1、第十章 浮力第2节 阿基米德原理知识能力全练知识点一 浮力的大小1.(2021江西南昌一模)如图所示，为了验证“阿基米德原理”，小昌做了如下实验。(1)向自制溢水杯中注水，使水面恰好与出水口_。(2)该实验漏掉一个步骤，请写出该步骤E的内容：_。此时弹簧测力计的示数是F4。(3)为减小误差，A、B、C、D、E操作的合理顺序应该是_(按顺序填写序号)(4)若F1、F2、F3、F4之间满足关系_=_，则说明“阿基米德原理”成立。(5)验证出“阿基米德原理”后，小昌为了探究浮力的大小跟物体形状是否有关时，将橡皮泥放入盛水的烧杯中，橡皮泥沉至杯底，又将橡皮泥捏成小船形状放入水中，发现其漂浮在水面上，她
2、认为：浮力的大小与物体的形状有关。你认为她的观点_(选填“正确”或“不正确”)，理由：_知识点二 阿基米德原理2.(2021广东深圳宝安模拟)如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断减小的阶段是( )A.B.C.D.3.(2021安徽模拟)用弹簧测力计称一个体积为510-4m3的物体的重力是8N,当它浸没在某液体中时，弹簧测力计的示数是4N,则该液体的密度是_kg/m3。(g=10N/kg)4.(2021独家原创试题)探空气球是主要用于把探空仪器带到高空进行温度、大气压力、湿度、风速风向等气象要素测量的气球。如图所示的探空气球体积为5m3,质量为3kg,其携带的探空
3、仪器质量为2kg,则科研人员至少需要多大的拉力才能不让探空气球提前升空？(已知空气=1.29kg/m3,g=10N/kg)三年模拟全练5.(2021福建福州闽侯期中，16，)将金属块浸没在某液体中，如图甲所示。将金属块缓缓竖直提起过程中，拉力F随提起高度h变化的关系图像如图乙。不考虑液面变化，则(g取10N/kg)( )A.金属块的质量是20gB.金属块的高度是4cmC.金属块的密度为2.67103kg/m3D.浸没时，金属块受到的浮力为0.15N6.(2021湖北模拟，17，)用如图所示实验装置验证阿基米德原理。当物块浸入装满水的溢水杯中时，水会流入空桶，回答下列问题：(1)如图所示，当物块
4、浸入装满水的溢水杯中时，水对溢水杯底部的压强将会_(选填“变大”“不变”或“变小”)。根据图中数据可知，实验中物块所受浮力是_N,排开水的重力是_N。(2)如果实验前溢水杯未装满水，实验测得的_(选填“浮力”或“排开水的重力”)将会_(选填“偏大”或“偏小”)。(3)若换用酒精代替水进行实验，则F3的大小将变为_N(g取10N/kg,水=1103kg/m3,酒精=0.8103kg/m3)。7.在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求：(g取值1
5、0N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)(1)浸没时，圆柱体受到的浮力？(2)圆柱体的密度是多少？(3)该圆柱体的底面积为多少？五年中考全练8.(2021广西贵港中考，2，)2020年11月28日上午8时30分许，随着一阵汽笛声响，在马里亚纳海沟结束科考任务的“探索一号”科考船，搭载成功实现10909米坐底纪录的“奋斗者”号胜利返航，若海水密度为1.03103kg/m3,“奋斗者”号在海面下下潜的过程中，下列说法正确的是( )A.“奋斗者”号受到的海水的压强不变，受到的海水的浮力不变B.“奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力不变C.“奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水
6、的浮力变大D.“奋斗者”号受到的海水的压强变小，受到的海水的浮力变小9.质量相等的甲、乙两物体的密度分别为2g/cm3和3g/cm3,现分别用弹簧测力计钩住使之浸没在水中，弹簧测力计测得的示数之比是_。10.如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲)；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)；测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙)；将小桶中的水倒出，测出小桶所受的重力G2(图丁)；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
