课时102 阿基米德原理学年下学期八年级物理课时同步检测.docx
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课时102阿基米德原理学年下学期八年级物理课时同步检测
第十章浮力
第2节阿基米德原理
一.填空题(共5小题)
1.(2019•武威)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。
潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力
(选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【解析】
(1)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
(2)由于潜水器在水中的深度逐渐增加,所以根据公式p=ρgh可知,潜水器受到的压强增大。
故答案为:
不变;变大。
2.(2019•湖北模拟)将质量为1Kg冰块放在浓盐水中,液面位置如图所示,若冰完全熔化,杯中液面高度将 ,液体对容器底部的压力变化 N。
【解析】
(1)由于冰块漂浮在水面上,所以,F浮=G冰=m冰g;
即:
ρ盐水gV排=m冰g,
则V排=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以,m水=m冰,即:
ρ水V水=m冰,
则V水=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
已知ρ盐水>ρ水,则比较①②可得:
V水>V排,
所以,若冰完全熔化,杯中液面上升。
(2)由于容器是柱状容器,则液体对容器底部的压力等于盐水和冰的总重力;当冰完全熔化后,由于水的与冰的质量相等,则盐水和水的总重力与盐水和冰的总重力相等,所以液体对容器底部的压力变化为0。
故答案为:
上升;0。
3.(2019•哈尔滨)如图,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为4N、体积为100cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为 N,石块静止时,测力计示数为 N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【解析】
(1)石块缓慢浸没在水中,V排=V=100cm3=1×10﹣4m3,
石块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
根据阿基米德原理知,桶中水重(排开水的重):
G排=F浮=1N。
(2)石块静止时,测力计示数:
F=G﹣F浮=4N﹣1N=3N。
故答案为:
1;3。
4.(2019•达州)将密度为0.9×103kg/m3、体积为V的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中(无水溢出),冰块静止时露出水面的体积V露= V,当冰块完全熔化后(总质量不变)容器中的水面将 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【解析】由题意可知冰浮在水面上,则F浮=G冰,
由阿基米德原理和重力公式可得:
ρ水gV排=ρ冰gV,
则V排=
=
×V=
V,
所以露出水面的体积:
V露=V﹣V排=V﹣
V=
V;
当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,即ρ水V冰化水=ρ冰V,
所以V冰化水=
=
V,即熔化为水的体积与原来排开水的体积相同,故液面高度不变。
故答案为:
;不变。
5.(2019•乐山)如图甲,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。
将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。
则铝块浸没时所受的浮力为 N,液体的密度为
kg/m3(g=10N/kg,ρ铝=2.7×103kg/m3)。
【解析】
(1)m=270g=0.27kg,
G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N,
F浮=G﹣F=2.7N﹣1.5N=1.2N,
(2)铝块浸没液体时:
V排=V=
=
=10﹣4m3
受到液体的浮力:
F浮=ρ液gV排
1.2N=ρ液10N/kg×10﹣4m3
解得:
ρ液=1.2×103kg/m3
故答案为:
1.2;1.2×103。
二.选择题(共8小题)
6.(2019•邵阳)潜入海底观光是人们现代旅游休闲方式之一。
某潜水爱好者从水下2m深继续下潜的过程中,他受到的浮力和海水对他的压强变化的情况分别是(不考虑海水的密度变化)( )
A.浮力逐渐变大,压强不变
B.浮力逐渐变大,压强逐渐变大
C.浮力不变,压强逐渐变大
D.浮力逐渐变小,压强逐渐变大
【解析】他在水面下不断下潜的过程中,海水的密度ρ海水不变,
由于排开海水的体积不变,根据F浮=ρ海水V排g可知,他受到的浮力不变,故ABD错误;
由于所处的深度逐渐变大,根据p=ρ海水gh可知,他受到的海水的压强逐渐变大,故C正确;
故选:
C。
7.(2019•西宁)一个质量为60g、体积为100cm3的物体放入酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中,物体静止时,物体在酒精中的体积与物体总体积的比值为( )
A.3:
4B.3:
5C.1:
2D.2:
3
【解析】物体的密度ρ=
=
=0.6g/cm3=0.6×103kg/m3<0.8×103kg/m3,
若把该物体放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中后,物体静止时处于漂浮状态,则F浮=G,
即:
ρ酒精gV排=ρ物gV物,
则
=
=
=
;
故选:
A。
8.(2019•自贡)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg)。
下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
【解析】A.由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N,故A正确;
B.物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,
则V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度ρ=
=
=0.8×103kg/m3,故B正确;
CD.正方体下表面的面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
液体对物体下表面的压强:
p=
=
=1.3×103Pa,故D正确;
由p=ρgh可得,正方体下表面到液面的距离:
h下=
=
=0.1625m=16.25cm,
则正方体上表面到液面的距离:
h=h下﹣L=16.25cm﹣10cm=6.25cm,故C错误。
故选:
C。
9.(2019•德阳)体积相同的铝球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是( )
A.铝球受到的浮力最大B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大D.他们受到的浮力一样大
【解析】由图可知,铝球、铜块和木块均浸没在同种液体中,
因物体浸没时排开液体的体积相等,
所以,体积相同的铝球、铜块和木块排开液体的体积相等,
由F浮=G排=ρ液gV排可知,它们受到的浮力一样大。
故选:
D。
10.(2019•广州)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。
甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
【解析】根据阿基米德原理可知:
F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,
已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮甲=F浮乙。
故选:
C。
11.(2019•凉山州)一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图象是( )
A.
