛋悬浮,根据物体的浮沉条件可知鸡蛋受到的浮力F浮=G=0.5N
鸡蛋悬浮在盐水中,是因为鸡蛋受到的重力和浮力相等,若向杯中加入清水,使盐水的密度减小,而鸡蛋的体积(排开盐水的体积不变),由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变小,又因为鸡蛋重不变,所以此时鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋重,鸡蛋将下沉。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力,水的密度减小,鸡蛋可能下沉。
7.(2021·岳池模拟)将一枚鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时如图所示,然后向杯子里加入一些盐,则(  )
A.鸡蛋受到的浮力变小 B.鸡蛋的重力增加
C.鸡蛋受到的浮力不变 D.鸡蛋会下沉
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.鸡蛋悬浮在盐水中,浮力等于重力,加盐后,盐水密度增大,鸡蛋所受浮力大于重力,鸡蛋上浮直至漂浮,此时浮力等于重力,和悬浮相比,浮力未变,A不符合题意;
B.鸡蛋质量不变,重力不变,B不符合题意;
C.鸡蛋之前悬浮,后来漂浮,前后对比,浮力不变,都等于重力,C符合题意;
D.加盐后,盐水密度增大,鸡蛋所受浮力大于重力,鸡蛋上浮直至漂浮,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
8.(2021八下·福州期中)将A、B、C 三个体积相同的小球投入到某液体中,静止时所处的位置如图所示,则三球 所受浮力大小关系是(  )
A.A,B,C 三球所受浮力相等
B.B,C 两球所受浮力相等,A 球所受浮力小于 B,C 球
C.A,B 两球所受浮力相等,C 球所受浮力小于 A,B 球
D.A 球所受浮力大于 B 球,B 球所受浮力大于 C 球
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A、B、C三个体积相同的小球投入到同一种液体中,液体密度相同,由图知,A漂浮,排开液体的体积小于小球的体积,B、C完全浸入液体中,排开液体的体积等于小球的体积,又因为三个小球体积相同,根据 可得,B和C两球浮力相等,A球所受的浮力小于B、C球,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
三、基础题型
9.(2021八下·天津期末)工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料。体积为 的某工程塑料块,重1.2N,将其放在盛有水的容器中,静止后的位置如图所示,g取10N/kg,求:
(1)该塑料块所受到的浮力;
(2)容器底部对它的支持力。
【答案】(1)解:由图示知,塑料块在水中沉底,它受到的浮力
答:该塑料块所受到的浮力为1N;
(2)塑料块沉底时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和容器底部对它的支持力的作用,处于静止,那么容器底部对它的支持力
答:容器底部对它的支持力为0.2N。
【知识点】阿基米德原理
【解析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
(2)物体在重力、支持力和浮力作用下静止,浮力与支持力之和等于物体的重力。
10.(2021八下·滨海期末)小华同学进行了验证阿基米德原理的实验,其正确操作过程如图所示中,F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是(  )
A.物块受到的重力
B.F2 < F1表明物块受到的重力减小了
C.物块排开的液体受到的重力
D.物块排开的液体受到的重力
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.由图甲可知,物体重力是G物=F1,物体放入水后弹簧测力计的示数是F2,据称重法测浮力可知F1-F2=F浮,所以F1-F2是物体受到的浮力,A不符合题意;
B.本实验中物体的重力是不变的,F2 < F1是因为物块受到了浮力,B不符合题意;
CD.由丙丁可知,F3为筒和排开水的总重力,F4为空筒的重力,故物块排开的液体受到的重力G排液=F3-F4,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】实验验证阿基米德原理,先测量物体的重力,把物体浸没在液体中,利用称重法测量物体的浮力,利用溢水杯收集物体排开的液体,测量排开液体的重力,最后比较物体受到的浮力与排开液体的重力的关系即可。
11.(2021八下·虎林期中)关于浮力的说法中正确的是(  )
A.漂在水面的物体比沉在水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.浸没在水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:根据阿基米原理F浮=ρ液gV排可知,影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积;与物体在水中的深度和物体的密度无关,故A、B、C错误;D正确。
故答案为:D。
【分析】根据阿基米德原理可知影响浮力大小的因素,根据公式P=ρgh可知影响液体压强大小的因素:液体的密度和排开液体的体积。
12.(2021八下·蚌埠月考)将质量为0.5kg的物体,轻轻放入盛满清水的溢水杯中,物体完全浸没,溢出0.2kg的水,则它排开水的重力为   N,此物体受到的浮力是   N。(g=10N/kg)
【答案】2;2
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中,排开的水重:
G排=mg=0.2kg×10N/kg=2N;
根据阿基米德原理可知:
物体受到的水的浮力:F浮=G排=2N。
故答案为:2;2。
【分析】阿基米德原理浮力,物体受到的浮力等于排开液体受到的重力.
