试卷答案
寻你做寻,想你所想

2018-2019人教版物理八年级下学期 10.2 阿基米德原理 同步练习

2018-2019学年人教版物理八年级下学期 10.2 阿基米德原理 同步练习
一、基础篇
1.将一块重为G1实心金属块挂在弹簧测力计上,将其浸没在盛满水的溢水杯中,从溢水杯中溢出的水重为G2,此时金属块受到的浮力为F,它们的大小关系正确的是(  )
A.F<G1 B.F>G1 C.F<G2 D.F>G2
2.质量相同的实心铜球和实心铁球投入同种液体后,所受浮力大小相等,这种液体是(ρ铜=8.9×103kg/m3,ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)(  )
A.水 B.水银 C.酒精 D.盐水
3.如图,两个体积相等的木球和铁球,用细线系住后放入水中时能悬浮在水中,关于两球所受水的浮力和压强,下列说法正确的是(  )
A.木球受到的浮力大,压强小
B.铁球受到的浮力小,压强大
C.两球受到的浮力相同,木球受到的压强大
D.两球受到的浮力相同,铁球受到的压强大
4.为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中,再用保鲜纸包装。若将同一个苹果先后放入桌面上甲、乙两个容器的保鲜液中,静止后两杯液面相平,苹果的浮沉情况如图所示,两容器的底面积相同,下列说法正确的是(  )
A.甲中的液体密度大,甲液体对容器底的压强大
B.甲中的液体密度大,甲液体对容器底的压强小
C.甲中的液体密度小,甲液体对容器底的压强大
D.甲中的液体密度大,甲、乙液体对容器底的压强相等
5.如图所示的图象能反映跳水运动员入水的过程中所受浮力F随深度h变化的关系的是(  )
A. B.
C. D.
6.一金属块,浸没水中时受到的浮力是200牛,当它浸没在酒精中时受到的浮力是(酒精的密度为0.8×103kg/m3)(  )
A.200牛 B.160牛 C.80牛 D.无法确定
7.一个悬浮在水中的圆柱体上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为13N,如图所示。下列说法中正确的是(  )
A.该圆柱体受到的浮力是18N
B.该圆柱体受到的重力是8N
C.该圆柱体的侧面不受水的压力
D.该圆柱体除了受到水的压力外还受重力和浮力
8.如图所示,是我国目前最先进的潜水艇,潜水艇可以通过吸水和排水实现无动力下潜和上浮;通过推进器实现前进、后退和旋转等动作。若忽略水的密度变化,则关于潜水艇在水下运动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.下潜过程中,潜水艇所受水的浮力一直在变小
B.上浮过程中,潜水艇机所受浮力一直在变大
C.由悬停到前进的过程中,推进器改变潜水艇的运动状态
D.在匀速上浮或下潜过程中,潜水艇所受重力与浮力为一对平衡力
9.(2017八下·高安期中)如图甲所示,用弹簧测力计挂一长方体物体逐渐浸入水中,图乙是这个过程弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况,g取10N/kg.则(  )
A.金属块的质量为0.4kg
B.金属块受到的最大浮力是2N
C.AB过程中,金属块受到的浮力逐渐减小
D.AC过程中,金属块底部受到水向上的最大压强为800Pa
10.图的实验过程,可验证   原理。根据图示,在实验中物体所受浮力F浮=   排开水的重力G排=   。根据图中实验现象及弹簧测力计读数可以得到的结论是   ,(弹簧测力计每拉出一小格,所需的拉力相同)
11.如图所示,用弹簧测力计拉着一个重12N的实心金属块浸入水中,当金属块浸没时,弹簧测力计的示数为4N,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金属块浸没时受到的浮力;
(2)金属块的体积。
12.(2018九上·济宁开学考)我国历史上第一次水下考古调查在云南省澄江县抚仙湖正式展开.考古工作者从湖底打捞出一批文物,其中有一长约70cm、质量为100kg的石块,考古人员是用气囊使它从水中浮起从而将它拉离湖底的.经测算可知,石块受到气囊向上的拉力为588N时,它恰好能在水中匀速上升(不计水的阻力).
求:
(1) 石块本身在水中所受的浮力
(2) 该石块的密度。
二、能力提高篇
13.(2018·河池)如图甲所示,水平桌面上盛满水的容器中放有一个钢珠。把木块轻轻放入容器中,木块静止时如图乙所示。以下说法正确的是   
A.钢珠不受浮力作用
B.木块受到的浮力大于钢珠受到的浮力
C.两图中容器对桌面的压强相等
D.两图中水对容器底的压强不相等
14.外形完全相同的木球、铁球和铜球(已知ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木)放入水中,静止后的位置如图所示,铁球沉底,则(  )
A.木球和铜球的浮力大小相等 B.铁球受到的浮力最小
C.木球一定是实心的 D.铜球的空心一定最大
15.如图,一边长为10cm的实心正方体悬浮在某液体中,已知h1=10cm,其上表面受到液体向下的压力F1=8N,则以下说法正确的是(  )
A.正方体的密度为0.8×103g/cm3
B.正方体受到的重力为10N
C.正方体受到的浮力8N
D.正方体下表面受到液体的压强为2×103Pa
16.小东同学做了如图甲、乙、丙、丁所示的探究实验,测量时弹簧测力计的示数分别是F1,F2,F3和F4图丙中A物体所受的浮力为F浮,A物体排开水的重力为G排,下列说法正确的是(  )
A.F浮=F3
B.G排=F4
C.若图甲中溢水杯中未装满水,则F浮=F1﹣F3
D.若图甲中溢水杯中未装满水,则G排<F4﹣F2
17.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象取g=10N/kg。根据图象信息,下列判断正确的是(  )
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.该金属块的密度是3.4x103kg/m3
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
18.一个立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底,如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水直到加满,如图乙所示。用F表示绳子受到的拉力,用h表示容器中水的深度,则下列图象正确的是(  )
