人教版10.2 阿基米德原理巩固练习

这是一份人教版10.2 阿基米德原理巩固练习，共11页。试卷主要包含了 1，8N-2等内容，欢迎下载使用。
基础达标
1.探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是
A．金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0．3N
B．利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C．利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【答案】D
【解析】A．由图乙可知，金属块a浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.0N，根据称重法可得金属块浸没在水中受到的浮力：，故A错误；
B．要探究浮力的大小与物体体积的关系，需要控制物体排开水的体积相同，改变物体的体积；甲、乙两图中物体排开水的体积不同，故B错误；
C．要探究浮力的大小与物体密度的关系，需要控制物体排开水的体积相同，改变物体的密度；乙、丙两图中物体排开水的体积不同，故C错误；
D．要探究浮力的大小与液体密度的关系，需要控制物体排开液体的体积相同，改变浸入液体的密度；丙、丁两图可以完成该探究，故D正确。故选D。
2.如图所示，当乒乓球从水里上浮到水面上，乒乓球在A位置时受到的浮力为FA，水对杯底的压强为pA，在B位置时受到的浮力为FB，水对杯底的压强为pB，则它们的大小关系是（ ）
A．FA=FB pA=pBB．FApBD．FA>FB pA=pB
【答案】C
【解析】由图可知：乒乓球在A位置时是浸没：V排A=V球
在B位置时是漂浮：V排BV排B.由可知：FA>FB
由于从水里上浮直至漂浮在水面上，排开水的体积减小，水面下降，则有：hA>hB
根据可知：pA>pB 故选C。
3.一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图甲所示．往盐水中继续均匀缓慢加盐，鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】由悬浮条件知道，当鸡蛋悬浮在盐水中时，浮力等于鸡蛋的重力；当往盐水中继续均匀缓慢加盐时，盐水密度增大，而浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变，由F浮 =ρgV排 知道，鸡蛋所受浮力逐渐增大，鸡蛋向上运动；当浮出水面后鸡蛋漂浮时，所受浮力等于鸡蛋的重力，浮力不再变化；所以，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是：盐水密度增大时，开始浮力变大，后来不变，即只有A正确，故选A．
4．如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一个实心铁块，示数为F1；将铁块缓慢浸没水中（未接触溢水杯），溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2．下列判断正确的是（ ）
A．水对溢水杯底部的压强p甲＜p乙
B．溢水杯对桌面的压力F甲＜F乙
C．铁块受到的浮力F浮＝F2﹣F1
D．小烧杯中水的重力G＝F1﹣F2
【答案】D
【解析】A、甲乙液面相平，且液体均为水，根据p＝ρgh可知，水对溢水杯底部的压强相等，故A错误。
B、铁块浸没在水中后，水面高度不变，水对杯底的压强不变，根据F＝pS可知，水对杯底的压力不变，溢水杯的重力不变；因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和，所以溢水杯对桌面的压力不变，即F甲＝F乙，故B错误。
C、F1为铁块浸没水中前的拉力（等于铁块的重力），F2为铁块浸没水中后的拉力，根据称重法测浮力可知，铁块受到的浮力F浮＝F1﹣F2，故C错误。
D、根据阿基米德原理可知，铁块所受浮力等于排开水的重力，所以小烧杯中水的重力（排开水的重力）G＝F浮＝F1﹣F2，故D正确。故选：D。
5.2020年5月27日，我国8名登山队员成功登峰测极!成功登顶离不开准确的天气预报。如图所示，是气象探测保障服务团队，在珠峰大本营准备释放甲、乙两个探空气球采集气象信息，甲的体积小于乙的体积。在探空气球释放前后的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．释放前甲受到的浮力一定等于它自身的重力
B．释放前甲受到的浮力一定大于乙受到的浮力
C．释放后探空气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力
D．释放后探空气球上浮过程中受到的浮力一定小于自身重力
【答案】C
【解析】A、根据物体的浮沉条件，释放前甲受到的浮力一定大于它自身的重力，甲球才能上浮，A错误；
B、甲的体积小于乙的体积，根据阿基米德原理：F浮＝ρ气gV排，释放前甲受到的浮力一定小于乙受到的浮力，B错误；
C、由阿基米德原理，物体在气体中受到的浮力等于物体排开气体的重力，C正确；
D、释放后探空气球开始上浮过程中，气球受到浮力一定大于重力，气球升到一定的高度后，空气密度减小，若气球的体积不变，气球所受浮力减小，上升到一定高度时浮力等于重力，由于惯性气球继续向上运动，D错误.故选：C。
6. 2020年6月我国深潜器在马里亚纳海沟下潜深度达10907m时，它受到水的压强是______Pa。深潜器在下潜过程中浮力______（变大、变小或不变）。（ρ水=1.0×103kg/m3）
