内容正文:
10.2阿基米德原理
一、单选题
1.(2021·上海市廊下中学九年级期末)将重为5牛的物体放入盛满水的容器中,容器溢出3牛重的水,物体受到的浮力( )
A.可能等于2牛
B.可能等于4牛
C.一定等于3牛
D.一定等于5牛
【答案】C
【详解】
根据阿基米德原理,物体浸在液体中所受的浮力等于排开液体所受的重力,将重为5牛的物体放入盛满水的容器中,容器溢出3牛重的水,所以物体在水中所受的浮力一定等于3牛。
故选C。
2.(2021·全国八年级课时练习)体积相同的铁块和木块,将它们浸没在水中后放手,木块上浮,铁块下沉,下列判断正确的是( )
A.木块露出水面前,木块受到的浮力比铁块大
B.木块露出水面前,木块和铁块受到的浮力一样大
C.木块露出水面后,木块受到的浮力比铁块大
D.木块露出水面后,木块和铁块受到的浮力一样大
【答案】B
【详解】
AB.木块露出水面前,由于排开水的体积和铁块是相同的,根据阿基米德原理
,浮力是相同的。故A错误,B正确;
CD.木块露出水面后,由于木块排开水的体积小于铁块排开水的体积,则木块受到的浮力小于铁块受到的浮力。故CD错误。
故选B。
3.(2021·广西九年级一模)关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大受到的浮力越小
C.物体没入水中越深受到的浮力越大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
【答案】D
【详解】
A.漂在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故A错误;
B.浮力大小与液体密度和物体排开的液体的体积,与密度无关,故B错误;
C.由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,当物体完全浸入液体中时,V排不变,浮力不变,故C错误;
D.由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故D正确。
故选D。
4.(2021·江苏九年级专题练习)如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
A.①→②
B.②→③
C.③→④
D.④→⑤
【答案】A
【详解】
根据题意知道,运动员从入水到露出水面的过程中,水的密度不变;
A.①→②是入水过程,排开水的体积增大,由F浮=ρ水gV排知道,运动员受到水的浮力不断增大,故A符合题意;
B C.②→③,③→④,运动员浸没在水中,其排开水的体积不变,所受浮力不变,故BC不符合题意;
D.④→⑤是露出水面的过程,运动员排开水的体积减小,所受浮力减小,故D不符合题意。
故选A。
5.(2021·全国九年级专题练习)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
【分析】
根据物体的浮沉条件和阿基米德原理即可分析判断;物体漂浮或悬浮时浮力等于重力,物体下沉到容器底部时,容器会对物体产生支持力。
【详解】
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;由于考察船是处于漂浮状态,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3、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3﹣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。
【点睛】
本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用,知道影响浮力的因素是液体密度和排开液体的体积,物体下沉到容器底部时,容器会对物体产生的支持力。
6.(2021·全国八年级期末)实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,如图所示,此时浸入水中的体积为
,然后在其上表面放置一个重
的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平(g取
,
)则该木块(