A. B.
C. D.
19.三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连,向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示的情况,乙球下方弹簧长度等于原长,则下列说法正确的是(  )
A.三个球所受到的浮力大小关系 F甲<F乙<F丙
B.三个球所受到的浮力大小关系 F甲=F乙=F丙
C.三个球的质量关系 m甲=m乙=m丙
D.三个球的密度关系 ρ甲<ρ乙<ρ丙
20.小阳利用刻度尺、圆柱形平底玻璃管、细铅丝、玻璃容器、水测定盐水的密度。他用刻度尺测出玻璃管的长度L=20cm。在玻璃管的下端缠上适量的细铅丝,制成一个能够测量液体密度的装置,把它放入盛水的玻璃容器中,静止后用刻度尺测出液面上方玻璃管的长度h1=9cm,如图甲所示。再甲(水)乙把它放入盛有盐水的玻璃容器中,静止后用刻度尺测出液面上方玻璃管的长度h2=10cm,如图乙所示。下列说法中正确的是(  )
A.该装置在甲容器中受到的浮力等于在乙容器中受到的浮力
B.用该装置所测的液体密度越大,该装置排开液体的体积越大
C.被测盐水的密度为1.1×103kg/m3
D.在图甲中,无论细铅丝缠在玻璃管外还是置于玻璃管内,该装置排开水的重力相等
21.如图所示厚度不计的薄壁容器的底面积为S,自重为G0容器装入重为G1的水后。在水中放入一个正方体木块,木块静止时,有 体积露出水面,此时水的高度为h,则下列判断正确的是(  )
A.水对容器底部的压力F器=ρ水ghS
B.容器对桌面的压强p桌= =
C.求木块密度的思路是ρ木= (m木= = = ,V排= V木)
D.向水中加入食盐→ρ液↑→F浮↑=ρ液gV排→V排↓→木块露出液面的体积增大
22.图甲是建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象,求:
(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)卸掉钢缆绳后,长方体A对江底的压强。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:根据称重法可知:浮力F=G﹣F拉,
由于实心金属块的密度等于水的密度,在弹簧测力计上浸没在盛满水的溢水杯中时,测力计示数不为零,
则:F<G1;A符合题意,B不符合题意;
根据阿基米德原理可知,金属块受到的浮力F等于排开水的重力即溢出水的重力G,则F=G2;CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】先利用称重法测出物体浸在液体中受到的浮力,再测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容(阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力)进行解答.
2.【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】铜球和铁球质量相等,则重力相等;由于密度不同,故体积不同;如果两球浸入密度小的液体内,如水、酒精和盐水中,肯定沉入液体底,则排开液体的体积不同,故浮力不同。只有放入水银中时,水银的密度大于两球的密度,两球将浮于水银表面上,即浮力等于重力,两球的浮力才能相同。
故答案为:B。
【分析】当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮.
3.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】解:AB、两球虽然质量不同,但由于体积相同且浸没在水中,故排开水的体积相同;
由F浮=ρ水gV排可知,两球所受浮力相同,AB不符合题意;
CD、由图可知,h铁>h木,且水的密度一定,根据p=ρgh可知,铁球受到水的压强大于木球受到水的压强,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由F浮=ρ水gV排可知两球所受浮力的大小关系;再根据p=ρgh可知铁球受到水的压强与木球受到水的压强关系.
4.【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)甲图中,苹果漂浮在保鲜液中,甲中的液体密度ρ甲>ρ苹果,乙图中,苹果悬浮在保鲜液中,乙中的液体密度ρ乙=ρ苹果。所以,两种液体的密度ρ甲>ρ乙;(2)由题知,静止后两杯液面相平,即h相同,由p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强。
故答案为:A。
【分析】当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮.
由p=ρgh可知 液体对容器底的压强 关系.
5.【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:在运动员入水的过程中,排开水的体积V排先增大后不变,
由F浮=ρ水gV排可知运动员受到的浮力先增大,后不变。
故答案为:A。
【分析】结合题意,利用F浮=ρ水gV排分析解答即可.
6.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:根据F浮=ρ液gV排可得,物体浸没在水中时,排开水的体积:V排水= = =0.02m3,
物体浸没在酒精中,排开酒精的体积:V排酒精=V排水=0.02m3,
在酒精中受到的浮力:F浮酒精=ρ酒精gV排酒精=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=160N,
故答案为:B。
【分析】根据F浮=ρ液gV排可得物体浸没在水中时,排开水的体积(即物体的体积),再进一步利用阿基米德原理计算在酒精中受到的浮力.
7.【答案】B
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:A、该圆柱体受到的浮力F浮=F下﹣F上=13N﹣5N=8N,A不符合题意;
B、因该圆柱体悬浮在水中,则圆柱体受到的重力G=F浮=8N,B符合题意;
C、因为液体向各个方向都有压强,所以该圆柱体的侧面也受水的压力,C不符合题意;
D、对该圆柱体进行受力分析可知,其侧面受到水的压力相互抵消,上下表面受到水的压力差就是浮力,所以该圆柱体实际上只受重力和浮力的作用,而题中的受力分析显得重复,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用F浮=F下﹣F上求得该圆柱体受到的浮力;
再利用物体的浮沉条件得出物体的浮力(悬浮时,G=F浮).
液体向各个方向都有压强.
对该圆柱体进行受力分析即可.
8.【答案】C,D
【知识点】牛顿第一定律;阿基米德原理
【解析】【解答】解:A、在下潜过程中,机器人所处深度不断增加,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,所受水的浮力大小不变。A不符合题意;
B、上浮过程中,机器人所处深度不断减小,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,所受水的浮力大小不变。B不符合题意;
C、由悬停到前进的过程中,通过推进器实现前进、后退和旋转等动作,所以推进器改变潜水艇的运动状态。C符合题意;
D、在匀速上浮或下潜过程中,潜水艇所受重力与浮力是作用在同一个物体上的两个力,为一对平衡力。D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】由F浮=ρgV排可知,所受水的浮力大小情况;
牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因.
9.【答案】B,D
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:
A、由图象可知,金属块的重力G=6N,
金属块的质量:
m= = =0.6kg,故A错;
B、当h=6cm,金属块全部浸入水中时,所受浮力最大,此时,弹簧测力计的拉力F拉=4N,
金属块受的浮力F浮=G﹣F拉=6N﹣4N=2N,故B正确;
C、AB过程中,弹簧测力计的示数变小,而弹簧测力计的示数等于金属块重力减去浮力、重力不变,所以受到的浮力逐渐变大,故C错;
D、由图象可知,金属块浸入水中的最大深度为h=8cm=0.08m,
则金属块受到水的最大压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,故D正确;
故选BD.
【分析】(1)由F﹣h图象可知,当h=0(金属块没有浸入水中),弹簧测力计的示数为金属块的重;根据G=mg即可求出质量;(2)当h=6cm(金属块全浸入水)时,弹簧测力计的拉力F拉=4N,利用称重法求出金属块受到的浮力,F浮=G﹣F拉;(3)AB过程中,弹簧测力计的示数等于金属块重力减去浮力,根据弹簧测力计的示数变化得出浮力变化;(4)由右图图象可知,金属块浸入水中的最大深度为8cm,根据公式p=ρgh求出金属块受到水的最大压强.
