人教版八年级下册10.2 阿基米德原理精品习题

这是一份人教版八年级下册10.2 阿基米德原理精品习题，共17页。试卷主要包含了0分），【答案】B，【答案】D等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）
如图甲所示，把一铁块放入空烧杯中，沿烧杯壁缓慢向烧杯中加水至虚线处。加水过程中，铁块会受到水对它浮力的作用。则在加水的全部过程中，烧杯底对铁块的支持力F与时间t的关系图象正确的是( )
A. B. C. D.
关于浮力的说法中正确的是( )
A. 物体的密度越大，受到的浮力越大
B. 物体的体积越大，受到的浮力越大
C. 物体没入水中越深，受到的浮力越大
D. 浸没在水中的物体，可能不受浮力
如图所示，两只相同的气球，分别充入氢气和空气，充气后体积相同，放飞气球时只有氢气气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空，则下列说法中正确的是( )
A. F氢>F空B. F氢=F空
C. F氢甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的实心球，把它们投入水中静止后情况如图所示，它们中受到浮力最小的是( )
A. 甲
B. 乙
C. 丙
D. 丁
将三个体积相同的小球放入水中，静止时，它们在水中的位置如图所示，三个小球所受到的浮力F甲、F乙、F丙的大小关系是( )
A. F甲>F乙>F丙B. F甲如图所示，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. 物体排开水越多，物体所受浮力越大
D. 物体的体积越大，物体所受浮力越大
将体积相同的木块、铝块和铜块放入水中，木块漂浮，铝块、铜块下沉，则它们受到的浮力( )。
A. 铝块最小B. 木块最小C. 铜块最小D. 一样大
为验证阿基米德原理，小明将电子秤放在水平桌面上并调零，然后将溢水杯放到电子秤上，按实验操作规范将溢水杯中装满水，再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中，如图所示，铝块始终不与溢水杯接触．则下列四个选项中，判断正确的是
A. 铝块浸没在水中静止时，绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
B. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，若电子秤示数不变，则验证了阿基米德原理
C. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，水对溢水杯底的压强变大
D. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，水对溢水杯底的压力变小
将一小木块和一大石块浸没在水中，松手后小木块上浮，大石块下沉，比较刚松手时两者所受的浮力大小( )
A. 小木块受到的浮力较大B. 大石块受到的浮力较大
C. 两者受到的浮力一样大D. 条件不足无法比较
一铁块浸没于海水中时受到的浮力是F1，浸没在清水中时受到的浮力是F2，则F1与F2的关系是 ( )
A. F1>F2B. F1二、填空题（本大题共5小题，共10.0分）
水杯中漂浮着一个木球，木球的体积为4 dm3，露出水面的体积为总体积的14，那么木球排开水的体积为 m3，受到的浮力为 N.(g取10 N/kg)
将金属块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和酒精中，金属块静止时弹簧测力计的示数如图所示，则：金属块的体积为______cm3，金属块的质量为______kg，金属块的密度为______kg/m3，金属块在水中受到的浮力为______N.(已知酒精密度为0.8g/cm3)
一个质量45g，体积50cm3的物体，用手将其浸没在水中时，物体受到水的浮力为______N；松手后，物体将______(选填“上浮”或“下沉”)。
小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重，并将一端封闭，制作了一只简易密度计：将其先后放入甲、乙两杯液体中，当密度计静止时，两杯中液体深度相同，如图所示，密度计在甲杯液体中受到的浮力______(大于/小于/等于)在乙杯液体中受到的浮力：密度计放入后，甲、乙两液体对容器底的压强相比______大，在取出密度计时，发现由于密封性能不良，吸管里渗入少许液体，则所测出的液体的密度______(偏大/偏小/不变)．
一艘排水量为3000t的轮船在河水中航行，满载时船受到的浮力是______N；当这艘轮船从河里驶入海里时，排开海水的体积______。(选填“变大”、“变小”或”不变”)(ρ水=1.0×103kg/m3，ρ海水=1.03×103kg/m3，g=10N/kg)
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
