阿基米德原理习题及详解

-1-一、选择题1.如图所示，在研究浮力的大小时，将浮于水面的盆子慢慢向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多。根据以上事实，下列猜想最符合研究目的是（）A.用力越大，物体排开水的体积越大B.液体密度越大，物体所受浮力越大C.物体排开水越多，所受浮力越大D.物体的体积越大，所受浮力越大2.如图所示，某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中，当饮料罐全部浸入在水中后，继续向下压一段距离，共用时𝑡0，此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下列图中的（）ABCD3.将两个物体同时浸没到某一液体中，结果它们受到的浮力是相等的，这说明它们必有相同的（）A.密度B.质量C.形状D.体积4.“五•一”黄金周，小刚和妈妈到苏马湾旅游．小刚潜入海底观光，在水面下不断下潜的过程中，他受到的浮力变化情况是（不考虑海水密度的变化）（）A.浮力逐渐变大B.浮力逐渐变小C.浮力保持不变D.浮力先变大后变小5.重为15𝑁的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10−4𝑚3的水．则此物体是（）A.浮在水面上B.沉到水底C.悬浮在水中D.以上几种情况都有可能6.质量相等的木块和铁块，分别放入足够多的水和水银中，(𝜌水银𝜌铁𝜌水𝜌木)，静止后受到的浮力最小的是（）A.放入水中的木块B.放入水中的铁块C.放入水银中的木块D.放入水银中的铁块7.有一个实心物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的示数为10𝑁；当把物体有23体积浸入水中时，测力计的示数为4𝑁．把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时，物体受到的浮力是（）A.4𝑁B.8𝑁C.9𝑁D.10𝑁8.有一块冰漂浮在一杯浓盐水中（冰的密度是0.9×103𝑘𝑔/𝑚3，浓盐水密度是1.1×103𝑘𝑔/𝑚3），如果冰块全部熔解后，液面将（）A.上升B.下降C.不变D.无法判断9.两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把质量相等体积不同的𝐴、𝐵两个实心小球放入甲液体中，两球沉底；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是（）-2-A.小球𝐵排开甲液体质量小于小球𝐴排开乙液体的质量B.在甲液体中容器底对小球𝐴的支持力等于对小球𝐵的支持力C.小球𝐴在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力D.小球𝐴排开甲液体质量小于小球𝐵排开乙液体的质量10.两个完全相同烧杯，盛有水，置于托盘天平上时，横梁平衡，如图所示．当在左盘杯内慢慢地将一个吊着的小球浸入杯内水中，但球不碰到杯子，则天平（）A.仍然保持横梁平衡B.左盘向下，横梁不平衡C.左盘向上，横梁不平衡D.无法判断是否平衡11.一长方体铁块按图所示，从下表面与液面刚刚接触时的𝑎处下放至图中𝑏处．能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小𝐹浮与铁块下表面浸入液体深度ℎ浮关系的图象是（）ABCD二、填空题12.如图所示，把一个边长为10𝑐𝑚的正方体放入水中，静止时，木块有35的体积浸入水中，此时木块受到的浮力是________𝑁．(𝜌水＝1.0×103𝑘𝑔/𝑚3)13.相同体积的木块、铁块和铜块(𝜌铜𝜌铁𝜌木)，同时投入水银中，它们静止时所受的浮力分别是𝐹1、𝐹2、𝐹3，则𝐹1________𝐹2________𝐹3．（填“大于”、“小于”或“等于”）14.