10.【答案】阿基米德;F1﹣F2;F4﹣F3;浸在水(液体)中的物体,所受浮力等于排开水(液体)的重力
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】解:图中的实验过程是利用排水法验证阿基米德原理;
图甲中,可得物体的重力:G=F1,物体完全浸没水中后测力计的示数为F2,物体因受到水的浮力示数而减小,浮力大小为1格;
当物块浸入水中受到浮力F浮=G﹣F=F1﹣F2;
物体排出水的重力:G排=F4﹣F3,排开水的重力重为1格;
分析数据可知,物体完全浸没水中受到的浮力大小等于排开水的重力,故可以得出结论:浸在水(液体)中的物体,所受浮力等于排开水(液体)的重力。
故答案为:阿基米德;F1﹣F2;F4﹣F3;浸在水(液体)中的物体,所受浮力等于排开水(液体)的重力。
【分析】验证阿基米德原理实验,充分考查了学生对基础知识的掌握程度.先利用称重法F浮=G﹣F测出物体浸在液体中受到的浮力,再测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容(阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力)进行解答.
11.【答案】(1)解:由称重法可得,金属块浸没时受到的浮力:
F浮=G﹣F′=12N﹣4N=8N
答:金属块浸没时受到的浮力为8N
(2)解:因金属块浸没在水中,
所以由F浮=ρ水gV排得金属块的体积:
V=V排= = =8×10﹣4m3
答:金属块的体积为8×10﹣4m3
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)由F浮=G﹣F可知 金属块浸没时受到的浮力 .
(2) 由F浮=ρ水gV排可得金属块的体积 .
12.【答案】(1)解:石块在水中受到的浮力F浮;石块的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N;
石块受到向上的浮力和气囊对它的拉力,石块受到向下重力,已知是匀速上浮,那么两个方向上的力大小相等 ,即F浮+F拉=G;
可得,F浮=G-F拉=1000N-588N=412N
(2) 解:石块的密度;由F浮=ρ水V排g可得,V排= = =4.12×10-2m3;
石块的体积为V=V排=4.12×10-2m3;石块的质量为m=100kg;
石块的密度ρ石= 2.43×103kg/m3
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力,结合物体受到的向上和向下的力的差计算浮力大小;
(2)利用物体受到的浮力计算物体的体积,根据物体的质量和体积的比值计算物体密度大小。
13.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A、钢珠浸没在水中,排开了一定体积的水,会受浮力作用,A不符合题意;
B、由 可知,浮力与液体密度和排开水的体积有关,因不知道木块和钢珠排开水的体积关系,故无法比较木块和钢珠受到的浮力关系,B不符合题意;
C、两图中容器对桌面的压力等于容器、水和物体的总重力;
根据阿基米德原理分析,乙图中减少的水的重力,即为木块排开水的重力,而木块漂浮,则 ,所以 ,即木块的重力等于排开水的重力 即溢出水的重力 ;
则两图中容器对桌面的压力相等,底面积相同,由 可知,两图中容器对桌面的压强相等,C符合题意;
D、已知容器中装满水,把木块轻轻放入容器中,虽然有水溢出,但水的深度不变,由 可知,两图中水对容器底的压强相等,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据F浮=ρgV排分析木块受到的浮力和钢珠受到的浮力;容器对桌面的压力等于容器和水、钢球的总重力,因为是盛满水的容器中,当把木块轻轻放入容器中时,木块漂浮时,F浮=G=ρ水gV排,由此可知乙图中容器对桌面的压力,再利用p=分析压强情况;根据p=ρgh分析两图中水对容器底的压强.
14.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)已知外形完全相同的木球、铁球和铜球(即它们的体积相等),则由图可知V排木<V排铜=V排铁,由F浮=ρ水gV排可知,它们受到的浮力:F木<F铜=F铁,AB不符合题意;(2)铜球悬浮在水中,铜球一定是空心的;因铁的密度大于水的密度,所以实心铁球会沉底;若铁球空心,且空心的体积较小的情况下,也会沉底;木头的密度小于水的密度,故实心木球漂浮在水中;若木球是空心的,则也是漂浮;所以铁球、木球可能实心,也可能空心,C不符合题意;(3)因为它们的体积相同,铜和铁的密度远大于水的密度,铜的密度大于铁的密度,铜球悬浮,铁球沉底,故空心部分的体积关系为V铜空>V铁空,已知木球漂浮在水中,铜球悬浮,则F浮木=G木﹣﹣﹣﹣﹣①,F浮铜=G铜﹣﹣﹣﹣﹣②,假设木球是空心的,由图知,木球排开水的体积约为铜球的一半,根据F浮=ρ水gV排可知,木球所受浮力约为铜球的一半,则结合①②可知木球的重力约为铜球的一半,即可认为G铜=2G木,由重力和密度公式可得:ρ铜V实铜g=2ρ木V实木g,即:ρ铜V实铜=2ρ木V实木,因为ρ铜>2ρ木,所以实心部分的体积V实铜<V实木,因小球的体积相同,所以空心部分的体积V铜空>V木空,综上所述,铜球的空心一定最大,
故答案为:D。
【分析】根据阿基米德原理并结合图中排开液体的体积判断三个小球所受的浮力关系;球的体积相同,铜的密度大,但铜球的平均密度小,说明铜球的空心体积大.
15.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:(1)正方体的上表面积S=L2=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
已知上表面受到液体向下的压力F1=8N,
则上表面受到液体向下的压强p上= = =800Pa,
由p=ρgh可得,液体的密度ρ= = =800kg/m3,
下表面受到液体的压强p下=ρgh2=800kg/m3×10N/kg×(0.1m+0.1m)=1600Pa,
由p= 可得,下表面受到液体的压力F下=p下S=1600Pa×0.01m2=16N,
由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F下﹣F1=16N﹣8N=8N,
由于正方体竖直悬浮在某液体中,则G=F浮=8N;BD不符合题意;C符合题意;(2)正方体质量m= = =0.8kg,
正方体体积V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
正方体的密度ρ= = =0.8×103kg/m3,A不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先根据上表面受到液体向下的压力F1=8N求得上表面受到液体向下的压强,然后利用p=ρgh可求得液体的密度;
根据p=ρgh可求得下表面受到液体的压强,然后由p= 可知下表面受到液体的压力;
根据浮力产生的原因F浮=F下-F上求出受到的浮力;根据悬浮条件G=F浮即可求出重力;物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据密度公式ρ= 求出物体的密度.
16.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:A、图甲中,可得物体的重力:G=F1,当物块浸入水中受到浮力大小;由于G=F浮+F3可知:F浮=F1﹣F3,A不符合题意;
B、根据图乙和图丁可知:物体排出水的重力:G排=F4﹣F2;B不符合题意;
C、若图甲中溢水杯中未装满水,根据称重法可知:F浮=F1﹣F3,C符合题意;
D、若图甲中溢水杯中未装满水,则G排>G溢=F4﹣F2,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合图像,利用称重法及阿基米德原理分析解答即可.
