内容正文:
第11讲 浮力 阿基米德原理
内蒙古真题分点练
命题点1 阿基米德原理的理解与计算
1.(2020·赤峰)2019年12月17日,我国第二艘航母正式服役,中国进入双航母时代。该航母满载时排水量是67 000 t,吃水深度(海面到船底的距离)为10 m,该航母在海上满载航行时受到的浮力是6.7×108N,此时航母底部受到海水的压强为1.03×105Pa(海水的密度ρ=1.03×103 kg/m3,g=10 N/kg)。
命题点2 探究浮力的大小跟哪些因素有关
2.(2024·兴安盟、呼伦贝尔)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有弹簧测力计、带盖的玻璃瓶(瓶盖的质量、体积和形变忽略不计)、柱形容器等,操作过程如下:
(1)在容器中装入适量的水,将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下,并浸入水中,如图甲所示,容器中水面上升h,弹簧测力计示数为F。
(2)如图乙所示,将玻璃瓶浸没水中,容器中水面又上升h,弹簧测力计示数为0.7F,由此可知浮力的大小与物体排开液体的体积有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,说明物体所受浮力的大小与物体浸没的深度无关,此过程中瓶底所受的压强大小变化情况是变大。
(3)为探究浮力大小与物重是否有关,将玻璃瓶中的一部分水倒出,再将玻璃瓶浸没到容器的水中,如图丙所示,弹簧测力计示数为0.5F。经过测量,图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为0.6F,说明浮力的大小与物重无关。
命题点3 探究浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系
3.(2022·包头)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在零刻度线位置。
(2)实验中所用物块的重力为4N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力偏小(填“偏大”或“偏小”)。
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为1N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小相等。
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与液体密度(液体种类)有关。换用酒精再次实验的目的是寻找普遍规律(填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
命题点4 浮力的相关计算
4.(2022·赤峰节选)如图乙所示,缓慢地将正方体部件匀速投入水中。水对部件下表面的压力记作F1,水对部件上表面的压力记作F2,二者与部件下表面在水中的深度h的关系如图丙所示(忽略水的阻力)。求: 图丙所示过程中,部件浸没时受到的浮力。
解:F浮=F1-F2=1×104 N-0 N=1×104 N
或F浮=F1-F2=3×104 N-2×104 N=1×104 N
5.(2022·兴安盟、呼伦贝尔)在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100 cm2圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有一定量的水(如图甲)。某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从水面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面的距离h变化关系如图乙所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力。
(2)圆柱体的体积。
(3)圆柱体的密度。
解:(1)由乙图可知,圆柱体未浸入水中时弹簧测力计的示数为F1=3 N;圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为F2=2 N
圆柱体浸没在水中时所受到的浮力F浮=F1-F2=3 N-2 N=1 N
(2)由F浮=ρ水gV排得,圆柱体浸没时排开水的体积
V排===1×10-4 m3
因圆柱体浸没在水中,则圆柱体体积V=V排=1×10-4 m3
(3)圆柱体的重力G=F1=3 N
圆柱体的质量m===0.3 kg
圆柱体的密度ρ===3×103 kg/m3
全国视野分层练
A组 夯基础
1.(2024·江西)右图是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是(A)
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
2.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,则它们在水中所受浮力相等的是(C)
A.甲和乙 B.乙和丙
C.丙和丁 D.甲和丁
3.(2024·广安)2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习。当参演的航空母舰——“辽宁舰”上的战斗机从军舰上起飞后(B)
A.飞行的战机以航母为参照物,是静止的
B.航母所受浮力变小,会上浮一些
C.航母所受浮力不变,排开水的体积不变
D.航母两侧水域流速大的位置压强大
4.(2024·河南)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是(B)
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
5.(2024·齐齐哈尔)如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7 N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4 N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是9N,该物体的密度为0.9×103kg/m3 。
6.(2024·兰州)一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30 cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36 cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,则此正方体物块的密度为0.4×103kg/m3,乙图中细线的拉力为6N。(g=10 N/kg)
7.(2024·绥化)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器底面积是50 cm2,均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿竖直方向将弹簧测力计调零。
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是2N。
(3)如果对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法不正确(选填“正确”或“不正确”),理由是未控制物体排开液体的体积相同。
