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1、第二节第二节阿基米德原理阿基米德原理测试时间:25 分钟一、选择题1.(2022 山东济南天桥期中)弹簧测力计下挂着金属圆柱体,圆柱体逐渐向下浸入水中,那么弹 簧测力计示数的变化是()A.变大B.变小C.先变小,后变大D.先变小,后不变2.某物体重力为 0.5N,把它放入盛有水的烧杯中,待其稳定后,溢出重力为 0.3N的水,那么它 受到的浮力()A.一定为 0.3NB.可能为 0.2NC.一定为 0.5ND.可能为0.4N3.(2022 北京中考)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水 杯放到电子秤上,按实验操作标准将溢水杯中装满水,再用细绳系住铝块并将其缓慢浸入溢
2、水杯的水中,如下图,铝块始终不与溢水杯接触。那么以下四个选项中,判断正确的选项是()A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大 C.铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力 D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,假设电子秤示数不变,那么验证了阿基米德 原理4.(2022 湖北武汉中考)以下图是“探究浮力的大小跟哪些因素有关的几个实验情景。实验 甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为 4.0N、2.8N和 2.5N。假设盐水的密度为1.2103kg/m3,那么以下结论正确的选
3、项是(g取 10N/kg)()A.物体A的密度为3.2103kg/m3B.实验乙中,物体A受到的拉力为 1.0NC.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小 0.5ND.实验丁中,容器底部受到的压力大于 0.3N二、填空题5.物体体积为0.510-3m3,浸没水中后浮力为牛,假设物体重力为10牛,那么物体受到的合力为牛,方向为。(g=10N/kg)6.(2022 山东济南天桥期末)大明湖公园景色宜人,于2017年1月1日重新对游客免费开放。周末,小军一家快乐地前去湖中划船游玩。当小军登上停放在湖边的小船时,小船受到的浮力 将会(选填“减小“不变或“增大);小船将一些(选填“上浮或“下沉)。7.(20
4、22 山东济南槐荫期中)如下图,是大鱼和小鱼的争论,你认为鱼的说法正确,这是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受浮力的大小与有关。大鱼受到水的压强小鱼受到水的压强(选填“大于、“小于或“等于)。8.(2022 安徽合肥庐江期末)中国核潜艇在保卫中国领海过程中发挥了巨大作用。为了执行任务,当它从长江潜入到东海时,假设潜入深度不变,那么所受浮力,潜艇机身所受液体压强(均选填“变大、“变小或“不变)。9.(2022 重庆中考A卷)不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的圆柱形容器内,杆上端固定不动,如图甲所示。现缓慢向容器内注入适量的水,水对容器底的压 强 p 与注水体积V的变化关
5、系如图乙所示。当 p=600Pa时,容器中水的深度为cm;33假设A=0.5g/cm,当注水体积V=880cm时,杆对A的作用力大小为N。(g=10N/kg)10.(2022 黑龙江大庆中考)如图甲所示,一个立方体悬挂在弹簧测力计下处于静止状态时,弹簧测力计示数为 5N。如图乙所示,将此立方体一半浸入某液体中静止时,测力计示数为4.5N,那么此立方体受到的浮力为N,假设某时刻剪断乙图中悬吊立方体的细线,那么立方体受到的浮力变化情况是(选填“一直不变、“先变大后不变或“先变小后不变,下同);立方体的下外表压强将。假设该立方体的体积为 125 cm3,那么这种液体的密度为kg/m3。(g=10N/
6、kg)三、实验探究题11.(2022 海南中考)小红去昌江棋子湾游玩时,捡到一块漂亮的小彩石。回到学校后,她应用 所学的物理知识测量这块彩石的密度,实验操作如下:(1)如甲图所示,用细线拴住彩石,挂在弹簧测力计上,根据弹簧测力计的示数可知,彩石的重 力是N。(2)如乙图所示,将彩石浸没水中,根据弹簧测力计的示数可计算出彩石所受的浮力是N。(3)利用以上测量数据计算出这块彩石的密度是kg/m3。(g取 10 N/kg)12.(2022 黑龙江大庆中考)为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学,用同一物体进行了如下图的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。物体未放入前溢水杯装满水,物体浸
7、没后,用量筒测出了溢出水的体积,如图丁所示。(1)该小组同学通过比拟F1和F2的大小,得到了“浮力大小与物体浸没的深度有关的结论,是否正确:(选填“正确或“不正确)。(2)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择两图。(3)物体浸没在水中时,所受浮力大小为N,盐水的密度为kg/m3。(g=10N/kg)13.(2022 山东青岛中考节选)实验探究 探究浮力的大小数据结论如图,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力(填“大或“小),说明浮力的大 小与有关。图丁中金属块受到的浮力大小等于N。比拟图可知,浮力的大小与液体的密度有