17.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:A、当金属块完全露出水面时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,
从图可知,该金属块重力为:G=F拉=54N,A不符合题意;
B、当金属块浸没在水中时,即为图中的AB段,
从图可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块受到的浮力为:
F浮=G﹣F拉=54N﹣34N=20N,B符合题意;
C、由F浮=ρ水V排g可得金属块排开水的体积(金属块的体积):
V=V排= = =0.002m3,
由G=mg=ρVg得金属块的密度为:
ρ= = =2.7×103kg/m3,C不符合题意;
D、由图知,在t1至t2时间段绳子的拉力逐渐变大,而金属块的重力不变,则由F浮=G﹣F拉可知,金属块受到的浮力逐渐变小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合F-t图象,当金属块从水中一直竖直向上做匀速直线运动,但未露出液面,此时金属块排开水的体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,此时的浮力不变,绳子的拉力也不变,即为图中的AB段.
当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,据此求出金属块重.
当金属块未露出液面时,拉力等于重力减去浮力,据此求金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g求金属块排开水的体积(金属块的体积),利用重力公式G=mg=ρVg求金属块的密度.
首先判断拉力的在t1至t2时间段内的变化,再利用公式F浮=G-F拉判断浮力的变化.
18.【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:向容器中慢慢加水,物体浸入水中,一开始因为排开水的体积小,物体受到的浮力小于重力,细线没有被拉直,拉力为0;
随着水的增多,排开水的体积越来越大,当物体受到的浮力大于物体重时,物体开始上升,当细线被拉直,细绳的拉力增大;
当物体全浸入水中,排开水的体积不变、浮力不变,细线的拉力不变;
由此可见细线的拉力是先为0,不断增大,最后不变。
故答案为:B。
【分析】利用阿基米德原理及木块的受力情况分析解答即可.
19.【答案】B,D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】解:AB、已知三个实心球的体积相同,由于三个球浸没在同种液体中,则排开液体的体积相同,
根据F浮=ρ液V排g可知,它们受到的浮力:F甲=F乙=F丙;A不符合题意、B符合题意;
CD、根据题意可知,乙球下方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力,则F乙=G乙;
观察如图情况可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则甲球受到的浮力F甲>G甲,
丙球下方弹簧长度小于原长,则丙球受到的浮力F丙<G丙,
由于它们所受浮力相等,所以三个球的重力关系为:G甲<G乙<G丙,
由G=mg可知质量关系:m甲<m乙<m丙,C不符合题意;
而三球体积相同,由ρ= 可知密度关系:ρ甲<ρ乙<ρ丙,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据F浮=ρ液V排g可知它们受到的浮力大小关系.
根据弹簧形变得出三球受到的浮力与各自重力的关系,利用G=mg可知质量关系,再利用ρ= 可知密度关系.
20.【答案】A,C,D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:AB、密度计在液体中处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,浮力与重力相等,且密度计的重力不变,所以在甲容器中受到的浮力等于在乙容器中受到的浮力;密度计受到的浮力不变,由F浮=ρ液gV排可知,当液体密度越大时,V排会越小,A符合题意,B不符合题意;
C、在水中时,密度计受到的浮力:F浮=ρ水gV排1=ρ水gS(L﹣h1);
在盐水中时,密度计受到的浮力:F浮=ρ盐水gV排2=ρ盐水gS(L﹣h2);
因为浮力相等,所以:ρ水gS(L﹣h1)=ρ盐水gS(L﹣h2);
则:ρ盐水= ρ水= ×1.0×103kg/m3=1.1×103kg/m3,C符合题意;
D、在图甲中,无论细铅丝缠在玻璃管外还是置于玻璃管内,都处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,则浮力(排开水的重力)不变,即该装置排开水的重力相等,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】密度计在液体中处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,浮力与重力相等,再由F浮=ρ液gV排可知,当液体密度越大时,V排会越小.
利用浮力大小相等列出关系式,求解即可.
21.【答案】A,C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:A、已知水的深度为h,则水对容器底部的压强为p=ρ水gh;
所以水对容器底部的压力F器=pS=ρ水ghS,A符合题意;
B、容器对桌面的压力F桌=G0+G1+G木,
则容器对桌面的压强p桌= = ,B不符合题意;
C、求木块密度,根据ρ= 可知需要知道木块的质量m木和体积V木;
木块静止时,有 体积露出水面,则V排=V木﹣ V木= V木,
根据漂浮条件和阿基米德原理可知:G木=F浮=ρ水gV排=ρ水g× V木;
所以,m木= = ,
则求木块密度的思路是:ρ木= (m木= = = ,V排= V木),C符合题意;
D、向水中加入食盐,液体密度变大,由于木块静止时仍处于漂浮状态,则木块受到的浮力F浮=G木,木块的重力不变,所以木块受到的浮力F浮不变;
由于液体密度变大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知V排减小,则木块露出液面的体积增大,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】利用p=ρ水gh求得 水对容器底部的 压强,再利用p=求得水对容器底部的压力.
根据漂浮条件和阿基米德原理可知:G木=F浮=ρ水gV排;进一步利用ρ= 可求木块的密度.
木块静止时仍处于漂浮状态,则木块受到的浮力F浮=G木;加入盐水,液体密度变大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知V排减小.
22.【答案】(1)解:由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间:t=15s﹣10s=5s,
根据v= 可得,长方体A的高度:h=s=vt=0.3m/s×5s=1.5m
答:长方体A的高度为1.5m
(2)解:由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N,
在10~15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,
由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,
所以长方体A受到的浮力:F浮=G﹣F′=3×104N﹣1×104N=2×104N
答:长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N。
(3)解:由F浮=ρgV排得,长方体A的体积:
V=V排= = =2m3,
则长方体A的底面积:S= = = m2,
当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,对A受力分析,长方体A受到重力、浮力、江底的支持力的作用,
则江底的支持力:F支=G﹣F浮=3×104N﹣2×104N=1×104N,
根据力的作用是相互的可知,长方体A对江底的压力:
F压=F支=1×104N,
则长方体A对江底的压强:p= = =7.5×103 Pa
答:卸掉钢缆绳后,长方体A对江底的压强为7.5×103 Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)从F-t图象中找出有用的信息,然后然后利用v=计算长方体A的高度.
(2)结合图像,首先得出重力大小,当长方体A完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此计算长方体A浸没在水中后受到的浮力;
(3)利用阿基米德原理 F浮=ρgV排 求出A的体积,再利用几何关系求出圆柱体A的底面积;
当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,对A受力分析,长方体A受到重力、浮力、江底的支持力的作用,根据力的平衡条件和力的作用是相互的求出长方体A对江底的压力,最后根据压强公式 p= 求出长方体A对江底的压强.