13.(2021八下·吉林期中)如图所示是中国第一艘航空母舰“辽宁舰”,它的排水量为6.75×107kg(海水密度
ρ水=1×103kg/m3,排水量指满载时排开水的质量), 求
(1)“辽宁舰”满载时正常行驶在水面上,受到的浮力;
(2)此时航母排开水的体积。
【答案】(1)解: F浮 =G排=m排g=6.75×107 kg×10N/kg=6.75×108N
(2)V排=m排/ρ水=6.75×107 kg/1.0×103kg/m3=6.75×104m3
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】灵活应用 F浮 =G排=m排g 、、(漂浮、悬浮时)可求浮力与航母排开水的体积。
14.(2021·普陀模拟)体积为0.05米3的物体,求该物体浸没在水中时受到的浮力F浮。
【答案】解:该物体浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.05m3×9.8N/kg=490N
答:该物体浸没在水中时受到的浮力是490N
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
15.(2020·哈尔滨)一个小球质量为 ,漂浮在水面上,它受到的浮力是    ,排开水的体积是   m3 。
【答案】2;
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】小球漂浮,则小球受到的浮力等于其重力
根据阿基米德原理公式 可知,小球排开的水的体积为
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排求解物体排开水的体积即可。
四、中等题型
16.(2021八下·东海期末)如图所示,底面积为25 cm2圆柱形容器内盛有水,将一个体积为1×10-4
m3、重力为0.6N的实心小球用一根细线固定在水中,已知 ρ水=1.0×103
kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)小球浸没在水中时受到的浮力;
(2)细线对小球的拉力;
(3)剪断细线后,容器内水面上升还是下降,变化的高度是多少。
【答案】(1)解:小球浸没在水中时,排开水的体积等于小球的体积,那么小球受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
答:小球浸没在水中时受到的浮力为1N;
(2)小球被细线拉着浸没在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力作用处于静止状态,所以拉力F=F浮-G=1N-0.6N=0.4N
答:细线对小球的拉力为0.4N;
(3)因为小球浸没在水中时,所受的浮力大于重力,小球会上浮,漂浮在水面时,排开水的体积变小,则容器内水面会下降。此时,小球所受的浮力F浮1=G=0.6N
排开水的体积
小球由浸没到漂浮,体积的变化量 V=V排-V排1=1×10-4m3-0.6×10-4m3=0.4×10-4m3
那么水面高度的变化量
答:剪断细线后,容器内水面下降,变化高度是1.6cm。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积;
(2)结合物体的重力和拉力求解浮力大小;
(3)结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,除以容器的横截面积求解深度的变化。
17.(2021·贵港)2020年11月28日上午8时30分许,随着一阵汽笛声响,在马里亚纳海沟结束科考任务的“探索一号”科考船,搭载成功实现10909米坐底纪录的“奋斗者”号胜利返航若海水密度为1.03×103kg/m3,“奋斗者”号在海面下下潜的过程中,下列说法正确的是(  )
A.“奋斗者”号受到的海水的压强不变,受到的海水的浮力不变
B.“奋斗者”号受到的海水的压强变大,受到的海水的浮力不变
C.“奋斗者”号受到的海水的压强变大,受到的海水的浮力变大
D.“奋斗者”号受到的海水的压强变小,受到的海水的浮力变小
【答案】B
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】A D.“奋斗者”号在海面下下潜的过程中,根据 可知,密度不变,深度变深,故受到了压强变大,A不符合题意;D不符合题意;
B C.根据 可知,浸没后,物体的排开液体的体积不变,液体的密度不变,故浮力不变,B符合题意;C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;压强的大小与液体密度和深度有关系,深度越深,液体密度越大,压强越大;阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
18.(2021八下·天津期中)体积相同的铝球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示。关于它们受到的浮力大小,下列说法正确的是(  )
A.铝球受到的浮力最大 B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】根据阿基米德原理的推导公式F浮=G排= 液gV排可知,浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关。由图可知,铜块、铝球和木块均浸没在液体中,因它们体积相等,所以排开液体的体积相等,它们受到的浮力一样大,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
19.(2021·历城模拟)先把一揉成球状的橡皮泥轻轻放入清水中,小球下沉(如图a);再将该橡皮泥取出捏成一小船,放入水中则可以漂浮在水面上(如图b)。则橡皮泥前后所受浮力大小(  )
A.变小 B.不变 C.变大 D.无法判断
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】把一揉成球状的橡皮泥轻轻放入清水中,小球下沉,浮力小于重力,将该橡皮泥取出捏成一小船,放入水中则可以漂浮在水面上,浮力等于重力,重力不变,所以橡皮泥受到的浮力变大。
故答案为:C。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
20.(2020九上·宣化月考)同一物块分别静止在甲、乙两种不同的液体中,如图所示.则物块在甲、乙液体中受到的浮力和液体密度大小关系是(  )
A.F甲<F乙,ρ甲=ρ乙 B.F甲<F乙,ρ甲>ρ乙
C.F甲>F乙,ρ甲>ρ乙 D.F甲=F乙,ρ甲<ρ乙
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】由于两物体均漂浮,故浮力等于重力,而物体的重力不变,故浮力相等;观察图可知,物体在甲中排开液体的体积大,根据公式F浮=ρ液gV排可得,则甲液体的密度小,D是正确的.