【答案】(1). 1.0907×108Pa ； (2). 不变
【解析】[1]它受到水的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg ×10907m=1.0907×108Pa
[2]浮力大小与排开液体的体积和液体的密度有关，与浸没的深度无关；排开液体的体积不变，故深潜器在下潜过程中浮力不变。
7．如图，重为5N，体积为0.2×10﹣3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是 N，静止时弹簧测力计的示数是 N（g＝10N/kg）。
【答案】（1）2；（2）3。
【解析】物体浸没在水中，则物体排开水的体积V排＝V，
根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.2×10﹣3m3＝2N，
由称重法测浮力可知F浮＝G﹣F，则浸没在水中静止时弹簧测力计的示数：F＝G﹣F浮＝5N﹣2N＝3N。
8.如图所示，将悬挂在弹簧测力计上的实心铝球浸没在装满水的溢水杯中，铝球静止时，弹簧测力计的示数为3.4N，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，铝的密度ρ铝＝2.7×103kg/m3，则铝球的体积为______m3，铝球浸没在水中时所受到的浮力为______N。
【答案】 (1). 2×10-4m3 ； (2). 2N
【解析】[1][2]缓慢浸没在水中静止时，则物体排开水的体积V排=V球，物体受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=ρ水gV球
实心铝球球的重力：G=mg=ρ铝gV球
由于物体球受力平衡，则：G=F浮+F拉
则：ρ铝gV球=ρ水gV球+F拉 即：2.7×103kg/m3×10N/kg×V球=1×103kg/m3×10N/kg×V球+3.4N
物体的体积：V=V排=2×10-4m3。 所以：F浮=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N
9.如图所示，某同学正在探究影响浮力大小的因素。
（1）为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，接下来的操作是______，并观察弹簧测力计示数的变化。
（2）将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力计的示数，可探究物体所受浮力大小与______的关系。
【答案】 (1). 减小物体排开水的体积 (2). 液体的密度
【解析】(1)[1]为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，要控制排开液体的密度相同，只改变物体排开液体的体积，故接下来的操作是减小物体排开水的体积，并观察弹簧测力计示数的变化。
(2)[2]将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力计的示数，可探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。
10.如图所示，是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
（1）金属块浸没在盐水中时，受到的浮力是______N；
（2）分析图乙、丙可知，浮力的大小跟______有关；
（3）分析______两图可知，浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关；
（4）由实验可知，该金属块的密度是______kg/m3。
【答案】（1）2.4 ； （2）排开液体的体积； （3）丙丁； （4）2.4×103
【解析】(1)[1]由图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为4.8N，即物体的重力为4.8N；金属块浸没在盐水中时，受到的浮力：F浮=G-F拉=4.8N-2.4N=2.4N
(2)[2]分析乙、丙两图可知，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，根据称重法测浮力F浮=G-F拉可知浮力不同，说明浮力与排开液体的体积有关。
(3)[3]要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，图丙丁符合题意。
(4)[4]金属块浸没在水中受到的浮力：F浮水=G-F拉丙=4.8N-2.8N=2N
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排得金属块的体积：V=V排==2×10-4m3
金属块的密度：
能力进阶
1.一个质量分布均匀的正方体物块，边长是10cm，密度是0.8×103kg/m3，漂浮在液面上露出液面的体积占物块体积的。用手缓慢下压物块，如图所示，当物块上表面与液面刚好相平时，下列说法错误的是（ ）
A．液体的密度是1.2×103kg/m3
B．手对物块上表面的压力大小是2N
C．液体对物块下表面的压力大小是12N
D．物块下表面受到液体的压强是1.2×103Pa
【答案】B
【解析】当物块漂浮时，物块所受的浮力等于其所受的重力，即：
则有：，因有露出水面，故：.故：
故A正确，不符合题意；
B．由题意知，手对物块的压力，等于物块浸没液体中所受的浮力，即：
.故B错误，符合题意；
CD．物块下表面受到的压强为：
下表面受到的压力为：
