【滬粵物理下冊(cè)】9.2　阿基米德原理 同步練習(xí)

第九章浮力與升力9.2阿基米德原理基礎(chǔ)過關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)1理解阿基米德原理1.小華在游泳池游泳,當(dāng)他從淺水區(qū)走向深水區(qū)時(shí),若水底布滿小石頭,則下列體驗(yàn)與分析合理的是()A.腳底疼痛感減弱,因?yàn)槿嗽絹碓捷p B.腳底疼痛感減弱,因?yàn)樗畬?duì)人的浮力變大C.腳底疼痛感加重,因?yàn)槿嗽絹碓街?D.腳底疼痛感加重,因?yàn)樗畬?duì)人的浮力變小2.(2022廣東佛山南海一模)為了探究浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關(guān)系,某同學(xué)進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。為了不重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作步驟,你覺得圖中合理的實(shí)驗(yàn)順序是。圖中浸沒在水中的物體所受浮力的大小為N。

知識(shí)點(diǎn)2浮力的計(jì)算3.(2022廣東揭陽實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模)某潛水艇的總體積為1.5×103m3,最大下潛深度350m,此潛水艇位于海面以下100m處時(shí)受到的浮力大小是N,受到海水的壓強(qiáng)是Pa。該潛水艇從長(zhǎng)江某基地赴東海執(zhí)行任務(wù)的過程中,在海水中潛行時(shí)所受的浮力(選填“大于”“等于”或“小于”)在江水中潛行時(shí)所受的浮力。(海水的密度為1.03×103kg/m3,g取10N/kg)

4.學(xué)完阿基米德原理后,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,進(jìn)行測(cè)量。黑色物塊不吸水,不計(jì)薄塑料袋的質(zhì)量,容器中裝有水,黑色物塊重10N,彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)是6N,物塊靜止時(shí),有五分之一體積露出水面。求:(g取10N/kg)(1)彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù);(2)黑色物塊的體積;(3)黑色物塊的密度。能力提升全練5.如圖所示,4個(gè)體積相同的小球浸在水中,則所受浮力最小的是()A.A球 B.B球 C.C球 D.D球6.我國(guó)“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝萬米深處多次成功坐底,標(biāo)志著我國(guó)在載人深潛領(lǐng)域達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。“奮斗者”號(hào)在深水下潛過程中所受水的壓強(qiáng),浮力。(兩空均選填“變大”“變小”或“不變”,潛水器的體積不變)

7.甲、乙兩個(gè)物體,質(zhì)量之比是3∶4,密度之比是3∶2,若把它們浸沒在同樣的液體中,它們受到的浮力之比是。

8.小軍同學(xué)在做“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí),他用彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)線懸掛一個(gè)實(shí)心金屬塊,分別在下列四種情況下保持靜止(如圖所示)。請(qǐng)你幫助小軍同學(xué)完成以下問題:(1)乙圖中金屬塊所受浮力為N。

(2)比較甲、丙、丁三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與有關(guān)。

(3)比較三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)。

9.(2021安徽蒙城一模)李夢(mèng)游泳時(shí)發(fā)現(xiàn),人在水中越往深處走就感覺自己越來越輕,由此她猜想:“浮力的大小可能與物體浸入水中的深度有關(guān)或者與物體排開液體的體積有關(guān)”,于是她找來一個(gè)金屬塊、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯和水等器材進(jìn)行了如圖(a)所示的探究。(g取10N/kg)(a)(b)(1)分析圖(a)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化可知,物體排開液體的體積越大,所受的浮力就(選填“越大”或“越小”)。

(2)李夢(mèng)繪制了彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)金屬塊的拉力和金屬塊所受浮力隨浸入液體深度變化的曲線,如圖(b)所示。分析圖像可知:描述的是金屬塊所受浮力的變化情況的圖線是(選填“a”或“b”);當(dāng)金屬塊浸沒在水中后所受的浮力是N,金屬塊浸沒在水中后所受浮力大小與金屬塊所處的深度(選填“有”或“無”)關(guān)。

(3)金屬塊的密度是kg/m3。

(4)李夢(mèng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)保持不變后,又突然減小,原因是

。

(5)在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,請(qǐng)你再增加一個(gè)最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)步驟,用來研究浮力大小與液體密度的關(guān)系。10.在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止。如圖乙所示是圓柱體下降過程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。求:(g取值10N/kg,在此過程中水面上升高度可忽略不計(jì))(1)浸沒時(shí),圓柱體受到的浮力;(2)圓柱體的密度;(3)該圓柱體的底面積。素養(yǎng)探究全練11.在研究浮力相關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量浸沒在水中的物體所受浮力的大小的步驟如下:(1)用細(xì)線把一物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)上(如圖甲所示),測(cè)出該物體的重力G=1.2N,則物體的質(zhì)量是。(g取10N/kg)

(2)把物體浸沒在水中,靜止時(shí)如圖乙所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F=N。