故答案为:D
【分析】结合物体的重力、拉力大小判断物体受到的浮力,再利用阿基米德原理结合物体排开液体的体积求解与物体的密度。
21.(2020九上·自贡开学考)把重8N、体积为1.0×10-3m3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态和所受浮力是(  )
A.漂浮F浮=10N B.悬浮F浮=8N
C.漂浮F浮=8N D.沉在水底F浮=10N
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】当物体全部浸入水中时,V排=V=1.0×10﹣3m3,
物体受到水的浮力:F浮′=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.0×10﹣3m3×9.8N/kg=9.8N;
因为F浮′>G=8N,
所以物体将上浮,最后静止在水面上漂浮,
所以当物体漂浮时,受到水的浮力:F浮=8N.
故答案为:C
【分析】假设物体浸没,阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,判断物体的浮沉状态,再利用浮沉条件求解浮力即可。
五、提升题型
22.(2021八下·东海期末)如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯甲和乙。杯中装满了水,将两个体积相同、材料不同的实心小球A和B分别放入溢水杯中,它们静止在如图位置。则下列说法正确的是(  )
A.小球A的密度等于小球B的密度
B.小球A受到的浮力等于小球B的重力
C.小球B受到的浮力大于小球A的重力
D.小球A受到的浮力等于小球B受到的浮力
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.由图可知,实心小球A漂浮,故有
实心小球B悬浮,所以有
由此得出
A不符合题意;
BCD.因为
小球A和B的体积相同,由
可得,两个小球的质量大小关系为 ,mA漂浮和悬浮时,有F浮=G物=mg
故有FA=GAC符合题意,BD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
23.(2020九上·长沙开学考)如图所示,烧杯内盛有某种液体,把一体积为1× 10-4m3的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中,静止时弹簧测力计的示数为1.5N,已知铝的密度为2.7×103kg/m3。则铝块在液体中受到的浮力等于   N,液体的密度为    kg/m3。
【答案】1.2;1.2×103
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】铝块所受的重力是G=mg=ρVg=2.7×103kg/m3×1×10-4m3 ×10N/kg=2.7N
则铝块在液体中受到的浮力为F浮=G-F示=2.7N-1.5N=1.2N根据 ,液体的密度为 =1.2×103 kg/m3
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解;结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
24.(2020八下·如皋期末)如图,物体A挂在弹簧测力计下端,A始终浸没在烧杯内的液体中但不与杯底接触。现只改变烧杯内液体的密度,保持液体的体积不变,设弹簧测力计的拉力为F,烧杯对桌面的压强为p。则下列描述拉力F、压强p随液体密度ρ变化的关系图线中,可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B,C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】AB.物体A浸没在液体中,物体A受到重力G、拉力F和浮力F浮 作用,这三个力是平衡力,所以F+F浮=G
则弹簧测力计的示数为F=G-F浮
结合阿基米德原理可得F=G-ρ液gV排 =G-ρ液gVA
在物体A的重力和体积不变时,根据上式知道,弹簧测力计示数F和液体的密度是一次函数,并且在液体的密度增大时,弹簧测力计的示数在不断减小,且液体密度较大时拉力为0 (此时物体悬浮在液体中),A不符合题意,B符合题意;
CD.烧杯放在水平桌面上,烧杯对水平桌面的压强
根据题意知道,杯子重力、杯子底面积、液体的高度和排开液体的体积均不变,则由上面表达式知道,烧杯对水平桌面的压强和液体的密度是一次函数关系,且不过原点,并且压强随液体密度的增大而增大,C符合题意, D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;结合物体排开液体的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求解物体受到的浮力即可。
25.(2021·广东)小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上.他想:水面高度会变化吗 于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如题7图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将(  )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】无论a处于什么状态,木块b始终在水面漂浮,因此它排开水的体积不变,对水面的高度没有影响。
当a沉在水底时,它受到的浮力小于重力;当a在b上处于漂浮状态时,它受到的浮力等于重力;
比较可知,a受到的浮力增大了;
根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,a排开水的体积变大了。
则水面升高了。
故选B。
