1、1阿基米德原理 学校： 姓名： 班级： 考号： 评卷人 得分一、单选题1. 一个棱长为 a 的立方体铁块从图甲所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰好与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则四幅图像中中能正确反映铁块所受水的浮力的大小 F 和铁块下表面在水中的深度 h 关系的图像是 ( ).A. B. C. D. 2. 形状不同的铜块、铁块、铝块和铅块浸没在水中的不同深处,如果受到的浮力相等,则可以判定 ( ).A. 它们的质量相等 B. 它们的体积相等 C. 它们的温度相等 D. 它们所受的重力相等 3. 质量相等的实心铝球和铁球都浸没在水中,两球受到浮力的大小关系是 ( )A. 铝球大 B.
2、铁球大 C. 同样大 D. 无法确定4. 2010 年 5 月,美国“海神”号潜艇在太平洋成功下潜 11 000 m 深处,探秘世界上最深的马里亚纳海沟.下潜过程中,潜艇体积不变,则其受到的压强和浮力的变化情况是 ( ).A. 压强逐渐变大,浮力逐渐变大 B. 压强逐渐变大,浮力大小不变C. 压强逐渐变小,浮力逐渐变小 D. 压强逐渐变小,浮力大小不变25. 如图所示,悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中,沉到底部,则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是 ( ).A. 两者体积相等,质量相等 B. 两者体积相等,小烧杯中水的质量较大 C. 金属球受到的浮力等于小烧杯中水的
3、重力 D. 金属球受到的浮力大于小烧杯中水的重力 6. 把等质量的实心铁球和铝球分别挂在弹簧测力计下并浸没于水中(铁的密度大于铝的密度),则( )A. 挂铁球的弹簧测力计示数较大 B. 挂铝球的弹簧测力计示数较大C. 两弹簧测力计的示数一样大 D. 无法判断哪个弹簧测力计示数大7. 某物体漂浮在水面上时,露出水面的体积为其总体积的 1/5,则该物体的密度为( )A. 0.2103 kg/m3 B. 0.8103 kg/m3 C. 1103 kg/m3 D. 1.25103 kg/m3 8. 小明有一正立方体金属块,他想知道该金属块的密度,于是将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,在将金属块缓缓
4、从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力 F 随提起高度 h变化的图像,如图乙所示.则该金属块的密度约为( ) A. 2.7103 kg/m3 B. 3.1103 kg/m3 C. 3.5103 kg/m3 D. 4.4103 kg/m3 9. 如图所示, Q 为铜制零件,其上部为边长 L=0.2 m 的立方体,下部为边长 l=0.1 m 的立方体。Q 的下表面与容器底部黏合,且水面恰好与 Q 上表面相平,则零件所受的浮力为( g 取 10 N/kg)( )A. 0 N B. 20 N C. 60 N D. 80 N 10. 我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练。如图所示是中国航母“瓦
5、良格”号训练时的图片。当舰载机起飞后,下列说法正确的是( )A. 航母将浮起一些,所受浮力减小 B. 航母将沉下一些,所受浮力增大3C. 航母将沉下一些,所受浮力减小 D. 航母始终漂浮,所受浮力不变11. 把一个木球放入盛满酒精的溢水杯中，溢出 50 g 酒精；若将此木球从酒精中取出，擦干后放入盛满水的溢水杯中，则溢出水的质量是( 木 0.610 3 kg/m3， 酒精0.810 3 kg/m3)( )A. 等于 50 g B. 小于 50 g C. 大于 50 g D. 无法确定 12. 将重为 20 N 的金属块挂在弹簧测力计下,金属块体积的 1/4 浸入水中并静止时,弹簧测力计的示数为
6、 18 N,当金属块全部浸入水中并与杯底接触时,弹簧测力计的示数可能变为( )A. 18 N B. 16 N C. 14 N D. 10 N 13. 边长为 4cm、密度为 2103kg/m3的立方体橡皮泥块，放在足够多的水中，沉入水底；当把它捏成一只小船时，便能漂浮在水面上.以下计算结果正确的是( 水1.010 3kg/m3， g10N/kg)( )A. 橡皮泥块的质量是 12.8g B. 橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是 1.28N C. 橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是 0.64N D. 橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是 1.28104 m3 评卷人 得分二、填空题14. 2010 年 5 月
