34阿基米德原理的应用、浮力大小的计算(教师版).docx
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1、初中物理自主招生讲练34阿基米原理的应用、浮力大小的计算一.阿基米德原理的应用(共35小题)1 .把一金属块浸没在盛有酒精的杯中时(p酒精=08gcr),从杯中溢出16g酒精,若将该金属块浸没在盛满水的杯中时,从杯中溢出水的质量是()A.一定是20gB.可能是16gC.一定是16gD.可能是24g答案与解析:(1)若原来盛满酒精,金属块在酒精中受到的浮力: :金属块浸没在盛有酒精的杯中, 金属块的体积V=V持酒鞘=m排酒精P酒精 若将该金属块浸没在盛满水的杯中时。V扑水=V,,溢出水的质量m滋水m排水=P水V=P水X挂亘道_=1gcmX20g。P酒精0.8gcm3(2)若原来盛满酒精的杯中没有
2、盛满酒精,金属块的体积大于溢出酒精的体积; 将该金属块浸没在盛满水的杯子中,金属块排开水的体积等于金属块的体积, 金属块排开水的质量一定不是20g,应比20g还要大,可能为24g。故选:D。2.一个足够大的烧杯中盛有盐水,在放入冰块后,容器中的液面如图所示,当冰块完全熔化后()A.液面高度不变B.液面降低C.液面升高D.无法确定答案与解析:(1)冰块漂浮在水面上,所以,Fif=G派,P盐水gV排=P冰gV冰,V拌=-_生P盐水(2)冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以,m冰=m水,P冰V冰=P水V水,V水P冰V冰P水(3) Vp藏水p水,.V水V扑,若冰完全熔化,杯中液面上升。故选:Co3
3、 .潜水员从水下15m的地方上浮到距水面Im的地方,则潜水员所受的浮力和压强()A.压强和浮力都将变大B.压强和浮力都将变小C.压强减小,浮力不变D.压强不变,浮力变小答案与解析:根据阿基米德原理F浮=P液gV排:物体浸没在水中,无论深度如何,V排不变,水的密度不变,F浮不变。液体压强公式P=P液gh表明了物体受到的压强只与液体的密度和深度有关,与其他因素无关,深度减小,所以压强变小。故选:Co4 .如图所示,在底面积是Sl的圆柱形容器中,注入深为h的水后,再把一横截面积为S2的金属圆柱体立于容器中,若圆柱体露出水面,容器中水不溢出。则下列说法中正确的A.水对容器底部的压力为FJR=P尔ghS
4、B.水对容器底部的压强为P=P水gSh(SlS2)C.金属圆柱体所受的浮力为F浮=P水gS2h(Si-S2)D.水对容器底部的压力为F压=P水gSh(Si-S2)答案与解析:容器中水的体积=hXS,放入圆柱体后水深为Sih,sis2V1f=S2hS1F浮=PgV排=PghS2S(Si-S2),,水对容器底部的压强为P=P水gSh(Si-S2),又放入圆柱体后,它受到的水的浮力,同时也会对底面产生相应的压强,水对容器底部的压力为F压=P水ghS+F浮,选项A、C、D均错误,只有选项B符合题意。故选:Bo5 .若给你一只弹簧秤、一杯水、细线和一个金属块,你能完成下列四种实验中的哪几种?测金属块的质
5、量;测金属块浸没在水中的浮力;金属块的体积;测金属块的密度。A.B.C.D.答案与解析:利用弹簧秤可以直接测出物体的重力,结合公式G=mg的变形公式m=gg可以求解金属块的质量m;把金属块用细线悬挂在弹簧秤上,将金属块完全浸没在杯内的水中,此时弹簧秤示数变小,根据弹簧秤的示数差可求金属块浸没在水中的浮力FP水作为已知条件,可测出金属块,F淳由阿基米德原理:F浮=P水gV“可得:Vj=P水g的体积V=V排;已测得金属块的质量为m,根据密度公式可得:P=典,则金属块的密度可得。V因此所给的四个条件都能用所给的实验器材测出,故选D。6 .如图所示,某工地用固定在水平工作台上的卷扬机(其内部有电动机提