2018-2019学年人教版物理八年级下学期 10.2 阿基米德原理 同步练习
一、基础篇
1.将一块重为G1实心金属块挂在弹簧测力计上,将其浸没在盛满水的溢水杯中,从溢水杯中溢出的水重为G2,此时金属块受到的浮力为F,它们的大小关系正确的是(  )
A.F<G1 B.F>G1 C.F<G2 D.F>G2
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:根据称重法可知:浮力F=G﹣F拉,
由于实心金属块的密度等于水的密度,在弹簧测力计上浸没在盛满水的溢水杯中时,测力计示数不为零,
则:F<G1;A符合题意,B不符合题意;
根据阿基米德原理可知,金属块受到的浮力F等于排开水的重力即溢出水的重力G,则F=G2;CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】先利用称重法测出物体浸在液体中受到的浮力,再测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容(阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力)进行解答.
2.质量相同的实心铜球和实心铁球投入同种液体后,所受浮力大小相等,这种液体是(ρ铜=8.9×103kg/m3,ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)(  )
A.水 B.水银 C.酒精 D.盐水
【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】铜球和铁球质量相等,则重力相等;由于密度不同,故体积不同;如果两球浸入密度小的液体内,如水、酒精和盐水中,肯定沉入液体底,则排开液体的体积不同,故浮力不同。只有放入水银中时,水银的密度大于两球的密度,两球将浮于水银表面上,即浮力等于重力,两球的浮力才能相同。
故答案为:B。
【分析】当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮.
3.如图,两个体积相等的木球和铁球,用细线系住后放入水中时能悬浮在水中,关于两球所受水的浮力和压强,下列说法正确的是(  )
A.木球受到的浮力大,压强小
B.铁球受到的浮力小,压强大
C.两球受到的浮力相同,木球受到的压强大
D.两球受到的浮力相同,铁球受到的压强大
【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】解:AB、两球虽然质量不同,但由于体积相同且浸没在水中,故排开水的体积相同;
由F浮=ρ水gV排可知,两球所受浮力相同,AB不符合题意;
CD、由图可知,h铁>h木,且水的密度一定,根据p=ρgh可知,铁球受到水的压强大于木球受到水的压强,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由F浮=ρ水gV排可知两球所受浮力的大小关系;再根据p=ρgh可知铁球受到水的压强与木球受到水的压强关系.
4.为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中,再用保鲜纸包装。若将同一个苹果先后放入桌面上甲、乙两个容器的保鲜液中,静止后两杯液面相平,苹果的浮沉情况如图所示,两容器的底面积相同,下列说法正确的是(  )
A.甲中的液体密度大,甲液体对容器底的压强大
B.甲中的液体密度大,甲液体对容器底的压强小
C.甲中的液体密度小,甲液体对容器底的压强大
D.甲中的液体密度大,甲、乙液体对容器底的压强相等
【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)甲图中,苹果漂浮在保鲜液中,甲中的液体密度ρ甲>ρ苹果,乙图中,苹果悬浮在保鲜液中,乙中的液体密度ρ乙=ρ苹果。所以,两种液体的密度ρ甲>ρ乙;(2)由题知,静止后两杯液面相平,即h相同,由p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强。
故答案为:A。
【分析】当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮.
由p=ρgh可知 液体对容器底的压强 关系.
5.如图所示的图象能反映跳水运动员入水的过程中所受浮力F随深度h变化的关系的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:在运动员入水的过程中,排开水的体积V排先增大后不变,
由F浮=ρ水gV排可知运动员受到的浮力先增大,后不变。
故答案为:A。
【分析】结合题意,利用F浮=ρ水gV排分析解答即可.
6.一金属块,浸没水中时受到的浮力是200牛,当它浸没在酒精中时受到的浮力是(酒精的密度为0.8×103kg/m3)(  )
A.200牛 B.160牛 C.80牛 D.无法确定
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:根据F浮=ρ液gV排可得,物体浸没在水中时,排开水的体积:V排水= = =0.02m3,
物体浸没在酒精中,排开酒精的体积:V排酒精=V排水=0.02m3,
在酒精中受到的浮力:F浮酒精=ρ酒精gV排酒精=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=160N,
故答案为:B。
【分析】根据F浮=ρ液gV排可得物体浸没在水中时,排开水的体积(即物体的体积),再进一步利用阿基米德原理计算在酒精中受到的浮力.
7.一个悬浮在水中的圆柱体上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为13N,如图所示。下列说法中正确的是(  )
A.该圆柱体受到的浮力是18N
B.该圆柱体受到的重力是8N
C.该圆柱体的侧面不受水的压力
D.该圆柱体除了受到水的压力外还受重力和浮力
【答案】B
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:A、该圆柱体受到的浮力F浮=F下﹣F上=13N﹣5N=8N,A不符合题意;
B、因该圆柱体悬浮在水中,则圆柱体受到的重力G=F浮=8N,B符合题意;
C、因为液体向各个方向都有压强,所以该圆柱体的侧面也受水的压力,C不符合题意;
D、对该圆柱体进行受力分析可知,其侧面受到水的压力相互抵消,上下表面受到水的压力差就是浮力,所以该圆柱体实际上只受重力和浮力的作用,而题中的受力分析显得重复,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用F浮=F下﹣F上求得该圆柱体受到的浮力;
再利用物体的浮沉条件得出物体的浮力(悬浮时,G=F浮).
液体向各个方向都有压强.
对该圆柱体进行受力分析即可.
8.如图所示,是我国目前最先进的潜水艇,潜水艇可以通过吸水和排水实现无动力下潜和上浮;通过推进器实现前进、后退和旋转等动作。若忽略水的密度变化,则关于潜水艇在水下运动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.下潜过程中,潜水艇所受水的浮力一直在变小
B.上浮过程中,潜水艇机所受浮力一直在变大
C.由悬停到前进的过程中,推进器改变潜水艇的运动状态
D.在匀速上浮或下潜过程中,潜水艇所受重力与浮力为一对平衡力
【答案】C,D
【知识点】牛顿第一定律;阿基米德原理
【解析】【解答】解:A、在下潜过程中,机器人所处深度不断增加,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,所受水的浮力大小不变。A不符合题意;
B、上浮过程中,机器人所处深度不断减小,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,所受水的浮力大小不变。B不符合题意;
C、由悬停到前进的过程中,通过推进器实现前进、后退和旋转等动作,所以推进器改变潜水艇的运动状态。C符合题意;
D、在匀速上浮或下潜过程中,潜水艇所受重力与浮力是作用在同一个物体上的两个力,为一对平衡力。D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】由F浮=ρgV排可知,所受水的浮力大小情况;
牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因.
