1. 阅读物理教材中阿基米德的故事,阿基米德在解决“王冠之谜”时有重大发现:物体浸在液体中的体积,等于体积。
答案
它排开的液体
解析
阿基米德原理指出,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。其中物体浸在液体中的体积,即物体排开液体的体积。
2. 图中的实验器材是溢水杯和挂杯(带提手),可用于测量固体物质排开的液体所受的重力,若想将物体排开的水准确收集起来,则该如何操作?操作时需注意什么?

答案
1. 向溢水杯中加水至溢水口,使水从溢水口流出,待溢水杯不再滴水且溢水杯中的水面保持平稳后,将挂杯(空)放在溢水杯的溢水口下方。
2. 用细线将待测固体系住,手提细线将固体缓慢浸没在溢水杯的水中,让固体排开的水通过溢水口流入挂杯中。
操作时需注意:
1. 溢水杯中加水要先加至溢水口,保证溢水杯装满水。
2. 挂杯要在向溢水杯加水至溢水口且水流平稳后放在溢水口下方,且在将固体浸没水中过程中要保持挂杯稳定。
3. 固体浸没时要缓慢,避免水溅出挂杯。
2. 用细线将待测固体系住,手提细线将固体缓慢浸没在溢水杯的水中,让固体排开的水通过溢水口流入挂杯中。
操作时需注意:
1. 溢水杯中加水要先加至溢水口,保证溢水杯装满水。
2. 挂杯要在向溢水杯加水至溢水口且水流平稳后放在溢水口下方,且在将固体浸没水中过程中要保持挂杯稳定。
3. 固体浸没时要缓慢,避免水溅出挂杯。
解析
【解析】
为准确收集物体排开的水,需按以下步骤操作并注意相关事项:
1. 操作步骤:
①向溢水杯中加水至溢水口,待溢水杯不再滴水且水面平稳后,将空挂杯放在溢水杯的溢水口下方;
②用细线系住待测固体,手提细线将固体缓慢浸没在溢水杯的水中,让固体排开的水通过溢水口流入挂杯中。
2. 操作注意事项:
①溢水杯需先加水至溢水口,保证溢水杯装满水;
②挂杯要在溢水杯水面平稳后放置在溢水口下方,且在固体浸没过程中保持挂杯稳定;
③固体浸没时要缓慢,避免水溅出挂杯。
【答案】
操作步骤:
1. 向溢水杯中加水至溢水口,使水从溢水口流出,待溢水杯不再滴水且溢水杯中的水面保持平稳后,将挂杯(空)放在溢水杯的溢水口下方。
2. 用细线将待测固体系住,手提细线将固体缓慢浸没在溢水杯的水中,让固体排开的水通过溢水口流入挂杯中。
注意事项:
1. 溢水杯中加水要先加至溢水口,保证溢水杯装满水。
2. 挂杯要在向溢水杯加水至溢水口且水流平稳后放在溢水口下方,且在将固体浸没水中过程中要保持挂杯稳定。
3. 固体浸没时要缓慢,避免水溅出挂杯。
【知识点】
排开液体重力的测量、溢水杯的正确使用
【点评】
该实验的核心是保证物体排开的液体全部被收集,操作细节直接影响测量结果的准确性,需严格遵循操作规范。
【难度系数】
0.6
为准确收集物体排开的水,需按以下步骤操作并注意相关事项:
1. 操作步骤:
①向溢水杯中加水至溢水口,待溢水杯不再滴水且水面平稳后,将空挂杯放在溢水杯的溢水口下方;
②用细线系住待测固体,手提细线将固体缓慢浸没在溢水杯的水中,让固体排开的水通过溢水口流入挂杯中。
2. 操作注意事项:
①溢水杯需先加水至溢水口,保证溢水杯装满水;
②挂杯要在溢水杯水面平稳后放置在溢水口下方,且在固体浸没过程中保持挂杯稳定;
③固体浸没时要缓慢,避免水溅出挂杯。
【答案】
操作步骤:
1. 向溢水杯中加水至溢水口,使水从溢水口流出,待溢水杯不再滴水且溢水杯中的水面保持平稳后,将挂杯(空)放在溢水杯的溢水口下方。
2. 用细线将待测固体系住,手提细线将固体缓慢浸没在溢水杯的水中,让固体排开的水通过溢水口流入挂杯中。
注意事项:
1. 溢水杯中加水要先加至溢水口,保证溢水杯装满水。
2. 挂杯要在向溢水杯加水至溢水口且水流平稳后放在溢水口下方,且在将固体浸没水中过程中要保持挂杯稳定。
3. 固体浸没时要缓慢,避免水溅出挂杯。
【知识点】
排开液体重力的测量、溢水杯的正确使用
【点评】
该实验的核心是保证物体排开的液体全部被收集,操作细节直接影响测量结果的准确性,需严格遵循操作规范。
【难度系数】
0.6
3. 船舶的排水量通常指船舶载货量达最大值时排开水的质量,通常以吨为单位,它是表示船舶大小的重要指标之一。排水量越大,船舶通常可以装载的货物或燃料就越多。从这段叙述中你获得什么启示?