7、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)物体没有浸没在水中，_(选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。核心素养全练11.(2021江苏南通模拟)2020年7月通车的沪苏通长江大桥在施工时，要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示，假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中，在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(g取10N/kg,江水密度水=1.0103kg/m3)。(1)构件的边长为_m,密度为_kg/m3,所受的最大浮
8、力为_N；(2)当构件的下表面距江面4m深时，构件上表面受到江水的压强为_Pa。12.学习了密度和浮力的相关知识后，某学校综合实践活动小组利用弹簧测力计、合金块、细线、已知密度的多种液体、笔、纸等，设计改装成一支密度计。他们的做法是：在弹簧测力计下面挂一个大小适度的合金块，分别将合金块浸没在水和煤油中，静止时弹簧测力计示数如图所示，在弹簧测力计刻度盘上标上密度值。再将合金块分别浸没在不同的校验液体中，重复上述操作，反复校对检验。这样就制成一支测定液体密度的“密度计”。(g=10N/kg,煤油=0.8103kg/m3)(1)求合金块的密度；(2)利用学过的公式原理，从理论上分析推导说明，待测液体
9、的密度和弹簧测力计的示数的关系式。指出改装的密度计刻度是否均匀？改装后密度计的分度值是多少？决定密度计量程大小的关键因素是什么？(3)计算说明密度为2.0103kg/m3的刻度应该标在弹簧测力计的哪个位置？【参考答案及解析】第2节 阿基米德原理知识能力全练1.【答案】(1)相平 (2)测量固体放入水中前的重力 (3)DEABC (4)F4F1 F2F3 (5)不正确 没有控制排开水的体积相同【解析】(1)为得出物体排开水的重力，向自制溢水杯中注水时应使水面恰好与出水口相平；(2)由图示可知，该实验漏掉的一个步骤是用弹簧测力计测出物体的重力；(3)验证阿基米德原理时，先测物体的重力和空桶的重力物
10、体浸入水中、读出弹簧测力计示数测出小桶和排开水的总重力，所以合理顺序应该是DEABC；(4)由实验步骤可知，物体受到的浮力F浮=F4F1,物体排开水的重力G排=F2F3,当F4F1=F2F3时，表明物体受到的浮力等于其排开的液体的重力，则说明阿基米德原理成立；(5)小昌的观点不正确，因为探究浮力的大小跟物体的形状是否有关时，需要控制液体的密度和排开液体的体积不变，改变物体的形状，而小昌实验中没有控制橡皮泥排开水的体积相同。2.D 由阿基米德原理F浮=G排=液gV排可知，在跳水运动员跳水过程中：阶段排开水的体积不断增大，浮力逐渐增大；阶段排开水的体积不变，浮力不变；阶段运动员排开水的体积逐渐减小
11、，浮力逐渐减小。3.【答案】0.8103【解析】物体在液体中受到的浮力为：F浮=GF示=8N4N=4N；排开液体的体积：V排=V=5104m3,液体的密度：液=F浮,gV排=0810kg/m34.【答案】14.5N【解析】探空气球及仪器的总重力G总=(m球+m仪)g=(3kg+2kg)10N/kg=50N；气球受到空气的浮力F浮=空气gV排=1.29kg/m310N/kg5m3=64.5N；所以，科研人员所需的最小拉力F=F浮G总=64.5N50N=14.5N三年模拟全练5.D 由图乙可知，当金属块被完全提出液体后，弹簧测力计的拉力等于金属块的重力为0.4N,其质量m=0.04kg=40g,故
12、A错误；由图乙可知，金属块高度为h=4cm2cm=2cm,故B错误；因为不知道液体密度，无法求出金属块体积，故无法计算金属块密度，故C错误；当金属块浸没时受到的浮力为F=0.4N0.25N=0.15N,故D正确。6.【答案】(1)不变 0.5 0.5 (2)排开水的重力 偏小 (3)1.6【解析】(1)当物块浸入装满水的溢水杯中时，水的深度不变，故水对溢水杯底部的压强不变；由题图知，物块浸没在水中时受到的浮力F浮=GF3=F1F3=2N1.5N=0.5N；G排=F4G桶=F4F2=0.7N0.2N=0.5N；(2)物块放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水的体积将小于物块排开水的体