9.(2017八下·高安期中)如图甲所示,用弹簧测力计挂一长方体物体逐渐浸入水中,图乙是这个过程弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况,g取10N/kg.则(  )
A.金属块的质量为0.4kg
B.金属块受到的最大浮力是2N
C.AB过程中,金属块受到的浮力逐渐减小
D.AC过程中,金属块底部受到水向上的最大压强为800Pa
【答案】B,D
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:
A、由图象可知,金属块的重力G=6N,
金属块的质量:
m= = =0.6kg,故A错;
B、当h=6cm,金属块全部浸入水中时,所受浮力最大,此时,弹簧测力计的拉力F拉=4N,
金属块受的浮力F浮=G﹣F拉=6N﹣4N=2N,故B正确;
C、AB过程中,弹簧测力计的示数变小,而弹簧测力计的示数等于金属块重力减去浮力、重力不变,所以受到的浮力逐渐变大,故C错;
D、由图象可知,金属块浸入水中的最大深度为h=8cm=0.08m,
则金属块受到水的最大压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,故D正确;
故选BD.
【分析】(1)由F﹣h图象可知,当h=0(金属块没有浸入水中),弹簧测力计的示数为金属块的重;根据G=mg即可求出质量;(2)当h=6cm(金属块全浸入水)时,弹簧测力计的拉力F拉=4N,利用称重法求出金属块受到的浮力,F浮=G﹣F拉;(3)AB过程中,弹簧测力计的示数等于金属块重力减去浮力,根据弹簧测力计的示数变化得出浮力变化;(4)由右图图象可知,金属块浸入水中的最大深度为8cm,根据公式p=ρgh求出金属块受到水的最大压强.
10.图的实验过程,可验证   原理。根据图示,在实验中物体所受浮力F浮=   排开水的重力G排=   。根据图中实验现象及弹簧测力计读数可以得到的结论是   ,(弹簧测力计每拉出一小格,所需的拉力相同)
【答案】阿基米德;F1﹣F2;F4﹣F3;浸在水(液体)中的物体,所受浮力等于排开水(液体)的重力
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】解:图中的实验过程是利用排水法验证阿基米德原理;
图甲中,可得物体的重力:G=F1,物体完全浸没水中后测力计的示数为F2,物体因受到水的浮力示数而减小,浮力大小为1格;
当物块浸入水中受到浮力F浮=G﹣F=F1﹣F2;
物体排出水的重力:G排=F4﹣F3,排开水的重力重为1格;
分析数据可知,物体完全浸没水中受到的浮力大小等于排开水的重力,故可以得出结论:浸在水(液体)中的物体,所受浮力等于排开水(液体)的重力。
故答案为:阿基米德;F1﹣F2;F4﹣F3;浸在水(液体)中的物体,所受浮力等于排开水(液体)的重力。
【分析】验证阿基米德原理实验,充分考查了学生对基础知识的掌握程度.先利用称重法F浮=G﹣F测出物体浸在液体中受到的浮力,再测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容(阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力)进行解答.
11.如图所示,用弹簧测力计拉着一个重12N的实心金属块浸入水中,当金属块浸没时,弹簧测力计的示数为4N,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金属块浸没时受到的浮力;
(2)金属块的体积。
【答案】(1)解:由称重法可得,金属块浸没时受到的浮力:
F浮=G﹣F′=12N﹣4N=8N
答:金属块浸没时受到的浮力为8N
(2)解:因金属块浸没在水中,
所以由F浮=ρ水gV排得金属块的体积:
V=V排= = =8×10﹣4m3
答:金属块的体积为8×10﹣4m3
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)由F浮=G﹣F可知 金属块浸没时受到的浮力 .
(2) 由F浮=ρ水gV排可得金属块的体积 .
12.(2018九上·济宁开学考)我国历史上第一次水下考古调查在云南省澄江县抚仙湖正式展开.考古工作者从湖底打捞出一批文物,其中有一长约70cm、质量为100kg的石块,考古人员是用气囊使它从水中浮起从而将它拉离湖底的.经测算可知,石块受到气囊向上的拉力为588N时,它恰好能在水中匀速上升(不计水的阻力).
求:
(1) 石块本身在水中所受的浮力
(2) 该石块的密度。
【答案】(1)解:石块在水中受到的浮力F浮;石块的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N;
石块受到向上的浮力和气囊对它的拉力,石块受到向下重力,已知是匀速上浮,那么两个方向上的力大小相等 ,即F浮+F拉=G;
可得,F浮=G-F拉=1000N-588N=412N
(2) 解:石块的密度;由F浮=ρ水V排g可得,V排= = =4.12×10-2m3;
石块的体积为V=V排=4.12×10-2m3;石块的质量为m=100kg;
石块的密度ρ石= 2.43×103kg/m3
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力,结合物体受到的向上和向下的力的差计算浮力大小;
(2)利用物体受到的浮力计算物体的体积,根据物体的质量和体积的比值计算物体密度大小。
二、能力提高篇
13.(2018·河池)如图甲所示,水平桌面上盛满水的容器中放有一个钢珠。把木块轻轻放入容器中,木块静止时如图乙所示。以下说法正确的是   
A.钢珠不受浮力作用
B.木块受到的浮力大于钢珠受到的浮力
C.两图中容器对桌面的压强相等
D.两图中水对容器底的压强不相等
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A、钢珠浸没在水中,排开了一定体积的水,会受浮力作用,A不符合题意;
B、由 可知,浮力与液体密度和排开水的体积有关,因不知道木块和钢珠排开水的体积关系,故无法比较木块和钢珠受到的浮力关系,B不符合题意;
C、两图中容器对桌面的压力等于容器、水和物体的总重力;
根据阿基米德原理分析,乙图中减少的水的重力,即为木块排开水的重力,而木块漂浮,则 ,所以 ,即木块的重力等于排开水的重力 即溢出水的重力 ;
则两图中容器对桌面的压力相等,底面积相同,由 可知,两图中容器对桌面的压强相等,C符合题意;
D、已知容器中装满水,把木块轻轻放入容器中,虽然有水溢出,但水的深度不变,由 可知,两图中水对容器底的压强相等,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据F浮=ρgV排分析木块受到的浮力和钢珠受到的浮力;容器对桌面的压力等于容器和水、钢球的总重力,因为是盛满水的容器中,当把木块轻轻放入容器中时,木块漂浮时,F浮=G=ρ水gV排,由此可知乙图中容器对桌面的压力,再利用p=分析压强情况;根据p=ρgh分析两图中水对容器底的压强.