如图所示，小明用一个装满水的溢水杯和弹簧测力计来探究浮力大小的实验片段，请你作出小烧杯中的水在竖直方向上受力示意图。
在图中，重为6牛的小球静止在水中，用力的图示法画出该球所受的浮力F浮．
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
小鹭做“阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
(1)小鹭处理数据时，发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤 为______。若将遗漏的步骤标注为d，则最合理的实验步骤依次为______(用实验步骤对应的字母表示)。
(2)通过实验步骤______(选填代号)可求出石块受到的浮力。
(3)实验步骤a、b、c、d中，弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd.若这些示数之间关系满足(用式子表示)______=______，则可证阿基米德原理正确。
某实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为 N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。
(4)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）
在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是2.7N.当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数是1.7N.现把该零件浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数是1.9N，求：
(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮
(2)该金属零件的密度ρ金；
(3)另一种液体的密度ρ液
如图甲所示，一个底面积为75cm2的柱形物体A挂在弹簧测力计下，静止时弹簧测力计的示数F1=15N：底面积为120cm2且足够深的柱形容器放在水平桌面上，将物体A放入容器中且与容器底接触但对容器无压力，慢慢向容器注水，待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm，如图乙所示，此时弹簧测力计示数F2=7.5N；然后，将物体A竖直向上移动8cm(忽略绳重和附在物体表面上水的重力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg)求：
(1)物体A浸没在水中受到的浮力；
(2)物体A的密度；
(3)物体A竖直向上移动8cm前后，水对容器底压强的变化量。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：
(1)在铁块浸没水中之前，V排变大，因为F浮=ρ水V排g，所以铁块受到的浮力变大；
在铁块浸没水中之后，V排不变，因为F浮=ρ水V排g，所以铁块受到的浮力不变；可见铁块受到的浮力是先变大、后不变；
(2)对铁块进行受力分析可知，铁块共受到重力、支持力和浮力三个力的作用，且F支=G−F浮，F浮先变大、后不变；
所以，F支先变小、后不变；
图C说明容器底对铁块的支持力F随时间t的增大，先变小、后不变，所以图C符合支持力的变化规律，
故选：C。
(1)在加水的过程中，在铁块浸没水中之前，排开水的体积变大，由阿基米德原理知道受到的浮力增大；在铁块浸没水中之后，排开水的体积不变，由阿基米德原理知道受到的浮力不变，可见铁块受到的浮力是先变大、后不变；
(2)容器底对铁块的支持力等于铁块的重力减去浮力，铁块重力不变，据此分析容器底对铁块的支持力的变化情况。
本题考查了学生对阿基米德原理、力的合成的掌握和运用，能确定在加水的全过程中铁块排开水的体积变化是本题的关键。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查的是影响浮力大小的因素和浮力产生的原因，属于基础题；
根据阿基米德原理的推导公式F浮=ρgV排可知影响浮力大小的因素是液体密度和物体排开的液体的体积；浮力产生的原因是物体上下表面所受液体的压力之差。
【解答】
ABC.浮力的大小与浸入的液体密度和排开液体的体积有关，与物体的体积和密度、浸入液体的深度无关，所以ABC选项是错误的；
D.根据浮力产生的原因是物体上下表面所受液体的压力之差，浸没在水中的物体，若下表面没有与水接触，则下表面不受水的压力，就不存在压力差，即不受浮力，所以D选项是正确的。
故选D。
3.【答案】B
【解析】解：气球是“浸没”在空气中的，因为体积相同，所以排开空气的体积相同，根据公式F浮=ρ空气gV排可知，两球所受浮力相同。
故选：B。
