初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第十章 浮力第2节 阿基米德原理综合训练题

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第十章 浮力第2节 阿基米德原理综合训练题，共12页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．如图甲所示，把一盛有适量水的柱形容器放在水平桌面的电子秤上，记下此时电子秤的示数为m0，用手提着系在细线下端的长方体金属块使之缓慢浸入容器内的水中，金属块始终保持竖直状态且不接触容器底和侧壁，此过程中容器中的水未溢出。金属块浸入水中的过程中电子秤的示数m与m0的差值Δm随金属块下表面到水面的距离h变化的关系图像如图乙中a图线所示。从水中取出金属块后，再将容器中的水换为另一种液体重复上述过程，电子秤的示数m与m0的差值Δm随金属块下表面到液面的距离h变化的关系图像如图乙中b图线所示。下列说法中不正确的是（ ）
A．金属块在水中受到的最大浮力为0.1N
B．另一种液体密度为0.8g/cm3
C．当金属块浸没在水时细线对金属块的拉力比金属块浸没在另一种液体中时大
D．金属块的底面积为2.5cm2
2． 一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，如图所示为整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象，已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。则下列说法中正确的是（ ）
A．圆柱体所受的最大浮力为8NB．圆柱体的密度为2.5×103kg/m3
C．圆柱体的重力为9ND．圆柱体的体积为8×10−3m3
3．如图甲所示，将一实心金属圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F．图乙是根据记录的数据作出的F和h的关系图象，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3．由图象可知（ ）
A．该圆柱体的高度为8cm
B．该圆柱体的横截面积为50cm2
C．该圆柱体刚浸没时，其底部受到水的压强为1×103Pa
D．该圆柱体的密度约为1.5g/cm3
4．如题图所示，一杯果汁（ρ果汁＞ρ水）中浮着一些冰块，如果冰全部熔化后，液面将（ ）
A．上升B．不变C．下降D．无法确定
5． 如图所示，在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时，某同学将溢水杯中装满水，用弹簧测力计提着金属块进行了甲、乙、丙、丁四次实验。下列说法错误的是（ ）
A．为了实验数据更准确，实验顺序为丁、甲、乙、丙更好
B．乙图中弹簧测力计的示数为1.5N
C．该金属块的密度为2.25×103kg/m3
D．若溢水杯中水未装满，则测出金属块所受浮力偏小
6．如图-1所示，小新用弹簧测力计挂着实心圆柱体（圆柱体不吸水），并将其浸没在水中，然后将其缓慢拉出水面，若烧杯的直径较大，水面高度变化可以忽略。弹簧测力计示数随圆柱体上升高度的变化情况如图-2所示。下列说法中正确的是（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）（ ）
A．圆柱体浸没在水中时受到的浮力为4N
B．圆柱体的高度为20cm
C．当ℎ=20cm时，圆柱体的上表面与水面相平
D．圆柱体的密度为5×103kg/m3
7．如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处.图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象，取 g=10N/kg.根据图象信息，下列判断正确的是
A．该金属块重力的大小为34N
B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C．在t1至 t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D．该金属块的密度是 1.7×103kg/m3
二、多选题
8．某学校综合实践活动小组利用弹簧测力计、合金块、细线、笔、纸等，将弹簧测力计改装成可以测量液体密度的工具（合金块始终浸没在液体中）。他们的部分改装过程如下：先将合金块浸没在水中，静止时如图甲所示，读出并记录弹簧测力计的示数F1为3.0N；再将擦干后的合金块浸没在酒精中，静止时如图乙所示，读出并记录弹簧测力计的示数F2为3.2N。然后在弹簧测力计上F1和F2相应的刻度线处分别标上水和酒精的密度值。（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3，g取10N/kg）