【分析】水面上升还是下降,取决于a排开水的体积的变化。如果排开水的体积增大,那么水面升高;如果排开水的体积减小,那么水面下降。首先根据浮沉条件比较a受到浮力的大小,再根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较排开水的体积变化即可。
26.(2021·眉山)放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为 ,将一体积为 的木块放入水中静止时,有 体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来,如图乙所示。下列说法中错误的是(已知:水的密度为 , )(  )
A.木块的密度为
B.木块漂浮时排开水的质量为
C.浸没水中时细线对木块的拉力为
D.甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压强相等
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.木块的浮力
木块的密度
A正确,不符合题意;
B.木块漂浮时排开水的重力
木块漂浮时排开水的质量为
B正确,不符合题意;
C.浸没水中时,木块受到重力、浮力、拉力三个力平衡,细线对木块的拉力为
C错误,符合题意;
D.甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力,容器底面积不变,故容器对水平桌面的压强相等,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)运用浮力公式=g求出木块所受的浮力大小,然后根据漂浮条件G=求出物体的G,最后用=求出木块的密度;
(2)先运用=求排开水的重力,然后运用G=mg求出木块漂浮时排开水的重力;
(3)对乙图中的木块进行受力分析,然后运用三力平衡求出拉力大小;
(4)因容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力,容器底面积不变,可以根据公式P==比较大小。
1 / 1初中物理 沪教版 九年级 上册 6.4 阿基米德原理
一、阿基米德原理
1.(2021八下·东海期末)饺子是中国的传统美食之一,在包、煮、吃的过程中包含许多知识∶生饺子刚放入开水时沉底,是因为饺子受到的浮力   重力(选填“大于”、 “小于”或“等于”);煮熟的饺子会浮起,是因为饺子的体积变大,进而使   变大,若一个饺子的质量是 40 g,则其漂在水面上时受到的浮力为   N(g=10N/kg)。
2.(2021·房山模拟)小芳为了验证“阿基米德原理”,做了如图所示的实验。已知g取10N/kg,水的密度r水=1.0×103kg/m3,请回答问题
(1)比较图甲和图丙弹簧测力计的示数可知:水对物块产生的浮力为   N;
(2)比较图乙和图丙量筒的示数可知:物块排开的水重为   N;
(3)从这个实验可知,物块在水中受到的浮力   物块排开水受到的重力(填:“大于”、“小于”或“等于”);
(4)由图甲、乙、丙可得出:物块的密度为   kg/m3。
3.(2021八下·东丽期末)一艘排水量为3000t的轮船在河水中航行,满载时船受到的浮力是   N;当这艘轮船从河里驶入海里时,排开海水的体积   。(选填“变大”、“变小”或”不变”)(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
4.(2021八下·开州期末)停在海面下10m的一艘潜艇接到上浮命令后开始上浮,在它露出水面之前受到的浮力   ,露出水面到完全露出水面受到的浮力   。(填“变大”, “变小”或“不变”)
二、物体的浮沉条件
5.(2021八下·吉州期末)钻石号公主邮轮因新冠病毒进入公众视野。该邮轮从香港开往日本横滨的过程中受到的浮力   。停靠横滨时,邮轮上第一批新冠病毒检测阳性的乘客陆续下船后,船底受到水的压强   。(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
6.(2021八下·泗县期中)一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时,它受到的浮力是   N,如果往盐水中不断注入清水,鸡蛋将   (选填“上浮”、“下沉”或“不动”,g=10N/kg)。
7.(2021·岳池模拟)将一枚鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时如图所示,然后向杯子里加入一些盐,则(  )
A.鸡蛋受到的浮力变小 B.鸡蛋的重力增加
C.鸡蛋受到的浮力不变 D.鸡蛋会下沉
8.(2021八下·福州期中)将A、B、C 三个体积相同的小球投入到某液体中,静止时所处的位置如图所示,则三球 所受浮力大小关系是(  )
A.A,B,C 三球所受浮力相等
B.B,C 两球所受浮力相等,A 球所受浮力小于 B,C 球
C.A,B 两球所受浮力相等,C 球所受浮力小于 A,B 球
D.A 球所受浮力大于 B 球,B 球所受浮力大于 C 球
三、基础题型
9.(2021八下·天津期末)工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料。体积为 的某工程塑料块,重1.2N,将其放在盛有水的容器中,静止后的位置如图所示,g取10N/kg,求:
(1)该塑料块所受到的浮力;
(2)容器底部对它的支持力。
10.(2021八下·滨海期末)小华同学进行了验证阿基米德原理的实验,其正确操作过程如图所示中,F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是(  )
A.物块受到的重力
B.F2 < F1表明物块受到的重力减小了
C.物块排开的液体受到的重力
D.物块排开的液体受到的重力
11.(2021八下·虎林期中)关于浮力的说法中正确的是(  )
A.漂在水面的物体比沉在水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.浸没在水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