已知氢气球和空气球的体积相同，根据公式F浮=ρ空气gV排可求两球所受浮力的大小情况。
本题考查浮力公式的应用，关键知道影响浮力大小的因素是气体的密度和气球排开气体的体积。
4.【答案】A
【解析】略
5.【答案】D
【解析】解：
三个小球的体积相同，由图知，小球甲在水中漂浮，小球乙和丙在水中浸没，则三个球排开水的体积V甲根据F浮=ρ水gV排可知，三球受到的浮力：F甲故选：D。
由图知甲乙丙三个球排开水的体积大小关系，利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ水V排g比较受浮力的大小关系。
本题考查阿基米德原理的掌握和运用，关键是由图判断出排开液体的体积大小关系。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查了阿基米德原理，掌握浮力大小的影响因素，利用控制变量法能解释生活中有关的浮力问题．
根据阿基米德原理可知，浮力与液体的密度、排开液体的体积有关，液体密度越大，排开液体的体积越多，则浮力越大。
【解答】
A.物体排开水的体积与物体所受的外力无关，所以A错误；
BCD.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，盆子排开水的体积增大，盆子受到的浮力增大，所以BD错误，C正确。
故选C。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用，能用好隐含条件“物体浸没在水中时V排=V物”是解决本题的关键。
由于木块漂浮，则V木排【解答】
当物体浸没到液体中，物体排开液体的体积和它自身的体积相等，即V排=V物，
∵体积相同的铝块和铜块都浸没在水中，
∴铝块和铜块排开水的体积相同；
而木块漂浮，则V木排根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，木块在水中受到的浮力最小；
故ACD不正确、B正确。
8.【答案】B
【解析】
【分析】
本题难度不大，对铝块正确受力分析、熟练应用平衡条件、掌握阿基米德原理即可正确解题。
(1)可根据公式p=ρgh和F=pS分析水对溢水杯底的压强和压力的变化情况；
(2)铝块浸没在水中静止时，铝块受到重力、浮力以及拉力的作用；
(3)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，若电子秤示数不变，则说明铝块受到的浮力等于排开的水重。
【解答】
A.铝块浸没在水中静止时，绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差，故A错误；
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，若电子秤示数不变，则说明铝块受到的浮力等于排开的水重，则验证了阿基米德原理，故B正确；
C.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，溢水杯中水的深度不变，根据公式p=ρgh可知，水对溢水杯底的压强不变，故C错误；
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，溢水杯中水的深度不变，根据公式p=ρgh可知，水对溢水杯底的压强不变，根据公式F=pS可知，水对溢水杯底的压力不变，故D错误。
故选B。
9.【答案】B
【解析】略
10.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查浮力大小的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道影响物体所受浮力大小的因素是物体排开液体的体积和液体的密度。
铁块在海水中和水中都是浸没，已知海水的密度大于清水的密度，根据公式F浮=ρgV排可求铁块两次受到的浮力大小。
【解答】
铁块在海水中和水中都是浸没，则排开液体的体积相等，都等于铁块的体积；因海水的密度大于清水的密度，铁块的体积不变，所以根据F浮=ρ液gV排可知，铁块在海水中受到的浮力大于在清水中受到的浮力，即F1>F2,故A正确，BCD错误。
故选A。
11.【答案】3×10−3
30
【解析】略
12.【答案】100 0.3 3×103 1
【解析】解：金属块浸没在液体中时，排开液体的体积等于金属块的体积，即：V排=V金，
由公式F浮=G−F示及F浮=ρ液gV排可得：
金属块在水中受到的浮力为：F浮水=G金−F示水=G金−2N，即：ρ水gV金=G金−2N……①
金属块在酒精中受到的浮力为：F浮酒精=G金−F示酒精=G金−2.2N，即：ρ酒精gV金=G金−2.2N……②
由①②可得：G金=3N，V金=10−4m3=100cm3，F浮水=1N；
由公式G=mg=ρVg可得：金属块的质量为：m金=G金g=3N10N/kg=0.3kg，
金属块的密度为：ρ金=G金V金g=3N10−4m3×10N/kg=3×103kg/m3。
