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第2节阿基米德原理第十章浮力1．(2016·邹平)如图所示，在研究浮力大小时，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的是()A．用力越大，物体排开水的体积越大B．液体的密度越大，物体所受浮力越大C．物体的体积越大，物体所受浮力越大D．物体排开水越多，物体所受浮力越大D2．(2016·南平)如图所示，压在杯底的乒乓球，上浮时会弹离水面。下列说法正确的是()A．乒乓球上浮过程中，受到的浮力始终不变B．乒乓球弹离水面后上升，是由于水的浮力作用C．乒乓球上浮过程中，水对杯底的压强始终不变D．乒乓球上浮过程中，水对杯底的压强先不变，后减小D解析：乒乓球在上浮过程中，先是全浸入水中的上升过程，此过程排开水的体积不变，由F浮＝ρ水V排g可知受到的浮力不变；然后是露出水面到脱离水面，此过程排开水的体积变小，由F浮＝ρ水V排g可知受到的浮力变小；所以乒乓球在上浮过程中，受到的浮力先不变、后变小，A错误；乒乓球弹离水面后不再受浮力作用，乒乓球因为惯性而继续上升，B错误；乒乓球上浮过程中，先是全浸入水中的上升过程，此过程排开水的体积不变，水的深度不变，由p＝ρgh可知水对杯底的压强不变；然后是露出水面到脱离水面，此过程排开水的体积变小，水的深度变小，由p＝ρgh可知水对杯底的压强变小；所以乒乓球在上浮过程中，水对杯底的压强先不变、后变小，C错误，D正确。故选D。3．“094型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇，当它从深海中上浮而未露出水面的过程中，它受到海水的()A．压强减小，浮力不变B．压强和浮力都不变C．压强减小，浮力减小D．压强增大，浮力增大解析：由题知，潜艇在海水中上升，所处深度h变小，排开海水的体积V排不变，F浮＝ρ海水V排g，因此潜艇受到海水的浮力不变；由公式p＝ρgh，潜艇受到海水的压强减小，故选A。A4．有一金属球重力为13.5N，体积为5×10－4m3，将其浸没入盛满水的容器内，则会溢出____kg的水，金属球受到的浮力是____N。(g取10N/kg)解析：金属球排开水的质量为m排＝ρ水V排＝1.0×103kg/m3×5×10－4m3＝0.5kg；受到的浮力为F浮＝G排＝m排g＝0.5kg×10N/kg＝5N。0.555．在探究“浮力的大小等于什么”的实验中，有如图所示的四个步骤，则正确的操作顺序应该是_________________。②①④③解析：验证阿基米德原理的实验过程是②用弹簧测力计测出小桶的重1N；①用弹簧测力计测出固体的重4N；④在溢水杯中盛满水，将固体慢慢浸入水中，记下拉力，固体受到的浮力为4N－3N＝1N，同时使溢出的水流入小桶；③用弹簧测力计测出小桶和溢出的水的总重2N，排出的水重为2N－1N＝1N。故固体受到的浮力等于排开的水受到的重力。6．一位跳水运动员从他刚接触水面到逐渐浸入水面以下的过程中，所受到的浮力F和水对他的压强p随深度h变化关系的图象如图所示，其中正确的是()A解析：跳水运动员从刚接触水面到逐渐浸入水面以下的过程中，V排先变大后不变，水的密度不变，根据F浮＝ρ水gV排可知所受浮力先变大后不变，A正确、B错误；水的密度不变，所处深度h逐渐增大，根据p＝ρgh可知，水对运动员的压强逐渐增大，C、D错误。故选A。7．把一金属块浸没在盛满水的杯中时，从杯中溢出20g水，若将该金属块浸没在盛满酒精的杯中时，从杯中溢出酒精的质量是(ρ酒精＝0.8g/cm3)()A．一定是16gB．可能是16gC．一定是20gD．可能是20gA解析：金属块在水中受到的浮力F浮水＝m排水g＝0.02kg×9.8N/kg＝0.196N，金属块的体积V＝V排＝F浮水ρ水g＝0.196N1.0×103kg/m3×9.8N/kg＝2×10－5m3，溢出酒精的重力G排酒＝F浮酒＝ρ酒gV＝0.8×103kg/m3×9.8N/kg×2×10－5m3＝0.1568N，溢出酒精的质量m＝G酒精g＝0.1568N9.8N/kg＝0.016kg＝16g。8．小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计，底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块、相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体、细线等。(1)小冉进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为____N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)，并将其示数记录在表中：2.7实验步骤BCDEF弹簧测力计示数/N2.62.52.42.42.3(2)在实验步骤B中铜块所受的浮力F浮＝____N。(3)分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟_______________有关；分析实验步骤A、E、F，可以说明浮力大小跟________________有关。