12.(2021八下·蚌埠月考)将质量为0.5kg的物体,轻轻放入盛满清水的溢水杯中,物体完全浸没,溢出0.2kg的水,则它排开水的重力为   N,此物体受到的浮力是   N。(g=10N/kg)
13.(2021八下·吉林期中)如图所示是中国第一艘航空母舰“辽宁舰”,它的排水量为6.75×107kg(海水密度
ρ水=1×103kg/m3,排水量指满载时排开水的质量), 求
(1)“辽宁舰”满载时正常行驶在水面上,受到的浮力;
(2)此时航母排开水的体积。
14.(2021·普陀模拟)体积为0.05米3的物体,求该物体浸没在水中时受到的浮力F浮。
15.(2020·哈尔滨)一个小球质量为 ,漂浮在水面上,它受到的浮力是    ,排开水的体积是   m3 。
四、中等题型
16.(2021八下·东海期末)如图所示,底面积为25 cm2圆柱形容器内盛有水,将一个体积为1×10-4
m3、重力为0.6N的实心小球用一根细线固定在水中,已知 ρ水=1.0×103
kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)小球浸没在水中时受到的浮力;
(2)细线对小球的拉力;
(3)剪断细线后,容器内水面上升还是下降,变化的高度是多少。
17.(2021·贵港)2020年11月28日上午8时30分许,随着一阵汽笛声响,在马里亚纳海沟结束科考任务的“探索一号”科考船,搭载成功实现10909米坐底纪录的“奋斗者”号胜利返航若海水密度为1.03×103kg/m3,“奋斗者”号在海面下下潜的过程中,下列说法正确的是(  )
A.“奋斗者”号受到的海水的压强不变,受到的海水的浮力不变
B.“奋斗者”号受到的海水的压强变大,受到的海水的浮力不变
C.“奋斗者”号受到的海水的压强变大,受到的海水的浮力变大
D.“奋斗者”号受到的海水的压强变小,受到的海水的浮力变小
18.(2021八下·天津期中)体积相同的铝球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示。关于它们受到的浮力大小,下列说法正确的是(  )
A.铝球受到的浮力最大 B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大
19.(2021·历城模拟)先把一揉成球状的橡皮泥轻轻放入清水中,小球下沉(如图a);再将该橡皮泥取出捏成一小船,放入水中则可以漂浮在水面上(如图b)。则橡皮泥前后所受浮力大小(  )
A.变小 B.不变 C.变大 D.无法判断
20.(2020九上·宣化月考)同一物块分别静止在甲、乙两种不同的液体中,如图所示.则物块在甲、乙液体中受到的浮力和液体密度大小关系是(  )
A.F甲<F乙,ρ甲=ρ乙 B.F甲<F乙,ρ甲>ρ乙
C.F甲>F乙,ρ甲>ρ乙 D.F甲=F乙,ρ甲<ρ乙
21.(2020九上·自贡开学考)把重8N、体积为1.0×10-3m3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态和所受浮力是(  )
A.漂浮F浮=10N B.悬浮F浮=8N
C.漂浮F浮=8N D.沉在水底F浮=10N
五、提升题型
22.(2021八下·东海期末)如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯甲和乙。杯中装满了水,将两个体积相同、材料不同的实心小球A和B分别放入溢水杯中,它们静止在如图位置。则下列说法正确的是(  )
A.小球A的密度等于小球B的密度
B.小球A受到的浮力等于小球B的重力
C.小球B受到的浮力大于小球A的重力
D.小球A受到的浮力等于小球B受到的浮力
23.(2020九上·长沙开学考)如图所示,烧杯内盛有某种液体,把一体积为1× 10-4m3的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中,静止时弹簧测力计的示数为1.5N,已知铝的密度为2.7×103kg/m3。则铝块在液体中受到的浮力等于   N,液体的密度为    kg/m3。
24.(2020八下·如皋期末)如图,物体A挂在弹簧测力计下端,A始终浸没在烧杯内的液体中但不与杯底接触。现只改变烧杯内液体的密度,保持液体的体积不变,设弹簧测力计的拉力为F,烧杯对桌面的压强为p。则下列描述拉力F、压强p随液体密度ρ变化的关系图线中,可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
25.(2021·广东)小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上.他想:水面高度会变化吗 于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如题7图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将(  )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
26.(2021·眉山)放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为 ,将一体积为 的木块放入水中静止时,有 体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来,如图乙所示。下列说法中错误的是(已知:水的密度为 , )(  )
A.木块的密度为
B.木块漂浮时排开水的质量为
C.浸没水中时细线对木块的拉力为
D.甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压强相等
答案解析部分
1.【答案】小于;浮力;0.4
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】生饺子刚放入开水时沉底,饺子下沉说明饺子受到的浮力小于重力。
饺子的体积变大,增大了饺子排开液体的体积,进而使浮力增大。