6、供动力)提升水中的物体,其输出功率始终为1500W.物体未露出水面前,以L5ms的速度被匀速提升,卷扬机对绳子的拉力为Fi,卷扬机对工作台的压力为N1.物体离开水面后,仍被匀速提升,卷扬机对绳子的拉力为F2,卷扬机对工作台的压力为N2已知Fl:F2=I:6,Ni:N2=I:2.g取10Nkg不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,则下列说法正确的是A.卷扬机的质量为40OkgB.物体的密度为6.0Xl()3kgm3C.物体露出水面前受到的浮力为100OND.物体离开水面后的运动速度为9ms答案与解析:物体未露出水面前,VP=Fivi=Fi1.5ms=1500W,AFi=100ON,卷扬机对绳子的拉力:Fl
7、=G物-F浮=m物g-p水V持g=m勒g-p水Vg,卷扬机对工作台的压力:Nl=G机+F1;物体离开水面后,VFi:F2=l:6,Fi=100ON,F2=6000N,卷扬机对绳子的拉力:Fi=G物=m轲g,卷扬机对工作台的压力:Ni=G机+F2,A、VNi:N2=l:2,即:(G机+F):(G机+F2)=1:2,(G机+1000N):(G+6000N)=1:2,卷扬机重:G机=4000N,卷扬机的质量:m机=fjL=400ON=400kg,故A正确;g10NkgB、VFi:F2=l:6,即(m物g-p水V物g):m4jjg=l:6,.1_p水V物g_11,m物g6物体的密度:P物=2p水=1.
8、2Xl3kgm3,故B错;5C、物体露出水面前受到的浮力:F浮=F2-F=6000N-IOoON=5OOON,故C错;D、*/P=F2V2=6000NV2=1500W,V2=.25ms,故D错。故选:Ao7.如图所示,装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为Fi,当把石块卸入水中后,小船所受浮力为F2,池底对石块的支持力为N,这时()-AZ-F1-F2,故D错误。故选:Ao8 .一艘漂浮在小水池上的小船,一人进行如下操作时,能使池中水面升高的是()A.将船上的铁块投入水中B,将水中的石块捞入船中C.从水面捞木块入船中D.将池中的水装一些入船中答案与解析:物体的重力为G,在水中排开水的体积为V排,
9、捞到船上后漂浮在水面排开水的体积为V排,铁块浸没在水中时,V扑=V=-,漂浮时G=F浮=P4P水,P水g则V拌vff,将船上的铁块投入水中,水面下降;同理石块浸没在水中时,V排=V=_G,漂浮时G=F浮=PgV抹,所以Vtn=Pg,由于pp水,P水g则V/Vll,将水中的石块捞入船中,水面上升;木块漂浮在水面上时和捞到船上后,所受浮力相同等于木块的重力,排开水的体积相等;水悬浮在水中时和捞到船上后,所受浮力相同等于水的重力,排开水的体积相等。水、木块放到船上后,水面高度不变。故选:Bo9 .如图所示,体积为IXIo-3n3,材料相同的两个金属体,分别连接在弹簧的一端,弹簧的另一端固定在容器的底
10、部。甲图装置内是水,弹簧对球向上的弹力为79N,乙图装置内是某种液体,弹簧对球向上弹力为81N,则该种液体的密度为(g10NKg)()Iil圉A.7.9IO3KgZm3B.8.1103Kgm3C.0.8103Kgm3D.0.2XlO3KgZm3答案与解析:小球受到重力、弹力以及浮力作用,而弹力大小等于重力与浮力的差;在水中时,小球的重力G=F浮水+F抻水=P水gV扑+F第水=100okgnX10NkgXlX103m3+79N=89N,在某种液体中,小球所受的浮力F泞液=G-F冲液=89N-81N=8N,所以液体的密度P=F浮逐=郎=0.8103kgm3,.gV10Nkgl10m故选:Co10
11、.如图所示,B、C是体积均为IOCm3的实心铝块。当B浸没在水中时,木块A恰能在水平桌面上向左匀速运动。若用铝块D替换C,使A在桌面上向右匀速运动,则D的质量应为(P令;=2.7gcn,铝块B始终在水中,水与B之间的摩擦以及滑轮处的摩擦均忽略不计)()A.17gB.IOgC.7gD.27g答案与解析:当木块A在水平桌面上向左匀速运动时,其受摩擦力水平向右。根据二力平衡条件:Gc=f+GB-F浮B、C是体积相同的实心铝块,所以GB=Gc所以f=F浮。当木块向右做匀速运动时,其受摩擦力水平向左。根据二力平衡条件:GD+f=GB-F浮Gd=Gb-F浮-f又因为f=F浮所以GD=GB-2F浮即mDg=