(3)在圖丙中畫出物體在圖乙中的受力示意圖。(4)物體所受浮力F浮=N,依據(jù)是

。

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)全練1.B當(dāng)他從淺水區(qū)走向深水區(qū)時(shí),由于人排開水的體積變大,根據(jù)阿基米德原理可知人所受浮力變大,所以腳底疼痛感減弱。故選B。2.CBDA1.2解析由驗(yàn)證阿基米德原理過程,結(jié)合圖可知合理的實(shí)驗(yàn)順序?yàn)镃BDA;由B知,物體的重力G=4.2N,由D知,物體浸沒在水中時(shí)受到的拉力F=3N,則根據(jù)稱重法,浸沒在水中的物體受到的浮力F浮=G-F=4.2N-3N=1.2N。3.1.545×1071.03×106大于解析潛水艇位于海面以下100m處時(shí),浸沒在海水中,潛水艇排開海水的體積V排=V=1.5×103m3,潛水艇位于海面以下100m處時(shí)受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N;潛水艇位于海面以下100m處時(shí)受到海水的壓強(qiáng)p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×100m=1.03×106Pa;海水的密度大于江水的密度,由F浮=ρ液gV排可知,潛水艇在海水中潛行時(shí)所受的浮力大于在江水中潛行時(shí)所受的浮力。4.(1)4N(2)5×10-4m3(3)2×103kg/m3解析(1)彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)FB=G排=F浮=G-F'=10N-6N=4N;(2)V排=F浮ρ水g=4N1×黑色物塊的體積V=V排×54=4×10-4m3×54=5×10-4m(3)黑色物塊的質(zhì)量m=Gg=10N10N/kg=1kg,它的密度ρ=mV=1kg5×10能力提升全練5.A四個(gè)球排開水的體積VA<VB=VC=VD,由F浮=ρ水gV排可得,四個(gè)球受到的浮力FA<FB=FC=FD。故選A。6.變大不變解析隨著潛水深度的增大,潛水器底部受到的壓強(qiáng)將變大。當(dāng)潛水器完全入水后,隨著潛水深度的增大,排開液體的體積不變,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,潛水器受到的浮力不變。7.1∶2解析甲、乙的體積之比V甲V乙=m甲ρ甲m乙ρ乙=m甲m乙×ρ乙ρ甲=34×23=12,由于兩物體都浸沒在同種液體中,則甲、乙兩物體排開的液體體積之比V甲排∶V乙排=V甲∶V乙=1∶2,根據(jù)F8.(1)0.4(2)液體的密度(3)甲、乙、丙解析(1)金屬塊的重力G=F1=2.7N,則乙圖中金屬塊所受浮力為F浮=G-F2=2.7N-2.3N=0.4N。(2)比較甲、丙、丁三幅圖,丙圖和丁圖中金屬塊排開液體的體積相同,液體密度不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,浮力不同,可得出結(jié)論:浮力的大小與液體的密度有關(guān)。(3)比較甲、乙、丙三幅圖,乙圖和丙圖中液體的密度相同,排開液體的體積不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,浮力不同,說明浮力的大小與排開液體的體積有關(guān)。9.(1)越大(2)a1.2無(3)3×103(4)金屬塊受到燒杯底對(duì)它的支持力的作用(5)換用密度不同的液體,將金屬塊浸沒在液體中,觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),與丁圖比較得出結(jié)論(或往丁圖實(shí)驗(yàn)的燒杯中加入適量的鹽或加入其他能溶于水的可溶性物質(zhì),觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況)解析(1)比較圖(a)中的實(shí)驗(yàn)可知,物體排開液體的體積越大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越小,由F浮=G-F示知,物體受到的浮力越大,得出的結(jié)論是物體排開液體的體積越大,它受到的浮力就越大;(2)由(1)中分析可知,在浸沒前金屬塊受到的浮力大小隨排開液體體積的增大而增大,浸沒后排開液體的體積不變,根據(jù)阿基米德原理可知,浮力大小不變,據(jù)此判斷出描述金屬塊所受浮力的變化情況的圖線是a;由圖線a可知浸沒后物體受到的浮力大小為1.2N且金屬塊浸沒在水中后所受浮力大小與金屬塊所處的深度無關(guān);(3)當(dāng)金屬塊浸沒時(shí),受到的浮力為F浮=1.2N,金屬塊的體積V金=V排=F浮ρ水g=1.2N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.2×10-4m3,當(dāng)金屬塊浸在水中的深度為0時(shí),根據(jù)二力平衡條件可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體的重力大小,由圖線b知,金屬塊的重力大小G=3.6N,金屬塊的密度ρ金=GgV金=3.6N10N/kg×1.2×10?4m3=3×1010.(1)8N(2)1.5×103kg/m3(3)0.02m2解析(1)由圖像可知,浸沒時(shí),圓柱體受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N;(2)因?yàn)閳A柱體浸沒,所以圓柱體的體積等于排開液體的體積,V物=V排=F浮ρ水g=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3,圓柱體的質(zhì)量m=Gg=12N10N/kg=1.(3)由圖知BC段為圓柱體慢慢浸入液體直到浸沒的過程,所以h=7cm-3cm=4cm=0.04m,該圓柱體的底面積S=V物?=8×10?4素養(yǎng)探究全練11.(1)0.12kg(2)0.4(3)如圖所示(4)0.8物體受到的浮力等于物體的重力和物體浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)之差解析(1)用