内容正文:
6.4.4 阿基米德原理(4)浮力大小比较
一、选择题
1、甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示。则( )
A.乙杯底部所受的液体压强较小
B.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体密度
C.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于乙杯中受到的浮力
D.甲杯底部所受的液体压力小于乙杯底部底部所受的液体压力
2、把质量相等的木块和石块浸没在水中,松手后,木块将会上浮,石块则会下沉到水底。当两个物体静止时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.木块受到的浮力大于木块的重力
B.木块受到的浮力大于石块受到的浮力
C.石块沉底后受到重力、浮力和压力
D.石块受到的重力等于它所受到的浮力
3、三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,下列判断正确的是( )
A.液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
C.小球受到的浮力大小关系是F乙>F丙>F甲
D.容器对桌面的压强关系是p′乙>p′丙>p′甲
4、如图,体积相等的甲、乙两实心球分别静止在同一水中不同的位置(其中乙球受到容器底部的支持力),下列说法正确的是( )
A.甲球受到的浮力最大
B.往水中加入足够量的酒精可使乙球上浮(酒精的密度比水小)
C.如果把甲球露出水面的那部分切去,则甲球将会悬浮在水中
D.乙球的密度一定大于水的密度
5、如图,把一小球先后放入盛有不同液体的甲乙两个容器中,在甲容器中小球漂浮在液面上,在乙容器中小球加速下沉到容器底部。已知:小球在甲容器中受到的浮力为F甲,在乙容器中受到的浮力为F乙;甲容器中的液体密度为ρ甲,乙容器中的液体密度为ρ乙。下列判断正确的是( )
A.F甲<F乙
B.F甲=F乙
C.ρ甲>ρ乙
D.ρ甲<ρ乙
6、甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲受到的浮力最大
B.甲物体的密度最大
C.丁物体受到的浮力最小
D.丁物体的密度最大
7、小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子的密度大于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆受到的浮力小于它自身的重力
8、在水平桌面上,甲、乙两个完全相同的烧杯分别装有不同密度的盐水。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋静止时如图所示,且放入鸡蛋后液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.甲液体中的鸡蛋受到的浮力大于重力
B.乙液体中的鸡蛋受到的浮力小于重力
C.鸡蛋排开甲、乙两液体的质量相等
D.甲、乙两烧杯对桌面的压强相等
9、如图所示,在装有某种液体的容器中,处于静止状态的甲、乙、丙三个形状不规则的实心物体,它们体积的大小关系不清楚,其中丙沉在容器底并对底部有压力,那么可以判断( )
A.它们受到的浮力大小关系是F甲>F乙>F丙
B.它们受到的浮力大小关系是F甲=F乙>F丙
C.它们的密度大小关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.它们的密度大小关系是ρ甲=ρ乙<ρ丙
10、如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的柱形烧杯,将体积相同的长方体A、B、C分别放入装有相同液体的烧杯中,A在甲杯中沉底,B在乙杯中悬浮,C在丙杯中漂浮,且各杯液面相平。下列判断错误的是( )
A.物体受到的浮力FA浮=FB浮>FC浮
B.甲烧杯对桌面的压力最大
C.物体下表面受到液体的压力FA=FB>FC
D.烧杯对桌面的压强ρ甲>ρ乙>ρ丙
二、填空题
11、物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15牛、5牛,其受到浮力的大小为___________牛;物块所受浮力与重力的合力大小为12牛,它所受重力的大小为___________牛。重力为10牛的水对漂浮的物体所产生的浮力大小___________10牛(选填“一定小于”、“一定等于”或“可能大于”)。根据图中轮船上的“吃水线”排列情况,可以判断:印度洋海水密度___________北大西洋海水密度(选填“大于”、“等于”或“小于”),同一艘轮船从印度洋开往北大西洋,它所受浮力___________(选填“变大”、“不变”或“变小”),船体将___________(选填“上浮”或“下沉”)。
12、如图(a)所示,将质量相等的两个实心正方体A和B放在水平地面上,它们对水平地面的压强pA______pB;当它们在水中分别静止于图(b)所示的位置时,受到水的浮力FA______FB,下表面受到水的压强p´A______p´B。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