答案
排水量越大,船舶排开水的质量越大,根据阿基米德原理,排开水的重力越大,所受浮力越大,故船舶可以装载的货物或燃料越多。
解析
【解析】
排水量越大,船舶排开水的质量越大,根据阿基米德原理,排开水的重力越大,所受浮力越大,故船舶可以装载的货物或燃料越多。
【答案】
排水量越大,船舶排开水的质量越大,根据阿基米德原理,排开水的重力越大,所受浮力越大,因此船舶能够装载的货物或燃料就越多。
【知识点】
阿基米德原理、浮力的实际应用
【点评】
本题考查对阿基米德原理的理解与实际应用,需要将物理原理与船舶排水量的实际意义结合分析,体现了物理知识在生活领域的应用价值。
【难度系数】
0.6
排水量越大,船舶排开水的质量越大,根据阿基米德原理,排开水的重力越大,所受浮力越大,故船舶可以装载的货物或燃料越多。
【答案】
排水量越大,船舶排开水的质量越大,根据阿基米德原理,排开水的重力越大,所受浮力越大,因此船舶能够装载的货物或燃料就越多。
【知识点】
阿基米德原理、浮力的实际应用
【点评】
本题考查对阿基米德原理的理解与实际应用,需要将物理原理与船舶排水量的实际意义结合分析,体现了物理知识在生活领域的应用价值。
【难度系数】
0.6
1. 在一场水下舞蹈表演中,在演员从水中向水面“飞行”,但未露出水面的过程中,她所受水的浮力(选填“变大”“变小”或“不变”)。若她潜在水中时,排开水的体积约为60 dm³,则她在水中所受浮力为N。g 取 10 N/kg。
答案
不变;600
解析
在演员从水中向水面“飞行”但未露出水面的过程中,由于她未露出水面,排开水的体积不变,根据阿基米德原理$F_{浮} = \rho_{液}gV_{排}$,水的密度$\rho_{液}$和$g$不变,排开水的体积$V_{排}$不变,所以她所受水的浮力不变。
已知她潜在水中时排开水的体积$V_{排}=60dm^{3}=60×10^{-3}m^{3}=0.06m^{3}$,水的密度$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g = 10N/kg$,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×0.06m^{3}=600N$。
已知她潜在水中时排开水的体积$V_{排}=60dm^{3}=60×10^{-3}m^{3}=0.06m^{3}$,水的密度$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g = 10N/kg$,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×0.06m^{3}=600N$。
2. 一只重 40 N 的天鹅在平静的水面上游动,它受到的浮力是N,它身体浸入水中的体积是m³。g 取 10 N/kg。
答案
浮力为40 N,浸入水中的体积为 $ 4 × 10^{-3} $
答案(填空第一空):40
答案(填空第二空): $ 4 × 10^{-3} $
解析
1. 天鹅漂浮在水面上,根据浮力平衡条件,浮力等于重力,因此浮力为40 N。
2. 根据阿基米德原理,浮力等于排开水的重力,即 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} · g · V_{\mathrm{排}} $。
已知 $ F_{\mathrm{浮}} = 40 \, \mathrm{N} $,$ \rho_{\mathrm{水}} = 1000 \, \mathrm{kg/m}^3 $,$ g = 10 \, \mathrm{N/kg} $,代入公式可得:
$$ V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}} · g} = \frac{40}{1000 × 10} = 4 × 10^{-3} \, \mathrm{m}^3. $$
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