故答案为：100；0.3；3×103；1。
金属块浸没在液体中时，排开液体的体积等于金属块的体积，由公式F浮=G−F示及F浮=ρ液gV排可求得金属块的体积、重力和它在水中受到的浮力大小，
由公式G=mg=ρVg求得它的密度。
本题考查浮力测量的原理及阿基米德原理的应用，涉及密度、重力公式的应用，难度一般。
13.【答案】0.5 上浮
【解析】解：物体浸没水中排开水的体积：
V排=V=50cm3=5×10−5m3，
物体受到水的浮力：
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×5×10−5m3=0.5N；
物体的重力：
G=mg=0.045kg×10N/kg=0.45N；
∵F浮>G，
∴松手后物体会上浮。
故答案为：0.5；上浮。
(1)已知物体的体积(浸没在水中排开水的体积)，根据阿基米德原理求物体受到的浮力；
(2)知道物体的质量利用G=mg求出重力，根据物重和浮力的大小关系判断物体的浮沉。
本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的了解与掌握，物体完全浸没后浮力大于重力时物体将上浮；浮力等于重力时物体将悬浮；浮力小于重力时物体将下沉。
14.【答案】等于 乙 偏小
【解析】解：
同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，则F浮甲=F浮乙=G，即浮力是相同的；
由图可知，密度计在乙液体中排开的液体的体积小，根据ρ液=F浮gV排可知，乙液体的密度大，深度相同，根据p=ρgh可知，乙杯中液体对容器底的压强更大。
在取出密度计时，发现由于密封性能不良，吸管里渗入少许液体，密度计的质量偏大，浸入液体的体积偏大，由于密度计测量时是以所受浮力相同分析的，则根据F浮=ρ液gV排可知：所测出的液体的密度偏小。
故答案为：等于；乙；偏小。
(1)从图可知，密度计放在甲、乙液体中都漂浮，受到的浮力都等于密度计受到的重力，从而可以判断受到浮力的大小关系；
(2)根据密度计的浮沉情况判定液体密度的关系；根据p=ρgh判定容器底部压强的大小。
(3)由于吸管里渗入少许液体，密度计质量偏大，浸入液体的体积偏大，由于密度计的重力是不变的测量，即密度计的浮力相同，则根据根据F浮=ρ液gV排分析密度的偏差。
密度计是物体的沉浮条件的实际应用，要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题：放入不同的液体，液体密度越大，排开体积越小．
15.【答案】3×107 变小
【解析】解：轮船满载时受到的浮力：
F浮=G排=m排g=3000×103kg×10N/kg=3×107N；
当这艘轮船从河里驶入海里时，因船在海水中也处于漂浮状态，根据F浮=G船；则所受浮力不变；
由于ρ海水=1.03×103kg/m3>ρ水=1.0×103kg/m3，根据F浮=ρ液gV排可知：排开海水的体积变小。
故答案为：3×107；变小。
知道轮船的排水量，利用阿基米德原理可知船受到的浮力；
该船从河里驶入海里，因自重不变、水的密度变大，则根据漂浮条件和阿基米德原理可求得浮力及排开水的体积的变化。
本题考查了重力的计算、浮力的计算、物体的浮沉条件的应用，明确轮船的排水量与浮力的关系是解本题关键。
16.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查阿基米德原理以及力的示意图，较为简单。
浸在液体中的物体受到浮力的大小等于排开液体重力的大小，烧杯中的水受到重力和支持力的作用，据此分析。
【解答】
如图所示，弹簧测力计的2和3刻度之间分为5格，每一格为0.2N，故弹簧测力计的分度值为0.2N，故物体的重力大小为G1=3N，当物体浸在水中时，弹簧测力计的示数为F1=2.6N，故此时浮力为：F浮=G1−F1=3N−2.6N=0.4N；
故排开液体的重力为：G=0.4N，由于烧杯底部对水有支持力，故支持力的大小为F=0.4N，重力作图时要找到物体的重心，重力的方向竖直向下，故作图如下所示：
。
17.【答案】解：由题意和图示可知，小球悬浮在水中，则小球受到的浮力F浮=G=6N，方向竖直向上，作用点可画在重心处；选取标度为3N，则浮力的图示如下图所示：
【解析】由图可知小球在水中悬浮，受到的浮力和自身的重力相等，明确浮力的三要素，再确定一个标度，并用这个标度去准确表示出力的大小．
本题考查了物体浮沉条件的应用以及力的图示法，要注意力的图示必须要确立一个标度，这样才能准确表示力的大小．
18.【答案】(1)d、测量空桶的重力；d、a、c、b；
(2)a、c；
(3)Fa−Fc；Fb−Fd
【解析】解：(1)验证“阿基米德原理”实验，需要测出物体排开水的重力，需要先测出空桶的重力，由图示实验可知，实验遗漏的步骤是：测量空桶的重力；
实验时，先测出空桶的重力，然后测出物体的重力，再物体浸没在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据F浮=G−F示得出受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，因此合理的实验步骤是：d、a、c、b。
