内容正文:
10.2课时 阿基米德原理 考点训练
一、单选题。本大题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.某同学在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示实验,四步实验中弹簧测力计的示数F1、F2、F3、F4之间的大小关系( )
A.F1=F4,F2=F3 B.F2-F3=F4-F1
C.F1=F2=F3=F4 D.F1+F2=F3+F4
【答案】BD
【解析】
由第二、三两图得出物体受到的浮力
由第一、四两图得出排开水的重
由阿基米德原理可得
所以
故BD符合题意,AC不符合题意。
故选BD。
2.如图所示,圆柱形容器装有适量的水,将密度为2.5g/cm3,体积为40cm3的物体M用一细绳提起,使物体M的体积刚好有一半露出液面且保持静止时,磅砰示数为70g,如图甲所示。接下来将物体M放入水中,如图乙所示,磅秤示数将变化80g。下列判断错误的是( )
A.两次台秤示数的变化等于物体M两次所受浮力的变化
B.图甲中物体M下表面受到的液体压力为0.2N
C.图乙中物体M对容器底部的压力为0.6N
D.图乙中磅秤的示数为150g
【答案】A
【解析】
AD.第一次物体有一半露出液面,通过磅秤测得总质量
m1=70g=0.07kg
则容器对磅秤的压力
F1=G杯+G水+F浮=m1g=0.07kg×10N/kg=0.7N①
第二次物体沉底,没有了拉力,磅秤示数变大,此时的示数
m2=70g+80g=150g=0.15kg
此时容器对磅秤的压力
F2=G杯+G水+GM=m2g=0.15kg×10N/kg=1.5N②
由②﹣①得:
GM﹣F浮=0.8N③
可见,两次台秤示数的变化并不是物体两次所受浮力的变化,故A错误,符合题意,D正确,不符合题意;
B.物体M的质量
mM=ρMV=2.5g/cm3×40cm3=100g=0.1kg
物体M的重力
GM=mMg=0.1kg×10N/kg=1N
由③可得,图甲中物体M受到的浮力
F浮=GM﹣0.8N=1N﹣0.8N=0.2N
根据浮力产生的原因可知
F下表面﹣F上表面=F浮
当B一半浸入液体中时,B下表面受到的液体压力
F下表面=F浮=0.2N
故B正确,不符合题意;
C.在乙图中物体全部浸没,物体M 对容器底部的压力等于物体M的重力减去浮力,则压力
F压=GM﹣F浮′=GM﹣2F浮=1N﹣2×0.2N=0.6N
故C正确,不符合题意。
故选A。
3.如图,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,已知容器底面积为400cm2,如图甲所示。该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.圆柱体的高是5cm B.圆柱体的密度是2×103kg/m3
C.圆柱体受到的最大浮力为10N D.圆柱体的横截面积为100cm2
【答案】D
【解析】
ABC.由图像知,圆柱体的重力:G=10N,圆柱体的质量
m==1kg
圆柱体浸没在水中弹簧测力计示数为6N,则圆柱体受到的最大浮力为
F浮=G﹣F=10N﹣6N=4N
圆柱体的体积
V=V排==4×10-4m3=400cm3
圆柱体的密度
ρ==2.5×103kg/m3
由题中图像结合下图可知,从图1到图2圆柱体上升的高度为2cm;从图2到图3(即从圆柱体刚出水面到完全离开),圆柱体上升的高度
h=5cm﹣2cm=3cm
如上图,图2和图3中线上方的水和圆柱体的体积之和是相等的,设圆柱体的高度为h物,故
S容h物=S容h+V
400cm2×h物=400cm2×3cm+400cm3
解得圆柱体的高度为
h物=4cm
故ABC错误;
D.圆柱体的横截面积为
S物==100cm2
故D正确。
故选D。
4.如图甲所示,左上方装有电子阀门的柱形容器放在水平桌面上,容器底部放有一个密度很大的圆柱形铁块(非紧密接触),控制阀门,使容器中相同时间内流入的水量相等,注水直至图乙所示状态。下列几个选项分别表示:容器对桌面的压强P1、水对容器底压强P2、铁块受到的浮力F1和水对容器底部的压力F2随时间 t变化趋势的关系图线,其中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
A.由题意知,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等,所以,相同时间内水增加的重力相同,容器对桌面增加的压力相同,由可得,容器对桌面的压强p2随时间均匀增加,故A错误;
B.根据液体压强公式p=ρ液gh,可知铁块未完全浸没前,液面上升较快,即h变化比较大,而当铁块被浸没后,液面上升比较慢,即h上升较慢,综上水对容器底压强P2随时间刚开始上升较快,一段时间后比较缓慢,故B错误;
C.由题意知,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等,所以,相同时间内排开水的体积逐渐增加,根据F浮=ρgV排知,