饺子漂浮在水面上时受到的浮力等于重力F浮=G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N
受到的浮力为0.4N。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
2.【答案】(1)1
(2)1
(3)等于
(4)2
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)从甲图可知,重力的大小为2N,浸没在水中,弹簧测力计的示数为1N,图甲和图丙,利用称重法测量浮力为1N。
(2)比较图乙和图丙量筒的示数可知排开水的体积为100mL,则排开水的重力为
故排开水的重力为1N。
(3)从数据处理可知,浮力为1N,排开液体的重力为1N,说明浮力的大小等于排开液体的重力。
(4)物体的体积为排开液体的体积为100mL,物体的重力为2N,则物体的质量为
物块的密度为
则物块的密度为 。
【分析】(1)(2)(3)实验验证阿基米德原理,先测量物体的重力,把物体浸没在液体中,利用称重法测量物体的浮力,利用溢水杯收集物体排开的液体,测量排开液体的重力,最后比较物体受到的浮力与排开液体的重力的关系即可;
(4)求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
3.【答案】;变小
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】满载时轮船受到的浮力为
当这艘轮船从河里驶入海里时,依然是漂浮的,浮力等于重力,重力不变,所以浮力不变,但海水的密度大于河水的密度,由 可知,排开海水的体积会变小。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
4.【答案】不变;变小
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】根据 可知,潜艇在它露出水面之前,液体的密度和排开液体的体积不变,所以浮力不变。
根据 可知,潜艇在露出水面到完全露出水面时,排开液体的体积变小,则浮力变小。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
5.【答案】不变;变小
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】邮轮从香港开往日本横滨的过程中始终漂浮,所以浮力等于邮轮的重力,因为邮轮的重力不变,所以浮力不变。
邮轮上第一批新冠病毒检测阳性的乘客陆续下船后,邮轮的重力变小,所以所受的浮力变小,根据公式 可知邮轮浸入水中的体积变小,所以船底所处深度变小,根据公式 可知邮轮底受到水的压强变小。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度。
6.【答案】0.5;下沉
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】鸡蛋重G=mg=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N
鸡蛋悬浮,根据物体的浮沉条件可知鸡蛋受到的浮力F浮=G=0.5N
鸡蛋悬浮在盐水中,是因为鸡蛋受到的重力和浮力相等,若向杯中加入清水,使盐水的密度减小,而鸡蛋的体积(排开盐水的体积不变),由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变小,又因为鸡蛋重不变,所以此时鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋重,鸡蛋将下沉。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力,水的密度减小,鸡蛋可能下沉。
7.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.鸡蛋悬浮在盐水中,浮力等于重力,加盐后,盐水密度增大,鸡蛋所受浮力大于重力,鸡蛋上浮直至漂浮,此时浮力等于重力,和悬浮相比,浮力未变,A不符合题意;
B.鸡蛋质量不变,重力不变,B不符合题意;
C.鸡蛋之前悬浮,后来漂浮,前后对比,浮力不变,都等于重力,C符合题意;
D.加盐后,盐水密度增大,鸡蛋所受浮力大于重力,鸡蛋上浮直至漂浮,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
8.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A、B、C三个体积相同的小球投入到同一种液体中,液体密度相同,由图知,A漂浮,排开液体的体积小于小球的体积,B、C完全浸入液体中,排开液体的体积等于小球的体积,又因为三个小球体积相同,根据 可得,B和C两球浮力相等,A球所受的浮力小于B、C球,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
9.【答案】(1)解:由图示知,塑料块在水中沉底,它受到的浮力
答:该塑料块所受到的浮力为1N;
(2)塑料块沉底时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和容器底部对它的支持力的作用,处于静止,那么容器底部对它的支持力
答:容器底部对它的支持力为0.2N。
【知识点】阿基米德原理
【解析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
(2)物体在重力、支持力和浮力作用下静止,浮力与支持力之和等于物体的重力。
10.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.由图甲可知,物体重力是G物=F1,物体放入水后弹簧测力计的示数是F2,据称重法测浮力可知F1-F2=F浮,所以F1-F2是物体受到的浮力,A不符合题意;