7、 28 日清晨,美国男子乔纳森用一大簇氦气球绑在椅子上将自己送上天空,实现了人类首次靠氦气球穿越英吉利海峡的壮举.(1)若整个装置的总体积为 100 m3,空气的密度为 1.29 kg/m3,则整个装置受到空气的浮力为 N.(2)乔纳森为了降落,剪断了几个气球的绳子,则整个装置所受的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)(取 g=10 N/kg).15. 核潜艇是国家的战略重器,是维护国家安全的基石之一。(1)核能是 (填“可”或“不可”)再生能源,核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是 (填“可以”或“不可以”)控制的。目前人类大力发展核能、太阳能等能源,可有效缓解全球气候 (填“变暖”或“
8、变冷”)的趋势。(2)核潜艇在水下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水上层密度大,下层密度小)时,潜艇会突然加速下沉,将给潜艇带来安全隐患。此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出,使潜艇受到的重力 (填“大于”或“小于”)它的浮力,由于 ,潜艇还会下沉一段距离后才会上浮。(3)核潜艇水平匀速行驶过程中,遇到紧急情况,迅速调整艇身仰角(与水平方向的夹角)至30开始上浮,上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶,潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图。潜艇在第 75 s 时受到的海水压强为 Pa(潜4艇高度不计,海水密度取 1.03103 kg/m3),上浮过程中潜艇的速度大小
9、为 m/s。 16. 如图甲所示,弹簧测力计示数为 5 N。如图乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2 N。则小球受到的浮力为 N,小球的体积为 cm 3.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为 N。(g 取 10 N/kg) 17. 如图所示,将木块 A 和金属块 B 按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中,则木块 A 受到的浮力 F 甲 F 乙 ;容器底部受到水的压强 p 甲 p 乙 (均选填“大于”“等于”或“小于”)。 18. 如图所示，把一木块放入水中，静止时木块有 的体积浸入水中，木块的密度为35_kg/m3；如果把该木块放入密度为 0.8103 kg/m3的酒精中，静止
10、时，如图所示。那么该木块下表面受到水的压强 p 水 与受到酒精的压强 p 酒 的关系为 p 水 _p 酒 (填“大于”“等于”或“小于”)。19. 取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。两次牙膏袋的质量 m 甲 和 m 乙 的大小关系是 m 甲 m 乙 ;两次排开水的体积 V甲 和 V 乙 的大小关系是 V 甲 V 乙 ;两次所受的浮力 F 甲 和 F 乙 的大小关系是 F 甲 F 乙 ;两次杯底受到水的压强 p 甲 和 p 乙 的大小关系是 p 甲 p 乙 。评卷人 得分 三、计算题520. 一个底面积为 10 m2的圆柱状容器,装有适量的
11、水,现在将一个体积为 20 m3、密度为0.8103 kg/m3的物体 A 放入其中,最终物体 A 漂浮在水面上.(1)物体 A 所受到的浮力是多少?(2)如图所示,若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半),则取出的那部分物体的质量是多少?(3)待剩余部分再次静止后,容器底部受到的压强减小了多少?( g=10 N/kg)21. (11 分)图 19 是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图，它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后，自动开启放水阀门，冲洗厕所。实心圆柱体浮体A 的质量为 5.6 kg，高为 0.18 m，阀门 B 的面积为 7.5103 m2
12、，连接 A、 B 的是体积和质量都不计的硬杆，长为 0.16 m。当浮体 A 露出水面的高度只有 0.02 m 时，阀门 B 恰好被打开，水箱中的水通过排水管开始排出。已知水的密度为 1103 kg/m3，不计阀门 B 的质量和厚度。当水箱开始排水时，求：图 19(1)浮体 A 受到的重力；(2)水对阀门 B 的压强和压力；(3)浮体 A 受到的浮力；(4)浮体 A 的密度。评卷人 得分四、实验题22. 某实验小组在探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积是否有关的实验中,记录的数据如下表所示。实验次数液体的密度/ (gcm3)排开液体的体积 V/cm3物体的重力 G/N弹簧测力计的示数