(2)根据F浮=G−F示得出受到的浮力，则实验步骤是a、c。
(3)由实验过程可知，物体浸没液体中受到的浮力：F浮=Fa−Fc，物体排开液体的重力：G排=Fb−Fd，如果满足：Fa−Fc=Fb−Fd，可以证明：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
阿基米德原理的内容：浸在液体中物体受到的浮力，大小等于被它排开的液体受到的重力；要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力，可根据F浮=G−F示得出，然后测出排开液体的重力，两者进行比较即可验证。
本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度，看学生能否掌握每个步骤，以及每一步要测量的对象，只要基本知识掌握扎实，题目不难做出。
19.【答案】(1)3.8 (2)1.4 AD(3)排开液体的重力 (4)A
【解析】略
20.【答案】解：
(1)金属零件重等于在空气中称时弹簧测力计的示数：G=F示1=2.7N，
物体受到水的浮力：
F浮=G−F示2=2.7N−1.7N=1N；
(2)由F浮=ρ水V排g得金属零件的体积：
V=V排=F浮ρ水g=1N1×103kg/m3×10N/kg=1×10−4m3；
金属零件的质量：
m=Gg=2.7N10N/kg=0.27kg，
金属零件的密度：
ρ金=mV=0.27kg1×10−4m3=2.7×103kg/m3；
(3)浸没在另一种液体时受到的浮力：
F浮′=G−F示3=2.7N−1.9N=0.8N，
由F浮=ρ液V排g得液体的密度：
ρ液=F浮′V排g=0.8N1×10−4m3×10N/kg=0.8×103kg/m3。
答：(1)该零件浸没在水中时受到的浮力为1N；
(2)该金属零件的密度为2.7×103kg/m3；
(3)另一种液体的密度为0.8×103kg/m3。
【解析】(1)在空气中称时弹簧秤的示数等于金属零件重，两次示数之差等于受到的浮力；
(2)求出了金属零件受到的浮力，知道水的密度，利用阿基米德原理求排开水的体积(零件的体积)；利用m=Gg求零件的质量，利用ρ=mV计算其密度；
(3)利用称重法求出浸没在另一种液体时受到的浮力，再利用阿基米德原理求另一种液体的密度。
本题是一道关于浮力测量和物体密度测量的典型习题，计算时注意物体浸没时排开液体的体积与自身的体积相等。在此为我们提供了一种测量物体密度的方法。
21.【答案】解：(1)由题可知，物体的重力：G=F1=15N，
则物体A浸没在水中受到的浮力：F浮=G−F2=15N−7.5N=7.5N；
(2)根据F浮=ρgV排可得，物体的体积：V=V排=F浮ρ水g=7.5N1×103kg/m3×10N/kg=7.5×10−4m3，
物体的质量：m=Gg=15N10N/kg=1.5kg，
则物体的密度：ρ=mV=1.5kg7.5×10−4m3=2×103kg/m3；
(3)物体的高度h物=VS物=7.5×10−4m375×10−4m2=0.1m=10cm，
将物体A放入容器中，且与容器底接触但对容器无压力，
慢慢向容器注水，待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm，
h物>h，
所以，物体A竖直向上移动8cm后，物体露出水面，露出水面的高度h露=8cm−5cm=3cm=0.03m，
物体A在露出水面之前，水的深度不变，根据p=ρgh可知，水对容器底部的压强不变，
物体A从露出水面到露出3cm的过程中，排开水的体积不断变小，水的深度下降，
根据p=ρgh可知，水对容器底部的压强减小，
物体A露出水面3cm后，排开水的体积减小少量△V排=h露S=0.03m×75×10−4m2=2.25×10−4m3，
所以，水面下降的高度△h=△V排S容=2.25×10−4m3120×10−4m2−75×10−4m2=0.05m，
水对容器底压强的变化量△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
答：(1)物体A浸没在水中受到的浮力为7.5N；
(2)物体A的密度为2×103kg/m3；
(3)物体A竖直向上移动8cm前后，水对容器底压强的变化量为500Pa。
【解析】(1)利用二次称重法计算物体A浸没在水中受到的浮力；
(2)物体浸没时排开液体的体积等于物体的体积，根据F浮=ρgV排可求，然后利用G=mg求出物体的质量，再利用ρ=mV计算物体A的密度；
(3)利用V=Sh求出物体的高度，进而可求物体A竖直向上移动8cm后露出水面的高度，求出物体排开水的体积的减少量，进而可求水面下降的高度，再利用液体压强公式计算水对容器底压强的变化量。
此题考查浮力、密度和压强的计算，是一道综合性较强的题目，难点在(3)关键是物体A竖直向上移动8cm后水面下降的高度。