内容正文:
9.3 阿基米德原理
一、单选题
1.一块石头和玩具气球连在一起,投入水中后下沉,当气球完全浸没后,在下沉过程中石块和气球所受的总浮力将( )
A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.以上结果都有可能
2.将两个物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中静止时,两个弹簧测力计示数的减小值相同,则这两个物体必定有相同的( )
A.重力 B.质量 C.体积 D.密度
3.2024年5月11日,自浙江舟山港而来的万吨级江海直达船“创新5”轮成功抵达终点站重庆江津珞璜港,标志着长江上游首条江海直达航线首航成功,如图。这也是万吨级江海直达船首次抵达长江上游地区,为释放西部陆海新通道,推进“一带一路”、长江经济带联动发展带来了新格局。“创新5”轮从大海进入长江,下列说法正确的是( )
A.船身略下沉,受到浮力不变 B.船身略下沉,受到浮力变小
C.船身略上浮,受到浮力不变 D.船身略上浮,受到浮力变大
4.受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,小华设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥,小船装满沙石,细绳将金属块和小船紧连;清除沙石,金属块被拉出淤泥后静止在水中,如图乙所示,小船上升过程中( )
A.受到水的浮力不断变小 B.受到水的压力不断变大
C.受到绳子的拉力不断变大 D.上升的速度不断变小
5.如图所示,两个质量相同、底面积相同的圆形容器甲和乙中分别盛有两种质量相等的不同液体,两容器中的液面刚好相平。现将同一个金属小球分别放入甲、乙两容器的液体中,金属球都沉在甲、乙两容器的底部,金属球在甲中受的浮力为,在乙中受的浮力为,则正确的是(金属球沉底且液体均无溢出)( )
A.
B.放入小球前,乙容器底所受的液体压力较大
C.放入小球后,两容器中的液面依然相平
D.放入小球后,乙容器对桌面的压强较大
6.一圆柱形容器放在水平桌面上,其底面积为100cm2,装有20cm深的水,容器的质量为2kg,厚度忽略不计.A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块,已知A物块的体积是B物块体积的3倍.当把A、B两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,如图所示,现剪断细线,稳定后水对容器底的压强变化了60Pa,物块A有1/4体积露出水面.下列说法正确的是
A.A物体体积为60cm3
B.B物体密度为1.75×103kg/m3
C.物体没放入,容器对桌面的压强为2×103Pa
D.细线剪断待B静止后,B对容器底的压力为0.4N
7.小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
8.如图所示,用浮吊(浮在水面工作的起重设备)拔掉打在河底的木桩时,如果用的拉力为F,则浮吊浸入水面以下部分的体积将( )
A.保持不变 B.减小
C.增大 D.增大
二、填空题
9.体积为10―4米3的金属块浸没在水中时,它会受到竖直 的浮力,浮力的大小为 牛。它的下表面在深度为0.1米处时受到水的压强为 帕。
10.酒精的密度为0.8×103千克/米3,一圆柱形容器最多可盛质量为2千克的水,它一定 (选填“能”或“不能”)盛下质量为2千克的酒精。若在该容器中盛满酒精,将一铝球浸没在酒精中,在铝球下沉过程中,铝球受到酒精对它的压强的大小将 ,铝球受到的浮力大小将 (均选填“变小”、“不变”或“变大”)。
11.在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13cm时正方体A刚好漫没,力传感器的示数大小F随水深变化的图象如图乙所示。(g取10N/kg)物体A所受到的重力为 N:当容器内水的深度为13cm时,正方体A受到的浮力大小为 N。
三、作图题
12.重为8牛的物体漂浮在水面上,请用力的图示法在图中画出小球受到的力。
13.如图甲,用弹簧测力计、细线、水和圆柱体研究浮力。将圆柱体(重为G)从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓放下。从0时刻开始物体由距离水面h开始匀速缓慢竖直下降,t1时刻物体刚好与水面接触,t2时刻物体刚好浸没水中,并一直向下,在t3时刻前未触底,请在坐标纸上画出弹簧测力计拉力F随时间变化T的大致图像(圆柱体一直保持竖直,要求画出0-t3时刻的图像,未触底前的)。
四、实验题
14.如图所示是探究液体内部压强与 关系的实验,实验中通过观察记录 来比较液体内部压强的大小。已知ρ水<ρ盐水,根据实验现象可得出的结论是 ,如图所示是“验证 ”实验的情景,量筒中两次液面的示数差(V2-V1)表示 ,浮力大小的表达式为 。
15.用天平测小球的密度(小球密度大于水且不吸水,水的密度用表示)。
(1)用调好的天平测出小球的质量为;
(2)在烧杯中装适量的水,用天平测出水和烧杯的总质量为;
(3)用细线系住小球,使其 在水中,但不接触烧杯底和烧杯壁,测出此时烧杯、水和小球的总质量为;
(4)小球在水中受到的浮力 ,小球的体积V= ;
(5)则小球的密度 。
五、简答题
16.船只从河水中行驶到海水的过程中,船只受到的浮力怎么变化?排开液体体积怎么变化,并说明理由。
17.在“阿基米德原理”一节的学习中,我们经历了阿基米德原理表达式的推导和“验证阿基米德原理“的实验。如图所示,一个边长为a的正方体物块浸没在密度为的液体中。请根据浮力产生的原因和液体内部压强的规律,推导出它所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系。
六、综合题
18.如图1所示,水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器。一个质量、体积的木球通过细线与容器底部相连,浸没在水中静止不动,此时细线受到的拉力为F拉。水的密度,。
(1)以“”表示木球,在图2方框内画出木球此时的受力示意图 ;
(2)求此时木球受到的浮力的大小;
(3)求绳子的拉力F拉;
(4)剪断细线且待木球静止后,忽略水的汽化带来的影响,水对容器底部的压强 ,容器对桌面的压力 (以上均选填“变大”、“变小”、“不变”)。
七、计算题
19.一质量为56g的石块,放在盛有40mL水的量筒中,水面上升到如图的位置,(g取10N/kg)求:
(1)石块的重力;
(2)石块的体积;
(3)石块所受到的浮力。
20.如图甲所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像(容器厚度不计)。求:
(1)圆柱体浸没时受到的浮力;
(2)圆柱体的密度;
(3)若盛水容器的底面积为,当圆柱体浸没时与圆柱体未浸入水前相比较,水对容器底的压强增加了多少?
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