13、先向两只相同的圆柱形容器内注入体积相等的甲乙两种不同液体,如图(a)所示;再将两支相同的密度计分别放入这两种不同的液体中,密度计静止时的情境如图(b)所示。由图(b)可知:两种液体的密度ρ甲___________ρ乙;图(a)中两种液体对容器底的压力F甲___________F乙;将密度计分别放入这两种不同的液体后(如图(b)所示),两种液体对容器底的压强增加量Δp甲___________Δp乙(均选填“大于”、“小于”或 “等于”)。
14、甲、乙两个相同的柱形容器分别盛有不同液体,将同一正方体物体先后放入两个容器中后,两容器内液面相平,物体所处的位置如图所示。则物体受到的浮力大小关系为F浮甲_____F浮乙;容器对桌面的压强p甲_____p乙;物体下表面所受的压强p′甲_________p′乙。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
15、盛有等质量水的轻质薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,均匀柱体A、B漂浮在水面上,如图所示。已知容器底面积S甲> S乙,水深h甲 > h乙,水对容器底部的压力F甲_________F乙,容器对地面的压力F容甲_______ F容乙,柱体的密度ρA_________ ρB(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
16、2021年12月9日,“天宫课堂”第一课正式开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。如图所示为王亚平老师所开展的浮力消失实验,当王老师将乒乓球放入水中后,乒乓球并没有浮出水面而是静止在原来的位置。
(1)这项实验所展现的是浮力和重力伴生的现象。液体由于受到重力作用,从而在液体中不同深度产生的_________不同,使得浸在液体中的物体受到向上和向下的_________,这就是物体受到的浮力。当重力消失时,液体内部压强相同,浮力也就消失了;
(2)请根据浮力产生的原因以长方体为例,推导浸没在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体受到的重力。(已知液体密度为ρ液,长方体高为h,底面积为S,长方体上、下表面深度分别为h1、h2)___________________________________________________。
三、计算题
17、将体积为2.0×10-3米3的金属球浸没在水中,求金属球受到的浮力F浮。
18、如图所示,物体重为12牛、排开水的体积为1×10-3米3,现在它浸在水中时。求:
(1)物体所受的浮力F浮。
(2)弹簧测力计的示数F拉。
19、放置在水平面上的柱形容器内装有一定量的水,将质量为m的实心木块慢慢放入水中后,水对容器底部压强增加△P1,此时木块有三分之一体积露出水面,如图(a)所示;再把A物体放在木块上方,静止后水对容器底部压强又增加△P2,此时木块上表面恰好与水面相平,且水面与容器口相平,如图(b)所示。
(1)求图(a)中水面下0.1米深处水的压强p水;
(2)求图(a)中木块受到的浮力F浮;
(3)若Δp1∶Δp2=3∶1,求图(a)与(b)中容器对水平面压力差ΔF。
四、实验题
20、为研究物体在水中受到向上的力的大小与哪些因素有关,小明设计了方案进行实验。他先将圆柱体A挂在测力计下,此时测力计示数为F0,然后逐渐将A浸入水中,并将其下表面到水面的距离h、相应的测力计示数F、F0与F的差值△F记录在表一中。为进一步探究,小明换用圆柱体B重复实验,并将数据记录在表二中。(圆柱体A、B底面积分别为SA、SB,且SA>SB)
表一(圆柱体A)
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
1
3.0
8.5
1.5
2
6.0
7.0
3.0
3
9.0
5.5
4.5
4
12.0
5.0
5.0
表二(圆柱体B)
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
5
3.0
8.8
1.2
6
6.0
7.6
2.4
7
9.0
6.4
3.6
8
12.0
6.0
4.0
①分析比较实验序号1、2、3(或5、6、7)数据中F和h的关系及相关条件,可以得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水中,____________________________________;
②分析比较实验序号1、2、3(或5、6、7)数据中△F和h的关系及相关条件,可以得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水中,_______________________________________;
③分析比较实验序号1、5(或2、6,或3、7)数据中△F、h及相关条件,可以得出的初步结论是:底面积不同的圆柱体浸入水中,__________________________________________;
④实验中圆柱体重力对其在水中受到向上的力的大小____________影响(选填“有”或“无”);
⑤实验中圆柱体A、B的高度关系为:_________________________________。
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