下列说法中正确的是（ ）
A．合金块的重力为4N
B．合金块的体积是0.8×10-4m3
C．改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值为3.0×103kg/m3
D．若只更换成体积更小的合金块，改装后的测量液体密度的工具分度值会变大
9．将一底面积为0．01m2的长方体木块用细线栓在空容器的底部，然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平，如图甲所示，在此整个过程中，木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示。下列说法中（ ）
A．木块所受到的最大浮力为16N
B．木块重力为9N
C．细线对木块的最大拉力为6N
D．木块上表面与液面相平时，剪断细线，稳定后水对容器底压强减小了600Pa
10．如图(甲)所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图(乙)是绳子拉力F随时间t变化的图象，g取10 N/kg。根据图象信息，下列判断正确的是( )
A．该金属块重力的大小为34 N
B．在t1至t2时间段内金属块在水中受到的浮力逐渐减小
C．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20 N
D．该金属块的密度是2.7×103 kg/m3
三、填空题
11．如图所示，台秤上放有一个装有一定量水的容器，台秤的读数为12N，某人用细绳吊一个体积为200cm3、重为6N的小石块浸没在容器的水中，石块没有触到容器底，则台秤的读数为 N；若在绳子拉力作用下石块下沉到底后，台秤读数为15N，则绳子的拉力为 N（g=10N/kg）。
12．如下图所示将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中，静止后甲图鸡蛋沉底，乙图鸡蛋悬浮，则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F甲 F乙，若鸡蛋的质量为50g，g=10m/s2，则鸡蛋在图乙中所受到的浮力为 N。
四、实验探究题
13．小霞同学按照如图1所示的操作，探究影响浮力大小的因素。
（1）物体全部浸没在水中时，受到的浮力是 N；
（2）观察A、B、C、D四幅图，可得出金属块受到的浮力大小与 有关；
（3）由D、E两图可得出结论：物体受到的浮力大小与 有关；
（4）小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理：
①将装满水的溢水杯放在升降台上，用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时，小明发现随着重物浸入水中的体积变大，弹簧测力计甲的示数变小，此时弹簧测力计乙的示数会 （选填“变大”、“变小”、“不变”），若它们的变化量相等，则证明F浮＝G排；
②在图2中，已知重物是底面积为100cm2，高为8cm，重为10N的实心长方体，从重物刚接触水面开始，将升降台缓慢上升6cm，则重物最终浸入的深度为 cm（弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm）。
14．在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验时，小红提出如下猜想：
猜想一：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关；
猜想二：浮力的大小跟液体的密度有关；
猜想三：浮力的大小跟物体的密度有关；
（1）如图1所示甲、乙、丙三次实验，可以验证猜想 是正确的；
（2）小红在验证猜想二时，根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系图像，如图2所示。她分析后发现，由于误将物体受到的拉力当作了浮力，导致图像甲未经过坐标原点。由此可以推断：物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的 （选填“乙”、“丙”或“丁”）。由此说明当 相同时，液体密度越 ，物体所受浮力越大；
（3）小红根据将物块A浸没在不同密度的液体中时，弹簧测力计的示数不同的特点，将弹簧测力计上的刻度用密度值标注，来测量不同液体的密度。已知物块A重3N，则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为 kg/m3；
