10.2阿基米德原理C素能拓展C素能拓展1.如圖所示，完全相同的燒杯甲中裝有酒精，乙中裝有水，它們靜止在水平桌面上。完全相同的物塊A在細(xì)線的拉力作用下浸沒在液體中處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時兩液面相平。已知ρ酒精<ρ水，下列說法中正確的是()A.酒精和水對甲、乙燒杯底的壓強(qiáng)相等B.物塊在甲、乙燒杯中受到的浮力相等C.甲燒杯中細(xì)線對物塊的拉力大于乙燒杯中細(xì)線對物塊的拉力D.甲燒杯對桌面的壓強(qiáng)小于乙燒杯對桌面的壓強(qiáng)2.測量某種液體密度的實(shí)驗(yàn)步驟如圖甲、乙、丙所示。三次測量彈簧測力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2、F3，水的密度用ρ水表示，待測液體的密度用ρ表示。則下列關(guān)于ρ的表達(dá)式中正確的是()A.B.C.D.3.（多選）一彈簧測力計(jì)下掛一圓柱體，將圓柱體從盛有水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降(忽略燒杯中液面上升)，然后將其逐漸浸入水中，如圖已給出整個過程中彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)圖象，已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，則下列說法中正確的是()A.圓柱體所受的最大浮力為4NB.圓柱體的密度為1.5×103kg/m3C.圓柱體的底面積為200cm2D.圓柱體在剛浸沒時下表面受到的液體壓強(qiáng)是400Pa4.青山長江大橋施工時，要向江中沉放大量的施工構(gòu)件假設(shè)一正方體構(gòu)件從江面被緩緩吊入江水中(如圖甲)，在沉入過程中，其下表面到水面的距離h逐漸增大，構(gòu)件所受浮力F1、鋼繩拉力F2隨h的變化如圖乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。下列判斷不正確的是()A.浮力F1隨h變化的圖線是圖乙中的①圖線B.構(gòu)件的重力為9.6×105NC.構(gòu)件的密度為已知3×103kg/m3D.構(gòu)件在如圖④位置時，h為3m，則底部受到江水壓強(qiáng)為2×104Pa5.如圖所示，乒乓球從水里上浮直至漂浮在水面上，乒乓球在A位置時受到的浮力為FA，水對杯底的壓強(qiáng)為pA；在B位置時受到的浮力為FB，水對杯底的壓強(qiáng)為pB，則它們的大小關(guān)系是FAFB，PAPB。6.如圖所示，圓柱體容器水平放置一定量的水，邊長為10cm的正方體木塊A，在細(xì)線的拉力作用下，在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時繩子的拉力為4N。(g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)求：(1)此時木塊A受到的浮力；(2)木塊A的重力：(3)木塊A密度。

【參考答案】1.【答案】D【解析】A、根據(jù)題意可知：h酒精=h水，已知ρ酒精＜ρ水，由p=ρgh可知，酒精和水對燒杯底的壓強(qiáng)大小關(guān)系：p酒精＜p水，故A錯誤；B.由圖示可知，排開酒精的體積和排開水的體積都等于物體的體積，即V排酒精=V排水，由F浮=ρ液gV排可知，物塊在酒精中受到浮力小于物塊在水中受到的浮力，故B錯誤；C.物塊在液體中受到豎直向下的重力、拉力和豎直向上的浮力，使物體處于平衡狀態(tài)，因此細(xì)線對物塊的拉力：F=F浮-G，由于物塊的重力相等、物塊在酒精中受到浮力小于物塊在水中受到的浮力，所以甲燒杯中細(xì)線對物塊的拉力小于乙燒杯中細(xì)線對物塊的拉力，故C錯誤；D.根據(jù)題意可知，V酒精=V水，m=ρV可知，酒精的質(zhì)量小于水的質(zhì)量，由G=mg可知酒精的重力小于水的重力，且容器和物塊的重力都相等，所以甲燒杯對桌面的壓力小于乙燒杯對桌面的壓力，由于受力面積相同，所以由可知，甲燒杯對桌面的壓強(qiáng)小于乙燒杯對桌面的壓強(qiáng)，故D正確。故選：D。2.【答案】C【解析】由甲圖可知，物體A的重力G=F1；物體在水中受到的浮力為F浮水=ρ水gV排=F1-F2;物體排開水的體積為，物體在某種液體中受到的浮力為F浮液=ρ液gV排=F1-F3;物體排開液體的體積為；兩次物體均浸沒，所以排開液體體積均為物體體積，即V排水=V排液，，解得：;故選C。3.【答案】BCD【解析】A.由圖像可知，當(dāng)h≤3cm時，彈簧測力計(jì)示數(shù)為12N，此時圓柱體處于空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，圓柱體的重力G=F拉=12N;由圖可知，當(dāng)h≥7cm時，彈簧測力計(jì)示數(shù)為4N，此時圓柱體完全浸沒，排開液體的體積最大，受到的浮力最大，則所受的最大浮力F浮=G-F'拉=12N-4N=8N，故A錯誤；B.由G=mg可得，圓柱體的質(zhì)量，由F浮=ρ液gV排可得，圓柱體的體積，則圓柱體的密度，故B正確；CD.忽略燒杯中液面上升，由圖像可知，圓柱體剛浸沒時，下表面所處的深度(即圓柱體的高度)h=7cm-3cm=4cm=0.04m，圓柱體的底面積：；則下表面受到的液體壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa，故CD正確。故選：BCD。4.【答案】C【解析】由題圖甲可知，構(gòu)件在浸入水中的過程中排開水的體積變大，所以浮力逐漸變大；當(dāng)構(gòu)件浸沒后排開水的體積不變，所以浮力不變，因此浮力F，隨h變化的圖線是題圖乙中的②，故A錯誤；從題圖乙中可以看出，當(dāng)構(gòu)件剛完全浸入時的深度為2m，則構(gòu)件邊長為2m，構(gòu)件體積V=l3=(2m)3=8m3，構(gòu)件完全浸入時V排=V=8m3,F2=1.6×105N，有F浮=G-F2，即ρ水gV排=ρgV-F2，代入數(shù)值得1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3-1.6×105N，解得ρ=3×103kg/m3，由可得構(gòu)件的質(zhì)量m=ρV=3×103kg/m3×8m3=2.4×104kg，則構(gòu)件的重力G=mg=2.4×104kg×10N/kg=2.4×105N，故B錯誤，C正確；當(dāng)h=3m時，構(gòu)件底部受到江水的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa，故D錯誤。5.【答案】大于；大于【解析】(1)乒乓球在A點(diǎn)時處于浸沒狀態(tài)，這時排開水的體積VA排=V，在B點(diǎn)時乒乓球處于漂浮狀態(tài)，這時排開水的體積VB排＜V，則VA排＞VB排，根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，在A點(diǎn)時的浮力FA＞FB;(2)乒乓球的V排等于水增加的體積，因?yàn)閂A排＞VB排，所以乒乓球在B點(diǎn)時的水面低于在A點(diǎn)時的水面，即hA＞hB，根據(jù)公式p=ρ水gh可知，乒乓球在A、B位置時杯底受到的壓強(qiáng)pA＞pB。6.【答案】（1）10N;（2）6N；（3）0.6×103kg/m3【解析】(1)木塊A的體積：V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3，木塊A浸沒在水中，則其排開水的體積：V排=V=1×10-3m3，則此時木塊A受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=1