B.本实验中物体的重力是不变的,F2 < F1是因为物块受到了浮力,B不符合题意;
CD.由丙丁可知,F3为筒和排开水的总重力,F4为空筒的重力,故物块排开的液体受到的重力G排液=F3-F4,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】实验验证阿基米德原理,先测量物体的重力,把物体浸没在液体中,利用称重法测量物体的浮力,利用溢水杯收集物体排开的液体,测量排开液体的重力,最后比较物体受到的浮力与排开液体的重力的关系即可。
11.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:根据阿基米原理F浮=ρ液gV排可知,影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积;与物体在水中的深度和物体的密度无关,故A、B、C错误;D正确。
故答案为:D。
【分析】根据阿基米德原理可知影响浮力大小的因素,根据公式P=ρgh可知影响液体压强大小的因素:液体的密度和排开液体的体积。
12.【答案】2;2
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中,排开的水重:
G排=mg=0.2kg×10N/kg=2N;
根据阿基米德原理可知:
物体受到的水的浮力:F浮=G排=2N。
故答案为:2;2。
【分析】阿基米德原理浮力,物体受到的浮力等于排开液体受到的重力.
13.【答案】(1)解: F浮 =G排=m排g=6.75×107 kg×10N/kg=6.75×108N
(2)V排=m排/ρ水=6.75×107 kg/1.0×103kg/m3=6.75×104m3
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】灵活应用 F浮 =G排=m排g 、、(漂浮、悬浮时)可求浮力与航母排开水的体积。
14.【答案】解:该物体浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.05m3×9.8N/kg=490N
答:该物体浸没在水中时受到的浮力是490N
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
15.【答案】2;
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】小球漂浮,则小球受到的浮力等于其重力
根据阿基米德原理公式 可知,小球排开的水的体积为
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排求解物体排开水的体积即可。
16.【答案】(1)解:小球浸没在水中时,排开水的体积等于小球的体积,那么小球受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
答:小球浸没在水中时受到的浮力为1N;
(2)小球被细线拉着浸没在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力作用处于静止状态,所以拉力F=F浮-G=1N-0.6N=0.4N
答:细线对小球的拉力为0.4N;
(3)因为小球浸没在水中时,所受的浮力大于重力,小球会上浮,漂浮在水面时,排开水的体积变小,则容器内水面会下降。此时,小球所受的浮力F浮1=G=0.6N
排开水的体积
小球由浸没到漂浮,体积的变化量 V=V排-V排1=1×10-4m3-0.6×10-4m3=0.4×10-4m3
那么水面高度的变化量
答:剪断细线后,容器内水面下降,变化高度是1.6cm。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积;
(2)结合物体的重力和拉力求解浮力大小;
(3)结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,除以容器的横截面积求解深度的变化。
17.【答案】B
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】A D.“奋斗者”号在海面下下潜的过程中,根据 可知,密度不变,深度变深,故受到了压强变大,A不符合题意;D不符合题意;
B C.根据 可知,浸没后,物体的排开液体的体积不变,液体的密度不变,故浮力不变,B符合题意;C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;压强的大小与液体密度和深度有关系,深度越深,液体密度越大,压强越大;阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
18.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】根据阿基米德原理的推导公式F浮=G排= 液gV排可知,浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关。由图可知,铜块、铝球和木块均浸没在液体中,因它们体积相等,所以排开液体的体积相等,它们受到的浮力一样大,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
19.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】把一揉成球状的橡皮泥轻轻放入清水中,小球下沉,浮力小于重力,将该橡皮泥取出捏成一小船,放入水中则可以漂浮在水面上,浮力等于重力,重力不变,所以橡皮泥受到的浮力变大。
故答案为:C。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
20.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】由于两物体均漂浮,故浮力等于重力,而物体的重力不变,故浮力相等;观察图可知,物体在甲中排开液体的体积大,根据公式F浮=ρ液gV排可得,则甲液体的密度小,D是正确的.