同样重的实心铅球和铁球都浸没在水中，________受到的浮力大一些．（已知：𝜌铅𝜌铁）15.某物体的体积为4×10−3米3，当把它浸没在水中时，它所受的浮力为________牛，方向________；若该物体重为20牛，则物体所受重力和浮力的合力大小为________牛。16.同一金属球放在液体中的情况如图所示，金属球所受浮力大小分别为𝐹1、𝐹2、𝐹3，则𝐹1、𝐹2、𝐹3的大小关系是________．(𝜌盐水𝜌水)17.如图所示，石块受到的重力为________𝑁，受到的浮力为________𝑁，排开水所受到的重力为________𝑁．从这个实验中得出的结论是：________，这便是著名的________原理．-3-18.一密度𝑝=0.75×103𝑘/𝑚3的物块漂浮在水面静止时，露出水面的体积为𝑉1=12𝑐𝑚3，该物块的体积为________𝑐𝑚3：将露出部分截去后，剩余部分再次漂浮在水面，此时露出水面的体积𝑉2=________𝑐𝑚3．19.人们常用“冰山一角”来形容事物已表露出来的只是整个问题的很小一部分，而更多的还隐藏在背后．体积为𝑉的冰山漂浮在纯水中时，露出水面部分的体积为________𝑉．(𝜌冰=0.9×103𝑘𝑔/𝑚3)三、解答题（20.体积为2×10−3米3的金属小球浸没在水中。求：（1）小球排开水的体积𝑉排。（2）小球受到的浮力𝐹浮。21.把一石块挂在弹簧测力计下，称得重为10𝑁，把它全部浸没在水中，弹簧测力计的示数是6𝑁．求：（1）石块受到的浮力；（2）石块的体积；（3）石块的密度．(𝑔=10𝑁/𝑘𝑔)23.如图所示，体积为𝑉=200𝑐𝑚3的木块用一根重力不计的绳子系在容器底部，容器中盛有足够量的水，木块在绳子拉力的作用下未能浮出水面，完全浸没在水中，已知木块的密度𝜌木=0.6×103𝑘𝑔/𝑚3，水的密度𝜌水=1.0×103𝑘𝑔/𝑚3，且𝑔=10𝑁/𝑘𝑔．求：（1）木块此时受到的浮力．（2）绳子受到的拉力．（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积．-4-四、实验探究题25.做“验证阿基米德原理”的实验中，小华用图（𝑎）所示的溢水杯和小桶收集石块排开的水，他的实验过程分别如图（𝑏）、（𝑐）、（𝑑）、（𝑒）所示．（1）图（𝑐）所示是小华在使用________测量石块所受的________．（2）若图中四个测量值𝐹1、𝐹2、𝐹3、𝐹4满足关系式________，该原理将得到验证．（3）以下关于实验过程中的操作会影响验证结果的是（）A.图（𝑎）中溢杯内未盛满水B.图（𝑏）中小桶内有少量水C.图（𝑑）中石块未浸没水中26.同学们利用如图所示的实验装置探究“浮力的大小与物体排开液体的体积的关系”，实验中物体排开液体的体积可由物体上的刻度线显示出来，小刚通过实验得到了表一中的实验数据：表一实验次数酒精的密度𝜌/𝑘𝑔𝑚−3物体排开液体的体积𝑉/𝑐𝑚3物体的重力𝐺/𝑁测力计的示数𝐹/𝑁浮力𝐹浮/𝑁10.8×1034021.70.325021.60.436021.50.5（1）分析表一中的实验数据，小刚得出的实验结论是：________．（2）小刚和小涵进行交流时发现，小涵虽然和自己得出了相同的实验结论，但实验中使用的液体和记录的实验数据并不完全一样．表二为小涵记录的实验数据：-5-表二实验次数水的密度𝜌/𝑘𝑔𝑚−3物体排开液体的体积𝑉/𝑐𝑚3物体的重力𝐺/𝑁测力计的示数𝐹/𝑁浮力𝐹浮/𝑁11×1034021.60.425021.50.536021.450.6他们对两人的实验数据进行综合分析后，又发现了一个新的结论：________．（3）在对比两人的数据时他们还发现，即使在不同液体中，物体也能受到一样大的浮力．而且浮力大小相等时，酒精的密度小，排开酒精的体积就大；水的密度大，排开水的体积就小．受此启发，小涵提出了关于浮力大小的一个新的猜想：________相等．（4）于是，两人又用如图所示装置进行了多次实验，发现每次实验时弹簧测力计的四个示数𝐹1、𝐹2、𝐹3、𝐹4之间都存在一个规律，能验证小涵的新猜想是正确的．