B.
C.
D.
【解析】未接触水面时,拉力等于物体的重力,弹簧测力计示数不变;当物体下表面浸在液体中越深,物体排开水的体积不同,测力计的示数也不同,排开水的体积增大时,测力计的示数也小,完全浸没后弹簧测力计示数不变,由数学知识可得应为A图象。
故选:
A。
12.(2019•南充)水平桌面上的烧杯内装满水,轻轻放入一小球后,从烧杯中溢出100g水,下列判断正确的是( )
A.小球所受的浮力等于1N
B.水对烧杯底的压强增大
C.小球的质量可能小于100g
D.小球的体积一定等于100cm3
【解答】解:
A、因为水平桌面上的烧杯内装满水,轻轻放入一个小球后,从烧杯中溢出100g的水,根据阿基米德原理:
F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N,故A正确;
B、由于烧杯内装满水,放入小球后水深不变,对容器底的压强不变,故B错误。
C、如果小球漂浮在水面上或悬浮在水中时,F浮=G球,所以m球=m排=100g,如果小球下沉在水中时,F浮=<G球,所以m球>m排=100g,所以,小球的质量不可能小于100g,故C错误;
D、由于烧杯内装满水,则:
如果小球漂浮在水面上,V球>V排=
=
=100cm3。
如果小球处于浸没状态:
V球=V排=
=
=100cm3,故D错误。
故选:
A。
13.(2019•咸宁)如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器液面。
将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后受的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是( )
A.F1一定大于F2B.F1一定小于F2
C.F1不可能大于F2D.F1不可能小于F2
【解析】由题知,两个圆柱形容器相同,底面积相同,液体深度h甲<h乙,由V=Sh可知,液体的体积V甲<V乙,
已知m甲=m乙,由ρ=
可知,两液体的密度关系:
ρ甲>ρ乙;
由于小球的密度未知,则:
①若ρ球≥ρ甲,则小球在甲乙液体中处于下沉,处于浸没状态,排开甲乙液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知:
F1>F2;
②若ρ甲>ρ球≥ρ乙,则小球在甲液体中漂浮,在乙液体中下沉,则F1=G,F2≤G,则F1≥F2;
③若ρ乙>ρ球,则小球在甲乙液体中都出处于漂浮状态,则F1=G,F2=G,则F1=F2;
由此分析可知:
F1≥F2,F1不可能小于F2。
故选:
D。
三.实验探究题(共2小题)
14.(2019•福建)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮= ,被排开的水所受的重力G排= 。
(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a) ;
(b) 。
(3)物体没有完全浸没在水中, (选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
【解析】
(1)根据称重法测浮力:
物体浸没在水中,受到水的浮力:
F浮=G﹣F;
被排开的水所受的重力:
G排=G1﹣G2;
(2)实验产生误差的原因:
(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;
(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等。
(3)物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,能用实验验证阿基米德原理。
故答案为:
(1)G﹣F;G1﹣G2;
(2)(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等;
(3)能。
15.下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。
(1)实验中的所用圆柱体的重力为 N。
(2)在情景图B中存在的错误是 。
(3)纠正错误后,继续实验,在情景C中,圆柱受到的力F= N
(4)圆柱体排开的水所受的重力G排= N。
(5)实验结果表明:
浸在水中的物体受到的力 物体排开水所受到的重力。
(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【解析】
(1)由图B可知,实验中的所用圆柱体的重力为4N;
(2)圆柱体放入水中前,溢水杯中的水应该满的,否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积,所以,在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水,应改为在溢水杯中装满水;
(3)由图C可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F=3N,
则圆柱受到的浮力:
F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N;
(4)由图D可知,小桶和水的总重力G总=2N;由图A可知,空小桶的重力G桶=1N,
则圆柱体排开水所受的重力:
G排=G总﹣G桶=2N﹣1N=1N;
(5)由(3)(4)可知,浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力。
故答案为:
(1)4;
(2)溢水杯未注满水;(3)1;(4)1;(5)等于。
四.计算题(共2小题)
16.(2019•通辽)2018年5月13日,中国首艘国产航母001A型航空母舰离开大连港码头,开始海试。
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)请问:
(1)航母001A设计排水量6.7×104t,那么它满载时受到的浮力是多少?
(2)海面下8m处的压强是多少?
(3)一位体重为600N的歼15舰载机飞行员,每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2,则他双脚站立时对甲板的压强是多少?
【解析】
(1)根据阿基米德原理可得,该航母满载时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=6.7×104×103kg×10N/kg=6.7×108N;
(2)海面下8m处的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa;
(3)飞行员每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2,
所以飞行员双脚站立的受力面积:
S=2×200×10﹣4m2=4×10﹣2m2,
飞行员站立在水平甲板上,对甲板的压力F=G,
站立时对甲板的压强:
p=
=
=
=1.5×104Pa;
答:
(1)满载时受到的浮力是6.7×108N;
(2)海面下8m处的压强是8×104Pa;
(3)双脚站立时对甲板的压强是1.5×104Pa。
17.(2019•北京)将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6N.将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.8N,如图所示,已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块浸在水中的体积。
【解析】
(1)由称重法可得物块受到的浮力:
F浮=F1﹣F2=2.6N﹣1.8N=0.8N;
(2)由F浮=ρ水gV排可得,物块浸在水中的体积:
V排=
=
=8×10﹣5m3。
答:
(1)物块受到的浮力为0.8N;
(2)物块浸在水中的体积为8×10﹣5m3。