13、 F/N浮力F 浮 /N61 0.8 50 0.70 0.30 0.402 1.0 50 0.70 0.20 0.503 1.2 50 0.70 0.10 0.504 1.0 60 0.84 0.24 0.605 1.0 70 0.98 0.70(1)在第 5 次实验中,弹簧测力计的示数如图所示,则表格中处的数据应为 。(2)分析对比第 1、2 和 3 三次实验数据,得出结论一:当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受的浮力就越 。(3)分析对比第 三次的实验数据,得出结论二:当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力就越大。(4)综合结论一和结论二,得出探究结论: 越
14、大,物体受到的浮力就越大。(5)小明联想到质量等于密度与体积的乘积,由此推想:物体排开液体的 越大,所受的浮力就越大。(6)小燕又联想到物体的 与 成正比,深入分析处理数据后,可以得出进一步的结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。参考答案1. 【答案】A【解析】开始时,铁块浸入水中的深度越深,浮力越大,当铁块浸没后,即 h=a 时, V排 不变,浮力的大小不变,所以 A 正确.2. 【答案】 B【解析】 在同种液体中,若浮力相等,在同种液体中,则 V 排 相同,因它们都浸没,则 V 排 =V,它们的体积相等,B 正确.3. 【答案】A【解析】质量相等的实心铝球体积大于
15、铁球体积(因 铁 铝 ),浸没水中,铝球排开水的体积大,受到的浮力也大.4. 【答案】 B【解析】下潜过程中,深度逐渐增加,压强增大;但潜艇体积不变,排开水的体积不变,浮力的大小也不变.所以 B 正确.5. 【答案】C【解析】溢出的水的体积等于金属球的体积,由于金属的密度大于水的密度,故金属球的质量大,A,B 错;金属球受到的浮力等于小烧杯中水的重力,C 对,D 错.6. 【答案】A【解析】铁球和铝球质量相等，由 =m/V 知， V 铁 V 铝 。由阿基米德原理知，F 浮铁 F 浮铝 ，所以挂铁球时弹簧测力计示数较大。故选 A。7. 【答案】B【解析】设物体体积为 V,物体排开水的体积 V 排
16、 = V,因为物体漂浮在液面上，45由沉浮条件可知 G 物 G=F 浮 ,因为 G=mg= gV,F 浮 = 液 gV 排 ,所以 物 gV= 水 gV 排 ,则物体的密度 物 = 水 = 1103 kg/m3=0.8103 kg/m3。故选 B。排 4578. 【答案】D【解析】当金属块完全露出液面时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,由图可知,该金属块重力为 G=F 拉 =0.35 N。由 G=mg 得, 金属块的质量为 m= = =0.035 kg, 0.3510/由图乙可知，正立方体金属块在 2 cm 时开始露出液面,在 4 cm 时离开液面,故边长为4 cm-2 cm=2 cm,则金
17、属块体积为 V=(2 cm)3=8 cm3=810-6m3,所以金属块的密度为 物 = =4.410 3 kg/m3。故选 D。0.035810639. 【答案】C【解析】因为下部立方体由于与容器底部黏合,所以水没有产生向上的压力;由于上部立方体的下表面积的一部分与水接触，因此产生了受到向上的压力,接触面积 S=L2-l2=(0.2 m)2-(0.1 m)2=0.03 m2,所以上部立方体的下表面的压强为p= gh=1.0 103 kg/m3 10 N/kg 0.2 m=2 000 Pa,而浮力的产生是上下表面的压强差,所以 F 浮 =pS=2 000 Pa 0.03 m2=60 N。故选 C
18、。10. 【答案】A【解析】航母在海上航行时,始终处于漂浮状态, F 浮 =G;当舰载机起飞后,航母所受重力减小,但仍漂浮,故 F 浮 仍等于重力,浮力也减小;再由 F 浮 = 液 gV 排， 液 g 不变,故V 排 减小,航母上浮一些。故选 A。11. 【答案】A【解析】木球在水中和在酒精中都处于漂浮状态，受到的浮力等于自身的重力。根据阿基米德原理可知，排开水的重力等于排开酒精的重力。故 A 对。12. 【答案】D【解析】金属块体积的 浸入水中静止,金属块受到的浮力 F 浮 =G-F 拉 =20 N-1418 N=2 N,当金属块全部浸入水中,受到的浮力 F浮 =4F 浮 =8 N,当金属块