0.1排开液体的体积液体的密度(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是____________kg/m3(结果保留一位小数，g取10N/kg)，还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是____Pa，并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐_______(选填“增大”或“减小”)。(5)小冉在步骤B的基础上继续探究：保持铜块下表面所处的位置不变，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，发现弹簧测力计的示数逐渐________(选填“增大”或“减小”)；当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出)，烧杯底部受到水的压强增加了________Pa。(已知在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少0.1N，弹簧的长度就缩短0.1cm)1.3×103200增大减小420解析：(1)测力计的分度值为0.1N，由指针位置可知，A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N；(2)由表格数据可知，在实验步骤B中拉力为2.6N，则步骤B中铜块所受浮力F浮＝G－F拉＝2.7N－2.6N＝0.1N；(3)由A、B、C、D所示实验可知物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大，由此可知：浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。由实验A、E、F可知，物体排开液体体积相同而液体密度不同，物体受到的浮力不同，这说明物体排开相同体积的液体时，所受浮力大小根液体密度有关；(4)V＝5cm2×6cm＝30cm3＝3×10－5m3，浸没时，V排＝V，在F图中，F浮′＝G－F＝2.7N－2.3N＝0.4N，由F浮＝ρ液gV排可得ρ液＝F浮gV排＝0.4N10N/kg×3×10－5m3≈1.3×103kg/m3；由浮力产生的原因可知，步骤B中铜块下表面受到水的压力F＝F浮＝0.1N。下表面受到水的压强p＝FS＝0.1N5×10－4m2＝200Pa，由B、C、D中数据可知，F拉逐渐减小，根据F浮＝G－F拉可知，浮力增大，即下表面受到水的压力增大，受力面积不变，由p＝FS可知，p逐渐增大，即铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大；(5)缓慢向烧杯内加水，排开水的体积增大，根据F浮＝G－F拉可知，弹簧测力计的示数逐渐减小；由F浮＝ρ液gV排可得V′排＝F浮ρ水g＝0.1N1.0×103kg/m3×10N/kg＝1×10－5m3，此时铜块浸入水的深度h＝V′排S＝1×10－5m35×10－4m2＝0.02m＝2cm，由此当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出)，所加水的深度h1＝6cm－2cm＝4cm＝0.04m，烧杯底部受到水的压强增加了p1＝ρ水gh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m＝400Pa，但由于在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少0.1N，弹簧的长度就缩短0.1cm，因此当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出)，此时拉力减小0.2N，则弹簧的长度缩短0.2cm＝0.002m，因此还应该倒入0.002m高度的水，故p2＝ρ水gh2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m＝20Pa，因此烧杯底部受到水的压强增加值Δp＝p1＋p2＝400Pa＋20Pa＝420Pa。9．考古工作者要打捞沉在河底的一块古代石碑，他们先潜入水下清理石碑周围的淤泥，然后在石碑上绑上一条绳子，拉动绳子提起石碑。如果石碑的质量为80kg，在水中被匀速提起时所需拉力为480N。求石碑在水中受到的浮力和石碑的密度。(设河水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)解：石碑的重力G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N则石碑受到的浮力F浮＝G－F拉＝800N－480N＝320N石碑排开水的体积V排＝F浮ρ水g＝320N1.0×103kg/m3×10N/kg＝0.032m3石碑的体积V＝V排＝0.032m3石碑的密度ρ石＝m石V＝80kg0.032m3＝2.5×103kg/m3