故答案为:D
【分析】结合物体的重力、拉力大小判断物体受到的浮力,再利用阿基米德原理结合物体排开液体的体积求解与物体的密度。
21.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】当物体全部浸入水中时,V排=V=1.0×10﹣3m3,
物体受到水的浮力:F浮′=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.0×10﹣3m3×9.8N/kg=9.8N;
因为F浮′>G=8N,
所以物体将上浮,最后静止在水面上漂浮,
所以当物体漂浮时,受到水的浮力:F浮=8N.
故答案为:C
【分析】假设物体浸没,阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,判断物体的浮沉状态,再利用浮沉条件求解浮力即可。
22.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.由图可知,实心小球A漂浮,故有
实心小球B悬浮,所以有
由此得出
A不符合题意;
BCD.因为
小球A和B的体积相同,由
可得,两个小球的质量大小关系为 ,mA漂浮和悬浮时,有F浮=G物=mg
故有FA=GAC符合题意,BD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
23.【答案】1.2;1.2×103
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】铝块所受的重力是G=mg=ρVg=2.7×103kg/m3×1×10-4m3 ×10N/kg=2.7N
则铝块在液体中受到的浮力为F浮=G-F示=2.7N-1.5N=1.2N根据 ,液体的密度为 =1.2×103 kg/m3
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解;结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
24.【答案】B,C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】AB.物体A浸没在液体中,物体A受到重力G、拉力F和浮力F浮 作用,这三个力是平衡力,所以F+F浮=G
则弹簧测力计的示数为F=G-F浮
结合阿基米德原理可得F=G-ρ液gV排 =G-ρ液gVA
在物体A的重力和体积不变时,根据上式知道,弹簧测力计示数F和液体的密度是一次函数,并且在液体的密度增大时,弹簧测力计的示数在不断减小,且液体密度较大时拉力为0 (此时物体悬浮在液体中),A不符合题意,B符合题意;
CD.烧杯放在水平桌面上,烧杯对水平桌面的压强
根据题意知道,杯子重力、杯子底面积、液体的高度和排开液体的体积均不变,则由上面表达式知道,烧杯对水平桌面的压强和液体的密度是一次函数关系,且不过原点,并且压强随液体密度的增大而增大,C符合题意, D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;结合物体排开液体的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求解物体受到的浮力即可。
25.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】无论a处于什么状态,木块b始终在水面漂浮,因此它排开水的体积不变,对水面的高度没有影响。
当a沉在水底时,它受到的浮力小于重力;当a在b上处于漂浮状态时,它受到的浮力等于重力;
比较可知,a受到的浮力增大了;
根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,a排开水的体积变大了。
则水面升高了。
故选B。
【分析】水面上升还是下降,取决于a排开水的体积的变化。如果排开水的体积增大,那么水面升高;如果排开水的体积减小,那么水面下降。首先根据浮沉条件比较a受到浮力的大小,再根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较排开水的体积变化即可。
26.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.木块的浮力
木块的密度
A正确,不符合题意;
B.木块漂浮时排开水的重力
木块漂浮时排开水的质量为
B正确,不符合题意;
C.浸没水中时,木块受到重力、浮力、拉力三个力平衡,细线对木块的拉力为
C错误,符合题意;
D.甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力,容器底面积不变,故容器对水平桌面的压强相等,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)运用浮力公式=g求出木块所受的浮力大小,然后根据漂浮条件G=求出物体的G,最后用=求出木块的密度;
(2)先运用=求排开水的重力,然后运用G=mg求出木块漂浮时排开水的重力;
(3)对乙图中的木块进行受力分析,然后运用三力平衡求出拉力大小;
(4)因容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力,容器底面积不变,可以根据公式P==比较大小。
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