(4)由C、D两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8 N,此操作会使容器中的液面下降1cm。
B组 提能力
8.(2024·福建)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为m1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是(C)
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1- m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
学科网(北京)股份有限公司
$$
第11讲 浮力 阿基米德原理
内蒙古真题分点练
命题点1 阿基米德原理的理解与计算
1.(2020·赤峰)2022年12月17日,我国第二艘航母正式服役,中国进入双航母时代。该航母满载时排水量是67 000 t,吃水深度(海面到船底的距离)为10 m,该航母在海上满载航行时受到的浮力是 N,此时航母底部受到海水的压强为 Pa(海水的密度ρ=1.03×103 kg/m3,g=10 N/kg)。
命题点2 探究浮力的大小跟哪些因素有关
2.(2024·兴安盟、呼伦贝尔)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有弹簧测力计、带盖的玻璃瓶(瓶盖的质量、体积和形变忽略不计)、柱形容器等,操作过程如下:
(1)在容器中装入适量的水,将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下,并浸入水中,如图甲所示,容器中水面上升h,弹簧测力计示数为F。
(2)如图乙所示,将玻璃瓶浸没水中,容器中水面又上升h,弹簧测力计示数为0.7F,由此可知浮力的大小与 有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,说明物体所受浮力的大小与 无关,此过程中瓶底所受的压强大小变化情况是变大。
(3)为探究浮力大小与物重是否有关,将玻璃瓶中的一部分水倒出,再将玻璃瓶浸没到容器的水中,如图丙所示,弹簧测力计示数为0.5F。经过测量,图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为 F,说明浮力的大小与物重无关。
命题点3 探究浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系
3.(2022·包头)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在 位置。
(2)实验中所用物块的重力为 N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 。
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与 有关。换用酒精再次实验的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
命题点4 浮力的相关计算
4.(2022·赤峰节选)如图乙所示,缓慢地将正方体部件匀速投入水中。水对部件下表面的压力记作F1,水对部件上表面的压力记作F2,二者与部件下表面在水中的深度h的关系如图丙所示(忽略水的阻力)。求: 图丙所示过程中,部件浸没时受到的浮力。
5.(2022·兴安盟、呼伦贝尔)在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100 cm2圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有一定量的水(如图甲)。某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从水面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面的距离h变化关系如图乙所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力。
(2)圆柱体的体积。
(3)圆柱体的密度。
全国视野分层练
A组 夯基础
1.(2024·江西)右图是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
2.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,则它们在水中所受浮力相等的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙
C.丙和丁 D.甲和丁
3.(2024·广安)2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习。当参演的航空母舰——“辽宁舰”上的战斗机从军舰上起飞后( )
A.飞行的战机以航母为参照物,是静止的
B.航母所受浮力变小,会上浮一些
C.航母所受浮力不变,排开水的体积不变
D.航母两侧水域流速大的位置压强大
4.(2024·河南)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是( )
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
5.(2024·齐齐哈尔)如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7 N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4 N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是 N,该物体的密度为 kg/m3 。
6.(2024·兰州)一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30 cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36 cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,则此正方体物块的密度为 kg/m3,乙图中细线的拉力为 N。(g=10 N/kg)
7.(2024·绥化)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器底面积是50 cm2,均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿 方向将弹簧测力计调零。
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是 N。
(3)如果对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法 (选填“正确”或“不正确”),理由是 。
(4)由 两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8 N,此操作会使容器中的液面下降 cm。
B组 提能力
8.(2024·福建)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为m1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1- m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
学科网(北京)股份有限公司
$$