（4）为验证猜想三，小红选用了与物体A密度不同的物体B进行实验，她将物体B逐渐浸入水中，容器中的水面上升至图丁所示位置时（做上标记O），弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体B后（B带出的水忽略不计），小红又将物体A缓慢浸入水中，她在水面上升到 （选填“O点之上”“O点”或“O点之下”）位置时，读取弹簧测力计的示数，判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其它同学认为小红的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差，提出了多种改进意见，你认为合理的是 ；
A．选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中，比较浮力大小
B．选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中，比较浮力大小
C．选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中，比较浮力大小
15．如图1所示，物体在水中漂浮，再把物体放入乙液体中，如图2所示，物体悬浮。已知物体排开水的质量是4kg。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
（1）求物体底部在水中时受到的压强大小 ；
（2）求物体在水中受到的浮力 ；
（3）以“·”代替物体，在图3“·”上画出物体在水中的受力示意图 ；
（4）求物体所受重力 ；
（5）乙液体的密度 （选填“大于”“等于”或“小于”）水的密度，写出分析依据。
16． 小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水，设计了一个实验，测出另一个小合金块的密度，具体操作顺序如图所示：
步骤①：烧杯中装有适量水，测出水深为H1；
步骤②：将冰块慢慢置于水中漂浮，测出此时水深为H2；
步骤③：将小合金块放在冰块上，与冰块共同漂浮，待水面静止后，测出此时水深为H3；
步骤④：静置烧杯至冰块完全熔化后，测出水深为H4，此时与步骤③相比，水对烧杯底的压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
以上步骤①至④中，不需要步骤 也可以测出小合金块密度；则小合金块密度ρ= （选用H1、H2、H3、H4和ρ水表示）。
五、计算题
17．一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀，容器的高度ℎ0=5cm，外底面积S1=250cm2，内底面积S2=200cm2，将圆柱形容器(内有质量可忽略的空气)倒扣于水中静止时如图所示。已知容器内外液面的高度差ℎ1=5cm，容器口与容器外部液面的高度差ℎ2=8cm，大气压强取1.0×105Pa，水的密度为1.0×103kg/m3。求：
（1）水对容器底产生的压力；
（2）容器内水面上方气体的压强；
（3）圆柱形容器所受的重力。
18． 如图所示，小明利用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B研究浮力问题。已知水槽的底面积为300cm2，盒A底面积为100cm2，金属块B边长为5cm。他先把金属块B放入水槽中沉底，当空盒A漂浮在水面上时，盒底浸入水中2cm深。整个实验中，水槽里的水未溢出。（已知ρB=7.0×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg）求：
（1）空盒A漂浮在水面上时，盒底部受到水的压强大小；
（2）空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小；
（3）若小明把金属块B从水中捞起后放进盒A，并漂浮在水面上，问水槽里的水位与之前相比会上升还是下降？请算出水槽里水位变化的高度。
19．如图甲所示，静止在水平地面的容器装有适量水，底面积为100cm2，上端开口面积为60cm2，用细线吊着重24N、底面积为50cm2的长方体，使其缓慢浸没于水中，直至物体静止在容器底部，图乙是水对容器底部的压强p随物体下表面浸入水中深度H变化的关系图像。松开细线，物体上表面距水面4cm，容器对地面的压强相比未放入物体前增大了Δp(容器外壁不会附着水)。求：
（1）未放入物体时，容器中水的深度；
（2）当水对容器底部的压强为1500Pa时，物体受到的浮力；
（3）求Δp的大小。
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】A
3．【答案】C
4．【答案】A
5．【答案】D
6．【答案】D
7．【答案】B
8．【答案】A,C,D
9．【答案】B,C
10．【答案】B,C,D
11．【答案】14；3
12．【答案】＜；0.5
13．【答案】1；排开液体体积；液体密度；变大；4
14．【答案】一；丙；排液体积；大；1.5×103；O点；B
15．【答案】（1）2×103Pa
（2）40N
（3）
（4）40N