19、完全浸入水中，且未与杯底接触时,弹簧测力计的示数 F拉 =G-F 浮 =20 N-8 N=12 N,而当金属块与杯底接触时,杯底对金属块有一支持力,此时金属块受重力、浮力、支持力和拉力作用,此时 F 拉 =G-F 浮 -F 支 ,拉力会随着支持力的增大而减小,即弹簧测力计的示数会减小,即 F 拉 12 N,所以只有 D 是可能的。13. 【答案】D【解析】由 m V210 3444106 kg128g，可知 A 错；浸没在水中时受浮力 F1 水 gV 排 1.010 3444106 10N0.64N，B 错；漂浮时所受浮力F2 G mg0.12810N1.28N，C 错；由 F2 水 gV 排
20、 可知 V 排 m31.2810 4 m3，D 正确2水 1.2811031014.(1) 【答案】1.2910 3(2) 【答案】变小15.(1) 【答案】不可 可以 变暖【解析】核能是不可再生能源,核反应堆是可以控制的链式反应,原子弹是不可控制的链式反应;化石能源的使用使得温室效应严重,新能源可以缓解这个问题。(2) 【答案】小于 惯性【解析】排出水后重力减小,使其小于浮力则艇可以上升,但先下降一会以后才能上升,是因为艇具有惯性。(3) 【答案】5.1510 5 4【解析】由图像可知 75 s 时,深度 h=50 m,将其代入液体压强公式 P= gh,直接求解即可。由图像可知,上浮过程由
21、50 s100 s 完成,路程为 100 m,则上浮速度可求。16. 【答案】3 600 5【解析】根据称重法可知 F 浮 =G-F 粒 =5 N-2 N=3 N,由阿基米德原理公式可得, V 排 = =浮水 =310-4m3=300 cm3.因为小球一半浸入水中,所以 V 物 =2V 排31.0103/310/8=2300 cm3=600 cm3.当小球一半体积浸入时,受到的浮力是 3 N,若全部浸入,则受到的浮力是 6 N,因为此时浮力大于重力,所以小球会上浮,最终漂浮在水面,此时受到的浮力等于小球重力,为 5 N17. 【答案】大于 等于【解析】由题图可知处于漂浮状态的木块 A 和金属块
22、 B 在甲、乙两种情况中受到的浮力都等于它们的总重力,由此可知甲、乙两种情况中 A、 B 两物体受到的浮力相等;根据浮力公式F 浮 = 水 V 排 g 可知, A、 B 两物体排开水的体积相同,由图可知,乙种情况中排开水的体积包括金属块 B 排开水的体积,所以甲种情况中 A 排开水的体积大于乙种情况中 A 排开水的体积,所以甲种情况中木块 A 受到水的浮力大,即 F 甲 大于 F 乙 ;甲、乙两种情况中水的体积相同,A、 B 排开水的体积相同，所以甲、乙中水深相同，由液体压强公式 p= gh 可知,容器底部受到水的压强相等,即 甲 等于 乙 。18. 【答案】0.610 3 等于【解析】木块漂
23、浮所以 F 浮 G， 水 g v 木 木 gv， 木 水35 35 103 kg/m30.610 3 kg/m3。根据图示可知，木块在水中和酒精中都处于漂浮状态，浮35力都等于重力；又因为浮力等于水或酒精对木块下表面的压力，由于木块的重力不变，所以 水 酒 。19. 【答案】= 【解析】牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以 m 甲 =m 乙 ;甲下沉, F 浮 G,乙漂浮, F 浮 =G,所以 F 甲 F 乙 ;由 F 浮 = 水 gV 排 可得, V 排甲 V 排乙 ;所以 h 甲 h 乙 ,由 p= 水 gh 得 p 甲 p 乙 。20.(1) 【答案】物体 A 的质量mA= AVA=0
24、.8103 kg/m320 m3=1.6104 kg.物体 A 受到的浮力F 浮 =GA=mAg=1.6104 kg10 N/kg=1.6105 N.(2) 【答案】 V 排 =浮水 =1.61051.0103/310/=16 m3,取出的那部分物体的质量m1= A排2=0.8103 kg/m3 16 m12=6.4103 kg.(3) 【答案】物体减小的质量G1=mg=6.4103 kg10 N/kg=6.4104 N,减小的压强p=19=6.4104102=6 400 Pa.21.(1) 【答案】 A 的重力为： GA mAg(1 分)5.6 kg10 N/kg56 N(1 分)(2) 【
25、答案】水对阀门 B 的压强为：pB 水 ghB(1 分)1.010 3 kg/m310 N/kg(0.18 m0.02 m0.16 m)3.210 3 Pa(1 分)水对阀门 B 的压力为： FB pBSB(1 分)3.210 3 Pa7.5103 m224 N(1 分)(3) 【答案】 A 的浮力为： FA浮 FB GA24 N56 N80 N(2 分)(4) 【答案】由 FA浮 水 gVA排 得 A 排开水的体积为： VA排 水水 8010103/310/810 3 m3SA排排810330.180.02510 2 m2(1 分)VA SAhA510 2 m20.18 m910 3 m3(1 分)所以 A 的密度为： A 0.6210 3 k 想 g/m3(1 分) 5.69103322.(1) 【答案】0 .28(2) 【答案】大(3) 【答案】2、4 和 5(4) 【答案】物体排开液体的体积和液体的密度(5) 【答案】质量(6) 【答案】重力 质量