8、关数据如图,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验:结论木块受到的浮力F浮=N。木块排开的水所受的重力G排水=N。比拟数据可知:浮在水上的木块受到的浮力大小(填“大于、“等于或“小于)它排开的水所受的重力14.(2022 安徽合肥肥东期末)在物理实验操作考查中,小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小。他的实验操作步骤如下图,实验过程如下。A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的;B.将水倒入溢水杯中;C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时;D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;E.记录、分析实验数据,得出实验结论;F.整理实验器材。
9、请根据小雨的实验过程答复下面问题:(1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤:。(2)指出上面实验操作中的一处错误:。四、计算题15.(2022 山东济宁中考)将U形管压强计(压强计内液体为水)的金属盒放在盛有某种液体的 玻璃杯中。其相关信息如下图。(g 取 10 N/kg)求:(1)液体的密度;(2)体积为 60 cm3的小球浸没在液体中受到的浮力。浮液排排=A3第二节阿基米德原理一、选择题1.答案D当金属圆柱体逐渐向下浸入水中时,排开液体的体积变大,受到的浮力变大,当 完全浸入后,浮力不再变化;由力的平衡可知,拉力大小等于重力与浮力大小之差,即F拉=G-F浮,因浮力先变大后不变,故拉力先变小
10、后不变,即弹簧测力计的示数先变小后不变。应选D。2.答案D当烧杯中盛满水时,溢出的水的重力即物体所受的浮力大小,即F浮min=G排=0.3N;假设烧杯中原来没有盛满水,那么溢出的水的重力小于浮力,这时假设物体漂浮或悬浮在液体中时,物体所受的浮力最大,等于物重,即F浮max=G=0.5N。因此它受到的浮力大小的范围为:0.30.5N。应选D。3.答案D铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯内的液面没有发生变化,即溢水杯中水的深度不变,水对溢水杯底的压强、压力都不变,A、B错误;对铝块进行受力分析,其受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和绳的拉力,绳对铝块的拉力等于铝块的重力减去铝块受到的
11、浮力,C 错误;由题意可知,铝块对杯中水的作用力等于排出的水对杯中水的作用力时,电子秤的示数不变,铝块对杯中水的作用力等于杯中水对铝块的作用力即铝块受到的水给的浮力,排出的水对杯中水的作用力等于G排,假设电子秤的示数不变,那么F浮=G排,即验 证了阿基米德原理,D 正确。应选D。4.答案D从题中所给条件可知物体A在盐水中受到的浮力F盐水浮=4.0N-2.8N=1.2N。由阿基米德原理F=gV得,V盐水浮盐水g代入数据得V排=1.2N=110-4m31.2103kg/m310N/kg由于物体浸没,故VA=V排=?=?=4.0N10N/kg110-4m3=4103kg/m3应选项A错误;实验乙中,
12、物体A在水中受到的浮力F水浮=水gV排=1.010kg/m310N/kg110-4m3=1.0N物体A受到拉力F乙=GA-F水浮=4.0N-1.0 N=3.0N故B错误;浮排水排AAA3实验丙中拉力是 2.8N,实验乙中拉力是 3.0 N,所以实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小 0.2 N,故C错误。实验丁中,容器底部受到物体A的压力为 2.8N-2.5N=0.3N,除此之外,容器底部还受到盐水的压力,所以实验丁中,容器底部受到的压力大于 0.3N,故D正确。二、填空题5.答案5 5竖直向下解析因为浸没,那么所受浮力大小为:F=G=gV=1 000 kg/m310N/kg0.510-3m3=5
13、N,浮力方向竖直向上;物体在液体中只受浮力和重力作用,由于两个力在同一直线上,F浮G,那么其合力为F=G-F浮=10N-5N=5N,方向是竖直向下。6.答案增大下沉解析当小军登上停放在湖边的小船时,小船仍然漂浮在水面上,所受浮力仍然等于重力,G总=G船+G人增大,故所受浮力增大,小船排开水的体积增大,小船将下沉一些。7.答案大排开液体的体积小于解析两条鱼均浸没于水中,大鱼排开水的体积大,由F浮=G排=液gV排可知,大鱼所受到的浮力大,大鱼的说法正确;根据p=gh可知,小鱼所在处的深度大,受到水的压强大。8.答案变大变大解析潜艇从长江潜入到东海时,深度不变,V排不变,但液体密度变大,由F浮=液V
14、排g可知,潜艇所受浮力变大;又由p=gh可知,它受到的液体的压强变大。9.答案65.2解析根据p=gh可计算出当p=600 Pa时容器中水的深度h=?=600Pa=0.06?1.0103kg/?310N/kgm=6 cm。当注水体积为 600cm3时,水开始接触物体 A,当注水体积为 900cm3时,A 浸没,水对容器底的压强是 2 100Pa,此时水的深度h=2100Pa=0.21m;A的高?1.0103kg/m310N/kgh=h-h=0.21m-0.06m=0.15m;容器的底面积S=?1=600cm36cm=100 cm2;A浸没后其周围(底面以上)水的横截面积S=?=900cm3-6
