资源描述
一、选择题
第2节 阿基米德原理
测试时间:25 分钟
1. 如下图的三只球的体积是相等的,在同种液体中静止,由图可知( )
A. 甲球受的浮力最小
B. 乙球受的浮力最小
C. 丙球受的浮力最小
D. 三球受的浮力一样大
1. 答案 A 三只球的体积是相等的,甲漂浮,乙悬浮,丙沉底,由图知,三只球排开液体的体积:V 甲排<V 乙排=V 丙排,因为
F 浮=ρ 液gV 排,所以三只球受到的浮力:F 甲<F 乙=F 丙,即甲球受的浮力最小。
2. 在如下图盛水的容器中放入一个铁块,那么铁块受到的浮力 F 与容器中溢出的水的重力 G 溢的关系是 ( )
A.F>G 溢 B.F=G 溢 C.F<G 溢 D.无法确定
2. 答案 A 观察题图可知,容器内的水没有盛满,也就是说容器中溢出的水的重力 G 溢一定小于铁块排开水的重力,根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于其排开水的重力,所以,F>G 溢。
3. 水上救援往往需要打捞漂浮的货物,我们将该情景简化为如下图的物理过程,假设物体浸没在水深 h=0.5m 的容器底部(非密合),现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出,当物体有一半体积露出水面时,弹簧测力计示数为 3N,当物体全部离开水面后,弹簧测力计示数为 5N,水的密度 ρ 水=1.0×103kg/m3,取 g=10N/kg。那么( )
A. 物体在水面下上升的过程中所受浮力逐渐减小
B. 物体在容器底部时,受到的浮力为 2N
C. 物体在容器底部时,水对其底部的压强为 5×104Pa
D. 物体的密度为 1.25×103kg/m3
3. 答案 D 浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,物体在水面下上升的过程中,水的密度不变,排开水的体积不变,所以所受浮力大小不变,A 错;由题可知,物体的重力 G=5N,当物体有一半体积露出水面时,弹簧测力计示数 F 示
=3N,那么此时物体受到的浮力 F 浮=G-F 示=5N-3N=2N,故物体在容器底部时,受到的浮力为 F 浮'=2F 浮=2×2N=4N,B 错;物体在容器底部时,水对其底部的压强为 p=ρ 水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,C 错误;根据 F 浮'=ρ 水gV 排可得,物
𝐹浮'4N
𝑚 𝐺 5N
体的体积V=V排=𝜌 g=3 3
=4×10-4m3,那么物体的密度 ρ 物= 𝑉=𝑔𝑉=
- 4 3=1.25×103kg/m3,D
正确。
水1 × 10 kg/m
× 10N/kg
10N/kg × 4×10 m
4. 在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系〞实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示,为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是( )
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁 C.乙、甲、丁、丙 D.丁、甲、乙、丙
4. 答案 D 为方便操作和减小测量误差,应先测出空桶所受的重力,比照四个选项可知,D 选项符合题意。
5. 如下图,在研究浮力大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的局部越多。 根据以上事实,以下猜测最符合研究目的的是( )
A. 用力越大,物体排开水的体积越大
B. 液体的密度越大,物体所受浮力越大
C. 物体排开水越多,物体所受浮力越大
D. 物体的体积越大,物体所受浮力越大
5. 答案 C 在研究浮力大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的局部越多,盆子排开水的体积越大,盆子受到的浮力越大,应选项 C 最符合研究目的。