13、积，测得物块排开水所受的重力会偏小；(3)物块体积V=V排水=5105m3,则物块浸没在酒精中时受到的浮力；F浮=酒精gV排=0.8103kg/m310N/kg510-5m3=0.4N,所以若换用酒精代替水进行实验，则F3的大小为：F3=GF浮=2N0.4N=1.6N。7.【答案】(1)8N (2)1.5103kg/m3 (3)0.02m2【解析】(1)由图像可知，F浮=GF=12N4N=8N；(2)因为圆柱体浸没，所以圆柱体的体积等于排开液体的体积，即：V物V排8104m3,圆柱体的质量：m=1.2kg,圆柱体的密度：=1.5103kg/m3；(3)由图知BC段为圆柱体慢慢浸入液体直到浸没的
14、过程，BC段的距离就是圆柱体的高度，所以h=7cm3cm=4cm=0.04m,该圆柱体的底面积：S=0.02m2。五年中考全练8.B “奋斗者”号在海面下下潜的过程中，液体密度不变，深度变深，根据pgh可知，“奋斗者”号受到的压强变大，故A、D错误；“奋斗者”号浸没后，下潜过程中排开液体的体积不变，液体的密度不变，根据F浮=gV排可知，浮力不变，故B正确，C错误。9.【答案】34【解析】质量相等的甲、乙体积之比V甲：V乙=乙：甲=3g/cm3:2g/cm3=3:2；当甲、乙完全浸入水中时，弹簧测力计的示数：F=GF浮=mgF浮=pVg水gV=(水)gV,则弹簧测力计的示数之比：=3:4。10.
15、【答案】(1)GF G1G2 (2)(a)测力计的精度不够 (b)小桶中的水未倒净 (3)能【解析】(1)物体浸没在水中，受到水的浮力：F浮=GF；被排开的水所受的重力：G排=G1G2；(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)物体没有浸没在水中，按照上面的方法，能用实验验证阿基米德原理。核心素养全练11.【答案】(1)2 3103 8104 (2)2104【解析】本题结合图像，综合考查密度、压强和浮力等知识在解决实际问题中的应用。(1)从乙图中可以看出，当构件刚浸没时下降的高度为2m,则构件边长为2m；
16、由题图甲可知，开始时构件在浸入水中的过程排开的水的体积变大，所以浮力逐渐变大；当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F随h变化的图线是图乙中的，构件浸没时F浮=GF2,即：水gV排=gVF2,代入数据可得：1103kg/m310N/kg8m3=10N/kg8m31.6105N,则构件的密度为：=3103kg/m3,所受的最大浮力为F1大=水gV=1103kg/m310N/kg8m3=8104N；(2)当构件的下表面距江面4m深时，构件上表面距江面4m2m=2m,构件上表面受到江水的压强为：p=水gh=1103kg/m310N/kg2m=2104Pa。12.【答案】(1)4103k
17、g/m3(2)液=4103kg/m3F示103kg/(Nm3) 均匀 0.2103kg/m3 合金块的密度(3)2.0N处【解析】本题综合考查了称重法测浮力、阿基米德原理、密度公式等物理观念的运用以及误差分析和数据处理等学科能力。(1)根据称重法测浮力和阿基米德原理有：3.0N=G水gV=G1.0103kg/m310N/kgV；3.2N=G煤油gV=G0.8103kg/m310N/kgV；由得：V=104m3、G=4N；合金块的密度：=4103kg/m3；(2)由(1)得：F示=4N液10N/kg104m3；故待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系：液=4103kg/m3F示103kg/(Nm3)，由知，液与F示为一次函数关系，改装的密度计刻度是均匀的；由知，当F示=4N时，液=0；当F示=0时，液=4103kg/m3；04N之间有20个格，改装后密度计的分度值为：=0.2103kg/m3；由知，决定密度计量程大小的关键因素是合金块的密度；(3)把液=2.0103kg/m3代入得：F示=2.0N,即密度为2.0103kg/m3的刻度应该标在弹簧测力计的2.0N位置处。
