【沪粤物理下册】9.2　阿基米德原理 同步练习

第九章浮力与升力9.2阿基米德原理基础过关全练知识点1理解阿基米德原理1.小华在游泳池游泳,当他从浅水区走向深水区时,若水底布满小石头,则下列体验与分析合理的是()A.脚底疼痛感减弱,因为人越来越轻 B.脚底疼痛感减弱,因为水对人的浮力变大C.脚底疼痛感加重,因为人越来越重 D.脚底疼痛感加重,因为水对人的浮力变小2.(2022广东佛山南海一模)为了探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系,某同学进行了如图所示的实验。为了不重复实验操作步骤,你觉得图中合理的实验顺序是。图中浸没在水中的物体所受浮力的大小为N。

知识点2浮力的计算3.(2022广东揭阳实验中学二模)某潜水艇的总体积为1.5×103m3,最大下潜深度350m,此潜水艇位于海面以下100m处时受到的浮力大小是N,受到海水的压强是Pa。该潜水艇从长江某基地赴东海执行任务的过程中,在海水中潜行时所受的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)在江水中潜行时所受的浮力。(海水的密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg)

4.学完阿基米德原理后,小明设计了如图所示的装置,进行测量。黑色物块不吸水,不计薄塑料袋的质量,容器中装有水,黑色物块重10N,弹簧测力计A的示数是6N,物块静止时,有五分之一体积露出水面。求:(g取10N/kg)(1)弹簧测力计B的示数;(2)黑色物块的体积;(3)黑色物块的密度。能力提升全练5.如图所示,4个体积相同的小球浸在水中,则所受浮力最小的是()A.A球 B.B球 C.C球 D.D球6.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强,浮力。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”,潜水器的体积不变)

7.甲、乙两个物体,质量之比是3∶4,密度之比是3∶2,若把它们浸没在同样的液体中,它们受到的浮力之比是。

8.小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时,他用弹簧测力计通过细线悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。请你帮助小军同学完成以下问题:(1)乙图中金属块所受浮力为N。

(2)比较甲、丙、丁三幅图可得出结论:浮力的大小与有关。

(3)比较三幅图可得出结论:浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。

9.(2021安徽蒙城一模)李梦游泳时发现,人在水中越往深处走就感觉自己越来越轻,由此她猜想:“浮力的大小可能与物体浸入水中的深度有关或者与物体排开液体的体积有关”,于是她找来一个金属块、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图(a)所示的探究。(g取10N/kg)(a)(b)(1)分析图(a)中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体的体积越大,所受的浮力就(选填“越大”或“越小”)。

(2)李梦绘制了弹簧测力计对金属块的拉力和金属块所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图(b)所示。分析图像可知:描述的是金属块所受浮力的变化情况的图线是(选填“a”或“b”);当金属块浸没在水中后所受的浮力是N,金属块浸没在水中后所受浮力大小与金属块所处的深度(选填“有”或“无”)关。

(3)金属块的密度是kg/m3。

(4)李梦进行实验时发现,弹簧测力计示数保持不变后,又突然减小,原因是

。

(5)在上述实验的基础上,请你再增加一个最简便的实验步骤,用来研究浮力大小与液体密度的关系。10.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)(1)浸没时,圆柱体受到的浮力;(2)圆柱体的密度;(3)该圆柱体的底面积。素养探究全练11.在研究浮力相关的实验中,测量浸没在水中的物体所受浮力的大小的步骤如下:(1)用细线把一物体挂在弹簧测力计上(如图甲所示),测出该物体的重力G=1.2N,则物体的质量是。(g取10N/kg)