14.外形完全相同的木球、铁球和铜球(已知ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木)放入水中,静止后的位置如图所示,铁球沉底,则(  )
A.木球和铜球的浮力大小相等 B.铁球受到的浮力最小
C.木球一定是实心的 D.铜球的空心一定最大
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)已知外形完全相同的木球、铁球和铜球(即它们的体积相等),则由图可知V排木<V排铜=V排铁,由F浮=ρ水gV排可知,它们受到的浮力:F木<F铜=F铁,AB不符合题意;(2)铜球悬浮在水中,铜球一定是空心的;因铁的密度大于水的密度,所以实心铁球会沉底;若铁球空心,且空心的体积较小的情况下,也会沉底;木头的密度小于水的密度,故实心木球漂浮在水中;若木球是空心的,则也是漂浮;所以铁球、木球可能实心,也可能空心,C不符合题意;(3)因为它们的体积相同,铜和铁的密度远大于水的密度,铜的密度大于铁的密度,铜球悬浮,铁球沉底,故空心部分的体积关系为V铜空>V铁空,已知木球漂浮在水中,铜球悬浮,则F浮木=G木﹣﹣﹣﹣﹣①,F浮铜=G铜﹣﹣﹣﹣﹣②,假设木球是空心的,由图知,木球排开水的体积约为铜球的一半,根据F浮=ρ水gV排可知,木球所受浮力约为铜球的一半,则结合①②可知木球的重力约为铜球的一半,即可认为G铜=2G木,由重力和密度公式可得:ρ铜V实铜g=2ρ木V实木g,即:ρ铜V实铜=2ρ木V实木,因为ρ铜>2ρ木,所以实心部分的体积V实铜<V实木,因小球的体积相同,所以空心部分的体积V铜空>V木空,综上所述,铜球的空心一定最大,
故答案为:D。
【分析】根据阿基米德原理并结合图中排开液体的体积判断三个小球所受的浮力关系;球的体积相同,铜的密度大,但铜球的平均密度小,说明铜球的空心体积大.
15.如图,一边长为10cm的实心正方体悬浮在某液体中,已知h1=10cm,其上表面受到液体向下的压力F1=8N,则以下说法正确的是(  )
A.正方体的密度为0.8×103g/cm3
B.正方体受到的重力为10N
C.正方体受到的浮力8N
D.正方体下表面受到液体的压强为2×103Pa
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:(1)正方体的上表面积S=L2=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
已知上表面受到液体向下的压力F1=8N,
则上表面受到液体向下的压强p上= = =800Pa,
由p=ρgh可得,液体的密度ρ= = =800kg/m3,
下表面受到液体的压强p下=ρgh2=800kg/m3×10N/kg×(0.1m+0.1m)=1600Pa,
由p= 可得,下表面受到液体的压力F下=p下S=1600Pa×0.01m2=16N,
由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F下﹣F1=16N﹣8N=8N,
由于正方体竖直悬浮在某液体中,则G=F浮=8N;BD不符合题意;C符合题意;(2)正方体质量m= = =0.8kg,
正方体体积V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
正方体的密度ρ= = =0.8×103kg/m3,A不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先根据上表面受到液体向下的压力F1=8N求得上表面受到液体向下的压强,然后利用p=ρgh可求得液体的密度;
根据p=ρgh可求得下表面受到液体的压强,然后由p= 可知下表面受到液体的压力;
根据浮力产生的原因F浮=F下-F上求出受到的浮力;根据悬浮条件G=F浮即可求出重力;物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据密度公式ρ= 求出物体的密度.
16.小东同学做了如图甲、乙、丙、丁所示的探究实验,测量时弹簧测力计的示数分别是F1,F2,F3和F4图丙中A物体所受的浮力为F浮,A物体排开水的重力为G排,下列说法正确的是(  )
A.F浮=F3
B.G排=F4
C.若图甲中溢水杯中未装满水,则F浮=F1﹣F3
D.若图甲中溢水杯中未装满水,则G排<F4﹣F2
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:A、图甲中,可得物体的重力:G=F1,当物块浸入水中受到浮力大小;由于G=F浮+F3可知:F浮=F1﹣F3,A不符合题意;
B、根据图乙和图丁可知:物体排出水的重力:G排=F4﹣F2;B不符合题意;
C、若图甲中溢水杯中未装满水,根据称重法可知:F浮=F1﹣F3,C符合题意;
D、若图甲中溢水杯中未装满水,则G排>G溢=F4﹣F2,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合图像,利用称重法及阿基米德原理分析解答即可.
17.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象取g=10N/kg。根据图象信息,下列判断正确的是(  )
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.该金属块的密度是3.4x103kg/m3
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:A、当金属块完全露出水面时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,
从图可知,该金属块重力为:G=F拉=54N,A不符合题意;
B、当金属块浸没在水中时,即为图中的AB段,
从图可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块受到的浮力为:
F浮=G﹣F拉=54N﹣34N=20N,B符合题意;
C、由F浮=ρ水V排g可得金属块排开水的体积(金属块的体积):
V=V排= = =0.002m3,
由G=mg=ρVg得金属块的密度为:
ρ= = =2.7×103kg/m3,C不符合题意;
D、由图知,在t1至t2时间段绳子的拉力逐渐变大,而金属块的重力不变,则由F浮=G﹣F拉可知,金属块受到的浮力逐渐变小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合F-t图象,当金属块从水中一直竖直向上做匀速直线运动,但未露出液面,此时金属块排开水的体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,此时的浮力不变,绳子的拉力也不变,即为图中的AB段.
当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,据此求出金属块重.
当金属块未露出液面时,拉力等于重力减去浮力,据此求金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g求金属块排开水的体积(金属块的体积),利用重力公式G=mg=ρVg求金属块的密度.
首先判断拉力的在t1至t2时间段内的变化,再利用公式F浮=G-F拉判断浮力的变化.
18.一个立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底,如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水直到加满,如图乙所示。用F表示绳子受到的拉力,用h表示容器中水的深度,则下列图象正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:向容器中慢慢加水,物体浸入水中,一开始因为排开水的体积小,物体受到的浮力小于重力,细线没有被拉直,拉力为0;
随着水的增多,排开水的体积越来越大,当物体受到的浮力大于物体重时,物体开始上升,当细线被拉直,细绳的拉力增大;
当物体全浸入水中,排开水的体积不变、浮力不变,细线的拉力不变;
由此可见细线的拉力是先为0,不断增大,最后不变。
故答案为:B。
【分析】利用阿基米德原理及木块的受力情况分析解答即可.