6. 两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数不为零,但减小值相同。 由此可以判断 ( )
A. 两个物体一定处在水中相同深度
B. 两物体所受的浮力相同
C. 在水中时,弹簧测力计示数是相同的
D. 在空气中,弹簧测力计示数是相同的
6. 答案 B 物体都浸没在水中,F 浮=G-F 拉,那么两物体受到的浮力相同,故 B 正确;浸没在水中的物体受到的浮力与其所处的深度无关,故 A 错误;仅知道物体所受浮力的大小关系,不能确定物体在空气中时弹簧测力计的示数的大小关系,也不能确定物体浸没在水中后弹簧测力计的示数的大小关系,故 C、D 错误。
7. 一个中学生在空气中所受到的浮力最接近于() A.65N
7. 答案 C 中学生的体积约为 V=0.05m3,空气的密度 ρ 空气=1.29kg/m3,排开空气的体积等于自身的体积,受到空气的浮力 F 浮=ρ 空气gV=1.29kg/m3×10N/kg×0.05m3=0.645N,与 C 选项最接近。
8. 游泳的人由河边走向深水处的过程中,如果河底布满碎石子,那么( )
A. 脚越来越疼,因为水对脚的压力变大
B. 脚疼变轻,因为河底对人的支持力在变小
C. 脚越来越疼,因为水对人的浮力变大
D. 脚疼变轻,因为人的重力越来越小
8. 答案 B 游泳的人由河边走向深水处的过程中,排开水的体积越来越大,受到的浮力也就越来越大,而重力不变,所以河底对人的支持力变小,脚疼越来越轻。
二、填空题
9. 据网上消息,美国男子乔纳森用一大簇氦气球绑在椅子上将自己送上天空,实现了人类首次靠氦气球穿越英吉利海峡的壮举。
(1) 假设整个装置的总体积为100米3,空气的密度为1.29千克/米3,那么整个装置受到空气的浮力为牛。(g=10N/kg)
(2) 乔纳森为了降落,剪断了几个气球的绳子,那么整个装置所受的浮力(选填“变大〞“变小〞或“不变〞)。
9.答案 (1)1290 (2)变小
解析 (1)整个装置排开空气的体积 V=100m3,受到空气的浮力 F 浮=ρ 空气gV 排=1.29kg/m3×10N/kg×100m3=1290N;(2)剪
断气球的绳子,气球脱离装置飞到空中,使整个装置排开空气的体积变小,根据阿基米德原理可知,整个装置所受浮力变小。
10. 小莉把一圆柱形物体挂在弹簧测力计的挂钩上,将圆柱形物体逐渐浸入某种液体中,观察并记录物体排开液体的体积
V和弹簧测力计的示数F,得到如表所示的实验数据。请根据表中数据归纳出F与V的关系:F=。g=10N/kg。
V/m3
1×10-4
2×10-4
3×10-4
4×10-4
5×10-4
6×10-4
F/N
4.2
3.4
2.6
1.8
1.0
0.2
10.答案 5N-8×103
N
3·V
m
解析 设圆柱形物体重为 G,那么F=G-F 浮=G-ρ 液Vg,从表格中任选两组对应的 V、F 值得关系式:4.2N=G-ρ 液×1×10- 4m3×10N/kg,3.4N=G-ρ 液×2×10-4m3×10N/kg,两式联立解得 G=5N,ρ 液=0.8×103kg/m3,故可以得出 F 与 V 的关
N
系:F=5N-8×103 3·V。
m
三、实验探究题
11. 某教师在“阿基米德原理〞教学过程中,做了如下演示实验。
(1) 在弹簧下端挂上小桶和金属块,记下弹簧伸长后指针位置 O,如图甲所示。
(2) 溢水杯中装满水,把金属块全部浸入溢水杯的水中,用烧杯收集排开的水,弹簧缩短,如图乙所示。
(3) 把烧杯中的水全倒入小桶中,弹簧指针又恢复到原来位置 O,如图丙所示。
乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到的作用;丙图弹簧指针又恢复到位置O,说明。
11. 答案 浮力 浮力大小等于金属块(物体)排开的水(液体)所受的重力
解析 乙图中由于金属块受到竖直向上的浮力,使得弹簧比甲图缩短了;当将烧杯中的水全部倒入小桶中时,弹簧指针又恢复到位置 O,说明金属块所受浮力的大小等于它排开的水所受的重力。
12. 小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素〞的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如下图。