12、ps;gV-2p水gVB则mD=p铝VB_2pjp油PNPM,则GMVGn;FnFm(填“V或“=”)o答案与解析:(1)Y小球静止,F拄=F浮-G,即:Fm-Gm=Fn-Gn,.F浮=P水V推g,G=P物Vg,.,.(P水-PM)gVM=(P油-PN)gVN,Vp水p油pNpM,:(P水pM)(P油pN),VmpM,Gm.*.FnFmo故答案为:V;。18 .如图所示,面积较大的水池内水深为H,水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体物块,物块的一半体积浸在水中。现用力将木块缓慢地压入水中直到池底,则从木块刚好浸没水中开始到最终压在池底的过程中,池中水的能量增加了2me池-a)。答案与解析:F
13、浮=P水gV捅=P木g工V物=G=mg,2-P水g工V物=mg2P*a3=2,木块完全浸没后的浮力F浮1=P水gV”=P水gV物=P木ga3=2mg;手对木块的压力F=F浮-G=2mg-mg=mg木块下移距离h=H-a压力F做的功W=Fh=mg(H-a),同时木块由水面下降了Ha,所以势能减少了E=mg(H-a),由此分析可知:压力F对木块做的功和木块下降减少的能量全部用于增加池中水的能量,所以4E=W+E=2mg(H-a)。故答案为:2mg(H-a)。19 .如图所示,是一条小鱼在吐气泡,气泡上升过程中,浮力将变大,压强将变小。答案与解析:气泡上升时,h变小,由P=Pgh得:气泡外液体的压强
14、P变小,会使气泡的体积变大;气泡的体积变大,排开水的体积变大,由F浮=P水VyIlg得:气泡受到水的浮力变大。故答案为:大;小。20 .龙芳同学将一重4.0N的金属筒容器,开口向上放入水中,有工的体积露出水面:如在3筒内装入IoOCm3的某种液体后,金属筒的红的体积没入到水中;则金属筒的容积是126104m3(筒壁厚度不计),装入金属筒内液体的密度是1.5Xl()3kRm3。答案与解析:(1)金属筒漂浮,F浮=G筒=4N。由F浮=P水V水g得:V排=字=典=4104m3,P水gl103kgm3IONZkgV排Q则V简=-=-4104m3=6104m3oH2(2)装入液体后的浮力:F浮=p水筒=
15、IXlO3kg11X10N/KgXmX6.0X10r113=5.5N,装入液体后的浮力等于金属筒重力加上液体重力,所以:G液=F浮G筒=5.5N4N=1.5N,筒内液体的密度p=-=与粤=L5103kgm3oV液g10010m10Nkg故答案为:6104;1.5103kgm21 .不溶于水的实心球重12N,体积为1.5dm3,若把它轻轻地放入足够大且装满了水的桶里,静止时,球受到的浮力的大小为12N:从桶中溢出的水的质量的大小为2kg.(取g=10Nkg)答案与解析:(I)若实心球浸没在水中,则它受到的浮力:F浮=P液gV排=1.0Xl()3kgm3i0NkgX1.5Xl(3m3=i5N因15
16、N12N,即F浮G球,故实心球静止后将漂浮在水面上,则所求浮力F浮=G球=12No(2)因为实心球静止后漂浮在水面上,则G球=F净=m排g,所以溢出的水的质量m滋=m排=E=理=1.2kgog10Nkg故答案为:12;1.2。22 .把一个质量为1kg、体积为2dn的物体抛入足够宽和深的水中,则物体稳定后受到的浮力为9.8N(取g=9.8Nkg)答案与解析:G=mg=lkgX98Nkg=9.8N,物体浸没在水中,受到的浮力为:F浮=P液gV排=LOXlo3kgm39.8NkgX2X10-3m3=19.6N,物体浸没在水中时,F浮G,所以物体上浮到液面,漂浮在水面上,所以,F浮=G=9.8N故答
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