19.三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连,向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示的情况,乙球下方弹簧长度等于原长,则下列说法正确的是(  )
A.三个球所受到的浮力大小关系 F甲<F乙<F丙
B.三个球所受到的浮力大小关系 F甲=F乙=F丙
C.三个球的质量关系 m甲=m乙=m丙
D.三个球的密度关系 ρ甲<ρ乙<ρ丙
【答案】B,D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】解:AB、已知三个实心球的体积相同,由于三个球浸没在同种液体中,则排开液体的体积相同,
根据F浮=ρ液V排g可知,它们受到的浮力:F甲=F乙=F丙;A不符合题意、B符合题意;
CD、根据题意可知,乙球下方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力,则F乙=G乙;
观察如图情况可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则甲球受到的浮力F甲>G甲,
丙球下方弹簧长度小于原长,则丙球受到的浮力F丙<G丙,
由于它们所受浮力相等,所以三个球的重力关系为:G甲<G乙<G丙,
由G=mg可知质量关系:m甲<m乙<m丙,C不符合题意;
而三球体积相同,由ρ= 可知密度关系:ρ甲<ρ乙<ρ丙,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据F浮=ρ液V排g可知它们受到的浮力大小关系.
根据弹簧形变得出三球受到的浮力与各自重力的关系,利用G=mg可知质量关系,再利用ρ= 可知密度关系.
20.小阳利用刻度尺、圆柱形平底玻璃管、细铅丝、玻璃容器、水测定盐水的密度。他用刻度尺测出玻璃管的长度L=20cm。在玻璃管的下端缠上适量的细铅丝,制成一个能够测量液体密度的装置,把它放入盛水的玻璃容器中,静止后用刻度尺测出液面上方玻璃管的长度h1=9cm,如图甲所示。再甲(水)乙把它放入盛有盐水的玻璃容器中,静止后用刻度尺测出液面上方玻璃管的长度h2=10cm,如图乙所示。下列说法中正确的是(  )
A.该装置在甲容器中受到的浮力等于在乙容器中受到的浮力
B.用该装置所测的液体密度越大,该装置排开液体的体积越大
C.被测盐水的密度为1.1×103kg/m3
D.在图甲中,无论细铅丝缠在玻璃管外还是置于玻璃管内,该装置排开水的重力相等
【答案】A,C,D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:AB、密度计在液体中处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,浮力与重力相等,且密度计的重力不变,所以在甲容器中受到的浮力等于在乙容器中受到的浮力;密度计受到的浮力不变,由F浮=ρ液gV排可知,当液体密度越大时,V排会越小,A符合题意,B不符合题意;
C、在水中时,密度计受到的浮力:F浮=ρ水gV排1=ρ水gS(L﹣h1);
在盐水中时,密度计受到的浮力:F浮=ρ盐水gV排2=ρ盐水gS(L﹣h2);
因为浮力相等,所以:ρ水gS(L﹣h1)=ρ盐水gS(L﹣h2);
则:ρ盐水= ρ水= ×1.0×103kg/m3=1.1×103kg/m3,C符合题意;
D、在图甲中,无论细铅丝缠在玻璃管外还是置于玻璃管内,都处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,则浮力(排开水的重力)不变,即该装置排开水的重力相等,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】密度计在液体中处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,浮力与重力相等,再由F浮=ρ液gV排可知,当液体密度越大时,V排会越小.
利用浮力大小相等列出关系式,求解即可.
21.如图所示厚度不计的薄壁容器的底面积为S,自重为G0容器装入重为G1的水后。在水中放入一个正方体木块,木块静止时,有 体积露出水面,此时水的高度为h,则下列判断正确的是(  )
A.水对容器底部的压力F器=ρ水ghS
B.容器对桌面的压强p桌= =
C.求木块密度的思路是ρ木= (m木= = = ,V排= V木)
D.向水中加入食盐→ρ液↑→F浮↑=ρ液gV排→V排↓→木块露出液面的体积增大
【答案】A,C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:A、已知水的深度为h,则水对容器底部的压强为p=ρ水gh;
所以水对容器底部的压力F器=pS=ρ水ghS,A符合题意;
B、容器对桌面的压力F桌=G0+G1+G木,
则容器对桌面的压强p桌= = ,B不符合题意;
C、求木块密度,根据ρ= 可知需要知道木块的质量m木和体积V木;
木块静止时,有 体积露出水面,则V排=V木﹣ V木= V木,
根据漂浮条件和阿基米德原理可知:G木=F浮=ρ水gV排=ρ水g× V木;
所以,m木= = ,
则求木块密度的思路是:ρ木= (m木= = = ,V排= V木),C符合题意;
D、向水中加入食盐,液体密度变大,由于木块静止时仍处于漂浮状态,则木块受到的浮力F浮=G木,木块的重力不变,所以木块受到的浮力F浮不变;
由于液体密度变大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知V排减小,则木块露出液面的体积增大,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】利用p=ρ水gh求得 水对容器底部的 压强,再利用p=求得水对容器底部的压力.
根据漂浮条件和阿基米德原理可知:G木=F浮=ρ水gV排;进一步利用ρ= 可求木块的密度.
木块静止时仍处于漂浮状态,则木块受到的浮力F浮=G木;加入盐水,液体密度变大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知V排减小.
22.图甲是建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象,求:
(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)卸掉钢缆绳后,长方体A对江底的压强。
【答案】(1)解:由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间:t=15s﹣10s=5s,
根据v= 可得,长方体A的高度:h=s=vt=0.3m/s×5s=1.5m
答:长方体A的高度为1.5m
(2)解:由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N,
在10~15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,
由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,
所以长方体A受到的浮力:F浮=G﹣F′=3×104N﹣1×104N=2×104N
答:长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N。
(3)解:由F浮=ρgV排得,长方体A的体积:
V=V排= = =2m3,
则长方体A的底面积:S= = = m2,
当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,对A受力分析,长方体A受到重力、浮力、江底的支持力的作用,
则江底的支持力:F支=G﹣F浮=3×104N﹣2×104N=1×104N,
根据力的作用是相互的可知,长方体A对江底的压力:
F压=F支=1×104N,
则长方体A对江底的压强:p= = =7.5×103 Pa
答:卸掉钢缆绳后,长方体A对江底的压强为7.5×103 Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)从F-t图象中找出有用的信息,然后然后利用v=计算长方体A的高度.
(2)结合图像,首先得出重力大小,当长方体A完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此计算长方体A浸没在水中后受到的浮力;
(3)利用阿基米德原理 F浮=ρgV排 求出A的体积,再利用几何关系求出圆柱体A的底面积;
当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,对A受力分析,长方体A受到重力、浮力、江底的支持力的作用,根据力的平衡条件和力的作用是相互的求出长方体A对江底的压力,最后根据压强公式 p= 求出长方体A对江底的压强.

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