(1) 由图可知:铁圆柱体浸没在水中所受浮力为N。
(2) 由甲、乙、丁图可探究的问题是。
(3) 由甲、丁、戊图可以得出的结论是。
(4) 在上述实验的根底上,请你添加适宜的物体设计实验,探究浮力大小与物体质量是否有关。请写出你的实验思路:
。
12. 答案 (1)4 (2)研究浮力与排开液体体积的关系 (3)研究浮力与液体密度的关系 (4)取两块体积相同的铁块和铝块,测出它们各自的重力,然后可知其质量,分别用测力计吊着浸没到水中,读出测力计示数,根据测力计的示数算出浮力, 通过比拟得出结论。
解析 (1)由图甲、丙、丁可知,铁圆柱体浸没在水中所受浮力 F 浮=G-F=5N-1N=4N;(2)由甲、乙、丁图可知,液体的密度不变,排开液体的体积不同,浮力不同,所以是研究浮力与排开液体体积的关系;(3)由甲、丁、戊图可知,排开液体的体积不变,液体的密度不同,浮力不同,所以是研究浮力与液体密度的关系;(4)假设想探究浮力大小与物体质量是否有关,应保持液体密度和物体排开液体的体积相同,并且物体的重力不同,所以可以取两块体积相同的铁块和铝块,测出它们各自的重
力,然后可知其质量,分别用测力计吊着浸没到水中,读出测力计的示数,根据测力计的示数算出浮力,通过比拟得出结论。
13. 如图是验证阿基米德原理的实验步骤示意图,依次读出甲、乙、丙、丁图中弹簧测力计的示数分别为 F1、F2、F3、F4。
(1) 由甲、乙两图弹簧测力计的示数可以求出石块受到的浮力F浮=;(用测量量表示)
(2) 假设F1、F2、F3、F4之间满足关系,那么可验证阿基米德原理。
13.答案 (1)F1-F2(2)F1-F2=F4-F3
解析 (1)由称重法可知:根据甲、乙图中弹簧测力计的示数可以求出石块受到的浮力为 F 浮=F1-F2;(2)根据丙、丁图中弹簧测力计的示数可以求出石块排开的液体受到的重力 G 排=F4-F3;根据阿基米德原理可知石块所受浮力与排开液体所受重力相等,所以如果 F1-F2=F4-F3,那么可验证阿基米德原理。
四、计算题
14. 把一个铜块缓慢地放入盛满水的溢水杯中,待它静止后,从杯中共溢出了 0.3kg 的水,求:(g 取 10N/kg)
(1) 铜块受到的浮力;
(2) 铜块排开水的体积。
14.答案 (1)3N (2)3×10-4m3
解析 (1)根据题意可知 m 排=0.3kg,由阿基米德原理可得铜块受到的浮力 F 浮=G 排=m 排g=0.3kg×10N/kg=3N;
𝑚排
(2)V 排= 𝜌=
0.3kg
3
3=3×10-4m3。
水 1.0 × 10 kg/m
15. 上周学校购置了一批水龙头,据商家说其材料是铜,实验室的老师组织九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。他们把一个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上,在空气中测得它的重力为 1.6N,再把这个水龙头浸没在水中,如下图,这时弹簧测力计的读数为 1.4N(ρ 铜=8.9×103kg/m3,g=10N/kg)。
(1) 这个水龙头的质量是多少?
(2) 这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大?
(3) 这批水龙头的密度是多少?商家的说法是否正确?
15.答案 (1)0.16kg (2)0.2N (3)8.0×103kg/m3 不正确
𝐺 1.6N
解析 (1)m=𝑔=10N/kg=0.16kg;(2)F 浮=G-F=1.6N-1.4N=0.2N;(3)F 浮=ρ 水gV 排,即 0.2N=1.0×103kg/m3×10N/kg×V 排,那么
𝑚
V 排=2.0×10-5m3,V 物=V 排=2.0×10-5m3,ρ=𝑉=
0.16kg
- 5
3=8.0×103kg/m3≠ρ 铜,这批水龙头的密度是 8.0×103kg/m3,不
物 2.0×10 m
等于铜的密度,所以商家的说法不正确。
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
