阿基米德原理练习题
一、单选题
1.通过大量研究,得出物体浸在液体中受到浮力大小的普遍规律的科学家是( )
A.伽利略 B.牛顿 C.阿基米德 D.亚里士多德
2.弹簧测力计上挂一重为10N的物块,当物块体积的三分之一浸入水中时,测力计的示数为8N。若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部(容器中的水足够深),最终测力计的示数为( )
A.0N B.2N C.4N D.6N
3.小杰同学在“海底世界”游玩时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡受到的水的压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变
B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小
D.浮力变大,压强变大
4.如图所示,体积相等的三个小球静止在水中,关于它们受到的浮力大小正确的是( )
D.
5.如图甲所示,弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中。图乙是弹簧测力计示数与物体下降高度变化关系的图像。则下列说法正确的是( )
A.此过程中弹簧测力计的示数逐渐变小
B.物体的重力
C.物体全部浸没时,受到的浮力最小
D.物体全部浸没时受到的浮力是
6.将一重为80N的物体,放入一盛满水的溢水杯中,测得从杯中溢出了3kg的水,则物体受到的浮力是( )
A.80N B.30N C.50N D.110N
7.如图,两个相同容器都盛满水,甲中有一个体积为50厘米3,密度为0.5×103千克/米3的木块漂浮在水面。下列有关说法正确的是( )
A.木块漂浮时重力等于0.025N
B.木块缓慢下压至浸没的过程中受到的浮力不变
C.木块全部压入水中两容器底部受水的压力和压强都相等
D.取出木块后两容器对水平桌面的压力和压强都相等
8.如图甲所示,盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为,容器对桌面的压强为。用细线拴一体积为的实心金属球,将金属球浸没在液体中,如图乙所示,细线对金属球的拉力是,容器对桌面的压强为。将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所示。g取。下列判断正确的是( )
A.金属球所受浮力是1.25N
B.金属球的密度是
C.图丙中容器对桌面的压强为1500pa
D.图丙中金属球对容器底部的压力是10N
9.小明根据测量出的由甲、乙两种物质组成的物体的质量、体积数据,绘制的m﹣V关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲物质的密度小于乙物质的密度
B.体积为1m3的甲物质在水中受到的浮力为27N
C.将体积相等的甲、乙两种物质放入水中,最终它们所受浮力相同
D.质量相等的甲、乙两种物质,体积比V甲∶V乙=1∶3
10.一个装有适量水、足够高的圆柱形容器放在水平桌面上,一个边长为10cm的正方体木块轻放入水中,木块有的体积露出水面(如图甲所示)。在木块上放一物体A时,木块刚好完全浸没水中(如图乙所示)此时液面上升了1cm。下列说法正确的是( )
物体A的质量为2kg
B.圆柱形容器的底面积为200cm2
C.木块的密度为0.8×103g/cm3
D.图甲中木块底部受到水的压强为1000Pa
二、多选题
11.如图所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行试验,(g取10N/kg),下列结果正确的是( )
A.木块的质量是12g
B.木块受到的浮力是1.2牛
C.小桶受到的重力是0.4牛
D.木块排开水的体积是160cm3
12.小雨用弹簧测力计钩住一长方形物体以3cm/s的速度匀速下降直至完全浸没于水中,如图是拉力随时间变化的图像,则下列说法中正确的是(不考虑水面变化)( )
A.整个过程中,物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力
B.物体完全浸没后所受浮力为5N
C.物体刚好完全浸没在水中时,其下表面受到水的压强为500Pa
D.若将上述物体换成密度为5g/cm3的同体积石块,当石块完全浸没在水中时,弹簧测力计示数为20N
13.小明在探究沉与浮的条件时,用一根细线连接A、B两个物体,放在盛水的烧杯中,处于悬浮状态,如图甲所示。剪断细线后,A物体处于漂浮状态,B物体沉到烧杯底部,如图乙所示。设甲、乙两图烧杯对桌面的压强分别为p1、p2,水对烧杯底部的压强变化为Δp,甲图中细线的拉力为F,乙图中B物体对烧杯底部的压强为pB。已知B物体的重力为G,体积为V,烧杯的底面积为S,水的密度为ρ。以下关系式正确的有( )
p1>p2
B.F=G﹣ρgV
C.
D.