故CD正确，不符合题意。故选B。
2.预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时，要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示，假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中，在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示（g取10N/kg）。下列判断正确的是（ ）
A．构件的边长为4m
B．构件密度为3×103kg/m3
C．浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
D．当构件的下表面距江而4m深时，构件上表面受到江水的压强为4×104Pa
【答案】B
【解析】A．从乙图中可以看出，当构件完全淹没时的高度为2m，则构件边长为2m，故A错误；
B．构件体积：V=2m×2m×2m=8m3构件完全淹没时，V排=V=8m3，F2=1.6×105N，
则有：F浮=G−F2ρ水gV排=ρgV−F2代入数值可得：
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3−1.6×105N则ρ=3×103kg/m3，故B正确；
C．由图可知，构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大，所以浮力逐渐变大；当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②，故C错误；
D．当h=3m时，构件底部受到江水的压强：p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa故D错误。
3.（多选）水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器，容器内装有质量为m的水｡现将一个底面积为S2的圆柱形木块（不吸水）缓慢放入水中，松开手后，木块直立在水中且与容器底接触（部分露出水面），如图所示｡若此时木块对容器底的压力刚好为零，则（ ）
A．放入木块前水对容器底的压强为
B．放入木块后水对容器底的压强为
C．木块所受的重力为
D．木块所受的重力为
【答案】AD
【解析】A．放入木块前，对容器底部的压力等于水所受的重力，由可得，
水对容器底部的压强： 故A符合题意；
B．放入木块前，容器中水的深度为： ①
设放入木块后容器中水的深度为h，因木块对容器底的压力刚好为零，故木块刚好漂浮于水面上，则木块受到的浮力等于木块所受的重力，由阿基米德原理知，木块所受浮力等于木块排开水所受的重力，即
则： ②
联立①②解得，放入木块后水的深度：
则放入木块后，水对容器底部的压强为：.故B不符合题意；
CD．由：可得木块所受的重力：
故C不符合题意，D符合题意。
4.一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上，先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A，从溢水杯中溢出的水的质量为20g，再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B，从溢水杯中再次溢出的水的质量为80g，此时A、B小球受到的总浮力为F浮，水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了△F，已知小球A、B的密度均小于水的密度，则（ ）
A．F浮=1.2N，△F=0.2NB．F浮=1.2 N，△F=1.2N
C．F浮=1.0N，△F=1.0ND．F浮=1.0 N，△F=0 N
【答案】A
【解析】因为小球A、B的密度均小于水的密度，投入水中都漂浮，排出水的质量应当等于自身的质量。因为小球A的质量为m、 B的质量为2 m，如果溢水杯已经装满，B球排出水的质量应该是A球的二倍。那么B排出80g水，说明B的质量为80g；A的质量为40g，A应当排出40g水，但A球只排出了20g水。这说明溢水杯没有装满，A球放入时有20g水没有排出溢水杯。故A、B小球受到的总浮力为F浮为：
水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了：
；故A符合题意；BCD不符合题意
5.将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中，鸡蛋漂浮，然后逐渐向杯中加入清水，当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水，如图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是
A B C D
【答案】C
【解析】当鸡蛋在浓盐水中漂浮时，此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力；当给浓盐水中缓慢加入水时，混合液的密度开始减小，当此时混合液的密度仍大于鸡蛋的密度，虽然鸡蛋开始缓慢下沉，不过鸡蛋仍处于漂浮状态，只是浸入液体中的体积在增大，而露出的体积在减小，所以此时鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力；当混合液的密度逐渐减小到等于鸡蛋的密度时，此时鸡蛋在液体中处于悬浮状态，鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力；当浓盐水中的水越来越多而引起混合液的密度比鸡蛋密度小的时候，此时鸡蛋受到的浮力就会小于重力，鸡蛋出现下沉直至沉到杯子的底部，由此可知，鸡蛋受到的浮力是先不变，然后减小，所以选项C符合题意．