请你写出他们发现这个规律的数据处理过程．-6-参考答案与试题解析2019年7月15日初中物理一、选择题（本题共计11小题，每题3分，共计33分）1.【答案】C【解答】物体排开水的体积与物体所受的外力无关，所以𝐴错；将浮于水面的盆子慢慢向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多，盆子排开水的体积增大，盆子受到的浮力增大，所以𝐵、𝐷错，𝐶正确。2.【答案】A【解答】解：一开始漂浮在水面不开口的饮料罐，有浮力，根据公式𝐹浮=𝜌𝑔𝑉排可知，排开水的体积一定时，受到的浮力将不再变化；在𝐴中，表示一开始就受到浮力作用，然后浮力逐渐增加，最后保持不变，符合题意；在𝐵中，表示物体逐渐浸没，所受浮力逐渐变大，最后不变，不合题意；在𝐶中，表示物体完全浸没后，不管怎样移动，排开水的体积不再变化，受到的浮力保持不变，不合题意；在𝐷中，表示物体受到的浮力逐渐增加，不合题意．故选𝐴．3.【答案】D【解答】解：由题知，两个物体在水中所受浮力相等，∵𝐹浮=𝜌液𝑔𝑉排，𝜌液相同，∴两个物体排开液体的体积相等，∵物体浸没在液体中，∴𝑉排=𝑉物，∴两个物体的体积相等．故选𝐷．4.【答案】C【解答】解：小刚在水面下不断下潜的过程中，海水的密度𝜌海水不变∵𝐹浮=𝜌海水𝑣排𝑔，排开水的体积不变，∴游客受到的浮力不变．故选𝐶．5.【答案】B-7-【解答】解：物体受的浮力：𝐹浮=𝜌𝑔𝑉排=1×103𝑘𝑔/𝑚3×10𝑁/𝑘𝑔×5×10−4𝑚3=5𝑁；∵𝐺𝐹浮；∴物体沉到水底．故选𝐵．6.【答案】B【解答】解：质量相同的铁块与木块，由于𝜌水银𝜌铁𝜌水𝜌木，所以放入水中的木块、放入水银中的木块和放入水银中的铁块都是漂浮状态，其浮力等于重力，放入水中的铁块处于下沉状态，其浮力小于重力，故放入水中的铁矿受到的浮力最小．故选𝐵．7.【答案】C【解答】解：把物体23体积浸入水中时，测力计的示数为4𝑁，浮力𝐹浮=𝐺−𝐹=10𝑁−4𝑁=6𝑁；根据阿基米德原理𝐹液=𝜌水𝑔𝑉排可知，物体全部浸没水中时浮力𝐹浮′=32𝐹浮=32×6𝑁=9𝑁；浮力𝐹浮小于物体的重力𝐺，故物体下沉，直至沉入水底．物体此时受到的浮力：𝐹浮′=9𝑁．故选𝐶．8.【答案】A【解答】解：冰块漂浮在水面上，所以，𝐹浮=𝐺冰，𝜌盐水𝑔𝑉排=𝜌冰𝑔𝑉冰，则𝑉排=𝜌冰𝑉冰𝜌盐水；冰熔化成水之后，状态变化，质量不变，所以，𝑚冰=𝑚水，即𝜌冰𝑉冰=𝜌水𝑉水，则𝑉水=𝜌冰𝑉冰𝜌水；因为𝜌盐水𝜌水，则𝑉水𝑉排，所以液面上升．故选𝐴．9.【答案】A-8-【解答】𝐴、𝐵两球的质量相同，由𝐺=𝑚𝑔可知，两球的重力相同，即𝐺𝐴=𝐺𝐵；由图乙知，在乙液体中，𝐴球漂浮，则𝜌𝐴𝜌乙；𝐵球下沉，则𝜌𝐵𝜌乙，所以两球的密度𝜌𝐴𝜌𝐵，由𝜌=𝑚𝑉可得两球体积𝑉𝐴𝑉𝐵。𝐴、由图知，𝐵球在甲液体中沉底，𝐵球受到甲液体的浮力𝐹浮𝐵=𝐺排甲𝐺𝐵；𝐴球在乙液体中漂浮，𝐴球受到乙液体的浮力𝐹浮𝐴=𝐺排乙=𝐺𝐴；因为𝐺𝐴=𝐺𝐵，所以𝐺排甲𝐺排乙，则可知小球𝐵排开甲液体质量小于小球𝐴排开乙液体的质量，故𝐴正确；𝐵、由图甲知，𝐴、𝐵球在甲液体中都沉底，因为𝐺=𝐹支+𝐹浮，所以受到的支持力𝐹支=𝐺−𝐹浮；因为𝑉𝐴𝑉𝐵，则𝑉𝐴排𝑉𝐵排，𝐹浮=𝜌甲𝑉排𝑔，所以𝐹浮𝐴𝐹浮𝐵；又因为𝐺𝐴=𝐺𝐵，所以受到的支持力𝐹支𝐴𝐹支𝐵，故𝐵错；𝐶、由图知，𝐴球在甲液体中沉底，𝐴球受到甲液体的浮力𝐹浮甲𝐺𝐴；𝐴球在乙液体中漂浮，𝐴球受到乙液体的浮力𝐹浮乙=𝐺𝐴；所以𝐹浮甲𝐹浮乙，即小球𝐴在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中的浮力，故𝐶错；𝐷、由图知，𝐴球在甲液体中沉底，𝐴球受到甲液体的浮力𝐹浮𝐴=𝐺排甲𝐺𝐴；𝐵球在乙液体中沉底，𝐵球受到乙液体的浮力𝐹浮𝐵=𝐺排乙𝐺𝐵；因为𝐺𝐴=𝐺𝐵，所以𝐺排甲、𝐺排乙都小于同一个值，无法比较其大小，则无法比较小球𝐴排开甲液体质量和小球𝐵排开乙液体的质量，故𝐷错