14.如图所示,一小球用细线系于杯底,且全部浸入水中,若细线突然断开,上升至水面后静止,则细线断开后与断开前相比,以下说法正确的是( )
A.小球所受的浮力始终不变
B.烧杯对桌面的压强不变
C.水对杯底的压强变小
D.烧杯中的液面升高
三、填空题
15.如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为600g,杯的底面积为100cm2,将一个质量为300g、体积为400cm3的长方体实心物体A用细线固定在烧杯底部(烧杯的厚度忽略不计,物体被水浸没,g=10N/kg)。则:
(1)物体A的密度是 _________g/cm3,在将物体固定在烧杯底部后,如图,物体A所受的浮力为 _____N,细线对物体A的拉力为 _____N,台秤的示数为 _____N。
(2)剪断细绳后,物体A静止时 _______,(选填“漂浮”“悬浮”“沉底”),水对烧杯底的压强将 _______(选填“变大”“变小”或“不变”下空同),台秤的示数将 _______。
16.如图所示,水平面上圆筒内装有某液体,用弹簧测力计悬挂密度为1.5×103kg/m3的圆柱体,从圆柱体下底面接触液面开始,缓慢浸入直到其完全浸没在液面下一定深度,弹簧测力计示数F与圆柱体下底面到液面的深度h的关系如图所示若筒内液体没有溢出,则圆柱体的高度为__________m,浸没后圆柱体所受的浮力大小为__________,筒内液体的密度是__________kg/m3。
17.如图甲所示,小明课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他把一个实心物体挂在弹簧测力计的挂钩上,且浸没在水中,然后将其匀速拉出水面,弹簧测力计示数随物体上升距离的变化情况如图乙所示。则实心物体浸没时所受的浮力为________ N。实心物体的密度为_____kg/m3。
四、计算题
18.如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为,g取10N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中F的大小。
19.某水底打捞作业中,需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水,如图甲所示,将一传感器固定,钢丝绳B的上端与传感器连接,下端与石柱A固定,不计绳B的质量和体积,传感器可以显示出绳B中拉力大小,如图乙所示是钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图像(水的阻力忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求
(1)石柱沉在水底时受到的浮力;
(2)石柱的横截面积;
(3)石柱的密度。
参考答案:
1.C
2.C
3.C
4.D
5.B
6.B
7.C
8.C
9.D
10.B
11.BC
12.BD
13.BC
14.BC
15. 0.75 4 1 9 漂浮 变小 不变
16. 0.08 8N 1.2×103
17. 0.7 3×103
18.解:(1)因为弹簧测力计的示数是3N,又因为木块漂浮,故G=F浮,所以乙图中木块的浮力为3N。
(2)因为,则木块的体积为
(3)木块的质量
木块的密度
(4)用竖直向下的力F
将木块缓慢压入水中,静止时,木块上表面恰好与水面相平,此时物体排开水的体积
此时时物体受到的浮力
根据可知,竖直向下的力
19.解:(1)由图乙可知,钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图像分为三段,第一段为石柱浸没在水中,第二段为石柱开始露出水面到完全露出水面,第三段为石柱在空气中,由此可知,石柱的重力为
石柱沉在水底时受到的浮力为
(2)石柱浸没在水中时,排开水的体积等于石柱的体积,石柱的体积为
石柱的横截面积为
(3)石柱的质量为
由可知,石柱的密度为
答:(1)石柱沉在水底时受到的浮力为;
(2)石柱的横截面积为;
(3)石柱的密度为。
20.(1)2N;(2)10N,10﹣3m3;(3)2600Pa
【详解】解:(1)由图乙可知,水箱中没有水时(m=0),压力传感器受到的拉力F0=2N,则物体M的重力
GM=F0=2N
(2)由图乙可知,当M完全浸没时,压力传感器的示数为8N,对M受力分析可知,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力,则此时M受到的浮力
F浮=GM+F=2N+8N=10N
由F浮=ρ水gV排可知,物体M的体积为
(3)当压力传感器的压力为零时,M受到的浮力等于M的重力2N,由图乙可知,加水2kg时水面达到M的下表面时浮力为0,加水4kg时M刚好浸没,此时浮力为10N,该过程中增加水的质量为2kg,物体M受到的浮力增大了10N,所以,每加1kg水,物体M受到的浮力增加5N,所以M受到的浮力为2N时,应加入水的质量为
时,压力传感器的示数才为零,此时容器内水对容器底的压力为
F压=G水+GM=m水g+GM=2.4kg×10N/kg+2N=26N
此时容器内水对容器底的压强为