6. 2020年4月23日，“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙，它们的大小关系正确的是（ ）
A．F甲＝F乙＝F丙 B．F甲＞F乙＝F丙
C．F甲＞F乙＞F丙 D．F甲＜F乙＜F丙
【答案】C
【解析】考察船和铁锚为一个整体，考察船和铁锚的总重力为G，
图甲中铁锚部分浸入水中；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F甲、铁锚受到的浮力F浮1，由于考察船时处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：F甲+F浮1=G；
所以，F甲=G-F浮1；
图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮2，由于考察船时处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：F乙+F浮2=G；所以，F乙=G-F浮2；
图丙中由于铁锚沉底，则铁锚受到支持力的作用，所以，考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮2、支持力F支持，根据受力平衡可知：F丙+F浮3+F支持=G；所以，F丙=G-F浮2-F支持；
由于图甲铁锚部分浸入水中；图乙和图丙中铁锚完全浸没水中，则：铁锚排开水的体积V排1＜V排2=V排3=V铁锚，根据阿基米德原理可知：F浮1＜F浮2=F浮3，所以，F甲＞F乙＞F丙。故选C。
7.水平桌面上放置足够高的柱形容器如图甲，容器底部放一个边长为10cm的均匀实心正方体M。现缓慢向容器中注入某液体，M对容器底部的压力随注入液体深度h的变化关系如图乙。则下列说法正确的是（取g=10N/kg）
甲 乙
A．M的密度是1.25×103kg/m3
B．注入液体的密度是0.7×103kg/m3
C．当h=10cm时，M对容器底部的压力是2N
D．当h=10cm时，液体对容器底部的压强是1200Pa
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，没加入液体时，M对容器底部的压力为12N，重力等于压力为12N，M是一个边长为10cm的均匀实心正方体，所以M的密度是：。故A错误；
B．由图乙可知，当注入液体的深度为5cm时，M受到的浮力等于排开水的重力为：F浮=G-F=12N-7N=5N
根据F浮=ρ液gV排，可得液体的密度为：
。故B错误；
C．已知，M是一个边长为10cm的均匀实心正方体，当h=10cm时，刚好浸没，浮力为：
M对容器底部的压力是：F压=G-F浮1=12N-10N=2N。故C正确；
D．当h=10cm时，液体对容器底部的压强是：。故D错误。故选C。
8.如右图：重为5N，体积为0.2×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是_______N，静止时弹簧测力计的示数是_______N。（g=10N/kg）
【答案】 (1). 2 ； (2). 3
【解析】[1]根据阿基米德原理得：
[2]物体静止时，处于平衡状态，对物体受力分析，物体受重力、浮力和拉力，即：。则：
9.如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，g取10N/kg，则圆柱体的重力为_________N，圆柱体受到的最大浮力是__________N。
【答案】 (1). 2 ； (2). 0.4。
【解析】[1]由图象可知，当物体完全露出水面时，弹簧测力计的示数为2N，由二力平衡知识得圆柱体的重力为2N。
[2]由图象可知，当圆柱体浸没在水中时，弹簧测力计的示数，故圆柱体受到的最大浮力：
10.如图所示，是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
（1）金属块浸没在盐水中时，受到的浮力是 N。
（2）分析图乙、丙可知，浮力的大小跟 有关。
（3）分析 两图可知，浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关。
（4）由实验可知，该金属块的密度是 kg/m3。
【答案】（1）2.4；（2）排开液体的体积；（3）丙丁；（4）2.4×103。
【解析】（1）由图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为4.8N，即物体的重力为4.8N；
金属块浸没在盐水中时，受到的浮力：F浮＝G﹣F拉丁＝4.8N﹣2.4N＝2.4N；
（2）分析乙、丙两图知，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，根据称重法测浮力：F浮＝G﹣F拉知浮力不同，说明浮力与排开液体的体积有关；
（3）要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，图丙丁符合题意；
（4）金属块浸没在水中受到的浮力：F浮水＝G﹣F拉丙＝4.8N﹣2.8N＝2N，根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排得金属块的体积：V＝V排水＝＝＝2×10﹣4m3，
金属块的质量：m＝＝＝0.48kg，
金属块的密度：ρ＝＝＝2.4×103kg/m3。