（5）小于
16．【答案】变小；①；ρ水(H3−H2)H4−H2
17．【答案】（1）解：容器底所处的深度是底到水面点距离，即容器口与容器外部液面的高度差ℎ2=8cm减去容器的高度ℎ0=5cm，水对容器底的压强为p1=ρ水g(ℎ2−ℎ0)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.08m−0.05m)=300Pa；
由p=FS可得，水对容器底的压力为F1=p1S1=300Pa×250×10−4m2=7.5N
答：水对容器底产生的压力7.5N；
（2）解：水进入容器中，容器处于静止状态，容器内水面上方气体压强大小等于气体压强和进入水中的水产生的压强之和，为p=p0+ρ水gℎ1=1.0×105Pa+1.0×103kg/m3×103kg/m3×0.05m=1.005×105Pa
答：容器内水面上方气体的压强为1.005×105Pa；
（3）解：进入容器中水的深度为ℎ2−ℎ1；根据G=mg=ρVg；进入容器中水的重力为G水=ρ水V水g=ρ水S2(ℎ2−ℎ1)g=1.0×103kg/m3×200×10−4m2×(0.08m−0.05m)×10N/kg=6N
将容器和进入容器中的水看成一个整体，整体受到的浮力为F浮=ρ水gV容=ρ水gS1ℎ0=1.0×103kg/m3×250×10−4m2×0.05m×10N/kg=12.5N；
整体悬浮在水中，处于平衡状态，则F浮=G总=G容+G水；
故容器的重力为G容=F浮−G水=12.5N−6N=6.5N。
答：圆柱形容器所受的重力为6.5N。
18．【答案】（1）解：空盒A漂浮在水面上时，盒底部受到水的压强为
p=ρgℎA=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10−2m=200Pa
（2）解：空盒A漂浮在水面上时排开水的体积为
V排A=SAℎA=100cm2×2cm=200cm3=2×10−4m3
空盒A漂浮在水面上时受到的浮力为
F浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10−4m3=2N
（3）解：B沉底时，B排开水的体积为
V排1=VB=(0.05m)3=1.25×10−4m3
将B捞出来，放入A中后，相比于未放入A中时，浮力增加量等于B的重力，将B放入A中后，放之后比放之前多排开水的体积为
V排2=ΔF浮ρ水g=GBρ水g=mBgρ水g=ρBVBgρ水g=ρBVBρ水=7×103kg/m3×1.25×10−4m31.0×103kg/m3=8.75×10−4m3
V排2＞V排1，所以水位会上升；两次排开液体体积之差为
ΔV排=V排2−V排1=8.75×10−4m3−1.25×10−4m3=7.5×10−4m3=750cm3
水位上升的高度为
△ℎ=ΔV排S水槽=750cm3300cm2=2.5cm
19．【答案】（1）解：根据图乙可知，长方体未放入水中时，水对容器底部的压强为1300Pa，
由p=ρgℎ可知，未放入物体时，容器中水的深度：ℎ0=pρ水g=1300Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.13m=13cm；
答：未放入物体时，容器中水的深度为13cm；
（2）解：由p=ρgℎ可知，当水对容器底部的压强为1500Pa时，容器中水的高度也就是容器较宽部分的高度为：ℎ下=p'ρ水g=1500Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.15m=15cm；
此时排开水的体积为：V排=S下(ℎ下−ℎ0)=100cm2×(15cm−13cm)=200cm3，
此时物体受到的浮力为：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10−6m3=2N；
答：当水对容器底部的压强为1500Pa时，物体受到的浮力为2N；
（3）解：由图乙可知，当长方体下表面进入水中的深度为10cm时，水对容器底部的压强最大，说明此时水面刚好上升到容器口，
则物体进入水中的体积：V浸=S物H=50cm2×10cm=500cm3，
根据题中的体积关系可知，V水+V浸=S上ℎ上+S下ℎ下，
代入数据解得瓶子上端窄口高度为：ℎ上=5cm；
由于最终物体上表面距水面4cm，则物体的高度为：ℎ物=ℎ下+ℎ上−4cm=16cm；
因物体最终浸没在水中，则整个过程中溢出水的体积为：V溢=(ℎ物−H)S物=(0.16m−0.1m)×50×10−4m2=3×10−4m3=300cm3，
溢出水的质量为：m溢=ρ水V溢=1g/cm3×300cm3=300g=0.3kg；
容器对地面的压力相比未放入物体时增大量ΔF压=G物−m溢g=24N−0.3kg×10N/kg=21N，
容器对地面的压强相比未放入物体前增大量：Δp=ΔF压S下=21N100×10−4m2=2100Pa。
答：Δp的大小为2100Pa。