(2)把物体浸没在水中,静止时如图乙所示,此时弹簧测力计示数F=N。

(3)在图丙中画出物体在图乙中的受力示意图。(4)物体所受浮力F浮=N,依据是

。

答案全解全析基础过关全练1.B当他从浅水区走向深水区时,由于人排开水的体积变大,根据阿基米德原理可知人所受浮力变大,所以脚底疼痛感减弱。故选B。2.CBDA1.2解析由验证阿基米德原理过程,结合图可知合理的实验顺序为CBDA;由B知,物体的重力G=4.2N,由D知,物体浸没在水中时受到的拉力F=3N,则根据称重法,浸没在水中的物体受到的浮力F浮=G-F=4.2N-3N=1.2N。3.1.545×1071.03×106大于解析潜水艇位于海面以下100m处时,浸没在海水中,潜水艇排开海水的体积V排=V=1.5×103m3,潜水艇位于海面以下100m处时受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N;潜水艇位于海面以下100m处时受到海水的压强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,潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力。4.(1)4N(2)5×10-4m3(3)2×103kg/m3解析(1)弹簧测力计B的示数FB=G排=F浮=G-F'=10N-6N=4N;(2)V排=F浮ρ水g=4N1×黑色物块的体积V=V排×54=4×10-4m3×54=5×10-4m(3)黑色物块的质量m=Gg=10N10N/kg=1kg,它的密度ρ=mV=1kg5×10能力提升全练5.A四个球排开水的体积VA<VB=VC=VD,由F浮=ρ水gV排可得,四个球受到的浮力FA<FB=FC=FD。故选A。6.变大不变解析随着潜水深度的增大,潜水器底部受到的压强将变大。当潜水器完全入水后,随着潜水深度的增大,排开液体的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。7.1∶2解析甲、乙的体积之比V甲V乙=m甲ρ甲m乙ρ乙=m甲m乙×ρ乙ρ甲=34×23=12,由于两物体都浸没在同种液体中,则甲、乙两物体排开的液体体积之比V甲排∶V乙排=V甲∶V乙=1∶2,根据F8.(1)0.4(2)液体的密度(3)甲、乙、丙解析(1)金属块的重力G=F1=2.7N,则乙图中金属块所受浮力为F浮=G-F2=2.7N-2.3N=0.4N。(2)比较甲、丙、丁三幅图,丙图和丁图中金属块排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,可得出结论:浮力的大小与液体的密度有关。(3)比较甲、乙、丙三幅图,乙图和丙图中液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,说明浮力的大小与排开液体的体积有关。9.(1)越大(2)a1.2无(3)3×103(4)金属块受到烧杯底对它的支持力的作用(5)换用密度不同的液体,将金属块浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与丁图比较得出结论(或往丁图实验的烧杯中加入适量的盐或加入其他能溶于水的可溶性物质,观察弹簧测力计示数变化情况)解析(1)比较图(a)中的实验可知,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,由F浮=G-F示知,物体受到的浮力越大,得出的结论是物体排开液体的体积越大,它受到的浮力就越大;(2)由(1)中分析可知,在浸没前金属块受到的浮力大小随排开液体体积的增大而增大,浸没后排开液体的体积不变,根据阿基米德原理可知,浮力大小不变,据此判断出描述金属块所受浮力的变化情况的图线是a;由图线a可知浸没后物体受到的浮力大小为1.2N且金属块浸没在水中后所受浮力大小与金属块所处的深度无关;(3)当金属块浸没时,受到的浮力为F浮=1.2N,金属块的体积V金=V排=F浮ρ水g=1.2N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.2×10-4m3,当金属块浸在水中的深度为0时,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计的示数等于物体的重力大小,由图线b知,金属块的重力大小G=3.6N,金属块的密度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)由图像可知,浸没时,圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N;(2)因为圆柱体浸没,所以圆柱体的体积等于排开液体的体积,V物=V排=F浮ρ水g=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3,圆柱体的质量m=Gg=12N10N/kg=1.(3)由图知BC段为圆柱体慢慢浸入液体直到浸没的过程,所以h=7cm-3cm=4cm=0.04m,该圆柱体的底面积S=V物ℎ=8×10−4素养探究全练11.(1)0.12kg(2)0.4(3)如图所示(4)0.8物体受到的浮力等于物体的重力和物体浸没在水中时弹簧测力计的示数之差解析(1)用