15、00cm3=20 cm2;A的横截面积S=S-S=100cm2-20cm2=80cm2;?15cm当注水体积V=880cm3时,A 没有浸没,此时A浸入水中的深度:h=?-?1=880cm3-600cm3=14cm,?20cm2此时物体A受到的浮力F浮=水gV排=水gSAh=1.010kg/m310N/kg(0.148010-4)m3=11.2N;=0.5g/cm3,小于水的密度,此时A受的浮力大于33重力,杆对A的作用力大小为F=F浮-G=F浮-AV物g=11.2N-0.510kg/m10N/kg158010-6m3=5.2N。310.答案0.5先变大后不变先变大后不变0.8103解析由题意
16、可知立方体的重力G=示=5 N,当立方体一半浸入液体中静止时,立方体受到1的浮力:F浮=G-F示 2=5N-4.5 N=0.5N;当立方体全部浸入液体中静止时,排开液体的体积变为原来的 2 倍,由F浮=液V排g 可知,浸没时立方体受到的浮力:F浮=2F浮=20.5N=1N,因为F浮G,所以,假设剪断乙图中悬吊立方体的细线,立方体将下沉直至沉到容器底;在这一过程中,液体的密度不变,由于排开液体的体积先变大后不变,所以,立方体受到的浮力先变大后不变;立方体的下外表所处的深度先变大,沉底后不变,由p=液gh可知,立方体的下外表受到液体的压强先变大后不变;立方体的体积V=125cm3,当立方体一半浸入
17、某液体中静止时,133-53受到的浮力F浮=0.5 N,此时V排=125cm=62.5 cm=6.25102m,由F浮=液V排g可得该浮液体的密度:液=0.5N=0.8103kg/m3。三、实验探究题?排g6.2510-5m310N/kg11.答案(1)3.6(2)1.2(3)3.0103解析(1)由图甲知,测力计的示数为F1=3.6N;(2)由图乙知,测力计的示数为F2=2.4N,彩石受到的浮力F浮=F1-F2=3.6N-2.4N=1.2N。(3)由阿基米德原理可知,彩石排开水的重力为 1.2 N,被排开水的质量为 0.12kg,被排开水的体积为1.210-4m3,等于彩石的体积;根据图甲知
18、彩石的质量为 0.36kg,彩石的密度=0.36kg=3.0103kg/m3。?1.210-4m312.答案(1)不正确(2)乙、丙(3)0.51.2103解析(1)研究浮力大小与物体浸没的深度是否有关,要控制排开液体的密度和体积相同,甲、乙中没有控制排开液体的体积相同,得出的结论不正确;(2)要探究浮力的大小与液体密度的关系,应控制排开液体的体积相同,应选择乙、丙两图;(3)如图丁所示,量筒的分度值为 2mL,水的体积为 50mL,排开水的重力:G=mg=水gV排=1.010kg/m310N/kg5010-6m3=0.5N;根据阿基米德原理,物体浸没在水中时受到的浮力:浮=G=0.5N,根据
19、称重法:F2=G-浮,22物体的重力:G=F2+浮=1.5N+0.5N=2N;故在丙图中,物体浸没在盐水中受到的浮力:浮=223N-1.4N=0.6 N,根据阿基米德原理,F浮=液gV排=液gV物,因排开液体的体积不变,故有浮30.6N3333浮 3=浮2,故盐水的密度为:盐水=水=1.010kg/m=1.210kg/m。盐水g水g浮20.5N13.答案大物体排开液体的体积0.3丙、丁1.21.2等于排球解析比拟乙、丙两图可知,图丙中金属块排开水的体积较大,弹簧测力计的示数较小,故图丙中金属块受到的浮力较大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;图丁中金属块受到的浮力为F浮丁=G-F丁=3.6
20、N-3.3 N=0.3N;图丙、丁中,金属块都浸没在液体中,排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,即所受浮力不同,可知浮力的大小与液体的密度有关;由题图知,木块的重力 G=1.2N,因为木块漂浮,所以F浮=G=1.2N;小桶的重力为 0.4N,小桶和溢出的水的总重为 1.6 N,可知木块排开水的重力为G排水=G总-G桶=1.6N-0.4N=1.2N;综上可知,浮在水上的木块受到的浮力大小等于它排开的水所受的 重力。14.答案重力读出弹簧测力计的示数(1)见解析(2)在步骤B中没将溢水杯中的水装满解析A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的重力;C.将挂在弹簧测力计下的橡皮
21、浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时读出弹簧测力计的示数;(1)实验中要测出溢出 水的重力,应先测出盛水小桶的重力,由实验步骤可知,小雨的实验操作漏掉的步骤是:用弹 簧测力计测空小桶的重力;(2)橡皮放入水中前,溢水杯应该是盛满水的,否那么小桶内所盛的水将小于橡皮排开水的体积。四、计算题15.答案(1)0.8103kg/m3(2)0.48N解析(1)金属盒受到液体压强与U形管中两边水的压强差相等,即:p金属盒=p压强计,由p=gh可得:液gh液=水gh水,水10cm3333所以液体密度:液=水=110kg/m=0.810kg/m;液12.5cm(2)小球浸没在液体中,V=V=60cm3,由阿基米德原理可得小球受到的浮力:33-63F浮=液gV排=0.810kg/m10N/kg6010m=0.48N。